JPH0528593B2 - - Google Patents

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。

従つて、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
うという欠点があつた。

従つて、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つて活性の高い固定
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も
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、パラフイン等を使用するこ
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、シユードモナス属菌、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つて
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げられ、
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、これらのモノマーと共重合
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重量％
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つて流下する。

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
性ガスを導通するのが好ましい。

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撹拌機を用い
て撹拌される。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、１〜５mm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１mm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。

界面に広がつた微細液滴１０も、やがてはカル
シウム塩水溶液３に溶け込み、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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 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 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。