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技術 汚水処理用微生物担持体及び汚水処理用具

出願人 旭化成ケミカルズ株式会社
発明者 上本元一
出願日 2010年7月23日 (10年6ヶ月経過) 出願番号 2010-166094
公開日 2012年2月9日 (9年0ヶ月経過) 公開番号 2012-024700
状態 特許登録済
技術分野 生物膜廃水処理
主要キーワード 半球状部材 流水条件 集束部分 内側フィン 網状容器 繊維状集合体 保護容器 改造工事
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

汚水処理槽内流水条件下に流動させて使用される汚水処理用微生物担持体であって、従来の汚水処理微生物担持体が有する種々の欠点を解決した、新規高性能の汚水処理用微生物担持体を提供する。

解決手段

本発明の汚水処理用微生物担持体1は、ボール状部3とその端部の収束部5とを有する繊維集合体である汚水処理用微生物担持体であり、ボール状部3の空隙率は当該ボール状部3の見掛け体積に対して、90〜99容積%であり、かつボール状部3を構成する繊維の平均間隔が、0.01〜0.5である。

概要

背景

従来より、汚水処理槽内流水条件下で使用される汚水処理用微生物担持体、いわゆる流動担体としては、種々の形状のものが提案されている。例えば、特許文献1には、捲縮を付与した細い繊維集合体により形成されたボール状(マリモ形態)の汚水処理用微生物担持体が提案されている。また、これらのボール状繊維集合体を保護容器に入れた汚水処理用微生物担持体の提案もなされており、例えば特許文献2には、保形性網状容器複数個保水性団塊物とから成り、複数個の保水性団塊物が、汚水処理槽内の流水条件下、保形性網状容器内で流動可能に収容されていることを特徴とする汚水処理用微生物担持体が提案されている。

概要

汚水処理槽内の流水条件下に流動させて使用される汚水処理用微生物担持体であって、従来の汚水処理微生物担持体が有する種々の欠点を解決した、新規高性能の汚水処理用微生物担持体を提供する。本発明の汚水処理用微生物担持体1は、ボール状部3とその端部の収束部5とを有する繊維集合体である汚水処理用微生物担持体であり、ボール状部3の空隙率は当該ボール状部3の見掛け体積に対して、90〜99容積%であり、かつボール状部3を構成する繊維の平均間隔が、0.01〜0.5である。

目的

この種の汚水処理用微生物担持体においては、上記のような従来の汚水処理微生物担持体が有する種々の欠点を解決した、新規な高性能の担持体が望まれていた

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

繊維を集合させた繊維集合体からなる汚水処理用微生物担持体であって、前記繊維集合体は、ボール状をなすボール状部と当該ボール状部の端部に形成され前記繊維を集束する集束部とを備え、前記ボール状部の空隙率は、前記ボール状部の見掛け体積に対して90〜99容積%であり、前記ボール状部を構成する繊維の、下式(1)で表される平均間隔が0.01〜0.5である汚水処理用微生物担持体。平均間隔=ボール状部の見掛けの体積(立方cm)×ボール状部の空隙率(容積%)/ボール状部を構成する繊維の総長さ(cm)…(1)

請求項2

前記繊維集合体を構成する繊維が、塩化ビニリデン樹脂を80〜99重量%含有するポリ塩化ビニリデン系繊維である、請求項1に記載の汚水処理用微生物担持体。

請求項3

前記繊維集合体は、複数の前記ボール状部を備え、複数の前記ボール状部が前記集束部を介して数珠繋ぎに連結された数珠状繊維集合体である、請求項1または2に記載の汚水処理用微生物担持体。

請求項4

請求項1〜3のいずれか1項に記載の汚水処理用微生物担持体と、当該汚水処理用微生物担持体を収納する球形格子形状のカプセル収納具と、を備え、前記カプセル収納具の見掛けの体積に対して、収納する前記汚水処理用微生物担持体の見掛けの総体積が10〜50容積%である、汚水処理用具

請求項5

前記球形格子形状カプセル収納具が、球形格子を構成するフレームの内側の少なくとも一部にフィンを有する、請求項4に記載の汚水処理用具。

技術分野

0001

本発明は、汚水処理用微生物担持体及び汚水処理用具に関するものであり、特に、活性汚泥槽等の汚水処理槽内に収容され且つ流水条件下に微生物着床した担持体流動接触させて、排水中の汚染物質を処理することに好適に用いられる汚水処理用微生物担持体及び汚水処理用具に関するものである。

背景技術

0002

従来より、汚水処理槽内の流水条件下で使用される汚水処理用微生物担持体、いわゆる流動担体としては、種々の形状のものが提案されている。例えば、特許文献1には、捲縮を付与した細い繊維集合体により形成されたボール状(マリモ形態)の汚水処理用微生物担持体が提案されている。また、これらのボール状繊維集合体を保護容器に入れた汚水処理用微生物担持体の提案もなされており、例えば特許文献2には、保形性網状容器複数個保水性団塊物とから成り、複数個の保水性団塊物が、汚水処理槽内の流水条件下、保形性網状容器内で流動可能に収容されていることを特徴とする汚水処理用微生物担持体が提案されている。

先行技術

0003

実開昭62−24997号公報
特開平7−290079号公報

発明が解決しようとする課題

0004

前記のボール状繊維集合体を流動担体として用いた場合は、既存の流動担体として広く用いられているスポンジ状や中空円筒状と比較した場合、体積に比べ比表面積が大きく、バクテリアなどの小さい微生物群の着床は有利であると考えられるが、実際には比表面積の割にはバクテリアの付着が不均一となり水処理効果が上がらない。

0005

これは、例えば曝気汚水処理槽の場合、エアーレーションによる酸素が繊維集合体内部まで入り込めず、バクテリアが着床出来ない、あるいはミミズなどの比較的大きい原生動物群がボール状繊維集合体の内部に入り込めず、系内の食物連鎖不完全となっている事が原因と推定され、汚泥減少も含めた汚水処理能力が向上しないという問題があり、現在までボール状繊維集合体を用いた汚水処理用微生物担持体は普及していないのが実情である。特にボール状繊維集合体を形成する繊維が細く密に詰まった状態や、繊維をラテックスなどの接着剤で固めた場合等は、この欠点は特に顕著となる。

0006

さらにボール状繊維集合体を、汚水処理槽内の流水条件下で流動する流動担体として用いた場合は、水流の作用、ボール状繊維集合体同志の衝突、あるいはボール状繊維集合体と処理槽壁との衝突等による衝撃や変形により、せっかくボール状繊維集合体に着床した活性微生物群や、ミミズなどの原生動物群が脱落し、汚水処理能力が落ちてしまうといった欠点もある場合がある。この種の汚水処理用微生物担持体においては、上記のような従来の汚水処理微生物担持体が有する種々の欠点を解決した、新規高性能の担持体が望まれていた。

0007

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、汚水処理槽内の流水条件下に流動させて使用される場合に、高い汚水処理効果を発揮する汚水処理用微生物担持体及びこれを用いた汚水処理用具を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、汚水処理槽内の流水条件下で流動し得る汚水処理用微生物担持体として、ボール状繊維集合体を用いた場合、ボール状繊維集合体の見掛けの体積と空隙率を乗じた数値を繊維の総長さで除した数式により求められる繊維間平均間隔について、ある特定の範囲において、極めて高い汚水浄化能力を発揮する事を見出し、ついに本発明を完成するに至った。

0009

具体的には、本発明の汚水処理用微生物担持体は、繊維を集合させた繊維集合体からなる汚水処理用微生物担持体であって、前記繊維集合体は、ボール状をなすボール状部と当該ボール状部の端部に形成され前記繊維を集束する集束部とを備え、前記ボール状部の空隙率は、前記ボール状部の見掛けの体積に対して90〜99容積%であり、前記ボール状部を構成する繊維の、下式(1)で表される平均間隔が0.01〜0.5である汚水処理用微生物担持体である。
平均間隔=ボール状部の見掛けの体積(立方cm)×ボール状部の空隙率(容積%)/ボール状部を構成する繊維の総長さ(cm) …(1)

0010

上記の条件を満たす汚水処理用微生物担持体は、驚くべき事にバクテリアなどの小さい微生物分がボール状部の内部まで均一に生息し、それに加えてさらにミミズなどの比較的大きい原生動物群も大量に生息し、系内の微生物の食物連鎖システムが機能し、汚泥減少も含めた汚水処理能力が飛躍的に向上する。

0011

また前記繊維集合体を構成する繊維が、塩化ビニリデン樹脂を80〜99重量%含有するポリ塩化ビニリデン系繊維であることが好ましい。この構成によれば、理由は不明であるが、微生物や原生動物群の着床が、ポリプロピレンポリエステル等の他の樹脂に比べて非常に早くなり、さらに汚水処理能力が高くなる。

0012

また、前記繊維集合体が、複数の前記ボール状部を備え、複数の前記ボール状部が前記集束部を介して数珠繋ぎに連結された数珠状繊維集合体であると好ましい。例えば、繊維集合体をカプセル等に収納する場合を考えると、ボール状の繊維集合体を複数カプセル等に収納する場合に比べ、数珠状繊維集合体を収納する方が、カプセル等から離脱しにくくなるので好ましい。

0013

また、本発明の汚水処理用具は、上記いずれかの汚水処理用微生物担持体と、当該汚水処理用微生物担持体を収納する球形格子形状のカプセル収納具と、を備え、前記カプセル収納具の見掛けの体積に対して、収納する前記汚水処理用微生物担持体の見掛けの総体積が10〜50容積%である、汚水処理用具である。前記汚水処理用微生物担持体が、球形格子形状のカプセル収納具に収納されると、汚水処理槽内の流水条件下において、外部からの衝撃から守られたり、槽外への担持体の流出や槽内のポンプ設備への担持体の詰まりを防止したり、繊維集合体同士が絡まりあって流動性が低下するなどといった問題を防止する事が出来る。

0014

特に、カプセル収納具の見掛けの体積に対して、収納する汚水処理用微生物担持体の見掛けの総体積が10〜50容積%である汚水処理用具は、カプセル収納具内部での繊維集合体の適度な動きと、適度な汚水との接触性、微生物の保持性が得られて、汚水処理能力が向上する為により好ましい。

0015

球形格子形状カプセル収納具の形状については、球形格子を構成するフレームの内側の少なくとも一部にフィンを有すると好ましい。この構成によれば、上記フィンが水流コントロールの為に機能し、汚水処理槽内の流水条件下において、カプセル収納具内部へ一定方向の水流が流れ込む。その結果、カプセル収納具内部の繊維状集合体と汚水との接触性が向上し、汚水処理能力が向上する。

発明の効果

0016

本発明の汚水処理用微生物担持体及びこれを用いた汚水処理用具によれば、汚水処理槽内の流水条件下で流動する汚水処理用微生物担持体として用いた場合、バクテリアなどの小さい微生物分がボール状繊維集合体の内部まで均一に生息するだけでなく、さらにミミズなどの比較的大きい原生動物群も大量に生息できるため、系内の微生物の食物連鎖システムが機能し、極めて高い汚水処理効果を発揮する。

図面の簡単な説明

0017

本発明の汚水処理用微生物担持体の一例を示す図である。
本発明の汚水処理用具の一例を示す図である。
本発明の球形格子形状カプセル収納具の分解斜視図である。
本発明の球形格子形状カプセル収納具の正面図である。
本発明の球形格子形状カプセル収納具のフィンを含むフレームの断面図である。
本発明の球形格子形状カプセル収納具内部を示す図である。

0018

以下、本発明の汚水処理用微生物担持体及び汚水処理用具の一実施形態について説明する。

0019

図1には、本発明の汚水処理用微生物担持体の好適な一例である汚水処理用微生物担持体1の外観を示している。微生物担持体1は、捲縮繊維束を束ねて形成される繊維集合体からなる。微生物担持体1をなす繊維集合体は、束ねた捲縮繊維束を両端で集束し、両方の集束部分に挟まれた中央部分がボール状(略球状)に形成された構造をなす。以下、中央のボール状の部分を「ボール状部」と称し符号”3”を付して表す、また、ボール状部3の両端に形成される集束部分を「集束部」と称し符号”5”を付して表す。ボール状部3の直径は、概ね3cm程度とされる。捲縮繊維束を収束する構造により、槽内の流水条件下において、繊維がばらけたり、絡みついたりすることがなくなる為、好ましい。

0020

上記捲縮繊維における捲縮の程度は5〜40回/10cmが好ましく、繊維の太さは、直径0.03〜0.2mmが好ましく、繊維の断面形状は円形が好ましいが、円形に限らず、楕円形長方形三角形中空形状などを用いても良い。繊維の比重は制限される事はないが、0.9〜1.7が好ましい。また繊度については比重により異なるが、例えば比重が1.7の繊維の場合10d〜200dが好ましい。

0021

また、繊維集合体のボール状部3の空隙率は、ボール状部3の見掛けの体積に対して90〜99容積%である。空隙率が90容積%未満では、担持体重量あたりの浄化効率が低下し、逆に99容積%を超えるとボール状部3のこしがなく、変形しやすくなり、実用に不向きである。また、ボール状部3の見掛けの体積とは、ボール状部の外形をなす球の体積である。

0022

さらに収束部を除いたボール状部の各々の繊維同士の平均間隔は、0.01〜0.5である。ここで言う繊維同士の平均間隔とは下記計算式(1)から求められる数値である。
平均間隔=ボール状部3の見掛けの体積(立方cm)×ボール状部3の空隙率(%)/ボール状部3を構成する繊維の総長さ(cm) …(1)

0023

ここでいう繊維の総長さとは、ボール状部3を構成するすべての繊維の長さを足したものである。繊維の長さは、ボール状部3を構成する繊維の重量を測定する事で、下記式から計算できる。
繊維の長さ(cm)=繊維の重量(g)/繊度(デニール)×900000cm
なお、繊度(デニール)900000cmあたりの重量(g)を表している。あるいは、繊維の断面が円状の場合は、繊維の直径、比重から計算してもよい。

0024

空隙率が90〜99容積%のボール状部3において、上記平均間隔が、0.01未満であると繊維が密になりすぎ、ボール状部3内部にまでミミズ等の大型の原生動物が入り込めず、系内の食物連鎖システムが成り立たず、汚泥減少も含めた汚水処理能力が発揮されない。また曝気槽では、曝気による空気がボール状部3の中心部に行きわたらず、汚水処理能力が低下する。

0025

逆に、上記平均間隔が0.5を超えると、繊維間の間隔が開きすぎ、汚水処理槽内の流水条件下での水流の作用や衝撃により、せっかく繊維集合体に着床した活性微生物群や、ミミズなどの原生動物群が脱落し、汚水処理能力が発揮されない。

0026

上記平均間隔が0.01以上0.5以内であるとバクテリア等微生物だけではなく、ミミズなどの原生動物も発生し、かつ汚水処理槽内の流水条件下での水流の作用、処理槽壁との衝突等による衝撃でも、ボール状部3に着床した活性微生物群や、ミミズなどの原生動物群の脱落が起こらず、さらにボール状部3の表面にまとわりついた汚泥も適度にふるい落とされ、水との接触性が向上し、また曝気槽では、曝気による空気がボール状部3の中心部に行きわたり、汚水処理能力が飛躍的に向上する。

0027

特に上記平均間隔が0.1〜0.3であるとさらにバクテリア等の微生物とミミズ等の大型の原生動物がさらにバランスよく存在しやすくなるため、より好ましい。上記平均間隔が0.20〜0.25であると、さらに好ましい。

0028

捲縮繊維束を収束する方法は、超音波高周波により熱融着する方法、プラスチック
バンド金属性クリップの緊迫により収束する方法等がある。その中でも、図1に例示されるように、ソーセージ等で見られるようなアルミニウムワイヤ7による緊縛は、収束が容易である事、収束が強く糸が抜け落ちにくい事、安価である事から好ましい。また繊維集合体を収束する場合、集束する位置は、中央部、或いは両端のどちらでも良い。

0029

一つのボール状部3を構成する繊維の本数は、特に限定されるものではないが通常100〜10,000本の捲縮繊維から構成される。繊維の種類としては、いずれの合成繊維であってもよく、塩化ビニル塩化ビニリデンポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン系繊維等が挙げられる。特に、塩化ビニリデン系樹脂繊維がより好ましい。ここで言う塩化ビニリデン系樹脂繊維とは、塩化ビニリデン系樹脂を80〜99重量%含有するポリ塩化ビニリデン系繊維であるが、この繊維を用いた場合、理由は不明であるが、バクテリア等の微生物の着床やミミズ等の原生動物の着床に優れているのでより好ましい。

0030

塩化ビニリデン系樹脂とは、塩化ビニリデンモノマー主体とし、塩化ビニリデンモノマーと共重合可能な少なくとも1種類のエチレン誘導体モノマーを含めたモノマー混合物重合して得たものである。ここで主体とするとは、塩化ビニリデンモノマーがモノマー混合物全体の70重量%以上を占めることを言う。

0031

モノマー混合物に含めても良いエチレン誘導体モノマーとしては、アクリルニトリルメタクリロニトリルのごときエチレン性不飽和カルボン酸ニトリルメチルアクリレートメチルメタクリレートのごときアクリル酸メタクリル酸アルキルエステルヒドロキシプロピルアクリレートヒドロキシエチルアクリレートヒドロキシブチルアクリレートのごときヒドロキシアルキルエステル酢酸ビニルのごとき飽和カルボン酸ビニルエステルアクリルアミドのごときエチレン性不飽和カルボン酸のアミド、アクリル酸のごときエチレン性不飽和カルボン酸、アリルアルコールのごときエチレン性不飽和アルコール、塩化ビニルのごときハロゲン化ビニルなどが例示される。これらの中で塩化ビニルを共重合体としたものが、繊維のしなやかさと耐久性の面で優れており、さらにより好ましい。

0032

モノマー組成物における塩化ビニリデンモノマーとエチレン誘導体モノマーの好ましい重量比は、使用されるエチレン誘導体モノマーによって異なるものの、例えば、エチレン誘導体モノマーが塩化ビニルの場合には、塩化ビニリデンモノマー/塩化ビニルモノマーの好ましい重量比は70/30以上98/2以下である。塩化ビニリデンモノマーを70重量%以上とすることで得られる塩化ビニリデン系樹脂として結晶化が促進し、繊維の収縮が小さくなり、寸法安定性が維持されて好ましい。逆に塩化ビニリデンモノマーを98重量%以下とすることで塩化ビニリデン系樹脂の脆さがなくなり強度が維持されて、繊維集合体の耐久性がより向上するため好ましい。より好ましくは、塩化ビニリデンモノマー/塩化ビニルモノマーの重量比が80/20以上95/5以下である。

0033

本発明の汚水処理用微生物担持体は、カプセル収納具に収納されることが好ましい。よって、本発明の汚水処理用具は、カプセル収納具と、当該カプセル収納具に収納された微生物担持体とを備えるものである。本発明の汚水処理用具の一例として、汚水処理用具200を、図2に示す。汚水処理用具200は、カプセル収納具100と、当該カプセル収納具100の内部に収納された多数の微生物担持体1とを備える。

0034

カプセル収納具100は、球形格子形状をなし、この収納具の大きさは特に制限はないが、通常、直径(外径)が100〜300mmの範囲にあるものが用いられる。また、カプセル収納具100の格子の隙間は、微生物担持体1のボール状部3の直径よりも小さい。また、詳細は後述するが、多数の微生物担持体1を収納する代わりに、図6に示されるように、数珠状繊維集合体をなす微生物担持体107をカプセル収納具100内に収納してもよい。微生物担持体107は、複数の微生物担持体1を、集束部5を介して数珠繋ぎにしたものである。

0035

例えば図3及び図4に示すように、2つの半球状部材100a同士を、上下一対組み合わせて構成することにより、容易にカプセル収納具100が得られる。すなわち、微生物担持体を内部に収納した後に、2つの半球状部材100aを結合すれば、カプセル収納具100内に微生物担持体を脱落不可能に収納することができる。半球状部材100a同士を結合する方法は嵌合、バンド絞め、接着剤、或いは超音波融着や熱融着等がある。

0036

カプセル収納具100は、一例としては、図4に示すように、環状フレーム101,102,103と、放射状フレーム104からなる。各フレーム同士の間隔は、収納具の大きさ,材質、内部に収納される繊維集合体の大きさ等を考慮して決定すればよいが、通常はカプセル収納具100として、環状フレーム101〜103は4〜8本程度であり、放射状フレーム104は20〜50本程度であり、放射状フレーム104の間隔は10〜20mm程度である。また、放射状フレーム104の形状は、強度の面からは内側にリブ状を有するものがよい。また各フレームの厚さや幅は特に制限はないが、各フレームの厚さは、通常2〜5mmが好ましい。カプセル収納具の材質は、特に限定されるものではないが、ポリプロピレン、ポリエチレンナイロンポリエチレンテレフタレートが強度の面から好ましい。中でも、ポリプロピレンとポリエチレンは、安価である事から、より好ましい。特に、内部に収納される微生物担持体に比重の重いポリ塩化ビニリデン系繊維を用いる場合は、全体の比重を適度に調整する事が容易である事から、カプセル収納具の材料として、軽比重のポリプロピレンを用いる事はさらにより好ましい。

0037

さらに、カプセル収納具においては、球形格子を構成するフレームの内側の少なくとも一部に水流コントロールの為のフィンを有するものが、さらにより好ましい。フィンの形状や大きさは特に限定されるものではないが、例えば図3及び図5に例示する様に、球形格子を構成する放射状フレーム104から一体成型品として形成され、中心部に向かって径方向に1〜2cm程度延びる板状のフィン105などが例としてあげられる。

0038

カプセル収納具に収納する微生物担持体の収納量としては、カプセル収納具の見掛けの体積(例えばカプセル収納具100の外形をなす球の体積)に対して、収納する微生物担持体の見掛けの総体積が10〜50容積%であることが好ましい。上記の値が10容積%以上であれば、カプセルあたりの微生物担持性能が良くコストパフォーマンスに優れ好ましい。また50容積%以内であるとカプセル収納具内部で繊維集合体が動きやすくなり、汚泥を抱え込んで団塊状になりにくく、好ましい。より好ましくは、15〜30%である。

0039

また、カプセル収納具に収納される繊維集合体は、複数のボール状部を備え、複数のボール状部が集束部を介して数珠繋ぎに連結された数珠状繊維集合体であることが好ましい。例えば、図6に例示するように、複数の微生物担持体1(図1参照)を、集束部5を介し数珠繋ぎにして数珠状繊維集合体107を形成し、数珠状繊維集合体107をカプセル収納具100の内部に収納すればよい。このような数珠状繊維集合体であれば、汚水処理槽内の流水条件下の激しい水流下でも、カプセル収納具からの脱落が起こり難くなり、好ましい。カプセル収納具内には、1本の長鎖状に繋がっている数珠状繊維集合体を収納しても良く、或いは短鎖の数珠状繊維集合体を複数個収納しても良い。

0040

更に、これら数珠状繊維集合体の一部が、カプセル収納具に固定されている場合、カプセル収納具からの数珠状繊維集合体の脱落がさらに起こり難くなるのでより好ましい。さらに、例えば図6に示すように、複数個の数珠状繊維集合体107の両端108をカプセル収納具100のフレームに固定することが好ましい。この場合、長期間の流動によって数珠状繊維集合体107がお互いに絡まりあい団塊状になる事を防止でき、水処理性能が向上する。

0041

数珠状繊維集合体をカプセル収納具に固定する方法としては、例えば、図5に示すように、カプセル収納具の内側フィン105に開口部106を設け、その開口部106に数珠状繊維集合体の末端差込んで固定する方法などがある。

0042

本発明の汚水処理用微生物担持体及び汚水処理用具は、主に活性汚泥法等の好気性排液処理装置の曝気槽に投入して使用され、汚泥を減少させ放流水水質浄化能力を向上させる。もちろん嫌気性の排液処理装置の嫌気槽に用いる事も可能である。

0043

特に汚水の再生水システムにおいては、活性汚泥槽と中空糸膜逆浸透膜等を用いた膜分離槽を組み合わせた汚水処理装置があるが、活性汚泥槽、あるいは膜分離槽に本発明の汚水処理用微生物担持体及び汚水処理用具を用いる事で、汚泥が減少し、膜分離における負荷が減少し、膜の能力が向上し、消費電力の減少や膜の耐用年数の向上が図られるのである。

0044

本発明を実施例に基づいて説明する。

0045

以下の実施例で用いられる物性の測定方法及び条件は以下の通りである。
1)空隙率(容積%)
ノギス等でボール状部の直径を測定し、見掛けの体積Aを計算する。ボール状部の重量を測定し、比重で除する事で繊維のみの体積Bを出す。
下記式より、空隙率を計算する。
空隙率=(A−B)/A

0046

2)ボール状部における繊維の平均間隔
下式(1)により求める。
平均間隔=ボール状部の見掛けの体積(cm3)×ボール状部の空隙率(%)/ボール状部を構成する繊維の総長さ(cm) …(1)

0047

3)曝気処理後水質分析
BOD生物化学的酸素要求量
測定法:JIS K 0102:2008
水中の有機物などの量を、その酸化分解のために微生物が必要とする酸素の量で表した水質指標
全窒素
測定法:総和法
水中の硝酸亜硝酸アンモニア等全窒化物の量。
アンモニア性窒素
測定方法:インドフェノールブルー吸光光度法
水中のアンモニアの量。
SS浮遊物質濃度
測定方法:日本下水道協会「下水試験方法」1997
水中の浮遊物質の量を測定し、水中の水の濁りを表した水質指標。

0048

[実施例1]
塩化ビニリデンモノマー83wt%、塩化ビニルモノマー17wt%の仕込み比からなる塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体樹脂と、可塑剤としてクエン酸アセトトリブチル5wt%、熱安定剤としてエポキシ化大豆油2wt%をV型ブレンダーで混合して混合物とし、次に該混合物を55mmφスクリュー押出機溶融し、合計3200ホール丸穴紡口から3200本のトウ状繊維を溶融紡出し、空冷した後、速度差ローラーで2倍延伸した後、室温で10分間張力をかけずにリラックス状態放置して倦縮を付与した後、48000デニール/3200フィラメント単糸15デニール)の塩化ビニリデン系倦縮繊維を得た。

0049

さらにこの繊維を3束にまとめてトウ状繊維にしたのちに、アルミクリップによる結束カットを行い、両サイドがアルミクリップで結束された直径3cmのボール状部をもつ繊維集合体を得た。この繊維集合体のボール状部では、表1の実施例1に示す通りの空隙率、見掛けの体積、繊維の総長さ、平均間隔であった。この繊維集合体を用いて次のとおり排水処理試験を行った。

0050

排水処理装置としては、槽の下部から曝気を送り込む活性汚泥流動槽を採用した。この槽は、容積が約1.5m3 (高さ1.5m×幅1m×長さ1m)のものであり、これに高さ1mの位置まで、約1m3の畜肉工場排水原水)を投入した。次にこの曝気槽に上記のボール状部をもつ繊維集合体を14000個(排水量に対して担持体の見掛けの容積率が21容量%)を汚水処理用微生物担持体として投入した。 この処理槽において、約22時間曝気処理を行った後、処理水の半分を放流して再び原水を投入した。これを60日間繰り返し、繊維集合体へ微生物を付着させた。

0051

60日目の曝気処理後の水質分析を行った結果を表1の実施例1に示す。表1の実施例1に示す結果から、本発明の汚水処理用微生物担持体は、汚水の浄化作用に優れ、また汚泥の減少にも優れた効果がある事が確認された。

0052

[実施例2]
実施例1と同様の樹脂組成物を用いて、640ホールの丸穴紡口から640本のトウ状繊維を溶融紡出し空冷した後、速度差ローラーで2倍延伸した後、室温で10分間張力をかけずにリラックス状態で放置して倦縮を付与した後、48000デニール/640フィラメント(単糸75デニール)の塩化ビニリデン系倦縮繊維を得た。

0053

さらにこの繊維を3束にまとめてトウ状繊維にしたのちに、アルミクリップによる結束とカットを行い、両サイドがアルミクリップで結束された直径3cmのボール状部をもつ繊維集合体を得た。この維集合体のボール状部では、表1の実施例2に示す通りの空隙率、見掛けの体積、繊維の総長さ、平均間隔であった。この繊維集合体を用いる以外は、実施例1と同様の曝気処理を行い、曝気処理後の水質分析を行った結果を表1の実施例2に示す。表1の実施例2に示す結果から、本発明の汚水処理用微生物担持体は、汚水の浄化作用に優れ、また汚泥の減少にも優れた効果がある事が確認された。

0054

[実施例3]
実施例1と同様の樹脂組成物を用いて、320ホールの丸穴紡口から320本のトウ状繊維を溶融紡出し空冷した後、速度差ローラーで2倍延伸した後、室温で10分間張力をかけずにリラックス状態で放置して倦縮を付与した後、48000デニール/320フィラメント(単糸150デニール)の塩化ビニリデン系倦縮繊維を得た。さらにこの繊維を3束にまとめてトウ状繊維にしたのちに、アルミクリップによる結束とカットを行い、両サイドがアルミクリップで結束された直径3cmのボール状部をもつ繊維集合体を得た。この繊維集合体のボール状部では、表1の実施例3に示す通りの空隙率、見掛けの体積、繊維の総長さ、平均間隔であった。

0055

この繊維集合体を用いる以外は、実施例1と同様の曝気処理を行い、曝気処理後の水質分析を行った結果を表1の実施例3に示す。表1の実施例3に示す結果から、本発明の汚水処理用微生物担持体は、汚水の浄化作用に非常に優れ、また汚泥の減少にも非常に優れた効果がある事が確認された。

0056

[比較例1]
汚水処理用微生物担持体を投入しない事以外は、実施例1と同様の曝気処理を行った。その結果表1の比較例1に示す結果から、実施例1〜3と比較し、汚水の浄化作用は劣るものであった。

0057

[比較例2]
実施例1と同様の樹脂組成物を用いて、合計9600ホールの丸穴紡口から9600本のトウ状繊維を溶融紡出し空冷した後、速度差ローラーで2倍延伸した後、室温で10分間張力をかけずにリラックス状態で放置して倦縮を付与した後、48000デニール/9600フィラメント(単糸5デニール)の塩化ビニリデン系倦縮繊維を得た。さらにこの繊維を3束にまとめてトウ状繊維にしたのちに、アルミクリップによる結束とカットを行い、両サイドがアルミクリップで結束された直径3cmのボール状部をもつ繊維集合体を得た。この繊維集合体のボール状部では、表1の比較例2に示す通りの空隙率、見掛けの体積、繊維の総長さ、平均間隔であった。

0058

この繊維集合体を用いる以外は、実施例1と同様の曝気処理を行い、曝気処理後の水質分析を行った結果を表1の比較例2に示す。表1の比較例2に示す結果から、比較例2の汚水処理用微生物担持体は、実施例1〜3に比較し、汚水の浄化作用は劣るものであった。

0059

[比較例3]
実施例1と同様の樹脂組成物を用いて、合計96ホールの丸穴紡口から96本のトウ状繊維を溶融紡出し空冷した後、速度差ローラーで2倍延伸した後、室温で10分間張力をかけずにリラックス状態で放置して倦縮を付与した後、48000デニール/96フィラメント(単糸500デニール)の塩化ビニリデン系倦縮繊維を得た。さらにこの繊維を3束にまとめてトウ状繊維にしたのちに、アルミクリップによる結束とカットを行い、両サイドがアルミクリップで結束された直径3cmのボール状部をもつ繊維集合体を得た。この繊維集合体のボール状部では、表1の比較例3に示す通りの空隙率、見掛けの体積、繊維の総長さ、平均間隔であった。

0060

この繊維集合体を用いる以外は、実施例1と同様の曝気処理を行い、曝気処理後の水質分析を行った結果を表1の比較例3に示す。表1の比較例3に示す結果から、比較例3の汚水処理用微生物担持体は、実施例1〜3に比較し、汚水の浄化作用は劣るものであった。

0061

[比較例4]
ポリプロピレン樹脂を用いて、合計240ホールの丸穴紡口から240本のトウ状繊維を溶融紡出し空冷した後、速度差ローラーで2倍延伸した後、室温で10分間張力をかけずにリラックス状態で放置して倦縮を付与した後、48000デニール/240フィラメント(単糸200デニール)のポリプロピレン倦縮繊維を得た。さらにこの繊維を3束にまとめてトウ状繊維にしたのちに、アルミクリップによる結束とカットを行い、両サイドがアルミクリップで結束された直径3cmのボール状部をもつ繊維集合体を得た。この繊維集合体のボール状部では、表1の比較例4に示す通りの空隙率、見掛けの体積、繊維の総長さ、平均間隔であった。

0062

この繊維集合体を用いる以外は、実施例1と同様の曝気処理を行い、曝気処理後の水質分析を行った結果を表1の比較例4に示す。表1の比較例4に示す結果から、比較例4の汚水処理用微生物担持体は、実施例1〜3に比較し、汚水の浄化作用は劣るものであった。

0063

[比較例5]
ポリエチレンテレフタレート樹脂を用いて、合計12000ホールの丸穴紡口から12000本のトウ状繊維を溶融紡出し空冷した後、速度差ローラーで2倍延伸した後、室温で10分間張力をかけずにリラックス状態で放置して倦縮を付与した後、48000デニール/12000フィラメント(単糸4デニール)のポリエチレンテレフタレート倦縮繊維を得た。

0064

さらにこの繊維を3束にまとめてトウ状繊維にしたのちに、アルミクリップによる結束とカットを行い、両サイドがアルミクリップで結束された直径3cmのボール状部をもつ繊維集合体を得た。この繊維集合体のボール状部では、表1の比較例5に示す通りの空隙率、見掛けの体積、繊維の総長さ、平均間隔であった。

0065

この繊維集合体を用いる以外は、実施例1と同様の曝気処理を行い、曝気処理後の水質分析を行った結果を表1の比較例5に示す。表1の比較例5に示す結果から、比較例5の汚水処理用微生物担持体は、実施例1〜3に比較し、汚水の浄化作用は劣るものであった。

0066

[実施例4]
第2図〜第5図に示したカプセル収納具(ポリプロピレン製、直径20cm)に、実施例3と同様の直径3cmのボール状部をもつ繊維集合体を60個(カプセル見掛けの体積に対して、ボールの見掛けの総体積が20容積%)収納した汚水処理用具を作成した。

0067

排水処理装置としては、曝気回流式活性汚泥槽を採用したが、この槽は、容積が約4.5m3 (高さ1.5m×幅1m×長さ3m)のものであり、これに高さ1mの位置まで、約3m3の食品工場排水(原水)を投入した。次にこの曝気槽に上記の汚水処理用具(カプセル)を150個(排水量に対して担持体の見掛けの容積率が21容積%)を投入した。この処理槽において、約20時間曝気処理を行い、2時間曝気を停止して沈殿させ、半分の1.5m3の上澄みを放流したのち再び約1.5m3の食品工場排水を投入するサイクルを約3ヶ月間繰り返し、担持体にバクテリアや原生動物が安定して着床するのを待った。

0068

担持体投入3ヶ月後、食品工場排水(原水)と曝気処理後の放流水の水質分析を行った結果を表2に示す。(ただしSSに関しては、放流水ではなく曝気終了直後、沈殿前の処理水を採取した。)この時同時に、投入した汚水処理用具を回収し、内部の状態を確認したところ、繊維集合体に多数のミミズ等の原生動物の着床が見られ、バクテリアだけでなく原生動物の着床にも優れる事が確認された。

0069

表2の実施例4に示す結果から、本発明の汚水処理用微生物担持体及び汚水処理用具は、汚水の浄化作用に非常に優れ、また汚泥の減少にも非常に優れた効果がある事が確認された。

実施例

0070

[比較例6]
汚水処理用微生物担持体を投入しない事以外は、実施例4と同様の曝気処理実験を行った。その結果表2の比較例4に示す結果から、実施例4と比較し、汚水の浄化作用は劣るものであった。

0071

本発明の汚水処理用微生物担持体は、既存の活性汚泥槽に対して特別な改造工事等を必要とせず、単に投入するだけで排液処理能力を大幅に向上させることができる。

0072

また膜分離槽を用いた汚水の再生水システムにおいては、本発明の汚水処理用微生物担持体を用いる事で、汚泥が減少し、膜分離における負荷が減少し、膜の能力が向上し、消費電力の減少や膜の耐用年数の向上を図ることができる。

0073

1汚水処理用微生物担持体
3ボール状部
5集束部
100カプセル収納具
101環状フレーム(大)
102 環状フレーム(中)
103 環状フレーム(小)
104放射状フレーム
105フィン
106 フィンの開口部
107数珠状繊維集合体
108 数珠状繊維集合体の固定された端部
200 汚水処理用具

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