JPH0448436B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0448436B2 JPH0448436B2 JP62158461A JP15846187A JPH0448436B2 JP H0448436 B2 JPH0448436 B2 JP H0448436B2 JP 62158461 A JP62158461 A JP 62158461A JP 15846187 A JP15846187 A JP 15846187A JP H0448436 B2 JPH0448436 B2 JP H0448436B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microorganisms
- sludge
- immobilization
- immobilized
- drying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
Landscapes
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は固定化微生物に関するものである。本
発明を、例えば水処理技術に応用すると、水処理
操作が簡単になると共に菌体密度を著しく高める
ことができ、この結果、高効率水処理が可能とな
る。 〔従来の技術〕 これまで微生物あるいは微生物からなる汚泥の
固定化にあたつては、砂、ゼオライト、アンスラ
サイト等の粒子担体の表面に吸着、固定化させる
方法、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコー
ル、寒天、ガラギーナン等のゲルにより菌体を包
括固定化する方法等が採用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前者の吸着、固定化させる方法
は、微生物あるいは微生物からなる汚泥の吸着量
の制御が困難であると共に担体そのものの体積に
よりリアクターの有効容積を減じると云つた欠点
を有している。また、後者のゲル包括法は、固定
化の処理操作が繁雑でゲル剤の価格が高く水処理
などの分野では、実規模で採用されている例はな
い。そこで、本発明者らは、固定化の処理が簡易
で、かつ経済性にも優れる微生物の高濃度固定化
方法について研究を進めた結果、培養もしくは自
然界より採集された微生物を約70℃以下の温度で
脱水し、固形形状のまま乾燥処理して水分含有率
を85％以下に調整し、細胞間隙の水分を実質的に
排除したところ、菌体同士が固着結合し且つ固着
された菌体は反応液と接触し水分を吸収して膨潤
しても、膨潤後の固着形態は崩れることなくしか
も活性も維持されることを見出したものである。 このように一端脱水、乾燥処理により固着した
菌体が反応液と接触し膨潤した後も固着形態が崩
れないばかりか、脱水、乾燥前の活性を維持して
いることは、全く意外な現象であり、本発明はこ
のような知見に基ずき完成されたものである。 〔問題点を解決するための手段〕 以下、本発明をより具体的に詳述する。 本発明において固定化可能な微生物は培養もし
くは自然界より採取された微生物が用いられ、何
ら特定化された微生物を必要としない。また、純
粋に分離された微生物である必要もなく、混合微
生物、活性汚泥、メタン発酵汚泥等が例示され、
具体的には次のような微生物が挙げられる。 活性汚泥等好気微生物処理汚泥を構成する 細菌類： アクロモバクター、アエロバクター、アルカリ
ゲネス、バシラス、ブレビバクテリユーム、コリ
ネバクテリユーム、コマモナス、フラボバクテリ
ユーム、ミクロコツカス、シユードモナス、スピ
リラム、ズーグレア、アルスロバクター、ニトロ
ソモナス、スタフイロコツカス、ノカルデイア、
スフアエロテイルス、エシエリツヒア、アゾトバ
クター等 菌類： ペニシリユーム、セフアロスポリユーム、クラ
ドスポリユーム、フサリユーム、トリコデルマ、
カンジダ、ロドトルラ、サツカロミセス等。メタ
ン発酵等嫌気微生物処理汚泥を構成する 細菌類： （酸性成菌） コリネバクテリユーム、ラクトバシラス、アク
チノミセス、ビヒドバクテリユーム、ラミバクテ
リユーム、ユウバクテリユーム、クロストリデイ
ーム、バクテロイデス、ビブリオ、スピリラム、
ペプトコツカス、フソバクテリユーム、スフアエ
ロフオラス、ベロネア等。 （メタン生成菌） メタンバクテリユーム、メタノザルシナ、メタ
ノスピリラム、メタノスリツクス、メタノコツカ
ス 固定化処理は、通常70℃以下の温度で脱水し、
固形形状のまま乾燥処理することによりおこなわ
れるが、温度処理は乾燥を促進させるためのもの
であつて目的とする微生物の温度耐性に応じて決
定される。例えば耐熱性に優れたメタン酸化細菌
ででは高い処理温度でも活性の維持が可能である
が、この場合においても約70℃以下であることが
望ましい。また、活性汚泥などの好気性微生物を
処理する場合には約50℃以下であることが望まし
い。 脱水、乾燥、粒子化は適宜おこなわれ、例えば
沈降濃縮微生物あるいは汚泥をフイルタープレス
等で脱水した後固形形状のまま所定の温度で乾燥
し、その後粉砕することにより粒子状の固定化物
を得ることできる。また、脱水物を適度に固形形
状のまま半乾燥させた後、カツター等により裁断
し粒子化した後固定強度を増加させるため更に乾
燥することができる。 固定化強度を高める上では、処理された菌体の
水分含量は細胞間隙の水分がなくなるまで十分に
乾燥することが望ましいが、水分含量が85％以下
になるように乾燥し、細胞間隙の水分を減少さ
せ、菌体同士が固着固定化されるまで乾燥する。 菌体同士の固着固定化は、微生物の水分含量
を、固形形状のまま85％以下程度に調整すること
により、微生物が生育中に菌体外に産生した多種
多様の物質、特に多糖、蛋白、糖蛋白などの高分
子物質が脱水、乾燥されると共に変成され、細胞
間の結合強度が増加することによるものと考えれ
る。 このように、微生物の菌体外生成物が一種のバ
インダーとなることにより菌体同士が固着固定化
された後、固定化菌体を裁断もしくは粉砕するこ
とにより粒子サイズを整える。粒子サイズは反応
の条件により任意に選択されるが、粒径が極端に
小さくなると沈降性が悪化し、極端に大きくなる
と拡散抵抗により反応速度が低下する。 従つて、通常、膨潤後の粒径を１mm〜５mm程度
とすることが望ましい。 このように、いつたん固定化された菌体は反応
液と接触し膨潤しても充分な強度を有し、一般的
は通気、撹拌の手段を伴なつても微細化すること
なく反応に供することが可能である。 従つて、反応に際しては従来の包括固定菌体と
全く同様に使用できる。例えば嫌気的な処理法で
はカラム等に充填し、反応液を上向流で流すリア
クターとして使用が可能である。 また、好気的な処理法では反応槽上部に沈澱部
を設けた処理槽に本発明による固定化微生物を添
加し、通気流動化させる方法、あるいは通気部と
充填部を別々に設け、反応液を循環させ処理する
方法などに使用することが可能である。また、菌
体濃度も包括固定化菌体に較べ菌体同士の固着固
定化であることから、数倍高い菌体濃度の固定化
菌体を調製できる。 以下、実施例により本発明をより具体的に説明
する。 〔実施例〕 実施例 １ −固定化微生物の調整方法− 本発明によれば、培養もしくは自然界より採取
された微生物のいずれにおいても固定化の対象物
とすることが可能であるが、ここではその例とし
て、固定化対象物として活性汚泥、及びメタン発
酵汚泥を用いた場合の固定化微生物を調整方法に
ついて述べる。 活性汚泥は、グルコース１ｇ／、ポリペプト
ン0.5ｇ／、KH2PO40.088ｇ／からなるPH７
の合成排水（BOD濃度約1000mg／）を用い、
BOD負荷0.5Kg／m3・dayで回分法により培養し
たものを使用した。汚泥濃度10000mg／の汚泥
混合液５を濾紙で脱水した後、脱水汚泥の厚み
を約５mmに濾紙上に塗り広げ25℃、50℃、100℃
で風力乾燥し固定化強度試験に使用した。メタン
発酵汚泥は、グリコース35ｇ／、コーンスチー
プリカー35ｇ／、K2HPO43ｇ／、KH2PO42
ｇ／、（NH4）2CO3・H2O5ｇ／、Na2CO33
ｇ／、FeCl3・6H2O1ｇ／からなる合成排水
（有機物濃度50000mg／）を用い、有機物負荷
0.5Kg／m3・dayで回分法により培養したものを使
用した。汚泥濃度10000mg／の汚泥混合液５
を遠心分離し濾紙で脱水した後、脱水汚泥の厚み
を約５mmに濾紙上に塗り広げ、25℃、40℃、70
℃、100℃で風力乾燥し固定化強度試験に使用し
た。 25℃乾燥汚泥について、水分含量と膨潤後の固
定化強度との関係を検討した。この場合、水分含
量50％以上のものではカツターにより0.5mm〜２
mm程度に裁断し、水道水で膨潤させて、また、水
分含量10％及び５％のものの測定は、水分含量50
％程度の汚泥をカツターで0.1mm〜１mmに裁断し
た後、更に所定の水分含量となるまで乾燥し、そ
の後水道水で膨潤させて試験に供した。 なお、汚泥の裁断、粉砕は半乾燥状態で行つて
から乾燥しても、乾燥した後行つてもいずれでも
良い。表１、表２に示すように、水分含量が85％
より多い汚泥では脱水により固定化の効果は現わ
れなかつたが、水分含量を85％以下にすることに
より固定化の効果が現われるようになり、50％以
下では極めて安定な固定化物が得られた。 次に固定化強度に及ぼす乾燥処理時の温度の影
響について検討した。活性汚泥の場合は25℃、50
℃、100℃で、メタン発酵汚泥の場合は25℃、40
℃、70℃、100℃で、それぞれ水分含量６％以下
に乾燥した後水道水で膨潤させた。いずれの汚泥
も通気撹拌に対し十分な固定化強度を有している
ことから乾燥処理時の温度は固定化の強度に対し
てはほとんど影響しないことがわかる。
発明を、例えば水処理技術に応用すると、水処理
操作が簡単になると共に菌体密度を著しく高める
ことができ、この結果、高効率水処理が可能とな
る。 〔従来の技術〕 これまで微生物あるいは微生物からなる汚泥の
固定化にあたつては、砂、ゼオライト、アンスラ
サイト等の粒子担体の表面に吸着、固定化させる
方法、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコー
ル、寒天、ガラギーナン等のゲルにより菌体を包
括固定化する方法等が採用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前者の吸着、固定化させる方法
は、微生物あるいは微生物からなる汚泥の吸着量
の制御が困難であると共に担体そのものの体積に
よりリアクターの有効容積を減じると云つた欠点
を有している。また、後者のゲル包括法は、固定
化の処理操作が繁雑でゲル剤の価格が高く水処理
などの分野では、実規模で採用されている例はな
い。そこで、本発明者らは、固定化の処理が簡易
で、かつ経済性にも優れる微生物の高濃度固定化
方法について研究を進めた結果、培養もしくは自
然界より採集された微生物を約70℃以下の温度で
脱水し、固形形状のまま乾燥処理して水分含有率
を85％以下に調整し、細胞間隙の水分を実質的に
排除したところ、菌体同士が固着結合し且つ固着
された菌体は反応液と接触し水分を吸収して膨潤
しても、膨潤後の固着形態は崩れることなくしか
も活性も維持されることを見出したものである。 このように一端脱水、乾燥処理により固着した
菌体が反応液と接触し膨潤した後も固着形態が崩
れないばかりか、脱水、乾燥前の活性を維持して
いることは、全く意外な現象であり、本発明はこ
のような知見に基ずき完成されたものである。 〔問題点を解決するための手段〕 以下、本発明をより具体的に詳述する。 本発明において固定化可能な微生物は培養もし
くは自然界より採取された微生物が用いられ、何
ら特定化された微生物を必要としない。また、純
粋に分離された微生物である必要もなく、混合微
生物、活性汚泥、メタン発酵汚泥等が例示され、
具体的には次のような微生物が挙げられる。 活性汚泥等好気微生物処理汚泥を構成する 細菌類： アクロモバクター、アエロバクター、アルカリ
ゲネス、バシラス、ブレビバクテリユーム、コリ
ネバクテリユーム、コマモナス、フラボバクテリ
ユーム、ミクロコツカス、シユードモナス、スピ
リラム、ズーグレア、アルスロバクター、ニトロ
ソモナス、スタフイロコツカス、ノカルデイア、
スフアエロテイルス、エシエリツヒア、アゾトバ
クター等 菌類： ペニシリユーム、セフアロスポリユーム、クラ
ドスポリユーム、フサリユーム、トリコデルマ、
カンジダ、ロドトルラ、サツカロミセス等。メタ
ン発酵等嫌気微生物処理汚泥を構成する 細菌類： （酸性成菌） コリネバクテリユーム、ラクトバシラス、アク
チノミセス、ビヒドバクテリユーム、ラミバクテ
リユーム、ユウバクテリユーム、クロストリデイ
ーム、バクテロイデス、ビブリオ、スピリラム、
ペプトコツカス、フソバクテリユーム、スフアエ
ロフオラス、ベロネア等。 （メタン生成菌） メタンバクテリユーム、メタノザルシナ、メタ
ノスピリラム、メタノスリツクス、メタノコツカ
ス 固定化処理は、通常70℃以下の温度で脱水し、
固形形状のまま乾燥処理することによりおこなわ
れるが、温度処理は乾燥を促進させるためのもの
であつて目的とする微生物の温度耐性に応じて決
定される。例えば耐熱性に優れたメタン酸化細菌
ででは高い処理温度でも活性の維持が可能である
が、この場合においても約70℃以下であることが
望ましい。また、活性汚泥などの好気性微生物を
処理する場合には約50℃以下であることが望まし
い。 脱水、乾燥、粒子化は適宜おこなわれ、例えば
沈降濃縮微生物あるいは汚泥をフイルタープレス
等で脱水した後固形形状のまま所定の温度で乾燥
し、その後粉砕することにより粒子状の固定化物
を得ることできる。また、脱水物を適度に固形形
状のまま半乾燥させた後、カツター等により裁断
し粒子化した後固定強度を増加させるため更に乾
燥することができる。 固定化強度を高める上では、処理された菌体の
水分含量は細胞間隙の水分がなくなるまで十分に
乾燥することが望ましいが、水分含量が85％以下
になるように乾燥し、細胞間隙の水分を減少さ
せ、菌体同士が固着固定化されるまで乾燥する。 菌体同士の固着固定化は、微生物の水分含量
を、固形形状のまま85％以下程度に調整すること
により、微生物が生育中に菌体外に産生した多種
多様の物質、特に多糖、蛋白、糖蛋白などの高分
子物質が脱水、乾燥されると共に変成され、細胞
間の結合強度が増加することによるものと考えれ
る。 このように、微生物の菌体外生成物が一種のバ
インダーとなることにより菌体同士が固着固定化
された後、固定化菌体を裁断もしくは粉砕するこ
とにより粒子サイズを整える。粒子サイズは反応
の条件により任意に選択されるが、粒径が極端に
小さくなると沈降性が悪化し、極端に大きくなる
と拡散抵抗により反応速度が低下する。 従つて、通常、膨潤後の粒径を１mm〜５mm程度
とすることが望ましい。 このように、いつたん固定化された菌体は反応
液と接触し膨潤しても充分な強度を有し、一般的
は通気、撹拌の手段を伴なつても微細化すること
なく反応に供することが可能である。 従つて、反応に際しては従来の包括固定菌体と
全く同様に使用できる。例えば嫌気的な処理法で
はカラム等に充填し、反応液を上向流で流すリア
クターとして使用が可能である。 また、好気的な処理法では反応槽上部に沈澱部
を設けた処理槽に本発明による固定化微生物を添
加し、通気流動化させる方法、あるいは通気部と
充填部を別々に設け、反応液を循環させ処理する
方法などに使用することが可能である。また、菌
体濃度も包括固定化菌体に較べ菌体同士の固着固
定化であることから、数倍高い菌体濃度の固定化
菌体を調製できる。 以下、実施例により本発明をより具体的に説明
する。 〔実施例〕 実施例 １ −固定化微生物の調整方法− 本発明によれば、培養もしくは自然界より採取
された微生物のいずれにおいても固定化の対象物
とすることが可能であるが、ここではその例とし
て、固定化対象物として活性汚泥、及びメタン発
酵汚泥を用いた場合の固定化微生物を調整方法に
ついて述べる。 活性汚泥は、グルコース１ｇ／、ポリペプト
ン0.5ｇ／、KH2PO40.088ｇ／からなるPH７
の合成排水（BOD濃度約1000mg／）を用い、
BOD負荷0.5Kg／m3・dayで回分法により培養し
たものを使用した。汚泥濃度10000mg／の汚泥
混合液５を濾紙で脱水した後、脱水汚泥の厚み
を約５mmに濾紙上に塗り広げ25℃、50℃、100℃
で風力乾燥し固定化強度試験に使用した。メタン
発酵汚泥は、グリコース35ｇ／、コーンスチー
プリカー35ｇ／、K2HPO43ｇ／、KH2PO42
ｇ／、（NH4）2CO3・H2O5ｇ／、Na2CO33
ｇ／、FeCl3・6H2O1ｇ／からなる合成排水
（有機物濃度50000mg／）を用い、有機物負荷
0.5Kg／m3・dayで回分法により培養したものを使
用した。汚泥濃度10000mg／の汚泥混合液５
を遠心分離し濾紙で脱水した後、脱水汚泥の厚み
を約５mmに濾紙上に塗り広げ、25℃、40℃、70
℃、100℃で風力乾燥し固定化強度試験に使用し
た。 25℃乾燥汚泥について、水分含量と膨潤後の固
定化強度との関係を検討した。この場合、水分含
量50％以上のものではカツターにより0.5mm〜２
mm程度に裁断し、水道水で膨潤させて、また、水
分含量10％及び５％のものの測定は、水分含量50
％程度の汚泥をカツターで0.1mm〜１mmに裁断し
た後、更に所定の水分含量となるまで乾燥し、そ
の後水道水で膨潤させて試験に供した。 なお、汚泥の裁断、粉砕は半乾燥状態で行つて
から乾燥しても、乾燥した後行つてもいずれでも
良い。表１、表２に示すように、水分含量が85％
より多い汚泥では脱水により固定化の効果は現わ
れなかつたが、水分含量を85％以下にすることに
より固定化の効果が現われるようになり、50％以
下では極めて安定な固定化物が得られた。 次に固定化強度に及ぼす乾燥処理時の温度の影
響について検討した。活性汚泥の場合は25℃、50
℃、100℃で、メタン発酵汚泥の場合は25℃、40
℃、70℃、100℃で、それぞれ水分含量６％以下
に乾燥した後水道水で膨潤させた。いずれの汚泥
も通気撹拌に対し十分な固定化強度を有している
ことから乾燥処理時の温度は固定化の強度に対し
てはほとんど影響しないことがわかる。
【表】
【表】
△ ○
Claims (1)
- １ 培養もしくは自然界より採集された微生物を
約70℃以下の温度で脱水し、固形形状のまま乾燥
し、水分含有量を85％以下に調製された固形化微
生物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62158461A JPS642569A (en) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | Immobilized microorganism and reaction process thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62158461A JPS642569A (en) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | Immobilized microorganism and reaction process thereof |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7362292A Division JPH0673451B2 (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 固定化微生物の反応方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH012569A JPH012569A (ja) | 1989-01-06 |
| JPS642569A JPS642569A (en) | 1989-01-06 |
| JPH0448436B2 true JPH0448436B2 (ja) | 1992-08-06 |
Family
ID=15672247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62158461A Granted JPS642569A (en) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | Immobilized microorganism and reaction process thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS642569A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02307593A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-20 | Kyodo Kumiai Okayamashi Kankyo Seibi Kyokai | 水処理施設用微生物含有シーディング剤 |
| JP2575974B2 (ja) * | 1991-07-19 | 1997-01-29 | 工業技術院長 | 排ガスの脱臭方法 |
| US6391621B1 (en) | 1999-03-03 | 2002-05-21 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Process for the treatment of organic gas components |
-
1987
- 1987-06-25 JP JP62158461A patent/JPS642569A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS642569A (en) | 1989-01-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |