JPH06190247A - 磁場による生体試料のクロスフロー濾過方法 - Google Patents
磁場による生体試料のクロスフロー濾過方法Info
- Publication number
- JPH06190247A JPH06190247A JP4359552A JP35955292A JPH06190247A JP H06190247 A JPH06190247 A JP H06190247A JP 4359552 A JP4359552 A JP 4359552A JP 35955292 A JP35955292 A JP 35955292A JP H06190247 A JPH06190247 A JP H06190247A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- magnetic field
- flow
- cross
- biological sample
- 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.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- 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
- Activated Sludge Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 活性汚泥等の中の磁石にくっつかなくて磁場
を持っている生体試料を濾過するとき、磁場を利用して
透過膜の細孔の目づまりやケーク層の堆積を防止する生
体試料のクロスフロー濾過方法を提供すること。 【構成】 膜の濾過面を生体試料の流動方向に平行に配
置し、生体試料に対しその流動方向に直角に磁場をかけ
てクロスフロー濾過する。
を持っている生体試料を濾過するとき、磁場を利用して
透過膜の細孔の目づまりやケーク層の堆積を防止する生
体試料のクロスフロー濾過方法を提供すること。 【構成】 膜の濾過面を生体試料の流動方向に平行に配
置し、生体試料に対しその流動方向に直角に磁場をかけ
てクロスフロー濾過する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は生体とそれを利用した生
成物との膜分離、特に活性汚泥等の中の磁石にくっつか
なくて電荷を持っている生体試料をクロスフロー濾過す
る方法に関する。
成物との膜分離、特に活性汚泥等の中の磁石にくっつか
なくて電荷を持っている生体試料をクロスフロー濾過す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、酵素、活性汚泥、蛋白質等の生体
物質は表面に電荷を帯びていることを利用してこれらの
分離が行われている。例えば特開昭５０−９５１７９や
特開昭５６−４５７１７に開示されているように、高勾
配磁気濾過等として工業排水中の重金属イオンや磁性粉
の除去法に磁場を利用した濾過法が知られている。これ
らの方法は磁石に磁気的に付着する物質のみを磁場を利
用して濾過する方法に関するものである。
物質は表面に電荷を帯びていることを利用してこれらの
分離が行われている。例えば特開昭５０−９５１７９や
特開昭５６−４５７１７に開示されているように、高勾
配磁気濾過等として工業排水中の重金属イオンや磁性粉
の除去法に磁場を利用した濾過法が知られている。これ
らの方法は磁石に磁気的に付着する物質のみを磁場を利
用して濾過する方法に関するものである。
【０００３】また、特公昭５５−３１８９４に開示され
ているように、混合物中の蛋白質及び核酸のような電荷
物質を含む物質の電気運動学的電界によるクロスフロー
濾過法が知られている。これは分離側の極性を生体物質
と同極性または反極性にして、その反発力または吸着力
を利用して分離するものである。
ているように、混合物中の蛋白質及び核酸のような電荷
物質を含む物質の電気運動学的電界によるクロスフロー
濾過法が知られている。これは分離側の極性を生体物質
と同極性または反極性にして、その反発力または吸着力
を利用して分離するものである。
【０００４】また、精密濾過膜を用いて液中に懸濁して
いるラテックス粒子を除去・濾過する場合、粒子による
膜細孔の閉塞を避けるため、精密濾過膜に金をイオンプ
レーティング法により蒸着して導電性を付加し、膜側を
陰極として電場を与えつつ負電荷を有するラテックス粒
子を含む液を濾過する実験が行われている。
いるラテックス粒子を除去・濾過する場合、粒子による
膜細孔の閉塞を避けるため、精密濾過膜に金をイオンプ
レーティング法により蒸着して導電性を付加し、膜側を
陰極として電場を与えつつ負電荷を有するラテックス粒
子を含む液を濾過する実験が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来法の中で前者の磁場を利用する方法はバッチ式であっ
て連続運転ができない欠点がある。また、後者の電場を
利用する方法は生体を失活させる欠点があり、また、電
気分解を起こし電気を浪費したり、電気分解のためＰＨ
が大きくなり、生体試料の最適ＰＨにするためＰＨコン
トロールが必要となる。
来法の中で前者の磁場を利用する方法はバッチ式であっ
て連続運転ができない欠点がある。また、後者の電場を
利用する方法は生体を失活させる欠点があり、また、電
気分解を起こし電気を浪費したり、電気分解のためＰＨ
が大きくなり、生体試料の最適ＰＨにするためＰＨコン
トロールが必要となる。
【０００６】しかし、この従来の濾過法の最大の欠点
は、活性汚泥等の酵素生体を分離するとき、透過膜の細
孔が生体物質により目づまりしたりケーク層が堆積し
て、処理流体（液体及び気体）が通りにくくなり、その
透過量が減少してしまうことである。このため、処理流
体を増加して処理能力をあげるには膜の面積を広くする
必要を生じ、その結果、装置が大型化し、小型化が不可
能となる。目づまりやケーク層の堆積の対策として従来
は逆洗や膜交換が行われてきたが、これらの対策は多大
の労力と経費を要してきた。このように、膜の目づまり
やケーク層の堆積を防ぐことが、この業界の緊急課題と
なっている。
は、活性汚泥等の酵素生体を分離するとき、透過膜の細
孔が生体物質により目づまりしたりケーク層が堆積し
て、処理流体（液体及び気体）が通りにくくなり、その
透過量が減少してしまうことである。このため、処理流
体を増加して処理能力をあげるには膜の面積を広くする
必要を生じ、その結果、装置が大型化し、小型化が不可
能となる。目づまりやケーク層の堆積の対策として従来
は逆洗や膜交換が行われてきたが、これらの対策は多大
の労力と経費を要してきた。このように、膜の目づまり
やケーク層の堆積を防ぐことが、この業界の緊急課題と
なっている。
【０００７】本発明は上述の点にかんがみてなされたも
ので、活性汚泥等の中の磁石にくっつかなくて電荷を持
っている生体試料を濾過するとき、磁場を利用して透過
膜の細孔の目づまりやケーク層の堆積を抑制する生体試
料のクロスフロー濾過方法を提供することを目的とす
る。
ので、活性汚泥等の中の磁石にくっつかなくて電荷を持
っている生体試料を濾過するとき、磁場を利用して透過
膜の細孔の目づまりやケーク層の堆積を抑制する生体試
料のクロスフロー濾過方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は膜の濾過面を生体試料の流動方向に平行に
配置し、生体試料に対しその流動方向に直角に磁場をか
けてクロスフロー濾過することを特徴とする。
め、本発明は膜の濾過面を生体試料の流動方向に平行に
配置し、生体試料に対しその流動方向に直角に磁場をか
けてクロスフロー濾過することを特徴とする。
【０００９】
【作用】膜の濾過面を生体試料の流動方向に平行に配置
し、生体試料の流動を電流とみなしその流動方向に直角
に磁場をかけることにより、膜の目づまりの原因となる
酵素等の固体に対しフレミングの法則が働き、生体試料
の流動方向に直角方向に力が作用して、膜から酵素等の
固体が近づいてケーク層が堆積したり目づまりするのを
抑制する。
し、生体試料の流動を電流とみなしその流動方向に直角
に磁場をかけることにより、膜の目づまりの原因となる
酵素等の固体に対しフレミングの法則が働き、生体試料
の流動方向に直角方向に力が作用して、膜から酵素等の
固体が近づいてケーク層が堆積したり目づまりするのを
抑制する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１１】図１は本発明の磁場による生体試料のクロ
スフロー濾過方法の原理を示す図である。
スフロー濾過方法の原理を示す図である。
【００１２】本発明は酵素、活性汚泥等の生体物質が微
小な電荷を持っているのを利用して、この流れを電流と
みなし、分離方向と反対に力がかかるように磁場をか
け、クロスフロー濾過で問題となっていた膜の目づまり
を無くすものである。図１に示すような上面に膜２を有
するセル１を用いて、処理流体の汚泥を膜２の表面に平
行の矢印Ａ方向に流し、このＡ方向に直角な矢印Ｂ方向
に磁場ＮＳを与えれば、汚泥中の生体試料粒子に対し重
力の方向と同じ矢印Ｃ方向に力が作用し、この生体試料
粒子は力がバランスしＡ方向に進むので、膜２への目づ
まりを防ぐことができる。
小な電荷を持っているのを利用して、この流れを電流と
みなし、分離方向と反対に力がかかるように磁場をか
け、クロスフロー濾過で問題となっていた膜の目づまり
を無くすものである。図１に示すような上面に膜２を有
するセル１を用いて、処理流体の汚泥を膜２の表面に平
行の矢印Ａ方向に流し、このＡ方向に直角な矢印Ｂ方向
に磁場ＮＳを与えれば、汚泥中の生体試料粒子に対し重
力の方向と同じ矢印Ｃ方向に力が作用し、この生体試料
粒子は力がバランスしＡ方向に進むので、膜２への目づ
まりを防ぐことができる。
【００１３】図２は本発明の磁場による生体試料のクロ
スフロー濾過方法を実施する装置の概略構成を示す図で
ある。
スフロー濾過方法を実施する装置の概略構成を示す図で
ある。
【００１４】図２に示すクロスフロー濾過装置は前処理
設備１１、バイオリアクター１２、ポンプ１３及び膜モ
ジュール１４で構成されている。膜モジュール１４は分
離器の１単位であるセルの集合体であり、原液側スペー
サ、膜エレメント、透液側スペーサを積層したものであ
る。膜モジュール１４は処理面積を大きくとれるので処
理能力がアップする。なお、膜モジュール１４の両側面
から電磁石を用いて磁場をかける。
設備１１、バイオリアクター１２、ポンプ１３及び膜モ
ジュール１４で構成されている。膜モジュール１４は分
離器の１単位であるセルの集合体であり、原液側スペー
サ、膜エレメント、透液側スペーサを積層したものであ
る。膜モジュール１４は処理面積を大きくとれるので処
理能力がアップする。なお、膜モジュール１４の両側面
から電磁石を用いて磁場をかける。
【００１５】原液が前処理設備１１において前処理され
てバイオリアクター１２に入り、ここで活性汚泥と混合
され、原液中のＢＯＤが処理される。バイオリアクター
１２から出る前処理はポンプ１３により膜モジュール１
４に送られ、ここで本発明のクロスフロー濾過作用が行
われ、きれいになった水の一部は処理水として排出さ
れ、残りの水は再びバイオリアクター１２に戻され、同
じ操作が繰り返される。
てバイオリアクター１２に入り、ここで活性汚泥と混合
され、原液中のＢＯＤが処理される。バイオリアクター
１２から出る前処理はポンプ１３により膜モジュール１
４に送られ、ここで本発明のクロスフロー濾過作用が行
われ、きれいになった水の一部は処理水として排出さ
れ、残りの水は再びバイオリアクター１２に戻され、同
じ操作が繰り返される。
【００１６】上記設備により実施される本発明の磁場に
よる生体試料のクロスフロー濾過方法において、生体粒
子がマイナス電荷を持ち、かつ透過面が垂直上向きにあ
る場合、この力をバランスさせるには次の式を解けばよ
い。
よる生体試料のクロスフロー濾過方法において、生体粒
子がマイナス電荷を持ち、かつ透過面が垂直上向きにあ
る場合、この力をバランスさせるには次の式を解けばよ
い。
【００１７】６πμｒｖ1 ＝Ｑｖ2 Ｂ＋ｍｇ 上記式において、６πμｒｖ1 は生体粒子が透過液の流
れにより透過液方向に受ける抗力、Ｑｖ2 Ｂは電荷Ｑを
持った生体粒子が速度ｖ2 で磁束密度Ｂの磁場を通過し
たときに受ける力、ｍｇは生体粒子が受ける重力であ
る。
れにより透過液方向に受ける抗力、Ｑｖ2 Ｂは電荷Ｑを
持った生体粒子が速度ｖ2 で磁束密度Ｂの磁場を通過し
たときに受ける力、ｍｇは生体粒子が受ける重力であ
る。
【００１８】上記式より Ｑｖ2 Ｂ＝６πμｒｖ1
−ｍｇしたがって Ｂ＝（６πμｒｖ1 −ｍｇ）／
Ｑｖ2 となる。
−ｍｇしたがって Ｂ＝（６πμｒｖ1 −ｍｇ）／
Ｑｖ2 となる。
【００１９】上記式において、μ＝処理流体の粘度 ｒ＝生体試料粒子の平均粒径 ｖ1 ＝透過液の速度 ｍ＝汚泥の質量 ｇ＝重力の加速度 Ｑ＝生体試料の持つ電荷 ｖ2 ＝処理流体の速度 Ｂ＝磁束密度 いま、ｖ1 ＝２×１０-5ｍ／ｓ、 ｖ2 ＝２ｍ／ｓ と
して試算すると、Ｂ＝０．１Ｗｂとなる。
して試算すると、Ｂ＝０．１Ｗｂとなる。
【００２０】この結果から、本発明の方法を実施するに
は、磁束密度を電磁石により０．１Ｗｂにすれば良いこ
とが分かる。
は、磁束密度を電磁石により０．１Ｗｂにすれば良いこ
とが分かる。
【００２１】上記記載は本発明を生体試料について実施
するように説明したが、これに限定されるものでなく、
その物質内に磁石にくっつく強磁性体を持たずに、なお
かつ、帯電しているすべての固体に実施することができ
る。例えば、空気中の粉塵や石炭微粒子の燃えかす、す
なわちチャー等にも実施することができる。
するように説明したが、これに限定されるものでなく、
その物質内に磁石にくっつく強磁性体を持たずに、なお
かつ、帯電しているすべての固体に実施することができ
る。例えば、空気中の粉塵や石炭微粒子の燃えかす、す
なわちチャー等にも実施することができる。
【００２２】上記実施例において、生体粒子がマイナス
電荷を持つ場合について説明したが、本発明は生体粒子
がプラス電荷を持つ場合についも同様に実施することが
できる。
電荷を持つ場合について説明したが、本発明は生体粒子
がプラス電荷を持つ場合についも同様に実施することが
できる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば膜
の濾過面を生体試料の流動方向に平行に配置し、生体試
料に対しその流動方向に直角に磁場をかけてクロスフロ
ー濾過するように構成したので、次のような優れた効果
が得られる。 （１） 膜の目づまりやケーク層の堆積が抑制され、そ
の結果装置のメンテナンスが楽になる。 （２） 生体試料を失活させずに、有用成分を分離でき
る。 （３） 従来の逆洗や膜交換を行うことなく長時間の連
続運転が可能となる。
の濾過面を生体試料の流動方向に平行に配置し、生体試
料に対しその流動方向に直角に磁場をかけてクロスフロ
ー濾過するように構成したので、次のような優れた効果
が得られる。 （１） 膜の目づまりやケーク層の堆積が抑制され、そ
の結果装置のメンテナンスが楽になる。 （２） 生体試料を失活させずに、有用成分を分離でき
る。 （３） 従来の逆洗や膜交換を行うことなく長時間の連
続運転が可能となる。
【図１】本発明の磁場による生体試料のクロスフロー濾
過方法の原理を示す図である。
過方法の原理を示す図である。
【図２】本発明の磁場による生体試料のクロスフロー濾
過方法を実施する装置の概略構成を示す図である。
過方法を実施する装置の概略構成を示す図である。
１ セル ２ 膜
Claims (1)
- 【請求項１】膜の濾過面を生体試料の流動方向に平行に
配置し、生体試料に対しその流動方向に直角に磁場をか
けてクロスフロー濾過することを特徴とする磁場による
生体試料のクロスフロー濾過方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4359552A JPH06190247A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 磁場による生体試料のクロスフロー濾過方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4359552A JPH06190247A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 磁場による生体試料のクロスフロー濾過方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06190247A true JPH06190247A (ja) | 1994-07-12 |
Family
ID=18465091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4359552A Withdrawn JPH06190247A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 磁場による生体試料のクロスフロー濾過方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06190247A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999042203A3 (de) * | 1998-02-19 | 1999-11-11 | Membraflow Gmbh & Co Kg Filter | Verfahren und vorrichtung zur behandlung und/oder vorbehandlung von mittels einer membranfiltereinrichtung zu behandelnden flüssigkeiten |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4359552A patent/JPH06190247A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999042203A3 (de) * | 1998-02-19 | 1999-11-11 | Membraflow Gmbh & Co Kg Filter | Verfahren und vorrichtung zur behandlung und/oder vorbehandlung von mittels einer membranfiltereinrichtung zu behandelnden flüssigkeiten |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000307 |