JPH05285492A

JPH05285492A - 海水浄化材および海水浄化方法

Info

Publication number: JPH05285492A
Application number: JP4112183A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Uemoto; 弘明植本; Kotaro Kikuchi; 弘太郎菊池; Michiyasu Kiyono; 通康清野
Original assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Current assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date: 1992-04-03
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1993-11-02

Abstract

(57)【要約】【目的】海産魚類等を飼育するための、海水を循環さ
せて飼育する水槽の水を浄化すること。また、新規海洋
性硝化細菌を提供する。【構成】ポリビニルアルコール等の合成高分子担体に
海洋性硝化細菌 Nitrosococcus sp. DA-001 株および／
または海洋性硝化細菌群を固定化したものを海水浄化材
として使用する。この浄化材を排水系等に設けた適当な
カラムに充填し、これに飼育水槽からの排水を通過させ
て浄化する。【効果】担体に固定化された硝化細菌の把握が容易で
あり、機械的強度もあり、また低温貯蔵できるなどのこ
とから、用途に応じて任意の量使用できるなどの利点を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は海産魚類等の海水生物の
循環濾過飼育に利用できる海水浄化材および海水浄化方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より熱帯魚等の淡水魚を家庭の水槽
で、またアジ、タイなどの海水魚を料理屋や水族館など
で水槽内で飼育することが行われている。この場合、常
に新鮮な水を水槽に供給することは困難なことであり、
特に海水の場合には新しい海水を補給することは困難で
あることから、水を濾過して循環させている。このよう
な循環濾過飼育では、飼育水を再利用するため魚類の代
謝に伴う排泄物や残餌等の水質汚濁物質の浄化が必要と
なる。なかでもアンモニアは多量に排泄され、かつ魚類
に対する毒性も強いため、多量の魚を飼育するような場
合には、迅速に浄化・除去しなければならない。従来、
魚類飼育におけるアンモニア浄化は、ほとんどの場合、
砂やプラスチック濾材等の表面に付着した浄化微生物
（硝化細菌）の代謝を利用した生物膜法により行なわれ
ている。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】しかし、従来の飼育水の浄化
は、自然発生した微生物により浄化を行うため微生物の
人為的コントロールが難しい、熟成に時間がかかる、物
理的な操作により生物膜の剥離が起こり浄化能力が低下
する等の問題点がある。排水処理の分野では、都市下
水、工場排水等の処理手段として活性汚泥法が知られて
いるが、この方法は有機物除去が主体であり、固液分離
を行うのに多大な時間と大規模な装置を必要とすること
から、水産生物の循環飼育水の浄化には適用されていな
い。

【０００４】微生物固定化法は、微生物をその活性を保
ったまま担体の表面や内部に固着、包埋するもので、有
用浄化微生物を選択的かつ高濃度に利用できるため、処
理効率の向上、施設のコンパクト化等にきわめて有効で
あると考えられている。本発明者らは、循環濾過飼育に
おける水質浄化においても、微生物固定化法の適用によ
り処理効率の向上と安定化が期待できると考えたが、こ
れまで海水の浄化に適用された例はみられない。本発明
は、微生物を特定の固定化担体に担持させた固定化微生
物を用いた効率的濾過槽を開発し、海産魚循環濾過飼育
システムへ適用することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは海産生物用
の循環飼育水の浄化について種々研究した結果、微生物
固定化法によって海洋性硝化細菌群を合成高分子に固定
化したものがこの目的に使用できることを見出して本発
明を完成した。

【０００６】本発明で使用する海洋性硝化細菌群は、長
期間使用した海産生物飼育水槽、例えばその濾過槽より
Watson の培地を用いて本発明者らが分離した細菌が適
する。分離は、集積培養、ケスモタット培養の後、希釈
法により行った。分離した菌株は、位相差顕微鏡と透過
型電子顕微鏡を用いて形態観察するとともに、塩分、p
H、温度等に対する特性について検討した結果、次の特
性を示すものである。分離菌株は、グラム陰性で、直径
約２μｍの運動性のある球菌で、細胞中央にはラメラ状
の膜オルガネラが観察される。塩分に対しては、塩分10
〜35ではアンモニア酸化が観察され、塩分25で最もアン
モニア酸化速度が高いことから、好塩性細菌であると考
えられる特性を示す。これらの特性から、分離菌株は N
itrosococcus oceanusに類似の菌株であると考えられ
る、また、該菌株はpHでは８、温度では30℃で最もアン
モニア酸化速度が高く、それ以外ではアンモニア酸化速
度は低下する。

【０００７】上記分離菌株は、文献未記載の新菌株で N
itrosococcus sp. DA-001 株と命名し、微工研菌寄第１
２９０４号として寄託した。海洋性硝化細菌 Nitrosoco
ccus sp. DA-001 株の他に、上記と同様の分離方法で分
離し得る上記と同様の特性を示す海洋性硝化細菌群が使
用できる。従って、本発明の海水浄化材は、合成高分子
担体に海洋性硝化細菌 Nitrosococcus sp. DA-001 株ま
たは類似の特性を示す海洋性硝化細菌群を固定化したこ
とを特徴とする。

【０００８】本発明において担体として使用する合成高
分子としては、海洋性硝化細菌を固定化できるものであ
れば特に限定されないが、水を循環させて飼育すること
から魚類等の生物に害を与えるような元素を含まず、ま
たある程度の機械的強度を有するものが好ましい。例え
ば、ポリビニルアルコール (PVA)、光硬化性ポリビニル
アルコール(PVA-SbQ) またはポリエチレングリコール(P
EG) 等のものが好ましく、更に炭素、水素および酸素か
らなる合成高分子で、水酸基、カルボキシル基等の親水
性基を有するものが好ましい。これらの合成高分子は使
用に際しては、常法にしたがい適当なゲル化剤を使用し
てゲル化させ、適当な大きさの球形、方形に成形して使
用するとよい。ゲル化には、例えば、PVA ではホウ酸が
ゲル化剤として使用される。より具体的には、PVA は重
合度および鹸化度の高いものが好ましく、例えば重合度
1500以上、鹸化度85％以上のものが好ましく使用でき
る。市販品としては、PVA ではPVA-HC（クラレ製：重合
度2000、鹸化度 99.85％）などが挙げられ、光硬化性PV
A としては、東洋合成工業製のSPPーHー13 Hosbq-785（重
合度1700、鹸化度88％、PVA-SbQ ）などが挙げられる。
光硬化性PVA は適当な光架橋剤によってゲル化される。
PEG は分子量 500,000程度のものが通常使用される。

【０００９】微生物固定化法としては、担体結合法、架
橋法、包括法が知られているが、本発明では包括法が好
ましく使用できる。

【００１０】また本発明は、上記海水浄化材を海産生物
循環濾過飼育システムに使用することを特徴とする海水
の浄化方法に関するものである。上記海水浄化材は、海
産生物循環濾過飼育システムの飼育水循環路または海水
取入水路の間に設けた浄化カラム等内に充填して使用さ
れる。

【００１１】本発明は上記の如く浄化材として合成高分
子に海洋性硝化細菌 Nitrosococcussp. DA-001 株また
は類似の特性を示す海洋性硝化細菌群を担持させている
ため、浄化材の製造、保存、管理等が容易である。その
ため、飼育水槽の容量を大きくしたり、飼育魚数を増加
させた場合でも、本発明の浄化材の使用量を増加させる
ことによって容易に対応できる。

【００１２】

【実験例】以下、実験例に基いて本発明を説明するが、
本発明はこれに限られるものではない。

【００１３】実験例１海水の浄化に使用可能な固定化材料を求めて以下の実験
を行った。固定化材料として天然高分子３種、合成高分
子７種を用いて海洋性硝化細菌を固定化し、作製した担
体（以下、固定化担体と呼ぶ）の比較を行った。なお、
実験に用いた固定化材料は、排水処理分野で適用が検討
されているものである。

【００１４】(1) 材料と方法実験に用いた固定化材料を表１に示す。固定化方法は、
固定化材料の溶媒として海水を用いた以外は、常法にし
たがって行った。なお、用いた海水は、全て天然海水
（塩分 3.4）である。

【表１】表１供試した固定化材料とその固定化法 ──────────────────────────────────── 固定化材料樹脂濃度（％）形状^a) 固定化方法^b) ──────────────────────────────────── 天然高分子寒天 3.0 円柱状（３×３mmφ) 加熱・溶解後、冷却 κ−カラギーナン 3.0 立方体状（３×３×３mm) 同上アルギン酸 3.0 球状（３mmφ）アルギン酸Na法合成高分子ＰＶＡ 10.0 球状（３mmφ） PVA-ホウ酸法ＰＡＡ 18.0 立方体状（３×３×３mm) アクリルアミド法ＰＥＧ 30.0 立方体状（３×３×３mm) 同上光硬化性樹脂ＰＶＡ−ＳｂＱ 9.0 球状（３mmφ）光硬化性樹脂法ＥＮＴＧ−3800 32.0 球状（３mmφ）同上ＥＮＴ−1000 53.0 球状（３mmφ）同上ＥＮＴＶ−500 10.0 球状（３mmφ）同上 ──────────────────────────────────── ａ）固定化操作時に球状に成形できないものは、固定化
後剃刀で細断した。ｂ）固定化方法は、固定化材料の溶媒として海水を用い
た以外は常法によった。

【００１５】固定化に用いた海洋性硝化細菌は、循環濾
過方式の飼育水槽（総水量 0.8ｔ）の濾過槽内の汚泥を
培養することにより得た。汚泥は、濾過槽内の濾材表面
から採取し、希釈法により従属栄養細菌数を減少させた
後、２リットル（ｌ）容の培養装置を用いて約１カ月間
培養した。培養には海水に10mM硫酸アンモニウムを添加
した培地を用い、培養条件は30℃、pH7.5 〜8.5 であ
る。固定化には、培養終了後遠心集菌（8000rpm 、４
℃）し 100倍に濃縮したものを用いた。また、海洋性硝
化細菌 Nitrosococcus sp. DA-001 株株についても同様
に行うことができる。

【００１６】固定化担体の比較は、固定化時の活性残存
率と機械的強度を指標として、30℃で１週間振盪培養す
ることにより行った。培地には、10mM硫酸アンモニウム
と50mM ＨＥＰＥＳ（Ｎー２ーヒドロキシエチルピペラ
ジン−Ｎ′−２−エタンスルホン酸）を添加した海水 2
00ml（K₂CO₃ を用いてpH8.5 に調整）を用い、大洋工業
社製の回転振盪培養装置（100 rpm ）により振盪を行っ
た。活性残存率は、固定化担体のアンモニア酸化速度と
固定化に用いたのと同量の硝化細菌培養液のアンモニア
酸化速度を測定し、その比として表した。固定化担体の
機械的強度は、目視による担体の損傷状態から判断し
た。なお、アンモニア酸化速度は、実験開始２、４、
６、12、24時間後サンプリングを行い、培養液中の NH₄
-N、 NO₂-N、 NO₃-N濃度を、それぞれインドフェノール
法、GR法、イオンクロマトアナライザ（IC−500 、横河
電機製）を用い測定することにより算出した。

【００１７】(2) 結果結果を表２に示す。天然高分子では活性残存率は50〜65
％と高かったものの、固定化担体の機械的強度は小さく
振盪培養２日以内で崩壊した。これに対し、合成高分子
では振盪培養１週間で崩壊する事はなかったが、ポリビ
ニルアルコール(PVA) 、光硬化性樹脂(PVA-SbQ) 、ポリ
エチレングリコール(PEG) の活性残存率はそれぞれ32、
40、22％であり天然高分子に比べ若干低く、ポリアクリ
ルアミド(PAA) 、市販の固定化用光硬化性樹脂（ENTG-3
800 、ENT-1000、ENTV-500）では固定化後の活性が全く
検出できなかった。なお、固定化用光硬化性樹脂は主と
してポリエチレングリコール類(PEG) 、ポリプロピレン
グリコール類(PPG) 、ポリビニルアルコール(PVA) を骨
格として両末端や分子鎖中に光硬化性のエチレン性不飽
和基を有するもので、ENTG-3800 は PEG・PPG併用型、EN
T-1000は PEG型、ENTV-500は PVA型のものである。以上
の結果より、固定化材料の中では、合成高分子の PVAと
光硬化性樹脂(PVA-SbQ) 、 PEGが海水の浄化に使用でき
ると判断された。

【００１８】

【表２】表２固定化材料の活性残存率と機械的強度に関する検討結果 ──────────────────────────────────── 固定化材料活性残存率^a) 機械的強度^b) ──────────────────────────────────── 天然高分子寒天 49.7 ２ κ−カラギーナン 64.6 ２アルギン酸 63.5 ２合成高分子ＰＶＡ 31.8 ７＜ＰＡＡ ND^c) ７＜ＰＥＧ 22.3 ７＜光硬化性樹脂ＰＶＡ−ＳｂＱ 40.1 ７＜ＥＮＴＧ−３８００ ND ７＜ＥＮＴ−１０００ ND ７＜ＥＮＴＶ−５００ ND ７＜対照区（浮遊汚泥） 100.0 ──────────────────────────────────── 実験は、温度20℃、ｐＨ 8.5の条件下、振盪培養するこ
とによって行った。ａ）活性残存率（％）＝固定化した硝化細菌のアンモニ
ア酸化速度／固定化しない硝化細菌のアンモニア酸化速
度×100 ｂ）30℃、100 rpm の回転振盪培養下で、ゲル崩壊に要
した日数ｃ）検出不可また、本実験例では固定化担体の機械的強度と活性残存
率を指標として有効性の判定を行ったが、固定化操作の
簡便さや固定化に要するコストも重要な指標となると考
えられる。上記使用可能な３種の固定化材料では、 PVA
が最も固定化操作が簡便であり、固定化樹脂や試薬が安
価である。

【００１９】実験例２処理効率の向上に対する微生物固定化法の有効性につい
て検討するために、固定化担体を充填したリアクターを
用いて、固定化担体のアンモニア酸化速度を人工排水の
連続処理を行うことにより測定した。

【００２０】(1) 材料と方法実験には、図１に示したエアリフトによる流動床式のリ
アクターを用いた。固定化担体１を充填したリアクター
２はガラス製で容量は60mlとした。人工排水は、ペリス
タポンプ（循環用ポンプ）５によりシリコンチューブ製
排水管７を通してリアクター２の下部から入り、リアク
ター２側部から処理水として給水管６を通って飼育槽等
に排出されるよう設定した。また、エアポンプ４からの
空気を吸気管８によってリアクター２に送り込むエアリ
フト方式により、リアクター内の水３の撹拌と空気供給
を行った。この際のエアー流量は１l/min とした。なお
実験は暗室内で行った。

【００２１】 PVA固定化担体の馴養 PVA固定化担体は PVA−ホウ酸法で作製した。作製した
固定化担体は、リアクターに移す前に 500ml容三角フラ
スコを用い 150日間馴養した。馴養条件は、培地として
10mM硫酸アンモニウムと50mM HEPESを加えた海水（K₂CO
₃ を用いてpH8.5 に調整） 200mlを用い、回転振盪培養
は30℃、 100rpm とした。なお、培地は２〜３日間隔で
交換し、熟成状態を観察するため培地交換時にアンモニ
ア酸化速度を測定した。

【００２２】 PVA固定化担体のアンモニア酸化速度実験条件を表３に示す。

【表３】表３アンモニア酸化速度測定に関する実験条件 ──────────────────────────────────── 人工排水^a) 固定化担体充填率^b) 実験区 ─────────────────── （％）アンモニア濃度(mg-N/l) 流量(ml/h) ──────────────────────────────────── １ 10 120 10, 20, 30, 40 ──────────────────────────────────── ２ 100 120 10, 20, 30, 40 ──────────────────────────────────── ３ 10 120, 240, 380, 450 40 ──────────────────────────────────── 実験は、温度20℃、ｐＨ 7.5、エアレーション１l/min
の条件下で排水を連続処理することによって行った。ａ）天然海水（塩分 3.4）にアンモニアとして(NH₄)₂SO
₄ を添加した。ｂ）充填率は、リアクターの容量60mlに対する固定化担
体の体積比で示した。

【００２３】実験は、温度20℃、pH7.5 、エアー流量１
l/min 、人工排水流量 120ml/hの条件下、実験区１では
人工排水としてアンモニア濃度10mg-N/lの海水を用い、
実験区２ではアンモニア濃度 100mg-N/lの海水を用いて
行った。リアクター体積当りの固定化担体充填率は10、
20、30、40％とし、リアクター当りのアンモニア酸化速
度と固定化担体当りのアンモニア酸化速度を求めた。ま
た、実験区３として、アンモニア濃度10mg-N/lの人工排
水を流量 120〜 450ml/hと変化させ、アンモニアが十分
に存在する条件下での固定化担体のアンモニア酸化速度
を求めた。この時の固定化担体充填率は40％とした。ア
ンモニア酸化速度は、実験開始２、４、６、12、24時間
後サンプリングを行い、処理水中の NH₄-N、 NO₂-N、 N
O₃-N濃度より求めた。

【００２４】(2) 結果 PVA固定化担体の熟成 PVA固定化担体のアンモニア酸化速度の変化を図２に示
す。固定化担体のアンモニア酸化速度は培養開始直後か
ら徐々に高まり、14日目には開始直後の約４倍の活性を
示し、その後ほぼ一定に保たれ、 150日後もその活性は
一定であった。また、一定となったアンモニア酸化速度
は、固定化時の活性残存率 100％に相当するアンモニア
酸化速度より高かった。以上の結果から、本例の条件下
では、熟成に少なくとも14日以上の培養をする必要があ
るが、熟成により固定化時の活性低下を十分に回復でき
ることがわかった。固定化担体内での微生物の増殖につ
いては、固定化担体のアンモニア酸化速度の向上などか
ら、固定化担体内部で海洋性硝化細菌が増殖したためと
考えられる。

【００２５】 PVA固定化担体のアンモニア酸化速度実験区１での結果を図３に示す。固定化担体のアンモニ
ア酸化速度は、リアクター当りでは固定化担体充填率の
増加とともに上昇し、充填率40％では人工排水中のアン
モニアの95％までが酸化された。しかし、固定化担体当
りでは、充填率の増加にともない低下する傾向がみられ
た。実験区２での結果を図４に示す。固定化担体のアン
モニア酸化速度は、リアクター当りでは、固定化担体充
填率の増加とともにほぼ直線的に上昇し、充填率40％で
はアンモニア除去率は27％と低いが、60mlリアクター容
量当りで１日79.0mg-Nのアンモニアを酸化できる能力を
持つことがわかった。しかし、固定化担体当りのアンモ
ニア酸化速度は、実験区１の場合と同様に充填率の増加
とともに低下する傾向がみられた。実験区３での結果を
図５に示す。固定化担体のリアクター当りのアンモニア
酸化速度は、流量の増加とともに上昇し、流量 360ml/h
以上では60mlリアクター容量当りで１日で71.3mg-Nのア
ンモニアを酸化できる能力を持つことがわかった。しか
し、アンモニア除去率は、人工排水の流量の増加ととも
に低下した。

【００２６】生物膜法のアンモニア酸化速度については
既に報文があり、プラスチック濾材１m³で１日に 150〜
200g-Nのアンモニアを酸化できると述べられている。今
回用いた固定化担体は、アンモニア濃度10mg-N/lの人工
排水を処理した場合、固定化担体充填率40％のリアクタ
ー容量１m³では１日に最大 1.2kg-Nのアンモニアを、充
填率10％でも250g-Nのアンモニアを酸化する能力を持つ
ことから、固定化担体のアンモニア酸化速度は実験条件
が異なるものの生物膜に比較して非常に高いことがわか
った。よって、微生物固定化法は処理効率の向上に有効
であると思われる。また、アンモニアが十分に存在する
条件下では、固定化担体充填率に比例してリアクター当
りのアンモニア酸化速度が向上していることから、固定
化担体の量を調整することで濾過槽全体の浄化能力のコ
ントロールも可能になると思われる。

【００２７】実験例３本例では、固定化担体の環境特性を明らかにすることを
目的として、温度、pH等を変化させた場合のアンモニア
酸化速度について、生物膜との比較を試みた。

【００２８】(1) 材料と方法実験には、図１に示した前述のエアリフトによる流動床
式のリアクターで、容量 110mlのものを用いた。固定化
担体には PVA−ホウ酸法で作製したものを用いた。リア
クター体積当りの充填率は20％とした。生物膜は長さ15
cmの繊維状濾材を用いた。固定化担体と生物膜は、とも
にリアクターに移す前に２リットル容培養槽を用いて１
カ月間培養し馴養を行った。馴養条件は、培地として10
mM硫酸アンモニウムを添加した海水を用い、温度30℃、
pH7.5 である。実験条件を表４に示す。

【００２９】

【表４】表４アンモニア酸化速度と環境要因に関する実験条件 ──────────────────────────────────── 実験温度ｐＨ^a) ＤＯ^b) 塩分^c) アンモニア撹拌時間^e) 有機物負荷^f) 区（℃）（％）濃度^d) （分）（処理日数） (mg-N/l) ──────────────────────────────────── １ 10−45 7.5 100 100 100 − − ──────────────────────────────────── ２ 20 4.0−9.0 100 100 100 − − ──────────────────────────────────── ３ 20 7.5 0−100 100 100 − − ──────────────────────────────────── ４ 20 7.5 100 0−100 100 − − ──────────────────────────────────── ５ 20 7.5 100 100 10−2000 − − ──────────────────────────────────── ６ 20 7.5 100 100 100 0−120 − ──────────────────────────────────── ７ 20 7.5 100 100 100 − 0−60 ──────────────────────────────────── 人工排水流量は、実験区１〜６では 220ml/h、実験区７
では 110ml/hとした。ａ）ｐＨの調整は、HCl とK₂CO₃ を用いて行った。ｂ）ＤＯは、エアレーション１ l/min中にＮ₂ ガスを混
合し、調整した。ｃ）塩分は、天然海水（塩分 3.4）を蒸留水で希釈して
調整した。ｄ）(NH₄)₂SO₄ として負荷。ｅ）200ml 海水中で回転振盪（100rpm）。ｆ）肉エキスとして負荷、濃度50mg/l（極東製薬工業
製）。

【００３０】各実験区での固定化担体と生物膜のアンモ
ニア酸化速度をそれぞれ２連で測定することにより環境
特性の比較を行った。温度、pH、溶存酸素（ＤＯ）、塩
分、アンモニア濃度の影響については、馴養条件から各
環境条件下に移し、アンモニア酸化速度を求めた。処理
水のサンプリングは、実験開始１、1.5 、２時間後に行
った。温度は恒温槽により、pHは1N HClまたは0.5M K₂C
O₃により調整した。ＤＯは、空気と窒素ガスの混合比に
より調整した。塩分は、人工排水に用いる海水（塩分
3.4）を蒸留水で希釈することにより、アンモニア濃度
は、人工排水に添加する硫酸アンモニウム（和光純薬工
業製）量により調整した。人工排水の流量は 220ml/hと
した。撹拌の影響については、固定化担体と生物膜の濾
材をリアクターから取り出し、海水 200ml中で５分間〜
２時間の回転振盪（100rpm）後、リアクター内に戻して
２時間経過後までのアンモニア酸化速度を測定した。人
工排水の流量は 220ml/hとした。有機物負荷の影響につ
いては、アンモニア 100mg-N/lと50mg/l濃度の肉エキス
（極東製薬工業製）を添加した人工排水を流量 110ml/h
で流し、60日間にわたってそのアンモニア酸化速度を測
定した。実験条件は温度20℃、pH7.5 、DO 100％、塩分
3.4 である。アンモニア酸化速度は２時間経過後までの
処理水について測定した。結果は、温度、ｐＨ、ＤＯ、
塩分、アンモニア濃度については、馴養条件下でのアン
モニア酸化速度を 100％とし、それに対する比活性で表
した。撹拌と有機物については、実験開始時のアンモニ
ア酸化速度を 100％とし、それに対する比活性で表し
た。

【００３１】(2) 結果固定化硝化細菌と生物膜のアンモニア酸化速度は、温度
では30〜35℃、ＤＯでは 100％、塩分では10〜34、アン
モニア濃度50〜 200mg-N/lで最大活性を示し、既知の文
献による固定化しないフリーの海洋性硝化細菌の特性に
ほぼ一致するものであった。撹拌時間とアンモニア酸化
速度との関係については、生物膜ではわずか１時間の回
転振盪でアンモニア酸化速度は２分の１以下にまで低下
し、目視によっても生物膜の剥離が確認できたのに対
し、固定化担体では撹拌によって全く影響を受けなかっ
た。海洋性硝化細菌に対するエアレーションの影響につ
いては、エアレーションを行った場合フリーの硝化細菌
では、アンモニア酸化速度は低下すると報告されてい
る。これに対し、固定化担体では撹拌等の物理的な操作
に対し安定であり、酸素供給のためのエアレーション等
を十分に行えることがわかった。このことは濾過槽のア
ンモニア酸化能力が高くなり、エアレーションによる酸
素の供給が重要になった場合に大きな利点になる。有機
物添加のアンモニア酸化速度に対する影響は、実験開始
直後に固定化担体のアンモニア酸化速度の向上がみられ
たが、34日目には安定し、固定化担体および生物膜のア
ンモニア酸化速度はともに実験開始時より低下すること
なく60日間維持され、両者に大きな影響はみられなかっ
た。

【００３２】

【発明の効果】本発明は特定の合成高分子で海洋性硝化
細菌 Nitrosococcus sp. DA-001 株および／または海洋
性硝化細菌群を固定化することにより、従来の生物膜
に比べ機械的強度が大きく、アンモニア酸化速度の速い
海水浄化材を容易に得ることができる。本発明の浄化材
は大きい機械的強度を有するため、飼育水槽の機械的撹
拌、エアレーションによる撹拌等も行うことができる。
また、海洋性硝化細菌Nitrosococcus sp. DA-001 株お
よび／または海洋性硝化細菌群は十分保水性のある合成
高分子のゲル体の中に保持されるため、保存、熟成、取
扱い等が容易であり、かつ単位量当り例えばビーズ当り
の浄化活性も容易に求めることができるので、飼育魚数
の増加や飼育水量の変化に対応させて容易に増加させる
ことができること、固定化担体の熟成が不要であるこ
と、アンモニアを含まない４℃の海水中で60日経過後も
約85％の活性を保持していることから、使用しない時は
冷蔵庫（例えば４℃）等で保存できるなど多くの利点を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実験装置の概略図、

【図２】PVA 固定化担体の熟成効果を示すグラフ、

【図３】実験例２の実験区１における固定化担体のアン
モニア酸化速度を示すグラフ、

【図４】同上実験区２における固定化担体のアンモニア
酸化速度を示すグラフ、

【図５】同上実験区３における固定化担体のアンモニア
酸化速度を示すグラフ、

【符合の説明】

１固定化担体２リアクター３海水４エアポンプ５循環用ポンプ６処理水管７排水管８給気管

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 3/10 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成高分子担体に海洋性硝化細菌 Nitro
sococcus sp. DA-001 株および／または海洋性硝化細菌
群を固定化したことを特徴とする海水浄化材。
【請求項２】合成高分子がポリビニルアルコール、光
硬化性ポリビニルアルコール(PVA-SbQ) またはポリエチ
レングリコールであり、微生物包括固定化法により海洋
性硝化細菌類を固定化したことを特徴とする請求項１記
載の海水浄化材。
【請求項３】合成高分子担体に海洋性硝化細菌 Nitro
sococcus sp. DA-001 株および／または海洋性硝化細菌
群を固定化した海水浄化材を海産生物循環濾過飼育シス
テムに使用することを特徴とする海水の浄化方法。
【請求項４】上記海水浄化材を海産生物循環濾過飼育
システムの海水循環路または海水取入水路の間に設けた
浄化カラム等内に充填使用することを特徴とする請求項
３記載の海水浄化方法。
【請求項５】海産生物飼育水槽より分離される、グラ
ム陰性で、直径約２μｍの運動性のある球菌であり、細
胞中央にはラメラ状の膜オルガネラが観察され、塩分に
対して塩分10〜35でアンモニア酸化が観察され、塩分25
で最もアンモニア酸化速度が高い特性を示し、pHでは
８、温度では30℃で最もアンモニア酸化速度が高く、そ
れ以外ではアンモニア酸化速度は低下する特性を示す海
洋性硝化細菌。
【請求項６】 Nitrosococcus sp. DA-001 株（微工研
菌寄第１２９０４号）である請求項５記載の海洋性硝化
細菌。