JPS6225973A

JPS6225973A - 水生細菌の分離濃縮方法と同分離濃縮装置

Info

Publication number: JPS6225973A
Application number: JP16599385A
Authority: JP
Inventors: Shoji Watanabe; 昭二渡辺; Toshio Yahagi; 矢萩　捷夫; Shunsuke Nokita; 舜介野北
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-07-29
Filing date: 1985-07-29
Publication date: 1987-02-03

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】〔発明の利用分野〕本発明は水生細菌の分離濃縮法に係り、特に走磁性細菌
を効率良く分離濃縮する方法、及び、分離濃縮する装置
に関するものである。

〔発明の背景〕

走磁性を示す細菌を、磁力を利用して分離する技術とし
ては、米国特許４３９４４５１号、及び、アーチ・ミク
ロボイル（Ａｒｅｈ、Ｍｉｃｒｏｌｌｏｉｌ）　Ｎｎ　
１１９　。

２０３　（１，ｆ１７１１）における１−−マス（Ｔｏ
ｍａｓ　）らの″新分離方法および醜態性細菌の研究（
Ａ　Ｎｏｖｅ、ＩＭＯｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｔｓ
ｏ］ａｔｊｏｎ　ａｎｄ　５ｔｕｄｙ　ｏｆ　ａＭａｇ
ｎｅｔｏｔ；ａｃｔｊＣＢａｃｔｅｒｊｕｍ　）　”が
公知である。しかし、上記の公知技術による分離方法は
、容器の１一点に棒磁石を設置し、該棒磁石付近の溶液
をピペットで採取するという、実験室的な技術であって
、大量の溶液中の走磁性の細菌を工業的に捕集すること
は困雛である。

更に、走磁性水性細菌は淡水の湖沼底や海底の泥中に生
息し、これらを大量に捕集する場合、あるいは捕集した
菌を培養する場合、共存している無数の微小生物から」
１記の走磁性水性細菌を効率よく分離することが要望さ
れるところである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、分離装置に磁場を与え、無数の微小生
物（雑菌）と生物以外の微小な固形物質とを含む溶液中
から走磁性を示す水生細菌を効率良く分離濃縮できる方
法及び装置を提供する二とにある。

〔発明の概要〕

本発明者らは上記の目的を達成するため、走磁性細菌の
習性について試験、研究を重ねた結果、走磁性水生細菌
は地球磁場よりも強い人工磁場に対しても特定磁極方向
に走行することを実験により確認した。この走行は、人
工磁場を左右、」−下などあらゆる方向で与えても同様
であった。本発明はこの走行特性を生かして、溶液中の
走磁性水生細菌を一方向に走行させ、生物以外の固形物
質を分離した後、特定磁極側の溶液に清澄な稀釈液を加
えて再び走磁性水生細菌のみを磁場で走行させ、無数の
微小生物と分離するものである。

上記の原理に基づいて前記の目的を達成するため、本発
明に係る水生細菌の分離濃縮方法は、複数種類の微小生
物、及び非生物固形微粒状物質を含む混合液から、走磁
性を示す水性細菌を分離濃縮する方法において、それぞ
れ磁界を印加する手段を設けた複数個の分離槽を用い、
前記の混合液を該複数個の分離槽の何れかに注入して磁
界を印加し、この磁界によって走磁性水性細菌が集合す
る区域の溶液を抽出して他の分離槽に移して稀釈液を加
えて磁界を印加し、上記の磁界印加操作及び溶液抽出操
作を少なくとも２回繰返すことを特徴とする。

また、上記の発明方法を容易に実施する為に創作した本
発明の水生細菌の分離濃縮装置は、複数種類の微小生物
、及び非生物固形微粒状物質を含□む混合液から、走磁
性を示す水性細菌を分離濃縮する装置において、複数個
の分離槽を設けると共に、該複数個の分離槽のそれぞれ
に対して磁界を印加する手段を設け、かつ、前記複数個
の分離装置に印加された磁界方向の一方の端部付近から
混合液を抽出してこれを隣接する分離装置に注入する管
路を設けるとともに、該注入管路の途中に稀釈液を混入
する手段を設けたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明の分離濃縮方法を実施する為に、本発
明の分離濃縮装置を適用して構成した水生細菌分離濃縮
装置の１実施例を示す系統図である。図中ＩＡ、ＩＡ’
　、ＩＢ、ＩＢ’　、ｉｃ、およびＩＣ’は磁極、５は
分離装置（Ｉ）、６は分離装置（ｎ）、７は分離装置（
ＩＩ［）、１１は被処理液供給装置１２，１．７、およ
び２２は分離濃縮液回収装置、１３および〕−８は稀釈
液供給装置。

１４および１９は混合装置、１６および２１は混合供給
装置、１．５，２０、および２３は排出装置である。こ
のような構成において、操作を以下のように行う。分離
装［５，６，７は各々上下に設置した２個の磁石により
磁場が法えられる。」―記の各構成部分を連通ずる管路
には弁を設け、各構成部分ごとに液体の流出２人を遮断
した状態（以下、閉状態と言う）にすることができるよ
うに構成する。

前記の磁場を印加する手段の詳細を第２図に示す。２は
鉄心、３はコイルである。該コイル３に電流を通すこと
により磁極ＩＡと磁極ＩＡ′との間に磁場が形成される
。この磁場発生装置を用い１　ることにより、第１図で
は３個の分離装置間に同方向の磁状が与えられる。磁極
は、分離濃縮の対象となる走磁性水生細菌の走行する極
性の磁極を分離装置５〜７の上部方向、すなわち磁極１
Ａ側に位置させる。このような装置構成により走磁性水
生細菌の分離濃縮操作は、次掲の第１表に示す如く行わ
れる。

第１−図に示すように３個の分離装置を設けた実施例の
装置を用いて本発明方法を実施する場合、第１表に示す
ようにＡからＨまでの８ステップ操作を基本とする。

まず１回収装置１２および排出装置１５を閉状態にし、
供給装置１１を介して被処理後を分離装置（Ｉ）５に供
給する。被処理液には、走磁性水生細菌と多種多様の雑
菌と称される無数の微小生物、さらに、生物以外の固形
物質を含み、淡水あるいは海水から採取した泥水原液や
泥水原液から土砂や木葉等の粗大固形物を除去した溶液
を供する。供給装置１１は分離装置５が被処理液で満た
された段階で停止しくステップＡ）、一定時間静置する
（ステップＢ）。この状態において、分離装置５に供給
された被処理液中の走磁性水生細菌は上方に走行し、保
持される。一方、非生物固形物質や原生動物等の比較的
形状の大きい微生物は重力により分離装置５の底部に沈
降する。ステップＣでは、回収装置１２を作動して分離
装置５の上部溶液を混合装置１４に送入する。この溶液
は走磁性水生細菌が濃縮されたものであるが、被処理液
と同等濃度の雑菌が混合している。混合装置１４におい
て、上記濃縮溶液と供給装置１３からの稀釈液とが混合
され、混合液供給装置１６を介して分離装置６に供給す
る。回収装置１２からの濃縮溶液量と供給装置１３から
の稀釈液量の比率を、例えば１対９の如く常時一定とし
、分離装置５における回収装置１２の引抜口上部の濃縮
溶液が全て引抜かれた時点で分離装置６全体を混合液で
満たすようにし、満ちた段階で回収装置１２および供給
装置１３を停止する。この間、分離装置６の回収装置１
７と排出装置２０を閉状態とする。

分離装置（■）６に流入した混合液を一定時間静置しく
ステップＤ）、液中の走磁性水生細菌を上方に走行させ
て保持する。一方、このステップにおいて、分離装置（
Ｔ）５の排出装置１５を作動させ、回収装置１２の引抜
口下方の被処理液とともに沈殿物質を系外に排出する。

分離装置５の操作は上記ステップを１サイクルとしく第
１表の太線枠）、これらの操作を繰返す。ステップＥで
は、回収装置１７を作動し、分離装置６の上部溶液を混
合装置１９に送入する。この溶液は走磁性水生細菌が濃
縮され、また、雑菌濃度を被処理液に比較して少なくと
も１／１０以下に稀薄化されたものであると同時に、分
離装置５で沈降しなかった浮遊性で微小な非生物固形物
質も低値化したものである。混合装置１９には供給装置
１８からの稀釈液が流入し、濃縮液と混合して次工程の
分離装置（ｍ）７に供給装置２１を介して供給する。回
収装置１７および供給装置１８の操作は前工程の分離装
置（■）６に流入させる場合と同様で、各各の液量が一
定比率となるように運転し、分離装置（ＩＩＩ）７全体
が満ちた時点で停止する。ステップＦでは、上記分離装
ｆｆ’！　（ｍ）　７の混合液を一定時間静置し、走磁
性水生細菌を上方に走行・保持させると同時に、分離装
置（■）６の排出装置２０を作動させて残りの溶液を系
外に排出する。

分離装置（■）６の操作は第１表の太線枠に示すステッ
プを繰返す。分離装置７で上方に走行・保持させた溶液
は回収装置２２で回収しくステップＧ）、回収後、排出
装置２３を作動させて残留溶液を系外に排出する（ステ
ップＨ）。回収装置２２からの溶液は、２つの分離装置
（■）６及び同（■）７に供給する混合液の稀釈比率を
１対９に操作した場合、被処理液に比較して少なくとも
１／１００以下の雑菌濃度となる。また、浮遊性非生物
固形物質も稀薄なもので、走磁性水生細菌が濃縮されて
ものが得られる。分離装置（ＤＩ）７の操作はステップ
Ｅから）（まで１サイクルとし、これらの操作を繰返す
。

第１図に示した実施例の装置を用いて次掲の第２表に示
す操作を行うこともできる。

この操作は、例えば分離装置５に才？いて、回収装置１
２の引抜ロレベルまで予め流入させた被処理液を維持し
た状態で供給装置１１より被処理液を流入させる（ステ
ップＡ’）。被処理液が分離装置５の頂部まで達した時
点で排出装置１５を作動させて沈降固形物質を系外に抜
出す（ステップＢ’）。排出装置１５は被処理液の供給
装置１１を等しい流量で作動させ、あるいは分離装！　
（１）５の水位が規定値以上の場合に作動させるように
する。被処理液を一定時間流通させるが、この間、被処
理液中の走磁性水生細菌は分離装置（■）５の上部に保
持される。一定時間被処理水を流通させた段階で供給装
置１１および排出装置１５を停止し、回収装置１，２を
作動させて分離装置５上部の溶液を回収と、第１表の操
作と同様に稀釈液と混合して分離装置（■）６に供給す
る（ステップＣ’　、Ｄ’　）。回収装置１２は水位が
引抜ロレベルに達した時点で停止させる７次工程の分離
Ｆ［（■）６、分離装置（■）７についても」１記と同
様の操作を繰返す。この操作法は、処理量の増加に効果
があるとともに、分離装置（１）５．同（■）６および
同（■）７の水位レベルが常時回収装置１２，１７，２
２の引抜口以上で、被処理液あるいは混合液を引抜ロレ
ベル近傍に流入させることにより走行距離を短縮でき、
また、下向流の影響を抑制でき、走磁性水生細菌の濃縮
効率を高める効果が期待できる。さらに、分離装置５に
おいて、被処理液中の非生物固形物質を効果的に沈降さ
せ、回収液に混入させないためには、被処理液の供給口
を回収装置１２の引抜レベルと同等か、それ以下にする
と良い。

以上、間欠的に処理する例について説明したが、連続的
に処理することも可能である。第３図は本発明の装置を
適用して連続処理が可能なように構成した実施例で、分
離袋ｆＦｔ　（Ｉ）　５．同（■）６および同（■）７
の最上部に回収装置１２．１７゜２２の引抜口を設け、
被処理液および稀釈液を常時供給する。排出装置１．５
，２０．２３の操作は、各分離装置への供給液流量に対
して回収液流量と排出液流量をバランスさせるように行
う。また、被処理液あるいは混合液の供給口は回収装置
１２゜１７．２２の引抜口よりも下部に位置させる。こ
の操作においても、非生物固形物質の除去、および雑菌
の稀薄化は第１図に示した実施例と同様に行われ、さら
に、処理量を高める効果がある。

上記の各実施例は第２図に示したように１個の磁界発生
装置を用いて、全ての分離装置で上方に走磁性水生細菌
を保持・回収する方法であるが、複数の磁界発生装置を
用いて、分離装置の下方に走行・保持し、回収すること
もできる。第４図は２個の磁界発生装置を用いた間欠処
理法による例で、分離装置（Ｉ）５は走磁性水生細菌を
上方に走行させるように１組の磁界発生手段（図示せず
）により、磁極ＩＡ、ＩＡ’で励磁し、分離装置（■）
６及び同（■）７は同細菌を下方に走行させるよう上記
と異なる磁界発生手段で磁極４Ａ・４Ａ’　、４Ｂ・４
Ｂ’　を励磁する。本実施例の装置において、分離装置
（■）５は第１図の実施例と同様に非生物固形物質を除
去することを目的としており、その操作は第１表あるい
は第２表と同様に行う。分離装置（■）６および同（■
）７では回収装置１．７および同２２の引抜口を最下部
に設け、前記引抜口よりも上部に排出装置２０、および
同２３を設置する。本例の装置の操作法は、排出装置２
０．２３を作動させ、排出口までの溶液を系外に抜き出
した後、回収装置１７．２２を作動させる。稀釈液供給
装置１３．１８は第１図と同様に回収装置１２．１７と
連動させる。一方、第４図において、分離装置（■）５
の回収装置１２の引抜口、および分離装置（Ｉｆ）　６
．同（■）７の排出装置２０．同２３の引抜口を装置最
上部に設けることにより連続処理も可能である。

本発明者らは、人工磁場を用いないで、走磁性水生細菌
を含む溶液を容器に入れて静置させると容器底部に同細
菌が濃縮されることを実験で確認した。従って、人工磁
場を印加した場合、この濃縮効率はさらに高まることが
期待できる。また、殆んどの雑菌は浮遊性であるので、
分離装置（■）６及び同（■）７の下方から走磁性水生
細菌の濃縮液を回収しても、雑菌濃度は上方から回収す
る方法と同様に稀薄化されるものと期待できる。

ところで１本発明における磁石設置法は分離装置の上下
にこだわるものでなく、例えば第５図のごとく水平に対
向せしめて設置しても良い。第５図の実施例は走磁性水
生細菌が走行を示す磁極ＩＡ側に回収装置１２の引抜口
を設け、磁場強度の比較的大きい位置に被処理液を供給
装置１１−で分離袋ｆｉ！（Ｉ）５に送入し、非生物固
形物質の沈降状態に対応して排出装置１５を作動させ、
該非生物固形物質を系外に抜き出す。また、走磁性水生
細菌の存在しない上澄液は対極ＩＡ’側上部上部溢流さ
せる。回収装置１２の作動は連続でも間欠でも良く１間
欠の場合は供給装置１−１および排出装置１５を停止さ
せた後に作動させる。このような構成においても、走磁
性水生細菌の分離濃縮は上下に磁場を印加する方法と同
様の効果が期待できる。

前述の各実施例ではそれぞれ３個の分離装置を用いたが
、本発明はこの数に限定するものでなく、溶液から非生
物の固形物質を沈降・除去する工程が１段で不十分な場
合には分離装置を複数個設けても良い。また、最終的に
得られる回収溶液中の雑菌濃度をさらに稀薄化させるに
は、分離装置に供給する混合液の稀釈比率を大きくする
か、該分離装置の設置個数を増やすことにより達成でき
る。

」１記実施例において特に詳述しなかったが、分離装置
を円錐筒状とし、あるいは上部を四角筒状、下部を適正
角筒状とすることにより、非生物固形物質や走磁性水生
細菌の引抜きを円滑にできるが、ただ単に円筒状あるい
は四角筒状にしても良い。

また、供給装置、回収装置、および排出装置にはポンプ
あるいは弁等が使用できる。さらに、本発明者らは稀釈
液として泥水原液と同等のｐ、　’ＦＴ（６，０〜７．
２）に調整した蒸留水あるいは地下水、又は泥水原液の
」二澄液を濾過・殺菌した溶液等を使用できることを実
験により確認している。

〔発明の効果〕

以−１−詳述したように、本発明の水生細菌分離製解方
法によれば、泥水中に多種多様の雑菌と共存している走
磁性水生細菌を、その特性を利用して、簡易な分離装置
に磁場を与えることで容易に分離濃縮でき、また、同水
生細菌の培養あるいはｊｌｔ　１１ｉを雑菌あるいは非
生物固形物質の影響を受けずに実施できるという優れた
実用的効果を奏する。

また、本発明の水生細菌分離濃縮装置によればに記の方
法を容易に実施して、その効果を充分に発揮させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の分離濃縮装置の１実施例を示す系統図
である。第２図は上記実施例における磁界発生装置の説
明図である。第３図及び第４図はそれぞれ前記と異なる
実施例における系統図である。第５図は、更に異なる実
施例の説明図である。ＩＡ、ＩＡ’　、ＩＢ、ＩＢ’　、１ｃ、ｉｃ’　。４Ａ、４Ａ’・・・磁極、５・・・分離装置（ｒ）、６
・・・分離装置（Ｉｆ）、７・・・分離装置（ｍ）　、
１１．　。１６．２１・・・被処理液供給装置、１２，１７゜２２
・・・分離濃縮液回収装置、１３，１．８・・・稀釈水
供給装置、１４．１９・・・混合装置、１．５，２０゜
２３・・・排出装置。

Claims

【特許請求の範囲】１、複数種類の微小生物、及び非生物固形微粒状物質を
含む混合液から、走磁性を示す水性細菌を分離濃縮する
方法において、それぞれ磁界を印加する手段を設けた複
数個の分離槽を用い、前記の混合液を該複数個の分離槽
の何れかに注入して磁界を印加し、この磁界によつて走
磁性水性細菌が集合する区域の溶液を抽出して他の分離
槽に移して稀釈液を加えて磁界を印加し、上記の磁界印
加操作及び溶液抽出操作を少なくとも２回繰返すことを
特徴とする水生細菌の分離濃縮方法。２、複数種類の微小生物、及び非生物固形微粒状物質を
含む混合液から、走磁性を示す水性細菌を分離濃縮する
装置において、複数個の分離槽を設けると共に、該複数
個の分離槽のそれぞれに対して磁界を印加する手段を設
け、かつ、前記複数個の分離装置に印加された磁界方向
の一方の端部付近から混合液を抽出してこれを隣接する
分離装置に注入する管路を設けるとともに、該注入管路
の途中に稀釈液を混入する手段を設けたことを特徴とす
る水生細菌の分離濃縮装置。３、前記の磁界の方向は、ほぼ垂直方向、及び、ほぼ水
平方向のいずれか一方であることを特徴とする特許請求
の範囲第２項に記載の水生細菌の分離濃縮装置。４、前記の分離槽は、これに磁界を印加して走磁性の水
生細菌を一方向に集合させる機能と、非生物固形微粒状
物質を沈降させ、該沈降形成層の上部に前記走磁性水生
細菌を保持する機能とを併せ持つものであることを特徴
とする特許請求の範囲第２項に記載の水生細菌の分離濃
縮装置。