JPH0985276A - 曝気攪拌型基質分解方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微生物による基質の分解効率の向上 【解決手段】 微生物と基質とを含む水溶液を、エアー
とともに連通気孔を有する多孔体中を通過させることに
より、微生物と基質および水とエアーとの接触効率を増
し基質の分解効率を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微生物を用いて基質を
効率よく分解する分解方法およびその分解装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】微生物による基質の分解を促進するため
の、培養液の曝気型攪拌方法のもっとも一般的な方法と
しては、図５に示されるように、コンプレッサ４からエ
アー供給管３をとうして、槽１内に設置した多孔体２か
ら、細かいエアー粒子のみを噴出させるものであった。

【０００３】また、多孔体２より噴出したエアー粒子
は、槽内水溶液中を浮力で上方に移動する。このエアー
粒子の移動に伴って、槽内水溶液全体がゆるやかに撹拌
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図５に示したように、
多孔体２からの細かいエアー粒子が培養液中を上方に浮
力で移動する曝気法による培養液の攪拌の場合には、多
孔体２の相隣り合う細孔から出た気泡は、気泡相互が会
合して大径となりやすく、そのため気体と水溶液との接
触面積が大きく取れず、効率のよい水溶液中への気体の
溶解がなされない欠点がある。

【０００５】また多孔体２から出た気泡が浮力による緩
慢な上昇移動であるために、槽内水溶液の攪拌効率の点
でも悪いものであった。そのため微生物と基質との接触
が有効になされず、結果とし基質の分解速度が遅いもの
であった。

【０００６】本発明が解決しようとする課題は、気体の
存在下において、微生物および基質を含む水溶液の攪拌
を、より有効に行うことにより、微生物と基質および水
とエアーとの接触を増し、基質の微生物による分解を効
率よく促進する曝気撹拌型基質分解方法および曝気撹拌
型基質分解装置の提供にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る曝気攪拌型
基質分解方法および曝気撹拌型基質分解装置は、前記の
課題を解決したものである。すなわち、微生物と基質と
を含んだ水溶液とエアーとを、一緒に連続多孔体中を通
過させ、微生物と基質および水とエアーとの効率のよい
接触を得ることにより達成される。

【０００８】特に微生物としてシュードモナス（Ｐｓｅ
ｕｄｏｍｏｎａｓ）菌を使用することによって、特にア
ルキルベンゼンスルホン酸類等の効率の良い分解が達成
される。

【０００９】本発明はまた、連続多孔体と、該連続多孔
体に接続するエアー供給管と、該エアー供給管にエアー
を供給する供給装置と、該エアー供給管もしくは該連続
多孔体と槽内とをポンプを介して連結する液体パイプ
と、を設置することにより達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に示すように、槽１中には微
生物および基質を含む水溶液がある。槽１中には、水溶
液を攪拌する攪拌装置が設置されていても良く、また温
度を一定に保つ装置または微生物の成育に必要な適温に
保つ装置が設置されてもよい。槽１中には槽１中の水溶
液が効率よく攪拌させるための邪魔板等が備えられても
よい。

【００１１】多孔体２は、独立細孔からなるものではな
く、気体および液体が通過できる連通孔が多数存在する
ものである。例えば樹脂、ガラス、セラミック、金属な
どの焼結体や多孔体、ロックストーンあるいはこれら材
質の繊維からなるフィルタや中空糸形状の多孔体などが
用いられ得る。多孔体の細孔径としては、特に制限はな
いが、細かいものであって細孔率の高いものが望まし
い。

【００１２】多孔体２の設置場所としては、槽１中にあ
るのが一般的であるが、槽外に設置されてもよく、ま
た、槽外にあって槽に接して設置されてもよく、槽１中
の微生物および基質を含む水溶液およびエアーが多孔体
を通過する構造のものであればよい。多孔体を通過した
水溶液は再び槽に循環されてもよく、場合によっては槽
外他所に移送されてもよい。

【００１３】多孔体２に供給するエアーとしては、空
気、酸素、窒素、アルゴン等微生物の成育に適する気体
が任意に使用できる。

【００１４】すなわち、好気性の微生物を使用している
場合には、空気など酸素を含むエアを用いれば、酸素が
水溶液中に溶解し、この溶解した酸素により微生物がよ
り活発に活動し、基質を分解するのに寄与する。

【００１５】また、反対に、嫌気性の微生物であれば、
エアーとして窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス
を用いれば、槽内水溶液中の酸素が除かれることによ
り、微生物がより活発に活動し、基質を分解するのに寄
与する。

【００１６】多孔体を通過した水溶液を槽内に戻す場合
には、槽底部または底部に近い位置に多孔体を設置し、
多孔体から噴出したエアー粒子を、微生物と基質とを含
んだ水溶液中を上昇させることで、槽内水溶液を攪拌す
ることもできる。

【００１７】また、多孔体２にはエアーと、微生物およ
び基質を含む水溶液とが供給されるために、図１に示す
ようにエアー供給管に微生物および基質を含む水溶液を
送り込む管が接続されることが望ましいが、多孔体２に
エアー導入管とは別個に微生物および基質を含む水溶液
を送り込む管が接続されてもよい。

【００１８】多孔体２の形状は円筒形、球形、楕円形、
半円形など、特に限定するものではない。また、多孔体
２の表面の一部にエアーや水溶液を通さない壁状の部分
があってもよい。

【００１９】

【実施例】次に実施例について述べる。

【００２０】

【実施例１】図１に基づいて実施例を説明する。図１は
実施例の１態様を模式的に示したものである。１は槽、
２は多孔体、３はエアー供給管、４はコンプレッサ、５
は水溶液を吸い上げるポンプである。６は逆止弁、７は
液流量を調節する弁である。８は液体パイプである。

【００２１】ポンプ５により吸い上げた微生物と基質を
含む水溶液を、コンプレッサ４の出口に接続した液体パ
イプ８から、一定の液循環流速でエア−と合流混合さ
せ、この合流混合させた流体を多孔体２に導き多孔体中
を通過させることで微生物と基質とが攪拌され、ついで
槽１中に放出される。槽中に放出されたエアーは、水溶
液中を上方に移動して槽内全体を攪拌する。

【００２２】図１の装置を用いて、以下のようにアルキ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウムの分解実験を行なっ
た。アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの分解率を
測定することにより、基質の分解速度を判定する尺度と
した。

【００２３】実験に用いた装置の槽の寸法は底面積１９
８．４cm² 、高さ３０cm、水溶液量は２０００ml、多孔
体２の寸法は縦１cm、横３cm、高さ１cmの孔径０．０２
mm、気孔率６０％のグラスウール材質よりなるロックス
トーンを用いた。

【００２４】微生物としては、シュードモナス（Ｐｓｅ
ｕｄｏｍｏｎａｓ）ｓｐ．０３Ａを用いた。下記の組成
の培地をいれた槽１内に、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄ
ｏｍｏｎａｓ）ｓｐ．０３Ａ を１ｇ採取し分散した。
培養条件は培養液温度３０℃、エアー流量０．１ ｌ／
分、微生物を含んだ培養液循環流速 １ ml／分、であ
り２４時間分解を行った。

【００２５】培地 トリプトン １％ 酵母エキス ０．５％ ＮａＣｌ ０．５％ アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム ０．１％ なお、培地のpHは７．０であった。培養した後のアルキ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウムの分解率を測定した。
アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの定量はメチル
ブルー法により測定した。

【００２６】２４時間培養を行った後のアルキルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウムの分解率は９０％であった。こ
こで分解率とは０．１％濃度のアルキルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウムを２４時間で分解できた分解率で示す。

【００２７】なお、ここで用いたシュードモナス（Ｐｓ
ｅｕｄｏｍｏｎａｓ）ｓｐ．０３Ａ菌は次の性状を有す
る。 １、形態 細胞の形、大きさ 桿菌 １×２〜３μｍ 運動性 あり 胞子 なし グラム染色 陰性

【００２８】２、培地における成育状態 １）硝酸塩の還元 ＋ ２）ＶＰテスト − ３）インドールの生成 − ４）硫化水素の生成 − ５）クエン酸の利用 ＋ ６）色素の生産 − ７）ウレアーゼ − ８）オキシダーゼ ＋ ９）リジンの分解 − １０）オルニチンの分解 − １１）アルギニンの分解 ＋ １２）生育範囲 pH４〜９、温度２０〜
４０℃ １３）酸素に対する態度 好気 １４）糖類からの酸生成 グルコース ＋ マンニット − アドニット − アラビノース − イノシット − ソルビット − 麦芽糖 ＋ 白糖 −

【００２９】以上の菌学的性質に基づいて、本菌をバ−
ジェリズ マナル オブ デタ−ウイナチブ バクテロ
ロジイ（Ｂｅｒｇｅｒｙ´ｓ Ｍａｎｎａｌ ｏｆ Ｄ
ｅｔｅｒｗｉｎａｔｉｖｅ Ｂａｃｔｅｒｏｌｏｇｙ）
第９により検索した結果、シュ−ドモナス（Ｐｓｅｕｄ
ｏｍｏｎａｓ）属に属する菌であることが確認された。

【００３０】

【比較例】実施例１と同じ装置を用いて、バルブ７を閉
じて空気のみを通じた他は、実施例１と全く同じ条件で
曝気のみで２４時間培養した。培養したのちのアルキル
ベンゼンスルホン酸ナトリウムの定量を行ったところア
ルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの分解率は４０％
であった。

【００３１】

【実施例２】実施例２を図２に示す。図２は多孔体２が
槽外底部に接して設けられたものの他は、実施例１に示
した装置と略同じである。

【００３２】

【実施例３】実施例３を図３に示す。図３は多孔体２の
上面と側面に、流体不透過層を設け、多孔体２からの流
体の流出が流体入り口と対向する位置にあるようにした
ものである。このようにすることにより、流体が多孔体
中をより有効に流れる。

【００３３】

【実施例４】実施例４を図４に示す。図４は液体パイプ
８がエアーパイプ３に接続せずに、多孔体２に直接接続
したものである。

【００３４】

【発明の効果】本発明の曝気撹拌型基質分解方法によれ
ば、多孔体の内部での入り組んだ多孔通路中を、エアー
とともに微生物と基質とを含んだ水溶液が通過する際
に、多孔通路内で撹拌が十分になされ、微生物と基質な
らびに水とエアーとの接触が効果的になされることによ
り、基質の分解が効率的に促進される。

【００３５】本発明はまた、エアー供給装置を有するエ
アー供給管が連続多孔体に接続し、エアー供給管と槽
内、もしくは連続多孔体と槽内、とを液体ポンプを介し
て連結する液体パイプを設置したので、槽内の微生物と
基質とを含む水溶液とエアーとを、一緒に連続多孔体内
を通過させることができる。そのため、本発明の装置を
用いれば、多孔体の内部での入り組んだ多孔通路中を、
エアーとともに微生物と基質とを含んだ水溶液を通過さ
せることができる。そのため、通路内で撹拌が十分にな
され、微生物と基質との効率のよい接触が可能となり、
同時に水とエアーとが多孔体中で効果的に攪拌接触させ
ることができるため、水中のエアー溶存量を増すことが
できる。このため基質の分解が効率的に促進できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示すフロー図である。

【図２】実施例２を示すフロー図である。

【図３】実施例３を示すフロー図である。

【図４】実施例４を示すフロー図である。

【図５】従来技術を示すフロー図である。

【符号の説明】

１ 槽 ２ 多孔体 ３ エアー供給管 ４ コンプレッサ ５ ポンプ ６ 逆止弁 ７ 弁 ８ 液体供給管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基質と微生物とを含む水溶液を、エアー
   とともにエアー及び前記水溶液が通過できる多孔体
   （２）中を通過させて基質を分解することを特徴とする
   曝気攪拌型基質分解方法。
2. 【請求項２】 槽（１）内外にエアーとともにエアー及
   び前記水溶液が通過できる少なくとも一つの多孔体
   （２）を設け、該多孔体（２）とエアー供給装置（４）
   とをエアー供給管（３）で連結し、該多孔体（２）もし
   くは該エアー供給管（３）と槽（１）内とを液体ポンプ
   （５）を介して液体パイプ（８）で連結したことを特徴
   とする曝気攪拌型基質分解装置。