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公開番号2025126469
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022668
出願日2024-02-19
発明の名称嫌気性捕食細菌集積系の製造方法、この製造方法により製造された嫌気性捕食細菌集積系、製造された嫌気性捕食細菌集積系を用いる汚泥処理方法
出願人大成建設株式会社,国立大学法人大阪大学
代理人弁理士法人お茶の水内外特許事務所
主分類C12N 1/20 20060101AFI20250822BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】嫌気性捕食細菌集積系の製造方法とこの製造方法により製造される嫌気性捕食細菌集積系、および嫌気性捕食細菌集積系を用いた嫌気性メタン発酵による汚泥処理方法を提供すること。
【解決手段】還元剤と給餌菌とを含む嫌気性の液体培地を用いて嫌気性汚泥を培養し、培養中の液体培地の濁度が低下した後に培養液を取り出し、新しい液体培地に植菌して継代培養する嫌気性捕食細菌集積系の製造方法とこの製造方法により製造される嫌気性捕食細菌集積系、および嫌気性捕食細菌集積系とメタン発酵菌との存在下で、回収汚泥を発酵原料とするメタン発酵処理を行う汚泥処理方法。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
還元剤と給餌菌とを含む嫌気性の液体培地を用いて嫌気性汚泥を培養し、
培養中の液体培地の濁度が低下した後に培養液を取り出し、新しい液体培地に植菌して継代培養することを特徴とする嫌気性捕食細菌集積系の製造方法。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
前記給餌菌が、大腸菌であることを特徴とする請求項１に記載の嫌気性捕食細菌集積系の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする嫌気性捕食細菌集積系。
【請求項４】
請求項１または２に記載の製造方法により製造された嫌気性捕食細菌集積系とメタン発酵菌との存在下で、回収汚泥を発酵原料とするメタン発酵処理を行うことを特徴とする汚泥処理方法。
【請求項５】
前記メタン発酵処理が、リアクター槽と膜分離槽とを用いる膜分離法により行われることを特徴とする請求項４に記載の汚泥処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、嫌気性捕食細菌集積系の製造方法と、この製造方法により製造された嫌気性捕食細菌集積系、および製造された嫌気性捕食細菌集積系を用いた嫌気性メタン発酵による汚泥処理方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
有機物を含む排水や余剰となった下水汚泥、生ごみ等の有機性廃棄物の生物処理として、好気性細菌を用いた活性汚泥法が一般的に用いられている。活性汚泥法は、有機物を好気性細菌の代謝により処理するものであるため、好気性細菌が増殖する。そのため、活性汚泥法では過剰に増殖した好気性細菌を余剰汚泥として取り除くことが必要となる。
２０２３年における日本国の下水処理場等における余剰汚泥の発生量は７７２８０千ｔ／年に上り、この値は産業廃棄物として排出される汚泥（１６２６７６千ｔ／年）の約４８％を占める。そのため、余剰汚泥の発生抑制・減量化が求められている。
【０００３】
嫌気性細菌を用いた嫌気性排水処理が、消費エネルギーが少なく二酸化炭素発生量が抑えられ、さらに、燃料ガスや燃料電池の水素源として利用可能なメタンを回収できることから注目を集めている。しかし、メタン発酵菌を始めとする嫌気性細菌は、好気性細菌と比較して増殖速度が遅い。そのため、メタン発酵等により安定した嫌気性排水処理を実施するには嫌気性細菌の保持が重要となる。
【０００４】
近年、嫌気処理と膜分離技術を組み合わせた膜分離法が、嫌気性細菌の流出を防ぎ、菌体量を維持しやすい点から注目を集めている。膜分離法は、嫌気による発酵処理を行うリアクター槽と、膜分離により液体のみを排出する膜分離槽とを組み合わせた排水処理方法である。例えば、本出願人は、特許文献１において、有機物を含有する低濃度排水を原料として上向流式メタン発酵で発酵させるリアクター槽と膜分離槽とを備え、リアクター槽と膜分離槽には、上部側にオーバーフロー管、下部側に汚泥返送管が設けられており、リアクター槽は、下部に排水供給管、上部から底部にバイオガスを循環させるガス循環管が設けられており、膜分離槽は、ろ過処理水の排水管を備えている排水処理装置を提案している。
【０００５】
特許文献２には、活性汚泥法で生じた余剰汚泥よりなる下水回収汚泥を、嫌気性消化槽にて嫌気性消化処理する下水回収汚泥の嫌気性消化方法において、温度が所定温度より低いときに嫌気性消化槽にＦｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ等を含む添加物を添加する嫌気性消化方法が提案されている。
特許文献２に記載の方法は、余剰汚泥を原料とするため、余剰汚泥を廃棄物として処理する費用を削減することができる。しかし、余剰汚泥は好気性細菌を多く含み、細菌は、自身の保護のために細胞膜やバイオフィルム等を備えているため、余剰汚泥の嫌気性発酵には時間がかかるとの課題があった。
【０００６】
捕食細菌とは、他の生きた細菌を溶解（捕食）し、自身の栄養源として利用することのできる細菌であり、現在までに報告されている捕食細菌は全て偏性好気性細菌である。捕食細菌の溶菌作用により、余剰汚泥の可溶化及び無機化が進行し、余剰汚泥の処理量発生を抑制できる可能性が示されている（非特許文献１）。
しかし、本発明者らによる検討では、捕食細菌による汚泥の減量化は認められなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２２－０８４５３０号公報
特開２０１６－０５５２１６号公報
【非特許文献】
【０００８】
Ｙｕ，Ｒ．，Ｚｈａｎｇ，Ｓ．，Ｃｈｅｎ，Ｚ．ｅｔａｌ．“ＩｓｏｌａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｒｅｄａｔｏｒｙＢｄｅｌｌｏｖｉｂｒｉｏ－ａｎｄ－ｌｉｋｅｏｒｇａｎｉｓｍｓｆｏｒｍｕｎｉｃｉｐａｌｗａｓｔｅｓｌｕｄｇｅｂｉｏｌｙｓｉｓａｎｄｄｅｗａｔｅｒａｂｉｌｉｔｙｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ．”，Ｆｒｏｎｔ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｓｃｉ．Ｅｎｇ．，１１，１０（２０１７）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、嫌気性捕食細菌集積系の製造方法とこの製造方法により製造される嫌気性捕食細菌集積系、および嫌気性捕食細菌集積系を用いた嫌気性メタン発酵による汚泥処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の課題を解決するための手段は、次のとおりである。
１．還元剤と給餌菌とを含む嫌気性の液体培地を用いて嫌気性汚泥を培養し、
培養中の液体培地の濁度が低下した後に培養液を取り出し、新しい液体培地に植菌して継代培養することを特徴とする嫌気性捕食細菌集積系の製造方法。
２．前記給餌菌が、大腸菌であることを特徴とする１．に記載の嫌気性捕食細菌集積系の製造方法。
３．１．または２．に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする嫌気性捕食細菌集積系。
４．１．または２．に記載の製造方法により製造された嫌気性捕食細菌集積系とメタン発酵菌との存在下で、回収汚泥を発酵原料とするメタン発酵処理を行うことを特徴とする汚泥処理方法。
５．前記メタン発酵処理が、リアクター槽と膜分離槽とを用いる膜分離法により行われることを特徴とする４．に記載の汚泥処理方法。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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