JPH0240290A - 微生物固定化用多孔性セラミックス担体 - Google Patents
微生物固定化用多孔性セラミックス担体Info
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- JPH0240290A JPH0240290A JP63191819A JP19181988A JPH0240290A JP H0240290 A JPH0240290 A JP H0240290A JP 63191819 A JP63191819 A JP 63191819A JP 19181988 A JP19181988 A JP 19181988A JP H0240290 A JPH0240290 A JP H0240290A
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (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。
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、排水中の有機成分を消化処理するメタン菌等
の微生物を固定化するために用いられる微生物固定化用
多孔性セラミックス担体の改良に関するものである。
の微生物を固定化するために用いられる微生物固定化用
多孔性セラミックス担体の改良に関するものである。
（従来の技術）
微生物固定化用のセラミックス担体は従来から各種のも
のが提塞されており、特開昭５４−９５７８５号公報に
示されるコーニンダグラス社の多孔性の無機質のものが
広く知られている。このセラミックス担体は固定化され
る細菌の最小寸法以上、最大寸法の５倍以下の大きさの
細孔、具体的には０．８〜２２０μｍ程度の孔径の細孔
を備えたもので、このように制御された細孔分布を与え
ることにより小さい体積の担体に多量の微生物を担持さ
せることに成功したものである。また汚水のメタン発酵
処理用の多孔性セラミックス担体としては、特開昭６２
−２９８４９５号公報に示されているように平均粒径が
１００〜１０００μｍのセラミック粒子を焼結させたも
のも提案されている。
のが提塞されており、特開昭５４−９５７８５号公報に
示されるコーニンダグラス社の多孔性の無機質のものが
広く知られている。このセラミックス担体は固定化され
る細菌の最小寸法以上、最大寸法の５倍以下の大きさの
細孔、具体的には０．８〜２２０μｍ程度の孔径の細孔
を備えたもので、このように制御された細孔分布を与え
ることにより小さい体積の担体に多量の微生物を担持さ
せることに成功したものである。また汚水のメタン発酵
処理用の多孔性セラミックス担体としては、特開昭６２
−２９８４９５号公報に示されているように平均粒径が
１００〜１０００μｍのセラミック粒子を焼結させたも
のも提案されている。
このように従来の微生物固定化用のセラミックス担体は
、微生物の寸法に対応させつつできるだけ大きい比表面
積を確保するために比較的小さい細孔径を与えられたも
のが多かったのであるが、これらのセラミックス担体に
よる固定床を利用して汚水の消化処理を行わせた場合に
は浮遊状態にある微生物を利用した場合に比較して満足
できる成果が得られていない０本発明者等の研究によれ
ば、その原因は実際の汚水処理工程においては、排水浄
化に携わる微生物群を含む画オーダーのフロックが形成
されており、このフロックを多量に固定化することが有
効であるにもかかわらず、従来の微細な孔径のセラミッ
クス担体はこのフロックを効率的に捕捉することができ
ないためであると考えられる。
、微生物の寸法に対応させつつできるだけ大きい比表面
積を確保するために比較的小さい細孔径を与えられたも
のが多かったのであるが、これらのセラミックス担体に
よる固定床を利用して汚水の消化処理を行わせた場合に
は浮遊状態にある微生物を利用した場合に比較して満足
できる成果が得られていない０本発明者等の研究によれ
ば、その原因は実際の汚水処理工程においては、排水浄
化に携わる微生物群を含む画オーダーのフロックが形成
されており、このフロックを多量に固定化することが有
効であるにもかかわらず、従来の微細な孔径のセラミッ
クス担体はこのフロックを効率的に捕捉することができ
ないためであると考えられる。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は上記したような従来の問題点を解決して、下水
、下水汚泥、工場排水のような有機性排水の消化処理に
用いるに適し、卿オーダーのフロックをも効果的に捕捉
して高い処理能力を発揮させることができる微生物固定
化用多孔性セラミックス担体を目的として完成されたも
のである。
、下水汚泥、工場排水のような有機性排水の消化処理に
用いるに適し、卿オーダーのフロックをも効果的に捕捉
して高い処理能力を発揮させることができる微生物固定
化用多孔性セラミックス担体を目的として完成されたも
のである。
（課題を解決するための手段）
本発明者等は上記の課題を解決するために実験を重ねた
結果、胴オーダーのフロックを含む排水の浄化を効率良
く行わせるためには、フロックを捕捉するためフロック
の捕捉に有効である主に０゜５〜２ｆｆＩ１１の直径の
孔を多数形成するとともに、担体表面に適度な表面粗度
を与えることが必要であることを究明した。本発明はか
かる知見に基づいて完成されたものであって、表面に主
として０．５〜２ＩＩＩＩＩの直径の孔が多数形成され
た嵩比重が０．５以下の多孔性セラミックスからなり、
かつ粘度が６０センチポイズの高粘性溶液中に浸漬し引
上げた際の高粘性？８液付着量によって表された担体表
面粗度が０．６５ｇ／ ｃｃ −ｔＢ体以上であること
を特徴とするものである。
結果、胴オーダーのフロックを含む排水の浄化を効率良
く行わせるためには、フロックを捕捉するためフロック
の捕捉に有効である主に０゜５〜２ｆｆＩ１１の直径の
孔を多数形成するとともに、担体表面に適度な表面粗度
を与えることが必要であることを究明した。本発明はか
かる知見に基づいて完成されたものであって、表面に主
として０．５〜２ＩＩＩＩＩの直径の孔が多数形成され
た嵩比重が０．５以下の多孔性セラミックスからなり、
かつ粘度が６０センチポイズの高粘性溶液中に浸漬し引
上げた際の高粘性？８液付着量によって表された担体表
面粗度が０．６５ｇ／ ｃｃ −ｔＢ体以上であること
を特徴とするものである。
本発明の第１の特徴は、多孔性セラミックスの表面に主
に０．５〜２閣の直径の孔を多数形成し、多孔性セラミ
ックスの嵩比重を０．５以下としたことである。このよ
うな０．５〜２ＬｎＩｎの直径の孔は微生物の寸法のみ
に注目していた従来のこの種の微生物固定化用多孔性セ
ラミックス担体には見られないものであり、胴オーダー
のフロックをこれらの了りの内部に確実に捕を足するこ
とにより、フロック中の微生物群を効率的に固定化する
ことができる。
に０．５〜２閣の直径の孔を多数形成し、多孔性セラミ
ックスの嵩比重を０．５以下としたことである。このよ
うな０．５〜２ＬｎＩｎの直径の孔は微生物の寸法のみ
に注目していた従来のこの種の微生物固定化用多孔性セ
ラミックス担体には見られないものであり、胴オーダー
のフロックをこれらの了りの内部に確実に捕を足するこ
とにより、フロック中の微生物群を効率的に固定化する
ことができる。
この孔の直径が０．５ ｙｍ以下であると、フロックの
大きさと同等か、それ以下であるため、捕捉もしに＜＜
、また、捕捉量も少なくなる。また２ｆｆＩＩｍ以上の
直径の孔であると、フロックの大きさから見れば、もは
や孔ではなく凹部となってしまい確実にフロックを捕捉
できなくなってしまう。そして、この樟な０．５〜２Ｉ
！１１１の直径の孔を多数形成して、嵩比重を０．５以
下とすることにより、排水中のフロックを効率的にかつ
大量に捕捉できる。嵩比重が０．５以上になると、０．
５〜２ｍの直径の孔があったとしても孔の数が少なくな
ってしまい、捕捉量が少なくなってしまう。
大きさと同等か、それ以下であるため、捕捉もしに＜＜
、また、捕捉量も少なくなる。また２ｆｆＩＩｍ以上の
直径の孔であると、フロックの大きさから見れば、もは
や孔ではなく凹部となってしまい確実にフロックを捕捉
できなくなってしまう。そして、この樟な０．５〜２Ｉ
！１１１の直径の孔を多数形成して、嵩比重を０．５以
下とすることにより、排水中のフロックを効率的にかつ
大量に捕捉できる。嵩比重が０．５以上になると、０．
５〜２ｍの直径の孔があったとしても孔の数が少なくな
ってしまい、捕捉量が少なくなってしまう。
本発明の第２の特徴は担体表面粗度を０．６５ｇ／ｃｃ
−担体以上としたことである。この担体表面粗度が６０
センチポイズの高粘性溶液中に２０ｍｍ Ｘ ４５ｍｍ
Ｘ１８ｍ５の直方体状に切断された多孔質セラミック
スを浸漬し、引上げた際の高粘性溶液付着量によって表
わされたものであり、このような高粘性溶液として本発
明者等は栗田工業■製の高分子凝集剤ＣＰ −６２３の
０．３％水溶液を用いたが、同一の粘度を持つものであ
れば他の高粘性溶液を用いても差支えない、この担体表
面粗度と排水の浄化性能との関係については後述する実
施例のデータによっても明らかである。
−担体以上としたことである。この担体表面粗度が６０
センチポイズの高粘性溶液中に２０ｍｍ Ｘ ４５ｍｍ
Ｘ１８ｍ５の直方体状に切断された多孔質セラミック
スを浸漬し、引上げた際の高粘性溶液付着量によって表
わされたものであり、このような高粘性溶液として本発
明者等は栗田工業■製の高分子凝集剤ＣＰ −６２３の
０．３％水溶液を用いたが、同一の粘度を持つものであ
れば他の高粘性溶液を用いても差支えない、この担体表
面粗度と排水の浄化性能との関係については後述する実
施例のデータによっても明らかである。
また、セラミンク担体の材質としてシリカ−アルミナ系
を用いた場合には、その表面をシランカップリング剤に
よって処理することによりメタン菌のような微生物を強
固に担持させることができ、またこの種の微生物の繁殖
に好ましい化学的表面状態を与えることができるもので
ある。
を用いた場合には、その表面をシランカップリング剤に
よって処理することによりメタン菌のような微生物を強
固に担持させることができ、またこの種の微生物の繁殖
に好ましい化学的表面状態を与えることができるもので
ある。
本発明のセラミックス担体は軽石の表面よりもはるかに
凹凸に富む表面を有するものであり、このようなセラミ
ックス担体を製造するにはセラミックス原料中に有機物
を混入して焼成する方法を採ることができる。
凹凸に富む表面を有するものであり、このようなセラミ
ックス担体を製造するにはセラミックス原料中に有機物
を混入して焼成する方法を採ることができる。
以下に本発明を具体的な実施例により詳細に説明する。
（実施例）
まず前述の担体表面粗度が０．５８ｇ／ｃｃ、０．６３
ｇ／ｃｃ、０．６８ｇ／ｃｃ、０．７５ｇ／ｃｃ、０．
７８ｇ／ｃｃの５種類の多孔性セラミックス担体Ａ、Ｂ
、Ｃ，Ｄ、Ｅを作成した。これらはいずれもシリカ−ア
ルミナ系のセラミックスからなるもので、その表面には
、いずれも主に０．５〜２胴の直径の孔が多数形成され
ており、各多孔性セラミックス担体の嵩比重を表−１に
示す。
ｇ／ｃｃ、０．６８ｇ／ｃｃ、０．７５ｇ／ｃｃ、０．
７８ｇ／ｃｃの５種類の多孔性セラミックス担体Ａ、Ｂ
、Ｃ，Ｄ、Ｅを作成した。これらはいずれもシリカ−ア
ルミナ系のセラミックスからなるもので、その表面には
、いずれも主に０．５〜２胴の直径の孔が多数形成され
ており、各多孔性セラミックス担体の嵩比重を表−１に
示す。
表−１
多孔性セラミックス担体の嵩比重
また比較対象とするために、前述したコーニンググラス
社の特開昭５４−９５７８５号の担体Ｆを準備した。
社の特開昭５４−９５７８５号の担体Ｆを準備した。
これらを第１図に示される嫌気性固定床実験装置のジャ
ケント式の各実験槽（１）の内部に同一形状で所定量セ
ットし、３５゛Ｃの恒温水を流すことにより温度を一定
に保った。各実験槽（＋１は透明なアクリル樹脂製であ
り、その容量は１５００ｍ ｌ、担体充填後の有効液容
量は１２００ｒｒ＋４２である。各実験槽に種菌を植菌
し、浮遊メタン菌及び胴オーダーのフロ２クを含有した
発酵ｖｖ７．（中温消化汚泥ＭＬＳＳ １３０００〜１
８０００ＰＰＭ、ＰＩ（７，０〜７．５）を循環経路（
２）により循環させ、多孔性セラミックスと接触させる
ことによりメタン菌を固定化（＠Ｉ５理吸着）させた。
ケント式の各実験槽（１）の内部に同一形状で所定量セ
ットし、３５゛Ｃの恒温水を流すことにより温度を一定
に保った。各実験槽（＋１は透明なアクリル樹脂製であ
り、その容量は１５００ｍ ｌ、担体充填後の有効液容
量は１２００ｒｒ＋４２である。各実験槽に種菌を植菌
し、浮遊メタン菌及び胴オーダーのフロ２クを含有した
発酵ｖｖ７．（中温消化汚泥ＭＬＳＳ １３０００〜１
８０００ＰＰＭ、ＰＩ（７，０〜７．５）を循環経路（
２）により循環させ、多孔性セラミックスと接触させる
ことによりメタン菌を固定化（＠Ｉ５理吸着）させた。
基質はに！ＨＰ０．３．０ｇ／ Ｒ、、ＫＩＩｔＰＯ，
２，０ｇ／ １、（ＮＨ，） 、Ｓｏ、 ２．５ｇ／
ｌ 、ＦｅＣｌ ｚ−６ＨｔＯ１，Ｏｇ／ Ｑ 、酢酸
２０ｍ！／ｐ、プロピオン酸５ｍｌ！／ｌ、酪酸１ｍ
ｌ！、ｌｌ、大豆煮汁２０ｍ１！／ｆ、混合高級脂肪酸
２０ｍｊ！／ｌからなる合成基質であり、ＴＯＣ１２３
５０ＰＰＭ、 ＢＯＤ ２１４００ＰＰＭのもので、こ
れを−日一回３０ｃｃずつフィルアンドドローで投入し
た。
２，０ｇ／ １、（ＮＨ，） 、Ｓｏ、 ２．５ｇ／
ｌ 、ＦｅＣｌ ｚ−６ＨｔＯ１，Ｏｇ／ Ｑ 、酢酸
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２０ｍｊ！／ｌからなる合成基質であり、ＴＯＣ１２３
５０ＰＰＭ、 ＢＯＤ ２１４００ＰＰＭのもので、こ
れを−日一回３０ｃｃずつフィルアンドドローで投入し
た。
担体の固定化能力の評価は各担体に固定化された菌体の
寄与による基質投入後２時間のガス生成量を比較するこ
とによって行い、コーニンググラス社の担体Ｆが充填さ
れている実験槽から生成したガス量を１００としたガス
発生指数で表現した。
寄与による基質投入後２時間のガス生成量を比較するこ
とによって行い、コーニンググラス社の担体Ｆが充填さ
れている実験槽から生成したガス量を１００としたガス
発生指数で表現した。
このとき、実験槽中の浮遊菌の影響を除くため、発酵液
をＰＨ７，０のリン酸緩衝液で置換して実験を行った。
をＰＨ７，０のリン酸緩衝液で置換して実験を行った。
この結果は第２図のグラフに示したとおりであって、担
体表面粗度が０．６５ｇ／ｃｃより小さい多孔性セラミ
ックス担体Ａ、Ｂはガス発生指数が担体Ｆよりも小さい
が、担体表面粗度が０．６５ｇ／ｃｃを越えているＣ、
Ｄ、Ｅについてはガス発生指数が１２５〜１６０と担体
Ｆよりも２５〜６０％大きい値を示した。また、嵩比重
がＢとＥでは０．５で、同等であるが、表面粗度が低い
Ｂ担体はガス発生指数は小さくなっている。これにより
本発明の微生物固定化用多孔性セラミックス担体は従来
品よりもかなり優れた固定化能力を持つことが明らかと
なった。
体表面粗度が０．６５ｇ／ｃｃより小さい多孔性セラミ
ックス担体Ａ、Ｂはガス発生指数が担体Ｆよりも小さい
が、担体表面粗度が０．６５ｇ／ｃｃを越えているＣ、
Ｄ、Ｅについてはガス発生指数が１２５〜１６０と担体
Ｆよりも２５〜６０％大きい値を示した。また、嵩比重
がＢとＥでは０．５で、同等であるが、表面粗度が低い
Ｂ担体はガス発生指数は小さくなっている。これにより
本発明の微生物固定化用多孔性セラミックス担体は従来
品よりもかなり優れた固定化能力を持つことが明らかと
なった。
（発明の効果）
本発明は以上の説明からも明らかなように、細菌の大き
さのみを考慮していた従来の考え方から離れ、フロ２ク
の大きさをも考慮したものでありフロ２クを含むを機排
水等の処理に用いればフロ２クを効果的に捕捉して高い
固定化能力を発渾するものであるから、従来のセラミッ
クス担体を用いた場合よりも排水の浄化能率を一段と向
上させることができる。よって本発明は従来の問題点を
一掃した微生物固定化用多孔性セラミックス担体として
、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
さのみを考慮していた従来の考え方から離れ、フロ２ク
の大きさをも考慮したものでありフロ２クを含むを機排
水等の処理に用いればフロ２クを効果的に捕捉して高い
固定化能力を発渾するものであるから、従来のセラミッ
クス担体を用いた場合よりも排水の浄化能率を一段と向
上させることができる。よって本発明は従来の問題点を
一掃した微生物固定化用多孔性セラミックス担体として
、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
第１図は本発明の実施例において用いられた固定床実験
装置のフローシート、第２図は担体表面粗度とガス発生
指数との関係を示すグラフである特許出廓人 同 代 理 人 同 同 日本碍子株式会 建設省土木研究所 名 嶋 明 綿 貫 達 山 本 文 第 図 第 因
装置のフローシート、第２図は担体表面粗度とガス発生
指数との関係を示すグラフである特許出廓人 同 代 理 人 同 同 日本碍子株式会 建設省土木研究所 名 嶋 明 綿 貫 達 山 本 文 第 図 第 因
Claims (1)
- 表面に主として０．５〜２ｍｍの直径の孔が多数形成さ
れた嵩比重が０．５以下の多孔性セラミックスからなり
、かつ粘度が６０センチポイズの高粘性溶液中に浸漬し
引上げた際の高粘性溶液付着量によって表わされた担体
表面粗度が０．６５ｇ／ｃｃ−担体以上であることを特
徴とする微生物固定化用多孔性セラミックス担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191819A JPH0777639B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 微生物固定化用多孔性セラミックス担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191819A JPH0777639B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 微生物固定化用多孔性セラミックス担体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240290A true JPH0240290A (ja) | 1990-02-09 |
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