JP2001149975A

JP2001149975A - 微生物固定化担体

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Publication number: JP2001149975A
Application number: JP34080199A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kaiya; 篤海谷; Tatsuya Kato; 達哉加戸; Keiji Terao; 啓二寺尾
Original assignee: WACKER CHEMICALS EAST ASIA KK; Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: WACKER CHEMICALS EAST ASIA KK; Eneos Corp
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2001-06-05

Abstract

(57)【要約】【課題】バイオリアクター、たとえば脱窒槽と硝化槽
における微生物の増殖を促進させ、浄化装置の立ち上が
り時間を早め、脱窒および硝化速度を高めて被処理液の
槽内滞留時間を短くできる微生物固定化担体を提供す
る。【解決手段】微生物の固定化のための担体であって、
表面にシクロデキストリンを結合させた材料によって構
成された微生物固定化担体を用いる。前記結合が、該材
料表面に存在する求核性基と、少なくとも一個の求電子
性の中心を有する少なくとも一個の窒素含有ヘテロ環を
有しているシクロデキストリンを結合させたことにより
なされた結合であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水処理、特に、下
廃水の処理に使用される微生物の固定化のための微生物
固定化担体に関するものである。

【０００２】

【従来技術】汚水、たとえば窒素化合物を含む汚水は、
一般に脱窒槽と硝化槽の２つの水槽によって浄化され
る。この際、一般的には、汚水は、まず脱窒槽、続いて
硝化槽に導かれ、硝化槽混合液の一部は脱窒槽に循環さ
れ、残りは沈殿池に導かれるフローで処理されている。
このとき、脱窒槽ではＢＯＤのような汚濁有機物および
窒素が除去され、硝化槽ではアンモニア性窒素を含むケ
ルダール性窒素が硝酸ないし亜硝酸に酸化される。この
プロセスにおいては、微生物固定化担体を使用し、該担
体に付着固定化された微生物により硝化・脱窒を行って
窒素を除去する方式がとられることが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】微生物担体としては、
その構造、形態からいえばハニカム構造、波板、多孔質
担体、たとえば多孔質円板、織布・不織布からなる繊維
状物等の構造、形態の担体があり、またその材質もセル
ロースの外、各種合成樹脂、活性炭等がある。いずれに
しろこのような担体は、生物適合性を有するように構成
され、微生物が付着しやいことが必要である。

【０００４】ここで、固定化担体の使用の初めには微生
物が表面に蓄積し、安定した浄化性能が得られるまでの
準備期間（処理装置の立ち上がり期間）が必要である。
特に硝化細菌のような増殖速度の遅い微生物を利用する
場合にはこの立ち上がり期間は長くなり易い。そこで微
生物の増殖を促進させる必要がある。もちろん付着後の
定常的な浄化作用の際にも、増殖速度の遅い微生物に対
しては、増殖を促進させる必要がある。

【０００５】微生物の増殖促進のためには、たとえば、
微生物の栄養分（汚水の汚染物質でもあり、以下「基
質」ということがある）を十分微生物へ供給し、その増
殖を助ける方法が有り得る。たとえば、特許２７９８３
２６号公報では、シラノールを多孔質担体表面に結合さ
せたものを使用し水との親和性を改良して、それにより
水とともに微生物が多孔質担体中に侵入しやすくし、あ
わせて基質も侵入しやすくする技術を開示するが、しか
し所詮基質は水とともに侵入するのみであるので本質的
に微生物の増殖を促進させる方法ではない。

【０００６】本発明は上記課題を解決するもので、バイ
オリアクター、たとえば脱窒槽と硝化槽における微生物
の増殖を促進させ、もって浄化装置の立ち上がり時間を
早め、また脱窒および硝化速度を高めて被処理液の槽内
滞留時間を短くすることができる微生物固定化担体を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、微生物
の固定化のための担体であって、表面にシクロデキスト
リンを結合させた材料によって構成されていることを特
徴とする微生物固定化担体に関する。

【０００８】本発明の第２は、本発明の第１において、
前記結合が、該材料表面に存在する求核性基と、少なく
とも一個の求電子性の中心を有する少なくとも一個の窒
素含有ヘテロ環を有しているシクロデキストリンを結合
させたことによりなされた結合であることを特徴とする
微生物固定化担体に関する。

【０００９】本発明の第３は、本発明の第１または第２
において、上記担体がセルロースであることを特徴とす
る微生物固定化担体に関する。

【００１０】本発明は、前記基質を初めとする各種化合
物を特異的に包接する機能を有するシクロデキストリン
（以下ＣＤと称することがある）を固定化担体に結合さ
せ、担体に結合したＣＤに基質が包接されることにより
担体に固定化された微生物に栄養が行き渡り、その結果
微生物の増殖が促進されるものである。ＣＤは後記する
ようにグルコース分子から構成されそれ自体の生物適合
性も高い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に述べる。本
発明において微生物固定化担体とは、脱窒・硝化のよう
な水浄化の能力を有する微生物を固定化することができ
る担体である。ここで、微生物を固定化するとは、担体
の表面に微生物が存在するようにすることで、水中の微
生物が担体に接触しその場で定着する外に、微生物が表
面で増殖し定着することも含む。その構造、形態からい
えばハニカム構造、波板、多孔質担体、たとえば多孔質
円板、織布・不織布からなる繊維状物等の構造、形態を
採用し得る。通常は多孔質材料が好ましい。

【００１２】また担体材質についてもセルロースの外、
各種合成樹脂等がある。ただし、本発明において微生物
固定化担体の材料はシクロデキストリンと結合ができる
ものであって、微生物が増殖するような生物適合性のあ
るものである限りその材料の如何を問わない。

【００１３】ＣＤを担体に結合させるには、材料自身の
有する官能基、または別途該材料に導入される官能基を
介して結合させることができる。

【００１４】担体の具体的な材料としては、前記セルロ
ースの外、ポリエステル、ポリアミド、ポリアミン、フ
ェノール樹脂、アミノ樹脂、ポリウレタン、ポリアクリ
ル酸、ポリアクリルアミド、ポリアリルアルコール、ポ
リアリルアミン、ポリ酢酸ビニルポリマー、ポリビニル
アルコール、ポリエポキシド、シリコン、澱粉、グルコ
ーゲン、マンナン、ペクチン、キチンおよびその誘導
体、蛋白質、コラーゲン、エラスチン、グロブリン、フ
ィブリノーゲン、羊毛、絹、ポリグルタミン酸塩、ゼラ
チンまたはポリイソプレンまたはポリヌクレオチドまた
はリグニン、バーミキュライト、セラミック、火山性発
泡岩等あるいは、これらの表面を変性し、適宜の官能基
を導入したたものが挙げられる。

【００１５】好ましい担体としては、水酸基等の官能基
を有し、しかも生物適合性の高いセルロースが挙げられ
る。好ましいセルロース担体の形態は、気孔が互いに連
通した多孔質状に加工されたものがよく、特に、発泡体
等のスポンジ状であることがよい。このスポンジはペレ
ット状、マット状等いずれに加工されてもよいが、脱窒
槽・硝化槽内を流動させるためには、直径０．５ｍｍ〜
１ｃｍ程度の塊状またはペレット状であることがよい。

【００１６】特に担体の材料に塊状のセルローススポン
ジを使えば、セルローススポンジは比重も軽く、セルロ
ーススポンジが脱窒槽・硝化槽内を流動するための撹拌
がなされる際に、撹拌の速度が緩やかで済み、水の流速
による微生物の剥離が起こりにくい。さらに脱窒が行わ
れた後に窒素が気体として担体に付着することがある
が、セルローススポンジを使えば小さなせん断力で簡単
に変形するため、穏やかな撹拌であっても付着した窒素
気体が除去されやすい。

【００１７】本発明において、担体に結合させるシクロ
デキストリンとは下記の一般式（１）で表される６〜１
２個のグルコースからなる環状化合物が例示される。一般式（１）

【００１８】

【化１】

【００１９】［一般式（１）において、ＲはＯＨ基、炭
素数１〜６のヒドロキシアルキル基、たとえばヒドロキ
シエチル基、ヒドロキシ−イソプロピル基、ヒドロキシ
−ｎ−プロピル基、炭素数３〜６のオリゴヒドロキシア
ルキル基、たとえばジヒドロキシ−イソプロピル基、ジ
ヒドロキシ−ｎ−プロピル基、炭素数１〜４のカルボキ
シアルキル基（遊離酸の形でかまたはアルカリ金属塩と
して）、たとえばカルボキシメチル基、カルボキシエチ
ル基、カルボキシ−イソプロピル基、カルボキシ−ｎ−
プロピル基または記載されたカルボキシアルキル置換基
のアルカリ金属塩、アセチル基、プロピオニル基、ブチ
ル基、スルフェート基、炭素数１〜４のスルホン酸アル
キル基（遊離酸の形でかまたはアルカリ金属塩とし
て）、炭素数１〜４のカルボキシヒドロキシアルキル基
（遊離酸の形でかまたはアルカリ金属塩として）、炭素
数１〜４のスルホン酸ヒドロキシアルキル基（遊離酸の
形でかまたはアルカリ金属塩として）およびオキサリル
基、マロニル基、スクシニル基、グルタリール基、アジ
ピニル基（遊離酸の形でかまたはアルカリ金属塩とし
て）である。］

【００２０】ＣＤの具体的な結晶構造には、α、β、
γ、ω−シクロデキストリン等が挙げられる。本発明の
ＣＤとしては、いずれの形態のＣＤも使用することがで
きる。そのほか、これらの変性物も挙げられる。安価な
点からβ−ＣＤまたはその変性物が好ましい。

【００２１】ここでシクロデキストリンは有機化合物を
吸着し包接する作用機能を有する。廃水処理において
は、この包接する作用を利用して、廃水中の有機成分、
特に、微生物の基質となる化合物を包接することができ
る。本発明のように、担体に結合したシクロデキストリ
ンが微生物の基質となる化合物を包接すれば、担体の表
面に微生物の基質となる化合物を留めることができる。

【００２２】たとえば、かかる基質の一例を挙げれば、
硝化槽においては、アンモニア性窒素を含むケルダール
性窒素の化合物等であり、脱窒槽においては、メタノー
ル、硝酸イオン、亜硝酸イオン等である。

【００２３】前述のような基質となる化合物が担体表面
に留まる結果、水中を浮遊中の微生物が担体に接触した
場合、担体のみならず基質と接触する可能性が高くなる
ために、そのまま定着することが起こりやすい。また、
担体上での微生物の増殖においては、微生物が基質と接
する可能性が高くなるため、増殖の際に必要な基質を得
やすくなって微生物の増殖が促進される。したがって、
担体上に、微生物が多く固定され、かつ、増殖の速度も
速くなるために、本発明の微生物固定化担体を使った水
処理システムの能力も改良される。また浄化装置の立ち
上がりが早くなるという効果を奏する。特に硝化細菌の
ような増殖速度の遅い微生物を利用する場合に効果が顕
著である。

【００２４】本発明においては、シクロデキストリンと
担体の材料を結合させる方法は任意である。一般的に
は、ＣＤの有する水酸基と、担体の有する官能基を直接
または適宜の結合基を介して結合させる方法が採用され
る。

【００２５】たとえば、担体がセルロースのような水酸
基を有する場合には、特公平１−３９４４１号公報に開
示されるように、エピクロルヒドリンを反応させ、エー
テル結合を介してＣＤとセルロースを結合させる方法を
採用することができる。この方法は、無論セルロースの
ほか、同様にそれ自身または変性により水酸基を有する
固定化用担体に適用することができる。

【００２６】上記結合は、水酸基同士を結合させるもの
であるが、これに限らず、如何なる結合の形式を問わず
採用することができる。たとえば、担体の材料側に直接
または変性により−ＯＨ、−ＮＨまたは−ＳＨ基等の求
核性の基を有するものに対し、シクロデキストリンの側
にアルデヒド基、アセタール基等の求電子性の置換基を
使用する反応性ＣＤを使用して、結合させる例が挙げら
れる。

【００２７】より具体的な他の例としては、特許第２６
５４３７８号公報に記載のように、担体材料側に−Ｏ
Ｈ、−ＮＨまたは−ＳＨ基等の求核性の基を有するもの
に対し、シクロデキストリン側に「少なくとも一個の求
電子性の中心を有する少なくとも一個の窒素原子を含有
するヘテロ環からなる置換基」を有する反応性ＣＤを用
いる例である。すなわち、上記特許公報は各種材料と反
応結合し得る反応性の変性ＣＤを開示し、さらにこれを
各種材料に結合させる技術をも開示するものである。本
発明においては上記特許公報で得られた反応性の変性Ｃ
Ｄを利用することもできる。

【００２８】すなわち、さらに詳しく説明すると、シク
ロデキストリンと結合する「少なくとも一個の求電子性
の中心を有する少なくとも一個の窒素原子を含有するヘ
テロ環からなる置換基」のヘテロ環部分とシクロデキス
トリンは、必要において炭化水素鎖を介して、エーテル
結合、チオエーテル結合、エステル結合、アミド結合に
よって結合されているのがよい。上記のような「少なく
とも一個の求電子性の中心を有する少なくとも一個の窒
素原子を含有するヘテロ環からなる置換基」は、下記の
一般式（２）、一般式（３）、一般式（４）、一般式
（５）で示される。

【００２９】

【化２】（但し、一般式（２）において、Ｒ₁ は同一もしくは異
なった、硫黄、窒素、酸素、ハロゲン、アルカリ金属の
原子、またはこれらをふくむことがある炭化水素残基で
ある。）

【００３０】

【化３】（但し、一般式（３）において、Ｒ₂ は同一もしくは異
なった、ハロゲンの原子である。）

【００３１】

【化４】

【００３２】

【化５】

【００３３】上記のヘテロ環からなる置換基を有する化
合物とシクロデキストリンとを反応させることによっ
て、「少なくとも一個の求電子性の中心を有する少なく
とも１個の窒素原子を含有するヘテロ環を置換基とする
シクロデキストリン」からなる変性ＣＤを得ることがで
きる。

【００３４】一般式（２）の置換基となる化合物とし
て、かかる化合物の例を挙げれば、２，４，６−トリク
ロロ−１，３，５−トリアジン；２，４，６−トリフル
オロ−１，３，５−トリアジン；２−アミノ−４，６−
ジクロロ−１，３，５−トリアジン；２，４−ジクロロ
−６−メトキシ−１，３，５−トリアジン；２，４−ジ
クロロ−６−ヒドロキシ−１，３，５−トリアジンもし
くは前記化合物のナトリウム塩、２，４−ジクロロ−６
−エチルアミノ−１，３，５−トリアジン、２，４−ジ
クロロ−６−ジエチルアミノ−１，３，５−トリアジン
が挙げられる。上記化合物は、市販により入手する、ま
たは、２，４，６−トリクロロ−１，３，５−トリアジ
ンから公知方法によって製造することができる。

【００３５】一般式（３）の置換基となる化合物として
は、２，４，５，６−テトラクロロピリミジン等が挙げ
られ、一般式（４）の置換基となる化合物としては、
２，４，６−トリフルオロ−５−クロロピリミジン
（２，４，５，６−テトラクロロピリミジンからハロゲ
ン原子交換によって製造可能である）、２，４−ジクロ
ロピリミジン−５−カルボン酸塩化物（製法は公知化合
物）等が挙げられ、一般式（５）の置換基となる化合物
としては、２，３−ジクロロキノキサリン−６−カルボ
ン酸塩化物（K.G.Kleb、E.Siegel、K.Sasse 、Angew.CH
em. ７６、４２３（１９６４年））等が挙げられる。

【００３６】上記化合物とシクロデキストリンを結合さ
せる反応は任意であるが、次に一般的な例を挙げる。ジ
メチルホルムアミド、アセトン、メタノール、水等の適
当な反応媒体中に、シクロデキストリンを炭酸ナトリウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ピリジン等の
酸受容体や界面活性剤の存在下に溶解し、弱酸性ないし
強塩基性の環境下で−１０〜７０℃の温度で適当な上記
のヘテロ環を有する化合物と反応させ、場合によって
は、引き続き、中性または弱塩基性の範囲で、場合によ
ってはリン酸塩緩衝剤等の緩衝剤を使用して、その他の
点では公知の方法で後処理することによって製造すると
いった方法がある。

【００３７】これら置換基は、シクロデキストリン中の
グルコース１つに対して、０．１〜３．０個、好ましく
は０．５〜１．５個の割合で結合することがよい。この
結合量は、元素分析行い窒素またはハロゲンに対する炭
素比を測定することによって求められる。

【００３８】こうして製造された「少なくとも一個の求
電子性の中心を有する少なくとも１個の窒素原子を含有
するヘテロ環を置換基とするシクロデキストリン」から
なる変性ＣＤを具体的に例示すると、２，４−ジクロロ
−１，３，５−トリアジニル−シクロデキストリン、２
−クロロ−４−ヒドロキシ−１，３，５−トリアジニル
−シクロデキストリン（ナトリウム塩）、２−フルオロ
−４−ヒドロキシ−１，３，５−トリアジニル−シクロ
デキストリン（ナトリウム塩）、２，４，５−トリクロ
ロピリミジル−シクロデキストリン、５−クロロ−２，
４−ジフルオロピリミジル−シクロデキストリン、６−
（２，３−ジクロロ）−キノキサリノイル−シクロデキ
ストリン、５−（２，４−ジクロロ）−ピリミジノイル
−シクロデキストリン、２−アミノ−４−クロロ−１，
３，５−トリアジニル−シクロデキストリン、２−クロ
ロ−４−エチルアミノ−１，３，５−トリアジニル−シ
クロデキストリン、２−クロロ−４−ジエチルアミノ−
１，３，５−トリアジニル−シクロデキストリン、２−
クロロ−４−メトキシ−１，３，５−トリアジニル−シ
クロデキストリンが挙げられ、特に好ましいものは、２
−クロロ−４−ヒドロキシ−１，３，５−トリアジニル
−β−シクロデキストリンである。

【００３９】本発明においては、担体と上記のヘテロ環
を置換基とするシクロデキストリンを結合させる場合、
結合のための反応は任意である。たとえば、一例を挙げ
れば、上記変性シクロデキストリンを、アルカリ金属塩
等の塩、アルカリ金属水酸化物等の塩基、尿素等の添加
剤等を溶解したｐＨ１０〜１３の浸漬液に添加し、この
液に担体材料を浸漬する。浸漬後材料を引き上げ室温で
風乾した後、１００〜２００℃の温度で０．２〜４０時
間加熱固定化し、のち水洗する方法がある。以上のよう
にして、変性ＣＤが結合した固定化用担体を得ることが
できる。

【００４０】かくして得られた本発明の微生物固定化担
体は、常法により微生物を付着・固定させ水処理を行う
各種設備で使用することができる。使用の条件等も、特
に限定されず、従来の固定化担体の使用に従うことがで
きる。たとえば、脱窒による浄化を行うのであれば、硝
化ののち脱窒を行う設備、脱窒の後に硝化を行う設備、
片方のみを行う設備、硝化・脱窒を同時に行う担体を使
用する設備等で使用することができる。なお、流動床式
浄化方法のほか固定床式浄化方法の担体としても使用す
ることができる。本発明の担体は水処理を行う際には、
担体養生として事前に汚泥等から微生物を付着させ使用
することが好ましい。

【００４１】

【実施例】以下実施例により本発明を更に詳しく説明す
るが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるものでは
ない。１．β−シクロデキストリンと、２，４−ジクロロ−６
−ヒドロキシ−１，３，５−トリアジンのナトリウム塩
との反応による２−クロロ−４−ヒドロキシ−トリアジ
ニル−β−シクロデキストリン、Ｎａ塩ＤＳ_cl＝０．５
の製造（特許第２６５４３７８号公報の実施例に準拠し
たものである）エナメル被覆を有する６３ｌの釜の中に、水の中の８質
量％の溶液としての２，４−ジクロロ−６−ヒドロキシ
−１，３，５−トリアジンナトリウム塩２５ｋｇを添加
し、かつ攪拌しながら１０℃に冷却した。引続き、十分
に攪拌した溶液に、２時間で１０〜１５℃で、水４ｋｇ
中のβ−シクロデキストリン３ｋｇと水酸化ナトリウム
０．４２６ｋｇとの（冷却した）溶液を滴加した。この
ｐＨ値は、滴加の間に、ｐＨ＝１０〜１３であった。β
−ＣＤ溶液の添加後に、この反応混合物を冷却せずに、
更に２時間、ｐＨの変化がもはや生じなくなるまで攪拌
した。この場合、この溶液は室温になった。引続き、こ
の溶液を０．４５／０．２μｍのフィルターを介して濾
過した。こうして、溶液の噴霧乾燥（入口温度＝２３５
℃、出口温度＝１２０℃）後には、２２質量％の灰分含
量を有するトリアジニル−β−シクロデキストリン誘導
体５．５ｋｇが得られた。活性塩素の平均置換率は、Ｄ
Ｓ_cl＝０．５であった。水溶解度は５５％（ｇ／ｇ）を
上廻っていた。薄層クロマトグラムでは、β−シクロデ
キストリンは検出されなかった。

【００４２】２．微生物固定化担体の製造（特許第２６
５４３７８号公報の実施例に準拠したものである）上で製造した２−クロロ−４−ヒドロキシ−トリアジニ
ル−β−シクロデキストリン１．７ｋｇを、水２５ｋｇ
に添加し、この溶液に、Ｎａ₂ ＣＯ₃ １００ｇを添加
し、かつ４０℃で短時間攪拌した。この後、担体の材料
として、０．５〜１ｃｍの角に加工された市販のセルロ
ーススポンジ５ｋｇを添加した。４５分間この溶液を９
８℃で加熱し、１５分後と３０分後に、それぞれ塩化ナ
トリウム５００ｇを添加した。さらに９８℃でＮａ₂ Ｃ
Ｏ₃ ０．３ｇを添加した。この液を９８℃で１時間保持
した。この後、セルローススポンジを室温で風乾後１６
０℃、１０分間で加熱固定化し、水洗浄することにより
本発明の微生物固定化担体を得た。なお、セルロースの
乾燥質量比較により約１５質量％の変性ＣＤが固定化さ
れた。変性セルロースのＩＲスペクトルによるトリアジ
ニル環の特性吸収を測定することによっても固定化が確
認できた。

【００４３】３．水処理（装置・操作）以下に図１に基づいて、本発明の微生物
固定化担体を用いて浄化作用を行う使用例を説明する。
ここで、図１において、脱窒槽１と硝化槽２とは２枚の
仕切壁３を介して隣接しており、脱窒槽１内の混合液４
は、一方の仕切壁３の上端部を越えるとともに、他方の
仕切壁３の下端部の下方を通って、硝化槽２の底部から
流入するように構成されている。また、脱窒槽１には原
水供給管６と硝化液循環管７が開口しており、硝化液循
環管７は基端側が硝化槽２に開口するとともに、途中に
循環ポンプ８を介装している。そして、脱窒槽１および
硝化槽２の槽底部にはそれぞれ、水中撹拌装置９および
散気装置１０が配置されており、水中撹拌装置９はモー
ター１１によって、散気装置１０はブロア１２によって
作動されている。水中撹拌装置９は、モーター１１の支
持体１３とスクリーン１４で囲まれている。

【００４４】脱窒槽１および硝化槽２の槽内には、上記
「２．微生物固定化担体の製造」で製造した、ＣＤが固
定化されたセルローススポンジからなる微生物固定化担
体１５、１６を投入した。脱窒槽１の微生物固定化担体
１５には脱窒菌が固定化され、また硝化槽２の微生物固
定化担体１６には硝化菌が固定化されている。担体がシ
クロデキストリンを有するため微生物は担体に容易に付
着・増殖し、その結果、担体には脱窒菌と硝化菌が高濃
度に担持される。さらに、脱窒槽１の槽内混合液流出
部、即ち脱窒槽１内であって仕切壁３の脱窒槽側の壁の
上端部近縁には担体１５を分離するためにスクリーン１
７が設置され、硝化槽２の槽内混合液流出部、即ち硝化
槽２内であって仕切壁３に対向している壁の上端部近縁
には微生物固定化担体１６を分離するためにスクリーン
１８が設置されている。

【００４５】以下、上記構成における作用を説明する。
脱窒槽１においては、原水供給管６から原水が流入する
とともに、硝化液循環管７から硝化循環液が循環してい
る。この状態で、担体１５と混合液４とは水中撹拌装置
９によって撹拌混合され、担体１５によって担持された
脱窒菌の硝酸呼吸ないし亜硝酸呼吸により脱窒槽１の混
合液４に含まれた窒素化合物である亜硝酸性窒素ないし
硝酸性窒素は不活性な窒素ガスに分解され除去される。
このとき、上記の微生物固定化担体１５を用いることに
より脱窒槽１内の脱窒菌濃度は高く維持され、脱窒速度
は高まる。また、脱窒槽１の混合液４は仕切壁３を越え
て硝化槽２に流入するが、微生物固定化担体１５は仕切
壁３上端部のスクリーン１７によって分離される。

【００４６】硝化槽２においては、散気装置１０から吹
き出す空気によって酸素が供給されるとともに、散気装
置１０により生じる上昇撹拌流で微生物固定化担体１６
と混合液５とが撹拌混合される。この状態において、微
生物固定化担体１６によって担持された硝化菌の生物酸
化反応により、アンモニア性窒素を含むケルダール性窒
素は亜硝酸性窒素ないし硝酸性窒素に酸化されるととも
に、亜硝酸性窒素および硝酸性窒素を含む混合液５の一
部は硝化循環液として循環ポンプ８により脱窒槽１に返
送される。このとき、上記の微生物固定化担体１６を用
いることによって硝化槽２内の硝化菌濃度は高く維持さ
れ、硝化速度は高まる。また、硝化槽２からの混合液５
の一部は処理水１９として次系の沈殿池等に導かれる。
硝化槽２から硝化循環液および処理水を取り出すとき、
微生物固定化担体１６はスクリーン１８で分離される。
上記のように、反応槽内の脱窒菌・硝化菌濃度を高く維
持することができるので、反応槽における脱窒・硝化速
度を高めることができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明の水処理のための微生物を固着さ
せるための担体を使用することによって、効率の良い水
の浄化が可能となる。本発明においては、微生物固定化
担体にシクロデキストリンが結合しているため、担体近
傍の基質濃度が高く、それ故担体に付着する菌の付着速
度が速くなり、かつ菌の濃度が高まるため、反応槽内の
脱窒菌・硝化菌濃度を高く維持することができる。その
結果単位容積当たりの脱窒・硝化速度を高めることがで
きるので、反応槽容積の縮小や反応槽滞留時間の短縮が
可能となる。したがって、滞留時間を短く設定した既設
の反応槽等においても十分有効に、硝化脱窒等の水処理
を行うことができる。特に硝化細菌のような増殖速度の
遅い微生物を利用する場合には浄化装置の立ち上がりが
早いという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の微生物固定化担体を用いて浄化作用を
行う浄化装置の一例を説明する説明図である。

【符号の説明】

１脱窒槽２硝化槽３仕切壁４混合液５混合液６原水供給管７硝化液循環管８循環ポンプ９水中撹拌装置１０散気装置１１モーター１２ブロア１３支持体１４、１７、１８スクリーン１５、１６微生物固定化担体１９処理水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者海谷篤神奈川県川崎市麻生区上麻生２−４−７ (72)発明者加戸達哉神奈川県茅ケ崎市浜竹３丁目８番35号 (72)発明者寺尾啓二兵庫県神戸市須磨区多井畑東町28−２Ｆターム(参考） 4B033 NA01 NA12 NA19 NB02 NB04 NB15 NB45 NC04 NC12 ND04 NE02 NF06 4B063 QA01 QQ06 QQ18 QR83 4D003 AA13 AA14 AB02 BA04 CA07 CA08 DA19 EA14 EA19 EA21 EA23 EA24 EA30 EA38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微生物の固定化のための担体であって、
表面にシクロデキストリンを結合させた材料によって構
成されていることを特徴とする微生物固定化担体。
【請求項２】前記結合が、該材料表面に存在する求核
性基と、少なくとも一個の求電子性の中心を有する少な
くとも一個の窒素含有ヘテロ環を有しているシクロデキ
ストリンを結合させることによりなされた結合であるこ
とを特徴とする請求項１記載の微生物固定化担体。
【請求項３】上記担体がセルロースであることを特徴
とする請求項１または請求項２記載の微生物固定化担
体。