(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄バクテリア培養に使用される前記鉄バクテリアが着床するバクテリア着床材と金属鉄材との組体において、前記金属鉄材は、前記バクテリア着床材を被覆するか又は両者が混合した状態であることを特徴とする鉄バクテリア培養に使用するバクテリア着床材と鉄材組体。
【請求項２】
前記バクテリア着床材は糸を織った織布状着床体であり、前記糸に前記金属鉄材が被覆されているか、前記糸が前記金属鉄の線のものであることを特徴とする請求項１記載の鉄バクテリア培養に使用するバクテリア着床材と鉄材組体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄バクテリア培養に使用するバクテリア着床材で鉄材との組体となったものに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄バクテリア等の自然界に存在するバクテリアを工業的に利用することが行われつつあり、
従来からその利用に関する文献が紹介されている。
先ず、バクテリアの利用では、鉄バクテリアを例にとれば、
１）          鉄バクテリアによる廃水中の鉄の除去
２）          鉄バクテリアによる鉄の除去を利用した重金属の除去
３）          鉄バクテリアによる鉄の酸化とアルカリ水の中和
などが提案されている。
これらの利用に関する文献を上げてみると、
特許文献１の段落番号０００２に、酸化第一鉄を酸化処理して酸化第二鉄にし、酸化第二鉄をバクテリア着床体として、これを利用することが書かれている。
特許文献２では、鉄酸化バクテリアの着床体となる珪藻土粒子を回収し再利用することが記述され、いずれも、バクテリア着床体を再利用することは記述されているが、バクテリアの効率的培養については、記述されておらず、いずれも自然水に含まれる微量の鉄を利用するもので緩慢な増殖のままである不都合があった。
更に、特許文献３では、好気性鉄酸化バクテリアの電気培養について提案されている。
この文献の段落番号０００６には、「この鉄酸化細菌はＦｅ２＋をエネルギー源として用いて生育するが、これは、Ｆｅ２＋をＦｅ３＋に酸化する際の電子（ｅ―）をエネルギーとして取り出しているものである。しかし、（反応を増速するため）培地中のＦｅ２＋の濃度を高くすると、基質阻害が起こる上、酸化後に生じるＦｅ３＋により培地中に沈澱が生成され増殖阻害が起きるため、エネルギー源であるＦｅ２＋濃度を高めることができず、高濃度までの培養及び大量培地が妨げられていた。」という記述のように、培養効率を上げるためには、エネルギー源であるＦｅ２＋濃度を高めたいが、Ｆｅ２＋は、極めて還元性が強くそのため、有毒になりバクテリア自体が生息できない。そのため、バクテリアが利用する分量のみその場でＦｅ２＋を生成するのがよい。この提案では、初めに鉄材としてＦｅ３＋を用い、これを通電して還元して逆に必要分のＦｅ２＋を生成している。卓見であるが、電気培養の為に通電電極や電極間に付設するフィルタなど設備が増えることや、培養槽の中での均等な培養が難しく、大量の培養槽は構成できない欠点がある。
このようにバクテリアの利用における課題は、
・その処理速度が緩慢なこと
・鉄バクテリアの増殖が緩慢であり供給量に不都合があること
があげられる。
本提案では、２番目の鉄バクテリアの増殖の緩慢さを改善する培養時に使用されるバクテリアの着床材と鉄材との組体を取り上げる。
そして、金属の鉄を材料として与え、弱酸性の培養水に溶かすことで第一鉄Ｆｅ２＋として供給される。例えば、好都合なことは、二酸化炭素を溶かした炭酸水は都合の良い弱酸性の培養水となる。その結果としてバクテリアに対してＦｅ２＋をエネルギー源として提供できる。このため、電気的培養の不都合は改善され、二酸化炭素の圧力や温度により培養を制御できる。バクテリア体の構成のための材料としても二酸化炭素を提供できる利点もある。そのような培養において、金属の鉄材とバクテリアの着床材を組体として有する増殖着床材は未だ提案されていない。
以下、説明する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６３８４
【特許文献２】特公昭５７−４４３９３
【特許文献３】特許第４０９９６０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、好気性のバクテリア、特に通常では増殖が緩慢な鉄酸化性バクテリアを培養の速さを上げて培養するために使用するバクテリア着床材と鉄材組体を提供することで、鉄バクテリアの増殖を助長することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
弱酸性の培養水の中に付設され鉄バクテリア培養に使用される前記鉄バクテリアが着床するバクテリア着床材と金属鉄材との組体を提供する。
以下、請求項に沿って説明する。
【０００６】
請求項１記載の発明は、鉄バクテリア培養に使用するバクテリア着床材と鉄材組体において、前記金属鉄材は、前記バクテリア着床材を被覆するか又は両者が混合した状態であることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の鉄バクテリア培養に使用するバクテリア着床材と鉄材組体において、前記バクテリア着床材は糸を織った織布状着床体であり、前記糸に前記金属鉄材が被覆されているか、前記糸が前記金属鉄の線のものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように構成されているので、培養に使用された際に、前記金属鉄材が前記弱酸性の培養水に溶解し第一鉄イオン（Ｆｅ２＋）を前記バクテリア着床材上の前記鉄バクテリアに供給可能とし、前記鉄バクテリアがこれを酸化して第二鉄イオン（Ｆｅ３＋）として反応エネルギーを利用して活動・増殖することを助長することを可能としたものである。本発明の鉄バクテリア培養に使用するバクテリア着床材と鉄材組体は、培養槽内で培養に使用した場合、鉄材がバクテリア着床材上で弱酸性の培養水に溶解して第一鉄イオンを着床しているバクテリアに供給するので、極めて効率よくバクテリアによる酸化反応を行わせ、従って増殖を助長するという極めて好都合な特徴が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のバクテリア着床材と鉄材組体の一実施態様を示す図である。
【図２】バクテリア培養装置の一実施態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
先ず、鉄バクテリアの培養の概要を図２を使用し説明する。
図２は、バクテリア培養装置の一実施態様を示す図である。
培養槽２１０内には、弱酸性（ｐＨ４からｐＨ６．４）の、好ましくは二酸化炭素を溶解した炭酸水の培養水２２０が満たされ、培養水の中に鉄バクテリアが着床するバクテリア着床体２３０が満たされている。バクテリア着床体２３０上で、バクテリアは、培養水２２０中の第一鉄イオンＦｅ２＋を酸化して反応熱をエネルギーとして取り込み増殖する。培養水中の第一鉄イオンＦｅ２＋の濃度により酸化反応は律速され、通常の水では増速は緩慢になる。
ここで、バクテリアの着床した着床体上で増殖の環境として、ｐＨ４．０から７．０の酸性環境と第一鉄イオンＦｅ２＋の供給環境を作ってやることが増殖の為に必要である。
このためには、弱酸性の環境は、混入する酸がなんでもよいが、好ましくは二酸化炭素を溶かした炭酸水や他にクエン酸や、酒石酸、酢酸などの有機酸が弱酸性を与えるものとして好ましい。又、これらは、バクテリアの構成要素としての有機物を与え、増殖を助長することにもなる。そして、着床体上に第一鉄イオンＦｅ２＋を供給する環境として、バクテリア着床材と鉄材組体において、着床材の周りで弱酸性の培養水に鉄材が接して第一鉄イオンＦｅ２＋として溶解し、着床材に付いているバクテリアで有効に利用に供される。
バクテリアによる酸化により第一鉄イオンＦｅ２＋が第二鉄イオンＦｅ３＋に変わると、第一鉄イオンＦｅ２＋が減少するので、鉄材は溶解し第一鉄イオンＦｅ２＋の濃度はほぼ一定に保たれる。従って、酸化が進むとそれに見合って鉄材は溶解する。第二鉄イオンＦｅ３＋は、沈殿してマッド状になり（増殖したバクテリアが着床している）バクテリア着床材に付着する。従って、金属の鉄材が第二鉄イオンの沈殿物になったとみてもよい。
このようなバクテリアの増殖に好都合なバクテリア着床材と鉄材組体を図１で説明する。
【００１１】
図１は、本発明のバクテリア着床材と鉄材組体の一実施態様を示す図である。
１−Ａ−１では、着床体の粒子が多数の孔１１１を有する有孔粒子１１０の着床体であり、粒子には鉄金属の被膜１１２が被覆されている。着床したバクテリアは、粒子上で鉄を利用することができる。
１−Ａ−２では、１−Ａ−１との違いは、粒子は有孔のビーズ状（管状）着床体１２０となっている。
１−Ｂでは、１−Ａ−１での有孔粒子１１０と鉄粒子１３０が所望の割合で混合しているものである。勿論、これは、１−Ａ−２のビーズ状のものでも混合ができる。
１−Ｃでは、有孔粒子１１０（ビーズ状のものも同じ）と鉄棒体１４０による組を示している。尚、鉄棒体１４０による組は、混合体による改変体とも解釈できる。
１−Ｄでは、糸を織った織布状着床体１５０であり、糸に鉄が被覆されているか、糸が鉄線のものとすることができる。勿論、織布状着床体１５０と鉄粒子１３０、鉄棒体１４０の組も可能である。
尚、着床体として、好都合な素材としては、ゼオライト材、軽石、アンスラサイト（無煙炭）、ポリエステル球状繊維単体、シリカ、他市販の吸着材が利用できる。
尚、鉄以外に、バクテリアの構成に必要な金属、例えばマグネシウムやリンを含ませてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
以上のように構成されているため、本発明の鉄バクテリア培養に使用するバクテリア着床材と鉄材組体は、培養槽内で培養に使用した場合、鉄材がバクテリア着床材上で弱酸性の培養水に溶解し第一鉄イオンを着床しているバクテリアに供給するので、極めて効率よくバクテリアによる酸化反応・従って増殖を助長するので産業上利用性が極めて大きい。
【符号の説明】
【００１３】
１１０  有孔粒子
１１１  孔
１１２  鉄金属の被膜
１２０  ビーズ状着床体
１３０  鉄粒子
１４０  鉄棒体
１５０  織布状着床体
２１０  培養槽
２２０  培養水
２３０  バクテリア着床体
以上。
【図１】
0006464391.tif 000002
【図２】
0006464391.tif 000003