JPH1052268A - 微生物担持体及びその製造方法 - Google Patents
微生物担持体及びその製造方法Info
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- JPH1052268A JPH1052268A JP12019897A JP12019897A JPH1052268A JP H1052268 A JPH1052268 A JP H1052268A JP 12019897 A JP12019897 A JP 12019897A JP 12019897 A JP12019897 A JP 12019897A JP H1052268 A JPH1052268 A JP H1052268A
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- C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐摩耗性、耐候（光）性、耐微生物分解性、
流動性及び微生物親和性に優れた多孔質微生物担持体を
提供する。 【解決手段】 含水状態での大きさが１ｍｍ〜２０ｍｍ
であるポリビニルホルマールのスポンジ粒状物であり、
含水状態の見かけ比重が１．０〜１．２、気孔率が５０
〜９８％、アセタール化度が３０〜８５モル％、気孔径
が２０〜３００μｍであるポリビニルアセタール系多孔
質体の微生物担持体である。この微生物担持体は、耐摩
耗性、耐候（光）性、耐微生物分解性、流動性および微
生物親和性に優れており、特に流動床型の汚水処理装置
を含む各種のバイオリアクターに好適に用いることがで
きる。
流動性及び微生物親和性に優れた多孔質微生物担持体を
提供する。 【解決手段】 含水状態での大きさが１ｍｍ〜２０ｍｍ
であるポリビニルホルマールのスポンジ粒状物であり、
含水状態の見かけ比重が１．０〜１．２、気孔率が５０
〜９８％、アセタール化度が３０〜８５モル％、気孔径
が２０〜３００μｍであるポリビニルアセタール系多孔
質体の微生物担持体である。この微生物担持体は、耐摩
耗性、耐候（光）性、耐微生物分解性、流動性および微
生物親和性に優れており、特に流動床型の汚水処理装置
を含む各種のバイオリアクターに好適に用いることがで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば下水、工業
排水、屎尿系排水などの生物化学的酸素要求量（ＢＯ
Ｄ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の高い汚水を処理す
る微生物接触型の汚水処理装置や、医薬品または食品な
どを微生物により生物化学反応を行わせて反応生成物を
得るバイオリアクターなどに使用する微生物担持体及び
その製造方法に関する。更に詳細には、特に流動床型用
として好適に用いることができる微生物担持体及びその
製造方法に関する。
排水、屎尿系排水などの生物化学的酸素要求量（ＢＯ
Ｄ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の高い汚水を処理す
る微生物接触型の汚水処理装置や、医薬品または食品な
どを微生物により生物化学反応を行わせて反応生成物を
得るバイオリアクターなどに使用する微生物担持体及び
その製造方法に関する。更に詳細には、特に流動床型用
として好適に用いることができる微生物担持体及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】反応容器内に微生物や酵素を充填し、そ
の微生物及び酵素による反応を利用して生産物を得る方
法はいわゆるバイオリアクターと呼ばれるものであり、
食品、医薬品または化学品の製造分野や、下水道、排水
または排ガスなどの分野において従来より工業的な活用
がなされている。また近年では、処理能力を効率化する
ために、この微生物生体触媒を反応容器内部に高密度に
充填する手段が種々研究されている。
の微生物及び酵素による反応を利用して生産物を得る方
法はいわゆるバイオリアクターと呼ばれるものであり、
食品、医薬品または化学品の製造分野や、下水道、排水
または排ガスなどの分野において従来より工業的な活用
がなされている。また近年では、処理能力を効率化する
ために、この微生物生体触媒を反応容器内部に高密度に
充填する手段が種々研究されている。
【０００３】その手段として最も代表的なものが微生物
を粒状担持体に担持させる方法であり、その方法は次の
２つに大別できる。１つは微生物を担持体表面に担持し
て微生物膜を利用する生物膜法であり、もう１つは担持
体の内部に微生物を固定化する包括固定化微生物法であ
る。また、この担持体の素材としては、高分子物質及び
無機系物質がある。さらに、担持体の使用形態について
も、反応槽の内部に担持体を固定化して使用する固定床
型もしくは担持体を流動させながら使用する流動床型と
があげられる。
を粒状担持体に担持させる方法であり、その方法は次の
２つに大別できる。１つは微生物を担持体表面に担持し
て微生物膜を利用する生物膜法であり、もう１つは担持
体の内部に微生物を固定化する包括固定化微生物法であ
る。また、この担持体の素材としては、高分子物質及び
無機系物質がある。さらに、担持体の使用形態について
も、反応槽の内部に担持体を固定化して使用する固定床
型もしくは担持体を流動させながら使用する流動床型と
があげられる。
【０００４】ここで、流動床型にて使用される担持体に
は、流動性能及び比重が重要となるため、無機系の担持
体よりも高分子系の粒状担持体が用いられるのが一般的
である。この担持体の素材として、例えばポリビニルア
ルコールゲル（ＰＶＡゲル）、アクリルアミドゲル、ポ
リエチレングリコールゲル等のゲル状粒状体や、ポリエ
チレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニリデン、セルロー
ス等の多孔質粒状体、又はセラミック、活性炭、砂など
の無機系の粒状体を用いる方法などが種々提案されてい
る。
は、流動性能及び比重が重要となるため、無機系の担持
体よりも高分子系の粒状担持体が用いられるのが一般的
である。この担持体の素材として、例えばポリビニルア
ルコールゲル（ＰＶＡゲル）、アクリルアミドゲル、ポ
リエチレングリコールゲル等のゲル状粒状体や、ポリエ
チレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニリデン、セルロー
ス等の多孔質粒状体、又はセラミック、活性炭、砂など
の無機系の粒状体を用いる方法などが種々提案されてい
る。
【０００５】また、生物膜法は、微生物を表面に担持さ
せればよいため、固定化の方法が簡便であるという特徴
を持つが、一方、微生物の付着及び育成期間に長期間を
要し、さらに担持体に付着しやすい微生物が優先的に付
着したり表面に付着した微生物の剥離などが問題点とし
て挙げられる。これに対し包括固定化微生物法は担持体
内部に微生物が取り込まれているため、任意の微生物を
任意の量で固定化することができる。
せればよいため、固定化の方法が簡便であるという特徴
を持つが、一方、微生物の付着及び育成期間に長期間を
要し、さらに担持体に付着しやすい微生物が優先的に付
着したり表面に付着した微生物の剥離などが問題点とし
て挙げられる。これに対し包括固定化微生物法は担持体
内部に微生物が取り込まれているため、任意の微生物を
任意の量で固定化することができる。
【０００６】この包括固定化微生物法に用いられる担持
体素材としては幅広い種類のものが活用されているが、
排水中の被処理物質である有機物質、リンまたは窒素系
化合物などが含水ゲルを透過して、担持体内部に固定さ
れている微生物に接触して処理される必要があるため、
例えばアクリルアミド系、寒天系、ポリアクリル酸ソー
ダ系、ポリエチレングリコール系、カラギーナンまたは
光硬化性樹脂などのゲル状担持体が主に用いられてい
る。
体素材としては幅広い種類のものが活用されているが、
排水中の被処理物質である有機物質、リンまたは窒素系
化合物などが含水ゲルを透過して、担持体内部に固定さ
れている微生物に接触して処理される必要があるため、
例えばアクリルアミド系、寒天系、ポリアクリル酸ソー
ダ系、ポリエチレングリコール系、カラギーナンまたは
光硬化性樹脂などのゲル状担持体が主に用いられてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＶＡ
ゲル、アクリルアミドゲル、ポリエチレングリコールゲ
ル等のゲル状担持体は、微生物との親和性に優れている
ものの、ゲル状体であるため、機械的強度は低く、特に
耐摩耗性能については著しく劣っており、特に流動床型
にて使用した場合、担持体流動時に発生する担持体同士
の摩擦や反応槽内壁との摩擦により摩耗しやすく、担持
体寿命が短いという問題を有する。
ゲル、アクリルアミドゲル、ポリエチレングリコールゲ
ル等のゲル状担持体は、微生物との親和性に優れている
ものの、ゲル状体であるため、機械的強度は低く、特に
耐摩耗性能については著しく劣っており、特に流動床型
にて使用した場合、担持体流動時に発生する担持体同士
の摩擦や反応槽内壁との摩擦により摩耗しやすく、担持
体寿命が短いという問題を有する。
【０００８】一方、ポリエチレン、ポリウレタン等の多
孔質粒状体は、機械的強度、耐久性、耐候性がさほど良
いものではなく、長期使用時には崩壊する蓋然性が高
い。比較的丈夫なポリエーテル系ポリウレタンについて
は高価である。またセルロースなどの天然生産物を利用
したものでは微生物との親和性に優れているが、天然物
であるため、微生物によってそれ自身が分解されやすく
寿命が短い。また無機系の粒体は流動性に劣っており、
流動床のように担持体を攪拌流動させるような方式には
適当ではない。
孔質粒状体は、機械的強度、耐久性、耐候性がさほど良
いものではなく、長期使用時には崩壊する蓋然性が高
い。比較的丈夫なポリエーテル系ポリウレタンについて
は高価である。またセルロースなどの天然生産物を利用
したものでは微生物との親和性に優れているが、天然物
であるため、微生物によってそれ自身が分解されやすく
寿命が短い。また無機系の粒体は流動性に劣っており、
流動床のように担持体を攪拌流動させるような方式には
適当ではない。
【０００９】また、包括固定化微生物法に用いられる担
持体素材は、既述の通り、そのもの自体がゲル状物質で
あるため強度が低く、耐摩耗性については著しく劣って
いる。このため、固定化素材、反応槽の形態、充填率
等、使用条件により大きく変動するが、一般的には微生
物膜法に用いられるスポンジ体に比較すると、担体寿命
が極端に短いことが問題となっていた。
持体素材は、既述の通り、そのもの自体がゲル状物質で
あるため強度が低く、耐摩耗性については著しく劣って
いる。このため、固定化素材、反応槽の形態、充填率
等、使用条件により大きく変動するが、一般的には微生
物膜法に用いられるスポンジ体に比較すると、担体寿命
が極端に短いことが問題となっていた。
【００１０】このように、微生物の担持体は非常に種類
に富んでいるが、公知のいずれの担持体ともに、微生物
との親和性、比重、耐摩耗性、耐候（光）性、耐微生物
分解性などの、担持体としての要求性能をすべて満足す
るような注目すべき提案は未だなされず、現在に至って
いるのが現状である。
に富んでいるが、公知のいずれの担持体ともに、微生物
との親和性、比重、耐摩耗性、耐候（光）性、耐微生物
分解性などの、担持体としての要求性能をすべて満足す
るような注目すべき提案は未だなされず、現在に至って
いるのが現状である。
【００１１】本発明の課題は、前述のような問題点を解
消するためになされたものであり、耐摩耗性、耐候
（光）性、耐微生物分解性、流動性及び微生物親和性に
優れた微生物の担持体を提供するところにある。
消するためになされたものであり、耐摩耗性、耐候
（光）性、耐微生物分解性、流動性及び微生物親和性に
優れた微生物の担持体を提供するところにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、鋭意検討した結果、微生物の担持体として、素材と
してポリビニルアセタールを用い多孔質とする、即ち、
ポリビニルアセタール系多孔質体、特にポリビニルホル
マール（ＰＶＦ）の多孔質体を用いると、耐摩耗性、耐
候（光）性、耐微生物分解性、流動性および微生物親和
性に優れた微生物担持体とすることができる知見を得
た。本発明は、微生物の担持体として、ポリビニルアセ
タール系多孔質体を用いることを特徴とする微生物担持
体である。
め、鋭意検討した結果、微生物の担持体として、素材と
してポリビニルアセタールを用い多孔質とする、即ち、
ポリビニルアセタール系多孔質体、特にポリビニルホル
マール（ＰＶＦ）の多孔質体を用いると、耐摩耗性、耐
候（光）性、耐微生物分解性、流動性および微生物親和
性に優れた微生物担持体とすることができる知見を得
た。本発明は、微生物の担持体として、ポリビニルアセ
タール系多孔質体を用いることを特徴とする微生物担持
体である。
【００１３】従って、微生物の担持体として、ポリビニ
ルアセタール系多孔質体、特にポリビニルホルマール
（ＰＶＦ）の多孔質体を用いると、耐摩耗性、耐候
（光）性、耐微生物分解性、流動性および微生物親和性
に優れた微生物担持体とすることができる。
ルアセタール系多孔質体、特にポリビニルホルマール
（ＰＶＦ）の多孔質体を用いると、耐摩耗性、耐候
（光）性、耐微生物分解性、流動性および微生物親和性
に優れた微生物担持体とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】ポリビニルアセタール系多孔質
体、特にポリビニルホルマール（ＰＶＦ）系多孔質体が
上記の通り耐摩耗性、耐候（光）性、耐微生物分解性、
流動性および微生物親和性に優れた微生物担持体とする
ことができるのは以下の原因に基づくものと考えられ
る。
体、特にポリビニルホルマール（ＰＶＦ）系多孔質体が
上記の通り耐摩耗性、耐候（光）性、耐微生物分解性、
流動性および微生物親和性に優れた微生物担持体とする
ことができるのは以下の原因に基づくものと考えられ
る。
【００１５】すなわち、ポリビニルアセタール系多孔質
体、特にポリビニルホルマール（ＰＶＦ）系多孔質体
は、ＯＨ−基を多数有し親水性であるため微生物との親
和性に優れていること、ＰＶＡをアセタール化乃至ホル
マール化することでＰＶＡには乏しい耐微生物分解性を
付与できること、さらに樹脂骨格を有しているため耐摩
耗性を発揮すること、また多孔質であるため比重が１．
０１〜１．１に近づけることができ流動性を発現するこ
とができることが主たる理由であると思われる。
体、特にポリビニルホルマール（ＰＶＦ）系多孔質体
は、ＯＨ−基を多数有し親水性であるため微生物との親
和性に優れていること、ＰＶＡをアセタール化乃至ホル
マール化することでＰＶＡには乏しい耐微生物分解性を
付与できること、さらに樹脂骨格を有しているため耐摩
耗性を発揮すること、また多孔質であるため比重が１．
０１〜１．１に近づけることができ流動性を発現するこ
とができることが主たる理由であると思われる。
【００１６】本発明の微生物担持体としては、ポリビニ
ルアセタール系多孔質体からなるスポンジとして構成さ
れていることが好ましい。これによって耐摩耗性を維持
したまま、流動性に優れた微生物担持体とすることがで
きる。
ルアセタール系多孔質体からなるスポンジとして構成さ
れていることが好ましい。これによって耐摩耗性を維持
したまま、流動性に優れた微生物担持体とすることがで
きる。
【００１７】本発明の微生物担持体の含水状態の見かけ
比重は、１．０〜１．２に調整することが好ましい。含
水状態における見かけ比重が１．０未満の場合では、処
理槽に投入しても浮いているだけであり、処理すること
が困難となり、１．２を超えると沈降し易くなり、この
点でも流動性に欠ける。従って、ポリビニルアセタール
系多孔質体の含水状態の見かけ比重を１．０〜１．２と
した本発明の微生物担持体では、特に流動床型の粒状多
孔質体として用いた場合、適切な流動性を良好に発揮す
ることができる。
比重は、１．０〜１．２に調整することが好ましい。含
水状態における見かけ比重が１．０未満の場合では、処
理槽に投入しても浮いているだけであり、処理すること
が困難となり、１．２を超えると沈降し易くなり、この
点でも流動性に欠ける。従って、ポリビニルアセタール
系多孔質体の含水状態の見かけ比重を１．０〜１．２と
した本発明の微生物担持体では、特に流動床型の粒状多
孔質体として用いた場合、適切な流動性を良好に発揮す
ることができる。
【００１８】なお、本発明の微生物担持体は、多孔質体
の気孔内に被処理液を充満させた際の比重がより被処理
液自身の比重に近くなるものが好ましい。被処理液を水
として換算すると、含水状態における見かけ比重は、
１．０以上で、なおかつ限りなく１．０に近いものが最
適であるが、ポリビニルアセタール系多孔質体としての
実用上の含水状態における見かけ比重は上記の通り１．
０〜１．２、好ましくは１．０１〜１．１が最適であ
る。素材自体の真比重としては１．２４〜１．２８の範
囲内、好ましくは１．２５〜１．２６の範囲内のものが
最適である。これらの範囲内の比重を有するポリビニル
アセタール系多孔質体を微生物担持体として用いた場
合、特に流動床型の粒状多孔質体として用いると、良好
な流動性を発揮する。
の気孔内に被処理液を充満させた際の比重がより被処理
液自身の比重に近くなるものが好ましい。被処理液を水
として換算すると、含水状態における見かけ比重は、
１．０以上で、なおかつ限りなく１．０に近いものが最
適であるが、ポリビニルアセタール系多孔質体としての
実用上の含水状態における見かけ比重は上記の通り１．
０〜１．２、好ましくは１．０１〜１．１が最適であ
る。素材自体の真比重としては１．２４〜１．２８の範
囲内、好ましくは１．２５〜１．２６の範囲内のものが
最適である。これらの範囲内の比重を有するポリビニル
アセタール系多孔質体を微生物担持体として用いた場
合、特に流動床型の粒状多孔質体として用いると、良好
な流動性を発揮する。
【００１９】本発明の微生物担持体は、含水状態での大
きさが１ｍｍ〜２０ｍｍの粒状物であることが望まし
い。これによって、流動性能が向上し、微生物処理能力
を発揮することができると共に、粒状微生物担持体の回
収フィルターを設置した汚水処理装置等に使用しても、
当該回収フィルターを通過し、装置の処理排液の排出口
から流出するおそれもなく、微生物濃度を高濃度に保持
することができる。
きさが１ｍｍ〜２０ｍｍの粒状物であることが望まし
い。これによって、流動性能が向上し、微生物処理能力
を発揮することができると共に、粒状微生物担持体の回
収フィルターを設置した汚水処理装置等に使用しても、
当該回収フィルターを通過し、装置の処理排液の排出口
から流出するおそれもなく、微生物濃度を高濃度に保持
することができる。
【００２０】粒子の大きさが２０ｍｍを超えると、流動
性能が低下するばかりでなく、微生物を担持する有効表
面積が乏しくなるため、微生物の高濃度維持が困難とな
り、微生物処理能力が低下する。この点で、粒子径が小
さい方が流動性が良くなり、流動床型反応器では担持体
を流動させるためのエネルギーが小さくなり処理性能が
向上するが、あまり小さすぎると、具体的には粒子の大
きさが１ｍｍ未満の場合は、粒状微生物担持体の回収フ
ィルターを設置した汚水処理装置等に使用すると、当該
回収フィルターを通過し、装置の処理排液の排出口から
流出するおそれがあり、微生物濃度を高濃度に保持する
ことが困難になる。この点で、回収フィルター、例え
ば、処理液流出口に設置した目開き１．５ｍｍウェッジ
ワイヤースクリーンのスリット目開きをもっと細かいも
のにすることも考えられる。しかし、排水中の微粒子、
微生物、微生物の粘性生産物などがこのスリットに付着
して、閉塞してしまうため、フィルターの目開きにも自
ずと限界があり、粒状微生物担持体の回収フィルターと
の関係からも、粒状ポリビニルアセタール系多孔質体の
最適な大きさが定まるものである。
性能が低下するばかりでなく、微生物を担持する有効表
面積が乏しくなるため、微生物の高濃度維持が困難とな
り、微生物処理能力が低下する。この点で、粒子径が小
さい方が流動性が良くなり、流動床型反応器では担持体
を流動させるためのエネルギーが小さくなり処理性能が
向上するが、あまり小さすぎると、具体的には粒子の大
きさが１ｍｍ未満の場合は、粒状微生物担持体の回収フ
ィルターを設置した汚水処理装置等に使用すると、当該
回収フィルターを通過し、装置の処理排液の排出口から
流出するおそれがあり、微生物濃度を高濃度に保持する
ことが困難になる。この点で、回収フィルター、例え
ば、処理液流出口に設置した目開き１．５ｍｍウェッジ
ワイヤースクリーンのスリット目開きをもっと細かいも
のにすることも考えられる。しかし、排水中の微粒子、
微生物、微生物の粘性生産物などがこのスリットに付着
して、閉塞してしまうため、フィルターの目開きにも自
ずと限界があり、粒状微生物担持体の回収フィルターと
の関係からも、粒状ポリビニルアセタール系多孔質体の
最適な大きさが定まるものである。
【００２１】本発明の微生物担持体は、固定床型、流動
床型を問わず使用でき、その点でブロック状、フィルム
状、シート状、リボン状など特にその製品形状は限定さ
れないが、特に流動床型の汚水処理装置などのバイオリ
アクターに用いる場合は、既述の通り、粒状にすること
が望ましい。なお、形状は粒子状であればよく、球状、
立方体形状、直方体形状、三角錐形状など各種の形状と
することができる。なお、球状粒状の場合は粒子径を１
〜２０ｍｍ、立方体形状等の場合は最長寸法を１〜２０
ｍｍとすることが最適である。
床型を問わず使用でき、その点でブロック状、フィルム
状、シート状、リボン状など特にその製品形状は限定さ
れないが、特に流動床型の汚水処理装置などのバイオリ
アクターに用いる場合は、既述の通り、粒状にすること
が望ましい。なお、形状は粒子状であればよく、球状、
立方体形状、直方体形状、三角錐形状など各種の形状と
することができる。なお、球状粒状の場合は粒子径を１
〜２０ｍｍ、立方体形状等の場合は最長寸法を１〜２０
ｍｍとすることが最適である。
【００２２】また、本発明の微生物担持体は、ポリビニ
ルアセタール系多孔質体が気孔率が５０〜９８％の連通
気孔を備えていることが望ましい。これによって、耐摩
耗性、耐候（光）性、耐微生物分解性、流動性および微
生物親和性に優れた微生物担持体とすることができる。
ルアセタール系多孔質体が気孔率が５０〜９８％の連通
気孔を備えていることが望ましい。これによって、耐摩
耗性、耐候（光）性、耐微生物分解性、流動性および微
生物親和性に優れた微生物担持体とすることができる。
【００２３】すなわち、本発明のポリビニルアセタール
系多孔質体は、例えばポリビニルアルコール水溶液に気
孔形成剤を加え、酸触媒下、アルデヒド類と反応させる
ことにより製造することができるが、この場合、気孔形
成剤の種類、配合量などの条件設定を変えていくと、気
孔率が５０〜９８％、特に平均気孔率９０％の連通気孔
の場合、耐摩耗性、耐候（光）性、耐微生物分解性、流
動性および微生物親和性に優れた微生物担持体とするこ
とができることを見出した。気孔率が５０％未満の場
合、見かけ比重が増加して含水率が低下し、特に流動床
型にて粒状多孔質体として使用した場合、沈降はし易く
なるが浮遊しにくくなるため、処理槽内における流動性
能が低下する。一方、気孔率が９８％を超える場合は、
耐摩耗性、耐候（光）性及び耐微生物分解性の点で好ま
しくない。
系多孔質体は、例えばポリビニルアルコール水溶液に気
孔形成剤を加え、酸触媒下、アルデヒド類と反応させる
ことにより製造することができるが、この場合、気孔形
成剤の種類、配合量などの条件設定を変えていくと、気
孔率が５０〜９８％、特に平均気孔率９０％の連通気孔
の場合、耐摩耗性、耐候（光）性、耐微生物分解性、流
動性および微生物親和性に優れた微生物担持体とするこ
とができることを見出した。気孔率が５０％未満の場
合、見かけ比重が増加して含水率が低下し、特に流動床
型にて粒状多孔質体として使用した場合、沈降はし易く
なるが浮遊しにくくなるため、処理槽内における流動性
能が低下する。一方、気孔率が９８％を超える場合は、
耐摩耗性、耐候（光）性及び耐微生物分解性の点で好ま
しくない。
【００２４】但し、上述の気孔率の範囲は、ポリビニル
アセタール、特にポリビニルホルマールのみから構成さ
れる多孔質体の場合を基準として特定している。従っ
て、例えば１．０以下の低比重の他素材がポリビニルア
セタールに混合及び又は複合されている場合は、格別前
記気孔率の範囲に限定されるものではない。例えば、ポ
リビニルホルマール多孔質体の製造過程で、低比重の粉
体、繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、油脂、パラ
フィンなどを原料中に混練すれば、気孔率や比重の調整
が可能となる。特に、中空のマイクロカプセルを利用す
れば、担持体の比重を容易に低下することができる。
アセタール、特にポリビニルホルマールのみから構成さ
れる多孔質体の場合を基準として特定している。従っ
て、例えば１．０以下の低比重の他素材がポリビニルア
セタールに混合及び又は複合されている場合は、格別前
記気孔率の範囲に限定されるものではない。例えば、ポ
リビニルホルマール多孔質体の製造過程で、低比重の粉
体、繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、油脂、パラ
フィンなどを原料中に混練すれば、気孔率や比重の調整
が可能となる。特に、中空のマイクロカプセルを利用す
れば、担持体の比重を容易に低下することができる。
【００２５】ポリビニルアセタール系多孔質体のアセタ
ール化度については、特に限定されるものではないが、
アセタール化度が３０〜８５モル％、好ましくは４５〜
７０モル％のポリビニルアセタール系多孔質体が好適で
ある。中でもホルマール化度が３０〜８５モル％、好ま
しくは４５〜７０モル％のポリビニルホルマールが好適
である。更に好ましくは、本発明はポリビニルホルマー
ル多孔質体のホルマール化度が３０〜８５モル％、最適
には４５〜７０モル％の微生物担持体である。
ール化度については、特に限定されるものではないが、
アセタール化度が３０〜８５モル％、好ましくは４５〜
７０モル％のポリビニルアセタール系多孔質体が好適で
ある。中でもホルマール化度が３０〜８５モル％、好ま
しくは４５〜７０モル％のポリビニルホルマールが好適
である。更に好ましくは、本発明はポリビニルホルマー
ル多孔質体のホルマール化度が３０〜８５モル％、最適
には４５〜７０モル％の微生物担持体である。
【００２６】アセタール度をこのように調整することに
より、柔軟でかつ耐摩耗性を有する微生物担持体とする
ことが可能である。なお、アセタール化度が３０モル％
未満の場合、分子架橋度が低く強度的に劣り、摩擦堅牢
度が低くなる。従って、特に、流動床型にて粒状多孔質
体として使用した場合、担持体流動時に発生する担持体
同士の摩擦や反応槽内壁との摩擦により摩耗しやすく、
担持体寿命が低下する。また耐微生物侵食性が低下する
点で好ましくない。さらに、製造工程上取り扱いにくい
問題点もある。一方、８５モル％を超えると、気孔率の
低下とともに、見かけ比重が増加して含水率が低下し、
特に流動床型にて粒状多孔質体として使用した場合、沈
降はし易くなるが浮遊しにくくなるため、処理槽内にお
ける流動性能が低下する。また特に、残存水酸基量の減
少に伴い親水性が低下するため好ましくない。また、湿
潤時の反発弾性も低くなり、吸水性及び耐久性の点で好
ましくない。特に乾燥圧縮加工を施して圧縮プレス品と
した場合、これを処理槽中等で湿潤させても、元の形状
に復元しにくく又は復元しないため、永久歪みを受け易
く、プレス加工品とすることができない。この点、アセ
タール化度が３０〜８５モル％、好ましくは４５〜７０
モル％のポリビニルアセタール系多孔質体、特にホルマ
ール化度が３０〜８５モル％、好ましくは４５〜７０モ
ル％のポリビニルホルマールの場合は、耐微生物侵食性
の点で良好であり、また強度的に優れ、摩擦堅牢度が大
きい。
より、柔軟でかつ耐摩耗性を有する微生物担持体とする
ことが可能である。なお、アセタール化度が３０モル％
未満の場合、分子架橋度が低く強度的に劣り、摩擦堅牢
度が低くなる。従って、特に、流動床型にて粒状多孔質
体として使用した場合、担持体流動時に発生する担持体
同士の摩擦や反応槽内壁との摩擦により摩耗しやすく、
担持体寿命が低下する。また耐微生物侵食性が低下する
点で好ましくない。さらに、製造工程上取り扱いにくい
問題点もある。一方、８５モル％を超えると、気孔率の
低下とともに、見かけ比重が増加して含水率が低下し、
特に流動床型にて粒状多孔質体として使用した場合、沈
降はし易くなるが浮遊しにくくなるため、処理槽内にお
ける流動性能が低下する。また特に、残存水酸基量の減
少に伴い親水性が低下するため好ましくない。また、湿
潤時の反発弾性も低くなり、吸水性及び耐久性の点で好
ましくない。特に乾燥圧縮加工を施して圧縮プレス品と
した場合、これを処理槽中等で湿潤させても、元の形状
に復元しにくく又は復元しないため、永久歪みを受け易
く、プレス加工品とすることができない。この点、アセ
タール化度が３０〜８５モル％、好ましくは４５〜７０
モル％のポリビニルアセタール系多孔質体、特にホルマ
ール化度が３０〜８５モル％、好ましくは４５〜７０モ
ル％のポリビニルホルマールの場合は、耐微生物侵食性
の点で良好であり、また強度的に優れ、摩擦堅牢度が大
きい。
【００２７】従って、特に、流動床型にて粒状多孔質体
として使用した場合、担持体寿命が向上する。更に、流
動床型の粒状多孔質体として用いた場合、処理槽内を浮
沈、流動し易い好適な気孔率と、含水状態の見かけ比重
を保有することができ、また親水性も良好であることか
ら、優れた流動性能を発揮する。また、湿潤時の反発弾
性も高くなり、又乾燥圧縮加工を施して圧縮プレス品と
しても永久歪みは受けにくく、これを処理槽中等で湿潤
させても元の形状に復元する。従って、プレス加工品と
することができ、粒状多孔質体の搬送性を飛躍的に向上
することができるとともに、これを処理槽中等で湿潤さ
せると、処理液に馴染み、吸水して元の形状に復元し、
処理槽中で直ちに浮沈、流動させることができ、含水粒
子となるまでまつ必要がなく、処理時間が著しく短縮で
きる。
として使用した場合、担持体寿命が向上する。更に、流
動床型の粒状多孔質体として用いた場合、処理槽内を浮
沈、流動し易い好適な気孔率と、含水状態の見かけ比重
を保有することができ、また親水性も良好であることか
ら、優れた流動性能を発揮する。また、湿潤時の反発弾
性も高くなり、又乾燥圧縮加工を施して圧縮プレス品と
しても永久歪みは受けにくく、これを処理槽中等で湿潤
させても元の形状に復元する。従って、プレス加工品と
することができ、粒状多孔質体の搬送性を飛躍的に向上
することができるとともに、これを処理槽中等で湿潤さ
せると、処理液に馴染み、吸水して元の形状に復元し、
処理槽中で直ちに浮沈、流動させることができ、含水粒
子となるまでまつ必要がなく、処理時間が著しく短縮で
きる。
【００２８】本発明におけるポリビニルアセタール系多
孔質体は、気孔径として、２０〜３００μｍの水や空気
を自由に行き来できる程度の大きさの孔を多数備えてお
り、分子レベルでの網目構造を有する単なるゲルとは異
なる。微生物担持体として流動槽内で用いた時、水中の
有機物質、リンまたは窒素系化合物などは、この大きさ
の孔を自由に行き来し、行き渡り易くなる。また、２０
〜３００μｍの気孔径の孔を多数備えた微生物担持体
は、微生物が膜を形成し易く、かつ、担持体表面に形成
された微生物膜が剥離し難い点で、好適である。
孔質体は、気孔径として、２０〜３００μｍの水や空気
を自由に行き来できる程度の大きさの孔を多数備えてお
り、分子レベルでの網目構造を有する単なるゲルとは異
なる。微生物担持体として流動槽内で用いた時、水中の
有機物質、リンまたは窒素系化合物などは、この大きさ
の孔を自由に行き来し、行き渡り易くなる。また、２０
〜３００μｍの気孔径の孔を多数備えた微生物担持体
は、微生物が膜を形成し易く、かつ、担持体表面に形成
された微生物膜が剥離し難い点で、好適である。
【００２９】本発明におけるポリビニルアセタール系多
孔質体からなるスポンジは、同様に水や空気を自由に行
き来できる程度の大きさの孔を多数備えており、かつ、
水分率５０％に水で膨潤した状態での５０％圧縮応力
で、２〜２００×１０3Ｎ／ｍ2程度の、適度な弾性を有
している。この適度な弾性は、担持体流動時の良好な耐
摩耗性を奏する。
孔質体からなるスポンジは、同様に水や空気を自由に行
き来できる程度の大きさの孔を多数備えており、かつ、
水分率５０％に水で膨潤した状態での５０％圧縮応力
で、２〜２００×１０3Ｎ／ｍ2程度の、適度な弾性を有
している。この適度な弾性は、担持体流動時の良好な耐
摩耗性を奏する。
【００３０】本発明のポリビニルアセタール系多孔質体
は、流動床型の処理槽に投入するだけで、含水多孔質体
として処理槽内を曝気などによって良好に浮沈して流動
し、更に材質的に微生物との親和性が良好であることか
ら、微生物が付着して優れた生物処理を行うことができ
る。また、耐摩耗性が良好であるため、担持体流動時に
発生する担持体同士の摩擦や反応槽内壁との摩擦によっ
ても摩耗しにくい。更に機械的強度が高く、耐候（光）
性、耐微生物分解性にも優れ、担持体寿命が長くなる。
は、流動床型の処理槽に投入するだけで、含水多孔質体
として処理槽内を曝気などによって良好に浮沈して流動
し、更に材質的に微生物との親和性が良好であることか
ら、微生物が付着して優れた生物処理を行うことができ
る。また、耐摩耗性が良好であるため、担持体流動時に
発生する担持体同士の摩擦や反応槽内壁との摩擦によっ
ても摩耗しにくい。更に機械的強度が高く、耐候（光）
性、耐微生物分解性にも優れ、担持体寿命が長くなる。
【００３１】本発明は、上述の通り、ポリビニルアセタ
ール系多孔質体の表面及び／または細孔内に微生物が固
定された微生物担持体である。
ール系多孔質体の表面及び／または細孔内に微生物が固
定された微生物担持体である。
【００３２】上述の微生物担持体は、既述の通り、多孔
質体の細孔内を含む担持体表面に微生物を付着させる上
で好適であり、また粒状化させた場合でも流動性にすぐ
れ、流動床型の用途にも最適である。しかし、包括固定
化微生物法は、１）微生物を高濃度に保持し、排水の高
速処理を図ることができ、２）特定の微生物を固定化す
ることにより、特定物質の処理または有機物の回収が可
能となり、３）汚泥発生量を低減できることから、上述
の微生物膜法とともに、包括固定化微生物法としても適
用できるようにすることが望ましい。そこで多孔質体の
細孔内に微生物固定化剤により微生物を積極的に固定化
した微生物担持体を開発した。
質体の細孔内を含む担持体表面に微生物を付着させる上
で好適であり、また粒状化させた場合でも流動性にすぐ
れ、流動床型の用途にも最適である。しかし、包括固定
化微生物法は、１）微生物を高濃度に保持し、排水の高
速処理を図ることができ、２）特定の微生物を固定化す
ることにより、特定物質の処理または有機物の回収が可
能となり、３）汚泥発生量を低減できることから、上述
の微生物膜法とともに、包括固定化微生物法としても適
用できるようにすることが望ましい。そこで多孔質体の
細孔内に微生物固定化剤により微生物を積極的に固定化
した微生物担持体を開発した。
【００３３】すなわち、本発明はポリビニルアセタール
系多孔質体の表面及び／または細孔内に微生物固定化剤
により微生物が包括固定された微生物担持体である。こ
れにより、耐摩耗性、耐候（光）性、耐微生物分解性、
流動性および微生物親和性に優れるとともに、微生物を
高濃度に保持し、排水の高速処理を図ることができ、特
定の微生物を固定化することにより、特定物質の処理ま
たは有価物の回収が可能となり、汚泥発生量を低減でき
る。すなわち、微生物膜法と包括固定化微生物法の長所
をそれぞれ生かし、さらに微生物膜法と包括固定化微生
物法の両者の欠点をも克服する微生物担持体とすること
ができる。
系多孔質体の表面及び／または細孔内に微生物固定化剤
により微生物が包括固定された微生物担持体である。こ
れにより、耐摩耗性、耐候（光）性、耐微生物分解性、
流動性および微生物親和性に優れるとともに、微生物を
高濃度に保持し、排水の高速処理を図ることができ、特
定の微生物を固定化することにより、特定物質の処理ま
たは有価物の回収が可能となり、汚泥発生量を低減でき
る。すなわち、微生物膜法と包括固定化微生物法の長所
をそれぞれ生かし、さらに微生物膜法と包括固定化微生
物法の両者の欠点をも克服する微生物担持体とすること
ができる。
【００３４】ここで、微生物固定化剤としては、種々採
用でき格別限定されないが、アルギン酸ソーダを主成分
とする微生物固定化剤が好ましい。アルギン酸ソーダを
主成分とすれば、ポリビニルアセタール系多孔質体、特
にポリビニルホルマール多孔質体に良好に充填固定化し
易く相性がよい。また特に耐摩耗性の点で良好である。
用でき格別限定されないが、アルギン酸ソーダを主成分
とする微生物固定化剤が好ましい。アルギン酸ソーダを
主成分とすれば、ポリビニルアセタール系多孔質体、特
にポリビニルホルマール多孔質体に良好に充填固定化し
易く相性がよい。また特に耐摩耗性の点で良好である。
【００３５】微生物固定化剤を用いて微生物を包括固定
化するには、例えばポリビニルアセタール系多孔質体
に、微生物を含む微生物固定化剤の混合溶液を含浸さ
せ、上記微生物固定化剤を上記多孔質体の細孔内で不溶
化させることで達成できる。
化するには、例えばポリビニルアセタール系多孔質体
に、微生物を含む微生物固定化剤の混合溶液を含浸さ
せ、上記微生物固定化剤を上記多孔質体の細孔内で不溶
化させることで達成できる。
【００３６】本発明の微生物担持体は、上述の包括固定
型（包括固定法）及び前述の非包括固定型（微生物膜
法）を問わず、また既述の通り、流動床、固定床のいず
れの担持体としても適用され、また汚水処理装置を含
む、各種のバイオリアクターの用途に適用される。
型（包括固定法）及び前述の非包括固定型（微生物膜
法）を問わず、また既述の通り、流動床、固定床のいず
れの担持体としても適用され、また汚水処理装置を含
む、各種のバイオリアクターの用途に適用される。
【００３７】特に、本発明の微生物担持体は、処理槽内
で、本発明の粒状微生物担持体を浮沈、対流させて処理
する流動床型汚水処理装置として好適に用いることがで
きる。
で、本発明の粒状微生物担持体を浮沈、対流させて処理
する流動床型汚水処理装置として好適に用いることがで
きる。
【００３８】流動床型のバイオリアクターは、例えば前
記担持体を被処理液と接触させて生物処理、化学的処理
を行うものであれば適用できる。具体的には有機物質等
の分解のほか、硝化脱窒などの酸化還元や、付加、置
換、変換、脱離などの化学反応を行わせる装置に適用で
きる。
記担持体を被処理液と接触させて生物処理、化学的処理
を行うものであれば適用できる。具体的には有機物質等
の分解のほか、硝化脱窒などの酸化還元や、付加、置
換、変換、脱離などの化学反応を行わせる装置に適用で
きる。
【００３９】本発明の微生物担持体は、既述の通り、上
述の包括固定型（包括固定法）及び前述の非包括固定型
（微生物膜法）を問わず、ブロック状、フィルム状、シ
ート状、リボン状など特にその製品形状は限定されない
が、汚水処理装置やバイオリアクターに充填して使用し
易く、かつ流動床に用いやすくするために、既述の通
り、粒状にすることが望ましい。
述の包括固定型（包括固定法）及び前述の非包括固定型
（微生物膜法）を問わず、ブロック状、フィルム状、シ
ート状、リボン状など特にその製品形状は限定されない
が、汚水処理装置やバイオリアクターに充填して使用し
易く、かつ流動床に用いやすくするために、既述の通
り、粒状にすることが望ましい。
【００４０】本発明のポリビニルアセタール系多孔質体
の粒状物は、既述の通り、圧縮プレス成型品とすること
が望ましい。特に、水分率１０％以下のスポンジ粒状物
であって、水中に投入すると速やかに２倍から１０倍の
体積に膨れて、かつ、含水状態での大きさが１ｍｍ〜２
０ｍｍになることを特徴とする、ポリビニルアセタール
系多孔質体からなるスポンジ粒状物が好適である。
の粒状物は、既述の通り、圧縮プレス成型品とすること
が望ましい。特に、水分率１０％以下のスポンジ粒状物
であって、水中に投入すると速やかに２倍から１０倍の
体積に膨れて、かつ、含水状態での大きさが１ｍｍ〜２
０ｍｍになることを特徴とする、ポリビニルアセタール
系多孔質体からなるスポンジ粒状物が好適である。
【００４１】かかるスポンジ粒状物は圧縮工程と乾燥工
程により製造することができる。かかるスポンジ粒状体
は、微生物担持体として処理槽に投入した際、速やかに
吸水して元の形状と大きさに復元すると同時に、湿潤し
処理液に馴染み、程なく浮沈、流動させることができる
ようになる。これに対し、圧縮プレスしないポリビニル
アセタール系多孔質体からなるスポンジ粒状物は、取り
込んだ空気が離れ難く、水面上に浮いたままとなって、
流動させることができるようになるまで時間がかかる。
また、圧縮プレスすることにより多孔質体の体積が小さ
くなり既述のとおり、搬送コストを格段に下げることも
できる。
程により製造することができる。かかるスポンジ粒状体
は、微生物担持体として処理槽に投入した際、速やかに
吸水して元の形状と大きさに復元すると同時に、湿潤し
処理液に馴染み、程なく浮沈、流動させることができる
ようになる。これに対し、圧縮プレスしないポリビニル
アセタール系多孔質体からなるスポンジ粒状物は、取り
込んだ空気が離れ難く、水面上に浮いたままとなって、
流動させることができるようになるまで時間がかかる。
また、圧縮プレスすることにより多孔質体の体積が小さ
くなり既述のとおり、搬送コストを格段に下げることも
できる。
【００４２】また、ここでの圧縮プレス工程は乾燥工程
の後行うことが望ましい。湿潤状態で圧縮プレスして
も、まもなく元に戻ってしまう。適切な条件で製造され
たポリビニルアセタール系多孔質体からなるスポンジ粒
状物は、その水分率が１０％以下に乾燥された状態で圧
縮プレスすることにより、圧縮された状態のまま、長期
保存することができ、かつ水中に投入すると速やかに膨
れて、元の形状と大きさに復元する。
の後行うことが望ましい。湿潤状態で圧縮プレスして
も、まもなく元に戻ってしまう。適切な条件で製造され
たポリビニルアセタール系多孔質体からなるスポンジ粒
状物は、その水分率が１０％以下に乾燥された状態で圧
縮プレスすることにより、圧縮された状態のまま、長期
保存することができ、かつ水中に投入すると速やかに膨
れて、元の形状と大きさに復元する。
【００４３】圧縮率は高い程良く、１／２〜１／１０が
好ましい。１／２から１／１０に圧縮されたスポンジ粒
状物は、水中に投入すると速やかに２倍から１０倍に膨
れ、元の大きさと形状に復元する。スポンジ粒状物の含
水状態での大きさは、微生物担持体として使用される場
合、既述の理由で１〜２０ｍｍであることが好ましい。
好ましい。１／２から１／１０に圧縮されたスポンジ粒
状物は、水中に投入すると速やかに２倍から１０倍に膨
れ、元の大きさと形状に復元する。スポンジ粒状物の含
水状態での大きさは、微生物担持体として使用される場
合、既述の理由で１〜２０ｍｍであることが好ましい。
【００４４】なお、処理槽内に投入後直ちに使用するこ
とを一層望む場合は、含水状態のポリビニルアセタール
系多孔質体とすることが望ましい。
とを一層望む場合は、含水状態のポリビニルアセタール
系多孔質体とすることが望ましい。
【００４５】かかるスポンジ粒状物は、微生物担持体と
しての用途のほか、酵素固定化担持体、農作物の水耕栽
培における溶液保持材や植物支持材、動植物細胞の培
地、人工水苔、土壌改良材等に好適に用いられる。ま
た、特殊な使用例としては、水中流動型洗浄部材として
利用することも可能である。ここで、水中流動洗浄部材
とは表面がデリケートな野菜や凹凸の多い野菜などを洗
浄するために、水中に野菜とともに入れ、水槽の底部よ
り泡を発生させて全体をバブリング攪拌することによ
り、野菜等と接触させ、野菜の表面を洗浄化するための
洗浄部材をいう。
しての用途のほか、酵素固定化担持体、農作物の水耕栽
培における溶液保持材や植物支持材、動植物細胞の培
地、人工水苔、土壌改良材等に好適に用いられる。ま
た、特殊な使用例としては、水中流動型洗浄部材として
利用することも可能である。ここで、水中流動洗浄部材
とは表面がデリケートな野菜や凹凸の多い野菜などを洗
浄するために、水中に野菜とともに入れ、水槽の底部よ
り泡を発生させて全体をバブリング攪拌することによ
り、野菜等と接触させ、野菜の表面を洗浄化するための
洗浄部材をいう。
【００４６】このポリビニルアセタール系の粒状多孔質
微生物担持体を製造する方法は、特に限定されないが、
ポリビニルアルコール水溶液に気孔形成剤を加え、酸触
媒下、ホルムアルデヒドを加えて反応させた後、気孔形
成剤を除去してポリビニルアセタール系多孔質体とし、
その後この多孔質体をスライスしてシート状となし、こ
れを更に粒状に切断することによってポリビニルアセタ
ール系の粒子状の多孔質微生物担持体を得ることができ
る。
微生物担持体を製造する方法は、特に限定されないが、
ポリビニルアルコール水溶液に気孔形成剤を加え、酸触
媒下、ホルムアルデヒドを加えて反応させた後、気孔形
成剤を除去してポリビニルアセタール系多孔質体とし、
その後この多孔質体をスライスしてシート状となし、こ
れを更に粒状に切断することによってポリビニルアセタ
ール系の粒子状の多孔質微生物担持体を得ることができ
る。
【００４７】またこの微生物担持体を更に包括固定化微
生物担持体とするには、ポリビニルアセタール系多孔質
体を、活性汚泥を分散させた液体に投入して、上記ポリ
ビニルアセタール系多孔質体の表面及び／または細孔内
に微生物を付着させて、固定化することができる。また
例えば、微生物の固定に微生物固定化剤を用いる場合
は、活性汚泥中に固定化剤を分散させておき、その中へ
多孔質体を投入して固定化させればよい。この場合に多
孔質体を圧縮しておくと、粒状物の内部にまで速やかに
汚泥が浸透するため、好適である。
生物担持体とするには、ポリビニルアセタール系多孔質
体を、活性汚泥を分散させた液体に投入して、上記ポリ
ビニルアセタール系多孔質体の表面及び／または細孔内
に微生物を付着させて、固定化することができる。また
例えば、微生物の固定に微生物固定化剤を用いる場合
は、活性汚泥中に固定化剤を分散させておき、その中へ
多孔質体を投入して固定化させればよい。この場合に多
孔質体を圧縮しておくと、粒状物の内部にまで速やかに
汚泥が浸透するため、好適である。
【００４８】特に、固定化剤としてアルギン酸ソーダを
用いた場合には、上記の粒子状のポリビニルアセタール
系多孔質の微生物担持体に、微生物を含むアルギン酸ソ
ーダの混合溶液を含浸させ、更にこのアルギン酸ソーダ
の混合溶液を含浸させて得られた微生物担持体に塩化カ
ルシウム水溶液等の多価金属塩水溶液を加え、上記アル
ギン酸ソーダを上記多孔質体の表面及び／または細孔内
で不溶化させて上記微生物を包括固定した粒子状の多孔
質微生物担持体を得ることができる。なお、微生物固定
化剤を微生物担持体の細孔内に流入させるには、減圧下
で行うことが望ましい。
用いた場合には、上記の粒子状のポリビニルアセタール
系多孔質の微生物担持体に、微生物を含むアルギン酸ソ
ーダの混合溶液を含浸させ、更にこのアルギン酸ソーダ
の混合溶液を含浸させて得られた微生物担持体に塩化カ
ルシウム水溶液等の多価金属塩水溶液を加え、上記アル
ギン酸ソーダを上記多孔質体の表面及び／または細孔内
で不溶化させて上記微生物を包括固定した粒子状の多孔
質微生物担持体を得ることができる。なお、微生物固定
化剤を微生物担持体の細孔内に流入させるには、減圧下
で行うことが望ましい。
【００４９】本発明のポリビニルアセタール系多孔質体
の微生物担持体は、公知の微生物処理装置いずれにも対
応でき、単槽型でも多槽型のものでも微生物処理槽に充
填することにより利用できるものであり、嫌気性処理、
好気性処理のいずれにおいても効果的に作用する。また
本発明の微生物担持体は、流動床のみならず担持体を反
応槽内部にて固定化したいわゆる固定床型の担持体とし
ての使用に際しても好適である。
の微生物担持体は、公知の微生物処理装置いずれにも対
応でき、単槽型でも多槽型のものでも微生物処理槽に充
填することにより利用できるものであり、嫌気性処理、
好気性処理のいずれにおいても効果的に作用する。また
本発明の微生物担持体は、流動床のみならず担持体を反
応槽内部にて固定化したいわゆる固定床型の担持体とし
ての使用に際しても好適である。
【００５０】本発明で使用するポリビニルアセタール系
多孔質体は、ポリビニルアルコールをアルデヒド類と反
応させて得られる。ポリビニルアセタール系多孔質体の
原料となるポリビニルアルコール樹脂としては、特に限
定されるものではないが、平均重合度が５００〜３８０
０であることが望ましく、また完全ケン化であること、
もしくはそれに部分ケン化物及び低重合度物を混合した
ものであることが望ましい。平均重合度が５００未満の
場合では、気孔率の高いもの、特に既述した理由で好ま
しい気孔率８０％以上のものを容易に得ることが困難で
あり、平均重合度が３８００を超える場合は、水に溶解
した際にその粘度が余りにも高くなるので、混練、脱
泡、搬送など、製造工程上取り扱いにくい。
多孔質体は、ポリビニルアルコールをアルデヒド類と反
応させて得られる。ポリビニルアセタール系多孔質体の
原料となるポリビニルアルコール樹脂としては、特に限
定されるものではないが、平均重合度が５００〜３８０
０であることが望ましく、また完全ケン化であること、
もしくはそれに部分ケン化物及び低重合度物を混合した
ものであることが望ましい。平均重合度が５００未満の
場合では、気孔率の高いもの、特に既述した理由で好ま
しい気孔率８０％以上のものを容易に得ることが困難で
あり、平均重合度が３８００を超える場合は、水に溶解
した際にその粘度が余りにも高くなるので、混練、脱
泡、搬送など、製造工程上取り扱いにくい。
【００５１】なお、重合度の異なるポリビニルアルコー
ル樹脂原料をブレンドして使用することもでき、また、
上記の範囲のものではなく、例えば重合度１５００のも
のに重合度３００のものを混合して使用することもでき
る。特に、弾性、柔軟性、手触り等の風合い、気孔径の
調整、吸水性向上などを得るために、低重合度のポリビ
ニルアルコール樹脂を使用することもできる。
ル樹脂原料をブレンドして使用することもでき、また、
上記の範囲のものではなく、例えば重合度１５００のも
のに重合度３００のものを混合して使用することもでき
る。特に、弾性、柔軟性、手触り等の風合い、気孔径の
調整、吸水性向上などを得るために、低重合度のポリビ
ニルアルコール樹脂を使用することもできる。
【００５２】アルデヒド類としては、ホルムアルデヒ
ド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアル
デヒド、アクリルアルデヒドまたはグリオキザールなど
の脂肪属、芳香属アルデヒド類を例示できる。また共存
する酸により容易にアルデヒドに変換するようなアセタ
ールを利用しても良いが、ポリビニルアルコールとの反
応性、反応生成物の強度、水溶性、価格、取り扱い性お
よび反応後の処理の容易性などの点を考慮するとホルマ
リンが特に適している。
ド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアル
デヒド、アクリルアルデヒドまたはグリオキザールなど
の脂肪属、芳香属アルデヒド類を例示できる。また共存
する酸により容易にアルデヒドに変換するようなアセタ
ールを利用しても良いが、ポリビニルアルコールとの反
応性、反応生成物の強度、水溶性、価格、取り扱い性お
よび反応後の処理の容易性などの点を考慮するとホルマ
リンが特に適している。
【００５３】また、アルデヒド類とポリビニルアルコー
ルとの反応では、酸触媒を共存させることが好ましい。
勿論、酸触媒を共存させなくてもよいが、酸触媒の共存
は反応を促進する上で有効である。酸類としては限定さ
れないが、例えば硫酸、塩酸、リン酸およびマレイン酸
などの無機酸、及び有機酸のいずれかを選択して用いる
ことができる。
ルとの反応では、酸触媒を共存させることが好ましい。
勿論、酸触媒を共存させなくてもよいが、酸触媒の共存
は反応を促進する上で有効である。酸類としては限定さ
れないが、例えば硫酸、塩酸、リン酸およびマレイン酸
などの無機酸、及び有機酸のいずれかを選択して用いる
ことができる。
【００５４】微生物包括固定化剤としては、アクリルア
ミド、寒天またはポリビニルアルコールなどがあげられ
るが、アルギン酸ソーダを用い、これを塩化カルシウム
などの多価金属塩水溶液中に含浸してなるものが耐摩耗
性などの点を考慮した場合好適である。特に、アルギン
酸ソーダを主成分とした場合、既述の通り、ポリビニル
アセタール系多孔質体、特にポリビニルホルマール多孔
質体に良好に充填固定化し易く相性がよい。また、固定
化する微生物に対して毒性も少なく、水溶性の材料で常
温で固定化でき、排水の透過性に優れている、点で好適
である。従って、これらの性能を備えた微生物包括固定
化剤であればアルギン酸ソーダ以外でもすべて採用でき
る。
ミド、寒天またはポリビニルアルコールなどがあげられ
るが、アルギン酸ソーダを用い、これを塩化カルシウム
などの多価金属塩水溶液中に含浸してなるものが耐摩耗
性などの点を考慮した場合好適である。特に、アルギン
酸ソーダを主成分とした場合、既述の通り、ポリビニル
アセタール系多孔質体、特にポリビニルホルマール多孔
質体に良好に充填固定化し易く相性がよい。また、固定
化する微生物に対して毒性も少なく、水溶性の材料で常
温で固定化でき、排水の透過性に優れている、点で好適
である。従って、これらの性能を備えた微生物包括固定
化剤であればアルギン酸ソーダ以外でもすべて採用でき
る。
【００５５】本発明で使用する微生物は、特に限定され
るものではない。汚染処理装置やバイオリアクターなど
に使用する菌体であれば問題なく使用することができ
る。例えば処理槽内に処理液中の有機物質を分解する光
合成細菌や脱膣菌、硝化菌等を例示することができる。
るものではない。汚染処理装置やバイオリアクターなど
に使用する菌体であれば問題なく使用することができ
る。例えば処理槽内に処理液中の有機物質を分解する光
合成細菌や脱膣菌、硝化菌等を例示することができる。
【００５６】なお、後述の実施例を含む本発明の気孔率
及びアセタール化度は次の測定法に基づくものである。
及びアセタール化度は次の測定法に基づくものである。
【００５７】（気孔率の測定）サンプルを乾燥（６０
℃、３時間）した後、ノギスを用いて見かけ体積（Ｖ
ａ）及び、島津製作所製乾式自動密度計アキュピック１
３３０（商品名）を用いて真体積（Ｖ）を測定する。こ
の値を用いて下記の数式により気孔率ε（％）を計算し
た。
℃、３時間）した後、ノギスを用いて見かけ体積（Ｖ
ａ）及び、島津製作所製乾式自動密度計アキュピック１
３３０（商品名）を用いて真体積（Ｖ）を測定する。こ
の値を用いて下記の数式により気孔率ε（％）を計算し
た。
【００５８】
【数１】
【００５９】（アセタール化度の測定）重水素クロロホ
ルム、トリフルオロ酢酸水溶液中でのプロトンＮＭＲ測
定から次の数式によりアセタール化度Ｆ（％）を算出し
た。
ルム、トリフルオロ酢酸水溶液中でのプロトンＮＭＲ測
定から次の数式によりアセタール化度Ｆ（％）を算出し
た。
【００６０】
【数２】 ｃ：メチンプロトン（例えば、４．１５３、４．４４２
ｐｐｍ）のピーク強度の合計 ａ：エーテル基に隣接するメチレンプロトン（例えば、
４．６６７、５．１５０、５．３１３、５．３２６ｐｐ
ｍ）のピーク強度の合計
ｐｐｍ）のピーク強度の合計 ａ：エーテル基に隣接するメチレンプロトン（例えば、
４．６６７、５．１５０、５．３１３、５．３２６ｐｐ
ｍ）のピーク強度の合計
【００６１】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。
本発明はこれに限定されるものではない。
【００６２】（実施例１）平均重合度が１５００で完全
ケン化のポリビニルアルコール樹脂２００ｇ、部分ケン
化ポリビニルアルコール樹脂７３０ｇを水に投入し、全
量を７リットルとした。次にこの液を１００℃付近まで
加温し、十分に攪拌してポリビニルアルコールを完全に
溶解させた後、水を加えて全量を８．５リットルとし
た。この液に気孔形成剤であるコーンスターチ５００ｇ
を水に分散せしめ、全量を１．５リットルとしたデンプ
ン分散液を添加して攪拌混合した。次いで５０％硫酸９
００ミリリットルと３７％ホルムアルデヒド水溶液２リ
ットルとを連続して添加し、素早く均一に攪拌して反応
液を得た。
ケン化のポリビニルアルコール樹脂２００ｇ、部分ケン
化ポリビニルアルコール樹脂７３０ｇを水に投入し、全
量を７リットルとした。次にこの液を１００℃付近まで
加温し、十分に攪拌してポリビニルアルコールを完全に
溶解させた後、水を加えて全量を８．５リットルとし
た。この液に気孔形成剤であるコーンスターチ５００ｇ
を水に分散せしめ、全量を１．５リットルとしたデンプ
ン分散液を添加して攪拌混合した。次いで５０％硫酸９
００ミリリットルと３７％ホルムアルデヒド水溶液２リ
ットルとを連続して添加し、素早く均一に攪拌して反応
液を得た。
【００６３】得られた反応液を型枠に流し込み、６０℃
で１８時間反応させた後、反応生成物を取り出し水洗い
して気孔形成剤を除去してポリビニルアセタール系多孔
質体を得た。
で１８時間反応させた後、反応生成物を取り出し水洗い
して気孔形成剤を除去してポリビニルアセタール系多孔
質体を得た。
【００６４】得られたポリビニルアセタール系多孔質体
を３ｍｍの厚みにスライスしてシート状となした後、さ
らに３ｍｍ幅でカットすることによりリボン状のポリビ
ニルアセタール系多孔質体とした。これをさらに３ｍｍ
長さずつ順次カットすることにより、３ｍｍ角の立方体
からなるポリビニルアセタール系多孔質体を得た。
を３ｍｍの厚みにスライスしてシート状となした後、さ
らに３ｍｍ幅でカットすることによりリボン状のポリビ
ニルアセタール系多孔質体とした。これをさらに３ｍｍ
長さずつ順次カットすることにより、３ｍｍ角の立方体
からなるポリビニルアセタール系多孔質体を得た。
【００６５】このポリビニルアセタール系多孔質体のア
セタール化度は、５８モル％であった。
セタール化度は、５８モル％であった。
【００６６】得られた多孔質体は網目構造を持つ連続気
泡のスポンジ状のものであり、親水性がよく、ウェット
時の柔軟性および弾性に富んだものであった。この多孔
質体のうちサンプルとして１０個選択し、特性を測定し
たところ、気孔率が８０から９５％のあいだに均一的に
分散しており、平均気孔率は９０％となった。また気孔
径は４０から１００μｍの間に分布しており、平均で６
０μｍであった。この範囲における気孔径は多孔質内に
微生物を維持するのに適度な大きさであり、担持体とし
て利用するのに好適であった。
泡のスポンジ状のものであり、親水性がよく、ウェット
時の柔軟性および弾性に富んだものであった。この多孔
質体のうちサンプルとして１０個選択し、特性を測定し
たところ、気孔率が８０から９５％のあいだに均一的に
分散しており、平均気孔率は９０％となった。また気孔
径は４０から１００μｍの間に分布しており、平均で６
０μｍであった。この範囲における気孔径は多孔質内に
微生物を維持するのに適度な大きさであり、担持体とし
て利用するのに好適であった。
【００６７】この３．０ｍｍ角の立方体からなるポリビ
ニルアセタール系多孔質体の含水状態での見かけ比重
は、サンプル１０個当たり約１．０１７〜１．０１９で
あった。遠心脱水した後の水分率は５０．４％であり、
５０％圧縮応力は２０×１０3Ｎ／ｍ2であった。２０粒
を振盪したビーカーの水に投入したところ、しばらく水
面で浮遊した後、３分２８秒ですべての粒が水面下に穏
やかに沈んだ。
ニルアセタール系多孔質体の含水状態での見かけ比重
は、サンプル１０個当たり約１．０１７〜１．０１９で
あった。遠心脱水した後の水分率は５０．４％であり、
５０％圧縮応力は２０×１０3Ｎ／ｍ2であった。２０粒
を振盪したビーカーの水に投入したところ、しばらく水
面で浮遊した後、３分２８秒ですべての粒が水面下に穏
やかに沈んだ。
【００６８】次に、実施例１で得られた３．０ｍｍ角の
立方体からなるポリビニルアセタール系多孔質体を６０
℃、１分間で乾燥した。水分率は３．０％であった。こ
れを４．９×１０6Ｎ／ｍ2の圧力でプレスしたところ、
高さが０．７５〜１．５ｍｍに圧縮された。これらのう
ちの２０粒を振盪した水中に投入したところ、速やかに
吸水して膨れ、８秒ですべて水面下に沈んだ。沈んだ粒
を取り出して、水分率５０％に水に湿潤した状態で測定
したところ、すべてが３．０ｍｍ角の立方体となって、
水に投入して元の形状の大きさに復元していた。即ち、
水中に投入すると速やかに２倍から４倍の体積に膨れた
ことを確認した。これに対して、上でプレスする前の乾
燥したサンプルのうち２０粒を、振盪したビーカーの水
に投入したところすべての粒は水面で浮遊した。粒の表
面では水を吸収しても中の空気が抜けないため、２時間
振盪しても水面下に沈んだ粒はなかった。
立方体からなるポリビニルアセタール系多孔質体を６０
℃、１分間で乾燥した。水分率は３．０％であった。こ
れを４．９×１０6Ｎ／ｍ2の圧力でプレスしたところ、
高さが０．７５〜１．５ｍｍに圧縮された。これらのう
ちの２０粒を振盪した水中に投入したところ、速やかに
吸水して膨れ、８秒ですべて水面下に沈んだ。沈んだ粒
を取り出して、水分率５０％に水に湿潤した状態で測定
したところ、すべてが３．０ｍｍ角の立方体となって、
水に投入して元の形状の大きさに復元していた。即ち、
水中に投入すると速やかに２倍から４倍の体積に膨れた
ことを確認した。これに対して、上でプレスする前の乾
燥したサンプルのうち２０粒を、振盪したビーカーの水
に投入したところすべての粒は水面で浮遊した。粒の表
面では水を吸収しても中の空気が抜けないため、２時間
振盪しても水面下に沈んだ粒はなかった。
【００６９】また、バイオリアクター内での流動を想定
した模擬テストとして、直径１５０ｍｍ、高さ４００ｍ
ｍの容器内に得られたポリビニルアセタール系多孔質体
粒子を水量に対して１０％体積になるように充填し、水
中にて曝気流動させたところ該粒子は均一に分散流動し
た。この流動を１ヶ月連続して運転させた後、該粒子を
取り出して観察したが摩擦による摩耗や破損などは全く
みられず、耐摩耗性に富んでいることが確認された。
した模擬テストとして、直径１５０ｍｍ、高さ４００ｍ
ｍの容器内に得られたポリビニルアセタール系多孔質体
粒子を水量に対して１０％体積になるように充填し、水
中にて曝気流動させたところ該粒子は均一に分散流動し
た。この流動を１ヶ月連続して運転させた後、該粒子を
取り出して観察したが摩擦による摩耗や破損などは全く
みられず、耐摩耗性に富んでいることが確認された。
【００７０】さらに、他素材からなる単体と耐摩耗性能
を比較するための促進試験として、上述と同様の試験容
器の側壁内面に耐水性のサンドペーパー（１００番手）
を貼りつけ、各種担体を水量に対して１０％体積となる
ように個別に充填し、水中にて攪拌流動させた。攪拌は
水槽内に投入した攪拌羽を３００ｒｐｍの速度で回転さ
せて担体を機械的に流動させ、内壁との摩擦が発生する
様に設定したこの流動を１週間連続して行い、経時的に
担体の状態を観察したところ、本発明の３ｍｍ角立方体
からなるポリビニルアセタール系多孔質体については摩
擦による摩耗は全く見受けられず、耐摩耗性に富んでい
ることが確認された。これに対し、他素材として選定し
た３ｍｍ角のポリウレタンスポンジ、セルローススポン
ジ、直径３ｍｍのアルギン酸カルシウム球状ゲルについ
てはいずれも２４時間後に表面が削れて摩耗されている
のが確認された。さらに１週間後には摩耗が進行し、い
ずれの素材ともその大きさが半分以下に減少した。な
お、アルギン酸カルシウムゲルについては１％濃度のア
ルギン酸ソーダ水溶液を２％濃度の塩化カルシウム水溶
液に滴下凝固することにより作成したものを用いた。
を比較するための促進試験として、上述と同様の試験容
器の側壁内面に耐水性のサンドペーパー（１００番手）
を貼りつけ、各種担体を水量に対して１０％体積となる
ように個別に充填し、水中にて攪拌流動させた。攪拌は
水槽内に投入した攪拌羽を３００ｒｐｍの速度で回転さ
せて担体を機械的に流動させ、内壁との摩擦が発生する
様に設定したこの流動を１週間連続して行い、経時的に
担体の状態を観察したところ、本発明の３ｍｍ角立方体
からなるポリビニルアセタール系多孔質体については摩
擦による摩耗は全く見受けられず、耐摩耗性に富んでい
ることが確認された。これに対し、他素材として選定し
た３ｍｍ角のポリウレタンスポンジ、セルローススポン
ジ、直径３ｍｍのアルギン酸カルシウム球状ゲルについ
てはいずれも２４時間後に表面が削れて摩耗されている
のが確認された。さらに１週間後には摩耗が進行し、い
ずれの素材ともその大きさが半分以下に減少した。な
お、アルギン酸カルシウムゲルについては１％濃度のア
ルギン酸ソーダ水溶液を２％濃度の塩化カルシウム水溶
液に滴下凝固することにより作成したものを用いた。
【００７１】また、該粒子を２ｍｍのメッシュの多数の
穴を持つポリプロピレン容器に１０％ほど充填し、この
容器ごと活性汚泥法曝気槽内に浸漬した。一年後にこの
容器を取り出し、容器内のポリビニルアセタール粒子に
ついて観察したところ、摩耗による寸法変化はまったく
みられなかった。また該粒子表面には好気性の微生物が
高密度に付着しており、これらの微生物による担持体の
浸食は確認されなかった。
穴を持つポリプロピレン容器に１０％ほど充填し、この
容器ごと活性汚泥法曝気槽内に浸漬した。一年後にこの
容器を取り出し、容器内のポリビニルアセタール粒子に
ついて観察したところ、摩耗による寸法変化はまったく
みられなかった。また該粒子表面には好気性の微生物が
高密度に付着しており、これらの微生物による担持体の
浸食は確認されなかった。
【００７２】（実施例２）平均重合度が１５００で完全
ケン化のポリビニルアルコール樹脂２００ｇ、部分ケン
化ポリビニルアルコール樹脂７３０ｇを水に投入し、全
量を７リットルとした。次にこの液を１００℃付近まで
加温し、十分に攪拌してポリビニルアルコールを完全に
溶解させた後、水を加えて全量を８．５リットルとし
た。この液に気孔形成剤であるポテトスターチ５００ｇ
を水に分散せしめ、全量を１．５リットルとしたデンプ
ン分散液を添加して攪拌混合した。次いで５０％硫酸９
００ミリリットルと３７％ホルムアルデヒド水溶液２リ
ットルとを連続して添加し、素早く均一に攪拌して反応
液を得た。
ケン化のポリビニルアルコール樹脂２００ｇ、部分ケン
化ポリビニルアルコール樹脂７３０ｇを水に投入し、全
量を７リットルとした。次にこの液を１００℃付近まで
加温し、十分に攪拌してポリビニルアルコールを完全に
溶解させた後、水を加えて全量を８．５リットルとし
た。この液に気孔形成剤であるポテトスターチ５００ｇ
を水に分散せしめ、全量を１．５リットルとしたデンプ
ン分散液を添加して攪拌混合した。次いで５０％硫酸９
００ミリリットルと３７％ホルムアルデヒド水溶液２リ
ットルとを連続して添加し、素早く均一に攪拌して反応
液を得た。
【００７３】得られた反応液を型枠に流し込み、６０℃
で１８時間反応させた後、反応生成物を取り出し水洗い
して気孔形成剤を除去してポリビニルアセタール系多孔
質体を得た。
で１８時間反応させた後、反応生成物を取り出し水洗い
して気孔形成剤を除去してポリビニルアセタール系多孔
質体を得た。
【００７４】得られたポリビニルアセタール系多孔質体
を３ｍｍの厚みにスライスしてシート状となした後、さ
らに３ｍｍ幅でカットすることによりリボン状のポリビ
ニルアセタール系多孔質体とした。これをさらに３ｍｍ
の長さずつ順次カットすることにより、３ｍｍ角の立方
体からなるポリビニルアセタール系多孔質体を得た。
を３ｍｍの厚みにスライスしてシート状となした後、さ
らに３ｍｍ幅でカットすることによりリボン状のポリビ
ニルアセタール系多孔質体とした。これをさらに３ｍｍ
の長さずつ順次カットすることにより、３ｍｍ角の立方
体からなるポリビニルアセタール系多孔質体を得た。
【００７５】遠心分離にて５０ｇ／リットル程度に濃縮
した活性汚泥と２％のアルギン酸ソーダとを体積比１：
１の割合で混合したものを別に調整し、これを前述操作
にて製造したポリビニルアセタール系多孔質体粒子に含
浸させた。含浸量を増加させるために減圧下にて該混合
液を流入させた。
した活性汚泥と２％のアルギン酸ソーダとを体積比１：
１の割合で混合したものを別に調整し、これを前述操作
にて製造したポリビニルアセタール系多孔質体粒子に含
浸させた。含浸量を増加させるために減圧下にて該混合
液を流入させた。
【００７６】このようにしてポリビニルアセタール系多
孔質体中にアルギン酸ソーダと微生物との混合溶液を含
浸して得た微生物包括体を、さらに５％塩化カルシウム
水溶液に添加して攪拌し、約３時間その状態にて反応さ
せた。これによりポリビニルアセタール系多孔質体中に
含有していたアルギン酸ソーダは不溶化し、微生物を包
括した状態で固定化された。
孔質体中にアルギン酸ソーダと微生物との混合溶液を含
浸して得た微生物包括体を、さらに５％塩化カルシウム
水溶液に添加して攪拌し、約３時間その状態にて反応さ
せた。これによりポリビニルアセタール系多孔質体中に
含有していたアルギン酸ソーダは不溶化し、微生物を包
括した状態で固定化された。
【００７７】このようにして得られた微生物包括固定化
担持体は前述のポリビニルアセタール系多孔質体の細孔
中および表面にアルギン酸系ゲルが付着したものであ
り、該ポリビニルアセタール系多孔質体と同様に親水性
がよく、ウェット時の柔軟性および弾性に富んだもので
あった。またポリビニルアセタール系多孔質体自体が親
水性に富んだものであるため、多孔質体にゲルがなじみ
やすく、粒子中に均一にゲルが存在する。さらに気孔率
が高く立体網目構造をしているため、粒子中におけるゲ
ルの割合を高く維持している。
担持体は前述のポリビニルアセタール系多孔質体の細孔
中および表面にアルギン酸系ゲルが付着したものであ
り、該ポリビニルアセタール系多孔質体と同様に親水性
がよく、ウェット時の柔軟性および弾性に富んだもので
あった。またポリビニルアセタール系多孔質体自体が親
水性に富んだものであるため、多孔質体にゲルがなじみ
やすく、粒子中に均一にゲルが存在する。さらに気孔率
が高く立体網目構造をしているため、粒子中におけるゲ
ルの割合を高く維持している。
【００７８】バイオリアクター内での流動を想定した模
擬テストとして、直径１５０ｍｍ，高さ４００ｍｍの容
器内に、得られた上記微生物包括固定化担持体を充填
し、水中にて曝気流動させたところ該粒子は均一に分散
流動した。この流動を１か月連続して運転させた後、該
粒子を取り出して観察したが、摩擦による摩耗や破損な
どはまったくみられず、耐摩耗性に富んでいることが確
認された。またポリビニルアセタール系多孔質体の微生
物による浸食劣化はまったく受けておらず、担持体の寿
命が長く維持できることが確認された。
擬テストとして、直径１５０ｍｍ，高さ４００ｍｍの容
器内に、得られた上記微生物包括固定化担持体を充填
し、水中にて曝気流動させたところ該粒子は均一に分散
流動した。この流動を１か月連続して運転させた後、該
粒子を取り出して観察したが、摩擦による摩耗や破損な
どはまったくみられず、耐摩耗性に富んでいることが確
認された。またポリビニルアセタール系多孔質体の微生
物による浸食劣化はまったく受けておらず、担持体の寿
命が長く維持できることが確認された。
【００７９】
【発明の効果】本発明の微生物担持体は、ポリビニルア
セタール系多孔質体であるため、粒状担持体とした場合
でも、処理槽内に微生物を高密度に固定化できるととも
に、耐摩耗性、耐候（光）性、耐微生物分解性、流動性
及び微生物親和性を高くすることができ、担持体の寿命
も長くなる。従って、汚水処理装置やバイオリアクター
に適用し、処理槽内に充填することにより、処理槽内の
担持体充填率を高く保つことができ、処理効率を飛躍的
に向上することができる。また更に担持体の交換頻度が
減少するので、反応処理槽の長期連続運転が可能とな
る。
セタール系多孔質体であるため、粒状担持体とした場合
でも、処理槽内に微生物を高密度に固定化できるととも
に、耐摩耗性、耐候（光）性、耐微生物分解性、流動性
及び微生物親和性を高くすることができ、担持体の寿命
も長くなる。従って、汚水処理装置やバイオリアクター
に適用し、処理槽内に充填することにより、処理槽内の
担持体充填率を高く保つことができ、処理効率を飛躍的
に向上することができる。また更に担持体の交換頻度が
減少するので、反応処理槽の長期連続運転が可能とな
る。
【００８０】また、ポリビニルアセタール系多孔質体の
細孔内部に、微生物を含む微生物固定化剤の混合物を含
浸させ不溶化させたことにより、ポリビニルアセタール
系多孔質体の少なくとも細孔内部に微生物を固定化する
ことができる。従って、耐摩耗性を有するポリビニルア
セタール系多孔質体がいわば骨格となり、内部に微生物
を高密度固定した耐摩耗性の乏しいゲルを保護すること
で、耐摩耗性に非常に優れた微生物包括固定化担持体を
提供することができる。また、耐摩耗性のみならず、物
理的強度としても向上したので、微生物包括固定化担持
体としての担体寿命が飛躍的に伸び、担持体の交換頻度
が減少し、汚水処理装置やバイオリアクターに適用した
場合、長期連続運転が可能となる。
細孔内部に、微生物を含む微生物固定化剤の混合物を含
浸させ不溶化させたことにより、ポリビニルアセタール
系多孔質体の少なくとも細孔内部に微生物を固定化する
ことができる。従って、耐摩耗性を有するポリビニルア
セタール系多孔質体がいわば骨格となり、内部に微生物
を高密度固定した耐摩耗性の乏しいゲルを保護すること
で、耐摩耗性に非常に優れた微生物包括固定化担持体を
提供することができる。また、耐摩耗性のみならず、物
理的強度としても向上したので、微生物包括固定化担持
体としての担体寿命が飛躍的に伸び、担持体の交換頻度
が減少し、汚水処理装置やバイオリアクターに適用した
場合、長期連続運転が可能となる。
Claims (21)
- 【請求項１】 微生物担持体として、ポリビニルアセタ
ール系多孔質体を用いることを特徴とする微生物担持
体。 - 【請求項２】 ポリビニルアセタール系多孔質体がポリ
ビニルホルマールである請求項１記載の微生物担持体。 - 【請求項３】 微生物担持体として、ポリビニルアセタ
ール系多孔質体からなるスポンジを用いることを特徴と
する微生物担持体。 - 【請求項４】 ポリビニルアセタール系多孔質体の含水
状態の見かけ比重が１．０〜１．２である請求項１乃至
３のいずれかに記載の微生物担持体。 - 【請求項５】 含水状態での大きさが１ｍｍ〜２０ｍｍ
の粒状物である請求項１乃至４のいずれかに記載の微生
物担持体。 - 【請求項６】 ポリビニルアセタール系多孔質体が、気
孔率が５０〜９８％の連通気孔を備えた請求項１乃至５
のいずれかに記載の微生物担持体。 - 【請求項７】 ポリビニルアセタール系多孔質体のアセ
タール化度が３０〜８５モル％である請求項１乃至６の
いずれかに記載の微生物担持体。 - 【請求項８】 ポリビニルアセタール系多孔質体が２０
〜３００μｍの気孔径の孔を多数備えていることを特徴
とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の微生物担持
体。 - 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかに記載のポリ
ビニルアセタール系多孔質体の表面及び／または細孔内
に微生物が固定された微生物担持体。 - 【請求項１０】 請求項１乃至８のいずれかに記載のポ
リビニルアセタール系多孔質体の表面及び／または細孔
内に微生物固定化剤により微生物が包括固定された微生
物担持体。 - 【請求項１１】 微生物固定化剤がアルギン酸ソーダを
主成分とする請求項１０記載の微生物担持体。 - 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれかに記載の
微生物担持体を用いたバイオリアクター。 - 【請求項１３】 処理槽内で、請求項１乃至１１のいず
れかに記載の粒状微生物担持体を浮沈、対流させて処理
することを特徴とする流動床型汚水処理装置。 - 【請求項１４】 水分率１０％以下のスポンジ粒状物で
あって、水中に投入すると速やかに２倍から１０倍の体
積に膨れて、かつ、含水状態での大きさが１ｍｍ〜２０
ｍｍになることを特徴とする、ポリビニルアセタール系
多孔質体からなる微生物担持体用スポンジ粒状物。 - 【請求項１５】 ポリビニルアセタール系多孔質体を、
活性汚泥を分散させた液体に投入して、上記ポリビニル
アセタール系多孔質体の表面及び／または細孔内に微生
物を付着させて、固定化したことを特徴とする微生物担
持体の製造方法。 - 【請求項１６】 ポリビニルアセタール系多孔質体に、
微生物を含む微生物固定化剤の混合溶液を含浸させ、上
記微生物固定化剤を上記多孔質体の表面及び／または細
孔内で不溶化させて上記微生物を包括固定したことを特
徴とする微生物担持体の製造方法。 - 【請求項１７】 粒子状のポリビニルアセタール系多孔
質の微生物担持体に、微生物を含むアルギン酸ソーダの
混合溶液を含浸させ、さらにこのアルギン酸ソーダの混
合溶液を含浸させて得られた微生物担持体を多価金属塩
水溶液に加え、上記アルギン酸ソーダを上記多孔質体の
表面及び／または細孔内で不溶化させて上記微生物を包
括固定した粒子状の多孔質微生物担持体を得ることを特
徴とする微生物担持体の製造方法。 - 【請求項１８】 ポリビニルアセタール系多孔質体から
なるスポンジ粒状物。 - 【請求項１９】 水分率１０％以下のスポンジ粒状物で
あって、水中に投入すると、速やかに２倍から１０倍の
体積に膨れて、かつ含水状態での大きさが１ｍｍ〜２０
ｍｍになることを特徴とする、請求項１８記載のポリビ
ニルアセタール系多孔質体からなるスポンジ粒状物。 - 【請求項２０】 請求項１８のポリビニルアセタール系
多孔質体からなるスポンジ粒状物を、被処理物と接触さ
せて処理することを特徴とする処理方法。 - 【請求項２１】 請求項１８のポリビニルアセタール系
多孔質体からなるスポンジ粒状物を、被処理物と接触さ
せて処理することを特徴とする処理装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12019897A JPH1052268A (ja) | 1996-05-01 | 1997-04-22 | 微生物担持体及びその製造方法 |
| KR1019980708689A KR20000065098A (ko) | 1996-05-01 | 1997-04-24 | 미생물담지체및그것의제조방법 |
| EP97919668A EP0897000A4 (en) | 1996-05-01 | 1997-04-24 | SUPPORT FOR MICROORGANISMS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| PCT/JP1997/001420 WO1997041216A1 (fr) | 1996-05-01 | 1997-04-24 | Support de microorganismes et son procede de production |
| CN97194018A CN1216581A (zh) | 1996-05-01 | 1997-04-24 | 微生物载体及其制造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP13582896 | 1996-05-01 | ||
| JP8-135828 | 1996-05-01 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1052268A true JPH1052268A (ja) | 1998-02-24 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP (1) | JPH1052268A (ja) |
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| WO (1) | WO1997041216A1 (ja) |
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| WO1999036464A1 (fr) * | 1998-01-19 | 1999-07-22 | Aion Co., Ltd. | Particules spheriques poreuses et spongieuses et procede de fabrication |
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| JP2009519019A (ja) * | 2005-12-16 | 2009-05-14 | バイルイクアンキウヨウシャンゴンシ | 酵素又は細胞の固定化のための担体及び該担体を用いた固定化方法 |
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- 1997-04-24 EP EP97919668A patent/EP0897000A4/en not_active Withdrawn
- 1997-04-24 WO PCT/JP1997/001420 patent/WO1997041216A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1997-04-24 CN CN97194018A patent/CN1216581A/zh active Pending
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