[发明专利]微生物载体及其制造方法

说明书

本发明涉及一种微生物载体及其制造方法。这种微生物载体用于处理例如下水，工业废水、生活废水等生物化学耗氧量(BOD)及化学耗氧量(COD)高的污水的微生物接触式污水处理装置及通过微生物进行药品或食品等生物化学反应得到反应生成物的微生物反应器，更详细的说，尤其是可适用于流动床应用。

众所周知，在反应容器内填充微生物及酶，利用其微生物及酶的反应得到产物的方法被称作微生物反应器，该反应器在食品、医药或化学制品领域及下水道、排水或排气等领域现在也广泛地被采用。并且近年，为了提高处理能力，人们正在研究在反应器内高密度地填充该微生物活性体催化剂的手段。

作为其手段，最有代表性的是使微生物担载在粒状载体上的方法，其方法可大致分为下述二种。其一是将微生物担载在载体表面利用微生物膜的生物膜法，其二是在载体内固定微生物的包括固定微生物法。另外，作为该载体的材料为高分子物质和无机物。而且，就载体的使用状态，可列举在反应槽内固定载体使用的固定床型或者边使载体流动边使用的流动床型。

这里，在流动床型所使用的载体中，由于流动性及比重是重要因素，因此一般高分子系粒状载体比无机系载体更常用。作为该载体的材料，曾提出用各种方法，例如用聚乙烯醇凝胶(PVA凝胶)、丙烯酰胺凝胶、聚乙二醇凝胶等凝胶状颗粒及聚乙烯、聚氨酯、聚偏二氯乙烯、纤维素等多孔颗粒，或者陶瓷、活性炭、二氧化硅等无机颗粒。

另外，生物膜法，由于将微生物担载在表面即可，所以具有固定化的方法简便的特点，但是另一方面，在微生物的粘着及培育期所需时间长，而且存在着容易粘着在载体上的微生物先粘着及粘着在表面的微生物的剥离等问题。对此，由于包括固定微生物法能取回载体内部的微生物，因此，能以任意量固定任意的微生物。

作为在该包括固定微生物法所用的载体材料可用种类广范围的物质，但是排水中被处理物质的有机物、磷或氮化物等透过含水凝胶，由于需要与在载体内所固定的微生物接触进行处理，因此主要利用例如丙烯酰胺系、琼脂系、聚丙烯酸钠系、聚乙二醇系、环炔雌醇或光固化性树脂等的凝胶状载体。

然而，由于PVA凝胶、丙烯酰胺凝胶、聚乙二醇凝胶等的凝胶载体是与微生物的亲合性优越的凝胶状体，因此，机械强度低、尤其耐摩耗性明显地差，特别是在流动床型使用时，由于在载体流动时产生的载体之间的摩擦或与反应槽内壁的摩擦容易摩耗，存在载体寿命短的问题。

另一方面，聚乙烯、聚氨酯等多孔颗粒的机械强度、耐久性、耐风化性也不是那么好的，在长期使用时破坏的几率高。而比较结实的聚醚多聚氨酯价格高。另外，在利用纤维素等的天然产物时，与微生物的亲合性优良，但是由于是天然物质，通过微生物其自身容易分解寿命短。还有无机的颗粒流动性差，不适于象流动床使载体搅拌流动的方式。

并且，用于包括固定微生物法的载体材料如已述那样，由于其自身为凝胶状物质，强度低，在耐摩性明显地差。由此，依照固定材料、反应槽的形态、填充率等使用条件变动大，但是与在一般地用于微生物膜法的海绵体比较，存在载体寿命十分短的问题。

这样，虽然微生物的载体富有非常之多的种类，但是对公知的任何一种载体，能完全满足作为载体所要求的与微生物的亲合性、比重、耐摩性、耐风化(光)性、耐微生物分解性等的性能的引人注目的报导尚未发现，这就是目前的现状。

本发明是为消除上述问题而提出的，其目的是提供一种微生物载体，这种微生物载体具有优越的耐摩性、耐风化(光)性、耐微生物分解性、流动性及微生物亲合性。

为了实现上述目的，本发明进行锐意的研究，结果发现，作为微生物载体使用聚乙烯醇缩醛为原料的多孔体，即聚乙烯醇缩醛系多孔体，尤其若用聚乙烯缩甲醛(PVF)的多孔体，就能得到耐摩性、耐风化(光)性、耐微生物分解性、流动性及微生物亲合性优越的微生物载体。本发明作为微生物载体，其特征在于是用聚乙烯醇缩醛系多孔体。

因此，作为微生物载体，如用聚乙烯醇缩醛系多孔体、特别是用聚乙烯醇缩甲醛(PVF)多孔体，就能得到耐摩性、耐风化(光)性、耐微生物分解性、流动性及微生物亲合性优越的微生物载体。

聚乙烯醇缩醛系多孔体、尤其是聚乙烯醇缩甲醛(PVF)系多孔体能作为具有上述的耐摩性、耐风化(光)性、耐微生物分解性、流动性及微生物亲合性优越的微生物载体可以认为是基于以下原因。