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JP6126935B2 - Microorganism and wastewater treatment method - Google Patents
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Description

本発明は、微生物、並びに、廃水の処理方法に関し、さらに詳細には、高い非イオン界面活性剤分解能を有する微生物、並びに、当該微生物を利用した廃水の処理方法に関する。   The present invention relates to a microorganism and a method for treating wastewater, and more particularly to a microorganism having a high nonionic surfactant resolving power and a method for treating wastewater using the microorganism.

活性汚泥法等の生物学的処理による廃水処理が広く行われている。しかし、界面活性剤を活性汚泥法によって処理することには、多くの課題がある。すなわち、界面活性剤は難分解性であり、活性汚泥法による処理が難しい。   Wastewater treatment by biological treatment such as the activated sludge method is widely performed. However, there are many problems in treating the surfactant by the activated sludge method. That is, the surfactant is hardly decomposable and is difficult to process by the activated sludge method.

非イオン界面活性剤の生物処理について、種々の検討がされている。活性汚泥による非イオン界面活性剤の除去調査では1次分解(部分分解)の除去率は1日で90〜96%であるものの(非特許文献1)、完全分解では4週間で74%の除去にとどまるとの報告があり(非特許文献2)、短期間での完全な除去は難しいことが知られている。
対策としては、非イオン界面活性剤分解菌を微生物製剤として添加する等が想定されるが、当該物質を部分的に分解する微生物の分離例はこれまでに報告があるものの、単一の炭素源として完全分解する微生物は報告が少ない(非特許文献3)。
さらに、取得した分解菌が活性汚泥等の生物処理法に応用が可能であった事例(総有機炭素レベルでの完全分解を達成した例)は見当らない。
Various studies have been made on biological treatment of nonionic surfactants. Although the removal rate of primary decomposition (partial decomposition) is 90-96% in one day in the removal investigation of nonionic surfactant with activated sludge (Non-patent Document 1), 74% removal in four weeks in complete decomposition However, it is known that complete removal in a short period is difficult.
As countermeasures, non-ionic surfactant-degrading bacteria can be added as microbial preparations. Although there have been reports of separation of microorganisms that partially degrade the substance, a single carbon source has been reported. There are few reports of microorganisms that completely decompose as (Non-patent Document 3).
Furthermore, there are no cases where the acquired degrading bacteria can be applied to biological treatment methods such as activated sludge (examples where complete decomposition at the total organic carbon level has been achieved).

その他、非イオン界面活性剤を分解する能力を有する微生物が、いくつか見出されている(例えば、特許文献1,2)。しかし、非イオン界面活性剤含有廃水の処理に十分適用されているとは言い難い。   In addition, several microorganisms having the ability to degrade nonionic surfactants have been found (for example, Patent Documents 1 and 2). However, it cannot be said that it is sufficiently applied to the treatment of wastewater containing nonionic surfactants.

特開2000−354891号公報JP 2000-354891 A 特開2000−270852号公報JP 2000-270852 A

Prats, D., Ruiz, F., Vazquez, B. and Rodriguez-Pastor, M.(1997) Removal of anionic and nonionic surfactans in a water treatment plant with anaerobic digestion. A comparative study. Water Research., 31,1925-1930.Prats, D., Ruiz, F., Vazquez, B. and Rodriguez-Pastor, M. (1997) Removal of anionic and nonionic surfactans in a water treatment plant with anaerobic digestion.A comparative study.Water Research., 31,1925 -1930. 独立行政法人 製品評価技術基盤機構,2007,化学物質の初期リスク評価書,Ver.1.0 No. 89National Institute of Technology and Evaluation, 2007, Initial Risk Assessment for Chemical Substances, Ver.1.0 No. 89 Maki, H., Masuda, N., Fujiwara,Y., Ike, M. and Fujita, M.(1994) Degradation of Alkylphenol Ethoxylates by Pseudomonas sp. Strain TR01. Appl. Environ. Microbiol.60, 2265-2271Maki, H., Masuda, N., Fujiwara, Y., Ike, M. and Fujita, M. (1994) Degradation of Alkylphenol Ethoxylates by Pseudomonas sp. Strain TR01. Appl. Environ. Microbiol. 60, 2265-2271

非イオン界面活性剤の生物学的処理における従来技術の問題点をまとめると、以下のとおりである。まず、難分解性である非イオン界面活性剤を処理対象にした場合、活性汚泥法に代表される従来の生物処理手法では処理設備の設計時に求められる十分な除去速度が得られない。また、易分解性の一般有機物が共存する処理環境の場合、活性汚泥はそれを消費し、非イオン界面活性剤のような難分解性物質を分解しない(又は処理効率が低下する)ことがある。さらに、活性炭等の多孔質資材を用いた物理的吸着除去の方法では定期的な資材交換が必要であるため、コストの問題がある。   The problems of the prior art in the biological treatment of nonionic surfactants are summarized as follows. First, when a non-ionic surfactant that is hardly degradable is used as a treatment target, a conventional biological treatment technique represented by an activated sludge method cannot obtain a sufficient removal rate required when designing a treatment facility. In the case of a treatment environment in which easily decomposable general organic substances coexist, activated sludge consumes it and may not decompose a degradable substance such as a nonionic surfactant (or treatment efficiency may be reduced). . Furthermore, the physical adsorption removal method using a porous material such as activated carbon has a problem of cost because it requires periodic material replacement.

上記現状に鑑み、本発明は、非イオン界面活性剤分解能に優れた新規微生物を提供するとともに、当該微生物を利用した廃水の生物処理技術を提供することを目的とする。   In view of the above-mentioned present situation, an object of the present invention is to provide a novel microorganism excellent in nonionic surfactant resolution and to provide a biological treatment technology of waste water using the microorganism.

本発明者らは、より高い非イオン界面活性剤分解能を有する新規微生物を分離すべく、ウキクサ(Spirodela polyrrhiza)の根圏を分離源として微生物のスクリーニングを行った。その結果、非イオン界面活性剤の一種であるポリオキシエチレンアルキルエーテルに対する分解能に特に優れた新規微生物を分離することに成功した。そして、当該微生物を利用したポリオキシエチレンアルキルエーテル含有廃水の生物処理方法を開発し、本発明を完成した。上記した課題を解決するための本発明は、以下のとおりである。   The present inventors screened microorganisms using the rhizosphere of Spirodela polyrrhiza as a separation source in order to isolate novel microorganisms having higher nonionic surfactant resolution. As a result, we succeeded in isolating a novel microorganism that is particularly excellent in resolution for polyoxyethylene alkyl ether, which is a kind of nonionic surfactant. And the biological treatment method of the polyoxyethylene alkyl ether containing waste water using the said microorganisms was developed, and this invention was completed. The present invention for solving the above-described problems is as follows.

請求項1に記載の発明は、S45Y株(NITE P−01636)である微生物である。   The invention described in claim 1 is a microorganism that is the S45Y strain (NITE P-01636).

本発明の微生物は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルに対する高い分解能を有する。本発明の微生物によれば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル含有廃水を高効率で生物処理することができる。   The microorganism of the present invention has a high resolution for polyoxyethylene alkyl ethers. According to the microorganism of the present invention, polyoxyethylene alkyl ether-containing wastewater can be biologically treated with high efficiency.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の微生物と、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有する廃水とを接触させて、廃水中の前記ポリオキシエチレンアルキルエーテルを分解することを特徴とする廃水の処理方法である。   The invention according to claim 2 is characterized in that the microorganism according to claim 1 is brought into contact with waste water containing polyoxyethylene alkyl ether to decompose the polyoxyethylene alkyl ether in the waste water. This is a wastewater treatment method.

本発明は廃水の処理方法に係るものであり、上記した本発明の微生物とポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有する廃水とを接触させる工程を包含する。本発明の廃水の処理方法によれば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを高効率で生物処理することができる。例えば、易分解性の一般有機物が共存する環境であっても、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを効率的に分解することができる。ポリオキシエチレンアルキルエーテルを完全分解することも可能である。   The present invention relates to a method for treating wastewater, and includes a step of bringing the above-described microorganism of the present invention into contact with wastewater containing polyoxyethylene alkyl ether. According to the wastewater treatment method of the present invention, polyoxyethylene alkyl ether can be biologically treated with high efficiency. For example, polyoxyethylene alkyl ether can be efficiently decomposed even in an environment where easily decomposable general organic substances coexist. It is also possible to completely decompose the polyoxyethylene alkyl ether.

請求項3に記載の発明は、前記微生物を活性汚泥に組み込んで用いることを特徴とする請求項2に記載の廃水の処理方法である。   The invention according to claim 3 is the wastewater treatment method according to claim 2, wherein the microorganism is incorporated into activated sludge.

かかる構成により、活性汚泥法への適用が可能となる。   With this configuration, application to the activated sludge method becomes possible.

本発明によれば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含む廃水を効率的に生物処理することができる。   According to the present invention, wastewater containing polyoxyethylene alkyl ether can be efficiently biologically treated.

活性汚泥法におけるTOCの経時変化を表すグラフである。It is a graph showing the time-dependent change of TOC in an activated sludge method.

本発明の微生物は、S45Y株(NITE P−01636)である微生物である。当該微生物は、独立行政法人 製品評価技術基盤機構 特許微生物寄託センターに寄託されている。寄託の詳細を以下に示す。   The microorganism of the present invention is a microorganism that is the S45Y strain (NITE P-01636). The microorganism is deposited at the Patent Microorganism Depositary Center for Product Evaluation Technology, an independent administrative agency. Details of the deposit are shown below.

表示:S45Y株
受託番号:NITE P−01636
受領日:平成25年6月19日
Display: S45Y strain Accession number: NITE P-01636
Date of receipt: June 19, 2013

S45Y株(NITE P−01636)の菌学的性質は以下のとおりである。「+」は陽性、「−」は陰性を示す。   The mycological properties of the S45Y strain (NITE P-01636) are as follows. “+” Indicates positive and “−” indicates negative.

〔形態等〕
・細胞形態:桿菌(2.0〜2.5μm×0.5〜1.5μm)
・グラム染色性:−
・胞子の有無:−
・運動性:−
・コロニー形態(培地:LB寒天、培養時間:48時間、培養温度:28℃)
直径:0.1〜1.5mm
色調:黄色
形:円形
隆起状態:半球状(convex)
表面の形状など:スムーズ
透明度:不透明
[Form etc.]
-Cell morphology: Neisseria gonorrhoeae (2.0-2.5 μm × 0.5-1.5 μm)
-Gram stainability:-
・ Spore presence:
・ Mobility:-
Colony morphology (medium: LB agar, culture time: 48 hours, culture temperature: 28 ° C.)
Diameter: 0.1-1.5mm
Color: Yellow Shape: Circular Protrusion: Hemispherical (convex)
Surface shape, etc .: Smooth Transparency: Opaque

〔好気性、嫌気性〕
・好気性
[Aerobic, anaerobic]
・ Aerobic

〔資化性等〕
・カタラーゼ反応:+
・オキシダーゼ反応:+
・ウレアーゼ:−
・β−ガラクトシダーゼ:−
・インドール試験:+
・硝酸塩還元:−
・マンニトール:−
・ソルビトール:+
・セロビオース:+
・トレハロース:+
・キシロース:+
・フルクトース:+
・シュクロース:+
・ラフィノース:+
・グルコースからの酸産生:+
・ガラクトースからの酸産生:+
[Usability, etc.]
Catalase reaction: +
・ Oxidase reaction: +
・ Urease:-
.Beta.-galactosidase:-
・ Indole test: +
・ Nitrate reduction:-
・ Mannitol:-
・ Sorbitol: +
・ Cellobiose: +
・ Trehalose: +
・ Xylose: +
・ Fructose: +
・ Sucrose: +
・ Raffinose: +
Acid production from glucose: +
Acid production from galactose: +

・16rDNA塩基配列の相同性
Sphingomonas paucimobilis:100%
・ Homology of 16rDNA base sequence
Sphingomonas paucimobilis: 100%

本発明の微生物を培養する方法としては、好気性微生物の培養方法として一般的な方法をそのまま採用することができる。例えば、適当な炭素源等を含有する液体培地を用いて、通気及び撹拌して培養することができる。培養温度としては、例えば5〜40℃、好ましくは15〜40℃、より好ましくは20〜35℃の範囲を選択することができる。培地に炭素源としてポリオキシエチレンアルキルエーテル(以下、「POEアルキルエーテル」と略記することがある。)を添加する場合、濃度としては、例えば750mg/L以下、好ましくは500mg/L以下、より好ましくは100mg/L以下の範囲を選択することができる。   As a method for culturing the microorganism of the present invention, a general method for culturing aerobic microorganisms can be employed as it is. For example, using a liquid medium containing an appropriate carbon source or the like, it can be cultured with aeration and agitation. As culture | cultivation temperature, the range of 5-40 degreeC, for example, Preferably 15-40 degreeC, More preferably, 20-35 degreeC can be selected. When polyoxyethylene alkyl ether (hereinafter sometimes abbreviated as “POE alkyl ether”) is added to the medium as a carbon source, the concentration is, for example, 750 mg / L or less, preferably 500 mg / L or less, more preferably Can select a range of 100 mg / L or less.

本発明の微生物は、高いPOEアルキルエーテルに対する分解能を有する。POEアルキルエーテル分解能の評価方法としては、例えば、POEアルキルエーテルを含有する培地で本発明の微生物を培養した際の、当該培養液中におけるPOEアルキルエーテルの減少速度をもって評価することができる。POEアルキルエーテルの減少速度は、例えば、POEアルキルエーテルを唯一、あるいは主たる炭素源とする培地を用い、培地中のPOEアルキルエーテル量の変化を全有機体炭素(TOC)の変化をもって検出し、算出することができる。その他、チオシアン酸カリウム法(後述の実施例参照)によってPOEアルキルエーテルを定量することができる。   The microorganism of the present invention has a high resolution for POE alkyl ethers. As an evaluation method of POE alkyl ether resolution, for example, when the microorganism of the present invention is cultured in a medium containing POE alkyl ether, it can be evaluated based on the rate of decrease of POE alkyl ether in the culture solution. The rate of decrease of POE alkyl ether is calculated by, for example, detecting a change in the amount of POE alkyl ether in the medium with a change in total organic carbon (TOC) using a medium containing POE alkyl ether as the sole or main carbon source. can do. In addition, the POE alkyl ether can be quantified by the potassium thiocyanate method (see Examples described later).

本発明の廃水の処理方法は、S45Y株(NITE P−01636)とPOEアルキルエーテルを含有する廃水とを接触させて、廃水中のPOEアルキルエーテルを分解するものである。   The wastewater treatment method of the present invention comprises contacting S45Y strain (NITE P-01636) with wastewater containing POE alkyl ether to decompose POE alkyl ether in the wastewater.

本発明の廃水の処理方法において、処理対象となるPOEアルキルエーテルとしては、例えば、アルキル基の炭素数が12〜15のPOEアルキルエーテルが挙げられる。その他、後述の実施例で用いた各POEアルキルエーテルが挙げられる。   In the wastewater treatment method of the present invention, examples of the POE alkyl ether to be treated include POE alkyl ethers having 12 to 15 carbon atoms in the alkyl group. In addition, each POE alkyl ether used in the below-mentioned Example is mentioned.

本発明の廃水の処理方法は、好気性処理のあらゆる方式、例えば、活性汚泥法、生物膜法のいずれにも適用できる。活性汚泥法に適用する場合には、活性汚泥中に本発明の微生物を添加して他微生物と共存(共生)させることにより、POEアルキルエーテル含有廃水の処理を高効率で行うことができる。本発明の微生物は、他の微生物と共存する処理環境であっても、POEアルキルエーテル対する高い分解能力を発揮できる。   The wastewater treatment method of the present invention can be applied to all methods of aerobic treatment, for example, activated sludge method and biofilm method. When applied to the activated sludge method, the POE alkyl ether-containing wastewater can be treated with high efficiency by adding the microorganism of the present invention to the activated sludge and allowing it to coexist with other microorganisms. The microorganism of the present invention can exhibit a high decomposing ability for POE alkyl ethers even in a processing environment in which other microorganisms coexist.

生物膜法に適用する場合には、回転円板法や散水ろ床法等の公知の手法をそのまま適用することができる。本発明の微生物を担体に固定化し、流動床式の処理を行うこともできる。また、本発明の廃水の処理方法は、回分式、連続式のいずれの処理方式にも適用できる。   When applying to the biofilm method, a known method such as a rotating disk method or a trickling filter method can be applied as it is. The microorganisms of the present invention can be immobilized on a carrier and fluidized bed type treatment can be performed. In addition, the wastewater treatment method of the present invention can be applied to both batch and continuous treatment methods.

本発明の廃水の処理方法において、POEアルキルエーテル含有廃水に接触させる微生物の量(例えば、添加量や添加サイクル)は、処理すべき廃水の性状、廃水処理施設の構成等に応じて適宜選択すればよい。また、POEアルキルエーテル含有廃水と微生物との接触時間についても、廃水に含まれるPOEアルキルエーテルの種類や量、処理すべき廃水の性状等に応じて適宜選択することができる。廃水処理時の温度としては、本発明の微生物の生育可能範囲であればよく、例えば、培養温度として例示した5〜40℃、好ましくは15〜40℃、より好ましくは20〜35℃の範囲を選択することができる。同様に、POEアルキルエーテルの濃度としては、例えば750mg/L以下、好ましくは500mg/L以下、より好ましくは100mg/L以下の範囲を選択することができる。   In the wastewater treatment method of the present invention, the amount of microorganisms to be brought into contact with the POE alkyl ether-containing wastewater (for example, addition amount or addition cycle) is appropriately selected according to the properties of the wastewater to be treated, the configuration of the wastewater treatment facility, and the like. That's fine. Further, the contact time between the POE alkyl ether-containing wastewater and the microorganism can be appropriately selected according to the type and amount of the POE alkyl ether contained in the wastewater, the properties of the wastewater to be treated, and the like. The temperature at the time of wastewater treatment may be within the range in which the microorganism of the present invention can grow, for example, the range of 5 to 40 ° C., preferably 15 to 40 ° C., more preferably 20 to 35 ° C. exemplified as the culture temperature. You can choose. Similarly, as the concentration of the POE alkyl ether, for example, a range of 750 mg / L or less, preferably 500 mg / L or less, more preferably 100 mg / L or less can be selected.

本発明の微生物によれば、POEアルキルエーテルを12時間程度の短時間で分解除去することができる。また、易分解性の一般有機物が共存する処理環境においても、POEアルキルエーテルに対する高い分解活性を有する。さらに、雑多な一般微生物を共存する処理環境においてもPOEアルキルエーテルに対する高い分解活性を発揮できる。このことにより、廃水処理方法として最も普及している活性汚泥法等の生物処理方式のストック設備を活用することが可能となる。またさらに、従来法では完全な処理が行われないまま公共用水域に放流されているPOEアルキルエーテルについて、低コストで除去可能な水質浄化方法を提供することができる。   According to the microorganism of the present invention, POE alkyl ether can be decomposed and removed in a short time of about 12 hours. Moreover, it has a high decomposition activity with respect to POE alkyl ether even in a processing environment where easily decomposable general organic substances coexist. Furthermore, it can exhibit high decomposing activity for POE alkyl ethers even in a processing environment in which various general microorganisms coexist. As a result, it is possible to utilize a biological treatment system stock facility such as an activated sludge method that is most widely used as a wastewater treatment method. Furthermore, it is possible to provide a water purification method capable of removing POE alkyl ether released into public water areas without being completely treated by conventional methods at a low cost.

以下、実施例をもって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited only to these Examples.

まず、本実施例で使用した非イオン界面活性剤を以下に示す。   First, the nonionic surfactant used in this example is shown below.

〔POEアルキルエーテル〕
・ポリオキシエチレン(7)ラウリルエーテル(POE(7)LE)(和光純薬工業社製)
・ポリオキシエチレン(9)ラウリルエーテル(POE(9)LE)(和光純薬工業社製)
・ポリオキシエチレン(23)ラウリルエーテル(POE(23)LE)(和光純薬工業社製)
・ポリオキシエチレン(7)オレイルエーテル(POE(7)OE)(和光純薬工業社製)
・ポリオキシエチレンアルキル(12〜14)エーテル(BT−7)
なお、BT−7はPOE(7)LEと類似の構造を有する。
[POE alkyl ether]
・ Polyoxyethylene (7) lauryl ether (POE (7) LE) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・ Polyoxyethylene (9) lauryl ether (POE (9) LE) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・ Polyoxyethylene (23) lauryl ether (POE (23) LE) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・ Polyoxyethylene (7) oleyl ether (POE (7) OE) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・ Polyoxyethylene alkyl (12-14) ether (BT-7)
BT-7 has a similar structure to POE (7) LE.

各POEアルキルエーテルの化学構造上の特徴を表1に示す。   Table 1 shows the chemical structural characteristics of each POE alkyl ether.

Figure 0006126935
Figure 0006126935

〔他の非イオン界面活性剤〕
・ポリエチレンポリプロピレングリコールモノブチルエーテル
・ポリオキシアルキレンエーテル
[Other nonionic surfactants]
・ Polyethylene polypropylene glycol monobutyl ether ・ Polyoxyalkylene ether

(1)新規微生物のスクリーニング
根圏にPOE(7)LE分解活性を有するウキクサを、新規微生物の分離源とした。POE(7)LE分解活性を指標とし、平板培養法による直接分離あるいは集積培養による分離によって1次スクリーニングを行った。次に、1次スクリーニングで選抜した菌株について、再度同じ方法でスクリーニングを行い、2次スクリーニングとした。2次スクリーニングで選抜した菌株について、易分解性有機物存在下におけるPOE(7)LE分解活性を指標として、3次スクリーニングを行った。3次スクリーニングによって、POE(7)LE分解活性に特に優れた微生物を1株選抜し、S45Y株と命名した。
(1) Screening of novel microorganisms Duckweed having POE (7) LE degrading activity in the rhizosphere was used as a source of separation of novel microorganisms. The primary screening was performed by direct separation by plate culture method or separation by enrichment culture using POE (7) LE degradation activity as an index. Next, the strain selected in the primary screening was screened again by the same method to obtain a secondary screening. About the strain selected by the secondary screening, the tertiary screening was performed using the POE (7) LE degrading activity in the presence of an easily degradable organic substance as an index. By the third screening, one strain which was particularly excellent in POE (7) LE degrading activity was selected and named S45Y strain.

S45Y株に対して、配列番号1及び2に示すプライマーを用いたコロニーPCRを行って16SrRNA遺伝子を増幅し、塩基配列解析を行った。得られた配列データについて、相同性検索プログラム(BLAST search)を用いてNCBIデータベースに登録された塩基配列と比較した。その結果、Sphingomonas paucimobilisとの相同性が100%であった。   The S45Y strain was subjected to colony PCR using the primers shown in SEQ ID NOs: 1 and 2 to amplify the 16S rRNA gene, and the nucleotide sequence was analyzed. The obtained sequence data was compared with a base sequence registered in the NCBI database using a homology search program (BLAST search). As a result, the homology with Sphingomonas paucimobilis was 100%.

S45Y株を、独立行政法人 製品評価技術基盤機構 特許微生物寄託センターに寄託した(NITE P−01636)。   S45Y strain was deposited at the Patent Microorganism Depositary Center for Product Evaluation Technology (NITE P-01636).

(2)S45Y株のPOE(7)LE分解活性の評価(2次スクリーニング時)
48穴マイクロプレートに、500LのA&HPB培地(表3)を入れ、POE(7)LEを終濃度50mg/Lとなるように添加した。各穴にゴマ粒程度の菌株を植菌した後、25℃、暗条件で回転振とう培養した。培養開始0日目(培養開始前)、2日目、及び5日目に培養液を100μLサンプリングした。サンプリングした培養液について、チオシアン酸カリウム法(手順は後述)により、培地中に残存するPOE(7)LEの濃度を測定した。下記式により、培養5日目のPOE(7)LEの残存率(%)を算出した。
(2) Evaluation of POE (7) LE degradation activity of S45Y strain (during secondary screening)
To a 48-well microplate, 500 L of A & HPB medium (Table 3) was added, and POE (7) LE was added to a final concentration of 50 mg / L. After inoculating each hole with about a sesame grain strain, it was cultured with shaking at 25 ° C. under dark conditions. On the 0th day (before the start of culture), 2nd day, and 5th day, 100 μL of the culture solution was sampled. About the sampled culture solution, the density | concentration of POE (7) LE which remains in a culture medium was measured by the potassium thiocyanate method (a procedure is mentioned later). The residual rate (%) of POE (7) LE on the fifth day of culture was calculated by the following formula.

残存率(%)=POE(7)LE濃度(5日目)/POE(7)LE濃度(0日目)×100   Residual rate (%) = POE (7) LE concentration (day 5) / POE (7) LE concentration (day 0) × 100

その結果、S45Y株におけるPOE(7)LEの残存率は10%以下であった。このように、S45Y株はPOE(7)LEに対する高い分解性能を有していた。   As a result, the residual rate of POE (7) LE in the S45Y strain was 10% or less. Thus, the S45Y strain had high degradation performance against POE (7) LE.

Modified Arnon & Hoagland培地(A&H培地)とA&HPB培地の組成を、それぞれ表2、表3に示す。   The compositions of Modified Arnon & Hoagland medium (A & H medium) and A & HPB medium are shown in Table 2 and Table 3, respectively.

Figure 0006126935
Figure 0006126935

Figure 0006126935
Figure 0006126935

チオシアン酸カリウム法による定量は、以下の手順で行った。
検水50μLを蒸留水で4倍希釈した。1.5mLサンプリングチューブに希釈検水(検量線作成用試料はPOE(7)LE濃度0,4,8,12,16,20 mg/mL)を200μL入れ、0.8g/mLのチオシアン酸カリウム溶液50μL、0.4g/mLの硝酸鉄(III)溶液12.5μL、1,2−ジクロロエタン150μLを加えた。振とう機で5分間振とうした後、5分間静置した。有機層を分離し、その吸光度(A510nm)を測定した。検量線から出した近似式より、検水のポリオキシエチレンアルキルエーテル濃度を算出した。
Quantification by the potassium thiocyanate method was performed according to the following procedure.
50 μL of test water was diluted 4 times with distilled water. Add 200 μL of diluted test water (sample for preparing calibration curve to POE (7) LE concentration 0, 4, 8, 12, 16, 20 mg / mL) into a 1.5 mL sampling tube and add 0.8 g / mL potassium thiocyanate 50 μL of the solution, 12.5 μL of 0.4 g / mL iron (III) nitrate solution, and 150 μL of 1,2-dichloroethane were added. The mixture was shaken for 5 minutes with a shaker and allowed to stand for 5 minutes. The organic layer was separated and the absorbance (A510 nm) was measured. The polyoxyethylene alkyl ether concentration of the test water was calculated from the approximate formula derived from the calibration curve.

(3)易分解性有機物存在下でのPOE(7)LE分解活性(3次スクリーニング時)
2次スクリーニングで選抜した菌株について、終濃度50mg/LとなるようにPOE(7)LEを添加したR2A培地(表4)にて培養し、易分解性有機物存在下におけるPOE(7)LE分解活性について調べた。
具体的には、25mLネジ口試験管に5mLのR2A培地を入れ、POE(7)LEが終濃度50mg/Lとなるように添加した。POE(7)LE分解菌を、初期菌体濃度がOD660=0.02となるように植菌した。160rpm、25℃、暗条件で5日間、往復振とう培養した。培養0時間目(培養開始前)、3時間目、6時間目、12時間目、24時間目、48時間目、及び120時間目に、培養液を200μLサンプリングした。サンプリングした培養液について、チオシアン酸カリウム法にて培地中に残存するPOE(7)LEの濃度を測定した。下記式により、培養120時間目(5日目)のPOE(7)LEの残存率(%)を算出した。
(3) POE in the presence of readily decomposable organic substances (7) LE degradation activity (during 3rd screening)
The bacterial strain selected in the secondary screening is cultured in an R2A medium (Table 4) supplemented with POE (7) LE to a final concentration of 50 mg / L, and POE (7) LE degradation in the presence of readily degradable organic matter. The activity was examined.
Specifically, 5 mL of R2A medium was placed in a 25 mL screw-cap test tube and added so that POE (7) LE had a final concentration of 50 mg / L. The POE (7) LE-degrading bacterium was inoculated so that the initial cell concentration was OD 660 = 0.02. The culture was reciprocally shaken at 160 rpm, 25 ° C. under dark conditions for 5 days. 200 μL of the culture solution was sampled at 0 hour culture (before the start of culture), 3 hours, 6 hours, 12 hours, 24 hours, 48 hours, and 120 hours. With respect to the sampled culture solution, the concentration of POE (7) LE remaining in the medium was measured by the potassium thiocyanate method. The residual rate (%) of POE (7) LE at 120 hours of culture (5th day) was calculated by the following formula.

残存率(%)=POE(7)LE濃度(5日目)/POE(7)LE濃度(0日目)×100   Residual rate (%) = POE (7) LE concentration (day 5) / POE (7) LE concentration (day 0) × 100

その結果、S45Y株におけるPOE(7)LEの残存率は20%以下であった。このように、S45Y株は、易分解性有機物存在下でもPOE(7)LEを効率よく分解した。   As a result, the residual rate of POE (7) LE in the S45Y strain was 20% or less. Thus, the S45Y strain efficiently decomposed POE (7) LE even in the presence of readily decomposable organic substances.

R2A培地の組成を表4に示す。 The composition of R2A medium is shown in Table 4.

Figure 0006126935
Figure 0006126935

(4)基質特異性
上記(2)と同様にして、POE(7)LE以外の非イオン界面活性剤について分解性能を調べた。その結果、POE(9)LEでは残存率20%以下、POE(23)LE、POE(7)OE、及びBT−7では残存率10%以下であり、POE(7)LEと同様の高い分解性能が認められた。一方、ポリエチレンポリプロピレングリコールモノブチルエーテルとポリオキシアルキレンエーテルは、ほとんど分解されなかった。このように、S45Y株は、POEアルキルエーテルに対する高い分解性能を有していることが分かった。
(4) Substrate specificity The degradation performance of nonionic surfactants other than POE (7) LE was examined in the same manner as (2) above. As a result, the residual rate is 20% or less for POE (9) LE, the residual rate is 10% or less for POE (23) LE, POE (7) OE, and BT-7, and the same high decomposition as POE (7) LE. Performance was recognized. On the other hand, polyethylene polypropylene glycol monobutyl ether and polyoxyalkylene ether were hardly decomposed. Thus, it was found that the S45Y strain has a high degradation performance for POE alkyl ethers.

(5)活性汚泥への添加実験(微生物製剤としての評価)
300mL三角フラスコにR2A培地を200mL仕込み、S45Y株を1白金耳植菌し、対数増殖期後期まで160rpm、25℃、暗条件で回転振とう培養した(前培養)。培養菌体をA&H培地で2回洗浄し、同培地で懸濁した。25mLのネジ口試験管に、活性汚泥(終濃度1500mg/L)、菌体(終濃度500mg/L)、炭素源(POE(7)LE(終濃度50mg/L)、及び人工下水(表5)(115μL)を加えて、全量5mLとした。これを160rpm、暗条件で1日間往復振とう培養した。0時間目(培養開始前)、3時間目、6時間目、12時間目、及び24時間目に培養液を200μLサンプリングした。
(5) Addition experiment to activated sludge (evaluation as microbial preparation)
A 300 mL Erlenmeyer flask was charged with 200 mL of R2A medium, 1 platinum ear of S45Y strain was inoculated, and cultured under rotary conditions at 160 rpm, 25 ° C. in the dark until the late logarithmic growth phase (preculture). The cultured cells were washed twice with A & H medium and suspended in the same medium. In a 25 mL screw mouth test tube, activated sludge (final concentration 1500 mg / L), bacterial cells (final concentration 500 mg / L), carbon source (POE (7) LE (final concentration 50 mg / L)), and artificial sewage (Table 5). ) (115 μL) was added to make a total volume of 5 mL, which was cultured by reciprocal shaking for 1 day at 160 rpm in the dark, at 0 hour (before the start of culture), 3 hours, 6 hours, 12 hours, and At 24 hours, 200 μL of the culture solution was sampled.

人工下水の組成を表5に示す。   The composition of artificial sewage is shown in Table 5.

Figure 0006126935
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サンプリングした培養液について、チオシアン酸カリウム法にてPOE(7)LEを測定し、POE(7)LEの分解評価を行った。培養12時間目と24時間目のPOE(7)LEの残存率(%)は以下の式により算出した。コントロールとして、S45Y株を添加せずに活性汚泥のみを用いて同様の実験を行った。   About the sampled culture solution, POE (7) LE was measured by the potassium thiocyanate method, and decomposition | disassembly evaluation of POE (7) LE was performed. The residual rate (%) of POE (7) LE at 12 hours and 24 hours of culture was calculated by the following formula. As a control, the same experiment was performed using only activated sludge without adding the S45Y strain.

残存率(%)=POE(7)LE濃度(12時間目又は24時間目)/POE(7)LE濃度(0時間目)×100   Residual rate (%) = POE (7) LE concentration (12th or 24th hour) / POE (7) LE concentration (0th hour) × 100

その結果、12時間目、24時間目のいずれにおいてもPOE(7)LEの残存率が30%以下であり、高いPOE(7)LE分解性能を示した。一方、活性汚泥のみのコントロールでは、POE(7)LEはほとんど分解されなかった。   As a result, the residual rate of POE (7) LE was 30% or less at both the 12th and 24th hours, indicating high POE (7) LE decomposition performance. On the other hand, POE (7) LE was hardly decomposed by the control using only activated sludge.

また、サンプリングした培養液についてTOC計にてTOCを測定し、全有機物の分解評価を行った。コントロールとして、S45Y株を添加せずに、活性汚泥に人工下水とPOE(7)LEを添加したもの(コントロール1)、及び、活性汚泥に人工下水を添加したもの(コントロール2)を用いて同様の実験を行った。結果を図1に示す。   Moreover, TOC was measured with the TOC meter about the sampled culture solution, and decomposition | disassembly evaluation of all the organic substances was performed. As a control, without using the S45Y strain, artificial sludge and POE (7) LE were added to activated sludge (control 1), and activated sludge added with artificial sewage (control 2). The experiment was conducted. The results are shown in FIG.

図1に示すように、S45Y株を用いた場合には、培養開始から12時間目でほぼ全ての有機物が分解されていた。一方、活性汚泥のみの場合には、人工下水の有機物は分解されたが(コントロール2)、POE(7)LEはほとんど分解されなかった(コントロール1)。   As shown in FIG. 1, when the S45Y strain was used, almost all organic substances were decomposed at 12 hours from the start of the culture. On the other hand, in the case of only activated sludge, the organic matter of artificial sewage was decomposed (Control 2), but POE (7) LE was hardly decomposed (Control 1).

以上のように、S45Y株を活性汚泥に組み込むことにより、12時間という短時間で50ppm程度のPOE(7)LEを分解除去できることが示された。またS45Y株は、雑多な一般微生物が共存する環境であっても、POE(7)LEに対する高い処理能力を有していることが示された。さらにS45Y株は、易分解性の一般有機物が共存する処理環境においても、POE(7)LEに対する高い分解活性を有していることが示された。   As described above, it was shown that by incorporating S45Y strain into activated sludge, about 50 ppm of POE (7) LE can be decomposed and removed in a short time of 12 hours. Moreover, it was shown that S45Y strain has a high treatment capacity for POE (7) LE even in an environment where various general microorganisms coexist. Furthermore, it was shown that the S45Y strain has a high degrading activity against POE (7) LE even in a processing environment in which easily degradable general organic substances coexist.

Claims (3)

S45Y株(NITE P−01636)である微生物。   A microorganism which is S45Y strain (NITE P-01636). 請求項1に記載の微生物と、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有する廃水とを接触させて、廃水中の前記ポリオキシエチレンアルキルエーテルを分解することを特徴とする廃水の処理方法。   A method for treating waste water, comprising contacting the microorganism according to claim 1 with waste water containing polyoxyethylene alkyl ether to decompose the polyoxyethylene alkyl ether in the waste water. 前記微生物を活性汚泥に組み込んで用いることを特徴とする請求項2に記載の廃水の処理方法。   The method for treating wastewater according to claim 2, wherein the microorganism is used by being incorporated in activated sludge.
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