JPH0156813B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明はイオウ酸化菌のイオウ資化能を利用し
て有機または無機のイオウ化合物を含有する気相
または液相からイオウ化合物を除去する方法に関
する。 〔従来の技術〕 イオウ酸化菌は土壌、海泥、酸を取り扱う鉱山
水、下水汚泥およびイオウ泉またはイオウ鉱床な
ど硫化水素が生成され、或いはイオウが沈積され
る環境下でその生存が認められている。イオウ酸
化菌は還元状態にあるイオウ化合物、例えば元素
イオウ、硫化物、チオ硫酸塩、多チオン酸塩、亜
硫酸塩などを酸化することによつてエネルギを得
て炭酸同化を営み、化学合成的無機栄養で増殖す
る細菌である。 一方、イオウまたはイオウ化合物は人間の生活
上、欠くことのできない重要な物質であつて、
種々の形で一般生活環境中に存在する。例えば、
医薬、農薬の合成原料、食品の芳香成分（ねぎ類
の香味、肉類の香味、洋芥子、わさび、大根おろ
し等の辛味成分）等の重要な要素となつている。
しかし、その反面、医薬、農薬その他工業薬品な
どの合成の際に副成して環境を汚染し、特に大気
汚染の主成分である亜硫酸ガスは法律上、排出ガ
ス規制を受け、或いは硫化水素、メルカプタン類
を含む排水、排出ガスは悪臭に関する法律の規制
下にある。また、食品の風味を害するイオウ成分
などもあり、人間の生活上有害もしくは不要のイ
オウ化合物も少なくない。これらの物質は微量の
存在でも不快臭を与え、衛生上重大な障害とな
り、製造される食品の味覚に影響を及ぼす。 イオウ酸化菌がイオウ化合物の酸化能力を有す
ることは古くから知られており、また、菌自体の
分類、代謝機構の解明などについては多数の学術
的研究がなされている。 このイオウ酸化菌の脱硫化作用を利用して有害
成分としてイオウ化合物を含む液体や被処理ガス
の脱臭や消臭を試みたものもあり、このような技
術として、例えば特開昭57−170181号公報による
「生物的脱臭装置」や特開昭60−25530号公報によ
る「消臭装置」が知られている。 〔発明が解決すべき課題〕 しかしながら、前者の脱臭装置で用いられてい
る硫黄バクテリアの固定床は『ハニカム材のよう
な適当な支持体』であり、後者が使用する硫黄酸
化菌の担体は『米ヌカ、オガクズ等の基材』であ
ることから、イオウ酸化菌をこれら担体に固定し
た状態で被処理ガスまたは液相に接触させ脱硫す
ると、次第に菌が退化して脱硫能力が低下してし
まつた。 この点、イオウ酸化菌に限らず微生物を固定化
する研究は数多く発表されており、とくに、酵素
触媒の製造として、酵素または酵素を含む細菌を
担体上に固定し、その触媒作用によつて目的物質
の生産に寄与させる方法が企業的に開発されてい
る。また、微生物を増殖状態で固定化する方法を
利用した発明として、特開昭60−54790号、特開
昭60−90096号、特開昭60−202794号等が提案さ
れている。しかし、これらの発明で用いられてい
る菌の固定化担体は、いずれも気相または液相を
効率よく脱硫化するのに必ずしも適したものでは
なく、担体の表面に菌が増殖することにより、目
づまりを生じて、被処理液体等が流れにくくなつ
たり、担体の形状が適当でないため被処理液体等
と接触する面積が限られているために処理効率が
劣るといつた問題があつた。 本発明者らは上記問題に鑑みて、イオウ酸化菌
の増殖固定化粒子の製造ならびにその効果を種々
研究した結果、優れた成果を得たものである。 本発明はイオウ酸化菌の固定に当たり菌が常に
増殖するような条件を確立し、生成する菌の増殖
固定化粒子が接触する気相または液相中で物理的
に安定であり、かつ包含されている微量の無機ま
たは有機のイオウ化合物を効率よく実質的に全て
除去（摂取）することができるイオウ酸化菌の脱
硫化方法を提案することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的は本発明にあつては、表面に多数のSi
−OH基を含む球状のシリカゲルにγ−アミノプ
ロピルトリエトキシシランを結合させ、これにイ
オウ酸化菌のアミノ基をリガンドさせて得たイオ
ウ酸化菌の増殖固定化粒子と有機または無機のイ
オウ化合物を含有する気相または液相とを接触さ
せることから成る気相または液相の脱硫化方法に
より、達成される。 〔作用〕 本発明に係るイオウ酸化菌の増殖固定化粒子が
有機または無機のイオウ化合物を含有する気相ま
たは液相と接触することにより、この増殖固定化
粒子に固定されているイオウ酸化菌の資化作用に
もとずいて、イオウ化合物の摂取とその酸化が行
われ、この過程で気相または液相のイオウ化合物
が実質的に除去される。 〔実施例〕 以下、本発明の好適な実施例を詳細に説明す
る。 〔〕 使用したイオウ酸化菌 イオウ酸化菌は、Thiobacillus thionovellus
（以下、T.T−ノベラスと称する）および
Thiobacillus thiooxidanse（T.T−オキシダン
スと称する）の２種である。。 T.T−ノベラスは好気性で独立栄養的であ
り、短桿0.4〜10×0.4〜4.0uｍの球状または長
円球状の細胞をもち、最適生育温度は30℃、最
適成育PHは7.0〜9.0で、成育範囲はPH5.0〜9.2
である。 T.T−オキシダンスも好気性で独立栄養的で
あり、短桿0.4〜1.0uｍ、最適生育温度28〜30
℃、生育範囲10〜37℃、最適成育PHは2.0〜3.5
で、成育範囲はPH0.5〜6.0である。 〔〕 菌株の寒天培地培養 １ T.T−ノベラスの培養 菌株を下記成分の培地に接種し、30℃±
2.0℃で培養を行い、1.5〜２か月毎に継代移
植を行つて保存する。 培地成分 （ｇ） （ｇ） ペプトン 5.0 アスパラギン酸 2.0 肉汁エキス 3.0 寒 天 15.0 NaCl 5.0 蒸 留 水 1000 PH6.0〜7.0に調整 ２ T.T−オキシダンスの寒天培地培養菌株を
下記成分の培地に接種し、30℃±2.0℃で静
置培養を行い、３〜４週間毎に継代移植を行
つて保存する。

〔発明の効果〕

以下、本発明によつて奏される効果を具体例に
よつて説明する。 実施例 １ T.T−ノベラス菌およびT.T−オキシダンス菌
の固定層カラムを第２図に示す実験装置を用いて
各種イオウ化合物を含む気体試料の酸化実験を行
つた。 (1) 試料ガス (イ) メチルメルカプタンガス： CH₃SH 濃度6.5ppm（空気で希釈） (ロ) 二酸化イオウガス： SO₂ 濃度6.5ppm（空気で希釈） (ハ) 硫化水素ガス： H₂S 濃度6.5ppm（空気で希釈） 濃度測定はガスクロマトグラフイを使用する。 (2) 試料ガスの増殖固定化粒子層の通ガス条件 温度（室温）10〜12℃、入口ガス濃度
6.5ppm、試料ガス流速４ml／分とし、試料の
通ガス時間は60時間で、10時間毎に出口ガス濃
度を測定して記録する。 (3) 実験に用いた固定化粒子 Ａ：T.T−ノベラスによるもの Ｂ：T.T−オキシダンスによるもの 実験１ 試料ガスに上記(イ)のメチルメルカプタンガスを
用い、上記条件で酸化実験を行つた。但し、各菌
の固定化増殖粒子がそれらの増殖固定化処理の時
間によつて粒子内および表面上に形成される菌体
の集積飽和程度を異にし、それによつて効果に差
異を生じさせることを予測実験で認めたので、カ
ラムに充填する固定化粒子を、処理時間30時間、
40時間及び90時間の３種に区分して脱硫試験を行
つた。 結果は次表の通りである。

【表】 通ガス時間60時間中、開始時期から中止時期を
通じて出口濃度は全く同一であり濃度の変動は見
られなかつた。この結果から、(A)，(B)の菌種によ
る偏差は殆ど見られない。また、何れの場合も、
30時間、40時間及び90時間の処理時間によつて、
それぞれの脱硫性能は約30％、75％および100％
となつており、90時間以上循環処理すれば固定化
は何れの菌種によつても飽和状態の増殖を示し、
メチルメルカプタン含有ガスは100％脱硫される
ことが判明した。 実験２ この実験では全て96時間循環処理した増殖固定
層を使用したほか、実験１と同じ条件で、(ロ)二酸
化イオウガスおよび(ハ)硫化水素ガスの酸化実験を
行つた。この実験においてもメチルメルカプタン
ガスの場合と同じく、通ガス時間60時間中、終始
出口濃度は常に０であり、100％酸化が行われる
ことが判つた。また、菌種による偏差も殆ど見ら
れなかつた。 通ガス条件として温度10〜12℃（室温）で実施
したが、菌が活性となる25〜30℃で通ガスすれば
更に良好な結果が期待できる。 実施例 ２ 第１図に示す実験装置を用いてアミノ酸溶液の
脱硫試験を行つた。このアミノ酸溶液は、17種の
アミノ酸が合計で19％、食塩20％を含むPH5.2の
水溶液であつて、イオン電極法によつて測定した
S^2-量は15.6ppmである。この溶液をフラスコ中
に200ml入れ、温度30℃、試料通液速度40ml／分
でカラムの固定化層を循環して通液させた。経時
的に液のS^2-を測定した結果、次表の結果を得た
た。表中のＡおよびＢの表示は、実験例１と同じ
である。

【表】 上表の結果から、S^2-15.6ppmのイオウ分を含
むアミノ酸水溶液は2.5時間で完全に脱硫される
ことが判つた。第３図はこの結果をグラフで示し
たものである。 本発明に使用するイオウ酸化菌の固定化増殖粒
子は比重が約2.3であり、物理的強度を有するも
のであるから、上記実験例では固定化粒子の固定
床を利用する方法について述べたが、周知の流動
床技術によつて流動反応器中でイオウ化合物を含
むガス相あるいは液相を処理しうることは当業者
に容易に理解される。 一般に、気相あるいは液相から微量のイオウ分
を除去することは困難とされており、本発明によ
り常温でガスまたは液体のPHが７以下で容易に操
作できることは極めて有利な方法であるといえ
る。しかも、イオウは菌の代謝に利用されるので
その効果は半永久的に期待できる。 特に、本発明にあつてはイオウ酸化菌の増殖固
定化粒子として表面に多数のSi−OH基を形成し
た球状シリカゲルを用いているから増殖固定化粒
子と被処理液等との接触面積を大きくすることが
できる。しかも、イオウ酸化菌の蚤白質とγ−
APESの末端アミノ基をリガンドさせているから
イオウ酸化菌は担体と強固に結びつけられおり、
担体上から容易に剥離することがない。したがつ
て、固定化されたイオウ酸化菌が増殖される条件
を完全に保持しながら、極めて効率よく脱硫化が
行われることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液相処理、第２図は気相
処理に使用される実験装置の概略図である。第３
図は本発明によるアミノ酸液の処理実験結果を通
液時間とアミノ酸液中のS^2-濃度の変化で示した
グラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 表面に多数のSi−OH基を含む球状のシリカ
   ゲルにγ−アミノプロピルトリエトキシシランを
   結合させ、これにイオウ酸化菌のアミノ基をリガ
   ンドさせて得たイオウ酸化菌の増殖固定化粒子
   と、有機または無機のイオウ化合物を含有する気
   相または液相とを接触させることから成る気相ま
   たは液相の脱硫化方法。