废水处理方法

废水处理方法
【专利摘要】本发明提供一种可以维持生物处理池内的芽孢杆菌的优势、抑制伴随污水处理的污泥产生量、同时提高处理水的水质的废水处理方法。所述废水处理方法在生物处理池内通过微生物来净化废水，在微生物的生理学性质试验中，使具有硝酸还原性为+、淀粉分解性为?的性质且属于芽孢杆菌属的第一微生物和具有硝酸还原性为?、淀粉分解性为+的性质且属于芽孢杆菌属的第二微生物在所述生物处理池内占优势，以此净化所述废水。NITE BP-142620121012 NITE BP-142720121012
【专利说明】
废水处理方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种对生活废水或工业废水等含有有机物的废水进行生物分解处理， 直至水质达到废水标准的废水处理方法。
【背景技术】
[0002] 在废水处理中，标准活性污泥法或氧化沟法等生物处理与化学、物理净化方法相 比较不需要复杂的装置，副产物的生成少，投入的能源也少，因此在成本上来说是非常有利 的处理方法。特别是标准活性污泥法在短时间内可以处理大量的废水，并且操控也相对容 易，因此在经济发展迅速的新兴国家里也被广泛地普及。
[0003] 标准活性污泥法的系统大致上由曝气池(生物处理池）与沉淀池构成，曝气池通过 鼓风机向废水中吹入空气，以此创造好氧条件，使净化有机物的微生物活化，去除废水中的 有机物。沉淀池则分离活性污泥与处理水。之后将上层的处理水取出到外部，在经过适当的 后处理之后放出到环境中。另一方面，为了维持曝气池中所需的微生物浓度，活性污泥被返 送回曝气池中，剩余部分(剩余污泥)被取出到外部，作为工业废弃物进行最终处理。曝气池 中的微生物为剩余污泥的主要构成要素，即该剩余污泥为将废水中的有机物作为基质而生 长的微生物的团块。因此，伴随着废水中的有机物的去除，与之相对应地，污泥产生量也会 增加。
[0004] 另一方面，上述的生物处理中所利用的微生物在废水处理环境中天然地占优势或 有活性。此外，该微生物通过食物链从细菌到原生动物进行连接，并去除有机物。因此，生物 处理要花费较长时间来去除废水中的有机物。
[0005] 于是，提出了使用使芽孢杆菌占优势的手法来提高废水的处理速度的方案，并且 使其实用化，所述芽孢杆菌在废水处理环境中的微生物之中增殖速度快且可以大量生产分 解有机物的酶。即，例如在下述专利文献1~6中，提出了使芽孢杆菌在曝气池中占优势来进 行废水处理的方案。此外，在下述专利文献7~13中，提出了在曝气池内使芽孢杆菌占优势， 并添加维持其优势的含硅矿物质的方案。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本特开2010-155189号公报 [0009] 专利文献2:日本特开2009-142786号公报 [0010] 专利文献3:日本特开2009-131773号公报 [0011] 专利文献4:日本特开2009-142786号公报 [0012] 专利文献5:日本特开2008-18357号公报 [0013] 专利文献6:日本特开2007-105630号公报
[0014] 专利文献7:日本特开2005-329301号公报
[0015] 专利文献8:日本特开2005-295887号公报
[0016] 专利文献9:日本特开2004-344886号公报
[0017] 专利文献10:日本特开2002-263686号公报 [0018] 专利文献11:日本特开2002-113486号公报 [0019] 专利文献12:日本特开2001-286884号公报 [0020] 专利文献13:日本特开2001-162297号公报

【发明内容】

[0021] 本发明要解决的技术问题
[0022] 但是，在生物处理中，由于废水中的有机物被微生物同化，与之相随产生的剩余污 泥增加，存在污泥处理费用增高的问题，并且即使在使用芽孢杆菌的情况下也存在该问题。
[0023] 此外，在生物处理中，一般在有机物中即使去除碳成分的能力高，但是由于去除氮 和磷的能力低，有时在处理水中会残留废水标准以上的氮成分，在此情况下，在生物处理的 后段中需追加由根据离子交换法、反渗透膜过滤法、氨汽提法等物理化学性方法的除氮工 序所组成的附属设备。或者，作为生物性方法，必须准备利用硝化脱氮能力高的微生物的处 理条件。上述内容在增加处理成本的同时使系统复杂化，降低了效率。
[0024]因此，本发明的目的是提供一种可以维持芽孢杆菌在生物处理池内占优势，并抑 制伴随污水处理的污泥产生量，且提高处理水的水质的废水处理方法。
[0025]解决技术问题的技术方法
[0026]为了达到上述目的，本发明的废水处理方法为在生物处理池内通过微生物来净化 废水的废水处理方法，其特征在于，在微生物的生理学性质试验中，使具有硝酸还原性为+、 淀粉分解性为-的性质且属于芽孢杆菌属的第一微生物和具有硝酸还原性为_、淀粉分解性 为+的性质且属于芽孢杆菌属的第二微生物在所述生物处理池内占优势，以此净化所述废 水。
[0027]在本发明的废水处理方法中，所述第一微生物优选为属于甲基营养型芽孢杆菌 (Bacillus methylotrophicus)的微生物。
[0028]此外，所述第二微生物优选为属于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的微生物。 [0029]此外，所述第一微生物优选为具有序列号1的16S rDNA序列的微生物。
[0030]此外，所述第二微生物优选为具有序列号2的16S rDNA序列的微生物。
[0031]此外，所述第一微生物优选为属于芽孢杆菌属的甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)FET-〇08菌株(保藏号：NITE BP-1426)。
[0032]此外，所述第二微生物优选为属于芽孢杆菌属的芽孢杆菌sp . (Bacillus sp .) FET-037菌株(保藏号:NITE BP-1427)。
[0033]此外，优选添加含硅酸的矿物质并在所述生物处理池内使所述第一微生物与所述 第二微生物占优势。
[0034]此外，本发明提供属于芽孢杆菌属的甲基营养型芽孢杆菌FET-008菌株(保藏号： NITE BP-1426)。
[0035] 此外，本发明提供属于芽孢杆菌属的芽孢杆菌sp.FET-037菌株(保藏号:NITE BP-1427)。
[0036] 发明效果
[0037]根据本发明的废水处理方法，在微生物的生理学性质试验中，使具有硝酸还原性 为+、淀粉分解性为-的性质且属于芽孢杆菌属的第一微生物和具有硝酸还原性为-、淀粉分 解性为+的性质且属于芽孢杆菌属的第二微生物在所述生物处理池内占优势，以此净化所 述废水，因此，可以在抑制伴随废水处理的污泥产生量的同时，去除废水中的氮，并提高处 理水的水质。
【附图说明】
[0038]图1为示出用于实施本发明的废水处理法的生物处理装置的一个例子的结构示意 图；
[0039]图2为示出用于实施本发明的废水处理法的生物处理装置的其他例子的结构示意 图；
[0040]图3为示出实施例1的方法和比较例1的方法中的污泥产生量累计值的比较结果的 图表；
[0041 ]图4为示出实施例1的方法和比较例1的方法中的处理水中的总氮浓度的比较结果 的图表；
[0042]图5为示出试验例1中根据550nm的吸光度所测定的碘淀粉反应的显色结果的图 表；
[0043]图6为示出试验例2中测定的单位菌体浓度的蛋白质分解活性的结果的图表；
[0044]图7为示出试验例3中FET-008菌株的氮源同化特性的研究结果的图表，其中，（A) 为示出好氧条件的结果的图表，（B)为示出厌氧条件的结果的图表；
[0045]图8为示出试验例3中FET-037菌株的氮源同化特性的研究结果的图表，其中，（A) 为示出好氧条件的结果的图表，（B)为示出厌氧条件的结果的图表。
【具体实施方式】
[0046] 作为本发明的处理对象的废水，并无特别限定，只要是含有氮和有机物的废水即 可，例如可列举来自于家庭废水、谷类淀粉制造业、乳制品制造业、肉类中心、砂糖制造业、 畜牧业食品制造业、畜牧农业、肉制品制造业、肉类火腿香肠制造业、水产肉糜制造业、水产 食品制造业、有机化学工业制造业、无机化学工业制造业等的废水。
[0047] 关于本发明中所使用的微生物，作为第一微生物，是指具有硝酸还原性为+、淀粉 分解性为-的性质且属于芽孢杆菌属的微生物。此外，作为第二微生物，是指具有硝酸还原 性为_、淀粉分解性为+的性质且属于芽孢杆菌属的微生物。
[0048]在此，是否具有上述生理学性质的试验以常规的方法为基准，例如可以如下述内 容来进行(参照实验农艺化学上卷东京大学农艺化学教室著昭和49年发行p240、p242)。
[0049] (1)硝酸还原性
[0050] 向数份含有0.1 %硝酸钾、0.3 %肉浸液、0.5 %蛋白胨的蛋白胨水中接种菌并培 养，并分别在1天、2天、3天、5天之后取出，各添加 lml的下列A液和B液，并使其充分混合。30 分钟之内培养液如变为红色则表示存在亚硝酸(具有硝酸还原性）。
[0051 ] A液:使0.5g的α-萘胺在100ml的5N醋酸中加热并溶解。
[0052] B液:使0.8g的α-磺胺酸在100ml的5N醋酸中加热并溶解。
[0053] (2)淀粉分解性
[0054] 在含有浓度为0.2~1.0%的可溶性淀粉的琼脂培养基的平板上以线状接种细菌 并培养，生长后在该平板上注入碘液。菌落周围形成不变蓝的透明的带时，则表示淀粉分解 性(具有淀粉分解性）。
[0055] 具体的，作为上述第一微生物，本发明的发明人可以使用由生物废水处理的污泥 所分离出的属于芽孢杆菌属的甲基营养型芽孢杆菌FET-008菌株(保藏号:NITE BP-1426)。 以下将此菌株称为"FET-008菌株"。此外也可以使用甲基营养型芽孢杆菌CBMB205T (EU194897)菌株。
[0056]此外，作为上述第二微生物，本发明的发明人可以使用由生物废水处理的污泥所 分离出的属于芽孢杆菌属的芽孢杆菌sp.FET-037菌株(保藏号:NITE BP-1427)。以下将此 菌株称为"FET-037菌株"。此外也可以使用枯草芽孢杆菌枯草亚种(Bacillus subtilis subsp. Subtilis)DSM 10T(AJ276351)菌株、枯草芽抱杆菌枯草亚种NBRC3009菌株以及枯草 芽孢杆菌枯草亚种ATCC6051菌株等。
[0057] 以下示出FET-008菌株的菌学性质。
[0058] A ·形态性质
[0059] (1)细胞的大小：1·7Χ0·7μπι
[0060] (2)细胞的形状:杆菌
[00611 (3)运动性的有无
[0062] (4)胞子的有无:+
[0063] Β.培养性质
[0064] (1)营养琼脂培养基
[0065] (a)菌落颜色：乳白色
[0066] (b)菌落形态:无光泽，周缘部粗糙
[0067] (2)营养明胶培养基:液化
[0068] (3)石蕊牛乳培养基:酸生成，液化
[0069] (4)生长温度
[0070] (a)30°C： +
[0071] (b)60°C：-
[0072] C.生理学性质
[0073] (1)革兰氏染色性:+
[0074] (2)好氧性厌氧性的区别
[0075] (a)好氧性
[0076] (b)在厌氧性中的生长
[0077] (3)硝酸盐的还原:+
[0078] (4)MR 试验：_
[0079] (5八?试验:+
[0080] (6)硫化氢的生成：-
[0081] (7)梓檬酸的利用：_
[0082] (8)色素生成：_
[0083] (9)尿素酶活性:+
[0084] (10)氧化酶活性:-
[0085] (11)过氧化氢酶活性:+
[0086] (12)0F试验:葡萄糖非分解菌
[0087] (13)根据"API50CHB"的性状(商品名，希森美康株式会社）
[0088] (a)L_ 阿拉伯糖:+
[0089] (b)D_ 木糖：+
[0090] (C)D-葡萄糖:+
[0091] (d)D-甘露糖:+
[0092] (e)D_ 果糖:+
[0093] (〇〇-半乳糖：_
[0094] (g)麦芽糖:+
[0095] (h)蔗糖:+
[0096] ⑴乳糖:+
[0097] (j)海藻糖:+
[0098] (k)D_山梨醇：+
[0099] (1)0_甘露醇：+
[0100] (m)肌醇:+
[0101] (η)甘油:+
[0102] (〇)淀粉：_
[0103] D.16S rDNA序列
[0104] (1)序列信息:序列号1
[0105] (2)分子系统解析:归属于甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)
[0106] 以下示出FET-037菌株的菌学性质。
[0107] A.形态性质
[0108] (1)细胞的大小：1·8Χ0·8μπι
[0109] (2)细胞的形状:杆菌
[0110] (3)运动性的有无:+
[0111] (4)胞子的有无:+
[0112] Β.培养性质
[0113] (1)营养琼脂培养基
[0114] (a)菌落颜色:乳白色
[0115] (b)菌落形态:圆形，有光泽，周缘部粗糙
[0116] (2)营养明胶培养基:液化
[0117] (3)石蕊牛乳培养基:石蕊还原，液化
[0118] (4)生长温度
[0119] (a)30°C： +
[0120] (b)60°C：-
[0121] C.生理学性质
[0122] (1)革兰氏染色性:+
[0123] (2)好氧性厌氧性的区别
[0124] (a)好氧性
[0125] (b)在厌氧性中的生长
[0126] (3)硝酸盐的还原：_
[0127] (4)MR 试验：_
[0128] (5)VP 试验:+
[0129] (6)硫化氢的生成：_
[0130] (7)柠檬酸的利用：_
[0131] (8)色素生成：_
[0132] (9)尿素酶活性:+
[0133] (10)氧化酶活性:_
[0134] (11)过氧化氢酶活性:+
[0135] (12)0F试验:葡萄糖发酵菌
[0136] (13)根据"API50CHB"的性状(商品名，希森美康株式会社）
[0137] (a)L_ 阿拉伯糖:+
[0138] (b)D_ 木糖:+
[0139] (c)D-葡萄糖:+
[0140] (d)D_ 甘露糖:+
[0141] (e)D-果糖:+
[0142] (f)D-半乳糖：-
[0143] (g)麦芽糖:+
[0144] (h)蔗糖:+
[0145] ⑴乳糖：-
[0146] (j)海藻糖:+
[0147] (k)D_山梨醇:+
[0148] (1)0_甘露醇:+
[0149] (m)肌醇：+
[0150] (η)甘油:+
[0151] (〇)淀粉:+
[0152] D.16S rDNA序列
[0153] (1)序列信息:序列号2
[0154] (2)分子系统解析：归属于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)近缘的芽孢杆菌 sp.
[0155] 关于上述所说明的微生物，一般根据惯用于芽孢杆菌的方法来进行其培养、保存、 菌体分离等。例如，以营养型培养基为例，可通过营养培养基(〇. 3 %的肉浸液、0.5 %的蛋白 胨)或者LB培养基(0.5%的酵母膏、1%的蛋白胨、1%的氯化钠)等的培养基进行其培养。
[0156] 以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0157] 图1为示出实施本发明的废水处理法所需的生物处理装置一个例子的结构示意 图。该生物处理装置具备对废水进行生物处理的生物处理池1、调节向生物处理池1流入的 废水的流量调节池2以及在生物处理池1的底部的散气装置3,其中，散气装置3从鼓风机4经 由阀门5来供给空气，使在生物处理池1中进行处理的废水可以进行曝气。此外，从活性剂供 给池6经由阀门5a来向废水供给可以提高芽孢杆菌活性的活性剂。此外，为了测定生物处理 池1中的水质，还设置有氢离子浓度计(pH计)7和氧化还原电位计(ORP计)8。其中，氢离子浓 度计(pH计)7和氧化还原电位计(ORP计)8的测定值在控制部分9的内部进行演算，从而可以 控制鼓风机4和阀门5(曝气ON/OFF，或调节曝气风量)来获取适当的曝气量，或者控制来自 于活性剂供给池6的活性剂的供给(供给ON/OFF，或调节供给量）。在生物处理池1中完成规 定时间处理的废水被送往用于固液分离的沉淀池（图中未示出）中，其固体部分作为剩余污 泥被废弃处理，或者返送回生物处理池1中作为活性污泥进行再利用。此外，其液体部分会 被直接排放，又或者根据需要在达到废水标准的水质之后进行排放。
[0158] 在本发明中，使具有硝酸还原性为+、淀粉分解性为-的性质且属于芽孢杆菌属的 第一微生物和属于具有硝酸还原性为_、淀粉分解性为+的性质且属于芽孢杆菌属的第二微 生物在所述生物处理池1内占优势。"占优势"是指在生物处理池1内生存的生物相中其数量 占优势的意思。是否占优势可以通过以下方式得知:对生物处理池1内生存的生物相随机地 进行鉴定，求出属于芽孢杆菌属的微生物相对于其他生物种类以多大比例存在，进一步利 用微生物的生理学性质试验求出在该芽孢杆菌之中具有上述性质的芽孢杆菌以多大比例 存在。然后，具体而言，使在lmL生物处理池1内的污泥中，上述第一微生物和上述第二微生 物的菌数分别约为1 X 1〇7个~1 X 1〇1()个。
[0159] 作为使上述第一微生物和上述第二微生物各自在生物处理池 1内占优势的方法， 并无特别限制，例如可列举如下方法:在未流入生物处理池1内的废水中，或在已流入生物 处理池1内的废水中，又或者从沉淀池中被返送的活性污泥中添加具有上述性质的芽孢杆 菌，之后保持可以维持芽孢杆菌的处理条件。即通过在废水处理的初期阶段中添加上述微 生物，可以确保其数量在生物处理池1内生存的生物相中占优势，之后只要保持常规方法的 处理条件，在处理期间中，具有上述性质的芽孢杆菌即成为占优势的状态。或者也可以采用 如下方法:在使具有上述性质的芽孢杆菌占优势的废水处理进行之后，所得的剩余污泥因 为含有很多该芽孢杆菌的胞子等，所以可以将其添加到需要重新处理的废水中，之后再保 持可以维持芽孢杆菌的处理条件。这些用于占优势的方法可以容易地组合到以往的废水处 理系统中。
[0160] 作为废水的处理条件，以常规方法为基准来进行即可。典型的是，例如优选将生物 处理池1内处理废水的活性污泥的浓度(MLSS)控制在2000mg/L~2500mg/L的范围内，以及 将pH值控制在中性附近，即6.5~7的范围内。此外，也可以在生物处理池1内分阶段性的、连 续的或间歇的进行为了利用倾向于喜好厌氧性条件的微生物(脱氮菌、脱磷菌、反硝化聚磷 细菌等）的活性的处理、以及为了利用倾向于喜好好氧性条件的微生物(硝化菌、酵母、大肠 杆菌等）的活性的处理。在此情况下，虽然会因废水中的氮浓度以及磷浓度等而异，但优选 将该厌氧性条件下的氧化还原电位控制在 -150mV~-200mV的范围之内，将该好氧性条件下 的溶存氧量控制在2. Omg/1~3.5mg/L的范围之内。例如，在图1所示生物处理装置中，可以 通过调节来自该散气装置3的空气的供给来进行控制。但是，为了使在生物处理池1中完成 规定时间的处理的废水不残留作为臭气成分的氨，优选在最终工序中进行使硝化菌起作用 的好氧条件的处理，来完成在生物处理池1内中的处理。
[0161] 在本发明中，为了保持维持芽孢杆菌的处理条件，或者为了提高芽孢杆菌的活性， 可以在生物处理池1中向所需处理的废水中添加活性剂。例如，在图1所示生物处理装置中， 可以通过调节来自该活性剂供给池6的活性剂的供给来进行添加。作为活性剂，可例举含硅 酸的矿物质，具体而言，可列举硅酸盐、铁盐、镁盐、钙盐、铝盐、钛盐等。尤其是例如，从芽孢 杆菌的增殖的角度出发，生物处理池1内所需处理的废水中的有机物浓度升高时，为了促进 芽孢杆菌的增殖并维持处理性能，优选添加与废水中有机物的浓度相对应的活性剂。
[0162] 图2为示出用于实施本发明的废水处理法的生物处理装置的其他例子的结构示意 图。该生物处理装置与图1所示生物处理装置的不同点在于，该生物处理池1的底部设有多 个(图2中为3个)散气装置3。因此，该散气装置3从鼓风机4经由阀门5来供给空气，其散气量 调节为从废水供给一侧（图2中的左侧，下面称为"废水供给侧"）向废水排出一侧（图2中的 右侧，下面称为"废水排出侧"）逐渐增多，在生物处理池1内形成连续的厌氧区域和好氧区 域。此外，通过来自于散气装置3的散气量的梯度以及/或图中未示出的搅拌装置，使生物处 理池1内的废水从废水供给侧缓慢流向废水排出侧。
[0163] 因此，流入生物处理池1中的废水首先在生物处理池1内的厌氧区域中曝露于厌氧 条件下，在规定时间之后，在生物处理池1内的好氧区域中以规定时间曝露于好氧条件下。 由此可以在生物处理池1内高效地进行为了利用倾向于喜好厌氧性条件的微生物(脱氮菌、 脱磷菌、反硝化聚磷细菌等）的活性的处理以及为了利用倾向于喜好好氧性条件的微生物 (硝化菌、酵母、大肠杆菌等)的活性的处理。
[0164] 实施例
[0165] 通过列举以下的实施例来对本发明进行更具体的说明，但本发明的范围并不被这 些实施例所限定。
[0166] (比较例1)
[0167] 使用图1中所示的结构示意图的所述生物处理装置，并向该生物处理池1(容量2L) 中加入1L的污水试样，并使用添加普通的活性污泥，一边进行曝气的同时一边进行10天的 分批处理。此时控制曝气(0N/0FF以及曝气风量），使氢离子浓度(pH)在中性附近，即6.5~ 7〇
[0168] (实施例1)
[0169] 分别在处理开始前的污水试样1L中添加菌数约为1 X 108个/mL的FET-008菌株和 FET-037菌株，除此之外，进行了和比较例1同样的废水处理。
[0170] [评价]
[0171] 在处理开始的第0、2、4、8、10天，在生物处理池1内进行均匀混合，采取50mL的该处 理液，并通过自然沉降（离心)采取固体物质，测定其干燥重量，通过该值计算出生物处理池 的污泥产生量，并以该污泥产生量作为污泥产生量累计值。该结果示于图3中。
[0172] 此外，通过吸光光度法(JIS K 0102 45.2)测定了完成处理后的处理水(通过自然 沉降去除了固体物质的液体部分）的总氮浓度，并与处理开始前的废水的总氮浓度进行了 比较，其结果示于图4中。
[0173] 如图3所示，使用了 FET-008菌株和FET-037菌株的实施例1与进行了传统处理法的 比较例1相比，观察到33%的污泥减量效果。此外，如图4所示，进行了传统处理法的比较例1 几乎没有去除氮，于此相对，使用了FET-008菌株和FET-037菌株的实施例1中的总氮浓度从 处理开始前的22mg/L变为处理后的14mg/L，氮去除率高达46%。
[0174] 由上述可知，通过使用FET-008菌株和FET-037菌株来净化废水，能够抑制伴随废 水处理的污泥产生量，并去除废水中的氮，以此可以提高处理水的水质。
[0175] (试验例1)
[0176] 研究了 FET-008菌株和FET-037菌株的淀粉分解活性。
[0177] 因此，将FET-008菌株或FET-037菌株分别接种在营养培养基中，在30°C的条件下 培养一晚。此时，作为提高芽孢杆菌的活性的矿物质成分，将"Power Up A"（商品名，大成企 业社）添加到培养基中，使其为2mg/mL，并同样地进行培养。通过碘淀粉反应的显色反应对 培养液中分泌得到的淀粉分解活性进行了比较。
[0178] 具体为，使用孔径为0.2μηι的过滤器过滤上述培养液，并在lmL该滤液中加入3mL的 0.5 %水溶性淀粉，60分钟后滴入碘溶液。如果有淀粉残留则会呈现碘淀粉反应所特有的紫 色，如果淀粉被分解则不会变色。其中该显色是根据550nm的吸光度所测定的。
[0179]其结果为，由图5所示可知，对于FET-037菌株，不论是否添加了矿物质成分，所添 加的淀粉消失，淀粉分解活性高。还可知，与其相比，对于FET-008菌株，不论是否添加了矿 物质成分，所添加的淀粉残留，淀粉分解活性低。以上的结果也符合上述细菌学性质中的 "API50CHB"（商品名，希森美康株式会社)的关于淀粉的性状。
[0180] (试验例2)
[0181] 研究了FET-008菌株和FET-037菌株的蛋白质分解活性。
[0182] 具体为，将与试验例1同样方法所配制的培养液的滤液放入荧光蛋白质分解酶检 测试剂盒(赛默飞世尔科技社）中，测定培养液中分泌得到的蛋白质分解活性。蛋白质分解 酶存在时该试剂盒的荧光强度升高，测定的荧光强度除以表示菌体浓度的600nm的吸光度， 以此作为单位菌体浓度的蛋白质分解酶活性并进行了比较。
[0183] 其结果为，由图6所示可知，未添加矿物质成分时，不论是FET-008菌株还是FET-037 菌株，其培养液中的蛋白质分解活性都未达到检测下限，但若添加矿物质成分，则能检 测到蛋白质分解活性。且FET-008菌株的蛋白质分解活性比FET-037的蛋白质分解活性要 尚。
[0184] 此外，作为确认，通过乳蛋白将不溶于水的酪蛋白添加到培养后的培养液时观察 到了酪蛋白的溶解，这表示该酪蛋白通过蛋白质分解酶被低分子化。
[0185] 上述试验例1和试验例2的结果示出，FET-008菌株和FET-037菌株的废水中的有机 物分解能力优异，特别是，FET-008菌株的蛋白质分解能力优异，FET-037菌株的淀粉分解能 力优异，且通过使用这些芽孢杆菌可以在净化废水的同时也使污泥产生量减量。
[0186] (试验例3)
[0187] 研究了FET-008菌株和FET-037菌株的氮源同化特性。
[0188] 首先，将FET-008菌株或FET-037菌株分别接种在营养培养基中，在30°C的条件下 培养一晚。通过离心分离收集菌体，使用磷酸盐缓冲生理盐水进行洗涤与再浑浊，清除培养 基成分。
[0189] 另一方面，改变枯草芽孢杆菌基础培养基，配制了添加氨氮或者硝态氮作为氮源 的基础培养基，其组成如下述表1所示。
[0190] [表 1]
[0191]
[0192] 向此基础培养基中接种上述菌体悬浊液，在好氧条件或厌氧条件以及30°C的条件 下进行了五天的振荡培养。
[0193] 培养后，通过测定0D600来比较菌的增殖。此外，通过格里斯罗梅恩（Griess-Romijn)亚硝酸盐检测试剂以及格里斯罗梅恩硝酸盐检测试剂(和光纯药社)检测出培养基 中亚硝态氮以及硝态氮的存在，通过使用测试包(共立理化学研究所社)检测氨氮的存在。 分别将FET-008菌株的检测结果示于图7和表2，FET-037菌株的检测结果示于图8和表3。
[0194] [FET-008菌株的评价]
[0195] 如图7A、B所示，FET-008菌株在好氧条件下以氨氮为氮源进行培养时，不论是否添 加了矿物质成分，菌将氨氮同化而进行了增殖。另一方面，FET-008菌株在厌氧条件下进行 培养时，不论是否添加了矿物质成分，菌几乎不能同化氨氮，没有进行增殖。这表示了虽然 在以氨氮作为氮源的体系中，细菌同化了氨并进行了菌的分裂以及生长，但是对于FET-008 菌株，其氨的同化对氧有着很强的依赖性。
[0196]与此相对的是，关于FET-008菌株的硝态氮同化，如未添加矿物质成分时，虽然在 厌氧条件下确认到菌的一些增殖，但是几乎不能同化硝态氮，在好氧条件下菌完全没有进 行增殖。另一方面，如添加矿物质成分时，无论是好氧条件还是厌氧条件都观察到了菌的增 殖。这表示了，不论是好氧条件下的还是厌氧条件下的硝酸还原反应，都通过矿物质成分被 活化，且在将硝酸还原为氨之后进行了氨同化。此外，推测在厌氧条件下，氨同化反应中不 仅需要矿物质成分也需要硝酸。
[0197] 表2为示出培养后的培养基中氮成分的残留状况的表。
[0198] [表 2]
[0199]
[0200] 如表2所示，在好氧条件下，以硝态氮为氮源的体系中，确认到了亚硝酸和氨的生 成。这表示硝态氮经由亚硝酸还原为氨。此外，可以得知在厌氧条件下通过添加矿物质成分 强化了硝酸还原。
[0201] [FET-037菌株的评价]
[0202]如图8A、B所示，FET-037菌株在好氧条件下以氨氮为氮源进行培养时，不论是否添 加了矿物质成分，菌将氨氮同化而进行了增殖。另一方面，FET-037菌株在厌氧条件下进行 培养时，不论是否添加了矿物质成分，细菌几乎不能同化氨氮，没有进行增殖。这表示了虽 然在以氨氮作为氮源的体系中，细菌同化了氨并进行了菌的分裂以及生长，但是对于FET-037 菌株 ，其氨的同 化对氧有着很强的依赖性。
[0203]与此相对的是，关于FET-037菌株的硝态氮同化，如未添加矿物质成分时，虽然在 好氧条件下确认到菌的一些增殖，但是几乎不能同化硝态氮，在厌氧条件下菌完全没有进 行增殖。另一方面，如添加矿物质成分时，无论是好氧条件还是厌氧条件都观察到了细菌的 增殖。这表示了，不论是好氧条件下的还是厌氧条件下的硝酸还原反应，都通过矿物质成分 被活化，且在将硝酸还原为氨之后进行了氨同化。此外，推测在厌氧条件下，氨同化反应中 不仅需要矿物质成分也需要硝酸。
[0204] 表3为示出培养后的培养基中氮素成分的残留状况的表。
[0205] [表 3]
[0206]
[0207]如表3所示，在好氧条件下，以硝态氮为氮源的体系中，确认到了亚硝酸和氨的生 成。这表示硝态氮经由亚硝酸还原为氨。此外，可以得知在厌氧条件下通过添加矿物质成分 强化了硝酸还原。
[0208] 附图标记说明
[0209] 1:生物处理池
[0210] 2:流量调节池
[0211] 3:散气装置
[0212] 4:鼓风机
[0213] 5、5a:阀门
[0214] 6:活性剂供给池
[0215] 7:氢离子浓度计(pH计）
[0216] 8:氧化还原电位计(0RP计）
[0217] 9:控制部分
[0218]
[0219]
[0220] 受理局记入栏
[0221]
[0222] 国际事务局记入栏 1
【主权项】
1. 一种废水处理方法，其为在生物处理池内通过微生物来净化废水的废水处理方法， 其特征在于，在微生物的生理学性质试验中，使具有硝酸还原性为+、淀粉分解性为-的性质 且属于芽孢杆菌属的第一微生物和具有硝酸还原性为-、淀粉分解性为+的性质且属于芽孢 杆菌属的第二微生物在所述生物处理池内占优势，以此净化所述废水。2. 根据权利要求1所述的废水处理方法，其中，所述第一微生物为属于甲基营养型芽孢 杆菌(Bacillus methylotrophicus)的微生物。3. 根据权利要求1或2所述的废水处理方法，其中，所述第二微生物为属于枯草芽孢杆 菌(Bacillus subtilis)的微生物。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的废水处理方法，其中，所述第一微生物为具有序 列号1的16S rDNA序列的微生物。5. 根据权利要求1~4中任一项所述的废水处理方法，其中，所述第二微生物为具有序 列号2的16S rDNA序列的微生物。6. 根据权利要求4所述的废水处理方法，其中，所述第一微生物为属于芽孢杆菌属的甲 基营养型芽孢杆菌FET-008菌株(保藏号:NITE BP-1426)。7. 根据权利要求5所述的废水处理方法，其中，所述第二微生物为属于芽孢杆菌属的芽 孢杆菌sp · FET-037菌株(保藏号:NITE BP-1427)。8. 根据权利要求1~7中任一项所述的废水处理方法，其中，添加含硅酸的矿物质，使所 述第一微生物和所述第二微生物在所述生物处理池内占优势。9. 属于芽孢杆菌属的甲基营养型芽孢杆菌FET-008菌株(保藏号:NITE BP-1426)。10. 属于芽孢杆菌属的芽孢杆菌sp .FET-037菌株(保藏号:NITE BP-1427)。
【文档编号】C12R1/07GK106068243SQ201580007005
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年2月3日 公开号201580007005.X, CN 106068243 A, CN 106068243A, CN 201580007005, CN-A-106068243, CN106068243 A, CN106068243A, CN201580007005, CN201580007005.X, PCT/2015/52947, PCT/JP/15/052947, PCT/JP/15/52947, PCT/JP/2015/052947, PCT/JP/2015/52947, PCT/JP15/052947, PCT/JP15/52947, PCT/JP15052947, PCT/JP1552947, PCT/JP2015/052947, PCT/JP2015/52947, PCT/JP2015052947, PCT/JP201552947
【发明人】田口和之, 安田圭吾, 花井洋辅, 阿部哲弥, 前秀晴
【申请人】富士电机株式会社