JP3422234B2 - 包括固定化担体の製造方法 - Google Patents

包括固定化担体の製造方法

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JP3422234B2
JP3422234B2 JP27968397A JP27968397A JP3422234B2 JP 3422234 B2 JP3422234 B2 JP 3422234B2 JP 27968397 A JP27968397 A JP 27968397A JP 27968397 A JP27968397 A JP 27968397A JP 3422234 B2 JP3422234 B2 JP 3422234B2
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直道 森
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    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、包括固定化担体の
製造方法に係わり、特に硝化細菌を固定化剤内に包括固
定化する包括固定化担体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】廃水処理に用いられる活性汚泥中に含ま
れる硝化細菌は、一般の細菌に比べて増殖速度が遅く、
特に冬場の低水温時期に細菌数が少なくなるために硝化
活性が著しく低下する。このことは、硝化細菌と同様の
性質を有する微生物にも同様の傾向がある。
【0003】これにより、硝化細菌を含む活性汚泥をけ
い砂,活性炭,プラスチック等の付着材の表面に付着し
て硝化細菌を高濃度化することにより廃水の硝化性能を
改善することが行なわれている。しかし、微生物を付着
材に付着する付着固定化型の場合、付着した微生物の剥
離や目的の微生物である硝化細菌と異なる微生物が担体
に付着するために硝化細菌を十分に高濃度化することが
できないという欠点がある。
【0004】このことから、活性汚泥を固定化剤内に包
括固定化する包括固定化型の包括固定化担体を製造し、
この包括固定化担体を反応槽に充填して硝化細菌の濃度
を高めることで、硝化活性を高め廃水を高速処理するこ
とが行なわれてきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
包括固定化担体の製造方法は、製造ロットごとに包括固
定化担体の硝化活性や担体強度にバラツキがあるという
欠点がある。更に同じ製造ロットの中でも担体同士の間
でのバラツキが大きいという欠点がある。特に、活性汚
泥と固定化剤とを混合してから重合させるまでの時間が
長い場合には上記欠点が発生し易い。従って、このよう
な包括固定化担体を反応槽に充填した場合には、廃水の
処理性能において固定化型の特徴を十分に発揮できない
という問題がある。
【0006】本発明は、このような事情に鑑みて成され
たもので、高い微生物活性の包括固定化担体を得ること
ができ、更には担体同士の間での微生物活性のバラツキ
をなくすことができる包括固定化担体の製造方法を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を解決
するために、活性汚泥と固定化剤とを混合した混合液を
ゲル化することにより前記固定化剤内に前記活性汚泥を
包括固定する包括固定化担体の製造方法に於いて、前記
固定化剤を予め水に溶解させた所定濃度の固定化剤水溶
液を、前記活性汚泥と混合した後、攪拌・押出機に供給
すると共に該攪拌・押出機に重合開始剤溶液を添加して
数秒間攪拌し、該攪拌して得られた混合液をベルトコン
ベア上にシート状に供給して該ベルトコンベア上でゲル
化することを特徴とする。
【0008】本発明によれば、固定化剤を予め水に溶解
させた固定化剤水溶液と、活性汚泥を混合するようにし
たので、活性汚泥の固定化剤への分散性が良くなる。こ
れにより、製造された包括固定化担体中の活性汚泥の分
布を均一化することができるので、微生物活性や担体強
度を向上させることができると共に、個々の包括固定化
担体における微生物活性や担体強度のバラツキを小さく
することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下本発明に係る包括固定化担体
の製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。図
1は、本発明の包括固定化担体の製造方法を適用する装
置のフローを説明する説明図である。
【0010】図1に示すように、固定化剤貯留槽10に
貯留された粘液状の固定化剤はラインミキサー12に送
られる一方、水供給装置14から水がラインミキサー1
2に供給される。ラインミキサー12で混合された固定
化剤は水に溶解されて固定化剤水溶液が調製される。ラ
インミキサー12に供給される固定化剤と水との供給比
率は、固定化剤水溶液中の固定化剤濃度が10〜85重
量%の範囲に、好ましくは30〜50重量%になるよう
に調製される。
【0011】固定化剤水溶液は混合槽16に送給され、
ここで活性汚泥貯留槽18から供給される活性汚泥と混
合されて混合液が調製される。この場合、活性汚泥中の
微生物濃度(固形物濃度)は、1〜5重量%の範囲のも
のを混合することが好ましい。混合液は、攪拌・押出機
20に供給されると共に、重合開始剤貯留槽22から攪
拌・押出機20に重合開始剤が注入され、速やかに混合
されてからベルトコンベア24上に押し出される。押し
出された混合液はベルトコンベア24で搬送される途中
で重合が進み、ゲル化される。これにより、固定化剤内
に活性汚泥が包括固定されたゲル状の固定化シートにな
る。このゲル状の固定化シートをカッター26で通常3
mm角程度に裁断する。これにより固定化剤に活性汚泥が
包括固定化されたペレット状の包括固定化担体(以下、
ペレットと称す)が製造される。
【0012】図2は、上記ラインミキサーにおいて調製
される固定化剤水溶液の固定化剤濃度と、活性汚泥の固
定化剤への分散性の関係を示したものであり、微生物濃
度3重量%の活性汚泥と濃度の異なる固定化剤水溶液を
攪拌機で攪拌してから1分後の分散状態を示したもので
ある。また、縦軸の高さが大きいほど分散性が良くなる
ことを示す。
【0013】図2から分かるように、活性汚泥の固定化
剤への分散性を示す曲線は、固定化剤濃度が高くなるに
従って上昇して分散性が良くなり、固定化剤濃度が10
重量%程度から傾きが緩やかになり、30重量%から5
0重量%において最も良い分散性を示す。そして、50
重量%から85重量%まで緩やかに下降し、分散性が悪
くなり、85重量%を越えると分散性が急激の悪化す
る。
【0014】従って、固定化剤水溶液の固定化剤濃度と
しては、10〜85重量%、好ましくは30〜50重量
%であることが好ましい。このように固定化剤水溶液の
固定化剤濃度が変化する理由としでは、固定化剤水溶液
の固定化剤濃度が10%を下回ると、固定化剤水溶液の
粘度が小さくなりすぎるために、固定化剤に分散された
活性汚泥が沈降し易くなり、一度分散した活性汚泥が再
分離し易くなる。一方、固定化剤水溶液の固定化剤濃度
が85重量%を越えると、固定化剤水溶液の粘度が大き
く活性汚泥が分散されにくくなる。そして、活性汚泥の
固定化剤への分散性が悪くなると、上述した包括固定化
担体の製造におけるゲル状シートを製造するステップで
ゲル状シート内の活性汚泥分布が不均一になってしま
い、ペレット個々の微生物活性のバラツキが大きくな
る。
【0015】この場合、特に図示しなかったが、固定化
剤水溶液に混合する活性汚泥の微生物濃度(固形物濃
度)を、1〜5重量%の範囲にすることが好ましい。こ
の理由は、微生物濃度が1重量%を下回ると、固定化剤
への分散性は良くなるが、製造された包括固定化担体中
の微生物菌数が低くなってしまい馴養期間が長くなる傾
向がある。一方、微生物濃度が5重量%を上回ると、固
定化剤への分散性が悪くなるためである。
【0016】本発明では、固定化剤を予め水に溶解させ
た10〜85重量%、好ましくは30〜50重量%の濃
度を有する固定化剤水溶液を、活性汚泥と混合するよう
にしたので、活性汚泥を固定化剤と直接混合する場合に
比べて固定化剤に対する活性汚泥の分散性を著しく良く
することができる。これにより、製造された多数のペレ
ット間の活性汚泥の濃度を均一化することができると共
に、ペレット内における活性汚泥を均等になるように分
布させることができる。従って、ペレット内の菌数を増
殖して微生物活性を上げる、所謂馴養期間において微生
物活性を短期間に上げることができる。
【0017】また、ペレット同士の間の活性汚泥の濃度
を均一化することにより、担体強度が強く且つ担体強度
の揃ったペレットを製造することができる。担体強度
は、重合開始剤を添加してから重合が開始するまでの重
合開始時間によって変わり、重合反応が緩慢になると担
体強度が低下するためである。従って、担体強度を強く
するためには、重合反応を速やかに且つ確実に進行させ
る必要がある。そして、この重合開始時間は活性汚泥と
固定化剤との混合液中の活性汚泥濃度に影響される。こ
の為、固定化シートの段階で固定化シート内の活性汚泥
濃度分布が不均一になると、固定化シートの各部分にお
いて重合開始時間にバラツキが発生する。この結果、固
定化シートにおいて部分的に重合が速やかに促進しない
部分が発生するので、その部分は担体強度の弱いペレッ
トが形成されてしまう。また、製造された多数のペレッ
ト間の担体強度のバラツキも大きくなる。
【0018】このように、本発明の包括固定化担体の製
造方法によれば、固定化剤に対する活性汚泥の分散性を
良くすることができるので、ペレットの微生物活性を向
上させることができると共に、個々のペレットにおける
微生物活性のバラツキを小さくすることができる。従っ
て、個々のペレットの活性のバラツキが小さくなるの
で、反応槽ごとの処理性能のバラツキもなくなる。
【0019】更には、ペレットの担体強度を向上させる
ことができると共に、個々のペレットにおける担体強度
のバラツキを小さくすることができる。従って、ペレッ
トの寿命を長くすることができると共に、反応槽内でペ
レットが破損することによる処理水の濁りをなくすこと
ができる。
【0020】
【実施例】以下に、本発明の製造方法で製造したペレッ
トの微生物活性と担体強度の具体的実施例について説明
する。微生物活性として、硝化活性について測定し、担
体強度として圧縮強度を測定した。実施例では、固定化
剤としてポリエチレングリコール系樹脂を用い、これを
水と混合して固形物濃度50%の溶液を調製した。この
溶液30kgに、下水処理場から採取した微生物濃度3.
3%の活性汚泥(硝化細菌を含む)60kgをラインミキ
サーにより数秒間攪拌混合する。その後、この混合液に
2.5%濃度の重合開始剤溶液を10kg添加して攪拌・
押出機において数秒間攪拌し、ベルトコンベア上で厚さ
3mmのシート状に固定化させる。この固定化シートをさ
らにカッターで一辺が3mm四方の立方体に切断し、ペレ
ットを製造した。このペレットの製造において、固定化
シートに含まれる固定化剤濃度及び活性汚泥の固形物濃
度はそれぞれ15%、2%になるように調製した。
【0021】比較例として、活性汚泥とポリエチレング
リコール系樹脂を直接混合する以外は実施例と同じよう
にペレットを製造した。この場合も固定化シートに含ま
れる固定化剤濃度及び活性汚泥の固形物濃度はそれぞれ
15%、2%になるように調製した。そして、実施例及
び比較例ともに製造された多数のペレットをランダムに
それぞれ10等分(n=10)し、アンモニア性窒素と
して30mg/Lの合成廃水を用いて3ヶ月間馴養した後
の硝化活性及び担体強度を測定した。その結果を表1に
示す。
【0022】
【表1】 表1から分かるように、予め固定化剤を水に溶解した固
定化剤水溶液と活性汚泥を混合した本実施例では、硝化
活性が高く、担体強度が強いと共に、硝化活性及び担体
強度のバラツキの小さなペレットを製造することができ
た。
【0023】これに対し、活性汚泥を固定化剤に直接混
合した比較例では、実施例に比べて硝化活性が低く、担
体強度が弱いだけでなく、硝化活性及び担体強度のバラ
ツキが著しく大きくなった。尚、実施例では、固定化剤
として、ポリエチレングリコール系樹脂を用いた例で説
明したが、水溶性の固定化剤であれば同じ効果を得るこ
とができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の包括固定
化担体の製造方法によれば、固定化剤に対する活性汚泥
の分散性を良くすることができるので、包括固定化担体
の微生物活性を向上させることができると共に、個々の
包括固定化担体における微生物活性のバラツキを小さく
することができる。従って、個々の包括固定化担体の活
性のバラツキが小さくなるので、包括固定化担体のロッ
トごとの処理性能のバラツキもなくすことができる。
【0025】更には、包括固定化担体の担体強度を向上
させることができると共に、個々の包括固定化担体にお
ける担体強度のバラツキを小さくすることができる。従
って、包括固定化担体の寿命を長くすることができると
共に、廃水処理時において反応槽内で包括固定化担体が
破損することによる処理水の濁りをなくすことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の包括固定化担体の製造方法を説明する
説明図
【図2】固定化剤水溶液の固定化剤濃度と、活性汚泥の
固定化剤への分散性の関係を説明する説明図
【符号の説明】
10…固定化剤貯留槽 12…ラインミキサー 14…水供給装置 16…混合槽 18…活性汚泥貯留槽 20…攪拌・押出機 22…重合開始剤貯留槽 24…ベルトコンベア 26…カッター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−323381(JP,A) 特開 平4−320685(JP,A) 特開 平4−43004(JP,A) 特開 平5−15886(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/00 - 3/10 C12N 11/00 - 13/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】活性汚泥と固定化剤とを混合した混合液を
    ゲル化することにより前記固定化剤内に前記活性汚泥を
    包括固定する包括固定化担体の製造方法に於いて、 前記固定化剤を予め水に溶解させた所定濃度の固定化剤
    水溶液を、前記活性汚泥と混合した後、攪拌・押出機に
    供給すると共に該攪拌・押出機に重合開始剤溶液を添加
    して数秒間攪拌し、該攪拌して得られた混合液をベルト
    コンベア上にシート状に供給して該ベルトコンベア上で
    ゲル化することを特徴とする包括固定化担体の製造方
    法。
  2. 【請求項2】前記固定化剤水溶液中の固定化剤の所定濃
    度は10〜85重量%、好ましくは30〜50重量%で
    あることを特徴とする請求項1の包括固定化担体の製造
    方法。
  3. 【請求項3】前記活性汚泥の微生物濃度は、1〜5重量
    %であることを特徴とする請求項1又は2の包括固定化
    担体の製造方法。
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JP4235836B2 (ja) 2006-03-23 2009-03-11 株式会社日立プラントテクノロジー 包括固定化担体及びその製造方法、並びにそれを用いた廃水処理方法及び装置

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