JP3470944B2 - 生物処理用の微生物担体 - Google Patents
生物処理用の微生物担体Info
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- JP3470944B2 JP3470944B2 JP01469698A JP1469698A JP3470944B2 JP 3470944 B2 JP3470944 B2 JP 3470944B2 JP 01469698 A JP01469698 A JP 01469698A JP 1469698 A JP1469698 A JP 1469698A JP 3470944 B2 JP3470944 B2 JP 3470944B2
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- biological treatment
- microbial carrier
- carrier
- carbon fiber
- treatment tank
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は生物処理用の微生物
担体に関し、とくに嫌気性生物処理槽において消化用微
生物を担持する微生物担体に関する。
担体に関し、とくに嫌気性生物処理槽において消化用微
生物を担持する微生物担体に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業廃水などの浄化方法として、廃水を
微生物固定床が設けられた処理槽（以下、生物処理槽と
いう。）に導き、固定床に付着した微生物と接触させ、
その微生物の消化作用により廃水処理する方法（以下、
生物処理という。）が広く実施されている。生物処理槽
の固定床は、廃水処理効率化の観点から、所定量の微生
物が短期間で効率的に付着すること、及び廃水と微生物
との接触効率を低下させる変形や閉塞が発生しにくいこ
と等の条件を満たすことが要求される。これらの条件を
満たす固定床として、実公平7-021280号公報は、ガラス
繊維製織布又は不織布の多孔性材料による微生物担体を
開示している。
微生物固定床が設けられた処理槽（以下、生物処理槽と
いう。）に導き、固定床に付着した微生物と接触させ、
その微生物の消化作用により廃水処理する方法（以下、
生物処理という。）が広く実施されている。生物処理槽
の固定床は、廃水処理効率化の観点から、所定量の微生
物が短期間で効率的に付着すること、及び廃水と微生物
との接触効率を低下させる変形や閉塞が発生しにくいこ
と等の条件を満たすことが要求される。これらの条件を
満たす固定床として、実公平7-021280号公報は、ガラス
繊維製織布又は不織布の多孔性材料による微生物担体を
開示している。
【０００３】図１を参照するに、同公報の微生物担体１
は、ガラス繊維製織布又は不織布により形成した中空筒
体２の多孔性周壁を、合成樹脂製の周方向及び軸方向部
材からなり形状保持能のある枠体４で支持したものであ
る。この微生物担体１は、ガラス繊維製多孔性周壁の細
孔に微生物が捕捉されるので、短期間のうちに効率よく
微生物を固定できる。中空筒体２の内側経の大きさを適
当に調整することにより閉塞のおそれをなくし、また廃
水中の固形物等に対する抵抗を低くして生物処理の効率
化を図ることができる。さらに枠体４が中空筒体形状を
保持するので、例えば図３（Ａ）又は（Ｂ）のように生
物処理槽内に多数の担体１を充填した場合でも、下方の
担体１の変形及び閉塞を防止することができる。
は、ガラス繊維製織布又は不織布により形成した中空筒
体２の多孔性周壁を、合成樹脂製の周方向及び軸方向部
材からなり形状保持能のある枠体４で支持したものであ
る。この微生物担体１は、ガラス繊維製多孔性周壁の細
孔に微生物が捕捉されるので、短期間のうちに効率よく
微生物を固定できる。中空筒体２の内側経の大きさを適
当に調整することにより閉塞のおそれをなくし、また廃
水中の固形物等に対する抵抗を低くして生物処理の効率
化を図ることができる。さらに枠体４が中空筒体形状を
保持するので、例えば図３（Ａ）又は（Ｂ）のように生
物処理槽内に多数の担体１を充填した場合でも、下方の
担体１の変形及び閉塞を防止することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしガラス繊維製の
微生物担体は、嫌気性生物処理槽内で長期間使用すると
脆弱化（以下、強度劣化ということがある。）しやすい
問題点がある。この理由は、嫌気性生物処理では微生物
の消化作用により廃水中の有機物が分解される過程で酢
酸、プロピオン酸等の有機酸が発生するため、生物処理
槽内の被処理水が酸性化しやすく、酸性化した被処理水
がガラス繊維を徐々に溶かすからである。とくに微生物
担体は生物処理槽内に固定したまま継続的に使用される
ので、長い間にガラス繊維の溶解は微生物担体の強度劣
化を招く原因となる。図１においてガラス繊維製の中空
筒体２が強度劣化すると、枠体４による支持にも拘わら
ず中空筒体２の崩壊、変形又は閉塞が起こり易くなり、
生物処理効率の低下を招くおそれがある。また定期的に
微生物担体を交換するメンテナンス処理を行うことは、
生物処理槽のランニングコストの増加となる。嫌気性生
物処理槽内で長期間使用しても強度劣化せず、生物処理
槽内での寿命が長い微生物担体の開発が望まれていた。
微生物担体は、嫌気性生物処理槽内で長期間使用すると
脆弱化（以下、強度劣化ということがある。）しやすい
問題点がある。この理由は、嫌気性生物処理では微生物
の消化作用により廃水中の有機物が分解される過程で酢
酸、プロピオン酸等の有機酸が発生するため、生物処理
槽内の被処理水が酸性化しやすく、酸性化した被処理水
がガラス繊維を徐々に溶かすからである。とくに微生物
担体は生物処理槽内に固定したまま継続的に使用される
ので、長い間にガラス繊維の溶解は微生物担体の強度劣
化を招く原因となる。図１においてガラス繊維製の中空
筒体２が強度劣化すると、枠体４による支持にも拘わら
ず中空筒体２の崩壊、変形又は閉塞が起こり易くなり、
生物処理効率の低下を招くおそれがある。また定期的に
微生物担体を交換するメンテナンス処理を行うことは、
生物処理槽のランニングコストの増加となる。嫌気性生
物処理槽内で長期間使用しても強度劣化せず、生物処理
槽内での寿命が長い微生物担体の開発が望まれていた。
【０００５】そこで本発明の目的は、酸性化しやすい被
処理水中で長期間使用しても強度劣化しない嫌気性生物
処理用の微生物担体を提供することにある。
処理水中で長期間使用しても強度劣化しない嫌気性生物
処理用の微生物担体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の生物処理用の微
生物担体は、嫌気性生物処理槽７内で消化用微生物を担
持する微生物担体１において、前記担体１を径１〜30μ
mの炭素繊維からなる厚さ0.3〜6.0mm、単位重量20〜300
g/m 2 の不織布の中空筒体２により形成してなるものであ
る。
生物担体は、嫌気性生物処理槽７内で消化用微生物を担
持する微生物担体１において、前記担体１を径１〜30μ
mの炭素繊維からなる厚さ0.3〜6.0mm、単位重量20〜300
g/m 2 の不織布の中空筒体２により形成してなるものであ
る。
【０００７】ここで炭素繊維の一例は、石炭ピッチを高
温で熔融紡糸し、不融炭素化して得られる繊維である
が、本発明の炭素繊維の材質はこの例に限定されない。
温で熔融紡糸し、不融炭素化して得られる繊維である
が、本発明の炭素繊維の材質はこの例に限定されない。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明者らは、従来の生物処理槽
の固定床に要求された所定量の微生物が効率的に付着す
ること、及び変形や閉塞が起こりにくいことの条件に加
え、酸に対する強度劣化が少ない担体材料の研究の結
果、炭素繊維に注目した。表１は、２種類のガラス繊維
製不織布Ａ、Ｂ及び１種類の炭素繊維製不織布Ｃについ
て、酸に対する強度劣化の加速度実験を行った結果を示
す。表１に示す初期強度は、それぞれ所定幅の不織布
Ａ、Ｂ、Ｃの両端をチャックし、オートグラフにより不
織布が破断するまで引張り加重をかけ、その破断を起こ
した加重をサンプル不織布の単位巾当たりで示したもの
である。また10年後の推定強度は、それぞれ不織布Ａ、
Ｂ、Ｃを120℃に熱した0.1％酢酸溶液へ浸漬して加速劣
化させた後、上記方法により求めた強度を示す。
の固定床に要求された所定量の微生物が効率的に付着す
ること、及び変形や閉塞が起こりにくいことの条件に加
え、酸に対する強度劣化が少ない担体材料の研究の結
果、炭素繊維に注目した。表１は、２種類のガラス繊維
製不織布Ａ、Ｂ及び１種類の炭素繊維製不織布Ｃについ
て、酸に対する強度劣化の加速度実験を行った結果を示
す。表１に示す初期強度は、それぞれ所定幅の不織布
Ａ、Ｂ、Ｃの両端をチャックし、オートグラフにより不
織布が破断するまで引張り加重をかけ、その破断を起こ
した加重をサンプル不織布の単位巾当たりで示したもの
である。また10年後の推定強度は、それぞれ不織布Ａ、
Ｂ、Ｃを120℃に熱した0.1％酢酸溶液へ浸漬して加速劣
化させた後、上記方法により求めた強度を示す。
【０００９】表１から分かるように、炭素繊維製不織布
Ｃの初期強度はガラス繊維製不織布Ａ、Ｂに比べてかな
り小さいが、10年後の推定強度は炭素繊維製不織布Ｃの
方がガラス繊維製不織布Ａ、Ｂより上回っている。すな
わち炭素繊維製不織布はガラス繊維製不織布に比し、酸
性溶液中で長期間使用した場合でも強度劣化が少ないこ
とが確認できた。微生物担体を炭素繊維製とすれば、ガ
ラス繊維製の場合よりも生物処理槽内での寿命が長い担
体とすることができる。
Ｃの初期強度はガラス繊維製不織布Ａ、Ｂに比べてかな
り小さいが、10年後の推定強度は炭素繊維製不織布Ｃの
方がガラス繊維製不織布Ａ、Ｂより上回っている。すな
わち炭素繊維製不織布はガラス繊維製不織布に比し、酸
性溶液中で長期間使用した場合でも強度劣化が少ないこ
とが確認できた。微生物担体を炭素繊維製とすれば、ガ
ラス繊維製の場合よりも生物処理槽内での寿命が長い担
体とすることができる。
【００１０】なお表１の実験結果における炭素繊維製不
織布の初期強度が小さい点については、例えば不織布の
厚さの調整又は多層化などにより必要な強度の微生物担
体とすることが可能である。
織布の初期強度が小さい点については、例えば不織布の
厚さの調整又は多層化などにより必要な強度の微生物担
体とすることが可能である。
【００１１】
【表１】
【００１２】他方図２は、ガラス繊維製不織布及び炭素
繊維製不織布について、生物処理用の微生物の付着実験
を行った結果のグラフを示す。図２では、ガラス繊維製
不織布（単位重量100g/m2、エポキシバインダー、厚さ
約0.75mm）と炭素繊維製不織布（単位重量30g/m2、エポ
キシバインダー、厚さ約0.60mm）をそれぞれ嫌気性生物
処理槽の発酵液に浸漬し、90日間にわたり不織布の単位
面積当たりの嫌気性微生物付着量を測定した。図２のグ
ラフから分かるように、浸漬後20日頃からガラス繊維製
不織布に比し炭素繊維製不織布の微生物付着量が多くな
り始め、60日以降には微生物付着量の差は５mg/cm2以上
となった。すなわち炭素繊維製不織布はガラス繊維製不
織布に比し、単位面積当たり多くの微生物が効率的に付
着できることが確認できた。微生物担体を炭素繊維製と
すれば、ガラス繊維製の場合よりも単位面積当たりの微
生物量を多くできるので、生物処理効率の向上を図るこ
とができる。
繊維製不織布について、生物処理用の微生物の付着実験
を行った結果のグラフを示す。図２では、ガラス繊維製
不織布（単位重量100g/m2、エポキシバインダー、厚さ
約0.75mm）と炭素繊維製不織布（単位重量30g/m2、エポ
キシバインダー、厚さ約0.60mm）をそれぞれ嫌気性生物
処理槽の発酵液に浸漬し、90日間にわたり不織布の単位
面積当たりの嫌気性微生物付着量を測定した。図２のグ
ラフから分かるように、浸漬後20日頃からガラス繊維製
不織布に比し炭素繊維製不織布の微生物付着量が多くな
り始め、60日以降には微生物付着量の差は５mg/cm2以上
となった。すなわち炭素繊維製不織布はガラス繊維製不
織布に比し、単位面積当たり多くの微生物が効率的に付
着できることが確認できた。微生物担体を炭素繊維製と
すれば、ガラス繊維製の場合よりも単位面積当たりの微
生物量を多くできるので、生物処理効率の向上を図るこ
とができる。
【００１３】微生物担体を形成する炭素繊維製不織布の
炭素繊維径、接合材料、布の厚さ、布の単位重量など
は、微生物の付着量、被処理水の流れやすさ、微生物担
体の作成しやすさ及び強度などを勘案して適当に選択す
ることができる。本発明者は、径１〜30μmの炭素繊維
からなる厚さ0.3〜6.0mm、単位重量20〜300g/m2の炭素
繊維製不織布により、長期間使用しても強度劣化せず且
つ生物処理槽の固定床に適する微生物担体が形成できる
ことを実験的に見出した。
炭素繊維径、接合材料、布の厚さ、布の単位重量など
は、微生物の付着量、被処理水の流れやすさ、微生物担
体の作成しやすさ及び強度などを勘案して適当に選択す
ることができる。本発明者は、径１〜30μmの炭素繊維
からなる厚さ0.3〜6.0mm、単位重量20〜300g/m2の炭素
繊維製不織布により、長期間使用しても強度劣化せず且
つ生物処理槽の固定床に適する微生物担体が形成できる
ことを実験的に見出した。
【００１４】また本発明で用いる炭素繊維製担体は、従
来のガラス繊維製担体とほぼ同等のコストで製造でき
る。従来と同程度のコストで微生物槽内での寿命が長い
微生物担体を製造できるので、微生物担体の寿命が長く
なることにより生物処理全体のコストの低減を図ること
ができる。
来のガラス繊維製担体とほぼ同等のコストで製造でき
る。従来と同程度のコストで微生物槽内での寿命が長い
微生物担体を製造できるので、微生物担体の寿命が長く
なることにより生物処理全体のコストの低減を図ること
ができる。
【００１５】こうして本発明の目的である「酸性化しや
すい被処理水中で長期間使用しても強度劣化しない嫌気
性生物処理用の微生物担体」の提供を達成することがで
きる。
すい被処理水中で長期間使用しても強度劣化しない嫌気
性生物処理用の微生物担体」の提供を達成することがで
きる。
【００１６】
【実施例】図１は、炭素繊維製不織布により中空筒体２
の多孔性周壁を形成し、中空筒体２を周方向及び軸方向
の形状保持能のある枠体４で支持して微生物担体１とし
た本発明の実施例を示す。但し、炭素繊維製不織布が有
する酸性溶液中での強度劣化が少なく且つ単位面積当た
りの付着微生物量が多いという性質は、微生物担体を中
空筒体以外の形状とした場合でも失われない。
の多孔性周壁を形成し、中空筒体２を周方向及び軸方向
の形状保持能のある枠体４で支持して微生物担体１とし
た本発明の実施例を示す。但し、炭素繊維製不織布が有
する酸性溶液中での強度劣化が少なく且つ単位面積当た
りの付着微生物量が多いという性質は、微生物担体を中
空筒体以外の形状とした場合でも失われない。
【００１７】中空筒体２は図示例の円筒形の他、例えば
断面三角形、断面方形、断面多角形、又は周方向に凹凸
のある花弁状断面とすることができる。また中空筒体２
の長さ方向の形状もベローズ状や砂時計状のくびれのあ
るもの、又は断面形状が長さ方向に変化するものとする
ことができる。くびれのある形状は中空筒体２の表面積
を広げるので担体１の微生物保持能力を高める。中空筒
体２の径は小さ過ぎると閉塞のおそれがあり、大き過ぎ
ると微生物付着表面積が不足するので、炭素繊維製布の
性質を勘案して適当に選択することができる。
断面三角形、断面方形、断面多角形、又は周方向に凹凸
のある花弁状断面とすることができる。また中空筒体２
の長さ方向の形状もベローズ状や砂時計状のくびれのあ
るもの、又は断面形状が長さ方向に変化するものとする
ことができる。くびれのある形状は中空筒体２の表面積
を広げるので担体１の微生物保持能力を高める。中空筒
体２の径は小さ過ぎると閉塞のおそれがあり、大き過ぎ
ると微生物付着表面積が不足するので、炭素繊維製布の
性質を勘案して適当に選択することができる。
【００１８】枠体４は中空筒体２を支持してその形状を
保持するものである。例えば図１（Ｃ）に示すように、
中空筒体２を内側又は外側から保持する合成樹脂製の螺
旋状の周方向部材と棒状の軸方向部材とからなる枠体４
とすることができる。必要に応じて中空筒体２と枠体４
とを接着剤又は溶着により固定することができる。
保持するものである。例えば図１（Ｃ）に示すように、
中空筒体２を内側又は外側から保持する合成樹脂製の螺
旋状の周方向部材と棒状の軸方向部材とからなる枠体４
とすることができる。必要に応じて中空筒体２と枠体４
とを接着剤又は溶着により固定することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の生物処理
用の微生物担体は、炭素繊維製不織布の中空筒体により
微生物担体を形成するので、次の顕著な効果を奏する。
用の微生物担体は、炭素繊維製不織布の中空筒体により
微生物担体を形成するので、次の顕著な効果を奏する。
【００２０】（イ）酸性溶液中で長期間使用した場合で
も強度劣化し難いので、ガラス繊維製の場合よりも生物
処理槽内での寿命が長い微生物担体とすることができ
る。 （ロ）ガラス繊維製の場合よりも単位面積当たりの付着
微生物量を多くできるので、処理効率の良い生物処理槽
を作ることができる。 （ハ）微生物担体を交換するメンテナンス処理の頻度を
減らすことができるので、生物処理槽のランニングコス
トを低く押さえることが期待できる。
も強度劣化し難いので、ガラス繊維製の場合よりも生物
処理槽内での寿命が長い微生物担体とすることができ
る。 （ロ）ガラス繊維製の場合よりも単位面積当たりの付着
微生物量を多くできるので、処理効率の良い生物処理槽
を作ることができる。 （ハ）微生物担体を交換するメンテナンス処理の頻度を
減らすことができるので、生物処理槽のランニングコス
トを低く押さえることが期待できる。
【図１】は、本発明の一実施例の説明図である。
【図２】は、担体への微生物付着量の経日変化を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図３】は、本発明の担体を設けた生物処理槽の説明図
である。
である。
１…微生物担体 ２…中空筒体
４…枠体 ７…生物処理槽
８…受け台
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 後藤 雅史
東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿
島建設株式会社 技術研究所内
(72)発明者 横井 浩司
大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11
号 日本板硝子株式会社内
(72)発明者 佐藤 幸男
大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11
号 日本板硝子株式会社内
(56)参考文献 特開 平１−99690（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−266184（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−47793（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−99399（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−104692（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−262579（ＪＰ，Ａ)
実開 平６−31900（ＪＰ，Ｕ)
実公 平７−21280（ＪＰ，Ｙ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 3/02 - 3/10
C02F 3/28 - 3/34
Claims (2)
- 【請求項１】嫌気性生物処理槽内で消化用微生物を担持
する微生物担体において、前記担体を径１〜30μmの炭
素繊維からなる厚さ0.3〜6.0mm、単位重量20〜300g/m 2
の不織布の中空筒体により形成してなる生物処理用の微
生物担体。 - 【請求項２】請求項１の微生物担体において、前記中空
筒体を周方向及び軸方向の形状保持能がある枠体で支持
してなる生物処理用の微生物担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01469698A JP3470944B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 生物処理用の微生物担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01469698A JP3470944B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 生物処理用の微生物担体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11207379A JPH11207379A (ja) | 1999-08-03 |
| JP3470944B2 true JP3470944B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=11868363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01469698A Expired - Lifetime JP3470944B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 生物処理用の微生物担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3470944B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100439661B1 (ko) * | 2001-07-11 | 2004-07-12 | 곽종운 | 미생물 접촉여재 및 그 제조방법 |
| JP4817426B2 (ja) * | 2006-02-09 | 2011-11-16 | 鹿島建設株式会社 | バイオリアクタのユニット型微生物担体 |
| JP5739191B2 (ja) * | 2011-02-28 | 2015-06-24 | 大阪瓦斯株式会社 | 散水式浄化装置用保水体、散水式浄化装置および散水式浄化装置の運転方法 |
| CN104773813B (zh) * | 2015-03-24 | 2017-06-06 | 天津大学 | 一种河流湖泊水体的原位生物强化净化方法 |
| JP7175094B2 (ja) * | 2018-03-27 | 2022-11-18 | 三機工業株式会社 | 水浄化エレメントおよび水浄化装置 |
| KR102468429B1 (ko) * | 2020-06-08 | 2022-11-22 | 경북대학교 산학협력단 | 생물막 형성 억제 장치 및 이를 포함하는 분리막 수처리 시스템 |
-
1998
- 1998-01-28 JP JP01469698A patent/JP3470944B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11207379A (ja) | 1999-08-03 |
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