JPH10174990A

JPH10174990A - バイオリアクタ−用担体及び方法

Info

Publication number: JPH10174990A
Application number: JP35333196A
Authority: JP
Inventors: Takaya Satou; 貴哉佐藤; Tsutomu Uehara; 勉上原; Hiroshi Yoshida; 浩吉田
Original assignee: Nisshinbo Industries Inc; Nisshin Spinning Co Ltd
Current assignee: Nisshinbo Holdings Inc
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-06-30
Also published as: US6214619B1; EP0849228A3; EP0849228A2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、担体の表面、あるいは内部で所望
の動植物細胞、微生物を優先的に生育、増殖させるため
のバイオリアクター用担体及び担体を含む培地の栄養条
件を所望の微生物に適した条件にして、時間をかけて欲
しい微生物を増殖させる方法を提供する。【解決手段】本発明は、バイオリアクターに利用され
る動植物細胞、有用微生物にとって栄養となる無機塩、
有機窒素源、有機炭素源を含有する、有機高分子物質か
らなる吸水率が５０％から１７００％であるバイオリア
クター用担体、及びリアクター中にバイオリアクター用
担体を投入し、活性汚泥の存在下で排水を生物学的に浄
化する方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は動植物細胞、微生物
や原生動物を結合固定し、バイオリアクター（固定化生
体触媒）として物質生産、有害物の無害化処理、廃油処
理、排水処理、脱臭等に使用するバイオリアクター用担
体及びそれを利用した排水処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】バイオリアクターに用いられる担体は大
別すると多孔質担体とゲル担体（非多孔質）に分けられ
る。

【０００３】多孔質担体としてはポリウレタン多孔体、
セルロース多孔体、ポリプロピレン多孔体、ポリビニル
ホルマール多孔体、セラミックス多孔体などがある。

【０００４】これらの担体は多孔体であるがゆえに大き
な表面積を有し、多孔表面に動植物細胞、微生物を結合
固定して用いる場合が多い。

【０００５】ゲル担体としてはポリウレタンゲル担体、
ポリエチレングリコールゲル担体、ポリビニルアルコー
ルゲル担体、ポリアクリルアミドゲル担体、アルギン酸
ゲル担体などが例示できる。

【０００６】これらのゲル担体では、ゲル中に動植物細
胞、微生物を包括固定して用いることが一般的である
が、ゲル表面に動植物細胞、微生物を結合固定して用い
ることも出来る。

【０００７】多孔質担体、ゲル担体共に、所望の動植物
細胞、微生物が担体に大量に保持されることによってバ
イオリアクターの処理能力が向上するので、担体に動植
物細胞、微生物が保持されるまでの立ち上がり期間は効
果が小さい。

【０００８】特に増殖能力の乏しい動植物細胞、独立栄
養性微生物の場合は、前培養期間が必要とされる。

【０００９】またバイオリアクター中の培地の栄養環境
と、所望の動植物細胞、微生物が増殖するのに最適な栄
養環境とが一致しない場合、動植物細胞、微生物の生育
に影響が出てくる。

【００１０】担体に所望の動植物細胞、微生物を選択的
に保持させることを目的に、担体製造時に動植物細胞、
微生物を包括させる例として特開平３―２５８３９８、
特開平４―３２０６８５、特願平８―１３９７２３など
に例示があるが、微生物の生育に影響を及ぼさないよう
に担体の製造、保存、輸送に関して温度、湿度、酸素等
の制限が発生する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、担体の
表面、あるいは内部で所望の動植物細胞、微生物を優先
的に生育、増殖させるためには、予め担体内部に所望の
微生物を包括するか、担体表面に何等かの方法で結合さ
せる必要がある。あるいは、担体を含む培地の栄養条件
を所望の微生物に適した条件にして、時間をかけて欲し
い微生物を増殖させる必要がある。本発明は、かかる課
題を解決するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、バイオリアク
ターに利用される動植物細胞、有用微生物にとって栄養
となる無機塩、有機窒素源、有機炭素源を含有する、有
機高分子物質からなる吸水率が５０％から１７００％で
あるバイオリアクター用担体、及びリアクター中にバイ
オリアクター用担体を投入し、活性汚泥の存在下で排水
を生物学的に浄化する方法に関する。

【００１３】無機塩、有機窒素源、有機炭素源は、有機
高分子物質の重量に対して５から１００％含有する。

【００１４】本発明は、通常用いられる担体に比べ本発
明の担体は担体内部に微生物の栄養になる物質を含有し
ている為に、担体表面、担体内部への徴生物の付着性に
優れている。

【００１５】また担体表面や内部での微生物の増殖も速
い。特に本担体を排水処理用微生物担体として用いた場
合、ＢＯＤ資化菌、硝化細菌、脱窒菌などの増殖が速
く、排水処理装置をすばやく立ちあげる事が出来る。ま
た、微生物の栄養になる物質を適宜選択する事によっ
て、所望の微生物を優先的に付着させたり、増殖させた
りする事が出来る。以下詳細に説明する。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の担体に含有する動植物細
胞、微生物の栄養となる物質は、バイオリアクターに有
用な動植物細胞、微生物が最も増殖する栄養培地組成物
の中の一種または数種の混合物である。

【００１７】担体への含有量は、担体を構成する有機高
分子物質の重量に対して５から１００％である事が望ま
しく、更には５から５０％である事が望ましい。

【００１８】担体への含有量が５％未満の場合は、栄養
となる物質が少なすぎて目的の微生物に利用されにく
く、効果が表れない。

【００１９】担体への含有量が１００％を越える場合
は、担体の物理的強度が低くなり、バイオリアクターで
の使用中に崩壊する恐れがある。

【００２０】栄養となる物資は、以下に述べるように目
的の動植物細胞、微生物によって異なり、また加える物
質によって目的の動植物細胞、微生物のみを選択的に担
体表面、担体内部に付着、増殖する事が可能となる。

【００２１】以下に排水処理の生物学的浄化を例として
目的の微生物と栄養となる物質をあげる。ＢＯＤ資化性菌好気条件下、溶解性有機物をＣＯ₂とＨ₂Ｏに酸化分解す
る。栄養となる物質は、グルコース、ショ糖、乳糖、澱
粉等の糖、多糖類。アミノ酸、酵母抽出物、たんぱく質
等の有機窒素化合物。セルロース等の分解を受けて溶解
性有機物となる物質。上記以外に一般に廃棄物として安
価に手に入る小麦ふすま、大豆おから、廃糖蜜、廃パル
プ等でもよい。

【００２２】硝化菌好気条件下、アンモニア性窒素を硝酸性窒素に酸化す
る。この時、炭酸を摂取して菌体を合成する。栄養とな
る物質は、ＮＨ₄Ｃｌ、（ＮＨ₄）₂ＳＯ₄、（ＮＨ₄）₂Ｈ
ＰＯ₄、酢酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、硝酸ア
ンモニウム等のアンモニウム塩と尿素、アミノ酸等のア
ンモニア性窒素化合物。Ｎａ₂ＣＯ₃、Ｋ₂ＣＯ₃、ＣａＣ
Ｏ₃等の炭酸塩。ＮａＮＯ₂、ＫＮＯ₂等の亜硝酸塩。

【００２３】脱窒菌嫌気条件下、溶解性有機物を水素供与体として硝酸呼吸
を行い硝酸性窒素を窒素ガスに還元する。栄養となる物
質は、に記載の溶解性有機物と、ＮａＮＯ₃、ＫＮＯ₃
等の硝酸塩。

【００２４】排水処理以外のバイオリアクターの場合
は、目的の動植物細胞、微生物に合わせて適宜、栄養と
なる物質を含有すればよく、その動植物細胞、微生物が
上記以外の物質を栄養として摂取可能であればこれに限
らない。

【００２５】例えば植物培養細胞の場合、担体中にオー
キシシ、サイトカイニン等の植物ホルモンを含有するこ
ともできる。

【００２６】本発明の担体の利用方法としては、代表的
には、次の方法が挙げられる。

【００２７】（１）有機高分子物質からなるバイオリア
クター用担体の製造時に、微生物の栄養となる無機塩、
有機窒素源、有機炭素源（目的とする動植物細胞、微生
物が最もよく増殖する培地の組成物）を含有させる。主
として原料への練りこみ。（２）バイオリアクター中に上記担体を投入して培地と
共に用いる。

【００２８】微生物には、最も増殖に適した栄養環境が
それぞれ決まっており、その栄養環境によって徴生物を
選別できる事は広く知られているが、この特性を利用
し、目的の微生物にのみ利用される栄養源を一から数種
組み合わせて担体に含有させる事が望ましい。

【００２９】例えば排水処理の担体の例を考えた場合、
有用微生物はＢＯＤ資化性菌、硝化菌、脱窒菌が
あげられるが、これらの栄養となる物質、であれば有
機物、であればアンモニア態窒素及び炭酸塩、であ
れば有機物及び硝酸態窒素を含有させた担体を生物学的
反応槽（リアクタ）に投入する。

【００３０】リアクタ内に投入された担体に、活性汚泥
中の微生物が付着し増殖をはじめるが、本担体は目的の
微生物の増殖に適した栄養源が含有されているので、リ
アクタ内の排水（これも一種の培地・栄養源）とは異な
る生育環境が担体表面、内部で形成され、含有しない担
体より高速に目的の微生物が担体表面、内部に付着、増
殖する。

【００３１】増殖速度の遅い硝化菌においては、浮遊微
生物群、即ち活性汚泥中での濃度があまり高くならず、
従って従来の排水処理に用いられている活性汚泥法では
十分にアンモニア態窒素を処理できないという問題があ
ったが、本担体の使用により優先的に硝化菌を担体に付
着、増殖させることが可能となる。

【００３２】また脱窒菌についても、従来の方法では硝
化反応の後段で脱窒反応が行われており、被処理水が脱
窒過程に至る間に脱窒反応に不可欠な水素供与体（溶解
性有機物）が分解されて不足するという問題があった。

【００３３】従って新たに水素供与体を添加したり、被
処理水を循環するといった方法が取られているが、本発
明の担体を使用することにより不足した水素供与体を担
体中の物質で補うことでこの問題は解決される。

【００３４】このようにリアクタ内の培地の栄養環境と
は異なる栄養環境を担体上に形成させる事により、選択
的に目的の徴生物を担体表面、内部に生育させる事が可
能になる。

【００３５】これを可能にするためには、担体内部の栄
養源が徐々に溶出し、微生物がこれを利用できなければ
ならないので、担体を構成する有機高分子物質は水に膨
潤してゲルになり、微生物の栄養となる粉末状、液体状
の物質を含有でき、かつ吸水率が５０〜１７００％であ
れば特に制限はない。さらに実用的には、リアクタ中
で撹拌、流動させたときの摩耗に耐えられる物理的強度
を持つこと、動植物細胞、微生物に対する親和性が高
いとともに吸着固定できる面積が広いこと、リアクタ
中での流動性がよいこと、のいずれかを満たしているこ
とが好ましい。

【００３６】使用できる有機高分子物質としては例え
ば、従来使用されているポリエチレングリコールゲル、
ポリビニルアルコールゲル、ポリウレタンゲルや、後述
のポリウレタンゲル多孔体、熱可塑性ポリウレタンゲル
などが挙げられる。

【００３７】これらの中でもポリウレタンゲル多孔体は
上記、の点で優れており、製造時に大量の水と反応
させる工程上、栄養物質を大量に含有させることができ
る。また、製造時の反応温度が低いので栄養物質への影
響もほとんどなく、含有させる栄養物質の種類を制限す
る必要がない。

【００３８】ポリウレタンゲル多孔体とは特願平８―１
３９７２３号に記載されているように、ポリオール化合
物とイソシアネート化合物と水とを反応させて得られ
る、連通気孔を有する、吸水率５０〜９００％、体積膨
潤率１５０〜１０００％の水膨潤性のポリウレタンゲル
である。

【００３９】このものは例えば、酸化エチレンと酸化プ
ロピレンの共重合体である（エチレン／プロピレン）グ
リコール、少なくとも３価の多価アルコールの酸化エチ
レン／酸化プロピレン共重合ポリエーテル系ポリオール
等から選ばれるポリエーテル系ポリオールで、水酸基当
量が少なくとも５００で、かつ水溶性のポリエーテルポ
リオールと、該ポリエーテルポリオールの水酸基１個あ
たり約１〜４モル当量（２〜８当量）のジイソシアネー
ト化合物とを反応させて得られる、水溶性のポリウレタ
ンプレポリマーと遊離のポリイソシアネートとからなる
反応混合物に、水を反応混合物中のイソシアネート基１
当量に対して水酸基が過剰で３００当量未満になるよう
に反応させることにより得ることができる。

【００４０】また、使用できる有機高分子物質のなかで
も特に熱可塑性ポリウレタンゲルは上記、、全て
に優れているだけでなく、他の熱硬化性、低温硬化性、
光硬化性の含水ゲルに比べて膨潤時の物理的強度が格段
に高い。熱可塑性ポリウレタンゲルとは特願平８―２６
３８５６号に記載されているように、長鎖及び短鎖のポ
リオール化合物とイソシアネート化合物とを反応させて
得られる熱可塑性樹脂に吸水させた、吸水率５０〜１７
００％、体積膨潤率１５０〜４０００％の水膨潤性のポ
リウレタンゲルである。

【００４１】この熱可塑性ポリウレタンゲルは、熱可塑
性樹脂の合成段階で栄養物質を添加したり、熱可塑性樹
脂を溶融して成形する段階でも栄養物質を添加すること
ができる。さらには、一度水で膨潤させた熱可塑性ポリ
ウレタンゲルでも、乾燥させて熱可塑性樹脂に戻し、溶
融させて再び栄養物を添加したり、成形しなおして担体
として適切な大きさ、形状にしたりした後、再び吸水さ
せて熱可塑性ポリウレタンゲル担体とすることができ
る。

【００４２】この熱可塑性樹脂は例えば、酸化エチレン
の含有量が７０％以上の酸化エチレン・酸化プロピレン
共重合ポリエーテル系ジオールかポリエチレングリコー
ルからなる数平均分子量４００〜１００００の長鎖ジオ
ール化合物と、数平均分子量３０〜４００の短鎖ジオー
ル化合物と、数平均分子量１００〜１０００のジイソシ
アネート化合物とを、ＮＣＯ／ＯＨ当量比１〜５の範囲
で反応させることにより得ることができる。

【００４３】吸水率の測定は、絶乾時重量と湿潤時重量
から以下の式（１）で求められる。絶乾時重量；担体を適当量採取し、１００℃で乾燥を行
い、重量減少がなくなった点を絶乾時重量とする。湿潤時重量；絶乾時重量を測定した担体全量を２５℃の
純水に浸漬し、重量変化のなくなった点を湿潤時重量と
する。多孔体の場合、１００ｒｐｍ、５分間の遠心分離
で気孔内の水を十分除いた後、重量を測定する。

【００４４】

【式１】５０％未満の吸水率では吸水性が低すぎて、微生物の付
着が悪く、含水率が低すぎて含水ゲルとは言い難い。
又、比重が大きすぎて、槽内での流動性が劣る。担体の
分散流動を良くするためには、比重は１．０２以下が好
ましく、そのためには、吸水率は５０％以上が必要であ
る。１７００％より大きい吸水率では強度が低下し過ぎ
るために実用的ではない。

【００４５】以下で排水処理、特に排水中のアンモニア
態窒素の硝酸態窒素への分解処理を例として掲げて説明
する。

【００４６】図１は本発明のゲル担体を使用した排水処
理システムの説明図である。１は最初沈澱池、２は生物
学的反応槽、３は最終沈澱池である。最初沈澱池から供
給された被処理水４は生物学的反応槽内で生物学的に処
理され、処理水５は最終沈澱池で沈澱物を除去して上澄
水を放流するように設計されている。

【００４７】生物学的反応槽２には、酸素あるいは酸素
濃度を適宜調整した空気を供給するエアレーションの為
の散気装置６が設置されている。６にはブロアモーター
７から酸素を含む空気が送られる。

【００４８】また、生物学的反応槽２には、本発明のゲ
ル担体８が投入される。反応槽２において、被処理水４
を導入しつつ槽内の処理水５を最終沈澱池３に送る状態
で、散気装置６から酸素を含んだ空気を吹き出すと、槽
内の混合液９に酸素が供給される。

【００４９】この時上昇気泡流が生じ、混合液の対流が
起き、ゲル担体は反応槽内を浮遊、循環流動する。混合
液９中に存在する有機汚濁物質を分解、除去する微生物
などがゲル担体８に付着、結合固定化される。

【００５０】この時ゲル担体８は極めて高い含水率を有
し、微生物に対する親和性が高い。混合液９には浮遊の
微生物群が含まれている。この微生物群の中には、有機
汚濁物質を栄養源とするＢＯＤ資化細菌、アンモニア態
窒素を硝酸態窒素に分解する硝酸菌、硝酸態窒素を気体
窒素に変換する脱窒菌など多種多様の微生物が含まれて
いる。

【００５１】これらの微生物群は水中で泥の粒の様に見
えるので、微生物群を総称して活性汚泥と呼ぶこともあ
る。さらに、ミミズやワムシ、ツリガネムシなどの原生
動物も含まれている場合がある。

【００５２】これらの浮遊微生物群の中から、ゲル担体
に含まれる栄養物質にあった微生物が選択的にゲル担体
に結合固定されていく。生物学的反応槽２において、担
体の表面に結合固定された微生物群と浮遊の微生物群の
両方の作用で被処理水中の有機汚濁物質や窒素成分が分
解除去される。

【００５３】排水中のアンモニア態窒素が、河川や海洋
汚染の主原因の一つであることが判明し、現在では排水
中のアンモニア態窒素を低下させる事が求められてい
る。排水中のアンモニア態窒素は活性汚泥中に存在する
硝酸菌により硝酸に変換され、硝酸は脱窒菌により、窒
素まで変換され大気中に放出される。

【００５４】このように排水中のアンモニア態窒素を窒
素まで効率よく処理するにはリアクタ中に硝化菌、脱窒
菌を多量に保持しなければならないが、本願担体を排水
の生物学的処理に利用することにより、このことが可能
となる。

【００５５】

【実施例】以下に実施例をあげる。担体の合成は以下の
通り行った。担体の製造

【００５６】

【実施例１】（グルコースを含むポリウレタンゲル多孔
体の製造）水溶性のポリウレタンプレポリマーと遊離の
ポリイソシアネートとからなる反応混合物（三洋化成
（株）製、サンプレンＷＥ―１０４、ＮＣＯ３．８％）
１００ｇにグルコース３０ｇを添加しよく撹拌した後、
水１００ｇ（ＮＣＯに対してＯＨは１２３等量）を混合
し、強力に撹拌し、発泡させた。

【００５７】得られたポリウレタンゲル多孔体を４ｍｍ
角のサイコロ状に切断し、グルコースを３０％含有する
ポリウレタンゲル多孔体を得た。このポリウレタンゲル
多孔体の吸水率は６００％であった。

【００５８】

【実施例２】（グルコースを含むポリウレタンゲル多孔
体の製造）水溶性のポリウレタンプレポリマーと遊離の
ポリイソシアネートとからなる反応混合物（三洋化成
（株）製、サンプレンＷＥ―１０４、ＮＣＯ３．８％）
１００ｇにグルコース７０ｇを添加しよく撹拌した後、
水１００ｇ（ＮＣＯに対してＯＨは１２３等量）を混合
し、強力に撹拌し、発泡させた。

【００５９】得られたポリウレタンゲル多孔体を４ｍｍ
角のサイコロ状に切断し、グルコースを７０％含有する
ポリウレタンゲル多孔体を得た。このポリウレタンゲル
多孔体の吸水率は５５０％であった。

【００６０】

【実施例３】（硫酸アンモニウムを含むポリウレタンゲ
ル担体の製造）ポリエチレングリコール（分子量２００
０）６８．２重量部をガラス容器に入れ、窒素ガス雰囲
気下、１００℃で加温しながら緩やかに撹拌し、ジフェ
ニルメタンジイソシアネート２５．６重量部を添加し、
更に３０分間撹拌した。これに１，４―ブタンジオール
６．２重量部を添加、１０分間撹拌し、更に硫酸アンモ
ニウム粉末１０重量部を添加し、撹拌して均一に混合し
た。モチ状になった反応物をガラス容器から取り出し、
８０℃でアフターキュアした。

【００６１】この反応物を１２０℃で４０ｋｇ／ｃｍ²
の圧力をかけて、厚さ１ｍｍのシートにし、細かく裁断
した後、水に膨潤させ、硫酸アンモニウムを１０％含有
するポリウレタンゲル担体を得た。このポリウレタンゲ
ル担体の吸水率は２３０％であった。

【００６２】

【実施例４】（硫酸アンモニウムと炭酸カリウムを含む
ポリウレタンゲル担体の製造）ポリエチレングリコール
（分子量２０００）６８．２重量部をガラス容器に入
れ、窒素ガス雰囲気下、１００℃で加温しながら緩やか
に撹拌し、ジフェニルメタンジイソシアネート２５．６
重量部を添加し、更に３０分間撹拌した。これに１，４
―ブタンジオール６．２重量部を添加、１０分間撹拌
し、更に硫酸アンモニウム粉末１０重量部と炭酸カリウ
ム粉末１０重量部を添加し、撹拌して均一に混合した。
モチ状になった反応物をガラス容器から取り出し、８０
℃でアフターキュアした。

【００６３】この反応物を１２０℃で４０ｋｇ／ｃｍ²
の圧力をかけて、厚さ１ｍｍのシートにし、細かく裁断
した後、水に膨潤させ、硫酸アンモニウムと炭酸カリウ
ムを各１０％含有するポリウレタンゲル担体を得た。こ
のポリウレタンゲル担体の吸水率は２５０％であった。

【００６４】

【実施例５】（硫酸アンモニウムを含むポリビニルアル
コールゲル担体の製造）ポリビニルアルコール粉末（重
合度２０００、ケン化度９９．８％）を水に溶解してポ
リビニルアルコール濃度が１２ｗｔ％の水溶液５００ｇ
を作製した。この溶液に４ｗｔ％のアルギン酸ナトリウ
ム水溶液２５０ｇを加えて混合した。この溶液を０〜５
℃に保ちながら硫酸アンモニウムを１４ｇ加えて混合し
た。

【００６５】この溶液をノズルから凝固液に滴下した。
凝固液は１２ｇ／ｌ濃度のホウ酸、３０ｇ／ｌ濃度の塩
化カルシウム水溶液である。滴下した溶液は球状に凝固
した。ゲルを取り出し、飽和硫酸ナトリウム水溶液に移
して２時間放置し、硫酸アンモニウムを２０％含有する
ポリビニルアルコールゲル担体を得た。この球状ゲルの
直径は約４ｍｍで、吸水率は６５０％であった。

【００６６】

【実施例６】（硫酸アンモニウムを含むポリエチレング
リコールゲル担体の製造）ポリエチレングリコールジメ
タクリレート（２３Ｇ；新中村化学工業（株）社製）１
５重量部とジメチルアミノプロピオニトリル０．６重量
部とを水８４．４重量部に溶解した。これに硫酸アンモ
ニウムを３重量部添加した。これに過硫酸カリウム０．
２％水溶液３５重量部を添加し、よく撹拌した後、型に
流し込みゲル化させた。ゲルを取り出して裁断し、硫酸
アンモニウムを２０％含有するポリエチレングリコール
ゲル担体を得た。このポリエチレングリコールゲル担体
の吸水率は８００％であった。

【００６７】

【比較例１】実施例１でグルコースを添加しないで製造
した担体を比較例とした。このポリウレタンゲル多孔体
の吸水率は６００％であった。

【００６８】

【比較例２】水溶性のポリウレタンプレポリマーと遊離
のポリイソシアネートとからなる反応混合物（三洋化成
（株）製、サンプレンＷＥ―１０４、ＮＣＯ３．８％）
１００ｇにグルコース２００ｇを添加しよく撹拌した
後、水１００ｇ（ＮＣＯに対してＯＨは１２３等量）を
混合し、強力に撹拌し、発泡させた。得られたポリウレ
タンゲル多孔体は、水に浸漬すると崩壊した。

【００６９】

【比較例３】トリオールのポリアルキレングリコール、
ユニループ５０ＴＧ３２Ｕ（日本油脂（株）製）１００
ｇと、触媒としてＤＡＢＣＯ３３ＬＶ（東洋曹達（株）
製）３．０ｇ、整泡剤としてトーレシリコンＳＨ―１９
０（東レ（株）製）２．５ｇ、発泡剤として水７．０ｇ
（ＮＣＯに対してＯＨは０．９３当量）とをよく混合
し、イソシアネート化合物としてコロネードＴ―８０
（日本ポリウレタン（株）・製）８４．１ｇと反応させ
た。得られたポリウレタン多孔体を４ｍｍ角のサイコロ
状に切断し、ポリウレタン多孔体を得た。このポリウレ
タン多孔体の吸水率は１５％であった。

【００７０】

【比較例４〜６】実施例４〜６で硫酸アンモニウム、炭
酸カリウムを添加しないで製造した担体を比較例とし
た。各担体の吸水率は比較例４が２３０％、比較例５が
６５０％、比較例６が８００％であった。

【００７１】以上の例で得られた１２種の担体の中で、
物理的強度に問題のない１１種について短期間の排水処
理試験を、試験後の担体について菌体付着量の測定を行
った。さらに実施例１と比較例１のポリウレタンゲル多
孔体については長期の排水処理試験を行った。結果を表
５に示す。

【００７２】表５の中で物理的強度に問題がない物は
○、特に強度が優れている物は◎、崩壊等の問題がある
物は×で示した。

【００７３】《短期排水処理試験》実施例１、２と比較例１、３の担体の場合図１の排水処理試験装置を用いた。２０ｌ容の曝気槽２
に２ｌの担体と種汚泥を１０ｇ―ＳＳを添加して、表１
の人工排水を用い、表２の条件で試験を行った。

【００７４】

【表１】

【００７５】

【表２】担体添加から二週間後、原水と処理水のＢＯＤを測定
し、ＢＯＤ除去率を求めた。二週間の試験を行った担体
について後述の菌体付着試験を行った。

【００７６】実施例３〜６と比較例４〜６の担体の場合図１の排水処理試験装置を用いた。２０ｌ容の曝気槽２
に２ｌの担体とニトロバクターアギリス（Nitrobacte
r agilis）１０ｇを添加して、表３の人工排水を用い、
表４の条件で試験を行った。

【００７７】

【表３】

【００７８】

【表４】担体添加から二週間後、原水と処理水のＮＨ ₄―Ｎ濃度
を測定し、ＮＨ ₄―Ｎ除去率を求めた。二週間の試験を
行った担体について後述の菌体付着試験を行った。

【００７９】《菌体付着試験》実施例１、２と比較例１、３の担体の場合３０個の担体を曝気槽から取り出し、出来るだけ少量の
純水で洗浄し、洗浄液を全て回収した。洗浄液中のＭＬ
ＳＳ重量と３０個の担体の体積から担体保持汚泥濃度を
測定した。

【００８０】実施例３〜６と比較例４〜６の担体の場合３０個の担体を曝気槽から取り出し、１００ｍｌ容メス
フラスコに投入し、純水でメスアップした。メスフラス
コごと超音波洗浄機に浸して担体から微生物を剥離させ
た後、メスフラスコ中の微生物懸濁液について、硝化細
菌測定キット（「検出くん」（株）ヤクルト製）を用い
て硝化菌数を測定した。測定は標準抗原を使用せず、微
生物懸濁液の希釈倍率によって、菌数の多少を評価し
た。．

【００８１】

【表５】《長期排水処理試験》

【００８２】

【発明の効果】通常用いられる担体に比べ本発明の担体
は担体内部に微生物の栄養になる物質を含有している為
に、担体表面、担体内部への微生物の付着性に優れてい
る。微生物の栄養になる物質を適宜選択する事によっ
て、所望の微生物を優先的に付着させたり、増殖させた
りする事が出来る。この担体を利用した排水処理方法
は、立ち上げ時の浄化能力が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱可塑性ゲル担体を使用した排水処理
システムの説明図である。

【符号の説明】１原水タンク２曝気槽３沈澱槽４被処理水５処理水６散気板７エアポンプ８ゲル担体９混合液１０ＮａＯＨ槽１１ヒーター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バイオリアクターに利用される動植物細
胞、有用微生物にとって栄養となる無機塩、有機窒素
源、又は有機炭素源を含有する、吸水率が５０％から１
７００％である有機高分子物質からなるバイオリアクタ
ー用担体。
【請求項２】無機塩、有機窒素源、又は有機炭素源
を、有機高分子物質の重量に対して５から１００％含有
する請求項１記載のバイオリアクター用担体。
【請求項３】リアクター中に請求項１記載のバイオリ
アクター用担体を投入し、活性汚泥の存在下で排水を生
物学的に浄化する方法。