JP3070232B2 - 微生物担持用担体 - Google Patents

微生物担持用担体

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JP3070232B2 JP4063585A JP6358592A JP3070232B2 JP 3070232 B2 JP3070232 B2 JP 3070232B2 JP 4063585 A JP4063585 A JP 4063585A JP 6358592 A JP6358592 A JP 6358592A JP 3070232 B2 JP3070232 B2 JP 3070232B2
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正康 山崎
直人 北原
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    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、微生物の働きを利用し
た汚水処理装置や悪臭排ガス処理装置の内部に、微生物
を固着する目的で装填される微生物担持用担体に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、汚水や悪臭排ガスを処理する方法
として、表面に生物膜を形成させた接触材を装填した処
理装置内に、汚水や悪臭排ガスを溶解させた水(以下
「被処理水」と称す。)を流入させることにより、被処
理水を微生物の働きを利用して浄化処理する方法は既に
実用化されている。この方法で用いられる微生物担持の
ための接触材としては、従来、砂利、プラスチック片、
セラミックスハニカム構造体等が用いられていたが、こ
れらは、以下の理由により、微生物の生息には必ずしも
良好なものではなかった。
【0003】 好気性濾床槽でアンモニア態窒素は酸
化されて亜硝酸態又は硝酸態窒素となるが、この反応が
進むに従いpH低下することから、別途中和処理が必要
である。
【0004】 リン酸及びリン酸塩の除去ができず、
別途カルシウム、アルミニウム、鉄等の金属塩を加え、
これらを沈殿処理しなければならない。
【0005】これに対し、珪酸カルシウム系無機多孔体
を用いることにより、上記問題点を解決することができ
ることが明らかとなり(特開平3−114592)、現
在では、この珪酸カルシウム系無機多孔体が一般に用い
られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記珪
酸カルシウム系無機多孔体を、原料の状態から製造した
場合、非常に高価なものとなる。そこで、発泡軽量コン
クリートや珪酸カルシウム板等の廃材を有効利用して微
生物担持用担体とすることも検討されているが、これら
の廃材は、気孔径が微生物の生息に適した大きさでない
ことや、強度的に弱く取り扱い上の問題がある等の欠点
があった。
【0007】本発明は上記従来の問題点を解決し、安価
な材料を用いて微生物の生息に適した所望の物理形状に
成形することができ、しかも、汚水又は悪臭処理効率の
向上にも有効な微生物担持用担体を提供することを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の微生物担持用
担体は、微生物の働きを利用した汚水処理又は悪臭処理
装置に用いられる微生物担持用担体であって、流動床ボ
イラーから排出される流動床ボイラー灰を主成分とする
硬化体よりなることを特徴とする。
【0009】請求項2の微生物担持用担体は、請求項1
の微生物担持用担体において、前記流動床ボイラー灰が
水溶性カルシウムを生石灰分として10〜50重量%含
有するボイラー灰であることを特徴とする。
【0010】請求項3の微生物担持用担体は、請求項1
又は2の微生物担持用担体において、流動床ボイラー灰
の硬化体形成時に珪酸カルシウム系多孔質硬化体の産業
廃棄物を添加してなることを特徴とする。
【0011】請求項4の微生物担持用担体は、請求項3
の微生物担持用担体において、前記珪酸カルシウム系多
孔質硬化体の産業廃棄物が、発泡軽量コンクリート廃
材、珪酸カルシウム板廃材及び中空フライアッシュより
なる群から選択される少なくとも1種の産業廃棄物であ
ることを特徴とする。
【0012】請求項5の微生物担持用担体は、請求項1
〜4の微生物担持用担体において、流動床ボイラー灰の
硬化体形成時にセメント及び/又はスラグを添加してな
ることを特徴とする。
【0013】請求項6の微生物担持用担体は、請求項1
〜5の微生物担持用担体において、気孔径500μm以
下の気孔に対する空隙率が10〜60%であることを特
徴とする。
【0014】以下に本発明を詳細に説明する。
【0015】本発明の微生物担持用担体の主構成成分で
ある流動床ボイラー灰は、火力発電所等で発生する石炭
灰の中で、水溶性カルシウム含有量の多い流動床ボイラ
ーより排出される灰である。この流動床ボイラー灰は水
溶性カルシウム分の多いものが好ましく、水溶性カルシ
ウム分を生石灰分として10〜50重量%含むものが好
適である。
【0016】このような流動床ボイラー灰は、生石灰、
無水石膏、アルミナ分を含むことから、水分を吸着して
固化する。このため、単に水を添加することにより、硬
化のためのバインダーを添加することなく、容易に硬化
体を形成することができる。
【0017】ところで、微生物の生息に適した微生物担
持用担体とは、用いる微生物の種類によっても差異はあ
るが、気孔径1〜500μmの気孔が多く存在する多孔
体である。これに対し、流動床ボイラー灰は未燃カーボ
ンを主成分とする海綿状多孔体が多く存在し、その硬化
体は、数十μm以下の気孔が存在するものとなるため、
微生物の生息に適している。しかしながら、更に気孔径
の分布の幅を大きくする必要がある場合には、硬化体形
成時に、気孔径数十μm以上の気孔を多く含む珪酸カル
シウム系多孔質硬化体を添加することにより、所望の気
孔を形成することができるので、このようにして製造し
た多孔体とするのが望ましい。この際用いる珪酸カルシ
ウム系多孔質硬化体は、製品の低価格化を考慮して、産
業廃棄物を用いることが望ましく、発泡軽量コンクリー
ト廃材,珪酸カルシウム板廃材,中空フライアッシュ等
の中から形成する気孔径にあったものを1種又は2種以
上選択して添加するのが好ましい。
【0018】このようにして得られる本発明の微生物担
持用担体は、気孔径500μm以下の気孔が10〜60
%の空隙率で形成されたものであることが望ましい。こ
の空隙率が10%未満の場合には、単位体積当たりの微
生物生息可能領域が減少する。また、60%より大きい
場合には、当該担体自体の強度が低下して使用に耐えな
くなる。従って、発泡軽量コンクリート等の珪酸カルシ
ウム系多孔質硬化体の産業廃棄物は、上記空隙率が得ら
れるように添加すれば良く、その添加量に特に制限はな
いが、通常の場合、原料全量に対して10〜50重量%
程度添加するのが好ましい。
【0019】また、得られる硬化体の強度が弱く、取り
扱い中における破壊等の問題がある場合には、硬化体形
成後に蒸気養生をすることにより強度を向上させること
ができる。更に、添加剤としてセメント又はスラグの少
なくとも1種を配合することにより、得られる硬化体の
強度をより一層向上させることができる。この場合、セ
メント及び/又はスラグの添加量は、原料全量に対して
10〜50重量%とするのが好ましい。なお、スラグを
用いた場合には、スラグに含有される消石灰分がアルカ
リ刺激剤となることにより、より一層優れた強度向上効
果を発揮する。
【0020】このように本発明の微生物担持用担体は、
流動床ボイラー灰に必要に応じて珪酸カルシウム系多孔
質硬化体の産業廃棄物や、セメント及び/又はスラグを
所定割合で配合してなる混合物に、水を加えて所望の形
状に硬化させることにより、容易に製造することができ
る。この際、水の添加量は、添加する珪酸カルシウム系
多孔質硬化体の含有水分を考慮して決定する必要がある
が、通常の場合、流動床ボイラー灰を含む混合物に対し
て20〜70重量%程度とされる。
【0021】このような本発明の微生物担持用担体は、
従来の微生物担持用担体と同様に、適当な接触方式にて
汚水又は臭気と接触させることにより、良好な処理効率
にて処理することができる。
【0022】
【作用】流動床ボイラー灰は単に水を加えるのみで、容
易に、所望形状で、微生物の生息に適した気孔を有する
多孔質硬化体とすることができる。しかも、流動床ボイ
ラー灰中に高濃度で含有される水溶性カルシウムは、被
処理水中のリン酸や臭気中の硫黄系物質の酸化により生
じた硫酸と反応し、不溶性の石膏及びリン酸カルシウム
としてこれらを固定化する。また、アンモニアの酸化に
より生じた硝酸により被処理水が酸性化することを防ぐ
効果もある。
【0023】請求項2の微生物担持用担体によれば、水
溶性カルシウムを高含有率で含む流動床ボイラー灰によ
り、より一層処理効率の高い微生物担持用担体が提供さ
れる。
【0024】請求項3、4の微生物担持用担体によれ
ば、微生物の生息により一層適した多孔質担体が提供さ
れる。
【0025】請求項5の微生物担持用担体によれば、高
強度で取り扱い性に優れた微生物担持用担体が提供され
る。
【0026】請求項6の微生物担持用担体によれば、担
体の強度を損なうことなく、微生物の生息に適し、微生
物担持効率が良好な微生物担持用担体が提供される。
【0027】なお、本発明においては、微生物担持用担
体を構成する材料を、全てシリカ及びカルシアを主成分
とすることができることから、使用済みのものは、珪灰
石肥料として用いることが可能である。しかも、リン酸
を固定化することにより、リン酸分を含む良質のリン酸
肥料として有効に利用することができる。
【0028】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明する。 実施例1 流動床ボイラー灰のみを用い、水を添加して硬化させる
ことにより微生物担持用担体を製造した。得られた微生
物担持用担体の形状、物理的、化学的特性を表1に示
す。なお、表1中、水溶液pHとはこの微生物担持用担
体10gを、25ミリリットルの水に添加混合したとき
のpHである。この微生物担持用担体を用いて、アンモ
ニア含有排水及び硫化水素含有排水を、1カ月間処理し
た場合の処理性能の実験結果(流入排水及び流出水のp
Hと各成分濃度)を表2に示す。
【0029】実施例2 流動床ボイラー灰と発泡軽量コンクリート廃材とを表1
に示す配合として実施例1と同様に微生物担持用担体を
製造し、その形状、物理的、化学的特性及び汚水処理性
能を表1、2に示した。
【0030】実施例3 流動床ボイラー灰と中空フライアッシュとを表1に示す
配合として実施例1と同様に微生物担持用担体を製造
し、その形状、物理的、化学的特性及び汚水処理性能を
表1、2に示した。
【0031】実施例4 流動床ボイラー灰と発泡軽量コンクリート廃材とセメン
トとを表1に示す配合として実施例1と同様に微生物担
持用担体を製造し、その形状、物理的、化学的特性及び
汚水処理性能を表1、2に示した。
【0032】比較例1 発泡軽量コンクリート廃材のみを用いて実施例1と同様
に微生物担持用担体を製造し、その形状、物理的、化学
的特性及び汚水処理性能を表1、2に示した。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】表1、2より次のことが明らかである。
【0036】即ち、発泡軽量コンクリートのみを用いた
比較例1と比べて、実施例1の流動床ボイラー灰では、
気孔径、気孔率が小さく、強度的にも劣るものの、水溶
性カルシウム分は非常に多い。この流動床ボイラー灰
に、発泡軽量コンクリート(実施例2)又は中空フライ
アッシュ(実施例3)を添加することにより、水溶性カ
ルシウム分はやや低下するが、気孔径の幅が広がり、気
孔率も向上する。更に、セメントを添加する(実施例
4)ことにより、強度を増加させることができる。
【0037】本発明の微生物担持用担体を用いてアンモ
ニア又は硫化水素含有排水の処理を行った場合、いずれ
の排水に対しても従来の微生物担持用担体と同等以上の
性能を示すことが分かる。
【0038】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の微生物担持
用担体によれば、微生物の働きを利用した汚水処理,悪
臭処理装置に用いる微生物担持用担体として、微生物の
活着を著しく高めると共にその繁殖を旺盛化し、処理性
能を向上させることができる。これにより、汚水処理,
悪臭処理技術の大幅な改善が図れる。しかも、本発明の
微生物担持用担体は、流動床ボイラー灰を用いて、安価
に、しかも所望形状、所望気孔径及び気孔率に製造する
ことができ、工業的に極めて有利である。
【0039】その上、本発明の微生物担持用担体は、使
用後の廃棄物を、珪灰石肥料として有効に利用すること
ができ、工業的に極めて有効である。
【0040】特に、請求項2の微生物担持用担体によれ
ば、十分に高い処理効率を確実に得ることができる。
【0041】また、請求項3、4の微生物担持用担体に
よれば、微生物の生息により一層適した微生物担持用担
体が提供される。
【0042】請求項5の微生物担持用担体によれば、高
強度で取り扱い性に優れた微生物担持用担体が提供され
る。
【0043】請求項6の微生物担持用担体によれば、強
度特性及び微生物生息特性に優れた微生物担持用担体が
提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲斐 孝徳 福岡県北九州市八幡西区洞南町1番地1 三菱マテリアル株式会社 九州事業所 開発研究部内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/10 B01D 53/38 B01D 53/81

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微生物の働きを利用した汚水処理又は悪
    臭処理装置に用いられる微生物担持用担体であって、流
    動床ボイラーから排出される流動床ボイラー灰を主成分
    とする硬化体よりなることを特徴とする微生物担持用担
    体。
  2. 【請求項2】 前記流動床ボイラー灰が水溶性カルシウ
    ムを生石灰分として10〜50重量%含有するボイラー
    灰であることを特徴とする請求項1に記載の微生物担持
    用担体。
  3. 【請求項3】 前記微生物担持用担体において、流動床
    ボイラー灰の硬化体形成時に珪酸カルシウム系多孔質硬
    化体の産業廃棄物を添加してなることを特徴とする請求
    項1又は2に記載の微生物担持用担体。
  4. 【請求項4】 前記珪酸カルシウム系多孔質硬化体の産
    業廃棄物が、発泡軽量コンクリート廃材、珪酸カルシウ
    ム板廃材及び中空フライアッシュよりなる群から選択さ
    れる少なくとも1種の産業廃棄物であることを特徴とす
    る請求項3に記載の微生物担持用担体。
  5. 【請求項5】 前記微生物担持用担体において、流動床
    ボイラー灰の硬化体形成時にセメント及び/又はスラグ
    を添加してなることを特徴とする請求項1ないし4のい
    ずれか1項に記載の微生物担持用担体。
  6. 【請求項6】 前記微生物担持用担体において、気孔径
    500μm以下の気孔に対する空隙率が10〜60%で
    あることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項
    に記載の微生物担持用担体。
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KR20040068824A (ko) * 2003-01-27 2004-08-02 미래이엔씨주식회사 폐슬래그 및 폐석탄회를 이용한 유동상 반응기용 미생물담체 제조방법

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