JPH10180280A - 水処理用微生物固定化担体 - Google Patents
水処理用微生物固定化担体Info
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- JPH10180280A JPH10180280A JP8343518A JP34351896A JPH10180280A JP H10180280 A JPH10180280 A JP H10180280A JP 8343518 A JP8343518 A JP 8343518A JP 34351896 A JP34351896 A JP 34351896A JP H10180280 A JPH10180280 A JP H10180280A
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- water treatment
- microorganism
- starch
- microorganisms
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Abstract
(57)【要約】
【課題】水馴染みがよく比重が安定するまでの期間およ
び微生物が十分に付着するまでの期間が短期間で済む水
処理用微生物固定化担体を提供する。 【解決手段】本発明の水処理用微生物固定化担体は、担
体基材としてのポリプロピレンに、でんぷん、ポリビニ
ルアルコール、ポリエチレングリコールおよび界面活性
剤のうち少なくとも１種の親和性高分子が配合されてい
る。
び微生物が十分に付着するまでの期間が短期間で済む水
処理用微生物固定化担体を提供する。 【解決手段】本発明の水処理用微生物固定化担体は、担
体基材としてのポリプロピレンに、でんぷん、ポリビニ
ルアルコール、ポリエチレングリコールおよび界面活性
剤のうち少なくとも１種の親和性高分子が配合されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水処理用微生物固
定化担体に関する。
定化担体に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、微生物を担体に固定化して、廃水
処理や医薬・食品製造に用いることが広く行われてい
る。この水処理用微生物固定化担体を大別すると、例え
ば特開平５−２７１４２５号公報に見られるような有機
性高分子を主成分とするゲルの中に微生物を固定化する
包括固定型担体と、特開平５−２７１４２５号公報に見
られるような担体の表面に微生物を付着せしめる結合固
定型担体とがある。
処理や医薬・食品製造に用いることが広く行われてい
る。この水処理用微生物固定化担体を大別すると、例え
ば特開平５−２７１４２５号公報に見られるような有機
性高分子を主成分とするゲルの中に微生物を固定化する
包括固定型担体と、特開平５−２７１４２５号公報に見
られるような担体の表面に微生物を付着せしめる結合固
定型担体とがある。
【０００３】前者の包括固定型担体は、一般に初期の水
馴染みが良く、運転開始後すぐに流動するようになる。
しかし、有機性高分子を主成分とするゲルの基質透過性
が低いため、実際には、担体表面の微生物のみが有効に
働き、担体内部の微生物は機能しないという欠点があ
る。
馴染みが良く、運転開始後すぐに流動するようになる。
しかし、有機性高分子を主成分とするゲルの基質透過性
が低いため、実際には、担体表面の微生物のみが有効に
働き、担体内部の微生物は機能しないという欠点があ
る。
【０００４】後者の結合固定型担体は、微生物が担体表
面に付着し易くするために、坦体の表面に発泡等の処理
がなされている場合には、未使用状態のものを水に投入
した際に表面の凹みの部分に微細気泡が付着して水に浮
くため、担体は流動しにくいという問題点がある。この
場合、付着した微細気泡が消滅して水に馴染むのに時間
がかかり、比重が安定するまでに通常２週間以上を要し
ている。
面に付着し易くするために、坦体の表面に発泡等の処理
がなされている場合には、未使用状態のものを水に投入
した際に表面の凹みの部分に微細気泡が付着して水に浮
くため、担体は流動しにくいという問題点がある。この
場合、付着した微細気泡が消滅して水に馴染むのに時間
がかかり、比重が安定するまでに通常２週間以上を要し
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる点に
鑑みてなされたものであり、使用を開始してから水に馴
染み、比重が安定するまでの期間が短期間で済む水処理
用微生物固定化担体を提供する。
鑑みてなされたものであり、使用を開始してから水に馴
染み、比重が安定するまでの期間が短期間で済む水処理
用微生物固定化担体を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、担体基材とし
てのポリプロピレンおよび親水性高分子を含有すること
を特徴とする水処理用微生物固定化担体を提供する。
てのポリプロピレンおよび親水性高分子を含有すること
を特徴とする水処理用微生物固定化担体を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。本発明の水処理用微生物固定化担体
は、ポリプロピレンおよび親水性高分子を含有する。
詳細に説明する。本発明の水処理用微生物固定化担体
は、ポリプロピレンおよび親水性高分子を含有する。
【０００８】ここでポリプロピレンは、本発明の水処理
用微生物固定化担体の主成分であり、基材となる。ポリ
プロピレンは、低価格でかつ化学的安定性に優れている
が、疎水性である。
用微生物固定化担体の主成分であり、基材となる。ポリ
プロピレンは、低価格でかつ化学的安定性に優れている
が、疎水性である。
【０００９】一方、本発明の水処理用微生物固定化担体
に含有される親水性高分子は、例えば、ポリビニルアル
コール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥ
Ｇ）、界面活性剤またはでんぷんである。親水性高分子
は、水処理用微生物固定化担体に全体としての親水性を
付与および増強する。水処理用微生物固定化担体の水馴
染みと微生物付着に要する期間を大幅に短縮させる効果
を持つ。親水性高分子は１種または２種以上を用いるこ
とができる。
に含有される親水性高分子は、例えば、ポリビニルアル
コール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥ
Ｇ）、界面活性剤またはでんぷんである。親水性高分子
は、水処理用微生物固定化担体に全体としての親水性を
付与および増強する。水処理用微生物固定化担体の水馴
染みと微生物付着に要する期間を大幅に短縮させる効果
を持つ。親水性高分子は１種または２種以上を用いるこ
とができる。
【００１０】ここで、界面活性剤としては、具体的に
は、アルコールエトキシレート、非イオン界面活性剤お
よびポリグリセリン脂肪酸エステル類を使用できる。界
面活性剤は、毒性を有さないものが好ましい。
は、アルコールエトキシレート、非イオン界面活性剤お
よびポリグリセリン脂肪酸エステル類を使用できる。界
面活性剤は、毒性を有さないものが好ましい。
【００１１】各種親水性高分子のうちでんぷんが特に好
ましい。でんぷんは、安価でかつ生物易分解性であり、
有害な２次代謝成分を生じるおそれがない。また、でん
ぷん粒子が微生物分解された後に残る孔部は、でんぷん
粒子の大きさ（約１５μｍ〜１００μｍ）に相当し、微
生物を生棲させるのに適している。さらに、水処理用微
生物固定化担体の微生物付着能をとくに飛躍的に向上さ
せることができる。
ましい。でんぷんは、安価でかつ生物易分解性であり、
有害な２次代謝成分を生じるおそれがない。また、でん
ぷん粒子が微生物分解された後に残る孔部は、でんぷん
粒子の大きさ（約１５μｍ〜１００μｍ）に相当し、微
生物を生棲させるのに適している。さらに、水処理用微
生物固定化担体の微生物付着能をとくに飛躍的に向上さ
せることができる。
【００１２】でんぷんの種類は、特に限定されないが、
馬鈴薯でんぷん、とうもろこしでんぷん等の天然でんぷ
んや、これらのでんぷんを溶性化させた溶性でんぷん等
が挙げられる。
馬鈴薯でんぷん、とうもろこしでんぷん等の天然でんぷ
んや、これらのでんぷんを溶性化させた溶性でんぷん等
が挙げられる。
【００１３】でんぷんに加えて、ＰＶＡ、ＰＥＧ、界面
活性剤等の他の親水性高分子を一緒に用いることによ
り、親水性の付与および微生物付着促進のための複合的
な効果を得ることができる。
活性剤等の他の親水性高分子を一緒に用いることによ
り、親水性の付与および微生物付着促進のための複合的
な効果を得ることができる。
【００１４】親水性高分子の配合比は、水処理用微生物
固定化担体全体に対して０．５〜１０重量％の範囲が好
ましく３〜５重量％が特に好ましい。０．５重量％以下
の場合には親水性高分子材料の効果が小さく、１０重量
％を超えると水処理用微生物固定化担体の材料コストが
高くなりかつ強度が低下するからである。効果とコスト
のバランスが最も好ましい配合比は経験的には３〜５重
量％の範囲である。
固定化担体全体に対して０．５〜１０重量％の範囲が好
ましく３〜５重量％が特に好ましい。０．５重量％以下
の場合には親水性高分子材料の効果が小さく、１０重量
％を超えると水処理用微生物固定化担体の材料コストが
高くなりかつ強度が低下するからである。効果とコスト
のバランスが最も好ましい配合比は経験的には３〜５重
量％の範囲である。
【００１５】本発明の水処理用微生物固定化担体は、他
の成分として不溶性の無機物、例えば粘土成分等の比重
調整剤を含んでいても良い。本発明の水処理用微生物固
定化担体は、例えば製造時に発泡処理を行うことによ
り、表面に凹凸を形成することによって、凹部での微生
物の生棲を確保し、曝気または担体同士の衝突によって
微生物が担体から剥離することを防止できる。
の成分として不溶性の無機物、例えば粘土成分等の比重
調整剤を含んでいても良い。本発明の水処理用微生物固
定化担体は、例えば製造時に発泡処理を行うことによ
り、表面に凹凸を形成することによって、凹部での微生
物の生棲を確保し、曝気または担体同士の衝突によって
微生物が担体から剥離することを防止できる。
【００１６】本発明の水処理用微生物固定化担体の製造
方法は、例えば次の通りである。まず、担体基材として
のポリプロピレン、１種または２種以上の親水性高分子
を所望の配合比で混合する。得られた混合物を例えば押
出成型により所望の形状および寸法に成型する。
方法は、例えば次の通りである。まず、担体基材として
のポリプロピレン、１種または２種以上の親水性高分子
を所望の配合比で混合する。得られた混合物を例えば押
出成型により所望の形状および寸法に成型する。
【００１７】価格が安価でかつ化学的安定性に優れてい
る点からポリプロピレンからなる担体が考えられるが、
ポリプロピレンが疎水性であり、新品の担体の使用を開
始してから比重が安定しかつ微生物が担体表面に十分に
付着するまでに約２週間以上の期間がかかる。これに対
して、本発明の水処理用微生物固定化担体は、親水性高
分子が配合されているため担体全体としての親水性が向
上し、使用開始から水に馴染み、比重が安定するまでの
期間および微生物が担体表面に十分に付着するまでに要
する期間を大幅に短縮することが可能である。
る点からポリプロピレンからなる担体が考えられるが、
ポリプロピレンが疎水性であり、新品の担体の使用を開
始してから比重が安定しかつ微生物が担体表面に十分に
付着するまでに約２週間以上の期間がかかる。これに対
して、本発明の水処理用微生物固定化担体は、親水性高
分子が配合されているため担体全体としての親水性が向
上し、使用開始から水に馴染み、比重が安定するまでの
期間および微生物が担体表面に十分に付着するまでに要
する期間を大幅に短縮することが可能である。
【００１８】また、ポリビニルアルコールのような水に
溶出する親水性高分子やでんぷんのような微生物により
利用され得る親水性高分子を用いた場合には、親水性高
分子が溶出しまたは微生物によって利用された跡が凹面
として残るため担体の微生物の付着量が増加し、水処理
用微生物固定化担体の水処理能力が向上する。
溶出する親水性高分子やでんぷんのような微生物により
利用され得る親水性高分子を用いた場合には、親水性高
分子が溶出しまたは微生物によって利用された跡が凹面
として残るため担体の微生物の付着量が増加し、水処理
用微生物固定化担体の水処理能力が向上する。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の水処理用微生物固定化担体を
実際に作成し、効果を確認した試験について説明する。
担体基材としてのポリプロピレンに、表１に示す各種親
水性高分子および比重調整剤としての粘土成分を配合
し、次いで押出成型で成型して、中空円筒状でΦ４ｍｍ
×５ｍｍでかつ発泡剤を混入させて発泡処理がなされた
水処理用微生物固定化担体を得た。親水性高分子は表１
に示す配合比でポリプロピレンに配合した。以上のよう
にして得られた水処理用微生物固定化担体を実施例１な
いし７とした。
実際に作成し、効果を確認した試験について説明する。
担体基材としてのポリプロピレンに、表１に示す各種親
水性高分子および比重調整剤としての粘土成分を配合
し、次いで押出成型で成型して、中空円筒状でΦ４ｍｍ
×５ｍｍでかつ発泡剤を混入させて発泡処理がなされた
水処理用微生物固定化担体を得た。親水性高分子は表１
に示す配合比でポリプロピレンに配合した。以上のよう
にして得られた水処理用微生物固定化担体を実施例１な
いし７とした。
【００２０】また、全く親水性高分子を配合しなかった
以外は上記と同様の手順で水処理用微生物固定化担体を
作成し、比較例１とした。さらに、全く親水性高分子を
配合せずかつ発泡処理を行わなかった以外は上記と同様
の手順で水処理用微生物固定化担体を作成し、比較例２
とした。
以外は上記と同様の手順で水処理用微生物固定化担体を
作成し、比較例１とした。さらに、全く親水性高分子を
配合せずかつ発泡処理を行わなかった以外は上記と同様
の手順で水処理用微生物固定化担体を作成し、比較例２
とした。
【００２１】
【表１】
【００２２】界面活性剤：アルコールエトキシレート でんぷん：馬鈴薯でんぷん 上述のようにして作成した実施例１〜７および比較例
１，２の水処理用微生物固定化担体を用いて、次のよう
に水処理実験を行った。図１に示すように、外筒管１１
と、外筒管１１の内側に配置された内筒管１２を備えた
水処理装置１０を用意した。この水処理装置１０の有効
容量は１０リットルである。この水処理装置１０の底部
であって内筒管１２内には散気球１３を配置した。
１，２の水処理用微生物固定化担体を用いて、次のよう
に水処理実験を行った。図１に示すように、外筒管１１
と、外筒管１１の内側に配置された内筒管１２を備えた
水処理装置１０を用意した。この水処理装置１０の有効
容量は１０リットルである。この水処理装置１０の底部
であって内筒管１２内には散気球１３を配置した。
【００２３】上記水処理装置１０内の被処理水１４に見
掛け容量比で１０％の水処理用微生物固定化担体１５を
投入し、下水を原水として水処理実験を行った。実験
中、散気球１３を介して水処理装置１０内にエアーを供
給した。
掛け容量比で１０％の水処理用微生物固定化担体１５を
投入し、下水を原水として水処理実験を行った。実験
中、散気球１３を介して水処理装置１０内にエアーを供
給した。
【００２４】各実験系について、全部の担体が均一に流
動し始めた期間（以下、水馴染み期間という）、２ヶ月
後に担体に付着する汚泥量を測定した。これらの結果を
表１に示す。また、各実験系におけるアンモニア性窒素
負荷および硝化率の関係を図２の特性図に示す。
動し始めた期間（以下、水馴染み期間という）、２ヶ月
後に担体に付着する汚泥量を測定した。これらの結果を
表１に示す。また、各実験系におけるアンモニア性窒素
負荷および硝化率の関係を図２の特性図に示す。
【００２５】表１にから明らかなように、比較例１、２
に比べて、各種親水性高分子を配合した実施例１〜７の
いずれも、水馴染み期間の短縮が認められた。これらの
うち、親和性高分子としてＰＶＡを用いた実施例１，２
の水処理用微生物固定化担体は、水馴染みが速く、特に
低けん化度のＰＶＡを用いた実施例１の担体は、水処理
装置１０内の被処理水１４に入れた直後に全て流動し
た。
に比べて、各種親水性高分子を配合した実施例１〜７の
いずれも、水馴染み期間の短縮が認められた。これらの
うち、親和性高分子としてＰＶＡを用いた実施例１，２
の水処理用微生物固定化担体は、水馴染みが速く、特に
低けん化度のＰＶＡを用いた実施例１の担体は、水処理
装置１０内の被処理水１４に入れた直後に全て流動し
た。
【００２６】実施例５〜７のでんぷんを用いた担体も、
親水性高分子をまったく配合していない比較例１、２の
担体よりも、水馴染み期間が大幅に短縮され、投入割合
が大きいほどその傾向は顕著であった。また、表１に示
すように、実施例５〜７のでんぷんを配合した担体は、
２ヶ月後の付着汚泥量（付着微生物量）が、実施例１，
２のＰＶＡを配合した担体および比較例１，２の担体に
比べて多い。また、図２から明らかなように、硝化能力
も高かった。これらの結果から、親水性高分子としてで
んぷんを配合することにより、水処理用微生物固定化担
体の水処理能力が向上することが確認された。この水処
理能力の向上は、でんぷんが微生物によって利用された
跡が凹面として残るため、担体の微生物の付着量が増加
するために起こる。
親水性高分子をまったく配合していない比較例１、２の
担体よりも、水馴染み期間が大幅に短縮され、投入割合
が大きいほどその傾向は顕著であった。また、表１に示
すように、実施例５〜７のでんぷんを配合した担体は、
２ヶ月後の付着汚泥量（付着微生物量）が、実施例１，
２のＰＶＡを配合した担体および比較例１，２の担体に
比べて多い。また、図２から明らかなように、硝化能力
も高かった。これらの結果から、親水性高分子としてで
んぷんを配合することにより、水処理用微生物固定化担
体の水処理能力が向上することが確認された。この水処
理能力の向上は、でんぷんが微生物によって利用された
跡が凹面として残るため、担体の微生物の付着量が増加
するために起こる。
【００２７】以上の結果を総合すると、実施例５〜７の
でんぷんを配合した担体が、水処理のための水処理用微
生物固定化担体として最も優れた特性を示した。また、
でんぷんの配合比が１重量％の実施例５の担体に比べ
て、配合量が５重量％および１０重量％の実施例６，７
の担体の方が、水馴染み期間の短縮効果および微生物付
着量の増加効果が大きかった。ただし、でんぷんの配合
比が１０重量％の実施例７の担体は強度的に脆く、水処
理実験中に担体の一部が砕け細かい屑となったが、使用
できないほどではない。
でんぷんを配合した担体が、水処理のための水処理用微
生物固定化担体として最も優れた特性を示した。また、
でんぷんの配合比が１重量％の実施例５の担体に比べ
て、配合量が５重量％および１０重量％の実施例６，７
の担体の方が、水馴染み期間の短縮効果および微生物付
着量の増加効果が大きかった。ただし、でんぷんの配合
比が１０重量％の実施例７の担体は強度的に脆く、水処
理実験中に担体の一部が砕け細かい屑となったが、使用
できないほどではない。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の水処理用
微生物固定化担体は、担体基材としてのポリプロピレン
に親水性高分子を配合することにより、担体全体の親水
性を向上させている。これにより、水処理用微生物固定
化担体の使用開始からの水馴染みと微生物付着に要する
期間が格段に短くなり、水処理用微生物固定化担体は投
入後短期間のうちに流動するようになる。このため、投
入した水処理用微生物固定化担体が処理性能を発揮する
に至るまでの期間を短縮できる。また、親水性高分子を
配合されているため、親水性高分子の作用によって微生
物の付着量を増加させることができる。
微生物固定化担体は、担体基材としてのポリプロピレン
に親水性高分子を配合することにより、担体全体の親水
性を向上させている。これにより、水処理用微生物固定
化担体の使用開始からの水馴染みと微生物付着に要する
期間が格段に短くなり、水処理用微生物固定化担体は投
入後短期間のうちに流動するようになる。このため、投
入した水処理用微生物固定化担体が処理性能を発揮する
に至るまでの期間を短縮できる。また、親水性高分子を
配合されているため、親水性高分子の作用によって微生
物の付着量を増加させることができる。
【図１】実施例で使用した水処理装置を示す概略図。
【図２】各実験系におけるアンモニア性窒素負荷および
硝化率の関係を示す特性図。
硝化率の関係を示す特性図。
１０…水処理装置、１１…外筒管，１２…内筒管，１３
…散気球、１４…被処理水、１５…水処理用微生物固定
化担体。
…散気球、１４…被処理水、１５…水処理用微生物固定
化担体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武智 辰夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 橘 頼信 茨城県稲敷群阿見町中央８−３−２ 三菱 化学産資株式会社商品研究所内 (72)発明者 今井 博 東京都中央区日本橋本町４−４−２ 三菱 化学産資株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 担体基材としてのポリプロピレンおよび
親水性高分子を含有することを特徴とする水処理用微生
物固定化担体。 - 【請求項２】 親水性高分子が２種以上であることを特
徴とする請求項１記載の水処理用微生物固定化担体。 - 【請求項３】 親水性高分子の少なくとも１種がでんぷ
んであることを特徴とする請求項１または２記載の水処
理用微生物固定化担体。 - 【請求項４】 親水性高分子の少なくとも１種が、ポリ
ビニルアルコール、ポリエチレングリコールまたは界面
活性剤であることを特徴とする請求項１ないし３のいず
れか一つに記載の水処理用微生物固定化担体。 - 【請求項５】 発泡体であることを特徴とする請求項１
ないし４のいずれか一つに記載の水処理用微生物固定化
担体。 - 【請求項６】 親水性高分子の配合比が水処理用微生物
固定化担体全体に対して０．５〜１０重量％であること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の
水処理用微生物固定化担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8343518A JPH10180280A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 水処理用微生物固定化担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8343518A JPH10180280A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 水処理用微生物固定化担体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10180280A true JPH10180280A (ja) | 1998-07-07 |
Family
ID=18362140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8343518A Pending JPH10180280A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 水処理用微生物固定化担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10180280A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001205287A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-07-31 | Takeda Chem Ind Ltd | 水処理用担体、水処理用担体の製造方法および水処理用装置 |
| JP2001205288A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-07-31 | Takeda Chem Ind Ltd | 水処理用担体、水処理用担体の製造方法および水処理用装置 |
| JP2002292386A (ja) * | 2001-01-26 | 2002-10-08 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | 水中の外因性内分泌攪乱化学物質の除去方法 |
| WO2003074691A1 (fr) * | 2002-03-01 | 2003-09-12 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Cellules et liposomes immobilises et procede d'immobilisation correspondant |
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