JPH02241510A

JPH02241510A - 水浄化用濾過材

Info

Publication number: JPH02241510A
Application number: JP1059694A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Kushioka; 串岡　良一; Yoshiyuki Miyagawa; 善行宮川; Takashi Ikeda; 敬池田
Original assignee: Duskin Co Ltd
Current assignee: Duskin Co Ltd
Priority date: 1989-03-14
Filing date: 1989-03-14
Publication date: 1990-09-26
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JP2798262B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は水浄化用濾過材に関するものであり、より詳細
には薬剤としても使用される生理作用のあるプロタミン
、その塩又はその誘導体を用いた水の浄化効果のある水
浄化用濾過材に関する。

〔従来技術〕

水槽等の水浄化処理システムとしては、水の腐敗、例え
ば藻及び細菌等の微生物の増殖をできるだけ防止するた
め、通常、除藻或いは藻の抗増殖処理及び抗菌処理がな
される。除藻或いは藻の抗増殖方法及び抗菌方法として
は、従来から殺菌剤等の化学薬品が直接水槽等に混入さ
れる。このような方法は水槽内に微生物以外の生物が存
在する場合には好ましくなく、また、化学薬品は経時的
にその効力が減衰してすぐに浄化能力を失う。

そこで、化学薬品によるこのような欠点を除（ため、最
近、高性能フィルター（ＨＥＰＡフィルター）を使用し
て、水槽内の除藻、除菌を行うことが考えられている。

更に、フィルターに付着する細菌の増殖を防止するため
、溶菌酵素等をフィルターに固定化したものが考えられ
ている（特開昭６Ｏ−４９７８５）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、高性能フィルターはそのポアサイズが小
さいため、藻が蓄積すると目詰まりする不具合がある。

また、溶菌酵素等をフィルターに固定したものから、フ
ィルターのポアサイズを若干大きくした滅菌フィルター
が容易に考案できるが、次のような問題がある。

（１）溶菌酵素は抗菌作用を有するが、藻等の増殖を防
止することができない。

（２）酵素は一般に失活し易く、フィルターの固定時に
容易に失活する虞があり、一定の性能を有した滅菌フィ
ルターが得にくい。

（３）酵素は経時的な失活があり、変性が起こり易い。

この為、フィルターの使用時に容易に性能低下が見られ
る。

本発明の目的は、このような事情に鑑みて成されたもの
で、藻等を含む微生物以外の生物に害を与えることなく
、実質的に除藻及び藻の抗増殖及び抗菌作用を有して微
生物に対する一定の浄化能力を有した水浄化用濾過材を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の水浄化用濾過材によれば、プロタミン、その塩
又はその誘導体を濾過材基体に保持して成ることを特徴
とするものである。

（作用〕本発明は濾過材にプロタミン、その塩又はその誘導体を
保持させることにより、藻等を含む微生物に対する浄化
能力が極めて優れた水浄化用濾過材が得られ、これを浄
化処理システムに使用することにより、従来達成できな
かった浄化システムの問題が一挙に解決できるという知
見に基づくものである。

プロタミンは分子量が５０００乃至１００００程度のタ
ンパク質であり、通常アルギニンを多く含むために塩基
性が強く塩としても精製される。

プロタミンの性質としては、出血を制御する薬や糖尿病
の治療に使用されるように生理活性作用があり、通常加
熱による凝固及び変性が起こり難い。

また、プロタミンは一般に高等動物に対しては毒性が見
られず、すい臓のプロタミン自身によって分解される。

本発明は上記知見に加えて、更にプロタミンから抗菌作
用以外に除藻及び藻の抗増殖作用を見い出したものであ
る。具体的には本発明はこのようなプロタミンの性質に
基づくものであり、従来の化学薬品及び酵素の使用とは
、次の点において大きく相違する作用がある。

プロタミン、その塩又はその誘導体を保持させた濾過材
は、後述する実施例に示されるように水中の藻の減少、
菌数の一時的な減少及び濁度の低減が見られることより
、除藻及び藻の抗増殖及び滅菌作用を有していることが
わかる。ここで濾過材にプロタミンを保持させるとは、
プロタミンを濾過材に完全に固定すること、及びプロタ
ミンは一旦濾過材に固定されるが徐々に放出される状態
（−時固定状態）に置くことも意味するものである。

プロタミンを濾過材に固定する場合には、従来の酵素の
固定化と同様に化学的結合法及び包括法等がこのましい
、化学的結合法では、プロタミンが多数の塩基を有する
ため、架橋剤等を用いて容易に濾過材に直接或いは間接
に結合することができる。また、包括法の場合において
は、結合剤或いは結着剤を用いて行うことができ、この
ような物理的な保持はプロタミンの除藻及び藻の抗増殖
作用等の低下を招く虞がない利点がある。

また、プロタミンは化学薬品のように低分子でないため
、濾過材に保持されやすく、またタンパク質としては比
較的低分子であり、従来の酵素等のように加熱によって
容易に失活することがない。

その上、プロタミン自身は凝固、変性が起こり雛く、経
時的に実質的な作用の低下はない、このような性質によ
り、結合剤の影響に基づくプロタミンの活性低下は、従
来の酵素はど考慮することがなく経時的にも安定である
。よって従来に比べて、簡単に結合剤を選択することが
でき、これは本発明においてプロタミンを使用した大き
な利点になっている。

更に、プロタミンは微生物以外の生物に対する毒性が殆
どなく、水槽内に魚類等の生物が存在していても何ら影
響を受けない、したがって、これも本発明の濾過材にプ
ロタミンを用いたときの大きな利点となっている。プロ
タミンは濾過付光たり０．１重量％以上の使用が好まし
く、その上限量はプロタミンの価格等を考慮して１０重
量％以下、更に好ましくは０．５乃至８重量％の範囲の
の使用が好ましい。

本発明に用いる濾過材基体は、繊維質、固形粒状物、及
びゲル等が適宜に使用できる。繊維質は天然繊維または
化学繊維或いはこれ等の混合物であってもよい、固形粒
状物は、砂、シリカアルミナ及び硝子等の珪素素材や、
その他の樹脂粒状物でもよい、特に、加工した多孔質シ
リカ、多孔質ガラス等の表面積の大きなものを用いると
よい。

また、実験或いは分析等で使用するセルロースゲル又は
その他の多糖体ゲル或いはそのアフィニテイゲル等を用
いることができる。

本発明の濾過材を使用する場合、濾過材に流す流体は浄
化液そのものを直接濾過材に還流させてもよく、また、
浄化液と相違する流体を濾過材に流通させてもよく、例
えば水中に濾過材を設置してエアレーションしてもよい
。

〔発明の好ましい実施態様〕

以下、本発明に係る好ましい実施態様を説明する。

二三叉まヱ本発明に使用されるプロタミンは、主に魚類から抽出し
たものであり、分子量が５０００乃至１００００程度で
、ＰＨＩＯ乃至１２の強塩基タンパク質である。また、
ここで使用されるプロタミンは複数の魚類に基づくプロ
タミンであってもよく、塩基性アミノ酸の分類において
、モノプロタミン、ジブロタミン、トリプロタミンの混
合組成物であってもよい、また、プロタミンは強塩基タ
ンパク質であるため、その塩として使用してもよく、ま
た、有機物と結合させた誘導体であってもよい。

プロタミンの除藻及び藻の抗増殖作用を発揮させるには
、濾過付光たり０．１重量％以上のプロタミンを濾過材
に保持させるのが好ましく、特に０゜５重量％以上が好
ましい、プロタミンの使用上限は化学薬品のように毒性
が殆どないので決める必要はあまりないが、プロタミン
の価格を考慮すれば１０重量％以下が好ましい。

便凪濾過林本発明に用いる濾過材基体は、繊維質、固形粒状物、及
びゲル等が適宜に使用できる。繊維質は天然繊維または
化学繊維或いはこれ等の混合物であってもよい、天然繊
維としては、具体的に綿、羊毛、絹、麻、その他のセル
ロース等の多糖体が挙げられる。また無機繊維としては
ガラス繊維、石綿等が挙げられる。

化学繊維としては、ポリ塩化ビニル系、ポリ塩化ビニリ
デン系、ポリアミド系、ポリビニルアルコール系、ポリ
エステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリ
アクリロニトリル系、フェノール系、テフロン系等の合
成繊維が挙げられる。

これらの繊維は織布、不織布として用いることもでき、
更に、ポアサイズを正確に揃えたフィルターとして使用
することができる。また、実験或いは分析等で使用する
セルロースゲル又はその他の多塘体ゲル或いはそのアフ
ィニテイゲル等として用いることができる。

固形粒状物は濾過床等に充填されて使用され、その素材
には、砂、シリカアルミナ及び硝子等の珪素素材や、そ
の他の樹脂粒状物が挙げられる。

特に、これらの材料は加工して工業的或いは実験的に使
用されている材料、例えば表面積の大きな多孔質シリカ
１多孔質ガラス等に加工して用いることができる。

ブ！ノ」≦グ乞葭定プロタミンを濾過材に固定する場合には、従来公知の酵
素の固定化と同様に化学的結合法及び包括法等が利用で
きる。

包括的な方法においては結合剤或いは結着剤等が使用さ
れ、結合剤等には一般に酵素等を包括固定するアクリル
アミド樹脂等が用いられる。また、プロタミンは結合剤
自身の毒性及びその溶剤の影響による変性或いは作用の
失活を殆ど考慮することを要しない、このため、結合剤
としては、溶剤に溶けた水不溶性樹脂を使用することが
でき、このような結合剤としては、ラッカー系塗料、シ
リコーン系、エポキシ系、合成ゴム系、アクリル系、セ
ルロース系、及び酢酸ビニル系等の接着剤、その他の樹
脂膜形成物等を挙げることができる。これ等の塗料は溶
剤の揮発と共に膜を形成し、プロタミンを濾過材表層部
に固定する。この固定は完全な固定である必要はなく、
プロタミンを一時的に固定して徐々に開放していくもの
であっても十分である。尚、このような物理的な保持は
プロタミンの除藻及び藻の抗増殖作用等の低下を招く戊
が全くない利点がある。

化学的結合法では、プロタミンが多数の塩基を有するた
め、架橋剤等を用いて容易に濾過材に直接或いは間接に
結合することができる。また、架橋剤及びその架橋方法
としては、既に酵素等の固定化法で知られた公知な物及
び方法を使用することができる。

濾１１ｊとむ１友汰本発明の濾過材を使用する場合、濾過材に流す流体は浄
化液そのものを直接濾過材に還流させてもよい０例えば
、水槽内、ポンプ、濾過材の充填カラム、水槽内といっ
た循環ラインを形成して、水槽内の水をライン内で循環
させて浄化をおこなってもよい。

また、浄化液と相違する流体を濾過材に流通させて間接
的に浄化を行ってもよい。例えば、水槽内の水中に濾過
材を設置して、濾過材にエアを送り込んでエアレーショ
ンしてもよい。

このような使用方法が出来るため、用途としては水道貯
水槽、高架水槽、プール、工業用水、農業用水、生活排
水等に活用でき、アオコ等の発生を防止できるものであ
る。また、水浄化用濾過材は藻等の微生物以外の生物に
安全であるため、養魚水槽、またはベット用の水槽等に
活用できる。

〔実施例〕

以下に実施例を示す。

（実施例１）第１図は実施例１に使用した水浄化実験装置であり、三
角フラスコ１のクロレラ溶液、ポンプ２、及び本発明の
濾過材３が充填されたカラム４が示されている。

３０Ｘ３０Ｃ１の綿繊維に硫酸プロタミン（和光純薬工
業株式会社製）０．５ｒをアクリル樹脂２０Ｐで固定し
て濾過材を得た。この濾過材をガラスカラム４（内径２
　ｃｔｓ　Ｘ長さ１５ｃｍ）に充填し、三角フラスコの
クロレラ培養溶液（１ｏ５乃至１０’　””／　−＋）
　’ｃ　４．２４２　Ｊａサセタ、二ｈヲ３００ｉ通過
毎に１０ｄ！ずつ無菌チューブに採取し、２５°Ｃで１
２時間おきに明所（約３０００ＬＵＸ）暗所に置き、２
ｉ！！間培養後の生育状態を調べた。生育ありを＋＋と
し、やや生育ありを十とし、生育なしを−として判定し
、その結果を表１に示した。

結果より、プロタミン処理カラムでは被浄化液を４２０
０ｄ流通させても十分に生育を阻止した。

（比較例１）綿繊維にプロタミンを使用しなかった以外、実施例１と
同様な装置を作成し、同様な操作を行って試験液を得た
。この試験液を実施例と同様に生育してその生育状態を
調べた。結果を表１に示した。４２００ａｄまで全てに
生育がみられた。

表１（実施例２乃至５、及び比較例２）第２図は実施例２乃至５の実験装置の概要図であり、ポ
ンプ５からはエアが送り出され、エアはホース６を介し
て水槽内７の水槽浄化用フィルター８に注入され、水槽
浄化用フィルター８は水中でエアレーシゴンにかけられ
る。

水槽浄化用フィルター８（水作株式会社；水作エイ）Ｓ
）の不織布表面に硫酸プロタミン（和光純薬工業株式会
社製）を含む塗料（ロックペイント株式会社；合成樹脂
塗料）１０Ｐを塗布した。

濾過付光たりの硫酸プロタミンの重量％は、５重量％を
実施例２とし、１重量％を実施例３とし、０．５重量％
を実施例４とし、０重量％を比較例２とした。尚、５重
量％プロタミン処理フィルターで後記説明するエアレー
ションしなかったものを実施例５とした。

水槽内に５１２の水道水を入れ、これに約１０７（ｃｅ
ｌｌ／、、）クロレラ溶液２５ａｊ！、腐敗水（実験室
にて自然腐敗した白濁水）１０ｄをいれた。ポンプを作
動させて４週間エアレーションさせた。

４週間後までの各水槽内における生菌数、濁度、及び実
施例１と同様に藻の生育状態を調べた。結果を表２．３
及び４に示す、　結果より、開始後４日迄は５乃至０．
５重量％硫酸プロタミン処理フィルターの水槽内には、
一般生菌の低下が見られ濁度もＯであった。藻の生育は
比較例２以外は生育がなかった。また、エアレーション
の実施をした場合の方が実施例５のしないものに比べて
菌の生育抑制効果が高く除藻も速やかであった。

表４　藻の生育（外、ｔｌり＋＋・・・生育あり十〜・・やや生育あり −・・・生育なし次に、各藻類に対する水浄化用濾過材の効果について調
べた。

（実施例６乃至９）実施例２乃至５で使用した第２図の概要装置を使用し、
水槽浄化用フィルター８内（水作株式会社；水作エイ）
Ｓ）の不織布表面に硫酸プロタミン（和光純薬工業株式
会社製）５重量％を含む塗料（ロックペイント株式会社
；合成樹脂塗料）ｌＯｒ５を塗布した。このフィルター
８を４個用意して、表５に示した名優の濃度が１０　’
　　（ｃｅｌｌ／ｍｌ）になるように調整した溶液５１
入りのそれぞれの水槽に設置した（実施例６乃至９）０
次に、照度２０００Ｌｕｘ（１２時間毎に明暗所に置く
）の環境、温度２５°Ｃの条件で、ポンプを作動させて
１力月間エアレーシッンさせた。そして、名優の生育状
況を観察した。その結果を表５に示した。

尚、対照（コントロール）として水槽にプロタミンなし
フィルター８を設置したものを用意した。

で無色透明になった。また、この時フィルター８内の不
織布は緑色に染まったが、１週間後に色は消えた。

この結果、各実施例の水槽内は、開始が数時間次に、粒
状物のフィルターによる水浄化用濾過材について実施を
行った。

（実施例１０）直径約２乃至３〜の小石５０ｇに５％硫酸プロタミンを
含むシリコン系接着剤１０ｇを塗布し乾燥させる。これ
を２００ａｅ三角フラスコに入れる。

この三角フラスコにクロレラ（１０’　ｃｅｌｌ／ｍｌ
　）を２０ｄ加え、１分間軽く震盪、５分間静置後に他
の容器に移す、この操作を繰り返して行い、１０００ｍ
までサンプリングを行い、１００．２００．３００、−
１０００Ｍ１毎の１０ｄサンプリングチユーブを培養す
る。次に、照度３０００Ｌｕｘ（１２時間毎に明暗所に
置く）の環境、温度２５°Ｃの条件で１週間培養し、名
優の生育状況を観察した。その結果を表６に示した。尚
、対照（コントロール）として、三角フラスコに接着剤
のみを塗布した小石を添加したものを用意した。

その結果、プロタミン処理したものは、１週間藻の生育
は認められなかったが、対照においては生育が見られた
。

次に、プロタミンの固定方法として、種々の結合剤を用
いて実施した。

（実施例１１乃至１５）実施例２乃至５で使用した第２図の概要装置を使用する
もので、硫酸プロタミン５重量％を含ませた表７の各結
合剤を用意し、水槽浄化用フィルター８内（水作株式会
社；水作エイ）Ｓ）の不織布表面に各結合剤１０ｒ９を
塗布した。それぞれ６個のフィルター（実施例１１乃至
１５）を、表７に示した藻の濃度が１０’　　（ｃｅｌ
ｌ／ｍｌ　）になるように調整した溶液５１入りのそれ
ぞれの水槽に設置した０次に、照度２０００Ｌｕｘ（１
２時間毎に明暗所に置く）の環境、温度２５°Ｃの条件
で、ポンプを作動させて１週間エアレーションさせた。

そして、名優の生育状況を観察した。その結果を表７に
示した。尚、対照（コントロール）として水槽にプロタ
ミンなしフィルター８を設置したものを用意した。

この結果、５種の結合剤全てに効果が見られた。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の水浄化用濾過材は、プロタ
ミンを保持することにより、除藻及び藻の抗増殖作用を
有して水槽内等の水に対して微生物等の浄化を行うこと
ができる。また、水浄化用濾過材はプロタミンが変性を
起こし難いため、プロタミンの固定が容易であり、除藻
及び藻の抗増殖作用は低下し難い、更に、濾過材のプロ
タミンは藻を含む微生物以外の生物には毒性が見られな
いので、浄化水槽内には他の生物を入れることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水浄化用濾過材が使用されている実施
例１の水浄化用装置の概略図、第２図は本発明の水浄化
用濾過材が使用されている実施２の実験装置の概略図で
ある。ｌ・・・−三角フラスコ、　　２−・−ポンプ、　　３
・−・−濾過材、　４−・カラム、　７−　　水槽、　
８・−・水槽浄化フィルター手続ネ甫正書（自発）１゜事件の表示平成１年特許願第５９６９４号２゜発明の名称水浄化用濾過材３゜補正をする者代表者駒井茂春４゜代理人６゜自発補正の対象補正の内容（１）明細書の第１４頁、１８頁、れ別紙の通り補正する。及び２１頁をそれぞ（実施例２乃至５、及び比較例２）第２図は実施例２乃至５の実験装置の概要図であり、ポ
ンプ５からはエアが送り出され、エアはホース６を介し
て水槽内７の水槽浄化用フィルター８に注入され、水槽
浄化用フィルター８は水中でエアレーシッンにかけられ
る。水槽浄化用フィルター８（水作株式会社；水作エイ）Ｓ
）の不織布表面に硫酸プロタミン（和光純薬工業株式会
社製）を含む塗料（ロフクペインで無色透明になった。また、この時フィルター８内の不織布は緑色に染まったが、消えた。１週間後に色は表５＋＋・・−生育あり＋−・・やや生育ありｍ−・−生育なしヤヤ・・ミ胃めっ＋・−１シ馨を胃あり一・・・生育なし

Claims

【特許請求の範囲】

（１）プロタミン、その塩又はその誘導体を濾過材基体
に保持して成ることを特徴とする水浄化用濾過材。
（２）前記プロタミン、その塩又はその誘導体は水不溶
性樹脂結合剤で濾過材に保持されていることを特徴とす
る請求項１項記載の水浄化用濾過材。
（３）前記濾過材が繊維質濾過材であることを特徴とす
る請求項１項記載の水浄化用濾過材。
（４）前記濾過材が粒状濾過材であることを特徴とする
請求項１項記載の水浄化用濾過材。
（５）前記濾過材当たり０．１乃至１０重量％のプロタ
ミン、その塩又はその誘導体を保持したことを特徴とす
る請求項１項記載の水浄化用濾過材。