JP4979946B2 - Method for producing biofilm-forming carrier and biofilm-forming carrier - Google Patents
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Description
本発明は、微生物を担持させて生物膜を形成させるための表面に陥没部を有する熱可塑性樹脂発泡体からなる生物膜形成用担体の製造方法及び生物膜形成用担体に関する。 The present invention relates to a method for producing a biofilm-forming carrier comprising a thermoplastic resin foam having a depression on the surface for supporting a microorganism to form a biofilm, and a biofilm-forming carrier.
工場排水及び都市下水等の排水の浄化方法の一つとして生物膜ろ過法が知られている。具体的には、担体上に微生物からなる生物膜を形成し、その生物活性を利用して浄化することが行われている。このような生物膜ろ過においては、生物膜を形成するための担体として、発泡性熱可塑性樹脂粒子を所定の発泡倍率に発泡した独立気泡構造の発泡熱可塑性樹脂粒子やその型内発泡成形体等の熱可塑性樹脂発泡体を浮遊性のろ材・担体として用いる方法が知られている。この生物膜ろ過法においては、浮遊性の発泡体を充填したろ過塔(カラム)に原水を流すことにより、発泡体で形成されたろ過層でＳＳ分を捕捉し、浄化を行う。これと同時に、発泡体の表面に形成された微生物膜と、底部からの曝気により溶解性有機分を分解し、浄化を行う。 Biofilm filtration is known as one of the methods for purifying wastewater such as industrial wastewater and municipal sewage. Specifically, a biofilm composed of microorganisms is formed on a carrier and purified using its bioactivity. In such biofilm filtration, as a carrier for forming a biofilm, a foamed thermoplastic resin particle having a closed cell structure in which foamable thermoplastic resin particles are foamed at a predetermined foaming ratio, an in-mold foam molded article thereof, and the like A method is known in which a thermoplastic resin foam is used as a floating filter medium / carrier. In this biofilm filtration method, raw water is allowed to flow through a filtration tower (column) filled with a floating foam, whereby SS is captured and purified by a filtration layer formed of the foam. At the same time, the microbial film formed on the surface of the foam and the aeration from the bottom decomposes the soluble organic component to perform purification.
一般に、生物膜ろ過法においては、排水等の通水によりろ過層が閉塞する場合がある。そのためこの場合には、閉塞物を排出してろ過能力を再生させる洗浄処理が行われていた。その洗浄手段としては、排水の通水とは逆向きに洗浄用水を流すという逆洗浄（向流洗浄）が効果的である。
上記の独立気泡構造の発泡体からなる担体は内部に気体が封入された構造となっているため、比重を小さくすることが可能であり、発泡倍率と材料比重の選定により比重調節することで、ろ過時の担体の安定性や逆洗浄時の担体の流動性が調節可能な点が優れている（特許文献１参照）。
In general, in the biofilm filtration method, the filtration layer may be clogged by passing water such as waste water. Therefore, in this case, a cleaning process for discharging the clogging material and regenerating the filtering ability has been performed. As the cleaning means, reverse cleaning (counter current cleaning) in which cleaning water is flowed in the direction opposite to the flow of drainage is effective.
Since the carrier made of the foam of the above closed cell structure has a structure in which gas is sealed inside, it is possible to reduce the specific gravity, and by adjusting the specific gravity by selecting the foaming magnification and the material specific gravity, The point which can adjust the stability of the support | carrier at the time of filtration and the fluidity | liquidity of the support | carrier at the time of backwashing is excellent (refer patent document 1).
しかし、このような独立気泡を持つ樹脂発泡体からなる担体は、一般に、表面が平滑であるために立上時における生物膜の付着速度が小さく、立上（効果を発揮するまで）に時間がかかると言う問題点がある。また、表面が平滑な樹脂発泡体では、逆洗浄時の生物膜の剥離が著しいために逆洗浄後の生物分解速度の低下が大きいという問題もある。
このような問題を解決するために、表層部に連続気泡層が形成され、内部に独立気泡層が形成された生物膜形成用発泡成形体が提案されている（特許文献２参照）。表層部に連続気泡層を形成することにより、比表面積を大きくして生物膜を付着しやすくし、これにより処理能力を大きくすることができ、かつ立上げ時の生物膜の付着速度を大きくして短時間で立上げることが可能である。このような生物膜形成用発泡成形体は、独立気泡層を有する合成樹脂の発泡成形体を外部から加熱することにより、発泡成形体のセルの隔壁を軟化させ、表層部に連続気泡層を形成することにより作製することができる。
However, a carrier made of a resin foam having such closed cells generally has a smooth surface, so that the rate of biofilm attachment at the time of start-up is small, and time for start-up (until it takes effect) is low. There is a problem that it takes. In addition, the resin foam having a smooth surface also has a problem that the biodegradation rate after the reverse cleaning is greatly reduced because the biofilm is peeled off during the reverse cleaning.
In order to solve such problems, a foamed product for forming a biofilm has been proposed in which an open cell layer is formed in the surface layer portion and a closed cell layer is formed inside (see Patent Document 2). By forming an open cell layer in the surface layer, the specific surface area is increased to facilitate the attachment of the biofilm, thereby increasing the treatment capacity and increasing the biofilm attachment rate at the time of start-up. It is possible to start up in a short time. Such a foamed product for forming a biofilm is formed by heating a synthetic resin foamed product having a closed cell layer from the outside to soften the partition walls of the cells of the foamed product and forming an open cell layer in the surface layer portion. It can produce by doing.
しかしながら、上記生物膜形成用発泡成形体においては、その作製時の加熱により発泡成形体が大きく収縮するおそれがあった。そのため、所定の比重の生物膜形成用発泡成形体を得るためには、その収縮分を見越して発泡成形体の比重を軽くしておかなければならかった。それ故、最終的な上記生物膜形成用発泡成形体の比重を調整することが困難であり、比重のバラツキが大きくなり易いという問題があった。 However, in the above-described foamed molded product for forming a biofilm, there is a possibility that the foamed molded product may be greatly contracted by heating during the production thereof. Therefore, in order to obtain a biofilm-forming foam molded article having a predetermined specific gravity, it has been necessary to reduce the specific gravity of the foam molded article in anticipation of the shrinkage. Therefore, it is difficult to adjust the specific gravity of the final foamed product for forming a biofilm, and there is a problem that the variation in specific gravity tends to increase.
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、微生物の担持を促進させることができると共に、逆洗浄時の生物膜の剥離を抑制することができる熱可塑性樹脂発泡体からなる生物膜形成用担体を所望の比重で簡単に製造することができる生物膜形成用担体の製造方法及び生物膜形成用担体を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and is a thermoplastic resin foam that can promote the loading of microorganisms and can suppress the peeling of a biofilm during backwashing. An object of the present invention is to provide a biofilm-forming carrier production method and a biofilm-forming carrier capable of easily producing a biofilm-forming carrier having a desired specific gravity.
本発明は、微生物を担持させて該微生物からなる生物膜を形成させるための表面に陥没部を有する熱可塑性樹脂発泡体からなる生物膜形成用担体の製造方法であって、
スチレン系樹脂を熱可塑性樹脂の主成分とする発泡性熱可塑性樹脂粒子又は発泡熱可塑性樹脂粒子１００重量部と、可塑剤としての脂肪酸トリグリセリド０．２０〜０．６０重量部とを混合することにより、上記発泡性熱可塑性樹脂粒子又は上記発泡熱可塑性樹脂粒子の表面に上記可塑剤をコーティングさせ、次いで、上記可塑剤がコーティングされた上記発泡性熱可塑性樹脂粒子又は上記発泡熱可塑性樹脂粒子を加熱して、上記発泡性熱可塑性樹脂粒子を発泡させると共にその表面を溶融することにより又は上記発泡熱可塑性樹脂粒子の表面を溶融することにより、表面に陥没部を有する熱可塑性樹脂発泡体を得ることを特徴とする生物膜形成用担体の製造方法にある（請求項１）。
The present invention is a method for producing a biofilm-forming carrier comprising a thermoplastic resin foam having a depression on the surface for supporting a microorganism to form a biofilm comprising the microorganism,
By mixing 100 parts by weight of foamable thermoplastic resin particles or foamed thermoplastic resin particles containing styrene resin as a main component of thermoplastic resin and 0.20 to 0.60 parts by weight of fatty acid triglyceride as a plasticizer The surface of the foamable thermoplastic resin particles or the foamed thermoplastic resin particles is coated with the plasticizer, and then the foamable thermoplastic resin particles or the foamed thermoplastic resin particles coated with the plasticizer are heated. Then, by foaming the foamable thermoplastic resin particles and melting the surface thereof, or by melting the surface of the foamed thermoplastic resin particles, a thermoplastic resin foam having a depressed portion on the surface is obtained. A method for producing a biofilm-forming carrier characterized in that (Claim 1).
また、本発明は、上記製造方法により得られたことを特徴とする表面に陥没部を有する熱可塑性樹脂発泡体からなる生物膜形成用担体にある（請求項３）。 Further, the present invention resides in a biofilm-forming carrier comprising a thermoplastic resin foam having a depressed portion on the surface, which is obtained by the above production method (claim 3 ).
本発明の生物膜形成用担体の製造方法においては、上記発泡性熱可塑性樹脂粒子（以下、「発泡性熱可塑性樹脂」とも言う。）又は上記発泡熱可塑性樹脂粒子（以下、「発泡熱可塑性樹脂」とも言う。）の表面に可塑剤をコーティングし、次いで、上記可塑剤がコーティングされた上記発泡性熱可塑性樹脂又は上記発泡熱可塑性樹脂を加熱し、上記発泡性熱可塑性樹脂を発泡させると同時に得られる発泡体の表面を溶融させるか、又は上記発泡熱可塑性樹脂の表面を溶融させている。即ち、加熱により、上記発泡性熱可塑性樹脂においては、該発泡性熱可塑性樹脂が発泡して上記熱可塑性樹脂発泡体になると共に、上記可塑剤がコーティングされた部位において最表面のセル膜が浸食されて穴等の上記陥没部を形成させることができる。また、加熱により、上記発泡熱可塑性樹脂においては、上記可塑剤がコーティングされた部位において最表面のセル膜が浸食されて穴等の上記陥没部を形成させることができる。これにより、表面に上記陥没部を有する上記熱可塑性樹脂発泡体からなる上記生物膜形成用担体を簡単に得ることができる。 In the method for producing a biofilm-forming carrier of the present invention, the foamable thermoplastic resin particles (hereinafter also referred to as “foamable thermoplastic resin”) or the foamed thermoplastic resin particles (hereinafter referred to as “foamed thermoplastic resin” ). And the foamable thermoplastic resin coated with the plasticizer or the foamed thermoplastic resin is heated to simultaneously foam the foamable thermoplastic resin. The surface of the obtained foam is melted, or the surface of the foamed thermoplastic resin is melted. That is, by heating, in the expandable thermoplastic resin, it becomes up Symbol thermoplastic resin foam foamable thermoplastic resin is foamed, the cell membrane of the outermost surface at the site where the plasticizer is coating It can be eroded to form the depressed portion such as a hole. In addition, by heating, in the foamed thermoplastic resin, the cell film on the outermost surface is eroded at the site where the plasticizer is coated, so that the depressed portion such as a hole can be formed. Thereby, the said biofilm formation support | carrier which consists of the said thermoplastic resin foam which has the said depression part on the surface can be obtained easily.
本発明の生物膜形成用担体においては、上記陥没部を有しているため、表面の平滑性が低下すると共に、表面積が増大している。そのため、微生物の担持（付着）が促進され、さらに逆洗浄時には、上記生物膜の剥離を抑制することができる。 Since the biofilm-forming carrier of the present invention has the depressed portion, the surface smoothness is lowered and the surface area is increased. Therefore, the carrying (attachment) of microorganisms is promoted, and further, the peeling of the biofilm can be suppressed during backwashing.
また、本発明の製造方法においては、上記可塑剤をコーティングすることにより、上記陥没部を形成している。そのため、従来のように高温度での加熱により発泡体のセルの隔壁を大きく軟化させる処理が必要なくなる。それ故、加熱による収縮を抑制することができ、所望の比重で上記生物膜形成用担体を作製することができる。 In the manufacturing method of the present invention, the depressed portion is formed by coating the plasticizer. Therefore, it is not necessary to perform a process of greatly softening the partition walls of the foam cells by heating at a high temperature as in the prior art. Therefore, shrinkage due to heating can be suppressed, and the biofilm-forming carrier can be produced with a desired specific gravity.
以上のように、本発明によれば、微生物の担持を促進させることができると共に、逆洗浄時の生物膜の剥離を抑制することができる生物膜形成用担体を所望の比重で簡単に製造することができる生物膜形成用担体の製造方法および生物膜形成用担体を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to easily produce a biofilm-forming carrier with a desired specific gravity that can promote the loading of microorganisms and can suppress the peeling of the biofilm during backwashing. A method for producing a biofilm-forming carrier and a biofilm-forming carrier can be provided.
次に、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
本発明において、上記生物膜形成用担体は、微生物を担持させて、該微生物の上記生物膜を形成させるための担体として用いられる。上記生物膜を形成させた上記生物膜形成用担体は、上記生物膜の生物活性を利用して工場排水、都市下水等の排水の浄化に利用することができる。具体的には、例えば上記生物膜形成用担体をカラム等に充填させ、該カラムに排水を流通させることにより、排水を浄化させることができる。
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described.
In the present invention, the biofilm-forming carrier is used as a carrier for supporting a microorganism and forming the biofilm of the microorganism. The biofilm-forming carrier on which the biofilm is formed can be used to purify wastewater such as factory effluent and municipal sewage using the bioactivity of the biofilm. Specifically, for example, the wastewater can be purified by filling the biofilm-forming carrier into a column or the like and circulating the wastewater through the column.
上記生物膜形成用担体としては、球状又は不定形状等の粒状物とすることができる。この場合には、カラムへの充填を容易に行うことができる。
また、上記生物膜形成用担体の粒径（不定形状等の場合は最大長さ）は、通常は０．５〜５０ｍｍである。
粒径が小さすぎる場合には、上記生物膜形成用担体の使用時、即ち、例えば上記生物膜形成用担体をカラムに充填して生物膜を形成させ、排水を流通させたときに、圧力損失が大きくなるおそれがある。一方、粒径が大きすぎる場合には、単位体積あたりの比表面積が小さくなり、排水等の浄化処理能力が低下するおそれがある。それ故、上記生物膜形成用担体の粒径は、１〜５ｍｍであることが好ましく、２〜４ｍｍであることがより好ましい。
The biofilm-forming carrier may be a granular material such as a spherical shape or an indefinite shape. In this case, the column can be easily packed.
Moreover, the particle size (maximum length in the case of an indefinite shape or the like) of the biofilm-forming carrier is usually 0.5 to 50 mm.
When the particle size is too small, when using the biofilm-forming carrier, that is, for example, when the biofilm-forming carrier is filled in a column to form a biofilm and the wastewater is circulated, the pressure loss May increase. On the other hand, when the particle size is too large, the specific surface area per unit volume becomes small, and there is a possibility that the purification treatment capacity of waste water or the like is lowered. Therefore, the particle size of the biofilm-forming carrier is preferably 1 to 5 mm, and more preferably 2 to 4 mm.
また、上記生物膜形成用担体の比重は、１．０〜０．００１ｇ／ｃｍ3であることが好ましい。比重が１．０ｇ／ｃｍ3を越える場合には、担体がカラム内で沈降してしまうため、ろ過能力が落ちたり、逆洗浄の際に担体が流動しなくなるために洗浄がうまく行えなくなる等という問題が起こるおそれがある。一方、０．００１ｇ／ｃｍ3未満の場合には、担体のカラム内での浮上力が大きすぎ、同様に逆洗浄の際担体が流動しないため洗浄がうまく行えない等の問題が起こるおそれがある。より好ましくは、上記生物膜形成用担体の比重は、０．８〜０．００１ｇ／ｃｍ3がよい。 The specific gravity of the biofilm-forming carrier is preferably 1.0 to 0.001 g / cm 3 . If the specific gravity exceeds 1.0 g / cm 3 , the carrier will settle in the column, so the filtration capacity will drop, or the carrier will not flow during backwashing, so that washing will not be successful. Problems can occur. On the other hand, if it is less than 0.001 g / cm 3 , the levitation force in the column of the carrier is too large, and similarly, there is a possibility that problems such as inability to perform washing because the carrier does not flow during reverse washing. . More preferably, the specific gravity of the biofilm-forming carrier is 0.8 to 0.001 g / cm 3 .
上記生物膜形成用担体は、表面に微生物の付着を促進できる上記陥没部を有し、内層部に独立気泡層が形成された構造を有する。独立気泡層のセル径は通常は２０〜１５０μmである。 The biofilm-forming carrier has a structure in which the depressed portion capable of promoting adhesion of microorganisms on the surface is formed and a closed cell layer is formed in the inner layer portion. The cell diameter of the closed cell layer is usually 20 to 150 μm.
上記生物膜形成用担体を形成する熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリエート等がある。発泡が容易で任意の比重の発泡粒子を作り易く、特に本発明の効果が得やすいという観点から、上記熱可塑性樹脂としては、スチレン系樹脂が好ましい。スチレン系樹脂とは、スチレン、αメチルスチレン等のスチレン系単量体の重合体、もしくはスチレン系単量体５０モル％以上とそれと共重合可能な単量体５０モル％以下とを共重合して得られる樹脂である。 Examples of the thermoplastic resin that forms the biofilm-forming carrier include polystyrene, polyethylene, polypropylene, and polymethyl methacrylate. From the viewpoint of easy foaming and easy creation of foam particles having an arbitrary specific gravity, and in particular, the effect of the present invention is easily obtained, the thermoplastic resin is preferably a styrene resin. Styrenic resin is a copolymer of a styrene monomer such as styrene or α-methylstyrene, or a copolymer of 50 mol% or more of a styrene monomer and 50 mol% or less of a monomer copolymerizable therewith. This is a resin obtained.
次に、本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態について説明する。
本発明の第１の実施形態においては、発泡性熱可塑性樹脂の表面に可塑剤をコーティングし、次いで、上記可塑剤がコーティングされた上記発泡性熱可塑性樹脂を発泡させると共にその表面を溶融させる。
また、本件発明の第２の実施形態においては、発泡熱可塑性樹脂の表面に可塑剤をコーティングし、次いで、上記可塑剤がコーティングされた上記発泡熱可塑性樹脂を加熱し、その表面を溶融させる。
Next, a first embodiment and a second embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment of the present invention, the surface of the foamable thermoplastic resin is coated with a plasticizer, and then the foamable thermoplastic resin coated with the plasticizer is foamed and the surface thereof is melted.
In the second embodiment of the present invention, the surface of the foamed thermoplastic resin is coated with a plasticizer, and then the foamed thermoplastic resin coated with the plasticizer is heated to melt the surface.
本発明の上記第１の実施形態における上記発泡性熱可塑性樹脂は、例えばスチレン系単量体、メチルメタクリレート単量体等から選ばれる１種以上の単量体を懸濁重合することにより樹脂粒子を生成し、この重合時に反応器内に発泡剤を導入して該発泡剤を樹脂粒子に含浸させることにより得ることができる。即ち、上記発泡性熱可塑性樹脂としては、具体的には、例えば発泡剤を含有する熱可塑性樹脂粒子よりなる発泡性熱可塑性樹脂粒子等がある。
また、本発明の上記第２の実施形態における発泡熱可塑性樹脂は、発泡剤を含有する熱可塑性樹脂粒子を加熱することにより、又は発泡剤を含有する溶融状態の熱可塑性樹脂を発泡が生じない高圧下に保持した状態から発泡が生じる低圧下に押出又は放出又は射出することにより得ることができる。また、本発明の上記第２の実施形態における上記発泡熱可塑性樹脂は、発泡樹脂粒子を型内成形することにより得ることもできる。即ち、上記発泡熱可塑性樹脂としては、具体的には上記発泡性熱可塑性樹脂粒子を発泡してなる発泡熱可塑性樹脂粒子、該発泡熱可塑性樹脂粒子を型内成形してなる成形体等がある。
The foamable thermoplastic resin in the first embodiment of the present invention is a resin particle obtained by suspension polymerization of one or more monomers selected from, for example, a styrene monomer and a methyl methacrylate monomer. Can be obtained by introducing a foaming agent into the reactor during the polymerization and impregnating the foaming agent into the resin particles. Specifically, examples of the expandable thermoplastic resin include expandable thermoplastic resin particles made of thermoplastic resin particles containing a foaming agent.
The foamed thermoplastic resin in the second embodiment of the present invention does not cause foaming of the thermoplastic resin in a molten state containing the foaming agent by heating the thermoplastic resin particles containing the foaming agent. It can be obtained by extruding or discharging or injecting from a state of being held under high pressure under low pressure where foaming occurs. The foamed thermoplastic resin in the second embodiment of the present invention can also be obtained by molding foamed resin particles in a mold. That is, as the foamed thermoplastic resin, specifically, there are foamed thermoplastic resin particles obtained by foaming the foamable thermoplastic resin particles, molded products obtained by molding the foamed thermoplastic resin particles in a mold, and the like. .
したがって、本発明のより具体的な実施形態としては、微生物を担持させて該微生物からなる生物膜を形成させるための担体として用いられ、表面に陥没部を有する発泡熱可塑性樹脂粒子からなる生物膜形成用担体（生物膜形成用発泡粒子）の製造方法であって、
発泡性熱可塑性樹脂粒子の表面に可塑剤をコーティングし、次いで、上記可塑剤がコーティングされた上記発泡性熱可塑性樹脂粒子を発泡させることにより上記発泡熱可塑性樹脂粒子を得ると共に、該発泡熱可塑性樹脂粒子の表面に陥没部を形成させることを特徴とする生物膜形成用担体（生物膜形成用発泡粒子）の製造方法がある。
Therefore, as a more specific embodiment of the present invention, a biofilm made of foamed thermoplastic resin particles having a depression on the surface is used as a carrier for supporting a microbe to form a biofilm made of the microbe. A method for producing a carrier for forming (foamed particles for forming a biofilm),
The foamed thermoplastic resin particles are obtained by coating the surface of the foamable thermoplastic resin particles with a plasticizer and then foaming the foamable thermoplastic resin particles coated with the plasticizer. There is a method for producing a biofilm-forming carrier (biofilm-forming foamed particles) characterized in that a depression is formed on the surface of a resin particle.
また、微生物を担持させて該微生物からなる生物膜を形成させるための担体として用いられ、表面に陥没部を有する発泡熱可塑性樹脂粒子からなる生物膜形成用担体（生物膜形成用発泡粒子）の製造方法であって、
発泡性熱可塑性樹脂粒子を発泡させてなる上記発泡熱可塑性樹脂粒子の表面に可塑剤をコーティングし、次いで、上記可塑剤がコーティングされた上記発泡熱可塑性樹脂粒子を加熱することにより、該発泡熱可塑性樹脂粒子の表面に陥没部を形成させることを特徴とする生物膜形成用担体（生物膜形成用発泡粒子）の製造方法がある。
In addition, a biofilm-forming carrier (foamed particle for biofilm formation) that is used as a carrier for supporting a microorganism to form a biofilm made of the microorganism and that is made of expanded thermoplastic resin particles having a depression on the surface. A manufacturing method comprising:
The surface of the foamed thermoplastic resin particles obtained by foaming the foamable thermoplastic resin particles is coated with a plasticizer, and then the foamed thermoplastic resin particles coated with the plasticizer are heated to thereby produce the foaming heat. There is a method for producing a biofilm-forming carrier (biofilm-forming foamed particles) characterized in that a depression is formed on the surface of a plastic resin particle.
また、微生物を担持させて該微生物からなる生物膜を形成させるために用いられ、表面に陥没部を有する発泡熱可塑性樹脂成形体からなる生物膜形成用担体（生物膜形成用発泡成形体）の製造方法であって、
表面に陥没部を有する上記生物膜形成用担体（生物膜形成用発泡粒子）を成形型内に充填し、該成形型内で表面に陥没部を有する上記生物膜形成用担体（生物膜形成用発泡粒子）同士を加熱融着させることを特徴とする生物膜形成用担体（生物膜形成用発泡成形体）の製造方法がある。
In addition, a biofilm-forming carrier (foamed molding for biofilm formation), which is used to form a biofilm made of microorganisms by supporting microorganisms, and is made of a foamed thermoplastic resin molded body having a depression on the surface. A manufacturing method comprising:
The biofilm-forming carrier (biofilm-forming foamed particles) having a depression on the surface is filled in a mold, and the biofilm-forming carrier (for biofilm formation) having a depression on the surface in the molding die There is a method for producing a biofilm-forming carrier (foamed molding for biofilm formation) characterized in that the expanded particles) are heat-fused together.
さらに、微生物を担持させて該微生物からなる生物膜を形成させるために用いられ、表面に陥没部を有する発泡熱可塑性樹脂成形体からなる生物膜形成用担体（生物膜形成用発泡成形体）の製造方法であって、
上記発泡熱可塑性樹脂成形体の表面に可塑剤をコーティングし、次いで、上記可塑剤がコーティングされた上記発泡熱可塑性樹脂成形体を加熱することにより、該発泡熱可塑性樹脂成形体の表面に陥没部を形成させることを特徴とする生物膜形成用担体（生物膜形成用発泡成形体）の製造方法がある。
Further, a biofilm-forming carrier (foamed molded article for biofilm formation), which is used for supporting a microorganism to form a biofilm composed of the microorganism and comprising a foamed thermoplastic resin molded body having a depression on the surface thereof. A manufacturing method comprising:
A surface of the foamed thermoplastic resin molded body is coated with a plasticizer, and then the foamed thermoplastic resin molded body coated with the plasticizer is heated to form a depressed portion on the surface of the foamed thermoplastic resin molded body. There is a method for producing a biofilm-forming carrier (foamed molded body for biofilm formation), characterized in that it is formed.
好ましくは、上記発泡性熱可塑性樹脂又は上記発泡熱可塑性樹脂は、スチレン系樹脂を熱可塑性樹脂の主成分とすることがよい。
この場合には、上記発泡性熱可塑性樹脂の発泡又は上記発泡熱可塑性樹脂表面の溶融が容易で任意の比重の上記生物膜形成用担体を作り易く、特に本発明の効果が得やすい。このような発泡性熱可塑性樹脂、スチレン、αメチルスチレン等のスチレン系単量体を重合させたり、該スチレン系単量体５０モル％以上とそれと共重合可能な単量体５０モル％以下とを共重合させて樹脂粒子を得ると共に、該樹脂粒子に発泡剤を含浸させることにより得ることができ、また、発泡熱可塑性樹脂は、上記発泡性熱可塑性樹脂を発泡させることにより得ることができる。
Preferably, the foamable thermoplastic resin or the foamed thermoplastic resin preferably comprises a styrene resin as a main component of the thermoplastic resin .
In this case, foaming of the foamable thermoplastic resin or melting of the surface of the foamed thermoplastic resin is easy and the biofilm-forming carrier having an arbitrary specific gravity can be easily produced, and the effects of the present invention are particularly easily obtained. Such foamable thermoplastic resins, styrene monomers such as styrene and α-methylstyrene are polymerized, and the styrenic monomer is 50 mol% or more and the monomer copolymerizable therewith is 50 mol% or less. To obtain resin particles and impregnating the resin particles with a foaming agent, and the foamed thermoplastic resin can be obtained by foaming the foamable thermoplastic resin. .
また、上記可塑剤としては、上記熱可塑性樹脂に可塑性を付与する物質を用いることができ、上記発泡性熱可塑性樹脂を発泡させる加熱時に得られる発泡体の表面のセル膜を浸食し穴を発生させて上記陥没部を形成できる物質であれば、樹脂の種類に応じて選択可能である。
上記熱可塑性樹脂がポリスチレン系樹脂である場合には、例えばジオクチルフタレート等のフタル酸エステル、グリセリントリステアレート等の脂肪酸トリグリセリド、ブチルステアレート等の脂肪酸エステル、油脂類、トルエンやキシレン等の溶剤、流動パラフィン等を上記可塑剤として用いることができる。
In addition, as the plasticizer, a substance that imparts plasticity to the thermoplastic resin can be used, and the cell film on the surface of the foam obtained at the time of heating to foam the foamable thermoplastic resin is eroded to generate holes. The material can be selected according to the type of resin as long as it is a substance capable of forming the depressed portion.
When the thermoplastic resin is a polystyrene resin, for example, phthalic acid esters such as dioctyl phthalate, fatty acid triglycerides such as glycerin tristearate, fatty acid esters such as butyl stearate, fats and oils, solvents such as toluene and xylene, Liquid paraffin or the like can be used as the plasticizer.
これらの可塑剤のうち、トルエンやキシレン等の溶剤はポリスチレン系樹脂に対する可塑性が特に強い。そのため、上記溶剤の添加量によっては、上記熱可塑性樹脂としてポリスチレン系樹脂を用いた上記熱可塑性樹脂発泡体を、その表面のセル膜だけでなく内部まで溶解してしまうおそれがある。これに対し、脂肪酸トリグリセリド、流動パラフィン等の可塑剤は、ポリスチレン系樹脂を容易に溶解せず、ポリスチレン系樹脂に対して僅かに可塑性を有するため、表面のセル膜のみを浸食して上記陥没部を形成させる上記可塑剤として適している。 Among these plasticizers, solvents such as toluene and xylene are particularly strong in plasticity with respect to polystyrene resins. Therefore, depending on the amount of the solvent added, the thermoplastic resin foam using a polystyrene resin as the thermoplastic resin may be dissolved not only in the cell film on the surface but also inside. In contrast, plasticizers such as fatty acid triglycerides and liquid paraffin do not dissolve polystyrene resins easily and have a slight plasticity with respect to polystyrene resins. It is suitable as the plasticizer for forming the above.
特に、脂肪酸トリグリセリドは、上記発泡性熱可塑性樹脂又は上記発泡熱可塑性樹脂の表面に薄く均一に付着させることができるため好ましい。その中でもグリセリントリステアレート、牛脂硬化油、ヒマシ硬化油といった常温で固体の飽和脂肪酸トリグリセリドは、取り扱い易く、例えば上記発泡性熱可塑性樹脂又は上記発泡熱可塑性樹脂が軟化しない程度の温度で若干加熱してミキサー等で混合することにより、上記発泡性熱可塑性樹脂又は上記発泡熱可塑性樹脂の表面に薄く均一に付着させることができるので好ましい。 In particular, fatty acid triglyceride is preferable because it can be adhered thinly and uniformly to the surface of the foamable thermoplastic resin or the foamed thermoplastic resin . Among them, saturated fatty acid triglycerides that are solid at room temperature, such as glycerin tristearate, beef tallow hardened oil, castor hardened oil, are easy to handle, for example, slightly heated at a temperature that does not soften the foamable thermoplastic resin or the foamed thermoplastic resin. Mixing with a mixer or the like is preferable because it can be thinly and uniformly attached to the surface of the foamable thermoplastic resin or the foamed thermoplastic resin.
また、上記第１の実施形態において、上記可塑剤の上記発泡性熱可塑性樹脂へのコーティングは、上記発泡性熱可塑性樹脂１００重量部に対して、上記可塑剤としての上記脂肪酸トリグリセリド０．０５〜１．０重量部を上記発泡性熱可塑性樹脂に添加して混合することにより行うことが好ましい。
また、上記第２の実施形態において、上記可塑剤の上記発泡熱可塑性樹脂へのコーティングは、該発泡熱可塑性樹脂１００重量部に対して、上記可塑剤としての上記脂肪酸トリグリセリド０．０５〜１．０重量部を上記発泡熱可塑性樹脂に添加して混合することにより行うことが好ましい。
Moreover, in the said 1st Embodiment, the coating to the said foamable thermoplastic resin of the said plasticizer is the fatty-acid triglyceride 0.05 ~ as said plasticizer with respect to 100 weight part of the said foamable thermoplastic resins. It is preferable to add 1.0 parts by weight to the foamable thermoplastic resin and mix .
Moreover, in the said 2nd Embodiment, the coating to the said foamed thermoplastic resin of the said plasticizer is said fatty acid triglycerides 0.05-1 .. as said plasticizer with respect to 100 weight part of this foamed thermoplastic resin. It is preferable to carry out by adding 0 part by weight to the foamed thermoplastic resin and mixing .
上記第１の実施形態及び上記第２の実施形態のいずれにおいても上記可塑剤が０．０５重量部未満の場合には、上記陥没部を充分に形成させることができなくなるおそれがある。一方、１．０重量部を越える場合には、上記生物膜形成用担体の強度が低下し、該生物膜形成用担体を生物膜を形成させるための担体として用いることが困難になるおそれがある。より好ましくは、上記脂肪酸トリグリセリドは、０．２０〜０．６０重量部であることがよい。 In both the first embodiment and the second embodiment, if the plasticizer is less than 0.05 parts by weight, the depressed portion may not be sufficiently formed. On the other hand, when the amount exceeds 1.0 part by weight, the strength of the biofilm-forming carrier decreases, and it may be difficult to use the biofilm-forming carrier as a carrier for forming a biofilm. . More preferably, the fatty acid triglyceride is 0.20 to 0.60 parts by weight.
上記発泡性熱可塑性樹脂又は上記発泡熱可塑性樹脂に上記可塑剤をコーティングさせる場合には、例えば上記発泡性熱可塑性樹脂又は上記発泡熱可塑性樹脂と上記可塑剤とをミキサー等により混合する方法、上記発泡性熱可塑性樹脂又は上記発泡熱可塑性樹脂に上記可塑剤を塗布する方法等がある。また、上記発泡性熱可塑性樹脂の発泡時に、発泡機内に上記可塑剤を導入し混合しながら発泡させることもできる。 When coating the plasticizer on the foamable thermoplastic resin or the foamed thermoplastic resin, for example, the method of mixing the foamable thermoplastic resin or the foamed thermoplastic resin and the plasticizer with a mixer or the like, There is a method of applying the plasticizer to the foamable thermoplastic resin or the foamed thermoplastic resin. Further, when the foamable thermoplastic resin is foamed, the plasticizer can be introduced into a foaming machine and foamed while being mixed.
また、上記発泡性熱可塑性樹脂又は上記発泡熱可塑性樹脂には、上記可塑剤の他に、その他のコーティング剤をコーティングさせることができる。このようなコーティング剤としては、具体的には、例えばステアリン酸亜鉛及び脂肪酸ビスアマイド等のブロッキング防止剤、脂肪酸モノグリセリド、ポリエチレングリコール、及び脂肪酸ジエタノールアミン等の帯電防止剤等がある。 The foamable thermoplastic resin or the foamed thermoplastic resin can be coated with other coating agents in addition to the plasticizer. Specific examples of such a coating agent include anti-blocking agents such as zinc stearate and fatty acid bisamide, and antistatic agents such as fatty acid monoglyceride, polyethylene glycol, and fatty acid diethanolamine.
また、本件発明においては、上記で担体として説明した表面に陥没部を有する熱可塑性樹脂発泡体の複数個を相互に融着又は接着することにより生物膜形成用担体を製造することもできる。表面に陥没部を有する熱可塑性樹脂発泡体を融着又は接着しても表面の陥没部は維持される。表面に陥没部を有する熱可塑性樹脂発泡体を融着又は接着する方法は、小さな表面に陥没部を有する熱可塑性樹脂発泡体から任意の大きさの担体を得ることができるという利点がある。表面に陥没部を有する熱可塑性樹脂発泡体を融着するには、従来周知の発泡粒子の型内発泡成形プロセスと同じ方法を採用すればよい。また、表面に陥没部を有する熱可塑性樹脂発泡体を接着するには、熱可塑性樹脂発泡体を接着剤を使用して相互に接着すれば良い。 Moreover, in this invention, the support | carrier for biofilm formation can also be manufactured by mutually fuse | melting or adhere | attaching the thermoplastic resin foam which has a depression part on the surface demonstrated as a support | carrier above. Even if a thermoplastic resin foam having a depression on the surface is fused or bonded, the depression on the surface is maintained. The method of fusing or bonding a thermoplastic resin foam having a depression on the surface has an advantage that a carrier of any size can be obtained from the thermoplastic resin foam having a depression on a small surface. In order to fuse the thermoplastic resin foam having a depression on the surface, the same method as the conventionally known in-mold foam molding process of foamed particles may be employed. Moreover, what is necessary is just to adhere | attach a thermoplastic resin foam mutually using an adhesive agent in order to adhere | attach the thermoplastic resin foam which has a depression part on the surface.
（実施例１）
次に、本発明の実施例につき、説明する。
本例においては、微生物を担持させて生物膜を形成させるための担体として用いられる生物膜形成用担体を作製する。
図１に示すごとく、本例の生物膜形成用担体（生物膜形成用発泡粒子）１は、表面に陥没部２を有する熱可塑性樹脂発泡体（発泡熱可塑性樹脂粒子）３からなる。熱可塑性樹脂発泡体３の内部には、独立気泡層４が形成されている。独立気泡層４においては、セル４１（樹脂の壁と壁との間で区切られた部分）が実質的に独立しており、気体が封入された構造となっている。
Example 1
Next, examples of the present invention will be described.
In this example, a biofilm-forming carrier used as a carrier for carrying a microorganism to form a biofilm is prepared.
As shown in FIG. 1, the biofilm-forming carrier (biofilm-forming foam particles) 1 of this example comprises a thermoplastic resin foam (foamed thermoplastic resin particles) 3 having a depression 2 on the surface. A closed cell layer 4 is formed inside the thermoplastic resin foam 3. In the closed cell layer 4, the cells 41 (parts divided between the walls of the resin) are substantially independent and have a structure in which gas is sealed.
また、熱可塑性樹脂発泡体３の表層部である独立気泡層表面には、陥没部２が形成されている。また、独立気泡層４においても、表層部の近傍であれば、独立気泡層４に陥没部２が生じて気泡（セル）４１に細孔が生じても、全体の比重に与える変化が５％程度以内であれば実質的には問題はない。
なお、図１においては、図面作成の便宜のため、熱可塑性樹脂発泡体３の表面の一部に、陥没部２が形成された図を示しているが、本例においては、後述の図２及び図３に示すごとく、熱可塑性樹脂発泡体３の表面全体に陥没部２が形成された生物膜形成用担体１を作製する。また、図１においては、生物膜形成用担体１の内部のセル４１を示すために、その一部を切断した部分断面図を示してある。
In addition, a depressed portion 2 is formed on the surface of the closed cell layer, which is the surface layer portion of the thermoplastic resin foam 3. Further, even in the closed cell layer 4, if it is in the vicinity of the surface layer portion, even if the depressed portion 2 is generated in the closed cell layer 4 and pores are generated in the bubble (cell) 41, the change given to the overall specific gravity is 5%. There is practically no problem as long as it is within the range.
For convenience of drawing, FIG. 1 shows a view in which a depressed portion 2 is formed on a part of the surface of the thermoplastic resin foam 3. In this example, FIG. As shown in FIG. 3, the biofilm-forming carrier 1 in which the depression 2 is formed on the entire surface of the thermoplastic resin foam 3 is produced. Further, in FIG. 1, in order to show the cell 41 inside the biofilm-forming carrier 1, a partial cross-sectional view of a part thereof is shown.
次に、本例の生物膜形成用担体の製造方法について説明する。
本例の製造方法においては、熱可塑性樹脂と発泡剤とを含有する発泡性熱可塑性樹脂粒子の表面に可塑剤をコーティングし、次いで、上記可塑剤がコーティングされた上記発泡性熱可塑性樹脂粒子を発泡させる。本例においては、平均直径３．３ｍｍ、比重６１ｇ／Ｌ（嵩密度４５ｇ／Ｌ）、気泡（セル）径５０〜１００μｍの生物膜形成用担体を作製する。
Next, a method for producing the biofilm-forming carrier of this example will be described.
In the production method of this example, the surface of the foamable thermoplastic resin particles containing the thermoplastic resin and the foaming agent is coated with a plasticizer, and then the foamable thermoplastic resin particles coated with the plasticizer are coated with the plasticizer. Foam. In this example, a biofilm-forming carrier having an average diameter of 3.3 mm, a specific gravity of 61 g / L (bulk density of 45 g / L), and a bubble (cell) diameter of 50 to 100 μm is prepared.
具体的には、まず、発泡剤としてブタンを含有する発泡性ポリスチレン樹脂粒子（以下、適宜「発泡性ＰＳ粒子」という）を準備した。この発泡性ＰＳ粒子をタンブラーミキサーに投入し、発泡性ＰＳ粒子１００重量部に対して、可塑剤としてのグリセリントリステアレートを０．４５重量部、ブロッキング防止剤としてのステアリン酸亜鉛を０．１２重量部、帯電防止剤としてのグリセリンモノステアレートを０．０８重量部添加し、４０分間混合を行った。 Specifically, first, expandable polystyrene resin particles containing butane as a foaming agent (hereinafter referred to as “expandable PS particles” as appropriate) were prepared. The foamable PS particles are put into a tumbler mixer, and 0.45 parts by weight of glycerin tristearate as a plasticizer and 0.12 of zinc stearate as an antiblocking agent are added to 100 parts by weight of the foamable PS particles. Part by weight, 0.08 part by weight of glycerin monostearate as an antistatic agent was added, and mixing was performed for 40 minutes.
その後、可塑剤等がコーティングされた発泡性ＰＳ粒子を発泡機にて比重６１ｇ／Ｌ（嵩密度４５ｇ／Ｌ）に蒸気発泡させた。これにより、発泡性ＰＳ粒子が発泡して発泡熱可塑性樹脂粒子（発泡ポリスチレン樹脂粒子）になると共に、その表面に陥没部が形成された。このようにして、図１に示すごとく、表面に陥没部２を有する発泡熱可塑性樹脂粒子３からなる生物膜形成用担体１を得た。これを試料Ｅ１とする。
次いで、試料Ｅ１の生物膜形成用担体の表面及び断面を倍率５００倍の電子顕微鏡で観察した。その結果を図２及び図３に示す。
Thereafter, expandable PS particles coated with a plasticizer and the like were vapor-foamed to a specific gravity of 61 g / L (bulk density: 45 g / L) with a foaming machine. As a result, the expandable PS particles expanded to become expanded thermoplastic resin particles (expanded polystyrene resin particles), and a depression was formed on the surface thereof. Thus, as shown in FIG. 1, a biofilm-forming carrier 1 comprising foamed thermoplastic resin particles 3 having a depression 2 on the surface was obtained. This is designated as Sample E1.
Subsequently, the surface and cross section of the biofilm-forming carrier of sample E1 were observed with an electron microscope at a magnification of 500 times. The results are shown in FIGS.
また、本例においては、試料Ｅ１の比較用として、陥没部を有していない発泡ポリスチレン系樹脂粒子（試料Ｃ１）を作製した。試料Ｃ１は、可塑剤を用いなかった点を除いては上記試料Ｅ１と同様にして作製したものである。
具体的には、まず、発泡剤としてブタンを含有する発泡性ＰＳ粒子を準備した。この発泡性ＰＳ粒子をタンブラーミキサーに投入し、発泡性ＰＳ粒子１００重量部に対して、ブロッキング防止剤としてのステアリン酸亜鉛を０．１２重量部、帯電防止剤としてのグリセリンモノステアレートを０．０８重量部添加し、４０分間混合を行った。その後、発泡性ＰＳ粒子を発泡機にて比重６１ｇ／Ｌ（嵩密度４５ｇ／Ｌ）に蒸気発泡させることにより、平均直径３．３ｍｍ、比重６１ｇ／Ｌ（嵩比重４５ｇ／Ｌ）、気泡径５０〜１００μｍの発泡ポリスチレン樹脂粒子（試料Ｃ１）を得た。
次いで、上記試料Ｅ１と同様に、試料Ｃ１の生物膜形成用担体についても、その表面及び断面を倍率５００倍の電子顕微鏡で観察した。その結果を図４及び図５に示す。
Moreover, in this example, the expanded polystyrene resin particle (sample C1) which does not have a depression part was produced for the comparison of the sample E1. Sample C1 was prepared in the same manner as Sample E1 except that no plasticizer was used.
Specifically, first, expandable PS particles containing butane as a foaming agent were prepared. The foamable PS particles are put into a tumbler mixer, and 0.12 parts by weight of zinc stearate as an antiblocking agent and 0.1 part of glycerin monostearate as an antistatic agent are added to 100 parts by weight of the foamable PS particles. 08 parts by weight were added and mixed for 40 minutes. Thereafter, the foamable PS particles are vapor-foamed to a specific gravity of 61 g / L (bulk density: 45 g / L) using a foaming machine, so that the average diameter is 3.3 mm, the specific gravity is 61 g / L (bulk specific gravity is 45 g / L), and the bubble diameter is 50. ˜100 μm expanded polystyrene resin particles (sample C1) were obtained.
Next, similarly to the sample E1, the surface and the cross section of the biofilm forming carrier of the sample C1 were observed with an electron microscope having a magnification of 500 times. The results are shown in FIGS.
図２と図４、及び図３と図５とをそれぞれ比較してわかるように、試料Ｃ１においては、陥没部はなく、表面が平滑であるのに対し、試料Ｅ１の表面には、多数の陥没部が形成されていることがわかる。 As can be seen by comparing FIGS. 2 and 4 and FIGS. 3 and 5 respectively, the sample C1 has no depression and the surface is smooth, whereas the surface of the sample E1 has many It can be seen that a depression is formed.
次に、上記試料Ｅ１及び試料Ｃ１を生物膜形成用の担体として用いて、担体上に硝化菌よりなる生物膜を形成し、アンモニウムイオンの硝化処理を行い、硝化速度の経時変化を比較検討した。
具体的には、まず、各試料（試料Ｅ１及び試料Ｃ１）をそれぞれ嵩体積約４８０ｍＬずつ採取した。次いで、各試料を直径３５ｍｍのカラムに充填し、硝化細菌を含む活性汚泥を担体の嵩体積１０００ｍＬあたり２０００ｍｇとなる量を系内に添加して２４時間循環運転した後に、アンモニウムイオン１００ｍｇ−Ｎ／Ｌ、ｐＨ８．０の排水をカラム内に通水させ、生物膜ろ過によるアンモニウムイオンの硝化処理を行った。なお、カラム内への通水は、上昇線流速１２ｍ／ｈｏｕｒで上向流通水することにより行った。
この硝化処理試験を１７日間行い、アンモニウムイオンの硝化速度の変化を調べた。なお、試験開始から４日後と８日後においては、洗浄水を下降流で通水して逆洗を行った。各試料について、１７日間における硝化速度と経時日数との関係を調べた。その結果を図６に示す。なお、図６においては、逆洗を行った日を矢印で示してある。
Next, using the sample E1 and the sample C1 as biofilm-forming carriers, a biofilm made of nitrifying bacteria was formed on the carrier, nitrification treatment of ammonium ions was performed, and changes in nitrification rate over time were compared and examined. .
Specifically, first, each sample (sample E1 and sample C1) was collected in a volume of about 480 mL. Next, each sample was packed in a column having a diameter of 35 mm, and activated sludge containing nitrifying bacteria was added to the system in an amount of 2000 mg per 1000 mL bulk volume of the carrier and circulated for 24 hours. L, pH 8.0 waste water was passed through the column, and ammonium ions were nitrified by biofilm filtration. In addition, water flow into the column was performed by flowing upward water at an ascending flow velocity of 12 m / hour.
This nitrification test was conducted for 17 days, and changes in the nitrification rate of ammonium ions were examined. In addition, 4 days and 8 days after the start of the test, backwashing was performed by passing wash water downward. For each sample, the relationship between the nitrification rate over 17 days and the number of days elapsed was examined. The result is shown in FIG. In addition, in FIG. 6, the day which performed backwashing is shown by the arrow.
図６より知られるごとく、試料Ｅ１と試料Ｃ１とを比較すると、試験開始後の４日間においては、試料Ｅ１と試料Ｃ１とはほぼ同程度の硝化速度を示したが、試験開始から４日後の逆洗を行った後においては、試料Ｅ１の方が試料Ｃ１に比べて、硝化速度が優れていた。再度逆洗を行った８日以降においては、より硝化速度の開き具合が顕著になっていた。即ち、試料Ｅ１においては、試料Ｃ１に比べて、逆洗後の立上げ時の硝化速度が優れていることがわかる。 As can be seen from FIG. 6, when the sample E1 and the sample C1 are compared, the sample E1 and the sample C1 showed almost the same nitrification rate in 4 days after the start of the test, but 4 days after the start of the test. After backwashing, the sample E1 had a better nitrification rate than the sample C1. From the 8th day on which backwashing was performed again, the degree of nitrification rate opening was more prominent. That is, it can be seen that Sample E1 has a superior nitrification rate at the time of start-up after backwashing compared to Sample C1.
このように、試料Ｅ１においては、逆洗においても硝化速度の低下をほとんど生じず、逆洗を開始してからの硝化速度の上昇が増大していた。これに対し、試料Ｃ１においては、逆洗後に硝化速度が低下しており、一旦、逆洗を行うとなかなか硝化速度が上昇しなかった。この理由は、試料Ｃ１においては、逆洗を行ったことにより、担体上に形成された生物膜が剥がれ、再度生物膜が形成されるために一定の時間を要するのに対し、試料Ｅ１においては、上記陥没部を有しているため、担体上に形成された生物膜が剥がれにくいためであると考えられる。 Thus, in sample E1, the decrease in nitrification rate hardly occurred even in backwashing, and the increase in nitrification rate after the start of backwashing increased. On the other hand, in the sample C1, the nitrification rate decreased after backwashing, and once the backwashing was performed, the nitrification rate did not increase easily. The reason for this is that in sample C1, it takes a certain amount of time for the biofilm formed on the carrier to peel off and form a biofilm again due to backwashing, whereas in sample E1, it takes a certain amount of time. This is considered to be because the biofilm formed on the carrier is difficult to peel off because it has the depressed portion.
（実施例２）
本例は、実施例１とは異なる方法により、実施例１の上記試料Ｅ１と同様の生物膜形成用担体（生物膜形成用発泡粒子）を作製する例である。即ち、本例においては、発泡性熱可塑性樹脂粒子を発泡させてなる発泡熱可塑性樹脂粒子の表面に可塑剤をコーティングし、次いで、可塑剤がコーティングされた上記発泡熱可塑性樹脂粒子を加熱することにより、生物膜形成用担体を作製する。
(Example 2)
This example is an example of producing a biofilm-forming carrier (biofilm-forming foamed particles) similar to the sample E1 of Example 1 by a method different from that of Example 1. That is, in this example, the surface of the foamed thermoplastic resin particles obtained by foaming the foamable thermoplastic resin particles is coated with a plasticizer, and then the foamed thermoplastic resin particles coated with the plasticizer are heated. Thus, a biofilm-forming carrier is prepared.
具体的には、まず、実施例１と同様にして、発泡剤としてブタンを含有する発泡性ＰＳ粒子を準備した。この発泡性ＰＳ粒子をタンブラーミキサーに投入し、発泡性ＰＳ粒子１００重量部に対して、ブロッキング防止剤としてのステアリン酸亜鉛を０．１２重量部、帯電防止剤としてのグリセリンモノステアレートを０．０８重量部添加し、４０分間混合を行った。その後、発泡性ＰＳ粒子を発泡機にて比重６１ｇ／Ｌ（嵩密度４５ｇ／Ｌ）に蒸気発泡させ、発泡ポリスチレン樹脂粒子を得た。 Specifically, first, in the same manner as in Example 1, expandable PS particles containing butane as a foaming agent were prepared. The foamable PS particles are put into a tumbler mixer, and 0.12 parts by weight of zinc stearate as an antiblocking agent and 0.1 part of glycerin monostearate as an antistatic agent are added to 100 parts by weight of the foamable PS particles. 08 parts by weight were added and mixed for 40 minutes. Thereafter, the expandable PS particles were vapor-foamed to a specific gravity of 61 g / L (bulk density: 45 g / L) with a foaming machine to obtain expanded polystyrene resin particles.
次いで、発泡ポリスチレン樹脂粒子をタンブラーミキサーに投入し、発泡ポリスチレン樹脂粒子１００重量部に対して、可塑剤としてのグリセリントリステアレートを０．４５重量部添加し、４０分間混合した。その後、可塑剤等がコーティングされた発泡ポリスチレン樹脂粒子を温度５０℃にて６０分間加熱することにより、発泡ポリスチレン樹脂粒子の表面に陥没部を形成させ、生物膜形成用担体（試料Ｅ２）を得た。 Next, the expanded polystyrene resin particles were put into a tumbler mixer, 0.45 parts by weight of glycerin tristearate as a plasticizer was added to 100 parts by weight of the expanded polystyrene resin particles, and mixed for 40 minutes. Thereafter, the expanded polystyrene resin particles coated with a plasticizer and the like are heated at a temperature of 50 ° C. for 60 minutes to form a depression on the surface of the expanded polystyrene resin particles, thereby obtaining a biofilm-forming carrier (sample E2). It was.
本例において作製した試料Ｅ２の生物膜形成用担体についても、実施例１と同様に電子顕微鏡でその表面及び断面を観察したところ、試料Ｅ２においても、試料Ｅ１と同様に、発泡熱可塑性樹脂粒子の表面に多数の陥没部が形成されていた（図示略）。
そのため、上記試料Ｅ２においても、上記試料Ｅ１と同様に、微生物の担持（付着）が促進され、さらに逆洗浄時には、上記生物膜の剥離を抑制することができる。
Regarding the biofilm-forming carrier of sample E2 prepared in this example, the surface and cross section thereof were observed with an electron microscope in the same manner as in Example 1. As in sample E1, the foamed thermoplastic resin particles were also observed in sample E2. Many depressions were formed on the surface (not shown).
Therefore, in the sample E2, similarly to the sample E1, the carrying (attachment) of microorganisms is promoted, and further, the peeling of the biofilm can be suppressed during back washing.
（実施例３）
本例においては、実施例１及び実施例２において作製した生物膜形成用担体（試料Ｅ１及び試料Ｅ２）を用いて型内発泡成形し、発泡粒子が相互に融着された生物膜形成用担体（生物膜形成用発泡成形体）を作製する例である。
具体的には、まず、実施例１の試料Ｅ１と同様にして、表面に多数の陥没部を有する発泡ポリスチレン樹脂粒子（生物膜形成用担体；試料Ｅ１）を作製した。次に、この表面に多数の陥没部を有する発泡ポリスチレン樹脂粒子を室温で１日熟成後、型物成形機（ダイセン工業社製、ＶＳ−５００型物成形機）の金型に充填し，０．０７ＭＰａのスチーム圧力で２０秒間加熱した。次いで、所定時間冷却後、金型から取り出し、比重４５ｇ／Ｌ、直径２５ｍｍの球状の発泡ポリスチレン樹脂成形体（生物膜形成用担体）を得た。
Example 3
In this example, the biofilm forming carrier in which in-mold foam molding is performed using the biofilm forming carriers (sample E1 and sample E2) prepared in Example 1 and Example 2, and the foamed particles are fused to each other. It is an example which produces (foaming molding for biofilm formation).
Specifically, first, in the same manner as the sample E1 of Example 1, expanded polystyrene resin particles (biofilm-forming carrier; sample E1) having a large number of depressions on the surface were prepared. Next, the expanded polystyrene resin particles having a large number of depressions on the surface are aged at room temperature for 1 day, and then filled in a mold of a mold molding machine (VS-500 mold molding machine manufactured by Daisen Kogyo Co., Ltd.). Heated at a steam pressure of 07 MPa for 20 seconds. Next, after cooling for a predetermined time, the product was taken out from the mold to obtain a spherical expanded polystyrene resin molded body (biofilm-forming carrier) having a specific gravity of 45 g / L and a diameter of 25 mm.
また、本例においては、実施例１の試料Ｅ１の代わりに、実施例２において作製した上記試料Ｅ２を用いて、上述と同様の方法により、比重４５ｇ／Ｌ、直径２５ｍｍの球状の発泡ポリスチレン樹脂成形体（生物膜形成用担体）を作製した。 Further, in this example, a spherical foamed polystyrene resin having a specific gravity of 45 g / L and a diameter of 25 mm was obtained in the same manner as described above using the sample E2 prepared in Example 2 instead of the sample E1 of Example 1. A compact (biofilm-forming carrier) was produced.
本例において作製した２種類の生物膜形成用担体は、上記試料Ｅ１又は試料Ｅ２をそれぞれ成形型内で加熱融着させてなる。即ち、表面に陥没部を有する発泡粒子（試料Ｅ１又は試料Ｅ２）同士を成形型内で融着させてなる。そのため、得られた成形体（生物膜形成用担体）においては、その表面に多数の陥没部を有し、表面の平滑性が低下すると共に、表面積が増大している。それ故、微生物の担持（付着）が促進され、さらに逆洗浄時には、上記生物膜の剥離を抑制することができる。 The two types of biofilm-forming carriers produced in this example are obtained by heat-sealing the sample E1 or the sample E2 in a mold. That is, foamed particles (sample E1 or sample E2) having depressions on the surface are fused together in a mold. Therefore, the obtained molded body (biofilm-forming carrier) has a large number of depressions on the surface thereof, and the surface smoothness is lowered and the surface area is increased. Therefore, the carrying (attachment) of microorganisms is promoted, and peeling of the biofilm can be suppressed during backwashing.
１ 生物膜形成用担体（生物膜形成用発泡粒子）
２ 陥没部
３ 熱可塑性樹脂発泡体（発泡熱可塑性樹脂粒子）
1 Biofilm-forming carrier (foamed particles for biofilm formation)
2 Depressed part 3 Thermoplastic resin foam (foamed thermoplastic resin particles)
Claims (3)
スチレン系樹脂を熱可塑性樹脂の主成分とする発泡性熱可塑性樹脂粒子又は発泡熱可塑性樹脂粒子１００重量部と、可塑剤としての脂肪酸トリグリセリド０．２０〜０．６０重量部とを混合することにより、上記発泡性熱可塑性樹脂粒子又は上記発泡熱可塑性樹脂粒子の表面に上記可塑剤をコーティングさせ、次いで、上記可塑剤がコーティングされた上記発泡性熱可塑性樹脂粒子又は上記発泡熱可塑性樹脂粒子を加熱して、上記発泡性熱可塑性樹脂粒子を発泡させると共にその表面を溶融することにより又は上記発泡熱可塑性樹脂粒子の表面を溶融することにより、表面に陥没部を有する熱可塑性樹脂発泡体を得ることを特徴とする生物膜形成用担体の製造方法。 A method for producing a biofilm-forming carrier comprising a thermoplastic resin foam having a depression on the surface for supporting a microorganism to form a biofilm comprising the microorganism,
By mixing 100 parts by weight of foamable thermoplastic resin particles or foamed thermoplastic resin particles containing styrene resin as a main component of thermoplastic resin and 0.20 to 0.60 parts by weight of fatty acid triglyceride as a plasticizer The surface of the foamable thermoplastic resin particles or the foamed thermoplastic resin particles is coated with the plasticizer, and then the foamable thermoplastic resin particles or the foamed thermoplastic resin particles coated with the plasticizer are heated. Then, by foaming the foamable thermoplastic resin particles and melting the surface thereof, or by melting the surface of the foamed thermoplastic resin particles, a thermoplastic resin foam having a depressed portion on the surface is obtained. A method for producing a biofilm-forming carrier characterized by the above.
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