JP2004089803A

JP2004089803A - 微生物固定用担体チップの梱包体

Info

Publication number: JP2004089803A
Application number: JP2002252478A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yoshida; 吉田　隆
Original assignee: Achilles Corp
Current assignee: Achilles Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップを短時間で水中に沈下させることができ、しかも輸送効率、収納効率が良好な当該担体チップの梱包体を提供する。
【解決手段】軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップ２の複数個が、水溶性合成樹脂を一部または全部に用いた収容袋１に収容され、該担体チップが圧縮された状態で梱包されてなる。
梱包体の密度は１ｇ／ｃｍ^２以上であることが好ましく、また収容袋１は網状またはパンチングフィルム製であってもよい。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップが、少なくとも一部に水溶性合成樹脂が使用されている収容袋に圧縮された状態で梱包されてなる梱包体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、汚水、泥水、工業排水等の排水中の窒素やリンを除去する方法として、窒素やリンの分解代謝能力を有する微生物を利用した排水処理法が開発され、さらに生物膜法、包括固定化法、自己造粒法といった生物処理技術も開発されている。
広く使われている排水処理法は、排水処理中の活性汚泥を健全に保つための工程管理等が煩雑であるため、簡便な手法で活性汚泥槽内の微生物を安定して保持することを目的として、微生物を固定化した軟質ウレタンフォームを活性汚泥槽内に混在させる技術が開発されている（特開平６−２８５４９６号公報、同６−３０４５９３号公報等参照）。
しかし、軟質ウレタンフォームは、水との親和性が低く、前記槽内に混在させた初期には、排水中で浮揚し、当該軟質ウレタンフォーム中に排水が浸透し適度な浮遊力を有するようになるまでに、数日かかってしまう等の不都合がある。
この不都合を解消する為に、軟質ウレタンフォームをタンニンで処理する等して軟質ウレタンフォームに親水性を付与する等の技術が開発されているが、タンニンによる処理が難しいこと、当該処理時間がかかること等により生産コストがアップしてしまう。
【０００３】
このような事情から、本発明者らは、軟質ウレタンフォームに、吸水性樹脂を塗布等して微生物固定用担体とする技術（特願２００１−１０２８８７）や、見かけ比重向上材を塗布等して微生物固定用担体とする技術（特願２００１−１０２８８８）を開発している。これらの技術によれば、短期間で適度な浮遊力を持つことができる軟質ウレタンフォームの微生物固定用担体を、簡単な処理技術で、かつ大幅なコスト上昇を招来することなく、作成することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、微生物固定用担体中に排水が浸透し適度な浮遊力を有するようになるまでの時間を、短縮する要請もあるが、上記のような技術では、製造工程が増えたり、製造コストが高騰する等の問題がある。
【０００５】
一方で、微生物固定用担体を、大量に輸送する場合、遠方に輸送する場合、あるいは所定期間保管する場合等においては、前記微生物固定用担体の嵩密度が小さいために、輸送効率、保管効率等が悪いという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体を排水中に混在させるに際し短時間で活性汚泥処理槽の排水が前記軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体の内部に浸透することができるのみならず、輸送効率、収納効率が良好な複数の軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップの梱包体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記目的を達成するために検討を重ねた結果、
（１）軟質ウレタンフォームの親水性は、一般に、水と初めて接触するときは低く、一旦接触すると向上すること、
（２）上記（１）は、軟質ウレタンフォームが水と接触した際に、該フォームの表面近傍における一部の微細孔内に水が侵入し細孔壁面に水膜を形成して、この部分における水の表面張力を低下させ、水との馴染み性を良好とするからであると考えられること、
（３）軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップを予め圧縮して密度を大きくしておくことにより、梱包体をできるだけ水中に沈み込ませ、水面下で該チップの復元が行われるようにすれば、復元の際にフォーム中に排水が浸透して短時間で適度な浮遊力を有するようになること、
の知見を得た。
【０００８】
本発明は、以上のような知見に基づいてなされたもので、排水処理のために排水中に入れられて用いられる軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップ（以下、単に「担体チップ」という）の複数個が、水溶性合成樹脂を一部または全部に用いた収容袋に収容され、該担体チップが圧縮された状態で梱包されてなること特徴とする微生物固定用担体チップの梱包体を要旨とする。
この収容袋は、網状またはパンチングフィルム製であってもよい。
【０００９】
本発明の梱包体における収容袋は、水溶性合成樹脂を一部または全部に用いたものであって、この水溶性合成樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂、デンプン系高分子化合物等が挙げられる。
これら水溶性合成樹脂と共に使用できる他の合成樹脂は、非水溶性合成樹脂であって、例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂等が挙げられる。
【００１０】
本発明における収容袋は、上記のような水溶性合成樹脂を、該袋を構成する合成樹脂の少なくとも１０重量％を占めるように配合していることが好ましい。
本発明の収容袋は、そのまま排水中に投入され、排水と接触した際に、水溶性合成樹脂が溶解して、破袋し、内部に圧縮状態で収容されていた担体チップを袋外（排水中）に放出する特性を有するものである。なお、袋外に放出された担体チップは、排水中で徐々に復元する際に、当該チップ内に排水を浸透させ、短時間で適度な浮遊力を有するようになる。
このような特性を有する収容袋とするために、水溶性合成樹脂の使用量を、上記のような量とすることが好ましく、１０重量％未満であると、梱包体を排水中に投入しても、収容袋が破袋しないことがある。
【００１１】
水溶性合成樹脂の使用（混在）状態は、収容袋において、均一、不均一、部分的等どのような状態であってもよく、収容袋をフィルムで作成する場合においては、水溶性合成樹脂と非水溶性合成樹脂とを均一にブレンドした原料製のフィルムを使用したり、水溶性合成樹脂性フィルム上に非水溶性合成樹脂フィルムを部分的に積層したり、水溶性合成樹脂性フィルム上に非水溶性合成樹脂塗料を部分的にコーティングしたりしたもの、あるいは収容袋の担体チップ投入口近傍および／または反対側近傍部を水溶性合成樹脂で作成したり等すればよい。
また、収容袋を網状袋とする場合においては、網を編成する糸状体や紐状体を水溶性合成樹脂と非水溶性合成樹脂の混合糸や混合紐としたり、水溶性合成樹脂製の糸や紐と非水溶性合成樹脂製の糸や紐とを併用する等すればよい。
【００１２】
なお、収容袋をフィルムで作成する場合には、フィルムの厚さが厚すぎると、水溶性合成樹脂を上記の量で使用していても、フィルムが排水に溶解する時間が長くなったり、フィルムの柔軟性が阻害されて取扱性が低下し、梱包作業が困難になる。逆に薄すぎると、梱包体を排水に投入するに際し、該梱包体が水の中に沈む前にフィルムが溶解し、圧縮された担体チップが排水中で復帰することができずに、排水の表面に早く浮揚し、担体チップの水の吸収が悪くなることがあるばかりか、フィルムの強度が低下して、保管や搬送途上で破れ等が生じることがある。
これらを考慮して、本発明では、１０〜５００μｍ程度が好ましい。
【００１３】
また、収容袋を網状袋とする場合には、網目の大きさは担体チップの大きさによって異なるが、担体チップが落下しない程度の大きさであれば特に限定する必要はない。
上記の糸や紐の太さは、太すぎると、上記のフィルムが厚すぎる場合と同様の問題があり、細すぎても、上記のフィルムが薄すぎる場合と同様の問題があるため、通常は、５〜１００デニール程度とすることが適している。
更に、これらの糸や紐を伸縮性のものとしてもよいし、あるいはこれらの糸や紐で編成された網状袋を伸縮性のものとしてもよい。
【００１４】
さらに、上記の網状袋に代えて、上記のフィルムをパンチングしたものであってもよい。但し、この場合、梱包作業途上や運搬作業途上で、パンチング孔からのフィルムの裂けが生じない程度の強度を有するフィルムとする必要がある。
この場合のフィルムの厚さは上記のフィルムと同等であってよく、またパンチング孔の径は上記の網状袋の網目の大きさと同様である。
【００１５】
上記のような収容袋の構成材料である水溶性合成樹脂を少なくとも１０重量％含む合成樹脂には、収容袋の機械的強度の向上、耐候性・耐久性の向上、紫外線対策、フィルム製の収容袋の場合のブロッキング防止等のために、これらの特性を有する合成樹脂や添加剤等を配合することもできる。
【００１６】
本発明の梱包体は、平均密度が１ｇ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。
平均密度が１ｇ／ｃｍ^２未満であると、梱包体を排水中に投入した際に、排水中に沈む梱包体の体積が少なすぎて、収容袋の破袋に要する時間が長くなる傾向がある。
なお、平均密度の上限は、特に限定しないが、軟質ウレタンフォーム製のチップであることから、最大でも１０ｇ／ｃｍ^２程度であり、最大まで圧縮するには圧縮作業が困難となってコストも高騰し、また余り大きすぎると復元に要する時間も長くなるため、実用上は５ｇ／ｃｍ^２程度とすることが好ましい。
【００１７】
本発明の梱包体は、以上のような収容袋内に担体チップの複数個が収容され、圧縮された状態で梱包されたものである。
この担体チップの圧縮程度（以下、「圧縮率」と記すこともある）は、圧縮状態の担体チップの全容積が非圧縮状態の全容積の２５〜７５％、好ましくは２５〜５０％となる程度が適している。
２５％より小さくすると、梱包作業が困難となり、梱包作業に要する時間が長くなる。
７５％より大きくすると、圧縮する技術的意義（排水中で排水を吸引して復帰し、早期に水沈する）が発現しにくく、梱包体のサイズが大きくなって梱包体の収納効率や輸送効率の向上もあまり望めない。
【００１８】
上記のような圧縮状態は、収容袋がフィルムで作成されている場合は、担体チップを収容した後に、収容袋中の空気を吸引したり、収容袋をプレスする等で得ることができる。
収容袋中の空気の吸引は、吸引機や真空ポンプ等により行われ、収容袋中の空気が吸引されることにより、担体チップ（セル）中の空気も吸引されて、上記のような圧縮状態となる。
収容袋のプレスは、収容袋を機械的にプレスすることであり、収容袋中の空気がプレスされて排除されることで、担体チップ（セル）中の空気も排除されて、上記のような圧縮状態となる。
このようにして圧縮された収容袋は、シールして梱包体とする。
シールは、高周波融着、ヒータを用いた熱融着、接着剤を用いた接着等により行うことができる。この際、空気が収容袋の中に逆流しないようにする必要があり、空気の逆流を防止する方法は、吸引あるいはプレスの途上でシールを行うことでもよいし、収容袋中の空気の排出口（以下、吸引口という）に予め逆流防止用構造を設けておいてもよい。
【００１９】
また、収容袋が網状袋あるいはパンチングしたフィルムで作成されている場合は、機械的な押し込み手法を利用しつつ担体チップを収容したり、所定量を収容した後に収容袋をプレスすることを繰り返す等で、担体チップの圧縮状態での収容を得ることができる。
圧縮状態での収容を得た後に、上記のような手法でシールして、この圧縮状態を固定すればよい。
なお、場合によっては、この担体チップを圧縮状態で収容した網状袋あるいはパンチングフィルム製収容袋の複数個を、気密状態を保持できる収納手段（例えば、箱、袋、フィルム等）で更に梱包してもよい。
【００２０】
上記のように、圧縮され梱包された状態にある担体チップの見かけ比重は、非圧縮状態の担体チップの見かけ比重より大きい。
従って、排水槽内に、本発明の梱包体が投入されると、投入直後には、該梱包体のかなりの部分が排水中に没し、収容袋を構成している水溶性樹脂が溶解しはじめ、この溶解部分から梱包体の圧縮が解かれ、排水が梱包体の中に吸い込まれる。そして、梱包体中の担体チップは、この排水を吸い込みつつ、圧縮前の体積に復元しようとする。このことにより、担体チップは、短時間で排水中に没することができる。
【００２１】
本発明における担体チップは、前述の本発明者らによる、軟質ウレタンフォームに吸水性樹脂を塗布等して微生物固定用担体とする技術（特願２００１−１０２８８７）や、見かけ比重向上材を塗布等して微生物固定用担体とする技術（特願２００１−１０２８８８）で得られるものをそのまま使用することができる。すなわち、例えば、連続気泡発泡させ、密度が１０〜１００ｋｇ／ｍ^３、好ましくは２０〜６０ｋｇ／ｍ^３、伸び率が５０〜８００％、好ましくは２００〜８００％、さらに好ましくは４００〜８００％、引張り強度が５０〜３００ｋＰａ程度の軟質ポリウレタンフォームからなり、この形状は、立方体、直方体、三角筒体その他の多角筒体、円筒体、球状等種々の形状であってよい。
特に、一辺が２〜２０ｍｍ程度の立方体、または直方体等は製造し易く、球状等は流動特性に優れるうえ、排水中等での長期間の使用において破壊されることが少ないため、破壊片によるフィルターの目詰まり等の不具合を生じることがない等の効果を有し、好ましい。
【００２２】
もちろん、上記のような担体チップに限らず、微生物を固定している軟質ウレタンフォームからなる担体であれば、どのような製法によるものであっても、またどのような形状・寸法のものであってもよい。
なお、１つの梱包体に含まれる担体チップの形状・大きさは、同一であってもよい（例えば、同一寸法の立方体のみを１つの収容袋に入れる等）し、異なっていてもよい（例えば、異なる寸法の立方体と異なる寸法の球体を１つの収容袋に入れる等）。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明における担体チップの梱包体の一実施態様例を説明するための図であって、全体を模式的に示している。
図１において、１００が本発明における担体チップの梱包体であって、担体チップ２が、水溶性合成樹脂を少なくとも１０重量％含む原料製の収容袋１内に、圧縮された状態で梱包されている。
なお、この収容袋１は、フィルムで作成されたものであってもよいし、網状袋であってもよく、あるいはパンチングされたフィルムで作成されたものであってもよい。
【００２４】
実施例１
収容袋１として、ポリビニルアルコール樹脂製フィルム（厚さ３００μｍ）からなり、内容積が１５０リットル（以下、「Ｌ」と記す）で、吸引口１１が設けられているのもの使用し、この収容袋１に担体チップ２を１５０Ｌ収容した。
次いで、吸引機（図示省略）を使用して吸引口１１から収容袋１内の空気を吸引して、担体チップ２を７５Ｌまで圧縮した後、吸引口１１近傍部で高周波融着してシールし、気密梱包状態の梱包体１００（担体チップ２の圧縮率５０％）を得た。
【００２５】
実施例２
実施例１と同様の収容袋１に、担体チップ２を１５０Ｌ収容した。
次いで、実施例１と同様にして吸引し、担体チップ２を１０５Ｌまで圧縮した後、実施例１と同様にして高周波融着によりシールし、気密梱包状態の梱包体１００（担体チップ２の圧縮率３０％）を得た。
【００２６】
実施例３
実施例１と同様の収容袋１に、担体チップ２を１５０Ｌ収容した。
次いで、実施例１と同様にして吸引し、担体チップ２を３０Ｌまで圧縮した後、実施例１と同様にして高周波融着によりシールし、気密梱包状態の梱包体１００（担体チップ２の圧縮率８０％）を得た。
【００２７】
実施例４
収容袋１として、ポリビニールアルコール樹脂製糸（太さ１０デニール）で編成した網状袋（網目の径１ｍｍ）からなり、内容積が１５Ｌのもの使用し、この収容袋１に担体チップ２を１５Ｌ、次の要領で収容した。
収容袋１の投入口部分から袋の底部に向け機械的に圧縮しながら担体チップ２を押し込み、担体チップ２が７．５Ｌになるまで圧縮した後、実施例１と同様にして高周波融着してシール（担体チップ２の圧縮率５０％）し、梱包体１００とした。
【００２８】
実施例５
収容袋１として、ポリビニルアルコール樹脂１０重量％とナイロン９０重量％のブレンド原料製フィルムを使用する以外は、実施例１と同様にして梱包体１００とした。
【００２９】
実施例６
収容袋１として、ポリビニルアルコール樹脂５０重量％とナイロン５０重量％のブレンド原料製フィルムを使用する以外は、実施例１と同様にして梱包体１００とした。
【００３０】
実施例７
収容袋１として、ポリビニルアルコール樹脂１０重量％とナイロン９０重量％のブレンド原料製糸を使用する以外は、実施例４と同様にして梱包体１００とした。
【００３１】
実施例８
収容袋１として、ポリビニルアルコール樹脂５０重量％とナイロン５０重量％のブレンド原料製糸を使用する以外は、実施例４と同様にして梱包体１００とした。
【００３２】
比較例１
実施例１と同様の収容袋１に、担体チップ２を１５０Ｌ収容した後、空気の吸引を行わずに、実施例１と同様にして高周波融着してシールし、気密梱包状態の梱包体１００（担体チップ２の圧縮率０％）を得た。
【００３３】
（評価の方法）
〔水沈試験〕
実施例１〜８、比較例１で得た各梱包体１００を水槽内に投下するだけで、水槽の攪拌等の処理をせずに放置し、表１に示す放置時間の後に、各梱包体１００および担体チップ（以下、被験体１０という）が水中に沈下する状態を観察し、下記の基準により評価し、結果を表１に示す。
【００３４】
○：図２（Ａ）に示すように、梱包体１００が沈下し、収容袋１が良好に溶解し、収容袋１００外に放出された被験体１０が完全に沈下する（水面に被験体１０の何れの面も浮き出ていない状態）
△：図２（Ｂ）に示すように、梱包体１００が水面よりやや沈下し、収容袋１の水と接している部分から溶解しはじめ、この溶解部分から収容袋１外に放出された被験体１００が水面よりやや沈下する（水面に被験体１０の一部が浮き出ている状態）
×：図２（Ｃ）に示すように、梱包体１００が水面より沈下せず、溶解が殆ど生じず、被験体１０が収容袋１００から放出されない状態
【００３５】
【表１】

【００３６】
〔保管試験〕
定温庫（温度２５℃）で、最大６ヶ月まで保管した実施例１，４，６，８の梱包体１００を使用し、〔梱包体１００の形状チェック〕を、下記の要領で行い評価した結果を表２に示す。
【００３７】
〔梱包体の形状チェック〕
各梱包体１００を表２に示す放置時間の後に、どの程度膨れたかを観察することにより評価した。
○：梱包体１００の形状が作成時と同じ
△：梱包体１００の形状が作成時よりやや膨れる
×：梱包体１００の形状が完全に膨れる
【００３８】
【表２】

【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、担体チップを排水処理槽の水の中に混在させるに際し、当該水が短時間で担体チップの内部に浸透することができ、かつ梱包体の輸送効率、収納効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施形態を示す図で、梱包体を表す図である。
【図２】
本発明の梱包体１００を水４に投入した状態を示す図である。
（Ａ）は梱包体１００および担体チップ（被験体）１０が完全に沈下した状態、
（Ｂ）は梱包体１００が水面にやや沈下し、収容袋１が溶解しはじめ、収容体１から放出された被験体１０が水面にやや沈下した状態、
（Ｃ）は梱包体１００が水面に沈下しておらず、被験体１０が収容袋１から放出されていない状態
を示している。
【符号の説明】
１　収容袋
２　軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップ
４　水（試験に使用される水）
１０　被検体
１１　吸引口
１００　梱包体

Claims

排水処理のために排水中に入れられて用いられる軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップの複数個が、水溶性合成樹脂を一部または全部に用いた収容袋に収容され、該担体チップが圧縮された状態で梱包されてなること特徴とする微生物固定用担体チップの梱包体。
梱包体の密度が、１ｇ／ｃｍ^２以上であることを特徴とする請求項１記載の微生物固定用担体チップの梱包体。
収容袋が、網状またはパンチングフィルム製であることを特徴とする請求項１または２記載の微生物固定用担体チップの梱包体。