JPH0777639B2 - 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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- JPH0777639B2 JPH0777639B2 JP63191819A JP19181988A JPH0777639B2 JP H0777639 B2 JPH0777639 B2 JP H0777639B2 JP 63191819 A JP63191819 A JP 63191819A JP 19181988 A JP19181988 A JP 19181988A JP H0777639 B2 JPH0777639 B2 JP H0777639B2
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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
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
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
のが提案されており、特開昭54−95785号公報に示され
るコーニン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
ミックス粒子を焼結させたものも提案されている。
のが提案されており、特開昭54−95785号公報に示され
るコーニン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
ミックス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計を与えられた
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。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mmオーダーのフロック形成
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補捉することができ
ないためであると考えられる。
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計を与えられた
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。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mmオーダーのフロック形成
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補捉することができ
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、mm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
体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。
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、mm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
体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、mm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0.5〜2mm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0.5〜2
mm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粘度が0.65g/cc−担体以上で
あることを特徴とするものである。
結果、mm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0.5〜2mm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0.5〜2
mm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粘度が0.65g/cc−担体以上で
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0.5〜2mm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
〜2mm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、mmオーダーのフロックをこれ
らの孔の内部に確実に捕捉することにより、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0.5mm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、捕捉もしにくく、また、捕捉
量も少なくなる。また2mm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、この様な0.5〜2mm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、0.5〜2mm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。
に0.5〜2mm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
〜2mm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、mmオーダーのフロックをこれ
らの孔の内部に確実に捕捉することにより、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0.5mm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、捕捉もしにくく、また、捕捉
量も少なくなる。また2mm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、この様な0.5〜2mm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、0.5〜2mm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×45mm×18mm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（株）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。
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×45mm×18mm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（株）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、セラミックス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。
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。
本発明なセラミックス担体は軽石の表面よりもはるかな
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、0.63g/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0.5〜2mmm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。
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0.5〜2mmm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。
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
ケット式の各実験槽（１）の内部に同一形状で所定量セ
ットし、35℃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1500ml、担体充填後の有効液容量は1200mlで
ある。各実験槽に種菌を植菌し、浮遊メタン菌及びmmオ
ーダーのフロックを含有した発酵液（中温消化汚泥MLSS
13000〜18000PPM、PH7.0〜7.5）を循環経路に（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（物理吸着）させた。基質はK2HP
O4 3.0g/、KH2PO4 2.0g/、（NH4）2SO4 2.5g/、F
eCl3・6H2O 1.0g/、酢酸20ml/、プロピオン酸5ml/
、酪酸1ml/、大豆煮汁20ml/、混合高級脂肪酸20m
l/からなる合成基質であり、TOC 12350PPM、BOD 2140
0PPMのもので、これを一日一回30ccずつフィルアンドド
ローで投入した。
ケット式の各実験槽（１）の内部に同一形状で所定量セ
ットし、35℃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1500ml、担体充填後の有効液容量は1200mlで
ある。各実験槽に種菌を植菌し、浮遊メタン菌及びmmオ
ーダーのフロックを含有した発酵液（中温消化汚泥MLSS
13000〜18000PPM、PH7.0〜7.5）を循環経路に（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（物理吸着）させた。基質はK2HP
O4 3.0g/、KH2PO4 2.0g/、（NH4）2SO4 2.5g/、F
eCl3・6H2O 1.0g/、酢酸20ml/、プロピオン酸5ml/
、酪酸1ml/、大豆煮汁20ml/、混合高級脂肪酸20m
l/からなる合成基質であり、TOC 12350PPM、BOD 2140
0PPMのもので、これを一日一回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。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。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、表面粗度の低い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。
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。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、表面粗度の低い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、フロック
の大きさをも考慮したものであり、フロックを含む有機
排水等の処理に用いればフロックを効果的に捕捉して高
い固定化能力を発揮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、フロック
の大きさをも考慮したものであり、フロックを含む有機
排水等の処理に用いればフロックを効果的に捕捉して高
い固定化能力を発揮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。
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。
フロントページの続き (72)発明者 大嶋 吉雄 茨城県つくば市大字旭１番地 建設省土木 研究所内 (72)発明者 村上 孝雄 茨城県つくば市大字旭１番地 建設省土木 研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−286（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項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
体表面粘度が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 JPH0240290A (ja) | 1990-02-09 |
| JPH0777639B2 true JPH0777639B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=16281053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63191819A Expired - Lifetime 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777639B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110040844A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-23 | 厦门理工学院 | 一种无机填料表面接枝蒽醌化合物的制备方法及应用 |
| WO2020124620A1 (zh) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 江南大学 | 一种微生物导电陶瓷及其制备方法和应用 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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