JP2004089880A

JP2004089880A - 水質浄化装置

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Publication number: JP2004089880A
Application number: JP2002255627A
Authority: JP
Inventors: Fumiko Asai; 浅井　史子; Terufumi Iwata; 岩田　照史; Takako Ogasawara; 小笠原　多佳子; Tatsuo Sumino; 角野　立夫
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd; Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd; Tokico Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP3925362B2

Abstract

【課題】圧力損失を低く抑え、かつ処理性能を高く維持できる水質浄化装置を提供する。
【解決手段】微生物を固定化剤により固定化した包括固定化担体１からなる担体充填層２を有する固定床浄化部３を備え、包括固定化担体１の外面の少なくとも一部が曲面とされている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば湖沼、池、ダム、溜池、貯水池、河川、用水路、堀、運河、水槽などの水を生物学的に処理する包括固定化担体を用いた水質浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生物学的窒素除去を行う浄化装置としては、微生物を固定化した包括固定化担体を流動可能となるように容器内に納め、嫌気条件の被処理水を導入し、包括固定化担体に固定化された微生物を用いて浄化処理を行うものがある。
現在、本出願人は、上述した包括固定化担体を、被処理水が好気条件である水圏の浄化に適用する技術の開発を行っている。
そのひとつとして、本出願人によって特許出願された特願２００１−１９１５６７に示すように、包括固定化担体の粒径を大きくし、この担体の移動を規制するために容器内に担体を充填し、固定床として用いるものがある。
包括固定化担体としては、成形の容易性から、立方体状のものが広く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、立方体状の包括固定化担体が容器に充填された固定床を備えた水質浄化装置では、担体どうしが密着し、被処理水が流通しにくくなり、圧力損失が大きくなる問題があった。
また、被処理水の流れが不均一となり、被処理水と担体との接触効率が低下し、処理性能が悪化することがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、圧力損失を低く抑え、かつ処理性能を高く維持できる水質浄化装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の水質浄化装置は、微生物を固定化剤により固定化した包括固定化担体を有し、該担体を、移動を規制して配する固定床浄化部を備え、包括固定化担体の外面の少なくとも一部が、実質的に曲面であることを特徴とする。
本発明の水質浄化装置では、担体どうしが接する面積を小さくし、これらの密着を起こりにくくすることができる。
従って、充填層の閉塞を防ぎ、圧力損失が増大するのを防ぐことができる。
また、担体どうしの接触面積を小さくできるため、被処理水の流路が確保され、充填層内の通水性を高め、充填層内の被処理水の流れを均一に近づけることができる。
従って、被処理水と担体との接触効率の低下を防ぎ、処理性能を高く維持することができる。
【０００５】
包括固定化担体は、球状とすることができる。
包括固定化担体は、半球状とすることもできる。
包括固定化担体は、円柱状とすることもできる。
包括固定化担体は、半円柱状とすることもできる。
【０００６】
固定床浄化部は、外面の一部が曲面である包括固定化担体を、曲面が所定の方向に向くように充填した担体充填層を備えた構成とすることができる。
本発明の水質浄化装置は、包括固定化担体の曲面が向いた方向から洗浄用空気を担体充填層に導入できるように構成することができる。
【０００７】
本発明の水質浄化装置は、微生物を固定化剤により固定化した包括固定化担体を有し、該担体を、移動を規制して配する固定床浄化部を備え、包括固定化担体が、７面体以上の多面体からなる構成とすることもできる。
【０００８】
本発明では、固定床浄化部は、炭素質材を充填した炭素質材充填層と、前記包括固定化担体を充填した担体充填層とを備えた構成とすることができる。
炭素質材充填層と担体充填層とは、１つの容器内に形成してもよいし、互いに異なる容器内に形成してもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の水質浄化装置の第１の実施形態を示すもので、ここに示す水質浄化装置１０は、容器３内に担体充填層２を設けた固定床浄化部４を備えている。
担体充填層２は、包括固定化担体１が充填された固定床であり、担体１が、その移動を規制されて配されている。
包括固定化担体１は、　微生物を固定化剤により固定化して得られたものである。固定化剤としては、ポリエチレングリコール系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアクリルアミド系樹脂、アルギン酸塩、カラギーナン、寒天などを用いることができる。
なかでも特に、ポリエチレングリコールを含む材料を用いるのが好ましい。ポリエチレングリコールを含む材料を用いる場合には、ポリエチレングリコールの含有率を１０〜１５重量％とするのが好ましい。
【００１０】
担体１内に固定化する微生物としては、硝化菌、脱窒菌、ＢＯＤ酸化菌などを含むものが用いられる。この微生物源としては、活性汚泥などを用いることができる。藻類の発生が著しい被処理水を対象とする場合には、溶藻菌を使用することができる。
この微生物源の使用量は、包括固定化担体１中の微生物の含有率が０．１〜１０重量％（好ましくは約２重量％）となるように設定するのが好ましい。
【００１１】
図示例において、包括固定化担体１は、半球状に形成されている。
担体１の粒径（平均径）は、小さすぎれば脱窒の効率が低下し、大きすぎれば窒素除去やＢＯＤ除去の効率が低下するため、７．５〜１００ｍｍとするのが好ましい。なお担体１の粒径は、平面部１ｂの直径に相当する。
担体１は、曲面１ａを下に向け、平坦部１ｂを上に向けて充填するのが好ましい。
【００１２】
包括固定化担体１は、上記微生物源（活性汚泥等）と、未硬化の固定化剤（例えば単量体のエチレングリコール）とを混合した後、混合物中の未硬化固定化剤を、重合、架橋などにより硬化（ゲル化）させることによって作製することができる。
未硬化のゲル状固定化剤を硬化させる際には、必要に応じて架橋剤、重合促進剤、重合開始剤などを添加することができる。
担体１は、その製造工程において、半球状となるようにされる。例えば、半球状の凹部を有する金型を用いて、この凹部内に上記混合物を充填した後、硬化させる方法によって製造することができる。
【００１３】
次に、この水質浄化装置１０を用いて浄化処理を行う方法について説明する。本発明においては、被処理水として、湖沼、池、ダム、溜池、貯水池、河川、用水路、堀、運河、水槽などの水を例示することができる。一般に、これらの被処理水は、酸素が多量に溶存する状態（好気条件）となっている。
【００１４】
被処理水は、容器３の上部から担体充填層２に導入され、担体充填層２内を下方に向けて流れる過程で、担体１内の微生物の作用により浄化処理される。
例えば、被処理水中のアンモニア態窒素は、担体１内に固定化されている硝化菌により硝化され、硝酸態窒素となる。硝酸態窒素は、脱窒菌により還元され、単体の窒素（窒素ガス）となり、系外に放出される。
ＢＯＤ成分（溶存態有機物など）は、ＢＯＤ酸化菌（好気性の従属栄養微生物など）によって分解される。
ＳＳ成分（アオコや土砂等）の一部は、被処理水が担体充填層２を流れる過程で、担体１の平面部１ｂに捕捉される。
このように、被処理水が担体充填層２を通過する過程で、被処理水中の窒素、ＢＯＤ成分、ＳＳ成分などは除去され、これらの濃度が低い処理水を得ることができる。
【００１５】
この浄化処理を長時間行うと、ＳＳ成分や微生物が担体１上に付着し、担体充填層２での圧力損失の原因となるため、必要に応じて、以下に示す洗浄操作（逆洗）により担体充填層２を洗浄するのが好ましい。
図２に示すように、洗浄用の空気を、容器３下部に設けられたノズル９から担体充填層２に供給する。
担体充填層２に供給された空気は、担体充填層２内を上昇する過程で担体１にせん断力を加え、担体１表面の付着物の剥離を促す。剥離物は洗浄排水とともに、容器３上部から系外に排出される。
担体充填層２では、半球状の担体１が曲面１ａを下方に向けて充填されているため、担体１に達した空気（気泡）は、曲面１ａに沿って浮上する。このため、曲面１ａの付着物は、この空気（気泡）により起きる水流によって担体１から剥離しやすくなる。
【００１６】
この水質浄化装置１０では、次に示す効果を得ることができる。
（１）担体１が半球状に形成されているので、担体１どうしが接する面積が小さくなり、これらが密着するのを防ぐことができる。
従って、担体充填層２を閉塞しにくくし、圧力損失が増大するのを防ぐことができる。
（２）担体１どうしの接触面積を小さくできるため、担体充填層２内の通水性を高めるとともに、充填層２内にある担体１間の空げきの大きさを均一にでき、被処理水の流れを均一化することができる。
従って、被処理水と担体１との接触効率の低下を防ぎ、処理性能を高く維持することができる。
また、この浄化装置１０では、担体充填層２内の被処理水の流れが均一になり、被処理水の流速が局部的に高くなるのを防ぐことができる。これにより、反応速度が低く流速変化の影響をうけやすい窒素除去反応（硝化および脱窒）を確実に進行させ、窒素除去性能を高めることができる。
（３）担体１が半球状に形成されているので、担体充填層２内の空げき率を大きくし、ＳＳ成分等の保持量を多くすることができる。
従って、洗浄頻度を低くすることができる。
（４）担体１が半球状とされているので、半球状の凹部を有する金型を用い、凹部内に未硬化の原料を充填して硬化させる方法によって、簡単に作製することができる。
従って、製造効率を高め、製造コストを低く抑えることができる。
（５）曲面１ａを下方に向けて担体１を充填した担体充填層２を備えているので、下向流を採用すれば、被処理水中のＳＳ成分を平面部１ｂで捕捉することができる。
従って、ＳＳ除去効率を高めることができる。
（６）洗浄用空気を下方から担体充填層２に導入できるようにされているので、洗浄操作の際に、担体１の曲面１ａに沿って浮上する空気（気泡）によって、曲面１ａの付着物を剥離しやすくすることができる。
従って、洗浄操作時の洗浄効率を高めることができる。
【００１７】
上記水質浄化装置１０では、下向流を採用したが、被処理水の流れ方向はこれに限定されない。
図３に示すように、被処理水を下方から担体充填層２に供給する上向流を採用することもできる。
この場合にも、図２に示すように、下方から洗浄用空気を供給して洗浄を行うことができる。
【００１８】
本発明で用いられる包括固定化担体は、外面の少なくとも一部が、実質的に曲面であればよく、次に示す形状とすることも可能である。
図４に示す包括固定化担体６は、球状に形成されている。
この担体６を用いる場合には、次の効果を得ることができる。
（１）外面全体が曲面である球状の担体６を用いるので、担体６どうしが接する面積をさらに小さくし、担体６の密着を起こりにくくし、圧力損失の増大を確実に防ぐことができる。
（２）担体６どうしの接触面積を小さくし、容器３内で被処理水が流れる空げきを均一にできるため、被処理水の流れをさらに均一化し、処理性能を高く維持することができる。
（３）担体充填層２内の空げき率を大きくすることができるため、ＳＳ成分等の保持量が多くなり、洗浄頻度をいっそう低くすることができる。
（４）球状の担体６を用いるので、半球状の担体１を用いる場合に比べ、担体の充填方向（曲面部分の向き）を考慮せずに担体の充填を行うことができる。従って、充填作業効率を高めることができる。
【００１９】
図５に示す包括固定化担体７は、円柱状に形成されている。
図６に示す包括固定化担体８は、半円柱状に形成されている。
これら担体７、８は、周面７ａ、８ａが曲面となっている。
【００２０】
担体６、７、８の粒径（平均径）は、小さすぎれば脱窒の効率が低下し、大きすぎれば窒素除去やＢＯＤ除去の効率が低下するため、７．５〜１００ｍｍとするのが好ましい。なお、担体６の粒径は直径に相当し、担体７、８の粒径は軸方向の長さに相当する。
【００２１】
図７に示すように、半球状の担体１を用いる場合には、２つの担体１が平面部１ｂにおいて互いに付着し、球状体を形成することがある。
図８に示すように、半円柱状の担体８を用いる場合には、２つの担体８が平面部８ｂにおいて互いに付着し、円柱状体を形成することがある。
【００２２】
これら担体６、７、８は、その製造工程において、図４〜図６に示す形状となるようにされる。
例えば、曲面をなす凹部を有する金型を用いて、この凹部内に未硬化の原料を充填した後、硬化させる方法によって製造することができる。
【００２３】
なお、本発明において「実質的な曲面」とは、正確には曲面でない、複数の平坦面の組み合わせからなる面、例えば多数の平坦面を組み合わせた切頭２０面体（サッカーボール状の多面体）を構成する面も含む。すなわち、曲面に近似できる面も、曲面であると見なす。
また、担体は、図１、図４〜８に示すように、曲面を有する形状とすると、互いの接触面積を小さくできるため望ましいが、担体どうしの密着を少なくし、十分な担体間の隙間を得るためには、７面体以上の多面体を構成する面を有する形状とすればよい。
このような担体としては、７面体以上の多面体からなるものが使用でき、この多面体の例としては、正１２・２０面体、切頭４面体、切頭６面体、切頭８面体、切頭１２面体、さらには立方８面体、２０・１２面体等がある。
【００２４】
図９は、本発明の水質浄化装置の第２の実施形態を示すもので、ここに示す水質浄化装置２０では、固定床浄化部１１が、炭素質材１２を充填した炭素質材充填層１３と、担体１を充填した担体充填層１４とを容器３内に備えた構成とされている。
炭素質材充填層１３は、炭素質材１２からなる固定床である。
炭素質材１２としては、木炭、活性炭などを用いることができる。この他、廃木材、汚泥、間伐材などの炭化物やこの炭化物を成形したものも利用できる。なかでも特に、安価な木炭を用いるのが好ましい。
炭素質材１２は、表面に微細な凹凸を有するため、ＳＳ成分等を補足しやすい。
炭素質材１２の粒径（平均径）は、小さすぎれば閉塞が起こりやすくなり、大きすぎれば窒素除去やＢＯＤ除去の効率が低下するため、７．５〜１００ｍｍとするのが好ましい。
【００２５】
担体充填層１４は、炭素質材充填層１３の下方に形成されており、第１の実施形態で示した担体１が使用できる。
炭素質材充填層１３と担体充填層１４との容積比率（かさ体積比率）は、被処理水の性状等に応じて定めればよいが、通常は、炭素質材充填層１３：担体充填層１４＝４：１〜１：４程度（炭素質材充填層１３の容積比率２０〜８０％）とされる。
【００２６】
水質浄化装置２０では、被処理水が、容器３の上部から炭素質材充填層１３に導入される。被処理水の導入によって、炭素質材１２表面に、溶藻菌やＢＯＤ酸化菌（好気性の従属栄養微生物など）が付着、繁殖する。
被処理水中のＳＳ成分（アオコ、土砂等）は、炭素質材１２の表面凹凸に捕捉され、その一部は、溶藻菌の作用により可溶化される。可溶化により生じたＢＯＤ成分は、ＢＯＤ酸化菌によって分解される。
【００２７】
炭素質材充填層１３を経た被処理水は、担体充填層１４に導入される。
担体充填層１４では、被処理水中のアンモニア態窒素が、硝化菌により硝酸態窒素となり、硝酸態窒素は脱窒菌により還元され、単体の窒素（窒素ガス）となり、系外に放出される。ＢＯＤ成分は、ＢＯＤ酸化菌によって分解される。
担体充填層１４を経た処理水は、系外に排出される。
【００２８】
固定床浄化部１１を洗浄するには、洗浄用の空気を容器３の下部から充填層１３、１４に供給し、炭素質材１２および担体１から付着物を剥離させ、剥離物を洗浄排水とともに系外に排出する。
【００２９】
この水質浄化装置２０は、固定床浄化部１１が炭素質材充填層１３を備えているので、被処理水中のＳＳ成分（アオコ、土砂等）を、多くの表面凹凸をもつ炭素質材１２によって捕捉することができる。
従って、優れたＳＳ除去性能を得ることができる。
【００３０】
この水質浄化装置２０は、被処理水のＳＳ成分濃度が比較的低い（例えば２５ｍｇ／ｌ未満）場合に好適に使用できる。
これは、ＳＳ成分濃度が低い場合にはＳＳ成分が充填物（炭素質材１２および担体１）全体に偏りなく付着することから、１回の洗浄操作によって充填物全体を無駄なく洗浄することができ、洗浄に要するエネルギーコストを抑えることができるためである。
【００３１】
また、炭素質材１２を包括固定化担体１と併用することによって、担体の浄化性能（特に窒素除去性能）を高めることができる。なお、この効果については、本出願人によって特許出願された特開２００２−１０２８８５に示されている。
【００３２】
図１０は、本発明の水質浄化装置の第３の実施形態を示すもので、ここに示す水質浄化装置３０では、炭素質材充填層１３と担体充填層１４とが、互いに異なる容器内に形成されている点で図９に示す水質浄化装置２０と異なる。
すなわち、この浄化装置３０の固定床浄化部２１では、炭素質材充填層１３が第１容器１５内に形成され、担体充填層１４が第２容器１６内に形成されている。
【００３３】
水質浄化装置３０では、被処理水は、第１容器１５の炭素質材充填層１３に導入され、ここでＳＳ成分やＢＯＤ成分が除去される。
充填層１３を経た被処理水は第１容器１５から導出され、図示せぬ連絡経路を通して第２容器１６に導入され、担体充填層１４で窒素やＢＯＤ成分が除去され、処理水として系外に排出される。
炭素質材充填層１３を洗浄するには、洗浄用の空気を容器１５下部のノズル１７から充填層１３に供給する。担体充填層１４を洗浄するには、洗浄用の空気を容器１６下部のノズル１８から充填層１３に供給する。
【００３４】
この水質浄化装置３０は、被処理水のＳＳ成分濃度が比較的高い（例えば２５ｍｇ／ｌ以上）場合に好適に使用できる。
ＳＳ成分濃度が高い場合には、ＳＳ成分の多くが、上流側に位置する炭素質材充填層１３に付着するため、担体充填層１４に比べ、炭素質材充填層１３において目詰まりが生じやすい。
この水質浄化装置３０では、炭素質材充填層１３の洗浄頻度を高くすることによって、目詰まりを確実に防ぐことができる。
また、洗浄用空気ノズルが充填層１３から離れた位置（容器３の下部）にある浄化装置２０（図９参照）に比べ、ノズル１７を充填層１３に近い位置に設けることができるため、洗浄用空気を充填層１３に効率よく作用させ、洗浄効率を高めることができる。
さらには、担体充填層１４の洗浄頻度を、炭素質材充填層１３の洗浄頻度よりも低くすることによって、洗浄に要するエネルギーコストを抑えるとともに、担体１表面の微生物膜が過度に失われるのを防ぎ、浄化処理効率の低下を防ぐことができる。
【００３５】
図１１は、本発明の水質浄化装置の第４の実施形態を示すもので、ここに示す水質浄化装置４０は、容器３内に混合充填層２２を設けた固定床浄化部３１を備えている。
混合充填層２２では、担体１と炭素質材１２とが混合されて充填されている。担体１と炭素質材１２の混合比率（体積比）は、被処理水の性状に応じて定めればよいが、通常は、担体１：炭素質材１２＝４：１〜１：４程度とされる。
【００３６】
この水質浄化装置４０では、担体１と炭素質材１２とを混合して用いるので、担体１と炭素質材１２が互いに接触する部分において、担体１内の硝化菌および脱窒菌と、炭素質材１２表面の微生物との相互作用により、窒素除去効率を高めることができる。
なお、炭素質材を包括固定化担体と併用することによって、担体の浄化性能（特に窒素除去性能）を高めることができることは、本出願人によって特許出願された特開２００２−１０２８８５に示されている。
【００３７】
図１２は、本発明の水質浄化装置の第５の実施形態を示すもので、ここに示す水質浄化装置５０において、固定床浄化部４１では、複数の炭素質材充填層２３と、複数の担体充填層２４とが容器３内に交互に積層されている。
この水質浄化装置５０では、図１１に示す浄化装置４０と同様に、担体１と炭素質材１２とが接触する部分において窒素除去効率を高めることができる。
水質浄化装置５０では、さらに、炭素質材充填層２３と担体充填層２４とが積層されているので、担体１と炭素質材１２とを混合して用いる場合に比べ、これらが容器断面内で偏在するのを防ぐことができる。
このため、充填層２３、２４内の被処理水の流れを均一化し、被処理水と充填物（担体および炭素質材）との接触効率の低下を防ぎ、処理性能を高く維持することができる。
特に、担体充填層２４内の被処理水の流れが均一になり、被処理水の流速が局部的に高くなるのを防ぐことができる。これにより、反応速度が低く流速変化の影響をうけやすい窒素除去反応（硝化および脱窒）を確実に進行させ、窒素除去性能を高めることができる。
従って、優れた処理性能を得ることができる。
【００３８】
なお、図示例では、炭素質材充填層２３と担体充填層２４とをそれぞれ複数設けたが、本発明では、炭素質材充填層と担体充填層のうち少なくともいずれか一方が複数設けられている構成を採用することもできる。
【００３９】
【実施例】
以下、具体例を示して本発明の効果を明確にする。
（実施例１）
図１に示す水質浄化装置１０を次のようにして作製した。
ポリエチレングリコール系樹脂（ポリエチレングリコールジアクリレート等の混合プレポリマ）１５重量％と、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（重合促進剤）０．２重量％と、微生物源（硝化菌、脱窒菌、ＢＯＤ酸化菌を含むもの）とを混合し、混合物に、過硫酸カリウム（重合開始剤）を０．２５重量％となるように添加した。
混合物を直径４０ｍｍの半球状に成型し、担体１とした。
この担体１を容器３内に充填し、かさ体積１ｍ^３の充填層２を形成した。
【００４０】
Ａ湖の水（被処理水）を、容器３の上部から担体充填層２に導入し、充填層２を経た処理水を排出した。
被処理水の全窒素（Ｔ−Ｎ）は１ｍｇ／Ｌであり、ＢＯＤは３ｍｇ／Ｌであった。
全窒素除去率（Ｔ−Ｎ除去率）とＢＯＤ除去率を調べた結果を表１に示す。
【００４１】
（比較例１）
担体の形状を立方体（１辺の長さ：４０ｍｍ）とすること以外は、実施例１と同様にして浄化処理試験を行った。試験結果を表１に示す。
【００４２】
（参考例１）
あらかじめ微生物を内部に固定化しないこと以外は担体１と同様の担体（付着型担体）を用いて、実施例１と同様の浄化処理試験を行った。
被処理水を一定時間通水し、担体表面に、被処理水中の微生物を表面に付着、増殖させ、担体が十分な浄化性能を示すようになった時点で試験を行った。試験結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】

【００４４】
表１より、半球状の担体１を用いる実施例１では、立方体状の担体を用いる比較例１に比べ、窒素、ＢＯＤのいずれについても優れた除去性能が得られたことがわかる。
これは、実施例１において、被処理水と担体１との接触効率を高めることができたためであると考えられる。
また、参考例１では、微生物の包括固定を行わないため実施例１に比べ処理性能が劣るが、担体が半球状であり、被処理水と担体との接触効率を高めることができることから、比較例１よりも優れた結果が得られたと考えられる。
【００４５】
（実施例２）
一辺が６０ｃｍの立方体状の容器内に、実施例１で用いたものと同様の担体１を充填し、これに被処理水を下向流で導入する通水試験を行った。
１ヶ月間の通水後の充填層の圧力損失を測定した結果を表２に示す。
なお、圧力損失は、（圧力損失）・（被処理水の流速）^−１・（充填層高さ）^−１で示す。
【００４６】
（比較例２）
担体の形状を立方体（１辺の長さ：３５ｍｍ）とすること以外は、実施例２と同様にして通水試験を行った。試験結果を表２に示す。
【００４７】
【表２】

【００４８】
表２より、半球状の担体１を用いることによって、圧力損失の増大を防ぐことができたことがわかる。
【００４９】
（実施例３）
図９に示す水質浄化装置２０を用いて、浄化処理試験を行った。
炭素質材充填層１３と担体充填層１４との容積比率（かさ体積比率）は、１：１とした。その他の条件は、実施例１と同様とした。全窒素除去率、ＢＯＤ除去率、処理水中のアオコ細胞数を調べた結果を表３に示す。
なお、被処理水のアオコ細胞数は、１０^４（ｃｅｌｌｓ／ｍＬ）以上であった。
【００５０】
（比較例３）
担体の形状を立方体（１辺の長さ：４０ｍｍ）とすること以外は、実施例３と同様にして浄化処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
【００５１】
（参考例３）
微生物を内部に固定化しないこと以外は担体１と同様の担体（付着型担体）を用いて、実施例３と同様にして浄化処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
【００５２】
【表３】

【００５３】
表３より、実施例３では、アオコを効率よく除去できたことがわかる。
【００５４】
（実施例４）
図１１に示す水質浄化装置４０を用いて、浄化処理試験を行った。
担体１と炭素質材１２の混合比率（体積比）は、担体１：炭素質材１２＝４：６とした。その他の条件は、実施例１と同様とした。試験結果を表４に示す。
なお、被処理水のアオコ細胞数は、１０^４（ｃｅｌｌｓ／ｍＬ）以上であった。
【００５５】
（比較例４）
担体の形状を立方体（１辺の長さ：４０ｍｍ）とすること以外は、実施例４と同様にして浄化処理試験を行った。試験結果を表４に示す。
【００５６】
（参考例４）
微生物を内部に固定化しないこと以外は担体１と同様の担体（付着型担体）を用いて、実施例４と同様にして浄化処理試験を行った。試験結果を表４に示す。
【００５７】
【表４】

【００５８】
表４より、実施例４では、実施例３に比べ、窒素除去性能、ＢＯＤ除去性能ともに優れた結果が得られたことがわかる。
【００５９】
（実施例５）
図１２に示す水質浄化装置５０を用いて、浄化処理試験を行った。
炭素質材充填層２３と担体充填層２４との容積比率（かさ体積比率）は、１：１とした。その他の条件は、実施例１と同様とした。試験結果を表５に示す。
なお、被処理水のアオコ細胞数は、１０^４（ｃｅｌｌｓ／ｍＬ）以上であった。
【００６０】
（比較例５）
担体の形状を立方体（１辺の長さ：４０ｍｍ）とすること以外は、実施例５と同様にして浄化処理試験を行った。試験結果を表５に示す。
【００６１】
（参考例５）
微生物を内部に固定化しないこと以外は担体１と同様の担体（付着型担体）を用いて、実施例５と同様にして浄化処理試験を行った。試験結果を表５に示す。
【００６２】
【表５】

【００６３】
表５より、実施例５では、実施例３に比べ、窒素除去性能、ＢＯＤ除去性能ともに優れた結果が得られたことがわかる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の水質浄化装置は、包括固定化担体の外面の少なくとも一部が、曲面であるので、次に示す効果を得ることができる。
（１）担体どうしが接する面積が小さくなり、これらの密着が起こりにくくなる。従って、充填層を閉塞しにくくし、圧力損失が増大するのを防ぐことができる。
（２）担体どうしの接触面積を小さくできるため、充填層内の通水性を高め、充填層内の被処理水の流れを均一に近づけることができる。
従って、被処理水と担体との接触効率の低下を防ぎ、処理性能を高く維持することができる。
（３）充填層内の空げき率を大きくし、ＳＳ成分等の保持量を多くすることができる。従って、洗浄頻度を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水質浄化装置の第１の実施形態を示す図であり、（ａ）は全体構成図であり、（ｂ）は包括固定化担体の斜視図である。
【図２】図１に示す水質浄化装置の使用方法の一例を説明する図である。
【図３】図１に示す水質浄化装置の使用方法の一例を説明する図である。
【図４】本発明に使用可能な包括固定化担体の例を示す斜視図である。
【図５】本発明に使用可能な包括固定化担体の例を示す斜視図である。
【図６】本発明に使用可能な包括固定化担体の例を示す斜視図である。
【図７】本発明に使用可能な包括固定化担体の例を示す斜視図である。
【図８】本発明に使用可能な包括固定化担体の例を示す斜視図である。
【図９】本発明の水質浄化装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の水質浄化装置の第３の実施形態を示す概略構成図である。
【図１１】本発明の水質浄化装置の第４の実施形態を示す概略構成図である。
【図１２】本発明の水質浄化装置の第５の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１、６、７、８・・・包括固定化担体、１ａ・・・曲面、２・・・充填層、３・・・容器、４、１１、２１、３１、４１・・・固定床浄化部、１２・・・炭素質材、１３、２３・・・炭素質材充填層、１４、２４・・・担体充填層、１５・・・第１の容器、１６・・・第２の容器

Claims

微生物を固定化剤により固定化した包括固定化担体を有し、該担体を、移動を規制して配する固定床浄化部を備え、
包括固定化担体の外面の少なくとも一部が、実質的に曲面であることを特徴とする水質浄化装置。
包括固定化担体は、球状とされていることを特徴とする請求項１記載の水質浄化装置。
包括固定化担体は、半球状とされていることを特徴とする請求項１記載の水質浄化装置。
包括固定化担体は、円柱状とされていることを特徴とする請求項１記載の水質浄化装置。
包括固定化担体は、半円柱状とされていることを特徴とする請求項１記載の水質浄化装置。
固定床浄化部は、外面の一部が曲面である包括固定化担体を、曲面が所定の方向に向くように充填した担体充填層を備えていることを特徴とする請求項１、３〜５記載の水質浄化装置。
包括固定化担体の曲面が向いた方向から洗浄用空気を担体充填層に導入できるようにされていることを特徴とする請求項６記載の水質浄化装置。
微生物を固定化剤により固定化した包括固定化担体を有し、該担体を、移動を規制して配する固定床浄化部を備え、
包括固定化担体は、７面体以上の多面体からなることを特徴とする水質浄化装置。
固定床浄化部は、炭素質材を充填した炭素質材充填層と、前記包括固定化担体を充填した担体充填層とを備えていることを特徴とする請求項１〜５、８のうちいずれか１項記載の水質浄化装置。
炭素質材充填層と担体充填層とが互いに異なる容器内に形成されていることを特徴とする請求項９記載の水質浄化装置。