JPH08507962A - 流体浄化のための固定床式バイオリアクタ及び担体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 微生物用の多孔性担体（１４）を備えた固定床式バイオリアクタ。担体は担体表面に比べて薄い厚みのシート状構造である。担体はスペーサー棒（２８）によって間隔を維持され、担体間に流路（３６）を規定する。微生物用の多孔性担体を製造するための方法において、プラスチック粒子（７０）が成形スペース（５２）内に導入され、熱の施与によって一緒に結合する。この方法で、担体材料のエンドレス押出細片（４６）が製造され、それから個々の担体が切り取られる。択一的に当該方法は、型充填ステーション及び熱供給ステーションを通過する一連の対の型半体によって実施されうる。

Description

【発明の詳細な説明】 流体浄化のための固定床式バイオリアクタ及び担体 本発明は、微生物の助けによって流体を浄化するための、微生物に対する複数 の担体と当該担体に沿った流体のための流路とを含有する固定床式バイオリアク タに関するもので、前記担体は流体によって貫通されるのに適し微生物が取りつ くのに適した孔を備えた多孔質構造を有する。 そのような固定床式バイオリアクタは担体が特に管形状であるものにおいて公 知である。これに関して担体のための比較的高い製造費用と実体的な相対配置で のバイオリアクタ内における必要な数の担体の位置決めの不便とが不利であると 考えられている。 本発明の目的は、その担体が複雑でなく且つ効率的に製造可能でバイオリアク タ内において実体的な相対配置で互いに特に簡単に位置決めされることが可能で ある固定床式バイオリアクタを利用可能にすることである。 この目的に応じるために、本発明による固定床式バイオリアクタは、複数の担 体が担体表面と比較して薄い厚さのシート状構造を有すること、及び複数の担体 がスペーサー棒の助けによって間隔を開けられ、それによって担体間に流路を規 定することを特徴としている。 適するシート状構造の最も単純な形状はプレートで、実質的にプレート形状の 担体はその限りにおいて特に好ましい。しかしな がら、正確に平面のプレート形状と異なる輸郭もまた有利に用いられ得、特に主 プレート平面に関する経過がより丸まったパターンかより直線で鋭く曲がったパ ターンを有する波形プレートのタイプの輪郭が有利である。しかしながら、特定 の担体の形状が（概略的に且つ全体で見て）上記最後に述べた場合でのプレート 形状である場合には、担体がその後、特に有利なようにバイオリアクタに据えつ けられ得るので、なおより好ましい。 担体の材料の厚みは、特定の担体全体にとって、一定でなくともよい。しかし ながら、特定の担体が全ての位置で少なくとも実質的に同じ材料厚を有する場合 にはより好ましい。厳密にプレート形状の担体での用語「担体表面」は、担体の 一つの面のサイズであると理解されるべきで、波形のプレート状構造の場合にお いては、プレートの平坦面の波形によって創出されると考えられうるそれぞれの 面のサイズであると理解されるべきである。 担体は、片方又は両方の担体表面で、スペーサー棒で統合的に形成される。こ の場合において、担体は、スペーサー棒が近接する担体に直接か近接する担体の スペーサー棒を介して接するようにすることで特に簡単に互いに近接して置かれ うる。しかしながら、担体とは別にスペーサー棒を製造することもなお可能であ る。その場合において、バイオリアクタ内での担体の配置は、担体とスペーサー 棒の交互の順序の形態でなされる。 複数の担体をキャリアユニットパッケージの形態にまとめ、そ れを相互連結パッケージとしてバイオリアクタに据えつけるのが好ましい。これ は特に特定の担体の一体的スペーサー棒を一側で近接する担体と連結するか両側 で近接する担体と連結することによってなし遂げられる。択一的にこれは別個に 製造されたスペーサー棒を担体に取り付け、近接する担体をスペーサー棒に取り 付け、更に最後の担体の「自由」側にスペーサー棒を取り付ける等してもなし遂 げられうる。スペーサー棒を担体に連結するために、あるいはまた近接する担体 のスペーサー棒を相互に連結するために、接着接合乃至溶接が特に好ましい。 実際、スペーサー棒が好適には伸長したマテリアル細片の形状を有するが、ス ペーサー棒とバイオリアクタの機能にとってそれらが各担体に対し連続したスペ ーサー棒であることは不適切である。例えば、スペーサー棒が間隔を開けた開口 を有していてもよく、また一連の間隔を開けたスペーサー部材からなっていても よい。スペーサー棒は中実であるか多孔性であってもよい。それらは担体と同じ 材料でなくともよいが、あってもよい。 担体は好ましくは主に熱の施与によって連結されたプラスチック粒子からなる 。ポリエチレン粒子がとりわけ好ましいが、他のプラスチック材料でもまた適す る。担体は好ましくは更に微小多孔性の粒子を含有し、例えばプラスチック材料 間により大きな孔と微小多孔性粒子の範囲でのより小さな孔を備えた担体の総合 的な構造が結果として生じる。微生物がその後、よりきめの粗い孔 だけでなく、より微細な孔にも取りつく。適当な微小多孔性粒子は例えばきめの 粗い地面に広がった粘土、活性化した炭素又は他の有機物質である。重要なこと は、担体が全体として、換言すれば微孔性粒子を含めて、浄化されるべき流体に よって貫通可能であるということである。担体はそれ故、微小多孔性粒子をおそ らく含んで、流体によって貫流されるに適する開放孔を備えた構造である。 担体は更に、微生物のライフプロセスに触媒的影響を有する添加物（ニッケル がその例になる）を含有してもよい。 本発明の別のサブジェクトマターは、微生物の助けによって流体を浄化するた めの固定床式バイオリアクタ用の担体であり、当該担体は、担体表面と比べて薄 い厚みを有するシート状構造であり、近接する担体に対して間隔を規定するため に一体的に形成されたスペーサー棒を有することを特徴とし、また当該担体は流 体によって貫通され微生物を取り付けさせるに適する孔を備えた有孔構造を有す る。 上に概説された局面並びに上述された好ましい展開は、本発明に係る担体にと っても類似して保持される。 本発明は更に、微生物を取り付けるに適する有孔構造の担体を製造するための 方法に関し、当該方法は次のステップを備えてなる： （ａ）プラスチック粒子を準備し： （ｂ）当該プラスチック粒子を成形スペースヘ導き： （ｃ）成形スペースに収容されたプラスチック粒子に熱を供給し、プラスチック 粒子が互いに結合して有孔担持体構造を形成する。 本発明によれば、この製造方法は、連続的又は準連続的又は組み立てライン状 に循環した間欠的操作がなされるように実施される。 方法に関して本発明によって提供された第１の解決によれば、製造方法は（ｄ ）担体材料のエンドレスな押出細片（extrudate）が成形スペースから引き出さ れ、（ｅ）個々の担体が例えばカッティング、ソーイング等によって押出細片か ら分けられることを特徴とする。 成形スペースが指定され、好ましくはエンドレス回転ベルトによって又は十分 な径のロータリーロールによって成形スペースを２つの対向する側で限定するこ とによって連続的な押出細片形状を提供するプロセスによって操作される場合、 及び更にプラスチック粒子が成形スペースに連続的又は準連続的に供給される場 合、連続製造方法が実現する。 択一的に、開閉されるに適する型パーツ、特に型半体によって成形スペースを 限定し、型パーツがそれぞれ閉じた状態の場合にプラスチック粒子を導くことが 可能である。この「バッチ状」導入は、担体材料のエンドレス押出細片が段々に 且つ間欠的に形成されるこを除外しない。そのような製造方法は半連続的なもの と 呼んでもよい。 本発明は、先に記載した方法ステップ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に加えて次のス テップで特徴づけられる、別々の担体を製造するための、組み立てライン状の、 循環方法を更に備える。 （ｄ）特定の成形スペースが第１及び第２型半体によって閉じ込められること； （ｅ）多数の第１成形半体が第１コンベアに据えられ、多数の第２成形半体が第 ２コンベアに据えられること；（ｆ）閉じられた状態の型半体がプラスチック粒 子の導入のためのステーション並びに導入されたプラスチック粒子に熱を供給す るためのステーションを通って動くのに適すること；及び（ｇ）成形半体が前記 第１及び第２コンベアのデザインのために自動的に開閉されること。 プラスチック粒子の互いの結合に必要な成形スペースでの滞留時間を短くする ために、プラスチック粒子は成形スペースへの導入に先立ち加熱されてもよい。 成形スペースに収容されたプラスチック粒子に熱を供給するために多数の技術的 可能性がある。好適な例として記載されるべきものは、成形スペースの限定表面 を加熱すること及び／又はマイクロ波及び／又は熱輻射及び／又は予熱した微小 多孔性粒子の添加による熱の供給である。 本発明に係る連続的な製造方法は、成形スペース限定手段が対応するように指 定される場合に一体的に成形されたスペーサー棒を有する担体の特に効果的な製 造を可能にする。本発明に係る方 法の特に好ましい展開に従って、浄化されるべき流体によって及び浄化に用いら れる微生物によって担体の間の異なる寸法の流路が有利なので、異なる高さのス ペーサー棒を有する担体を製造することが可能とされる。このために、交換可能 な型スペース限定手段を用いることが有利にも可能である。別の好ましい代案は 、（スペーサー棒を形成するための）１以上の溝を有する型スペース限定手段を 備えることであり、その溝深さは製造されるべき最大スペーサー棒高さに対応す る。より低い高さのスペーサー棒を備えた担体が作られる場合、材料挿入物は溝 に配置され、有効溝深さを減らす。 本発明に係る製造方法はまた、上記に指摘されたように、微孔性粒子を含む担 体を作るのに適する。このために、そのような微孔性粒子を、成形スペースに導 かれたプラスチック粒子にせいぜい均等に配分するように加えることが単に必要 である。 本発明に係るバイオリアクタと本発明に係る担体とはそれぞれ、非常に多数の 流体を処理するのに適する。その典型的な例は、特にひどく汚染した多数の異な る源の下水又は排水（例えば屠畜場、醸造所、酪農場から及び一般的な食品加工 産業プラントからの有機汚物を含んだ排水）である。バイオリアクタは好ましく は、嫌気性で操作するバイオリアクタであるが、無酸素又は好気性で操作するバ イオリアクタであってもよい。同化作用の代謝を備えた、言い換えれば、固有の 生成物又は汚染物質の分解に向けられた微 生物を用いることが可能である。あるいは異化作用の代謝を備えた、言い換えれ ば、固有の所望代謝生成物の形成、例えば抗生物質、アルコール等の製造に向け られた微生物を用いることも可能である。気体と液体の処理は互いに組み合わせ ることもできる。 本発明に係る担体に対する製造方法に関しては、製造された担体又は製造され た担体細片がそれぞれ、成形スペースからの排出に先立ち及び／又は排出の間及 び／又は排出後に例えば空気を吹きつけることによって普通に冷却されることが 更に記載される。 本発明と本発明の更なる展開は、図面に概略的に示された実施例を用いて以下 により詳細に説明されよう。 図１は固定床式バイオリアクタを備える下水浄化プラントを示し； 図２ａは図１のバイオリアクタの水平断面を示し： 図２ｂは改良されたバイオリアクタの水平断面を示し； 図３は図１のバイオリアクタの、一体化スペーサー棒を有する担体の斜視図を示 し； 図４は図３に従う２つの担体の配置の水平断面を示し； 図５は一体化スペーサー棒を備える担体の改良実施例の水平断面を示し； 図６は幾つかの担体の配置の形状における、一体化スペーサー棒を備える担体の 更に別の改良実施例の水平断面を示し； 図７は間に配置された別々のスペーサー棒を有する複数の担体の配置の水平断面 を示し； 図８は複数の担体の担体パッケージを示し； 図９は連続操作において担体を作るための装置の成形スペースを示し； 図１０は連続操作において担体を作るための装置の追加実施例の成形スペースを 示し； 図１１は連続操作において担体を作るための装置のなお別の実施例の成形スペー スを示し； 図１２は半連続操作において担体を作るための装置の概略図であり; 図１３は循環する間欠操作において担体を作るための装置の概略図であり； 図１４は本発明に係る担体の断面を示す。 主な構成パーツを備えた図１に示されるような下水又は排水の生物学的処理の ためのプラントは、本質において、上流側に処理されるべき下水の中和のための 準連続的又は半連続的通路を備えた容器４が配置された固定床式バイオリアクタ ２と、処理されるべき下水を生物学的処理に有利な温度に導く熱交換器６とから なる。ポンプ８と配管系１０とによって、下水はバイオリアクタ２の床１２にわ たって均等に配分され、その下方部分において下向きビームの形態でバイオリア クタ２内に送り込まれる。バイオリアクタ２は総じて直立シリンダの輪郭を有し 、上側閉鎖壁は可能性として上側に僅かにカーブしている。代わるものとして、 バイ オリアクタ２は正方形乃至長方形断面を有していてもよい。バイオリアクタ２の ための好ましい材料はステンレス鋼で、特に非常に大きな体積の場合には、コン クリートである。 配管系１０の上方に、バイオリアクタ２は以下に更に詳細に記載されるように 、内部に配置された非常に多数の担体１４を有する。担体１４の上方で、バイオ リアクタ２は汚泥沈降スペースを備えた鎮静域１６を含む。流出パイプ２０はオ ーバーフロー堰１８の後方でバイオリアクタ２から出ている。更に、据え付けポ ンプ２４を有する再循環ライン２２が示されている。当該再循環ラインを通って 、下水が鎮静域１６から引き出され、配管系１０に供給されうる。担体１４の配 置を既に貫通した下水部分の再循環によって、バイオリアクタ内での下水の平均 滞留時間は増加されうる。生じた気体は中央上方導管２５を通って流れ出る。 図２ａにおいて、担体が直立ポジションに置かれた平坦プレートの輸郭を有す ることが認められる。担体は互いに平行に配置され（水平方向に測定して）、バ イオリアクタ２の室内ができるだけ完全に利用できるよう異なる長さになってい る。バイオリアクタ２内の下水の流れは、底部から上方にプレート形状の担体１ ４の面に沿って、それぞれ２つの近接する担体１４の間の間隔スペースを通る。 代案として、頂部から下方への下水の流れを有するバイオリアクタを構成するこ ともできる。担体１４はバイオリアクタ２と同じ幅の広さである必要はなく、複 数の並列した担体に 細分することが可能である。 図２ｂに係る改良において、複数の平行な担体１４それぞれは、三角形の担体 パッケージを形成する。複数の担体パッケージは互いに近接して周囲に置かれ、 多角形断面を備えた殆ど円形な外側周線が結果として生じ、担体１４それぞれは 接線上に延びる。 図３はより詳細に担体の構造を示す。一体的に形成された突出スペーサー棒２ ８は担体１４の面１８に備えられる。スペーサー棒２８は、担体１４がバイオリ アクタ２に据えつけられる場合に垂直に延在する。全てのスペーサー棒２８の端 部表面３０は共通平面に位置する。反対面３２上に、担体１４はスペーサー棒２ ８を備えず、完全に平坦である。 図４は、図３に係る担体が非常に多数の担体１４の配置を形成するために互い に平行に置かれうる様式が示される。このために、図４では上側の第１担体のス ペーサー棒２８の端部表面３０は、図４では下側の第２担体１４の面３２に隣接 して置かれ、堅い連結がその後、好ましくは接着結合によって又は溶接によって ２つの近接する担体１４の間での結果としての接触域３４で確立する。この配置 は、例えば１０〜１００の相互連結担体１４のパッケージが形成されるまで、図 ４での下側への方向において類似して連続する。 図４に認められるような担体１４の水平幅は、例えば図２に示されるようなシ リンダ状バイオリアクタ２に対するキャリアパッ ケージの全体輪郭に適するように変わり得ると理解されるべきである。バイオリ アクタ２内で図４に係る幾つかの担体パッケージを並列に配置することが可能で ある更に、担体１４のこの長さは特定のバイオリクアタ２の高さにマッチするよ うに選択されると理解されるべきである。 実質的に長方形断面の流路３６は、それらが２つの対向する面でスペーサー棒 によって、及び２つの他の対向する面で担体表面１８、３２によってそれぞれ取 り囲まれるように規定される。スペーサー棒２８は図３に描写されるような連続 的な棚形状の輪郭を有する必要は必ずしもないことが指摘される。流路３６から 流路３６への或る横断の流れはネガティブな影響を有しない。機能に関して重要 なことは、主に担体１４がスペーサー棒２８によって安定して間隔を置くように 位置することである。 図５は、担体１４がそれぞれその両面に一体化スペーサー棒２８を備える改良 型を示す。近接する担体１４の隣接配置に関して、スペーサー棒２８はスペーサ ー棒２８に隣接して位置する。 図６は、担体１４の幾何学的配置のための非常に多数の可能な改良例の更に別 の例を示す。ほぼ半円形の樽体が等しく互いに連続して続く波形プレートとして みなされる改良例が示される。ここで、担体１４の２つの「大きな領域サイド」 に一体的に形成されたスペーサー棒２８が認められる。近接する担体１４は鏡像 の形態に互いに隣接する。２つの幾何学的配置の流路３６が形成さ れ、即ち、内側に膨らんだ閉じ込め壁を備えた実質的に正方形のものと実質的に 円形のものが形成される。 図７は、スペーサー棒２８がプレート形状の担体１４に一体的に形成されず、 分かれた細片部材で備えられる改良例を表す。スペーサー棒２８は、例えば接着 剤を用いて又は溶接によって２つの近接する担体おのおのに連結し、全体で図４ の実施例に類似する担体パッケージが形成される。 図８は、キャリアパッケージ３８が一種のフレーム４０に据えつけられる様式 が示される。フレーム４０は本質において担体パッケージ３８の角で４つの縦ア ングル部４２からなる。これらアングル部４２は頂部と底部で４つの連結ロッド ４４によってそれぞれ連結する。担体パッケージ３８はバイオリアクタ２内に、 例えばバイオリアクタ２の床に係止されたフレーム４０を備えるこの全体輪郭で 取り付けられる。比較的高いバイオリアクタ２の場合、幾つかのそのような担体 パッケージ３８が重なって配置されてもよい。担体パッケージ３８の典型的な高 さは１〜２ｍである。水平寸法は例えば０．５〜２ｍ²である。 担体１４は好ましくはプラスチック粒子、例えば熱の施与によって互いにくっ ついた平均密度のポリエチレンの粒子からなる。プラスチック粒子は典型的には 粒子サイズ６３０〜１６００μｍである粒子がだんぜん主要な部分である主に２ ００〜３０００μｍの範囲である粒子サイズを有する。更に、担体１４はそれ自 体 微孔性の膨張した粘土のきめの粗い土壌粒子を収容する。プラスチック粒子間の 孔のサイズは、だんぜん主要な部分が１００〜５００μｍの孔サイズ範囲である ０．１〜５０００μｍである。膨張した粘土粒子での孔は平均的に著しく小さい 。 図９は、多孔性担体材料の押出細片４６が連続的に製造されうる様式を表す。 ２個の離れたローラー５０周りにそれぞれ回る２つのエンドレス金属ベルト４８ が備えられる。配置の中央において、２つの金属ベルト４８が互いにほぼ平行に 、但し図９の上側での２つの上方ローラーの間よりも図９の下側での２つの下方 ローラーの間が僅かに狭い間隔で延びる。原料、即ち、プラスチック粒子と膨張 した粘土のきめの粗い土壌粒子とが上方から２つの上方ローラー５０周りに延び る２つのベルト４８の間の（大まかに言って）漏斗形状のスペースに導かれる。 ベルト４８が加熱し、プラスチック材料と２つのベルト４８の間の接触の長さが 、ベルト４８の移動速度にマッチし、温度が上がることによってプラスチック粒 子をその表面がねばねばし、互いに結合させるのに十分な時間になるように寸法 決めされる。これに適する温度範囲は、１６０〜１９０℃である。対のベルト４ ８を通過して、押出細片は冷却される。さらに下方で、押出細片はその長手方向 を横切ってカットされ、個々の担体１４を形成する。 図１０は、２つのベルト４８が一対のローラー５４によって置き換えられた改 良例を示す。操作は基本的に上記のものと同じで ある。 図１１は図１０の実施例と類似の改良例を示すが、２つのローラー５４の各々 が金属の水平エンドレスコンベアベルト５５の端部偏向ローラーである。プラス チック粒子はコンベアベルト５５上を２個のローラー５４間の成形スペースへ搬 送される。上方から、膨張した粘土のきめの粗い土壌粒子が供給ホッパー５７か ら「成形ギャップ」へ落とされる。膨張した粘土粒子は例えば２００℃以上の温 度に予め加熱され、プラスチック粒子の相互結合が膨張した粘土粒子の同時統合 とともに生じるような多くの熱を導く。 図１２は、押出細片４６の成形操作に関して段階的に連続して起こるプロセス を表す。それぞれ対のベルト４８とローラー５４の代わりに、２つの型半体５８ ，６０からなる型５６を備えられる。閉じ状態の型半体５８，６０で、原料は上 方から型空洞に導かれる。導入に関し、型半体５８，６０はなお互いに向かって 近づくように幾らか動き、型内容物に圧力を及ぼす。この時、形成されるべき押 出細片４６は静止している。プラスチック粒子を互いに結合するために、熱が型 内容物に供給される。型半体５８，６０はその後、僅かに開き、成形されるべき 押出細片４６が型４６の高さに実質的に対応する長さだけ下方に引き出される。 型５６は再び閉じられ、プロセスが繰り返される。 図１３は、担体材料の連続的押出細片４６でなく、連続する別 個の担体１４を備える循環した間欠的様式となる製造プロセスを示す。図１２の 左側の型半体５８に類似した左側の型半体５８は、直列に、おのおの一対のエン ドレスコンベアチェーンの形状の２つのコンベア上に取り付けられる。図１３で の左側の型半体の下方端は、下方チェーンホイール６２を介して偏向された一対 のコンベアチェーンに取り付けられ、図１３での左側の型半体の図１３の上方端 は、上方偏向ホイール６４によって偏向されたチェーンの補助チェーンペア上に 据えつけられる。図１３に示されたプラントの右側で、鏡像での同じ配置が右側 型半体６０のために備えられる。この構成で、一対の左側型半体５８と右側型半 体６０が、プラントの上方領域で閉じる。原料が上方から充填される。型半体と 一緒にエンドレスチェーンは図１３での下方に連続的に移動し、加熱ステーショ ン６６を通り、その後、冷却ステーション６８を通る。更に下方で、型半体は、 仕上がった担体がそこから取り除かれ得るように離れるように動く。連続操作が 段階的又は間欠的に行われ、個々の型がおのおの、材料導入ステーション、加熱 ステーション、冷却ステーション及び排出ステーションで停止する。材料導入ス テーションにおいて、型はその内容物のコンパクト化のために振動させられても よい。 図９、１０及び１１の実施例において、成形スペースは側方において、即ち、 図の紙面の前後において閉じられる。例えば、ベルト４８又はローラー５４が接 近した側方の遊びを伴ってその間 で動くプレートが取り付けられる。 既に何度か指摘したように、熱の施与によって互いに結合されるべきプラスチ ック粒子は、成形スペース内でそのために適する温度を有しなければならない（ ポリエチレン粒子の場合、例えば１６０〜１９０℃の温度範囲）。成形スペース 内でそのような温度を得るための最も好ましい可能性は、次のいずれか、あるい は組み合わせである： −成形スペースの閉じ込め領域の少なくとも部分での加熱、言い換えれば、ベル ト４８又はローラー５４の加熱； −プラスチック粒子及び／又は膨張した粘土粒子を予め温めること。傍証した粘 土粒子の予熱は、プラスチック粒子に加える前により高い温度に予熱することが でき、また当該粒子が比較的高い熱容量を有するので、特に効果的である； −好ましくは貫通させる熱風の吹きつけ、マイクロ波等での加熱による、成形ス ペースの内容物への熱のその他の供給。図９、１０及び１１に係る実施例におい て、加熱の上記最後に記載したモードが例えば図の紙面に対し垂直に行われても よい。 プラスチック粒子と微孔性粒子の間の好ましい重量比は１０〜６５％、好まし くは３０〜５５％のプラスチック粒子、残りが微孔性粒子である。 図１４は、プラスチック粒子７０と微孔性粒子７２が仕上げ担体１４に存在す る様式を表す。 本発明に係るバイオリアクタ２は液体か気体の存在下での液体のいずれかの処 理に適することは既に記載した。両方の場合において、処理されるべき液体又は 気体の主な流れは好ましくは底部から上方へ、又は頂部から下方へである。しか しながら、バイオリアクタ２内において同時に液体と気体の両方を処理すること もまた可能である。液体と気体は、同じ方向の流れか逆向きの流れのいずれかで 流れる。図１として、下水分配系１０に加えて、気体分配系がバイオリアクタの 下部に備えられることが考えられる最も簡単なものである。下水と気体が同じ方 向の流れで上方に流れる。これは同時に好気性の水処理のための例でもある。 図９、１０及び１１に係る連続プロセスは、例えば長手方向及び周囲方向にお いてベルト４８又はローラー５４にそれぞれ対応する凹み部を備えることによっ て、一体化スペーサー棒２８を有する担体１４を製造するために何らの問題もな く、用いることも可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年６月２７日 【補正内容】 請求の範囲 １．微生物のための複数の担体（１４）と当該担体（１４）に沿う流体用流路（ ３６）とを収容し、当該担体（１４）が担体表面に比べて薄い厚みを備えたシー ト状構造であり且つ流体によって貫通され微生物を取り付かせるのに適する孔を 備えた多孔性構造を有し、熱の施与によって一緒に結合したプラスチック粒子（ ７０）を備えて構成される、微生物の助けによって流体を浄化するための固定床 式バイオリアクタ（２）において、 担体（１４）がスペーサー棒（２８）の助けによって間隔をとっていて、担体（ １４）間に流路（３６）を規定し、スペーサー棒（２８）がそれぞれ連関する担 体（１４）のプラスチック材料と一体的に形成されていることを特徴とする固定 床式バイオリアクタ。 ２．複数の担体（１４）が、好ましくは接着結合によって又は溶接によってスペ ーサー棒（２８）を含んだ相互連結により担体パッケージ（３８）を形成するた めに合体されることを特徴とする請求項１に従う固定床式バイオリアクタ。 ３．担体（１４）がおのおの、一体的なスペーサー棒を備えた平坦なプレートの 形状を実質的に有することを特徴とする請求項１又は２に従う固定床式バイオリ アクタ。 ４．担体（１４）が微孔性粒子（７２）を収容することを特徴と する請求項１〜３の少なくとも一項に従う固定床式バイオリアクタ。 ５．担体表面に比べて薄い厚みを備えたシート状構造であり且つ流体によって貫 通され微生物を取り付かせるのに適する孔を備えた多孔性構造を有し、熱の施与 によって一緒に結合したプラスチック粒子（７０）を備えて構成される、微生物 の助けによって流体を浄化するための固定床式バイオリアクタ（２）用担体（１ ４）において、 担体（１４）が近接する担体（１４）に対する間隔を規定するためにプラスチッ ク材料と一体的に形成されたスペーサー棒（２８）を有することを特徴とする担 体。 ６．突き出るスペーサー棒（２８）を備える平坦なプレートの形状を実質的に有 することを特徴とする請求項５に従う担体。 ７．微孔性粒子（７２）を収容することを特徴とする請求項５又は６に従う担体 。 ８．（ａ）プラスチック粒子（７０）を備え； （ｂ）当該プラスチック粒子（７０）を成形スペース（５２）に導入し；及び （ｃ）成形スペース（５２）に収容されたプラスチック粒子（７０）に熱を供給 して、プラスチック粒子（７０）が一緒に結合して多孔性担体構造を形成するこ とのステップを備えてなる、微生物を取り付かせるのに適する多孔性構造の担体 （１４）を製造す る方法において、 （ｄ）成形スペース（５２）の内容物が、可動な成形スペース限定手段（４８； ５４）の動きによって、成形スペース（５２）の排出端に向かう方向で運ばれ、 搬送運動の途中で熱の供給によって多孔性担体構造を形成するために一緒に結合 することを特徴とする担体製造方法。 ９．成形スペース（５２）がエンドレス回転ベルト（４８）によって２つの対向 する側で限定されることを特徴とする請求項８に従う方法。 １０．成形スペース（５２）がローラー（５４）によって２つの対向する側で限 定されることを特徴とする請求項８に従う方法。 １１．プラスチック粒子（７０）が成形スペース（５２）に連続的に導かれるこ とを特徴とする請求項８〜１０の少なくとも一項に従う方法。 １２．プラスチック粒子（７０）が成形スペース（５２）に導入するに先立ち、 予め温められることを特徴とする請求項８〜１１の少なくとも一項に従う方法。 １３．（ａ）プラスチック粒子（７０）を備え； （ｂ）当該プラスチック粒子（７０）を成形スペース（５８、６０）に導入し： 及び （ｃ）成形スペース（５８、６０）に収容されたプラスチック粒子（７０）に熱 を供給して、プラスチック粒子（７０）が一緒に 結合して多孔性担体構造を形成することのステップを備えてなる、微生物を取り 付かせるのに適する多孔性構造の担体（１４）を製造する方法において、 （ｄ）特定の成形スペースが第１及び第２型半体（５８、６０）によって限定さ れ； （ｅ）多数の第１型半体（５８）が第１コンベアに据えつけられ、多数の第２型 半体（６０）が第２コンベアに据えつけられ； （ｆ）閉じられた状態の型半体（５８、６０）が、プラスチック粒子（７０）の 導入のためのステーションを通り、導入されたプラスチック粒子（７０）に熱の 施与のためのステーション（６６）を通って動くに適し；及び （ｇ）型半体（５８、６０）が前記第１及び第２コンベアのデザインのために自 動的に開閉すること を特徴とする担体製造方法。 １４．一体的に成形されたスペーサー棒（２８）を備えた担体（１４）が製造さ れるように成形スペース（５２；５８、６０）が設計されることを特徴とする請 求項８〜１３の少なくとも一項に従う方法。 １５．成形スペース（５２；５８、６０）の制限手段が交換可能で、又は必要な らば異なる長さのスペーサー棒（２８）を有する担体（１４）を製造することが 可能であるように材料挿入物を備え得ることを特徴とする請求項１４に従う方法 。 １６．微孔性粒子（７２）がプラスチック粒子（７０）に添加されることを特徴 とする請求項８〜１５の少なくとも一項に従う方法。 １７．成形スペース（５２；５８、６０）の加熱限定領域及び／又はマイクロ波 及び／又は熱輻射及び／又は予熱された微孔性粒子（７２）の添加によって、成 形スペース（５２；５８、６０）内に収容されたプラスチック粒子（７０）に熱 が供給されることを特徴とする請求項８〜１６の少なくとも一項に従う方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 31:00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 フォーゲル ペーター ドイツ連邦共和国 デー・92256 ウルズ ラ ポッペンリヒト アルテ ドルフシュ トラーセ ８ (72)発明者 ラーベンシュタイン クラウス ドイツ連邦共和国 デー・92256 ハーン バッハ・ジュース フローンホーファー シュトラーセ 12 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．微生物のための複数の担体（１４）と当該担体（１４）に沿う流体用流路（ ３６）とを収容し、当該担体（１４）が流体によって貫通され微生物を取り付か せるのに適する孔を備えた多孔性構造を有する、微生物の助けによって流体を浄 化するための固定床式バイオリアクタ（２）において、 担体（１４）が担体表面に比べて薄い厚みを備えたシート状構造であり、担体（ １４）がスペーサー棒（２８）の助けによって間隔を維持し、担体（１４）間に 流路（３６）を規定することを特徴とする固定床式バイオリアクタ。 ２．スペーサー棒（２８）がそれぞれ連関する担体（１４）と一体であることを 特徴とする請求項１に従う固定床式バイオリアクタ。 ３．スペーサー捧（２８）が好ましくは接着結合によって又は溶接によってそれ ぞれ連関する担体（１４）に取り付けられることを特徴とする請求項１に従う固 定床式バイオリアクタ。 ４．複数の担体（１４）が、好ましくは接着結合によって又は溶接によってスペ ーサー棒（３８）を含んだ相互連結により担体パッケージ（３８）を形成するた めに合体されることを特徴とする請求項１又は２に従う固定床式バイオリアクタ 。 ５．担体（１４）がおのおの、場合によっては一体的に備えられ たスペーサー棒を有する平坦なプレートの形状を実質的に有することを特徴とす る請求項１〜４の少なくとも一項に従う固定床式バイオリアクタ。 ６．担体（１４）が熱の施与によって一緒に結合したプラスチック粒子（７０） から主になることを特徴とする請求項１〜５の少なくとも一項に従う固定床式バ イオリアクタ。 ７．担体（１４）が微孔性粒子（７２）を収容することを特徴とする請求項１〜 ６の少なくとも一項に従う固定床式バイオリアクタ。 ８．流体によって貫通され微生物を取り付かせるのに適する孔を備えた多孔性構 造を有する、微生物の助けによって流体を浄化するための固定床式バイオリアク タ（２）用担体（１４）において、担体（１４）が担体表面に比べて薄い厚みを 備えたシート状構造であり、担体（１４）が近接する担体（１４）に対する間隔 を規定するために一体的に形成されたスペーサー棒（２８）を有することを特徴 とする担体。 ９．突き出るスペーサー棒（２８）を備える平坦なプレートの形状を実質的に有 することを特徴とする請求項８に従う担体。 １０．熱の施与によって一緒に結合したプラスチック粒子（７０）から主になる ことを特徴とする請求項８又は９に従う担体。 １１．微孔性粒子（７２）を収容することを特徴とする請求項８〜１０の少なく とも一項に従う担体。 １２．（ａ）プラスチック粒子（７０）を備え； （ｂ）当該プラスチック粒子（７０）を成形スペース（５２；５８、６０）に導 入し；及び （ｃ）成形スペース（５２；５８、６０）に収容されたプラスチック粒子（７０ ）に熱を供給して、プラスチック粒子（７０）が一緒に結合して多孔性担体構造 を形成することのステップを備えてなる、微生物を取り付かせるのに適する多孔 性構造の担体（１４）を製造する方法において、 （ｄ）担体材料のエンドレス押出細片（４６）が成形スペース（５２；５８、６ ０）から引かれ；及び （ｅ）個々の担体（１４）が押出細片（４６）から分かれることを特徴とする担 体製造方法。 １３．成形スペース（５２）がエンドレス回転ベルト（４８）によって２つの対 向する側で限定されることを特徴とする請求項１２に従う方法。 １４．成形スペース（５２）がローラー（５４）によって２つの対向する側で限 定されることを特徴とする請求項１２に従う方法。 １５．プラスチック粒子（７０）が成形スペース（５２）に連続的に導かれるこ とを特徴とする請求項１２〜１６の少なくとも一項に従う方法。 １６．プラスチック粒子（７０）が成形スペース（５２；５８、６０）に導入す るに先立ち、予め温められることを特徴とする請 求項１２〜１５の少なくとも一項に従う方法。 １７．（ａ）プラスチック粒子（７０）を備え； （ｂ）当該プラスチック粒子（７０）を成形スペース（５８、６０）に導入し； 及び （ｃ）成形スペース（５８、６０）に収容されたプラスチック粒子（７０）に熱 を供給して、プラスチック粒子（７０）が一緒に結合して多孔性担体構造を形成 することのステップを備えてなる、微生物を取り付かせるのに適する多孔性構造 の担体（１４）を製造する方法において、 （ｄ）特定の成形スペースが第１及び第２型半体（５８、６０）によって限定さ れ； （ｅ）多数の第１型半体（５８）が第１コンベアに据えつけられ、多数の第２型 半体（６０）が第２コンベアに据えつけられ； （ｆ）閉じられた状態の型半体（５８、６０）が、プラスチック粒子（７０）の 導入のためのステーションを通り、導入されたプラスチック粒子（７０）に熱の 施与のためのステーション（６６）を通って動くに適し；及び （ｇ）型半体（５８、６０）が前記第１及び第２コンベアのデザインのために自 動的に開閉すること を特徴とする担体製造方法。 １８．一体的に成形されたスペーサー棒（２８）を備えた担体（１４）が製造さ れるように成形スペース（５２；５８、６０） が設計されることを特徴とする請求項１２〜１７の少なくとも一項に従う方法。 １９．成形スペース（５２；５８、６０）の制限手段が交換可能で、又は必要な らば異なる長さのスペーサー棒（２８）を有する担体（１４）を製造することが 可能であるように材料挿入物を備え得ることを特徴とする請求項１８に従う方法 。 ２０．微孔性粒子（７２）がプラスチック粒子（７０）に添加されることを特徴 とする請求項１２〜１９の少なくとも一項に従う方法。 ２１．成形スペース（５２；５８、６０）の加熱限定領域及び／又はマイクロ波 及び／又は熱輻射及び／又は予熱された微孔性粒子（７２）の添加によって、成 形スペース（５２；５８、６０）内に収容されたプラスチック粒子（７０）に熱 が供給されることを特徴とする請求項１２〜２０の少なくとも一項に従う方法。