JPS61139385A - 固定化微生物および/もしくは固定化微生物群の製造法 - Google Patents

固定化微生物および/もしくは固定化微生物群の製造法

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JPS61139385A
JPS61139385A JP59261547A JP26154784A JPS61139385A JP S61139385 A JPS61139385 A JP S61139385A JP 59261547 A JP59261547 A JP 59261547A JP 26154784 A JP26154784 A JP 26154784A JP S61139385 A JPS61139385 A JP S61139385A
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JP
Japan
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microorganisms
immobilized
microorganism
polyvinyl alcohol
mixture
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JP59261547A
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Susumu Hashimoto
奨 橋本
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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、固定化微生物および/もしくは固定化微生物
群の製造法、特に、微生物および/もしくは微生物群を
ポリビニルアルコール重合体中に固定化させる方法に関
する。
(従来の技術) 1950年代前半から、酵素を担体結合法、架橋法。
包括法等で固定化する研究が盛んになされ、その一部は
すでに実用化されている。1975年以降、酵素ではな
く、微生物そのものを高分子材料中に包括固定化するい
わゆる”Whole Ce1l Entrapment
 ″(以下WCEと略す)が注目されるようになり。
種々の高分子材料によるWCEが報告されている。
これまでに報告されているWCEに用いることのできる
代表的な高分子材料としては、アクリルアミド、に−カ
ラギーナン、アルギン酸ソーダおよび寒天がある。アク
リルアミドは、他の高分子材料に比較してコストが安い
ために、多くの研究でとり上げられている。しかし、連
続処理に有利な球形に成形できないこと、アクリルアミ
ドモノマーが微生物に対し毒性を示すので迅速な固定化
が要求されること等の欠点を有する。に−カラギーナン
は微生物に対する毒性が少なく1球形に成形できるため
、エタノール醗酵の実験プラントでの酵母の固定化高分
子材料として使用されている。
しかし、天然のカラギーナンにはゲル強度を弱めるλ−
カラギーナンが含まれているのでこれを分離する必要が
あり、そのためにコストが高くなるという欠点がある。
アルギン酸ソーダは1価格が安くしかも球形に成形でき
るという利点があるものの、リン酸緩衝液や M g 
Zo、 に°のような微生物に必須のカチオンの存在下
でゲル強度が不安定となる欠点がある。さらに、寒天は
1球形に成形できるものの、ゲル強度が弱いという欠点
がある。
このように、これまでに開発され、報告されているWC
E用の高分子材料にはいづれも致命的欠点がある。価格
が安く、微生物に対する毒性が少なり、シかもゲル強度
の強い高分子材料の開発が待たれる所以である。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、その
目的とするところは、安価で、微生物に対し毒性のない
、しかも任意の形状に成形されうるWCE用高背高分子
材料いて固定化微生物および/もしくは固定化微生物群
の製法を提供することにある。本発明の他の目的は、ゲ
ル強度が強く迅速な固定化を達成しうるwcE用高分子
材料を用いて低温条件下で簡単に微生物および微生物群
を固定化する方法を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明の固定化微生物および/もしくは固定化微生物群
の製造法は、微生物および/もしくは混合微生物群とポ
リビニルアルコール水溶液との混合物を低温にてゲル化
させることにより、微生物および/もしくは混合微生物
群をポリビニルアルコール重合体中に包括固定化させて
なり、そのことにより上記目的が達成される。
本発明に使用されるポリビニルアルコール(PVA)は
1重合度が500〜3000.好ましくは1000〜2
000.でかつケン化度が70%以上、好ましくは87
%〜89%の部分ケン化ポバールおよび/もしくはケン
化度が98%以上の完全ケン化ポバールである。重合度
が過度に低いとゲル化に時間がががりすぎ、過度に高い
と粘度が高まり取り扱いの上で問題が出てくる。このよ
うなPVAの3〜40重量%、好ましくは10〜20重
景%と、このPVAに対し50重量%以下の微生物およ
び/もしくは微生物群の適宜量とを均一・に混合撹拌し
、微生物および/もしくは微生物群の最終濃度をLOg
/l〜200g/lとなし、この混合物を適当な形状の
容器に流し込み低温(例えば、−20℃〜−80℃)に
て12時間以上保持して固化させる。あるいは、この混
合物を飽和1hBO3溶液中に滴下してビーズ状、棒状
、糸状などとしたのち、これを12時間以上低温(−2
0℃〜−80℃)に保持することにより固化する。次い
で、得られた固形物を室温で融解することにより、微生
物および/もしくは微生物群をPVA重合体中に固定化
したゲルを得る。用いられる微生物および微生物群は格
別である必要はなく。
その使用目的に応じて公知のあらゆる活性を有するもの
が適用される。例えば1本発明方法により得られる系を
フェノール廃水の処理に適用する場合には、微生物とし
てフェノール分解活性を有するものが使用される。下廃
水の処理に適用する場合には、微生物群としては1例え
ば、活性汚泥微生物群や嫌気性消化細菌群、光合成細菌
群等が用いられる。その他、微生物としてアルコール醗
酵酵母、硝化細菌、脱窒細菌等、そして微生物群として
繊維醗酵、上下水・工業廃水処理微生物群等。
極めて多数の微生物群が用いられうる。
以上のようにして得られるゲル化PVA高分子は非常に
安定かつ強固で、半年間にわたる連続使用後でも、固定
化微生物および固定化微生物群の活性が低下しないこと
はもちろんのこと、ゲル強度は低下しない。PVAに少
量のカゼイン、アルミニウム塩、 Cu塩、チタンイオ
ンなどを混在させておけば、これがPVA分子と結合を
起こすので。
より一層ゲル強度の大きいゲル化PVA高分子を得るこ
とができる。
本発明方法によれば、何ら格別の過酷な処理条件が課せ
られないため、既知のほとんどすべての有用微生物、お
よび好気、嫌気の活性汚泥のような有用微生物群を、活
性をほとんど低下させることなく安価に固定化すること
ができ、その活性を長期間にわたって維持することがで
きる。
(実施例) 以下に1本発明を実施例について説明する。
尖廠医上 pVA (ケン化度98〜99 %、重合度1700)
 (7)20重量%溶液170gと、活性汚泥(fil
l and drawの全酸化処理方式で長期間培養し
て得られた活性汚泥であり、生育の遅い硝化菌を含む)
の濃縮混合液(汚泥濃度100g/l)60gとを充分
に混合攪拌し、長方形のトレイ中に流し込んだ。これを
=20℃のフリーザー中に一昼夜放置し固化させた。
得られた固形物を室温に1〜2時間放置して融解した。
それを3〜4韮の立方体状に裁断成型し。
水道水に放ち洗浄した。このようにして得られたPVA
固定化活性汚泥を用い、肉エキス・ペプトンを主体とす
る合成下水を第1図に示すような。
下水処理装置で処理した。この装置は、上方からの流入
下水を上記固定化活性汚泥100を配置した曝気槽(容
R0,5dl>1にて曝気し、曝気処理水は沈澱槽2を
経て処理水出口3から系外へ流出する構成になっている
。曝気は圧縮空気をフローメーター11を介し散気法1
0から曝気槽1内へ吹き込むことにより行われる。その
運転条件を表1に示す6表2には、定常状態における処
理成績を示す。
表1 (以下余白) TOC(全有機炭素)−容積負611を通常の活性汚泥
法の2〜6倍という高い値に設定したにもかかわらずほ
ぼ90%程度の安定した”r o c除去を達成するこ
とができた。T−N (全窒素)は、このような高いT
OC−容積負荷にもかかわらず、43〜50%もの高効
率で除去された。これは、供試の活性汚泥中に生育の遅
い硝化菌も含まれていたことから、高負荷域でも硝化反
応が起こり、生成したNO−+−Nの一部が固定化活性
汚泥内部での嫌気域で脱窒されたために起こった現象で
ある。
以上の結果、活性汚泥をPVA重合体中に固定化するこ
とにより、■高負荷域での連続運転が可能である;■T
OC−容禎J’t r+iiを高くとることができるの
で、短時間での効率的な処理が可能である;■TOCは
90%程度除去できる;■T−Nは。
40〜50%除去できる;そして■沈澱池での固液分離
上の問題点(バルキングなど)がない1等の固定化によ
る種々の利点が明らかとなった。
大施勇1 PVA (ケン化度98〜99%1重合度1.700)
の10重量%溶液180gとフェノール分解菌アシネト
バクタ−(Acinetobacter sp、) (
12,5g / lの細胞濃度)60gとを充分に混合
攪拌し、これを、長方形のトレイ中に流し込み一20℃
のフリーザー中で一昼夜放置し固化させた。得られた固
形物を室温に1〜2時間放置して融解した後、3〜4鶴
の立方体状に裁断成型し、水道水中に放ち洗浄した。
このようにして得られたPVA固定化アシネトバクタ−
を用いて2表3に示す合成フェノール廃水を連続処理し
た。処理装置は、第2図に示すように、上方からの流入
下水を上記固定化微生物101を配置した曝気反応槽(
容to、25N)4にて曝気し、曝気処理水は底部をフ
ィルター50で構成した固液分離槽5を経て処理水出口
6から系外へ流出する構成になっている。曝気は圧縮空
気をフローメーター11を介して散気法10から曝気槽
4内へ吹き込むことにより行われる。表4にその運転条
件を、そして表5に定常状態における処理成績を示す。
表3 表4 表5 表5に示したように、流入廃水量0.517日の場合に
は、500■/lのフェノールが完全に除去された。1
1/日の流入廃水量でも、その除去率は85%の高率で
あった。PVA固定化フェノール分解菌が、固定化後も
フェノール分解活性を長期間にわたって維持したことか
ら、固定化に供する菌体量を増加させればなお一層の処
理能力の向上が期待される。
叉施勇ユ 実施例2と同様にして調製したPVA−フェノール分解
菌混合物を飽和HJOi溶液中に滴下して多数の球形物
(直径3〜4tm)を得た。 これを=20℃のフリー
ザー中に一昼夜放置して固化させた。得られた球状固形
物を室温にて1〜2時間放置し融解させたのち、水道水
にて洗浄した。このようにして得られたPVA固定化ア
シネトバクタ−を用い実施例2と同じ装置、同じ運転条
件下で同じ合成フェノール廃水を処理したところ、実施
例2と同様の傾向を示す処理結果を得た。
(発明の効果) 本発明は、このように、微生物および微生物群を安価な
PVA重合体中に低温条件下で包括させ温和な条件で固
定化する方法であるため、得られる固定化微生物および
固定化微生物群は微生物の所望の活性を長期間にわたっ
て維持しうる。
固定化用高分子材料はPVAであり、かつ固定化条件が
温和であるため、固定されるべき微生物並びに微生物群
も格別である必要はなく既知のあらゆる種類の微生物お
よび微生物群が適用されうる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ本発明方法により得られ
た固定化活性汚泥および固定化微生物を用いて下水処理
実験を行った装置の模式図である。 1.4・・・曝気槽、2・・・沈澱槽、3.6・・・処
理水出0.5・・・固液分離槽、10・・・敗気球、5
0・・・フィルター、  100・・・固定化活性汚泥
、101・・・固定化微生物。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、微生物および/もしくは混合微生物群とポリビニル
    アルコール水溶液との混合物を低温にてゲル化させるこ
    とにより、微生物および/もしくは混合微生物群をポリ
    ビニルアルコール重合体中に包括固定化させることを特
    徴とする固定化微生物および/もしくは固定化微生物群
    の製造法。 2、前記低温下でのゲル化が−20〜80℃の範囲にて
    行われる特許請求の範囲第1項に記載の固定化微生物お
    よび/もしくは固定化微生物群の製造法。
JP59261547A 1984-12-10 1984-12-10 固定化微生物および/もしくは固定化微生物群の製造法 Pending JPS61139385A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0303122A2 (en) * 1987-08-10 1989-02-15 Kuraray Co., Ltd. Process for manufacturing spherical hydrated gel containing microorganism immobilized therein
EP0475540A1 (de) * 1990-08-24 1992-03-18 Preussag Noell Wassertechnik GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Ammonium, Nitrit und/oder Nitrat aus Wasser
JP2009247279A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Hokkaido Univ 新規水草根圏微生物
CN106834264A (zh) * 2017-04-19 2017-06-13 深圳大学 一种实验室用细菌固定化方法

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JP2009247279A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Hokkaido Univ 新規水草根圏微生物
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