| 研究課題/領域番号 |
14550774
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| 研究機関 | 北九州工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
畑中 千秋 北九州工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (80180884)
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| 研究分担者 |
水野 康平 北九州工業高等専門学校, 物質化学工学科, 講師 (80342583)
後藤 宗治 北九州工業高等専門学校, 物質化学工学科, 助教授 (40259966)
井手 俊輔 北九州工業高等専門学校, 総合科学科, 教授 (10041550)
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| キーワード | 環境安全工学 / 水処理 / 脱窒 / 硝酸 / 中空糸 / バイオリアクター / ポリスルフォン |
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| 研究概要 |
(財)発酵研究所から分譲された脱窒菌(Paracoccus denitrificans)を、120℃、20分の滅菌処理を行った液体培地(polypeptone:1.0%、east extract:0.2%、MgSO_4・7H_2O:0.1%)10ccに植菌し、30℃、2日間前培養を行った。その後、10L容ジャーファーメンターにて前培養の4倍の濃度から成る液体培地8Lに前培養後の菌体懸濁液を10cc投入し、2日間、30℃、撹神速度150rpmの条件で本培養を行った。本培養液を4〜5℃、12000rpmで遠心分離し、約40gの菌体を取得した。前培養菌体を用いた予備的検討の結果、Paracoccus denitrificansは35℃、pH6.5〜9.5近辺に最適培養条件があることがわかった。菌体固定化用エレメントには表面をPVAで親水化したPVA-PSA中空糸エレメント(1mmφ×965mmL、細孔径0.1μm、中空糸本数130本、(株)クラレ製)を使用し、これを8%PVA溶液中に浸漬することによって菌体を薄膜状に固定化した。さらに、中空糸表面に高密度で物理的に強固に固定化するため、-15℃におけるPVAの凍結変性によるゲル化現象を利用し、形成されるゲルの薄膜中に菌体を包括固定化した。この場合、使用するPVAは分子量68000、ケン化度99.7mol%以上が適していることがわかった。中空糸担体は親水性であるため細孔内は水で満たされており、その表面張力は0.1μmの場合、28atmに達する。従って中空糸内圧を中空糸の耐圧(10atm程度)まで高めることが可能であり、菌体の存在する中空糸表面の圧力(大気圧)との差を大きく取ることが可能である。これによって、水に溶解しにくい水素ガスの水中での推進力を高めることができ、脱窒反応の高効率化の可能性が示された。続いて、菌体固定化中空糸エレメントを2.8lジャケット付き反応塔に装着し、中空糸内部に1.5atm以上の水素ガス圧をかけ、外部に硝酸を含む人工地下水を供給して、硝酸を連続的に還元するバイオリアクターを製作した。
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