JPH0957291A

JPH0957291A - 微生物コーティング濾材とその製造方法、およびこの濾材を用いた液処理方法

Info

Publication number: JPH0957291A
Application number: JP7243691A
Authority: JP
Inventors: Shiro Takashima; 四郎高島; Haruo Kamino; 東生加美野; Shigeru Uchino; 茂内野; Masao Haraguchi; 正男原口; Kan Morimoto; 冠森本
Original assignee: NIPPON TOKUSHU PIPE HANBAI KK; SAN RAITO KK; Noa KK
Current assignee: NIPPON TOKUSHU PIPE HANBAI KK; SAN RAITO KK; Noa KK
Priority date: 1995-08-28
Filing date: 1995-08-28
Publication date: 1997-03-04

Abstract

(57)【要約】【課題】微生物を高濃度に維持でき、かつ十分に増殖
させることができる微生物コーティング濾材とその製造
方法、および廃液等の被処理液の連続処理を高効率で行
える液処理方法を提供する。【解決手段】多孔体が、主原料としての廃ガラスと、
副原料としてのベントナイトとソーダ類を含む造粒物を
焼成して形成したガラス製発泡粒である。この多孔体の
うち、見掛け比重が１より大きいものに嫌気性菌を付
着、見掛けが１より小さいものに好気性菌、光合成細菌
を付着している。そして、この両多孔体を比処理液槽に
配している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微生物コーティン
グ濾材とその製造方法、およびこの濾材を用いた液処理
方法に係り、より詳細には、微小な無機質多孔体の表面
に微生物を付着・固定した濾材とその製造方法、および
この濾材を廃液等の被処理液中に配し、該被処理液を効
率的に生物処理する液処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃液等の被処理液を生物処理するために
使用する微生物コーティング濾材は、ガラス多孔体やセ
ラミック多孔体等の気孔やその表面に、好気性菌や嫌気
性菌等の微生物を付着・固定することで形成している。
ところで、この微生物を着・固定するための担体は、廃
水等を生物処理する際に、微生物を高濃度に保持させる
と共に、増殖させる必要があることから、通常、０．１
〜３ｍｍの大きさの気孔を備えた発泡体からなるガラス
多孔体やセラミック多孔体を用いている。

【０００３】そして、この微生物コーティング濾材を、
被処理液中に配することによって、該濾材に付着・固定
している微生物が、該被処理液中の汚泥その他の混濁物
質と接触して、該被処理液を浄水することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な微生物コーティング濾材とその製造方法、および液処
理方法の場合、次のような課題がある。すなわち、多孔体の気孔やその表面に、微生物を自然に付着・
固定するだけであるため、該付着・固定に長時間を要す
ると共に、該微生物を十分に増殖させることが難しく、
また濾材を投入した液中に空気を送り込む必要があり、
外部動力を多く必要とする。そのため、この微生物コーティング濾材を用いて廃
水等の被処理液を生物処理する場合、長期間に亘っての
連続処理が難しい。等の課題がある。

【０００５】本発明は、このような課題に対処して創作
したものであって、その目的とする処は、微生物を高濃
度に維持でき、かつ十分に増殖させることができる微生
物コーティング濾材とその製造方法を提供することにあ
る。また廃液等の被処理液の連続処理を高効率で行える
液処理方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として本発明の請求項１の微生物コーティング濾
材は、多孔体の気孔およびその表面に、有機物等による
分解機能を有する微生物群と、該微生物の生存保存用養
分、およびミネラル成分を付着してなる微生物コーティ
ング濾材であって、前記多孔体が、主原料としての廃ガ
ラスと、副原料としてのベントナイトとソーダ類を含む
造粒物を焼成して形成したガラス製発泡粒である構成と
している。そして、本微生物コーティング濾材は、微生
物を付着させる多孔体として、前記ガラス製発泡粒を用
いているので、硬質で、かつ気孔の大きな小径の担体が
得られることから、この気孔およびその表面に微生物、
生存保存用養分、およびミネラル成分を付着し易くなる
と同時に、被処理液槽に投入後、即効性が得られる。

【０００７】請求項２の微生物コーティング濾材は、主
原料としての廃ガラスと、副原料としてのベントナイト
とソーダ類を含む造粒物を焼成して形成したガラス製発
泡粒からなる多孔体に微生物の増殖育成に必要な尿素等
の栄養源をコーティングし、更にこの表面にＰＨ依存性
の高分子材料で被膜した見掛け比重が１より小さい濾材
と、前記請求項１に記載の微生物コーティング濾材を混
合してなる構成としている。そして、本微生物コーティ
ング濾材は、この濾材と、この表面にＰＨ依存性の高い
高分子樹脂を被膜してなる濾材を混合して用いることに
よって、廃水中のＰＨの変動により、コーティングされ
た無機栄養源の溶出を繰り返すことにより、ＰＨの調整
が行え、短期間内に微生物による廃水処理効果を得るこ
とができる。

【０００８】請求項３の微生物コーティング濾材の製造
方法は、主原料としての廃ガラスと、副原料としてのベ
ントナイトとソーダ類を含む造粒物を焼成して形成した
ガラス製発泡粒からなる多孔体を得る工程と、該多孔体
の気孔およびその表面に、有機物等による分解機能を有
する機能別の微生物群を培養基質液中で混合培養し、付
着させた後、脱液する工程と、該微生物群を付着させた
多孔体に微生物の生存保存用養分、およびミネラル成分
を付着、乾燥する工程、を有する構成としている。そし
て、本微生物コーティング濾材の製造方法は、硬質で、
かつ気孔の大きな小径の担体が得られ、この気孔および
その表面に微生物群、微生物の生存保存用養分、および
ミネラル成分を付着し易くなる。

【０００９】請求項４の液処理方法は、前記請求項２ま
たは３に記載の見掛け比重が１より小さく、微生物とし
て好気性菌群が付着されている微生物コーティング濾材
と、見掛け比重が１より大きく、微生物として嫌気性菌
群が付着されている微生物コーティング濾材を用い、両
濾材を該廃液等の被処理液中に配し、該微生物コーティ
ング濾材の一部を該被処理液中に浮かせ、また該微生物
コーティング濾材の残りを、該被処理液中に沈下させる
ことで、該被処理液を液処理する構成としている。そし
て、本液処理方法は、廃液等の被処理液を処理するため
の被処理液槽中に、微生物コーティング濾材の一部を浮
上状態とし、残りを沈下状態に配し、該微生物コーティ
ング濾材に付着させた好気性菌、嫌気性菌が有効に作用
する。

【００１０】

【発明の効果】そして、本発明の請求項１の微生物コー
ティング濾材によれば、硬質で、かつ気孔の大きな小径
を有し、この気孔およびその表面に微生物群、微生物の
生存保存用養分、およびミネラル成分を、予めコーティ
ングしたものを準備するため、これらの濾材を廃液等の
被処理液中に投入後、即効性が得られると同時に、長期
間にわたって微生物による被処理液の浄水ができ、また
この微生物コーティング濾材を配した処理槽の掃除回数
を軽減できるという効果を有する。

【００１１】請求項２の微生物コーティング濾材によれ
ば、廃液等の被処理液中に投入することにより、該廃液
中の微生物の増殖・生理活性により、該廃液のＰＨが変
化した時、被膜高分子材料（樹脂）が膨潤し、内部の栄
養源が溶出を繰り返すことにより、微生物の増殖が促進
する。従って、浄水性をいっそう良好にすることができ
るという効果を有する。

【００１２】請求項３の微生物コーティング濾材の製造
方法によれば、硬質で、かつ気孔の大きな小径の担体が
得られ、この気孔およびその表面に微生物、生存保存用
養分、およびミネラル成分を付着し易くなるので、長期
間にわたって廃水等の被処理液の処理能率を低下させる
ことがない濾材を製造できるという効果を有する。

【００１３】また、請求項４の液処理方法によれば、微
生物コーティング濾材の一部を浮上状態とし、残りを沈
下状態に配することができるので、該微生物コーティン
グ濾材に付着させた好気性菌、嫌気性菌を有効に活性化
できることから、処理効率を向上させることができると
いう効果を有する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明を具体化した最良の実施形態について説明する。ここ
に、図１は本発明の微生物コーティング濾材の概略断面
図、図２は液処理方法を具体化した液処理装置の平面図
と断面図である。

【００１５】本実施形態の微生物コーティング濾材は、
図１に示すように、多孔体１の気孔１ａと表面１ｂに、
有機物等による分解機能を有する微生物群２と、微生物
の生存保存用養分３、およびミネラル成分４を付着して
なる微生物コーティング濾材である。ここで、多孔体１
としては、主原料としての廃ガラスと、副原料としての
ベントナイトとソーダ類を含む造粒物を焼成した後、該
造粒物の表面にセラミック粉末等の無機質粉末を付着し
て形成した微粉末状のガラス製発泡粒を用いている。

【００１６】多孔体１は、粒度（ｍｍ）が５ｍｍ〜２．
０ｍｍ程度で、独立した気孔１ａを無数に内蔵する発泡
体からなる無機質の焼成体である。そして、具体的に
は、混合廃ガラスカレットをエアロ・フラクトロンで粗
粉砕（粒径：０．５ｍｍ以下）し、この粗粉砕ガラス：
９０重量％、硝酸ソーダ：５重量％、ベントナイト：５
重量％の配合物と、直径１０ｍｍの鋼球をポットミルに
入れ、６時間かけて回転粉砕し、３２５メッシュにおい
て９５％が通過する粒度の微細な粉砕原料を得て、これ
をパン型造粒機に入れ、バインダーとしての廃糖蜜：１
５％液を噴霧しながら転動し、直径が０．４〜１．２ｍ
ｍの粒体とし、この粒体を乾燥した後、該粒体の表面に
アルミナ微粉をまぶし、これを内温を８７０℃に設定し
た外熱式ロータリーキルンのレトルト内に投入し、転動
加熱し、発泡粒とした焼成体からなる。この焼成体は、
その膨張係数が、３３×１０^-6／℃、粒径が０．５〜
２．０ｍｍで、嵩比重が、０．２８の硬い発泡粒であっ
た。

【００１７】ところで、前記廃ガラスの化学組成は、Ｓ
ｉＯ₂ ：７１．６重量％、Ａｌ₂ Ｏ₃：１．９重量％、
Ｆｅ₂ Ｏ₃：０．１９重量％、ＴｉＯ₂ ：０．０６重量
％、ＣａＯ：１１．２重量％、ＭｇＯ：０．３８重量％
であった。また、前記無機質粉末としては、アルミナ微
粉等の無機質粉末を用いることが好ましい。

【００１８】微生物群２としては、乳酸菌群、酵母菌
群、光合成菌群、グラム陽性の放線菌群、糸状菌群に大
きく分け、それぞれを単独培養したものを混合して、あ
るいは単独で用いた。また生存保存用養分３としては、
尿素等のＮ₂源を用い、またミネラル成分４としては、
灰分、鉄分等のミネラル微量成分を用い、これらを単独
であるいは混合して用いる。これらの微生物群２、生存
保存用養分３、およびミネラル成分４を、多孔体１の気
孔１ａと表面１ｂに付着（コーティング）させることに
よって、微生物群２の増殖を促進させ、この増殖された
該微生物群２によって、廃液等の被処理液中の油脂類、
蛋白質成分を分解すると共に、悪臭の発生を防止でき
る。

【００１９】ここで、多孔体１への微生物群２の付着
は、有機物等による分解機能を有する機能別の微生物群
を培養基質液中で混合培養し、付着させ、脱液すること
によって行っている。すなわち、該微生物群が好気性菌
群の場合は、微生物群の培養基質液を入れたタンクに、
前記多孔体１を投入し、ブロワーにてタンク内に散気、
攪拌させながら培養することで、該微生物群を培養、付
着させた後、脱液することで行っている。また該微生物
群が、嫌気性菌群の場合は、微生物群の培養基質液を入
れた密閉タンク内に多孔体１を入れ、これを循環させる
ことで、培養付着した後、脱液することで行っている。

【００２０】次に、この微生物コーティング濾材を用い
た廃液処理方法について説明する。本実施形態において
は、図２に示すように、見掛け比重の異なる２種類の多
孔体５，６を用い、この多孔体５，６のうちで、見掛け
比重の軽い（比重が、１以下）多孔体５に、微生物群と
して好気性菌と生存保存用養分、およびミネラル成分を
付着し、また見掛け比重の重い（比重が、１を越える）
多孔体６に、微生物群として、嫌気性菌と生存保存用養
分、およびミネラル成分を付着し、これを被処理液槽７
に投入し、この被処理液槽７に被処理液を供給すること
で、該被処理液の浄水を行う。

【００２１】ここで、被処理液槽７は、複数枚の仕切り
板１５によって、一次処理液槽７ａ、二次処理液槽７
ｂ、三次処理液槽７ｃ、四次処理液槽７ｄの４つの処理
液槽に分割されていて、一次処理液槽７ａに被処理液の
流入口（管）８、四次処理液槽に被処理液の流出口
（管）９を有し、流入口（管）８の先端には、予め、被
処理液（廃液）中の固形分を除去する荒ごみフィルター
１０が設けてある。被処理液槽７内には、見掛け比重の
１より軽い多孔体５と、見掛け比重の１より重い多孔体
６が配してあり、見掛け比重の軽い多孔体５は液面上に
浮かび、また見掛け比重の重い多孔体６は、沈下してい
る。被処理液槽７の一次、二次、三次処理液槽７ａ〜７
ｃには、前記微生物群、養分、ミネラル成分等が付着さ
れている両多孔体５、６が配してあり、三次処理液槽７
ｄには、見掛け比重の１より軽い多孔体５のみが配して
ある。

【００２２】そして、油分やタンパク質を含む廃液（被
処理液）を流入口８から流入させると、比重差によっ
て、油分が分離、浮上する。そして、該油分は、一次処
理液槽７ａの液面に浮いている多孔体（好気性菌や光合
成細菌が付着されているろ材）５に吸着され、また二次
処理液槽７ｂでは、液中に分散した油滴も浮上し、同様
に多孔体５に吸着される。

【００２３】また、廃液中の有機物、タンパク質等も比
重が小さいため液面に浮上し、多孔体５に吸着される。
これらは、多孔体５に付着されている好気性菌や光合成
菌群によって分解、消化される。この分解、消化過程に
おいて、浮いている多孔体５は、空気中の酸素が溶解し
易く、また光合成細菌等の増殖も多く、これらの細菌群
は、油分解酵素であるリパーゼを生産する。また、この
多孔体５には、微生物コーティグしたろ材の他に、主原
料としての廃ガラスと、副原料としてのベントナイトと
ソーダ類を含む造粒物を焼成して形成したガラス製発泡
粒からなる多孔体に微生物の増殖育成に必要な尿素等の
栄養源をコーティングし、更にこの表面にＰＨ依存性の
高分子材料で被膜した見掛け比重が１より小さい濾材を
混合してなるので、尿素等を分解するウレアーゼ酵素も
持っており、Ｎ₂として資源化する。

【００２４】この時のＰＨは、中性域にある。従って、
廃液中に含まれる動植物油分がグリセリンと脂肪酸に分
解され、さらに脂肪酸が酢酸に分解される。このように
して低分子化されたグリセリンや酢酸を多孔体５の下層
部あるいは液中の酵母や乳酸菌群が栄養源として資化分
解する。特に、酵母や乳酸菌群は、ＰＨが４．５と低い
領域での増殖活性が高く、上層部の好気性、光合成細菌
群により下層部の廃液のＰＨが低下し、好都合となる。

【００２５】次に、三次処理液槽７ｃにおいては、二次
処理液槽７ｂである程度分解消化され、油分の少なくな
った廃液を、さらに残留タンパク質等を分解する。三次
処理液槽７ｃ、四次処理液槽７ｄ共に、前記浮上してい
る多孔体５はある程度の厚さをもって二次処理液槽７ｂ
と類似する微生物群を構成している。また、被処理液槽
７の下部には、比重１より大きい多孔体（ろ材）６が配
されていて、この多孔体（ろ材）６には、予め、嫌気性
細菌群がコーティングされている。ところで、有機物の
嫌気消化が行われる一般に水中に浮遊する微生物群の量
は少ない。

【００２６】このように、浮上している多孔体５には好
気性菌群が付着されているため、液面上の大気中の酸素
の存在によって、好気性菌が活性化して、被処理液槽７
内の浄水を行ない、また沈下している多孔体６には嫌気
性菌群が付着されているため、液中のメタンガスその他
の嫌気性成分の存在によって、嫌気性菌が活性化し、被
処理液槽７内の浄水を行なうことができる。また、これ
らの多孔体５の表面の菌体（微生物群）とは別に、窒
素、リン酸、炭酸、石灰やミネラル成分を含浸、コーテ
ィングし、更にＰＨ依存性の高分子樹脂で被覆したもの
を、微生物コーティング多孔体と共に、混合投入してい
るので、好気性、光合成細菌数の増殖、活性により油分
解、リパーゼ酵素の活性が高まり、この時、菌体の増殖
に必要なて窒素、リン酸、ミネラル源は、ＰＨの低下に
したがって、ＰＨ依存性高分子樹脂が膨潤し、溶出が起
こり中和作用が働くので、該菌体の増殖が安定する。更
に好気性、光合成細菌は一般的にウレアーゼ酵素をもっ
ており、尿素を分解し、アンモニア（ＮＨ₃）として窒
素としての栄養源となる。

【００２７】次に、上述した本発明の実施形態の作用効
果を確認するために、食堂やレストラン等の廃水口のグ
リストラップを被処理液槽として、該槽に前記好気性菌
を付着させた多孔体５と、嫌気性菌を付着させた多孔体
６を投入し、かつ悪臭の発生する廃水を流入出させて、
多孔体５を液面に浮かせ、また多孔体６を沈下させた状
態で、該廃水処理を行った処、数時間後にはその悪臭は
無くなり、また少なくとも２４時間後には、油脂類やた
んぱく成分がピット中で剥離、流出し始め、その後、こ
れまで月に１〜２ヶ月清掃が必要であったものが、１ヶ
月以上も油脂分の付着やたんぱく成分の汚れが無く大き
な効果が得られた。

【００２８】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものでなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で
変形実施できる構成を含む。因みに、表面にＰＨ依存性
の樹脂で表面コーティングした多孔体と、前述した実施
形態の多孔体とを、排水中の微生物作用によるＰＨ変化
に応じ混合投入する構成としてもよい。そして、この構
成の場合、廃水中のＰＨ調整が同時にでき、浄水性をい
っそう良好にできるという利点を有する。

【００２９】また、前記多孔体を製造するに際し、炭素
粒子を混合して形成する構成としてもよい。この構成と
した場合、炭素の−イオンにの存在によって、多孔体へ
の微生物等の菌体の吸着を良好にでき、かつ該微生物の
生物活性が良くなるという利点を有する。なお、前述し
た実施形態においては、液上に浮上する多孔体は、主原
料としての廃ガラスと、副原料としてのベントナイトと
ソーダ類を含む造粒物を焼成して形成したガラス製発泡
粒からなる多孔体に微生物の増殖育成に必要な尿素等の
栄養源をコーティングし、更にこの表面にＰＨ依存性の
高分子材料で被膜した見掛け比重が１より小さい濾材
と、主原料としての廃ガラスと、副原料としてのベント
ナイトとソーダ類を含む造粒物を焼成して形成したガラ
ス製発泡粒からなる多孔体に微生物群（栄養源、ミネラ
ル成分を含む）を付着した濾材を混合した構成で説明し
たが、微生物群を付着した濾材のみで構成したものを用
いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の微生物コーティング濾材の概略断面図
である。

【図２】液処理方法を具体化した液処理装置の平面図と
断面図である。

【符号の説明】

１・・・多孔体、１ａ・・・多孔体の気孔、１ｂ・・・
多孔体の表面、２・・・微生物源、３・・・微生物の生
存保存用養分、４・・・ミネラル成分、５・・・多孔体
（好気性菌、光合成細菌を付着した見掛け比重が１以下
のろ材）、６・・・多孔体（嫌気性菌を付着した見掛け
比重が１より大きいろ材）、７・・・被処理液槽、１５
・・・仕切り板、７ａ・・・一次処理液槽、７ｂ・・・
二次処理液槽、７ｃ・・・三次処理液槽、７ｄ・・・四
次処理液槽、８・・・被処理液の流入口（管）、９・・
・被処理液の流出口（管）、１０・・・荒ごみフィルタ
ー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加美野東生東京都江東区亀戸４丁目54番５号日本特殊パイプ販賣株式会社内 (72)発明者内野茂千葉県市川市大野町３−1835−１ (72)発明者原口正男埼玉県大里郡花園町小前田1598−２ (72)発明者森本冠山口県宇部市文京町８番７号株式会社ノア内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多孔体の気孔およびその表面に、有機物
等による分解機能を有する微生物群と、該微生物の生存
保存用養分、およびミネラル成分を付着してなる微生物
コーティング濾材であって、前記多孔体が、主原料とし
ての廃ガラスと、副原料としてのベントナイトとソーダ
類を含む造粒物を焼成して形成したガラス製発泡粒であ
ることを特徴とする微生物コーティング濾材。
【請求項２】主原料としての廃ガラスと、副原料とし
てのベントナイトとソーダ類を含む造粒物を焼成して形
成したガラス製発泡粒からなる多孔体に微生物の増殖育
成に必要な尿素等の栄養源をコーティングし、更にこの
表面にＰＨ依存性の高分子材料で被膜した見掛け比重が
１より小さい濾材と、前記請求項１に記載の微生物コー
ティング濾材を混合してなることを特徴とする微生物コ
ーティング濾材。
【請求項３】主原料としての廃ガラスと、副原料とし
てのベントナイトとソーダ類を含む造粒物を焼成して形
成したガラス製発泡粒からなる多孔体を得る工程と、該多孔体の気孔およびその表面に、有機物等による分解
機能を有する機能別の微生物群を培養基質液中で混合培
養し、付着させた後、脱液する工程と、該微生物群を付着させた多孔体に微生物の生存保存用養
分、およびミネラル成分を付着、乾燥する工程、を有することを特徴とする微生物コーティング濾材の製
造方法。
【請求項４】前記請求項１または２に記載の見掛け比
重が１より小さく、微生物として好気性菌群が付着され
ている微生物コーティング濾材と、見掛け比重が１より
大きく、微生物として嫌気性菌群が付着されている微生
物コーティング濾材を用い、両濾材を該廃液等の被処理
液中に配し、該微生物コーティング濾材の一部を該被処
理液中に浮かせ、また該微生物コーティング濾材の残り
を該被処理液中に沈下させることで、該被処理液を液処
理することを特徴とする液処理方法。