[发明专利]微生物活性控制物质供给方法及其装置以及利用该装置的环境净化方法及生物反应器

说明书

技术领域

本发明涉及微生物活性控制物质供给方法及其装置以及利用该装置的环境净化方法及生物反应器。本发明具体涉及通过利用微生物的生物学处理高效地除去存在于除污对象区域的环境污染物质时的微生物活性控制物质供给方法及其装置以及利用该装置的环境净化方法及生物反应器。

背景技术

进行利用微生物的生物学处理时，存在必须供给醇等有机物作为形成微生物的能量源的电子给体的情况。例如，通过生物学处理除去存在于被处理液中的氨等氮化合物的水处理工艺中，硝化反应后的脱氮反应中，为了加快脱氮反应，采用通过由控制装置控制的泵装置供给恰好必需量的作为形成微生物的能量源的电子给体的甲醇的方式(专利文献1)。

此外，在使被处理液与固定化了对于存在于被处理液中的氨等氮化合物的除去有效的微生物的片状高分子凝胶的一面接触并使脱氮处理所需的作为能量源的电子给体与另一面接触的形式的除氮生物反应器(专利文献2和3)中，也采用作为电子给体供给形成微生物的能量源的醇的方式。醇的供给利用以管道连接形成于生物反应器内的高分子凝胶载体内侧的空间和醇贮存槽而成的循环通路，操作循环泵、各种阀门或计量仪器等，控制醇的供给时间设定和量。

在这里，如果醇的供给过量，则微生物无法完全消费，醇残留于水中等，可能会使水质恶化；相反地，如果醇的供给量小，则能量源不足，脱氮反应不充分，产生亚硝酸浓度升高的问题。因此，醇的供给使用泵等控制其供给量和时间设定，使得自醇贮存罐供给稀释至10％左右的浓度的醇。

专利文献1：日本专利特许第3260554号

专利文献2：日本专利特许第3340356号

专利文献3：日本专利特许第2887737号

发明的揭示

因此，目前的生物反应器中的向微生物的电子给体供给方法需要用于将作为形成脱氮菌的能量源的电子给体的甲醇或乙醇等醇溶液的供给量维持在恒定量的泵和控制装置等一系列的设备，设备大型化，而且设备操作也复杂化，所以存在运行成本升高的问题。

此外，甲醇和乙醇等醇溶液为高浓度的情况下，如果使前述溶液直接接触微生物，可能会导致微生物死亡，还存在前述溶液必须用水稀释调整至微生物不会死亡的程度的浓度的麻烦。而且，由于无法使用醇原液，因此必须稀释贮藏，存在贮存罐因此大型化的问题。另外，由于目前的向微生物的电子给体供给方法采用将醇的稀释液直接供给至微生物的方式，所以存在无法利用杂质多的废弃醇的问题。例如，茶的精制过程中产生的废弃醇含有儿茶酸，因此如果将其用作能量源，即使稀释后使用，微生物也可能会死亡。因此，必须在除去了杂质的状态下使用，所以事实上无法实现废弃醇的再利用。

另外，如专利文献2和3所记载的使作为脱氮处理所需的能量源的电子给体在固定化了微生物的片状高分子凝胶围成的空间内接触的形式的除氮生物反应器中，必须将不会从反应器溢出的程度的醇通过供给管供给到反应器中，因此反应器越大型化，醇越难以顺利地扩散至所有部位，大型化困难。

此外，进行利用微生物的生物学处理时，通过除供给电子给体以外再预先准备微生物容易活化的环境，可以高效地进行生物学处理。因此，为了准备微生物容易活化的环境，希望确立用于将各种物质供给至微生物的简易的方法。

因此，本发明的目的在于提供在不使用泵和控制装置的情况下可以供给微生物的活动所需的活性控制物质来实现微生物活性的控制的简易的方法及装置。此外，本发明的目的在于提供可实现反应器的大型化的向微生物的活性控制物质的供给方法及装置。另外，本发明的目的在于提供可将废弃醇作为能量源再利用的向微生物的活性控制物质的供给方法及装置。

此外，本发明涉及向微生物的活性控制物质供给，其目的在于提供不需要管理的小型生物反应器。另外，本发明的目的在于提供用于高效地除去存在于液相、气相或固相的被处理区域中的例如氨或硝酸根离子、亚硝酸根离子等环境污染物质的生物反应器。

另外，本发明的目的在于仅使特定的微生物在某一环境下活化。此外，本发明的目的在于提供通过控制存在于除污对象区域中的微生物的活动和增殖，使希望其发挥作用的微生物选择性活化或固定化，进行环境净化或土壤改良的方法。