专利名称：：生物质处理方法、堆肥、畜产用铺料以及生物质用处理剂的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种生物质处理方法，由该方法制备的堆肥和家畜用铺料，以及生物质用处理剂。更详细的是，本发明涉及一种可以在使含氮生物质的温度上升的同时使硝酸态氮减少，并且可以抑制地球温暖化气体发生的生物质处理方法，由该方法制备的堆肥和畜产用铺料，以及生物质用处理剂。
背景技术：
：一般，作为由生物来源的有机物资源构成的材料，已知有生物质，例如家畜的排泄物和下水处理剩余污泥。所谓下水处理剩余污泥是通过而获得的污泥。生物质与石油等化石资源不同，由于可以作为不增加大气中的二氧化碳的资源，例如堆肥或能量再利用而受到关注。但是，在许多情况下，无法将生物来源的废弃物按原样作为生物质利用，需要对该废弃物实施特定的处理。例如，将家畜的排泄物，下水处理剩余污泥等含氮废弃物按原样废弃，或例如无法作为堆肥再利用，需要从含氮废弃物中除去氨等臭气成分，进行减少含氮废弃物中的水分含量等处理。而且，例如通过将有机性废弃物单独放置，对有机性废弃物实施通过微生物进行的分解和发酵处理的方法中，由于脂肪酸，胺等恶臭成分继续产生，因此必须进行使有机性废弃物的恶臭减少的处理。在自然的使多种微生物共存的放置等进行的分解和发酵方法中，存在着分解处理不稳定，分解处理无法再现等问题。以往，为了减少家畜的排泄物中的尿等水分的含量，一直使用的是在家畜的排泄物中配合例如锯末等有机材料，使该排泄物中的水分吸收并扩散到有机材料中去的方法。这种情况下，在家畜的排泄物中，碳成分，只作为家畜的消化残渣的食物纤维和作为前述有机材料而存在，在家畜的排泄物中以微生物可以利用的形态存在的碳成分少。因此，家畜的排泄物中的蛋白质等氮成分过量存在，氨产生并蓄积，家畜的排泄物的pH呈现碱性。而且，家畜的排泄物中的铵离子通过释放质子而形成氨气，该氨气在大气中作为臭气物质挥散。这就成了初期的堆肥化的大问题。作为用于解决这个问题的方法，已知有如专利文献l-3中记载的在处理对象物中添加微生物材料和碳成分例如糖或有机酸的方法。作为市售的前述碳成分，已知有例如日清制粉林式会社制的74—》卜*3》求，^^卜A37求，力口卩一3y求，7夕七》37;K和T^义卜3》求。在实际的堆肥化处理的现场，进行木醋液等的添加处理，或进行通过添加碳成分而进行的发酵促进处理，或进行采用市售的除臭剂等的处理。但是，前述通过微生物材料进行的处理对象物的分解反应是氧化的分解反应，在处理对象物中存在微生物容易吸收的物质例如有机酸和糖时，处理对象物中的氧被微生物的呼吸急剧消耗。因此，处理对象物中形成缺氧状态(厌氧状态)，有机酸在糖代谢过程中蓄积，处理对象物的pH降低。因此，产生可以防止从处理对象物中产生氨臭的已知为地球温暖化气体的曱烷气体，或由于低分子有机酸的挥发而产生氨之外的臭气，或通过厌氧发酵达到处理对象物的成熟需要很长时间。而且，通过只配合有机材料等使处理对象物的水分含量降低，这导致处理对象物自身体积增加，处理对象物的堆肥化需要很长时间。一直尝试的方法是通过不添加碳水化合物，而向处理对象物中添加例如作为食品废弃物的油来试图解决前述问题。但是，人们担心例如由于堆肥的液化产生的通气不良所引起的缺氧，以及由于完成堆肥中所含的未分解油脂而引起的作物的发芽抑制。因此，以往，作为在发酵处理有机性废弃物的过程中产生的氨、胺等臭气的生物学处理方法，已知有像专利文献46中所记载的那样的采用特定微生物的处理方法。专利文献4公开了通过在畜粪中配合栗褐芽孢杆菌(Bacillusbadius)，使氨等臭气物质同化从而使之降低的方法。专利文献5公开了通过在畜粪、下水污泥等有机物原料中配合芽孢杆菌属、微球菌属(Micrococcus)等超高温菌，并且一边通气一边发酵有机物原料，从而降低来自有机物原料的臭气和有机物原料中的水分含量的方法。专利文献6公开了通过采用史氏芽孢杆菌(Bacillussmithii)等微生物同化氨等臭气化合物从而防止臭气产生的方法。除了上述通过氨等的同化防止臭气产生的方法之外，已知还有通过采用微生物的硝化和脱氮法防止臭气产生的方法。该方法，通过硝化细菌(氨氧化细菌，亚硝酸氧化细菌)与脱氮菌的作用，除去作为氮的铵离子，硝酸离子以及亚硝酸离子，从而防止臭气的产生。专利文献1:美国专利第5364788号说明书专利文献2:特许第2553727号公报专利文献3:特开2000-197478号公才艮专利文献4:特开平7-163336号7>净艮专利文献5:特开平11-292674号公报专利文献6:特开2005-130820号>^才艮
发明内容可是，专利文献4所公开的处理方法，由于吸收氨等臭气物质的栗褐芽孢杆菌的生长温度在2538X:附近，因此在除臭处理后，为了废弃畜粪，或作为生物质再利用，还需要进一步的杀菌以及分解处理等工序。而且，还存在着在通过氨等的同化除臭的过程中，产生地球温暖化气体例如甲烷气体和一氧化二氮这样的问题。专利文献5所公开的方法中，由于通过在ioox:附近的发酵而同时进行除去水分以及分解处理，因此难以获得通过微生物进行的生物质的分解与微生物的最适7JC分含有率之间的平衡。而且，在使用例如通过上述微生物产生的处理物作为堆肥时，还存在着即4吏在处理中4吏用前述方法中的<壬一种，也无法充分减少处理物中的硝酸态氮这样的问题。硝酸态氮是7JC质污染物质，如果处理物中含有高浓度的硝酸态氮，则引起封闭性水域的富营养化这样的问题，并且可以认为其是地下水污染的成因物质。引用文献6所公开的处理方法中存在着在通过氨等的同化进行的处理过程中，产生甲烷和一氧化二氮这样的问题。通过公知的硝化和脱氮法防止臭气产生的方法中，存在着需要至少两种硝化细菌和1种脱氮菌总计3种微生物，以及两种处理槽(厌氧处理用处理槽以及好氧处理用处理槽)。而且，还存在着由于硝化细菌的生长速度非常緩慢，因此处理时需要很长时间这样的问题。通过本发明人的积极研究，结果发现通过使用土芽孢杆菌属的微生物作为可以处理含氮生物质的微生物，上述问题得以解决，从而完成了本发明。本发明的目的在于提供一种在使水质污染物质降低的同时抑制臭气和地球温暖化气体产生，进而使完成的堆肥或畜产用铺料中的氮成分减少，而且通过高温可以在短时间内容易地处理含氮生物质的生物质处理方法。本发明的另一个目的在于提供由前述处理方法制造的堆肥及畜产用铺料，以及生物质用处理剂。在本发明的一个方式中，提供了一种生物质处理方法，该方法具备下述工序在含氮生物质中配合具有脱氮功能的土芽孢杆菌属的微生物和促进由该土芽孢杆菌属的微生物进行的含氮生物质发酵的发酵促进材料。本发明的另一个方式中，还提供了由前述生物质处理方法制造的堆肥。本发明的另一个方式中，还提供了由前述生物质处理方法制造的畜产用铺料。本发明的另一个方式中，还提供了可以在含氮生物质处理中使用的含有具有脱氮功能的土芽孢杆菌属微生物，和促进由该土芽孢杆菌属图l(a)是表示由堆肥的表面向内50cm处的温度经时变化的图，(b)是表示由堆肥的表面向内20cm处的温度经时变化的图。图2是显示对于堆肥化处理中的微生物，通过DGGE法进行电泳的结果的照片。具体实施例方式以下，就将本发明具体化到通过生物质处理方法制造的堆肥和畜产用铺料的实施方式进行详细说明。本实施方式所涉及的生物质处理方法具备如下工序在含氮生物质中配合具有脱氮功能的土芽孢杆菌属微生物和促进该微生物增殖以及由该微生物进行的含氮生物质发酵的发酵促进材料。通过该配合工序将含氮生物质最终堆肥化。在本实施方式中使用的含氮生物质的具体例子只要是含氮生物质则没有特别的限定，例如，可以列举牛、猪、羊、马、鸡等家畜的排泄物(粪尿)，下水处理污泥以及厨房垃圾等食品废弃物。土芽孢杆菌属微生物通常是具有革兰氏染色阳性以及芽孢形成能力的通性厌氧细菌，本实施方式中涉及的土芽孢杆菌属微生物还具有脱氮功能、氨同化能力和硝酸态氮同化能力。作为土芽孢杆菌属微生物，优选最适生长温度范围在5070"C的高温区域，而且最适生长pH范围在6~8的中性附近的细菌。具有脱氮功能的细菌，将亚硝酸盐或硝酸盐经过例如一氧化氮最终还原为氮(N2)。作为本实施方式中涉及的土芽孢杆菌属微生物，可以列举嗜热脱氮土芽孢杆菌(Geobacillusthermodenitrificans),嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillusstearothermophilus),Geobacilluskaustophilus，Geobacillussubterranens，高温烷烃地芽孢杆菌(Geobacillusthermoleovorans),Geobacilluscaldoxylosilyticas。这其中,优选于2005年12月26日保藏于日本独立行政法人制品评价技术基础机构特许微生物保藏中心的嗜热脱氮土芽孢杆菌(保藏编号为NITEBP-157)。例示的前述土芽孢杆菌属微生物均为公知的微生物，因此可以使用在各微生物保藏机构保藏和保管的微生物，也可以使用通过公知的筛选法从自然界分离的微生物。土芽孢杆菌属微生物是高温菌，在含氮生物质中约501C以上开始增殖，同时由于发酵热使得含氮生物质升温到约7or;以上。由于这种高温的发酵热含氮生物质中的多余水分蒸发，同时促进了高分子有机物的4氐分子化。进而，由于高温的发酵热，进行硝化的亚硝酸菌和硝酸菌以及产甲烷菌的增殖受到抑制。本实施方式中涉及的土芽孢杆菌属微生物在含氮生物质中不仅由于脱氮功能而导致硝酸态氮减少，而且进行对由于氨同化作用而导致的氨态氮减少，以及由于硝化菌的增殖抑制作用而导致的硝酸态氮的产生的抑制。对于植物来说，氮、磷酸和钾是三大营养素。氮以硝酸态氮的形态被摄入到植物体内，被利用于例如蛋白质的合成中。另一方面，已知动物如果摄取过量硝酸态氮则引起缺氧症状。因此，在含氮生物质作为堆肥提供给土壤时，防止由于过剩的硝酸态氮在土壤中蓄积而引起的硝酸态氮污染很重要。通常，在微生物的硝化和脱氮作用中，通过作为硝化菌的氨氧化菌、亚硝酸氧化菌和脱氮菌的作用，含氮生物质中的氨态氮(NH/)、亚硝酸态氮(N02-)和硝酸态氮(N(V)作为氮气被释放到大气中。一般而言，在好氧条件下通过生长的化学合成独立营养菌(硝化菌)而进行硝化，在厌氧条件下通过生长的脱氮菌而进行脱氮。因此，为了进行利用硝化和脱氮的堆肥化，需要至少3种微生物和2个处理槽(厌氧处理用的处理槽和好氧处理用的处理槽)。进而，由于硝化菌的生长速度非常慢，因此只用硝化菌的处理方法中存在处理需要很长时间的缺点。在本实施方式中，通过发酵促进材料以及具有脱氮功能的土芽孢杆菌属微生物的作用，含氮生物质的温度迅速上升到50C以上。因此，不能保持含氮生物质中进行氨态氮氧化的硝化菌的增殖所适应的温度和时间。也就是说，与由氨态氮制成硝酸态氮的反应(硝化)相关的氨氧化细菌亚硝化单胞菌(Nitrosomonas,最适生长温度20~30匸)和亚硝酸氧化细菌硝化杆菌(Nitrobacter,最适生长温度35~42X:)的活动受到抑制。因此，不由氨态氮生成硝酸态氮，不发生作为硝化产物的亚硝酸态氮和硝酸态氮的蓄积。此时，由于土芽孢杆菌属微生物具有氨同化能力(氨吸收能力)，因此含氮生物质中的氨态氮作为用于微生物增殖的营养源来利用。因此，可以认为能够回避在通常的堆肥化过程中成为问题的作为臭气化合物的氨气的发生。进而，作为原料的含氮生物质中所含的硝酸态氮，在堆肥化进行和土芽孢杆菌属微生物的增殖所引起的厌氧状态中，由于土芽孢杆菌属微生物所具有的脱氮作用而还原成氮气(N2)，释放到大气中。此时，含氮生物质中形成厌氧状态，但由于含氮生物质的温度远远超过产甲烷菌可以增殖的温度，因此不产生畜粪的常规堆肥化中产生的甲烷气体。作为产甲烷菌可以增殖的温度，例如>夕乂夕^7只廿一乇74^义可以增殖的温度为55"C以下。因此，本实施方式中不产生在常规堆肥化过程中大量释放的甲烷气体等地球温暖化气体。通过这种机制，本实施方式中可以同时除去含氮生物质中的氨态氮和硝酸态氮。更具体的是，粪中所含的食物纤维(纤维素，半纤维素)被微生物或后述的发酵促进材料来源的纤维素酶和木聚糖酶，从微生物可以利用的二糖类转变成五糖类例如低聚纤维醣和低聚木糖。由此，过剩的氮源和微生物可以利用的碳源的比例(C/N比)被调整至对于微生物而言容易利用的比率。而且，产生的氨迅速地被摄入到菌体中，在含氮生物质中的氨浓度降低的同时，可以抑制臭气成分的产生。此外，由于在含氮生物质中添加的土芽孢杆菌属微生物是芽孢形成菌，因此被菌体摄入的氮成分被摄入到芽孢内。这种摄入的氮成分，与其它细菌的情况不同，细菌死亡后，减少了由菌体向氨的变化。因此，堆肥化中氨浓度被抑制到很低，不进行由亚硝酸菌和硝酸菌所引起的硝化反应，因此完成堆肥中的硝酸体氮降低。进而，在通过亚硝酸菌从氨(羟胺)转化为亚硝酸时，由于缺氧状态引发的已知为地球温暖化气体的一氧化二氮的产生也受到了抑制。如果在含氮生物质中添加发酵促进材料，则伴随含氮生物质的低分子化，本来混入于含氮生物质中的中温菌等微生物增殖，产生发酵热。作为发酵促进材料，优选为多糖类分解酶和有机质材料。作为多糖类分解酶，可以列举例如纤维素酶、木聚糖酶和果胶酶。作为多糖类分解酶，通常可以列举从其末端分解多糖类聚合物的外切型多糖类分解酶和在其中途分解多糖类聚合物的内切型多糖类分解酶。这些多糖类分解酶都可以在本实施方式中使用。多糖类分解酶的活性化温度为iox:6or;，优选为55x:。作为有机材料，可以列举例如油粕、米糠、麦糠、玉米浸渍液、红糖、大豆油粕、肉粕、干血粉、鸡粉、鱼粕、干制鲣鱼的煮粕、蛹粕、酵母提取粕、和啤酒粕。以这些有机材料作为食辨，中温菌开始增殖。前述发酵促进材料的具体例子，可以分别单独使用，也可以组合使用它们中的两种以上的物质。中温菌原本多存在于土壤中，因此为了将中温菌混入于含氮生物质中，可以在含氮生物质中配合适量的土壤。作为本实施方式中涉及的中温菌，为了使含氮生物质由常温升温到中温域(约50"C以下的温域)，优选至少在2on5ox:的范围内可以增殖的菌。作为中温菌，可以列举例如蜂房芽孢杆菌(B.alvei)，淀粉分解芽孢杆菌(B.amylolyticus)、固氮芽孢杆菌(B.azotofixans)、环状芽孢杆菌(B.circulans)、葡糖分解芽孢杆菌(B.glucanolyticus)、幼虫芽孢杆菌(B.larvae)、灿烂类芽孢杆菌(B.lautus)、緩死芽孢杆菌(B.lentimorbus)、浸麻类芽孢杆菌(B.macerans)、马阔里芽孢杆菌(B.macquariensis)、帕布里芽孢杆菌(B.pabuli)、多粘芽孢杆菌(B.polymyxa)、日本甲虫芽孢杆菌(B.popilliae)、冷解糖芽孢杆菌(B.psychrosaccharolyticus)、尘埃芽孢杆菌(B.pulvifaciens)、解疏胺素芽孢孙菌(B.thiaminolyticus)、强壮芽孢杆菌(B.validus)、嗜碱芽孢杆菌(B.alcal叩hilus)、解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)、深褐芽孢杆菌(B.atrophaeus)、B.carotarum、坚强芽孢杆菌(B.firmus)、弯曲芽孢杆菌(B.flexus)、侧孢芽孢杆菌(B.laterosporus)、迟緩芽孢杆菌(B.lentus)、地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)、巨大芽孢杆菌(B.megaterium)、萆状芽孢杆菌(B.mycoides)、烟酸芽孢杆菌(B.niacini)、泛酸芽孢杆菌(B.pantothenticus)、短小芽孢杆菌(B.pumilus)、简单芽孢杆菌(B.simplex)、枯草芽孢杆菌(B.subtUis)、苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis)和球形芽孢杆菌(B.sphaericus)。在本实施方式中，优选在前述配合工序中在含氮生物质中再配合泥炭。所谓泥炭是通过腐殖化作用获得的物质，即水生植物、禾本科植物或苔藓类枯死后堆积，在厌氧条件下分解而生成的物质。泥炭有土块状，含有大量水，且含有许多放线菌喜好的腐植酸，因此通过添加到含氮生物质中而对放线菌的增殖有好的影响。作为放线菌，可以列举例如作为高温菌的高温放线菌属(Thermoactinomyces)和作为中温菌的链霉菌。放线菌，通过作为相当于lg材料的放线菌数为1x108CFU以上的含有高密度放线菌的材料来使用，已知对西红柿、茄子、黄瓜等苗枯萎病，黄瓜的蔓断裂病，菠菜枯萎病等病因的丝状真菌，以及西红柿、茄子、草莓等萎蔫病等病因的病原细菌具有拮抗性。已知放线菌也对于寄生于黄瓜、西红柿、甜瓜、菊、萝卜、菠菜等的根中使它们坏死的线虫害的成因的植物寄生线虫具有拮抗性。已知放线菌还具有菠菜萎蔫病的减低效果。因此，经土芽孢杆菌属微生物处理且含有放线菌的含氮生物质中可以预期病原抑制效果。由于放线菌原本多存在于土壤中，因此可以在通过土芽孢杆菌属微生物进行的含氮生物质的高温处理前在含氮生物质中配合适量的土壤，使放线菌增殖。作为放线菌，由于也存在许多喜好高温域的好热性菌，因此通过土芽孢杆菌属微生物进行的含氮生物质的高温化有助于高温放线菌属等放线菌的增殖。已知含有大量该放线菌的堆肥在作为牛舍等的铺料使用时，使乳牛的乳房炎的发生降低(参照《现代农业》日本社团法人农山渔村文化协会1993年3月号，第298页等)。发酵开始时含氮生物质中的水分含量没有特别限定，优选40~75质量％，更优选50~65质量％。含氮生物质中的水分含量在40质量％以下时，存在着中温菌和芽孢杆菌属的微生物无法充分增殖的危险。含氮生物质中的水分含量，可以通过加水处理或配合锯末、树皮等进行调整。在含氮生物质中，为了确保其通气性，可以配合例如多孔质物质。作为多孔质物质，可以列举例如稻壳、荞麦壳和珍珠岩。接着，对本实施方式中涉及的通过含氮生物质的处理方法制备的堆肥和畜产用铺料的作用进行说明。例如，在作为含氮生物质的家畜排泄物中配合土芽孢杆菌属微生物、作为发酵促进材料的纤维素酶时，家畜排泄物通过以下反应(作用)被分解。首先，作为第一次分解，家畜排泄物中的多糖类例如纤维素被纤维素酶分解并低分子化。随之，微生物以低分子化的纤维素(糖)作为食饰进行增殖。伴随微生物的增殖，含氮生物质中的温度向前述中温域上升。而且，通过利用中温菌的代谢/发酵热，作为高温菌的土芽孢杆菌属微生物选择性增殖。其结果是，家畜的排泄物的温度上升到4550X:附近。此时，通过搅拌、送风等空气混入作业，在家畜排泄物中积极地混合空气从而诱导土芽孢杆菌属微生物的好氧发酵。通过土芽孢杆菌属微生物旺盛地增殖，家畜的排泄物温度向高温域(约6ox:95x:)上升。优选的是，空气混入作业在家畜排泄物的处理结束为止重复进行1次或2次以上，更优选连续重复进行空气混入作业。家畜排泄物达到最高温度后，通过与微生物旺盛地增殖和代谢相伴的氧化，家畜的排泄物由好氧状态转移至厌氧状态。其结果是，家畜排泄物的温度徐徐下降。因此，优选家畜排泄物的温度从最高温度减少10-20"C时，通过切换作业实施空气混入作业。通过在高温域的处理，在家畜排泄物中进行例如水分含量的减少，有机物的低分子化，胺等臭气化合物的分解，好氧性发酵引起的甲烷气体等的发生抑制，以及高分子纤维、蛋白质等低分子化。而且，梭菌等具有腐败性的厌氧性细菌的增殖受到抑制，与此同时大肠杆菌群和已知为牛乳房il^因菌的黄色葡萄球菌等病原性细菌被杀菌。此外，家畜排泄物中所含的植物种子死亡。另一方面，具有病原拮抗作用的高温放线菌属等好热性放线菌的增殖在高温域受到促进。家畜排泄物的堆肥化反应终止后，家畜排泄物的温度如果接近前述中温~常温域，则作为中温菌的链霉菌等放线菌的增殖受到促进。放线菌增加了的家畜排泄物作为堆肥和家畜用铺料的评价明显高。家畜排泄物的堆肥化受空气的供给量、外部气温、水分量等所左右，但通常在30~45天结束。堆肥化结束时，由于家畜排泄物中的高分子有机物的低分子化以及水分含量的减少，家畜排泄物的温度降低。在通过堆肥化结束而制造的堆肥中，在牛粪堆肥中成为问题的污水减少，堆肥中的恶臭成分以及水分含量也显著减少。本实施方式具有以下优点。(1)在本实施方式中，在含氮生物质的处理中使用土芽孢杆菌属微生物。因此，与以往使用芽孢杆菌属的微生物的处理方法相比，在短时间内(本实施方式中为30~45天)处理就结束了。(2)通过同化氨、胺等臭气化合物，或者通过分解将它们除去，可以使含氮生物质的臭气减少。(3)由于进行采用微生物的分解和发酵处理，与燃烧法、净化法、吸附法等物理处理方法或化学处理方法相比，本实施方式所涉及的处理方法不需要复杂的装置和大量水。而且，本实施方式所涉及的处理方法的需要额外处理的二次处理物、即副产物少，还可以抑制化石燃料等能量的消耗量。(4)由于在高温处理时含氮生物质的温度上升到70X:以上，因此可以处理作为堆肥而不需要的物质，例如植物的种子残渣以及大肠杆菌。(5)通过土芽孢杆菌属微生物进行的高温处理中，含氮生物质的温度上升到6095t:。因此，由于与处理温度在ioot:附近的超高温菌相比，可以在低温下处理含氮生物质，因此可以容易地实现含氮生物质的分解进行与水分含有率之间的平衡。(6)在本实施方式中，可以在使用土芽孢杆菌属微生物的同一工序中同时进行臭气化合物的分解，对病原体等不需要的微生物进行的杀灭，对不需要的水分进行蒸发等处理。因此，可以不需要多个阶段的处理工序，在短时间内容易地处理含氮生物质。(7)在本实施方式中，可以将如果含有高浓度则引起导致封闭性水域富营养化问题并且被认为是地下水污染的成因物质的硝酸态氮，通过该还原处理和生成抑制，使其在堆肥中减少。(8)在处理过程中，可以使作为含氮生物质中由于成分的分解和低分子化而产生的温暖化气体的甲烷气体和一氧化氮减少。土芽孢杆菌属微生物，在高温处理时从含氮生物质中不产生甲烷气体和一氧化二氮。(9)通过土芽孢杆菌属微生物处理的含氮生物质作为堆肥在农田中使用时，可以抑制由于雨水而导致的含氮生物质作为堆肥污水(浊水)从农田5充出。(10)在本实施方式中，通过土芽孢杆菌属微生物进行含氮生物质的高温处理。其结果是，高温放线菌属等好热性放线菌的增殖在高温域受到促进。上述实施方式可以如下述方式改变。在上述实施方式中，使用土芽孢杆菌属微生物的含氮生物质的处理方法可以作为堆肥和畜产用铺料的制造方法来使用。但是，本实施方式的处理方法，也可以单独作为将原样废弃的物质例如导致环境恶化的家畜排泄物、下水处理污泥等废弃物处理成没有导致环境恶化的危险的处理物的方法来使用。此时，容易适当地废弃处理物。而且，土芽孢杆菌属微生物除了上述实施方式中涉及的用途之外，还可以在例如活用高温处理的土壤的消毒和杀菌处理等领域中使用。还可以使用含有土芽孢杆菌属微生物和发酵促进材料的生物质用处理剂处理含氮生物质。在这种情况中，可以在高温下处理含氮生物质，可以获得与本实施方式相同的效果。实施例接着，列举实施例和比较例，对前述实施方式进行更具体的说明。<微生物的分离和鉴定>首先，将在各种场所采集的成熟的牛粪来源的堆肥^已装有水或生理盐水的试管中后，用搅拌器剧烈搅拌，使堆肥中所含微生物从堆肥中溶出。釆取这种溶出液的一部分，加入到Schaeffer，s孢子形成培养基(0.8%营养肉汤(Difco)，27mMKCl，2mMMgS047H20，lmMCa(NO3)24H2O,0.1mMMnCl24H20和1pMFeS047H20)中于65n培养6小时。于ioox:将该培养物加热5分钟，使没有达到芽孢形成的营养体细胞死亡。然后，在含有前述微生物生长培养基成分的琼脂平板培养基中只播种芽孢形成菌，于65t:再进行培养，使菌落形成。通过上述方式分离出好热性芽孢形成细菌。然后，在由10g胰蛋白胨(Difco)，2g作为硝酸盐的硝酸钾和1L纯化水^117.5)构成的培养基中接种各种菌的菌落，于65C进行12小时的厌氧培A。用比色法(Roche:CatNo.l746081)定量硝酸浓度，用Kjeldahl法分析总氮量。分别测定培养前和培养后的硝酸浓度和总氮量，从而选择具有硝酸态氮同化能力和脱氮功能的好热性微生物。在本实施例中，鉴定了从自然界分离的菌林，结果判明了该菌林是嗜热脱氮土芽孢杆菌(Geobacillusttiermodenitrificans)。将该分离和经鉴定的热脱氮土芽孢杆菌保藏在独立行政法人制品评价技术基础机构特许微生物保藏中心(保藏编号NITEBP-157，保藏日2005年12月26日)。以下，在本实施例中，使用保藏的嗜热脱氮土芽孢杆菌。对于保藏的嗜热脱氮土芽孢杆菌(保藏编号NITEBP-157),下述表示的是生长形态所见和生化学所见。细胞的宽度0.5~1.0(—细胞的长度1.5~2.5(nm)DNAGC含量(摩尔％)51.8运动性-生长温度+生长温度70匸+生长pH9.0十脱氮能力+厌氧性下的生长十絲白水解+淀粉水解+利用性鼠李糖-纤维二糖+半乳糖+核糖+阿拉伯糖+柠檬酸+苯酚耐性20mM<堆肥化处理>使用家畜排泄物(肥育牛粪)作为含氮生物质，每周经时测定进行实施例1和比较例1中涉及的堆肥化处理时的含氮生物质中的温度、菌体的增殖程度、臭气浓度、温暖化气体的浓度和堆肥的成熟度。进而，每周经时分析堆肥成分。在肥育牛的家畜排泄物和作为水分调整材料的锯末总计501113中加入101113的各种菌，在实施例1中再加入含有纤维单胞菌属微生物K32A菌种来源(Cellulomonassp.K32A)的纤维素酶的发酵促进材料，开始处理反应。作为实施例1的种菌，使用嗜热脱氮土芽孢杆菌(Geobacillusthermodenitrificans,保藏号NITEBBP-157)。作为比较例1的种菌，使用主要含有二氧化碳嗜纤维菌属(Canocyt叩hagasp.)的"回返堆肥"制造用种菌(丰桥祠料林式会社，参照图2的(5))。<温度变化>在家畜的排泄物(堆肥)中，将从该排泄物的表层起50cm内温度的经时变化示于图l(a)中，从表层起20cm内温度的经时变化示于图l(b)中。图l(a)和图l(b)中各图中，在垂直方向上温度的急剧降低是在为了进行用于混入空气的堆肥搅拌作业而从堆肥中取出温度计时发生的。根据图l(a)和图l(b)中所示结果，实施例1中从处理开始约第5周时堆肥的发酵温度开始慢慢下降。总之，在处理开始约l个月~1个半月时确认了发酵所需要的低分子有机物枯竭，发酵处理开始结束。在实施例1的处理开始后第6周时，发现发酵温度进一步降低。由此，可以认为作为微生物的分解对象的低分子有机物枯竭，堆肥成熟了。另一方面，在比较例1中，处理开始后6周左右反应温度并没有降低。〈菌体的增殖(DGGE分析)>用DGGE(变性剂浓度梯度凝胶电泳)测定来评价上述实施例1和比较例1的含氮生物质处理过程中细菌群经时变化。DGGE，是通过在电泳中使用具有浓度梯度的DNA变性剂，例如含有尿素等的凝胶，基于菌种固有的GC比和AT比进行DNA的分离。通过对于通过电泳获得的DNA条带进行碱基分析，推定各条带来源的菌林的归属分类组。在本试验中，进行了公知的DGGE和碱基分析。即，在本试验中，电泳中使用10%聚丙烯酰胺凝胶和作为变性剂的尿素(浓度梯度在30~60%)，在200V下泳动3.5小时。泳动后，用SYBERGreen(TakaraBio公司制)染色凝胶，用CCD照相机拍摄在UV(310nm)照射下发光的条带。电泳的结果示于图2。图2,为了容易识别条带的位置，将电泳结果的照片通过反转其黑白来表示。使用获得的条带作为模板进行PCR后，用ABIPRISM3100DNA测序仪(AppliedBiosystems，CaUSA)进行PCR产物的碱基序列解读。从国际碱基序列数据库(GenBank/EMBL/DDBJ)中检索与所得碱基序列类似的碱基序列，通过BLAST进行同源性检索。在图2中，(l)表示家畜排泄物的泳动结果，(2)表示比较例1的处理开始后第2周的泳动结果，(3)表示比较例1的处理开始后第3周的泳动结果。(4)表示比较例1的处理开始后第6周的泳动结果，(5)表示在比较例1中使用的"回返堆肥"制造用种菌(丰桥饲料林式会社制)的泳动结果。(6)表示实施例1的处理开始后第2周的泳动结果，(7)表示实施例1的处理开始后第4周的泳动结果，(8)表示实施例1的处理开始后第6周的泳动结果，(9)表示实施例1的种菌(热脱氮土芽孢杆菌)的泳动结果。通过BLAST进行的同源性检索的结果是，将图2的各条带来源菌抹推定为归属于以下微生物种属。l-a):粪产械菌(Alcaligenesfaecalis)、l-b):肠球菌属(Enterococcussp.)、1-c):枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、2-a):不明、2國b):粪产械菌(Alcaligenesfaecalis)、2-c):嗜纤维菌属(Cytophagasp.)、2國d):硝化杆菌属(Nitrobactorsp.)、2-e):未培养的细菌、2-f):嗜纤维菌属(Cytophagasp.)、2-g):二氧化碳嗜纤维菌属(Capnocytophaga)、2國h):糖霉菌属(Glycomycessp.)、2-i):拟杆菌属(Bacteroidassp.)、3-a):不明、3-b):Knoelliasinensis、3-c):硝化杆菌属(Nitrobactorsp.)、3-d):嗜纤维菌属(Cyt叩hagasp.)、3誦e):二氧化碳嗜纤维菌属(Canocytophagasp.)、1(3-f):糖霉菌属(Glycomycessp.)、(3-g):不明、(3國h):拟杆菌属(Bacteroidassp.)、(3-i):不明、(4画a):硝化杆菌属(Mtrobactorsp.)、(^b):嗜纤维菌属(Cyt叩hagasp.)、(4國c):二氧化碳嗜纤维菌属(Canocytophagasp.)、(4画d):糖霉菌属(Glycomycessp.)、(4-e):拟杆菌属(Bacteroidassp.)、(4-f):不明、(4-g):不明、(5國a):硝化杆菌属(Nitrobactorsp.)、(5隱b):黄杆菌属(Flavobactriumsp.)、(5-c):二氧化碳嗜纤维菌属(Canocyt叩hagasp.)、(5画d):二氧化碳嗜纤维菌属(Canocytophagasp.)、(5-e):糖霉菌属(Glycomycessp.)、(6画a):热阴沟芽孢杆菌(Bacillusthermocloaceae)、(7-a):热阴沟芽孢杆菌(Bacillusthermocloaceae)、(7-b):芽孢杆菌属(Bacillussp.)、(7-c):枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、(8-a):乳酸杆菌属(Lactobacillussp.)、(8-b):反硝化硫微螺菌(Thiomicrospiradenitrificans)、(8-c):Glycomycesadzonensis、(8-d):Bacillusfortis、(8-e):烟酸芽孢杆菌(Bacillusniacini)、(8-f):短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus)、(8-g):枝芽孢杆菌属(Virgibacillussp.)、(8-h):硫化芽孢杆菌属(Sulfobacillussp.)、(8画i):嗜热脱氮土芽孢杆菌(Geobacillusthermodenitrificans)、认为图2(1)中检测出的细菌(l-ac)大部分是添加于肥育牛的辨料中的微生物材料(P-Bio2:东富士农产林式会社制)来源的细菌。这些细菌是对厩舍的除臭有效果的氨氧化细菌。但是，这些细菌在进行实施例l和比较例1的堆肥化的高温期时从家畜的排泄物中消失。在比较例1中，随着来源于种菌的(2-d):硝化杆菌属，(2-g):二氧化碳嗜纤维菌属,(2-h):糖霉菌属等堆肥化而形成优势，使堆肥的温度上升。在实施例1中，处理开始后第2周起堆肥的温度为70"C以上的高温，因此堆肥中的微生物群贫乏，在仅仅是对应于高温的微生物(Bacillus)选择性增殖这方面来说，与比较例1的微生物群差异显著。虽使用热脱氮土芽孢杆菌作为实施例1的种菌，但在堆肥化初期并没有发现其增殖，而是自第4周后的后期起检测出来。如图2所示，确认在实施例l中，处理开始后第6周时种菌热脱氮土芽孢杆菌大幅增加，处理过程中种菌有效增殖。<臭气浓度>采集由实施例1和比较例1的各堆肥所产生的氨、胺、硫醇和硫化氢，测定它们的浓度。具体而言，在堆肥中设置气体释放测定用腔，将产生的气体收集到TEDLAR袋中。用检测管(GASTEC公司制GV-100S)测定氨、胺、硫醇和硫化氢的浓度。这些测定结果示于表l。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>如表6所示，在实施例4、5中，相较于比较例2~5,存在更多高温放线菌(例如高温放线菌属等)。就好氧性高温菌而言，各实施例比各比较例中存在更多，它们均来源于种菌。因此，清楚了通过使用土芽孢杆菌属微生物实施堆肥化处理，可以使高温放线菌属等放线菌增殖。<硝酸盐的利用>测定土芽孢杆菌属微生物的硝酸除去率和全氮除去率。作为实施例6,使用嗜热脱氮土芽孢杆菌(保藏编号为NITEBBP-157,硝酸盐还原能力+，脱氮能力+)，作为比较例6，使用嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillusstearothermophilus，保藏编号ATCC7953,硝酸盐还原能力+，脱氮能力-)。在比较例6中使用的嗜热脂肪地芽孢杆菌(保藏编号ATCC7953)不具有脱氮能力，而嗜热脂肪地芽孢杆菌中也有具有脱氮能力的。首先，在由10g胰蛋白胨(Difco)、2g硝酸钾和lL纯化水(pH7.5)构成的培养基中接种各种菌，于65t:进行12小时的厌氧培养。用比色法(Roche:CatNo.l746081)定量硝酸浓度，用Kjeldahl法分析总氮量。分别测定培养前和培养后的硝酸浓度和总氮量，从而求出硝酸除去率和总氮除去率。测定结果示于表7。[表7表7<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>如表7中所示，实施例6中硝酸除去率为100%,总氮除去率为15.3%。另一方面，比较例6中硝酸除去率为100%，而总氮除去率为1.2%。嗜热脱氮土芽孢杆菌可以在厌氧状态和硝酸离子的存在下增殖，此时获得能量。因此，推测硝酸被还原为亚硝酸(硝酸盐还原能力)，进而亚硝酸被分解为氨、一氧化氮、一氧化二氮和氮气，释放到大气中。总而言之，通过上述评价方法，确认了热脱氮土芽孢杆菌具有脱氮功能。另一方面，嗜热脂肪地芽孢杆菌具有硝酸盐还原能力，而不具有脱氮能力，因此总氮量没有减少。可以认为摄入到体内的硝酸盐转化为氨，用于合成谷氨酸、谷酰胺、天冬酰胺等氨基酸。<鸡粪处理(氨态氮)>随时间测定使用家畜排泄物(鸡粪)作为含氮生物质进行实施例7和比较例7的堆肥化处理时含氮生物质中的高温菌数、有机质分解率、氨态氮的含量(100g干物中)、臭气浓度和温暖化气体的浓度。在生蛋鸡的排泄物和锯末总计501113中加入101113各种菌，开始处理反应。使用嗜热脱氮土芽孢杆菌(Geobacillusthermodenitrificans，保藏号NITEBBP-157)作为实施例7的种菌。使用主要含有二氧化碳嗜纤维菌属(Canocytophagasp.)的"回返堆肥，，制造用种菌(丰桥饲料株式会社，参照图2的(5))作为比较例7的种菌。用一次发酵槽进行3天分解处理，然后用带有吹风机的巷道(lane)式发酵槽进行分解处理一直到第24天。作为高温菌数，用与实施例l相同的方法求出用普通琼脂培养基在65"C的培养温度下增殖的细菌数。分别用与实施例1相同的检知管和气相色镨测定臭气的浓度和温暖化气体的浓度。按照《堆肥等有机物分析法》(日本财团法人日本土壤协会编)中记栽的方法测定有机质的干燥率，根据该干燥率求出有机物量，求出与堆肥化处理前相比，何种程度的有机物在堆肥化工序中减少了。按照《堆肥等有机物分析法II成分分析法》(日本财团法人日本土壤协会编)中记载的方法，使用靛酚蓝法测定氨态氮的浓度。这些结果示于表8中。[表8表8<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>如表8所示，实施例7中涉及的处理开始后第3天的鸡粪中的氨浓度与比较例7中涉及的处理开始后第3天的鸡粪中的氨浓度相比，被抑制到约1/4。处理开始后第4天后，实施例7中涉及的氨浓度被抑制到比较例7的氨浓度的一半以下。根据以上结果，清楚了通过使用土芽孢杆菌属微生物实施堆肥化处理，可以使堆肥中的氨浓度减少。通过比较实施例7的结果和比较例7的结果，确认了，就有机质的分解促进效果和臭气和温暖化气体成分的发生抑制效果来说，实施例7比比较例7更好。而且，实施例7的高温菌数比比较例7的高温菌数更多。<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>权利要求1、一种生物质处理方法，其特征在于，具备下述配合工序在含氮生物质中配合具有脱氮功能的土芽孢杆菌属微生物、以及促进通过该土芽孢杆菌属微生物进行的含氮生物质发酵的发酵促进材料。2、根据权利要求l所述的生物质处理方法，其特征在于，所述土芽孢杆菌属微生物的最适生长温度范围为50~70匸。3、根据权利要求1或2所述的生物质处理方法，其特征在于，所述土芽孢杆菌属微生物的最适生长pH范围为pH6~8。4、根据权利要求1~3中任一项所述的生物质处理方法，其特征在于，所述具有脱氮功能的土芽孢杆菌属微生物是2005年12月26日保藏于日本的独立行政法人制品评价技术基础机构特许微生物保藏中心的嗜热脱氮土芽孢杆菌，保藏编号为NITEBP-157。5、根据权利要求1~4中任一项所述的生物质处理方法，其特征在于，所述发酵促进材料是选自多糖类分解酶和有机材料中的至少一种。6、根据权利要求5所述的生物质处理方法，其特征在于，所述多糖类分解酶是选自纤维素酶、木聚糖酶和果胶酶中的至少一种。7、根据权利要求5所述的生物质处理方法，其特征在于，所述有机材料是选自油粕、米糠、麦糠、玉米浸渍液、红糖、大豆油粕、肉粕、干血粉、鸡粉、鱼粕、干制鲣鱼的煮粕、蛹粕、酵母提取粕、和啤酒粕中的至少一种。8、根据权利要求1~7中任一项所述的生物质处理方法，其特征在于，所述含氮生物质含有选自家畜的排泄物和下水处理剩余污泥中的至少一种。9、根据权利要求1~8中任一项所述的生物质处理方法，其特征在于，所述配合工序在直到该配合工序结束为止具备通过1次或2次以上的空气混入操作向所述含氮生物质供给氧的工序。10、根据权利要求1~9中任一项所述的生物质处理方法，其特征在于，在所述配合工序中，在含氮生物质中还配合有泥炭。11、一种堆肥，其特征在于，用权利要求1~10中任一项所述的生物质处理方法来制造。12、一种畜产用铺料，其特征在于，用权利要求1~10中任一项所述的生物质处理方法来制造。13、一种生物质用处理剂，其特征在于，用于含氮生物质的处理，含有具有脱氮功能的土芽孢杆菌属微生物、以及促进通过该土芽孢杆菌属微生物进行的含氮生物质发酵的发酵促进材料。全文摘要本发明提供了一种生物质处理方法，通过该方法制造的堆肥和畜产用铺料，以及生物质用处理剂，所述处理方法是在含氮生物质的处理方法中在使水质污染物质减少的同时使臭气和地球温暖化气体的发生减少，进而使完成的堆肥或畜产用铺料中的氮含量减少，而且通过高温可以在短时间内容易地进行处理。生物质处理方法具有以下工序在含氮生物质中配合具有脱氮功能的土芽孢杆菌属的微生物以及促进由该土芽孢杆菌属的微生物进行的含氮生物质发酵的发酵促进材料。文档编号C05F11/02GK101415504SQ20078001188公开日2009年4月22日申请日期2007年3月30日优先权日2006年3月31日发明者中村周子,亦野浩,杉山育子,江本志织,福村郁夫,高桥理申请人:丰田自动车株式会社