JP2002159986A

JP2002159986A - 表面に無機物粒子を固着させた微生物担体、汚水浄化槽、及び微生物担体の製造法

Info

Publication number: JP2002159986A
Application number: JP2000358784A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamashita; 宏山下; Nobuyoshi Katagai; 信義片貝
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-06-04

Abstract

(57)【要約】【課題】微生物担体の比重調整を容易に行うことがで
き、機械的な強度等を低下させず、また、セル（気泡）
の連通性も確保された微生物担体、その微生物担体を槽
内に充填した汚水浄化槽、及び微生物担体の製造法を提
供する。【解決手段】合成樹脂製部材２の表面に無機物ゾル７の
層を形成させ、これを合成樹脂部材２の軟化点付近の温
度に加熱し、無機物ゾル７中に含まれる分散媒を飛ばす
と共に、無機物ゾル７中の無機物粒子３を合成樹脂製部
材２の表面に固着させ、微生物担体とする。浄化槽の濾
床における充填材として用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭等からの生活
排水や有機物系産業廃水等を生物学的に処理する場合、
接触材、濾材又は微生物付着材として槽内に充填される
微生物担体、その微生物担体を槽内に充填した汚水浄化
槽、及び微生物担体の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭等からの生活排水や有機物系産業廃
水等を生物学的に処理する場合、活性汚泥等の微生物を
微生物担体（微生物付着材、接触材、濾材などともい
う）に付着させ、排水をこれに接触させて処理する固定
床法や流動床法は、従来からよく知られている。また、
ここで用いられる微生物担体は、通常、その処理方法に
適した比重をもつ担体が用いられる。このような担体と
して、例えば、合成樹脂基材と無機材料とを主成分と
し、発泡、成形して見掛け比重を０．２〜１．２の範囲
の所要の値に調整した発泡プラスチック類は知られてい
る（特開昭５６―８９８９７号公報等）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した発泡
プラスチック類では、無機材料と合成樹脂基材とを混ぜ
て見掛け比重を０．２〜１．２の範囲の所要の値に調整
する際に、無機材料の量が多くなると、引張り強度、圧
縮強度、耐摩耗性等の機械的な強度が低下しやすい。ま
た、無機材料を合成樹脂基材と混ぜて発泡成形する際
に、無機材料の量が多くなると発泡性が悪くなり、微生
物担体のセル（気泡）の連通性の低下を招きやすい。

【０００４】本発明は、微生物担体の比重調整を容易に
行うことができ、機械的な強度等を低下させず、また、
セル（気泡）の連通性も確保された微生物担体、その微
生物担体を槽内に充填した汚水浄化槽、及び微生物担体
の製造法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明における微生物担体では、次の構成をとっ
た。すなわち、本発明の微生物担体は、合成樹脂製部材
２の表面に無機物粒子３が固着されてなる微生物担体で
ある。

【０００６】また、本発明における微生物担体は、連通
性セルを有する多孔性プラスチック４のセル表面に無機
物粒子３が固着されてなる微生物担体でもある。合成樹
脂製部材として連通性を有する多孔性プラスチック４を
用いることにより、微生物担体への微生物の付着性を更
に高めることができる。

【０００７】またここで、無機物粒子の量は、合成樹脂
製部材又は多孔性プラスチック１００重量部に対して５
〜５０重量部程度が好ましい。

【０００８】本発明は、また、上記の微生物担体を槽内
に備える汚水浄化槽にも関する。

【０００９】本発明は、さらに、上記した、合成樹脂
製部材２の表面に無機物粒子３が固着されている微生物
担体の製造法、すなわち、合成樹脂製部材２の表面に無
機物ゾル７の層を形成させ、これを前記合成樹脂部材２
の軟化点付近の温度に加熱し、無機物ゾル７中に含まれ
る分散媒を飛ばすと共に、無機物ゾル７中の無機物粒子
３を前記合成樹脂製部材２の表面に固着させることを特
徴とする微生物担体の製造法、にも関する。

【００１０】ここで、用いられる合成樹脂製部材とし
ては、ポリ塩化ビニル、ポリビニルフォルマール、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロ
ピレン−ジエン共重合体、エチレン−メタクリル酸共重
合体、ポリスチレン、アクリル系樹脂、ナイロン、ポリ
カーボネイト、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑
性樹脂、またはフェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア
樹脂等の熱硬化性樹脂等がある。

【００１１】微生物担体の形状は、球状、サイコロ状、
柱状、中空筒状、繊維塊状、松笠状又はそれらに類似す
る様々な形状をとり得る。製造の容易さからは、サイコ
ロ状、柱状、又は中空円筒状もしくは角筒状等の形状が
好ましい。

【００１２】用いられる無機物ゾルは、分散媒に無機物
粒子を分散させたゾル（液状）で、アルミナゾル、シリ
カゾル、珪酸ナトリウムゾル等がある。無機物ゾルに含
まれる無機物粒子の濃度は、通常、１〜２０ｗｔ％程度
であり、無機物ゾルに含まれる無機物粒子の粒子大きさ
は平均粒子径で２〜１００ｎｍ程度が好ましく、更に好
ましくは平均粒子径で２〜２０ｎｍの微粒子である。無
機物粒子の形状は、粒状、棒状、鎖状及び羽毛状等のい
ずれでもよく、特に鎖状及び羽毛状がよい。合成樹脂製
部材との接着性が良いからである。

【００１３】無機物ゾルの分散媒としては、水、メタノ
ール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジメチ
ルアセトアミド、ジメチルエチルケトン、キシレンｎ−
ブタノール、メチルイソブチルケトン等がある。

【００１４】ここで、無機物ゾルの粘度は好ましくは０
〜１００ｍＰａ・ｓの範囲であり、更に好ましくは、無
機物ゾルの層の形成の容易さから２０ｍＰａ・ｓ以下で
ある。なお、無機物粒子の合成樹脂製部材への固着性を
高めるために、無機物ゾル中に接着剤又は塗料等を添加
してもよい。その場合の接着剤又は塗料の添加量は無機
物粒子の重量（１００）に対しておよそ１０〜５０重量
部である。

【００１５】合成樹脂製部材の表面に無機物ゾルの層を
形成させる方法としては、合成樹脂製部材を無機物ゾル
の中に含浸して引き上げる方法、合成樹脂製部材に無機
物ゾルを噴き付ける方法、はけ等を用いて合成樹脂製部
材の表面に無機物ゾルを直接塗り付ける方法等がある。

【００１６】また、本発明において「固着」とは、上記
方法などによって合成樹脂製部材の表面に無機物粒子が
化学的又は物理的な結合力で接着又は付着されている状
態を意味する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面により本発明を更
に具体的に説明する。図１は、本発明に係る微生物担体
の一例の製造法（第１の製造法）の説明図、図２は得ら
れた微生物担体の拡大図である。無機物ゾル７（液状）
を均一に撹拌する攪拌機５を備える無機物ゾル貯留槽６
内に、所定の大きさに切断した中空円筒状の合成樹脂製
部材２を投入し、一定時間、混合攪拌する。合成樹脂製
部材２を取り出し、表面に無機物ゾル７の層を形成した
合成樹脂製部材２を得る。その後、加熱機（図示省略）
を用い合成樹脂製部材２の軟化点付近の温度に加熱し、
無機物ゾル７中に含まれる分散媒を飛ばすと共に、合成
樹脂製部材２表面の無機物ゾル７をゲル化させ、合成樹
脂製部材２表面に無機物粒子３を固着させる。中空筒状
の合成樹脂製部材２の内表面及び外表面に無機物粒子３
が固着した微生物担体１が得られる。

【００１８】図３は、本発明に係る微生物担体の他の例
の製造法（第２の製造法）の説明図である。図示するよ
うに、所定の大きさに切断した中空円筒状の合成樹脂製
部材２に、無機物ゾル７を均一に撹拌する攪拌機８を備
える無機物ゾル貯留槽９と、導入管１０と、噴射ノズル
１１とで構成される無機物ゾル噴霧装置１２を用いて無
機物ゾル７を噴霧する。その後、先の方法と同様にし
て、加熱機により合成樹脂製部材２の軟化点付近の温度
に加熱し、合成樹脂製部材２表面の無機物ゾル７をゲル
化させ、合成樹脂製部材２表面に無機物粒子３を固着さ
せる。なお、合成樹脂製部材２がシート状の多孔性プラ
スチックを切断して得られるような場合、シート状の多
孔性プラスチックに無機物ゾル７を噴霧し、加熱機で加
熱してゲル化させて多孔性プラスチックのセル表面に無
機物粒子３を固着させた後、これを所定の大きさに切断
しても良い。

【００１９】図４は本発明に係る微生物担体の第３の製
造法の説明図であり、図５は得られる微生物担体の拡大
図である。合成樹脂製部材がシート状多孔性プラスチッ
クであるような場合、図示するように、このシート状多
孔性プラスチック１３を無機物ゾル貯留槽１４内に浸漬
し、槽内で脱泡機１５を用いて多孔性プラスチック内の
空気を抜きながらそのセル内に無機物ゾル７を含浸させ
る。シート状多孔性プラスチック１３を取り出した後、
上で述べた方法と同様にして、加熱機により多孔性プラ
スチックの軟化点付近の温度に加熱し、多孔性プラスチ
ックのセル表面に無機物ゾル７をゲル化させ、無機物粒
子３を固着させる。

【００２０】なお、上記加熱の場合、合成樹脂製部材の
軟化点を越える温度で加熱すると合成樹脂製部材自体が
変形し、微生物担体としての機能が損なわれてしまうの
で注意する。

【００２１】また、微生物担体の比重調整は、通常、無
機物ゾル７の濃度を調整して行う。微生物担体の比重を
大幅に増加させる場合は無機物ゾル７の無機物粒子の濃
度を高くし、比重を少しだけ増加させる場合はその無機
物粒子の濃度を低めに設定すればよい。

【００２２】なお、多孔性プラスチックには、セル（若
しくは気泡）が各々独立をしている独立気泡体（又は発
泡体）と、セルの壁が破れて各々のセルが連通性（又は
連続性）を有する連通気泡体とがある。連通気泡体では
有機物を含んだ液や微生物等がその内部まで進入して、
微生物の棲み家として利用される。多孔性プラスチック
の発泡度は、微生物を付着させる観点から発泡倍率で５
〜２５倍程度が好ましく用いられる。

【００２３】また、多孔性プラスチックは、樹脂基材
に、架橋剤（ラジカル発生剤含む）、架橋助剤、発泡
剤、発泡助剤、破泡剤、酸化防止剤等を加え、公知の方
法により調製することができる。市販品を入手してもよ
い。

【００２４】図６は、本発明の微生物担体を槽内に充填
した汚水浄化槽である。汚水浄化槽２１は、上流側から
嫌気濾床槽（第一室）２２、嫌気濾床槽（第二室）２
３、好気濾床槽２４、処理水槽２５及び消毒槽２６の順
で配置され、好気濾床槽２４等へ空気を送るためのブロ
ワ２７も備えられている。好気濾床槽２４には濾床の下
方に散気管２８及び汚泥排出管２９が設けられ、汚泥排
出管２９には返送管３０が接続して配置されている。

【００２５】上記嫌気濾床槽（第一室）２２及び嫌気濾
床槽（第二室）２３の代わりに、沈殿分離槽だけを備え
ていてもよく、沈殿分離槽と嫌気濾床槽の両方を備えて
もよい。また処理水槽２５に代えて沈殿槽を備えていて
もよい。また、各槽内を上側から点検できるようにマン
ホールとそれを塞ぐマンホールカバー３１が設けられて
いる。

【００２６】本発明の微生物担体は、嫌気濾床槽（第一
室）２２、嫌気濾床槽（第二室）２３及び好気濾床槽２
４の濾床のいずれかに充填しても、これらの全部に充填
してもよい。また、嫌気濾床槽（第一室）２２、嫌気濾
床槽（第二室）２３、又は好気濾床槽２４の濾床は、固
定床でも流動床でもよい。嫌気濾床槽か好気濾床槽か、
又は流動床か固定床かは、適宜決定すればよい。

【００２７】汚水浄化槽２１では、排水は次のようにし
て処理される。まず、排水は流入口３２から嫌気濾床槽
（第一室）２２の上部に入り下向流で槽下部に向かう。
このとき、嫌気濾床槽（第一室）２２では嫌気濾床３３
を通過する間に固形物の捕捉と、嫌気濾床３３に付着し
ている嫌気性微生物により有機物が分解され、さらに槽
の下部付近で固形物が沈殿する。嫌気濾床槽（第一室）
２２で処理された排水は、嫌気濾床３３の下方から移流
部を通り、嫌気濾床槽（第二室）２３の上方に入り、下
向流で槽下部に向かう。このとき、嫌気濾床槽（第二
室）２３では嫌気濾床３４を通過する間に更なる固形物
の捕捉と嫌気性微生物による有機物分解が起こり、槽の
下部付近で固形物が沈殿する。

【００２８】嫌気濾床槽（第二室）２３で処理された排
水は、嫌気濾床３４の下方から移流部を通り、好気濾床
槽２４の上方に入る。好気濾床槽２４では、好気状態を
保つようにブロワ２７から供給される空気が散気管２８
から吐出している。液は下向流で槽下部に向かう。この
とき、好気濾床３５を通過する間に固形物の付着（又は
捕捉）と、好気濾床３５に付着している好気性微生物に
よる有機物分解が進む。好気濾床槽２４の好気濾床３５
には、微生物担体が充填されていて、これによって有機
物の分解が効率よく行われる。

【００２９】好気濾床槽２４で処理された排水は、処理
水として処理水槽２５に入り、この処理水槽２５の上部
に設けられている消毒槽２６に至る。消毒槽２６で消毒
された液は、放流口３６から汚水浄化槽２１外に放流さ
れる。

【００３０】

【実施例】実施例１合成樹脂製部材として、低密度ポリエチレンとエチレン
酢酸ビニル共重合体との混合物を用いて調製したサイコ
ロ状多孔性プラスチックを用い、無機物ゾルとしては、
シリカゾル（日産化学工業（株）製、スノーテックスＳ
Ｔ−ＯＵＰ）を用い、図１に示した製造法により本発明
の微生物担体を製造した。なお、無機物ゾルの無機物粒
子濃度は０ｗｔ％（無添加対照）のほかに１、３、５及
び１０ｗｔ％の４通りとした。

【００３１】得られた微生物担体の比重を電子比重計
（ミラージュ貿易（株）製、型式：ＭＤ−２００Ｓ）を
用いて測定した結果が図７のグラフである。図７から、
無機物ゾルにおける無機物粒子濃度を調整することで微
生物担体の比重を調整できることが分かる。また、上の
製造例で得られた微生物担体のうちの無機物ゾルの無機
物粒子濃度が５ｗｔ％のものを用いて得られた微生物担
体と、比較対照である無機物粒子なしの多孔性プラスチ
ック（以下、無機物粒子非付着担体と呼ぶ）並びに多孔
性プラスチック１００重量部に対して無機物粒子（シリ
カ粒子）４０重量部を混入して作成した微生物担体（以
下、無機物粒子混入担体と呼ぶ）の計３種類の微生物担
体を用いて、ＪＩＳＫ６７６７の５．２．１（Ａ法：
引張り速度５００ｍｍ／ｍｉｎ）に準じて引張り強度試
験を行った。無機物粒子非付着担体の引張り強度は２９
４×ｋＰａであるのに対して、本発明の微生物担体は同
じく２９４×ｋＰａであり、無機物粒子混入担体の引張
り強度が低下（２６５×ｋＰａ）したのと比べて、引張
り強度は損なわれていなかった。

【００３２】

【発明の効果】本発明の微生物担体は、その表面が無
機物粒子により親水化されているため、微生物が付着し
やすい。微生物担体の基材として、連通性を有する多孔
性プラスチックが用いられていれば、微生物担体への微
生物付着性は更に高まる。本発明の微生物担体の製造法
によれば、微生物担体の機械的な強度等の特性を損なう
ことなく、基材（合成樹脂製部材や多孔性プラスチッ
ク）の表面に無機物粒子を付着させることが出来る。ま
た、微生物担体の比重調整も容易である。本発明の汚水
浄化槽によれば、機械的な強度に優れかつ微生物を多量
に付着できる微生物担体が槽内に充填されているので、
排水を安定して処理することができる。また、微生物担
体として所望の比重に調整し、様々な処理方式（固定
床、流動床等）に適用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る微生物担体の一例の製造法（第１
の製造法）を説明する図である。

【図２】図１の微生物担体の拡大図である。

【図３】本発明に係る微生物担体の他の例の製造法（第
２の製造法）を説明する図である。

【図４】本発明に係る微生物担体のまた別の例の製造法
（第３の製造法）を説明する図である。

【図５】図４の微生物担体の拡大図である。

【図６】本発明に係る一例の汚水浄化槽の概略断面図で
ある。

【図７】無機物ゾル濃度と比重との関係のグラフであ
る。

【符号の説明】

１．微生物担体２．合成樹脂製部材３．無機物
粒子４．多孔性プラスチック５．攪拌機６．無機物ゾルの貯留槽７．無機物ゾル８．撹拌機９．無機物ゾル貯留槽１０．導入管１１．噴射ノズル１２．無機物ゾル噴霧装置１３．シート状多孔性プラスチック１４．無機物ゾ
ルの貯留槽１５．脱泡機２１．汚水浄化槽２２．嫌気濾床槽２３．嫌気濾床槽２４．好気濾床槽２５．処理水槽２６．消毒槽２７．ブロワ２８．散気管２９．汚泥排出管３０．汚泥移送管３１．マンホールカバー３２．流入口３３．嫌気濾床３４．嫌気濾床３５．好気濾床３６．放流口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4B029 AA02 BB01 CC10 CC11 DA01 4B033 NA11 NB15 NB22 NB33 NB68 NC01 NC12 ND04 ND20 NE10 4D003 AA01 AB02 BA02 CA01 CA04 CA07 DA09 EA14 EA15 EA19 EA26 EA38 4D027 AB07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成樹脂製部材の表面に無機物粒子が固着
されている微生物担体。
【請求項２】連通性セルを有する多孔性プラスチックの
セル表面に無機物粒子が固着されている微生物担体。
【請求項３】固着されている無機物粒子の量は、合成樹
脂製部材又は多孔性プラスチックの量１００重量部に対
して５〜５０重量部である、請求項１又は２の微生物担
体。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかの微生物担体を槽
内に備える汚水浄化槽。
【請求項５】合成樹脂製部材の表面に無機物ゾルの層を
形成させ、これを前記合成樹脂部材の軟化点付近の温度
に加熱し、前記無機物ゾル中の無機物粒子を前記合成樹
脂製部材の表面に固着させる、微生物担体の製造法。