JP2711625B2 - 生物処理装置用含水顆粒状担体とその製造法 - Google Patents
生物処理装置用含水顆粒状担体とその製造法Info
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- JP2711625B2 JP2711625B2 JP5186723A JP18672393A JP2711625B2 JP 2711625 B2 JP2711625 B2 JP 2711625B2 JP 5186723 A JP5186723 A JP 5186723A JP 18672393 A JP18672393 A JP 18672393A JP 2711625 B2 JP2711625 B2 JP 2711625B2
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
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- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、生活系及び産業系廃
水及び排ガスの生物処理装置に使用する微生物固定化担
体に関する。
水及び排ガスの生物処理装置に使用する微生物固定化担
体に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在実用されている生物処理装置用微生
物固定化担体は、完全鹸化ＰＶＡの粒子表面に活性炭微
粉末等の無機質微粉末をコーティングした顆粒状担体
（特公平１−６０３１８、特公平２−２１３１７）であ
って、顆粒表面に被着した無機質微粉末の吸着特性を利
用するものである。微生物の固定化は微生物が培養され
ている水溶液に担体粒子を浸漬することによって行わ
れ、該担体は生物処理装置中において充填層又は流動層
の形で使用される。而して充填層として使用する場合
は、担体の加重に対する容積変化率が小さいことが要求
され、流動層として使用する場合は、顆粒強度及び無機
質微粉末の被着強度が共に大きいことが必要である。然
るに上記従来担体においては含水量が高・高４．７〜
７．４％であり、表面がゲル状態で顆粒されているので
使用時に水に浸漬しても水が浸透し難い他、微粉末活性
炭の表面付着強度が充分でなく剥離し易い。
物固定化担体は、完全鹸化ＰＶＡの粒子表面に活性炭微
粉末等の無機質微粉末をコーティングした顆粒状担体
（特公平１−６０３１８、特公平２−２１３１７）であ
って、顆粒表面に被着した無機質微粉末の吸着特性を利
用するものである。微生物の固定化は微生物が培養され
ている水溶液に担体粒子を浸漬することによって行わ
れ、該担体は生物処理装置中において充填層又は流動層
の形で使用される。而して充填層として使用する場合
は、担体の加重に対する容積変化率が小さいことが要求
され、流動層として使用する場合は、顆粒強度及び無機
質微粉末の被着強度が共に大きいことが必要である。然
るに上記従来担体においては含水量が高・高４．７〜
７．４％であり、表面がゲル状態で顆粒されているので
使用時に水に浸漬しても水が浸透し難い他、微粉末活性
炭の表面付着強度が充分でなく剥離し易い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】担体表面に微生物を効
率よく固定化するには、表面の無機質微粉末の吸着性と
共に顆粒自体の吸水特性が重要である。担体の吸水特性
は該担体顆粒を構成しているポリマーの保水性及び該顆
粒を形成している内部構造に関係する。また担体の耐久
性は顆粒の内部構造と無機質微粉末の被着強度に関係す
る。しかるに、上記従来担体においては微生物の固定化
性能及び使用中における担体の耐久性等について充分な
検討がなされていなかった。即ち従来担体は、ポリマー
粒子間の溶解と結合に要する時間が長いためにポリマー
粒子間の結合が完結する前に顆粒が生成されてしまい、
この結果、造粒顆粒の表面部分は強固に結合されている
が顆粒内部におけるポリマー粒子間の結合が不充分であ
った。また表面硬化後に被着微粉末が添加されているた
め被着量が少ない上被着強度も充分ではなかった。更に
従来担体は、顆粒内部のポリマー粒子間が均一に可溶化
されてゲル化されていなかったために機械的強度も小さ
い上、使用中の加重に対する容積変化率が大きかったの
である。本発明はこれらの性能を共に向上させ得る担体
及びその製造法を提供するものである。
率よく固定化するには、表面の無機質微粉末の吸着性と
共に顆粒自体の吸水特性が重要である。担体の吸水特性
は該担体顆粒を構成しているポリマーの保水性及び該顆
粒を形成している内部構造に関係する。また担体の耐久
性は顆粒の内部構造と無機質微粉末の被着強度に関係す
る。しかるに、上記従来担体においては微生物の固定化
性能及び使用中における担体の耐久性等について充分な
検討がなされていなかった。即ち従来担体は、ポリマー
粒子間の溶解と結合に要する時間が長いためにポリマー
粒子間の結合が完結する前に顆粒が生成されてしまい、
この結果、造粒顆粒の表面部分は強固に結合されている
が顆粒内部におけるポリマー粒子間の結合が不充分であ
った。また表面硬化後に被着微粉末が添加されているた
め被着量が少ない上被着強度も充分ではなかった。更に
従来担体は、顆粒内部のポリマー粒子間が均一に可溶化
されてゲル化されていなかったために機械的強度も小さ
い上、使用中の加重に対する容積変化率が大きかったの
である。本発明はこれらの性能を共に向上させ得る担体
及びその製造法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明担体は、冷水不
溶、熱水可溶性ポリマーの含水ゲル状顆粒表面に、前記
ポリマー１００重量部に対して無機質微粉末約３〜３０
重量部が被着されて含水量約３０〜６０％とされてなる
ものである。本発明においてポリマーは、ＰＶＡ及びそ
の誘導体の如き親水性ポリマー粉末であって、特に鹸化
度が約９０モル％以上の冷水不溶、熱水可溶性ＰＶＡ粉
末が最適である。吸水特性に優れた顆粒は、顆粒の内部
構造が適当な空隙率を保ち、構成されるポリマー粒子の
接触面が強固で均一に結合されていることが必要であ
り、このような顆粒の内部構造は、造粒において造粒開
始時からポリマー粒子同志の接触面を瞬時に溶解し粒子
を結合させ、逐次的にその表面にポリマー粒子を合着さ
せ顆粒化する方法によって得られる。このため、本発明
においては前記ポリマー１００重量部に対し、４０〜１
００℃の加熱水５０〜１５０重量部を高速攪拌下で添加
して含水ゲル状顆粒とした後、このゲル状顆粒に対し３
〜３０重量部の無機質微粉末を加熱水５〜２０重量部と
共に高速攪拌下で添加することによって内部から表面に
至るまで均一にゲル状化された含水量約３０〜６０％の
無機質微粉末コーティング担体を得るものである。生物
処理装置中において担体の比重を１以上とし、且つ製造
時に顆粒状に造粒できる含水量は３０〜６０％である。
溶、熱水可溶性ポリマーの含水ゲル状顆粒表面に、前記
ポリマー１００重量部に対して無機質微粉末約３〜３０
重量部が被着されて含水量約３０〜６０％とされてなる
ものである。本発明においてポリマーは、ＰＶＡ及びそ
の誘導体の如き親水性ポリマー粉末であって、特に鹸化
度が約９０モル％以上の冷水不溶、熱水可溶性ＰＶＡ粉
末が最適である。吸水特性に優れた顆粒は、顆粒の内部
構造が適当な空隙率を保ち、構成されるポリマー粒子の
接触面が強固で均一に結合されていることが必要であ
り、このような顆粒の内部構造は、造粒において造粒開
始時からポリマー粒子同志の接触面を瞬時に溶解し粒子
を結合させ、逐次的にその表面にポリマー粒子を合着さ
せ顆粒化する方法によって得られる。このため、本発明
においては前記ポリマー１００重量部に対し、４０〜１
００℃の加熱水５０〜１５０重量部を高速攪拌下で添加
して含水ゲル状顆粒とした後、このゲル状顆粒に対し３
〜３０重量部の無機質微粉末を加熱水５〜２０重量部と
共に高速攪拌下で添加することによって内部から表面に
至るまで均一にゲル状化された含水量約３０〜６０％の
無機質微粉末コーティング担体を得るものである。生物
処理装置中において担体の比重を１以上とし、且つ製造
時に顆粒状に造粒できる含水量は３０〜６０％である。
【０００５】造粒過程において造粒開始時からポリマー
粒子同志の接触面を瞬時に溶解し粒子を結合させ、逐次
的にその表面にポリマー粒子を合着させ顆粒化する方法
における重要な要因は、加熱水の温度、添加量、添加速
度及び添加方法である。冷水不溶、熱水可溶性ポリマー
粒子同志の接触面を瞬時に溶解し粒子を結合させる温度
は４０〜１００℃であり、好ましくは６０〜８０℃であ
る。加熱水の温度が低下するに従い、顆粒内部のポリマ
ー粒子同志の未合着部分が多くなる。一方、ポリマー粒
子を合着させる加熱水の温度の上限は特定できないが、
８０℃以上の場合顆粒同志が合着団粒化して、篩上顆粒
が多くなり、収率を低下させる傾向が現れるので好まし
くない。加熱水はポリマー粒子に均一に散布するためス
プレーによる方法が好ましく、また、ポリマー粒子同志
の接触面を瞬時に溶解し、粒子を結合させ、逐次的にそ
の表面にポリマー粒子を合着させるための適当な添加速
度は攪拌速度５００〜１０００ｒ．ｐ．ｍの高速攪拌下
において約１０〜１５Ｌ／ｍｉｎであり、顆粒時間に相
応して添加される加熱水の添加量は５０〜１５０重量
部、好ましくは６０〜１２０重量部である。この範囲外
においては加熱水の温度の範囲外と同じような現象とな
るので好ましくない。造粒中に添加される無機質微粉末
は、生成するゲル状顆粒のブロッキング防止効果を発揮
する。従って添加無機質微粉末が３重量部以下では、顆
粒全面に被着されないため、ブロッキングが起こり収率
を低下させ、また、３０重量部以上の過剰の無機質微粉
末を添加した場合は含水ゲル状顆粒表面に対する接触面
が小さくなるので使用時に剥離し易くなる。無機質微粉
末をゲル状顆粒に添加した状態で高速攪拌下で、加熱水
を添加して造粒顆粒と無機質微粉末との粒子接触面を瞬
時に溶解合着する機構は、前記したポリマー粒子同志を
合着させる場合と同様である。従って加熱水の温度、添
加量、添加速度及び添加方法等の諸条件はポリマー粒子
顆粒の場合と同様にして行われ、加熱水の添加量は５〜
２０重量部とする。製品担体の含水量を３０〜６０％に
する加熱水の総量は５５重量部から１７０重量部であ
る。
粒子同志の接触面を瞬時に溶解し粒子を結合させ、逐次
的にその表面にポリマー粒子を合着させ顆粒化する方法
における重要な要因は、加熱水の温度、添加量、添加速
度及び添加方法である。冷水不溶、熱水可溶性ポリマー
粒子同志の接触面を瞬時に溶解し粒子を結合させる温度
は４０〜１００℃であり、好ましくは６０〜８０℃であ
る。加熱水の温度が低下するに従い、顆粒内部のポリマ
ー粒子同志の未合着部分が多くなる。一方、ポリマー粒
子を合着させる加熱水の温度の上限は特定できないが、
８０℃以上の場合顆粒同志が合着団粒化して、篩上顆粒
が多くなり、収率を低下させる傾向が現れるので好まし
くない。加熱水はポリマー粒子に均一に散布するためス
プレーによる方法が好ましく、また、ポリマー粒子同志
の接触面を瞬時に溶解し、粒子を結合させ、逐次的にそ
の表面にポリマー粒子を合着させるための適当な添加速
度は攪拌速度５００〜１０００ｒ．ｐ．ｍの高速攪拌下
において約１０〜１５Ｌ／ｍｉｎであり、顆粒時間に相
応して添加される加熱水の添加量は５０〜１５０重量
部、好ましくは６０〜１２０重量部である。この範囲外
においては加熱水の温度の範囲外と同じような現象とな
るので好ましくない。造粒中に添加される無機質微粉末
は、生成するゲル状顆粒のブロッキング防止効果を発揮
する。従って添加無機質微粉末が３重量部以下では、顆
粒全面に被着されないため、ブロッキングが起こり収率
を低下させ、また、３０重量部以上の過剰の無機質微粉
末を添加した場合は含水ゲル状顆粒表面に対する接触面
が小さくなるので使用時に剥離し易くなる。無機質微粉
末をゲル状顆粒に添加した状態で高速攪拌下で、加熱水
を添加して造粒顆粒と無機質微粉末との粒子接触面を瞬
時に溶解合着する機構は、前記したポリマー粒子同志を
合着させる場合と同様である。従って加熱水の温度、添
加量、添加速度及び添加方法等の諸条件はポリマー粒子
顆粒の場合と同様にして行われ、加熱水の添加量は５〜
２０重量部とする。製品担体の含水量を３０〜６０％に
する加熱水の総量は５５重量部から１７０重量部であ
る。
【０００６】
【実施例】ヘンシェルミキサーに完全鹸化ＰＶＡ（重合
度１０００〜２５００、鹸化度９８モル％）１００重量
部を投入した後、ミキサー内の温度を約７０℃に維持で
きるよう、ミキサーのジャケットに温水を供給した。攪
拌速度５００ｒ．ｐ．ｍの高速攪拌下で温度７０℃の加
熱水９０重量部を、添加速度約１２Ｌ／ｍｉｎでスプレ
ーしながら含水ゲル状ＰＶＡ顆粒を造粒した。次に粒度
２００〜３２５メッシュ以下の微粉末活性炭１８重量部
を投入し、再び高速攪拌下で温度８０℃の加熱水１２重
量部を前記の条件でスプレーし、微粉末活性炭被覆担体
を得た。造粒された粒径２〜１２ｍｍの微粉末活性炭被
着含水ゲル状顆粒担体の収率は９０％以上であり、含水
量は４５％であった。該担体を冷水に浸漬した場合、全
量直ちに沈降し、剥離する微粉末活性は僅少であった。
また、１日浸漬後の吸水率は４０〜７０％であり、加重
１００ｇ／ｃｍ2 における容積変化率は２５％以下で
あった。
度１０００〜２５００、鹸化度９８モル％）１００重量
部を投入した後、ミキサー内の温度を約７０℃に維持で
きるよう、ミキサーのジャケットに温水を供給した。攪
拌速度５００ｒ．ｐ．ｍの高速攪拌下で温度７０℃の加
熱水９０重量部を、添加速度約１２Ｌ／ｍｉｎでスプレ
ーしながら含水ゲル状ＰＶＡ顆粒を造粒した。次に粒度
２００〜３２５メッシュ以下の微粉末活性炭１８重量部
を投入し、再び高速攪拌下で温度８０℃の加熱水１２重
量部を前記の条件でスプレーし、微粉末活性炭被覆担体
を得た。造粒された粒径２〜１２ｍｍの微粉末活性炭被
着含水ゲル状顆粒担体の収率は９０％以上であり、含水
量は４５％であった。該担体を冷水に浸漬した場合、全
量直ちに沈降し、剥離する微粉末活性は僅少であった。
また、１日浸漬後の吸水率は４０〜７０％であり、加重
１００ｇ／ｃｍ2 における容積変化率は２５％以下で
あった。
【０００７】
【比較例】ヘンシェルミキサーに完全鹸化ＰＶＡ１００
重量部投入後、内温５０〜８０℃、攪拌速度５００ｒ．
ｐ．ｍの高速攪拌下で、冷水１５重量部を実施例と同様
にしてスプレーして含水ＰＶＡ顆粒を造粒し、引き続き
粒度２００〜３２５メッシュ以下の微粉末活性炭を添加
上限である３重量部を徐々に添加して顆粒表面に微粉末
活性炭を被着した。粒径２〜１２ｍｍの微粉末活性炭被
着含水顆粒担体の収率は約８０％であった。該担体を冷
水に浸漬した場合、約半量が浮上し、全量沈降するまで
１日以上の浸漬が必要であった。また、相当量の微粉末
活性炭の剥離がみられた。１日浸漬後の吸水率は２０〜
５０％であり、加重１００ｇ／ｃｍ2 における容積変
化率は４０〜５０％であった。
重量部投入後、内温５０〜８０℃、攪拌速度５００ｒ．
ｐ．ｍの高速攪拌下で、冷水１５重量部を実施例と同様
にしてスプレーして含水ＰＶＡ顆粒を造粒し、引き続き
粒度２００〜３２５メッシュ以下の微粉末活性炭を添加
上限である３重量部を徐々に添加して顆粒表面に微粉末
活性炭を被着した。粒径２〜１２ｍｍの微粉末活性炭被
着含水顆粒担体の収率は約８０％であった。該担体を冷
水に浸漬した場合、約半量が浮上し、全量沈降するまで
１日以上の浸漬が必要であった。また、相当量の微粉末
活性炭の剥離がみられた。１日浸漬後の吸水率は２０〜
５０％であり、加重１００ｇ／ｃｍ2 における容積変
化率は４０〜５０％であった。
【０００８】
【効果】本発明担体は顆粒の内部から表面に至るまで均
一にポリマー粒子の接触部分がゲル状に結合されて３０
〜６０％の含水量を保持しているので、加重に対する容
積変化率が小さいばかりでなく、機械的強度も向上して
いるので耐久性においても優れている。また、吸着性能
を左右する無機質微粉末が造粒過程で加熱水と共に添加
混合されて被着するので多量添加が可能になり、被着強
度も大きく使用中も充分な耐久性を備えている。
一にポリマー粒子の接触部分がゲル状に結合されて３０
〜６０％の含水量を保持しているので、加重に対する容
積変化率が小さいばかりでなく、機械的強度も向上して
いるので耐久性においても優れている。また、吸着性能
を左右する無機質微粉末が造粒過程で加熱水と共に添加
混合されて被着するので多量添加が可能になり、被着強
度も大きく使用中も充分な耐久性を備えている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−269797（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 冷水不溶、熱水可溶性ポリマーの含水ゲ
ル状顆粒表面に該ポリマー１００重量部に対して無機質
微粉末約３〜３０重量部が被着され、含水量約３０〜６
０％とされた生物処理装置用含水顆粒状担体。 - 【請求項２】 冷水不溶、熱水可溶性ポリマー１００重
量部に対し、温度４０〜１００℃の加熱水５０〜１５０
重量部を高速攪拌下で添加して含水ゲル状顆粒にされた
後、該顆粒に無機質微粉末３〜３０重量部を高速攪拌下
で加熱水５〜２０重量部添加して顆粒表面に無機質微粉
末を被着させることを特徴とする生物処理装置用含水顆
粒担体の製造法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5186723A JP2711625B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 生物処理装置用含水顆粒状担体とその製造法 |
| TW082106363A TW241249B (ja) | 1993-06-30 | 1993-08-10 | |
| US08/174,367 US5439858A (en) | 1993-06-30 | 1993-12-28 | Hydrated granular carrier prepared from polyvinyl alcohol and activated charcoal for biological treatment apparatus |
| DE4408132A DE4408132B4 (de) | 1993-06-30 | 1994-03-10 | Hydratisierter körniger Träger für eine Vorrichtung zur biologischen Behandlung und Verfahren zur Herstellung desselben |
| MYPI94001607A MY110727A (en) | 1993-06-30 | 1994-06-21 | Hydrated granular carrier prepared from polyvinyl alcohol and activated charcoal for biological treatment apparatus |
| CN94107248A CN1053167C (zh) | 1993-06-30 | 1994-06-30 | 用于生物处理仪器的水化粒状载体及其制备方法 |
| ES09401423A ES2081768B1 (es) | 1993-06-30 | 1994-06-30 | Un soporte granulado hidratado para un aparato de tratamiento biologico y metodo para la produccion de dicho soporte. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5186723A JP2711625B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 生物処理装置用含水顆粒状担体とその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0716585A JPH0716585A (ja) | 1995-01-20 |
| JP2711625B2 true JP2711625B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16193513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5186723A Expired - Lifetime JP2711625B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 生物処理装置用含水顆粒状担体とその製造法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5439858A (ja) |
| JP (1) | JP2711625B2 (ja) |
| CN (1) | CN1053167C (ja) |
| DE (1) | DE4408132B4 (ja) |
| ES (1) | ES2081768B1 (ja) |
| MY (1) | MY110727A (ja) |
| TW (1) | TW241249B (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000048307A (ko) * | 1998-12-24 | 2000-07-25 | 박순옥 | 숯 분말이 함유된 화장료 조성물 및 그 제조방법 |
| JP2002159986A (ja) * | 2000-11-27 | 2002-06-04 | Hitachi Chem Co Ltd | 表面に無機物粒子を固着させた微生物担体、汚水浄化槽、及び微生物担体の製造法 |
| JP4471216B2 (ja) * | 2005-03-29 | 2010-06-02 | デンカエンジニアリング株式会社 | ニトロフミン酸塩配合微生物担体 |
| WO2013188858A2 (en) | 2012-06-15 | 2013-12-19 | Microvi Biotech Inc. | Novel biocatalyst compositions and processes for use |
| CN103043782B (zh) * | 2013-01-15 | 2013-12-04 | 南京元凯生物能源环保工程有限公司 | 一种生物盘片的制备方法 |
| CN111484134B (zh) * | 2020-05-06 | 2022-03-22 | 北京工业大学 | 一种反硝化脱氮包埋生物环状活性填料制备及应用 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6064693A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-13 | Denka Consult & Eng Co Ltd | 流動床生物酸化処理方法 |
| JPS62269797A (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-24 | Denka Consult & Eng Co Ltd | 汚水の嫌気性処理用接触濾材及びその製造法 |
| JPS6460318A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-07 | Chiyoufu Kosan Kk | Device for controlling temperature in house for culture of agricultural crop and apparatus for supplying heat medium for said device |
| JPH01266835A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-24 | Denka Consult & Eng Co Ltd | 生物脱臭方法 |
| JPH0221317A (ja) * | 1988-07-08 | 1990-01-24 | Fujitsu Ltd | 入力信号処理方式 |
| JPH0383585A (ja) * | 1989-08-28 | 1991-04-09 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 酵素又は微生物の固定化法 |
| JP2649995B2 (ja) * | 1991-04-03 | 1997-09-03 | デンカエンジニアリング株式会社 | 有機性酸性廃水の生物処理方法及び装置 |
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1993
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