JP2626764B2 - バイオリアクター - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、バイオリアクターに関し、とりわけ細菌
の関与する反応において、反応槽内での濃度管理や生成
物質の系外分離、阻害性物質の除去などに好適に用いら
れるバイオリアクターに関する。

［従来の技術］ 反応槽の中にプラスチツク製の媒体などを固定床とし
て装入し、これにバクテリアを定着させ、ガス供給によ
りバクテリアと液との接触効率を高め、バクテリアによ
る合成や分解作用を進行させている。

［発明が解決しようとする問題点］ このような従来のバイオリアクターで処理した処理水
中には、固定床に定着させたバクテリアが浮遊してい
る。このため、リアクター外に分離装置を別個に設けて
反応液中に浮遊しているバクテリアを取り除く必要があ
つた。この種の分離装置は、かなり場所を取るものであ
り、例えば沈降分離式では、1m³/m²/hが必要とされてい
る。

この発明の目的は、この種の分離装置を設ける必要の
ないバイオリアクターを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するため、本発明に係るバイオリアク
ターは、槽と、槽内に流動可能に収容され、透過流体通
路となる支持体を分離膜の内面間に封入した複数のシー
ト状分離膜と、各シート状分離膜の分離膜の外面間に配
置され、バクテリアを付着する固定床として用いるスペ
ーサと、シート状分離膜の内部から透過液を取り出す機
構と、被処理液を槽内に供給する機構とは別個に、バク
テリアと被処理液との接触効率を高めるために槽内に設
けられた、被処理液を流動させる機構とからなることを
特徴とする。

この支持体は、多孔性のスポンジもしくは不織布又は
網等から形成される。シート状分離膜は２枚の平膜間に
上記の支持体を挟み込み、各分離膜の周縁部同士を加熱
板、高周波、超音波などを用いて熱融着するか、又は接
着剤により接着して支持体を分離膜内に封入する。

スペーサは、不織布、網、廃水処理用の充填材（例え
ば、ハニカム型のもの）等で形成され、好ましくは可撓
性のものとする。このスペーサは、分離膜同士が接触し
て濾過作用を果さなくなるのを防止する役目を果すとと
もに、膜間の通水路を確保し、かつバクテリアを定着さ
せるための固定床としての役目も果す。

シート状分離膜から透過液を取り出す機構は、パイプ
により構成でき、各シート状分離膜の上端部付近を貫通
してシート状分離膜を、処理槽内に流動可能に支持する
機能も果す。

被処理液を流動させる機構は、ガス供給機構、回転ブ
レード機構及びシート状分離膜を揺動させる機構により
構成できる。

［作 用］ 反応液がリアクター内に供給されると、スペーサに付
着したバクテリアにより反応液内の有機物質が分解され
あるいは新物質が合成される。反応後の処理液はスペー
サ内を通りシート状膜面で濾過作用を受けるため、処理
液中に浮遊するバクテリアが槽外に流出することなく、
処理液が槽外に取り出される。

［実施例］ 本発明に係るバイオリアクターの第１実施例を、添付
図面第１図及び第２図を参照しながら説明する。

処理量に応じた内容積を持つ処理槽10内に、複数のシ
ート状分離膜20を収容する。これらシート状分離膜内に
は、透過流体通路となる多孔性のスポンジもしくは不織
布又は網等からなる支持体が封入されている。

各シート状分離膜20間には、分離膜同士の付着を防止
するための不織布、網、充填材等で形成したスペーサ30
が配置される。シート状分離膜とスペーサとの間に間隙
を設けると被処理液が流動し易くなり、スペーサに付着
したバクテリアと被処理液との接触効率が増大する。

シート状分離膜20には、分離膜内の透過液を取り出す
ため、パイプ40が接続される。このパイプは、シート状
分離膜20とスペーサ30とを貫通し、これらを槽内に支え
る支持機構としての役目をも果す。シート状分離膜とス
ペーサとは、このパイプにより各々上端部付近において
のみ支持し、その外の部分では互に固定せず、処理槽内
での処理液の流れによりゆらゆら動きうるようにするの
が好ましい。

パイプ40には集液パイプ41を介してポンプ42が接続さ
れ、透過液がシート状分離膜内から取り出される。パイ
プ40を複数個設け、それぞれのパイプにシート状分離膜
20を複数枚取り付けると、処理能力を向上させることが
出来る（第２図参照）。

槽10内には、空気、窒素等のガスを槽内に供給するガ
ス供給機構50が設けられる。この供給機構は、送気管51
を介して接続され、槽内の反応液中に、微細気泡として
ガスが送り込まれ処理液を流動させる。このため、液と
バクテリアを接触させて分解あるいは合成作用を継続さ
せて行なわせることが出来る。ガス供給機構は、ガスが
シート状分離膜の全体に行き渡るように、シート状分離
膜よりも下の位置に設置するのが好ましい。図示の例で
は、ガス供給機構は、シート状分離膜の片側にのみ設け
てあるが、底部あるいは両側に設けることも出来る。

次に、本発明によるバイオリアクターの第２実施例に
ついて、添付図面第３図を参照しながら説明する。

この実施例では、ガス供給機構の代りに、回転ブレー
ド60を設けてある。回転ブレードは、回転により上方に
処理液を送り出す向きのピツチを有するのが好ましい。
回転ブレードの中央には、シヤフト61が接続され、この
シヤフト61を介してモータ62により回転ブレードを回転
させる。

さらに、本発明によりバイオリアクターの第３及び第
４実施例について、添付図面第４図及び第５図を参照し
ながら説明する。

この実施例では、被処理液を流動させる機構としてシ
ート状分離膜を揺動させる機構が設けられる。

第４図に示した第３実施例では、この揺動機構は、透
過液を取り出すためのパイプ40の両端を、支持部材70で
支持したものからなる。そして支持部材を横方向に往復
運動させてシート状分離膜を矢印Ａで示す方向に揺動す
ることにより、被処理液を槽内で流動させる。パイプ40
と集液パイプ間には、可撓性のチユーブ40aを接続す
る。符号71で示した機構は、シート状分離膜が槽内で乱
雑に揺動するのを防止するためのものである。

一方、第５図に示した第４実施例では、揺動機構は、
各グループをなすシート状分離膜の最外膜に近接して設
けられた棒体80と、棒体を槽内に支持する支持体81とか
らなる。そして、支持体81を往復動させて棒体80を矢印
Ａで示す方向に往復運動することにより、シート状分離
膜を揺動させて被処理液を構内で流動させる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によるバイオリアクター
によれば、シート状分離膜により固定床に定着させたバ
クテリアが槽外に流れ出るのが防止されるため、バクテ
リアを処理液から取り除くための分離装置を設ける必要
が無くなる。さらに、シート状分離膜を通過させること
により、リアクター内での阻害物質、不純物質を分離で
き、あるいは生成物質濃度を一定範囲に維持してバクテ
リアの活動を高効率に保つことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るバイオリアクターの第１実施例
の概略側面図を示すものであり、第２図は、第１図に示
した第１実施例の概略斜視図を示すものであり、第３図
は、本発明の第２実施例の概略側面図を示すものであ
り、第４図及び第５図は、各々第３及び第４実施例の概
略斜視図を示すものである。 10……槽、20……シート状分離膜、30……スペーサ、40
……パイプ、50……ガス供給機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−175877（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−171672（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−253370（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−2567（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】槽と、 槽内に流動可能に収容され、透過流体通路となる支持体
   を分離膜の内面間に封入した複数のシート状分離膜と、 各シート状分離膜の分離膜の外面間に配置され、バクテ
   リアを付着する固定床として用いるスペーサと、 シート状分離膜の内部から透過液を取り出す機構と、 被処理液を槽内に供給する機構とは別個に、バクテリア
   と被処理液との接触効率を高めるために槽内に設けられ
   た、被処理液を流動させる機構とからなるバイオリアク
   ター。
2. 【請求項２】前記シート状分離膜は、槽内に対し各々上
   端部付近においてのみ支持されることにより、槽内に流
   動可能に収容される、特許請求の範囲第１項に記載のバ
   イオリアクター。
3. 【請求項３】前記被処理液を流動させる機構は、ガス供
   給機構からなる、特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載のバイオリアクター。
4. 【請求項４】前記被処理液を流動させる機構は、回転ブ
   レードからなる、特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載のバイオリアクター。
5. 【請求項５】前記被処理液を流動させる機構は、シート
   状分離膜を振動させる機構からなる、特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載のバイオリアクター。