JP2004018272A

JP2004018272A - スラリー状腐敗性廃棄物の処理法と装置

Info

Publication number: JP2004018272A
Application number: JP2002171112A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Maki; 牧　孝昭; Takashi Sasahira; 笹平　俊
Original assignee: MATSUMOTO BISEIBUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: MATSUMOTO BISEIBUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】悪臭の発生を可及的に抑制しながら有機物スラリーを液肥化する。スラリー中の寄生虫卵や病原菌を殺菌し、しかも比較的低コストで実施可能とする。
【解決手段】畜産排泄物、厨房排水、下水汚泥などのスラリー状腐敗性廃棄物を収容した閉鎖型の処理槽内にオーレスＳ菌を投入し、処理槽内にエアレーションを行ってオーレスＳ菌の増殖を促すことにより、高温醗酵によってスラリー状腐敗性廃棄物を処理した後、光合成細菌と投入してスラリー状腐敗性廃棄物を液肥とする。オーレスＳ菌は、６０℃前後で安定した増殖を行うので、当初の分解処理を高温状態で長時間継続して行うことができ、悪臭を発生させることなく比較的短時間で醗酵処理できる。しかもスラリー内に棲息する寄生虫卵や病原菌を殺菌することができる。光合成細菌の投入によって、醗酵処理が完成されるとともに液肥としても有効となる。
【選択図】
図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、畜産排泄物、厨房排水、下水汚泥などのスラリー状の腐敗性廃棄物を醗酵処理する処理法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
畜産排泄物、厨房排水、下水汚泥などのスラリー状腐敗性廃棄物を処理する方法として、例えば特公平８−１１２３９号記載の発明がある。
この発明は、処理槽内に畜産排泄物より成るスラリー状の腐敗性廃棄物を収容し、光合成細菌を投与するとともに曝気する。曝気により、処理槽上部空間に発生する泡の表面に、木屑などの難分解性有機物が取り込まれる。この泡状排泄物を、消泡機によって消泡させるとともに難分解性有機物を含むスラリー状処理物を処理槽外へ導出する。難分解性有機物以外の有機物は、光合成細菌を主とする微生物によって醗酵処理される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術は、泡に付着した難分解性有機物を含むスラリー状処理物を処理槽外に排出するために、二次公害を惹きおこす可能性があり、これを解消するにはスラリー状処理物を更に処理する手段が必要となる。
【０００４】
処理槽に投入されて排泄物中の有機物の分解等に寄与する光合成細菌は、一般的には中温菌である。したがって、処理槽内での排泄物の醗酵は、いわゆる中温醗酵となる。
このため、上記手法では、悪臭の原因となる通性嫌気性菌の活動を抑制できず（酸素の有無に拘わらず増殖する）、悪臭が発生する。発生した悪臭は、ゼオライトから成る消臭剤を用いて吸着脱臭するようにしているが、実際には悪臭を十分に補足するのは困難であり、ランニングコストも、その分、増加する。
【０００５】
また、上記手法は、中温醗酵であるために、排泄物中に含まれている寄生虫卵やクリプトストリジムなどの各種病原菌を殺菌することができない。したがって、上記公報記載の発明の効果である「醗酵後のスラリー状処理物の乾燥物を良好な土壌改良材として利用する」ためには、さらにこうした病原菌等を処置する必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、悪臭の発生を可及的に抑制して有機物スラリーを液肥化するスラリー状腐敗性廃棄物の処理法と装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、寄生虫卵や病原菌を殺菌でき、しかも比較的低コストで実施可能な、スラリー状腐敗性廃棄物の処理法と装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を達成するための手段】
本発明は、上記した目的を達成するために次の構成を備える。
すなわち、本発明の処理法は、スラリー状腐敗性廃棄物を収容した閉鎖型の処理槽内にオーレスＳ菌を投入し、処理槽内にエアレーションを行ってオーレスＳ菌の増殖を促すことにより、高温醗酵によってスラリー状腐敗性廃棄物を処理した後、光合成細菌と投入してスラリー状腐敗性廃棄物を液肥とする、ものである。
【０００８】
また、本発明の処理装置は、スラリー状腐敗性廃棄物を収容する閉鎖型の処理槽と、光合成細菌とオーレスＳ菌とを含む微生物群と、これらの微生物群を処理槽に投入する手段と、処理槽内に酸素を送り込む酸素供給手段とを備える。
【０００９】
処理の対象となる廃棄物は、畜産排泄物、厨房排水、下水汚泥などのもともと含水率が高くスラリー状になっている腐敗性廃棄物だけでなく、食品残渣などの比較的含水率の低い腐敗性廃棄物に水を添加してスラリー状とした廃棄物も含まれる。
【００１０】
処理槽内に投入されるオーレスＳ（ＡＵＲＡＣＥ−Ｓ）菌は、腐敗性廃棄物中に存在する菌で、これを単離してその菌学的性質を調べたところ次の通りであった。
【００１１】
実験の方法と装置
分離源には、出願人所在地周辺の養豚場より採取した土壌を使用した。培地は、栄研化学株式会社製のパールコア標準寒天培地を使用した。養豚場土壌からの好温菌分離温度は５５℃で行なった。また、グラム染色判定試験を除いては、性状判定は一夜培養後に行なった。グラム染色は、至適条件で４〜５時間液体培養して得た栄養細胞を用いて行った。
【００１２】
１ＧＣ含量の測定
培養条件：分離株をディフコ製ハート・インフュージョン・ブロスにグルコース０．１％を添加した液体培地に接種し、５５℃で、一夜撹拌培養した。生育状態をチェックし、生育の良好であった培養液を種菌として使用した。新鮮な培地に分離株の種菌１０％を添加し、５５℃で２〜３時間培養し、ＧＣ含量測定用試料とした。
【００１３】
ＤＮＡの抽出：下記条件で行った。
（１）．試料１０ｍｌを遠心して集菌したのち、ｓａｌｉｎｅ−ＥＤＴＡによく懸濁してから１０，０００ｘｇ１０分間再度遠心し、上清を捨てた。
（２）．菌体をメタノール・ドライアイスで急速凍結させた。
（３）．リゾチーム２ｍｇ／ｍｌー１０ｍＭ　Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．０）を０．５ｍｌ加え、３７゜ｃで３０分間〜２時間反応させた。
（４）．Ｔｒｉｓ−ＳＤＳ緩衝液５０μｌを加えてよく混和し、６０℃で５分間加熱した。
（５）．９０％（ｖ／ｖ）フェノール０．２ｍｌを加えて、２分間激しく振とうした。
（６）．氷水で冷却し、クロロホルム０．２ｍｌを加えて２分間激しく振とうした。
（７）．１０，０００ｘｇで５分間遠心した。
（８）．中間層の沈殿を巻き上げないように上層の溶液０．４ｍｌをそっと吸い取り、別のポリプロピレンチューブに移した。
（９）．クロロホルム０．５ｍｌを加えて２分間振とうし、１０，０００ｘｇで５分間遠心した。
（１０）．中間層の沈殿物を巻き上げないように上層の溶液０．３ｍｌを吸い取り、別のポリプロピレンチューブに移した。
（１１）．（９）、（１０）をもう１度繰り返した。
（１２）．ＲＮａｓｅ溶液５０μｌを加え、３７℃で１０分間反応させた。
（１３）．プロテイナーゼＫ溶液５０μｌを加え、３７℃で２０分間反応させた。
（１４）．９０％フェノール０．２ｍｌ、クロロホルム０．２ｍｌを加え、１分間振とうした。
（１５）．１０，０００ｘｇで５分間遠心し、上清０．３ｍｌ別のポリプロピレンチューブに移した。
（１６）．９９％エタノール０．７ｍｌを加え、１分間振とうした。
（１７）．沈殿させたＤＮＡに７０％エタノール、９９％エタノールの順にすすいだ。
（１８）．減圧デシケーターで乾燥させた。
【００１４】
ＧＣ含量測定用試料の調製
下記条件で行った。
（１）．上記（１８）の試料に滅菌蒸留水５０μｌを加え、６０℃で１時間放置する。その後、１００℃、５分間加熱後急冷した。
（２）．１０μｌずつポリプロピレンチューブにとった。
（３）．ヌクレアーゼＰ１溶液を１０μｌずつ加え、蓋を閉めてから軽く指ではじいて混ぜ、数秒間遠心した。
（４）．５０℃で１時間反応させた。
（５）．アルカリフォスファターゼ溶液を１０μｌずつ加え、蓋を閉めてから軽く指ではじいて混ぜ、数秒間遠心した。
（６）．３７℃で１時間反応させる。
（７）．この溶液をそのままＨＰＬＣのサンプルとした。
【００１５】
ＨＰＬＣの運転条件
下記条件で行った。
（１）．カラム　　：（財）化学品検査協会製Ｌ−ｃｏｌｕｍｎ　ＯＤＳ
（２）．溶出液　　：０．２Ｍ　ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４ーアセトニトリル＝２０：１
（３）．流速　　　：０．５ｍｌ／ｍｉｎ検出器　　：紫外分光光度計
（４）．検出波長　：２６０ｎｍ
（５）．温度　　　：室温
【００１６】
ＧＣ含量の算出
ＧＣ含量の計算は下記の式に従った。
ＧＣ（ｍｏｌ％）＝（Ｇｘ＋Ｃｘ／Ａｘ＋Ｔｘ＋Ｇｘ＋Ｃｘ）×ｘ１００
Ｃｘ（Ｇｘ，Ｔｘ，Ａｘ）は、ヌクレアーゼＰ１消化ＤＮＡのｄＣＭＰ（ｄＧＭＰ，ｄＴＭＰ，ｄＡＭＰ）ピーク面積を表す。
【００１７】
ＰＣＲ生成物の調製
ＰＣＲ反応は下記条件で行った。
反応液組成：
ＰＣＲ　Ｍａｓｔｅｒ　Ｍｉｘ　　　　　　　　　　　　　　２５．０μＬ
Ｇｅｎｏｍｉｃ　ＤＮＡ　＆　Ｐｏｓｉ／Ｎｅｇａ　Ｃｏｎｔｒｏｌｓ　　　　　　１．０μＬ
ＤＷ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２４．０μＬ
【００１８】
ＰＣＲ条件
サーマルサイクラーは、ＧｅｎｅＡｍｐ　ＰＣＲ　Ｓｙｓｔｅｍ　９７００を使用した。
サイクリングは下記条件で行った。

【００１９】
ＰＣＲ反応後の精製
Ｍｉｃｒｏｃｏｎ　１００　Ｃｏｌｕｍｎ（ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ　社製）を使用して行った。
サイクルシーケンス反応
ＭｉｃｒｏＳｅｑ　５００　１６Ｓ　ｒＤＮＡ　Ｂａｃｔｅｒｉａｌ　Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ　Ｋｉｔ　を用いて行った。
シーケンシング　モジュール（Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ　Ｍｏｄｕｌｅ）は、下記のとおりである。
反応液組成：
Ｐｕｒｉｆｉｅｄ　ＰＣＲ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　　　　　　　　　　　　３．０μＬ
Ｆｏｒｗａｒｄ　ｏｒ　Ｒｅｖｅｒｓｅ　Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ　Ｍｉｘ　　　　　１３．０μＬ
ＤＷ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４．０μＬ
【００２０】
サイクリング条件
サーマルサイクラーは、ＧｅｎｅＡｍｐ　ＰＣＲ　Ｓｙｓｔｅｍ　９７００を使用した。
サイクリングは下記条件で行った。

【００２１】
サイクルシーケンス反応後の精製
Ｃｅｎｔｒｉｓｅｐ　Ｓｐｉｎ　Ｃｏｌｕｍｎを用いて行った。
分析方法
分析は下記条件で行った。
分析機種：ＡＢＩ　ＰＲＩＳＭ　３１００　Ｇｅｎｅｔｉｃ　Ａｎａｌｙｚｅｒを使用した。
キャピラリー：３１００　５０ｃｍ　Ｃａｐｉｌｌａｒｉｅｓ　（６１ｃｍ　ｘ　５０μｍ）を使用した。
ポリマー：３１００　ＰＯＰ６を使用した。
サンプル溶解バッファー：Ｈｉ　Ｄｉ　Ｆｏｒｍａｍｉｄｅ　１０μＬを使用した。
１６Ｓ−ｒＤＮＡの塩基配列の解析：
塩基配列の解析は、ＤＮＡＳＩＳ　Ｐｒｏ（日立ソフトウェアエンジネアリング（株））を用いて行った。
【００２２】
実験の結果
５５℃で生育してきた分離株、Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−Ｓの性状は以下のとおりである。
１．形態・大きさ
細胞は桿形で、短径１．０〜１．２μｍ、長径８〜１０μｍの大きさの細菌である。
２．グラム染色
本菌はグラム染色陽性である。
３．芽胞形成能の有無
本菌は芽胞を形成する。
４．運動性
本菌は運動性を有しない。
【００２３】
以上の結果から、分離株ＡＵＲＡＣＥ−Ｓは、絶対好気性のグラム陽性桿菌で芽胞形成能を有することから、バチルス属細菌と判断し、Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−Ｓ（バチラスエスピー．オーレス−エス）と命名した。
なお、以下の記載においては、ＩＦＯ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）１２２５０号，１２９８３号，及び１３７３７号の菌（Ｂ．ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ「バチルス．ステロサーモフィラス」）を、本願発明で用いられるＢａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−Ｓ（バチラスエスピー．オーレス−エス）と比較対照する微生物として、選定した。
【００２４】

【００２５】
６．生育温度
【表１】

【００２６】
７．生育ｐＨ
【表２】

【００２７】
８．胞子の形態
【表３】

【００２８】
表１〜３の結果から明らかなように、Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−Ｓは、コロニーの表面性状、生育温度域、生育ｐＨ域において、Ｂ．ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓとは明らかに異なることが分かった。そこで、ＨＰＬＣを用いて、Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−ＳとＢ．ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓの塩基組成比を調べた。
【００２９】
【表４】

【００３０】
表４に示したように、Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−ＳのＧＣ含量は６３．５ｍｏｌ％であったが、Ｂ．ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓのＧＣ含量は４３．０ｍｏｌ％と、明らかに異なっていた。
表５および表６に、Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−ＳとＢ．ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓとの１６ｓ−ｒＤＮＡの１〜５１０の塩基配列を示す。
【００３１】
【表５】
Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−Ｓの１６ｓ−ｒＤＮＡの１〜５１０の塩基配列
ＡＧＧＮＮＧＡＡＣＧＣＴＧＮＧＣＧＧＣＧＮＴＧＴＣＣＴＡＡＴＡＣＡＴＧＴＣＡＡＡＧＴＣＧＡＧＣＧＡＡＣＣＧＧＡＴＧＧＡＧＴＧＣＴＴＧＣＡＴＴＣＣ
ＴＧＡＧＧＴＴＡＧＣＧＧＣＧＧＡＣＧＧＧＴＧＡＧＴＡＡＣＡＣＧＴＡＧＧＣＡＡＣＣＴＧＣＣＴＧＴＡＣＧＡＣＣＧＧＧＡＴＡＡＣＴＣＣＧＧＧＡＡＡＣＣ
ＧＧＡＧＣＴＡＡＴＡＣＣＧＧＡＴＡＧＧＡＴＧＣＣＧＡＡＣＣＧＣＡＴＧＧＴＴＣＧＧＣＡＴＧＧＡＡＡＧＧＣＣＴＴＴＧＡＧＣＣＧＣＧＴＡＣＡＧＡＴＧＧ
ＧＣＣＴＧＣＧＧＣＧＣＡＴＴＡＧＣＴＡＧＴＴＧＧＴＧＧＧＧＴＡＡＣＧＧＣＣＴＡＣＣＡＡＧＧＣＧＡＣＧＡＴＧＣＧＴＡＧＣＣＧＡＣＣＴＧＡＧＡＧＧＧ
ＴＧＡＡＣＧＧＣＣＡＣＡＣＴＧＧＧＡＣＴＧＡＧＡＣＡＣＧＧＣＣＣＡＧＡＣＴＣＣＴＡＣＧＧＧＡＧＧＣＡＧＣＡＧＴＡＧＧＧＡＡＴＣＴＴＣＣＧＣＡＡＴ
ＧＧＡＣＧＡＡＡＧＴＣＴＧＡＣＧＧＡＧＣＡＡＣＧＣＣＧＣＧＴＧＡＧＴＧＡＧＧＡＡＧＧＴＣＴＴＣＧＧＡＴＣＧＴＡＡＡＡＣＴＣＴＧＴＴＧＴＣＡＧＧＧ
ＡＡＧＡＡＣＣＧＣＣＧＧＧＡＴＧＡＣＣＴＣＣＣＧＧＴＣＴＧＡＣＧＧＴＡＣＣＴＧＡＣＧＡＧＡＡＡＧＣＣＣＣＧＧＣＴＡＡＣＴＡＣＧＴＧＴＣＡＮＣＡＮ
ＣＣＧＣＧＧ
【００３２】
【表６】
Ｂ．ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓの１６ｓ−ｒＤＮＡの１〜５１０の塩基配列
ＡＡＣＧＣＴＧＧＣＧＧＣＧＴＧＣＣＴＡＡＴＡＣＡＴＧＣＡＡＧＴＣＧＡＧＣＧＧＡＣＣＧＧＡＴＴＧＧＧＧＣＴＴＧＣＴＴＴＧＡＴＴＣＧＧＴＣＡＧＣＧＧ
ＣＧＧＡＣＧＧＧＴＧＡＧＴＡＡＣＡＣＧＴＧＧＧＣＡＡＣＣＴＧＣＣＣＧＣＡＡＧＡＣＣＧＧＧＡＴＡＡＣＴＣＣＧＧＧＡＡＡＣＣＧＧＡＧＣＴＡＡＴＡＣＣ
ＧＧＡＴＡＡＣＡＣＣＧＡＡＧＡＣＣＧＣＡＴＧＧＴＣＴＴＣＧＧＴＴＧＡＡＡＧＧＣＧＧＣＣＴＴＴＧＧＧＣＴＧＴＣＡＣＴＴＧＣＧＧＡＴＧＧＧＣＣＣＧＣ
ＧＧＣＧＣＡＴＴＡＧＣＴＡＧＴＴＧＧＴＧＡＧＧＴＡＡＣＧＧＣＴＣＡＣＣＡＡＧＧＣＧＡＣＧＡＴＧＣＧＴＡＧＣＣＧＧＣＣＴＧＡＧＡＧＧＧＴＧＡＣＣＧ
ＧＣＣＡＣＡＣＴＧＧＧＡＣＴＧＡＧＡＣＡＣＧＧＣＣＣＡＧＡＣＴＣＣＴＡＣＧＧＧＡＧＧＣＡＧＣＡＧＴＡＧＧＧＡＡＴＣＴＴＣＣＧＣＡＡＴＧＧＧＣＧＡ
ＡＡＧＣＣＴＧＡＣＧＧＡＧＣＧＡＣＧＣＣＧＣＧＴＧＡＧＣＧＡＡＧＡＡＧＧＣＣＴＴＣＧＧＧＴＣＧＴＡＡＡＧＣＴＣＴＧＴＴＧＴＧＡＧＧＧＡＣＧＡＡＧ
ＧＡＧＣＧＣＣＧＴＴＣＧＡＡＧＡＧＧＧＣＧＧＣＧＣＧＧＴＧＡＣＧＧＴＡＣＣＴＣＡＣＧＡＧＡＡＡＧＣＣＣＧＧＣＴＡＡＣＴＡＣＧＴＧＣＣＡＧＣＡＧＣ
ＣＧＣＧＧＴ
【００３３】
図１は、表５および表６の結果に基づきマルチプルアラインメントを行い、Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−Ｓの進化系統樹を作成したものである。
同図から明らかなように、Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−Ｓは進化系統樹から見ても、Ｂ．ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓとは異なる菌種であることがわかった。
【００３４】
以上の結果から、Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−Ｓを新種と判断し、本菌をＢａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−Ｓと命名し、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに寄託した。Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−Ｓの寄託番号は、ＦＥＲＭ　Ｐ−１８７６９号である。
Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−Ｓは、上記したように５５℃の温度環境で良好に生育し、急速にスラリー状の腐敗性廃棄物を醗酵処理する。
【００３５】
処理槽内に投入される光合成細菌としては、代表的なものとして例えば、次のような微生物を採用可能である。
（１）．ロドバクター・カプスラータ（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ　ｃａｐｓｕｌａｔａ）。
酸素に対する態度（生育における酸素の要求度）：絶対好気性。
生育温度：２０℃〜４０℃。
特徴：▲１▼ＢＯＤ成分の分解・除去。
▲２▼有毒アミン（プトレシン、カダベリン、ジメチルニトロサミン）の分解・無毒化。
▲３▼栄養塩摂取における拮抗作用による硫酸還元菌の間接的増殖阻害（水田における硫化水素の発生防止）。
▲４▼菌体内有効成分による農作物の糖度、鮮度保持効果、収穫量の上昇。
▲５▼土壌への施用により、農業有益菌が増加。
なお、特徴の▲４▼と▲５▼は、本光合成細菌の死菌でも有効である。
【００３６】
（２）．ロドバクター・スフェロイデス（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ　ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ）。
酸素に対する態度：絶対好気性。
生育温度：２０℃〜４０℃。
特徴：▲１▼ＢＯＤ成分の分解・除去
▲２▼脱窒作用を持つものもいる（硝酸、亜硝酸の窒素ガスへの変換）。
▲３▼低級脂肪酸の分解・除去。
【００３７】
（３）．ロドシュードモナス・ゲラティノーサ（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｇｅｌａｔｉｎｏｓａ）およびロドシュードモナス・パラストリス（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｐａｌｕｓｔｒｉｓ）
酸素に対する態度：通性嫌気性。
生育温度：２０℃〜４０℃。
特徴：▲１▼ＢＯＤ成分の分解・除去。
▲２▼リン酸の吸収。
【００３８】
これらの光合成細菌は、いずれも好気性下の２０℃〜４０℃の環境で、良好に生育するため、Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−Ｓによる醗酵処理が落ち着いて温度低下をしたときに処理槽内に投入される。光合成細菌は、本発明方法において、単一もしくは複数種類を組み合わせたものを適用可能である。
ロドシュードモナス属の光合成細菌は、酸素の有無にかかわらず生育可能である。ロドバクター・スフェロイデスは、低級脂肪酸の分解・除去能があることから、処理過程で脱臭を必要とするときに効果的である。
そして、これらの光合成細菌が増殖することにより、他の中温菌や低温菌の活動が制限され、この結果、処理過程で温度が低下したときにも全体的な悪臭の発生が抑制される。
【００３９】
処理槽内に投入される光合成細菌及びオーレスＳ菌の量は、ともに別段の制限を伴うものではないが、処理槽に収容されるスラリー状廃棄物の約０．１〜０．３％前後（容量換算）が良い。
【００４０】
本発明方法では、前記微生物以外に微生物（オーレスＳ菌光合成細菌）の栄養源を前記処理槽内に更に投入するのが望ましい。栄養源は、培養基以外に、フスマ、米ぬか、その他、微生物の生存あるいは増殖に必要な栄養素となり得るものであれば良い。
【００４１】
醗酵処理後の処理物は、有機性の固形物が分解され、水分が蒸発されて減量化されている。
この処理物には微生物の増殖抑制手段を施すのが望ましい。
増殖抑制手段は、例えばｐＨ調整材から成る。このｐＨ調整材によって処理物は、ｐＨ１０以上もしくはｐＨ３以下に調整される。
【００４２】
本発明装置は、上記した構成以外に、前記微生物群の栄養源及び／もしくはｐＨ調整材の投入手段を更に備える。
また、本発明装置は、処理槽内に発生する泡を消す消泡手段を更に備える。消泡手段によって消泡されたスラリー状の難分解性有機物は、処理槽に環流されるようにするのが望ましい。
また、本発明装置は、稼働初期時にスラリー状腐敗性廃棄物を加温手段によって所定温度、すなわちオーレスＳ菌が増殖可能な温度まで加温し、通性嫌気性菌など中温菌の活動時間を短くするようにしても良い。
【００４３】
【実施の最良の形態】
以下、本発明を図示した実施例に基づいて詳説する。
図１は、本発明装置の概念構成図である。
図中符合１は、豚舎２などの発生源から排出された豚屎尿を主成分とするスラリー状腐敗性廃棄物を貯溜する貯留槽、３は貯留槽内に設けた汲み上げポンプ、４はこのポンプ３によって圧送されたスラリー状腐敗性廃棄物を醗酵処理するための処理槽である。
【００４４】
処理槽４は、各種添加材の投入口７〜９を除いて上面開放部が閉塞されている。
処理槽内にはブロワ５が配設されている。ブロワ５は、処理槽４に収容されたスラリー状廃棄物を下方から曝気する。６は、ブロワ５に接続された空気供給菅で、その基端は処理槽外へと延びている。
【００４５】
処理槽４には、各種添加材の投入口７〜９が設けられている。第１投入口７は、オーレスＳ菌と光合成細菌の投入口である。オーレスＳ菌は、上記したように、養豚場土壌より採取、分離したバチルス属に属する新菌で、４５℃以上において良好に増殖する絶対好気性菌の一種である。光合成細菌は、本実施例ではロドバクター・カプスラータとロドバクター・スフェロイデスとロドシュードモナス・ゲラティノーサとを混合したものが用いられる。オーレスＳ菌と光合成細菌は、供給菅路中途に設けた切り換えバルブ１０によっていずれかが選択的に処理槽内に供給される。処理初期段階で、オーレスＳ菌が第１投入口７から処理槽内に投入され、処理後期段階で、光合成細菌が第１投入口７から同様に投入される。
【００４６】
両微生物の各添加量は、スラリー状腐敗性廃棄物の容量による。通常は、容量換算で、スラリー状腐敗性廃棄物１００に対して０．１〜０３％程度のオーレスＳ菌もしくは光合成細菌が添加される。
なお、図中符号１１はオーレスＳ菌の収容器、１２は光合成細菌の収容器である。
【００４７】
８は第２投入口で、上記両微生物の栄養源であるふすまや米ぬかの収容器１３と連通され、時宜に応じてこれらの栄養源が処理槽内に投入される。
９は第３投入口で、微生物の増殖抑制手段であるｐＨ調整材の収容器１４と連通され、必要時にｐＨ調整材を処理槽内に供給する。
【００４８】
１５は、処理槽の上部に配設した消泡機である。この消泡機１５は、図４の拡大図に見られるように、処理槽内と連通する気泡導入管１６と、泡切り用濾過器１７と、サイクロン１８とを備える。サイクロン１８の底部は、戻し管路２３を介して前記空気供給管６と連通されている。したがって、ブロワ５の稼働により戻し管路出口に生じる負圧によって、サイクロン内部空間は、泡切り用濾過器側の入り口より戻し管路側の出口へと吸引力が作用する。
【００４９】
１９は、サイクロン１８の上部と連通路を介して連通された洗浄塔である。洗浄塔１９には脱臭塔２０が並設されている。
２１は、処理槽４に並設された液肥貯留槽、２２は振動篩である。
また、２４は光合成細菌、オーレスＳ菌、ｐＨ調整材、及び栄養源の各種添加材の投入時期と投入量、ポンプとブロワの駆動制御などを行うための制御回路が組み込まれた制御装置である。
【００５０】
本装置の使用状態を説明する。
貯溜槽１に溜められたスラリー状の豚舎原水を、制御装置２４を操作することによりポンプ３を介して処理槽に６ｍ^３投入する。第１投入口７から処理槽内にオーレスＳ菌を２０ｌ（リットル）供給し、ブロワ５を駆動させて外気をスラリーに送り込み、曝気する。
【００５１】
スラリー中の好気性微生物は、溶存酸素下で増殖を開始し、有機物を分解してスラリーの温度を上昇させる。図３は、スラリー中にオーレスＳ菌を投入した場合（実線）と、投入しない場合（細破線）のスラリーの温度変化を示す。なお、図中長破線は、外気温の変化を示す。
【００５２】
エアレーション開始後１０時間ほどは、オーレスＳ菌を投入した場合とそうでない場合の両者ともに同様な温度立ち上がりを示す。１０時間ほどでスラリーは約４０℃まで上昇する。前記したように３７℃を超えた時点で、オーレスＳ菌は、増殖を開始する。オーレスＳ菌の増殖によってスラリーは更に温度を上昇させ、約１６時間で５０℃に達する。オーレスＳ菌はその後も活動を継続し、約２８時間後にはスラリーの温度を６０℃にまで昇温させる。以後、９６時間（約４日）に至るまで、平均して６０℃強の高温状態を維持する（最高温度で約６８℃）。
この高温環境によって、スラリー内の大腸菌など各種病原菌は、死滅する。
【００５３】
原水と処理後の液肥について、大腸菌の測定を、ＢＴＢ寒天培地を用いて定法により行ったところ、原水には１０^５含まれていたが、液肥では陰性を示した。また、クリプトスポリジウムについて、間接蛍光抗体染色法「水道に関するクリプトスポリジウムのオーシストの検出のための暫定的な試験法」に基づいて、原水と処理後の液肥について測定したところ、処理前の原水では陽性を示したのに対し、処理後の液肥では陰性を示した。
これらはいずれも、本発明において上記した高温状態の長時間継続によって、病原菌が死滅したことを示している。
【００５４】
一方、図３において、オーレスＳ菌を投入しない場合の通常微生物群による分解処理では、４２時間経過してはじめて５０℃となり、その後、４６時間目に一時的に最高温度となる５５℃を記録したものの、ほとんど５０℃前後の温度状態を維持するに過ぎない。
この程度の高温状態では、病原菌を死滅させるに十分な温度環境を形成することはできない。
【００５５】
処理槽内に生じた気泡は、スラリー中の難分解性の有機性成分をその表面に取り込んで、処理槽上部へと浮上する。
エアレーション用のブロワ５の稼働中には、空気供給菅６と連通する戻し管路２３の出口が負圧となる。この負圧は、サイクロン１８及びサイクロンを介しての泡切り用濾過器１７の下流側に作用し、気泡導入管１６より処理槽内上部空間の気泡を泡切り用濾過器１７に取り込む。取り込まれた気泡は、濾過器１７の濾膜によって濾過される。固形分は濾膜に補足される一方、液分はサイクロン１８と戻し管路２３を介して処理槽内に戻される。したがって、この消泡機は、電力や駆動源を用いることがないので、経済的に実施される。
【００５６】
また、サイクロン１８を通過する液分に含まれている臭気成分は、サイクロン上部からシャワー設備を有する洗浄塔１９を経て脱臭塔２０に導かれ、無臭の空気として外部に放出される。
【００５７】
図３に示すように、９６時間後にスラリーの温度は低下し始める。オーラスＳ菌によるスラリーの分解処理が落ち着いた結果である。図３には示されていないが、その後スラリーは急速に４０℃前後まで急速に温度低下する。
この時点で、微生物供給管路のバルブ１０を切り換え、光合成細菌収容器から光合成細菌を処理槽内に投入する。
光合成細菌は、この低下した温度環境下で活動を開始し、さらにスラリー内の有機物を分解する。必要に応じて第２投入口８から光合成細菌の栄養源を添加し、光合成細菌の増殖を図る。
他の中温菌が活動を開始する前に光合成細菌の増殖を図ることにより、悪臭の発生源が抑制される。
【００５８】
約１週間（１６８時間）経過することにより、スラリーは大部分の有機物が分解され、液分の一部が蒸発されて、５０％から７０％程度に減量化された液肥となる。
この液肥は、処理槽底部から引き抜かれ、一旦、液肥貯溜槽２１に滞留された後、振動篩２２にかけられて農地に還元される。
液肥として完成した時点で、第３投入口９からｐＨ調整材を投入してｐＨを酸性側もしくは塩基性側に調整することにより、各種低温菌や中温菌の増殖が抑制され、貯溜槽に貯溜されている間に悪臭等を発生させることがなくなる。
【００５９】
液肥は、内部に光合成細菌をはじめとする有用微生物群が含まれている。また、Ｎ，Ｐ，Ｋの三大栄養素に富むばかりでなく各種のミネラル成分をも多量に含有する。しかも、上記したようにして高温殺菌処理されているために、動植物にとって有害となる病原菌や寄生虫などの害虫が死滅している。この結果、農地に還元したときに、有効な有機肥料となる。
【００６０】
長野県大町市、宮田農園において、上記液肥のリンゴへの施用効果を確認する試験を行った。
試験方法：
品種；　ふじの成木
施用方法；１０Ａ当たり３．５ｔを全面散布。
試験結果：
本発明方法による液肥散布区と慣行区について、各２樹を調査した。

【００６１】
この結果から明らかなように、本発明方法の結果物である液肥は、果色や糖度において、品質の向上が見られた。
【００６２】
また、その他、水稲栽培の施用試験において、本発明方法の結果物である液肥を用いた区では、初期から生育が良好であり、即効性の肥効を示し、慣行区と同様な生育量を確保できることが確認されている。倒伏や下位節間の伸長に関しても問題を生じなかった。
更に、これらの圃場試験において、病害虫が発生することもなかった。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果を奏する。
６０℃前後で安定した増殖を行うオーレスＳ菌を用いてスラリー状の腐敗性廃棄物を分解処理した後、光合成細菌によって分解処理を受け継いで最終的に液肥とするので、当初、分解処理を高温状態で長時間継続して行うことができ、悪臭を発生させることなく比較的短時間で醗酵処理でき、しかもスラリー内に棲息する寄生虫卵や病原菌を殺菌することができる。
【００６４】
また、処理対象となるスラリーを減量化でき、水分調整材などを使用することなく、比較的低廉なコストで実施することができる。
【００６５】
本発明装置も単純な装置あるいは機器類から成り、設置面積を大きくとることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ．　ＡＵＲＡＣＥ−Ｓの進化系統樹を示す図。
【図２】本発明の一実施例に係る装置の概略構成図。
【図３】オーレスＳ菌の増殖による豚屎尿の温度変化を示すグラフ。
【図４】図２の気泡を消泡する装置の一例を示す拡大図。
【符号の説明】
１　　　　スラリー状腐敗性廃棄物貯溜槽
２　　　　豚舎
４　　　　処理槽
６　　　　空気供給菅
７　　　　第１投入口
８　　　　第２投入口
９　　　　第３投入口
１１　　　オーレスＳ菌収容器
１２　　　光合成細菌収容器
１３　　　微生物栄養源収容器
１４　　　ｐＨ調整材収容器
１５　　　消泡機
１６　　　気泡導入管
１７　　　泡切り濾過器
１８　　　サイクロン
１９　　　洗浄塔
２０　　　脱臭塔
２１　　　液肥貯溜槽
２２　　　振動篩
２３　　　戻し管路
２４　　　制御装置

Claims

スラリー状腐敗性廃棄物を収容した閉鎖型の処理槽内にオーレスＳ菌を投入し、
処理槽内にエアレーションを行ってオーレスＳ菌の増殖を促すことにより、高温醗酵によってスラリー状腐敗性廃棄物を処理した後、光合成細菌を投入してスラリー状腐敗性廃棄物を液肥とする、
ことを特徴とするスラリー状腐敗性廃棄物の処理法。
請求項１記載の処理法において、
前記オーレスＳ菌と光合成細菌以外に、これら微生物の栄養源を前記処理槽内に更に投入する、
ことを特徴とするスラリー状腐敗性廃棄物の処理法。
請求項１もしくは２記載の処理法において、
醗酵処理後の処理物に、微生物の増殖抑制手段を施す、
ことを特徴とするスラリー状腐敗性廃棄物の処理法
前記スラリー状腐敗性廃棄物は、含水率の低い腐敗性廃棄物に水分を加えてスラリー状としたものである、
請求項１から３のいずれかに記載のスラリー状腐敗性廃棄物の処理法。
前記微生物の増殖抑制手段がｐＨ調整材から成る、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスラリー状腐敗性廃棄物の処理法。
前記ｐＨ調整材によって、前記処理物がｐＨ１０以上もしくはｐＨ３以下に調整される、
請求項５記載のスラリー状腐敗性廃棄物の処理法。
スラリー状腐敗性廃棄物を収容する閉鎖型の処理槽と、
光合成細菌とオーレスＳ菌とを含む微生物群と、
この微生物群を処理槽に投入する投入手段と、
処理槽内に酸素を送り込む酸素供給手段とを備えた、
ことを特徴とするスラリー状腐敗性廃棄物の処理装置。
請求項７記載の装置において、
前記微生物群の栄養源及び／もしくはｐＨ調整材の投入手段を更に備えて成る、
スラリー状腐敗性廃棄物の処理装置。
請求項７もしくは８記載の装置において、
前記処理槽内に発生する泡を消す消泡手段を更に備えて成る、
スラリー状腐敗性廃棄物の処理装置。
請求項７もしくは８記載の装置において、
前記処理槽内の収容物を所定温度に加温する加温手段を更に備えて成る、
スラリー状腐敗性廃棄物の処理装置。