DE3617875A1 - Verfahren zum immobilisieren von mikroorganismen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Immobilisieren
von Mikroorganismen, bei dem diese im aktivierten Zustand
in Pellets aus Polyurethan, Polyethylenglycol oder Polyacrylamid
eingeschlossen werden.
Zu den biologischen Abfallbehandlungsverfahren gehört
das Aktivschlammverfahren. Bei dem Aktivschlammverfahren
werden die Mikroorganismen (der Schlamm) in dem Abwasser
suspendiert und die Behandlung wird durchgeführt, während
die suspendierten Mikroorganismen sich vermehren, und
normalerweise werden bei einer BOD-Volumenbelastung von
0,6 ∼ 0,8 kg-BOD/m3 pro Tag etwa 50 % des entfernten BOD
in Schlamm umgewandelt. Die Schlammumwandlungsrate wird
errechnet aus der Formel Schlammbildung (kg)/entfernter
BOD (kg). Außerdem gibt es bei einem Biomembran-Verfahren
lebende sehr kleine Tiere und Protozoen. Da die sehr kleinen
Tiere und Protozoen die gebildeten Mikroorganismen
als Nahrung aufnehmen, beträgt die Schlammumwandlungsrate
etwa 30 %.
Die Schlammumwandlungsrate beträgt bei dem Aktivschlammverfahren
bis zu 50 % und bei dem Biomembran-Immobilisierungsverfahren
bis zu 30 %. Infolgedessen wird der auf
diese Weise gebildete überschüssige Schlamm aus einem
Absitzbecken entfernt, entwässert und durch Verbrennen,
Regenerierung und dergleichen beseitigt, so daß die Beseitigung
des überschüssigen Schlammes enorme Kosten verursacht.
Vor kurzem wurden biologische Abfallbehandlungsverfahren
durch Immobilisierung der Mikroorganismen in dem aktivierten
Schlamm (Aktivschlamm) in einem polymeren Träger
oder in einem anorganischen Träger vorgeschlagen. Zu diesen
Verfahren gehören ein Verfahren, bei dem die bei der
Abwasserbehandlung verwendeten Mikroorganismen oder der
verwendete Aktivschlamm in einem polymeren Träger mit
einer großen spezifischen Oberfläche immobilisiert werden,
sowie ein Immobilisierungsverfahren durch Einschließen
der Mikroorganismen und dergleichen, wenn Hochpolymermoleküle
aus einem Monomeren gebildet werden. Der vorstehend
beschriebene polymere Immobilisierungsträger kann
die biologische Behandlung von Abwasser durchführen, wenn
er mit dem Abwasser in Kontakt kommt. Bei diesem Trägerimmobilisierungsverfahren
beträgt die Schlammumwandlung
10 % oder weniger, so daß die Bildung von überschüssigem
Schlamm gering ist.
Als Träger zur Immobilisierung der Mikroorganismen wurde
bereits ein synthetisches Polymeres, wie z.B. Polyethylen
und dergleichen, vorgeschlagen. Wenn ein Harz, poröses
Glas oder eine natürlich Substanz als Träger verwendet
wird, weisen diese Materialien wenig toxikolische (toxische)
Eigenschaften gegenüber den Mikororganismen auf,
so daß die Abnahme der Aktivität der immobilisierten Mikroorganismen
gering ist. Die immobilisierte Substanz weist
jedoch eine geringe physikalische Festigkeit auf und besitzt
Nachteile in bezug auf die Haltbarkeit.
Ein weiteres denkbares Immobilisierungsverfahren durch
Einschließen ist ein solches, bei dem ein Monomeres oder
Prepolymeres (ein lösliches Polymeres mit niedrigem Molekulargewicht)
mit einer oder mehreren endständig gebundenen
Gruppen und mit einem Molekulargewicht von etwa 300
bis 5000 polymerisiert wird und in einem polymeren Träger,
wie z.B. Polyacrylamid, Epoxyharz, Polystyrol, Polyvinylalkohol
und dergleichen, eingeschlossen wird.
Wenn jedoch die Mikroorganismen beispielsweise in Polyurethan
durch Einschluß immobilisiert werden, weisen die
auf diese Weise erhaltenen immobilisierten Mikroorganismen
eine sehr hohe physikalische Festigkeit und eine zufriedenstellende
Haltbarkeit auf. Eine zum Zeitpunkt der Immobilisierung
verwendete Lösung des Polyurethan-Prepolymeren
übt jedoch eine toxische Wirkung auf die Mikroorganismen
aus, wodurch die Neigung besteht, daß die Aktivität der
Mikroorganismen abnimmt.
In entsprechender Weise üben dann, wenn die Mikroorganismen
in einem Polyacrylamidharz, einem Acrylamidmonomeren,
einem Vernetzungsmittel, einem Polymerisationsinitiator
und dergleichen immobilisiert werden, diese eine toxische
Wirkung auf die Mikroorganismen aus, so daß der größte
Teil der Mikroorganismen ausgelöscht wird. Insbesondere
wird der größte Teil der schwachen Bakterien, wie z.B.
der Nitrifizierungsbakterien, ausgelöscht und es dauert
lange Zeit, um die restlichen Bakterien zu vermehren.
Die vorliegende Erfindung wurde nun entwickelt, um die
vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik
zu überwinden, und Ziel der Erfindung ist der Schutz der
Mikroorganismen gegen die toxikologischen (toxischen)
Eigenschaften des Monomeren oder Prepolymeren, wenn das
Monomere oder Prepolymere verwendet wird. Ein weiteres
Ziel der Erfindung besteht darin, das Monomere oder Prepolymere
zu polymerisieren und die Mikroorganismen in
dem Polymeren durch Einschluß zu immobilisieren.
Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, daß eine
Flüssigkeit mit darin suspendierten Mikroorganismen, Alginsäure
oder ein wasserlösliches Alginat und ein Monomeres
oder Prepolymeres, das eine toxische Wirkung auf die Mikroorganismen
ausübt, miteinander gemischt werden zur Herstellung
einer Lösung. Diese gemischte Lösung wird in
eine Salzlösung eintropfen gelassen, die mit Alginsäure
ein unlösliches Salz bildet, und es werden Teilchen aus
dem unlöslichen Salz der Alginsäure gebildet, welche die
Mikroorganismen einschließen, so daß die Mikroorganismen
innerhalb dieser Teilchen festgehalten werden, und das
Monomere oder Prepolymere wird polymerisiert, um die Mikroorganismen
durch Einschluß zu immobilisieren, so daß eine
Verminderung der Aktivität der Mikroorganismen, die ansonsten
auftreten würde, vermieden werden kann.
Einzelheiten der Erfindung sowie weitere Ziele, Merkmale
und Vorteile derselben gehen aus der nachstehenden Beschreibung
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
hervor, in denen gleiche Bezugsziffern in allen Figuren
gleiche oder ähnliche Teile bezeichnen. Es zeigen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
der Natriumalginatmenge und der Respirationsrate der immobilisierten
Nitrifizierungsbakterien;
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
der Menge an Methylethylketon in dem Polyurethan-Prepolymeren
und der Respirationsrate der immobilisierten Nitrifizierungsbakterien;
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
der Menge an Toluoldiisocyanat in dem Polyurethan-Prepolymeren
und der Respirationsrate der immobilisierten Nitrifizierungsbakterien; und
Fig. 4 ein schematisches Fließdiagramm, das eine spezifische
Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer bevorzugten
Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur Immobilisierung der Mikroorganismen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert.
Die erfindungsgemäße gemischte Lösung wird mit Mikroorganismen
versetzt, die in dem aktivierten Schlamm (Aktivschlamm)
leben, und die Mikroorganismen werden in einer
aus dem Monomeren oder Prepolymeren (einer polymeren Substanz
mit niedrigem Molekulargewicht) gebildeten hochpolymeren
Substanz eingeschlossen. Beispiele für Mikroorganismen,
die in dem Aktivschlamm leben, sind Nitrifizierungs-Bakterien (nitrifizierende Bakterien, Nitrobacter),
Methanbakterien, Pseudomonas sp., Flavobakterium
sp. und dergleichen. Diese Mikroorganismen werden in dem
Polymeren eingeschlossen.
Die Alginsäure, die der erfindungsgemäßen gemischten Lösung
zugesetzt werden soll, wird der gemischten Lösung als
lösliches Alginat zugesetzt, bei dem es sich um Natriumalginat,
Kaliumalginat oder Ammoniumalginat handelt.
Als Prepolymeres, das der gemischten Lösung zugesetzt
wird, können verwendet werden ein Polyurethanpolymeres
mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1000
bis 4000, Polyethylenglycol, worin eine oder mehrere polymer-
aktive Gruppen von Acrylsäure, Methacrylsäure oder
dergleichen verestert sind, mit einem Molekulargewicht
von 300 bis 2000 und dergleichen. Außerdem kann als Monomeres
das Acrylamid-Monomere verwendet werden.
Als Salz, das mit Alginsäure ein unlösliches Salz bildet,
kann ferner verwendet werden das Calciumsalz, das Bariumsalz,
das Aluminiumsalz, Methylenblau, Eisen(III)ionen
oder dergleichen. Hauptsächlich wird ein Kationensalz
mit einer Valenz von 2 oder mehr für die Verwendung in
eine wässrige Lösung überführt.
Nachstehend folgt eine detaillierte Beschreibung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Immobilisierung der Mikroorganismen
unter Verwendung eines Lösung eines Polyurethan-
Prepolymeren. Das erfindungsgemäß verwendete Polyurethan-
Prepolymere kann nach einem bekannten Verfahren in der
Weise hergestellt werden, daß ein Diisocyanat, Triisocyanat
oder ein anderes Polyisocyanat mit einer Verbindung,
die aktiven Wasserstoff enthält, insbesondere einem Glycol,
Polyglycol, Polyesterpolyol oder Polyetherpolyol, umgesetzt
wird.
Das erfindungsgemäß verwendete Polyurethanprepolymere
hat ein durchschnittliches Molekulargewicht von 1000 bis
4000 und es enthält 1,0 bis 4 % Isocyanatgruppen.
Es wird angenommen, daß die verringerte Aktivität der
Mikroorganismen im Falle der Immobilisierung der Mikroorganismen
durch Verwendung eines Polyurethanprepolymeren
verursacht wird durch die toxikologischen (toxischen)
Eigenschaften von Chemikalien, wie z.B. Isocyanatgruppen
in dem Polyurethanprepolymeren in der Lösung von Polyurethanprepolymerem,
restlichem Monomerem, Vernetzungsmittel
und Weichmacher.
Erfindungsgemäß wird eine gemischte Lösung, die ein Polyurethanprepolymeres,
Alginsäure oder ein wasserlösliches
Salz der Alginsäure (nachstehend wird beispielhaft das
Natriumsalz verwendet) und Mikroorganismen enthält, in
eine wässrige Lösung eines Salzes eingetropft, das mit
Alginsäure ein unlösliches Salz bildet (nachstehend wird
beispielhaft das Calciumchlorid verwendet), wodurch Teilchen
aus Calciumalginat gebildet werden, welche die Mikroorganismen
einschließen, und gleichzeitig wird das innerhalb
der Teilchen zurückgehaltene Polyurethanprepolymere
polymerisiert. Nach diesem Verfahren tritt dann, wenn
die gemischte Lösung in eine wässrige Lösung von Calciumchlorid
eingetropft wird, eine Substanz mit einem niedrigen
Molekulargewicht durch die Perforationen des Calciumalginats
aus und diffundiert in die wässrige Lösung des
Calciumchlorids. Insbesondere diffundieren sofort das
restliche Monomere, das Vernetzungsmittel, der Weichmacher
und dergleichen, die ein niedriges Molekulargewicht haben,
und das Polyurethanprepolymere mit einem niedrigen Molekulargewicht
hat die Neigung, in die wässrige Lösung des
Calciumchlorids zu diffundieren. Das Polyurethanprepolymere
mit einem hohen Molekulargewicht tritt nicht leicht aus
und wird innerhalb der Calciumalginatteilchen polymerisiert.
Als Folge davon können die Mikroorganismen, die
mit den Chemikalien, wie z.B. dem Vernetzungsmittel und
dem Weichmacher, für eine kurze Zeitspanne in Kontakt
stehen, so daß sie den toxikologischen (toxischen) Eigenschaften
nicht ausgesetzt sind, ihre Aktivität in einem
hohen Ausmaß aufrechterhalten. Wenn ein Vernetzungsmittel,
wie z.B. Toluoldiisocyanat, unmittelbar vor dem Eintropfen
der gemischten Lösung zugemischt wird, nimmt die Aktivität
der Mikroorganismen, die mit der Chemikalie für eine weitere
kürzere Zeitspanne in Kontakt kommen, zu.
Durch Variieren der Konzentration an Natriumalginat werden
die nitrifizierenden Bakterien erfindungsgemäß immobilisiert
und die Aktivität der Nitrifizierungsbakterien wird
anhand der Sauerstoffabsorption der Nitrifizierungsbakterien
gemessen. Die Ergebnisse sind in der Fig. 1 dargestellt.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ist es bevorzugt,
0,3 ∼ 1,2 % Natriumalginat, vorzugsweise 0,3 ∼ 0,6 % desselben
zuzugeben. Es wird angenommen, daß dann, wenn die
Natriumalginatkonzentration hoch ist, die toxische Substanz
nicht leicht in die Calciumchloridlösung austritt.
Durch Verwendung von Methylethylketon als Weichmacher
und durch Variieren der Konzentration des Methylethylketons
in der Polyurethanprepolymer-Lösung werden die Nitrifizierungsbakterien
erfindungsgemäß immobilisiert und
die Rate der restlichen Aktivität der Nitrifizierungsbakterien
wird anhand ihrer Sauerstoffabsorption gemessen.
Die Ergebnisse sind in der Fig. 2 dargestellt. In diesem
Falle werden 12 % der Polyurethanprepolymerlösung und 0,5 %
Natriumalginat verwendet. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich,
ist es bevorzugt, daß die Zugabe von Methylethylketon
30 % oder weniger beträgt. Da die Polyurethanprepolymer-
Lösung eine hohe Viskosität aufweist, ist es bevorzugt,
Methylethylketon zuzugeben und die Zugabe von 5 ∼ 30 %
ist besonders bevorzugt.
Erfindungsgemäß werden ferner durch Verwendung von Toluoldiisocyanat
als Denaturierungsmittel und durch Variieren
der Toluoldiisocyanatkonzentration in der Polyurethanprepolymer-
Lösung die Nitrifizierungsbakterien immobilisiert
und die Rate der restlichen Aktivität der Nitrifizierungsbakterien
wird anhand ihrer Sauerstoffabsorption
gemessen. Die Ergebnisse sind in der Fig. 3 dargestellt.
Auch in diesem Falle wird eine Lösung von 12 % Polyurethanprepolymer
und 0,5 % Natriumalginat verwendet. Wie aus
der Fig. 3 ersichtlich, ist es bevorzugt, 1,5 % oder weniger,
insbesondere 0,8 % oder weniger Toluoldiisocyanat
zuzugeben.
Wenn in der Toluoldiisocyanatlösung nicht eine geringe
Menge Toluoldiisocyanat enthalten ist, dann reagiert außerdem
die Lösung selbst mit der Feuchtigkeit in der Luft
und wird polymerisiert. Infolgedessen ist es bevorzugt,
daß sie 0,2 ∼ 0,8 % Toluoldiisocyanat enthält. Ferner
wird Methylethylketon verwendet für die Reinigung und
dergleichen der Rohrleitungen und eines Reaktionstanks
in einer Produktionsleitung der Polyurethanprepolymer-
Lösung, die für die industrielle Produktion unerläßlich
ist, und eine geringe Menge desselben sollte in der Polyurethanprepolymer-Lösung
enthalten sein.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, in denen
ein Polyurethanpolymeres verwendet wird, näher erläutert,
ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Als Sporen wurde der im Abwasserbehandlungszentrum K in
Matsudo-City erhaltene Aktivschlamm verwendet und es wurden
Tests durchgeführt mit Nitrifizierungsbakterien erhalten
durch Akklimatisierung dieses aktiven Schlammes
durch ein zusammengesetztes Abwasser, enthaltend Glucose,
Methanbakterien unter anaeroben Bedingungen durch das
Glucose enthaltende Abwasser und Pseudomonas sp. und Flavobakterium
sp., die von dem Aktivschlamm abgetrennt wurden.
Der Aktivschlamm wurde auf 40.000 mg/l eingedickt, es
wurden 5 ml 2%-iges Natriumalginat zu 10 ml dieser eingedickten
Lösung zugegeben, die dabei erhaltene Lösung wurde
mit 0,75 ∼ 2,4 g Polyurethan-Prepolymer versetzt, das
0 ∼ 16 % Methylethylketon (nachstehend abgekürzt als "MEK"
bezeichnet) und 0 ∼ 1,2 % Toluoldiisocyanat (nachstehend
abgekürzt als "TDI" bezeichnet) enthielt, gut gerührt
und in eine 2,5%-ige Calciumchloridlösung eingetropft,
wodurch immobilisierte Mikroorganismen in kugelförmiger
Gestalt mit einem Durchmesser von jeweils 2 ∼ 3 mm erhalten
wurden.
5 ml Wasser wurde zu 10 ml der eingedickten Lösung zugegeben,
die dabei erhaltene Lösung wurde mit 0,75 g einer
∼2,4%-igen Polyurethanprepolymer-Lösung, die 0 ∼ 16 %
MEK und 0 ∼ 1,2 % TDI enthielt, versetzt, gut gerührt,
auf einen Polyethylenfilm fließen gelassen, zu einem
Film mit einer Dicke von 2 mm immobilisiert und zu einem
Würfel mit einem Volumen von 2 mm geformt.
In entsprechender Weise wurden Nitrifizierungsbakterien,
Methanbakterien, Pseudomonas sp. und Flavobakterium sp.
nach dem erfindunsggemäßen Verfahren und nach dem konventionellen
Verfahren immobilisiert.
Es wurde die Aktivität jedes der immobilisierten Mikroorganismen
gemessen. Die Aktivität wurde in der Weise
gemessen, daß für den Aktivschlamm und die Nitrifizierungsbakterien
die Respirationsraten (Einheit mgO2/h)
gemessen wurden und für die Methanbakterien und Pseudomonas
sp. und Flavobakterium sp. die Anzahl der lebenden
Bakterien bestimmt wurde. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden
Tabelle angegeben. Die Respirationsrate wurde
in der Weise gemessen, daß die Gesamtmenge der so gebildeten
immobilisierten Mikroorganismen in eine Inkubatorflasche
von 110 ml eingeführt wurde und die Respirationsrate
wurde anhand der Abnahme des gelösten Sauerstoffs
bestimmt.
Wie aus der Tabelle ersichtlich, bietet die vorliegende
Erfindung den Vorteil, daß hohe Werte in bezug auf die
Respirationsrate und die Anzahl der lebenden Bakterien
erhalten wurden, verglichen mit dem konventionellen Verfahren.
Die Fig. 2 und 3 zeigen das Ergebnis, daß nach dem
konventionellen Verfahren die Nitrifizierungsbakterien
in Form eines Films in einer Konzentration der Bakterien
ähnlich wie oben immobilisiert wurden, und es wurden die
durch MEK und TDI ausgeübten Einflüsse bestimmt. Aus diesem
Ergebnis ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße
Verfahren vorteilhafter ist als das konventionelle Verfahren.
Erfindungsgemäß können die Mikroorganismen im
hochaktiven Zustand durch Polyurethan durch Einschließen
immobilisiert werden. Wenn die Nitrifizierungsbakterien
in dem vorstehend beschriebenen Beispiel 1 wie nachstehend
beschrieben akklimatisiert werden, können ferner etwa
100 mg/l (oberhalb der Löslichkeit) Calciumphosphat zur
Kultivierung zugegeben werden und die Konzentration der
Nitrifizierungsbakterien wird auf das Dreifache der Konzentration
der Nitrifizierungsbakterien bei dem konventionellen
Verfahren, d.h. auf MLSS 30.000 mg/l erhöht.
Nachstehend wird ein Verfahren beschrieben, bei dem ein
Acrylamid-Monomeres in dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Immobilisieren von Mikroorganismen verwendet wird,
unter Bezugnahme auf die Fig. 4, die eine spezifische Ausführungsform
einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
In der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung werden
zuerst eine Mikroorganismen-Suspension (Aktivschlamm) 4,
eine wässrige Natriumalginatlösung 5 und eine wässrige
Acrylamidmonomer-Lösung 6 miteinander gemischt unter Verwendung
eines Leitungsmischers 1 und von Pumpen 2 und 3.
Wenn die dabei erhaltene gemischte Lösung durch eine Düse
7, die mit dem Leitungsmischer 1 in Verbindung steht, in
eine wässrige Lösung 8 des Polymerisationsinitiators Calciumchlorid
tropfengelassen wird, werden Calciumalginat-
Teilchen gebildet und gleichzeitig wird innerhalb der Teilchen
eine Polymerisation des Acrylamidmonomeren initiiert
und die Bildung der in Teilchenform immobilisierten Mikroorganismen
9 ist innerhalb von etwa 3 ∼ 15 min beendet.
Der Teilchendurchmesser ist variabel entsprechend der Viskosität
der eingetropften gemischten Lösung und entsprechend
der Einstellung des Öffnungsdurchmessers der Düse
7 und es ist ein Teilchendurchmesser von 1 ∼ 8 mm erhältlich.
Ein keinen Sauerstoff enthaltendes Gas 10, wie z.B.
Stickstoff, kann durch den Düsenabschnitt 7 geleitet werden,
um eine anaerobe Atmosphäre zu erzeugen. Die wässrige Lösung
8 des Polymerisationsinitiators ist erforderlich, um einen
Temperaturanstieg als Folge der Wärme zum Zeitpunkt der
Polymerisation zu verhindern, und die wässrige Lösung 8
wird durch Verwendung eines Wasserkühlmantels 11 bei 20 ∼ 30°C
gehalten. Die Konzentration der Mischung aus Natriumalginat
und dem Acrylamid-Monomeren, die in dem Leitungsmischer
1 miteinander gemischt werden, kann in geeigneter
Weise variiert werden und normalerweise wird die Mischung
so hergestellt, daß in der gemischten Lösung die Natriumalginatkonzentration
0,1 ∼ 2 % und die Acrylamidmonomer-
Konzentration 5 ∼ 30 % betragen.
Außerdem wird erfindungsgemäß das keinen Sauerstoff enthaltende
Gas, wie z.B. Stickstoff, vorher und in befriedigender
Weise durch die Calciumchlorid und den Polymerisationsinitiator
enthaltende wässrige Lösung hindurchgeleitet,
wodurch gelöster Sauerstoff, der die Polymerisation verhindert,
eliminiert wird, und die Operation wird unter einer
anaeroben Atmosphäre durchgeführt, so daß das innerhalb
der eingetropften Teilchen festgehaltene Acrylamid-Monomere
innerhalb eines kurzen Zeitraums zuverlässig polymerisiert
werden kann.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden normalerweise
als Vernetzungsmittel N,N′-Methylenbisacrylamid, N,N′-Propylenbisacrylamid,
Diacrylamidodimethylester und dergleichen
in der Lösung des Monomeren gelöst und außerdem wird darin,
falls erforderlich, als Polymerisationspromotor β-Dimethylaminopropylnitril,
N,N,N′,N′-Tetramethylethylendiamin oder
dergleichen gelöst.
Ein Beispiel, bei dem ein Acrylamidmonomeres verwendet
wird, und ein konventionelles Vergleichsbeispiel werden
nachstehend beschrieben.
Zuerst wurden Lösungen A ∼ D mit den nachfolgend angegebenen
Zusammensetzungen hergestellt:
Lösung A: Pseudomonas sp.
6,5 × 10-7 Zellen/cm3 Suspension
Lösung B: 15%-ige wässrige Natriumalginatlösung
Lösung C: gemischte wässrige Lösung mit 54 % Acrylamidmonomerem, 3 % N,N′-methylenbisacrylamid und 1,5 % β-Dimethylaminopropylnitril.
Lösung D: gemischte wässrige Lösung von 1 % Calciumchlorid und 0,5 % Peroxokaliumdisulfat.
6,5 × 10-7 Zellen/cm3 Suspension
Lösung B: 15%-ige wässrige Natriumalginatlösung
Lösung C: gemischte wässrige Lösung mit 54 % Acrylamidmonomerem, 3 % N,N′-methylenbisacrylamid und 1,5 % β-Dimethylaminopropylnitril.
Lösung D: gemischte wässrige Lösung von 1 % Calciumchlorid und 0,5 % Peroxokaliumdisulfat.
Die Lösungen A, B und C wurden in äquivalenten Mengen gemischt
unter Verwendung der in der Zeichnung dargestellten
Vorrichtung und in die Lösung D eingetropft, die vorher
und in zufriedenstellender Weise mit Stickstoffgas durchspült
wurde. Der Öffnungsdurchmesser der Düse betrug 1,5 mm.
Es wurde Calciumalginat hergestellt und die Polymerisation
von Acrylamid wurde initiiert. Die Temperatur der Lösung
D wurde bei 30°C gehalten und die Lösung D wurde langsam
gerührt, um zu verhindern, daß die Teilchen aneinander
hafteten. Die Polymerisation war innerhalb von einigen
Minuten beendet und es wurden immobilisierte Mikroorganismen
erhalten.
Der Teilchendurchmesser der immobilisierten Mikroorganismen
betrugt 3 ∼ 4 mm und die respiratorische Aktivität betrug
35 % der freien Mikroorganismen.
Zuerst wurden Lösungen A ∼ D mit den nachstehend angegebenen
Zusammensetzungen hergestellt:
Lösung A: Flavobakterium sp. 2,3 × 10-7 Zellen/cm3 Suspension
Lösung B: 3%-ige wässrige Natriumalginatlösung
Lösungen C und D: Die gleichen wie in Beispiel 2.
Lösung B: 3%-ige wässrige Natriumalginatlösung
Lösungen C und D: Die gleichen wie in Beispiel 2.
Nach einem Verfahren ähnlich demjenigen des Beispiels 2
wurden immobilisierte Mikroorganismen hergestellt. Der
Teilchendurchmesser betrug 4 ∼5 mm und die respiratorische
Aktivität betrug 78 % der freien Mikroorganismen.
Es wurden Lösungen A ∼ C mit den nachstehend angegebenen
Zusammensetzungen hergestellt:
Lösung A: Pseudomonas sp.
4,3 × 108 Zellen/cm3 Suspension
Lösung B: wässrige Lösung mit 36 % Acrylamidmonomerem, 2 % N,N′-Methylenbisacrylamid und 1 % β-Dimethylaminopropylnitril
Lösung C: Toluol (73 % Vol/Vol) + Chloroform (27 % Vol/Vol).
4,3 × 108 Zellen/cm3 Suspension
Lösung B: wässrige Lösung mit 36 % Acrylamidmonomerem, 2 % N,N′-Methylenbisacrylamid und 1 % β-Dimethylaminopropylnitril
Lösung C: Toluol (73 % Vol/Vol) + Chloroform (27 % Vol/Vol).
Die Lösungen B und A wurden in äquivalenten Mengen miteinander
gemischt, in die Lösung C getropft, die langsam gerührt
wurde, unter Verwendung einer Düse mit einem Öffnungsdurchmesser
von 1,5 mm. Die Temperatur der Lösung C wurde
bei 30°C gehalten. Die Polymerisation war innerhalb von
einigen Minuten beendet und es wurden Teilchen der immobilisierten
Mikroorganismen mit einem Teilchendurchmesser
von jeweils 3 ∼4 mm erhalten. Die respiratorische Aktivität
betrug 5 % der freien Mikroorganismen.
Es wurden Lösungen A ∼ C mit jeweils den nachstehend angegebenen
Zusammensetzungen hergestellt:
Lösung A: Flavobakterium sp.
1,5 × 107 Zellen /cm3 Suspension
Lösungen B und C: Die gleichen wie im Vergleichsbeispiel 1.
1,5 × 107 Zellen /cm3 Suspension
Lösungen B und C: Die gleichen wie im Vergleichsbeispiel 1.
Nach einem Verfahren ähnlich dem im Vergleichsbeispiel
1 beschriebenen wurden immobilisierte Mikroorganismen hergestellt.
Der Teilchendurchmesser betrug 4 ∼ 5 mm und die
respiratorische Aktivität betrug 11 % der freien Mikroorganismen.
Nach der vorliegenden Erfindung können teilchenförmige
immobilisierte Mikororganismen ohne Verwendung einer hydrophoben
Lösung erhalten werden und die immobilisierten Mikroorganismen
behalten eine bemerkenswert hohe Aktivität
bei, verglichen mit denjenigen, die nach den konventionellen
Verfahren hergestellt wurden.
Nachstehend wird eine detaillierte Beschreibung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Immobilisierung von Mikroorganismen
gegebenen, bei dem eine oder mehrere polymerisationsaktive
Gruppen an Polymethylenglycol gebunden werden unter
Bildung eines Polymethylenglycol-Prepolymeren, dieses Prepolymere
dann zu einem polymeren Gel geformt wird und die
Mikroorganismen durch Einschluß in dem Polymergel immobilisiert
werden.
Das erfindungsgemäß als Prepolymeres verwendete Polyethylenglycol
ist über eine Esterbrücke mit Acrylsäure oder Methacrylsäure
verbunden. Es können eine oder mehr Acrylsäure-
oder Metharylsäure-Gruppen durch Veresterung an das Polyethylenglycol
gebunden sein. Das Molekulargewicht des Polyethylenglycols
mit daran gebundener Acrylsäure oder Methacrylsäure,
die verestert ist, beträgt vorzugsweise etwa
300 ∼ 5000.
Als Monoester des Methoxypolyethylenglycols können beispielsweise
verwendet werden:
(1) Methoxytetraethylenglycolmethacrylat,
(2) Methoxypolyethylenglycol-¢-400 methacrylat, und
(3) Methoxypolyethylenglycol-¢1000 methacrylat. Als Polyethyleglycoldiester wird vorzugsweise verwendet:
(4) Polyethylenglycol-¢200 dimethacrylat,
(5) Polyethylenglycol-¢400 methacrylat,
(6) Polyethylenglycol-¢1000 dimethacrylat,
(7) 2,2-bis[4-(Methacryloxypolyethoxy)phenyl]propan,
(8) Polyethylenglycol-¢200 diacrylat,
(9) Polyethylenglycol-¢400 diacrylat und
(10) Polyethylenglycol-¢600 diacrylat.
(1) Methoxytetraethylenglycolmethacrylat,
(2) Methoxypolyethylenglycol-¢-400 methacrylat, und
(3) Methoxypolyethylenglycol-¢1000 methacrylat. Als Polyethyleglycoldiester wird vorzugsweise verwendet:
(4) Polyethylenglycol-¢200 dimethacrylat,
(5) Polyethylenglycol-¢400 methacrylat,
(6) Polyethylenglycol-¢1000 dimethacrylat,
(7) 2,2-bis[4-(Methacryloxypolyethoxy)phenyl]propan,
(8) Polyethylenglycol-¢200 diacrylat,
(9) Polyethylenglycol-¢400 diacrylat und
(10) Polyethylenglycol-¢600 diacrylat.
Ein Beispiel, bei dem Polyethylenglycolacrylat verwendet
wird, wird nachstehend beschrieben.
Der Aktivschlamm wurde auf 40.000 mg/l eingedickt, zu der
eingedickten Lösung wurden 18 % Polyethylenglycoldiacrylat
und 0,5 % Natriumalginat zugegeben, die so erhaltene Lösung
wurde gut gerührt und in eine 2,5%-ige Lösung von Calciumchlorid
(Polymerisationsinitiator), die β-Dimethylaminopropionitril
(Polymerisationsinitiator) und Kaliumpersulfat
enthielt, unter Verwendung einer Spritze eingetropft und
es wurden kugelförmige Teilchen der immobilisierten Mikroorganismen
mit jeweils einem Durchmesser von 2 ∼ 3 mm erhalten.
Die Herstellung der immobilisierten Mikroorganismen nach
dem konventionellen Verfahren erfolgte wie folgt:
Die vorstehend beschriebene eingedickte Flüssigkeit wurde
mit 18 % Polyethylenglycolacrylat, 0,5 % β-Dimethylaminopropionitril
und 0,25 % Kaliumpersulfat versetzt und polymerisiert
und zu säulenförmigen Pellets von 2mm⌀ × 2mm geformt.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben.
Außerdem wurde die Überlebensrate der lebenden Mikroorganismen
nach der folgenden Gleichung bestimmt:
worin die Aktivität der lebenden Mikroorganismen anhand
der Respirationsrate bestimmt wurde.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren diffundieren die Substanzen,
die für die Mikroorganismen toxisch sind, der
Polymerisationsinhibitor (Hydrochinon oder Hydrochinonmonomethylether)
und dergleichen, in die Calciumchloridlösung,
wenn Calciumchlorid zugetropft wird, und ihre Konzentration
wird niedrig, so daß die Überlebensrate der lebenden
Mikroorganismen bemerkenswert hoch ist und die Mikororganismen
eine hohe Aktivität aufweisen.
Da die Polymerisation gleichzeitig mit dem Zutropfen initiiert
wird, tritt das immobilisierende Material nicht
durch eine Calciumalginatkapsel aus und geliert in befriedigender
Weise.
Selbst Nitrifizierungsbakterien, deren Kulturen schwierig
einzudicken sind, können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
durch Einschließen immobilisiert werden. Erfindungsgemäß
können die Nitrifizierungsbakterien auf eine hohe
Konzentration eingestellt werden, auf die das erfindungsgemäße
Verfahren zur Immobilisierung von Mikroorganismen
angewendet werden kann, und dadurch wird eine Verbesserung
erzielt.
Nachstehend werden ein Verfahren zur Kultivierung und Eindickung
von Nitrifizierungsbakterien und ein Beispiel beschrieben,
bei dem die eingedickten Nitrifizierungsbakterien
in einem Acrylamidmonomeren immobilisiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Immobilisierung von
Nitrifizierungsbakterien bewirkt, daß die Nitrifizierungsbakterien
vorher an einem Salz eines Erdalkalimetalls haften,
das Salz mit den daran haftenden Nitrifizierungsbakterien
wird durch natürliche Sedimentation abgetrennt und
zu einem hydratisierten Polyacrylamidgel immobilisiert.
Als Erdalkalimetallsalze können erfindungsgemäß beispielsweise
verwendet werden Calciumphosphat, Calciumchlorid,
Magnesiumphosphat, Magnesiumsulfat und dergleichen.
Wenn die Nitrifizierungsbakterien an den Oberflächen von
feinen Erdalkalimetallteilchen haften, sind die Sedimentationseigenschaften
der Nitrifizierungsbakterien verbessert,
die Konzentration der Bakterien kann in einem beträchtlichen
Ausmaß erhöht werden, ohne daß eine komplizierte Trennung
von Feststoff und Flüssigkeit erforderlich ist. Infolgedessen
können die Mikororganismen in einer hohen Konzentration
in einem hydratisierten Gel immobilisiert werden.
Ein Erdalkalimetall übt keine schädliche Wirkung auf Nitrifizierungsbakterien
aus und es kann eine pH-Wertsenkung
kontrollieren durch die Nitrationen, die unter der Einwirkung
der Nitrifizierungsbakterien entstehen.
Nachstehend wird ein Beispiel beschrieben, bei dem Nitrifizierungsbakterien
bis zu einer hohen Konzentration eingedickt
werden, und es wird ein Verfahren zur Immobilisierung
der eingedickten Bakterien in Acrylamid beschrieben.
100 mg/l Calciumphosphat wurden in einen Reaktionstank
eingeführt, in dem Nitrifizierungsbakterien vom suspendierten
Typ MLSS von 6000 mg/l akklimatisiert wurden, und
außerdem wurde die Kultivierung noch etwa einen Monat lang
fortgesetzt. Als Ergebnis erhielt man Nitrifizierungsbakterien,
die an den Oberflächen des Calciumsalzes hafteten,
und wenn sie der natürlichen Sedimentation unterworfen
wurden, stieg die MLSS, die ansonsten 10.000 mg/l betragen
würde, auf 30.000 mg/l.
Die so eingedickten Nitrifizierungsbakterien wurden gemischt
mit einer wässrigen Lösung, die 1,5 % Natriumalginat,
18 % des Acrylamidmonomeres und 1 % N,N′-Methylenbisacrylamid
(Vernetzungsmittel) enthielt. Zu der so erhaltenen
gemischten Lösung wurden 0,5 % Dimethylaminopropionitril
als Polymerisationspromotor und 0,25 % Peroxokaliumdisulfat
als Polymerisationsinitiator zugegeben und es wurde bei
etwa 30°C polymerisiert. Das so erhaltene Polyacrylamidgel
wurde zu säulenförmigen Pellets mit einem Durchmesser von
jeweils 3 mm und einer Höhe von 3 mm geformt.
Die so erhaltenen säulenförmigen Pellets wurden in einen
Belüftungstank vom Wirbelschicht-Typ (7 l) in einem Packungsverhältnis
von 10 % eingefüllt und synthetisches Abwasser,
das eine Stickstoff enthaltende ammoniakalische
Verbindung enthielt, wurde kontinuierlich durch diesen
Belüftungstank hindurchgeleitet. Die Ergebnisse sind in
der folgenden Tabelle angegeben.
Außerdem wurden zum Vergleich die gleichen Versuche wie
vorstehend beschrieben für den Fall durchgeführt, bei dem
die suspendierten Bakterien nach dem konventionellen Verfahren
immobilisiert worden waren, und die Ergebnisse sind
in der folgenden Tabelle unter "konventionelles Verfahren"
angegeben.
Wie aus der vorstehenden Tabelle hervorgeht, können nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren die Bakterien in einer
hohen Konzentration immobilisiert werden, verglichen mit
dem konventionellen Verfahren, die Aktivität und die Beladung
können bei hohen Werten gehalten werden. Außerdem
kann die in dem Gel immobilisierte Calciumverbindung die
pH-Wertsenkung kontrollieren als Folge der Bildung von
NO3, die Aktivität der Bakterien kann deshalb bei einem
höheren Wert als vorher gehalten werden, so daß eine stabile
Behandlung erzielt werden kann.
Erfindungsgemäß können die Nitrifizierungsbakterien an
dem Calciumsalz haften zur Erhöhung der Konzentration der
Nitrifizierungsbakterien, so daß die Konzentration der
Bakterien in dem Gel erhöht werden kann. Wenn die Nitrifizierungsbakterien
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
immobilisiert worden sind, kann daher Abwasser auf wirksame
Weise und bei hoher Beladung behandelt werden.
Es ist klar, daß die Nitrifizierungsbakterien von hoher
Konzentration, die bei dieser Ausführungsform kultiviert
wurden, auch für ein Prepolymeres, wie z.B. ein Polyurethanprepolymeres
oder ein Polyethylenglycolacrylat, wie vorstehend
beschrieben, verwendet werden können.
Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf
spezifische bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert,
es ist jedoch selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs
beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht
abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch
der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Claims (22)
1. Verfahren zur Immobilisierung von Mikroorganismen, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Monomeres oder
Prepolymeres (ein Polymeres mit einem niedrigen Molekulargewicht)
mit einer oder mehreren polymeraktiven Gruppen
mit einer Lösung gemischt wird, die Alginsäure oder ein
wasserlösliches Alginat und Mikororganismen enthält, daß
die gemischte Lösung in eine Lösung eines Salzes eingetropft
wird, die mit der Alginsäure ein unlösliches Salz bilden
kann, und daß das Monomere oder Prepolymere polymerisiert
wird und daß die Mikroorganismen in dem so gebildeten Polymeren
durch Einschluß immobilisiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Alginsäure oder das Alginat, die (das) der gemischten
Lösung zugesetzt wird, in einer Menge von 0,3∼1,2 % verwendet
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Salz in der Salzlösung zur Bildung des unlöslichen
Salzes mit Alginsäure ein Kationensalz mit einer
Valenz von 2 oder mehr verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
als Salz in der Salzlösung zur Bildung des unlöslichen
Salzes mit Alginsäure ein Calciumsalz, Bariumsalz, Aluminiumsalz,
Methylenblau oder ein Eisen(III)salz verwendet
wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß als Mikroorganismen, die der gemischten
Lösung zugesetzt werden, Nitrifizierungsbakterien,
Methanbakterien, Pseudomonas sp. oder Flavobakterium sp.
verwendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Nitrifizierungsbakterien, die der gemischten Lösung
zugesetzt werden, vorher an ein Erdalkalimetallsalz gebunden
werden, das mit den daran gebundenen Nitrifizierungsbakterien
durch natürliche Sedimentation für die Verwendung
abgetrennt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
als Erdalkalimetallsalz Calciumchlorid, Calciumphosphat
oder Magnesiumphosphat verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß es sich bei dem Monomeren oder Prepolymeren,
das der gemischten Lösung zugesetzt wird, um ein
Polyurethanprepolymeres mit einer oder mehreren endständigen
Isocyanatgruppen handelt und daß es sich bei dem gebildeten
Polymeren um Polyurethan handelt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der gemischten Lösung ein Vernetzungsmittel zugesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß als Vernetzungsmittel Toluoldiisocyanat verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der gemischten Lösung ein Weichmacher zugesetzt
wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß als Weichmacher Methylethylketon, Dioctylphthalat oder
Dibutylphthalat verwendet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das der gemischten Lösung zugesetzte Methylethylketon
in einer Menge von 5 ∼ 30 % verwendet wird und daß das der
gemischten Lösung zugesetzte Toluoldiisocyanat in einer
Menge von 0,2 ∼ 0,8 % verwendet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß es sich bei dem der gemischten Lösung
zugesetzten Monomeren um ein Acrylamidmonomeres handelt
und daß es sich bei dem gebildeten Polymeren um Polyacrylamid
handelt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß zusammen mit dem Acrylamidmonomeren der gemischten
Lösung ein Vernetzungsmittel zugesetzt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß als Vernetzungsmittel N,N′-Methylenbisacrylamid, N,N′-
Propylenbisacrylamid oder ein Diacrylamiddimethylester
verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 14 der 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der gemischten Lösung, die ein Acrylamidmonomeres
enthält, ein Polymerisationspromotor für das Acrylamidmonomere
zugesetzt wird in die Salzlösung zur Bildung eines
unlöslichen Salzes mit Alginsäure.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß als Polymerisationspromotor b-Dimethylaminpropionitril
und N,N,N′,N′-Tetramethylendiamin zugesetzt werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß es sich bei dem der gemischten Lösung
zugesetzten Prepolymeren handelt um eine oder mehr Polyethylenglycolacrylatgruppen,
worin eine oder mehr Acrylsäuregruppen,
die als aktive Gruppe oder Gruppen dienen,
durch Veresterung an das Polyethylenglycol gebunden sind,
und daß es sich bei dem gebildeten Polymeren um ein polymerisiertes
Polyethylenglycolgel handelt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der (den) Acrylsäuregruppe(n) um Acrylsäure
oder Methacrylsäure handelt.
21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß in der gemischten Lösung, die Polyethylenglycolacrylat
enthält, ein Polymerisationspromotor der Salzlösung zugegeben
wird zur Bildung eines unlöslichen Salzes mit Alginsäure.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
daß als Polymerisationspromotor β-Dimethylaminopropionitril
oder Kaliumpersulfat verwendet wird.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60141901A JPS623787A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 微生物の固定化方法 |
JP60202877A JPS6261583A (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | 硝化菌の固定化方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3617875A1 true DE3617875A1 (de) | 1987-01-08 |
DE3617875C2 DE3617875C2 (de) | 1993-10-14 |
Family
ID=26474062
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863617875 Expired - Lifetime DE3617875C2 (de) | 1985-06-28 | 1986-05-28 | Verfahren zum Immobilisieren von Mikroorganismen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4791061A (de) |
KR (1) | KR930012103B1 (de) |
DE (1) | DE3617875C2 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3801053A1 (de) * | 1987-01-16 | 1988-07-28 | Kibun Kk | Verfahren zur herstellung von immobilisierten enzymen oder mikroorganismen |
WO1989007139A1 (en) * | 1988-02-05 | 1989-08-10 | Novo-Nordisk A/S | A method for immobilizing a polypeptide in a polymer and a membrane produced thereby |
WO1990010079A1 (en) * | 1989-02-28 | 1990-09-07 | Alko Ltd. | Process and means for the microbiological remediation of polluted soil and microorganisms for use in said process |
EP0571748A2 (de) * | 1992-05-29 | 1993-12-01 | HERBERT SEUS GmbH & CO. SYSTEMTECHNIK KG | Biokatalysator auf Polyurethan-Basis |
CN113428974A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-24 | 黑龙江佰瑞德环境生物科技有限公司 | 一种膜生物反应器和一种减缓膜生物反应器膜污染的方法 |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5560909A (en) * | 1986-06-03 | 1996-10-01 | Dowelanco | Insecticidal compositions and process for preparation thereof |
SE460518B (sv) * | 1988-02-17 | 1989-10-23 | Diffchamb Ab | Gelkropp innehaallande mikroorganismer foer steriliseringskontroll samt foerfarande foer att genomfoera en steriliseringskontroll |
US5240853A (en) * | 1989-03-07 | 1993-08-31 | Oxyrase, Inc. | Apparatus and method for continuously removing oxygen from fluid streams using bacterial membranes |
JPH03259083A (ja) * | 1990-03-09 | 1991-11-19 | Oji Kako Kk | 生体触媒の固定化法 |
US5529914A (en) | 1990-10-15 | 1996-06-25 | The Board Of Regents The Univeristy Of Texas System | Gels for encapsulation of biological materials |
US5573934A (en) | 1992-04-20 | 1996-11-12 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Gels for encapsulation of biological materials |
US5334640A (en) * | 1992-04-08 | 1994-08-02 | Clover Consolidated, Ltd. | Ionically covalently crosslinked and crosslinkable biocompatible encapsulation compositions and methods |
US20040138329A1 (en) * | 1992-04-20 | 2004-07-15 | Board Of Regents Of The University Of Texas System | Gels for encapsulation of biological materials |
US5916790A (en) * | 1995-03-03 | 1999-06-29 | Metabolex, Inc. | Encapsulation compositions, and methods |
AU705108B2 (en) * | 1995-03-03 | 1999-05-13 | Metabolex, Inc. | Novel encapsulation process by a gelling polymer |
DE19714219A1 (de) * | 1997-04-07 | 1998-10-08 | Cornelius Prof Dr Friedrich | Verfahren und Vorrichtung zur Aktivitätsbestimmung immobilisierter Mikroorganismen |
US6495161B1 (en) * | 1999-03-09 | 2002-12-17 | Vivorx, Inc. | Cytoprotective biocompatible containment systems for biologically active materials and methods of making same |
US7374905B2 (en) | 2000-11-08 | 2008-05-20 | Oxyrase, Inc. | Medium composition, method and device for selectively enhancing the isolation of anaerobic microorganisms contained in a mixed sample with facultative microorganisms |
KR100759917B1 (ko) * | 2001-02-21 | 2007-09-18 | 가부시키가이샤 히타치플랜트테크놀로지 | 가열담체 및 그 제조방법 및 그 담체를 사용한 환경정화방법 |
JP3788601B2 (ja) * | 2002-01-25 | 2006-06-21 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 亜硝酸型硝化担体及びその製造方法並びにそれを用いた窒素除去方法及び装置 |
JP2007020437A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 包括固定化担体及びその製造方法 |
JP2007082485A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 包括固定化担体、その製造方法、及び保管・輸送方法 |
JP2007125460A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 包括固定化担体及びその製造方法 |
JP4210947B2 (ja) * | 2005-12-15 | 2009-01-21 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 包括固定化担体の保管方法及び製造方法 |
JP4235836B2 (ja) * | 2006-03-23 | 2009-03-11 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 包括固定化担体及びその製造方法、並びにそれを用いた廃水処理方法及び装置 |
JP4863110B2 (ja) * | 2006-06-28 | 2012-01-25 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 飼育水浄化用の包括固定化担体、飼育水の浄化方法及び装置、並びに水槽セット |
US9050180B1 (en) | 2012-05-22 | 2015-06-09 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Microvascular stamp for patterning of functional neovessels |
US9334507B2 (en) | 2012-06-15 | 2016-05-10 | Microvi Biotech, Inc. | Bioprocesses for making butanol |
US9255281B2 (en) | 2012-06-15 | 2016-02-09 | Microvi Biotech Inc. | Bioconversion processes using water-insoluble liquids |
AU2013274014B2 (en) | 2012-06-15 | 2018-05-24 | Microvi Biotech Inc. | Novel biocatalyst compositions and processes for use |
US9752164B2 (en) | 2012-06-15 | 2017-09-05 | Microvi Biotech, Inc. | Enhanced efficiency ethanol and sugar conversion processes |
CN117658315B (zh) * | 2023-11-20 | 2024-05-10 | 华北电力大学 | 一种铁掺杂碳化聚蒽醌负载聚己二酰己二胺纤维填料制备及应用 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4452892A (en) * | 1980-09-11 | 1984-06-05 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Immobilization of biologically active material in a hydrogel on a support |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0062457B1 (de) * | 1981-04-02 | 1986-03-05 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Herstellung chemischer Verbindungen |
DE3312578A1 (de) * | 1983-04-08 | 1984-10-11 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Biologisch aktive zusammensetzung zur abwasser- und abluftreinigung |
US4605622A (en) * | 1983-11-15 | 1986-08-12 | Kansai Paint Co., Ltd. | Process for producing granular fixed enzymes or microorganisms |
-
1986
- 1986-05-28 DE DE19863617875 patent/DE3617875C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-05-30 US US06/868,454 patent/US4791061A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-05-30 KR KR1019860004279A patent/KR930012103B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4452892A (en) * | 1980-09-11 | 1984-06-05 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Immobilization of biologically active material in a hydrogel on a support |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3801053A1 (de) * | 1987-01-16 | 1988-07-28 | Kibun Kk | Verfahren zur herstellung von immobilisierten enzymen oder mikroorganismen |
WO1989007139A1 (en) * | 1988-02-05 | 1989-08-10 | Novo-Nordisk A/S | A method for immobilizing a polypeptide in a polymer and a membrane produced thereby |
WO1990010079A1 (en) * | 1989-02-28 | 1990-09-07 | Alko Ltd. | Process and means for the microbiological remediation of polluted soil and microorganisms for use in said process |
EP0571748A2 (de) * | 1992-05-29 | 1993-12-01 | HERBERT SEUS GmbH & CO. SYSTEMTECHNIK KG | Biokatalysator auf Polyurethan-Basis |
DE4217891A1 (de) * | 1992-05-29 | 1993-12-02 | Herbert Seus Gmbh & Co Systemt | Biokatalysator auf Polyurethan-Basis |
EP0571748A3 (de) * | 1992-05-29 | 1995-01-11 | Herbert Seus Gmbh & Co Systemt | Biokatalysator auf Polyurethan-Basis. |
CN113428974A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-24 | 黑龙江佰瑞德环境生物科技有限公司 | 一种膜生物反应器和一种减缓膜生物反应器膜污染的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3617875C2 (de) | 1993-10-14 |
KR870000424A (ko) | 1987-02-18 |
US4791061A (en) | 1988-12-13 |
KR930012103B1 (ko) | 1993-12-24 |
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DE3617875C2 (de) | Verfahren zum Immobilisieren von Mikroorganismen | |
EP1322559B1 (de) | Verwendung einer mikrobiologischen kultur für die einleitung von mikrobiologischen abläufen in der aquaristik | |
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