(57)【要約】【課題】付着微生物量が向上し、且つ、付着した微生物が一斉に剥離しにくい接触材であって、煩雑な工程を経ずに製造でき、設置や引き上げ作業の容易な水処理用の接触材を提供する。【手段】編物からなる水処理用接触材であって、該編物は、所定の幅で形成された地編が所定の間隔でウェル方向に複数配置されており、６ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の強度をもつ糸がコース方向に、地編を構成する糸より太い糸がウェル方向にそれぞれ挿入されてなる水処理用接触材である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
編物からなる水処理用接触材であって、該編物は、所定の幅で形成された地編が所定の間隔でウェル方向に複数配置されており、６ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の強度をもつ糸がコース方向に、地編を構成する糸より太い糸がウェル方向にそれぞれ挿入されてなる水処理用接触材。
【請求項２】
前記コース方向に挿入される糸の強度が、６〜８ｃＮ／ｄｔｅｘである請求項１記載の水処理用接触材。
【請求項３】
前記ウェル方向に挿入される糸の太さが、１１００〜１１０００ｄｔｅｘである請求項１または２記載の水処理用接触材。
【請求項４】
前記編物が、経編 からなる請求項１、２または３記載の水処理用接触材。
【請求項５】
前記地編が、鎖組織からなる請求項１、２、３または４記載の水処理用接触材。
【請求項６】
前記地編の幅が、３〜５０ｍｍである請求項１、２、３、４または５記載の水処理用接触材。
【請求項７】
前記地編が、３０〜２００ｍｍの間隔でウェル方向に複数配置されてなる請求項１、２、３、４、５または６記載の水処理用接触材。
【請求項８】
前記ウェル方向に挿入される繊維が、地編と地編との間で切断されてなる請求項１、２、３、４、５、６または７記載の水処理用接触材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理用の接触材に関する。詳細には、とくに微生物を用いた水処理に好適な水処理用接触材に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭排水や工場排水、下水などの排水処理方法として、微生物処理による標準活性汚泥法と呼ばれる方法が行われている。しかし、処理施設の敷地面積および処理槽容量には限界があるため、高い微生物濃度が保持できずに処理時間が長くなったり、負荷変動に対する処理の安定性に問題がある。これらの問題を解決するには、反応タンク内の微生物濃度を高めて微生物の滞留時間を増大させること、つまり、有用な微生物を反応タンクに長期間にわたり保持すればよい。そこで、通常の固液分離工程を伴わない、「担体利用処理法」や「固定床型生物膜法」が開発されてきた。これらの方法は、処理槽である曝気槽内部に種々の接触材を配置し、この接触材を被処理水中に浸漬させるものである。被処理水中では、接触材に微生物が付着し、この微生物が排水中の有機物などを分解することで、水処理が行われる。この方法では、接触材に大量の微生物が付着することで、見かけ上、処理槽内の微生物濃度が高められ、且つ増殖の遅い微生物でも洗い流されないため多様性があり、処理効率が向上する。
【０００３】
従来、このような接触材としては、板状または立体形状のプラスチック成形品を利用したものが知られている。しかし、これらは、表面凹凸が少なく表面積が小さいため微生物が付着しにくく、効率よく水処理することが難しい。また、いったん付着した微生物が剥がれやすいという欠点もあり、接触材にショックが与えられると、付着していた微生物が一斉に剥離して水質変動が起こるため、処理性能に変動が発生するなどの問題点がある。
【０００４】
そこで、接触材として、モノフィラメント糸からなる不織布や織物や、特許文献１〜４のように、微生物を付着させる部分を、紐状やテープ状、モール状のループで形成したものが使用されている。微生物の付着量は、接触材の表面状態と表面積とに依存すると考えられるため、前記ループには、捲縮糸などの加工糸やマルチフィラメント糸が用いられている。これにより、微生物の付着量は向上するが、このループを保持する芯材とループとを別々に製造して、一体化させるため、生産性に劣るという問題がある。また、芯材とループとを一体的に製造している場合であっても、芯材とループとに求められる性能が異なるため、たとえば、芯材の強度が十分ではないという問題がある。
【０００５】
また、特許文献５には、複数の経糸と多数の緯糸とからなる簾状の織物の経糸の長さ方向の両端に固定床の枠体への取り付け部を形成し、隣り合う経糸同士の間における緯糸の部分を経糸の長さ方向にわたって切断して、さらに各経糸の長さ方向の中間部に捩りを加えてこの経糸に長さ方向にわたる撚りを与えることで、切断された多数の緯糸を各経糸のまわりに螺旋状に配列させるとともに各経糸から放射状に突出させ、各経糸に与えられた撚りの状態を固定具によって保持させた、製造が容易で、しかも固定床の枠体への取り付け作業性が良好な水処理用固定床エレメントが開示されている。
【０００６】
この接触材は、緯糸を螺旋状に配列しているので、微生物を包含する緯糸間の空隙が適度に保持されて付着微生物量が向上し、さらには、付着微生物の一斉剥離も解消される。しかし、この接触材の製造過程では、緯糸を経糸の長さ方向にわたって切断する工程および経糸に長さ方向にわたる捩りを加える工程が負荷となり、さらには、固定床の枠体への取付け部が配置された後に接触材の緯糸を経糸の長さ方向にわたって切断し、固定具を用いて各経糸に与えられた撚りの状態を保持させるため、新たな部材や作業工程が増え、接触材が高価になってしまうという懸念がある。
【０００７】
さらに、織物を利用した接触材が特許文献６に開示されているが、これは、緯糸が経糸より外方へふくらむ湾曲状に構成されていることで、有効表面積が大きくなり、被処理水との接触効率が高く、閉塞の発生の可能性が低いことが記載されている。
【０００８】
このように織り組織によって構成される接触材の場合、緯糸は経糸と垂直に交差するが、交絡点が少ないために、切断後、緯糸が簡単に抜けてしまうという欠点がある。さらに、織物であるため緯糸がずれてしまい、形態を保持するのが難しいという問題がある。
【０００９】
接触材を水処理に用いる場合、剛性を有するパイプを介して処理槽の取付枠などに固定するが、そのため、該パイプを通すための布製の筒状部を接触材の下端部および上端部に縫い合わることが必要である。特許文献２の接触材の場合、経糸の部分が織り組織で成り立っているため、縫い合わせたときの滑脱抵抗が小さく、接触材の使用期間が長くなってくると、筒状部の縫製部に負荷がかかり、接触材の織り組織が縫製糸の張力に負けることで経糸が解れたり、切断したりするという懸念がある。
【００１０】
また、編物を利用した接触材として、たとえば特許文献７には、平行に配列された複数本の鎖編糸間が、挿入糸により所定間隔ごとに連結されて方形の空隙部が形成された角目ラッセル編地からなる水処理用接触材において、挿入糸が無捲縮の糸条と捲縮伸長率が５〜３０％を有する合成繊維マルチフィラメント捲縮加工糸の層との複数層で構成されていることを特徴とする水処理用接触材が開示されている。
【００１１】
しかし、このような構成の接触材を簾状に懸垂させて設置させると、メンテナンス時に曝気槽から引き上げた際などに多量に付着した微生物の重みによって経糸が切れたり、切れなくとも、編み組織であるため、鎖組織が伸びたりして、曝気槽の底面に設置したブロワ装置を塞いだりするおそれがある。
【００１２】
【特許文献１】特開昭６２−９７６９５号公報
【特許文献２】特開平１−１３５５９３号公報
【特許文献３】特開２０００−２４６２７６号公報
【特許文献４】特開２００１−１０４９７４号公報
【特許文献５】特開平７−２７５８８０号公報
【特許文献６】特開２００２−１１９９９０号公報
【特許文献７】特開昭６２−０８３０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前述の問題点を鑑みなされたもので、付着微生物量が向上し、且つ、付着した微生物が一斉に剥離しにくい接触材であって、煩雑な工程を経ずに製造でき、設置や引き上げ作業の容易な水処理用の接触材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
すなわち、本発明は、編物からなる水処理用接触材であって、該編物は、所定の幅で形成された地編が所定の間隔でウェル方向に複数配置されており、６ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の強度をもつ糸がコース方向に、地編を構成する糸より太い糸がウェル方向にそれぞれ挿入されてなる水処理用接触材に関する。
【００１５】
前記コース方向に挿入される糸の強度が、６〜８ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。
【００１６】
前記ウェル方向に挿入される糸の太さが、１１００〜１１０００ｄｔｅｘであることが好ましい。
【００１７】
前記編物が、経編 からなることが好ましい。
【００１８】
前記地編が、鎖組織からなることが好ましい。
【００１９】
前記地編の幅が、３〜５０ｍｍであることが好ましい。
【００２０】
前記地編が、３０〜２００ｍｍの間隔でウェル方向に複数配置されてなることが好ましい。
【００２１】
前記ウェル方向に挿入される繊維が、地編と地編との間で切断されてなることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の接触材によれば、コース方向に６ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の強度をもつ糸を挿入しているので、長さ方向への伸びが抑えられ、設置や引上げ作業が容易となる。さらに、固定床への取り付けのための添え布の縫製も容易となる。また、ウェル方向には地編よりも太い糸を挿入しているので、付着微生物量が向上し、且つ、付着した微生物が一斉に剥離しにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の接触材の構成例を示している。本発明の編物からなる接触材８は、所定の幅をもって形成された地編１が、ウェル方向に所定の間隔で配置されている。この地編１は、接触材の芯材として存在する。さらに、地編１には、６ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の強度をもつ糸（以下、補強糸２と称す。図示せず）がコース方向にわたって挿入されており、ウェル方向には、地編を構成する糸より太い糸３（以下、緯挿入糸３と称す）が挿入されている。
【００２４】
コース方向に挿入された補強糸２は、コース方向への接触材の伸びを抑制し、強度を高めるため、設置や引上げ作業を容易とするのに役立つ。また、ウェル方向に挿入された緯挿入糸３が、微生物の接触材への付着量を増大させたり、浮遊物を絡め取る濾材としての役割を果たす。
【００２５】
芯材である地編１は、幅３〜５０ｍｍで編成されていることが好ましく、５〜２０ｍｍであることがより好ましい。地編１の幅が３ｍｍより小さいと、設置した際に切れ易くなる傾向にあり、５０ｍｍをこえると、緯糸の露出量（長さ）が小さくなり微生物の付着量が小さくなるばかりか、後述するように、螺旋状に芯材をねじり（より）をかけて使用する場合、ねじり（より）をかける工程で負荷がかかる傾向にある。
【００２６】
また、前記地編１は、３０〜２００ｍｍの間隔をあけて配置されていることが好ましく、６０〜１００ｍｍの間隔をあけていることがより好ましい。地編１同士の間隔が、３０ｍｍより小さいと、微生物や浮遊物が付着した際に閉塞を起こして棍棒状になり易く、このことで通水性が悪くなったり、それらが一斉に自重や水圧で剥離しやすくなったりする傾向にある。また、地編１同士の間隔が２００ｍｍより大きいと、ウェル方向に挿入された緯挿入糸３同士が接触し、絡まり易くなる傾向にある。
【００２７】
地編１を構成する糸としては、たとえば、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、塩化ビニリデン、ビニロンまたはアクリルなどの合成繊維のモノフィラメントまたはマルチフィラメントや、銅線または鉄線などの金属繊維などがあげられる。なかでも、処理槽などの過酷雰囲気に長期間曝されて吊り下げて使用することを想定し、さらには、接触材にかかる応力を考慮すると、耐久性、耐腐食性および堅牢度性があり、引張強度が高く、伸度の低い繊維を用いることが好ましく、堅牢度性および耐久性に優れ、安価である点で、ポリエステル繊維であることがより好ましい。
【００２８】
前記糸の太さとしては、１７〜１６７ｄｔｅｘであることが好ましく、４４〜８４ｄｔｅｘであることがより好ましい。地編を構成する糸の太さが１７ｄｔｅｘより小さいと、地編組織の強度が極端に小さくなる傾向にあり、１６７ｄｔｅｘをこえると、１８ゲージの編み機を使用して編立てた場合、走行性が上がらないなどの理由により生産性が悪くなる傾向にある。また、この糸の強度は、編物の強度保持が可能となる点で、３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上あることがより好ましい。また、強度の上限は、８ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。地編を構成する糸の強度は、強ければ強いほどよいが、編機のゲージ数との兼ね合いや、コストとのバランスを考慮して、適宜選択して使用すればよい。
【００２９】
編物は、経編で形成されていることが好ましく、とくに地編１は、糸抜けやほつれが少ないという点で、鎖組織により構成されていることが好ましい。
【００３０】
前記補強糸２は、地編１の１ウェルごとに１〜２本挿入されていることが好ましい。補強糸２が、地編１の１ウェルにつき１本より少ないと、強度向上の効果が低く、破断したり、伸びたりなどする傾向にあり、２本をこえると、コストが高くなる傾向にある。
【００３１】
補強糸２としては、地編１を構成する糸としてあげた繊維種が使用されるが、これらよりも強度の高い糸を用いる。地編１の強度を高めるためには、地編１を構成する糸として強度の高い糸を用いればよいが、接触材として十分な強度を有する糸は一般的に剛性も高く、このような糸を用いて製編するのは、非常に困難であり、生産性を低下させる。したがって、本発明では、地編１に、より強度の高い補強糸２を挿入することで、生産性を低下させることなく、十分な強度を持たせている。
【００３２】
補強糸２は、その強度が６ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、とくに６〜８ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。なかでも、この強度を有するポリエステル強力糸であることがより好ましい。補強糸２の強度が６ｃＮ／ｄｔｅｘより小さいと、補強効果が十分でなく、接触材が長さ方向に伸びてしまう。また、８ｃＮ／ｄｔｅｘより大きいものは現状量産されていないため、高コストとなる傾向にある。また、その太さはとくに限定されず、高強度を発現するような太さであればよい。
【００３３】
また、ウェル方向に挿入される緯挿入糸３は、たとえば、緯糸挿入ラッシェル機を用いて挿入される。微生物を保有したり濾材としての役割を持つ緯糸を、従来の織編物からなる接触材のように織編組織を構成する糸としてではなく、組織の形成に直接的には寄与しない挿入糸として挿入したため、糸種の自由度が大きくなる。後述するように、この糸としては太くてバルキー性のあるものが好ましいが、このような糸は織編製するのが困難である。また、挿入された糸は抜けやすいという欠点があるが、本発明の接触材は編物からなるため、地編と挿入糸との交絡点が多く、糸の抜けを抑制することができる。
【００３４】
緯挿入糸３は、毎コースすべてに挿入してもよいが、微生物や浮遊物が付着した際に閉塞を起こして通水性が悪くなったり、それらが一斉に剥離しやすくなったりすることを避けるという観点から、部分的に挿入することが好ましい。また、繊維間の空隙を多くし、微生物の付着をより促すことができるという観点から、緯挿入糸３が何本か集まって房９を形成するように、数コースに連続して緯挿入糸３を挿入することが好ましい。すなわち、たとえば、連続した４コースに緯挿入糸３をそれぞれ１本ずつ挿入し、４コース分あけて、また４コースに緯挿入糸３をそれぞれ１本ずつ挿入する。
【００３５】
このとき、１コース当たり何本の緯挿入糸３を、何コース分に挿入し、何コース分あけるか、ということについては、挿入する緯挿入糸３の太さや嵩だかさなどによって、適宜選択すればよい。なかでも、緯挿入糸と緯挿入糸、あるいは、房と房との間隔（以下、目合い４と称す）は、３〜１００ｍｍであることが好ましく、５〜５０ｍｍであることがより好ましい。目合い４が３ｍｍより小さいと、とくに後述するようにこの緯挿入糸を切断して用いる場合に、切断した緯挿入糸同士が接触しやすくなるため、微生物が成長した際に塊状になりやすく、閉塞や一斉剥離といった不具合を起こしやすくなる。また、目合い４が１００ｍｍをこえると、緯糸量が少なくなるため、適量の微生物を付着することが難しくなる傾向にある。
【００３６】
緯挿入糸３としては、地編１を構成する糸よりも太い糸であればとくに限定されず、たとえば、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、塩化ビニリデン、ビニロン、アクリルなどの合成繊維のモノフィラメントまたはマルチフィラメントがあげられる。とくに、原糸を仮撚りしたウーリー糸や極細ハイマルチフィラメント糸などのハイバルク処理された原糸や、表面積の大きい太糸であることが好ましい。このような糸を用いることで、空隙率と表面積とを増大させることができ、高い微生物付着性、微生物保持性あるいは濾材としての性能を確保することができる。
【００３７】
緯挿入糸３の太さは、１１００〜１１０００ｄｔｅｘであることが好ましく、２８００〜１００００ｄｔｅｘであることがより好ましい。緯挿入糸３の太さが１１００ｄｔｅｘより小さいと、充分な表面積を確保し難くなり、微生物の付着量が少なくなる傾向にあり、１１０００ｄｔｅｘをこえると、編立てする際、張力（テンション）が大きくなるため編機自体に負荷がかかり、生産性効率の問題が生じる傾向にある。また、緯挿入糸３の強度は、３〜４ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。
【００３８】
本発明の接触材８は、図２に示すように、緯挿入糸３を地編１と地編１との間の切断線７で切断して用いることができる。切断された多数の緯挿入糸３は、地編１の間に突出し、排水中などで揺動可能となる。この接触材を排水処理設備等の処理槽内に設置する場合、紐状あるいは網目状になった接触材を、一定間隔で適当な添え布に当てがい、この添え布とともに該接触材の両端を筒状に縫製糸６により縫製して枠体への取付部５を一対形成する。このとき、接触材をねじるなど変形させ使用してもよい。この取付部５は、その両端が開口しており、ここにパイプなどを通して処理槽内に固定する。
【００３９】
このように、緯挿入糸を切断して使用する場合であっても、本発明の接触材は、編組織からなる地編１に緯挿入糸３が挿入されているため、織組織の場合よりも交絡点が多くなり、緯挿入糸３が抜けにくくなる。また、図２に示すように、添え布とともに縫製する場合、縫製糸６と地編との接触点が織組織の場合よりも多くなるため、接触材と取付部５との滑脱抵抗に優れる。
【００４０】
なお、本発明の接触材は、前記のように切断せずに用いることもできる。従来の紐状接触材は、突出した緯糸同士を適度に接触させ、その糸間に微生物が付着するための空隙を形成するために、紐状接触材にねじりを加え固定して、緯糸を放射状に突出させている。しかし、この放射状緯糸を形成するために新たな工程や部材が必要となり、製造工程が複雑になってしまっていた。本発明の接触材は、ねじりなどを加えなくても、緯挿入糸に太い糸を使用しているため、十分な微生物付着を達成することができる。そして、そのため、前記のように緯糸を切断しなくても用いることができる。
【００４１】
本発明を実施例により具体的に説明する。
【００４２】
実施例１
緯糸挿入ラッシェル機を用いて、図３に示す編立設計にて編物を編成した。地編を構成する糸として、８４ｄｔｅｘ、３６フィラメント、４ｃＮ／ｄｔｅｘのポリエステル糸を用いて、１つの地編の幅を５ｍｍ、地編同士の間隔を９０ｍｍとした。また、補強糸として、１１００ｄｔｅｘ、９６フィラメント、７．９ｃＮ／ｄｔｅｘのポリエステル糸を、地編１ウェルに対して、２本挿入した。緯挿入糸として、３０００ｄｔｅｘ、６７５フィラメント、４ｃＮ／ｄｔｅｘのポリエステルウーリー糸を使用し、１コースに２本引き揃え、４コース（５ｍｍ）おきに４コース分挿入し、本発明の接触材を得た。
【００４３】
ついで、緯挿入糸を地編と地編との間で同じ長さになるようにカットし、紐状の接触材とした。単位重量は、３２ｇ／ｍであった。得られた紐状の接触材２本を、曝気槽内の活性汚泥に浸かる長さが２８ｃｍになるようカットした。適当な添え布に１０ｃｍ間隔で当てがい、図２に示すように、この添え布とともに接触材の両端を筒状に縫製し、枠体への取付部を一対形成した。なお、縫製する際、紐状の接触材にとくにねじりなどは加えなかった。
【００４４】
比較例１
市販の紐状織物接触浄化材（バイオフリンジ、ＮＥＴ株式会社製、経糸：ポリエステル、緯糸：ハイバルク加工されたアクリル繊維、単位重量：約２２ｇ／ｍ）を使用し、ねじりを加えて、緯糸が放射状に突出するように縫製したことの他は、実施例１と同様にして、排水処理設備等の曝気槽内に設置する取付部を形成した。
【００４５】
＜水処理能力の評価＞
実施例１および比較例１で得られた接触材２セットずつを、ＭＬＳＳ（Ｍｉｘｅｄ  ｌｉｑｕｏｒ  Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ）が約８０００ｍｇ／Ｌであるセーレン株式会社ＴＰＦ工場排水処理施設の第一曝気槽の活性汚泥２０Ｌに投入した。溶存酸素量を約５ｍｇ／Lに設定し、常温にて５日間曝気した後、接触材を曝気槽から引き上げた。ついで、１０５℃で２４時間乾燥させて、微生物付着量を測定した。その結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
表１から、本発明の接触材は、ねじりを加えていないにもかかわらず微生物付着量が多く、水処理能力に優れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の接触材を示す模式図である。
【図２】接触材に取付部を縫製した場合の模式である。
【図３】実施例１の製造設計図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  地編
２  補強糸
３  緯挿入糸
４  目合い
５  取付部
６  縫製糸
７  切断面
８  接触材
９  房
【図１】
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【図２】
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【図３】
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