JP2001300583A - 有機性排水の硝化脱窒方法 - Google Patents
有機性排水の硝化脱窒方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硝化工程及び脱窒工程を効率よく行うことが
でき、その際微生物担体が長期の使用に耐え、安定して
高い処理性能を達成でき、処理施設のコンパクト化を図
り、処理時間や処理コストを低減しうる硝化脱窒方法を
提供すること。 【解決手段】 排水中の窒素を微生物担体を用いて硝化
脱窒する方法において、水で完全膨潤した状態におい
て、吸水率が５０〜３５００％、圧縮降伏応力が１．０
ＭＰａ以上、粒径が１．０〜３０ｍｍである熱可塑性有
機高分子化合物から成る微生物担体を硝化工程と脱窒工
程の両方に使用することを特徴とする有機性排水の硝化
脱窒方法である。
でき、その際微生物担体が長期の使用に耐え、安定して
高い処理性能を達成でき、処理施設のコンパクト化を図
り、処理時間や処理コストを低減しうる硝化脱窒方法を
提供すること。 【解決手段】 排水中の窒素を微生物担体を用いて硝化
脱窒する方法において、水で完全膨潤した状態におい
て、吸水率が５０〜３５００％、圧縮降伏応力が１．０
ＭＰａ以上、粒径が１．０〜３０ｍｍである熱可塑性有
機高分子化合物から成る微生物担体を硝化工程と脱窒工
程の両方に使用することを特徴とする有機性排水の硝化
脱窒方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水，農村集落排
水，家庭雑排水，各種産業排水，養魚排水等の有機性排
水から窒素を除去する方法に関し、さらに詳しくは活性
汚泥中の硝化菌と脱窒菌の生理作用を合理的に組み合わ
せることによって、排水中の各種窒素化合物を窒素ガス
に変換する脱窒素活性汚泥法に関する。
水，家庭雑排水，各種産業排水，養魚排水等の有機性排
水から窒素を除去する方法に関し、さらに詳しくは活性
汚泥中の硝化菌と脱窒菌の生理作用を合理的に組み合わ
せることによって、排水中の各種窒素化合物を窒素ガス
に変換する脱窒素活性汚泥法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、有機性排水から脱窒素活性汚泥法
によって各種窒素化合物を窒素ガスに変換して除去する
プロセスは、硝化工程と脱窒工程の２工程の組み合わせ
によって、単相，二相，三相汚泥法，各種循環変法，各
種間欠曝気法，オキシデーションディッチ法等に分類さ
れる。近年、これらのプロセスに関して、生物学的処理
時間の短縮、施設の小型化を目的として、生物反応槽に
微生物を固定化した担体を投入する方法が開発されてい
る。このような微生物担体としては、比表面積が高いこ
と、反応槽内での流動性が高いこと、生体親和性が高い
こと、耐久性が高いことが要求され、各種のセラミック
ス，プラスチックス，高分子ゲル等の粒状物が検討され
ている。例えば、特開平０８−２５６７７３号公報に
は、セルロース誘導体の多孔質担体を用いた液体中の窒
素化合物の変換方法が開示されており、特開平１０−１
８０２８０号公報には、親和性高分子が配合されたポリ
プロピレン（ＰＰ）製の微生物担体が開示されている。
また、特開平１０−１８０２９１号公報には、硝化細
菌，鉄酸化細菌，脱窒細菌を包括固定した高分子ゲル担
体を用いて排水中の窒素成分を除去する方法が開示され
ており、特開平１０−３１４７８２号公報には、硝化能
と脱窒能を併せ持つポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系
の含水ゲルを用いて有機性排水の硝化脱窒を行う方法が
開示されている。
によって各種窒素化合物を窒素ガスに変換して除去する
プロセスは、硝化工程と脱窒工程の２工程の組み合わせ
によって、単相，二相，三相汚泥法，各種循環変法，各
種間欠曝気法，オキシデーションディッチ法等に分類さ
れる。近年、これらのプロセスに関して、生物学的処理
時間の短縮、施設の小型化を目的として、生物反応槽に
微生物を固定化した担体を投入する方法が開発されてい
る。このような微生物担体としては、比表面積が高いこ
と、反応槽内での流動性が高いこと、生体親和性が高い
こと、耐久性が高いことが要求され、各種のセラミック
ス，プラスチックス，高分子ゲル等の粒状物が検討され
ている。例えば、特開平０８−２５６７７３号公報に
は、セルロース誘導体の多孔質担体を用いた液体中の窒
素化合物の変換方法が開示されており、特開平１０−１
８０２８０号公報には、親和性高分子が配合されたポリ
プロピレン（ＰＰ）製の微生物担体が開示されている。
また、特開平１０−１８０２９１号公報には、硝化細
菌，鉄酸化細菌，脱窒細菌を包括固定した高分子ゲル担
体を用いて排水中の窒素成分を除去する方法が開示され
ており、特開平１０−３１４７８２号公報には、硝化能
と脱窒能を併せ持つポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系
の含水ゲルを用いて有機性排水の硝化脱窒を行う方法が
開示されている。
【０００３】しかしながら、脱窒素活性汚泥法は、硝化
に要する好気槽汚泥滞留時間（以下、Ａ−ＳＲＴとい
う。）がＢＯＤ除去に必要なＡ−ＳＲＴより長くなるこ
と、脱窒槽が必要になることなどから、生物処理槽全体
における滞留時間が標準活性汚泥法より長くなってしま
う。また生物処理槽における活性汚泥濃度（以下、ＭＬ
ＳＳ濃度という。）が２５００〜３０００ｍｇ／Ｌ程度
と標準法より高くなるため、最終沈殿池における水面積
負荷についても標準法のものより小さくする必要があ
る。これらを考慮すると、既設標準活性汚泥法の処理装
置で脱窒素活性汚泥法にする場合には、生物処理槽に微
生物担体を添加し、ＭＬＳＳ濃度を高めずに槽内の微生
物量を増加させればよい。脱窒素活性汚泥法に微生物担
体を添加する例は、硝化促進を目的とする場合が多く、
好気槽に担体を添加することによって独立栄養性の硝化
菌を高濃度に維持し、硝化能力を向上させる。更に槽内
の微生物量を増加させるには嫌気槽への担体添加が必要
なるが、その例が少ないことには以下の理由が考えられ
る。 嫌気槽ではエアレーション攪拌が使用できないた
め、主に機械攪拌装置が用いられるが、上記の高分子ゲ
ル担体では物理的強度が低く、長期の機械攪拌に耐えら
れない。一方、セラミックス，プラスチックス担体は、
耐久性は高いが、脱窒菌との親和性が低く、凹凸部に脱
窒菌を引っかける形で保持しなければならない。この結
果、窒素ガスによる担体の浮上が発生してしまう。 脱窒工程では、微生物の代謝によって窒素ガスが生
成されるが、凹凸部が多く、ＳＳ保持量の大きい上記の
ＰＰ製担体や多孔質担体では気泡が付着し、担体の浮上
を引き起こす。 脱窒菌等の従属栄養性の嫌気性菌は、グラニュール
を形成しやすく、生体親和性の低い上記のセラミックス
やプラスチック製の担体では固定化された微生物が剥離
し、処理性能が不安定になる。 脱窒菌等の微生物を上記の高分子ゲルに包括固定す
る方法は、担体の製造方法，保存方法，輸送方法が煩雑
になり、実用的ではない。
に要する好気槽汚泥滞留時間（以下、Ａ−ＳＲＴとい
う。）がＢＯＤ除去に必要なＡ−ＳＲＴより長くなるこ
と、脱窒槽が必要になることなどから、生物処理槽全体
における滞留時間が標準活性汚泥法より長くなってしま
う。また生物処理槽における活性汚泥濃度（以下、ＭＬ
ＳＳ濃度という。）が２５００〜３０００ｍｇ／Ｌ程度
と標準法より高くなるため、最終沈殿池における水面積
負荷についても標準法のものより小さくする必要があ
る。これらを考慮すると、既設標準活性汚泥法の処理装
置で脱窒素活性汚泥法にする場合には、生物処理槽に微
生物担体を添加し、ＭＬＳＳ濃度を高めずに槽内の微生
物量を増加させればよい。脱窒素活性汚泥法に微生物担
体を添加する例は、硝化促進を目的とする場合が多く、
好気槽に担体を添加することによって独立栄養性の硝化
菌を高濃度に維持し、硝化能力を向上させる。更に槽内
の微生物量を増加させるには嫌気槽への担体添加が必要
なるが、その例が少ないことには以下の理由が考えられ
る。 嫌気槽ではエアレーション攪拌が使用できないた
め、主に機械攪拌装置が用いられるが、上記の高分子ゲ
ル担体では物理的強度が低く、長期の機械攪拌に耐えら
れない。一方、セラミックス，プラスチックス担体は、
耐久性は高いが、脱窒菌との親和性が低く、凹凸部に脱
窒菌を引っかける形で保持しなければならない。この結
果、窒素ガスによる担体の浮上が発生してしまう。 脱窒工程では、微生物の代謝によって窒素ガスが生
成されるが、凹凸部が多く、ＳＳ保持量の大きい上記の
ＰＰ製担体や多孔質担体では気泡が付着し、担体の浮上
を引き起こす。 脱窒菌等の従属栄養性の嫌気性菌は、グラニュール
を形成しやすく、生体親和性の低い上記のセラミックス
やプラスチック製の担体では固定化された微生物が剥離
し、処理性能が不安定になる。 脱窒菌等の微生物を上記の高分子ゲルに包括固定す
る方法は、担体の製造方法，保存方法，輸送方法が煩雑
になり、実用的ではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、前
記の従来技術の問題点を解消し、硝化工程及び脱窒工程
を効率よく行うことができ、その際に微生物担体が長期
の使用に耐えることができ、安定して高い処理性能を達
成でき、処理施設のコンパクト化を図ることができ、処
理時間や処理コストを低減することができる硝化脱窒方
法を開発することを目的とするものである。
記の従来技術の問題点を解消し、硝化工程及び脱窒工程
を効率よく行うことができ、その際に微生物担体が長期
の使用に耐えることができ、安定して高い処理性能を達
成でき、処理施設のコンパクト化を図ることができ、処
理時間や処理コストを低減することができる硝化脱窒方
法を開発することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、同一の微生物
担体を好気条件と嫌気条件の両環境下で使用することに
よって、微生物が担体表面に強固に固定化され、効率の
よい硝化脱窒を行いうることを見出し、このような知見
に基づいて完成したものである。
担体を好気条件と嫌気条件の両環境下で使用することに
よって、微生物が担体表面に強固に固定化され、効率の
よい硝化脱窒を行いうることを見出し、このような知見
に基づいて完成したものである。
【０００６】すなわち、本発明は、排水中の窒素を微生
物担体を用いて硝化脱窒する方法において、水で完全膨
潤した状態において、式（１）で定義される吸水率が５
０〜３５００％、式（２）で定義される圧縮降伏応力が
１．０ＭＰａ以上、粒径が１．０〜３０ｍｍである熱可
塑性有機高分子化合物から成る微生物担体を硝化工程と
脱窒工程の両方に使用することを特徴とする有機性排水
の硝化脱窒方法を提供するものである。 吸水率（％）＝ 〔水中での完全膨潤時重量 (g)−絶乾時重量(g) 〕×100 ／絶乾時重量(g) ・・・（１） σ＝Ｆ／Ａ ・・・（２） ただし、σは担体の圧縮降伏応力（ＭＰａ）、Ｆは担体
が圧壊した時の圧縮荷重（Ｎ）、Ａは圧縮試験前の担体
の投影断面積（ｍｍ2 ）を示す。さらに、本発明は、微
生物担体を処理槽内に留めた状態で、被処理排水を連続
的又は間欠的に処理槽内に供給すると共に処理条件を硝
化条件と脱窒条件とに交互に繰り返し変更する有機性排
水の硝化脱窒方法を提供するものである。
物担体を用いて硝化脱窒する方法において、水で完全膨
潤した状態において、式（１）で定義される吸水率が５
０〜３５００％、式（２）で定義される圧縮降伏応力が
１．０ＭＰａ以上、粒径が１．０〜３０ｍｍである熱可
塑性有機高分子化合物から成る微生物担体を硝化工程と
脱窒工程の両方に使用することを特徴とする有機性排水
の硝化脱窒方法を提供するものである。 吸水率（％）＝ 〔水中での完全膨潤時重量 (g)−絶乾時重量(g) 〕×100 ／絶乾時重量(g) ・・・（１） σ＝Ｆ／Ａ ・・・（２） ただし、σは担体の圧縮降伏応力（ＭＰａ）、Ｆは担体
が圧壊した時の圧縮荷重（Ｎ）、Ａは圧縮試験前の担体
の投影断面積（ｍｍ2 ）を示す。さらに、本発明は、微
生物担体を処理槽内に留めた状態で、被処理排水を連続
的又は間欠的に処理槽内に供給すると共に処理条件を硝
化条件と脱窒条件とに交互に繰り返し変更する有機性排
水の硝化脱窒方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明に使用する担体は、熱可塑
性有機高分子化合物から成るものであり、水を吸収し溶
解せずに膨潤する性質を持ち、かつ熱可塑性であればい
ずれの有機高分子化合物でも使用できる。中でも、特開
平１０−１３６９８０号公報に開示されている水膨潤性
かつ熱可塑性のポリウレタンが好適である。また、この
ポリウレタンとその他の熱可塑性高分子化合物をブレン
ドしたものでもよい。本発明に使用する有機高分子化合
物は、熱可塑性であるため、成形性が高く、押出成形、
射出成形等の常法で粒径の揃った粒状物が簡便に得られ
る。
性有機高分子化合物から成るものであり、水を吸収し溶
解せずに膨潤する性質を持ち、かつ熱可塑性であればい
ずれの有機高分子化合物でも使用できる。中でも、特開
平１０−１３６９８０号公報に開示されている水膨潤性
かつ熱可塑性のポリウレタンが好適である。また、この
ポリウレタンとその他の熱可塑性高分子化合物をブレン
ドしたものでもよい。本発明に使用する有機高分子化合
物は、熱可塑性であるため、成形性が高く、押出成形、
射出成形等の常法で粒径の揃った粒状物が簡便に得られ
る。
【０００８】本発明に使用する担体の形状は、粒径が揃
っていれば特に限定は無く、球、立方体、円柱が好まし
い。エアレーション攪拌時や機械攪拌時に気泡が付着し
ない程度に円筒などの異形断面にすることは、比表面積
が大きくなることから担体の粒径を大きくする場合に好
適である。また、本発明で使用する担体は、乾燥状態で
得られることから保存、輸送上有利であり、生物反応槽
内に投入することによって吸水膨潤し、担体として機能
する。
っていれば特に限定は無く、球、立方体、円柱が好まし
い。エアレーション攪拌時や機械攪拌時に気泡が付着し
ない程度に円筒などの異形断面にすることは、比表面積
が大きくなることから担体の粒径を大きくする場合に好
適である。また、本発明で使用する担体は、乾燥状態で
得られることから保存、輸送上有利であり、生物反応槽
内に投入することによって吸水膨潤し、担体として機能
する。
【０００９】本発明に用いる担体は、水で完全膨潤した
状態において、下記の式（１）で定義される吸水率が５
０〜３５００％の範囲であるものが好ましく、５００〜
３０００％の範囲のものがさらに好ましい。 吸水率（％）＝ 〔水中での完全膨潤時重量 (g)−絶乾時重量(g) 〕×100 ／絶乾時重量(g) ・・・（１） ここで、完全膨潤時重量は２５℃の純水に浸漬し、重量
変化のなくなったときの重量であり、絶乾時重量は１０
０℃で担体を乾燥し、重量減少がなくなったときの重量
である。この吸水率が５０％未満では、担体表面の親水
性，微生物との親和性が低く、攪拌・流動によって固定
化された微生物の剥離が発生しやすい。また、５０％未
満の吸水率では、使用時の担体比重が熱可塑性有機高分
子化合物自体の比重に近くなり、水中で容易に流動させ
るには比重を１．０に近づける等、特殊な加工が必要に
なる。また、３５００％より大きい吸水率では担体の物
理強度が著しく低下し、耐久性に劣る。
状態において、下記の式（１）で定義される吸水率が５
０〜３５００％の範囲であるものが好ましく、５００〜
３０００％の範囲のものがさらに好ましい。 吸水率（％）＝ 〔水中での完全膨潤時重量 (g)−絶乾時重量(g) 〕×100 ／絶乾時重量(g) ・・・（１） ここで、完全膨潤時重量は２５℃の純水に浸漬し、重量
変化のなくなったときの重量であり、絶乾時重量は１０
０℃で担体を乾燥し、重量減少がなくなったときの重量
である。この吸水率が５０％未満では、担体表面の親水
性，微生物との親和性が低く、攪拌・流動によって固定
化された微生物の剥離が発生しやすい。また、５０％未
満の吸水率では、使用時の担体比重が熱可塑性有機高分
子化合物自体の比重に近くなり、水中で容易に流動させ
るには比重を１．０に近づける等、特殊な加工が必要に
なる。また、３５００％より大きい吸水率では担体の物
理強度が著しく低下し、耐久性に劣る。
【００１０】本発明に用いる担体は更に、水で完全膨潤
した状態において、下記の式（２） σ＝Ｆ／Ａ ・・・（２） 〔式中、σは担体の圧縮降伏応力（ＭＰａ）、Ｆは担体
が圧壊した時の圧縮荷重（Ｎ）、Ａは圧縮試験前の担体
の投影断面積（ｍｍ2 ）を示す。〕で定義される圧縮降
伏応力が少なくとも１．０ＭＰａ以上、好ましくは３．
０ＭＰａ以上のものである。圧縮降伏応力が１．０ＭＰ
ａ未満の担体は、機械攪拌時に破砕されたり、流動時に
磨耗して小さくなり、担体分離スクリーンから流出する
恐れがある。なお、担体が圧壊した時の圧縮荷重は、使
用状態の微生物担体をＩＳＯ−６０４（ＪＩＳ−Ｋ７１
８１）プラスチック−圧縮特性の試験方法に準じて、試
験速度１ｍｍ／ｍｉｎで測定する。担体の投影断面は、
試験前の担体について上方から拡大写真を撮影し、撮影
画像を処理して投影断面積を求める。
した状態において、下記の式（２） σ＝Ｆ／Ａ ・・・（２） 〔式中、σは担体の圧縮降伏応力（ＭＰａ）、Ｆは担体
が圧壊した時の圧縮荷重（Ｎ）、Ａは圧縮試験前の担体
の投影断面積（ｍｍ2 ）を示す。〕で定義される圧縮降
伏応力が少なくとも１．０ＭＰａ以上、好ましくは３．
０ＭＰａ以上のものである。圧縮降伏応力が１．０ＭＰ
ａ未満の担体は、機械攪拌時に破砕されたり、流動時に
磨耗して小さくなり、担体分離スクリーンから流出する
恐れがある。なお、担体が圧壊した時の圧縮荷重は、使
用状態の微生物担体をＩＳＯ−６０４（ＪＩＳ−Ｋ７１
８１）プラスチック−圧縮特性の試験方法に準じて、試
験速度１ｍｍ／ｍｉｎで測定する。担体の投影断面は、
試験前の担体について上方から拡大写真を撮影し、撮影
画像を処理して投影断面積を求める。
【００１１】本発明に使用する担体の粒径は、使用状
態、つまり水で完全膨潤した状態で、１．０〜３０ｍｍ
の範囲であるものが好ましく、更に好ましくは３．０〜
１０ｍｍの範囲である。粒径が１．０ｍｍ未満の場合、
担体と処理水を分離することが困難になり、３０ｍｍよ
り大きい場合、担体の比表面積が小さくなり、微生物の
固定化面積が減少し、担体の投入効果が小さくなり好ま
しくない。
態、つまり水で完全膨潤した状態で、１．０〜３０ｍｍ
の範囲であるものが好ましく、更に好ましくは３．０〜
１０ｍｍの範囲である。粒径が１．０ｍｍ未満の場合、
担体と処理水を分離することが困難になり、３０ｍｍよ
り大きい場合、担体の比表面積が小さくなり、微生物の
固定化面積が減少し、担体の投入効果が小さくなり好ま
しくない。
【００１２】本発明に使用する担体は、前記のように、
熱可塑性高分子化合物、特に、熱可塑性ポリウレタンか
ら成るのが好ましい。この熱可塑性ポリウレタンは、ウ
レタン結合によってランダムに頭尾結合させたソフトセ
グメント及びハードセグメントからなるポリウレタン共
重合体であり、２官能長鎖ジオール化合物、２官能ジイ
ソシアネート化合物及び２個のイソシアネート基と反応
しうる基を持つ短鎖の化合物を反応させることによって
合成される。
熱可塑性高分子化合物、特に、熱可塑性ポリウレタンか
ら成るのが好ましい。この熱可塑性ポリウレタンは、ウ
レタン結合によってランダムに頭尾結合させたソフトセ
グメント及びハードセグメントからなるポリウレタン共
重合体であり、２官能長鎖ジオール化合物、２官能ジイ
ソシアネート化合物及び２個のイソシアネート基と反応
しうる基を持つ短鎖の化合物を反応させることによって
合成される。
【００１３】長鎖ジオール化合物とイソシアネート化合
物の反応によって得られるソフトセグメントは、下記の
式（３） −（−Ｏ−Ｘ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−Ｙ−ＮＨ−ＣＯ−）− ・・・（３） 〔式中、Ｘは長鎖ジオール化合物の末端水酸基がイソシ
アネートと反応することによって生じる基の、その末端
水酸基を除いた部分を示し、Ｙは数平均分子量が１００
〜１０００のジイソシアネート化合物が水酸基と反応す
ることによって生じる基の、そのイソシアネート基が除
去された部分を示す。〕で表される。
物の反応によって得られるソフトセグメントは、下記の
式（３） −（−Ｏ−Ｘ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−Ｙ−ＮＨ−ＣＯ−）− ・・・（３） 〔式中、Ｘは長鎖ジオール化合物の末端水酸基がイソシ
アネートと反応することによって生じる基の、その末端
水酸基を除いた部分を示し、Ｙは数平均分子量が１００
〜１０００のジイソシアネート化合物が水酸基と反応す
ることによって生じる基の、そのイソシアネート基が除
去された部分を示す。〕で表される。
【００１４】式（３）におけるＸの分子量は、本発明に
用いる担体の吸水率、物理強度等に大きな影響を及ぼす
と考えられ、その数平均分子量は１０００〜１３０００
が好ましく、４０００〜８０００がより好ましい。Ｘの
分子量が小さくなるとソフトセグメントの分子量が小さ
くなり、その結果担体の吸水率が低くなる傾向が見ら
れ、使用時の担体比重が高くなってしまう。また、Ｘの
分子量が１３０００より大きくなると合成時に粘度の上
昇、溶融温度の上昇などの問題が起こり好ましくない。
用いる担体の吸水率、物理強度等に大きな影響を及ぼす
と考えられ、その数平均分子量は１０００〜１３０００
が好ましく、４０００〜８０００がより好ましい。Ｘの
分子量が小さくなるとソフトセグメントの分子量が小さ
くなり、その結果担体の吸水率が低くなる傾向が見ら
れ、使用時の担体比重が高くなってしまう。また、Ｘの
分子量が１３０００より大きくなると合成時に粘度の上
昇、溶融温度の上昇などの問題が起こり好ましくない。
【００１５】また、２個のイソシアネート基と反応しう
る基を持つ短鎖の化合物とイソシアネート化合物の反応
によって得られるハードセグメントは、下記の式（４）
又は式（５）で表わされる。 −（−Ｏ−Ｚ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−Ｙ−ＮＨ−ＣＯ−）− ・・・（４） −（−ＮＨ−Ｚ−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−Ｙ−ＮＨ−ＣＯ−）− ・・（５） 〔式中、Ｙは前記のものを示し、Ｚは数平均分子量３０
〜４００の短鎖ジオールの末端水酸基がイソシアネート
と反応することによって生じる基の、その末端水酸基を
除いた部分を示す。〕
る基を持つ短鎖の化合物とイソシアネート化合物の反応
によって得られるハードセグメントは、下記の式（４）
又は式（５）で表わされる。 −（−Ｏ−Ｚ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−Ｙ−ＮＨ−ＣＯ−）− ・・・（４） −（−ＮＨ−Ｚ−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−Ｙ−ＮＨ−ＣＯ−）− ・・（５） 〔式中、Ｙは前記のものを示し、Ｚは数平均分子量３０
〜４００の短鎖ジオールの末端水酸基がイソシアネート
と反応することによって生じる基の、その末端水酸基を
除いた部分を示す。〕
【００１６】前記のような熱可塑性ポリウレタンの製造
に使用する長鎖のジオール化合物としては、水溶性のポ
リオキシアルキレンジオールが好ましく、特に１分子中
に２個の末端水酸基を有する水溶性の酸化エチレン・酸
化プロピレン共重合ポリエーテル系ジオール、あるいは
ポリエチレングリコールが好ましい。特に酸化エチレン
の含有量が７０％以上であることが好ましい。より好ま
しくは酸化エチレンの含有量が８５％以上である。酸化
エチレンの含有量が７０％未満では担体の吸水率が低く
なる場合がある。
に使用する長鎖のジオール化合物としては、水溶性のポ
リオキシアルキレンジオールが好ましく、特に１分子中
に２個の末端水酸基を有する水溶性の酸化エチレン・酸
化プロピレン共重合ポリエーテル系ジオール、あるいは
ポリエチレングリコールが好ましい。特に酸化エチレン
の含有量が７０％以上であることが好ましい。より好ま
しくは酸化エチレンの含有量が８５％以上である。酸化
エチレンの含有量が７０％未満では担体の吸水率が低く
なる場合がある。
【００１７】また、ジイソシアネート化合物の具体例と
しては、トリレンジイソシアネート，キシリレンジイソ
シアネート，ナフチレンジイソシアネート，ジフェニル
メタンジイソシアネート，ビフェニレンジイソシアネー
ト，ジフェニルエーテルジイソシアネート，トリジンジ
イソシアネート，ヘキサメチレンジイソシアネート，イ
ソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
しては、トリレンジイソシアネート，キシリレンジイソ
シアネート，ナフチレンジイソシアネート，ジフェニル
メタンジイソシアネート，ビフェニレンジイソシアネー
ト，ジフェニルエーテルジイソシアネート，トリジンジ
イソシアネート，ヘキサメチレンジイソシアネート，イ
ソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
【００１８】また、短鎖の化合物としては、エチレング
リコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プ
ロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、２，３
−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−
ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２，２
−ジメチル−１，３−プロパンジオール、ジエチレング
リコール、ジプロピレングリコール、１，４−シクロヘ
キサンジメタノール、１，４−ビス−（β−ヒドロキシ
エトキシ）ベンゼン、ｐ−キシリレンジオール、フェニ
ルジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、
３，９−ビス−（２−ヒドロキシ‐１，１−ジメチルエ
チル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ（５，
５）−ウンデカン等が挙げられる。
リコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プ
ロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、２，３
−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−
ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２，２
−ジメチル−１，３−プロパンジオール、ジエチレング
リコール、ジプロピレングリコール、１，４−シクロヘ
キサンジメタノール、１，４−ビス−（β−ヒドロキシ
エトキシ）ベンゼン、ｐ−キシリレンジオール、フェニ
ルジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、
３，９−ビス−（２−ヒドロキシ‐１，１−ジメチルエ
チル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ（５，
５）−ウンデカン等が挙げられる。
【００１９】本発明に用いる熱可塑性ポリウレタンの製
造に際しては、長鎖ジオール化合物と２個のイソシアネ
ート基と反応しうる基を持つ短鎖の化合物の組成比は、
各々の分子量や担体の所望物性などにより変化させるこ
とができる。長鎖ジオール化合物の分子量にもよるが、
長鎖ジオール化合物と短鎖の化合物のモル比が５：１か
ら１：２の範囲であることが望ましい。長鎖ジオール化
合物の分子量が大きい場合は、熱可塑性ポリウレタンの
合成時に粘度が高くなる傾向があるので、ハードセグメ
ントを形成する短鎖の化合物のモル比は小さくした方が
好ましい。また高い物理強度を維持しつつ、吸水率を上
げるには、短鎖の化合物のモル比を大きくすることが好
ましい。
造に際しては、長鎖ジオール化合物と２個のイソシアネ
ート基と反応しうる基を持つ短鎖の化合物の組成比は、
各々の分子量や担体の所望物性などにより変化させるこ
とができる。長鎖ジオール化合物の分子量にもよるが、
長鎖ジオール化合物と短鎖の化合物のモル比が５：１か
ら１：２の範囲であることが望ましい。長鎖ジオール化
合物の分子量が大きい場合は、熱可塑性ポリウレタンの
合成時に粘度が高くなる傾向があるので、ハードセグメ
ントを形成する短鎖の化合物のモル比は小さくした方が
好ましい。また高い物理強度を維持しつつ、吸水率を上
げるには、短鎖の化合物のモル比を大きくすることが好
ましい。
【００２０】また、長鎖と短鎖の化合物の合計官能基数
に対するジイソシアネート化合物のイソシアネート基数
（ＮＣＯ／ＯＨ）は、０．９５〜１．８の範囲が望まし
く、更には１．０〜１．６であることが望ましい。この
ように本発明においては、ポリマー合成反応が十分に完
結したポリウレタン共重合体だけでなく、不完全熱可塑
ポリウレタン、すなわち一部イソシアネート基の残存し
たポリウレタン共重合体を、成形後に架橋を生じさせて
使用することもできる。本発明に用いる熱可塑性ポリウ
レタンの合成方法としては、長鎖ジオール化合物とジイ
ソシアネート化合物を予め反応させた後、鎖伸長剤とし
て２個のイソシアネート基と反応しうる基を持つ短鎖の
化合物を反応させるプレポリマー法，あるいは反応原料
を全て一時に混合するワンショット法のいずれも採用す
ることができる。
に対するジイソシアネート化合物のイソシアネート基数
（ＮＣＯ／ＯＨ）は、０．９５〜１．８の範囲が望まし
く、更には１．０〜１．６であることが望ましい。この
ように本発明においては、ポリマー合成反応が十分に完
結したポリウレタン共重合体だけでなく、不完全熱可塑
ポリウレタン、すなわち一部イソシアネート基の残存し
たポリウレタン共重合体を、成形後に架橋を生じさせて
使用することもできる。本発明に用いる熱可塑性ポリウ
レタンの合成方法としては、長鎖ジオール化合物とジイ
ソシアネート化合物を予め反応させた後、鎖伸長剤とし
て２個のイソシアネート基と反応しうる基を持つ短鎖の
化合物を反応させるプレポリマー法，あるいは反応原料
を全て一時に混合するワンショット法のいずれも採用す
ることができる。
【００２１】本発明に用いる熱可塑性ポリウレタンは、
水中での比重変更や成形性の向上を目的として、その他
の熱可塑性樹脂とブレンドすることも可能である。ブレ
ンドする樹脂は、上記のような熱可塑性ポリウレタンと
相溶性の樹脂であれば制限はなく、中でもポリエーテル
系の熱可塑性ポリウレタンが好ましい。ブレンドする場
合、上記のような熱可塑性ポリウレタンの含量は、重量
で３０％以上であることが好ましく、更に好ましくは５
０％以上である。この含量が３０％未満では、ブレンド
した熱可塑性有機高分子化合物の吸水率が小さくなり、
微生物親和性が低くなる。
水中での比重変更や成形性の向上を目的として、その他
の熱可塑性樹脂とブレンドすることも可能である。ブレ
ンドする樹脂は、上記のような熱可塑性ポリウレタンと
相溶性の樹脂であれば制限はなく、中でもポリエーテル
系の熱可塑性ポリウレタンが好ましい。ブレンドする場
合、上記のような熱可塑性ポリウレタンの含量は、重量
で３０％以上であることが好ましく、更に好ましくは５
０％以上である。この含量が３０％未満では、ブレンド
した熱可塑性有機高分子化合物の吸水率が小さくなり、
微生物親和性が低くなる。
【００２２】前記のような熱可塑性有機高分子化合物か
ら成る担体は、長期の機械攪拌に耐えうる物理強度、耐
久性を持ち、かつ吸水膨潤して高分子ゲル構造を持つこ
とから凹凸部を設けなくても脱窒菌が強固に結合固定さ
れることが確認された。本発明に使用する担体は、好気
条件である硝化工程と嫌気条件である嫌気工程の両方に
使用可能であることから、各種脱窒素活性汚泥法に適用
可能である。特に、嫌気槽と好気槽とに別々の担体を投
入し、各槽で向流の担体返送が必要となる各種担体添加
硝化液循環変法と比較して、嫌気好気の担体区分が無く
なると共に担体返送を硝化液循環と同様に行うことがで
きる。また従来は担体添加例の少ない各種間欠曝気法、
オキシデーションディッチ法にも好適である。
ら成る担体は、長期の機械攪拌に耐えうる物理強度、耐
久性を持ち、かつ吸水膨潤して高分子ゲル構造を持つこ
とから凹凸部を設けなくても脱窒菌が強固に結合固定さ
れることが確認された。本発明に使用する担体は、好気
条件である硝化工程と嫌気条件である嫌気工程の両方に
使用可能であることから、各種脱窒素活性汚泥法に適用
可能である。特に、嫌気槽と好気槽とに別々の担体を投
入し、各槽で向流の担体返送が必要となる各種担体添加
硝化液循環変法と比較して、嫌気好気の担体区分が無く
なると共に担体返送を硝化液循環と同様に行うことがで
きる。また従来は担体添加例の少ない各種間欠曝気法、
オキシデーションディッチ法にも好適である。
【００２３】本発明においては、例えば、水膨潤性の熱
可塑性有機高分子からなる微生物担体を処理槽内に留め
た状態で、被処理排水を連続的又は間欠的に処理槽内に
供給すると共に処理条件を硝化条件と脱窒条件とに交互
に繰り返し変更する方法などにより、同じ微生物担体を
硝化条件と脱窒条件とに交互に繰り返し使用することが
可能であり、嫌気好気サイクルの回数や１サイクルの時
間等に限定はない。脱窒素活性汚泥法に微生物担体を添
加する例では、運転初期に長期の馴養が必要という問題
があり、従来では包括固定化した担体を使用することに
よって解決を図っている。しかしながら、本発明におい
ては、好気条件と嫌気条件の両環境下で担体を併用する
ことにより、硝化能と脱窒能を持つ微生物担体が得られ
るだけでなく、どちらか一方の環境のみで馴養した場合
よりも硝化能、脱窒能の初期起ち上がりを早くし、馴養
期間を短縮することが可能となる。
可塑性有機高分子からなる微生物担体を処理槽内に留め
た状態で、被処理排水を連続的又は間欠的に処理槽内に
供給すると共に処理条件を硝化条件と脱窒条件とに交互
に繰り返し変更する方法などにより、同じ微生物担体を
硝化条件と脱窒条件とに交互に繰り返し使用することが
可能であり、嫌気好気サイクルの回数や１サイクルの時
間等に限定はない。脱窒素活性汚泥法に微生物担体を添
加する例では、運転初期に長期の馴養が必要という問題
があり、従来では包括固定化した担体を使用することに
よって解決を図っている。しかしながら、本発明におい
ては、好気条件と嫌気条件の両環境下で担体を併用する
ことにより、硝化能と脱窒能を持つ微生物担体が得られ
るだけでなく、どちらか一方の環境のみで馴養した場合
よりも硝化能、脱窒能の初期起ち上がりを早くし、馴養
期間を短縮することが可能となる。
【００２４】本発明に用いる担体を活性汚泥の共存下、
硝化菌の増殖する好気条件で馴養すると、担体表面に硝
化菌が、それを覆うようにせん毛虫類等の原生動物が密
生する。この担体を脱窒菌の増殖する嫌気条件下に移し
変えると脱窒菌が担体に吸着され、強固に固定化される
ことを発明者らは発見した。この現象は１サイクルだけ
に限られず、好気，嫌気の条件を繰り返す毎に硝化能、
脱窒能両方の起ち上がりが速くなることが確認された。
これは微生物同士の凝集力や脱窒菌が通性嫌気性である
ことに関係があると考えられる。
硝化菌の増殖する好気条件で馴養すると、担体表面に硝
化菌が、それを覆うようにせん毛虫類等の原生動物が密
生する。この担体を脱窒菌の増殖する嫌気条件下に移し
変えると脱窒菌が担体に吸着され、強固に固定化される
ことを発明者らは発見した。この現象は１サイクルだけ
に限られず、好気，嫌気の条件を繰り返す毎に硝化能、
脱窒能両方の起ち上がりが速くなることが確認された。
これは微生物同士の凝集力や脱窒菌が通性嫌気性である
ことに関係があると考えられる。
【００２５】次に、図面を参照して本発明をさらに具体
的に説明する。図１は、本発明の一実施態様を示す排水
の硝化脱窒装置の系統図である。図１において、生物処
理槽１内には散気管２及び攪拌羽４が備えられており、
さらに微生物担体１２が投入されている。生物処理槽１
内を好気状態にする場合は、エアレーションポンプ３を
作動させ、散気管２より空気を吹き込み、曝気処理を行
う。また嫌気状態にするときは、攪拌モーター５を作動
させて攪拌羽４を回転させ、生物処理槽１内の原水（被
処理排水）と活性汚泥と担体１２を混合させる。この生
物処理槽１内に原水タンク６から送液ポンプ７を介して
原水を流入させる。まず嫌気好気状態に関らず、原水中
の有機物が槽内の活性汚泥と担体１２に固定化された微
生物によって分解されるが、同時に有機性窒素がアンモ
ニア態窒素に分解される。次に好気状態になると担体１
２に結合した硝化菌の作用でアンモニア態窒素の酸化が
起こり、硝酸態、亜硝酸態窒素に変換される。次いで嫌
気状態になると担体１２の表面で脱窒菌が優勢となり、
その作用により硝酸態、亜硝酸態窒素が窒素ガスにまで
分解される。原水を連続的又は間欠的に生物処理槽１内
に供給すると共に、所定時間嫌気状態と好気状態とに交
互に繰り返すことによって上記脱窒素処理を行う。
的に説明する。図１は、本発明の一実施態様を示す排水
の硝化脱窒装置の系統図である。図１において、生物処
理槽１内には散気管２及び攪拌羽４が備えられており、
さらに微生物担体１２が投入されている。生物処理槽１
内を好気状態にする場合は、エアレーションポンプ３を
作動させ、散気管２より空気を吹き込み、曝気処理を行
う。また嫌気状態にするときは、攪拌モーター５を作動
させて攪拌羽４を回転させ、生物処理槽１内の原水（被
処理排水）と活性汚泥と担体１２を混合させる。この生
物処理槽１内に原水タンク６から送液ポンプ７を介して
原水を流入させる。まず嫌気好気状態に関らず、原水中
の有機物が槽内の活性汚泥と担体１２に固定化された微
生物によって分解されるが、同時に有機性窒素がアンモ
ニア態窒素に分解される。次に好気状態になると担体１
２に結合した硝化菌の作用でアンモニア態窒素の酸化が
起こり、硝酸態、亜硝酸態窒素に変換される。次いで嫌
気状態になると担体１２の表面で脱窒菌が優勢となり、
その作用により硝酸態、亜硝酸態窒素が窒素ガスにまで
分解される。原水を連続的又は間欠的に生物処理槽１内
に供給すると共に、所定時間嫌気状態と好気状態とに交
互に繰り返すことによって上記脱窒素処理を行う。
【００２６】処理済排水はオーバーフローによって生物
処理槽１から沈殿槽９に流出するが、担体分離スクリー
ン８によって担体１２は生物処理槽１内に常時滞留する
ため、生物処理槽１内の微生物濃度は、原水流入量に関
らず高く保たれる。沈殿槽９では、活性汚泥と処理済排
水が重力沈降によって分離され、放流ライン１１から処
理済排水のみが系外に流出される。沈降した活性汚泥
は、生物処理槽１内のＭＬＳＳ濃度を維持するために汚
泥返送ポンプ１０を介して返送されるが、担体１２によ
って脱窒菌と増殖速度の遅い硝化菌とが高濃度に保持さ
れているため、汚泥管理は標準法よりも容易である。こ
のように、本発明の方法では、微生物担体を入れ換える
ことなく、間欠曝気による担体添加型硝化脱窒が可能と
なる。また上記間欠曝気法に限らず、各種硝化液循環変
法やオキシデーションディッチ法にも適用可能である。
処理槽１から沈殿槽９に流出するが、担体分離スクリー
ン８によって担体１２は生物処理槽１内に常時滞留する
ため、生物処理槽１内の微生物濃度は、原水流入量に関
らず高く保たれる。沈殿槽９では、活性汚泥と処理済排
水が重力沈降によって分離され、放流ライン１１から処
理済排水のみが系外に流出される。沈降した活性汚泥
は、生物処理槽１内のＭＬＳＳ濃度を維持するために汚
泥返送ポンプ１０を介して返送されるが、担体１２によ
って脱窒菌と増殖速度の遅い硝化菌とが高濃度に保持さ
れているため、汚泥管理は標準法よりも容易である。こ
のように、本発明の方法では、微生物担体を入れ換える
ことなく、間欠曝気による担体添加型硝化脱窒が可能と
なる。また上記間欠曝気法に限らず、各種硝化液循環変
法やオキシデーションディッチ法にも適用可能である。
【００２７】
【実施例】次に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明
するが、本発明はこれによって制限されるものではな
い。
するが、本発明はこれによって制限されるものではな
い。
【００２８】製造例１（熱可塑性ポリウレタンからなる
担体の製造） 長鎖ジオール化合物として平均分子量２０００のポリエ
チレングリコールを用い、これを１００重量部攪拌機付
き反応釜中に投入し、窒素ガス雰囲気下、１１０℃で１
時間予備加熱を行いポリエチレングリコール中の水分を
放出させた後、反応釜の温度を１３０℃に設定する。ジ
イソシアネート化合物として４，４’−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート２５重量部を反応釜中に添加し、２
時間攪拌してプレポリマー反応を行なう。鎖長延長剤と
して１，４−ブタンジオールを用い、プレポリマー反応
終了後に、これを１．１９重量部添加、１時間攪拌し
た。なお予備加熱後の一連の反応は、１３０℃で行なっ
た。反応終了後、離型処理したバット上に流延し、１０
０℃で４時間加熱処理を行ない、熱可塑性ポリウレタン
樹脂組成物を得た。このようにして製造された熱可塑性
ポリウレタン樹脂組成物を冷却後に細かく粉砕し、加熱
エクストルーダー（押し出し機）を用い、剪断力を加え
つつ１８０〜２３０℃で加熱溶融を行ない、押し出し機
のノズルから押し出された直径２．５ｍｍのストランド
を長さ２．５ｍｍに切断して円柱状の樹脂成形物を得
た。このものを水に浸漬・膨潤させて、直径と長さが約
４ｍｍの担体を得た。この担体の吸水率は３５０％、圧
縮降伏応力は１０ＭＰａであった。
担体の製造） 長鎖ジオール化合物として平均分子量２０００のポリエ
チレングリコールを用い、これを１００重量部攪拌機付
き反応釜中に投入し、窒素ガス雰囲気下、１１０℃で１
時間予備加熱を行いポリエチレングリコール中の水分を
放出させた後、反応釜の温度を１３０℃に設定する。ジ
イソシアネート化合物として４，４’−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート２５重量部を反応釜中に添加し、２
時間攪拌してプレポリマー反応を行なう。鎖長延長剤と
して１，４−ブタンジオールを用い、プレポリマー反応
終了後に、これを１．１９重量部添加、１時間攪拌し
た。なお予備加熱後の一連の反応は、１３０℃で行なっ
た。反応終了後、離型処理したバット上に流延し、１０
０℃で４時間加熱処理を行ない、熱可塑性ポリウレタン
樹脂組成物を得た。このようにして製造された熱可塑性
ポリウレタン樹脂組成物を冷却後に細かく粉砕し、加熱
エクストルーダー（押し出し機）を用い、剪断力を加え
つつ１８０〜２３０℃で加熱溶融を行ない、押し出し機
のノズルから押し出された直径２．５ｍｍのストランド
を長さ２．５ｍｍに切断して円柱状の樹脂成形物を得
た。このものを水に浸漬・膨潤させて、直径と長さが約
４ｍｍの担体を得た。この担体の吸水率は３５０％、圧
縮降伏応力は１０ＭＰａであった。
【００２９】製造例２（熱可塑性ポリウレタンからなる
担体の製造） 長鎖ジオール化合物として平均分子量６０００のポリエ
チレングリコール１００重量部、ジイソシアネート化合
物として４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート
８．３重量部、鎖長延長剤として１，４−ブタンジオー
ル０．４重量部を用いる以外は、実施例１と同様にし
て、水で完全膨潤した状態において、直径と長さが約４
ｍｍ、吸水率が１５００％、圧縮降伏応力が３．０ＭＰ
ａの担体を得た。
担体の製造） 長鎖ジオール化合物として平均分子量６０００のポリエ
チレングリコール１００重量部、ジイソシアネート化合
物として４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート
８．３重量部、鎖長延長剤として１，４−ブタンジオー
ル０．４重量部を用いる以外は、実施例１と同様にし
て、水で完全膨潤した状態において、直径と長さが約４
ｍｍ、吸水率が１５００％、圧縮降伏応力が３．０ＭＰ
ａの担体を得た。
【００３０】製造例３（熱可塑性ポリウレタンからなる
担体の製造） 長鎖ジオール化合物として平均分子量１００００のポリ
エチレングリコール１００重量部、ジイソシアネート化
合物として４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト５．０重量部、鎖長延長剤として１，４−ブタンジオ
ール０．２４重量部を用いる以外は、実施例１と同様に
して、水で完全膨潤した状態において、直径と長さが約
４ｍｍ、吸水率が２５００％、圧縮降伏応力が１．２Ｍ
Ｐａの担体を得た。
担体の製造） 長鎖ジオール化合物として平均分子量１００００のポリ
エチレングリコール１００重量部、ジイソシアネート化
合物として４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト５．０重量部、鎖長延長剤として１，４−ブタンジオ
ール０．２４重量部を用いる以外は、実施例１と同様に
して、水で完全膨潤した状態において、直径と長さが約
４ｍｍ、吸水率が２５００％、圧縮降伏応力が１．２Ｍ
Ｐａの担体を得た。
【００３１】製造例４（熱可塑性ポリウレタンからなる
担体の製造） 長鎖ジオール化合物として平均分子量６０００のポリエ
チレングリコール１００重量部、ジイソシアネート化合
物として４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート
８．３重量部、鎖長延長剤として１，４−ブタンジオー
ル１．５３重量部を用いる以外は、実施例１と同様にし
て、水で完全膨潤した状態において、直径と長さが約４
ｍｍ、吸水率が１３００％、圧縮降伏応力が４．９ＭＰ
ａの担体を得た。
担体の製造） 長鎖ジオール化合物として平均分子量６０００のポリエ
チレングリコール１００重量部、ジイソシアネート化合
物として４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート
８．３重量部、鎖長延長剤として１，４−ブタンジオー
ル１．５３重量部を用いる以外は、実施例１と同様にし
て、水で完全膨潤した状態において、直径と長さが約４
ｍｍ、吸水率が１３００％、圧縮降伏応力が４．９ＭＰ
ａの担体を得た。
【００３２】製造例５（熱可塑性ポリウレタンからなる
担体の製造） 長鎖ジオール化合物として平均分子量６０００のポリエ
ーテルジオール（ＥＯ／ＰＯ＝７／３）１００重量部、
ジイソシアネート化合物として４，４’−ジフェニルメ
タンジイソシアネート８．３重量部、鎖長延長剤として
１，４−ブタンジオール０．４重量部を用いる以外は、
実施例１と同様にして、水で完全膨潤した状態におい
て、直径と長さが約４ｍｍ、吸水率が３００％、圧縮降
伏応力が１０ＭＰａの担体を得た。
担体の製造） 長鎖ジオール化合物として平均分子量６０００のポリエ
ーテルジオール（ＥＯ／ＰＯ＝７／３）１００重量部、
ジイソシアネート化合物として４，４’−ジフェニルメ
タンジイソシアネート８．３重量部、鎖長延長剤として
１，４−ブタンジオール０．４重量部を用いる以外は、
実施例１と同様にして、水で完全膨潤した状態におい
て、直径と長さが約４ｍｍ、吸水率が３００％、圧縮降
伏応力が１０ＭＰａの担体を得た。
【００３３】製造例６（熱可塑性ポリウレタンからなる
担体の製造） 長鎖ジオール化合物として平均分子量６０００のポリエ
ーテルジオール（ＥＯ／ＰＯ＝５／５）１００重量部、
ジイソシアネート化合物として４，４’−ジフェニルメ
タンジイソシアネート８．３重量部、鎖長延長剤として
１，４−ブタンジオール０．４重量部を用いる以外は、
実施例１と同様にして、水で完全膨潤した状態におい
て、直径と長さが約４ｍｍ、吸水率が２０％の担体を得
た。
担体の製造） 長鎖ジオール化合物として平均分子量６０００のポリエ
ーテルジオール（ＥＯ／ＰＯ＝５／５）１００重量部、
ジイソシアネート化合物として４，４’−ジフェニルメ
タンジイソシアネート８．３重量部、鎖長延長剤として
１，４−ブタンジオール０．４重量部を用いる以外は、
実施例１と同様にして、水で完全膨潤した状態におい
て、直径と長さが約４ｍｍ、吸水率が２０％の担体を得
た。
【００３４】製造例７（イオン架橋による硬化のポリビ
ニルアルコールゲル担体の製造） ポリビニルアルコール粉末（重合度２０００、ケン化度
９９．８％）を水に溶解してポリビニルアルコール濃度
が１２重量％の水溶液５００ｇを作製した。この溶液に
４重量％のアルギン酸ナトリウム水溶液２５０ｇを加え
て混合した。この溶液に日清紡東京工場排水処理活性汚
泥装置の活性汚泥（汚泥濃度１５００ｍｇ／ｌ）を濃縮
し、汚泥濃度８０００ｍｇ／ｌにしたスラリーを２５０
ｇ加えて均一になるまで混合した。この混合液をノズル
から下記の凝固液に滴下した。凝固液は１２ｇ／ｌ濃度
のホウ酸、３０ｇ／ｌ濃度の塩化カルシウム水溶液であ
る。滴下した溶液は球状に凝固した。ゲルを取り出し、
飽和硫酸ナトリウム水溶液に移して２時間放置し、ポリ
ビニルアルコールゲル担体を得た。この球状ゲルの直径
は約４ｍｍ、圧縮降伏応力は０．０２ＭＰａであった。
ニルアルコールゲル担体の製造） ポリビニルアルコール粉末（重合度２０００、ケン化度
９９．８％）を水に溶解してポリビニルアルコール濃度
が１２重量％の水溶液５００ｇを作製した。この溶液に
４重量％のアルギン酸ナトリウム水溶液２５０ｇを加え
て混合した。この溶液に日清紡東京工場排水処理活性汚
泥装置の活性汚泥（汚泥濃度１５００ｍｇ／ｌ）を濃縮
し、汚泥濃度８０００ｍｇ／ｌにしたスラリーを２５０
ｇ加えて均一になるまで混合した。この混合液をノズル
から下記の凝固液に滴下した。凝固液は１２ｇ／ｌ濃度
のホウ酸、３０ｇ／ｌ濃度の塩化カルシウム水溶液であ
る。滴下した溶液は球状に凝固した。ゲルを取り出し、
飽和硫酸ナトリウム水溶液に移して２時間放置し、ポリ
ビニルアルコールゲル担体を得た。この球状ゲルの直径
は約４ｍｍ、圧縮降伏応力は０．０２ＭＰａであった。
【００３５】製造例８（架橋型ポリエチレングリコール
ゲル担体の製造） 熱可塑性でない三次元架橋型のポリエチレングリコール
ジメタクリレート（２３Ｇ；新中村化学工業（株）製）
１５重量部とジメチルアミノプロピオニトリル０．６重
量部とを水８４．４重量部に溶解した。これに過硫酸カ
リウム０．２％水溶液３５重量部を添加し、よく攪拌し
た後、型に流し込みゲル化させた。ゲルを取り出して４
ｍｍ角に裁断し、ポリエチレングリコールゲル担体を得
た。この担体の圧縮降伏応力は０．０１ＭＰａであっ
た。
ゲル担体の製造） 熱可塑性でない三次元架橋型のポリエチレングリコール
ジメタクリレート（２３Ｇ；新中村化学工業（株）製）
１５重量部とジメチルアミノプロピオニトリル０．６重
量部とを水８４．４重量部に溶解した。これに過硫酸カ
リウム０．２％水溶液３５重量部を添加し、よく攪拌し
た後、型に流し込みゲル化させた。ゲルを取り出して４
ｍｍ角に裁断し、ポリエチレングリコールゲル担体を得
た。この担体の圧縮降伏応力は０．０１ＭＰａであっ
た。
【００３６】製造例９（ポリプロピレン製担体の製造） ポリプロピレンペレット９０重量部、でんぷん５重量部
及び硫酸バリウム５重量部をよく混合し、押出成形機で
直径４ｍｍ、長さ５ｍｍの中空円筒状ペレットに成形
し、ポリプロピレン製中空担体を得た。この担体の圧縮
降伏応力は４．５ＭＰａであった。前記の各製造例で得
られた担体の原料組成比及び吸水率、圧縮降伏応力を第
１表に示す。なお、第１表中、ＭＤＩはジフエニルメタ
ンジイソシアネートを意味し、１，４−ＢＤＯは１，４
−ブタンジオールを意味する。
及び硫酸バリウム５重量部をよく混合し、押出成形機で
直径４ｍｍ、長さ５ｍｍの中空円筒状ペレットに成形
し、ポリプロピレン製中空担体を得た。この担体の圧縮
降伏応力は４．５ＭＰａであった。前記の各製造例で得
られた担体の原料組成比及び吸水率、圧縮降伏応力を第
１表に示す。なお、第１表中、ＭＤＩはジフエニルメタ
ンジイソシアネートを意味し、１，４−ＢＤＯは１，４
−ブタンジオールを意味する。
【００３７】
【表１】
【００３８】試験例（担体の磨耗強度比較） 製造例１〜３、７及び８の担体について、以下の磨耗促
進試験を行ない、結果を第２表に示す。完全膨潤状態の
試料担体１００個を、純水をはったメスシリンダーに入
れ、体積を測定する。内側面に耐水性サンドペーパー
（粒度１００番）を貼った円筒形ポリスチレン製容器
（内径１１５ｍｍ×高さ１０５ｍｍ、容量１０９０ミリ
リットル、ネジ口ビン）に体積測定後の担体を移し、純
水を満たす。この容器に直径１００ｍｍの３枚羽式撹拌
用プロペラを挿入し、毎分４００回転の速度で撹拌す
る。１６８時間撹拌後、中の担体を取り出し、見開き１
ｍｍのふるいに通す。メスシリンダーを使用してふるい
に残った担体の体積を計量し、下記の式により摩耗残存
率を算出する。 摩耗残存率（％）＝攪拌後ふるいに残った担体の体積
（cm3)×100 ／試験前の担体の体積（cm3)
進試験を行ない、結果を第２表に示す。完全膨潤状態の
試料担体１００個を、純水をはったメスシリンダーに入
れ、体積を測定する。内側面に耐水性サンドペーパー
（粒度１００番）を貼った円筒形ポリスチレン製容器
（内径１１５ｍｍ×高さ１０５ｍｍ、容量１０９０ミリ
リットル、ネジ口ビン）に体積測定後の担体を移し、純
水を満たす。この容器に直径１００ｍｍの３枚羽式撹拌
用プロペラを挿入し、毎分４００回転の速度で撹拌す
る。１６８時間撹拌後、中の担体を取り出し、見開き１
ｍｍのふるいに通す。メスシリンダーを使用してふるい
に残った担体の体積を計量し、下記の式により摩耗残存
率を算出する。 摩耗残存率（％）＝攪拌後ふるいに残った担体の体積
（cm3)×100 ／試験前の担体の体積（cm3)
【００３９】
【表２】
【００４０】製造例１〜３の担体は摩耗残存率が高く、
耐久性に優れているが、製造例７及び８の担体は摩耗残
存率が著しく低く、長期間の機械攪拌には耐えないこと
が判った。
耐久性に優れているが、製造例７及び８の担体は摩耗残
存率が著しく低く、長期間の機械攪拌には耐えないこと
が判った。
【００４１】実施例１（担体の硝化脱窒試験） 図１に示した硝化脱窒装置を用い、下記の組成の原水を
下記の運転条件で間欠曝気処理した。 原水の組成 濃度（ｍｇ／Ｌ） グルコース ６１．８ Ｌ−グルタミン酸 ６１．８ 塩化アンモニウム ９３．２ ＫＨ2 ＰＯ4 ４．３ ＣａＣl2・2Ｈ2 Ｏ ４６．３ ＭｇＳＯ4 ・7Ｈ2 Ｏ ３２．４ ＺｎＣl2 ０．２０８ ＦｅＳＯ4 ・7Ｈ2 Ｏ １．０ ＥＤＴＡ・２Ｎａ １．８ ＣｕＳＯ4 ・5Ｈ2 Ｏ ０．５１ ＭｎＣl2・4Ｈ2 Ｏ ０．０７２ Ｎa2ＭｏＯ4 ・2Ｈ2 Ｏ ０．０５ ＣｏＣl2・6Ｈ2 Ｏ ０．００８
下記の運転条件で間欠曝気処理した。 原水の組成 濃度（ｍｇ／Ｌ） グルコース ６１．８ Ｌ−グルタミン酸 ６１．８ 塩化アンモニウム ９３．２ ＫＨ2 ＰＯ4 ４．３ ＣａＣl2・2Ｈ2 Ｏ ４６．３ ＭｇＳＯ4 ・7Ｈ2 Ｏ ３２．４ ＺｎＣl2 ０．２０８ ＦｅＳＯ4 ・7Ｈ2 Ｏ １．０ ＥＤＴＡ・２Ｎａ １．８ ＣｕＳＯ4 ・5Ｈ2 Ｏ ０．５１ ＭｎＣl2・4Ｈ2 Ｏ ０．０７２ Ｎa2ＭｏＯ4 ・2Ｈ2 Ｏ ０．０５ ＣｏＣl2・6Ｈ2 Ｏ ０．００８
【００４２】 運転条件 生物処理槽の容積：２０リットル 曝気サイクル ：好気３時間＋嫌気３時間を１サイクルとした。好気時の 溶存酸素濃度は６ｍｇ／Ｌとし、嫌気時は攪拌羽で攪拌し た。 原水流量 ：嫌気時のみ６．６７Ｌ／ｈｒで添加した（８０Ｌ／日）。 滞留時間 ：６．０時間 原水窒素濃度 ：３０ｍｇ−Ｎ／Ｌ 窒素負荷 ：０．１２ｋｇ−Ｎ／ｍ3-槽・日 汚泥返送 ：浮遊ＭＬＳＳが２０００ｍｇ／Ｌになるように返送した。 水温 ：２２℃に温度調節
【００４３】供試担体としては、下記のものをそれぞれ
１リットル投入した。 担体Ａ ： 製造例２で製造した水膨潤性の熱可塑性ポリウレタン 直径４ｍｍ、長さ４ｍｍの円柱状ゲル 担体Ｂ ： 製造例７で製造したイオン架橋による硬化性ポリビニルアルコ ールゲル、 直径４ｍｍの球状ゲル 担体Ｃ ： 製造例９で製造したポリプロピレン製チューブ 直径４ｍｍ、長さ５ｍｍの中空円筒状
１リットル投入した。 担体Ａ ： 製造例２で製造した水膨潤性の熱可塑性ポリウレタン 直径４ｍｍ、長さ４ｍｍの円柱状ゲル 担体Ｂ ： 製造例７で製造したイオン架橋による硬化性ポリビニルアルコ ールゲル、 直径４ｍｍの球状ゲル 担体Ｃ ： 製造例９で製造したポリプロピレン製チューブ 直径４ｍｍ、長さ５ｍｍの中空円筒状
【００４４】担体の性能評価として回分試験を随時行
い、各担体あたりの硝化速度と脱窒速度を測定し、試験
開始からの処理日数と担体硝化速度の関係を図２に、試
験開始からの処理日数と担体脱窒速度の関係を図３に示
す。本発明の実施例である担体Ａを用いた場合には、試
験開始３０日目以降で硝化能が安定し、水温２２℃で約
２ｋｇ−Ｎ／ｍ3-担体・日の担体硝化速度を示し、４０
日目以降で脱窒能が安定し、水温２２℃で約１．５ｋｇ
−Ｎ／ｍ3-担体・日の担体脱窒速度を示した。また、担
体Ａは、投入時から好気時，嫌気時共に流動し、全試験
期間を通じて担体の浮上，崩壊等の現象は起こらなかっ
た。それに対して担体Ｂは、試験開始２５日目で機械攪
拌によって崩壊し、生物処理槽内から流出した。また、
担体Ｃは、試験開始５０日目以降で硝化能が安定し、水
温２２℃で約０．８ｋｇ−Ｎ／ｍ3-担体・日の担体硝化
速度を示し、脱窒能も同時期から安定し、水温２２℃で
約０．７ｋｇ−Ｎ／ｍ3-担体・日の担体脱窒速度を示し
た。担体Ｃは、投入時から水面付近に浮上し、全試験期
間を通じて流動性が悪かった。
い、各担体あたりの硝化速度と脱窒速度を測定し、試験
開始からの処理日数と担体硝化速度の関係を図２に、試
験開始からの処理日数と担体脱窒速度の関係を図３に示
す。本発明の実施例である担体Ａを用いた場合には、試
験開始３０日目以降で硝化能が安定し、水温２２℃で約
２ｋｇ−Ｎ／ｍ3-担体・日の担体硝化速度を示し、４０
日目以降で脱窒能が安定し、水温２２℃で約１．５ｋｇ
−Ｎ／ｍ3-担体・日の担体脱窒速度を示した。また、担
体Ａは、投入時から好気時，嫌気時共に流動し、全試験
期間を通じて担体の浮上，崩壊等の現象は起こらなかっ
た。それに対して担体Ｂは、試験開始２５日目で機械攪
拌によって崩壊し、生物処理槽内から流出した。また、
担体Ｃは、試験開始５０日目以降で硝化能が安定し、水
温２２℃で約０．８ｋｇ−Ｎ／ｍ3-担体・日の担体硝化
速度を示し、脱窒能も同時期から安定し、水温２２℃で
約０．７ｋｇ−Ｎ／ｍ3-担体・日の担体脱窒速度を示し
た。担体Ｃは、投入時から水面付近に浮上し、全試験期
間を通じて流動性が悪かった。
【００４５】実施例２（担体の硝化脱窒試験） 生物処理槽内に供試担体として担体Ａを４リットル投入
した以外は、実施例１と同様にして間欠曝気試験を行っ
た。試験開始６０日目以降の処理水の平均水質を第３表
に示す。第３表に示すように試験開始６０日目以降の処
理水質は、ＮＨ4 −Ｎ、ＮＯ3−Ｎ共に１ｍｇ／Ｌ以
下、Ｔ−Ｎ除去率９０％以上と安定した処理を示した。
担体Ａは、投入時から好気時，嫌気時共に流動し、全試
験期間を通じて担体の浮上，崩壊等の現象は起こらなか
った。下記の比較例１と比較すると、担体Ａを硝化工程
と脱窒工程の両方に使用することによって、安定した処
理が可能となり、窒素除去率が向上することが明らかに
なる。
した以外は、実施例１と同様にして間欠曝気試験を行っ
た。試験開始６０日目以降の処理水の平均水質を第３表
に示す。第３表に示すように試験開始６０日目以降の処
理水質は、ＮＨ4 −Ｎ、ＮＯ3−Ｎ共に１ｍｇ／Ｌ以
下、Ｔ−Ｎ除去率９０％以上と安定した処理を示した。
担体Ａは、投入時から好気時，嫌気時共に流動し、全試
験期間を通じて担体の浮上，崩壊等の現象は起こらなか
った。下記の比較例１と比較すると、担体Ａを硝化工程
と脱窒工程の両方に使用することによって、安定した処
理が可能となり、窒素除去率が向上することが明らかに
なる。
【００４６】比較例１（担体を使用しない硝化脱窒試
験） 生物処理槽内に担体を添加せず、ＭＬＳＳを３０００〜
３５００ｍｇ／Ｌに設定した以外は、実施例１と同様に
して間欠曝気試験を行った。試験開始６０日目以降の処
理水の平均水質を第３表に示す。この試験では、試験開
始１０日目以降から沈殿槽で汚泥の浮上が見られ、ＳＳ
の流出が発生した。また、試験開始６０日目以降の処理
水質は、硝化・脱窒共に安定せず、Ｔ−Ｎ除去率は約８
０％であった。
験） 生物処理槽内に担体を添加せず、ＭＬＳＳを３０００〜
３５００ｍｇ／Ｌに設定した以外は、実施例１と同様に
して間欠曝気試験を行った。試験開始６０日目以降の処
理水の平均水質を第３表に示す。この試験では、試験開
始１０日目以降から沈殿槽で汚泥の浮上が見られ、ＳＳ
の流出が発生した。また、試験開始６０日目以降の処理
水質は、硝化・脱窒共に安定せず、Ｔ−Ｎ除去率は約８
０％であった。
【００４７】
【表３】
【００４８】比較例２（担体の連続硝化試験） 下記組成の原水を図１に示す硝化脱窒装置を用い、その
生物処理槽内に担体Ａを４リットル添加し、下記の運転
条件で連続硝化試験を行った。試験開始からの処理日数
と担体硝化速度の関係を図２に示す。 原水の組成 濃度（ｍｇ／Ｌ） 塩化アンモニウム １１４．６ ＫＨ2 ＰＯ4 ４．３ ＣａＣl2・2Ｈ2 Ｏ ４６．３ ＭｇＳＯ4 ・7Ｈ2 Ｏ ３２．４ ＦｅＳＯ4 ・7Ｈ2 Ｏ １．０ ＥＤＴＡ・２Ｎａ １．８ ＺｎＣl2 ０．２０８ ＣｕＳＯ4 ・5Ｈ2 Ｏ ０．５１ ＭｎＣl2・4Ｈ2 Ｏ ０．０７２ Ｎa2ＭｏＯ4 ・2Ｈ2 Ｏ ０．０５ ＣｏＣl2・6Ｈ2 Ｏ ０．００８
生物処理槽内に担体Ａを４リットル添加し、下記の運転
条件で連続硝化試験を行った。試験開始からの処理日数
と担体硝化速度の関係を図２に示す。 原水の組成 濃度（ｍｇ／Ｌ） 塩化アンモニウム １１４．６ ＫＨ2 ＰＯ4 ４．３ ＣａＣl2・2Ｈ2 Ｏ ４６．３ ＭｇＳＯ4 ・7Ｈ2 Ｏ ３２．４ ＦｅＳＯ4 ・7Ｈ2 Ｏ １．０ ＥＤＴＡ・２Ｎａ １．８ ＺｎＣl2 ０．２０８ ＣｕＳＯ4 ・5Ｈ2 Ｏ ０．５１ ＭｎＣl2・4Ｈ2 Ｏ ０．０７２ Ｎa2ＭｏＯ4 ・2Ｈ2 Ｏ ０．０５ ＣｏＣl2・6Ｈ2 Ｏ ０．００８
【００４９】 運転条件 生物処理槽の容積：２０リットル 曝気 ：溶存酸素濃度が６ｍｇ／Ｌとなるようにエアレーション攪 拌した。 原水流量 ：６．６７Ｌ／ｈｒ（１６０Ｌ／日）。 滞留時間 ：３．０時間 原水窒素濃度 ：３０ｍｇ−Ｎ／Ｌ 窒素負荷 ：０．２４ｋｇ−Ｎ／ｍ3-槽・日 汚泥返送 ：浮遊ＭＬＳＳが２０００ｍｇ／Ｌになるように返送した。 ｐＨ ：７．８になるように中和設定 水温 ：２２℃に温度調節
【００５０】この試験で、担体Ａは、試験開始６０日目
以降で硝化能が安定し、実施例１と同じく水温２２℃で
約２ｋｇ−Ｎ／ｍ3-担体・日の担体硝化速度を示した。
実施例１と比較すると、硝化工程のみでなく、脱窒工程
にも担体Ａを使用することにより、起ち上がりまでの馴
養期間が短縮されることが判る。
以降で硝化能が安定し、実施例１と同じく水温２２℃で
約２ｋｇ−Ｎ／ｍ3-担体・日の担体硝化速度を示した。
実施例１と比較すると、硝化工程のみでなく、脱窒工程
にも担体Ａを使用することにより、起ち上がりまでの馴
養期間が短縮されることが判る。
【００５１】比較例３（担体の連続脱窒試験） 下記組成の原水を図１に示す硝化脱窒装置を用い、その
生物処理槽内に担体Ａを４リットル添加し、下記の運転
条件で連続硝化試験を行った。試験開始からの処理日数
と担体脱窒速度の関係を図３に示す。 原水の組成 濃度（ｍｇ／Ｌ） メタノール １００．０ ＮａＮＯ3 １８２．１ ＫＨ2 ＰＯ4 ４．３ ＣａＣl2・2Ｈ2 Ｏ ４６．３ ＭｇＳＯ4 ・7Ｈ2 Ｏ ３２．４ ＺｎＣl2 ０．２０８ ＦｅＳＯ4 ・7Ｈ2 Ｏ １．０ ＥＤＴＡ・２Ｎａ １．８ ＣｕＳＯ4 ・5Ｈ2 Ｏ ０．５１ ＭｎＣl2・4Ｈ2 Ｏ ０．０７２ Ｎa2ＭｏＯ4 ・2Ｈ2 Ｏ ０．０５ ＣｏＣl2・6Ｈ2 Ｏ ０．００８
生物処理槽内に担体Ａを４リットル添加し、下記の運転
条件で連続硝化試験を行った。試験開始からの処理日数
と担体脱窒速度の関係を図３に示す。 原水の組成 濃度（ｍｇ／Ｌ） メタノール １００．０ ＮａＮＯ3 １８２．１ ＫＨ2 ＰＯ4 ４．３ ＣａＣl2・2Ｈ2 Ｏ ４６．３ ＭｇＳＯ4 ・7Ｈ2 Ｏ ３２．４ ＺｎＣl2 ０．２０８ ＦｅＳＯ4 ・7Ｈ2 Ｏ １．０ ＥＤＴＡ・２Ｎａ １．８ ＣｕＳＯ4 ・5Ｈ2 Ｏ ０．５１ ＭｎＣl2・4Ｈ2 Ｏ ０．０７２ Ｎa2ＭｏＯ4 ・2Ｈ2 Ｏ ０．０５ ＣｏＣl2・6Ｈ2 Ｏ ０．００８
【００５２】 運転条件 生物処理槽の容積：２０リットル 攪拌 ：攪拌羽による機械攪拌 原水流量 ：６．６７Ｌ／ｈｒ（１６０Ｌ／日）。 滞留時間 ：３．０時間 原水窒素濃度 ：３０ｍｇ−Ｎ／Ｌ 窒素負荷 ：０．２４ｋｇ−Ｎ／ｍ3-槽・日 汚泥返送 ：浮遊ＭＬＳＳが２０００ｍｇ／Ｌになるように返送した。 水温 ：２２℃に温度調節
【００５３】この試験で、担体Ａは、試験開始６０日目
以降で脱窒能が安定し、実施例１と同じく水温２２℃で
約１．５ｋｇ−Ｎ／ｍ3-担体・日の担体脱窒速度を示し
た。実施例１と比較すると、脱窒工程のみでなく、硝化
工程にも担体Ａを使用することにより、起ち上がりまで
の馴養期間が短縮されることが判る。
以降で脱窒能が安定し、実施例１と同じく水温２２℃で
約１．５ｋｇ−Ｎ／ｍ3-担体・日の担体脱窒速度を示し
た。実施例１と比較すると、脱窒工程のみでなく、硝化
工程にも担体Ａを使用することにより、起ち上がりまで
の馴養期間が短縮されることが判る。
【００５４】
【発明の効果】本発明により、特定の物性を有する熱可
塑性有機高分子化合物からなる同じ微生物担体を、脱窒
素活性汚泥法の硝化工程と脱窒工程の両方に使用するこ
とによって、工程毎に担体を分別する必要が無く、嫌気
槽と好気槽の担体区分が無くなると共に担体返送を硝化
液循環と同様に行えることから、合理的で、処理施設の
コンパクト化を図ることができ、処理時間や処理コスト
を低減することができる。また、同一の担体を好気条件
と嫌気条件の両環境下で使用することによって、硝化能
と脱窒能を持つ微生物担体が得られるだけでなく、どち
らか一方の環境のみで馴養した場合よりも硝化能、脱窒
能の初期起ち上がりを早くし、馴養期間を短縮すること
が可能となり、さらに、どちらか一方の環境のみで使用
した担体よりも、微生物が担体表面に強固に固定化さ
れ、機械攪拌によっても剥離し難い。また、本発明の方
法は、工程毎に担体を分別する必要がないため、間欠曝
気法，オキシデーションディッチ法等，硝化脱窒を１槽
で行うプロセスにも適用可能である。
塑性有機高分子化合物からなる同じ微生物担体を、脱窒
素活性汚泥法の硝化工程と脱窒工程の両方に使用するこ
とによって、工程毎に担体を分別する必要が無く、嫌気
槽と好気槽の担体区分が無くなると共に担体返送を硝化
液循環と同様に行えることから、合理的で、処理施設の
コンパクト化を図ることができ、処理時間や処理コスト
を低減することができる。また、同一の担体を好気条件
と嫌気条件の両環境下で使用することによって、硝化能
と脱窒能を持つ微生物担体が得られるだけでなく、どち
らか一方の環境のみで馴養した場合よりも硝化能、脱窒
能の初期起ち上がりを早くし、馴養期間を短縮すること
が可能となり、さらに、どちらか一方の環境のみで使用
した担体よりも、微生物が担体表面に強固に固定化さ
れ、機械攪拌によっても剥離し難い。また、本発明の方
法は、工程毎に担体を分別する必要がないため、間欠曝
気法，オキシデーションディッチ法等，硝化脱窒を１槽
で行うプロセスにも適用可能である。
【図１】本発明の一実施態様を示す硝化脱窒装置の系統
図である。
図である。
【図２】実施例１及び比較例２の結果を示す処理日数と
担体硝化速度の関係を示すグラフである。
担体硝化速度の関係を示すグラフである。
【図３】実施例１及び比較例３の結果を示す処理日数と
担体脱窒速度の関係を示すグラフである。
担体脱窒速度の関係を示すグラフである。
１ 生物処理槽 ２ 散気管 ３ エアレーションポンプ ４ 攪拌羽 ５ 攪拌モーター ６ 原水タンク ７ 送液ポンプ ８ 担体分離スクリーン ９ 沈殿槽 １０ 汚泥返送ポンプ １１ 放流ライン １２ 担体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年５月１５日（２０００．５．１
５）
５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 75/04 Ｃ０８Ｌ 75/04 ４Ｊ０３４ 101/00 101/00 Ｃ１２Ｎ 1/00 Ｃ１２Ｎ 1/00 Ｓ 11/08 11/08 Ｇ (72)発明者 吉田 浩 千葉県千葉市緑区大野台１−２−３ 日清 紡績株式会社研究開発センター内 Ｆターム(参考） 4B033 NA19 NB37 NB62 NB66 NC04 ND04 NE06 NF06 4B065 AA99X AC20 BA22 BB02 BB12 BC25 BC43 BD14 CA56 4D003 AA13 AA14 AB02 AB15 BA02 CA03 CA08 DA07 DA09 EA07 EA14 EA15 EA30 EA38 FA02 4D040 BB08 BB22 BB42 BB67 BB82 4J002 AA01X CK02W CK04W GD00 GD02 4J034 BA08 CA04 CA13 CA15 CB03 CB07 CB08 CC03 CC12 CC26 CC61 CC62 CC65 DA01 DB04 DG03 DG04 HA07 HA11 HB11 HC03 HC12 HC13 HC61 HC64 LB05 QB04 QB19 RA04 RA05 RA19
Claims (7)
- 【請求項１】 排水中の窒素を微生物担体を用いて硝化
脱窒する方法において、水で完全膨潤した状態におい
て、式（１）で定義される吸水率が５０〜３５００％、
式（２）で定義される圧縮降伏応力が１．０ＭＰａ以
上、粒径が１．０〜３０ｍｍである熱可塑性有機高分子
化合物から成る微生物担体を硝化工程と脱窒工程の両方
に使用することを特徴とする有機性排水の硝化脱窒方
法。 吸水率（％）＝ 〔水中での完全膨潤時重量 (g)−絶乾時重量(g) 〕×100 ／絶乾時重量(g) ・・・（１） σ＝Ｆ／Ａ ・・・（２） ただし、σは担体の圧縮降伏応力（ＭＰａ）、Ｆは担体
が圧壊した時の圧縮荷重（Ｎ）、Ａは圧縮試験前の担体
の投影断面積（ｍｍ2 ）を示す。 - 【請求項２】 微生物担体を硝化工程と脱窒工程の両方
に交互に繰返し使用する請求項１記載の有機性排水の硝
化脱窒方法。 - 【請求項３】 熱可塑性有機高分子化合物が、数平均分
子量１０００〜１３０００の１分子中に２個の末端水酸
基を有する長鎖のジオール化合物と、数平均分子量３０
〜４００の１分子中に２個のイソシアネート基と反応し
うる基を持つ短鎖の化合物と、ジイソシアネート化合物
とを反応させることにより得られる熱可塑性ポリウレタ
ンである請求項１記載の有機性排水の硝化脱窒方法。 - 【請求項４】 長鎖のジオール化合物の酸化エチレン含
有量が７０％以上である請求項２記載の有機性排水の硝
化脱窒方法。 - 【請求項５】 熱可塑性ポリウレタンが、長鎖のジオー
ル化合物と、１分子中に２個のイソシアネート基と反応
しうる基を持つ短鎖の化合物と、ジイソシアネート化合
物とを、ＮＣＯ／ＯＨモル比で０．９５〜１．８の範囲
で反応させることにより得られたものである請求項２記
載の有機性排水の硝化脱窒方法。 - 【請求項６】 熱可塑性有機高分子化合物が、請求項２
〜４のいずれか１項に記載の熱可塑性ポリウレタンを３
０％以上含有するものである請求項１記載の有機性排水
の硝化脱窒方法。 - 【請求項７】 微生物担体を処理槽内に留めた状態で、
被処理排水を連続的又は間欠的に処理槽内に供給すると
共に処理条件を好気条件と嫌気条件とに交互に繰り返し
変更する請求項２記載の有機性排水の硝化脱窒方法。
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