JP5222234B2 - Device for supplying electron donor to microorganism and method of using the same - Google Patents

Device for supplying electron donor to microorganism and method of using the same Download PDF

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Description

本発明は、微生物への電子供与体供給装置とその利用方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、電子供与体物質を無駄に消費すること無く、必要なときにだけ電子供与体物質を微生物に供給するための装置と方法、並びにこの装置を利用した排水処理方法、環境浄化方法並びにガス状アンモニアの除去方法に関する。   The present invention relates to an electron donor supply device to a microorganism and a method for using the same. More specifically, the present invention relates to an apparatus and method for supplying an electron donor substance to a microorganism only when necessary without wastefully consuming the electron donor substance, and a wastewater treatment method using this apparatus. The present invention relates to an environmental purification method and a gaseous ammonia removal method.

微生物を利用した生物学的処理を行う際には、アルコールなどの有機物を微生物のエネルギー源となる電子供与体として供給しなければならない場合がある。例えば、被処理水中に存在するアンモニア等の窒素化合物を生物学的処理によって除去する下水処理プロセスにおいては、硝化反応の後の脱窒反応の際に、脱窒反応を速めるために、メタノールが微生物のエネルギー源となる電子供与体として制御装置により制御されるポンプ装置によって必要量だけ供給されるようにしている(特許文献1)。   When performing biological treatment using microorganisms, it is sometimes necessary to supply an organic substance such as alcohol as an electron donor that serves as an energy source for microorganisms. For example, in a sewage treatment process in which nitrogen compounds such as ammonia present in the water to be treated are removed by biological treatment, methanol is used as a microorganism to accelerate the denitrification reaction after the nitrification reaction. As an electron donor serving as an energy source, a required amount is supplied by a pump device controlled by a control device (Patent Document 1).

また、被処理水中に存在するアンモニア等の窒素化合物の除去に有効な微生物が固定化されたシート状の高分子ゲルの一面に被処理液を接触させ、他面に脱窒処理に必要なエネルギー源としての電子供与体を接触させる形式の窒素除去バイオリアクター(特許文献2並びに3)においても、微生物のエネルギー源となるアルコールを電子供与体として供給するようにしている。アルコールの供給は、バイオリアクター内に形成された高分子ゲル担体の内側の空間とアルコール貯留槽とを配管で連結した循環路を利用して、循環ポンプや様々なバルブや計器類などを操作してアルコールの供給タイミング並びに量を制御している。   In addition, the liquid to be treated is brought into contact with one surface of a sheet-like polymer gel on which microorganisms effective for removing nitrogen compounds such as ammonia existing in the water to be treated and the energy necessary for denitrification treatment on the other surface. Also in a nitrogen removal bioreactor (Patent Documents 2 and 3) in which an electron donor as a source is contacted, alcohol serving as an energy source of microorganisms is supplied as an electron donor. Alcohol is supplied by operating a circulation pump, various valves, and instruments using a circulation path that connects the space inside the polymer gel carrier formed in the bioreactor and the alcohol storage tank with piping. The alcohol supply timing and amount are controlled.

ここで、アルコールの供給が過剰であると、微生物が消費しきれずに水中などにアルコールが残留して水質を悪化させる虞があり、その反面、アルコールの供給量が少ないと、エネルギー源不足となって脱窒反応が不十分となり亜硝酸濃度が高まる問題が生ずる。そこで、アルコールの供給は、ポンプなどを用いてその供給量とタイミングが制御され、アルコール貯留タンクから10容量%程度の濃度に希釈されたアルコールが供給されるように設けられている。   Here, if the supply of alcohol is excessive, microorganisms may not be consumed and alcohol may remain in the water and deteriorate the water quality. On the other hand, if the supply amount of alcohol is small, the energy source will be insufficient. As a result, the denitrification reaction becomes insufficient and the concentration of nitrous acid increases. Therefore, the supply of alcohol is controlled such that the supply amount and timing are controlled using a pump or the like, and alcohol diluted to a concentration of about 10% by volume is supplied from the alcohol storage tank.

このようなアルコールの供給方法は、メタノールやエタノール等のアルコール溶液の供給量を一定量に維持するためのポンプや制御装置などの一連の設備が必要であることから、設備が大型化すると共に設備操作も複雑化してしまう。そこで、ポリエチレン膜やポリプロピレン膜等の非多孔性膜により形成した容器に、アルコール等の液体や、水素やメタン等のガス状物質を電子供与体物質として密封し、非多孔性膜から電子供与体を透過させて微生物に供給する方法が提案されている(特許文献4)。   Such an alcohol supply method requires a series of equipment such as a pump and a control device for maintaining a constant supply amount of an alcohol solution such as methanol or ethanol. Operation is also complicated. Therefore, a liquid made of alcohol or a gaseous substance such as hydrogen or methane is sealed as an electron donor substance in a container formed of a nonporous film such as a polyethylene film or a polypropylene film, and the electron donor is removed from the nonporous film. There has been proposed a method of supplying the microorganisms with permeation (Patent Document 4).

特許第3260554号Japanese Patent No. 3260554 特許第3340356号Japanese Patent No. 3340356 特許第2887737号Japanese Patent No. 2887737 国際公開WO2006/135028International Publication WO2006 / 135028

ポリエチレン膜やポリプロピレン膜などの非多孔性膜により形成した容器に上記の電子供与体物質を密封した場合、非多孔性膜からの電子供与体物質の透過が水中及び大気中の双方の環境で起こる。したがって、ポリエチレン膜やポリプロピレン膜などの非多孔性膜により形成した容器に上記の電子供与体物質を密封した電子供与体供給装置を流通する過程において、容器に密封された電子供与体物質が漏れ出して無駄に消費されてしまう問題がある。つまり、電子供与体物質を微生物に与える必要のない状況下においても、電子供与体物質はポリエチレン膜やポリプロピレン膜などの非多孔性膜から徐々に漏れ出して無駄に消費されてしまう。   When the above electron donor substance is sealed in a container formed of a non-porous film such as a polyethylene film or a polypropylene film, permeation of the electron donor substance from the non-porous film occurs in both water and air environments. . Therefore, the electron donor substance sealed in the container leaks out in the process of circulating the electron donor supply device in which the electron donor substance is sealed in a container formed of a non-porous film such as a polyethylene film or a polypropylene film. There is a problem that it is consumed in vain. That is, even in a situation where it is not necessary to give the electron donor substance to the microorganism, the electron donor substance gradually leaks from a non-porous film such as a polyethylene film or a polypropylene film and is wasted.

また、微生物を利用した生物学的処理が行われるのは、一般的には排水中や土壌等の水を多量に含む環境中であることから、水と接触した場合にのみ電子供与体物質を微生物に供給できれば十分であると考えられる。したがって、水と接触した場合にのみ微生物に電子供与体物質を供給することのできる技術を確立することが望まれる。   In addition, biological treatment using microorganisms is generally performed in wastewater or in an environment that contains a large amount of water such as soil. Therefore, an electron donor substance is only added when contacted with water. It would be sufficient if it could be supplied to microorganisms. Therefore, it is desirable to establish a technique that can supply an electron donor substance to a microorganism only when it comes into contact with water.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、流通過程において電子供与体物質が漏れ出して無駄に消費されることの無い電子供与体供給装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an electron donor supply device in which an electron donor substance does not leak and is not consumed wastefully in the distribution process.

また、本発明は、水と接触させたときに電子供与体物質を微生物に供給することができ、しかもポンプや制御装置を用いることなく電子供与体物質の供給量を制御することができる装置及び方法を提供することを目的とする。   The present invention also provides an apparatus capable of supplying an electron donor substance to a microorganism when brought into contact with water, and capable of controlling the supply amount of the electron donor substance without using a pump or a control device. It aims to provide a method.

かかる目的を解決するための請求項1に記載の微生物への電子供与体供給装置は、微生物へのエネルギー源となる電子供与体物質と、疎水性を有する非多孔性膜を少なくとも一部に備える密封構造の容器と、親水性の非多孔性膜とを含み、容器内には電子供与体物質が充填され、容器の外側表面の少なくとも疎水性を有する非多孔性膜部分が親水性の非多孔性膜で覆われているものである。電子供与体物質は、疎水性を有する非多孔性膜と親水性の非多孔性膜とを腐食しない性質を持ち、且つ疎水性を有する非多孔性膜を透過でき、水と接触した状態の親水性の非多孔性膜を透過できる分子量及び性質を有するアルコール及び有機酸から選択される。 The electron donor supply device for a microorganism according to claim 1 for solving the above object includes at least a part of an electron donor material serving as an energy source for the microorganism and a hydrophobic non-porous film. A container having a hermetically sealed structure and a hydrophilic non-porous membrane, the container being filled with an electron donor material, and at least a hydrophobic non-porous membrane portion on the outer surface of the container being hydrophilic non-porous It is covered with a conductive film. The electron donor material has a property that does not corrode the hydrophobic non-porous membrane and the hydrophilic non-porous membrane, and can pass through the hydrophobic non-porous membrane, so that it is hydrophilic in contact with water. Selected from alcohols and organic acids having a molecular weight and properties that can permeate a porous non-porous membrane.

また、かかる目的を解決するための請求項に記載の微生物への電子供与体供給方法は、疎水性を有する非多孔性膜を少なくとも一部に備えるとともに微生物へのエネルギー源となる電子供与体物質が充填されている密封構造の容器の疎水性を有する非多孔性膜部分と、電子供与体物質を微生物に供給する対象となる電子供与体供給領域との間に親水性の非多孔性膜を介在させて容器の疎水性を有する非多孔性膜部分が電子供与体供給領域と直接接触するのを防ぎ、親水性の非多孔性膜を水と接触させて親水性の非多孔性膜のバリア性を低下させ、電子供与体物質を容器の疎水性を有する非多孔性膜の分子透過性能に支配される速度で電子供与体供給領域に供給するようにしている。電子供与体物質は、疎水性を有する非多孔性膜と親水性の非多孔性膜とを腐食しない性質を持ち、且つ疎水性を有する非多孔性膜を透過でき、水と接触した状態の親水性の非多孔性膜を透過できる分子量及び性質を有するアルコール及び有機酸から選択される。 In addition, an electron donor supply method for a microorganism according to claim 7 for solving the above-described object is provided with an electron donor that is provided with at least part of a hydrophobic non-porous film and serves as an energy source for the microorganism. A hydrophilic non-porous membrane between a hydrophobic non-porous membrane portion of a sealed container filled with a substance and an electron donor supply region to which an electron donor substance is supplied to a microorganism To prevent the hydrophobic non-porous membrane portion of the container from coming into direct contact with the electron donor supply region, and contacting the hydrophilic non-porous membrane with water to The barrier property is lowered, and the electron donor material is supplied to the electron donor supply region at a speed governed by the molecular permeation performance of the hydrophobic non-porous membrane of the container. The electron donor material has a property that does not corrode the hydrophobic non-porous membrane and the hydrophilic non-porous membrane, and can pass through the hydrophobic non-porous membrane, so that it is hydrophilic in contact with water. Selected from alcohols and organic acids having a molecular weight and properties that can permeate a porous non-porous membrane.

このように、容器の外側表面の少なくとも疎水性を有する非多孔性膜部分が親水性の非多孔性膜で覆われていることで、また、容器の疎水性を有する非多孔性膜部分と電子供与体物質を微生物に供給する対象となる電子供与体供給領域との間に親水性の非多孔性膜を介在させることで、疎水性を有する非多孔性膜を透過した電子供与体物質が親水性の非多孔性膜に接触する。そして、大気中においては、親水性の非多孔性膜がバリア膜として機能し、親水性の非多孔性膜からの電子供与体物質の透過が抑えられる。   Thus, at least the hydrophobic non-porous membrane part on the outer surface of the container is covered with the hydrophilic non-porous film, and the hydrophobic non-porous film part of the container and the electrons By interposing a hydrophilic non-porous membrane between the donor material and the electron donor supply region to be supplied to the microorganism, the electron donor material that has permeated the hydrophobic non-porous membrane becomes hydrophilic. Contact with non-porous porous membrane. In the atmosphere, the hydrophilic non-porous film functions as a barrier film, and permeation of the electron donor substance from the hydrophilic non-porous film is suppressed.

また、親水性の非多孔性膜を水と接触させた場合においては、親水性の非多孔性膜のバリア膜としての機能が低下する。そして、水と接触した状態における親水性の非多孔性膜の分子透過性能は、疎水性を有する非多孔性膜の分子透過性能よりも高く、電子供与体物質が疎水性を有する非多孔性膜の分子透過性能に支配される速度で容器周辺の微生物に供給される。   Further, when the hydrophilic non-porous film is brought into contact with water, the function of the hydrophilic non-porous film as a barrier film is lowered. The molecular permeation performance of the hydrophilic nonporous membrane in contact with water is higher than that of the hydrophobic nonporous membrane, and the electron donor substance is hydrophobic. Supplied to microorganisms around the container at a speed governed by the molecular permeation performance of the container.

尚、本明細書において、「疎水性を有する非多孔性膜」とは、疎水性の非多孔性膜のみならず、疎水性と親水性の双方の性質を併せ持つ非多孔性膜も含んでいる。   In the present specification, the “non-porous membrane having hydrophobicity” includes not only a hydrophobic non-porous membrane but also a non-porous membrane having both hydrophobic and hydrophilic properties. .

ここで、請求項1に記載の電子供与体供給装置の周りには、微生物を担持しうる透水性の担体が配置されていることが好ましい。このように構成することで、電子供与体供給装置を水と接触させたときに、水が担体に透水して親水性の非多孔性膜に接触すると共に、水に存在している微生物が担体に担持される。したがって、担体に担持された微生物に電子供与体物質が供給されて、この微生物の機能が発揮される。 Here, it is preferable that a water-permeable carrier capable of supporting microorganisms is disposed around the electron donor supply device according to claim 1 . With this configuration, when the electron donor supply device is brought into contact with water, the water permeates through the carrier and comes into contact with the hydrophilic non-porous membrane, and the microorganisms present in the water are supported by the carrier. It is carried on. Therefore, the electron donor substance is supplied to the microorganism supported on the carrier, and the function of the microorganism is exhibited.

本発明の微生物への電子供与体供給装置は、生物学的処理を行うためのあらゆる設備、装置並びに環境に対して適用することができる。例えば、生物学的排水処理を行う設備やガス状アンモニアの除去設備、さらには微生物による環境浄化等に利用することができる。また、本発明の微生物への電子供与体供給装置の周りに目的とする成分の除去に有効な微生物を固定した担体を配置し、担体と電子供与体供給装置に水を供給することで、目的とする成分の除去を行うこともできる。   The electron donor supply apparatus for microorganisms of the present invention can be applied to all facilities, apparatuses and environments for performing biological treatment. For example, it can be used for biological wastewater treatment equipment, gaseous ammonia removal equipment, and environmental purification by microorganisms. Further, by arranging a carrier fixed with microorganisms effective for removing the target component around the electron donor supply device to the microorganism of the present invention, and supplying water to the carrier and the electron donor supply device, The component to be removed can also be removed.

請求項1に記載の微生物への電子供与体供給装置並びに請求項に記載の微生物への電子供与体供給方法によれば、大気中において電子供与体物質が親水性の非多孔性膜の外側に漏れ出るのを抑えることができる。したがって、この電子供与体供給装置が流通される過程において、電子供与体物質が漏れ出て無駄に消費されるのを防ぐことができる。また、大気中での長期保存が可能となる。 According to the apparatus for supplying an electron donor to a microorganism according to claim 1 and the method for supplying an electron donor to a microorganism according to claim 7 , the electron donor substance is outside the hydrophilic nonporous membrane in the atmosphere. Can be prevented from leaking. Therefore, it is possible to prevent the electron donor substance from leaking out and being wasted in the course of distribution of the electron donor supply device. In addition, long-term storage in the atmosphere is possible.

また、親水性の非多孔性膜を水と接触させたときにのみ、微生物に電子供与体物質を供給することが可能であるから、必要なときにのみ電子供与体物質を微生物に供給することができる。したがって、電子供与体物質を無駄に消費することがない。   Moreover, since it is possible to supply the electron donor substance to the microorganism only when the hydrophilic non-porous membrane is brought into contact with water, the electron donor substance is supplied to the microorganism only when necessary. Can do. Therefore, the electron donor material is not wasted.

さらに、微生物への電子供与体物質の供給は疎水性を有する非多孔性膜の分子透過性能に支配される速度で行われるので、電子供与体物質分子の疎水性を有する非多孔性膜透過速度を、疎水性を有する非多孔性膜の分子透過性能を決定する要素である膜材料や膜厚、膜密度などで調整することにより、電子供与体物質を常時緩やかに微生物に供給することが可能となる。したがって、電子供与体物質供給量を一定に維持するための設備を備える必要がなくなり、従来のようにポンプや制御装置で供給量を制御した場合と比較して設備コストやランニングコストを大幅に低下させることが可能である。しかも、装置全体が疎水性を有する非多孔性膜と親水性の非多孔性膜とで構成される場合には、電子供与体物質を非多孔性膜の全面から広い範囲で緩やかに供給することが可能となる。   Furthermore, since the electron donor substance is supplied to the microorganism at a speed controlled by the molecular permeation performance of the non-porous membrane having hydrophobicity, the permeation speed of the non-porous membrane having hydrophobicity of the electron donor substance molecules is taken. By adjusting the membrane material with the membrane material, film thickness, membrane density, etc., which are the factors that determine the molecular permeation performance of hydrophobic non-porous membranes, it is possible to constantly and slowly supply electron donor substances to microorganisms. It becomes. Therefore, it is no longer necessary to provide equipment for maintaining a constant supply amount of the electron donor substance, and the equipment cost and running cost are greatly reduced compared to the case where the supply amount is controlled by a pump or a control device as in the past. It is possible to make it. In addition, when the entire apparatus is composed of a hydrophobic non-porous membrane and a hydrophilic non-porous membrane, the electron donor substance is gently supplied over a wide range from the entire surface of the non-porous membrane. Is possible.

また、直接微生物に接触させると微生物を死滅させる虞のある殺菌性の電子供与体物質、例えば原液のアルコールを用いても、単位面積当たりのアルコール分子の透過量を十分に少なくして、濃度が薄められた状態で微生物に供給することができるので、アルコール原液を用いても微生物を死滅させることが無い。しかも、アルコールを水で希釈して微生物が死滅しない程度の濃度に調整する従来行われていた工程を省略して手間を省くことができると共に、同じ容積の液量で長時間アルコールを供給することが可能となる。   In addition, even if a bactericidal electron donor substance that can kill microorganisms when in direct contact with microorganisms, for example, undiluted alcohol, is used, the permeation amount of alcohol molecules per unit area is sufficiently reduced to reduce the concentration. Since it can be supplied to the microorganisms in a diluted state, the microorganisms are not killed even if an alcohol stock solution is used. In addition, it is possible to save labor by omitting the conventional process of adjusting the concentration so that microorganisms do not die by diluting alcohol with water, and supplying alcohol with the same volume of liquid for a long time. Is possible.

請求項に記載の微生物への電子供与体供給装置によれば、請求項1に記載の電子供与体供給装置の周りに、微生物を担持しうる透水性の担体が配置されているので、電子供与体供給装置を水と接触させたときに、水が担体に透水して親水性の非多孔性膜と接触すると共に、水に含まれている微生物が担体に担持される。したがって、担体に担持された微生物に電子供与体物質が供給されて、この微生物の機能を発揮させることができる。しかも、担体を電子供与体供給装置の周りに配置することで、この担体が保護材として機能し、外部衝撃から保護して破損を防ぐことができる。また、この担体は補強材としても機能し、容器に充填された電子供与体物質の重みにより容器がちぎれたり、破れたりするのを防止できる。 According to the electron donor supply device for a microorganism according to claim 2 , a water-permeable carrier capable of supporting the microorganism is disposed around the electron donor supply device according to claim 1. When the donor supply device is brought into contact with water, the water permeates the carrier and comes into contact with the hydrophilic non-porous membrane, and the microorganisms contained in the water are carried on the carrier. Therefore, the electron donor substance is supplied to the microorganism supported on the carrier, and the function of the microorganism can be exhibited. In addition, by arranging the carrier around the electron donor supply device, this carrier functions as a protective material, and can be protected from external impacts and prevented from being damaged. This carrier also functions as a reinforcing material, and can prevent the container from being torn or torn due to the weight of the electron donor material filled in the container.

請求項に記載の排水処理方法によれば、本発明の微生物への電子供与体供給装置を利用しているので、排水に存在している微生物に電子供与体物質への電子供与体物質の供給量を一定量に維持するための設備を備える必要がなく、排水処理にかかるランニングコストを大幅に低下させることが可能である。しかも、排水が接触したときにのみ電子供与体物質を微生物に供給することができるので、電子供与体物質が無駄に消費されることが無い。 According to the waste water treatment method of the third aspect , since the electron donor supply device for microorganisms of the present invention is used, the microorganisms present in the waste water are supplied with the electron donor material to the electron donor material. It is not necessary to provide equipment for maintaining the supply amount at a constant amount, and it is possible to significantly reduce the running cost for wastewater treatment. In addition, since the electron donor material can be supplied to the microorganism only when the waste water comes into contact, the electron donor material is not wasted.

請求項に記載の環境浄化方法によれば、本発明の微生物への電子供与体供給装置を利用しているので、除染対象領域に存在している微生物への電子供与体物質の供給量を一定量に維持するための設備を備える必要がなく、環境浄化にかかるランニングコストを大幅に低下させることが可能である。しかも、除染対象領域に含まれている水が接触したときにのみ電子供与体物質を微生物に供給することができるので、電子供与体物質が無駄に消費されることが無い。 According to the environmental purification method of claim 4 , since the electron donor supply apparatus for microorganisms of the present invention is used, the supply amount of electron donor substances to microorganisms existing in the decontamination target region It is not necessary to provide equipment for maintaining a constant amount of water, and the running cost for environmental purification can be greatly reduced. In addition, since the electron donor material can be supplied to the microorganism only when the water contained in the decontamination target region comes into contact, the electron donor material is not wasted.

請求項に記載のガス状アンモニアの除去方法によれば、本発明の微生物への電子供与体供給装置を利用しているので、脱窒菌への電子供与体物質の供給量を一定量に維持するための設備を備える必要がなく、ガス状アンモニアの除去にかかるランニングコストを大幅に低下させることが可能である。しかも、ガス状アンモニアを溶解した水が接触したときにのみ電子供与体物質を脱窒菌に供給することができるので、電子供与体物質が無駄に消費されることが無い。 According to the method for removing gaseous ammonia according to claim 5 , since the electron donor supply apparatus for microorganisms of the present invention is used, the supply amount of the electron donor substance to denitrifying bacteria is maintained at a constant amount. Therefore, it is not necessary to provide a facility for performing the operation, and the running cost for removing gaseous ammonia can be greatly reduced. In addition, since the electron donor substance can be supplied to the denitrifying bacteria only when water in which gaseous ammonia is dissolved contacts, the electron donor substance is not wasted.

請求項に記載の発明によれば、本発明の微生物への電子供与体供給装置の周りに目的とする成分の除去に有効な微生物を固定した担体を配置し、担体と電子供与体供給装置に水を供給するようにしているので、担体に担持している微生物に水と電子供与体物質を供給してこの微生物を活性化することができ、目的とする成分の除去を行うことが可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, a carrier on which an effective microorganism for removing a target component is disposed around the electron donor supply device for the microorganism of the present invention, and the carrier and the electron donor supply device. Since water is supplied to the microorganism, water and an electron donor substance can be supplied to the microorganisms supported on the carrier to activate the microorganisms, and the target components can be removed. It becomes.

本発明の電子供与体供給装置の一例を示す図であり、(A)は斜視図、(B)は縦断面図である。It is a figure which shows an example of the electron donor supply apparatus of this invention, (A) is a perspective view, (B) is a longitudinal cross-sectional view. 本発明の電子供与体供給装置に担体を備えた例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the example provided with the support | carrier in the electron donor supply apparatus of this invention. 本発明の電子供与体供給装置を排水に浮かせて用いる例を示す図である。It is a figure which shows the example which floats and uses the electron donor supply apparatus of this invention for waste_water | drain. 本発明の電子供与体供給装置に錘を備えて排水に浸漬させて用いる例を示す図である。It is a figure which shows the example which equips the electron donor supply apparatus of this invention with a weight, and is immersed in waste_water | drain. 本発明の電子供与体供給装置を除染対象領域に配置して使用する例を示す図である。It is a figure which shows the example which arrange | positions and uses the electron donor supply apparatus of this invention in a decontamination object area | region. 本発明の電子供与体供給装置をガス状アンモニア除去装置に使用する例を示す図である。It is a figure which shows the example which uses the electron donor supply apparatus of this invention for a gaseous ammonia removal apparatus. 本発明の電子供与体供給装置を目的の成分の除去に有効な微生物を担持した担体の周りに配置して使用する例を示す図である。It is a figure which shows the example which arrange | positions and uses the electron donor supply apparatus of this invention around the support | carrier which carry | supported the microorganisms effective in the removal of the target component. 本発明の電子供与体供給装置の他の例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other example of the electron donor supply apparatus of this invention. 本発明の電子供与体供給装置の他の実施形態である補充タイプの例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the example of the replenishment type which is other embodiment of the electron donor supply apparatus of this invention. 図9の実施形態の電子供与体供給装置の全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the electron donor supply apparatus of embodiment of FIG. 排水処理槽内において本発明の電子供与体供給方法を実施する例を示す図である。It is a figure which shows the example which enforces the electron donor supply method of this invention in a wastewater treatment tank. エタノールを密封した各種袋の大気中における重量の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time-dependent change of the weight in the air | atmosphere of the various bags which sealed ethanol. エタノールを密封した各種袋を水に浸漬した時の水のTOC濃度の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time-dependent change of the TOC density | concentration of water when the various bags which sealed ethanol are immersed in water. 本発明の電子供与体供給装置のさらに他の例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other example of the electron donor supply apparatus of this invention. 本発明の電子供与体供給装置をポリ乳酸膜で構成した場合の例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the example at the time of comprising the electron donor supply apparatus of this invention with the polylactic acid film | membrane.

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に本発明にかかる微生物への電子供与体供給装置の実施形態を示す。この微生物への電子供与体供給装置1は、微生物へのエネルギー源となる電子供与体物質3と、疎水性を有する非多孔性膜2aを少なくとも一部に備える密封構造の容器4と、親水性の非多孔性膜2bとを含んでいる。容器4内には電子供与体物質3が充填され、容器4の外側表面の少なくとも疎水性を有する非多孔性膜2a部分は親水性の非多孔性膜2bで覆われている。   FIG. 1 shows an embodiment of an electron donor supply apparatus for microorganisms according to the present invention. The electron donor supply apparatus 1 for a microorganism includes an electron donor material 3 that serves as an energy source for the microorganism, a sealed container 4 having at least a part of a non-porous membrane 2a having hydrophobicity, and hydrophilicity. Of non-porous membrane 2b. The container 4 is filled with the electron donor substance 3, and at least the hydrophobic non-porous film 2 a portion on the outer surface of the container 4 is covered with a hydrophilic non-porous film 2 b.

疎水性を有する非多孔性膜2aを少なくとも一部に備える密封構造の容器4内に微生物へのエネルギー源となる電子供与体物質3が充填されることで、疎水性を有する非多孔性膜2aの分子透過性能に支配される速度で電子供与体物質3が疎水性を有する非多孔性膜2aを透過する。容器4の外側表面の疎水性を有する非多孔性膜2a部分を覆う親水性の非多孔性膜2bは大気中ではバリア膜として機能し、疎水性を有する非多孔性膜2aを透過した電子供与体物質3が親水性の非多孔性膜2bを透過するのを抑えることができる。一方、親水性の非多孔性膜2bが水と接触したときにはバリア膜としての機能が低下し、疎水性を有する非多孔性膜2aを透過した電子供与体物質3が親水性の非多孔性膜2bを透過する。   A non-porous membrane 2a having hydrophobicity is filled by filling an electron donor substance 3 serving as an energy source for microorganisms in a container 4 having a sealed structure including at least a part of the non-porous membrane 2a having hydrophobicity. The electron donor material 3 permeates through the non-porous membrane 2a having hydrophobicity at a speed governed by the molecular permeation performance. The hydrophilic non-porous film 2b covering the hydrophobic non-porous film 2a portion on the outer surface of the container 4 functions as a barrier film in the atmosphere, and the electron donated through the hydrophobic non-porous film 2a The body material 3 can be prevented from passing through the hydrophilic non-porous film 2b. On the other hand, when the hydrophilic non-porous film 2b comes into contact with water, the function as a barrier film is lowered, and the electron donor substance 3 that has permeated the hydrophobic non-porous film 2a becomes a hydrophilic non-porous film. 2b is transmitted.

本実施形態では、容器4の外側表面の少なくとも疎水性を有する非多孔性膜2a部分を親水性の非多孔性膜2bで覆う形態の一例として、親水性の非多孔性膜2bを備えた密封構造の容器6(以下、親水性容器6と呼ぶ)の内部に、疎水性を有する非多孔性膜2aを備えた密封構造の容器4(以下、疎水性容器4と呼ぶ)を収容して密封した形態について説明する。   In the present embodiment, as an example of a form in which at least the hydrophobic non-porous film 2a portion on the outer surface of the container 4 is covered with the hydrophilic non-porous film 2b, the sealing provided with the hydrophilic non-porous film 2b A sealed container 4 (hereinafter referred to as a hydrophobic container 4) having a hydrophobic non-porous membrane 2a is contained in a container 6 (hereinafter referred to as a hydrophilic container 6) and sealed. The form which was done is demonstrated.

本実施形態において、疎水性容器4は、全体が疎水性を有する非多孔性膜2aで構成される袋上を成し、周縁をヒートシールで溶着したり、接着剤により接着したりするようにして電子供与体物質3を密封するようにしているが、形体や構造は特に限定されない。例えば、疎水性容器4をチューブ状やシート状としてもよいし、チューブの先端を硬い部材で尖らせて形成し、土壌に差し込んで使用するようにしてもよい。また、袋状の疎水性容器4(単に疎水性袋と呼ぶこともある)は、全体を疎水性を有する非多孔性膜2aで構成するものに特に限られず、片面だけを疎水性を有する非多孔性膜2aで構成したり、1つの面のさらに一部分を疎水性を有する非多孔性膜2aのみで構成するようにしても良い。部分的に疎水性を有する非多孔性膜2aを用いる場合には、その他の部分は金属製やプラスチック製の剛体フレーム、電子供与体物質3を透過させない膜等を用いても良い。   In this embodiment, the hydrophobic container 4 is formed on a bag composed of a non-porous membrane 2a having hydrophobicity as a whole, and the periphery is welded by heat sealing or bonded with an adhesive. Thus, the electron donor material 3 is sealed, but the shape and structure are not particularly limited. For example, the hydrophobic container 4 may be formed in a tube shape or a sheet shape, or the tip of the tube may be sharpened with a hard member and inserted into soil for use. Further, the bag-like hydrophobic container 4 (sometimes simply referred to as a hydrophobic bag) is not particularly limited to the one composed entirely of the non-porous membrane 2a having hydrophobicity, and only one surface thereof is hydrophobic. You may make it comprise with the porous membrane 2a, and may comprise only a part of one surface with the nonporous membrane 2a which has hydrophobicity. When the non-porous membrane 2a having a hydrophobic property is used, a metal or plastic rigid frame, a membrane that does not allow the electron donor material 3 to permeate, or the like may be used for the other portions.

また、本実施形態において、親水性容器6は、全体が親水性の非多孔性膜2bで構成される袋状を成し、周縁をヒートシールで溶着したり、接着剤により接着したりするようにして疎水性容器4を密封するようにしているが、このような形体には特に限定されず、疎水性容器4の疎水性を有する非多孔性膜2aの外側を覆うことができる形体とすればよい。例えば、片面だけを疎水性を有する非多孔性膜2aで構成した疎水性容器4や1つの面のさらに一部分を疎水性を有する非多孔性膜2aのみで構成した疎水性容器4を用いる場合、疎水性容器4の全てを親水性容器6に密封するようにしてもよいが、疎水性容器4の疎水性を有する非多孔性膜2aの部分のみを親水性の非多孔性膜2bで覆うようにしてもよい。あるいは、疎水性を有する非多孔性膜2aを覆うための部分のみを親水性の非多孔性膜2bで構成し、その他の部分は金属製やプラスチック製の剛体フレーム、電子供与体物質3を透過させない膜等を用いて親水性容器6を構成してもよい。また、疎水性を有する非多孔性膜2aを覆うための部分の一部を親水性の非多孔性膜2bで構成し、その他の部分は金属製やプラスチック製の剛体フレーム、電子供与体物質3を透過させない膜等を用いて親水性容器6を構成してもよい。   Moreover, in this embodiment, the hydrophilic container 6 forms the bag shape comprised with the hydrophilic non-porous film | membrane 2b as a whole, and the periphery is welded by a heat seal or it adhere | attaches with an adhesive agent. The hydrophobic container 4 is hermetically sealed, but the shape is not particularly limited, and the shape of the hydrophobic container 4 can cover the outside of the hydrophobic non-porous membrane 2a. That's fine. For example, when using a hydrophobic container 4 composed of only one surface with a non-porous membrane 2a having hydrophobicity or a hydrophobic container 4 composed of only one surface with a hydrophobic non-porous membrane 2a, Although all of the hydrophobic container 4 may be sealed in the hydrophilic container 6, only the portion of the hydrophobic non-porous membrane 2a of the hydrophobic container 4 is covered with the hydrophilic non-porous membrane 2b. It may be. Alternatively, only the portion for covering the non-porous membrane 2a having hydrophobicity is constituted by the hydrophilic non-porous membrane 2b, and the other portion permeates the metal or plastic rigid frame or the electron donor material 3. You may comprise the hydrophilic container 6 using the film | membrane etc. which are not made. Further, a part of the portion for covering the hydrophobic non-porous film 2a is constituted by a hydrophilic non-porous film 2b, and the other part is a rigid frame made of metal or plastic, an electron donor substance 3 or the like. The hydrophilic container 6 may be configured using a film or the like that does not permeate.

微生物へのエネルギー源となる電子供与体物質3としては、微生物に対して毒性を呈さない物質であって、疎水性を有する非多孔性膜2aと親水性の非多孔性膜2bとを腐食しない性質を持ち、且つ疎水性を有する非多孔性膜2aを透過でき、水と接触した状態の親水性の非多孔性膜2bを透過できる分子量、性質を有するものが適宜選択される。例えば、水素、硫化水素、メタン、エタンなどのガス状物質、メタノール及びエタノール等のアルコールや、ギ酸、酢酸等の有機酸などの液体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、微生物によっては、フェノール、ベンゼン、トルエン等を電子供与体物質3として用いることができる。   The electron donor material 3 serving as an energy source for the microorganism is a substance that is not toxic to the microorganism and does not corrode the hydrophobic non-porous film 2a and the hydrophilic non-porous film 2b. A material having a property and a molecular weight and property capable of permeating the hydrophobic non-porous membrane 2a and permeating the hydrophilic non-porous membrane 2b in contact with water is appropriately selected. Examples thereof include gaseous substances such as hydrogen, hydrogen sulfide, methane, and ethane, liquids such as alcohols such as methanol and ethanol, and organic acids such as formic acid and acetic acid, but are not limited thereto. Depending on the microorganism, phenol, benzene, toluene, or the like can be used as the electron donor substance 3.

ここで、電子供与体物質3としてアルコールを用いる場合、原液のままで用いることができる。従来であれば、メタノールやエタノール等のアルコールを微生物のエネルギー源として用いる場合には、微生物が死なない程度の濃度に水で希釈する必要があったが、本発明によれば、アルコールは微生物へ緩やかに供給されるため、アルコールの原液を用いても、微生物が死に至ることはない。尚、アルコールの原液に不純物が混在しているような場合であっても、アルコール分子のみが疎水性を有する非多孔性膜2aを透過し、親水性の非多孔性膜2bを水と接触させたときにこのアルコール分子が親水性の非多孔性膜2bを透過して微生物に緩やかに供給される。したがって、アルコールに不純物例えばカテキンやシアン化合物のように微生物に対して毒性を呈する抗菌性の分子が混入していても、分子量の大きなカテキンや極性の大きなシアン化合物は疎水性を有する非多孔性膜2aを透過し難く、微生物にとって害のない濃度に希釈された状態のアルコールを主成分として透過させて微生物に供給することが可能となり、不純物は容器4内にほとんど残留する。したがって、廃アルコールのように、不純物を含んでいるアルコールを用いることができる。   Here, when alcohol is used as the electron donor substance 3, it can be used as it is. Conventionally, when alcohol such as methanol or ethanol is used as an energy source for microorganisms, it has been necessary to dilute with water to a concentration that does not cause the microorganisms to die. Since it is supplied slowly, the microorganisms will not die even if a stock solution of alcohol is used. Even in the case where impurities are mixed in the alcohol stock solution, only the alcohol molecules permeate the hydrophobic non-porous membrane 2a and bring the hydrophilic non-porous membrane 2b into contact with water. When this occurs, the alcohol molecules permeate the hydrophilic non-porous membrane 2b and are slowly supplied to the microorganisms. Therefore, even if antibacterial molecules that are toxic to microorganisms, such as impurities such as catechin and cyanide, are mixed in alcohol, catechins having a large molecular weight and cyanogen compounds having a large polarity are hydrophobic non-porous membranes. Alcohol that is difficult to permeate 2a and diluted to a concentration that is not harmful to microorganisms can be permeated as a main component to be supplied to the microorganisms, and impurities almost remain in the container 4. Therefore, an alcohol containing impurities such as waste alcohol can be used.

疎水性を有する非多孔性膜2aは、電子供与体物質3の分子を少しずつ透過させる性質を有するものである。換言すれば、疎水性を有する非多孔性膜2aの分子透過性能の支配される速度で電子供与体物質3の分子を透過させる性質を有するものである。また、親水性の非多孔性膜2bは、水と接触しない状態ではバリア膜として機能し、疎水性を有する非多孔性膜2aを透過した電子供与体物質3の分子の透過を抑える性質を有し、水と接触した状態ではバリア膜としての機能が低下して、疎水性を有する非多孔性膜2aを透過した電子供与体物質3の分子を透過させる性質を有するものである。   The non-porous membrane 2a having hydrophobicity has a property of allowing the molecules of the electron donor material 3 to pass through little by little. In other words, it has the property of allowing the molecules of the electron donor material 3 to permeate at a speed governed by the molecular permeation performance of the hydrophobic non-porous membrane 2a. Further, the hydrophilic non-porous membrane 2b functions as a barrier membrane in a state where it is not in contact with water, and has a property of suppressing permeation of molecules of the electron donor substance 3 that has permeated through the hydrophobic non-porous membrane 2a. However, when in contact with water, the function as a barrier film is lowered, and the molecule of the electron donor substance 3 that has permeated through the hydrophobic non-porous film 2a is transmitted.

ここで、水と接触した状態における親水性の非多孔性膜2bの分子透過性能は、疎水性を有する非多孔性膜2aの分子透過性能に比べて高い。したがって、水と接触した状態における微生物への電子供与体供給速度は、疎水性を有する非多孔性膜2aの分子透過性能に律速される。即ち、疎水性を有する非多孔性膜2aの分子透過性能を適宜制御することにより、微生物への電子供与体物質3の供給速度を所望の速度に制御することができる。   Here, the molecular permeation performance of the hydrophilic nonporous membrane 2b in contact with water is higher than that of the nonporous membrane 2a having hydrophobicity. Accordingly, the supply rate of the electron donor to the microorganism in the state of contact with water is limited by the molecular permeation performance of the hydrophobic non-porous membrane 2a. That is, by appropriately controlling the molecular permeation performance of the hydrophobic non-porous membrane 2a, the supply rate of the electron donor substance 3 to the microorganism can be controlled to a desired rate.

尚、大気中にも水分(水蒸気)は存在し、湿度が高くなるにつれて大気中の水分が増大する。したがって、湿度が高まるにつれて親水性の非多孔性膜2bのバリア性が低下する。このような場合、電子供与体供給装置1を流通または保存する際に、シリカゲル等の乾燥剤を用いて流通または保存環境を乾燥雰囲気にすることで、電子供与体物質3の無駄な消費をほぼ完全に抑えることができる。   In addition, moisture (water vapor) exists in the atmosphere, and the moisture in the atmosphere increases as the humidity increases. Therefore, the barrier property of the hydrophilic non-porous film 2b decreases as the humidity increases. In such a case, when the electron donor supply apparatus 1 is distributed or stored, a waste or consumption environment of the electron donor substance 3 is substantially reduced by making the distribution or storage environment dry using a desiccant such as silica gel. It can be completely suppressed.

疎水性を有する非多孔性膜2aの材料としては、例えば、疎水性の非多孔性膜であるポリエチレン、ポリプロピレンその他のオレフィン系の膜が挙げられる。また、疎水性と親水性の双方の性質を併せ持つ膜であるエチレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体が挙げられる。ここで、ポリエチレンやポリプロピレンの使用が特に好ましい。ポリエチレンやポリプロピレンは、適度な物質の透過性、熱可逆性を有しており、柔軟で成形が容易であるという利点を有している。また、様々な物質に対して安定である。しかも、水を透過し難いので、水で希釈したアルコールを電子供与体物質3とした場合に水が透過することがなく、大気中において親水性の非多孔性膜2bのバリア性を低下させることがない。勿論、ポリエチレンやポリプロピレンを含めて上述したものに特に限定されるものではない。   Examples of the material of the nonporous membrane 2a having hydrophobicity include polyethylene, polypropylene, and other olefinic membranes that are hydrophobic nonporous membranes. Further, ethylene / vinyl alcohol copolymer and ethylene / vinyl acetate copolymer, which are films having both hydrophobic and hydrophilic properties, can be mentioned. Here, the use of polyethylene or polypropylene is particularly preferred. Polyethylene and polypropylene have the advantage that they have moderate material permeability and thermoreversibility, and are flexible and easy to mold. In addition, it is stable against various substances. Moreover, since it is difficult for water to permeate, when the alcohol diluted with water is used as the electron donor substance 3, water does not permeate and the barrier property of the hydrophilic non-porous membrane 2b is reduced in the atmosphere. There is no. Of course, it is not specifically limited to what was mentioned above including polyethylene and a polypropylene.

疎水性を有する非多孔性膜2aは、膜材料、膜厚、該膜の表面積、電子供与体物質3の分子量や性質、温度及び外圧等により、微生物への電子供与体物質3の供給速度を制御することが可能である。本発明者等のポリエチレン膜に対する実験によると、同じ膜材料の場合には膜厚によって分子透過速度が変化することが確認されている。そこで、微生物に対して必要な電子供与体物質3の供給量に応じて、適宜膜厚などを選定することによって、必要な速度で必要な量の電子供与体物質3を供給することができる。また、疎水性と親水性の双方の性質を併せ持つ膜を用いる場合には、膜を構成する親水性分子と疎水性分子の比率によって、電子供与体物質3の供給速度を制御することができる。即ち、親水性分子の比率を多くすればするほど、親水性の非多孔性膜2bの性質に近づくことになる。したがって、少なくとも親水性の非多孔性膜2bが水と接触したときの電子供与体物質3の透過性能よりも低い透過性能を有するように疎水性分子を含ませることが好ましい。   The non-porous membrane 2a having hydrophobicity has a rate of supply of the electron donor substance 3 to the microorganisms depending on the membrane material, film thickness, surface area of the membrane, molecular weight and properties of the electron donor substance 3, temperature, external pressure, and the like. It is possible to control. According to the inventors' experiments on polyethylene membranes, it has been confirmed that the molecular permeation rate varies depending on the film thickness in the case of the same membrane material. Therefore, a necessary amount of the electron donor material 3 can be supplied at a necessary speed by appropriately selecting a film thickness or the like according to the supply amount of the electron donor material 3 necessary for the microorganism. When a film having both hydrophobic and hydrophilic properties is used, the supply rate of the electron donor substance 3 can be controlled by the ratio of the hydrophilic molecule and the hydrophobic molecule constituting the film. That is, the higher the ratio of hydrophilic molecules, the closer to the properties of the hydrophilic non-porous film 2b. Therefore, it is preferable to include a hydrophobic molecule so that at least the hydrophilic non-porous membrane 2b has a permeation performance lower than that of the electron donor substance 3 when it is in contact with water.

ここで、疎水性を有する非多孔性膜2aは、膜の密度によっても分子透過速度が変化する。ポリエチレンを例に挙げて説明すると、JIS K6922−2により分類される低密度ポリエチレン(密度910kg/m以上、930kg/m未満)を用いた場合、電子供与体物質3が十分な透過速度で透過するが、高密度ポリエチレン(密度942kg/m以上)を用いた場合には、電子供与体物質3の透過速度が低下する。したがって、所望の電子供与体物質供給速度に応じて、疎水性を有する非多孔性膜2aの膜厚と膜密度のバランスを制御すればよい。また、分子配列も延伸処理により制御することができるので、電子供与体物質供給速度を制御することが可能である。 Here, the non-porous membrane 2a having hydrophobicity also changes the molecular permeation rate depending on the density of the membrane. Taking polyethylene as an example, when using a low density polyethylene (density of 910 kg / m 3 or more and less than 930 kg / m 3 ) classified by JIS K6922-2, the electron donor material 3 is sufficiently transmitted. Although it permeates, when high-density polyethylene (density 942 kg / m 3 or more) is used, the permeation rate of the electron donor material 3 decreases. Therefore, the balance between the film thickness and the film density of the hydrophobic non-porous film 2a may be controlled in accordance with the desired electron donor substance supply rate. In addition, since the molecular arrangement can be controlled by the stretching process, the electron donor substance supply rate can be controlled.

電子供与体物質3の疎水性を有する非多孔性膜2aの透過は、電子供与体物質分子が膜に溶け込み、その溶け込んだ分子が膜内部を拡散して反対側に達することにより起こる。したがって、膜への溶け込みが起こらない程大きなサイズの分子であるカテキンや極性の高い水やシアン化合物などは非多孔性膜を透過しにくい。また、ポリエチレンやポリプロピレン等は水となじむ官能基が存在しない疎水性を有する強い低極性の膜であるため、極性分子である水が膜に溶け込みにくい。また、水分子同士の水素結合が強いため、常温では水が当該膜を透過することはほとんど無い。したがって、疎水性を有する非多孔性膜2aは、水や分子量の大きなカテキン、極性の高いシアン化合物等の不純物はほとんど透過させずに、所望の電子供与体物質3を主成分として透過させる「分子ふるい」として機能する。また、電子供与体物質3は、分子状態、つまり、液体のように分子間の引力により凝集することのないガス(気体)の状態で疎水性を有する非多孔性膜2aを透過する。したがって、疎水性を有する非多孔性膜2aはガス透過性膜とも表現できる。   Permeation of the electron donor material 3 through the hydrophobic non-porous membrane 2a occurs when the electron donor material molecules dissolve in the membrane and the dissolved molecules diffuse inside the membrane and reach the opposite side. Accordingly, catechin, highly polar water, cyanide, and the like, which are large molecules that do not dissolve into the film, do not easily pass through the non-porous film. In addition, since polyethylene, polypropylene, and the like are hydrophobic, low-polarity films that do not have a functional group that is compatible with water, water that is a polar molecule hardly dissolves in the film. Further, since hydrogen bonds between water molecules are strong, water hardly permeates the membrane at room temperature. Therefore, the non-porous membrane 2a having hydrophobicity hardly penetrates impurities such as water, catechin having a large molecular weight, and a cyanide having a high polarity, and penetrates a desired electron donor substance 3 as a main component. It functions as a “sieve”. Moreover, the electron donor substance 3 permeate | transmits the non-porous film | membrane 2a which has hydrophobicity in a molecular state, ie, the state of the gas (gas) which does not aggregate by the attractive force between molecules like a liquid. Therefore, the nonporous membrane 2a having hydrophobicity can also be expressed as a gas permeable membrane.

また、疎水性を有する非多孔性膜2aは、上述したように電子供与体物質3が膜に溶け込むことにより透過させており、多孔質膜のように孔の大きさや数で電子供与体物質3の種類や量を制御するものではない。したがって、長期間の使用による孔の閉塞の問題も生じることが無く、定期的な逆洗浄の必要もない。したがって長期間メンテナンスを行うことなく使用でき、ランニングコストを低減できる。   Further, as described above, the non-porous membrane 2a having hydrophobicity is permeated by the electron donor material 3 being dissolved in the membrane, and the electron donor material 3 has the same size and number of pores as the porous membrane. It does not control the type or amount. Therefore, there is no problem of hole clogging due to long-term use, and there is no need for regular backwashing. Therefore, it can be used without maintenance for a long time, and the running cost can be reduced.

次に、親水性の非多孔性膜2bの材料としては、分子構造中に親水基を有する膜、例えば、ポリエステル、ナイロン(ポリアミド)、ポリビニルアルコール、ビニロン、セロハン、ポリグルタミン酸などが挙げられ、特にポリビニルアルコールが好適であるが、これらに限定されるものではない。   Next, examples of the material of the hydrophilic non-porous membrane 2b include membranes having a hydrophilic group in the molecular structure, such as polyester, nylon (polyamide), polyvinyl alcohol, vinylon, cellophane, polyglutamic acid, etc. Polyvinyl alcohol is preferred, but is not limited thereto.

親水性の非多孔性膜2bは、水と接触していない状態、即ち、大気中においては、膜の内部で水素結合が形成されている。したがって、分子鎖の熱振動によるゆらぎが起こりにくい構造になっており、分子鎖の隙間が少ないため、分子が透過しにくい。他方、水と接触した状態では、分子鎖の間に水分子が侵入して水素結合が切れ、分子鎖の熱振動によるゆらぎが起こりやすい構造となり、水分子がさらに膜の内部に侵入する。その結果、膜内部の水素結合のほとんどが切断され、水分子の通路が形成される。疎水性を有する非多孔性膜2aを透過した電子供与体物質3の分子はこの水分子の通路に沿って親水性の非多孔性膜2bを透過する。   In the hydrophilic non-porous membrane 2b, hydrogen bonds are formed inside the membrane in a state where it is not in contact with water, that is, in the atmosphere. Accordingly, the structure is such that fluctuation due to thermal vibration of the molecular chain is unlikely to occur, and since there are few gaps between the molecular chains, the molecules are not easily transmitted. On the other hand, when in contact with water, water molecules enter between the molecular chains, hydrogen bonds are broken, and the structure is likely to fluctuate due to thermal vibration of the molecular chains, so that the water molecules further enter the membrane. As a result, most of the hydrogen bonds inside the membrane are broken, and water molecule passages are formed. Molecules of the electron donor material 3 that have permeated the hydrophobic non-porous membrane 2a permeate the hydrophilic non-porous membrane 2b along the water molecule passage.

尚、親水性の非多孔性膜2bについても、電子供与体物質3を膜に溶け込ませることにより透過させており、多孔質の膜のように、孔の大きさや数で電子供与体物質3の種類や量を制御するものではない。したがって、長期間の使用による孔の閉塞の問題も生じることが無く、定期的な逆洗浄の必要もない。したがって長期間メンテナンスを行うことなく使用でき、ランニングコストを低減できる。   The hydrophilic non-porous membrane 2b is also permeated by dissolving the electron donor material 3 in the membrane, and the electron donor material 3 can be sized according to the size and number of pores as in a porous membrane. It does not control the type or amount. Therefore, there is no problem of hole clogging due to long-term use, and there is no need for regular backwashing. Therefore, it can be used without maintenance for a long time, and the running cost can be reduced.

次に、親水性の非多孔性膜2bの外側表面に微生物を担持しうる透水性の担体5を備えた形態について図2に基づいて説明する。図2に示す微生物への電子供与体供給装置1は、図1に示した電子供与体供給装置1の親水性容器6の外側表面に微生物を担持しうる透水性の担体5を備えたものである。   Next, the form provided with the water-permeable support | carrier 5 which can carry | support microorganisms on the outer surface of the hydrophilic non-porous film | membrane 2b is demonstrated based on FIG. The electron donor supply apparatus 1 for microorganisms shown in FIG. 2 includes a water-permeable carrier 5 capable of supporting microorganisms on the outer surface of the hydrophilic container 6 of the electron donor supply apparatus 1 shown in FIG. is there.

このように、微生物を担持しうる透水性の担体5を備えることで、人工的に微生物を固定したり、水や土壌等の環境下に存在している微生物を担体5に接触させて増殖し、定着させることができる。しかも、透水性を備えることにより、電子供与体供給装置1を水に接触したときに、親水性の非多孔性膜2bに水が接触して、担体5に固定されている微生物に電子供与体物質3を供給することができる。   In this way, by providing the water-permeable carrier 5 capable of supporting microorganisms, the microorganisms are artificially fixed, or microorganisms existing in an environment such as water or soil are brought into contact with the carrier 5 to proliferate. Can be fixed. Moreover, by providing water permeability, when the electron donor supply device 1 comes into contact with water, the water comes into contact with the hydrophilic non-porous membrane 2b, and the electron donor is applied to the microorganisms fixed to the carrier 5. Substance 3 can be supplied.

微生物を担持しうる透水性の担体5としては、例えば、コラーゲン、フィブリン、アルブミン、カゼイン、セルロースファイバー、セルローストリアセタート、寒天、アルギン酸カルシウム、カラギーナン、アガロース等の天然高分子、ポリアクリルアミド、ポリ−2−ヒドロキシエチルメタクリル酸、ポリビニルクロリド、γ−メチルポリグルタミン酸、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリジメチルアクリルアミド、ポリウレタン、光硬化性樹脂(ポリビニルアルコール誘導体、ポリエチレングリコール誘導体、ポリプロピレングリコール誘導体、ポリブタジエン誘導体等)等の合成高分子、またはこれらの複合体、さらには吸水性ポリマーを用いることも可能である。吸水性ポリマーとしては、公知のものを使用することができるが、具体的には、ポリアクリル酸、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸やそれらの改変物、ポリエチレングリコール改変物等が挙げられる。尚、ここで言う改変物とは、イオン性基をもつ高分子を高分子の一部に架橋させた物である。吸水性ポリマーを用いた場合には、上記の高分子ゲルを使用した場合と比べ担体5の保水力、吸水力が高まるため、水分を効率良く吸収し、保水することによって微生物が生存し続けるための好ましい環境を維持し続けることが可能となる。尚、ここに挙げた担体5はあくまでも例示であり、これらに限定されるものではない。   Examples of the water-permeable carrier 5 capable of supporting microorganisms include natural polymers such as collagen, fibrin, albumin, casein, cellulose fiber, cellulose triacetate, agar, calcium alginate, carrageenan, agarose, polyacrylamide, poly- Such as 2-hydroxyethyl methacrylic acid, polyvinyl chloride, γ-methylpolyglutamic acid, polystyrene, polyvinylpyrrolidone, polydimethylacrylamide, polyurethane, photocurable resin (polyvinyl alcohol derivative, polyethylene glycol derivative, polypropylene glycol derivative, polybutadiene derivative, etc.), etc. It is also possible to use a synthetic polymer, a composite thereof, or a water-absorbing polymer. As the water-absorbing polymer, known polymers can be used, and specific examples include polyacrylic acid, polyaspartic acid, polyglutamic acid, modified products thereof, modified polyethylene glycol, and the like. The modified product referred to here is a product obtained by crosslinking a polymer having an ionic group to a part of the polymer. When the water-absorbing polymer is used, the water retaining power and water absorbing power of the carrier 5 are increased as compared with the case where the above polymer gel is used. Therefore, the microorganisms continue to survive by absorbing water efficiently and retaining the water. It is possible to continue to maintain a favorable environment. In addition, the support | carrier 5 mentioned here is an illustration to the last, and is not limited to these.

ここで、担体5自体の透水性が低い場合には、担体5に水が通過しうる程度の大きさの微細孔を多数備えるようにして、当該微細孔を通過した水によって、親水性の非多孔性膜2bが水と接触できるようにしてもよい。つまり、本発明における透水性の担体5には、このような加工を施したものも含まれている。   Here, when the water permeability of the carrier 5 itself is low, the carrier 5 is provided with a large number of micropores that are large enough to allow water to pass through, and the water that has passed through the micropores is not hydrophilic. The porous membrane 2b may be brought into contact with water. That is, the water-permeable carrier 5 in the present invention includes those subjected to such processing.

また、微生物を担持しうる透水性の担体5として、不織布ないしは不織布を起毛処理したものを用いることもできる。   Moreover, as the water-permeable carrier 5 capable of supporting microorganisms, a nonwoven fabric or a material obtained by raising a nonwoven fabric can be used.

さらに、親水性の非多孔性膜2bの表面を起毛処理して、当該起毛部に微生物を担持させるようにしてもよい。この場合には、当該起毛部が、微生物を担持しうる透水性の担体5として機能する。   Further, the surface of the hydrophilic non-porous film 2b may be raised to carry microorganisms on the raised portion. In this case, the raised portion functions as a water-permeable carrier 5 that can carry microorganisms.

このように、担体5を親水性の非多孔性膜2bの外側表面に備えることで、水田等の水分の多い土地や多雨多湿な気候の土地のように地下水の流速が定常的に速い場所や、梅雨の時期などにおける頻繁な降雨等により地下水の流速が一時的に速くなるような場合にも、担体5に固定した微生物は流され難くなる。また、排水中等においても、微生物が担体5に固定され、拡散し難くなる。したがって、あらゆる環境下において、特定の微生物の活性を長期に亘って持続できると共に制御し易くなる。   Thus, by providing the carrier 5 on the outer surface of the hydrophilic non-porous membrane 2b, a place where the flow rate of groundwater is constantly high, such as a land with a lot of water such as a paddy field or a land with a wet and humid climate, Even when the flow rate of groundwater temporarily increases due to frequent rainfall during the rainy season, the microorganisms fixed to the carrier 5 are difficult to be washed away. Further, even during drainage, microorganisms are fixed to the carrier 5 and are difficult to diffuse. Accordingly, the activity of a specific microorganism can be maintained over a long period of time and easily controlled under any environment.

担体5は、親水性の非多孔性膜2b表面に例えば接着等により備えてもよいし、親水性容器6の周縁部をヒートシールして備えるようにしてもよい。また、担体5は非多孔性膜の表面全体に備えるようにしても良いし、一部に備えるようにしてもよい。   The carrier 5 may be provided on the surface of the hydrophilic non-porous film 2b by adhesion, for example, or the peripheral edge of the hydrophilic container 6 may be heat sealed. Moreover, the support | carrier 5 may be provided in the whole surface of a non-porous film | membrane, and may be provided in a part.

ここで、担体5は、保護材としても機能する。即ち、担体5を備えることにより、親水性の非多孔性膜2bを外部衝撃などによる損傷から防ぐことが可能となる。また、担体5を光硬化性樹脂のようにそれ自体強度の高い高分子として筒状、鞘状に形成することで、疎水性袋4及び親水性袋5の膨らみを防止できるので、電子供与体供給装置1のコンパクト化を図る上で好ましい。この場合には、疎水性袋4及び親水性袋5が膨らむことなく、その厚さを制限して疎水性袋4及び親水性袋5の厚さを薄くすることができ、処理槽などの閉鎖空間に収めるときの充填密度を高められると共に、外部衝撃からも保護することが可能となる。   Here, the carrier 5 also functions as a protective material. That is, by providing the carrier 5, it is possible to prevent the hydrophilic non-porous film 2b from being damaged by an external impact or the like. Further, since the carrier 5 is formed as a high-strength polymer such as a photocurable resin in a cylindrical shape or a sheath shape, the swelling of the hydrophobic bag 4 and the hydrophilic bag 5 can be prevented. It is preferable when the supply device 1 is made compact. In this case, the hydrophobic bag 4 and the hydrophilic bag 5 are not inflated, and the thickness of the hydrophobic bag 4 and the hydrophilic bag 5 can be reduced by restricting the thickness thereof. It is possible to increase the packing density when stored in the space and to protect from external impacts.

また、担体5は補強材としても機能する。即ち、疎水性袋4に充填された電子供与体物質3の重みにより疎水性袋4及び親水性袋5がちぎれたり、破れたりするのを防止できる。   The carrier 5 also functions as a reinforcing material. That is, it is possible to prevent the hydrophobic bag 4 and the hydrophilic bag 5 from being broken or torn due to the weight of the electron donor material 3 filled in the hydrophobic bag 4.

勿論、担体5とは別に保護材や補強材を設けるようにしてもよい。   Of course, a protective material and a reinforcing material may be provided separately from the carrier 5.

以上のように構成された電子供与体供給装置1は、水と接触させたときにのみその周囲に電子供与体物質3を徐放できる。したがって、水が存在し、微生物の活性の制御を必要とする環境に配置するだけで、自然界に存在する様々な微生物あるいは担体5等を利用して予め固定された微生物の活性を自律的に制御して、微生物を活用できる。しかも、電子供与体供給装置1は、水と接触させないときには袋の周囲に電子供与体物質3を徐放しない。つまり、微生物の活性の制御が必要な状況下でのみ電子供与体物質3を徐放させることができ、微生物の活性の制御を必要としない流通過程等において電子供与体物質3を無駄に消費することがない。また、電子供与体物質3の無駄な揮散を最小限に抑えることができることから、環境汚染を誘発を抑えることができる。   The electron donor supply device 1 configured as described above can gradually release the electron donor substance 3 around it only when it is brought into contact with water. Therefore, by simply placing it in an environment where water is present and it is necessary to control the activity of microorganisms, the activity of microorganisms fixed in advance using various microorganisms or carriers 5 etc. existing in nature is autonomously controlled. Thus, microorganisms can be utilized. Moreover, the electron donor supply device 1 does not release the electron donor material 3 around the bag when it is not in contact with water. In other words, the electron donor substance 3 can be released slowly only under the circumstances where the control of the microorganism activity is required, and the electron donor substance 3 is wasted in a distribution process that does not require the control of the microorganism activity. There is nothing. In addition, since unnecessary volatilization of the electron donor substance 3 can be minimized, the induction of environmental pollution can be suppressed.

本発明の電子供与体供給装置1は、生物学的処理により排水を処理する排水処理槽に浸漬するだけで、電子供与体物質3を必要とする微生物に電子供与体物質3を供給して活性化させ、排水処理を行うことができる。例えば、脱窒菌により排水中の硝酸イオンや亜硝酸イオンを低減する生物学的脱窒処理において、脱窒菌に対して電子供与体物質3を供給することができる。しかも、本実施形態のように、全面を親水性の非多孔性膜2bで構成した親水性袋5の内側に、全面を疎水性を有する非多孔性膜2aで形成した疎水性袋4を密封して用いる場合には、水に浸漬している親水性の非多孔性膜2bの面積に応じて、電子供与体物質3の単位時間当たりの供給量を制御できると共に、水に浸漬していない部分からは電子供与体物質3の透過が抑えられるので、電子供与体物質3を微生物の活性化のために用いることができ、電子供与体物質3の無駄な消費を抑えることができる。例えば、図3に示すように、電子供与体供給装置1を排水に浮かせ、片面のみを排水と接触した状態とすれば、排水と接触した片面のみから電子供与体物質3の透過が起こり、もう片方の面からは電子供与体物質3の透過は低く抑えられる。しかも、この場合には、水面から露出している部分から電子供与体供給装置1の電子供与体物質3の残量を確認しやすい。また、図4に示すように、電子供与体供給装置1の底部に錘19を設け、錘19の重さにより水に浸漬している袋の面積を制御することにより、電子供与体物質3の供給量を制御することも可能である。しかも、この場合には、電子供与体供給装置1に充填されている電子供与体物質3の残量が少なくなるにつれて、電子供与体供給装置1が少しずつ沈んでいくので、電子供与体供給装置1の水への浸漬状態を観察することによって、電子供与体物質3の残量を確認することができる。   The electron donor supply device 1 according to the present invention is activated by supplying the electron donor substance 3 to microorganisms that require the electron donor substance 3 only by immersing it in a wastewater treatment tank for treating wastewater by biological treatment. Wastewater treatment can be performed. For example, the electron donor material 3 can be supplied to the denitrifying bacteria in a biological denitrifying treatment that reduces nitrate ions and nitrite ions in the wastewater by denitrifying bacteria. In addition, as in the present embodiment, the hydrophobic bag 4 formed with the non-porous membrane 2a having the entire hydrophobic surface is sealed inside the hydrophilic bag 5 having the entire surface formed with the hydrophilic non-porous membrane 2b. In the case where it is used, the supply amount per unit time of the electron donor material 3 can be controlled according to the area of the hydrophilic non-porous membrane 2b immersed in water, and it is not immersed in water. Since the permeation of the electron donor material 3 is suppressed from the part, the electron donor material 3 can be used for activating the microorganism, and wasteful consumption of the electron donor material 3 can be suppressed. For example, as shown in FIG. 3, if the electron donor supply device 1 is floated on the drainage and only one side is in contact with the drainage, the electron donor substance 3 permeates from only one side in contact with the drainage. From one side, the transmission of the electron donor material 3 is kept low. In addition, in this case, it is easy to check the remaining amount of the electron donor material 3 of the electron donor supply device 1 from the portion exposed from the water surface. Further, as shown in FIG. 4, a weight 19 is provided at the bottom of the electron donor supply device 1, and the area of the bag immersed in water is controlled by the weight of the weight 19. It is also possible to control the supply amount. In addition, in this case, as the remaining amount of the electron donor material 3 filled in the electron donor supply device 1 decreases, the electron donor supply device 1 gradually sinks. The remaining amount of the electron donor substance 3 can be confirmed by observing the immersion state of 1 in water.

尚、水表面の近傍は湿度が高く、この影響により親水性の非多孔性膜2bのバリア性が低下する場合がある。このような場合には、水に浸漬させない部分を例えば不織布等により覆うことにより、親水性の非多孔性膜2bのバリア性の低下を防ぐことが好適である。   In addition, the vicinity of the water surface is high in humidity, and the barrier property of the hydrophilic non-porous film 2b may be lowered due to this influence. In such a case, it is preferable to prevent a decrease in the barrier property of the hydrophilic non-porous membrane 2b by covering the portion that is not immersed in water with, for example, a nonwoven fabric or the like.

また、本発明の電子供与体供給装置1は、環境汚染物質により汚染されている除染対象領域に配置するだけで、除染対象領域に含まれている水により、または降雨等による自然散水やスプリンクラー等による人工散水により、親水性の非多孔性膜2bを水と接触させて、電子供与体物質3を必要とする微生物に電子供与体物質3を供給して活性化させ、環境浄化を行うことができる。   In addition, the electron donor supply device 1 of the present invention is disposed only in the decontamination target area contaminated with the environmental pollutant, and the water contained in the decontamination target area or by natural water sprinkling due to rainfall or the like. The hydrophilic non-porous membrane 2b is brought into contact with water by artificial watering using a sprinkler or the like, and the electron donor material 3 is supplied to and activated by microorganisms that require the electron donor material 3, thereby purifying the environment. be able to.

以下に、環境浄化方法について具体例を挙げて説明する。図5に除染対象領域から硝酸イオン、亜硝酸イオンを除去する場合の本発明の電子供与体供給装置1の使用状態を示す。電子供与体供給装置1は、例えば疎水性を有する非多孔性膜であるポリエチレンにより構成された疎水性袋4の外側表面の全面に親水性の非多孔性膜であるポリビニルアルコールを備え、疎水性袋4には電子供与体物質3として例えばアルコールが充填され、電子供与体供給装置1の上部には、電子供与体物質3を余分に貯めておくためのタンク状の貯留部4’を形成し、貯留部4’には電子供与体物質3を補給するための供給部7を備えるようにする。そして、貯留部4’と供給部7は地上に出しておき、他の部分は土壌中に埋設する。そして、地上の貯留部4’に残留する電子供与体物質3の量を監視して、供給部7から随意にあるいは定期的に電子供与体物質3を補給するようにする。土壌に埋設されている電子供与体供給装置1からは、袋が水と接触したときにのみ電子供与体物質3が供給され、電子供与体供給装置1の近傍に存在する土壌中の微生物、例えば脱窒菌13を活性化させることができる。   Below, a specific example is given and demonstrated about the environmental purification method. FIG. 5 shows a use state of the electron donor supply device 1 of the present invention when nitrate ions and nitrite ions are removed from the decontamination target region. The electron donor supply device 1 includes, for example, polyvinyl alcohol, which is a hydrophilic nonporous film, on the entire outer surface of a hydrophobic bag 4 made of polyethylene, which is a nonporous film having hydrophobicity, and is hydrophobic. The bag 4 is filled with, for example, alcohol as the electron donor material 3, and a tank-shaped reservoir 4 ′ for storing the electron donor material 3 is formed in the upper portion of the electron donor supply device 1. The storage unit 4 ′ is provided with a supply unit 7 for replenishing the electron donor substance 3. And the storage part 4 'and the supply part 7 are taken out on the ground, and other parts are embed | buried in soil. Then, the amount of the electron donor material 3 remaining in the ground storage unit 4 ′ is monitored, and the electron donor material 3 is replenished optionally or periodically from the supply unit 7. From the electron donor supply device 1 embedded in the soil, the electron donor material 3 is supplied only when the bag comes into contact with water, and microorganisms in the soil existing in the vicinity of the electron donor supply device 1, for example, Denitrifying bacteria 13 can be activated.

したがって、化学肥料の過剰施肥により土壌に蓄積している電子供与体供給装置1の近傍の硝酸イオン14や亜硝酸イオン14’が効率よく無害な窒素ガス15に変換される。つまり、本発明の電子供与体供給装置1を土壌に埋設することにより、その近傍に存在する土壌中の微生物群のうちの電子供与体物質3を必要とする微生物を選択的に活性化させて機能させることができる。微生物は土壌中に棲息しているものを利用しても良いが、予め選択培養された微生物を担体5に固定した状態で、親水性袋5の表面あるいは土壌中の電子供与体供給装置1の近傍に別途に埋設させて利用するようにしてもよい。また、チューブ状にして先端を尖らせた電子供与体供給装置1を農作物の根の付近に差し込むことにより、化学肥料が過剰に供給されることによる農作物の生育不良の防止などにも利用できる。尚、地上に露出する貯留部4’は、水との接触を防ぐためのバリア層を設けて、降雨等による水の接触により電子供与体物質3が貯留部4から透過しないようにすることが好ましい。勿論、電子供与体物質3を透過させることのない膜により貯留部4’を別体として形成し、これを疎水性袋4に接続して、疎水性袋4内に電子供与体物質3を供給できるようにしてもよい。   Therefore, nitrate ions 14 and nitrite ions 14 ′ in the vicinity of the electron donor supply device 1 accumulated in the soil due to excessive fertilization of chemical fertilizer are efficiently converted into harmless nitrogen gas 15. That is, by embedding the electron donor supply device 1 of the present invention in soil, microorganisms that require the electron donor substance 3 among the microorganism groups in the soil present in the vicinity thereof are selectively activated. Can function. Although microorganisms living in the soil may be used, the microorganisms preliminarily selected and cultured are fixed to the carrier 5 and the surface of the hydrophilic bag 5 or the electron donor supply device 1 in the soil. It may be used by being buried separately in the vicinity. Further, by inserting the electron donor supply device 1 having a tube shape with a sharp tip into the vicinity of the root of the crop, it can be used for preventing poor growth of the crop due to excessive supply of chemical fertilizer. The reservoir 4 ′ exposed to the ground is provided with a barrier layer for preventing contact with water so that the electron donor substance 3 does not permeate from the reservoir 4 due to water contact due to rain or the like. preferable. Of course, the reservoir 4 ′ is formed as a separate body by a film that does not allow the electron donor material 3 to permeate, and is connected to the hydrophobic bag 4 to supply the electron donor material 3 into the hydrophobic bag 4. You may be able to do it.

使用場所は、化学肥料が過剰施肥されている土壌等の農地に限定されるものではなく、としては、家畜糞尿の廃棄場等、アンモニアや亜硝酸イオン、硝酸イオンが地下水中に多く含まれている可能性のある工場跡地などが挙げられる。また、汚泥中に埋設して、汚泥中の微生物を活性化させて汚染物質の除去を促すようにしてもよい。この方法により、土壌や地下水などからアンモニアや亜硝酸イオン、硝酸イオンを除去することで、生活用水の大部分を地下水に依存している土地などでは、より安全な生活用水の提供を実現できるし、さらには、世界的に深刻な問題である自然界への窒素負荷に対する対策として非常に有用である。   The place of use is not limited to agricultural land such as soil that is over-fertilized with chemical fertilizers, such as a waste disposal site for livestock manure, which contains a lot of ammonia, nitrite ions, and nitrate ions in the groundwater. For example, there is a factory site that may have been. Alternatively, it may be embedded in sludge to activate microorganisms in the sludge to promote removal of the pollutants. By removing ammonia, nitrite ions, and nitrate ions from soil and groundwater by this method, it is possible to provide safer water for daily use in places that rely on groundwater for the majority of domestic water. Furthermore, it is very useful as a countermeasure against nitrogen load on the natural world, which is a serious problem worldwide.

また、本発明の電子供与体供給装置1は、生物学的処理によりガス状アンモニアを除去する装置に使用することもできる。図6にガス状アンモニアを除去する装置における本発明の電子供与体供給装置1の使用状態を示す。ガス状アンモニア除去装置20は、ガス状アンモニアを導入するガス導入部27と、ガス導入部27から導入されたガス状アンモニアに水を接触させてアンモニア含有水を得る散水手段と、ガス状アンモニアと接触させた水を接触させて水に含まれているアンモニウムイオンを分解処理する微生物処理領域28とを含み、散水手段は、循環タンク24に貯留されている水25を汲み上げる散水ポンプ21と、散水ポンプ21により汲み上げた水を通過させる配管22と、水25を下方に散水するための散水管23より構成される。   Moreover, the electron donor supply device 1 of the present invention can also be used in an apparatus for removing gaseous ammonia by biological treatment. FIG. 6 shows a use state of the electron donor supply device 1 of the present invention in an apparatus for removing gaseous ammonia. The gaseous ammonia removing device 20 includes a gas introducing unit 27 for introducing gaseous ammonia, a watering means for bringing water into contact with the gaseous ammonia introduced from the gas introducing unit 27 to obtain ammonia-containing water, gaseous ammonia, A microbial treatment region 28 for decomposing ammonium ions contained in the water by bringing the water in contact therewith, and the watering means includes a watering pump 21 that pumps up the water 25 stored in the circulation tank 24, and watering It comprises a pipe 22 through which the water pumped up by the pump 21 passes and a sprinkling pipe 23 for sprinkling water 25 downward.

ガス状アンモニアは、ガス導入部27からガス状アンモニア除去装置20内に導入される。尚、本実施形態では、ガス導入部27を散水ノズル23の直下に設けているが、ガス状アンモニアは空気より軽いので、微生物処理領域28の下にガス導入部27を設けて、ガス状アンモニアを装置20内の上方に拡散させる場合もある。次に、循環タンク24内の水25は、散水ポンプ21により汲み上げられ、配管22を通って、散水管23から散水される。散水された水25は、装置20内に導入されたガス状アンモニアと接触してこれを溶解し、ガス状アンモニアをアンモニウムイオンに変換して、微生物処理領域28と接触する。   Gaseous ammonia is introduced into the gaseous ammonia removal device 20 from the gas introduction unit 27. In the present embodiment, the gas introduction part 27 is provided immediately below the watering nozzle 23. However, since gaseous ammonia is lighter than air, the gas introduction part 27 is provided under the microorganism treatment region 28 to provide gaseous ammonia. May be diffused upward in the apparatus 20. Next, the water 25 in the circulation tank 24 is pumped up by the watering pump 21, passes through the pipe 22, and is sprinkled from the watering pipe 23. The sprinkled water 25 comes into contact with and dissolves gaseous ammonia introduced into the apparatus 20, converts the gaseous ammonia into ammonium ions, and comes into contact with the microorganism treatment region 28.

微生物処理領域28には、アンモニア酸化菌と脱窒菌が存在し、この領域内に本発明の電子供与体供給装置1を配置する。微生物処理領域28におけるアンモニア酸化菌またはアンモニア酸化菌と亜硝酸酸化菌および脱窒菌の存在のさせ方は特に限定されないが、例えば、前述した担体5に担持させてもよいし、多孔質体などを用いてもよい。電子供与体供給装置1の配置の仕方も脱窒菌に電子供与体物質3を供給できるのであれば特に限定されない。また、亜硝酸酸化菌をさらに存在させてもよい。   In the microorganism treatment area 28, ammonia oxidizing bacteria and denitrifying bacteria exist, and the electron donor supply device 1 of the present invention is disposed in this area. Although there are no particular limitations on how ammonia-oxidizing bacteria or ammonia-oxidizing bacteria, nitrite-oxidizing bacteria, and denitrifying bacteria are present in the microbial treatment region 28, for example, the carrier 5 may be supported, or a porous body may be used. It may be used. The arrangement of the electron donor supply apparatus 1 is not particularly limited as long as the electron donor substance 3 can be supplied to the denitrifying bacteria. Further, nitrite oxidizing bacteria may be further present.

水25に含まれているアンモニウムイオンは、アンモニア酸化菌により亜硝酸イオンに酸化され、亜硝酸酸化菌も存在する場合は硝酸イオンにまで酸化される。そして、アンモニア酸化菌により生成された亜硝酸イオンと亜硝酸酸化菌により生成された硝酸イオンは、脱窒菌により窒素ガスに還元される。したがって、ガス状アンモニア除去装置20により、ガス状アンモニアを除去して脱臭すると共に無害化することができる。また、水25と微生物処理領域28が接触することで、微生物処理領域内に存在している微生物への水の供給と本発明の電子供与体供給装置1への水の供給が同時に行われて電子供与体供給装置1から電子供与体物質3が脱窒菌に供給される。微生物処理領域28を通過した水25は、循環タンク24に戻る。この際、除去されなかったアンモニウムイオンが循環タンク24内に混入して、pHを上昇させる虞があるので、給水手段26を設けて、循環タンク24内の水25を希釈して、pHを一定値に保つようにしている。   Ammonium ions contained in the water 25 are oxidized to nitrite ions by ammonia oxidizing bacteria, and are also oxidized to nitrate ions when nitrite oxidizing bacteria are also present. And the nitrite ion produced | generated by ammonia oxidizing bacteria and the nitrate ion produced | generated by the nitrite oxidizing bacteria are reduced to nitrogen gas by denitrifying bacteria. Therefore, the gaseous ammonia removing device 20 can remove the gaseous ammonia to deodorize it and make it harmless. Further, when the water 25 and the microorganism treatment region 28 are in contact with each other, the water supply to the microorganisms existing in the microorganism treatment region and the water supply to the electron donor supply device 1 of the present invention are simultaneously performed. The electron donor material 3 is supplied from the electron donor supply device 1 to the denitrifying bacteria. The water 25 that has passed through the microorganism treatment region 28 returns to the circulation tank 24. At this time, ammonium ions that have not been removed may enter the circulation tank 24 and raise the pH. Therefore, a water supply means 26 is provided to dilute the water 25 in the circulation tank 24 to keep the pH constant. I try to keep the value.

また、本発明の電子供与体供給装置1は、目的とする成分の除去に有効な微生物を固定した担体11をその周りに配置し、バイオリアクターとして用いることができる。図7に本発明の電子供与体供給装置1の周りに目的とする成分の除去に有効な微生物を固定した担体11を配置してバイオリアクターとして用いる一例を示す。尚、この実施形態では、微生物としてアンモニア酸化菌と脱窒菌を用いた場合を例に挙げて説明するが、限られるものではなく、これらの菌以外にも、目的の成分を除去可能な微生物を用いれば、アンモニアや硝酸イオン、亜硝酸イオンなどの窒素化合物以外の成分を除去可能となる。   Moreover, the electron donor supply device 1 of the present invention can be used as a bioreactor by arranging a carrier 11 on which microorganisms effective for removing a target component are fixed. FIG. 7 shows an example in which a carrier 11 fixed with microorganisms effective for removing a target component is arranged around the electron donor supply device 1 of the present invention and used as a bioreactor. In this embodiment, the case where ammonia-oxidizing bacteria and denitrifying bacteria are used as microorganisms will be described as an example. However, the present invention is not limited to these microorganisms. If used, components other than nitrogen compounds such as ammonia, nitrate ions and nitrite ions can be removed.

図7に示すバイオリアクター9は、担体11により形成された袋の内側の空間12に本発明の電子供与体供給装置1を収容して構成されている。担体11により形成された袋は、アンモニア酸化菌および脱窒菌を担持させた担体11を不織布10の袋の内側の面あるいは表側の面に塗布して、不織布10の袋を補強構造物として一定の形態を保つようにしている。そして、袋の内側の空間12に本発明の電子供与体供給装置1を収容して用いる。担体11としては、電子供与体供給装置1の表面に備えられる担体5と同じ素材を用いることができる。尚、担体11の補強のための素材は、不織布に限定されるものではなく、例えばナイロンネットなどを用いることもできる。   A bioreactor 9 shown in FIG. 7 is configured by accommodating the electron donor supply device 1 of the present invention in a space 12 inside a bag formed by a carrier 11. The bag formed of the carrier 11 is coated with the carrier 11 carrying ammonia oxidizing bacteria and denitrifying bacteria on the inner surface or the front surface of the nonwoven fabric 10 so that the nonwoven fabric 10 bag is fixed as a reinforcing structure. I try to keep the form. And the electron donor supply apparatus 1 of this invention is accommodated and used for the space 12 inside a bag. As the carrier 11, the same material as the carrier 5 provided on the surface of the electron donor supply device 1 can be used. The material for reinforcing the carrier 11 is not limited to the nonwoven fabric, and for example, a nylon net can be used.

アンモニア酸化菌と脱窒菌は、従来この種の分野で知られているものが使用できるが、より具体的には、例えば、アンモニア酸化菌としては、Nitrosomonas europaea NBRC-14298、Nitrosomonas europaea、 N.marina、Nitrosococcus oceanus、 N.mobilis、Nitrosospira briensis、Nitrosolobus multiformis、Nitrosovibrio tenuis、脱窒菌としては、Paracoccus denitrificans、Paracoccus denitrificans、Alcaligenes eutrophus、 A. faecalis、Alcaligenes sp.Ab-A-1、Ab-A-2、G-A-2-1(FERM P-13862、P-13860、P-13861)、Pseudomonas denitrificansなどを挙げることができる。 As ammonia-oxidizing bacteria and denitrifying bacteria, those conventionally known in this type of field can be used. More specifically, for example, ammonia-oxidizing bacteria include Nitrosomonas europaea NBRC-14298, Nitrosomonas europaea, N. * , Nitrosococcus oceanus * , N.mobilis, Nitrosospira briensis, Nitrosolobus multiformis, Nitrosovibrio tenuis, and denitrifying bacteria include Paracoccus denitrificans, Paracoccus denitrificans, Alcaligenes eutrophus, A. faecalis, Alcaligenes sp. 2, GA-2-1 (FERM P-13862, P-13860, P-13861) * , Pseudomonas denitrificans and the like.

尚、亜硝酸酸化菌をさらに担持してもよい。亜硝酸酸化菌としては、従来この種の分野で知られているものが使用できるが、より具体的には、例えば、Nitrobacter winogradskyi 、N. hamburgensis、Nitrospina gracilis、Nitrococcus mobilis、Nitrospira marinaなどを挙げることができる。 In addition, you may further carry | support nitrite oxidation bacteria. As the nitrite oxidizing bacteria, those conventionally known in this kind of field can be used, and more specifically, for example, Nitrobacter winogradskyi, N. hamburgensis, Nitrospina gracilis * , Nitrococcus mobilis * , Nitrospira marina *, etc. Can be mentioned.

尚、上記においてを付した菌株は海水の処理にのみ適用できる菌株であり、それ以外は淡水の処理にのみ適用できる菌株である。N.europaeaとN.winogradskyiは淡水で用いることのできるものと海水で用いることができるものが存在する。寄託番号が付された菌株は、出願人により寄託済の菌株である。これらの菌株は単独で担体に固定してもよいし、同種あるいは異種の菌株を併用して固定してもよい。 Note that the strains marked with * in the above are strains that can be applied only to seawater treatment, and the other strains can be applied only to freshwater treatment. N.europaea and N.winogradskyi can be used both in fresh water and in sea water. The strain to which the deposit number is attached is a strain deposited by the applicant. These strains may be fixed to the carrier alone, or may be fixed in combination with the same or different strains.

アンモニア酸化菌は好気条件下においてアンモニア(アンモニウムイオン)を亜硝酸イオンに変換(酸化)し、脱窒菌は嫌気条件下において硝酸イオンや亜硝酸イオンを窒素ガスに変換(還元)する。即ち、アンモニア酸化菌を好気性条件下で機能させることで、アンモニアを亜硝酸イオンに変換して悪臭を抑えることができる。また、脱窒菌を嫌気性条件下で機能させることで、硝酸イオンと亜硝酸イオンが無害な窒素ガスに変換される。これらの菌を組み合わせて用いることで、アンモニアと硝酸イオン、亜硝酸イオンが除去可能になる。即ち、担体11にアンモニア酸化菌と脱窒菌の双方を担持した場合、アンモニア酸化菌に対して酸素を供給すると、脱窒菌はバイオリアクター内の好適な領域、即ち、酸素が供給されている位置から離れた嫌気性領域に局所的に偏在して脱窒を行う。尚、亜硝酸酸化菌は亜硝酸イオンを硝酸イオンに酸化する微生物であり、この菌を担持させることで、脱窒反応がより効率的に起こるようになる。   Ammonia-oxidizing bacteria convert (oxidize) ammonia (ammonium ions) to nitrite ions under aerobic conditions, and denitrifying bacteria convert (reducing) nitrate ions and nitrite ions to nitrogen gas under anaerobic conditions. That is, by causing ammonia oxidizing bacteria to function under aerobic conditions, ammonia can be converted into nitrite ions to suppress malodor. In addition, nitrate ions and nitrite ions are converted into harmless nitrogen gas by allowing the denitrifying bacteria to function under anaerobic conditions. By using these bacteria in combination, ammonia, nitrate ions, and nitrite ions can be removed. That is, when both ammonia-oxidizing bacteria and denitrifying bacteria are supported on the carrier 11, when oxygen is supplied to the ammonia-oxidizing bacteria, the denitrifying bacteria are removed from a suitable region in the bioreactor, that is, the position where oxygen is supplied. Denitrification is locally distributed in a remote anaerobic region. Nitrite-oxidizing bacteria are microorganisms that oxidize nitrite ions to nitrate ions. By supporting these bacteria, denitrification reaction occurs more efficiently.

以上のように構成されたバイオリアクター9によれば、例えば、袋の内側の空間12に水が供給されたときに、電子供与体物質3が袋の内側の空間12に漏れ出し、担体11の袋内で拡散しながら電子供与体物質3を必要とする微生物即ち脱窒菌が存在している面に均一に供給される。即ち、電子供与体供給装置1と担体11とに水を供給するだけで、微生物が活動しやすい水環境が形成されると共に、電子供与体物質3を自律的に均一かつ緩やかな徐放性をもって微生物に供給することが可能となる。このバイオリアクター9は、電子供与体供給装置1を袋の内側の空間12に収容して用いるように構成されているので、密封した電子供与体物質3を使いきったときには、電子供与体物質3が密封された新しい電子供与体供給装置1と交換することで持続的に被処理領域中のアンモニアや硝酸イオン、亜硝酸イオンを窒素に変えて除去することができる。   According to the bioreactor 9 configured as described above, for example, when water is supplied to the space 12 inside the bag, the electron donor substance 3 leaks into the space 12 inside the bag, and the carrier 11 While being diffused in the bag, the electron donor material 3 is uniformly supplied to the surface on which microorganisms that require the electron donor material 3, that is, denitrifying bacteria exist. That is, only by supplying water to the electron donor supply device 1 and the carrier 11, a water environment in which microorganisms are likely to be active is formed, and the electron donor material 3 is autonomously and uniformly and gradually released. It becomes possible to supply microorganisms. The bioreactor 9 is configured so that the electron donor supply device 1 is accommodated and used in the space 12 inside the bag. Therefore, when the sealed electron donor material 3 is used up, the electron donor material 3 is used. By replacing with a new electron donor supply device 1 sealed with ammonia, ammonia, nitrate ions and nitrite ions in the region to be treated can be continuously changed to nitrogen and removed.

また、このバイオリアクター9は、上述した排水処理槽、除染対象領域並びにガス状アンモニアの除去装置に用いることができるのは勿論のこと、大気中で用いることもできる。例えば、袋の内側の空間12に水を注ぐことにより電子供与体供給装置1と担体11の双方に同時に水が供給される。そして、この水が尽きて乾燥するまでは電子供与体物質3の供給が起こるので、微生物を機能させることが可能である。   In addition, the bioreactor 9 can be used in the above-described waste water treatment tank, decontamination target region, and gaseous ammonia removal apparatus, as well as in the atmosphere. For example, water is simultaneously supplied to both the electron donor supply device 1 and the carrier 11 by pouring water into the space 12 inside the bag. Since the supply of the electron donor material 3 occurs until the water is exhausted and dried, it is possible to make the microorganisms function.

尚、担体11としては上述した吸水性ポリマーを用いることが好ましい。この場合には、担体11の保水力がより高まる。また、大気中にバイオリアクター9を置いて大気中から目的とする成分を除去しようとするときに、大気中に存在する目的の化合物が、担体11に含まれる水に溶け込むことで除去されるようになる。例えば、アンモニアガスを除去する場合には、前記バイオリアクター9の担体11の表面にアンモニアガスが付着した際に、アンモニアガスがアンモニウムイオンに変換されやすくなり、アンモニアガス除去効率を上昇させることが可能となる。また、固定化した微生物は、乾燥に弱い虞があるため、大気中で用いる場合には、定期的に給水することが必要である。しかし、吸水性ポリマーを用いることで給水の手間を非常に軽くできる。また、土壌や地下水などで用いた場合にも、水分を効率良く吸収、保水して環境汚染物質を長期間除去し続けることが可能となる。   In addition, it is preferable to use the water-absorbing polymer described above as the carrier 11. In this case, the water retention capacity of the carrier 11 is further increased. Further, when the bioreactor 9 is placed in the atmosphere to remove the target component from the atmosphere, the target compound existing in the atmosphere is removed by dissolving in the water contained in the carrier 11. become. For example, when removing ammonia gas, when ammonia gas adheres to the surface of the carrier 11 of the bioreactor 9, the ammonia gas is easily converted into ammonium ions, and the ammonia gas removal efficiency can be increased. It becomes. Moreover, since the immobilized microorganisms may be vulnerable to drying, when used in the air, it is necessary to supply water periodically. However, the use of the water-absorbing polymer can greatly reduce the labor of water supply. In addition, even when used in soil, groundwater, etc., it is possible to efficiently absorb and retain water and continue to remove environmental pollutants for a long period of time.

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。   The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、上述の実施形態においては、疎水性容器4が親水性容器6に密封され、疎水性を有する非多孔性膜2aと親水性の非多孔性膜2bとがほぼ密着した状態を例に挙げて説明したが、このような形態に限定されるものではない。例えば、図8に示すように、疎水性を有する非多孔性膜2aと親水性の非多孔性膜2bとを密着させずに、疎水性を有する非多孔性膜2aと親水性の非多孔性膜2bとの間に、疎水性を有する非多孔性膜2aから透過した電子供与体物質3が滞留する空間10を設けるようにしてもよい。この場合には、親水性の非多孔性膜2bを水と接触させたときに、滞留空間10に滞留している電子供与体物質3が親水性の非多孔性膜2bを即時的に透過した後、滞留空間10に滞留している電子供与体物質3の量の減少に伴って、電子供与体物質3を疎水性を有する非多孔性膜2aの分子透過性能に支配される速度で微生物に供給することが可能となる。つまり、滞留空間10の体積に応じて電子供与体物質3の滞留量が変化するので、親水性の非多孔性膜2bが水に接触した直後に電子供与体物質3を即時的に供給したい場合、例えば、大量の微生物群に即時的に電子供与体物質3を供給して活性化させたい場合には、その量を空間部分の体積により制御することが可能となる。つまり、滞留空間10の体積に応じて電子供与体物質3の滞留量が変化するので、親水性の非多孔性膜2bが水に接触した直後に電子供与体物質3を即時的に供給したい場合には、その量を空間部分の体積により制御することが可能となる。尚、図8に示す電子供与体供給装置1は、疎水性を有する非多孔性膜2aと親水性の非多孔性膜2bを周縁部のみを接着あるいは溶着して空間を設けるようにしているが、疎水性を有する非多孔性膜2aと親水性の非多孔性膜2bとの間に空間を設けるようにして、疎水性容器4を親水性容器6により密封するようにしてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the hydrophobic container 4 is sealed in the hydrophilic container 6 and the hydrophobic non-porous film 2a and the hydrophilic non-porous film 2b are almost in close contact with each other. However, the present invention is not limited to such a form. For example, as shown in FIG. 8, the hydrophobic nonporous membrane 2a and the hydrophilic nonporous membrane 2b are not brought into close contact with each other, and the hydrophobic nonporous membrane 2a and the hydrophilic nonporous membrane are not adhered to each other. You may make it provide the space 10 in which the electron donor substance 3 permeate | transmitted from the nonporous film | membrane 2a which has hydrophobicity retains between the film | membrane 2b. In this case, when the hydrophilic nonporous membrane 2b is brought into contact with water, the electron donor substance 3 staying in the staying space 10 immediately permeates the hydrophilic nonporous membrane 2b. Thereafter, as the amount of the electron donor material 3 staying in the staying space 10 decreases, the electron donor material 3 is transferred to the microorganism at a speed controlled by the molecular permeation performance of the hydrophobic non-porous membrane 2a. It becomes possible to supply. That is, since the retention amount of the electron donor material 3 changes according to the volume of the retention space 10, the electron donor material 3 is to be supplied immediately after the hydrophilic non-porous film 2b comes into contact with water. For example, when it is desired to instantly supply and activate the electron donor substance 3 to a large number of microorganism groups, the amount can be controlled by the volume of the space portion. That is, since the retention amount of the electron donor material 3 changes according to the volume of the retention space 10, the electron donor material 3 is to be supplied immediately after the hydrophilic non-porous film 2b comes into contact with water. The amount can be controlled by the volume of the space portion. In the electron donor supply device 1 shown in FIG. 8, a non-porous membrane 2a having hydrophobicity and a hydrophilic non-porous membrane 2b are bonded or welded only at the peripheral edge to provide a space. Alternatively, the hydrophobic container 4 may be sealed with the hydrophilic container 6 so that a space is provided between the hydrophobic non-porous film 2a and the hydrophilic non-porous film 2b.

また、疎水性を有する非多孔性膜2aと親水性の非多孔性膜2bとを接着させた二層構造膜を用いてもよい。例えば、加熱して流動性を持たせたホットメルト接着剤(オレフィン系接着剤:例えば、ポリエチレンを主成分として、エチレン酢酸ビニルを混入したもの)を疎水性を有する非多孔性膜2aまたは親水性の非多孔性膜2bの一面に塗布し、ホットメルト接着剤が硬化するまでの時間内に疎水性を有する非多孔性膜2aと親水性の非多孔性膜2bとを貼り合わせることにより行うことができる。また、疎水性を有する非多孔性膜2aと親水性の非多孔性膜2bとの貼り合わせは、全面で行ってもよいし、周縁部のみで行ってもよい。   Alternatively, a two-layer structure film in which a non-porous film 2a having hydrophobicity and a hydrophilic non-porous film 2b are bonded may be used. For example, a non-porous membrane 2a having a hydrophobic property or a hydrophilic property using a hot melt adhesive (olefin-based adhesive: for example, having polyethylene as a main component and ethylene vinyl acetate mixed) heated to have fluidity It is applied to one surface of the non-porous film 2b, and the hydrophobic non-porous film 2a and the hydrophilic non-porous film 2b are bonded together within the time until the hot melt adhesive is cured. Can do. Further, the bonding of the hydrophobic non-porous film 2a and the hydrophilic non-porous film 2b may be performed on the entire surface or only on the peripheral edge.

尚、疎水性を有する非多孔性膜2aと親水性の非多孔性膜2bとを貼り合わせる方法は上述のホットメルト接着剤を用いた方法には限定されず、ホットメルト接着剤以外の接着剤や、両面テープ等を用いることにより、疎水性を有する非多孔性膜2aと親水性の非多孔性膜2bとを貼り合わせるようにしてもよい。   In addition, the method of bonding the non-porous membrane 2a having hydrophobicity and the hydrophilic non-porous membrane 2b is not limited to the method using the hot melt adhesive described above, and an adhesive other than the hot melt adhesive is used. Alternatively, a hydrophobic non-porous film 2a and a hydrophilic non-porous film 2b may be bonded together by using a double-sided tape or the like.

さらに、上述の実施形態では、1つの親水性容器6により1つの疎水性容器4を密封するようにしているが、図14に示すように、1つの親水性容器6により複数の疎水性容器4を密閉するようにしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, one hydrophobic container 4 is sealed by one hydrophilic container 6, but a plurality of hydrophobic containers 4 are formed by one hydrophilic container 6, as shown in FIG. May be sealed.

また、上述の実施形態では、親水性容器6により疎水性容器4を密封した電子供与体供給装置1をそのまま水と接触させるようにしているが、使用する際に親水性の非多孔性膜2bを取り除き、疎水性容器4の疎水性を有する非多孔性膜2aを露出させてから使用するようにしてもよい。即ち、電子供与体供給装置1の流通過程において、あるいは長期保存を要する場合にのみ疎水性容器4の疎水性を有する非多孔性膜2a部分の外側を親水性の非多孔性膜2bで覆うようにして、使用する段階で親水性の非多孔性膜2bを取り除くようにしてもよい。例えば、疎水性を有する非多孔性膜2aを覆う親水性の非多孔性膜2bをはがして使用するようにしてもよい。また、図14に示す電子供与体供給装置1の場合には、親水性容器6から複数の疎水性容器4を取り出して使用するようにしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the electron donor supply device 1 in which the hydrophobic container 4 is sealed with the hydrophilic container 6 is brought into contact with water as it is. However, when used, the hydrophilic non-porous film 2b is used. May be used after the non-porous membrane 2a having hydrophobicity in the hydrophobic container 4 is exposed. That is, the hydrophobic non-porous membrane 2a is covered with the hydrophilic non-porous membrane 2b outside the hydrophobic container 4 only during the distribution process of the electron donor supply device 1 or when long-term storage is required. Thus, the hydrophilic non-porous film 2b may be removed at the stage of use. For example, the hydrophilic non-porous film 2b covering the non-porous film 2a having hydrophobicity may be peeled off and used. In the case of the electron donor supply apparatus 1 shown in FIG. 14, a plurality of hydrophobic containers 4 may be taken out from the hydrophilic container 6 and used.

さらに、本発明の微生物への電子供与体供給装置1は、電子供与体物質3を導入する手段を備えて、電子供与体物質3を外部から補充可能とするようにしてもよい。例えば、図9に示すように、電子供与体物質3を導入する手段は、疎水性容器4の縁の一部に電子供与体物質3を注入する供給部7を設けて、さらに図10に示すようにノズルないしパイプ8を装着する構造でも良いし、容器4と一体となったノズルないしパイプ8のようなものでも良い。図10に示す微生物への電子供与体供給装置1は、容器4の縁に設けられた供給部7に装着された供給ノズル8あるいは疎水性容器4と一体となった供給ノズル8と、電子供与体物質3’を貯留するタンク18とをチューブ17などで連結し、必要に応じて電子供与体物質3’を補充可能としている。この場合、タンク18と容器4とはチューブ17を介して連通されているので、タンク18内に電子供与体物質3を貯蔵しておけば、疎水性容器4内の電子供与体物質3が減少してきたときに、電子供与体物質3’をタンク18と疎水性容器4の圧力差により補充できる。尚、疎水性容器4は供給部7あるいはノズル8を設けているので厳密な意味での密封構造ではないが、供給ノズル8内がタンク18から供給される電子供与体物質3’で満たされている状態では、電子供与体物質3’の液面がシールとなって容器4内は事実上密封状態にある。このため、容器4内の電子供与体物質3が供給部7やノズル8を通って漏れ出ることはない。尚、図9及び図10では、疎水性を有する非多孔性膜2aと親水性の非多孔性膜2bとを貼り合わせた形態としているが、これには限定されず、供給部7を除いた疎水性容器4を親水性容器6で密封する形態としてもよい。   Furthermore, the electron donor supply device 1 to the microorganism of the present invention may be provided with means for introducing the electron donor material 3 so that the electron donor material 3 can be replenished from the outside. For example, as shown in FIG. 9, the means for introducing the electron donor material 3 is provided with a supply unit 7 for injecting the electron donor material 3 into a part of the edge of the hydrophobic container 4, and further shown in FIG. A structure in which the nozzle or pipe 8 is mounted may be used, or a nozzle or pipe 8 integrated with the container 4 may be used. An electron donor supply apparatus 1 for microorganisms shown in FIG. 10 includes a supply nozzle 8 attached to a supply unit 7 provided at an edge of a container 4 or a supply nozzle 8 integrated with a hydrophobic container 4 and an electron donation. A tank 18 for storing the body material 3 ′ is connected by a tube 17 or the like so that the electron donor material 3 ′ can be replenished as necessary. In this case, since the tank 18 and the container 4 are communicated with each other via the tube 17, if the electron donor material 3 is stored in the tank 18, the electron donor material 3 in the hydrophobic container 4 is reduced. At this time, the electron donor material 3 ′ can be replenished by the pressure difference between the tank 18 and the hydrophobic container 4. The hydrophobic container 4 is not provided with a sealing structure in a strict sense because the supply unit 7 or the nozzle 8 is provided. However, the supply nozzle 8 is filled with the electron donor substance 3 ′ supplied from the tank 18. In this state, the liquid level of the electron donor material 3 ′ becomes a seal and the inside of the container 4 is practically sealed. For this reason, the electron donor substance 3 in the container 4 does not leak through the supply unit 7 or the nozzle 8. 9 and 10, the non-porous membrane 2a having hydrophobicity and the hydrophilic non-porous membrane 2b are bonded together, but the present invention is not limited to this, and the supply unit 7 is excluded. The hydrophobic container 4 may be sealed with the hydrophilic container 6.

また、本発明の電子供与体供給方法は、上述の実施形態で説明した袋による形態に限定されるものではない。例えば、図11に示すように、排水処理槽30内を疎水性を有する非多孔性膜2aにより2つの領域に区画し、一方の領域30aに電子供与体物質3を入れて蓋をして密封し、疎水性を有する非多孔性膜2aのもう一方の領域30b側の面に親水性の非多孔性膜2bを備えて、被処理水31が流入してきたときにのみ微生物32への電子供与体物質3の供給が起こるようにしてもよい。   Moreover, the electron donor supply method of the present invention is not limited to the form by the bag described in the above embodiment. For example, as shown in FIG. 11, the inside of the waste water treatment tank 30 is divided into two regions by a non-porous membrane 2a having hydrophobicity, and the electron donor substance 3 is put in one region 30a and sealed with a lid. In addition, the hydrophilic nonporous membrane 2b is provided on the surface of the nonporous membrane 2a having hydrophobicity on the other region 30b side, and electrons are supplied to the microorganisms 32 only when the water to be treated 31 flows in. The supply of the body material 3 may occur.

以下実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
各種非多孔性膜を用いて袋を形成し、その中にエタノールを密封した場合の大気中におけるエタノールの透過量を測定した。
Example 1
Bags were formed using various non-porous membranes, and the amount of ethanol permeated in the atmosphere when ethanol was sealed therein was measured.

以下に示す(1)〜(7)の非多孔性膜により50mm×50mmの大きさの袋を作製し、袋の中にエタノール(和光純薬工業製、99.5%)を5mL密封した。
(1):0.03mm厚のPVA膜(商品名:ビニロンフィルム VF−L、クラレ社製)
(2):0.03mm厚のPE膜(ミポロンフィルム、ミツワ(株)製)
(3):0.05mm厚のPE膜(ミポロンフィルム、ミツワ(株)製)
(4):0.075mm厚のEVA膜(商品名:農POフィルム、昭和パックス社製)
(5):0.03mm厚のEVOH膜(商品名:エバールフィルム EF−HS、クラレ社製)
(6):0.015mm厚のPLA膜(商品名:テラマック、ユニチカ製 TF−15、二軸延伸処理品)
(7):0.035mm厚のPLA膜(商品名:テラマック、ユニチカ製 TF−35、二軸延伸処理品)
A bag having a size of 50 mm × 50 mm was prepared using the non-porous membranes (1) to (7) shown below, and 5 mL of ethanol (Wako Pure Chemical Industries, 99.5%) was sealed in the bag.
(1): 0.03 mm thick PVA membrane (trade name: Vinylon film VF-L, manufactured by Kuraray Co., Ltd.)
(2): 0.03 mm thick PE film (Mipolon film, manufactured by Mitsuwa Corporation)
(3): 0.05 mm thick PE film (Mipolon film, manufactured by Mitsuwa Corporation)
(4): 0.075 mm thick EVA membrane (trade name: Agricultural PO film, Showa Pax)
(5): 0.03 mm thick EVOH film (trade name: Eval film EF-HS, manufactured by Kuraray Co., Ltd.)
(6): 0.015 mm thick PLA film (trade name: Terramac, TF-15 manufactured by Unitika, biaxially stretched product)
(7): 0.035 mm thick PLA film (trade name: Terramac, unitika TF-35, biaxially stretched product)

上記(1)により作製した袋をサンプルAと呼ぶ。   The bag produced by (1) above is referred to as Sample A.

上記(2)により作製した袋をサンプルBと呼ぶ。   The bag produced by (2) above is referred to as Sample B.

上記(3)により作製した袋をサンプルDと呼ぶ。   The bag produced by (3) above is referred to as Sample D.

サンプルDを上記(1)により形成した袋に密封したものを、サンプルCと呼ぶ。   What sealed the sample D in the bag formed by said (1) is called the sample C. FIG.

上記(4)により作製した袋をサンプルEと呼ぶ。   The bag produced by (4) above is referred to as Sample E.

サンプルEを上記(1)により形成した袋に密封したものを、サンプルFと呼ぶ。   What sealed the sample E in the bag formed by said (1) is called the sample F. FIG.

上記(5)により作製した袋をサンプルGと呼ぶ。   The bag produced by the above (5) is referred to as sample G.

上記(6)により作製した袋をサンプルHと呼ぶ。   The bag produced by (6) above is referred to as Sample H.

上記(7)により作製した袋をサンプルIと呼ぶ。   The bag produced by (7) above is referred to as Sample I.

尚、PVA(ポリビニルアルコール)は親水性の非多孔性膜であり、PE(ポリエチレン)は疎水性を有する非多孔性膜であり、EVOH(エチレンビニルアルコール共重合体)は親水性と疎水性を有する双方の性質を併せ持つ非多孔性膜である。また、EVA(エチレン酢酸ビニル共重合体)はPEとEVOHの中間の性質を有する非多孔性膜である。また、PLAは、ポリ乳酸膜である。   PVA (polyvinyl alcohol) is a hydrophilic non-porous film, PE (polyethylene) is a non-porous film having hydrophobicity, and EVOH (ethylene vinyl alcohol copolymer) is hydrophilic and hydrophobic. It is a non-porous film having both properties. EVA (ethylene vinyl acetate copolymer) is a non-porous film having intermediate properties between PE and EVOH. PLA is a polylactic acid film.

尚、使用したEVA膜は酢酸ビニルが12モル%(エチレンが88モル%)とした。また、EVOH膜はビニルアルコールが53モル%(エチレンが47モル%)とした。   The EVA membrane used was 12 mol% vinyl acetate (88 mol% ethylene). Further, the EVOH film was 53 mol% vinyl alcohol (47 mol% ethylene).

上記サンプルA〜Iのそれぞれを、シリカゲルを置いて湿度を低下させた30℃の大気中に静置し、経過日数に対して袋の重さを測定することにより袋からのエタノールの透過量を評価した。   Each of the samples A to I is left in an atmosphere of 30 ° C. where the humidity is lowered by placing silica gel, and the amount of ethanol permeated from the bag is measured by measuring the weight of the bag with respect to the number of days elapsed. evaluated.

実験結果を図12に示す。図12において、●はサンプルAの実験結果を示し、■はサンプルBの実験結果を示し、□はサンプルCの実験結果を示し、▲はサンプルDの実験結果を示し、◆はサンプルEの実験結果を示し、◇はサンプルFの実験結果を示し、▼はサンプルGの実験結果を示し、○はサンプルHの実験結果を示し、◎はサンプルIの実験結果を示している。   The experimental results are shown in FIG. In FIG. 12, ● represents the experimental result of sample A, ■ represents the experimental result of sample B, □ represents the experimental result of sample C, ▲ represents the experimental result of sample D, and ◆ represents the experimental result of sample E The result shows the experimental result of sample F, the symbol ▼ shows the experimental result of sample G, the symbol ◯ shows the experimental result of sample H, and the symbol ◎ shows the experimental result of sample I.

非多孔性膜をPVA膜とした場合(●:サンプルA)には、実験開始から7日間経過後に至るまで袋の重量の変動は見られなかった。また、エタノールを密封した袋をPVA膜の袋で密封した場合(□:サンプルC、◇:サンプルF)にも、実験開始から7日間経過後に至るまで袋の重量の変動は見られなかった。さらに、PLA膜によりエタノールを密封した場合(○:サンプルH、◎:サンプルI)も、実験開始から2日間は重量の変動が全く見られなかった。   When the non-porous membrane was a PVA membrane (●: Sample A), no change in bag weight was observed until 7 days after the start of the experiment. In addition, when the ethanol-sealed bag was sealed with a PVA membrane bag (□: Sample C, ◇: Sample F), no change in the weight of the bag was observed until 7 days after the start of the experiment. Further, when ethanol was sealed with a PLA membrane (◯: Sample H, ◎: Sample I), no change in weight was observed for two days from the start of the experiment.

一方、非多孔性膜をPE膜(■:サンプルB、▲:サンプルD)、EVA膜(◆:サンプルE)及びEVOH膜(▼:サンプルG)とした場合には袋の重量が徐々に低下していくことが確認された。また、袋の重量の低下速度はPE膜を用いた袋が最も遅く、次に、EVA膜を用いた袋が遅く、EVOH膜を用いた袋が最も速いことがわかった。即ち、疎水性を有する非多孔性膜に親水性の性質を付加することにより、エタノール等の電子供与体物質の透過速度を高めることができることがわかった。   On the other hand, when the non-porous membrane is a PE membrane (■: Sample B, ▲: Sample D), EVA membrane (◆: Sample E) and EVOH membrane (▼: Sample G), the weight of the bag gradually decreases. It has been confirmed that Moreover, it was found that the rate of weight reduction of the bag was the slowest for the bag using the PE film, the slow for the bag using the EVA film, and the fastest for the bag using the EVOH film. That is, it was found that the permeation rate of an electron donor substance such as ethanol can be increased by adding a hydrophilic property to a non-porous membrane having hydrophobicity.

また、0.03mm厚のPE膜を用いた袋(■:サンプルB)と比較して0.05mm厚のPE膜を用いた袋(▲:サンプルD)の方が袋の重量の低下速度が若干小さくなった。したがって、非多孔性膜の膜厚を薄くすることで、エタノール等の電子供与体物質の透過速度を高めることができることがわかった。   In addition, a bag using a 0.05 mm thick PE film (▲: sample D) has a lower rate of weight reduction than a bag using a 0.03 mm thick PE film (■: sample B). Slightly smaller. Therefore, it was found that the permeation rate of an electron donor substance such as ethanol can be increased by reducing the thickness of the non-porous film.

以上の結果から、大気中においては、親水性の非多孔性膜であるPVA膜がエタノールの透過を防ぐことが明らかとなり、少なくとも0.03mmの厚さの膜を用いれば、エタノールの透過の防止機能を十分に発揮しうることが明らかとなった。一方、PE膜、EVA膜及びEVOH膜を用いた場合には、大気中においてもエタノールの透過が徐々に起こることが明らかとなった。   From the above results, it is clear that the PVA membrane, which is a hydrophilic non-porous membrane, prevents the permeation of ethanol in the atmosphere. If a membrane having a thickness of at least 0.03 mm is used, the permeation of ethanol is prevented. It became clear that it could fully function. On the other hand, when PE film, EVA film and EVOH film were used, it became clear that permeation of ethanol gradually occurred even in the atmosphere.

さらに、大気中においては、PLA膜がエタノールの透過を防ぐことが明らかとなり、少なくとも0.015mmの厚さの膜を用いれば、エタノールの透過の防止機能を十分に発揮しうることが明らかとなった。   Furthermore, in the atmosphere, it becomes clear that the PLA film prevents the permeation of ethanol, and it is clear that the use of a film having a thickness of at least 0.015 mm can sufficiently exert the function of preventing the permeation of ethanol. It was.

(実施例2)
各種非多孔性膜を用いて袋を形成し、その中にエタノールを密封した場合の水中におけるエタノールの透過量を測定した。
(Example 2)
Bags were formed using various non-porous membranes, and the amount of ethanol permeated in water when ethanol was sealed therein was measured.

実験に使用するサンプルは、実施例1で作製したサンプルA、B、C、D、E、G、H及びIとした。   Samples used in the experiment were Samples A, B, C, D, E, G, H, and I prepared in Example 1.

これらサンプルをそれぞれビーカー内に入れた300mLの蒸留水(0.02%NaN)に浸漬し、経過時間に対する蒸留水のTOC濃度を測定して袋からのエタノールの透過量を評価した。TOC濃度は燃焼−赤外線式全有機炭素分析計(TOC−650、東レエンジニアリング製)により測定した。また、蒸留水の温度は30℃とし、実験中は水を撹拌し続けた。 Each of these samples was immersed in 300 mL of distilled water (0.02% NaN 3 ) placed in a beaker, and the TOC concentration of distilled water with respect to the elapsed time was measured to evaluate the amount of ethanol permeated from the bag. The TOC concentration was measured by a combustion-infrared total organic carbon analyzer (TOC-650, manufactured by Toray Engineering). The temperature of distilled water was 30 ° C., and the water was continuously stirred during the experiment.

結果を図13に示す。図13において、●はサンプルAの実験結果を示し、■はサンプルBの実験結果を示し、□はサンプルCの実験結果を示し、▲はサンプルDの実験結果を示し、▼はサンプルGの実験結果を示し、○はサンプルHの実験結果を示し、◎はサンプルIの実験結果を示している。   The results are shown in FIG. In FIG. 13, ● indicates the experimental result of sample A, ■ indicates the experimental result of sample B, □ indicates the experimental result of sample C, ▲ indicates the experimental result of sample D, and ▼ indicates the experimental result of sample G The result indicates the experimental result of Sample H, and the symbol ◎ indicates the experimental result of Sample I.

何れのサンプルを用いた場合においても、エタノールの透過が確認されたが、エタノールの透過速度に違いが見られた。   When any sample was used, the permeation of ethanol was confirmed, but a difference was observed in the permeation rate of ethanol.

即ち、非多孔性膜をPVA膜とした場合(●:サンプルA)とした場合には、サンプルを水に浸漬するとエタノールが一気に放出される傾向があることが明らかとなった。また、非多孔性膜をEVOH膜(▼:サンプルG)とした場合についても、エタノールの透過速度が速い傾向があることが確認されたが、非多孔性膜をPVA膜とした場合よりは、エタノールの透過速度が遅かった。   That is, when the non-porous membrane is a PVA membrane (●: sample A), it has been clarified that ethanol tends to be released all at once when the sample is immersed in water. Also, when the non-porous membrane was an EVOH membrane (▼: Sample G), it was confirmed that the ethanol permeation rate tends to be high, but when the non-porous membrane was a PVA membrane, The permeation rate of ethanol was slow.

また、非多孔性膜をPE膜とした場合(■:サンプルB、▲:サンプルD)及びPLA膜とした場合(○:サンプルH、◎:サンプルI)には、実験開始から7日目までにかけてTOC濃度が徐々に増加している傾向が見られた。しかも、膜厚を厚くすることによって、TOC濃度の増加速度が遅くなる傾向がPE膜を用いた場合及びPLA膜を用いた場合の双方で確認されたことから、膜厚を制御することによって、分子透過性能を制御できることが確認された。   When the non-porous membrane is a PE membrane (■: Sample B, ▲: Sample D) and PLA membrane (◯: Sample H, ◎: Sample I), from the start of the experiment to the seventh day There was a tendency for the TOC concentration to gradually increase over time. Moreover, by increasing the film thickness, the tendency that the increase rate of the TOC concentration is slow was confirmed both in the case of using the PE film and in the case of using the PLA film. It was confirmed that the molecular permeation performance can be controlled.

さらに、非多孔性膜をPE膜とした袋をPVA膜で覆った場合(□:サンプルC)と覆わなかった場合(▲:サンプルD)とを比較すると、実験結果がほぼ一致していることが確認された。このことから、PVA膜を水と接触させた場合には、PE膜のエタノール透過性に依存してエタノールが徐々に放出され、PVA膜はエタノールの透過速度に影響をほとんど与えないことが明らかとなった。   Furthermore, when the bag made of PE film as the non-porous film is covered with PVA film (□: Sample C) and not covered (▲: Sample D), the experimental results are almost the same. Was confirmed. From this, it is clear that when the PVA membrane is brought into contact with water, ethanol is gradually released depending on the ethanol permeability of the PE membrane, and the PVA membrane hardly affects the ethanol permeation rate. became.

以上の結果から、水と接触した状態においては、親水性の非多孔性膜であるPVA膜と比較して、疎水性を有する非多孔性膜の方がエタノール分子を透過する性能が低いことが明らかとなった。また、PE膜やPLA膜の膜厚が厚くなると、エタノール分子の透過性能が低下することが明らかとなり、膜厚を制御することによって、分子透過性能を適宜制御しうることが確認された。   From the above results, the hydrophobic non-porous membrane has a lower ability to permeate ethanol molecules than the PVA membrane, which is a hydrophilic non-porous membrane, in contact with water. It became clear. Moreover, it became clear that when the film thickness of the PE film or PLA film is increased, the permeation performance of ethanol molecules is lowered, and it was confirmed that the molecular permeation performance can be appropriately controlled by controlling the film thickness.

以上、実施例1及び実施例2の結果から、本発明の有効性が確認された。即ち、電子供与体物質が充填されている密封構造の容器と電子供与体供給領域との間に親水性の非多孔性膜を介在させることで、親水性の非多孔性膜が水と接触したときには、親水性の非多孔性膜のバリア性が低下し、疎水性を有する非多孔性膜部分を透過した電子供与体物質が親水性の非多孔性膜を透過し、親水性の非多孔性膜が水と接触しないときには、親水性の非多孔性膜のバリア性が発揮され、容器である親水性の非多孔性膜からの電子供与体物質の透過が大幅に抑制されることが明らかとなった。   As described above, the effectiveness of the present invention was confirmed from the results of Example 1 and Example 2. That is, a hydrophilic non-porous film is brought into contact with water by interposing a hydrophilic non-porous film between a sealed container filled with an electron donor substance and the electron donor supply region. Sometimes, the barrier property of the hydrophilic non-porous membrane is lowered, and the electron donor substance that has permeated the hydrophobic non-porous membrane portion permeates the hydrophilic non-porous membrane, and the hydrophilic non-porous membrane. When the membrane does not come into contact with water, the barrier property of the hydrophilic non-porous membrane is exhibited, and it is clear that permeation of the electron donor substance from the hydrophilic non-porous membrane as the container is greatly suppressed. became.

また、水と接触した状態における親水性の非多孔性膜の分子透過性能は、疎水性を有する非多孔性膜の分子透過性能よりも高く、電子供与体物質の供給速度は疎水性を有する非多孔性膜の分子透過性能に律速される。即ち、電子供与体物質の供給は疎水性を有する非多孔性膜の分子透過性能に支配される速度で行われることが明らかとなった。   In addition, the molecular permeation performance of the hydrophilic non-porous membrane in contact with water is higher than the molecular permeation performance of the non-porous membrane having hydrophobicity, and the supply rate of the electron donor substance is non-hydrophobic. It is limited by the molecular permeation performance of the porous membrane. That is, it has been clarified that the electron donor substance is supplied at a rate controlled by the molecular permeation performance of the hydrophobic non-porous membrane.

さらに、PLA膜は、大気中においては電子供与体物質の透過を防ぐバリア膜として機能し、水と接触させるとそのバリア性が低下して電子供与体物質をPLA膜の分子透過性能に支配される速度で緩やかに微生物に供給できることが明らかとなった。つまり、PLA膜を用いる場合には、疎水性を有する非多孔性膜と親水性の非多孔性膜を併用することなく、大気中におけるバリア性と水中における電子供与体物質透過機能を発揮することができることが明らかとなった。   Furthermore, the PLA film functions as a barrier film that prevents permeation of the electron donor substance in the atmosphere. When the PLA film is brought into contact with water, the barrier property is lowered and the electron donor substance is controlled by the molecular permeation performance of the PLA film. It was clarified that it can be slowly supplied to microorganisms at a high speed. In other words, when a PLA membrane is used, it exhibits a barrier property in the atmosphere and a function of transmitting an electron donor substance in water without using a hydrophobic non-porous membrane and a hydrophilic non-porous membrane in combination. It became clear that it was possible.

1 電子供与体供給装置
2 ポリ乳酸膜
2a 親水性の非多孔性膜
2b 疎水性を有する非多孔性膜
3 電子供与体物質
4 容器
5 担体
11 微生物を固定した担体
28 微生物領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electron donor supply apparatus 2 Polylactic acid film | membrane 2a Hydrophilic nonporous film | membrane 2b Nonporous film | membrane 3 which has hydrophobicity Electron donor substance 4 Container 5 Carrier | carrier 11 Carrier | carrier 28 which fixed microorganism 28 Microbe area | region

Claims (7)

微生物へのエネルギー源となる電子供与体物質と、疎水性を有する非多孔性膜を少なくとも一部に備える密封構造の容器と、親水性の非多孔性膜とを含み、前記容器内には前記電子供与体物質が充填され、前記容器の外側表面の少なくとも前記疎水性を有する非多孔性膜部分が前記親水性の非多孔性膜で覆われ
前記電子供与体物質は、前記疎水性を有する非多孔性膜と前記親水性の非多孔性膜とを腐食しない性質を持ち、且つ前記疎水性を有する非多孔性膜を透過でき、水と接触した状態の前記親水性の非多孔性膜を透過できる分子量及び性質を有するアルコール及び有機酸から選択され、
前記疎水性を有する非多孔性膜は、疎水性の非多孔性膜又は疎水性と親水性の双方の性質を併せ持つ非多孔性膜であることを特徴とする微生物への電子供与体供給装置。
An electron donor substance serving as an energy source for microorganisms, a sealed container having at least a part of a hydrophobic non-porous film, and a hydrophilic non-porous film, Filled with an electron donor substance, and at least the hydrophobic non-porous membrane portion of the outer surface of the container is covered with the hydrophilic non-porous membrane ;
The electron donor material has a property that does not corrode the hydrophobic non-porous film and the hydrophilic non-porous film, and can pass through the hydrophobic non-porous film and contact with water. Selected from alcohols and organic acids having a molecular weight and properties capable of permeating the hydrophilic non-porous membrane in the state of
Non-porous membrane having a hydrophobic, electron donor feed device to the microorganisms and non-porous membrane der wherein Rukoto having both non-porous membrane or both a hydrophobic nature and a hydrophilic hydrophobic .
請求項1に記載の電子供与体供給装置の周りに、微生物を担持しうる透水性の担体が配置されていることを特徴とする微生物への電子供与体供給装置。An electron donor supply apparatus for microorganisms, wherein a water-permeable carrier capable of supporting microorganisms is disposed around the electron donor supply apparatus according to claim 1. 生物学的処理により排水を処理する方法において、請求項1に記載の微生物への電子供与体供給装置を前記排水に浸漬し、前記電子供与体供給装置の周辺に存在する微生物に電子供与体物質を供給して活性化させることを特徴とする排水処理方法。A method for treating wastewater by biological treatment, wherein the electron donor supply device for microorganisms according to claim 1 is immersed in the wastewater, and the electron donor substance is applied to the microorganisms present around the electron donor supply device. Waste water treatment method characterized by supplying and activating. 請求項1に記載の微生物への電子供与体供給装置を除染対象領域に配置し、前記電子供与体供給装置の周辺に存在する微生物に電子供与体物質を供給して活性化させ、環境汚染物質を除去することを特徴とする環境浄化方法。An electron donor supply device for microorganisms according to claim 1 is disposed in a decontamination target region, and an electron donor substance is supplied to and activated by microorganisms existing in the vicinity of the electron donor supply device, thereby causing environmental pollution. An environmental purification method comprising removing a substance. ガス状アンモニアと水とを接触させて前記ガス状アンモニアを前記水に溶解させる第一の工程と、前記ガス状アンモニアと接触させた前記水をアンモニア酸化菌及び脱窒菌が存在している微生物領域に接触させる第二の工程とを含むガス状アンモニアの除去方法において、請求項1に記載の微生物への電子供与体供給装置を前記微生物領域に配置し、前記電子供与体供給装置の周辺に存在する脱窒菌に電子供与体物質を供給して活性化させることを特徴とするガス状アンモニアの除去方法。A first step of bringing gaseous ammonia and water into contact with each other to dissolve the gaseous ammonia in the water; and a microorganism region in which ammonia oxidizing bacteria and denitrifying bacteria are present in the water brought into contact with the gaseous ammonia. A method for removing gaseous ammonia comprising a second step of contacting with a microorganism, wherein the electron donor supply device for microorganisms according to claim 1 is disposed in the microorganism region and is present in the vicinity of the electron donor supply device. A method for removing gaseous ammonia, comprising activating a denitrifying bacterium by supplying an electron donor substance. 目的とする成分の除去に有効な微生物を固定した担体を、請求項1に記載の微生物への電子供与体供給装置の周りに配置し、前記担体と前記電子供与体供給装置に水を供給して目的とする成分の除去を行う方法。A carrier on which a microorganism effective for removing a target component is fixed is arranged around the electron donor supply device for the microorganism according to claim 1, and water is supplied to the carrier and the electron donor supply device. To remove the target component. 疎水性を有する非多孔性膜を少なくとも一部に備えるとともに微生物へのエネルギー源となる電子供与体物質が充填されている密封構造の容器の前記疎水性を有する非多孔性膜部分と、前記電子供与体物質を微生物に供給する対象となる電子供与体供給領域との間に親水性の非多孔性膜を介在させて前記容器の前記疎水性を有する非多孔性膜部分が前記電子供与体供給領域と直接接触するのを防ぎ、前記親水性の非多孔性膜を水と接触させて前記親水性の非多孔性膜のバリア性を低下させ、前記電子供与体物質を前記容器の前記疎水性を有する非多孔性膜の分子透過性能に支配される速度で前記電子供与体供給領域に供給し、The non-porous membrane portion having hydrophobicity in a sealed container having a hydrophobic non-porous membrane at least partially and filled with an electron donor substance serving as an energy source for microorganisms, and the electrons The hydrophobic non-porous membrane portion of the container is provided with the electron donor supply by interposing a hydrophilic non-porous membrane between the donor substance and the electron donor supply region to be supplied to the microorganism. Preventing direct contact with the region, contacting the hydrophilic non-porous membrane with water to reduce the barrier properties of the hydrophilic non-porous membrane, and allowing the electron donor material to become hydrophobic in the container Is supplied to the electron donor supply region at a rate governed by the molecular permeation performance of the non-porous membrane having
前記電子供与体物質は、前記疎水性を有する非多孔性膜と前記親水性の非多孔性膜とを腐食しない性質を持ち、且つ前記疎水性を有する非多孔性膜を透過でき、水と接触した状態の前記親水性の非多孔性膜を透過できる分子量及び性質を有するアルコール及び有機酸から選択され、The electron donor material has a property that does not corrode the hydrophobic non-porous film and the hydrophilic non-porous film, and can pass through the hydrophobic non-porous film and contact with water. Selected from alcohols and organic acids having a molecular weight and properties capable of permeating the hydrophilic non-porous membrane in the state of
前記疎水性を有する非多孔性膜は、疎水性の非多孔性膜又は疎水性と親水性の双方の性質を併せ持つ非多孔性膜であることを特徴とする微生物への電子供与体供給方法。The method for supplying an electron donor to a microorganism, wherein the non-porous membrane having hydrophobicity is a hydrophobic non-porous membrane or a non-porous membrane having both hydrophobic and hydrophilic properties.
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