JP2003265170A

JP2003265170A - 固定化微生物担体及びそれを用いた環境浄化方法

Info

Publication number: JP2003265170A
Application number: JP2002071501A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Sumino; 立夫角野; Takako Ogasawara; 多佳子小笠原; Naoki Abe; 直樹安部
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2003-09-24
Anticipated expiration: 2022-03-15
Also published as: JP4006750B2

Abstract

(57)【要約】【課題】脱窒速度が速く、且つ脱窒反応の持続性が極め
て長いので、脱窒に必要な炭素量を少なくできる。【解決手段】高級脂肪酸、ポリ乳酸、カプロラクタムの
うちの少なくとも１つの生分解性有機物と、硝化菌と脱
窒菌とが共存した微生物とを、固定化材料で包括固定化
した固定化微生物担体１２と、窒素成分を含有する被処
理水と処理槽１４において接触させることにより、被処
理水から窒素成分を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定化微生物担体
及びそれを用いた環境浄化方法に係り、特に、排水中又
は大気中の窒素成分を生物学的に除去するための固定化
微生物担体及びそれを用いた環境浄化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃水や下水を微生物で処理する生物学的
処理は、比較的低コストであることから広く採用されて
いる。しかし、微生物の種類によっては、増殖速度が遅
いものや、被毒し易いもの、又はその環境中において増
殖し難いものがあり、必ずしも効率的な方法とはいえな
い場合がある。そこで、微生物が繁殖しやすい環境を積
極的に形成するために、活性汚泥や特定の微生物を予め
内部に包括固定化した固定化微生物担体を用いて生物学
的処理を行うことが既に実用化されている。

【０００３】活性汚泥や微生物を包括固定化する固定化
材料としては、自然環境に無害であること、微生物によ
って変質又は分解されないこと、機械的強度が高いこ
と、微生物を多量に保持できること等が要求される。こ
れまで実用化されている固定化材料としては、ポリエチ
レングリコール系のポリマ、ポリビニルアルコール系の
樹脂等がある。ゲル材料に包括固定化する微生物として
は、下水処理場の活性汚泥や純粋培養した微生物を微生
物供給源として主にアンモニア性窒素を酸化する硝化菌
が用いられている。

【０００４】アンモニア性窒素を含有する廃水や下水の
生物学的処理は、硝化工程においてアンモニア性窒素を
硝化菌により亜硝酸や硝酸とし、脱窒工程において亜硝
酸や硝酸を脱窒菌で窒素ガスにすることにより廃水中の
窒素成分を除去していた。この脱窒工程では水素供与体
が必要であり、廃水や下水中の有機物を用いるか、メタ
ノールを添加していた。水素供与体の供給が不足する
と、亜硝酸や硝酸が十分に脱窒されずに、処理水中に残
存して放流されてしまうので、湖沼、河川等が、富栄養
化を起こし環境汚染の原因になる。

【０００５】この水素供与体の不足を解消するための従
来技術としては、特開平８−３２３３８１号公報に開示
されるように固定化担体内部に有機物、例えばデンプ
ン、セルロースなどをポリマにコーティングした粒子を
固定化材料に包括固定化する方法、或いは特開２０００
−１５３２９３号公報に開示されるように処理槽に生分
解性プラスチックを添加する方法がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−３２３３８１号公報の方法は、拡散及び分解抵抗が
あり脱窒速度が遅くなるという欠点がある。一方、特開
２０００−１５３２９３号公報の方法は、脱窒反応の持
続性（寿命）が極めて短く、脱窒に必要な理論炭素量以
上の生分解性プラスチックを処理槽に添加しなくてはな
らず、ランニングコストがかかるという欠点がある。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、脱窒速度が速く、且つ脱窒反応の持続性が極め
て長いので、脱窒に必要な炭素量を少なくできる固定化
微生物担体及びそれを用いた環境浄化方法を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は前記
目的を達成するために、高級脂肪酸、ポリ乳酸、ポリポ
リカプロラクタムのうちの少なくとも１つの生分解性有
機物と、微生物とを、固定化材料で包括固定化したこと
を特徴とする。

【０００９】脱窒処理における水素供与体として、分解
し易い有機物にポリマコーティングして徐放性をもたせ
ると、拡散及び分解抵抗が生じて脱窒速度が遅くなって
しまい、そうかといって、生分解性プラスチックのよう
に徐放性のあるものであっても、廃水中にそのまま投入
して活性汚泥で処理すると、脱窒以外の酸化分解反応で
生分解性プラスチックが分解されてしまい、脱窒反応に
利用されにくく、脱窒反応の持続性（寿命）が極めて短
くなってしまう。しかし、比較的分解しにくい有機物で
ある高級脂肪酸、ポリ乳酸、ポリカプロラクタムのうち
の少なくとも１つの生分解性有機物を、固定化材料で包
括固定化すると、拡散及び分解抵抗がないように徐放性
を確保すことができ、しかも脱窒以外の酸化分解反応で
分解されてしまうことがないとの知見を得た。

【００１０】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
ので、本発明によれば、高級脂肪酸、ポリ乳酸、ポリカ
プロラクタムのうちの少なくとも１つの生分解性有機物
と、微生物とを、固定化材料で包括固定化するようにし
たので、脱窒速度が速く、且つ脱窒反応の持続性が極め
て長いので、脱窒に必要な炭素量を少なくできる固定化
微生物担体を得ることができる。

【００１１】本発明の請求項２は、請求項１において、
生分解性有機物の粒径が５ｍｍ以下にしたもので、これ
により脱窒速度を一層大きくできる。

【００１２】本発明の請求項３は、生分解性有機物は、
固定化微生物担体に対して２〜５０重量％含有されてい
るので、脱窒率を大きくすることができる。

【００１３】本発明の請求項４は前記目的を達成するた
めに、請求項１〜３の何れか１の固定化微生物担体と、
窒素成分を含有する水又は気体と接触させることによ
り、前記水又は気体から前記窒素成分の除去を行うこと
を特徴とする。

【００１４】本発明によれば、脂肪酸、ポリ乳酸、ポリ
カプロラクタムのうちの少なくとも１つの生分解性有機
物と、微生物とを、固定化材料で包括固定化した固定化
微生物担体を使用して、窒素成分を含有する水又は気体
と接触させることにより、前記水又は気体から前記窒素
成分の除去を行うようにしたので、脱窒に必要な炭素量
をを少なくできる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って、本発明に
係る固定化微生物担体及びそれを用いた環境浄化方法の
好ましい実施の形態について詳説する。

【００１６】本発明の固定化微生物担体の製造は、高級
脂肪酸、ポリ乳酸、ポリカプロラクタムのうちの少なく
とも１つの生分解性有機物と、微生物とを混合した混合
物を形成し、この混合物に、さらに固定化材料を混合し
て良く攪拌する。この場合、固定化材料には、水や反応
調整剤としての希硫酸が加えられる。次に、過硫酸カリ
ウム等の重合開始剤により重合反応を起させて固定化材
料をゲル化し、微生物を固定化材料がゲル化したゲル担
体内に包括固定化する。これにより、従来の固定化微生
物担体よりも脱窒速度が速く、且つ脱窒反応の持続性が
長い固定化微生物担体を得ることができる。この場合、
高級脂肪酸、ポリ乳酸、ポリカプロラクタムをそれぞれ
単独で固定化材料に包括固定してもよく、これらを組み
合わせた生分解性有機物を固定化材料に包括固定しても
よい。また、固定化材料をゲル化する方法は、上記した
重合法の他に、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を固定
化材料として用いる場合には、ＰＶＡと微生物を混合さ
せた後、凍結と解凍を繰り返すことによりゲル化反応さ
せてＰＶＡ内に微生物を包括固定化するＰＶＡ冷凍法、
あるいはＰＶＡと微生物を混合させた後、ホウ酸と混合
させてゲル化反応させてＰＶＡ内に微生物を包括固定化
するＰＶＡホウ酸法の何れでも良い。

【００１７】ここで、固定化材料に包括固定化する微生
物には、下水処理場の活性汚泥、湖沼、河川や海の汚
泥、土壌などの各種の微生物を含む複合微生物含有物の
他に、培養等により濃縮分離された窒素除去を目的とし
た微生物、例えば脱窒菌や硝化菌が含まれる。特に、硝
化菌と脱窒菌とを共存させた状態で、生分解性有機物と
共に包括固定した固定化微生物担体や、脱窒菌のみを生
分解性有機物と共に包括固定した固定化微生物担体が、
窒素除去の固定化微生物担体として有効である。

【００１８】包括固定化担体の固定化材料としては、ポ
リエチレングリコール系のプレポリマとしてはモノメタ
クリレート類、モノアクリレート類、ジメタクリレート
類、ジアクリレート類、トリメタクリレート類、トリア
クリレート類、テトラアクリレート類などを使用するこ
とができる。また、ウレタンアクリレート類、エポキシ
アクリレート類、その他、ポリビニルアルコール、アク
リルアミド、光硬化性ポリビニルアルコール、光硬化性
ポリエチレングリコール、光硬化性ポリエチレングリコ
ールポリプロピレングリコールプレポリマ等を使用する
ことができる。

【００１９】固定化微生物担体の大きさは、１０μｍ〜
５０ｃｍまで幅広く作製でき、さらには１ｍ以上の大き
さのものも利用できる。固定化微生物担体の形状として
は、球形、角形、円柱状などを用いることができる。ま
た、ブロック状にしたものに蜂の巣状に穴を開けて被処
理水や被処理ガスとの接触効率をあげるとよく、ハニカ
ム状の型枠を利用して製造するとよい。

【００２０】図１は、以上の如く製造された固定化微生
物担体において、固定化微生物担体に含有される生分解
性有機物の濃度と脱窒率の関係を調べたものである。図
１の横軸は、固定化微生物担体に含有される生分解性有
機物の濃度（重量％）を示し、縦軸は脱窒率（％）を示
す。生分解性有機物は、高級脂肪酸、ポリ乳酸、ポリポ
リカプロラクタムのそれぞれについて調べた。

【００２１】実験条件は、容積が２Ｌの反応槽に固定化
微生物担体を２００ｍＬ添加し、６０ｒｐｍで攪拌する
完全混合型の装置を用いた。反応槽には、硝酸性窒素濃
度４０ｍｇ／Ｌの原水を供給し、反応時間３時間後の脱
窒率で評価した。

【００２２】

【数１】その結果、図１に示すように、何れの生分解性有機物の
場合にも、生分解性有機物の濃度が０から２％になる間
で、脱窒率が急激に増加する。生分解性有機物の濃度が
２％での脱窒率は、ポリ乳酸で６０％、ポリカプロラク
タムで７０％、高級脂肪酸で８０％になる。生分解性有
機物の濃度を大きくしていくと、脱窒率はゆるやかに増
加して濃度１０％近傍で脱窒率が最大になる。生分解性
有機物の濃度が１０％での脱窒率は、ポリ乳酸で６４
％、ポリカプロラクタムで８０％、高級脂肪酸で９８％
になる。生分解性有機物の濃度が３０％まで最大の脱窒
率を維持し、その後、脱窒率は次第に低下する。生分解
性有機物の濃度が４０％での脱窒率は、ポリ乳酸で４０
％、ポリカプロラクタムで５５％、高級脂肪酸で８０％
になり、生分解性有機物の濃度が５０％での脱窒率は、
ポリ乳酸で２５％、ポリカプロラクタムで３０％、高級
脂肪酸で５５％になる。生分解性有機物の濃度が６０％
での脱窒率は、ポリ乳酸及びポリカプロラクタムで５
％、高級脂肪酸で２０％まで低下する。そして、実用
上、使用可能な脱窒率としては２０％以上が好ましいこ
とから、固定化微生物担体に含有される生分解性有機物
の好適な濃度としては、２〜５０重量％の範囲であるこ
とが好ましく、更に好ましくは５〜３０重量％の範囲で
ある。

【００２３】また、高級脂肪酸、ポリ乳酸、ポリカプロ
ラクタムの含有濃度と脱窒率の関係を個別に見た場合、
高級脂肪酸の脱窒率が最も高く、固定化微生物担体に含
有される生分解性有機物が１０〜３０％の範囲では、略
１００％の脱窒率になる。

【００２４】表１は、固定化微生物担体に含有される生
分解性有機物の粒子径と固定化微生物担体の脱窒速度(m
g-N/h/L-担体）との関係を調べたものである。

【００２５】生分解性有機物として高級脂肪酸を用い、
千葉県のＡ下水処理場から採取した活性汚泥と、高級脂
肪酸とを、ポリエチレングリコール系のプレポリマで包
括固定化した固定化微生物担体（２０ｍｍ角型担体）を
製造した。そして、固定化微生物担体に含有される高級
脂肪酸の粒子径が、１００μ、１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍ
ｍ、１０ｍｍの５種類の固定化微生物担体を調製した。

【００２６】固定化微生物担体の組成は、表２に示す。

【００２７】固定化微生物担体の脱窒速度の測定は、容
積が２Ｌの反応槽に、固定化微生物担体を２００ｍＬ添
加して充填率が１０％になるようにし、６０ｒｐｍで攪
拌する完全混合型の装置を用いた。曝気槽には、硝酸性
窒素濃度が４０ｍｇ／Ｌの廃水を張り込み、５種類の粒
子径の高級脂肪酸ごとに回分試験を行った。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】表１の結果から分かるように、固定化微生
物担体に含有される高級脂肪酸の粒子径が、５ｍｍ以下
で脱窒速度(mg-N/h/L-担体）が９０〜１１０(mg-N/h/L-
担体）の高い値を得ることができ、更には２ｍｍ以下で
脱窒速度が１０５〜１１０(mg-N/h/L-担体）となり、極
めて高く且つ安定した脱窒速度を得ることができる。
尚、表１は、生分解性有機物が高級脂肪酸の例で説明し
たが、ポリ乳酸、ポリカプロラクタムの場合も同様の結
果であった。このことから、固定化微生物担体に含有さ
れる生分解性有機物の粒子径は５ｍｍ以下が好ましく、
更には２ｍｍ以下が好ましい。

【００３１】図１の固定化微生物担体に含有される生分
解性有機物の濃度、及び表１の生分解性有機物の粒子径
の、好ましい条件を全て勘案して窒素成分を除去するた
めの固定化微生物担体を構成すると、硝化菌と脱窒菌、
又は脱窒菌のみの微生物に、２ｍｍ以下の高級脂肪酸を
含有濃度が１０〜３０重量％なるように包括固定化する
ことが最も良く、脱窒速度が速く、脱窒反応の持続性が
長く、脱窒に必要な炭素量を少なくできると共に、高い
脱窒率を発揮することができ極めて有効な窒素成分除去
用の固定化微生物担体を得ることができる。

【００３２】本発明の環境浄化方法は、上記説明した本
発明の固定化微生物担体と、窒素成分を含有する水又は
気体と接触させることにより、水又は気体から窒素成分
の除去を行う方法である。ここで、水とは、下水処理
場、湖沼、河川等を含み、気体とは工場排気ガス、大気
等を含む。水や気体からの窒素除去を目的とした固定化
微生物担体に包括固定する微生物としては、活性汚泥、
純粋培養した硝化菌、脱窒菌を好適に用いることができ
る。

【００３３】図２〜図４は、本発明の環境浄化方法を適
用する環境浄化装置の例を示したものであり、図２及び
図３は水から窒素成分を除去する環境浄化装置であり、
図４は気体から窒素成分を除去する環境浄化装置の場合
である。

【００３４】図２の環境浄化装置１０は、硝化・脱窒を
単一槽で行う場合で、本発明の固定化微生物担体１２が
処理槽１４に投入される。この場合、固定化微生物担体
１２の微生物としては、硝化菌と脱窒率とが共存した状
態で包括固定される。処理槽１４の底部には散気管１６
が設けられ、ブロア１８からのエアが散気管１６から処
理槽１４内に散気される。散気されることによる処理槽
１４内の溶存酸素濃度は０．２〜２ｍｇ／Ｌ、好ましく
は０．５〜１．５ｍｇ／Ｌになるようにし、処理槽１４
内に弱い好気性条件が形成されるようにする。これによ
り、アンモニア窒素等の窒素成分を含有する被処理水
は、処理槽１４において硝化反応と脱窒反応の両方が同
時に行われる。処理槽１４で硝化・脱窒された液は、固
液分離槽２０にて上澄水と沈降汚泥とに分離され、上澄
水が処理水として系外に引き抜かれると共に、沈降汚泥
の一部が循環汚泥として処理槽１４の入口側に戻され
る。

【００３５】図３の環境浄化装置３０は、硝化槽３２と
脱窒槽３４の２槽を設ける場合で、硝化槽３２には、微
生物として硝化菌を使用した本発明の固定化微生物担体
３６が投入され、脱窒槽３４には、微生物として脱窒菌
を包括固定した固定化微生物担体３８が投入される。硝
化槽３２の底部には散気管４０が設けられ、ブロア４２
からのエアが散気管４０から硝化槽３２内に散気され
る。散気されることによる硝化槽３２内の好気性は、硝
化槽３２内の溶存酸素濃度が２ｍｇ／Ｌ以上になるよう
にして好気性条件を形成する。脱窒槽３４には攪拌器４
４が設けられ、脱窒槽３４内の被処理水が脱気されて嫌
気性条件が形成される。また、硝化槽３２の硝化液の一
部は固液分離槽４６に流入すると共に、残りは脱窒槽３
４に循環される。これにより、硝化槽と脱窒槽でそれぞ
れ硝化・脱窒を行い、硝化処理された硝化液の一部を脱
窒槽３４に循環することで被処理水中の窒素成分が除去
される。硝化槽３２と脱窒槽３４で硝化・脱窒された液
は、固液分離槽４６にて上澄水と沈降汚泥とに分離さ
れ、上澄水が処理水として系外に引き抜かれると共に、
沈降汚泥の一部が循環汚泥として脱窒槽３４の入口側に
戻される。

【００３６】図４の気体から窒素成分を除去する環境浄
化装置５０は、処理塔５２の内部に、固定化微生物担体
５４によって形成された固定式ろ過層５６が設けられ
る。固定化微生物担体５４の微生物としては、硝化菌と
脱窒率とが共存した状態で包括固定される。そして、窒
素成分を含有したガスは、処理塔５２の底部に繋がれた
給気管５８から処理塔５２内に供給され、固定式ろ過層
５６を通過した後、処理塔５２の上端に繋がれた排気管
６０から排出される。また、処理塔５２内の上部位置に
は散水管６２が設けられ、循環配管６４を介して循環水
ピット６６に連結されると共に、循環配管６４には循環
ポンプ６８が設けられる。一方、処理塔５２の底部から
排水管７０が循環水ピット６６に連結される。これによ
り、散水管６２から散水された水は、循環水ピット６６
を介して散水管６２に循環される。かかる環境浄化装置
５０では、窒素成分を含有するガスを固定式ろ過層５６
の下から上に流し、散水管６２からの水を固定式ろ過層
５６の上から下に流すカウンターカレントによって、ガ
ス中の窒素成分を除去する。

【００３７】

【実施例】（実施例１）実施例１は、本発明の固定化微
生物担体の窒素除去の寿命と処理性能を試験したもので
ある。

【００３８】試験は、本発明の固定化微生物担体を使用
した本発明法と、特開平８−３２３３８１号公報の方法
をベースにした従来法１、特開２０００−１５３２９３
号公報の方法をベースにした従来法２とを対比した。

【００３９】本発明法の固定化微生物担体の組成は、表
３の通りである。

【００４０】

【表３】

【００４１】表３の組成を有する２０ｍｍ角の固定化微
生物担体を、攪拌混合可能な２Ｌの処理槽に２００ｍＬ
投入して、担体充填率が１０％になるようにした。従っ
て、処理槽に投入された固定化微生物担体における高級
脂肪酸の含有合計量は２０ｇになる。そして、窒素成分
を含有する被処理水を、槽上部から流入させ、槽側面に
形成された担体流出防止網から槽外に流出することによ
り連続処理を行った。担体流出防止網は、目開き１ｍｍ
の塩化ビニール製のものを使用した。

【００４２】従来法１は、２ｍｍ粒子径の高級脂肪酸を
ポリエチレンでコーティングした粒子を、活性汚泥と共
にポリエチレングリコール系プレポリマに包括固定化し
て調製した固定化微生物担体を使用した以外は、本発明
法と同様である。

【００４３】従来法２は、２ｍｍ粒子径の高級脂肪酸２
０ｇを先ず、本発明で使用したと同じ処理槽に投入し、
更に活性汚泥のみを包括固定化した固定化微生物担体２
００ｍＬを処理槽に投入して、本発明で使用したと同じ
被処理水を連続処理した。

【００４４】これら、本発明法、従来法１、従来法２に
ついて、立ち上げ期間経過後の安定した脱窒性能を維持
している期間である固定化微生物担体の寿命、及び寿命
期間中に処理槽から排出される処理水の硝酸性窒素の濃
度を調べた。試験結果を表４に示す。

【００４５】

【表４】

【００４６】表４に示すように、本発明の固定化微生物
担体を使用した本発明法は、固定化微生物担体の寿命が
６か月と一番長く、処理水の硝酸濃度も２ｍｇ／Ｌ以下
で最も低く、寿命及び処理水質ともに良い結果であっ
た。

【００４７】これに対し、従来法１は、寿命は５か月と
本発明法と比べて１カ月短いだけであったが、処理水の
硝酸性窒素濃度が５〜１０ｍｇ／Ｌと高く、処理水質が
悪かった。これは、高級脂肪酸をポリエチレンでコーテ
ィングすることにより、拡散及び分解抵抗があり脱窒速
度が遅くなるためと考えられる。

【００４８】また、従来法２は、処理水の硝酸濃度が５
ｍｇ／Ｌ以下であり、従来法１よりも良い結果であった
が、寿命が１か月と極端に短くなった。これは、水素供
与体である高級脂肪酸を廃水中にそのまま投入して活性
汚泥のみを包括固定化した固定化微生物担体で処理する
と、脱窒以外の酸化分解反応で高級脂肪酸が分解されて
しまい、脱窒反応に利用されにくく、利用されない高級
脂肪酸が処理水に同伴されて流出してしまうためと考え
られる。

【００４９】尚、本比較実験で本発明と従来法につい
て、ポリ乳酸、ポリカプロラクタムでも行ったが、同様
の結果であった。（実施例２）実施例２は、本発明の環境浄化方法を用い
て、化学工場から排出されるアンモニア性窒素含有排水
（原水）について窒素除去性能を試験したものである。

【００５０】試験装置は、図２に示した環境浄化装置を
使用し、本発明の生分解性有機物を含有する３ｍｍ球形
の固定化微生物担体（表５）を担体充填率１０％になる
ように処理槽に充填し、原水を流入させて固定化微生物
担体と接触させた後、固液分離槽で上澄液と沈降汚泥に
固液分離した。処理槽における滞留時間を４時間にする
と共に、処理槽内の溶存酸素濃度（ＤＯ濃度）が１ｍｇ
／Ｌになるようにした。

【００５１】従来法は、生分解性有機物を含有しない固
定化微生物担体を使用した以外は、本発明法と同様であ
る。

【００５２】そして、本発明法、従来法のそれぞれにつ
いて、固液分離槽から越流する処理水のアンモニア性窒
素（NH₄-N）、亜硝酸性窒素（NO₂-N）、硝酸性窒素
（NO₃-N）、全窒素、ＢＯＤ、浮遊物質の各濃度を測定
して比較した。

【００５３】

【表５】

【００５４】試験結果を表６に示す。

【００５５】

【表６】

【００５６】表６に示すように、本発明法の環境浄化方
法は、全窒素濃度２３〜４４(mg/L)の原水が、5 〜１０
(mg/L)の処理水になり、大幅に低減することができた。
また、処理水中の亜硝酸性窒素が１(mg/L)以下、硝酸性
窒素が５〜９(mg/L)であり、硝化反応により生成された
亜硝酸性窒素や硝酸性窒素の脱窒反応が十分に進行して
いた。このことは、固定化微生物担体にポリカプロラク
タムを含有させて水素供与体を確保し、且つ処理槽内を
溶存酸素濃度（ＤＯ濃度）が１ｍｇ／Ｌ程度の弱い好気
性条件にすることで、単一の処理槽で硝化反応と脱窒反
応とを同時に生じさせて原水を効率的に処理することが
できることを示している。

【００５７】これに対し、従来法の処理水は、原水の全
窒素濃度２３〜４４(mg/L)に対して処理水の全窒素濃度
が２１〜４２であり、残存した全窒素の種類の大部分は
硝酸性窒素であった。このことは、固定化微生物担体に
生分解性有機物を含有しないで、脱窒の際の水素供与体
が欠乏している状態では、硝酸性窒素から窒素ガスへの
脱窒反応が進行しないことが分かる。（実施例３）実施例３は、本発明の環境浄化方法によ
り、大気中の悪臭成分であるアンモニアの除去を行った
試験であり、固定化微生物担体は、表５と同じ組成のも
のを使用した。

【００５８】試験装置は、図３に示す環境浄化装置を試
験用に縮尺したものを使用した。即ち、直径５ｃｍ、高
さ１００ｃｍの約２Ｌのカラム（処理塔）に、本発明の
固定化微生物担体を充填率７０％になるように充填して
固定式ろ過層を形成し、アンモニアガスを含有する空気
をカラムの下から通気させ、固定式ろ過層を通過させて
からカラムの上端から排気する一方、散水管から固定式
ろ過層に常時散水すると共に、散水された水が再び散水
管に循環するようにした。このときのカラム内での空気
滞留時間は２分とした。そして、カラムの下部から流入
される流入ガス中のアンモニア濃度とカラムの上端から
排気される排気ガスのアンモニア濃度を測定して、アン
モニア除去率を求めると共に、循環水ピットの水のアン
モニア性窒素濃度を測定した。

【００５９】その結果、本発明の環境浄化方法を用いる
ことにより、大気中のアンモニアを９９％の除去率で除
去することができた。このとき、散水した水を固定式ろ
過層に循環することにより、アンモニア性窒素の約７０
％以上脱窒することができた。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る固定
化微生物担体及びそれを用いた環境浄化方法よれば、脱
窒速度が速く、且つ脱窒反応の持続性が極めて長いの
で、脱窒に必要な炭素量を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】固定化微生物担体に含有される生分解性有機物
の濃度と脱窒率の関係を説明するグラフ

【図２】本発明の環境浄化方法を適用する装置の例で、
水を対象とした環境浄化装置の概念図

【図３】本発明の環境浄化方法を適用する装置の例で、
水を対象とした別の環境浄化装置の概念図

【図４】本発明の環境浄化方法を適用する装置の例で、
ガスを対象とした環境浄化装置の概念図

【符号の説明】

１０、３０、５０…環境浄化装置、１２、３６、３８、
５４…固定化微生物担体、１４…処理槽、１６、４０…
散気管、１８、４２…ブロア、２０、４６…固液分離
槽、５２…処理塔、５６…固定式ろ過層、５８…給気
管、６０…排気管、６２…散水管、６４…循環配管、６
６…循環水ピット、６８…循環ポンプ、７０…排水管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安部直樹東京都千代田区内神田１丁目１番14号日立プラント建設株式会社内Ｆターム(参考） 4B033 NA19 NB37 NB62 NC06 ND04 NF06 4D002 AA13 BA17 CA07 DA70 4D003 AA12 AB02 BA01 CA03 CA07 EA03 EA14 EA21 FA01 FA06 4D040 BB02 BB42 BB52 BB82

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高級脂肪酸、ポリ乳酸、ポリカプロラクタ
ムのうちの少なくとも１つの生分解性有機物と、微生物
とを、固定化材料で包括固定化したことを特徴とする固
定化微生物担体。
【請求項２】前記生分解性有機物の粒径が５ｍｍ以下で
あることを特徴とする請求項１の固定化微生物担体。
【請求項３】前記生分解性有機物は、前記固定化微生物
担体に対して２〜５０重量％含有されていることを特徴
とする請求項１又は２に記載の固定化微生物担体。
【請求項４】請求項１〜３の何れか１の固定化微生物担
体と、窒素成分を含有する水又は気体と接触させること
により、前記水又は気体から前記窒素成分の除去を行う
ことを特徴とする環境浄化方法。