JP2001276865A

JP2001276865A - 渦巻き状の微生物担体

Info

Publication number: JP2001276865A
Application number: JP2000068501A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Katagai; 信義片貝; Hiroshi Yamashita; 宏山下; Shinji Fujita; 信次藤田; Kozo Ashizawa; 公三芦沢; Yuji Koizumi; 裕二小泉; Kazuto Shinta; 和人新タ
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】長期の使用に耐えて、変形したり、これを充填
した固定床が圧密化されて通水抵抗が増加することの少
ない微生物担体を提供する。【解決手段】平らな支持台４の上に、シート状通水性部
材１を広げ（工程Ａ）、その一方の端部から渦巻き状に
所定の太さになるまで巻き上げ（工程Ｂ）、次いで、溶
着機５を用いて巻き上げた面に外側の自由端部を溶着さ
せ（工程Ｃ）、微生物担体１０を得る（工程Ｄ）。工程
（Ｃ）の後に、細長い棒状物を適当な長さに切断するこ
ともできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、渦巻き状の微生物
担体に関する。更に詳しくは、家庭から排出される生活
排水や有機物系産業廃水等の排水（汚水）を生物学的に
処理する汚水浄化槽に好適に用いられる微生物担体、そ
の製造方法及び汚水浄化槽に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭の生活排水や有機物系産業廃水等の
排水を汚水浄化槽で生物学的に処理する際、活性汚泥等
の微生物を微生物担体（微生物の棲み家となる。接触
材、濾材、微生物付着体ともいう。）に付着させ、これ
に排水を接触させて処理する汚水浄化槽が広く用いられ
ている。従来、微生物担体としては種々の担体が知られ
ており、例えば、単繊維を結束もしくは絡めた繊維塊状
担体、スポンジ状ポリエチレン連通気泡体等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の繊維塊状担体や
スポンジ状ポリエチレン連通気泡体は、微生物の棲み家
として又は浮遊性懸濁物（ＳＳ）の濾過材として好適で
あるものの、腰が弱く、長期に渡り使用されるうちに一
部が変形したり、これを充填した固定床が圧密化されて
通水抵抗が増す難点もある。本発明は、長期の使用に耐
えて、変形したり、これを充填した固定床が圧密化され
て通水抵抗が増加することの少ない微生物担体を提供す
ることを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明の微生物担体では、以下の構成をとった。す
なわち、本発明の微生物担体は、シート状通水性部材１
が渦巻き状に巻き上げられている微生物担体１０であ
る。

【０００５】上記シート状通水性部材１は、異なる２種
類のシート状通水性部材が重ね合わされているものであ
ってもよい。

【０００６】また、異なる２種類のシート状通水性部材
を用いるときは、１種類は微生物の付着・保持を目的と
し、他の１種類は変形防止（補強材）を目的とするとよ
い。

【０００７】また、シート状通水性部材１は、シート状
の網目体、繊維材又は多孔性体（発泡体）等の通水性部
材から選ばれる。

【０００８】本発明は、上記微生物担体の製造方法にも
関する。すなわち、シート状通水性部材１の一辺を芯部
（中心軸）として対向する他の一辺の方向へ所定の太さ
になるまで渦巻き状に巻き上げ、残余部分がある場合は
これを巻上げ方向に対して直角方向に切って離し、シー
ト状通水性部材の自由端部を巻上げ面に固着させること
を特徴とする、微生物担体１０の製造方法である。

【０００９】この製造方法において、残余部分の切離し
と、自由端部の固着との順序を入れ替え、自由端部を固
着させたあとで残余部分を切り離すこともできる。

【００１０】このような方法で得られた渦巻き状物を、
更に適当な長さに切断して微生物担体とすることもでき
る。

【００１１】本発明は、更に上記微生物担体を槽内に備
える汚水浄化槽にも関する。汚水浄化槽としては、上流
から順に、嫌気濾床槽、好気濾床槽、処理水槽及び消毒
槽を有する汚水浄化槽等であり、その嫌気濾床槽や好気
濾床槽の濾床へ上記微生物担体を充填した浄化槽であ
る。

【００１２】なお、本発明で「シート状」とは、厚み
０．０５ｍｍ〜６ｍｍのフィルムもしくはシート状物を
意味する。好ましくは、厚み０．１ｍｍ〜４．０ｍｍ
（更に好ましくは、厚み０．１ｍｍ〜２．０ｍｍ）のフ
ィルムもしくはシート状物である。これらの数値範囲
は、製造される微生物担体（渦巻き体）の寸法と関連し
て規定されるものである。

【００１３】また、「所定の太さ」とは、微生物担体の
主たる目的（濾過材、又は接触材もしくは生物反応材）
や使用形態（流動床用、固定床用）によって変わるが、
好ましくは、５ｍｍ〜３０ｍｍである。

【００１４】

【作用】本発明の微生物担体は、シート状通水性部材が
渦巻き状に巻き上げられたもので、外側から芯部まで全
体が連通する一種のスポンジ様特性を示し、微生物の付
着場（棲み家）の機能とともに濾過材の機能もある。ま
た、外力に対してもある程度の抵抗性をもつ。種類の異
なる２枚のシート状通水性部材の重合せで製造される微
生物担体においては、１枚が主として微生物の付着・保
持を担い、他の１枚が変形防止（補強材）の役目を担
う。

【００１５】

【発明の実施の形態】先ず、微生物担体の製造方法につ
いて説明する。図１は本発明の微生物担体に係る一例の
製造方法を説明する工程図である。平らな支持台４の上
に、シート状通水性部材（図では、網目体）１を広げ
（工程Ａ）、その一方の端部から渦巻き状に所定の太さ
になるまで巻き上げ（工程Ｂ）、次いで、溶着機５を用
いて巻き上げた面に外側の自由端部を溶着させる（工程
Ｃ）。そうすると、微生物担体１０が得られる（工程
Ｄ）。溶着機５の代わりに、ヒーター、超音波等による
接着でもよく、接着剤で接着してもよい。なおここで、
工程（Ｃ）の後には通常、切断工程（図１では省略）が
含まれており、溶着させた後の細長い棒状物を微生物担
体に適する長さに切断する。初めから切断する必要のな
い幅の大きさの材料を用いてもよいが、長幅の材料を用
いて後で切断する方が製造の能率は高い。

【００１６】用いるシート状通水性部材１としては、網
目体（網目状成形体）、多孔性体（発泡体）又は繊維材
等が使用される。網目体や多孔性体（発泡体）の材質
は、ポリ塩化ビニル、ポリビニルフォルマール、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合
体、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂、ポリウレタン、フ
ェノール、ユリア及びメラミン等の熱硬化性樹脂があ
る。巻き上げて成形するので、ゴムのような弾性を有し
ているものが好ましい。

【００１７】網目状成形体は、それ自身の素材が比重１
より小さい場合（例えば、ポリエチレンが比重約０．９
４、ポリプロピレンが比重約０．９３）に、炭酸カルシ
ウム、珪酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウ
ム、ゼオライト、活性炭等の比重が１より大きい充填剤
を添加して成形し、比重を概ね１に調整したものであっ
てもよい。多孔性体（発泡体）としては、発泡倍率（空
孔含みの多孔性樹脂の全体積／多孔性樹脂のうちの空孔
以外の樹脂自体の体積）が５〜２５倍程度で各々の気泡
が破れて連通している気泡体が内部まで液が進入できる
ので好ましく用いられる。

【００１８】繊維材としては、無機物系繊維、植物系繊
維、合成繊維等があり、耐微生物性、耐久性、接着性等
の観点から、好ましくは合成繊維である。合成繊維に
は、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、
ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊
維、ビニリデン繊維等がある。織布又は不織布が好まし
く用いられる。

【００１９】なお、巻き上げを容易にするためにシート
状通水性部材１と共に芯材を用いて巻き上げることもで
きる。そうして得られる微生物担体の中心部には芯材が
存在する。芯材の形状は、棒状、筒状、網様筒状等であ
り、その材質は、微生物付着性、加工性、腐蝕性等の観
点から好ましくは合成樹脂である。

【００２０】図２は、本発明の微生物担体に係る他の例
の製造方法で、異なる２種類（２枚）のシート状通水性
部材（ＰとＱ）を用い、そのうちの１枚に微生物の付着
・保持を目的とするシート状通水性部材Ｐ（２）を用
い、他の１枚に変形防止（補強材）を目的とするシート
状通水性部材Ｑ（３）を用いた例である。

【００２１】シート状通水性部材Ｐ（２）と、シート状
通水性部材Ｑ（３）とを重ね合せ（工程Ａ）、重なり合
った一方の端部から渦巻き状に巻き上げ（工程Ｂ）、溶
着機４を用いて巻き上げた面に外側の端部を溶着させて
（工程Ｃ）、微生物担体１０を製造する（工程Ｄ）。こ
こで、工程（Ｃ）の後には通常、切断工程を含んでもよ
い。なお、この場合、渦巻きの最外周は、シート状通水
性部材Ｐ（２）とすることもできるが、好ましくは、シ
ート状通水性部材Ｑ（３）とする。通水性補強材Ｑ
（３）を最外周とすることによって、微生物担体１０が
汚水浄化槽内で流動してもシート状通水性部材Ｐ（２）
同士が直接に衝突せず、損傷しにくいからである。

【００２２】製造する微生物担体の好適な比重は、流動
床用と固定床用との間で多少異なるが、液中で流動性を
もつためには概ね１が好ましい。シート状通水性部材Ｐ
（２）として比重が１より小さいセル連通性発泡体樹脂
シート（例えば、比重約０．９４のポリエチレン、比重
約約０．９３のポリプロピレン）を使用する場合、重ね
合わせる相手のシート状通水性部材Ｑ（３）としては比
重が１より大きい繊維材（例えば、ポリエステル繊維
（比重約１．３８）、ナイロン繊維（比重約１．１
４）、ビニロン繊維（比重約１．２６）、ビニリデン繊
維（比重約１．７））が好ましく、微生物担体（全体）
の比重を概ね１に調整できる。シート状通水性部材Ｑ
（３）として網目体（網目状成形体）を重ね合わせる場
合も、同様に比重が１より大きい網目体の使用が好まし
い。

【００２３】かくして得られた渦巻き体（細長い物）
は、通常は、目的や適用場所（嫌気濾床か好気濾床か、
あるいは、固定床か流動床か）等に合わせて、適宜最適
な寸法に切断して微生物担体とする。

【００２４】微生物担体（渦巻き体）の概観形状は、以
上のように、通常は円柱状となる。その芯部を中空とす
ることもできる。円柱の寸法は、流動床や固定床等の使
用形態によって適宜変動させる。例えば、流動床用で
は、流動させる観点から円柱の直径及びその長さは概ね
５ｍｍ〜３０ｍｍ（更に好ましくは６ｍｍ〜２０ｍｍ）
とする。また、固定床用で濾過機能も兼ねた接触材兼濾
材とする場合も、円柱の直径及びその長さは概ね５ｍｍ
〜３０ｍｍ程度（更に好ましくは６ｍｍ〜２０ｍｍ）と
する。固定床用で接触材とする場合には、細い渦巻き体
を短く切断することなく長いままに（長さ５００ｍｍ〜
２０００ｍｍ程度）用いても、概ね５ｍｍ〜５００ｍｍ
程度の長さに切断して用いてもよい。微生物担体（渦巻
き体）の概観形状は、円柱状の変形である角柱（四角
形）、多角柱等の形状もとりうる。

【００２５】図３は、本発明の微生物担体を槽内に備え
る一例の汚水浄化槽（概略断面図）である。汚水浄化槽
２１は、上流側から嫌気濾床槽（第一室）２２、嫌気濾
床槽（第二室）２３、好気濾床槽２４、処理水槽２５及
び消毒槽２６の順で配置されている。また汚水浄化槽２
１には、好気濾床槽２４等に空気を送るためのブロワ２
７が備えられている。好気濾床槽２４には濾床の下方に
散気部材２８及び汚泥排出部材２９が設けられ、汚泥排
出部材２９には返送管３０が接続して配置されている。

【００２６】上記嫌気濾床槽（第一室）２２及び嫌気濾
床槽（第二室）２３の代わりに、沈殿分離槽だけを備え
ていてもよく、沈殿分離槽と嫌気濾床槽の両方を備えて
もよい。また処理水槽２５に代えて沈殿槽を備えていて
もよい。また、各槽内を上側から点検できるようにマン
ホールとそれを塞ぐマンホールカバー３１が設けられて
いる。

【００２７】本発明の微生物担体は、嫌気濾床槽（第一
室）２２、嫌気濾床槽（第二室）２３及び好気濾床槽２
４の濾床のいずれかに充填しても、これらの全部に充填
してもよい。また、嫌気濾床槽（第一室）２２、嫌気濾
床槽（第二室）２３、又は好気濾床槽２４の濾床は、固
定床でも流動床でもよい。

【００２８】汚水浄化槽２１では、排水は次のようにし
て処理される。まず排水は、流入口３２から嫌気濾床槽
（第一室）２２の上部に入り下向流で槽下部に向かう。
このとき、嫌気濾床槽（第一室）２２では嫌気濾床３３
を通過する間に固形物の捕捉と、嫌気濾床３３に付着し
ている嫌気性微生物により有機物が分解され、さらに槽
の下部付近で固形物が沈殿する。嫌気濾床槽（第一室）
２２で処理された排水は、嫌気濾床３３の下方から移流
部を通り、嫌気濾床槽（第二室）２３の上方に入り、下
向流で槽下部に向かう。このとき、嫌気濾床槽（第二
室）２３では嫌気濾床３４を通過する間に更なる固形物
の捕捉と嫌気性微生物による有機物分解が起こり、槽の
下部付近で固形物が沈殿する。

【００２９】嫌気濾床槽（第二室）２３で処理された排
水は、嫌気濾床３４の下方から移流部を通り、好気濾床
槽２４の上方に入る。好気濾床槽２４では、好気状態を
保つようにブロワ２７から送気される空気が散気部材２
８から吐出される。水は下向流で槽下部に向かう。この
とき、好気濾床３５を通過する間に固形物の付着（若し
くは捕捉）と、好気濾床３５に付着している好気性微生
物による有機物分解が進む。好気濾床槽２４の好気濾床
３５には、微生物担体が充填されていて、これによって
有機物の分解が効率よく行われる。

【００３０】好気濾床槽２４で処理された排水は、処理
水として処理水槽２５に入り、この処理水槽２５の上位
置に設けられている消毒槽２６に至る。消毒槽２６で消
毒された処理水は、放流口２１から外へ放流される。

【００３１】

【発明の効果】１）本発明の微生物担体は、渦巻き体で
あるので変形しにくい。また、内部まで容易に水が侵入
するので、全体が微生物の棲み家（接触材）となり、排
水の処理機能の高い微生物担体とすることができる。線
径が大きいシート状通水性部材が用いられ、あるいは変
形防止（補強材）を目的とするシート状通水性補強材と
重ね合わせた渦巻き体においては、更に変形しにくい。２）本発明の製造方法によれば、１枚又は異なる２枚の
シート状通水性部材を渦巻き状に巻き上げ端部を固着す
る（必要に応じて、切断する工程もある）だけで、本発
明の微生物担体を容易に製造できる。また、材料の選
択、組み合わせ、重量比の調整により、微生物担体の比
重調整も容易である。また、シート状通水性部材の間に
若干の隙間をつくらせたり、材料の選択によって親水性
を付与させることもできる（これによって、微生物担体
の内部にまで、排水や溶存酸素の移動が容易となり、処
理性能の高い微生物担体とすることができる）。３）本発明の汚水浄化槽においては、槽内に外力に強く
微生物を多量に付着できる微生物担体を備えているの
で、排水を安定して処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の微生物担体に係る一例の製造方法を説
明する工程図。（Ａ）はシート状通水性部材を支持台の
上に広げた状態で、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図、
（Ｂ）は渦巻き状に巻き上げる工程（断面図）、（Ｃ）
は溶着の工程（断面図）、（Ｄ）は得られた微生物担体
で、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。

【図２】本発明の微生物担体に係る他の例の製造方法を
説明する工程図。（Ａ）は重ね合わせる工程（断面
図）、（Ｂ）は渦巻き状に巻き上げる工程（断面図）、
（Ｃ）は溶着の工程（断面図）、（Ｄ）は得られた微生
物担体で、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。

【図３】本発明の一例の汚水浄化槽の概略断面図。

【符号の説明】

１：シート状通水性部材２：シート状通水性部材
Ｐ３：シート状通水性部材Ｑ４：溶着機５：支持台１０：微生物担体２１：汚水浄化槽２２：嫌気濾床槽２３：嫌気濾床槽２４：好気濾床槽２５：処理水槽２６：消毒槽２７：ブロワ２８：散気部材２９：汚泥排出部材３０：返送管３１：マンホールカバー３２：流入口３３：嫌気濾床３４：嫌気濾床３５：好気濾床３６：放流口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤田信次茨城県下館市大字下江連1250番地日立化成工業株式会社結城事業所内 (72)発明者芦沢公三茨城県下館市大字下江連1250番地日立化成工業株式会社結城事業所内 (72)発明者小泉裕二茨城県下館市大字下江連1250番地日立化成工業株式会社結城事業所内 (72)発明者新タ和人茨城県下館市大字下江連1250番地日立化成工業株式会社結城事業所内Ｆターム(参考） 4B033 NA11 NA19 NB02 NB14 NB22 NB34 NB63 NB64 NB65 NB68 NB69 NC04 ND04 ND20 4D003 AA01 AA12 AB02 BA02 BA03 CA03 CA07 CA08 EA07 EA16 EA19 EA26 EA30 EA32 4D027 AB03 AB06 AB07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シート状通水性部材が渦巻き状に巻き上げ
られている微生物担体。
【請求項２】シート状通水性部材は異なる２種類のシー
ト状通水性部材が重ね合わされているものである、請求
項１の微生物担体。
【請求項３】異なる２種類のシート状通水性部材のう
ち、１種類は微生物の付着・保持を目的とし、他の１種
類は変形防止を目的とする、請求項２の微生物担体。
【請求項４】シート状通水性部材は、シート状の網目
体、繊維材又は多孔性体のいずれかである、請求項１〜
３のいずれかの微生物担体。
【請求項５】シート状通水性部材の一辺を芯部として対
向する他の一辺の方向へ所定の太さになるまで渦巻き状
に巻き上げ、残余部分がある場合はこれを巻上げ方向に
対して直角方向に切って離し、シート状通水性部材の自
由端部を巻上げ面に固着させることを特徴とする、微生
物担体の製造方法。
【請求項６】請求項４又は５の製造方法で得られた渦巻
き状物を更に適当な長さに切断する、微生物担体の製造
方法。
【請求項７】請求項１〜４のいずれかの微生物担体を槽
内に備える汚水浄化槽。