JPH0716587A - 生物膜用の基盤材および生物膜反応器 - Google Patents
生物膜用の基盤材および生物膜反応器Info
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- JPH0716587A JPH0716587A JP14180294A JP14180294A JPH0716587A JP H0716587 A JPH0716587 A JP H0716587A JP 14180294 A JP14180294 A JP 14180294A JP 14180294 A JP14180294 A JP 14180294A JP H0716587 A JPH0716587 A JP H0716587A
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- B01J19/32—Packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit or module inside the apparatus for mass or heat transfer
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 生物膜反応器内の生物膜用の基盤材として三
次元の熱可塑性ポリマー層を使用すること、この層を収
納する生物膜反応器、これによって、有機廃棄物を含有
する水性流出液を浄化する方法の提供。 【構成】 上記の基盤層は多数のさん孔または開口のあ
るまたはこれらのない薄板状構造を有しあるいは網状構
造を有し、またこの層はその主要な面の少なくとも一つ
に多数の突起が設けられている。この基盤材および生物
膜反応器は農業関連産業、食品工業および飲料工業から
の廃水を浄化する装置に使用するのに適している。
次元の熱可塑性ポリマー層を使用すること、この層を収
納する生物膜反応器、これによって、有機廃棄物を含有
する水性流出液を浄化する方法の提供。 【構成】 上記の基盤層は多数のさん孔または開口のあ
るまたはこれらのない薄板状構造を有しあるいは網状構
造を有し、またこの層はその主要な面の少なくとも一つ
に多数の突起が設けられている。この基盤材および生物
膜反応器は農業関連産業、食品工業および飲料工業から
の廃水を浄化する装置に使用するのに適している。
Description
【０００１】本発明は、生物膜反応器内で生物膜用の基
盤材として三次元の熱可塑性ポリマー層を使用するこ
と、および生物膜の基盤材としてこのポリマー層を内に
もつ生物膜反応器に関する。本発明の基盤材および生物
膜反応器は、有機廃棄物を含有する水性の流出物を処理
するための装置内で使用するのに特に適する。本発明は
さらに、有機廃棄物を含有する水性の流出物をこの生物
膜反応器によって、浄化する方法に関する。
盤材として三次元の熱可塑性ポリマー層を使用するこ
と、および生物膜の基盤材としてこのポリマー層を内に
もつ生物膜反応器に関する。本発明の基盤材および生物
膜反応器は、有機廃棄物を含有する水性の流出物を処理
するための装置内で使用するのに特に適する。本発明は
さらに、有機廃棄物を含有する水性の流出物をこの生物
膜反応器によって、浄化する方法に関する。
【０００２】有機物質を含有する水性の流出物（以下廃
水と称する）は、微生物の作用によりある程度まで浄化
され得るということは数十年来よく知られている。実
際、多くの微生物は、好気性および（または）嫌気性条
件下で、有機化合物および有機物質（本明細書では集合
的に有機廃棄物と称する）を分解することができ、また
このようにして、廃水から有機廃棄物を除去しまた廃水
中の有機廃棄物濃度を低下させることができる。好気性
条件下で、有機炭素（つまり有機化合物中に含まれる炭
素）は生物学的に分解され、微生物がその新陳代謝作用
のためにつかうエネルギー、二酸化炭素、水およびバイ
オマス物質が生成されるが、一方、有機窒素（つまり有
機化合物中に含まれる窒素）は硝化過程によってアンモ
ニアを経て硝酸塩とエネルギーに生物学的に変換され、
この硝酸塩は生物学的脱窒素過程によってさらに分子状
窒素へと変換されることができる。
水と称する）は、微生物の作用によりある程度まで浄化
され得るということは数十年来よく知られている。実
際、多くの微生物は、好気性および（または）嫌気性条
件下で、有機化合物および有機物質（本明細書では集合
的に有機廃棄物と称する）を分解することができ、また
このようにして、廃水から有機廃棄物を除去しまた廃水
中の有機廃棄物濃度を低下させることができる。好気性
条件下で、有機炭素（つまり有機化合物中に含まれる炭
素）は生物学的に分解され、微生物がその新陳代謝作用
のためにつかうエネルギー、二酸化炭素、水およびバイ
オマス物質が生成されるが、一方、有機窒素（つまり有
機化合物中に含まれる窒素）は硝化過程によってアンモ
ニアを経て硝酸塩とエネルギーに生物学的に変換され、
この硝酸塩は生物学的脱窒素過程によってさらに分子状
窒素へと変換されることができる。
【０００３】微生物の分解作用に基づいて、廃水を処理
するための多くの装置が開発されてきた（以下におい
て、処理および浄化という用語はどちらを使用してもよ
い）。これらの浄化装置、特に下水処理用の装置のいく
つかは、多年にわたって大規模に使用されている。ここ
で「下水」という用語は、特に、家庭廃水および同様に
生物学的に容易に分解できる有機廃棄物を含有する水性
の排出物をさす。これらの浄化装置においては、微生物
は普通にはいわゆる「バイオマス」の形で存在する。こ
のようなバイオマスは、一つの種の、あるいは普通には
多くの種の微生物と、微生物によってつくられるエキソ
ポリサッカライドのような細胞外生成物とからなる。バ
イオマスにはバクテリア、真菌類、原虫類および藻類の
ような微生物が典型的に含まれる。バイオマスにはさら
に、カタツムリ、蠕虫、幼虫および昆虫のようなより高
等な有機体が含まれよう。バイオマスは、浄化装置のタ
イプによって、種々な形で存在しうる。例えば、バイオ
マスは、活性化された汚泥形態、下水中に懸濁する粒子
形態、または自然の力および過程によって基材上に吸着
された、あるいは既知の技術によって基材上で固定され
た、一般に生物膜と称される層の形で存在しうる。この
基材は、浄化装置内を通過する廃水の流れの中固定され
て設置される、より大きな固体の構造物あるいは廃水中
で運動し続ける例えば回転し続けるより大きな固体の構
造物によって形成される。このような装置は広く生物膜
装置と称される。この基材は、廃水中で懸濁したままの
小さな粒状体によってできることもある。後者の装置は
一般に流動床装置と称される。
するための多くの装置が開発されてきた（以下におい
て、処理および浄化という用語はどちらを使用してもよ
い）。これらの浄化装置、特に下水処理用の装置のいく
つかは、多年にわたって大規模に使用されている。ここ
で「下水」という用語は、特に、家庭廃水および同様に
生物学的に容易に分解できる有機廃棄物を含有する水性
の排出物をさす。これらの浄化装置においては、微生物
は普通にはいわゆる「バイオマス」の形で存在する。こ
のようなバイオマスは、一つの種の、あるいは普通には
多くの種の微生物と、微生物によってつくられるエキソ
ポリサッカライドのような細胞外生成物とからなる。バ
イオマスにはバクテリア、真菌類、原虫類および藻類の
ような微生物が典型的に含まれる。バイオマスにはさら
に、カタツムリ、蠕虫、幼虫および昆虫のようなより高
等な有機体が含まれよう。バイオマスは、浄化装置のタ
イプによって、種々な形で存在しうる。例えば、バイオ
マスは、活性化された汚泥形態、下水中に懸濁する粒子
形態、または自然の力および過程によって基材上に吸着
された、あるいは既知の技術によって基材上で固定され
た、一般に生物膜と称される層の形で存在しうる。この
基材は、浄化装置内を通過する廃水の流れの中固定され
て設置される、より大きな固体の構造物あるいは廃水中
で運動し続ける例えば回転し続けるより大きな固体の構
造物によって形成される。このような装置は広く生物膜
装置と称される。この基材は、廃水中で懸濁したままの
小さな粒状体によってできることもある。後者の装置は
一般に流動床装置と称される。
【０００４】生物体反応器内で広く使用される基盤材に
は、特に多孔性の砂、多孔性の石例えば溶岩石、鉱滓、
セラミックラッシヒリング、木屑（wood cuttings）お
よび種々なポリマー物体、特に種々なタイプのポリマー
ラッシヒリングがある。生物濾過器浄化装置の典型的な
例には、浸透式濾過器、滴下式濾過器および回転式生物
学的接触器がある。生物膜の厚さはかなり変化してよ
く、普通約０.０１mmから数mmの範囲にわたる。通常、
生物膜は約２〜３mmの厚さをもつ。生物膜は、基材に吸
着されるかあるいは基材上で固定されており、酸素の欠
乏のために嫌気的過程によって有機廃棄物の微生物学的
分解が実質的に起きる下部層と、好気性過程によって微
生物学的分解が実質的に起きる、水性の流出物およびこ
れに溶解した空気中の酸素と直接接触する上部層とを含
む。
は、特に多孔性の砂、多孔性の石例えば溶岩石、鉱滓、
セラミックラッシヒリング、木屑（wood cuttings）お
よび種々なポリマー物体、特に種々なタイプのポリマー
ラッシヒリングがある。生物濾過器浄化装置の典型的な
例には、浸透式濾過器、滴下式濾過器および回転式生物
学的接触器がある。生物膜の厚さはかなり変化してよ
く、普通約０.０１mmから数mmの範囲にわたる。通常、
生物膜は約２〜３mmの厚さをもつ。生物膜は、基材に吸
着されるかあるいは基材上で固定されており、酸素の欠
乏のために嫌気的過程によって有機廃棄物の微生物学的
分解が実質的に起きる下部層と、好気性過程によって微
生物学的分解が実質的に起きる、水性の流出物およびこ
れに溶解した空気中の酸素と直接接触する上部層とを含
む。
【０００５】浸透濾過器（一般に浸漬式生物濾過器と称
される）において生物膜は、水性流出物中に浸漬された
動かない基材に吸着されるかあるいはその上に固定され
る。廃水は重力により、および（または）ポンプによっ
て濾過器を通過し、その間濾過器を通して空気を送りこ
んで好気性分解過程が起こるようにする。滴下式濾過装
置においては、生物膜は反応槽内にある動かない基材上
に吸着されるあるいは固定される。廃水は基盤材の頂部
に散布され、重力により濾過器内を通過する。基盤材は
粗く充填されているため、生物膜上の液層と間隙内で得
られる空気との間で酸素を適切に交換できる。必要に応
じて、追加的な空気流を滴下式濾過器に通すことができ
る。
される）において生物膜は、水性流出物中に浸漬された
動かない基材に吸着されるかあるいはその上に固定され
る。廃水は重力により、および（または）ポンプによっ
て濾過器を通過し、その間濾過器を通して空気を送りこ
んで好気性分解過程が起こるようにする。滴下式濾過装
置においては、生物膜は反応槽内にある動かない基材上
に吸着されるあるいは固定される。廃水は基盤材の頂部
に散布され、重力により濾過器内を通過する。基盤材は
粗く充填されているため、生物膜上の液層と間隙内で得
られる空気との間で酸素を適切に交換できる。必要に応
じて、追加的な空気流を滴下式濾過器に通すことができ
る。
【０００６】回転式生物学的接触器（「ＲＢＣ」）にお
いては、吸着されあるいは固定された生物膜を有する基
盤材が水平に設置された回転体の内部に形成される、つ
まり内部にいれられる。回転体の一部が廃水中に浸漬さ
れ、そして基盤材の初めに浸漬した部分が回転体の回転
速度によって決まる一定の時間空気と接触するように回
転し、その後再び廃水中に浸漬される。水性流出物中の
有機廃棄物の分解に関与する微生物、バイオマスおよび
機構、ならびに生物膜に基づいた種々なタイブの浄化装
置および浄化方法そしてそれらの特定のパラメータ、利
点、難点および性能は、当技術において広汎に述べられ
ておりまた周知である。
いては、吸着されあるいは固定された生物膜を有する基
盤材が水平に設置された回転体の内部に形成される、つ
まり内部にいれられる。回転体の一部が廃水中に浸漬さ
れ、そして基盤材の初めに浸漬した部分が回転体の回転
速度によって決まる一定の時間空気と接触するように回
転し、その後再び廃水中に浸漬される。水性流出物中の
有機廃棄物の分解に関与する微生物、バイオマスおよび
機構、ならびに生物膜に基づいた種々なタイブの浄化装
置および浄化方法そしてそれらの特定のパラメータ、利
点、難点および性能は、当技術において広汎に述べられ
ておりまた周知である。
【０００７】例えばＦＲ−Ａ ２,５６５,５７９は、円
筒形のブラシの形に配置されたグラスファイバー上に生
物膜が吸着されている、生物膜を基礎とする廃水のため
の浄化装置を記載している。基盤材の性質、円筒状ブラ
シをつくるための基盤材の組立て、そして浄化装置内に
このブラシを設置し、これを保守しまた交換することに
関わる困難および費用のため、この装置は技術的に複雑
になりまた費用が高くなる。ＷＯ ９１／０１２７９
は、プラスチック材料のリボンからつくられるいくつか
の組立物の入った下水処理用生物濾過器を記載してお
り、この組立物は実質的に連続しておりそして二つの支
持部材のまわりに螺旋状に配置される。リボンの束は容
器内で垂直に配置されて生物濾過器を形づくりそして処
理すべき廃水中に浸漬される。
筒形のブラシの形に配置されたグラスファイバー上に生
物膜が吸着されている、生物膜を基礎とする廃水のため
の浄化装置を記載している。基盤材の性質、円筒状ブラ
シをつくるための基盤材の組立て、そして浄化装置内に
このブラシを設置し、これを保守しまた交換することに
関わる困難および費用のため、この装置は技術的に複雑
になりまた費用が高くなる。ＷＯ ９１／０１２７９
は、プラスチック材料のリボンからつくられるいくつか
の組立物の入った下水処理用生物濾過器を記載してお
り、この組立物は実質的に連続しておりそして二つの支
持部材のまわりに螺旋状に配置される。リボンの束は容
器内で垂直に配置されて生物濾過器を形づくりそして処
理すべき廃水中に浸漬される。
【０００８】ＥＰ−Ａ−０,３３２,９０７は下水の浄化
のために滴下式濾過器内で使用するための基盤材を開示
しており、この基盤材は束の形にして重ねられそして中
央の支持体に固定されたポリマー材料のリボンからな
る。リボンには紐状のポリマー部材がついており、これ
が帯状体内の張力を吸収するとともに、帯状体が最初の
表面の波状形状を失ったり互いにくっつきあったりする
のを防止する。このようにして、リボンのすき間が失わ
れないようにされており、そしてその結果、リボンの性
能低下が防止される。
のために滴下式濾過器内で使用するための基盤材を開示
しており、この基盤材は束の形にして重ねられそして中
央の支持体に固定されたポリマー材料のリボンからな
る。リボンには紐状のポリマー部材がついており、これ
が帯状体内の張力を吸収するとともに、帯状体が最初の
表面の波状形状を失ったり互いにくっつきあったりする
のを防止する。このようにして、リボンのすき間が失わ
れないようにされており、そしてその結果、リボンの性
能低下が防止される。
【０００９】永年にわたって最適化がなされているの
で、現用されている生物膜浄化装置はかなり良い性能を
示す。しかしながら、この装置は生物膜の基盤材に直接
または間接に関係する不都合な点を未だに示す。特に、
基盤材の費用、これを設置しそして（あるいは）交換す
る際の技術的困難、生物濾過装置内で基盤材を支持しあ
るいは動かなくするための複雑なあるいは費用のかかる
手段の必要なこと、浄化過程で基盤材と廃水とを収容す
るための反応器または容器といった手段の必要性、ある
種の基盤材についてしばしばほとんど不可能でありある
いは経済的な魅力のない、詰まった基盤材の清掃に関連
した困難、特に基盤材の比表面積と容積との比、基盤材
の比表面積と重量との比および生物膜反応器の寸法と浄
化性能との比が不利なことが含まれる。
で、現用されている生物膜浄化装置はかなり良い性能を
示す。しかしながら、この装置は生物膜の基盤材に直接
または間接に関係する不都合な点を未だに示す。特に、
基盤材の費用、これを設置しそして（あるいは）交換す
る際の技術的困難、生物濾過装置内で基盤材を支持しあ
るいは動かなくするための複雑なあるいは費用のかかる
手段の必要なこと、浄化過程で基盤材と廃水とを収容す
るための反応器または容器といった手段の必要性、ある
種の基盤材についてしばしばほとんど不可能でありある
いは経済的な魅力のない、詰まった基盤材の清掃に関連
した困難、特に基盤材の比表面積と容積との比、基盤材
の比表面積と重量との比および生物膜反応器の寸法と浄
化性能との比が不利なことが含まれる。
【００１０】本発明の目的は、生物膜反応器中の生物膜
用の基盤材として三次元熱可塑性ポリマー層の新規な使
用を提供し、有機廃棄物を含有する水性流出物を処理す
るための装置内で使用するのに特に適する改良された生
物膜反応器を提供し、またこの反応器によって廃水を浄
化する方法を提供することである。本発明に従って使用
する三次元熱可塑性ポリマー層は以下に、省略した形で
「基盤材」と称する。
用の基盤材として三次元熱可塑性ポリマー層の新規な使
用を提供し、有機廃棄物を含有する水性流出物を処理す
るための装置内で使用するのに特に適する改良された生
物膜反応器を提供し、またこの反応器によって廃水を浄
化する方法を提供することである。本発明に従って使用
する三次元熱可塑性ポリマー層は以下に、省略した形で
「基盤材」と称する。
【００１１】
【発明の詳述】本発明により、多数のさん孔または開口
を有するかまたはこれらのない薄板状構造を有する、あ
るいは網状構造を有する基礎層からなり、この層の主要
な面の少なくとも一つに多数の突起が設けられている、
三次元の熱可塑性ポリマー層の、生物膜反応器内での生
物膜用の基盤材としての使用が提供される。基盤層の厚
さは望ましくは約０.５〜約５mm、一層望ましくは約１
〜約３mmの範囲にある。突起の長さあるいは深さは望ま
しくは約０.５〜約５cm、一層望ましくは約１〜約４cm
の範囲にある。突起は、例えば円筒状、角柱状、ビーカ
ー状、こぶ状、または円錐状を含む種々な形状を有して
よく、凸型、凹型あるいは中実の構造を有してよい。突
起の別な形には、例えばピラミッド状、ブラシ状、ブレ
ード状、草状およびスパイク状の形がある。
を有するかまたはこれらのない薄板状構造を有する、あ
るいは網状構造を有する基礎層からなり、この層の主要
な面の少なくとも一つに多数の突起が設けられている、
三次元の熱可塑性ポリマー層の、生物膜反応器内での生
物膜用の基盤材としての使用が提供される。基盤層の厚
さは望ましくは約０.５〜約５mm、一層望ましくは約１
〜約３mmの範囲にある。突起の長さあるいは深さは望ま
しくは約０.５〜約５cm、一層望ましくは約１〜約４cm
の範囲にある。突起は、例えば円筒状、角柱状、ビーカ
ー状、こぶ状、または円錐状を含む種々な形状を有して
よく、凸型、凹型あるいは中実の構造を有してよい。突
起の別な形には、例えばピラミッド状、ブラシ状、ブレ
ード状、草状およびスパイク状の形がある。
【００１２】基礎層および突起は、任意の押出可能また
は成形可能な熱可塑性ポリマー、ポリマー混合物および
必要に応じて、例えば可塑剤、安定剤、フィラー、およ
び染料のように当技術において広く使用される添加剤を
含有してよい重合体組成物から作られるが、但しこのポ
リマーおよび重合体組成物は生物膜反応器内での操作条
件下で不活性なものに限る。好適な熱可塑性ポリマー材
料には、ポリオレフィン、ポリビニルクロライド、ポリ
ビニルエステル例えばポリビニルアセテート、スチレン
コポリマー例えばＡＢＳ配合物、およびこれらの配合物
またはコポリマーが含まれる。その他の好適なポリマー
材料には、例えばポリアミドおよびポリエステルのよう
な熱可塑性縮合ポリマーならびに合成ゴムおよび天然ゴ
ムが含まれる。基盤材はポリオレフィンまたはポリオレ
フィン混合物からつくられるのが好ましく、ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプ
ロピレンあるいはこれらの混合物または組成物からつく
られるのが最も好ましい。好適なポリマー、ポリマー混
合物および組成物が商業的に容易に入手できる。
は成形可能な熱可塑性ポリマー、ポリマー混合物および
必要に応じて、例えば可塑剤、安定剤、フィラー、およ
び染料のように当技術において広く使用される添加剤を
含有してよい重合体組成物から作られるが、但しこのポ
リマーおよび重合体組成物は生物膜反応器内での操作条
件下で不活性なものに限る。好適な熱可塑性ポリマー材
料には、ポリオレフィン、ポリビニルクロライド、ポリ
ビニルエステル例えばポリビニルアセテート、スチレン
コポリマー例えばＡＢＳ配合物、およびこれらの配合物
またはコポリマーが含まれる。その他の好適なポリマー
材料には、例えばポリアミドおよびポリエステルのよう
な熱可塑性縮合ポリマーならびに合成ゴムおよび天然ゴ
ムが含まれる。基盤材はポリオレフィンまたはポリオレ
フィン混合物からつくられるのが好ましく、ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプ
ロピレンあるいはこれらの混合物または組成物からつく
られるのが最も好ましい。好適なポリマー、ポリマー混
合物および組成物が商業的に容易に入手できる。
【００１３】基盤材は、例えば、熱成形および（また
は）エンボス技術と組合わされた既知の押出成形技術に
よって製造できる。本発明において使用するための基盤
材は好ましくは射出成形により、最も好ましくは連続射
出成形（以下ＣＩＭと称する）によって製造される。こ
の技術の採用により、基礎層構造体と三次元成形物の突
起との間に強固な接合が確保される。ＣＩＭ技術はさら
に、基盤材の連続した帯状体（strip）を技術的および
経済的に魅力ある方法で製造することを可能とし、また
これによって基盤材が例えば生物濾過器内で使用するの
に好ましい直径をもつロールに巻かれることが可能にな
る。本発明に従って使用するための三次元ポリマー層を
製造するのに好適な熱可塑性ポリマー材料および重合体
組成物、および基盤材を製造するための方法、特に連続
射出成形による方法は、技術上周知でありまた例えばＵ
Ｓ ３,５０７,０１０、ＥＰ ９２８７０１２８.３、Ｄ
Ｅ １,７５３,８８２およびＤＥ １,７７９,０５９に詳
細に記載されている。
は）エンボス技術と組合わされた既知の押出成形技術に
よって製造できる。本発明において使用するための基盤
材は好ましくは射出成形により、最も好ましくは連続射
出成形（以下ＣＩＭと称する）によって製造される。こ
の技術の採用により、基礎層構造体と三次元成形物の突
起との間に強固な接合が確保される。ＣＩＭ技術はさら
に、基盤材の連続した帯状体（strip）を技術的および
経済的に魅力ある方法で製造することを可能とし、また
これによって基盤材が例えば生物濾過器内で使用するの
に好ましい直径をもつロールに巻かれることが可能にな
る。本発明に従って使用するための三次元ポリマー層を
製造するのに好適な熱可塑性ポリマー材料および重合体
組成物、および基盤材を製造するための方法、特に連続
射出成形による方法は、技術上周知でありまた例えばＵ
Ｓ ３,５０７,０１０、ＥＰ ９２８７０１２８.３、Ｄ
Ｅ １,７５３,８８２およびＤＥ １,７７９,０５９に詳
細に記載されている。
【００１４】好ましい態様において、基礎層にはその主
要な面の一つのみに多数の突起が設けられている。この
ような実施態様においては、基礎層は、突起のない方の
面が必要に応じてポリマー裏打ち層によって積層されて
よく、また、必要に応じて、基礎層は裏打ち層との間に
一つのポリマー強化層および（または）基礎層、ありう
る強化層および裏打ち層の間の強固な接合を確実にする
ための一つまたはそれ以上のポリマー接着性層を含んで
よい。このような三次元構造体およびその製造は技術上
知られており、例えばＥＰ ０,０２４,２０３およびＥ
Ｐ ０,０９１,４１９に記載されている。
要な面の一つのみに多数の突起が設けられている。この
ような実施態様においては、基礎層は、突起のない方の
面が必要に応じてポリマー裏打ち層によって積層されて
よく、また、必要に応じて、基礎層は裏打ち層との間に
一つのポリマー強化層および（または）基礎層、ありう
る強化層および裏打ち層の間の強固な接合を確実にする
ための一つまたはそれ以上のポリマー接着性層を含んで
よい。このような三次元構造体およびその製造は技術上
知られており、例えばＥＰ ０,０２４,２０３およびＥ
Ｐ ０,０９１,４１９に記載されている。
【００１５】極めて好ましい態様において、基盤材は、
直径が普通約３〜１５mm、典型的には約５〜１０mmの多
数のさん孔または開口のある、厚さが約０.５〜３mm、
典型的には約１〜２mmの基礎層であって、この層の主要
な面のただ一つに長さ約１〜３cm、典型的には約１.８c
mのブレード状または草状の突起が備わっているものを
有する、連続射出成形によって長い帯状体の形で製造さ
れる草状の三次元熱可塑性ポリマー層である。成形品
は、ポリエチレン、一層望ましくは低密度ポリエチレン
から製造されるのが好ましく、そして帯状体の構造を何
ら損なうことなく帯状体を巻けるように十分な柔軟性を
もっている。
直径が普通約３〜１５mm、典型的には約５〜１０mmの多
数のさん孔または開口のある、厚さが約０.５〜３mm、
典型的には約１〜２mmの基礎層であって、この層の主要
な面のただ一つに長さ約１〜３cm、典型的には約１.８c
mのブレード状または草状の突起が備わっているものを
有する、連続射出成形によって長い帯状体の形で製造さ
れる草状の三次元熱可塑性ポリマー層である。成形品
は、ポリエチレン、一層望ましくは低密度ポリエチレン
から製造されるのが好ましく、そして帯状体の構造を何
ら損なうことなく帯状体を巻けるように十分な柔軟性を
もっている。
【００１６】本発明による基盤材として使用するための
特に好ましい典型的なポリマー層は、CIM AstroturfＲ
材料（Astroturf Industries Inc．からのライセンスの
下で使用される、同社の登録商標）としてMonsanto Com
panyから商業的に入手できる。図１および図２の二つの
態様において示されるこの材料は、本発明の基盤材料の
ための好ましい形状をもつ。この材料は、例えば、ＵＳ
３,５０７,０１０に記載されかつ示されているよう
に、ＣＩＭによって熱可塑性の、三次元の、草状の成形
品である。この成形品は、中空で円形の房状物（cluste
r）または蕾状物(bud)（２）によって隔てられている平
行の帯状体または肋骨状体（１）から構成される比較的
平らな基体（matrix）を有しており、房状物または蕾状
物からブレード状の突起（３）が延びている。房状物
（２）は互いに接することはない。この房状体はその隣
接するものの間にある基体に開口または孔を設けるよう
に互いに離れており、また中空の房状物の中心を通じて
開口または孔があり、従って水性の流出液と空気とが基
盤材を通過して容易に流れることが可能になる。
特に好ましい典型的なポリマー層は、CIM AstroturfＲ
材料（Astroturf Industries Inc．からのライセンスの
下で使用される、同社の登録商標）としてMonsanto Com
panyから商業的に入手できる。図１および図２の二つの
態様において示されるこの材料は、本発明の基盤材料の
ための好ましい形状をもつ。この材料は、例えば、ＵＳ
３,５０７,０１０に記載されかつ示されているよう
に、ＣＩＭによって熱可塑性の、三次元の、草状の成形
品である。この成形品は、中空で円形の房状物（cluste
r）または蕾状物(bud)（２）によって隔てられている平
行の帯状体または肋骨状体（１）から構成される比較的
平らな基体（matrix）を有しており、房状物または蕾状
物からブレード状の突起（３）が延びている。房状物
（２）は互いに接することはない。この房状体はその隣
接するものの間にある基体に開口または孔を設けるよう
に互いに離れており、また中空の房状物の中心を通じて
開口または孔があり、従って水性の流出液と空気とが基
盤材を通過して容易に流れることが可能になる。
【００１７】好ましい態様において、房状物（２）から
延びる突起（３）は図１に示すごとく成形された後、実
質的に垂直である。別な態様においては、突起（３）の
先端を不規則に散らばすように成形された材料を編むこ
とによって、成形品に天然の草の外観が付与される。こ
のように編むことによって突起（３）に恒久的な捲縮が
与えられ、それによって突起が曲がったりあるいは平ら
になり、図２に示すごとく表面上で先端が不規則に散乱
する。
延びる突起（３）は図１に示すごとく成形された後、実
質的に垂直である。別な態様においては、突起（３）の
先端を不規則に散らばすように成形された材料を編むこ
とによって、成形品に天然の草の外観が付与される。こ
のように編むことによって突起（３）に恒久的な捲縮が
与えられ、それによって突起が曲がったりあるいは平ら
になり、図２に示すごとく表面上で先端が不規則に散乱
する。
【００１８】本発明の生物膜基盤材は生物反応器、特に
滴下式濾過器（trickling filter）、浸漬型生物濾過器
および回転式生物学的接触器内で使用するのに好適であ
る。生物膜反応器の製作、操作および保守は、技術上熟
達の者にとって周知であり、また当該技術文献に包括的
に記載されている。本発明の生物膜用基盤材を収納する
生物膜反応器の製作、操作および保守は実質的に類似の
方法で実施できる。生物膜用基盤材として前記に規定し
たポリマー層を収納する生物膜反応器を提供すること
が、本発明の別な態様である。好ましい態様において、
本発明の生物膜反応器は、滴下式濾過器に関する。好ま
しい別な態様において、本発明の生物膜反応器は浸漬型
生物濾過器に関し、そしてさらに別な好ましい態様にお
いて回転式生物学的接触器に関する。
滴下式濾過器（trickling filter）、浸漬型生物濾過器
および回転式生物学的接触器内で使用するのに好適であ
る。生物膜反応器の製作、操作および保守は、技術上熟
達の者にとって周知であり、また当該技術文献に包括的
に記載されている。本発明の生物膜用基盤材を収納する
生物膜反応器の製作、操作および保守は実質的に類似の
方法で実施できる。生物膜用基盤材として前記に規定し
たポリマー層を収納する生物膜反応器を提供すること
が、本発明の別な態様である。好ましい態様において、
本発明の生物膜反応器は、滴下式濾過器に関する。好ま
しい別な態様において、本発明の生物膜反応器は浸漬型
生物濾過器に関し、そしてさらに別な好ましい態様にお
いて回転式生物学的接触器に関する。
【００１９】特に好ましい態様において本発明は、生物
膜用基盤材が、前記に規定されそして連続射出成形によ
ってポリエチレンから製造される、基礎層の一つの面の
みにブレード状または草状の突起を有する三次元の草状
の熱可塑性ポリマー層である滴下式濾過器に関する。こ
のような滴下式濾過器において基盤材はロールに巻かれ
るが、望ましくは突起を垂直になるように設置されてい
るロールの軸に向けるようにして巻かれる。処理される
廃水は、技術上知られた適当な手段によって、基盤材の
ロールの頂部に供給され、望ましくは表面上に散布さ
れ、そして重力によってロールを通過して流れる。流出
液はロールの底部に向う際に、一方では、薄い水膜とし
て基盤材の表面上の生物膜と緊密に接触することにな
り、他方基盤材の間隙に存在する空気中の酸素と緊密に
接触する。既知の技術により基盤材上で初めに増殖され
た生物膜上に滞留する間に、有機廃棄物は微生物によっ
て分解され、従って廃水が浄化される。円筒状の滴下式
濾過器内に発生する煙突効果によって、機械的に空気流
を供給する手段が何らない場合に、濾過器を通過する十
分な空気の供給が確保される。このことは事実上本発明
の滴下式濾過器の利点である。
膜用基盤材が、前記に規定されそして連続射出成形によ
ってポリエチレンから製造される、基礎層の一つの面の
みにブレード状または草状の突起を有する三次元の草状
の熱可塑性ポリマー層である滴下式濾過器に関する。こ
のような滴下式濾過器において基盤材はロールに巻かれ
るが、望ましくは突起を垂直になるように設置されてい
るロールの軸に向けるようにして巻かれる。処理される
廃水は、技術上知られた適当な手段によって、基盤材の
ロールの頂部に供給され、望ましくは表面上に散布さ
れ、そして重力によってロールを通過して流れる。流出
液はロールの底部に向う際に、一方では、薄い水膜とし
て基盤材の表面上の生物膜と緊密に接触することにな
り、他方基盤材の間隙に存在する空気中の酸素と緊密に
接触する。既知の技術により基盤材上で初めに増殖され
た生物膜上に滞留する間に、有機廃棄物は微生物によっ
て分解され、従って廃水が浄化される。円筒状の滴下式
濾過器内に発生する煙突効果によって、機械的に空気流
を供給する手段が何らない場合に、濾過器を通過する十
分な空気の供給が確保される。このことは事実上本発明
の滴下式濾過器の利点である。
【００２０】基盤材の底部において、水性流出物を排出
あるいは回収することができ、そして、例えば存在する
と思われるバイオマスが沈降するのを可能にするために
水性流出物を沈降容器に送り、その後、上澄みの水性流
出物を連続的溢流として排出することを含めて、既知の
方法でさらに処理されてよい。必要ならば、流出物は沈
降容器内に滞留する前または後にそのままで循環される
か、あるいは滴下式濾過器上で新しい廃水と混合するこ
とができる。
あるいは回収することができ、そして、例えば存在する
と思われるバイオマスが沈降するのを可能にするために
水性流出物を沈降容器に送り、その後、上澄みの水性流
出物を連続的溢流として排出することを含めて、既知の
方法でさらに処理されてよい。必要ならば、流出物は沈
降容器内に滞留する前または後にそのままで循環される
か、あるいは滴下式濾過器上で新しい廃水と混合するこ
とができる。
【００２１】本発明の滴下式濾過器は極めて簡単な構成
で実現できる。例えば、廃水を供給するための既知のポ
ンプ手段、本発明の基盤材のロール、溢流部と、必要な
らば、流出物を基盤材上に部分的にまたは全部を循環す
ることのできるポンプ送入手段とを備えた処理済の水性
流出物を回収する既知の手段から実質的になる構成によ
って実現されうる。基盤材のロールは、例えば円筒形の
反応器内に封入されてよいが、ロールは本来剛性である
ので、適当な固定手段によってロールがほどけないよう
にして、側壁なしに、ロールを既知の支持手段上に設置
することもできる。基盤材をこのように設置する方法
は、外側層を介して、生物濾過器を通過する空気流を増
加させることを可能にして有利である。基盤材のロール
の頂部において廃水を表面に均一に分布させることは、
濾過器の性能を良好にするのにさらに有利である。この
ことは、例えば、基盤材のロールの直径より僅かに小さ
い直径を有する、多数のさん孔のある容器底板、シャワ
ー状の噴霧をつくる手段および水平に回転するさん孔の
あるパイプなどの、既知の手段によって実現できる。さ
らにまた、直射日光、熱、霜および風のような天候条件
の影響を減らすために、所望とする浄化性能の関数とし
て寸法決定されている直径を有する基盤材のロールに、
基盤材の廃水と実質的には接触しない一巻きまたはそれ
以上を追加することが有利であろう。この追加の一巻き
（あるいはそれ以上の巻き）は、滴下式濾過器の内側の
部分を濾過器が良好に機能するのに好ましくない天候条
件から遮断するための遮断層として作用することができ
る。
で実現できる。例えば、廃水を供給するための既知のポ
ンプ手段、本発明の基盤材のロール、溢流部と、必要な
らば、流出物を基盤材上に部分的にまたは全部を循環す
ることのできるポンプ送入手段とを備えた処理済の水性
流出物を回収する既知の手段から実質的になる構成によ
って実現されうる。基盤材のロールは、例えば円筒形の
反応器内に封入されてよいが、ロールは本来剛性である
ので、適当な固定手段によってロールがほどけないよう
にして、側壁なしに、ロールを既知の支持手段上に設置
することもできる。基盤材をこのように設置する方法
は、外側層を介して、生物濾過器を通過する空気流を増
加させることを可能にして有利である。基盤材のロール
の頂部において廃水を表面に均一に分布させることは、
濾過器の性能を良好にするのにさらに有利である。この
ことは、例えば、基盤材のロールの直径より僅かに小さ
い直径を有する、多数のさん孔のある容器底板、シャワ
ー状の噴霧をつくる手段および水平に回転するさん孔の
あるパイプなどの、既知の手段によって実現できる。さ
らにまた、直射日光、熱、霜および風のような天候条件
の影響を減らすために、所望とする浄化性能の関数とし
て寸法決定されている直径を有する基盤材のロールに、
基盤材の廃水と実質的には接触しない一巻きまたはそれ
以上を追加することが有利であろう。この追加の一巻き
（あるいはそれ以上の巻き）は、滴下式濾過器の内側の
部分を濾過器が良好に機能するのに好ましくない天候条
件から遮断するための遮断層として作用することができ
る。
【００２２】本発明の浸漬可能な生物膜反応器、例えば
下水処理用の浸漬型生物濾過器は、反応器槽、つまり処
理すべき廃水の供給口、空気供給手段および処理済み水
性流出物用の流出口を備えた容器の内に基盤材を設置す
ることにより実現できる。基盤材はもしその主要な面の
一つのみに突起が備わっているならば、適当な既知の固
定手段によりほどけないように巻かれたロールの形で、
垂直位置および水平位置で生物膜反応器内に設置するこ
とができ、あるいは生物膜反応器の寸法に応じて寸法決
定された板またはパネルの形で、突起が同じ方向に向く
ように水平または垂直に設置されてよい。
下水処理用の浸漬型生物濾過器は、反応器槽、つまり処
理すべき廃水の供給口、空気供給手段および処理済み水
性流出物用の流出口を備えた容器の内に基盤材を設置す
ることにより実現できる。基盤材はもしその主要な面の
一つのみに突起が備わっているならば、適当な既知の固
定手段によりほどけないように巻かれたロールの形で、
垂直位置および水平位置で生物膜反応器内に設置するこ
とができ、あるいは生物膜反応器の寸法に応じて寸法決
定された板またはパネルの形で、突起が同じ方向に向く
ように水平または垂直に設置されてよい。
【００２３】本発明による回転式生物膜接触器は、基盤
材の巻付けロールに、例えば、軸の形の支持手段および
（または）ロールの外側にある支持枠手段の形の支持手
段を設けて、ロールをこれら手段に連結させ、かくして
回転体を形成することによって実現できる。この回転体
は実質的に水平に設置され、従って基盤材は部分的に廃
水中に浸漬され、そして既知の手段によって回転され
る。回転によって、基盤材上に吸着された生物膜は交互
に廃水中に浸漬されたり空気に接触し、このようにして
有機廃棄物の生物学的分解にとって好適な、生物膜の微
生物のための条件がつくられる。
材の巻付けロールに、例えば、軸の形の支持手段および
（または）ロールの外側にある支持枠手段の形の支持手
段を設けて、ロールをこれら手段に連結させ、かくして
回転体を形成することによって実現できる。この回転体
は実質的に水平に設置され、従って基盤材は部分的に廃
水中に浸漬され、そして既知の手段によって回転され
る。回転によって、基盤材上に吸着された生物膜は交互
に廃水中に浸漬されたり空気に接触し、このようにして
有機廃棄物の生物学的分解にとって好適な、生物膜の微
生物のための条件がつくられる。
【００２４】生物膜反応器内の基盤材中の間隙および巻
かれたあるいは積まれた基盤材の間隙の大きさと数と
は、水性流出物と空気とが容易に通過して流れるのを可
能とするのに十分であることが重要である。突起が多過
ぎるかまたは少な過ぎる基礎層、または主要な両面突起
を有する基礎層、または主要な面の一つに突起があるも
のどおしを他の主要な面を背中合わせに組合わせた基礎
層は、ロールの形で利用される場合あるいは板またはパ
ネルの形で、容積をもつように積まれる場合、構造が密
になりすぎ、水性流出物と空気とが構造物を容易に通過
することを妨げる。このような場合は、巻いたもの、板
またはパネルが適当な既知の離間手段によって互いに十
分に隔てられるかあるいはこれらが、次にくる基盤材と
の間に十分な間隔を確保するごとく、設置されることを
確実にすることが有利である。
かれたあるいは積まれた基盤材の間隙の大きさと数と
は、水性流出物と空気とが容易に通過して流れるのを可
能とするのに十分であることが重要である。突起が多過
ぎるかまたは少な過ぎる基礎層、または主要な両面突起
を有する基礎層、または主要な面の一つに突起があるも
のどおしを他の主要な面を背中合わせに組合わせた基礎
層は、ロールの形で利用される場合あるいは板またはパ
ネルの形で、容積をもつように積まれる場合、構造が密
になりすぎ、水性流出物と空気とが構造物を容易に通過
することを妨げる。このような場合は、巻いたもの、板
またはパネルが適当な既知の離間手段によって互いに十
分に隔てられるかあるいはこれらが、次にくる基盤材と
の間に十分な間隔を確保するごとく、設置されることを
確実にすることが有利である。
【００２５】本発明は別な態様において、有機廃棄物を
含有する水性流出物を生物膜反応器によって浄化する方
法に関する。この方法は生物膜反応器内にある基盤材上
の生物膜に廃水を接触させることからなり、この基盤材
は前記に規定した三次元の熱可塑性ポリマー層からな
る。浄化は滴下式濾過器、浸漬型生物濾過器または回転
式生物学的接触器、一層好ましくは滴下式濾過器によっ
て空気（酸素）の存在下に実施するのが好ましい。廃水
を浄化する程度は、滴下式および浸漬型の濾過器につい
ては、生物濾過器の大きさ、流出物の流量、生物膜上で
の流出物の滞留時間、微生物の種のおよびその混合物の
種類、流出物中の有機廃棄物の種類と量、流出物を浄化
すべき度合、生物濾過器への酸素（空気）供給量、およ
び循環がある場合、新しい廃水に対する循環廃水の比率
などの多くのパラメータに依存する。これらのおよびそ
の他のパラメータの選択すべき値は、当技術に熟達する
者によって日常的な実験を通じて容易に決定できる。
含有する水性流出物を生物膜反応器によって浄化する方
法に関する。この方法は生物膜反応器内にある基盤材上
の生物膜に廃水を接触させることからなり、この基盤材
は前記に規定した三次元の熱可塑性ポリマー層からな
る。浄化は滴下式濾過器、浸漬型生物濾過器または回転
式生物学的接触器、一層好ましくは滴下式濾過器によっ
て空気（酸素）の存在下に実施するのが好ましい。廃水
を浄化する程度は、滴下式および浸漬型の濾過器につい
ては、生物濾過器の大きさ、流出物の流量、生物膜上で
の流出物の滞留時間、微生物の種のおよびその混合物の
種類、流出物中の有機廃棄物の種類と量、流出物を浄化
すべき度合、生物濾過器への酸素（空気）供給量、およ
び循環がある場合、新しい廃水に対する循環廃水の比率
などの多くのパラメータに依存する。これらのおよびそ
の他のパラメータの選択すべき値は、当技術に熟達する
者によって日常的な実験を通じて容易に決定できる。
【００２６】本発明による基盤材および生物膜反応器
は、既知の基盤材およびそれを装填した生物膜反応器に
比べて顕著な利点を示す。この利点としては特に、基盤
材１立方メートルあたりの比表面積が極めて高い生物学
的に分解されない基盤材を巻いた形および積んだ形で提
供すること、微生物に対する毒性がない基盤材であって
その上に微生物が容易に吸着されることができ生物膜が
形成されるものを提供することが挙げられる。別な利点
には、基盤材のロールが自己支持性であるのに十分に剛
性であり、このことにより生物膜反応器内に基盤材を設
置するための複雑なまたは高価な支持手段が必要でない
ことそしてまたポリマー材料およびＣＩＭによって製造
される基盤材が経済的に魅力的な価格で入手できること
が含まれる。さらに別な利点には、主要な面の一つのみ
に突起がある基盤材を使用する場合、廃水と空気とが基
盤材ユニットを通って十分に流れうるようにするのに十
分に大きな数および寸法の間隙が存在することを確実に
するための手段が通常は離隔不要であるということが挙
げられる。基盤材のロールあるいは板またはパネルを積
み重ねたものを本明細書では（基盤材）ユニットと称す
る。
は、既知の基盤材およびそれを装填した生物膜反応器に
比べて顕著な利点を示す。この利点としては特に、基盤
材１立方メートルあたりの比表面積が極めて高い生物学
的に分解されない基盤材を巻いた形および積んだ形で提
供すること、微生物に対する毒性がない基盤材であって
その上に微生物が容易に吸着されることができ生物膜が
形成されるものを提供することが挙げられる。別な利点
には、基盤材のロールが自己支持性であるのに十分に剛
性であり、このことにより生物膜反応器内に基盤材を設
置するための複雑なまたは高価な支持手段が必要でない
ことそしてまたポリマー材料およびＣＩＭによって製造
される基盤材が経済的に魅力的な価格で入手できること
が含まれる。さらに別な利点には、主要な面の一つのみ
に突起がある基盤材を使用する場合、廃水と空気とが基
盤材ユニットを通って十分に流れうるようにするのに十
分に大きな数および寸法の間隙が存在することを確実に
するための手段が通常は離隔不要であるということが挙
げられる。基盤材のロールあるいは板またはパネルを積
み重ねたものを本明細書では（基盤材）ユニットと称す
る。
【００２７】さらに別な利点には、基盤材が容易に詰ま
らないこと、および基盤材ユニットは、生物濾過器を分
解することなく、空気の噴流あるいは高圧の水または廃
水の噴流によって容易に目詰まりが除去されうることが
含まれる。さらに別な利点には、基盤材の耐久性および
堅牢性が高いため、基盤材を定期的に更新する必要性が
避けられること、基盤材ユニットは容易に解体され、高
圧水の噴流で清掃されそして生物濾過器内で再使用され
ることができることが含まれる。別な利点には、本発明
の基盤材を装備した生物濾過器の浄化性能の高いこと、
および基盤材上の生物膜内に好気性領域と嫌気性領域と
が存在しうることが含まれる。さらに別な利点は、基盤
材を生物膜反応器内に容易に設置できること、例えば、
帯状体から所望の寸法をもつ板またはパネルを切り出す
ことにより、基盤材の帯状体を所望の寸法に巻くことに
より、所望の容積または高さに合わせるように基盤材の
板、パネルまたはロールを積み上げることにより、基盤
材ユニットの寸法を容易に決定できることと関係があ
る。
らないこと、および基盤材ユニットは、生物濾過器を分
解することなく、空気の噴流あるいは高圧の水または廃
水の噴流によって容易に目詰まりが除去されうることが
含まれる。さらに別な利点には、基盤材の耐久性および
堅牢性が高いため、基盤材を定期的に更新する必要性が
避けられること、基盤材ユニットは容易に解体され、高
圧水の噴流で清掃されそして生物濾過器内で再使用され
ることができることが含まれる。別な利点には、本発明
の基盤材を装備した生物濾過器の浄化性能の高いこと、
および基盤材上の生物膜内に好気性領域と嫌気性領域と
が存在しうることが含まれる。さらに別な利点は、基盤
材を生物膜反応器内に容易に設置できること、例えば、
帯状体から所望の寸法をもつ板またはパネルを切り出す
ことにより、基盤材の帯状体を所望の寸法に巻くことに
より、所望の容積または高さに合わせるように基盤材の
板、パネルまたはロールを積み上げることにより、基盤
材ユニットの寸法を容易に決定できることと関係があ
る。
【００２８】本発明の生物膜反応器は、家庭廃水そして
また同様に容易に生物分解されうる有機廃棄物を含有す
る産業廃水を処理するのに特に好適である。このような
廃水には典型的に、例えば、酪農業（例えば牛乳および
関連製品の製造）、養豚場および屠殺場からそれぞれ出
る有機廃棄物を含有する廃水、ならびに例えばビール醸
造業および果汁産業のような飲料工業および食品工業か
らの廃水のような農業関連産業からの廃水が含まれる。
本発明は以下の実施例によって例示される。実施例で
は、ともに約３９６m2／m3の比表面積（計算値）を有す
る垂直なブレード状突起または草状突起をもつCIM Astr
oturfR（Astroturf Industries Inc．からのライセンス
のもとで使用される、同社の登録商標）を基盤材として
収納する滴下濾過器によって廃水が浄化された。
また同様に容易に生物分解されうる有機廃棄物を含有す
る産業廃水を処理するのに特に好適である。このような
廃水には典型的に、例えば、酪農業（例えば牛乳および
関連製品の製造）、養豚場および屠殺場からそれぞれ出
る有機廃棄物を含有する廃水、ならびに例えばビール醸
造業および果汁産業のような飲料工業および食品工業か
らの廃水のような農業関連産業からの廃水が含まれる。
本発明は以下の実施例によって例示される。実施例で
は、ともに約３９６m2／m3の比表面積（計算値）を有す
る垂直なブレード状突起または草状突起をもつCIM Astr
oturfR（Astroturf Industries Inc．からのライセンス
のもとで使用される、同社の登録商標）を基盤材として
収納する滴下濾過器によって廃水が浄化された。
【００２９】一般的手順 炭素：窒素：燐（Ｃ：Ｎ：Ｐ）の測定した重量比１０
０：７.７：４.４を有する、 ぶどう糖 １.０ｇ／リットル ペプトン ０.１ｇ／リットル イースト抽出物 ０.１ｇ／リットル (ＮＨ4)2ＳＯ4 ０.１ｇ／リットル ＫＨ2ＰＯ4 ０.１ｇ／リットル を含有する人工的な廃水を調製した。炭素（Ｃ）は、Ｎ
ＢＮ Ｔ９１−２０１(Belgisch Staatsblad 1974）の方
法に従いＫ2Ｃｒ2Ｏ7を用いて、化学的酸素要求量（Ｃ
ＯＤ）として測定した。窒素（Ｎ）は、ＮＢＮ Ｔ９１
−２５５およびＮＢＮ Ｔ９１−２５６（Belgisch Staa
tsblad 1977）の手順に従って、硝酸塩としてまた全窒
素（Kjeldahl法）（ＴＮＫ）として測定した。燐は知ら
れた標準的比色定量分析法によって測定した。この人工
的廃水は約８００リットルのバッチとして調製し、そし
て貯蔵タンク内で微生物が増殖するのを防止するため
に、実験に際して約５〜１０℃で保管した。
０：７.７：４.４を有する、 ぶどう糖 １.０ｇ／リットル ペプトン ０.１ｇ／リットル イースト抽出物 ０.１ｇ／リットル (ＮＨ4)2ＳＯ4 ０.１ｇ／リットル ＫＨ2ＰＯ4 ０.１ｇ／リットル を含有する人工的な廃水を調製した。炭素（Ｃ）は、Ｎ
ＢＮ Ｔ９１−２０１(Belgisch Staatsblad 1974）の方
法に従いＫ2Ｃｒ2Ｏ7を用いて、化学的酸素要求量（Ｃ
ＯＤ）として測定した。窒素（Ｎ）は、ＮＢＮ Ｔ９１
−２５５およびＮＢＮ Ｔ９１−２５６（Belgisch Staa
tsblad 1977）の手順に従って、硝酸塩としてまた全窒
素（Kjeldahl法）（ＴＮＫ）として測定した。燐は知ら
れた標準的比色定量分析法によって測定した。この人工
的廃水は約８００リットルのバッチとして調製し、そし
て貯蔵タンク内で微生物が増殖するのを防止するため
に、実験に際して約５〜１０℃で保管した。
【００３０】パイロット規模の滴下式濾過器を図３に示
すように設備したが、これは下記のものからなってい
た。ポンプ（２）を経由して廃水分配器（３）に連結さ
れる、５〜１０℃において保管されている人工的廃水の
入った貯蔵タンク（１）、ポリ塩化ビニル管（６）内で
固定されている基盤材のロール（５）からなる生物濾過
器（４）；支持手段（７）、ポンプ（１０）によって廃
水がそのままあるいは新しい廃水との混合物として濾過
器に部分的にまたは完全に循環され、そして溢流管（１
１）を経て処理済み廃水が排出される沈降槽（９）に連
結している生物濾過器の底部にある収集器（８）。分析
用の試料はポンプ（２）（すなわち新しい廃水）および
ポンプ（１０）（処理済み廃水）において取り出した。
滴下式濾過器内の温度は約１５℃であった。
すように設備したが、これは下記のものからなってい
た。ポンプ（２）を経由して廃水分配器（３）に連結さ
れる、５〜１０℃において保管されている人工的廃水の
入った貯蔵タンク（１）、ポリ塩化ビニル管（６）内で
固定されている基盤材のロール（５）からなる生物濾過
器（４）；支持手段（７）、ポンプ（１０）によって廃
水がそのままあるいは新しい廃水との混合物として濾過
器に部分的にまたは完全に循環され、そして溢流管（１
１）を経て処理済み廃水が排出される沈降槽（９）に連
結している生物濾過器の底部にある収集器（８）。分析
用の試料はポンプ（２）（すなわち新しい廃水）および
ポンプ（１０）（処理済み廃水）において取り出した。
滴下式濾過器内の温度は約１５℃であった。
【００３１】この滴下式濾過器に、予め下水浄化場から
の活性化汚泥０.５リットルを接種した。汚泥を水道水
で薄め、そして１週間にわたって濾過器に循環した後
に、実施例の操作を行った。滴下式濾過装置のパラメー
タは以下のように定義する。それぞれの数値は後記の表
１および表２に示す。 ・流量（Ｑ）（m3／時） Ｑin ： 濾過器への新しい廃水の流量 Ｑrec. ： 濾過器への循環処理廃水の流量 Ｑtotal： ＱinとＱrec.との合計 ・水力学的装荷量（ｑ）（m3／m2／時） ｑ：基盤材の水平断面の単位表面積あたりの全流量。装
荷量の大きい滴下式濾過器では、水力学的装荷量ｑは
０.６〜２m3／m2／時であり、装荷量の小さい滴下式濾
過器では、ｑは０.０５〜０.３m3／m2／時である。 ・循環率（ＲＦ） これは廃水が濾過器で循環処理される回数を示し、ＲＦ
＝１＋Ｒ（ＲはＱrec.とＱinとの比）である。
の活性化汚泥０.５リットルを接種した。汚泥を水道水
で薄め、そして１週間にわたって濾過器に循環した後
に、実施例の操作を行った。滴下式濾過装置のパラメー
タは以下のように定義する。それぞれの数値は後記の表
１および表２に示す。 ・流量（Ｑ）（m3／時） Ｑin ： 濾過器への新しい廃水の流量 Ｑrec. ： 濾過器への循環処理廃水の流量 Ｑtotal： ＱinとＱrec.との合計 ・水力学的装荷量（ｑ）（m3／m2／時） ｑ：基盤材の水平断面の単位表面積あたりの全流量。装
荷量の大きい滴下式濾過器では、水力学的装荷量ｑは
０.６〜２m3／m2／時であり、装荷量の小さい滴下式濾
過器では、ｑは０.０５〜０.３m3／m2／時である。 ・循環率（ＲＦ） これは廃水が濾過器で循環処理される回数を示し、ＲＦ
＝１＋Ｒ（ＲはＱrec.とＱinとの比）である。
【００３２】・見掛けの容積的装荷量（Ｂ）（kg BOD／
m3／日） これは下式により決定される。 ＢＯＤ＝Ｆ×０.６５×ＣＯＤ （式中、ＢＯＤは生物学的酸素要求量であり、Ｆは廃棄
物質の分解性を示す係数（１００％分解可能な場合、Ｆ
＝１）である。実施例１〜６においてＦ＝１と仮定され
ている。ＣＯＤは化学的酸素要求量である） 装荷量の大きい濾過器ではＢは０.６〜２であり、また
装荷量の小さい濾過器ではＢは０.０７〜０.６である。 ・バイオマスの重量（基盤材１m3あたりのバイオマスの
kg数）： バイオマスの湿潤重量：１０分間液を切った後の基盤材
の試料の重量秤量して差をとることにより決定された。 バイオマスの乾燥重量（Ｘａ）（kg乾燥物質／m3）：重
量が一定になるまで１１０℃で数日間乾燥した後の基盤
材の試料の重量秤量して差をとることにより決定され
た。乾燥物質（ＤＳ）の量は、バイオマスの湿潤重量の
約５％にあたることが判った。 ・バイオマス装荷量（kg ＢＯＤ／kg乾燥バイオマス／
日）：これは、基盤材１m3あたりのバイオマスの乾燥物
質（ＤＳ）の量あたりの容積的装荷量Ｂ。 バイオマス装荷量＝Ｂ：Ｘａ ・バイオマス生成量（Ｐｘ）（kg ＤＳ） これはバイオマスの乾燥物質のkg数により表される１週
間あたりのバイオマスの生成量である。このパラメータ
は基盤材から放たれて沈降容器内に沈降するバイオマス
の量のみを示す。 ・効率（Ｅ）はＢＯＤの値を用いて下式により決定され
る： Ｅ（％）＝１００×処理後のＢＯＤ：処理前のＢＯＤ
m3／日） これは下式により決定される。 ＢＯＤ＝Ｆ×０.６５×ＣＯＤ （式中、ＢＯＤは生物学的酸素要求量であり、Ｆは廃棄
物質の分解性を示す係数（１００％分解可能な場合、Ｆ
＝１）である。実施例１〜６においてＦ＝１と仮定され
ている。ＣＯＤは化学的酸素要求量である） 装荷量の大きい濾過器ではＢは０.６〜２であり、また
装荷量の小さい濾過器ではＢは０.０７〜０.６である。 ・バイオマスの重量（基盤材１m3あたりのバイオマスの
kg数）： バイオマスの湿潤重量：１０分間液を切った後の基盤材
の試料の重量秤量して差をとることにより決定された。 バイオマスの乾燥重量（Ｘａ）（kg乾燥物質／m3）：重
量が一定になるまで１１０℃で数日間乾燥した後の基盤
材の試料の重量秤量して差をとることにより決定され
た。乾燥物質（ＤＳ）の量は、バイオマスの湿潤重量の
約５％にあたることが判った。 ・バイオマス装荷量（kg ＢＯＤ／kg乾燥バイオマス／
日）：これは、基盤材１m3あたりのバイオマスの乾燥物
質（ＤＳ）の量あたりの容積的装荷量Ｂ。 バイオマス装荷量＝Ｂ：Ｘａ ・バイオマス生成量（Ｐｘ）（kg ＤＳ） これはバイオマスの乾燥物質のkg数により表される１週
間あたりのバイオマスの生成量である。このパラメータ
は基盤材から放たれて沈降容器内に沈降するバイオマス
の量のみを示す。 ・効率（Ｅ）はＢＯＤの値を用いて下式により決定され
る： Ｅ（％）＝１００×処理後のＢＯＤ：処理前のＢＯＤ
【００３３】実施例１〜６において得られる結果を後記
の表２〜表６に要約する。表２〜表６に示すデータは、
前記に規定した三次元熱可塑性ポリマー層は生物膜反応
器内で生物膜用の基盤材として使用するのに好適であ
り、またこの生物膜反応器は、バイオマスが増殖しそし
て基盤材上に吸着され、本発明の基盤材上の生物膜を収
納している滴下濾過器内で廃水が処理される場合、廃水
のＣＯＤ、窒素含有率および燐含有率が効率的に低下す
るので、生物分解性の有機廃棄物を含有する水性流出物
を処理するのに著しく有効である。
の表２〜表６に要約する。表２〜表６に示すデータは、
前記に規定した三次元熱可塑性ポリマー層は生物膜反応
器内で生物膜用の基盤材として使用するのに好適であ
り、またこの生物膜反応器は、バイオマスが増殖しそし
て基盤材上に吸着され、本発明の基盤材上の生物膜を収
納している滴下濾過器内で廃水が処理される場合、廃水
のＣＯＤ、窒素含有率および燐含有率が効率的に低下す
るので、生物分解性の有機廃棄物を含有する水性流出物
を処理するのに著しく有効である。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】
【表５】
【００３９】
【表６】
【図１】基礎層に多数の開口があり、そして基礎層の主
要な面の一つにブレード状の突起がある、連続射出成形
技術によって製造される基盤材を示す。
要な面の一つにブレード状の突起がある、連続射出成形
技術によって製造される基盤材を示す。
【図２】基礎層に多数の開口があり、そして基礎層の主
要な面の一つに草状の突起がある、連続射出成形技術に
よって製造される基盤材を示す。
要な面の一つに草状の突起がある、連続射出成形技術に
よって製造される基盤材を示す。
【図３】パイロット規模の滴下型濾過器の略解図であ
る。
る。
Claims (13)
- 【請求項１】 多数のさん孔または開口のあるまたはこ
れらのない薄板状構造を有する、あるいは網状構造を有
する基礎層であって、この層の主要な面の少なくとも一
つに多数の突起が設けられているものからなる三次元の
熱可塑性ポリマー層の生物膜反応器内での生物膜用の基
盤材としての使用。 - 【請求項２】 ポリマー層が射出成形により製造される
請求項１記載の使用。 - 【請求項３】 ポリマー層が連続的射出成形により帯状
体に製造される請求項２記載の使用。 - 【請求項４】 必要ならば熱成形および（または）エン
ボス技術と組合わされた押出成形によってポリマー層が
製造される請求項１記載の使用。 - 【請求項５】 熱可塑性ポリマーがポリエチレン、低密
度ポリエチレン、高密度ポリエチレンおよびポリプロピ
レンのうちから選択されるポリオレフィンまたはその混
合物である請求項１から４のいずれか一項に記載の使
用。 - 【請求項６】 ポリマー層が、多数のさん孔または開口
のある厚さ０.５〜５mmの基礎層であって、この層の主
要な面の一つにのみ長さまたは深さ０.５〜５cmのブレ
ード状または草状の突起が設けられているものからなる
長い帯状体の形に連続的射出成形によって製造される草
状の三次元熱可塑性ポリマー層である請求項５記載の使
用。 - 【請求項７】 ポリマー層が、円形の中空な房状物また
は蕾状物によって隔てられた平行な帯状体または肋骨状
体から構成される比較的平らな基体を有する、連続的射
出成形によって低密度ポリエチレンから製造される草状
の三次元の熱可塑性ポリマー層であり、上記房状物また
は蕾状物は互いに接することなく、またこれらから実質
的に垂直であるブレード状突起または草状突起が延びて
おり、房状物はその隣接するものの間にある上記基体に
開口または孔を設けるように互いに離れており、また中
空の房状物の中心を通じて開口または孔がある請求項５
記載の使用。 - 【請求項８】 請求項１から７のいずれか一項に記載の
三次元の熱可塑性ポリマー層を、生物膜用の基盤材とし
て包含する生物膜反応器。 - 【請求項９】 滴下式濾過器、浸漬型生物膜反応器およ
び回転式生物学的接触器のうちから選択される請求項８
記載の生物膜反応器。 - 【請求項１０】 基盤材として請求項７記載のポリマー
層を有する滴下式濾過器である請求項８記載の生物膜反
応器。 - 【請求項１１】 生物膜反応器内に存在する基盤材上の
生物膜に廃水を接触させることを含む、有機廃棄物を含
有する水性の流出物を生物膜によって浄化する方法であ
って、基盤材が請求項１から７のいずれか一項に記載の
三次元の熱可塑性ポリマー層である上記方法。 - 【請求項１２】 廃水が家庭廃水あるいは、同様に容易
に生物学的に分解できる有機廃棄物を含有する水性の排
出物である請求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 廃水が農業関連産業、食品工業または
飲料工業からの有機廃棄物を含有する水性の流出物であ
る請求項１２記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE93870116:6 | 1993-06-24 | ||
| EP19930870116 EP0630859A1 (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Substrate material for a biofilm and biofilm reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0716587A true JPH0716587A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=8215358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14180294A Pending JPH0716587A (ja) | 1993-06-24 | 1994-06-23 | 生物膜用の基盤材および生物膜反応器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0630859A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0716587A (ja) |
| CA (1) | CA2126618A1 (ja) |
| FI (1) | FI943046A (ja) |
| NO (1) | NO942312L (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6436261B1 (en) | 1999-11-02 | 2002-08-20 | Kurita Water Industries, Ltd. | Electric deionizing apparatus and process for deionization using the same |
| JP2007060774A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Asmo Co Ltd | 回路部品及びその製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017087535A1 (en) * | 2015-11-17 | 2017-05-26 | Oregon State University | Bio-lamina bioreactors and methods of making and using the same |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3729364A (en) * | 1967-07-03 | 1973-04-24 | Monsanto Co | Continuously molded thermoplastic materials |
| US4329196A (en) * | 1979-08-16 | 1982-05-11 | Monsanto Company | Method of making a three-dimensional laminate |
| SE450017B (sv) * | 1983-12-23 | 1987-06-01 | Rolf T Son Nordell | Forfarande och anordning vid vatten- och avloppssystem med aterforing av renat avloppsvatten till avloppsuppsamlingstrag |
| DE3514817A1 (de) * | 1984-04-27 | 1985-10-31 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Verfahren zum herstellen eines traegermaterials aus polyolefin |
| JPS62136296A (ja) * | 1985-12-09 | 1987-06-19 | Katsumi Iida | 水処理用充填物 |
| DE3807695A1 (de) * | 1988-03-09 | 1989-09-21 | Norddeutsche Seekabelwerke Ag | Fuellmaterial und verfahren zur herstellung derselben |
| BE1003962A3 (fr) * | 1989-07-20 | 1992-07-28 | Gilson Robert | Filtre biologique immergeable pour l'epuration des eaux usees. |
-
1993
- 1993-06-24 EP EP19930870116 patent/EP0630859A1/en not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-06-17 NO NO942312A patent/NO942312L/no unknown
- 1994-06-23 FI FI943046A patent/FI943046A/fi unknown
- 1994-06-23 CA CA 2126618 patent/CA2126618A1/en not_active Abandoned
- 1994-06-23 JP JP14180294A patent/JPH0716587A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6436261B1 (en) | 1999-11-02 | 2002-08-20 | Kurita Water Industries, Ltd. | Electric deionizing apparatus and process for deionization using the same |
| JP2007060774A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Asmo Co Ltd | 回路部品及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO942312L (no) | 1994-12-27 |
| CA2126618A1 (en) | 1994-12-25 |
| NO942312D0 (no) | 1994-06-17 |
| FI943046A (fi) | 1994-12-25 |
| FI943046A0 (fi) | 1994-06-23 |
| EP0630859A1 (en) | 1994-12-28 |
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