JP2007268356A - 微生物担体の製造方法、微生物担体圧縮用の成形型及び微生物担体の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輸送や保管の際の取り扱い、浄化槽等への投入時の作業性、及び汚水処理効果の優れた圧縮状態の微生物担体得ること。
【解決手段】最初の浸透工程Ｐ１において、微生物担体に水性バインダを浸透させる。次の第１乾燥工程Ｐ２において、微生物担体の表面部の水性バインダを乾燥させて半乾燥状態の担体１３とする。続く圧縮工程Ｐ３において、半乾燥状態の担体１３を圧縮する。さらに、第２乾燥工程Ｐ４において、圧縮状態の微生物担体の水性バインダを乾燥させて圧縮状態を固形化する。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば浄化槽に投入して微生物による汚水の処理を行うのに使用される微生物担体に関するものである。特に、この発明は、浄化槽に投入されることにより圧縮が解除されるようにした微生物担体の製造方法、微生物担体圧縮用の成形型及び製造装置に関するものである。

従来、この種の微生物担体としては、例えば軟質ポリウレタン発泡体を所定寸法のキュービックチップ状に形成したものが知られている。ところが、軟質ポリウレタン発泡体は親水性が良好ではなく、しかも多数の気泡を有しているため、前記従来構成では、吸水性に乏しい。このため、従来の微生物担体は、被処理水の表面に浮遊して、微生物担体が濡れて浸漬、沈降して被処理水中に分散されるのに時間がかかり、所定の汚水処理効果が発揮されるまで時間がかかっていた。

そこで、軟質ポリウレタン発泡体の表面に、吸水性あるいは親水性を高めるための処理を施した微生物担体も従来から提案されている。しかしながら、微生物担体が被処理水との接触効率を高めるために小寸法に形成されることが多いので、その表面に吸水性を高めるための処理を施すのが困難で、処理作業に手間がかかるものであった。

また、通常、浄化槽は屋外にあって、投入口には、屋根，壁に相当するものがない場合が多い。そこで、軟質ポリウレタン発泡体のチップよりなる従来の微生物担体の比重が小さいこともあり、微生物担体を浄化槽に投入しても、被処理水の表面に浮遊して、強風が吹くと周囲に飛散することがあった。さらに、この従来の微生物担体では、発泡体であるため、梱包した際に全体が嵩張って、梱包容積が大きくなり、輸送や保管に広い場所が必要になるという問題もあった。

このような問題点に対処するため、例えば、特許文献１に開示されるような構成も従来から提案されている。すなわち、この従来構成においては、水溶性合成樹脂を一部または全部に用いた収容袋内に、軟質ポリウレタン発泡体のチップよりなる微生物担体を圧縮して収容し、その収容袋に収容したままの状態で、微生物担体を浄化槽等に投入するようになっている。
特開２００４−８９８０３号公報

ところが、この特許文献１に記載の従来構成では、微生物担体を構成する軟質ポリウレタン発泡体が前記のように吸水性や親水性に乏しいため、微生物担体を水溶性収容袋に収容した状態で浄化槽等に投入しても、微生物担体が前記のように被処理水の水面に浮遊し、充分に吸水するまでに時間を要した。よって、所要の汚水処理効果を得るのに時間がかかるという問題があった。また、微生物担体は、浄化槽への投入前は圧縮された状態にあるものの、収容袋に収容されただけの状態であるため、嵩張って、輸送や保管において不便であるばかりでなく、浄化槽の投入口が小さい場合には、投入が困難である。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、輸送や保管の際の取り扱い、浄化槽等への投入時の作業性、及び使用時において汚水処理効果の優れた圧縮状態の微生物担体を、簡単な工程にて容易に製造することができる微生物担体の製造方法及び製造装置を提供することにある。

また、この発明のその他の目的は、任意の大きさに折り取って使用することができる折取りラインを備えた担体集合体を容易に成形することができる微生物担体圧縮用の成形型を提供することにある。

上記の目的を達成するために、微生物担体の製造方法に係る発明は、微生物担体に水性バインダを浸透させる浸透工程と、微生物担体の表面部の水性バインダを乾燥させて半乾燥状態の担体とする第１乾燥工程と、未乾燥の水性バインダが微生物担体の表面部に移動するように、前記半乾燥状態の担体を圧縮する圧縮工程と、圧縮状態の微生物担体の水性バインダを乾燥させて圧縮状態を固形化する第２乾燥工程とを備えたことを特徴としている。

従って、この製造方法によれば、微生物担体を圧縮して乾燥するだけの簡単な工程にて圧縮状態の微生物担体を簡単に製造することができる。そして、この微生物担体では、微生物担体が圧縮状態になっているため、その梱包容積を小さくすることができて、広い場所を要することなく輸送及び保管を便利に行うことができる。また、微生物担体が圧縮状態に固形化されているため、浄化槽等への投入に際して強風が吹いても飛散することを防止できるとともに、浄化槽の投入口が小さくても支障なく投入することができる。さらに、浄化槽等への投入時には、微生物担体は圧縮状態で比重が高く、しかも、吸水性樹脂の水性バインダが吸水することから、被処理水内に速やかに水没させることができ、同被処理水内で微生物を担持して高い汚水処理効果を発揮させることができる。

さらに、前記の製造方法において、圧縮工程では、複数の半乾燥状態の担体を成形型内で一体的に圧縮成形して板状の担体集合体にするとよい。このようにした場合には、複数の微生物担体をひとつの板状の担体集合体とすることができて、輸送や保管時の取り扱い、及び浄化槽等への投入時の作業等を一層容易に行うことができる。

さらに、前記の製造方法において、担体集合体の少なくとも一方の側面に折取りラインが形成されるように、担体集合体を圧縮成形するとよい。このようにした場合には、浄化槽等への投入時に、担体集合体を折取りラインに沿って任意の大きさに容易に折り取ることができ、浄化槽の投入口が小さい場合であっても、容易に投入できる。

さらに、前記の製造方法において、第２乾燥工程では、成形型内の担体集合体に対してその一方の側面側から温風を供給するとともに、他方の側面側から吸気を行うとよい。このようにした場合には、成形型内の担体集合体を短時間に効率よく乾燥することができる。

また、微生物担体圧縮用の成形型に係る発明は、前記のような微生物担体の製造方法に用いられる成形型において、その内側面に、担体集合体に折取りラインを形成するためのライン形成部を設けたことを特徴としている。

従って、任意の大きさに折り取るための折取りラインを備えた担体集合体を、簡単な構成の成形型によって容易に成形することができる。
さらに、微生物担体の製造装置に係る発明は、前記のような微生物担体の製造方法に用いられる装置において、少なくとも第２乾燥工程で用いられた温風を除湿して再利用するための手段を備えたことを特徴としている。

従って、少なくとも第２乾燥工程で用いられた温風を繰り返し再利用することができて、製造装置のランニングコストを低減することができる。

以上のように、この発明によれば、輸送や保管の際の取り扱い性、浄化槽等への投入時の作業性、及び使用時の汚水処理効果等が優れた圧縮状態の微生物担体を、簡単な工程にて容易に製造することができる。

以下に、この発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、この実施形態の微生物担体の製造方法では、微生物担体１１（図７及び図８において図示。ただし、図７及び図８においては、後述の説明から明らかなように、微生物担体１１は圧縮状態にあって、図のようには表れない）に水性バインダ（図示しない）を浸透させる浸透工程Ｐ１と、微生物担体１１の表面部の水性バインダを乾燥させて半乾燥状態の担体１３を得る第１乾燥工程Ｐ２（図２参照）とが設けられている。また、半乾燥状態の担体１３を圧縮する圧縮工程Ｐ３（図４参照）と、圧縮状態の微生物担体１１中の水性バインダを乾燥させて圧縮状態を固形化し、微生物担体１１としての板状の担体集合体１４を形成する第２乾燥工程Ｐ４（図５参照）とが設けられている。さらに、前記担体集合体１４を脱型する脱型工程Ｐ５（図３参照）と、担体集合体１４を梱包する梱包工程Ｐ６とが設けられている。

前記微生物担体１１としては、軟質ポリウレタン発泡体等の連通気泡構造を有する軟質合成樹脂発泡体を、所定寸法（例えば、一辺長さ３〜５０ｍｍ）のキュービックチップ状等に形成したものが用いられている。

また、水性バインダとしては、カルボキシメチルセルロース等の吸水性のある樹脂が用いられる。このカルボキシメチルセルロースは生分解するため、同カルボキシメチルセルロースが微生物担体１１のセル内に残った場合に、汚水を分解する微生物が残ったカルボキシメチルセルロースをも分解する。

前記浸透工程Ｐ１には、公知のニーダが使用できる。脱泡混練装置（ノンバブリングニーダ），分解型ニーダ等がある。微生物担体１１をニーダミキサに投入し、水性バインダを適宜滴下することで、微生物担体１１の表面に水性バインダを塗布する。これにより、微生物担体１１と水性バインダが均一に分散され、微生物担体１１に水性バインダが浸透される。

図１及び図２に示すように、前記第１乾燥工程Ｐ２には、乾燥室２８と、その乾燥室２８内に回転可能に配設された網体よりなるドラム２９と、そのドラム２９を回転させるためのモータ３０と、乾燥室２８の側壁に設けられた温風ファン３１とが装備されている。そして、前記浸透工程Ｐ１において水性バインダを浸透してなる微生物担体１１がドラム２９内に収容された状態で、同ドラム２９が回転されて微生物担体１１がドラム２９内で舞い上がりながら攪拌される。この状態で、温風ファン３１によりドラム２９の網目を通して温風が微生物担体１１に対して吹き付けられる。これにより、微生物担体１１の中心部の水性バインダが未乾燥状態に維持されたままで、同微生物担体１１の表面部の水性バインダが乾燥されて、半乾燥状態の担体１３が作られる。

この場合、水性バインダの水分量が微生物担体１１に対して６５〜７０重量％の範囲内となるように乾燥されるのが好ましい。なお、水性バインダの水分量が６５重量％よりも少なくなると、水性バインダの乾燥固化を利用した後段の圧縮工程Ｐ３における微生物担体１１の圧縮及び固形化が困難になり、水性バインダの水分量が７０重量％よりも多くなると、その水性バインダの量が多すぎて、第２乾燥工程Ｐ４における微生物担体１１の乾燥に時間がかかることになる。そして、第１乾燥工程Ｐ２で乾燥を終了した半乾燥状態の担体１３は、前記とは別の収容容器２５に収容されて、計量器３２により担体集合体１４の１枚分に相当する分量となるように計量される。

図１、図３及び図４に示すように、前記圧縮工程Ｐ３には、半乾燥状態の担体１３を圧縮して板状の担体集合体１４を成形するための成形型３５が装備されている。この成形型３５は、下縁に縁枠３６ａを有する四角枠状の型枠３６と、その型枠３６内の底部に着脱可能に設置される底板３７と、その底板３７の上方において型枠３６内に昇降可能に収容される蓋板３８とから構成されている。また、この成形型３５の型枠３６、底板３７及び蓋板３８は、ステンレススチール等の金属板に多数の小孔３９を形成したパンチングボードで構成されるとともに、表面には離型性を良好にするためのフッ素樹脂等のコーティングが施されている。成形型３５の底板３７の上面及び蓋板３８の下面には、平面十字状の突条よりなるライン形成部４０が形成されている。

そして、図４に示すように、成形型３５の縁枠３６ａに載置された底板３７上に所定分量の半乾燥状態の担体１３が充填された状態で、同半乾燥状態の担体１３が押圧用シリンダ４１にて蓋板３８が押圧されることにより、半乾燥状態の担体１３が圧縮される。この圧縮により、半乾燥状態の担体１３であった微生物担体１１の中心部における未乾燥状態の水性バインダが微生物担体１１の外周部にしみ出て、圧縮状態の微生物担体１１の全体に行き渡る。この場合、微生物担体１１は元の体積の２分の１〜９分の１の範囲内に圧縮されるのが好ましい。なお、この微生物担体１１の圧縮を元の体積の９分の１よりも小さくしようとしても、強い圧縮力が必要であるため、実際上困難であり、微生物担体１１の圧縮を２分の１よりも大きくする場合には、水性バインダが微生物担体１１の全体に行き渡らず、水性バインダの乾燥固化を利用する後段の第２乾燥工程Ｐ４における微生物担体１１の圧縮固形化が困難になる。

その後、図４に示すように、成形型３５の型枠３６の上端開口縁にトグルクランプ４２が装着されて、蓋板３８が押圧位置にクランプ固定されることにより、微生物担体１１が担体集合体１４として前述した圧縮状態に保持されて、板状の担体集合体１４が一体的に成形される。この成形時には、成形型３５の底板３７及び蓋板３８上に設けられたライン形成部４０により、担体集合体１４の表裏両面に断面Ｖ字状の凹部よりなる平面十字状の折取りライン１４ａが形成される。

図１、図５及び図６に示すように、前記第２乾燥工程Ｐ４には、担体集合体１４の圧縮成形状態における複数の成形型３５を収容可能な乾燥室４５と、その乾燥室４５内で各成形型３５の下面側に対応配置される複数の温風供給ファン４６と、各成形型３５の上面側に対応配置される複数の吸気ファン４７とが装備されている。そして、各温風供給ファン４６にて各成形型３５の下面側から担体集合体１４に対して温風が供給されるとともに、各吸気ファン４７にて各成形型３５の上面側から吸気が行われることにより、圧縮状態の担体集合体１４中の水性バインダが乾燥固化されて、担体集合体１４が圧縮状態に固形化される。この場合、担体集合体１４の水分量が同担体集合体１４に対して３〜８重量％の範囲内となるように乾燥されるのが好ましい。なお、担体集合体１４の水分量が３重量％よりも少なくなるようにすると、乾燥に時間がかかり、担体集合体１４の水分量が８重量％よりも多い状態では、水性バインダの乾燥固化が充分ではないため、担体集合体１４の圧縮状態の固形化が不確実となる。

図５に示すように、前記乾燥室４５には排気口４８及び吸気口４９が設けられ、その排気口４８と吸気口４９との間には温風循環通路５０が接続されている。温風循環通路５０中には、シリカゲル等の除湿フィルタ材を備えた除湿手段としての一対の並列をなす除湿フィルタ回路５１が切替えバルブ５２を介して交互に切替え使用可能に接続されている。そして、乾燥室４５内から排気口４８を通して排出される温風が、この除湿フィルタ回路５１により除湿されるとともに、ヒータ５３により加温された後、吸気口４９から乾燥室４５内に導入されて再利用される。

前記各フィルタ回路５１の前後には開放用バルブ５４，５６と正逆回転可能なファン５５とが接続されている。そして、切替えバルブ５２及び開放用バルブ５４，５６の切替え及びファン５５の回転方向切り替えにより、いずれか一方の除湿フィルタ回路５１が温風循環通路５０に接続されて、温風の除湿が行われているとき、他方の除湿フィルタ回路５１がその両端部の開放用バルブ５４，５６を介して大気中に開放されて、除湿フィルタ回路５１内に大気が導入されて同大気中に放出され、その除湿フィルタ回路５１に設けられたシリカゲル等のフィルタ材が乾燥再生されるようになっている。

図１及び図８に示すように、前記脱型工程Ｐ５においては、圧縮状態に乾燥固形化された担体集合体１４が成形型３５内から脱型される。この場合、成形型３５が型枠３６と底板３７と蓋板３８とに分離して構成されているため、型枠３６から蓋板３８を取り外した後、底板３７を型枠３６の内底部の縁枠３６ａ上方へ離間させることにより、担体集合体１４を型枠３６内から簡単に離型させることができる。

図１及び図９に示すように、前記梱包工程Ｐ６においては、複数枚の担体集合体１４が積層された状態で、ビニル等よりなる梱包袋５７内に梱包される。この場合、微生物担体１１が圧縮状態において固形化されて、板状の担体集合体１４として一体に成形されているため、全体が嵩張ることなく、小さな梱包容積で容易に梱包することができる。また、この担体集合体１４の梱包状態では、広い場所を要することなく、その梱包体の輸送や保管を行うこともできる。

以上のように、この微生物担体１１の製造方法によれば、浸透工程Ｐ１、第１乾燥工程Ｐ２、圧縮工程Ｐ３及び第２乾燥工程Ｐ４を含む工程により、圧縮状態の微生物担体１１としての担体集合体１４を簡単かつ安定に製造することができる。

さらに、この担体集合体１４を浄化槽等に投入して使用する際には、微生物担体１１が水性バインダを介して圧縮状態に固形化されているため、微生物担体１１が周囲に飛び散ることはなく、従って、浄化槽等の周囲に散乱することはない。しかも、この浄化槽等への投入時には、図７に示すように、担体集合体１４を折取りライン１４ａに沿って折り取ることができるため、浄化槽の小さな点検口等の投入口から容易に投入することができる。そして、担体集合体１４を浄化槽へ投入したときには、担体集合体１４は水性バインダによって圧縮状態で固形化されているため、比重が大きく、しかも内部に気泡はほとんど存在しない。従って、担体集合体１４は浄化槽の被処理水内に速やかに没せられ、次いで、水性バインダが被処理水を吸収して溶解し、担体集合体１４は、キュービック形状の微生物担体１１として復元される。そして、微生物担体１１は復元により、相互の結合を解かれて分離して被処理水内の全体に分散され、その状態で微生物を担持して、高い汚水処理効果を発揮させることができる。

以上に述べた実施形態の効果を列挙すれば以下の通りである。
（１） 微生物担体１１に水性バインダを浸透させて圧縮乾燥させるだけの工程にて輸送や保管に便利な微生物担体１１を簡単に製造することができる。

（２） 微生物担体１１は、浄化槽への投入前においては圧縮状態になっているため、その梱包容積を小さくすることができて、広い場所を要することなく輸送及び保管を便利に行うことができる。

（３） 微生物担体１１が圧縮状態に固形化されているため、浄化槽等への投入に際して強風が吹いたとしても、微生物担体１１が周囲に飛散することを防止することができる。

（４） 同様に、微生物担体１１が圧縮状態に固形化されているため、浄化槽等への投入時には、比重が高く、しかも吸水性樹脂の水性バインダが水を吸収することから、微生物担体１１を被処理水内に速やかに水没させることができ、そして、水没後は水性バインダが溶解して、復元するとともに、その復元過程において被処理水を吸収する。従って、同被処理水内で微生物を担持して高い汚水処理効果を発揮させることができる。

（５） 担体集合体１４の少なくとも一方の側面に折取りライン１４ａが形成されているため、微生物担体１１の浄化槽等への投入時に、担体集合体１４を折取りライン１４ａに沿って任意の大きさに容易に折り取ることができ、浄化槽の開口が小さい場合でも、手間なく投入できる。

（６） 担体集合体１４の製造方法において、第１乾燥工程では、表面部のみを乾燥させるようにした。このため、圧縮工程において、未乾燥の水性バインダが微生物担体１１の全体に行き渡り、つまり担体集合体１４の全体に行き渡り、均一な板圧の担体集合体１４とすることができる。これ対し、第１乾燥工程における水性バインダの乾燥が過度であると、微生物担体１１は自身の形状保持機能が足りず、均一で、所要の板圧の担体集合体１４とすることができない。逆に、適度な乾燥が不十分で、未乾燥の水性バインダが多いと、第２乾燥工程の時間が長くなるばかりでなく、成形型３５内における微生物担体１１の圧縮にともなって水性バインダのしみ出しが発生して、その処理、つまりしみ出た水性バインダの処理に手間がかかる。

（７） 担体集合体１４の製造方法において、第２乾燥工程では、成形型内の担体集合体１４に対してその一方の側面側から温風を供給するとともに、他方の側面側から吸気を行うようにしているため、担体集合体１４内を温風が有効に通過されて、短時間に効率よく乾燥させることができる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 微生物担体１１をキュービック以外の形状，例えば球形，５角形以上の多面体，複数の突起を有する金平糖形状等、各種の形状に変更すること。

・ 前記実施形態の浸透工程Ｐ１において、例えば微生物担体１１を容器に収容した状態で水性バインダ内に浸漬させる等の異なった浸透方法を用いること。
・ 前記実施形態の第１乾燥工程Ｐ２及び第２乾燥工程Ｐ４において、高周波加熱等の異なった乾燥方法を用いること。

・ 前記実施形態の圧縮工程Ｐ３において、例えば金属製の網体やポリプロピレン等の合成樹脂板よりなる成形型３５を用いること。
・ 前記実施形態の圧縮工程Ｐ３において、成形型３５の底板３７または蓋板３８のいずれか一方にライン形成部４０を設けて、担体集合体１４の表裏いずれか一方の面に折取りライン１４ａが形成されるようにすること。

一実施形態の微生物担体の製造方法を示す工程図。 同製造方法における第１乾燥工程を拡大して示す斜視図。 同じく圧縮工程に使用する成形型を拡大して示す分解斜視図。 同じく圧縮工程を拡大して示す断面図。 同製造方法における第２乾燥工程を拡大して示す断面図。 同じく第２乾燥工程の要部斜視図。 製造された微生物担体の担体集合体を示す斜視図。 担体集合体と成形型を示す分解斜視図。 梱包体を示す斜視図。

符号の説明

１１…微生物担体、１３…半乾燥状態の担体、１４…担体集合体、１４ａ…折取りライン、１７…浸透用コンベア、１８…担体供給用コンベア、２０…バインダ供給タンク、２３…供給管路、２８…乾燥室、２９…ドラム、３１…温風ファン、３５…成形型、３６…型枠、３７…底板、３８…蓋板、４０…ライン形成部、４１…押圧用シリンダ、４５…乾燥室、４６…温風供給ファン、４７…吸気ファン、５０…温風循環通路、５１…除湿手段としてのフィルタ装置、Ｐ１…浸透工程、Ｐ２…第１乾燥工程、Ｐ３…圧縮工程、Ｐ４…第２乾燥工程。

Claims (6)

1. 微生物担体に水性バインダを浸透させる浸透工程と、
   微生物担体の表面部の水性バインダを乾燥させて半乾燥状態の担体とする第１乾燥工程と、
   前記半乾燥状態の担体を圧縮する圧縮工程と、
   圧縮状態の微生物担体の水性バインダを乾燥させて圧縮状態を固形化する第２乾燥工程と
   を備えたことを特徴とする微生物担体の製造方法。
2. 前記圧縮工程において、複数の半乾燥状態の担体を成形型内で一体的に圧縮成形して板状の固形化された担体集合体とすることを特徴とした請求項１に記載の微生物担体の製造方法。
3. 担体集合体の少なくとも一方の側面に折取りラインが形成されるように、担体集合体を圧縮成形することを特徴とした請求項２に記載の微生物担体の製造方法。
4. 前記第２乾燥工程では、成形型内の担体集合体を温風通路内に設置して同担体集合体に対してその一方の側面側から温風を供給するとともに、他方の側面側から吸気を行うことを特徴とした請求項２または３に記載の微生物担体の製造方法。
5. 請求項４に記載の微生物担体の製造方法に用いられる成形型において、その内側面に、担体集合体に折取りラインを形成するためのライン形成部を設けたことを特徴とする微生物担体圧縮用の成形型。
6. 請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の微生物担体の製造方法に用いられる装置において、少なくとも第２乾燥工程で用いられた温風を除湿して再利用するための手段を備えたことを特徴とする微生物担体の製造装置。

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