JP2007160236A - バイオリアクター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アンモニアとアンモニア酸化菌5に対して毒性を呈する化学物質を含有する被処理流体10に接触する第一の領域2と、第一の領域2を通過した被処理流体10に接触する第二の領域3とを備え、第一の領域2にはアンモニア酸化菌5に対して毒性を呈する化学物質を分解する菌体4が担持され、第二の領域3にはアンモニア酸化菌5が担持されるようにする。アンモニア酸化菌5に対して毒性を呈する化学物質は例えばフェノールであって、その場合にはフェノール分解菌4を第一の領域2に担持させる。さらには、第一の領域2と第二の領域3との間に、あるいは第一の領域2と第二の領域3とを通過した被処理液10に接触する位置に、脱窒菌8を担持した第三の領域7を備え、脱窒菌8にエネルギーを供給する手段9を備えて、被処理流体10中のアンモニアを窒素ガスに変換する。
【選択図】図1
Description
フェノール分解菌としてAcinetobacter sp.を、アンモニア酸化菌としてNitrosomonas europaea IFO-14298を用いた。これら菌体の培養には、Acinetobacter sp.においてはJCM Medium List No.22(Nutrient agar No.2)を、Nitrosomonas europaeaにおいてはIFO Medium List No.240を基本とした液体培地を用いた。培地の組成を表1に示す。培地の組成を表1に示す。IFO培地No.240にPhenol RedをpH指示薬として添加し、pHはCaCO3の代わりにNa2CO3を適宜添加することにより調整した。また、JCM培地No.22からは寒天を除き、液体培地として用いた。これらをそれぞれ30℃で振とう(110rpm)培養後、遠心分離により集菌し、リン酸緩衝液(9g/l Na2HPO4・12H2O、1.5g/l KH2PO4、pH=7.5)により3回洗浄した。洗浄菌体は、Acinetobacter sp.、Nitrosomonas europaea共に10mg dry wt./mlになるようそれぞれリン酸緩衝液に懸濁した。
上記菌体を光硬化性樹脂を担体として担持し、以下の構造のバイオリアクターを作製した。
(バイオリアクターA):不織布\担体(菌体なし)\Nitrosomonas europaea担体
(バイオリアクターB):不織布\Acinetobacter sp.担体\Nitrosomonas europaea担体
上記により作製したバイオリアクターBのフェノール存在下でのアンモニア排水処理能力を評価した。図7にバイオリアクターBのアンモニア排水処理能力を調査した結果を示す。アンモニア排水の初期アンモニア濃度は500mg/L、初期フェノール濃度は20mg/Lとした。また、排水をエアレーションし、バイオリアクター内部は大気に曝すことにより好気性雰囲気とした。排水中のフェノール濃度はアミノアンチピリン吸光光度法により吸光光度計(ベックマン社製、DU650)により測定し、亜硝酸濃度はイオンクロマトアナライザー(ダイオネックス社製、DX−AQ)により測定した。通常、アンモニア酸化菌はフェノール濃度が5ppm(mg/L)以上存在すると機能しないにもかかわらず、フェノール濃度が5ppm以上の場合においても、亜硝酸の濃度は時間と共に上昇していた。即ち、通常、アンモニア酸化菌が機能しないようなフェノール濃度の場合においても、アンモニアを亜硝酸に変換することが可能であることが確認された。また、バイオリアクターBにより、排水中のフェノールの分解も同時に行われることが確認された。
上記により作製したバイオリアクターAのフェノールが存在しない場合のアンモニア排水処理能力を評価し、この評価結果を上記性能評価1の結果と比較した。結果を図8に示す。尚、バイオリアクターA内部は大気に曝して好気性雰囲気とした。バイオリアクターAとバイオリアクターBを比較すると、バイオリアクターBはフェノールの存在下でアンモニア排水処理しているにもかかわらず、バイオリアクターAの結果より若干処理能力が落ちる程度であった。したがって、アンモニア酸化菌をフェノール分解菌等のアンモニア酸化菌に対して毒性を呈する化学物質を分解する菌により保護することで、アンモニア酸化菌の機能を十分に維持できることが確認された。
2 第一の領域
3 第二の領域
4 フェノール分解菌
5 アンモニア酸化菌
6 吸着物質
7 第三の領域
8 脱窒菌
9 エネルギー供給手段
10 被処理流体
11 空気供給手段
Claims (10)
- アンモニア酸化菌に対して毒性を呈する化学物質とアンモニアを含有する被処理流体に接触する第一の領域と、前記第一の領域を通過した前記被処理流体に接触する第二の領域とを備え、前記第一の領域には前記アンモニア酸化菌に対して毒性を呈する化学物質を分解する菌体が担持され、前記第二の領域にはアンモニア酸化菌が担持されていることを特徴とするバイオリアクター。
- 前記第一の領域には前記アンモニア酸化菌に対して毒性を呈する化学物質を吸着する物質が含まれることを特徴とする請求項1に記載のバイオリアクター。
- 前記第一の領域に担持される菌体はフェノール分解菌であることを特徴とする請求項1または2に記載のバイオリアクター。
- 前記フェノール分解菌はAcinetobacter sp.であることを特徴とする請求項3に記載のバイオリアクター。
- 前記アンモニア酸化菌はNitrosomonas europaeaであることを特徴とする請求項1〜4いずれか1つに記載のバイオリアクター。
- 前記アンモニア酸化菌に対して毒性を呈する化学物質を吸着する物質は疎水性ゲルであることを特徴とする請求項2に記載のバイオリアクター。
- 前記第一の領域と前記第二の領域との間に脱窒菌が担持された第三の領域を備えると共に前記脱窒菌にエネルギーを供給する手段を備えることを特徴とする請求項1〜6いずれか1つに記載のバイオリアクター。
- 前記第一の領域と前記第二の領域とを通過した前記被処理流体と接触する第三の領域を備え、前記第三の領域には脱窒菌が担持され、前記脱窒菌にエネルギーを供給する手段と前記第二の領域に空気を供給する手段とを備えることを特徴とする請求項1〜6いずれか1つに記載のバイオリアクター。
- アンモニア酸化菌に対して毒性を呈する化学物質とアンモニアを含有する被処理流体をアンモニア酸化菌に対して毒性を呈する化学物質を分解する菌体が担持された担体に通過させた後、アンモニア酸化菌が担持された担体に好気性雰囲気下で通過させて、被処理流体中のアンモニアを亜硝酸に変換することを特徴とする被処理流体中のアンモニア処理方法。
- アンモニア酸化菌に対して毒性を呈する化学物質とアンモニアを含有する被処理流体をアンモニア酸化菌に対して毒性を呈する化学物質を分解する菌体が担持された担体に通過させた後、アンモニア酸化菌が担持された担体に好気性雰囲気下で通過させ、さらに脱窒菌が担持された担体に嫌気性雰囲気下で通過させて、アンモニアを窒素ガスに変換することを特徴とする被処理流体中のアンモニア処理方法。
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