JPH01160475A - 微生物固定化装置 - Google Patents

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、種々の化学反応や廃水処理に有用な固定化微
生物を製造する微生物固定化装置に関する。

〔従来技術及び発明が解決しようとする問題点〕従来、
重合性薬剤と微生物及びアルギン酸ナトリウムの混合液
を、カルシウム塩を混合した重合触媒水溶液中に滴下し
、水に不溶のアルギン酸カルシウムを生成させながら重
合性薬剤を重合させる装置が知られている。この装置で
は、簡単な操作で微生物を固定化できる。しかし、重合
触媒として一般に用いられる過硫酸塩は、微生物に対す
る毒性が強いので、微生物活性が著しく低下してしまう
。

従って、強度と微生物活性が共に高い固定化微生物を得
るには、比較的高濃度の重合触媒に重合性混合液の液滴
を短時間だけ接触させ、短時間内に重合を終了させる必
要がある。　　　　　・しかしながら、従来の装置では
、カルシウム塩含有重合触媒水溶液中に混合液の液滴が
必要以上に長時間接触され、微生物の活性が低下してし
まうという欠点があった。

従って、本発明は、前記の従来技術の欠点を解消し、強
度及び微生物活性が共に高い固定化微生物を製造できる
微生物固定化装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、疎水性液層中にカルシウム塩含有重合触媒水
溶液の微細な液滴を浮遊させ、そこに微生物、重合性薬
剤及びアルギン酸水溶性塩の混合液の液滴を滴下し、上
記の微細な液滴と混合液の液滴とを接触させることによ
って活性の高い固定化微生物が得られることを見出し、
前記の問題点を解決したものである。

すなわち、本発明の微生物固定化装置は、微生物、重合
性薬剤及びアルギン酸の水溶性塩を含む混合液の滴下装
置、カルシウム塩を混合した重合触媒水溶液の滴下装置
及び上層に疎水性液、下層にカルシウム塩水溶液を含む
重合槽から成ることを特徴とする。

本発明に使用する滴下装置は、通常、ノズルを有する装
置であるが、液体の小滴を滴下しうるちのであればよい
、また、本発明の固定化装置においては、重合触媒水溶
液を重合槽の上層の疎水性液層に微細な液滴として浮遊
させておくので、重合触媒水溶液の滴下装置としては、
スプレーノズルを使用するのが好ましい。

本発明の固定化装置に使用する重合槽は、その一端から
カルシウム塩水溶液を流入させ、他端から生成固定化微
生物を排出させうる形式のものであれば、任意のもので
よい。この重合槽中で、下層を形成するカルシウム塩水
溶液は、通常、０．２〜５重量％水溶液、好ましくは０
．５〜２重量％水溶液として使用する。他方、重合槽の
上層をなす疎水性液としては、水と混和せず、比重が１
より小さく、微生物に対する毒性がほとんどない有機液
体、例えば植物油、パラフィン等を使用することができ
る。

本発明の固定化装置により固定化する微生物には、特別
に制限はなく、活性汚泥、硝化菌、メタン発酵菌、シュ
ードモナス属菌、その他、生化学反応及び化学反応に関
与する各種の細菌であってよい。

重合性薬剤は、重合性モノマー及び溶媒、架橋剤等のモ
ノマーの重合に通常使用される物質（重合触媒を除く）
を含むものである。重合性モノマーとしては、アクリル
酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル若しくはアクリ
ルアミド又はこれらに対応するメタクリル酸誘導体、酢
酸ビニル、ビニルアルコール等のビニルモノマーが挙ケ
ラレ、これらのモノマーの１種又は２種以上を使用する
ことができる。更に、これらの七ツマ−と共重合可能な
モノマーを重合性薬剤に包含することもできる。

混合液には、更にアルギン酸の水溶性塩が含まれる。水
溶性塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニ
ウム塩等が挙げられる。アルギン酸の水溶性塩は、混合
液中に０．１〜２重量％、好ましくは０．２〜０．５重
量％の濃度で含まれる。

重合触媒としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウ
ム等の過硫酸塩類、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリ
ウム等の過塩素酸塩類、過酸化水素等が挙げられる。こ
れらは、０．００１〜５重量％、好ましくは０．１〜１
重量％水溶液として用いられる。

重合触媒水溶液中には、混合液滴中のアルギン酸の水溶
性塩が疎水性液層内で不溶性塩を形成できるように、水
溶性のカルシウム塩を添加しておく。使用しうる水溶性
カルシウム塩としては、塩化カルシウム、臭化カルシウ
ム、硝酸カルシウム等が挙げられる。カルシウム塩は、
重合触媒水溶液中に０．２〜５重量％、好ましくは０．
５〜２重景％の濃度で添加する。

〔実施例〕

次に、図面に示した本発明の実施例に基づいて本発明を
詳述する。

第１図は、本発明の一実施例を示す微生物固定化装置の
略示断面図である。

第１図に示した固定化装置において、重合槽１は上層に
疎水性液２、下層にカルシウム塩水溶液３を貯えている
。カルシウム塩水溶液３は水路状の重合槽１の一端に設
けた流入管４から流入し、排出管５を設けた他端に向か
って流下する。

重合槽１は、顆粒側が深くなるように底面が傾斜してい
る。また、重合を阻害する酸素を除去するため、重合槽
１の上部には、窒素ガス等の不活性ガスを導通ずるのが
好ましい。

重合触媒槽６は、カルシウム塩を混合した重合触媒水溶
液７を収容しており、スプレーノズル８は、ポンプ９で
圧送された重合触媒水溶液７を霧化して微細液滴１０を
作り、該液滴を重合槽１の上流端付近の疎水性液２中に
落下させる。微細液滴１０は、疎水性液層内のカルシウ
ム塩水溶液３との界面に達し、浮遊しながら流下し、界
面を満たしていく。

混合液槽１１は、微生物、重合性薬剤及びアルギン酸水
溶性塩の混合液１２を収容しており、微生物と薬剤が均
一に混合するように攪拌機を用いて攪拌される。滴下装
置１４は、比較的細いノズル１５を備えており、ポンプ
１６により圧送された混合液１２を微細液滴１０が浮遊
している疎水性液２中に滴下し、混合液滴１７を作る。

混合液滴１７の直径は、通常、１〜５鶴程度のものであ
る。

混合液滴１７は、疎水性液層内のカルシウム塩水溶液と
の界面に達し、ここに浮遊するカルシウム塩を混合した
重合触媒水溶液の微細液滴１０と接触し、まず、アルギ
ン酸の水溶性塩が水に不溶性のカルシウム塩に変わり、
微生物及び重合性薬剤を包囲するアルギン酸カルシウム
の皮膜が形成され、更に、内部の重合性薬剤が重合固化
して混合液滴１７とほぼ同じ大きさの固定化微生物１８
になる。このとき、混合液滴１７と微細液滴１０の接触
効率を高め、また、混合液滴１７同士の合体を防ぐため
、微細液滴１０の直径は、固定化微生物１８の粒径より
小さい、好ましくはｌｆ１以内であることが望ましい。

微細液滴１０の直径は、スプレーノズル１８の孔径とポ
ンプ９の圧力を変えることにより調節することができる
。

更に、滴下された混合液滴１７は、疎水性液層内のカル
シウム塩水溶液３との界面を浮遊、流下し、重合して固
定化微生物１８に変わりながら、数秒から長くとも数十
秒以内に自然に下層のカルシウム塩水溶液３中に重力沈
降する。そのため、固定化微生物１８が必要以上に重合
触媒水溶液７と接触するのを防ぎ、微生物の活性低下を
防止することができる。

界面に広がった微細液滴１０も、やがてはカルシウム塩
水溶液３に溶は込み、そこの重合触媒濃度を高めていく
が、カルシウム塩水溶液槽１９に収容された新鮮なカル
シウム塩水溶液３をポンプ２０を用いて流入管４から供
給することにより重合触媒を微生物活性に影響しない程
度のごく低濃度に抑えることができる。

カルシウム塩水溶液３中に沈降した固定化微生物１８は
、排出管５から水溶液と共に流出し、網状のベルトコン
ベア２１で回収され、貯留槽２２に貯留される。ベルト
コンベア２１を通過したカルシウム塩水溶液３は、循環
水槽２３に貯留され、一部は廃液としてオーバーフロー
し、残りはポンプ２４を用いて流入管４に循環される。

〔発明の効果〕

本発明の固定化装置によれば、微生物に対して毒性の高
い重合触媒と微生物が必要以上に接触することなく、微
生物を固定化することができるので、活性の著しく高い
固定化微生物を得ることができる。

本発明の固定化装置により製造される固定化微生物は、
廃水処理や微生物が関与する様々な生化学反応及び化学
反応に有効に利用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施態様を示す微生物固定化装置
の略示断面図である。 符号の説明 １・・・重合槽、２・・・疎水性液、３・・・カルシウ
ム塩水溶液、６・・・重合触媒槽、８・・・スプレーノ
ズル、１１・・・混合液槽、１４・・・滴下装置、１５
・・・ノズル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）微生物、重合性薬剤及びアルギン酸の水溶性塩を
   含む混合液の滴下装置、カルシウム塩を混合した重合触
   媒水溶液の滴下装置及び上層に疎水性液、下層にカルシ
   ウム塩水溶液を含む重合槽から成ることを特徴とする微
   生物固定化装置。
2. （２）重合触媒水溶液の滴下装置を、該装置から滴下さ
   れる液滴の直径が固定化微生物の粒径より小さくなるよ
   うに設定した特許請求の範囲第１項記載の固定化装置。