JP2645786B2 - 空気浄化方法およびその装置 - Google Patents

空気浄化方法およびその装置

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JP2645786B2
JP2645786B2 JP4327801A JP32780192A JP2645786B2 JP 2645786 B2 JP2645786 B2 JP 2645786B2 JP 4327801 A JP4327801 A JP 4327801A JP 32780192 A JP32780192 A JP 32780192A JP 2645786 B2 JP2645786 B2 JP 2645786B2
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  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、微生物を利用した空気
の浄化方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近は自動車の排ガス規制や工場からの
排煙規制などが強化されているにもかかわらず、一向に
大気汚染が改善されておらず、特にビルや工場などの密
集した地域や交通量の激しい場所での大気汚染は依然と
してひどい状態にある。これら大気の汚染物質として
は、空気中を浮遊する塵などの他に、空気中に含まれる
窒素酸化物や硫黄酸化物、二酸化炭素などがある。した
がって、ビルや工場内を空調する場合に、このような汚
染物質を含む空気を直接に導入することには問題があ
る。
【0003】従来、このような汚れた空気をビルや工場
内に導き入れる場合は、例えば空調ダクトの入口にフィ
ルタを取り付け、このフィルタを通して空気中の塵を取
り除いたり、又はオゾンなども利用して脱臭するなどの
方法が採られていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、大気中の塵や臭いは取り除くことができ
ても、大気中に含まれている窒素酸化物、硫黄酸化物お
よび二酸化炭素などの汚染物質までを除去することはで
きず、これらはそのまま空気と一緒に室内に入ってしま
うことになる。また、室内ではこの空気がさらに消費さ
れて特に二酸化炭素などが増えるため、これらの空気が
大気に排出される時には、更に一層大気を汚染すること
になる。
【0005】そこで、本発明は、上述のような従来の方
法では除去できなかった大気中の汚染物質を、微生物を
利用することによって簡易な手段で取り除き、室内へ導
き入れる空気、ひいては大気全体の空気浄化を図ること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る空気浄化方
法は、脱窒素化合物細菌、脱硫黄化合物細菌および脱炭
素化合物藻類がそれぞれ個別に培養されている培養液中
に空気を順次通し、空気中に含まれる窒素化合物、硫黄
化合物及び炭素化合物を順次取り除くようにした空気浄
化方法であって、前記脱窒素化合物細菌は、ロドシュー
ドモナススペロイデス(Rhodopseudomonas sphaeroide
s)、ロドシュードモナスカプスウラアタ(Rhodopseudo
monas capsulata)、アゾトバクタークロコークウム(A
zotobacter chrococcum)及びクロストリジュームパア
ステリアヌム(Clostridium pasteurianum)から選ばれ
た少なくとも1種であり、脱硫黄化合物細菌は、チオセ
リックス(Thiothrix sp.)、チオスピリロオプシス(T
hiospirillopsis sp.)、チオプローカ(Thioploca s
p.)及びベギィアトアー(Beggiatoa sp.)から選ばれ
た少なくとも1種であり、脱炭素化合物藻類は、スプル
リナプラテンシス(Spirulina platensis)及びアナシ
スティスニジュランス(Anacystis nidulans)から選ば
れた少なくとも1種であることを特徴とする。
【0007】また、本発明に係る空気浄化装置は、脱窒
素化合物細菌を培養する培養槽、脱硫黄化合物細菌を培
養する培養槽および脱炭素化合物藻類を培養する培養槽
と、これら培養槽をつないで順次空気を送り込むパイプ
と、脱窒素化合物細菌を培養する培養槽の汚染空気取入
側及び脱炭素化合物藻類を培養する培養槽の清浄空気取
出側にそれぞれ配置されたフィルタとを備えた空気浄化
装置であって、前記培養槽における脱窒素化合物細菌
は、ロドシュードモナススペロイデス(Rhodopseudomon
as sphaeroides)、ロドシュードモナスカプスウラアタ
(Rhodopseudomonas capsulata)、アゾトバクタークロ
コークウム(Azotobacter chrococcum)及びクロストリ
ジュームパアステリアヌム(Clostridium pasteurianu
m)から選ばれた少なくとも1種であり、脱硫黄化合物
細菌は、チオセリックス(Thiothrixsp.)、チオスピリ
ロオプシス(Thiospirillopsis sp.)、チオプローカ
(Thioploca sp.)及びベギィアトアー(Beggiatoa s
p.)から選ばれた少なくとも1種であり、脱炭素化合物
藻類は、スプルリナプラテンシス(Spirulina platensi
s)及びアナシスティスニジュランス(Anacystis nidul
ans)から選ばれた少なくとも1種であることを特徴と
する。
【0008】上記脱炭素化合物藻類としては、特にらん
藻類が高い増殖能力を持ち、また二酸化炭素吸収速度も
優れている。
【0009】上記各微生物は液体培養によって培養され
るが、各微生物の培養用培地の組成としては、例えば次
のようなものがある。 脱窒素化合物用のロドシュードモナススペロイス菌の
培養用培地の組成 KH2PO4:0.5g K2HPO4:0.6g (NH4)2SO4 :1.0g MgSO47H2O :0.2g Nacl22H2O :0.05g 酵母エキス:0.1g 微量元素溶液,生育因子溶液:各1ml 蒸留水:1000ml 培養温度:30℃
【0010】 脱硫黄化合物用のチオセリックス菌の培養用培地の組成 硫黄華:1g CaCO3 :10g K2HPO4:1g NH4NO3:1g 蒸留水:1000ml
【0011】 脱二酸化炭素用のスプルリナ藻類の培養用培地の組成 Ca(NO2)2・4H2O:10g K2HPO4 : 1g MgSO4 ・7H2O :0.15g NaNO2 : 1g EDTA : 5mg Fe2(SO4)3 ・5H2O:4mg 微量元素混液 : 1ml 蒸留水 :1000ml pH 7.6
【0012】このようにして培養された各微生物は、光
エネルギを利用する光独立栄養と、無機化合物の酸素エ
ネルギを利用する化学独立栄養の性質を持つものであ
る。
【0013】次に、汚染物質に対する各微生物の働きに
ついて説明する。脱窒素化合物細菌であるロドシュード
モナス属の細菌は光合成細菌であり、条件的嫌気性で光
合成作用と窒素固定作用を併せもつ。そして、窒素は窒
素源として、また二酸化炭素は炭素源としてこの菌のエ
ネルギ−として利用される。従って空気中の汚染物質で
ある窒素ガスを窒素源、二酸化炭素を炭素源として消費
することにより空気を浄化することができる。
【0014】脱硫黄化合物細菌であるチオセリックス細
菌は、硫化水素を酸化して硫酸を作ると同時にエネルギ
を得ている。細胞内に黒色の硫黄粒を沈着することで硫
化水素のような臭い汚染物質を除去することができる。
【0015】脱二酸化炭素藻類は光合成微生物であり、
光照射のもとで二酸化炭素を炭素元として利用する。従
って、二酸化炭素を含有する空気を液体培養内を通過さ
せると、空気中の二酸化炭素が水中藻類の炭素源として
利用されて、空気が浄化されることになる。
【0016】本発明における一対のフィルタは、最初の
培養槽の前段に設けられる前部フィルタと、最後の培養
槽の後段に設けられる後部フィルタとで構成される。前
部フィルタは、汚染空気を上記培養槽内に吹き込む前
に、臭いや塵などを予め除去するために設けられるもの
であり、ガラス繊維によって構成されている。また、後
部フィルタは培養液内を通ってきた空気から水分を除去
するために設けられるものであり、カートリッジに入れ
たシリカゲルによって構成されている。
【0017】
【実施例】次に、本発明に係る空気浄化装置の一実施例
を図1に基づいて説明する。この空気浄化装置は、複数
の培養槽1,2,3とその前後に配置されたフィルタと
で構成される。前部フィルタは、空気取入口5の後方に
配置された第1のフィルタ4と、ブロア6の後方に配置
された第2のフィルタ7a,7bとで構成されている。
第1のフィルタ4はガラスウールなどによって構成され
ており、空気中の大きなゴミなどを除去する。また、第
2のフィルタ7a,7bはさらに2つに分れている。そ
して、前側のフィルタ7aは目の荒いフエルトで構成さ
れ、後側のフィルタ7bは目の細かい繊維により構成さ
れていて、細かい塵や埃などを除去する。さらに、第2
のフィルタ7a,7bの後方には密閉型の貯水タンク8
が配設されており、前記フィルタによって塵や埃などを
取り去った後の空気を水洗いする。なお、上記ブロア6
と第2のフィルタ7aとの間、および第2フィルタ7b
と貯水タンク8との間は、それぞれパイプ9,10によ
って接続されていると共に、各パイプ9,10の先端に
は各装置内へ空気を勢い良く送り込むためのエジェクタ
11,12が設けられている。
【0018】また、上述した貯水タンク8の後方にはパ
イプ13,14,15によって接続された微生物の培養
液槽1,2,3が直列に配設されている。各培養槽1,
2,3の中には上述したそれぞれ異なる3種類の微生物
が培養されている。この実施例では第1の培養槽1には
嫌気性細菌である脱窒素化合物細菌が暗条件で培養さ
れ、また第2の培養槽2には嫌気性細菌である脱硫黄化
合物細菌が暗条件で培養され、さらに第3の培養槽3に
は脱二酸化炭素の光合成細菌が光の下で培養されてい
る。それ故、この実施例では第1および第2の培養槽
1,2は、槽全体が遮光部材によって形成されているの
に対して、第3の培養槽3だけは上面が透明ガラス16
によって形成されている。この場合、光の供給量は利用
する菌株によってコントロールする必要がある。なお、
各パイプ13,14,15の先端部にも上述したエジェ
クタがそれぞれ設けられている(図示せず)。
【0019】上記各培養槽1,2,3には、上述した培
地を用いて培養した微生物が0.1〜1.0重量%の範
囲内で予め投入してある。これは、培養開始時は培地を
微生物の唯一の栄養源とするためであり、その後は汚染
空気から得られる窒素酸化物、硫黄酸化物、一酸化炭
素、二酸化炭素などを栄養源として各培養槽1,2,3
内で微生物が増加していく。微生物の量は汚染物質の除
去量に直接関係するため、大気汚染度や本装置内に流す
空気量などを考慮して微生物の量をコントロールする必
要がある。
【0020】第3の培養槽3の後方には、パイプ17に
よって接続された第3のフィルタ18が配設されてい
る。このフィルタ18は、培養槽3を通過した後の清浄
空気の水分を除去するためのもので、内部はシリカゲル
による層状エレメント19によって構成されている。
【0021】次に、上記実施例に係る空気浄化装置の作
用について説明する。先ず、大気中の汚染物質を含む空
気をブロア6で吸引し、第1のフィルタ4内に導入して
大きな塵などを除去したのち、エジェクタ11によって
第2のフィルタ7a,7b内に送り込む。このフィルタ
7a,7bによって更に小さな塵や埃などを除去したの
ち、貯水タンク8内に送り込んで水洗いする。そして、
貯水タンク8の上部からパイプ13によって第1の培養
槽1内に水洗い後の空気を吹き込み、この培養槽1で空
気中に含まれる窒素化合物を除去する。更に第2の培養
槽2および第3の培養槽3内へと順次通過していく間
で、空気中の硫黄化合物および二酸化炭素を除去する。
【0022】このようにして、第1および第2のフィル
タ4,7a,7bと、第1から第3の培養槽1,2,3
とを通過することによって浄化された空気は、塵や臭い
だけでなく窒素化合物、硫黄化合物および二酸化炭素ま
でも取り除かれることになる。
【0023】第3のフィルタ18を通った後の清浄空気
はダクト等を通じてビルや工場内の各部屋に送り込ま
れ、室内にクリーンな空気を供給する。また、このよう
にして浄化された空気であっても、これを室内で消費し
たのちは、空気中に二酸化炭素が増えることになるが、
上記空気浄化装置からの空気供給量をビル又は工場内で
の消費量より多めに設定することで、排出量全体で換算
したときには二酸化炭素の少ない空気を大気に排出する
ことができることとなり、この点で大気の汚染を軽減す
ることができる。
【0024】次に、上記空気浄化装置を用いた場合の大
気浄化の実験結果を説明する。この実験では先ず上記各
培養槽1,2,3のそれぞれに約200リットルの培養
液を入れておく。この培養液は、上述したように、予め
培養してある微生物を0.1〜1.0重量%の割合で投
入したものである。次に各培養槽1,2,3で約24時
間微生物を培養した後、1時間当たり約700リットル
の汚染空気を空気浄化装置内に吹き込む。この時、浄化
前の大気汚染度を空気取入口5の直前で測定する。そし
て、この吹き込んだ空気が空気浄化装置から流出する約
1時間後に第3のフィルタ18の出口付近で浄化後の大
気汚染度を測定する。下記の表1に大気中に含まれてい
る窒素化合物、硫黄化合物および二酸化炭素(一酸化炭
素を含む)の浄化前と浄化後の測定値を示す。
【0025】
【表1】
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る空気
浄化方法およびその装置によれば、脱窒素化合物細菌と
して、ロドシュードモナススペロイデス、ロドシュード
モナスカプスウラアタ、アゾトバクタークロコークウム
及びクロストリジュームパアステリアヌムから選ばれた
少なくとも1種を利用し、また、脱硫黄化合物細菌とし
て、チオセリックス、チオスピリロオプシス、チオプロ
ーカ及びベギィアトアーから選ばれた少なくとも1種を
利用し、更に、脱炭素化合物藻類として、スプルリナプ
ラテンシス及びアナシスティスニジュランスから選ばれ
た少なくとも1種を利用したため、これら微生物を培養
した培養槽の中に空気を通すだけで、従来は除去が困難
であった窒素化合物、硫黄化合物および二酸化炭素など
の大気汚染物質を容易に取り除くことができ、大気の汚
れの如何にかかわらずビルや工場内の各部屋に清浄空気
を供給することができると共に、上記汚染物質を含むガ
スを大気中に放出する場合にも本発明を用いることで、
大気環境の悪化を少なからず軽減することができるとい
った効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る空気浄化装置の一構成例を示す概
念図である。
【符号の説明】
1 第1の培養槽 2 第2の培養槽 3 第3の培養槽 4 第1のフィルタ 7a 第2のフィルタ 7b 第2のフィルタ 18 第3のフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/77 B01D 53/34 130Z // C12N 1/12 135Z 1/20 ZAB (C12N 1/12 C12R 1:89) (C12N 1/20 C12R 1:065) (C12N 1/20 C12R 1:145 1:01)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 脱窒素化合物細菌、脱硫黄化合物細菌お
    よび脱炭素化合物藻類がそれぞれ個別に培養されている
    培養液中に空気を順次通し、空気中に含まれる窒素化合
    物、硫黄化合物及び炭素化合物を順次取り除くようにし
    空気浄化方法であって、 前記脱窒素化合物細菌は、ロドシュードモナススペロイ
    デス、ロドシュードモナスカプスウラアタ、アゾトバク
    タークロコークウム及びクロストリジュームパアステリ
    アヌムから選ばれた少なくとも1種であり、 脱硫黄化合物細菌は、チオセリックス、チオスピリロオ
    プシス、チオプローカ及びベギィアトアーから選ばれた
    少なくとも1種であり、 脱炭素化合物藻類は、スプルリナプラテンシス及びアナ
    システィスニジュランスから選ばれた少なくとも1種で
    あることを特徴とする空気浄化方法。
  2. 【請求項2】 脱窒素化合物細菌を培養する培養槽、脱
    硫黄化合物細菌を培養する培養槽および脱炭素化合物藻
    類を培養する培養槽と、これら培養槽をつないで順次空
    気を送り込むパイプと、脱窒素化合物細菌を培養する培
    養槽の汚染空気取入側及び脱炭素化合物藻類を培養する
    培養槽の清浄空気取出側にそれぞれ配置されたフィルタ
    とを備えた空気浄化装置であって、 前記培養槽における脱窒素化合物細菌は、ロドシュード
    モナススペロイデス、ロドシュードモナスカプスウラア
    タ、アゾトバクタークロコークウム及びクロストリジュ
    ームパアステリアヌムから選ばれた少なくとも1種であ
    り、 脱硫黄化合物細菌は、チオセリックス、チオスピリロオ
    プシス、チオプローカ及びベギィアトアーから選ばれた
    少なくとも1種であり、 脱炭素化合物藻類は、スプルリナプラテンシス及びアナ
    システィスニジュランスから選ばれた少なくとも1種で
    あることを特徴とする空気浄化装置。
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