JP2000236870A - Method for biologically recovering and cleaning polluted gas by tubular bioreactor - Google Patents

Method for biologically recovering and cleaning polluted gas by tubular bioreactor

Info

Publication number
JP2000236870A
JP2000236870A JP4203099A JP4203099A JP2000236870A JP 2000236870 A JP2000236870 A JP 2000236870A JP 4203099 A JP4203099 A JP 4203099A JP 4203099 A JP4203099 A JP 4203099A JP 2000236870 A JP2000236870 A JP 2000236870A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
culture solution
microorganism
filler
pollutant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4203099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Furusaki
眞也 古崎
Kinya Kato
欽也 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP4203099A priority Critical patent/JP2000236870A/en
Publication of JP2000236870A publication Critical patent/JP2000236870A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/18Gas cleaning, e.g. scrubbers; Separation of different gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/06Tubular

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To develop a compact apparatus capable of cleaning a large amount of polluted gases by increasing solubility of the polluted gases into a culture solution. SOLUTION: This method for biologically recovering and cleaning polluted gases is characterized to have a process which alternately introduces a predetermined amount of a culture solution and a predetermined amount of polluted gases to one opening of a tubular bioreactor filled with fillers and discharges the waste liquid and the decomposed and treated gases from another opening. The apparatus for cleaning the polluted gases is characterized in that the bioreactor filled with the filler is tubular and has a means for alternately flowing in the culture solution containing microorganisms capable of decomposing polluting materials in the gases and the gases containing the polluting materials.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は汚染された気体の生
物的浄化方法に関する。
The present invention relates to a method for biologically purifying polluted gases.

【0002】[0002]

【従来の技術】気体状の汚染物質をバイオリアクターで
浄化する場合、汚染気体の微生物培養液への溶解速度が
リアクター全体の処理効率を左右する場合が多い。この
ため気体の培養液への溶解量を増やすため、気体と培養
液との接触時間を長くする、気体と培養液との接触面積
を大きくする、加圧や添加物によって気体の溶解性を向
上する、等の工夫がされている。
2. Description of the Related Art When purifying gaseous contaminants in a bioreactor, the dissolution rate of the contaminant gas into a microorganism culture often affects the processing efficiency of the entire reactor. Therefore, to increase the amount of gas dissolved in the culture solution, increase the contact time between the gas and the culture solution, increase the contact area between the gas and the culture solution, and improve the solubility of the gas by applying pressure and additives. And so on.

【0003】例えば、リアクター下層部にスパージャー
を設置し、その多数の細孔から汚染気体を微細な気泡と
して培養液中に噴出し、気泡が浮力により培養液中を上
昇する際に気体から培養液中に汚染物質を溶解させる気
泡塔型や、リアクター槽内に撹拌装置を設け、培養液を
攪拌することで培養液中に導入した気体を気泡化し、さ
らに攪拌によって気泡の滞留時間を長く保つことで汚染
物質を培養液中に溶解させる通気撹拌型、さらに充填剤
を充填させたリアクター槽内に気液比が大きい状態で上
部から培養液を槽内に散水し、同時に汚染気体を充填剤
間に透過させることで充填剤表面に付着した培養液に汚
染気体を溶解させるという充填塔型等が一般に良く用い
られている。
[0003] For example, a sparger is installed in the lower layer of a reactor, and contaminant gas is spouted into the culture medium as fine bubbles from a large number of pores. A bubble tower type that dissolves contaminants in the liquid, or a stirrer in the reactor tank, stirs the culture solution to bubble the gas introduced into the culture solution, and further stabilizes the bubble residence time by stirring. Aeration and agitation type that dissolves contaminants into the culture solution by dispersing the culture solution into the reactor tank with a large gas-liquid ratio in the reactor tank filled with the filler, and simultaneously sprinkles the contaminant gas with the filler A packed tower type or the like in which a contaminant gas is dissolved in a culture solution attached to the surface of a filler by passing through the space between the fillers is generally used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで気体状の汚染
物質を浄化する場合、低濃度で大量の汚染気体を対象と
しなければならないことが多くなってきている。
When purifying gaseous pollutants, a large amount of low-concentration pollutant gases must be used.

【0005】例えば、近年土壌や地下水汚染が深刻化し
ており、揮発性物質で汚染された土壌や地下水から汚染
物質を抽出するための曝気や真空抽出が盛んに行われて
おり、その際低濃度で大量の汚染気体が生じている。
For example, in recent years, soil and groundwater contamination has become serious, and aeration and vacuum extraction for extracting contaminants from soil and groundwater contaminated with volatile substances have been actively performed. Generates a large amount of polluting gas.

【0006】また、汚染物質の人体や環境に及ぼす影響
の甚大さがより明確になってきている今日、クリアすべ
き浄化濃度は以前にもまして低レベルなってきており、
それは直接処理量の増大に結びついてきている。
[0006] In addition, as the effects of pollutants on the human body and the environment are becoming more evident, the purifying concentration to be cleared is lower than ever before.
It has directly led to increased throughput.

【0007】こうした時、大量の汚染気体の量に対応し
て反応槽のサイズをスケールアップするとそのための設
備・運転コストがかかる他に、大量の培養液をまかなう
ための培養コストや使用済み培養液の廃棄コストも増大
することになる。
[0007] In such a case, if the size of the reaction tank is scaled up in response to the large amount of pollutant gas, equipment and operation costs are required, and further, a culture cost for supplying a large amount of culture solution and a spent culture solution are required. Will also increase the disposal costs.

【0008】反応槽のサイズをスケールアップしないた
めには、汚染気体の培養液への溶解効率を上げることが
必要となってくるが、そのために従来の技術は十分であ
るとはいえない。
In order not to increase the size of the reaction tank, it is necessary to increase the efficiency of dissolving the contaminated gas in the culture solution, but the prior art is not sufficient for that purpose.

【0009】例えば気泡塔型では、たとえスパージャー
等で微細な泡を形成させても汚染気体の導入速度が増加
すると培養液中の気泡の存在割合が大きくなるため泡同
士が融合して大きな泡となり、気体と培養液の接触面積
が大きくなるため気体の溶解量が低下してしまう。
For example, in the bubble column type, even if fine bubbles are formed by a sparger or the like, if the introduction rate of the contaminant gas increases, the proportion of the bubbles in the culture solution increases, and the bubbles fuse to form a large bubble. And the contact area between the gas and the culture solution increases, so that the dissolved amount of the gas decreases.

【0010】また、通気攪拌型でも攪拌速度を速くする
ことである程度通気量の増大に対応できるが、あまり攪
拌速度が速いとせん断力で微生物を損傷してしまうた
め、それも限界がある。
[0010] Although the aeration and stirring type can cope with an increase in the amount of aeration to some extent by increasing the agitation speed, if the agitation speed is too high, the microorganisms will be damaged by the shearing force, so that there is a limit.

【0011】さらに充填塔型の場合では、気体と培養液
の接触面積を増やすために充填剤に多孔質材料を用いて
も充填剤が培養液で濡れると充填剤表面の凹凸を培養液
が比較的厚く覆ってしまうため接触面積をそれほど大き
くすることができないでいる。
Further, in the case of the packed tower type, even if a porous material is used for the filler in order to increase the contact area between the gas and the culture solution, the culture solution can compare the unevenness of the filler surface when the filler is wetted by the culture solution. However, the contact area cannot be so large because the cover is too thick.

【0012】以上のことから、汚染気体の培養液への溶
解効率を高め、大量の汚染気体をコンパクトな装置で浄
化できる装置を開発することが大きな課題となってい
る。
[0012] From the above, it is a major task to improve the dissolving efficiency of pollutant gas in the culture solution and to develop a device capable of purifying a large amount of pollutant gas with a compact device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決することを目的としたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems.

【0014】すなわち本発明は、汚染物質を含む気体
と、該汚染物質を分解し得る微生物を含む該微生物の培
養液とをバイオリアクター中に導入して該汚染物質を分
解する汚染気体の浄化方法において、充填剤を充填した
チューブ状のバイオリアクターの一方の開口から前記培
養液の所定量と前記汚染気体の所定量とを交互に導入
し、他方の開口から排液と分解処理済気体を排出させる
工程を有することを特徴とする汚染気体の浄化方法であ
る。
That is, the present invention provides a method for purifying a pollutant gas that decomposes the pollutant by introducing the gas containing the pollutant and a culture solution of the microorganism containing a microorganism capable of decomposing the pollutant into a bioreactor. , A predetermined amount of the culture solution and a predetermined amount of the contaminated gas are alternately introduced from one opening of a tubular bioreactor filled with a filler, and drainage and decomposed gas are discharged from the other opening. A method for purifying a pollutant gas, comprising the step of:

【0015】また、充填剤を充填したバイオリアクター
を有する汚染気体の浄化装置において、該充填剤を充填
したバイオリアクターがチューブ状であることと、該チ
ューブ状バイオリアクターの一方の開口から該気体の汚
染物質を分解し得る微生物を含む該微生物の培養液と該
汚染物質を含む気体を交互に流入させる流入手段を有す
ることを特徴とする汚染気体の浄化装置である。
Further, in the apparatus for purifying a pollutant gas having a bioreactor filled with a filler, the bioreactor filled with the filler has a tubular shape, and the gaseous gas is removed from one opening of the tubular bioreactor. A contaminant gas purifying apparatus comprising an inflow means for alternately inflowing a culture solution of a microorganism containing a microorganism capable of decomposing a contaminant and a gas containing the contaminant.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】まず、本発明に用いることのでき
る分解微生物としては、分解能力を持てばいかなるもの
でもよく、単離・同定されたものに限定されることは全
く無く、混合状態の培養液、汚染物質を含む培養液で集
積培養したものでもなんら問題はない。例えば、以下に
示すTCE分解菌の単離株が報告されており、これらを
用いることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION First, any degrading microorganism that can be used in the present invention may be any microorganism having a degrading ability, and is not limited to an isolated and identified microorganism at all. There is no problem even if the culture is performed in a culture solution or a culture solution containing contaminants. For example, the following isolates of TCE-degrading bacteria have been reported, and these can be used.

【0017】Welchia alkenophila sero 5(USP
4877736,ATCC 53570)、Welchia
alkenophila sero 33(USP 4877736,A
TCC 53571)、Methylocystis sp.strain M
(Agric.Biol.Chem.,53,2903(1989)、Biosci.B
iotech.Biochem.,56,486(1992)、同56,736(199
2))、Methylosinus trichosprium OB3b(Am.C
hem.Soc.Natl.Meet.Dev.Environ.Microbiol.,2
9,365(1989)、Appl.Environ.Microbiol.,55,31
55(1989)、Appl.Biochem.Biotechnol.,28,877(1
991)、特開平2-92274号公報、特開平3-2929
70号公報)、Methylomonas sp.MM2(Appl.Envir
on.Microbiol.,57,236(1991))、Alcaligenes denit
rificans ssp.xylosoxidans JE75(Arch.microb
iol.,154,410(1990))、Alcaligenes eutrophus
JMP134(Appl.Environ.Microbiol.,56,1179
(1990))、Mycobacterium vaccae JOB5(J.Gen.
Microbiol.,82,163(1974)、Appl.Environ.Micro
biol.,54,2960(1989)、ATCC 29678)、Pse
udomonas putida BH(下水道協会誌,24,27(198
7))、G4株(Appl.Environ.Microbiol.,52,383(19
86)、同53,949(1987)、同54,951(1989)、同56,27
9(1990)、同57,193(1991)、USP 492580
2,ATCC 53617、Pseudomonas mendocina
KR-1(Bio/Technol.,7,282(1989))、Pseudomon
as putida F1(Appl.Environ.Microbiol.,54,
1703(1988)、同54,2578(1988))、Pseudomonas flu
orescens PFL12(Appl.Environ.Microbiol.,5
4,2578(1988))、Pseudomonas putida KWI-9(特
開平6-70753号公報)、Pseudomonas cepacia
KK01(特開平6-227769号公報)、Nitrosomo
nas europaea(Appl.Environ.Microbiol.,56,1169
(1990))、Lactobacillus vaginalis sp.nov(Int.J.
Syst.Bacteriol.,39,368(1989)、ATCC 495
40) また汚染物質が有機塩素化合物で誘導物質を必要とする
場合、誘導物質として利用可能なものにはフェノール、
クレゾール、トルエン等の芳香族化合物やメタン,プロ
パン等がある。
Welchia alkenophila sero 5 (USP
4877736, ATCC 53570), Welchia
alkenophila sero 33 (USP 4,877,736, A
TCC 53571), Methylocystis sp. Strain M
(Agric. Biol. Chem., 53, 2903 (1989), Biosci. B
iotech. Biochem., 56, 486 (1992) and 56, 736 (1992).
2)), Methylosinus trichosprium OB3b (Am.C
Hem. Soc. Natl. Meet. Dev. Environ. Microbiol., 2
9, 365 (1989), Appl. Environ. Microbiol., 55, 31.
55 (1989), Appl. Biochem. Biotechnol., 28, 877 (1
991), JP-A-2-92274, JP-A-3-2929
No. 70), Methylomonas sp. MM2 (Appl. Envir.
on. Microbiol., 57, 236 (1991)), Alcaligenes denit
rificans ssp.xylosoxidans JE75 (Arch.microb
iol., 154, 410 (1990)), Alcaligenes eutrophus.
JMP134 (Appl. Environ. Microbiol., 56, 1179)
(1990)), Mycobacterium vaccae JOB5 (J. Gen.
Microbiol., 82, 163 (1974), Appl. Environ. Micro
biol., 54, 2960 (1989), ATCC 29678), Pse
udomonas putida BH (Sewerage Association Journal, 24, 27 (198
7)), G4 strain (Appl. Environ. Microbiol., 52, 383 (19)
86), 53,949 (1987), 54,951 (1989), 56,27
9 (1990), 57, 193 (1991), USP 492580
2, ATCC 53617, Pseudomonas mendocina
KR-1 (Bio / Technol., 7,282 (1989)), Pseudomon
as putida F1 (Appl. Environ. Microbiol., 54,
1703 (1988), 54, 2578 (1988)), Pseudomonas flu
orescens PFL12 (Appl. Environ. Microbiol., 5
4,2578 (1988)), Pseudomonas putida KWI-9 (JP-A-6-70753), Pseudomonas cepacia
KK01 (Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6-227770), Nitrosomo
nas europaea (Appl. Environ. Microbiol., 56, 1169)
(1990)), Lactobacillus vaginalis sp.nov (Int.
Syst. Bacteriol., 39, 368 (1989), ATCC 495.
40) If the pollutant is an organochlorine compound and requires an inducer, phenol,
There are aromatic compounds such as cresol and toluene, and methane and propane.

【0018】次に、本リアクターの処理動作について具
体的に説明する。
Next, the processing operation of the present reactor will be specifically described.

【0019】まず、内部に液体を含浸しない充填剤につ
いて述べる。チューブ内には培養液と汚染気体が交互に
導入されるが、まず、チューブ内に供給された培養液が
チューブ内の充填剤表面に付着する。ついでチューブ内
に供給された汚染気体が充填剤表面を流動し、充填剤表
面の培養液に溶解する。培養液に溶解した汚染物質は培
養液中の微生物によって分解される。
First, a filler that does not impregnate a liquid therein will be described. The culture solution and the contaminated gas are alternately introduced into the tube. First, the culture solution supplied into the tube adheres to the surface of the filler in the tube. Then, the contaminated gas supplied into the tube flows on the surface of the filler and dissolves in the culture solution on the surface of the filler. Contaminants dissolved in the culture solution are decomposed by microorganisms in the culture solution.

【0020】さらにその後にチューブ内に供給された培
養液がすでに充填剤表面に付着していた培養液と混合さ
れ、充填剤の保水容量以上の培養液は次に流動してくる
汚染気体によって押し出され、隣接する充填剤に付着す
る。この気体の流動によって培養液は充填剤表面に薄い
膜状に保持される。以上の工程を繰り返し、最終的にチ
ューブ内の全ての充填剤に培養液が付着された後は余剰
の培養液はチューブ外に排出される。
Thereafter, the culture solution supplied to the tube is mixed with the culture solution that has already adhered to the surface of the filler, and the culture solution having the water retention capacity of the filler is pushed out by the contaminant gas flowing next. And adhere to adjacent fillers. The flow of the gas keeps the culture solution in a thin film on the surface of the filler. The above steps are repeated, and after the culture solution is finally attached to all the fillers in the tube, the surplus culture solution is discharged out of the tube.

【0021】次に内部に液体を含浸する充填剤について
述べる。まずチューブ内に供給された培養液がチューブ
内の充填剤表面に付着する。ついでチューブ内に供給さ
れた汚染気体が充填剤表面に付着していた培養液を加圧
し、培養液を充填剤内部に含浸させる。含浸した培養液
は充填剤内部の孔隙表面に付着する。汚染気体は充填剤
内部の孔隙表面に付着した培養液に溶解し、汚染物質は
培養液中の微生物によって分解される。
Next, a filler for impregnating a liquid therein will be described. First, the culture solution supplied into the tube adheres to the surface of the filler in the tube. Next, the contaminant gas supplied into the tube pressurizes the culture solution adhering to the surface of the filler to impregnate the culture solution inside the filler. The impregnated culture solution adheres to the pore surface inside the filler. The contaminant gas is dissolved in the culture solution attached to the pore surface inside the filler, and the contaminants are decomposed by microorganisms in the culture solution.

【0022】さらにその後にチューブ内に供給された培
養液が充填剤表面に付着し、ついでチューブ内に供給さ
れた汚染気体が充填剤表面に付着していた培養液を加圧
によって充填剤内部に含浸させ、すでに充填剤内部の孔
隙表面に付着していた培養液と混合される。充填剤の保
水容量以上の培養液は次に流動してくる汚染気体によっ
て押し出され、隣接する充填剤に付着する。この気体の
流動によって培養液は充填剤内部の孔隙表面に薄い膜状
に保持される。以上の過程を繰り返し、最終的にチュー
ブ内の全ての充填剤に培養液が付着された後は余剰の培
養液はチューブ外に排出される。
Thereafter, the culture solution supplied to the tube adheres to the surface of the filler, and the contaminant gas supplied to the tube causes the culture solution adhering to the surface of the filler to pressurize the culture solution inside the filler. It is impregnated and mixed with the culture solution that has already adhered to the pore surface inside the filler. The culture solution exceeding the water retention capacity of the filler is then pushed out by the flowing contaminant gas and adheres to the adjacent filler. The flow of the gas keeps the culture solution in a thin film on the surface of the pores inside the filler. The above process is repeated, and after the culture solution is finally attached to all the fillers in the tube, the surplus culture solution is discharged out of the tube.

【0023】本リアクターは以下のような理由から課題
の解決に有効である。
The present reactor is effective for solving the problems for the following reasons.

【0024】すなわち培養液が充填剤表面に薄く付着す
ること、さらに内部に液体を含浸する充填剤では充填剤
内部の孔隙表面にも培養液が薄く付着することで充填剤
表面の凹凸を大きく損なうことなしに汚染気体と接する
培養液の表面積を高められる。そしてこのように培養液
の表面積を高められるため、リアクターの分解反応に必
要な培養液の量が最小限ですみ、培養コスト、培養液の
廃棄コストを低減することができる。
That is, the culture solution adheres thinly to the surface of the filler, and in the case of a filler impregnated with liquid, the culture solution also adheres thinly to the pore surface inside the filler, thereby greatly impairing the unevenness of the surface of the filler. The surface area of the culture solution that comes into contact with the contaminant gas can be increased without any problem. Since the surface area of the culture solution can be increased in this manner, the amount of the culture solution necessary for the decomposition reaction of the reactor can be minimized, and the culture cost and the disposal cost of the culture solution can be reduced.

【0025】さらに細長いチューブ内を培養液と接触し
ながら汚染気体が移動するために汚染気体と培養液の接
触時間を長く維持でき、それによって汚染気体の培養液
への溶解効率を高められる。また、汚染気体を層流でチ
ューブ内に供給することができるため、汚染気体の移動
方向に対する断面積が大きい通常の反応槽と違って汚染
気体の供給速度を増加したときに浄化後の気体と新たに
供給した汚染気体が混合し、希釈された汚染気体が排出
されてしまう恐れがない。そのためチューブ径に応じて
可能な限り汚染気体の流入線速度を大きくすることがで
きる。
Further, the pollutant gas moves while contacting the culture solution in the elongated tube, so that the contact time between the contaminant gas and the culture solution can be maintained for a long time, thereby increasing the efficiency of dissolving the pollutant gas into the culture solution. In addition, since the contaminated gas can be supplied into the tube in a laminar flow, unlike a normal reaction tank having a large cross-sectional area in the moving direction of the contaminated gas, when the supply speed of the contaminated gas is increased, the contaminated gas and the purified gas are removed. There is no possibility that the newly supplied pollutant gas is mixed and the diluted pollutant gas is discharged. Therefore, the inflow linear velocity of the pollutant gas can be increased as much as possible according to the tube diameter.

【0026】このように高い溶解効率を実現できること
によって大量の汚染気体の処理が可能であり、また必要
な処理能力を実現するためにはチューブの長さを調節す
るだけで良いため、処理負荷の変動に柔軟に対応でき、
装置も簡便で小規模である。次に本発明のチューブリア
クターの構成について具体的に説明する。
By realizing such a high dissolving efficiency, it is possible to treat a large amount of contaminated gas. In addition, in order to realize the required processing capacity, it is only necessary to adjust the length of the tube. Can respond flexibly to changes,
The equipment is simple and small. Next, the configuration of the tube reactor of the present invention will be specifically described.

【0027】まずチューブは汚染気体や培養液の流通が
可能であり、汚染気体の吸着や汚染気体による侵食がな
ければいかなるものでもかまわないが、使用時にコンパ
クトに収納できる等の理由から柔軟性のあるものが好ま
しい。特にトリクロロエチレン等のように吸着性の高い
汚染物質の場合には、フッ素樹脂で柔軟性のあるPFA
製のものが有用である。
[0027] First, the tube can be made of any material as long as it is capable of passing a contaminated gas or a culture solution, and is free of contaminant gas adsorption or erosion by the contaminant gas. Some are preferred. In particular, in the case of highly adsorbable contaminants such as trichlorethylene, flexible PFA made of fluororesin
Those made from are useful.

【0028】また、チューブのサイズとしてはいかなる
ものでも構わないが、本発明の効果を十分に実現するた
めにはチューブ内径が10mm以下、より好ましくは5
mm以下であることが望ましい。これはチューブの材質
と汚染気体及び培養液の供給速度にもよるが、チューブ
径が小さければ表面張力によって培養液がチューブ内断
面を満たした形をとるため、後続の汚染気体に押し出さ
れて充填剤全体に浸潤し、さらに充填剤表面あるいはそ
の内部孔隙を透過させることが可能となるためである。
Although the tube may be of any size, in order to sufficiently realize the effects of the present invention, the tube has an inner diameter of 10 mm or less, more preferably 5 mm or less.
mm or less. This depends on the material of the tube and the supply speed of the contaminated gas and the culture solution.However, if the tube diameter is small, the culture solution fills the inner section of the tube due to surface tension, so it is pushed out by the subsequent contaminated gas and filled. This is because it is possible to infiltrate into the entire agent and further penetrate the surface of the filler or the pores inside the filler.

【0029】一方、チューブの内径は汚染気体及び培養
液の流れが途中で詰まったりするのを防ぎ、安定した流
れが得られるように設定すれば良く、例えばチューブ内
径は2mm以上、より好ましくは3mm以上とすること
ができる。
On the other hand, the inner diameter of the tube may be set so as to prevent the flow of the contaminated gas and the culture solution from being clogged on the way and to obtain a stable flow. For example, the inner diameter of the tube is 2 mm or more, more preferably 3 mm. The above can be considered.

【0030】チューブの長さは、チューブの排気及び排
液口からの気体中に所望の分解効果が効率良く得られる
ように設定される。
The length of the tube is set so that the desired decomposition effect can be efficiently obtained in the gas from the exhaust and drain ports of the tube.

【0031】チューブ内への充填剤の充填方法として
は、チューブ断面を見たとき充填剤が密に充填され、間
隙が少なくなるような方法が望ましい。これは充填剤が
充填されていない部分が水道や気道になってそこを培養
液や汚染気体が優先的に通過し、培養液や汚染気体が充
填剤間や充填剤内部を透過しないことを防止するためで
ある。
As a method of filling the tube with the filler, it is desirable to use a method in which the filler is densely filled and the gap is reduced when the cross section of the tube is viewed. This prevents the culture medium and contaminated gas from preferentially passing through the unfilled area as a water supply or airway, and prevents culture medium and contaminated gas from permeating between and inside the packing material. To do that.

【0032】充填剤の材質、構造及びサイズは所定の分
解効果が得られるように選定すれば良い。その材質とし
ては、汚染物質を吸着しないことが望まれる。形状はい
かなるものでも構わないが、粒状や繊維状のものはチュ
ーブ内へ充填しやすい利点がある。充填剤のサイズとし
ては、例えば100μm〜5mmのものが利用できる。
なお、数十ミクロン以下では充填剤間の間隙が小さす
ぎ、汚染気体や培養液の透過が困難となるため望ましく
ない。
The material, structure and size of the filler may be selected so as to obtain a predetermined decomposition effect. It is desired that the material does not adsorb contaminants. Any shape may be used, but a granular or fibrous one has an advantage that it can be easily filled into a tube. As the size of the filler, for example, a filler having a size of 100 μm to 5 mm can be used.
In addition, if it is several tens of microns or less, the gap between the fillers is too small, so that it is difficult to transmit the contaminant gas and the culture solution.

【0033】内部に液体を含浸する充填剤に関しては、
充填剤の材質が柔軟なものでチューブ内壁と充填剤もし
くは充填剤間が密着し、チューブと充填剤もしくは充填
剤間の間隙をなくせるようであれば、充填剤内部への培
養液の透過を十分に行わせることができるため、高い効
果を期待できる。充填剤内部の孔隙径としては汚染気体
や培養液の透過が困難とならないよう、数十ミクロン以
上が望ましい。
With respect to the filler impregnating the liquid therein,
If the material of the filler is flexible and the inner wall of the tube and the filler or the filler are in close contact with each other and the gap between the tube and the filler or the filler can be eliminated, the permeation of the culture solution into the filler is prevented. Since it can be performed sufficiently, a high effect can be expected. The pore diameter inside the filler is desirably several tens of microns or more so as not to make it difficult for a contaminated gas or culture solution to pass through.

【0034】内部に液体を含浸しない充填剤の具体例と
しては、ガラスビーズ、アルミナビーズ、けい砂、等が
挙げられる。
Specific examples of the filler that does not impregnate the liquid therein include glass beads, alumina beads, silica sand, and the like.

【0035】内部に液体を含浸する充填剤としてはゼオ
ライト、セルロース繊維、テフロン繊維、多孔質ガラ
ス、キトパール(富士紡績社製)、ポリビニルアルコール
等が挙げられる。
Examples of the filler that impregnates the liquid therein include zeolite, cellulose fiber, Teflon fiber, porous glass, chitopearl (manufactured by Fuji Boseki Co., Ltd.), and polyvinyl alcohol.

【0036】培養液と汚染気体を交互にチューブリアク
ターに供給する手段としてはどのような方法、装置を用
いても構わないが、以下に説明する方法によれば装置コ
スト及び運転コストを低くすることができる。
As a means for alternately supplying the culture solution and the contaminated gas to the tube reactor, any method and apparatus may be used. However, according to the method described below, the apparatus cost and operation cost can be reduced. Can be.

【0037】気密性のある槽内に外部につながる排出管
を設置し、その槽内に微生物の培養液と汚染ガスを同時
に流入させると排出管端付近に培養液と汚染ガスの界面
が自然に形成され、そこから交互に流出してくる培養液
と汚染気体をチューブ状のバイオリアクターに導入する
ものである。
When an exhaust pipe connected to the outside is installed in an airtight tank, and a culture solution of microorganisms and a contaminated gas flow into the tank at the same time, an interface between the culture solution and the contaminated gas is naturally formed near the end of the discharge pipe. The culture medium and the contaminated gas which are formed and alternately flow out therefrom are introduced into a tubular bioreactor.

【0038】具体的には図1のようなリアクターにおい
て、培養液2に新しい培地3をリアクターの培養槽1の
底部から供給し、上向させる。排出管8をリアクターの
上方、もしくは下方から挿入し、培養液2へ汚染物質含
有気体4をディフューザー6を用いて気泡7として通気
することによって培養槽1中のの気相部分が加圧される
と、排出管の末端9を越えた培養液2が排出される。排
出管の末端開口部9の位置を決定することにより貯留さ
れる培養液2の量が設定されることになる。
Specifically, in the reactor as shown in FIG. 1, a new culture medium 3 is supplied to the culture solution 2 from the bottom of the culture tank 1 of the reactor, and is directed upward. The exhaust pipe 8 is inserted from above or below the reactor, and the gas phase in the culture tank 1 is pressurized by passing the contaminant-containing gas 4 into the culture solution 2 as bubbles 7 using the diffuser 6. Then, the culture solution 2 exceeding the end 9 of the discharge tube is discharged. By determining the position of the terminal opening 9 of the discharge tube, the amount of the culture solution 2 to be stored is set.

【0039】排出管の末端開口部9を越えた培養液が排
出されると排出管8からは汚染物質含有気体4が排出さ
れる。新しい培地3の供給速度が一定であるから次に培
養液2が排出されはじめる時間はほぼ同じであり、従っ
てほぼ一定の間隔で一定の培養液2と汚染物質含有気体
4が、これに接続されるチューブリアクター(例えば図
2の230)に供給されることになる。排出管は液面の
下方からでなく図3に示したごとく上方に配しても良
い。
When the culture solution that has passed through the end opening 9 of the discharge pipe is discharged, the contaminant-containing gas 4 is discharged from the discharge pipe 8. Since the supply speed of the fresh culture medium 3 is constant, the time when the culture medium 2 starts to be discharged next is almost the same, so that the culture medium 2 and the pollutant-containing gas 4 are connected to this at substantially constant intervals. To a tube reactor (eg, 230 in FIG. 2). The discharge pipe may be arranged not above the liquid surface but above as shown in FIG.

【0040】微生物の培養方法としては生成された培養
液の分解活性が高ければいかなる方法でも構わない。微
生物の分解活性が汚染物質の分解によって低下する場合
にはリアクターに連続的に培養液を供給する必要がある
ため、微生物の培養も連続培養のほうが都合がよいが、
バッチ培養でも二つ以上の培養装置を用いて培養とリア
クターへの供給を交互に行える設備を整えれば特に問題
はない。
As a method of culturing the microorganism, any method may be used as long as the generated culture solution has a high decomposition activity. When the activity of decomposing microorganisms is reduced by the decomposition of contaminants, it is necessary to continuously supply a culture solution to the reactor.
Even in batch culture, there is no particular problem if equipment for alternately performing culture and supply to the reactor using two or more culture devices is provided.

【0041】汚染物質の分解によって微生物の生育が阻
害されなければ、培養液と汚染気体を交互に供給する装
置自体で微生物の培養を行ってもよい。
If the growth of the microorganisms is not hindered by the decomposition of the contaminants, the microorganisms may be cultured by the apparatus itself that supplies the culture solution and the contaminant gas alternately.

【0042】チューブリアクターに供給する微生物の量
としては汚染気体の濃度と供給速度、微生物の分解能に
よって適宜設定すればよいが、汚染気体の処理量に対
し、微生物の分解能が十分で、汚染気体の培養液への溶
解速度がチューブリアクターの処理能の律速になってい
るときは微生物の培養液をできるだけ少なくすることが
供給する培養液の培養コスト及び培養液の廃棄コストを
節約できる点で有利である。
The amount of microorganisms to be supplied to the tube reactor may be appropriately set depending on the concentration of the pollutant gas, the supply speed, and the resolution of the microorganisms. When the dissolution rate in the culture solution is the rate-limiting of the processing capacity of the tube reactor, it is advantageous to reduce the culture solution of the microorganism as much as possible in that the culture cost of the culture solution to be supplied and the disposal cost of the culture solution can be saved. is there.

【0043】次に本発明の代表的な浄化装置の構成を図
2に示す。
Next, FIG. 2 shows the configuration of a typical purification device of the present invention.

【0044】培養槽11と培養液・汚染気体交互供給槽
21が直列に連結され、後者21の排出管28が充填剤
入りのチューブリアクター33へ続き、その先端が気液
分離槽31につながっている。
The culture tank 11 and the culture liquid / contaminated gas alternate supply tank 21 are connected in series, and the discharge pipe 28 of the latter 21 continues to the tube reactor 33 containing the filler, and the tip thereof is connected to the gas-liquid separation tank 31. I have.

【0045】培養槽11はここでは純粋に微生物の培養
液12を培養するものであり、ディフューザー16によ
り気泡17として吹き込まれるのは普通の空気14であ
る。過剰な空気は排気口15より適宜排出される。新し
い培地3の供給、排出管末端開口部19の位置を決定す
ることにより貯留される培養液12の量が設定されるこ
と、などは図1の場合と同様である。
In this case, the culture tank 11 is for purely culturing the culture solution 12 of microorganisms, and the ordinary air 14 is blown as bubbles 17 by the diffuser 16. Excess air is appropriately discharged from the exhaust port 15. The supply of the new culture medium 3 and the setting of the amount of the culture solution 12 to be stored by determining the position of the discharge pipe terminal opening 19 are the same as those in FIG.

【0046】この図では排出管18は上に向かってお
り、通気の圧力とポンプのモーター10による吸引によ
り培養液・汚染気体交互供給槽21に供給される。
In this figure, the discharge pipe 18 faces upward, and is supplied to the culture liquid / contaminated gas alternate supply tank 21 by the pressure of ventilation and suction by the motor 10 of the pump.

【0047】培養液・汚染気体交互供給槽21のシステ
ムは基本的に図1の培養槽1と同様である。培養液と汚
染気体は排出管28を経てチューブリアクター33で充
分な気液接触・微生物分解がなされた後、気液分離槽3
1に供給される。ここでは被処理気体34は気泡37に
なって処理済み培養液32から分離された後、排出管末
端開口部39より排出される。
The system of the culture liquid / contaminated gas alternate supply tank 21 is basically the same as the culture tank 1 of FIG. The culture solution and the contaminated gas are subjected to sufficient gas-liquid contact and microbial decomposition in the tube reactor 33 via the discharge pipe 28, and then the gas-liquid separation tank 3
1 is supplied. Here, the gas to be treated 34 is separated from the treated culture solution 32 in the form of bubbles 37 and then discharged from the discharge pipe terminal opening 39.

【0048】本リアクターでは供給した培養液を汚染気
体の流入圧力によって充填剤表面もしくはチューブ表面
に薄く広げ、培養液の表面積を高められるため、リアク
ターの分解反応に必要な培養液の量が最小限ですみ、供
給する培養液を少なくすることができる。
In the present reactor, the supplied culture solution is spread thinly on the surface of the filler or the tube surface by the inflow pressure of the contaminant gas, and the surface area of the culture solution can be increased. Therefore, the amount of culture solution required for the decomposition reaction of the reactor is minimized. Thus, the amount of the culture solution to be supplied can be reduced.

【0049】従来の充填塔型リアクターは比較的培養液
の必要量が少ないが、培養液と汚染気体の接触面積を大
きくするために充填剤に表面積の大きなものや微小なも
のを用いると充填剤間に保持される培養液量が多くな
り、それに伴って培養液量に対する汚染気体の溶解量が
減少してしまっていた。本リアクターでは例えば具体的
にチューブ内の全容量に対するチューブ内に導入された
微生物培養液の体積比を10%以下、好ましくは1%以
上10%以下として気体と接触している培養液量の割合
を増加させて分解効率の向上を達成することができる。
The conventional packed tower reactor requires a relatively small amount of culture solution. However, in order to increase the contact area between the culture solution and the contaminant gas, the use of a filler having a large surface area or a very small one is required. The amount of the culture solution held between them increased, and the amount of contaminated gas dissolved in the amount of the culture solution decreased accordingly. In this reactor, for example, the volume ratio of the microorganism culture solution introduced into the tube to the total volume of the tube is set to 10% or less, preferably 1% to 10%, and the ratio of the amount of the culture solution in contact with the gas is set. To increase the decomposition efficiency.

【0050】汚染物質によって微生物の分解活性が低下
しない場合のようにチューブリアクターから排出された
培養液の分解活性が依然この装置での処理に有効に使用
できる場合には、排出された培養液を再度チューブリア
クターに循環して培養液の節約を図ってもよい。
If the decomposing activity of the culture discharged from the tube reactor can still be effectively used for treatment in this apparatus, as in the case where the decomposing activity of microorganisms does not decrease due to contaminants, the discharged culture can be used. It may be circulated again to the tube reactor to save the culture solution.

【0051】チューブリアクターで処理する汚染物質は
気体中のものを対象とするが、液体中や固体中に存在す
る汚染物質であっても曝気や加熱によって気体中に移行
させることでチューブリアクターによる処理が可能とな
る。
Although the contaminants to be treated in the tube reactor are intended to be those in the gas, even the contaminants present in the liquid or solid are transferred to the gas by aeration or heating to be treated by the tube reactor. Becomes possible.

【0052】また、チューブリアクターでは汚染気体を
層流でチューブ内に供給することができるため、汚染気
体の移動方向に対する断面積が大きい通常の反応槽と違
って汚染気体の供給速度を増加したときに浄化後の気体
と新たに供給した汚染気体が混合し、希釈された汚染気
体が排出されてしまう恐れがない。
Further, in the tube reactor, the contaminated gas can be supplied into the tube in a laminar flow. Therefore, unlike a normal reaction tank having a large cross-sectional area in the moving direction of the contaminated gas, when the supply speed of the contaminated gas is increased. There is no danger that the purified gas and the newly supplied contaminated gas are mixed and the diluted contaminated gas is discharged.

【0053】そのためチューブ径に応じて可能な限り汚
染気体の流入線速度を大きくすることができる。例えば
気体の移動方向に対して10m/min以上とし、その上
限は分解効果が得られる範囲内で設定することができ、
好ましくは1m/min以上10m/min以下に汚染気体の
流入線速度を設定することができる。
Therefore, the inflow linear velocity of the pollutant gas can be increased as much as possible according to the tube diameter. For example, 10 m / min or more with respect to the moving direction of the gas, the upper limit of which can be set within a range where the decomposition effect can be obtained,
Preferably, the inflow linear velocity of the pollutant gas can be set to 1 m / min or more and 10 m / min or less.

【0054】以下、実施例により本発明をより具体的に
説明する。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

【0055】[0055]

【実施例】[実施例1]液浸透性のない充填剤を用いたチ
ューブリアクターによるトリクロロエチレンの浄化試験 トリクロロエチレンを分解する微生物としてJ1株(通商
産業省工業技術院生命工学工業技術研究所、FERM
BP-5102、受託日:平成6年5月25日)を用い
た。J1株はトリクロロエチレンを分解するために誘導物
質(インデューサー)と呼ばれる化学物質の存在が必要で
ある。すなわち、インデューサーを分解するために発現
した酵素によって目的とする有機塩素化合物を分解する
ことが可能となる。本実施例ではJ1株の誘導物質として
フェノールを用いた。
[Example 1] [Example 1] Trichlorethylene purification test using a tube reactor using a liquid impervious filler J1 strain (FERM, FERM, Ministry of International Trade and Industry)
BP-5102, date of deposit: May 25, 1994). The J1 strain requires the presence of a chemical called an inducer to degrade trichlorethylene. That is, the target organic chlorine compound can be decomposed by the enzyme expressed to decompose the inducer. In this example, phenol was used as an inducer for the J1 strain.

【0056】J1株を坂口フラスコ中のフェノール200
ppmとミネラルを含有したM9培地200mLに接種
し、23.5℃で24時間振とう培養を行った。この培
養液3を図2のような培養槽11(46mmΦ×300
mm)に注入し、20mL/minで通気しながらフェノー
ル1000ppmとミネラルを含有したM9培地を20m
L/hrで供給し、23.5℃に温度制御しながら連続培養
を行った。
The J1 strain was converted to phenol 200 in a Sakaguchi flask.
200 ml of an M9 medium containing ppm and minerals was inoculated, and shaking culture was performed at 23.5 ° C. for 24 hours. This culture solution 3 is placed in a culture tank 11 (46 mmΦ × 300) as shown in FIG.
mm), and aerated with a flow rate of 20 mL / min.
L / hr was supplied, and continuous culture was performed while controlling the temperature at 23.5 ° C.

【0057】培養槽11に貯留される培養液量を380
mLとなるように排出口末端19の位置を設定した。設
定した培養液量を越えて生産された培養液12は通気の
圧力により図2のような培養液・汚染気体交互供給槽2
1(46mmΦ×100mm、貯留培養液量90mL)に
供給するようにした。
When the amount of the culture solution stored in the culture tank 11 is 380
The position of the outlet end 19 was set to be mL. The culture medium 12 produced in excess of the set culture medium volume is supplied to the culture medium / contaminated gas alternate supply tank 2 as shown in FIG.
1 (46 mmΦ × 100 mm, stored culture solution volume 90 mL).

【0058】培養液・汚染気体交互供給槽にはパーミエ
ーター(不図示)からトリクロロエチレンを空気に混合し
た気体24として導入し、ディフューザー26によって
培養液24中に気泡27として噴出した。このときのト
リクロロエチレンの導入濃度は気相濃度として約5pp
m、供給速度は50mL/minとした。
A gas 24 in which trichlorethylene was mixed with air was introduced from a permeator (not shown) into the culture solution / contaminated gas alternate supply tank, and was blown out as bubbles 27 into the culture solution 24 by a diffuser 26. At this time, the introduced concentration of trichlorethylene is about 5 pp as a gas phase concentration.
m, and the supply speed was 50 mL / min.

【0059】培養液・汚染気体交互供給槽21から培養
液と汚染気体を図2のような粒径1mmのガラスビーズ
を充填したチューブ状の反応槽33(4mmΦ×160
000mm、貯留培養液量200mL)に供給し、反応槽
33から排出される培養液32と処理後の気体34を図
2のような気体と液体に分離する気液分離槽31(46
mmΦ×100mm、貯留培養液量90mL)に供給し
た。
A tube-like reaction tank 33 (4 mmΦ × 160) filled with glass beads having a particle diameter of 1 mm as shown in FIG.
000 mm, and the volume of the stored culture solution is 200 mL). The gas-liquid separation tank 31 (46) separates the culture solution 32 discharged from the reaction tank 33 and the treated gas 34 into a gas and a liquid as shown in FIG.
mmΦ × 100 mm, and the volume of the stored culture solution was 90 mL).

【0060】培養液・汚染気体交互供給槽21から反応
槽33を経て気液分離槽31に至るまで培養液と汚染気
体が接触している間の培養液の総量は380mLとなっ
た。
The total amount of the culture solution during the contact between the culture solution and the contaminated gas from the culture solution / contaminated gas alternate supply tank 21 to the gas-liquid separation tank 31 via the reaction tank 33 was 380 mL.

【0061】トリクロロエチレンの供給を開始してから
24時間後に気液分離槽31の気相部分の気体34をサ
ンプリングポート30からシリンジ(不図示)を用いてサ
ンプリングし、ガスクロマトグラフィー(不図示)によっ
てリアクターから排出されるトリクロロエチレン濃度と
して測定した。
Twenty-four hours after the start of the supply of trichlorethylene, the gas 34 in the gas phase of the gas-liquid separation tank 31 is sampled from the sampling port 30 using a syringe (not shown), and is sampled by gas chromatography (not shown). It was measured as the concentration of trichlorethylene discharged from the reactor.

【0062】さらにトリクロロエチレン汚染気体の供給
速度を100、150、200、250、300mL/m
inに段階的に増やして同様にリアクターから排出される
トリクロロエチレン濃度を測定した。
Further, the supply rate of the trichlorethylene contaminated gas was set to 100, 150, 200, 250, 300 mL / m
The concentration was gradually increased to in, and the concentration of trichlorethylene discharged from the reactor was measured in the same manner.

【0063】以上の測定結果を図5に示す。FIG. 5 shows the above measurement results.

【0064】[比較例1-1]J1株を実施例1と同様に連
続培養し、生産された培養液12を図3のような気泡塔
型の反応槽41(46mmΦ×300mm、貯留培養液
380mL)に供給した。
[Comparative Example 1-1] The J1 strain was continuously cultured in the same manner as in Example 1, and the produced culture solution 12 was used in a bubble column type reaction vessel 41 (46 mmΦ × 300 mm, stored culture solution) as shown in FIG. (380 mL).

【0065】反応槽は、槽の大きさが培養槽11(実施
例1と同じ)と同じである以外は、構成上図2(実施例
1)の培養液・汚染気体交互供給槽21あるいは図1の培
養槽に準ずるものである。すなわち、反応槽にはパーミ
エーター(不図示)からトリクロロエチレンを空気に混合
した気体24として導入し、ディフューザー26によっ
て培養液22中に気泡として噴出した。このときのトリ
クロロエチレンの導入濃度は気相濃度として約5ppm、
供給速度は50mL/minとした。
The reaction tank has the same configuration as the culture tank 11 (same as in Example 1) except that the size of the reaction tank is the same as that of the culture tank 11 (Example 1). This is equivalent to one culture tank. That is, trichlorethylene was introduced into the reaction tank as a gas 24 mixed with air from a permeator (not shown), and was blown out as bubbles into the culture solution 22 by the diffuser 26. At this time, the introduction concentration of trichlorethylene was about 5 ppm as a gas phase concentration,
The supply speed was 50 mL / min.

【0066】トリクロロエチレンの供給を開始してから
24時間後に反応槽41の気相部分の気体34をサンプ
リングポート30からシリンジ(不図示)を用いてサンプ
リングし、ガスクロマトグラフィー(不図示)によってリ
アクターから排出されるトリクロロエチレン濃度として
測定した。
Twenty-four hours after the start of the supply of trichlorethylene, the gas 34 in the gas phase of the reaction tank 41 is sampled from the sampling port 30 using a syringe (not shown), and is sampled from the reactor by gas chromatography (not shown). It was measured as the concentration of trichlorethylene discharged.

【0067】さらにトリクロロエチレン汚染気体の供給
速度を100、150、200、250、300mL/m
inに段階的に増やして同様にリアクターから排出される
トリクロロエチレン濃度を測定した。
Further, the feed rate of the trichlorethylene contaminated gas was set to 100, 150, 200, 250, 300 mL / m
The concentration was gradually increased to in, and the concentration of trichlorethylene discharged from the reactor was measured in the same manner.

【0068】以上の測定結果を図5に示す。FIG. 5 shows the above measurement results.

【0069】[比較例1-2]J1株を実施例1と同様に連
続培養し、生産された培養液12を図4のような粒径1
mmのガラスビーズを充填剤53として1500mL充
填した充填塔型の反応槽51(46mmΦ×1200m
m、充填剤53部分の付着培養液200mL、集液部分
の培養液180mL、槽内全貯留培養液380mL)の上
部から散水装置50を用いて供給した。反応槽51には
パーミエーター(不図示)からトリクロロエチレンを空気
に混合した気体24として導入し、ディフューザー26
によって集液部分の培養液22中に気泡として噴出し
た。このときのトリクロロエチレンの導入濃度は気相濃
度として約5ppm、供給速度は50mL/minとした。
[Comparative Example 1-2] The J1 strain was continuously cultured in the same manner as in Example 1.
packed into a reaction vessel 51 (46 mmΦ × 1200 m
m, 200 mL of the adherent culture solution in the 53 parts of the filler, 180 mL of the culture solution in the liquid collection portion, and 380 mL of the total culture solution stored in the tank. Trichlorethylene is introduced into the reaction vessel 51 from a permeator (not shown) as a gas 24 in which air is mixed with air.
As a result, bubbles were spouted into the culture solution 22 at the liquid collection portion. At this time, the introduction concentration of trichlorethylene was about 5 ppm in gas phase concentration, and the supply rate was 50 mL / min.

【0070】トリクロロエチレンの供給を開始してから
24時間後に反応槽51の気相部分の気体34をサンプ
リングポート30からシリンジ(不図示)を用いてサンプ
リングし、ガスクロマトグラフィー(不図示)によってリ
アクターから排出されるトリクロロエチレン濃度として
測定した。
24 hours after the start of the supply of trichlorethylene, the gas 34 in the gas phase of the reaction tank 51 is sampled from the sampling port 30 using a syringe (not shown), and is sampled from the reactor by gas chromatography (not shown). It was measured as the concentration of trichlorethylene discharged.

【0071】さらにトリクロロエチレン汚染気体の供給
速度を100、150、200、250、300mL/m
inに段階的に増やして同様にリアクターから排出される
トリクロロエチレン濃度を測定した。
Further, the supply rate of the trichlorethylene contaminated gas was set to 100, 150, 200, 250, 300 mL / m
The concentration was gradually increased to in, and the concentration of trichlorethylene discharged from the reactor was measured in the same manner.

【0072】以上の測定結果を図5に示す。FIG. 5 shows the results of the above measurement.

【0073】実施例1、比較例1-1、同1-2とも同量
の培養液を分解に用いているが、排出気体中の残留トリ
クロロエチレン濃度は実施例1が最も低く、分解効率が
最も高いと言える。これから本発明のリアクターによっ
てトリクロロエチレンの汚染気体を効率よく分解できる
ことがわかる。
In Example 1, Comparative Examples 1-1 and 1-2, the same amount of culture solution was used for the decomposition, but the residual trichlorethylene concentration in the exhaust gas was lowest in Example 1, and the decomposition efficiency was the lowest. It can be said that it is high. This indicates that the reactor of the present invention can efficiently decompose trichlorethylene contaminated gas.

【0074】[実施例2]液浸透性のある充填剤を用いた
チューブリアクターによるトリクロロエチレンの浄化試
験 トリクロロエチレンを分解する微生物としてシュードモ
ナス・セパシア(Pseudomonas cepacia)KK01株
(通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所、FE
RM BP-4235、受託日:平成4年3月11日)を
用いた。KK01株はトリクロロエチレンを分解するた
めに誘導物質を必要とし、本実施例ではフェノールを用
いた。
[Example 2] Purification test of trichlorethylene by a tube reactor using a liquid permeable filler Pseudomonas cepacia KK01 strain as a microorganism that decomposes trichlorethylene
(Ministry of International Trade and Industry, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
RM BP-4235, accession date: March 11, 1992). The KK01 strain requires an inducer to decompose trichlorethylene, and in this example, phenol was used.

【0075】実験はチューブ状の反応槽33(4mmΦ
×80000mm、貯留培養液量200mL)にテフロン
繊維(デュポン社製、繊維径0.02mm)を充填した他
は実施例1と同様に行った。
The experiment was performed in a tubular reaction tank 33 (4 mmΦ).
The same procedure as in Example 1 was carried out except that Teflon fiber (manufactured by DuPont, fiber diameter: 0.02 mm) was filled in × 80000 mm and the volume of the stored culture solution was 200 mL.

【0076】結果を図6に示す。FIG. 6 shows the results.

【0077】[比較例2-1]トリクロロエチレン分解微
生物としてKK01株を用いた他は比較例1-1と同様
の実験を行った。
[Comparative Example 2-1] The same experiment as in Comparative Example 1-1 was performed except that the KK01 strain was used as a trichloroethylene-degrading microorganism.

【0078】結果を図6に示す。FIG. 6 shows the results.

【0079】[比較例2-2]トリクロロエチレン分解微
生物としてKK01株を用い、テフロン繊維(デュポン
社製、繊維径0.02mm)を1000mL充填した充填
塔型の反応槽(46mmΦ×1000mm、充填剤部分
の付着培養液200mL、集液部分の培養液180mL、
槽内全貯留培養液380mL)を用いた他は比較例1-2
と同様の実験を行った。
[Comparative Example 2-2] Using a KK01 strain as a trichloroethylene-degrading microorganism, a packed-tower type reaction vessel (46 mmΦ × 1000 mm, filled with Teflon fiber (manufactured by DuPont, fiber diameter: 0.02 mm)) filled with 1000 mL, filler part 200 mL of the attached culture solution, 180 mL of the culture solution in the collection part
Comparative Example 1-2 except that 380 mL of the culture solution stored in the tank was used.
The same experiment was performed.

【0080】結果を図6に示す。FIG. 6 shows the results.

【0081】実施例、比較例とも同量の培養液を分解に
用いているが、排出気体中の残留トリクロロエチレン濃
度は実施例が最も低く、分解効率が最も高いと言える。
これから本発明のリアクターによってトリクロロエチレ
ンの汚染気体を効率よく分解できることがわかる。
Although the same amount of culture solution is used for decomposition in both the examples and comparative examples, the concentration of residual trichlorethylene in the exhaust gas is the lowest in the examples and the decomposition efficiency is the highest.
This indicates that the reactor of the present invention can efficiently decompose trichlorethylene contaminated gas.

【0082】[0082]

【発明の効果】本発明により、汚染気体のバイオリアク
ターによる浄化効率を向上することができる。
According to the present invention, the efficiency of purifying pollutant gas by the bioreactor can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の浄化装置で用いられる培養槽部分の
基本的構成と、装置の動作原理について説明した図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating a basic configuration of a culture tank used in a purification apparatus of the present invention and an operation principle of the apparatus.

【図2】 本発明の実施例における浄化装置を示した図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a purification device according to an embodiment of the present invention.

【図3】 比較例として、本発明と異なり、充填剤を充
填したチューブ状のバイオリアクターを用いずに気泡塔
を用いた構成の浄化装置を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing, as a comparative example, a purification apparatus having a configuration using a bubble column without using a tubular bioreactor filled with a filler, unlike the present invention.

【図4】 比較例として、本発明とさらに異なり、チュ
ーブ状のバイオリアクターの代わりに従来から用いられ
ている充填塔を用いた構成の浄化装置を示した図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing, as a comparative example, a purifying apparatus having a configuration using a conventionally used packed tower instead of a tubular bioreactor, which is further different from the present invention.

【図5】 実施例1における測定結果を比較例とともに
示したグラフである。
FIG. 5 is a graph showing measurement results in Example 1 together with Comparative Examples.

【図6】 実施例2における測定結果を比較例とともに
示したグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a measurement result in Example 2 together with a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 培養槽(汚染物質含有気体直接導入) 2、22 培養液 3 供給培地 4、24 汚染物質含有気体 5 排気・排液 6、26 ディフューザー(汚染物質含有気体用) 7、27 気泡(汚染物質含有気体) 8、28 排出管(汚染物質含有排気・排液用) 9、29 排出管開口部(汚染物質含有排気・排液用) 10 モーター 11 培養槽(培養・誘導用) 12 培養液(培養・誘導のみ) 14 空気 15 排気口 16 ディフューザー(空気用) 17 気泡(空気) 18 排出管(空気含有排気・排液用) 19 排出管開口部(空気含有排気・排液用) 21 培養液・汚染気体交互供給槽 30 サンプリングポート 31 気液分離槽 32 培養液 33 チューブリアクター 34 被処理気体 35 排気・排液(汚染物質分解済) 37 気泡(被処理気体) 38 排出管(汚染物質分解済排気・排液用) 39 排出管開口部(汚染物質分解済排気・排液用) 41 気泡塔 50 散水装置 51 充填塔 53 充填剤 1 Culture tank (direct introduction of gas containing contaminants) 2, 22 Culture solution 3 Supply medium 4, 24 Gas containing contaminants 5 Exhaust / Drainage 6, 26 Diffuser (for gas containing contaminants) 7, 27 Bubbles (contains contaminants) Gas) 8, 28 Drain pipe (for exhaust / drainage containing pollutants) 9, 29 Drain pipe opening (for exhaust / drainage containing pollutants) 10 Motor 11 Culture tank (for culture / induction) 12 Culture solution (culture)・ Induction only 14 Air 15 Exhaust port 16 Diffuser (For air) 17 Bubbles (Air) 18 Discharge pipe (For exhaust / drainage containing air) 19 Opening of exhaust pipe (For exhaust / drainage containing air) 21 Culture solution ・Contaminated gas alternate supply tank 30 Sampling port 31 Gas-liquid separation tank 32 Culture solution 33 Tube reactor 34 Gas to be treated 35 Exhaust / drainage (pollutant decomposed) 37 Bubbles (gas to be treated) 38 Discharge pipe (exhaust after pollutant decomposed)・ Drainage ) 39 discharge pipe opening (for pollutant degradation already exhaust-drain) 41 bubble column 50 water spray device 51 packed tower 53 filler

フロントページの続き Fターム(参考) 4B029 AA02 AA05 BB01 CC01 CC02 CC10 CC13 DA05 DA06 DB11 DF01 DF03 DF04 DF05 DF09 DF10 DG06 4B065 AA01X AA57X AC20 BB01 BC01 BC03 BC05 BC12 BC20 BC23 BC41 BC42 BC50 CA56Continued on front page F-term (reference) 4B029 AA02 AA05 BB01 CC01 CC02 CC10 CC13 DA05 DA06 DB11 DF01 DF03 DF04 DF05 DF09 DF10 DG06 4B065 AA01X AA57X AC20 BB01 BC01 BC03 BC05 BC12 BC20 BC23 BC41 BC42 BC50 CA56

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 汚染物質を含む気体と、該汚染物質を分
解し得る微生物を含む該微生物の培養液とをバイオリア
クター中に導入して該汚染物質を分解する汚染気体の浄
化方法において、 充填剤を充填したチューブ状のバイオリアクターの一方
の開口から前記培養液の所定量と前記汚染気体の所定量
とを交互に導入し、他方の開口から排液と分解処理済気
体を排出させる工程を有することを特徴とする汚染気体
の浄化方法。
1. A method for purifying a pollutant gas, which comprises introducing a gas containing a pollutant and a culture solution of the microorganism containing a microorganism capable of decomposing the pollutant into a bioreactor to decompose the pollutant, A step of alternately introducing a predetermined amount of the culture solution and a predetermined amount of the contaminated gas from one opening of a tubular bioreactor filled with an agent, and discharging the drainage and the decomposed gas from the other opening. A method for purifying a pollutant gas, comprising:
【請求項2】 前記チューブの内径が10mm以下であ
る請求項1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the inner diameter of the tube is 10 mm or less.
【請求項3】 前記リアクター中を移動する気体の線速
度が気体の移動方向に対して10m/min以上である請
求項1または2記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein a linear velocity of the gas moving in the reactor is 10 m / min or more with respect to a moving direction of the gas.
【請求項4】 該リアクターの容量に対するリアクター
内の微生物培養液の体積比が10%以下である請求項1
ないし3のいずれか1項に記載の方法。
4. The reactor according to claim 1, wherein the volume ratio of the microorganism culture solution in the reactor to the volume of the reactor is 10% or less.
4. The method according to any one of claims 3 to 3.
【請求項5】 気密性のある槽内に分解微生物を保持す
る該微生物の培養液の液相と、該液相と接する気相とを
形成させる工程と、 該液相内に該微生物の培養液と汚染物質を含む気体を更
に流入させ、該流入圧力によってこれら液相と気相の界
面付近に開口が位置する排出管から該微生物を含む培養
液と該汚染物質を含む気体を交互に流出させ、前記チュ
ーブ状のバイオリアクターに導入する工程と、 を更に有する、請求項1ないし4のいずれか1項に記載
の方法。
5. A step of forming a liquid phase of a culture solution of the microorganism holding the degrading microorganism in an airtight tank and a gas phase in contact with the liquid phase, and culturing the microorganism in the liquid phase. The gas containing the liquid and the contaminant is further introduced, and the culture pressure containing the microorganism and the gas containing the contaminant alternately flow out of the discharge pipe having an opening near the interface between the liquid phase and the gas phase due to the inflow pressure. The method according to any one of claims 1 to 4, further comprising the step of: introducing the mixture into the tubular bioreactor.
【請求項6】 該充填剤が、多孔質体である、請求項1
ないし5のいずれか1項に記載の方法。
6. The method according to claim 1, wherein the filler is a porous body.
6. The method according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 該汚染物質がトリクロロエチレンである
請求項1ないし6のいずれか1項に記載の方法。
7. The method according to claim 1, wherein the contaminant is trichloroethylene.
【請求項8】 充填剤を充填したバイオリアクターを有
する汚染気体の浄化装置において、 該充填剤を充填したバイオリアクターがチューブ状であ
ることと、 該チューブ状バイオリアクターの一方の開口から該気体
の汚染物質を分解し得る微生物を含む該微生物の培養液
と該汚染物質を含む気体を交互に流入させる流入手段を
有することを特徴とする汚染気体の浄化装置。
8. An apparatus for purifying contaminated gas having a bioreactor filled with a filler, wherein the bioreactor filled with the filler is tubular, and the gaseous gas is removed from one opening of the tubular bioreactor. An apparatus for purifying a polluted gas, comprising an inflow means for alternately flowing a culture solution of the microorganism containing a microorganism capable of decomposing a pollutant and a gas containing the pollutant.
【請求項9】 前記チューブの内径が10mm以下であ
る請求項8記載の装置。
9. The apparatus according to claim 8, wherein the inner diameter of the tube is 10 mm or less.
【請求項10】 前記リアクター中を移動する気体の線
速度を気体の移動方向に対して少なくとも10m/min
とすることが可能である、請求項8または9記載の装
置。
10. The linear velocity of gas moving in the reactor is at least 10 m / min with respect to the direction of gas movement.
Apparatus according to claim 8 or claim 9, wherein:
【請求項11】 該リアクターの容量に対するリアクタ
ー内の微生物培養液の体積比を10%以下とすることが
可能である、請求項8ないし10のいずれか1項に記載
の装置。
11. The apparatus according to claim 8, wherein a volume ratio of the microorganism culture solution in the reactor to the volume of the reactor can be 10% or less.
【請求項12】 前記流入手段が、 気密性のある槽内に前記微生物を保持する該微生物の培
養液からなる液相と、該液相と接する気相とを形成させ
る手段と、 該液相内に微生物の培養液と汚染ガスを流入させる手段
と、 その流入圧力によってこれら液相と気相の界面付近に開
口が位置し、微生物の培養液と汚染ガスを交互に流出さ
せるための排出管と、 を有する、請求項8ないし11のいずれか1項に記載の
装置。
12. The inflow means includes means for forming a liquid phase comprising a culture solution of the microorganisms holding the microorganisms in an airtight tank, and a gas phase in contact with the liquid phase; Means for introducing a culture solution of a microorganism and a contaminated gas into the inside thereof, and an opening positioned near an interface between the liquid phase and the gas phase due to the inflow pressure, and an outlet pipe for allowing a culture solution of the microorganism and a contaminated gas to flow out alternately The device according to any one of claims 8 to 11, comprising:
【請求項13】 該充填剤が多孔質体である請求項8な
いし12のいずれか1項に記載の装置。
13. The apparatus according to claim 8, wherein the filler is a porous body.
【請求項14】 該汚染気体の汚染物質がトリクロロエ
チレンである請求項8ないし13のいずれか1項に記載
の装置。
14. The apparatus according to claim 8, wherein the pollutant of the pollutant gas is trichlorethylene.
JP4203099A 1999-02-19 1999-02-19 Method for biologically recovering and cleaning polluted gas by tubular bioreactor Pending JP2000236870A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4203099A JP2000236870A (en) 1999-02-19 1999-02-19 Method for biologically recovering and cleaning polluted gas by tubular bioreactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4203099A JP2000236870A (en) 1999-02-19 1999-02-19 Method for biologically recovering and cleaning polluted gas by tubular bioreactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000236870A true JP2000236870A (en) 2000-09-05

Family

ID=12624777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4203099A Pending JP2000236870A (en) 1999-02-19 1999-02-19 Method for biologically recovering and cleaning polluted gas by tubular bioreactor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000236870A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7176017B2 (en) 2001-07-13 2007-02-13 Co2 Solution Inc. Triphasic bioreactor and process for gas effluent treatment

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7176017B2 (en) 2001-07-13 2007-02-13 Co2 Solution Inc. Triphasic bioreactor and process for gas effluent treatment
US7579185B2 (en) 2001-07-13 2009-08-25 Co2 Solution Inc. Triphasic process for gas effluent treatment
US8329458B2 (en) 2001-07-13 2012-12-11 Co2 Solutions Inc. Carbonic anhydrase bioreactor and process for CO2 containing gas effluent treatment
US8329459B2 (en) 2001-07-13 2012-12-11 Co2 Solutions Inc. Carbonic anhydrase system and process for CO2 containing gas effluent treatment
US8329460B2 (en) 2001-07-13 2012-12-11 CO2 Solutions, Inc. Carbonic anhydrase bioreactor and process

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7156984B2 (en) Environmental remediation apparatus
JP3673640B2 (en) Method for purifying contaminated medium and purification device used therefor
WO2001045869A2 (en) Microporous diffuser
EP0660745A1 (en) Biofilter with modular trays
WO2001046074A1 (en) Springbox for water remediation
KR101691424B1 (en) Complex Purification System of Oil-polluted Underground Water by Physical and Biological
CA2233034C (en) Method for soil remediation
WO1993018800A1 (en) Use of immobilized film reactor
KR101779903B1 (en) Bio washing device
Shahna et al. Treatment of benzene, toluene and xylene contaminated air in a bioactive foam emulsion reactor
JP2000236870A (en) Method for biologically recovering and cleaning polluted gas by tubular bioreactor
WO1999059705A1 (en) Process and materials for removing pollutants
KR20180058607A (en) Apparatus for remediation of crude oil contaminated soil using bio washing device
JP4224542B2 (en) Water treatment method and apparatus
EP0800873A2 (en) Process for soil remediation and apparatus used therefor
JP2001145872A (en) Method and apparatus for cleaning polluted ground or waste landfill ground
JP3615116B2 (en) Method and apparatus for treating volatile organochlorine compounds
JP3646590B2 (en) Organic waste treatment system
JP2000287679A (en) Decomposition of gaseous organic chlorine compound by bioreactor and apparatus therefor
JP3810070B2 (en) Water treatment method containing volatile organochlorine compounds
Gopinath et al. Biodegradation Of Toluene Using Different Bioreactors–A Review
JP2002224656A (en) Treatment method and treatment equipment for contaminated soil
JP2000140869A (en) Biological repairing/cleaning method of water polluted with organic chlorine compound, using reactor capable of controlling dilution ratio, and device therefor
JPH1015348A (en) Treatment of gas containing volatile organohalogen compound
US6218172B1 (en) Microbiological method for eliminating halogenated ethenes