JPH0665291B2

JPH0665291B2 - 微生物担体及びこれを利用する処理槽

Info

Publication number: JPH0665291B2
Application number: JP60142655A
Authority: JP
Inventors: 稔田中; 森十長谷川
Original assignee: 森十長谷川
Priority date: 1985-07-01
Filing date: 1985-07-01
Publication date: 1994-08-24
Anticipated expiration: 2009-08-24
Also published as: JPS623784A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は液相内に於いて、各種微生物の生物学的活性を
利用して当該液中の有機物を酸化処理するプロセスに関
し、微生物を定着増殖せしめるとともにその活性を高度
にかつ長期にわたって発揮せしめるようにした微生物担
体の構成に関する。

従来この種担体としては例えば第１図(a)・(b)に示すよ
うに芯材(1)の周囲に放射状に長円形リング(2)を多数植
設突出させたもの、又は(c)・(d)に示すように、中空円
筒状芯材(1′)の周囲に放射状に針状物(2′)を多数植設
したもの、等があるが、いづれも担体となるリング径又
は針状突起の長さが短く、かつ夫々が放射状に突出して
いるので、その芯材外周部(3)付近では植設密度が大で
構造的に、当該部分における液体の流通を阻害する傾向
にあるが、当該部分に微生物が定着して群落を形成する
と、益々液の流通は困難となり、液体不流通部分が順次
拡大して活性微生物が死滅し、代って非活性微生物のみ
が増殖する。この状態は時間の経過とともに進行して、
ついには第２図斜線部分が示すように非活性微生物の占
める領域が支配的となり、活性微生物は周辺部のわずか
の範囲にしか存在しなくなる。

こうなると担体に定着する活性微生物の絶対数が減少す
るので所期の処理効率は発揮されないことになる。

従って、活性微生物が部分的な大群落を形成しないよう
な構造でかつ液が担体各部に自由に流通接触するような
担体が求められて来た。

本発明は上記の課題と解決するために提案されたもの
で、担体としてポリ塩化ビニリデン・ナイロン等の有機
質、又は炭素、ガラス等の無機質、又はステンレス・ア
ルミニュームその他の金属質から成る単一若しくは複数
の繊維糸条を用いこれらを基幹に対して大きなＵ字形ル
ープを形成するよう植立させたものであって、こうする
ことによって、基幹部における微生物大群落の形成を阻
止するとともに、併せて液体の流通を良好ならしめて微
生物の定着増殖を容易ならしめたものである。

以下第３図に示す本発明の実施例を参照しながら説明す
る。

図示の通り中央に同一ピッチで、かつ同一波形でジグザ
グに走る６本の縦糸(4¹)…(4⁶)が位置をずらしながら斜
め方向に重って各糸の交叉による小さな菱形の桝目(5)
を形成している。この桝目(5)内を縦糸(4¹)…(4⁶)に添
って９本の横糸(6¹)…(6⁹)が走り、さらにこの横糸(6¹)
…(6⁹)と交叉して反対方向に同じ本数の別の横糸(7¹)…
(7⁹)が走って筒形レース編と呼ばれる編込組織を形成し
ている。

本明細書においてはこの筒形レース編の縦糸と横糸によ
る編組織の形成部分を基幹(8)と名付ける。図を一見し
て判る通り通常の筒形レース編組織と異なるところは各
横糸(6¹…6⁹)(7¹…7⁹)が基幹(8)から外側部へ大きく伸
出され、緩やかな弧(R)を画きんがら再び基枠(8)へ進入
して、大きなＵ字形状をなしていることである。各横糸
は複数の桝目(5)内を縦糸(4¹…4⁶)に添って通過するこ
とによって基幹(8)の組織形成に寄与したのち再び反対
方向へ大きく引出されて同様の弧(R)を形成して再進入
するという大きな変形のＳ字運動を繰返している。図示
の例において各横糸は基幹(8)の６編目毎に伸出進入を
繰返している。

上記のように各横糸(6¹)…(6⁹)(7¹)…(7⁹)は夫々独立の
存在として基幹(8)の外側方に緩弧(R)を形成しているも
のであるが横糸(6¹)…(6⁹)と反対方向に走る横糸(7¹)…
(7⁹)とが夫々交錯する結果、平面的には基幹(8)の外側
にＵ字形緩弧(R)の連続した重り合いで形成された多数
の網目をもつ翼(9)が張り出されているように見える。
本明細書ではこの網状の張出しに見える上記のＵ字形緩
弧(R)集合体を網翼(9)と名付ける。なお各横糸(6¹)…(6
⁹)(7¹)…(7⁹)は夫々直径約３ミクロンの塩化ビニリデン
単繊維からなる無撚多条糸であり、上述の緩弧(R)を形
成するこの極細の単繊維の１本乃至数本に微生物が定着
増殖する。

図示の実施例においてＵ字形をなす緩弧(R)の全長は約
６５mm、両端部間の距離は約３５mm基幹(8)の幅は約１
０mmであるが、液中においてＵ字形を維持する限り緩弧
(R)の全長に制限はない緩弧(R)の両端脚部間の距離は少
なくとも３５mm出来れば５mm以上が好ましく、又基幹
(8)は緩弧(R)を固定出来る寸法であれば良い。

なお基幹(8)の材質としては微生物の定着し難い材料例
えばポリプロピレン又は表面平滑な金属等が好ましい。

以上の実施例の説明から明らかなように網翼(9)を形成
する横糸の緩弧(R)は夫々が独立の存在であるとともに
その両端脚部が充分な間隔を保って基幹(8)に植立させ
られているので基幹の近傍における微生物大群落の出現
と液体の滞留を防止することができる。同時に緩弧(R)
は互に隣接するそれとは個々に独立の存在であるので、
この点においても群落の発達を阻害し、かつ液体の流通
を容易にする。即ち緩弧(R)はその全表面において活性
微生物を定着増殖させることができ、部分的な死滅、非
活性菌の増大とこれに伴う処理能力の低下という公知担
体の欠陥を略完全に排除出来る。さらに本発明による担
体の今一つの特徴として基幹の太さと関連なく相対的に
長大な緩弧(R)を得られ活性微生物の定着数を飛躍的に
増大せしめ得ること及び、のちに述べるような変形を加
えることにより公知例と直ちに置換使用して格段の効果
を発揮出来ることである。

なお上記から明らかなように本発明による担体は基幹の
組織を実施例に示した筒形レース編とすることを要件と
するものではない。基幹はＵ字形のループを固定保持し
得れば足り、従って例えば第４図に示すように布製又は
金属製のテープ(10)に糸条を任意の角度で表裏交互に通
過させてＵ字形ループを得ることも出来るし、又複数本
の金属線の間にＳ字形ループを挾みながら撚り合せるこ
とによっても目的を達することができる。尚テープ(10)
を伸縮性のものとすることによりＵ字形ループの密度調
整に資することもできる。

本発明による微生物担体は第３図のような平面的使用で
も充分に能力を発揮するが、さらに各繊維と液体との接
触機会を多くするためにはＵ字形ループをなす緩弧(R)
をその両端部附近において位置をずらしながら折曲げて
網翼(9)を全体として立体化することである。しかしこ
のような折曲げ固定は糸条の物性に左右されるので常に
可能であるとは限らず又その加工も容易であるとは限ら
ない。

本発明者はこの問題について、本発明の担体を基幹(8)
の中心を軸線として網翼(9)を第５図のように螺旋状に
変形して固定することを提案する。接触すべき液体が基
幹(8)の軸線の方向に流れるとすれば（第１１図参照）
第３図の状態において液流は網翼(9)の表面に沿って流
れるだけであるが、螺旋状にすることによって液体は巨
大な円柱状の網翼(9)の内部にも流れることになり（第
１２図Ｃ参照）、担体と液体との接触機会は当該螺旋の
断面積に比例して増加する。網翼(9)を螺旋状に変形す
る手段として、最も簡単な方法は基幹(8)に撚りを与え
ることであり、撚りの固定方法としては例えば第６図に
示すように基幹(8)にアルミニューム板(11)を縫いつけ
このアルミニューム板(11)を基幹(8)とともに撚ること
により網翼(9)は螺旋状となり同時に緩弧(R)を形成して
いる各ループは基幹軸線に対して放射状に展開しその状
態で固定させられる。

勿論本実施例のように縦糸、横糸ともにポリ塩化ビニリ
デン等の熱可塑性糸条を用いる場合は（アルミニューム
板を用いることなく、単純な撚りによって）螺旋を形成
したのち基幹(8)に例えば高温の水蒸気又は空気を噴射
して加熱固定させることができる。なお基幹(8)に高温
の水蒸気、空気等を噴射することは同時に緩弧(R)が多
条糸で出来ている場合は構成する各糸条を散乱させたま
まの状態で固定させることになる。勿論、網翼(9)を立
体化させる手段は上記の例に止まらない。撚りを与える
ことなく第７図に示すように網翼(9)を螺軸に対して略
々水平方向に維持しながら基幹(8)に恰も螺旋段階のよ
うに大きな螺旋運動を画かせたもの、第８図に示すよう
に網翼(9)を垂直にして同様の螺旋運動を行わせたも
の、第９図に示すように網翼(9)を二重にして撚ったも
の、或は第１０図に示すように撚りを与えた状態（第５
図参照）の基幹(8)自体について、さらに大きな螺旋運
動を画かせたもの等がある。

特に第１０図のように、二重螺旋を形成させることは各
部分における緩弧(R)の形状及び密度を維持しながら担
体の径（容積）を増大させる結果となる。

上記のように網翼(9)を螺旋状に形成した本発明担体
は、第１１図に示すような容積の限られた処理槽(12)内
で被処理液(13)が捲回層流(14)をなして流動している場
合には、単に軸方向の長さの物理的な縮少を図れるとい
う以外にその性能発揮の面において特に有効である。

一般に処理槽(12)内に微生物担体を樹立設置すると、担
体は捲回層流に対して障碍物として作用し、捲回層流(1
4)の一部は分流して下降分流(15)となるが、この下降分
流(15)はその側流(15′)が担体と接触下降するのみで中
央を流れる主流部分は担体との接触機会がない。殊に前
述の公知構造の担体にあっては芯材外周部(3)附近の糸
条密度が著しく高いのでその部分に浸入している液は側
流(15′)の流れとは無関係に滞留する傾向を示す。この
傾向は糸条に微生物が定着増殖すればする程増大し、つ
いには当該部分において液の流通が全く皆無の閉塞状態
となる。このことが担体中心部から外周に向って微生物
の死滅が進行する原因であるとされている。（第１２図
ａｂ参照）ところが本発明による担体を螺旋状に形成した螺旋網翼
(9′)を使用すると、第１２図ｃに示すように下降分流
(15)は螺旋網翼(9′)内部の網目内を垂直に下降する流
れと、螺旋に導かれて旋回下降する流れとに分けられる
ことになるのでＵ字径の緩弧(R)を構成している糸条は
その殆んどすべての部分において、かつその全周面にお
いて液体との接触機会をもつことになる。

公知例と対比して考えれば、１回の下降分流に対し公知
例では担体の外周部のみが１回の接触機会を与えられる
のに対し本発明担体で担体を構成する全部の糸条が内外
の区別なく１回の接触機会を与えられることになる。

以上の説明から明らかなように、網翼(9)を螺旋又は二
重螺旋状に形成するということは、下降分流(15)が螺旋
網翼(9′)の螺旋内部を網目を通って垂直方向に流下す
る流れと螺旋網翼に誘導される旋回流とに分解されるこ
とを意味するから、そのような全体としての機能を実現
するものであれば螺旋網翼(9′)の組織そのものは本実
施例に示した緩弧(R)を形成するＵ字形ループ集合体で
ある必要はなく、任意の枠体に糸条を並設しただけのも
のや既知の４角又は多角形状の網目が用いられてよく、
又網翼自体も第１３図ａ・ｂ・ｃ・に示す如く多数の小
翼(16)を螺旋状に配置した多翼担体でもよい。

要件として液体が自由に通過し得る程度で、かつ微生物
の大群落の出現を妨げる程度の大きさの網目をもってお
れば良い。

以上詳述したように本発明は担体について全く新規な構
造を創出することによって被処理液体と微生物担体との
接触機会を飛躍的に増大し得たものであるが、このこと
は一面からみれば被処理液体と流動させるための駆動エ
ネルギーの節約を意味するとともに他面活性微生物の死
滅量の減少を意味し、従って担体の有機物分解能が効率
的でかつ長期間維持されることになるのである。

以上の通り本発明による微生物担体は被処理液の有機物
濃度と無関係に少なくとも公知例の２０倍以上の高速か
つ高能率の分解能を実現するものであるが、本発明担体
は有機物分解に限定されるものではなく各種生化学反応
における活性微生物担体として有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はａ、ｂ、ｃ、ｄ公知担体の構造図、第２図は第
１図ｂに対する微生物の増殖状態図、第３図は本発明担
体の実施例の組織図、第４図は本発明担体の基本構成
図、第５図乃至第１０図は螺旋形成図、第１１図は処理
槽内液流図第１２図ａ、ｂ、ｃは液流接触図、第１３図
ａ、ｂ、ｃは多翼担体である。符号(1)(1)は芯材(2)は長円形リング(2)は針状突起(3)
は芯材外周部(4¹)…(4⁶)は縦糸、(5)は桝目、(6¹)…
(6⁹)、(7¹)…(7⁹)は横糸、(8)は基幹(9)は網翼、(9′)
は螺旋網翼、(10)はテープ、(11)はアルミニューム板、
(12)は処理槽、(13)は処理液、(14)は捲回層流、(15)は
下降分流、(15′)はその側流、(16)は小翼、(R)はＵ字
形ループである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微生物を定着増殖させる微生物担体におい
て基幹の周囲に有機質、無機質、又は金属質からなる単
一又は複数の極細繊維糸条による多数の網目を具えた螺
旋網翼を設けたことを特徴とする微生物担体。
【請求項２】微生物を定着増殖させる微生物担体におい
て、その周囲に有機質、無機質、又は金属質からなる単
一又は複数の極細繊維糸条による螺旋網翼を具えた基幹
をコイル状に旋回させて全体を二重螺旋構造としたこと
を特徴とする微生物担体。
【請求項３】複数本の縦糸と有機質、無機質、又は金属
質の無撚多条糸からなる単一又は複数の横糸とからなり
横糸は両端脚部に距離を設けた大きなＵ字状のループを
連続して、又縦糸と横糸とで基幹を同時にかつ連続して
組織したことを特徴とする微生物担体。
【請求項４】有機質、無機質、又は金属質の繊維糸条か
らなる網翼又は小翼を単一又は二重にして、連続した螺
旋状又は二重螺旋状に設けた微生物担体を被処理液槽内
に複数個設置し、網翼又は小翼を構成する各繊維糸条が
被処理液の基幹に並行する流れと螺旋網翼又は小翼の螺
旋連続体による旋回流に接触するようにしたことを特徴
とする微生物利用処理槽。