JP2588571B2

JP2588571B2 - 微生物膜用基材およびその製造法

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Publication number: JP2588571B2
Application number: JP5471688A
Authority: JP
Inventors: 正樹岡崎; 厚志篠崎; 三平松酒
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1988-03-07
Filing date: 1988-03-07
Publication date: 1997-03-05
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: JPH01228471A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、微生物を播種、増殖させて工業用微生物リ
アクターや排水処理等に用いられる微生物膜用不織布基
材および微生物固定化膜成形物に関するものである。

［従来の技術］排水処理技術において生物膜を利用する技術が広く採
用されている。このことは、自然の河川の浄化作用の原
理から判るように、藻類、菌類（好気性又は嫌気性菌）
水中植物が植物の繊維状物や砂利、岩石等の基材表面に
繁茂することにより水中の有機成分、浮遊成分を分解す
る働きを利用したものである。

そして工業的にはポリ塩化ビニリデン繊維やポリオレ
フイン（ポリエチレンやポリプロピレン）繊維、ポリア
ミド繊維（ナイロン）、ポリエステル繊維などをモール
状あるいはメツシユ状に織つた織物やニードルパンチし
た不織布やスパンボンド不織布などの二次元物としたも
のが基材として用いられている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、これら合成繊維からなるものは、第１
に疎水性ポリマーからなる繊維であるため、表面の揆水
性が高く、微生物の菌体、胞子などが付着し難いという
本質的な問題がある。加えて、繊維製造面からみれば溶
融紡糸法により製造されたものであることにより繊維表
面が平滑であるため物理的にも付着し難いという問題も
ある。また繊維表面に微生物が付着しても脱落が起るた
め浮遊物の増減が大きく、安定した処理反応が得にく
く、その結果排水負荷の変動が大きくなり、安定運転が
できないという問題がある。

更に散水濾床法に用いられている岩石や、排水処理装
置に組み込まれた従来のプラスチック成形品や、セラミ
ックス焼結材等は生物膜を成形するための表面積が小さ
く効率が低いという問題がある。

また微生物をかかる基材に付着生育させるには膜基材
の表面で増殖する微生物であることに限定される。例え
ば増殖速度の遅い微生物や、反応系に留めておかねばな
らない微生物、酵母、更には高価格な菌体、更には純粋
種として培養した微生物を保持、保管するためには菌体
を包括固定する必要がある。

特願昭62−200599号において本発明者らは流動性を考
慮した球状の微生物固定化成形物の製造方法を提案し
た。球状の微生物固定化成形物は、流動床中において反
応系にあずかる場合、反応系が均一混合することにより
未反応部分のない高効率でかつ安定した反応生成物を得
ることが可能である。

しかし粒状物ということであるため、（１）微生物を
包括した粒子の内部まで充分に反応にあずからないため
実質の効率が悪いこと、（２）効率を高めるために粒子
の表面積を増加させるためには粒子径を小さくする必要
があるが、反応径の溶液と粒子を分離するためにはある
程度の粒子径を必要とするため、分離すべき技術が必要
であること、（３）特に排水処理に用いる場合浮遊汚濁
物質や、球表面に生成した菌体を分離するのが難かしい
こと、（４）更に粒状であるため固定床系の反応に使え
ないこと等の種々の欠点がある。

［課題を解決するための手段］本発明者らは、かかる問題を解決するために、微生物
との親和性が高く、かつその付着力に優れ、そして強度
及び耐久性に優れた安価な微生物膜用不織布基材につい
て鋭意研究の結果本発明に到達した。

すなわち本発明は、繊度が１〜5000デニールで、繊維
長が３〜20cmであり、繊維強度がデニール当り3g以上の
有機合成繊維からなり、かつ嵩密度が0.005g/cm³以上で
ある不織布、およびこの不織布を構成する繊維の表面に
存在しているポリビニルアルコール（以下PVAと略す）
の含水ゲルからなる微生物膜用基材であり、また該含水
ゲル中に微生物が添加されている微生物固定化膜成形物
であり、そして該微生物膜用基材の製造法として、繊度
が１〜5000デニールで、繊維長が３〜20cmであり、繊維
強度がデニール当り3g以上の有機合成繊維からなり、か
つ嵩密度が0.005g/cm³以上である不織布にPVA水溶液を
付与したのち、PVA水溶液をゲル化させ、その後、−５
℃以下での該ゲルの凍結および解凍を行なうことを特徴
とする微生物膜用基材の製造法であり、好ましくは、該
不織布に、PVAに水溶性高分子多糖類または多価金属イ
オン含有化合物を添加した水溶液を含浸し、各々多価金
属イオン溶液又は高分子多糖類の水溶液中で凝固させる
ことにより不織布基材の繊維表面にPVA含水ゲルを付着
せしめ、更に−５℃以下に凍結・解凍処理を行うことに
よつてゲル強度の優れた、耐久性の高い微生物膜用基材
を提供するものであり、そしてまた該PVA水溶液中に微
生物を添加することにより微生物固定化膜成形物を提供
するものである。

本発明に使用する不織布は、繊度１〜5000drのモノフ
イラメントからなる。繊度が1dr未満では不織布の腰が
弱くなり基材としての取扱い性が悪化するため使えな
い。5000drを越えると不織布の目が粗くなりすぎ繊維本
数が少くなり、その不織布基材としての強度が低下する
ために使えない。更に好適には６〜3000drである。

繊維長さとしては３〜20cmが用いられる。繊維長さが
3cm以下であると不織布を成形する時繊維同志の絡合性
がなくなるため、不織布基材としての強度が得られず、
不適当である。また20cm以上になると不織布成形時に繊
維の分散性が不均一となり、目付斑や厚み斑となるた
め、好ましくない。

繊維強度が3g/デニール以上であることは、液含浸時
の強力及び含浸後の基材としての不織布の強力、水中で
は腰の強さを保つ上で、更には装置取付時の加工性の点
から必要である。用いる繊維の断面形状は円形、楕円
形、偏平形、星形、三角形、ドツグホーン形、Ｙ型など
任意の形を用いることができる。繊維形状はストレート
のものでも、あるいは捲縮したものでもよい。

不織布の嵩密度は0.005以上でなければならない。0.0
05g/cm³未満では繊維間が粗すぎ反応系中に不織布の占
める表面積が少なく効果が少ない。さらに不織布強力も
得られない。

本発明に用いる生物膜用不織布の繊維は有機合成繊維
であるか、なかでもPVA系の合成繊維が好ましい。PVA系
繊維は、ポリマーに−OH基という親水基を有し、PVAゲ
ルとの化学的親和性が高いこと、更にはPVA系繊維の表
面は粗面化されており、付着したPVAゲルはそのアンカ
ー効果により剥離し難いという分離的な付着効果が大き
いためである。他のポリオレフイン（ポリエチレン、ポ
リプロピレン）系繊維や、ポリアミド（ナイロン）系繊
維、ポリエステル系繊維等の合成繊維は繊維素材自身疎
水性で発水性が高く、繊維表面が平滑であるために、そ
のままでは微生物が付着し難い。しかし、PVAゲルを表
面に付着させることにより、微生物等は極めてよく付着
し、生育することができる。また微生物含有PVAゲルを
表面に付着させることにより、微生物等をきわめてよく
増殖し、生育させることができる。したがつて本発明に
用いられる不織布を構成する繊維としてはPVA系繊維、
ポリオレフイン系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエステ
ル系繊維などの単独又は２種以上の混合した不織布であ
つても、又熱溶融接着タイプの複合繊維（例えば芯成分
にポリエステル、鞘成分にポリエチレン、芯成分にポリ
プロピレン、鞘成分にポリエチレン又は芯成分にポリエ
ステル、鞘成分に変性共重合ポリエステルを配した繊
維）を混合し不織布のバインダー繊維として用いてもよ
い。

微生物膜用不織布の基材を作る一例を示せば、１〜10
0デニールの繊維に１インチ当り５〜30ケの捲縮を与
え、繊維長３〜8cmの長さに切断した綿状物をカードに
通すことにより不織布を得、更に接着剤を噴霧含浸させ
て乾燥することにより又は不織布に含まれている熱融着
繊維を熱溶融することにより不織布とする方法や、カー
ドを通過した不織布を積層し、ニードルパンチや水流絡
合をすることにより絡合させて不織布とする方法などが
ある。また繊維太さが100〜5000デニールの捲縮又は未
捲縮の繊維を５〜20cmに切断しエアーブローしながら移
動する金網上に一定の厚さになるよう供給し不織布を成
形しつつ接着剤を噴霧処理して乾燥熱処理する方式もあ
げられる。さらに金網の上に合成繊維のネツト状物又は
目の粗い織物を敷いて不織布と一体成形しても得られ
る。

接着剤としてはメラミン−ホルマリン系、尿素系、ポ
リビニルアルコール系、ポリ酢酸ビニル系、ゴムラテツ
クス、アクリル酸エステル系、エポキシ系から選ぶのが
適当である。

嵩密度及び厚さの調整は、繊度の選択、繊維長さ、給
繊量、ネツト速度及び接着剤処理后のプレスによつて調
節することができる。

次に微生物膜用としての繊維コート剤として用いるPV
Aゲルは、微生物との親和性に富み、各種の反応槽形式
にも適用できる強度と耐久性を有し、又、耐水性、耐薬
品性に秀れており、微生物の固定化担体膜として望まし
い特徴を備えているのが好ましい。具体的にはこのVPA
ゲルを凍結処理という簡単な操作で、しかも微生物に有
害な薬液を一切使用せず、不織布を形成している繊維表
面及び不織布上に膜を形成することができる。本発明者
は、海藻から抽出された酸性多糖体で、Ca、Alなど
の多価金属イオンと接触すると容易にゲルを形成し、そ
れ自身微生物菌体の培養基体や包括固定化剤に広く利用
されている、アルギン酸塩などのPVAへの効果を研究し
た。

その結果、Ａ :PVA、及び、Ｂ−：少なくとも１種の多価金属イオンとの接触によ
りゲル化する能力のある水溶性高分子多糖類、またはＢ−：多価金属イオン含有化合物、のいずれか１種、
を含有する混合水溶液を不織布に対して５〜500重量％
付着し、該混合水溶液が上記Ｂ−を含有する場合にお
いては、多価金属イオン含有化合物を含有する水溶液に
浸漬することにより、あるいは、該混合水溶液が上記Ｂ
−を含有する場合においては、少なくとも１種の多価
金属イオンとの接触によりゲル化する能力のある水溶性
高分子多糖類を含有する水溶液に浸漬することにより、
容易にゲルが形成され、直ちに表面が固化し、数分后に
はゲルが相互に融着することなく、又、その後のゲルの
取扱いに対して特物の配慮を必要とせず、充分な強度を
有する、PVA混合水溶液のゲル成形物が得られることを
見い出した。

この場合、［Ｉ］ A:PVA、及び、Ｂ−：少なくとも１種の多価金属イオンとの接触によ
りゲル化する能力のある水溶性高分子多糖類、を含有する混合水溶液を、多価金属イオン含有化合物を
含有する水溶液に浸漬することにより、該混合水溶液を
ゲル成形物として繊維表面に形成させた後、これを−５
℃以下での凍結と、解凍を少なくとも１回行うことによ
って、ポリビニルアルコールを強力なるゲルにする方法
と、［II］ A:PVA、及び、Ｂ−：多価金属イオン含有化合物、を含有する混合水溶液を、少なくとも１種の多価金属イ
オンとの接触によりゲル化する能力のある水溶性高分子
多糖類を含有する水溶液に浸漬することにより、該混合
水溶液をゲル成形物として繊維表面に形成させた後、こ
れを−５℃以下での凍結と、解凍を少なくとも１回行う
ことによつて、PVAをゲル化させる方法、の二通りがあるが、前者の方法［Ｉ］の方が、取扱い
性、作業性等の点において、後者の方法［II］よりも優
れるので、以下、前者の方法［Ｉ］に依つて、本発明を
詳細に説明する。

また、Ｂ−少なくとも１種の多価金属イオンとの接
触によりゲル化する能力のある水溶性高分子多糖類とし
ては、その最も好適なものであるアルギン酸ナトリウム
を例にとつて、また、Ｂ−多価金属イオン含有化合物
としては、その最も好適なものである塩化カルシウム
（以下CaCl₂と略記する）を例にとつて説明する。

このように、PVA混合水溶液のゲル成形物がCaCl₂水溶
液中で相互に融着せず、一定の強度を有していること
は、多量のPVA凍結ゲルを連続処理で、製造する実用面
において、取扱いの容易さ及び製造装置の簡易さの点で
非常に有利である。

このように繊維表面に形成させたPVAゲルをCaCl₂水溶
液と分離し、そのまま−５℃以下に凍結し、少くとも２
時間以上保持後、ゲル強度等に悪影響を与えない温度範
囲内において解凍する操作を少くとも１回繰り返すこと
によって、PVA混合水溶液が完全ゲル化して、不織布基
材により補強されたVPAゲル、即ち微生物を固定化しや
すい膜成形物が得られる。この凍結−解凍処理を好まし
くは２回以上くり返すことによつて、PVAゲルの強度は
著しく向上する。

更に、PVA水溶液に添加したアルギン酸ナトリウム
は、PVA水溶液のゲル化助剤となるばかりでなく、アル
ギン酸ナトリウムを添加しないものに比べ、後にも詳述
する如く、ゲル強度を上げ、ゲル表面の粘着性を解消す
る効果がある。このことは、凍結温度や凍結保持時間、
凍結−解凍処理回数などのと凍結条件がより簡略化され
るため、完全なPVAゲル化に要する時間を著しく短縮で
きる。

以上の様にして得られたPVAゲルは、微生物の固定
化、増殖に適したPVA凍結ゲル本来の特徴を有すると共
に、ゲル強度が高いうえ不織布で補強された複合材とし
て新規な微生物膜用基材である。

以下、本発明の微生物固定化膜用基材につき、より詳
細に説明する。

本発明に使用するPVAは平均重合度が1000以上、好ま
しくは、1700以上で、ケン化度は98.5％以上、好ましく
はケン化度99.85モル％以上の完全ケン化PVAがPVAゲル
の形成上、望ましい。特にケン化度が低下すると、ゲル
成形の凍結条件が厳しくなり、必要な強度のゲルを得る
ため、より低い凍結温度と凍結時間を要し、生産性の点
から好ましくない。また本発明のPVAとしては、本発明
の目的を阻害しない範囲において、公知の種々の変性PV
Aを用いることができる。

PVA水溶液の濃度はPVAゲル形成能の範囲から、３〜40
wt％まで可能であり、PVA濃度が高いほど、より強固な
ゲルが生成するが、必要なゲル強度が得られれば、PVA
濃度が低い方が原料コスト面から有利である。PVA以外
の添加成分の種類や濃度、PVA混合水溶液の液温及び含
浸搾液装置によつて、適切な濃度を選定する必要はある
が、常温でPVA混合水溶液に浸漬する場合は、PVA濃度３
〜10wt％が容易であり、実用上十分なゲル強度が得られ
る。

本発明における、Ｂ−少なくとも１種の多価金属イ
オンとの接触においてゲル化する能力のある水溶性高分
子多糖類としては、具体的には、アルギン酸のアルカリ
金属塩、カラギーナン、マンナン、キトサン等が挙げら
れるが、とりわけアルギン酸ナトリウムが好ましい。

また本発明における、Ｂ−多価金属イオン含有化合
物としては、具体的には、マグネシウムイオン、カルシ
ウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン等
のアルカリ土類金属イオン或いはアルミニウムイオン、
セリウムイオン、ニツケルイオン等の他の多価金属イオ
ンのうちの少なくとも１種を含有する化合物が挙げられ
るが、とりわけCaCl₂が好ましい。

そして本発明においては、アルギン酸ナトリウムとCa
Cl₂の組合せが最も好適である。

PVA水溶液に添加するＢ−水溶性高分子多糖類、好
適にはアルギン酸ナトリウムの濃度は、水に対して0.2
〜4wt％、特に0.5〜2wt％が好ましい。0.2wt％未満で
は、PVA混合水溶液のゲル形成能が乏しく、又、4wt％を
越える場合は、固いゲルが得られるが、溶液粘度の上昇
をもたらす上、原料コスト上昇の要因となり行ましくな
い。CoCl₂水溶液の濃度は0.05〜1.0mol/が好ましく、
PVA濃度やアルギン酸ナトリウム濃度、あるいはPVAゲル
の硬さから、通常は0.1〜0.5mol/がより好ましい。

CaCl₂水溶液中でゲル化させたPVAゲル含有不織布はCa
Cl₂水溶液から取出し、そのまま凍結する。凍結温度は
−５℃以下で良いが、より強力なPVAゲルを得るには−2
0℃以下がより望ましい。凍結保持時間は２時間以上、
特に10時間以上が好ましい。凍結処理によって、PVA混
合水溶液のゲルは強固なゲルとなる。そしてこれを微生
物に悪影響を及ぼさない温度範囲に放置して解凍する。
これらのPVAゲルは１回の凍結−解凍処理によつても得
られるが、PVA混合水溶液の組成や凍結条件によつて
は、必要な強度に達しない場合もあり、好ましくは２回
以上、更に好ましくは３回以上の凍結−解凍をくり返す
ことによつて、強度の充分高いゲルが得られる。

この様にして得られたPVA凍結ゲルでコートされた不
織布は各種の形式の反応槽において長期間に渡って変
形、損壊しない強度を有し、水や各種薬液に対しても侵
されることなく、連続運転が可能となり、微生物固定化
成形物としての実用性が発現する。

上記の微生物膜用基材において、得られる基材のPVA
含水ゲル中に微生物が添加されている場合には、微生物
固定化膜となり、また上記の微生物膜用基材の製造方法
において、用いられるPVA水溶液中に微生物が添加され
ている場合には、微生物固定化膜が製造されることとな
る。

以上述べたPVA含水ゲルの製造方法以外にも、種々のP
VA含水ゲルの製造方法があり、本発明は上記方法に限定
されるものではない。

生物膜用基材あるいは微生物固定化膜に用いることの
できる微生物としては、細菌、放線菌、カビ、酵母、胞
子等、あるいは任意の微生物を純粋培養又は混合培養し
たもの、あるいは活性汚泥菌などが挙げられるが、特に
偏性嫌気性菌、通性嫌気性菌などに有効である。例えば
ムコール属（Mucor rasemosus）、フザリウム属（Fusar
iumsp）、クラドツリツクスジコトマ（Cladothrixdicho
toma）やスフエロチルス・ナタンス（Sphaerotilus nat
ans）、ヅーグレア・ラミゲラ（Zoogloey・romiger
a）、レブトミツス属菌、イオウ細菌、その他のメタン
菌、絡酸菌、乳酸菌、枯草菌、変形菌、不全菌、硝酸
菌、亜硝酸菌等に用いることができる。これら以外に、
アスペルギルス（Aspergillus）属、リゾプス（Rhizopu
s）属等のかび類、シユードモナス（Pseudomonas）属、
アセトバクター（Acetobacter）属、ストレプトマイセ
ス（Streptomyces）属、エシエリシア（Escherichia）
属等の細菌、サツカロマイセス（Saccharomyces）属、
キヤンデイダ（Candida）属等の酵母を例示することが
出来る。特に排水処理としては蛋白質分解酵素及び炭水
化物分解酵素、脂肪分解酵素を生成する菌を固定化する
ことが工業上有効である。

また、このPVA混合水溶液には、PVAのゲル化を阻害し
ない範囲で、微生物の培地、生成ゲルの比重を調整する
充填材、凍結処理による微生物の凍結障害に対する保護
剤等を添加しても良い。

この様にして得られたPVAゲルは各種の形式の反応槽
において長期間に渡つて変形、損壊しない強度を有し、
水や各種薬液に対しても侵されることなく、連続運転が
可能となり、微生物固定化成形物としての実用性が発現
する。

本発明基材は、公共下水排水、家庭用、又はビル等の
し尿排水、家庭雑排水、農業畜産関係、漁業、養漁池の
排水処理、園芸、庭園、ゴルフ場、タメ池等の水処理用
基材に利用することができる。また食品の製造、排水、
酵素の生産、等の基材として利用することができる。

なお本発明で言う嵩密度とは、不織布に荷重をかける
ことなく測定した厚さの平均値と不織布の単位面積当り
の重さから求めたものである。

以下実施例により本発明を説明する。

実施例１〜３、比較例１重合度1700の完全ケン化ポリビニルアルコールを50％
の水溶液とした紡糸原液を常法により乾式紡糸して延伸
熱処理し、繊度350デニール、繊維強度6g/デニールのモ
ノフイラメントを得た。該モノフイラメントを8cmにカ
ツターにてカツトしながらエアーブローにより巾1.2mの
ネツト上に給糸し、接着剤としてメラミン樹脂水溶液を
スプレーした後、厚み5cmになるようにプレスして150℃
で10分間熱風式乾燥機にて不織布を作製した。その際、
給糸量を変更し、嵩密度0.03g/cm³（実施例１）、0.06g
/cm³（実施例２）のものを得た。また実施例３として同
一繊度、同一長さで繊維強度が4.8g/デニールのナイロ
ンモノフイラメントを用い実施例１とまつたく同じ方法
にて嵩密度0.03g/cm³の不織布を作製した。

次にコート液として、（株）クラレ製のPVA（平均重
合度1740、ケン化度99.85モル％）を40℃の温水で約1hr
洗浄後、PVA濃度4wt％になる様にPVAに水を加え全量を4
0gにしてpH6に調整し、これをオートクレーブで120℃×
30分間処理し、PVAを溶解した後、室温まで放冷し、そ
してこのPVA水溶液にアルギン酸ナトリウム0.4gを加え
ることによりPVAコート液を調整した。

次に実施例１〜３で作製した不織布を上記コート液に
含浸し搾液したものをすぐに0.5mol/塩化カルシウム
（CaCl₂）水溶液に１分間浸漬した。浸漬した不織布に
付着したPVAはCaCl₂水溶液中で直ちに透明ゲル化した。
これらのゲル化した不織布含有PVA混合液成形物を全量C
aCl₂水溶液と分離し、水で軽く洗浄した後、−27℃±３
℃の冷凍庫で凍結した。20hr凍結後、常温で解凍するこ
とによつて、柔軟性に富んだゲル付着不織布が得られ
た。このゲルは粘着性もない。更に、このゲルの強度を
上げるため、以上の凍結−解凍処理を２回くり返した。
また水分率は89％であつた。不織布に対する含水ゲルの
付着量は、それぞれ280重量％（実施例１）、350重量％
（実施例２）、210重量％（実施例３）であつた。

比較例１として実施例３で作成したナイロン繊維を用
いた不織布をPVAゲルコート処理せず、他は実施例１〜
３とまったく同一の方法で処理を行つた。

かかる不織布を長さ、巾、を各々30cmに切断し、透明
なプラスチツクス容器中に実施例1,2,3、および比較例
１を１枚づつ原水の流れに対し不織布が平行になるよう
に5cm間隔で配置し、原水のボツクス内滞流時間が５時
間となるように流量を調製して上向流となるように送液
した。種汚泥としてはグルコースで１ケ月馴養したメタ
ン混合菌の培養液の上澄みを用いた。用いた人工排水
は、グルコース12000mg/、炭酸水素アンモニウム9000
mg/、塩化アンモニウム3000mg/、塩化マグネシウム
500mg/、リン酸水素カリウム200mg/を用いた。人工
排水とメタン混合菌液の混合比は20:1として菌の付着状
況を観察した。

実施例1,2,3は全て１週間後に不織布中心部まで菌体
がほぼ全面を覆うように付着していた。一方、比較例１
は菌体付着が弱く、原水中に流出し付着部分は斑になつ
ており、その付着量は極くわずかであつた。

実施例４前記実施例２と同様の方法で不織布を作製した。次に
コート液として、前記実施例１〜３に用いたコート液の
調整法において、アルギン酸ナトリウムの添加量を10倍
とし、更に酵母菌［サツカロマイセス・セレビシエ］5g
−wt cell/mlを含む滅菌水を40ml添加する以外は同様に
して液を調整して、このコート液を上記不織布に前記実
施例１〜３と同様にコート処理し（但し、凍結・解凍処
理は１回のみ）、微生物固定化膜を製造した。ゲル中の
水分率は98％であつた。

この酵母固定化PVAゲル不織布を厚さ5cm、巾30cm、長
さ30cmに切り出し、反応容器に配置した。この容器にエ
チルアルコール生成用反応液体培地（ペプトン1wt％、
酵母エキス１％、グルコース１％、塩化ナトリウム0.5
％）をpH6となるように調整し、平均滞留時間が18時間
となるように反応槽へ送液後エチルアルコール生成用反
応液グルコース10％、硫酸マグネシウム60ppm、pH6の液
と置換し平均滞留時間が10時間になるように送液量を調
整し、また系全体を30℃に保ちながら送液した。

反応生成物を少量づつ系外に取り出しガスクロマトグ
ラフイーの分析により30g/の濃度のエタノールの生成
量を得た。

実施例５まず、（株）クラレ製のポリビニルアルコール（PV
A）（平均重合度1740、ケン化度99.85モル％）を40℃の
温水で約1hr洗浄後、PVA濃度12wt％になる様にPVAに水
を加え全量を600gにしてpH6に調整した。これをオート
クレーブで120℃×30分処理し、PVAを溶解した後、室温
まで放冷した。このPVA水溶液にアルギン酸ナトリウム1
0gを加えて混合した後、さらに生活排水を処理する浄化
槽より採取した濃縮活性汚泥（MLSS約23000mg/）を30
0g添加して充分撹拌して不織布のコート液を調整した。

次に実施例１で作製した不織布を上記コート液に含浸
し、搾液後直ちに0.5mol/の濃度に溶解した塩化カル
シウム水溶液に１分間浸漬した。これにより不織布の繊
維に付着した汚泥菌含有PVAはゲル化した。かかる処理
を行なった不織布を水で軽く洗浄した後、−27℃±３℃
の冷凍庫で凍結した。20時間凍結後、常温で解凍するこ
とにより、柔軟性あるゲルにより繊維表面が覆われた微
生物固定化膜を得た。菌体含有PVAゲルはもとの不織布
に対して３倍の付着量があつた。この不織布は積層して
も粘着性がなく、取扱いは大変良好であつた。またゲル
の水分率は89％であつた。

このようにして作製した活性汚泥固定化PVAゲル不織
布を厚さ5cm、縦・横5cmのブロツクに切り揃え、これを
３枚重ねて８メツシユのステンレス製金網で上面と下面
をはさんで固定し、底部が四角錐の空間部を有する内部
大きさ15cm×15cmの容器（内容量4.3）に配置した。
この容器の底部から下記の組成からなる人工下水を平均
滞留時間8hrとなる様に連続的に送液し、かつ同時に容
器の底部より常圧・常温の空気を1.8/minの割合で散
気管を通して送気した。

人工下水の原水BODは200〜250ppmであつたが、容器通
水後の人工下水のBODは徐々に低下して通水開始後８日
後には、BODは18ppm以下になり、浮遊の活性汚泥の発生
も殆んど見られなかつた。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】繊度が１〜5000デニールで、繊維長が３〜
20cmであり、繊維強度がデニール当り3g以上の有機合成
繊維からなり、かつ嵩密度が0.005g/cm³以上である不織
布、およびこの不織布を構成する繊維の表面に存在して
いるポリビニルアルコールの含水ゲルからなる微生物膜
用基材。
【請求項２】請求項１の含水ゲルに微生物が添加されて
いる微生物固定化膜成形物。
【請求項３】繊度が１〜5000デニールで、繊維長が３〜
20cmであり、繊維強度がデニール当り3g以上の有機合成
繊維からなり、かつ嵩密度が0.005g/cm³以上である不織
布にポリビニルアルコール水溶液を付与したのち、ポリ
ビニルアルコール水溶液をゲル化させ、その後、−５℃
以下での該ゲルの凍結および解凍を行なうことを特徴と
する微生物膜用基材の製造法。
【請求項４】請求項３のポリビニルアルコール水溶液中
に微生物が添加されている微生物固定化膜成形物の製造
法。