JPS6227099A - 担体に固定化した硝化細菌およびその製造方法、使用方法 - Google Patents

担体に固定化した硝化細菌およびその製造方法、使用方法

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JPS6227099A
JPS6227099A JP16623485A JP16623485A JPS6227099A JP S6227099 A JPS6227099 A JP S6227099A JP 16623485 A JP16623485 A JP 16623485A JP 16623485 A JP16623485 A JP 16623485A JP S6227099 A JPS6227099 A JP S6227099A
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JP
Japan
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carrier
nitrifying bacteria
bacteria
immobilized
nitrifying
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JP16623485A
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English (en)
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Akihiro Yasuda
安田 顕弘
Satoshi Hosokawa
細川 敏
Koji Mishima
弘次 三嶋
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Takuma Research and Development Co Ltd
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Takuma Research and Development Co Ltd
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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

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: 本発明は排水処理に関するもので、特に多孔質担体によ
り固定化された硝化−潰、その製造方法および使用方法
に関するものである。
従来技術: アンモニア含有排水の脱窒処理法は、硝化工程すなわち
アンモニアを酸化してNo;、No;などにする工程と
、NO;、NO;などを還元してN2として放出する脱
窒工程とからなって2す、それぞれ細菌による生物化学
反応によって進行する。このうち、主としてニトロソモ
ナス属、ニトロバクタ−属などの硝化細菌による硝化工
程は、シュードモナス属などの細菌による脱窒工程に比
べて、反応速度が遅く、いわゆる律速段階になっている
一般に硝化細菌は世代時間が非常に長く、かつ従属栄養
哨に比べて基質消費に対する菌体収率が小さい。例えば
、本発明者らの実倹では、代表的な硝化細菌の1つであ
るニトロソモナスユーロビアATCC25978を標準
合成培地により焦眉的に培養したときの1体収率は10
6〜107セル/ml  であって、この値、4 B 
OD酸化菌の菌体収率に比べると1/10〜1/I Q
 Q  に過ぎない。
汚水処理用実装置において、脱窒を促進するため、曝気
全制御しかつ貧栄養化してアンモニア性窒素の硝酸化を
図る硝化槽が使用されることがあるが、この部分では、
BOD酸化歯に対する硝化細菌の遺産は高い。
微生物を担体に付着させることはよく知られており、例
えば、ケミカル・エンジニャリング1982年7月号に
村上による紹介、化学工学第49巻第4号(1985)
に遠藤らによる綜説が掲載されている0 また、微生物が担体に効率よく付着するためには、担体
表面に、数μから数10μの凹所の存在が望ましいこと
がメタン生成菌の場合に報告さnている( Biote
chnology and Bioengineeri
ng、vo124 1115頁)。
解決しようとする問題点: 前記担体表面の凹所に微生物を付着させた場合、最初に
付着した微生物が、優先曙を待ち、一般に異種の微生物
とのlftMは容易に行われない。
したがって、担体にBOD酸化菌(好気性従属栄養側1
)に憂先して硝化細菌を付層させるためには、先づ硝化
組直濃度の高い4合培養系を作り、これを爪体に付着さ
せなければならない。
問題点を解決する手段: 本発明においては、Bl)D酸化菌に比べて硝化細醒漬
度の高い混合培養系として、特に硝化細菌の生育に適し
た環境を作り、その濃度と可能なかぎシ高めた後に、担
体と接触させる。
この環境と具体的に述べると、pH約7.5〜8.0、
溶存酸素濃度約3〜5Q/g、温度約25−C〜30’
C。
BOD5約1〜100q/g、 NOX −N 、農度
約10〜50%/4、(但しBOD5、N0K−N濃度
は排水のBOl)5.有機態窒素、アンモニア態窒素の
4度により異る。)である。
この環境の下で、硝化細歯はBOD酸化菌に対する相対
的濃度(対BOD酸化酸化度濃度増すことはいうまでも
ない。
次に硝化細菌用担体としては、その表面に所望ナイノ(
代表径数μ〜数10μ)の凹所金持ち、かつ汚水より見
かけの比重が高いものが必要でろって、そのため、通気
性・多孔質の有機・無機高分子化合物が望ましい。
さらに、上記表面凹所の硝化細菌とのなじみ易さが重要
でこの点から、例えばホルマル化ポリビニルアルコール
のような高分子が望ましい。
すなわち本発明は、硝化細菌の生育に最も適した条件を
維持して、濃度および対BOD酸化18度を充分高めた
汚水に、担体として、通気性多孔質物質と浸漬し、対B
OD酸化菌濃度を充分高く、硝化細菌を担体表面凹所に
付着させた水を含んだ際の見かけ比重が1より大きい、
担体に固定化された硝化細歯の槃造方去2よび使用方法
である。丈用万去としては特に流動床法・固定床法があ
る。
作用: 硝化細菌付担体の水を含んだ際には見かけ比重が1より
大きくないと、該担体が浮上を起こし、好適な流動床を
形成できず、また液面下で安定した固定床t−杉成する
ことができない。多孔質上質の中には、微小気泡が、そ
れぞれ独立に存在して(例えば発泡ポリエチレン)、そ
のため、見かけ比重が小さいものがらり汚水中で浮上す
るので利用できない。担体内の凹所が通気性の(互いに
連絡している)場合、見かけ比重が大となるほか、その
連絡部を通じて、硝化細菌への栄量吻が補給され、生育
環境が良くなる効果がある。
硝化細菌の大きさは、約1〜2卑程、丈であって細石は
この小孔の壁に付着して、栄養を摂取し、生育し、分裂
する。孔からはみ出すと流亡する確率が大きくなる。逆
に孔中に付着すれば、死滅するまでに分裂を繰り返すの
で他の菌種により追逐されることがほとんどない。した
がって、最初に付着した菌種が長期にわたり、生存優位
性を保持するのである。
実・旭例: @)耐BOI)酸化歯間j(の大きい硝化細・省を含む
原汚水のfA整 活性汚泥法排水処理槽から抜出した硝化活性汚泥20重
を部(!: ; BOJ)55509/fl 、 Nf
(、、[l素1.0601gを含み、pH13,5の含
アンモニア排水80重量部と;を混合した混合刃水金ポ
リ塩化ビニル#槽(yd 1104d xh900M)
に4.54仕込んだ。
この混合汚水に、通気量を調節しながら、空気を吹込ん
で、m存酸素を4 q/lに維持しかつ、液温を25゛
Cに保って、培養を行ハ、 (a)  混合直後  (試料液A) (b)  混合後1週間(試料液B) (c)  混合後3週間(試料液C) の3種類の培養液?調整した。この間の水分蒸発分は前
記汚水で補給した。
上記条件(Qが硝化細歯の生育に適したものであって、
かつBOD酸化菌硝化を上昇させるものであることは、
既述のとおりである。
各試料の分析直ft第1表に示す。
第 1 表(その1) (その2) 備考(1)  No2つ窒素、No8態窒素の分析法は
JIS  K 0102によった。
(2)  生直数はそれぞル公知の寒天培地によりイ則
定した。
<a)  BOD 酸化函と同意語である。
第1表から、試料A1B、Cの順に対BOD積化菌硝化
細歯濃度が増していることがわかる。3週間以上、上記
条件を保っても対BOD菌硝化細菌濃度は減少しない。
(ロ)担体 通気性多孔性有機高分子担体り代表として、ホルマル化
ポリビニルアルコール(ffl紡KK[商品名ベルイー
タ−DW、A−3210)の代表径61のものを用いた
。平均孔径60μ、気孔率88チ、水を含んだ際の見か
け比重1.03  である。
通気性無機高分子の例として、骨炭、多孔質アルミノシ
リケート(Sin、 67.5 %、Ad20822.
5%、その他10%、フィルトンKK製商品名フィルト
ン)の代表径6Hのもの、および市販パーライト(吸石
を約1ooo”cで焼成した多孔性物質)の代表径6f
iのもの、軽石を代表径6111C徂砕篩分したものを
使用した。
使用量は、それぞれの担体について、4gであった。
(ハ)固定方法 上記試料液A%13.C,各λ54に試料担体4eを添
加し、1週間上記条件を維持した。この間の水分蒸発分
は前記汚水で補給した。
に)試験方法 上記方法で作った担体4Eに付着したMJ歯(固定化細
菌)ヲ、前記ポリ塩化ビニル#、IIFに再充填し、B
OD5 550 q、 NH−4態窒素1.060 W
A (pH8,5)を含有する排水を試料汚水として、
回分法によって、各回分2.5eの試料汚水を使用し、
10回分の試験を行った。
硝化反応の進行度は処理汚水中のNong、NO:態窒
素遺の合計で示した。
(ホ)試験結果 (a)  各m担体による硝化度の差異を第2表に示す
。ただし、実験は試料Cについてのみ行っている。
第  2  表 した値。
(5)  BOD5の単位は、この場合、濃度(int
ensive property)表示でなく容度(e
xtensive property)表示である。
(6)  フィルトン株式会社製商品名フィルト/。
同表から明らかなように、有機高分子通気性多孔体であ
るホルマル化ポリビニルアルコールの場合、硝化細菌の
対BOD+11化菌濃度が最大で、かつ(NO; + 
NO″B)の液中濃度が最大になっておシ、このことは
、ホルマル化ポリビニルアルコールが凹所構造、硝化細
菌とのなじみ易さのいずれかまたは両方が他のものに勝
っていることを示している。しかしながら、供試担体の
うち骨炭も相当な効果を示している。これに反し、多孔
質アルミノシリケート、パーライト、軽石などは殆んど
効果を示さない。
ナオ、ホルマル化ホリビニルアルコールハ、60チ代の
低ホルマル化の場合、海綿状で、吸水性が強<、80%
を超えると水中で変化を起こさなくなるが平均孔径はホ
ルマル化度に関係なく調整可能である。
(b)  ホルマル化ポリビニルアルコール分担体とし
た場合の、試料液A、B1Cを用い硝化細歯を固定化し
た場合の差異を試験し第3表に示した。
第  3  表 第3表に示したように、担体を試料液に浸漬する場合の
、試料液中の硝化細菌の対BOD酸化菌濃度・絶対濃度
が、硝化作用に大きな影響力を持つ。このことから、担
体凹所に最初に付着した硝化細歯が優先的に付着生息す
ることがわかる。
(e)  、ff1体表面凹所サイズの影響について試
験した。
第4表に、ホルマル化ポリビニルアルコールの表面凹所
の平均サイズと、これを試料Cに浸漬して、前記標準処
理を行った場合の(No;+NO; )濃度との関係を
示す。
第  4  表 この結果は、ホルマル化ポリビニルアルコールに関する
限り孔径的60μのところで、硝化細菌濃度・対BOD
酸化菌硝化濃度大であることを示している。
担体に付着した硝化菌は、粒状で汚水中に流動床を形成
させて用いても、粒径を大きくシ、または適宜材料で繋
絡して同定床を形成させても、その効果を奏することは
言うまでもない。
発明の効果: 本発明は、担体凹所に付着した硝化細菌は、環境の変化
があっても容易に他Mi細菌に置き変らないという事実
の認識に基いて為されたもので、対BOD酸化菌濃度の
高い硝化細菌を付着させた担体を用いて、硝化効率を上
昇させることができた。
出 願 人   株式会社田熊総合1′研究所手続補正
書 昭和60年り月%日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 事件の表示 特@昭6ロー76ど、23Z号発明の名称
 担体に固定化した硝化細菌およびその製造方法、使用
方法 補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所(居所)大阪市北区堂&派1丁目3番23号氏名格
船  株式会社 田熊総合研究所代  理  人 ほか1名 日付 昭和  年  月  日自発 補正の対象  明細書、発明の詳細な説明の欄1、明細
書、第10頁第14行目〜15行目「上記試料液A、B
、C,各2.51に試料担体41を恣加し、1週間上記
条件を維持した。」とあるを 「上記の混合直後の試料液A1混合後1週間の試料液B
及び混合後3週間の試料液C各2.51に、それぞれ試
料担体41!を添加し、文にAKりいては添加扱4週間
、Bについては3週問及びCについては1週問、上記培
養条件を維持した。」 と補正します。
手続補正書 昭和60年/7月グ日 特許庁長官 宇 賛 道 部 殿 事件の表示 特願昭60−1662348発明の名称 
 担体に固定化し九硝化細菌およびその製造方法、使用
方法 補正をする者 事件との関係     0許出11 住所(居所)大阪市北区堂島派1丁目3番23号氏名(
12,別 株式会社 田熊総合研究所代  理  人 日付 昭和  年  月  日 自発 補正の対象  明細書、発明の詳細な説明の欄1、明細
書第9頁の表(その2)の備考欄「(2)生菌数はそれ
ぞれ公知の寒天培地により測定し九。」とあるを、 「(2)  生菌WKはそれぞれ公知の方法により測定
し+、Jと補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 通気性多孔質担体を、硝化細菌を含みかつ該細菌の
    対BOD酸化菌濃度が高い汚水中に浸漬して硝化細菌を
    付着させてなる担体に固定化した硝化細菌。 2 通気性多孔質担体がホルマル化ポリビニルアルコー
    ルである特許請求の範囲第1項に記載の担体に固定化し
    た硝化細菌。 3 ホルマル化ポリビニルアルコールのホルマル化度が
    、約60%から約86%である特許請求の範囲第2項に
    記載の担体に固定化した硝化細菌。 4 担体表面凹所の代表径が約60μである特許請求の
    範囲第3項に記載の担体に固定化した硝化細菌。 5 通気性多孔質担体が骨炭である特許請求の範囲第1
    項に記載の担体に固定化した硝化細菌。 6 通気性多孔質担体を;硝化細菌を含むアンモニア含
    有汚水で、NOX−N約10〜50mg/lを含み、p
    Hを約7.0〜8.5、溶存酸素を約1〜5mg/l、
    BOD_5を約100mg/l以下、温度を約10〜3
    0℃の状態に約3週間保持した汚水に浸漬し;硝化細菌
    を固定化処理したことを特徴とする担体に固定化した硝
    化細菌の製造方法。 7 通気性多孔質担体を;硝化細菌を含むアンモニア含
    有汚水で、NOX−N約10〜50mg/lを含み、p
    Hを約7.0〜8.5、溶存酸素を約1〜5mg/l、
    BOD_5を約100mg/l以下、温度約10〜30
    ℃の状態に約3週間保持した汚水に浸漬し、硝化細菌を
    固定化処理した後、活性汚泥装置の硝化槽で、流動床と
    固定床から選んだ1つの床で、担体に固定化した硝化細
    菌の使用方法。
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