(57)【要約】【課題】優れた親水性と十分な強度とを有して、排水への担体の親水性を向上するために使用する材料が、排水中に浸漬する担体から溶出することによる排水処理への影響および環境への負荷が少なく、担体が排水中に浸漬するまでの時間を短縮できる水処理用担体およびその製造方法、水処理用担体を用いる排水処理システムを提供する。【解決手段】樹脂発泡体２の樹脂骨格表面に、ＨＬＢ値が１１以上、且つ、親水基がショ糖またはグリセリンであるエステル型ノニオン界面活性剤を付着する水処理用担体１とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂発泡体の樹脂骨格表面に、ＨＬＢ値が１１以上、且つ、親水基がショ糖またはグリセリンであるエステル型ノニオン界面活性剤を付着することを特徴とする水処理用担体。
【請求項２】
前記エステル型ノニオン界面活性剤は、ＨＬＢ値が１５以上のショ糖脂肪酸エステルであって、エステル化する脂肪酸の炭素数が、飽和脂肪酸においては１６以下であり、不飽和脂肪酸においては１８以下である、１種類または２種類以上であることを特徴とする請求項１に記載の水処理用担体。
【請求項３】
前記ショ糖脂肪酸エステルは、ショ糖ラウリン酸エステル、ショ糖パルミチン酸エステル、ショ糖オレイン酸エステルであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の水処理用担体。
【請求項４】
前記エステル型ノニオン界面活性剤の濃度は、樹脂発泡体１ｇ当たり５〜３０ｍｇであることを特徴とする請求項１〜請求項の３いずれか一項に記載の水処理用担体。
【請求項５】
前記樹脂発泡体は、ポリウレタン発泡体であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の水処理用担体。
【請求項６】
前記樹脂発泡体の見かけ密度は、２０〜５０ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の水処理用担体。
【請求項７】
樹脂発泡体に、ＨＬＢ値が１１以上、且つ、親水基がショ糖またはグリセリンであるエステル型ノニオン界面活性剤を含む表面処理剤を付着して乾燥する工程を含むことを特徴とする水処理用担体の製造方法。
【請求項８】
前記エステル型ノニオン界面活性剤は、ＨＬＢ値が１５以上のショ糖脂肪酸エステルであって、エステル化する脂肪酸の炭素数が、飽和脂肪酸においては１６以下であり、不飽和脂肪酸においては１８以下である、１種類または２種類以上であることを特徴とする請求項７に記載の水処理用担体の製造方法。
【請求項９】
前記ショ糖脂肪酸エステルは、ショ糖ラウリン酸エステル、ショ糖パルミチン酸エステル、ショ糖オレイン酸エステルであることを特徴とする請求項７または請求項８記載の水処理用担体の製造方法。
【請求項１０】
前記表面処理剤中のエステル型ノニオン界面活性剤の濃度は、０．１〜１０重量％であることを特徴とする請求項７〜請求項９のいずれか一項に記載の水処理用担体の製造方法。
【請求項１１】
排水を貯留する処理槽と、
前記排水に浸漬する請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の水処理用担体とを備え、
該水処理用担体は微生物を担持して、
前記排水と前記水処理用担体との接触により、前記排水を処理することを特徴とする排水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水中に浸漬して使用する水処理用担体、その製造方法および水処理用担体を用いる排水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の生物処理方法には、一般家庭、工場施設、産業施設、商業施設等が排出する排水を処理する処理槽中に、微生物を担持する担体を浸漬し、微生物の働きを利用して排水を処理する生物処理方法がある。
生物処理方法には、好気処理と嫌気処理とこれらを併用する処理とがある。好気処理方法では、排水を処理する微生物が空気を必要とするため、排水を処理する際に曝気して処理槽内の微生物に空気を供給する。また、嫌気処理方法は、排水を処理する微生物が空気を必要としない。
【０００３】
担体としては、軟質ポリウレタンフォーム等の樹脂発泡体からなるものがある。しかし、樹脂発泡体からなる担体は、一般的に疎水性であって水との馴染みが悪い。
そのため、排水を貯留する処理槽に担体を投入しても、担体が排水中に浸漬するまでには長い時間を要する。その結果、担体を処理槽に投入した後に処理槽内の排水を曝気して排水を流動しても、担体が排水内に沈降しない場合があった。つまり、担体を処理槽に投入してから排水の処理が安定するまでには、多くの時間が必要だった。
【０００４】
このため、従来から、担体の親水性を向上して担体が排水中に浸漬するまでの時間を短縮したいとの要求があった。
この要求に対応する技術として、例えば、特許文献１には、担体基材としてのポリプロピレン、界面活性剤などの親水性高分子を所望の配合比で混合し混合物を成型する水処理用微生物固定化担体の開示がある。
また、特許文献２には、生分解性を有する親水化剤をポリウレタン発泡体に付着する水処理用微生物担体の開示がある。
また、特許文献３には、ポリウレタンフォーム発泡体の原料中に界面活性剤を配合する技術の開示がある。
また、特許文献４には、界面活性剤などの親水性向上剤をポリウレタンフォームなどのスポンジ担体に含浸する開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１８０２８０号公報
【特許文献２】特許第４８２８３７０号公報
【特許文献３】特許第４１２３００３号公報
【特許文献４】特開２００８−１６８２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術を用いる担体が十分な親水性を発現するには、担体基材に対して親水性高分子をある程度以上の高い割合で配合する混合物を成型して担体を製造する必要がある。しかし、親水性高分子を高い割合で配合する担体は、排水中に浸漬すると、排水中に水溶性である親水性高分子が溶出する。つまり、担体の強度が低下する問題があった。
【０００７】
また、特許文献２の技術を用いる担体が排水中に浸漬すると、担体から、排水中に生分解性を有する親水化剤が溶出して排水のＢＯＤ（生物学的酸素要求量）とＣＯＤ（化学的酸素要求量）とが著しく上昇する。つまり、排水の水質が悪化する不都合があった。
【０００８】
また、特許文献３に記載の技術では、十分な親水性を有する担体ができない。
また、特許文献４に記載の技術では、親水性向上剤として水生生物などへ毒性の懸念がある界面活性剤を使用する場合があった。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、優れた親水性と十分な強度を有する水処理用担体、その製造方法および水処理用担体を用いる排水処理システムの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明の水処理用担体は、樹脂発泡体の樹脂骨格表面に、ＨＬＢ値が１１以上、且つ、親水基がショ糖またはグリセリンであるエステル型ノニオン界面活性剤を付着することを特徴とする。
また、本発明の水処理用担体の製造方法は、樹脂発泡体に、ＨＬＢ値が１１以上、且つ、親水基がショ糖またはグリセリンであるエステル型ノニオン界面活性剤を含む表面処理剤を付着して乾燥する工程を含む。
また、本発明の排水処理システムは、排水を貯留する処理槽と、排水に浸漬する水処理用担体とを備え、水処理用担体は微生物を担持し、排水と水処理用担体との接触により、排水を処理する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、水処理用担体は優れた親水性と十分な強度を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の水処理用担体の一例を示す模式図である。
【図２】本実施形態の水処理用担体の製造方法の一例を示す工程図である。
【図３】本実施形態の排水処理システムの一例を示す概念図である。
【図４】実験例１〜実験例１７の沈降時間と２４時間後のＣＯＤＭｎ濃度とを示すグラフである。
【図５】本実施形態の排水処理試験時のＢＯＤ濃度を示すグラフである。
【図６】本実施形態の排水処理試験時のＣＯＤＭｎ濃度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用する実施形態（以下、本実施形態）の一例について図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明の技術範囲は本実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００１４】
「水処理用担体」
図１は、本実施形態の水処理用担体１の一例を示す模式図である。図１に示す水処理用担体１は、樹脂発泡体２の樹脂骨格表面に、エステル型ノニオン界面活性剤を付着する。
樹脂発泡体２は、水処理用担体１の強度を規定する。図１に示すように、樹脂発泡体２には、複数の空隙３（セル）を形成する。空隙３には、排水を処理する微生物が着床する。
【００１５】
水処理用担体１の形状は、効率よく製造できて取り扱いしやすい角柱状が好ましい。しかし、水処理用担体１の形状は球状や円柱状でもよい。水処理用担体１の外形の最大寸法は、特に限定しないが数ｍｍ〜数十ｍｍが好ましい。水処理用担体１が立方体または直方体である場合は、一辺の長さは４〜５０ｍｍが好ましく、１０〜２５ｍｍがより好ましく、１０ｍｍが最も好ましい。
【００１６】
水処理用担体１の一辺の長さが４〜５０ｍｍである場合は、処理槽からの水処理用担体１の流出を防止できて微生物の繁殖に良好な環境となる。水処理用担体１が大きすぎる場合は、水処理用担体１の内部では空気の供給が少なくなって、好気性微生物が繁殖し難くなり好気性微生物と排水との接触効率が低下する。また、水処理用担体１が小さすぎる場合は、水処理用担体１が処理槽から流出しやすい。
【００１７】
水処理用担体１が一辺の長さ１０〜２５ｍｍの立方体である場合は、効率よく製造できて取り扱いしやすく、処理槽からの水処理用担体１の流出を効果的に防止できる。しかも、水処理用担体１が一辺の長さが１０〜２５ｍｍの立方体である場合は、好気性微生物および嫌気性微生物がバランスよく繁殖されやすい。つまり、好気性微生物および嫌気性微生物が排水を効果的に処理できる。
【００１８】
樹脂発泡体２の見かけ密度は、１５〜７０ｋｇ／ｍ３が好ましく、より好ましくは２０〜５０ｋｇ／ｍ３である。樹脂発泡体２の見かけ密度が上記範囲内であると、樹脂発泡体２は十分な耐久性を有して微生物の繁殖に良好な環境となる。樹脂発泡体２の見かけ密度が高すぎる場合は、樹脂発泡体２の通気性が不十分となる虞がある。樹脂発泡体２の見かけ密度が低すぎる場合は、水処理用担体１の耐久性が不十分となる虞がある。
【００１９】
なお、見かけ密度（apparent density）とは、開気孔(open pore)を考慮せずに閉気孔(closed pore)のみを考慮してアルキメデスの原理を用いて求める密度である。アルキメデスの原理では、液体中の固体が同体積の液体の重量と同じだけ浮力を受ける原理を用いて試料の密度を求める。
【００２０】
樹脂発泡体２のセル数は、１０〜８０個／インチが好ましく、より好ましくは２０〜６０個／インチである。樹脂発泡体２のセル数が上記範囲内である場合は、微生物の繁殖に良好な環境となる。樹脂発泡体２のセル数が多すぎる場合は、通気性が低下し、空気や汚水の通りが不十分となる。樹脂発泡体２のセル数が少なすぎる場合は、比表面積が小さくなって微生物の繁殖を促進できない。
【００２１】
樹脂発泡体２の硬度は、５〜３０ｋｇｆが好ましく、より好ましくは５〜１５ｋｇｆである。樹脂発泡体２の硬度が上記範囲内であると、樹脂発泡体２は優れた耐久性を有する。なお、ここでの硬度はＪＩＳ−Ｋ６４００による測定値である。
【００２２】
樹脂発泡体２は、ポリウレタン発泡体が好ましい。ポリウレタン発泡体は、三次元網状を有し、比表面積が広く、内部の空気の通りが良くて、上記の好ましい形状、見かけ密度、セル数、硬度を有する樹脂発泡体２を容易に形成できる。よって、樹脂発泡体２がポリウレタン発泡体である場合、水処理用担体１は、微生物の繁殖に良好な環境となり、排水の処理効率が優れる。
【００２３】
ポリウレタン発泡体からなる樹脂発泡体２は、例えば、以下に示す方法によって製造する。
すなわち、ポリオール、イソシアネート及び発泡剤を主成分とする配合物を用いて、スラブフォーム、モールドフォーム、ブロックフォームなどの形状で、セル膜を有するポリウレタンフォームを製造する。その後、クラッシング、爆発処理やアルカリ処理などの方法を用いて、セル膜を除去する。セル膜が多い場合は、樹脂発泡体２の通気性が低下する。セル膜を除去する場合は、樹脂発泡体２の通気性が向上する。
また、ポリウレタンフォームは、セル膜を生じない配合物を用いて製造してもよい。
【００２４】
次に、ポリウレタンフォームを、バーチカルカッター、スライサー等を用いて所定の厚さのシート状に加工する。その後、シート状のポリウレタンフォームを、トムソン型切断装置等を用いて所定の寸法に裁断して所定の形状の樹脂発泡体２に形成する。
【００２５】
本実施形態の水処理用担体１において、樹脂発泡体２の樹脂骨格表面に付着するエステル型ノニオン界面活性剤は安全性が高い。エステル型ノニオン界面活性剤としては、ショ糖脂肪酸エステルまたはグリセリン脂肪酸エステルがある。これらは、食品添加物としての認可があり、安全性が極めて高くて環境中に排出しても毒性を生じない。また、ショ糖脂肪酸エステルまたはグリセリン脂肪酸エステルは、１種類で用いるだけでなく、２種類以上を混合して親水性を調整して用いることもできる。
【００２６】
上記のエステル型ノニオン界面活性剤の中では、特に、下記式（１）に示すショ糖脂肪酸エステルが好ましい。
ショ糖脂肪酸エステルは、式（１）に示す通り、ショ糖（スクロース）のヒドロキシル基の一部が、脂肪酸とエステル化する構造である。このため、ショ糖脂肪酸エステルは、分子中に多くのヒドロキシル基を有しており優れた親水性を発現する。
【００２７】
【化１】
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【００２８】
ショ糖脂肪酸エステルにエステル化する脂肪酸については、特に限定しない。例えば、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪酸や、オレイン酸、リノール酸等の不飽和脂肪酸でもよい。ショ糖脂肪酸にエステル化する脂肪酸は、その毒性や生分解性を考慮すると、天然に存在するものがよい。また、親水性を考慮すると、脂肪酸の炭素数が多すぎないものがよい。すなわち、ショ糖ラウリン酸エステル、ショ糖パルミチン酸エステル等が好適である。
【００２９】
また、ショ糖は分子中に８つのヒドロキシル基を有する。このため、モノエステルからオクタエステルまで、最大８分子の脂肪酸がショ糖にエステル化する。ショ糖にエステル化する脂肪酸の分子数についても特に限定しない。しかし、ショ糖にエステル化する脂肪酸の分子数が多くなると親水性が低下する。このため、ショ糖にエステル化する脂肪酸の分子数は少ないほど好ましい。具体的には、モノエステル含量が７０％以上（ＨＬＢ値で１５以上）のものが好適である。
【００３０】
水処理用担体１におけるエステル型ノニオン界面活性剤の表面処理量（濃度）は、樹脂発泡体１ｇ当たり５〜３０ｍｇが好ましく、７〜１５ｍｇがより好ましい。水処理用担体１におけるエステル型ノニオン界面活性剤の表面処理量が、樹脂発泡体１ｇ当たり７ｍｇ以上である場合は、より優れた親水性を有する。また、水処理用担体１におけるエステル型ノニオン界面活性剤の表面処理量が、樹脂発泡体１ｇ当たり１５ｍｇ以下である場合は、排水中に浸漬する水処理用担体１から排水へのエステル型ノニオン界面活性剤の溶出量をより効果的に抑制できるので好ましい。そして、水処理用担体１におけるエステル型ノニオン界面活性剤の表面処理量が少量であれば、水処理用担体１が担持する微生物の活動をエステル型ノニオン界面活性剤が阻害することを抑制できる。
【００３１】
「水処理用担体の製造方法」
次に、図１に示す本実施形態の水処理用担体１の製造方法の一例として、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態の水処理用担体１の製造方法の一例の工程図である。
水処理用担体１の製造には、まず、樹脂発泡体２と、エステル型ノニオン界面活性剤５を含む表面処理剤４とを用意する。次いで、表面処理剤４を樹脂発泡体２に付着する。そして、樹脂発泡体２を乾燥して水処理用担体１を得る。
【００３２】
樹脂発泡体２としては、図１に示す水処理用担体１の立方体形状のものを用いる。また、樹脂発泡体２としては、例えば、水処理用担体１に形成する前段階の図２（ｃ）に示すシート状のポリウレタンフォーム２ａなどでもよい。
本実施形態においては、水処理用担体１の生産性が高くて、表面処理剤４を樹脂発泡体に付着して乾燥する際の取り扱い性に優れるシート状のポリウレタンフォーム２ａを用いる。
【００３３】
エステル型ノニオン界面活性剤を含む表面処理剤４としては、ＨＬＢ値が１１以上、且つ、親水基がショ糖またはグリセリンであるエステル型ノニオン界面活性剤５を含むものであれば特に限定されない。表面処理剤４は、界面活性剤が持つ親水性と親油性との相対的な強さを示すＨＬＢ値（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）が１５以上のものが良い。中でも、エステル化する脂肪酸が飽和脂肪酸である場合は、脂肪酸の炭素数が１６以下のショ糖ラウリン酸エステル、ショ糖パルミチン酸エステルなどが良い。また、エステル化する脂肪酸が不飽和脂肪酸である場合は、脂肪酸の炭素数が１８以下のショ糖オレイン酸エステルなどが良い。また、エステル型ノニオン界面活性剤５の種類は１種類でも２種類以上を混合して用いても良い。
【００３４】
エステル型ノニオン界面活性剤５は、種類によって粉末状やロウ状、高粘度液体状のものがある。このため、図２（ａ）に示すように、表面処理剤４は、純水やアルコールなどの溶媒を用いてエステル型ノニオン界面活性剤５を、希釈や分散する方法等により、樹脂発泡体２に付着しやすい状態に調製することが望ましい。
【００３５】
エステル型ノニオン界面活性剤５を溶媒で希釈する際の、表面処理剤４中のエステル型ノニオン界面活性剤５の濃度は、０．１重量％〜１０重量％が好ましく、０．３重量％〜５．０重量％がより好ましい。表面処理剤４中のエステル型ノニオン界面活性剤５の濃度が上記範囲である場合は、水処理用担体１におけるエステル型ノニオン界面活性剤５の濃度を、容易に樹脂発泡体１ｇ当たり５〜３０ｍｇにできる。したがって、水処理用担体１は、優れた親水性を有し、かつ、排水中に浸漬する水処理用担体１から排水へのエステル型ノニオン界面活性剤５の溶出量をより効果的に抑制できる。
【００３６】
また、表面処理剤４中のエステル型ノニオン界面活性剤５の濃度が１０重量％以下の場合は、表面処理剤４が泡立ちにくく、表面処理剤４中に消泡剤等の添加物が必要ない。
なお、表面処理剤４中のエステル型ノニオン界面活性剤５の濃度が上記範囲未満の場合は、水処理用担体１におけるエステル型ノニオン界面活性剤５の濃度が不十分となる。つまり、樹脂発泡体２に表面処理剤４を付着して乾燥する工程を複数回行って表面処理をしても、表面処理剤４中の先に付着したエステル型ノニオン界面活性剤５が溶出して親水性を発現しない虞がある。また、表面処理剤４中のエステル型ノニオン界面活性剤５の濃度が上記範囲を超える場合は、表面処理剤４の粘度が上昇して取扱い性が悪化する。
【００３７】
エステル型ノニオン界面活性剤であるショ糖脂肪酸エステルを含む表面処理剤４としては、例えば、理研ビタミン（株）製のリケマールＡを使用できる。リケマールＡは、ショ糖脂肪酸エステル４０％とエタノール４％と水５６％とからなる。リケマールＡの成分中には、エタノールが含まれる。このため、リケマールＡは、エタノールに起因する健康有害性と環境有害性とを有する。
【００３８】
しかし、本実施形態の水処理用担体１の製造方法では、表面処理剤４を樹脂発泡体２に付着した後に乾燥させる。このため、リケマールＡが含有するエタノールは揮発する。したがって、製造した水処理用担体１は、エタノールを含有しない。すなわち、製造した水処理用担体１に残存するリケマールＡの成分は、ショ糖脂肪酸エステルのみとなる。つまり、本実施形態の水処理用担体１は、排水中に毒性を有する成分を溶出しない。
【００３９】
表面処理剤４をシート状のポリウレタンフォーム２ａに付着する方法は、表面処理剤４中にシート状のポリウレタンフォーム２ａを十分に浸漬した後に、余分な表面処理剤４を絞って乾燥する方法が生産性に優れており好ましい。
【００４０】
具体的には、まず、図２（ｂ）に示すように、容器６に表面処理剤４を貯留する。次いで、図２（ｃ）に示すように、シート状のポリウレタンフォーム２ａを表面処理剤４に投入し、圧力を加え、表面処理剤４をポリウレタンフォーム２ａに含浸した後、表面処理剤４を付着するポリウレタンフォーム２ａを表面処理剤４から取り出す。
【００４１】
この方法で表面処理剤４をシート状のポリウレタンフォーム２ａに付着する場合は、水処理用担体１におけるエステル型ノニオン界面活性剤５の付着量調節ができる。
水処理用担体１におけるエステル型ノニオン界面活性剤５の付着量調節は、表面処理剤４中のエステル型ノニオン界面活性剤５の濃度と、シート状のポリウレタンフォーム２ａを表面処理剤４に浸漬する時間と、シート状のポリウレタンフォーム２ａの形状、見かけ密度、セル数などの調節による。
【００４２】
その後、本実施形態においては、図２（ｄ）に示すように、反対方向に回転する２つのローラを有するローラ装置７を使用し、２つのローラ間に表面処理剤４を付着するポリウレタンフォーム２ａを通して、表面処理剤４を付着するポリウレタンフォーム２ａから余分な表面処理剤４を絞り取る。
また、この工程のローラ装置７は、ローラ間の間隔を調整することによっても、水処理用担体１におけるエステル型ノニオン界面活性剤５の付着量の調節ができる。
【００４３】
次いで、図２（ｅ）に示すように、箱型の乾燥装置８の炉内に、表面処理剤４を絞り取ったポリウレタンフォーム２ａを収容して、例えば、摂氏７０〜８０度で３０分間ポリウレタンフォーム２ａを乾燥する。乾燥によって表面処理剤４中の溶媒が揮発して、ポリウレタンフォーム２ａの表面および空隙３内にエステル型ノニオン界面活性剤５が残留する。この結果、ポリウレタンフォーム２ａの表面全体には、エステル型ノニオン界面活性剤５が付着する。
【００４４】
その後、図２（ｆ）に示すように、乾燥後のポリウレタンフォーム２ａを図示しないトムソン型切断装置等を用いて、例えば１０ｍｍ四方の正方形に裁断する。
以上の工程によって、図１に示す水処理用担体１を形成する。
【００４５】
なお、図２に示す製造方法では、表面処理剤４をシート状のポリウレタンフォーム２ａに付着する方法として、表面処理剤４中に、シート状のポリウレタンフォーム２ａを入れて十分に浸漬した後に、余分な表面処理剤４を絞って乾燥する方法を例に挙げて説明した。しかし、水処理用担体１の形成は、他の公知の技術を用いてもよい。
【００４６】
例えば、シート状のポリウレタンフォーム２ａに表面処理剤４を付着する方法は、スプレーコーター、カーテンコーター、ロールコーター、含浸コーター等の塗工機を用いてシート状のポリウレタンフォーム２ａに表面処理剤４を塗布する方法でもよい。これら方法でポリウレタンフォーム２ａに付着する表面処理剤４は、ローラ装置７を通過することで、ポリウレタンフォーム２ａ内部の樹脂骨格表面に付着する。
これらの方法を用いて表面処理剤４をシート状のポリウレタンフォーム２ａに付着する場合は、表面処理剤４中のエステル型ノニオン界面活性剤５の濃度と、表面処理剤４の塗布量との調節で、水処理用担体１におけるエステル型ノニオン界面活性剤５の濃度調節ができる。
【００４７】
また、表面処理剤４を付着するポリウレタンフォーム２ａを乾燥する方法としては、例えば、ポリウレタンフォーム２ａを大気中に放置して乾燥する方法でもよい。また、生産性向上のために、表面処理剤４を付着するポリウレタンフォーム２ａをベルトコンベアなどの搬送装置で搬送しながら乾燥するコンベア式乾燥機などの連続式乾燥機等を用いてもよい。
【００４８】
「排水処理システム」
次に、本発明の排水処理システムの一例として、図１に示す水処理用担体１を備える排水処理システム９を例に挙げて図３を用いて説明する。
図３に示す排水処理システム９は、流量調整槽１０と曝気槽１１と沈殿槽１２との３つの槽を備える。
【００４９】
流量調整槽１０は、流入管１３より流入する排水１４を貯留する。この流量調整槽１０には、散気手段１５０を設ける。散気手段１５０は、散気口１５と配管１６とブロア１７とを有する。散気口１５には、配管１６を介して流量調整槽１０に空気を送るブロア１７を接続する。そして、ブロア１７は、散気口１５から流量調整槽１０内に空気を送る。この空気は、流量調整槽１０内の排水１４を攪拌する。散気手段１５０は、散気量を調整できる機構を設けることが好ましい。
【００５０】
流量調整槽１０は、該流量調整槽１０の下流側に直列に接続する曝気槽１１と、移送管１８を介して接続する。移送管１８の一端である流量調整槽１０側には、移送ポンプ１９を設ける。移送ポンプ１９は、流量調整槽１０内の排水１４を汲み上げて一定量ずつ曝気槽１１に移送する。この移送管１８には、計量器や流量計等の定量移送が可能な機構を設けることが好ましい。
【００５１】
曝気槽１１内に貯留する排水１４には、図１に示す水処理用担体１を浸漬する。また、曝気槽１１には、散気手段１６０を設ける。散気手段１６０は、散気口２０と配管２１とブロア２２とを有する。散気口２０には、配管２１を介して曝気槽１１に空気を送るブロア２２を接続する。そして、ブロア２２は、散気口２０から曝気槽１１内に空気を送る。この空気は、曝気槽１１内の排水１４を攪拌するとともに、水処理用担体１を流動させる。散気手段１６０は、散気量を調整できる機構を設けることが好ましい。この散気手段１６０の曝気によって、水処理用担体１は、微生物と排水１４との接触効率が上昇して効率的な排水処理を行う。
【００５２】
曝気槽１１にはオーバーフロー部２３を設ける。このオーバーフロー部２３の近傍には、水処理用担体１の寸法より小さな幅のスリットやメッシュを有するスクリーン２４を設ける。スクリーン２４は、水処理用担体１が曝気槽１１から沈殿槽１２へ流出することを予防する。汚泥を含有する排水１４は、スクリーン２４を通過し、オーバーフロー部２３から移流管２５を介して沈殿槽１２へ流入する。
【００５３】
沈殿槽１２へ流入する汚泥を含む排水１４は、沈殿槽１２内で沈殿分離して処理水３１と汚泥３２とに固液分離する。処理水３１は、沈殿槽１２に設けるオーバーフロー部２６に接続する放流管２７から放流する。
【００５４】
また、沈殿槽１２には返送手段２８を設ける。返送手段２８は、返送管２９と返送ポンプ３０とを有する。返送管２９は、曝気槽１１と沈殿槽１２とを接続する。返送ポンプ３０は、沈殿槽１２にて固液分離した汚泥３２を、返送管２９を介して曝気槽１１へ返送する。
【００５５】
また、図３に示す排水処理システム９は、図示しない汚泥貯留槽等を設けても良い。該汚泥貯留槽は、沈殿槽１２より下流に設置して、沈殿槽１２で固液分離した汚泥３２を分離、回収するために設置する。汚泥貯留槽への汚泥３２の移送手段としては、沈殿槽１２に設ける返送手段２８に汚泥貯留槽への移送管を分岐して兼用しても良いし、別途、移送手段を設けても良い。
【００５６】
（排水処理方法）
図３に示す排水処理システム９を用いて排水１４を処理するには、まず、流入管１３を介して流量調整槽１０に排水１４を供給する。次いで、流量調整槽１０から曝気槽１１に排水１４を供給する。その後、排水処理システム９では、曝気槽１１の排水１４に水処理用担体１を投入し、水処理用担体１が曝気槽１１の排水１４中に浸漬する。
【００５７】
本実施形態の水処理用担体１は、樹脂発泡体２の樹脂骨格表面にエステル型ノニオン界面活性剤を付着しており優れた親水性を有する。このため、水処理用担体１は、速やかに排水１４中に沈降する。
【００５８】
本実施形態の水処理用担体１は、曝気槽１１中にて汚泥と共に浸漬して、水処理用担体１中に微生物を付着する立上げ運転工程を行う。
立ち上げ運転工程は、水処理用担体１が排水１４中に浸漬した後、所定の排水１４の処理性能が得られるまで、水処理用担体１に付着する微生物を増殖する工程である。
【００５９】
立ち上げ運転工程は、流量調整槽１０から曝気槽１１に排水１４を供給し、曝気槽１１において、排水１４と水処理用担体１とを接触して行う。
立ち上げ運転工程においては、散気手段１６０を用いてブロア２２から酸素を含有する気体を散気口２０へ送り曝気槽１１内を曝気して、曝気槽１１内の排水１４を対流してもよい。本実施形態においては、水処理用担体１が優れた親水性を有するので、立ち上げ運転工程において水処理用担体１が浮き上がることがない。また、排水１４の対流によって水処理用担体１が流動して、水処理用担体１に付着する微生物の増殖を促進できる。
【００６０】
ところで、立ち上げ運転工程中は、排水１４の処理効率が不安定であり、所定の処理効率がない。したがって、排水処理システム９の立ち上げ運転工程に必要な時間は、短いほど良い。
【００６１】
本実施形態では、水処理用担体１を排水１４中に浸漬して、必要に応じて立ち上げ運転工程を行う。その後、曝気槽１１において、排水１４と水処理用担体１とが接触して排水１４を処理する。
本実施形態では、排水１４を処理する際に、散気手段１６０を用いてブロア２２から酸素を含有する気体を散気口２０へ送り曝気槽１１内を曝気して、曝気槽１１内の排水１４を対流する。
【００６２】
散気手段１６０による排水１４の対流は、図３の曝気槽１１内の水処理用担体１と排水１４が含有する活性汚泥とを流動するとともに、水処理用担体１が担持する微生物に酸素を供給する。この結果、排水１４と水処理用担体１との接触効率が高まり、水処理用担体１が担持する微生物等の働きによって、排水１４が含有する有機性物質を効率よく分解できる。
【００６３】
次に、曝気槽１１において処理した排水１４は、沈殿槽１２に流入して沈降分離して処理水３１と汚泥３２とに分離する。その後、沈殿槽１２おいて分離した処理水３１は、図３に示すようにオーバーフロー部２６の放流管２７から排出する。また、沈殿槽１２において分離した汚泥３２の一部は、沈殿槽１２に設ける返送手段２８によって曝気槽１１へ返送する。また、汚泥３２の一部は、図示しない汚泥貯留槽等へ移送して適宜廃棄する。
【００６４】
本実施形態の水処理用担体１は、樹脂発泡体２の樹脂骨格表面のエステル型ノニオン界面活性剤の付着量が担体重量の数十〜数百分の一の極少量で優れた親水性を有する。よって、水処理用担体１が排水１４に浸漬することに伴って溶出するエステル型ノニオン界面活性剤の溶出量は少量となる。この結果、水処理用担体１は、水処理用担体１から排水１４中にエステル型ノニオン界面活性剤が溶出して起こる排水１４のＢＯＤおよびＣＯＤの上昇による水質悪化を抑制できる。
【００６５】
また、本実施形態の水処理用担体１は、樹脂発泡体２の樹脂骨格表面のエステル型ノニオン界面活性剤の付着量を少量にできる。つまり、水処理用担体１が担持する微生物の活動をエステル型ノニオン界面活性剤が阻害することを抑制できる。また、樹脂発泡体２の樹脂骨格表面のエステル型ノニオン界面活性剤の付着量が少量なので、水処理用担体１からエステル型ノニオン界面活性剤の一部または全部が容易に排水１４中に溶出する。つまり、エステル型ノニオン界面活性剤の一部または全部が溶出する水処理用担体１は、微生物の繁殖に良好な環境となる。
【００６６】
また、本実施形態の水処理用担体１は、樹脂発泡体２の樹脂骨格表面のエステル型ノニオン界面活性剤の付着量に関わらず、樹脂発泡体２の強度によって水処理用担体１の強度を確保できる。したがって、排水１４に浸漬する水処理用担体１から排水１４中にエステル型ノニオン界面活性剤が溶出しても水処理用担体１の強度は低下しない。
しかも、エステル型ノニオン界面活性剤は環境への負荷が少ない。このため、樹脂発泡体２の樹脂骨格表面にエステル型ノニオン界面活性剤を付着する水処理用担体１は、環境への負荷が少ない。
【００６７】
本実施形態の排水処理システム９は、樹脂発泡体２の樹脂骨格表面にエステル型ノニオン界面活性剤を付着して親水性に優れた水処理用担体１を用いる。このため、水処理用担体１は、曝気槽１１に投入して短い時間で排水１４中に浸漬する。
これに対して、例えば、水処理用担体１に代えて、表面処理を行わないポリウレタン発泡体を用いる場合は、ポリウレタン発泡体の親水性が低い。このため、ポリウレタン発泡体は排水１４に浮かんでしまい、排水１４中に浸漬するまでに長い時間が掛かる。
【００６８】
また、本実施形態の排水処理システム９では、毒性が無い表面処理剤４を極少量使用して水処理用担体１に親水性を付与する。このため、排水１４中に浸漬する水処理用担体１から排水１４へのエステル型ノニオン界面活性剤の溶出による影響および環境への負荷が少ない。
【００６９】
本発明は、上述の本実施形態に限定されない。
例えば、図３に示す排水処理システム９は、曝気槽１１を１つのみ設ける場合を例に説明した。しかし、曝気槽１１の数は特に限定されず２つ以上でもよい。また、曝気槽１１と嫌気性処理を行う嫌気槽とを併用しても良い。
また、図３に示す排水処理システム９は、曝気槽１１と沈殿槽１２とを別々に設けるが、曝気槽１１と沈殿槽１２とを兼ねる回分式の処理槽としてもよい。
【実施例】
【００７０】
以下、本発明を実験例に基づいて説明する。なお、本発明はこれに限定されない。
「実験例１〜実験例１７」
図２に示す製造方法を用いて図１に示す水処理用担体１を製造した。
【００７１】
「実験例１」
まず、表面処理剤であるエステル型ノニオン界面活性剤として、脂肪酸がラウリン酸、モノエステル含量８０％であるショ糖脂肪酸エステル（三菱化学フーズ株式会社製、商品名：リョートーシュガーエステルＬ−１６９５、ＨＬＢ値：１６、有効成分１００％）５．３重量部を秤量し、純水１００重量部を加え、加温、攪拌し、有効成分５．０重量％の製剤を調製した。
【００７２】
次に、図２（ａ）に示すように、純水１００重量部に前記有効成分５．０重量％の製剤を２５重量部加え、均一になるまで攪拌し、有効成分濃度１．０重量％の表面処理剤４を得た。
【００７３】
上述の有効成分濃度１．０重量％の表面処理剤４を、図２（ｂ）に示すように、容器６に移し、図２（ｃ）に示すように、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚み１０ｍｍのシート状の軟質ポリウレタンフォーム２ａを投入した。シート状のポリウレタンフォーム２ａに圧力を加え、表面処理剤４を含浸した後にシート状のポリウレタンフォーム２ａを取り出した。シート状のポリウレタンフォーム２ａ密度は４３ｋｇ／ｍ３、セル数は５３個／インチであった。
【００７４】
次いで、図２（ｄ）に示すように、ローラ装置７の２つのローラ間に表面処理剤４を含むポリウレタンフォーム２ａを通して、表面処理剤４を含むポリウレタンフォーム２ａから余分な表面処理剤４を絞り取る。なお、２つのローラ間の間隔は、０．３ｍｍであった。
【００７５】
次いで、図２（ｅ）に示すように、箱型の乾燥装置８の炉内に、余分な表面処理剤４を絞り取ったポリウレタンフォーム２ａを収容し、摂氏８０度で３０分間ポリウレタンフォーム２ａを乾燥して水分を除去し、ポリウレタンフォームの樹脂骨格表面に界面活性剤の被膜を形成する。
その後、図２（ｆ）に示すように、乾燥したポリウレタンフォーム２ａを、トムソン型切断装置を用いて１０ｍｍ四方の正方形に裁断し、図１に示す水処理用担体１を得た。
【００７６】
「実験例２」
実験例２では、エステル型ノニオン界面活性剤をリョートーシュガーエステルＬ−１６９５に代えて、実験例１と同じくエステル型ノニオン界面活性剤であり、脂肪酸がラウリン酸、モノエステル含量７０％であるショ糖脂肪酸エステル（理研ビタミン株式会社製、商品名：リケマールＡ、ＨＬＢ値：１５、有効成分４０％）を用いて、表面処理剤とした。純水１００重量部に本表面処理剤２．６重量部を加え、均一になるまで攪拌し、有効成分濃度１．０重量％の表面処理液を得た。それ以外は、実施例１と同様の工程によって、界面活性剤が表面処理された軟質ポリウレタン発泡体（樹脂発泡体）２からなる水処理用担体１を得た。
【００７７】
「実験例３」
実験例３では、エステル型ノニオン界面活性剤をリョートーシュガーエステルＬ−１６９５に代えて、実験例１と同じくエステル型ノニオン界面活性剤であり、脂肪酸がラウリン酸、モノエステル含量３０％であるショ糖脂肪酸エステル（三菱化学フーズ株式会社製、商品名：リョートーシュガーエステルＬ−５９５、ＨＬＢ値：５、有効成分１００％）を用いて表面処理剤とした。そして、実験例１と同様に有効成分濃度１．０重量％の表面処理液を得た。それ以外は、実施例１と同様にして、界面活性剤を表面処理した軟質ポリウレタン発泡体２からなる水処理用担体１を得た。
【００７８】
「実験例４」
実験例４では、エステル型ノニオン界面活性剤をリョートーシュガーエステルＬ−１６９５に代えて、実験例１と同じくエステル型ノニオン界面活性剤であり、脂肪酸がパルミチン酸、モノエステル含量７０％であるショ糖脂肪酸エステル（三菱化学フーズ株式会社製、商品名：リョートーシュガーエステルＰ−１５７０、ＨＬＢ値：１５、有効成分１００％）を用いて表面処理剤とした。そして、実験例１と同様に有効成分濃度１．０重量％の表面処理液を得た。それ以外は、実験例１と同様にして、界面活性剤を表面処理した軟質ポリウレタン発泡体２からなる水処理用担体１を得た。
【００７９】
「実験例５」
実験例５では、エステル型ノニオン界面活性剤をリョートーシュガーエステルＬ−１６９５に代えて、実験例１と同じくエステル型ノニオン界面活性剤であり、脂肪酸がステアリン酸、モノエステル含量７０％であるショ糖脂肪酸エステル（三菱化学フーズ株式会社製、商品名：リョートーシュガーエステルＳ−１５７０、ＨＬＢ値：１５、有効成分１００％）を用いて表面処理剤とした。そして、実験例１と同様に有効成分濃度１．０重量％の表面処理液を得た。それ以外は、実験例１と同様にして、界面活性剤を表面処理した軟質ポリウレタン発泡体２からなる水処理用担体１を得た。
【００８０】
「実験例６」
実験例６では、エステル型ノニオン界面活性剤をリョートーシュガーエステルＬ−１６９５に代えて、実験例１と同じくエステル型ノニオン界面活性剤であり、脂肪酸がオレイン酸、モノエステル含量７０％であるショ糖脂肪酸エステル（三菱化学フーズ株式会社製、商品名：リョートーシュガーエステルＯ−１５７０、ＨＬＢ値：１５、有効成分１００％）を用いて表面処理剤とした。そして、実験例１と同様に有効成分濃度１．０重量％の表面処理液を得た。それ以外は、実験例１と同様にして、界面活性剤を表面処理した軟質ポリウレタン発泡体２からなる水処理用担体１を得た。
【００８１】
「実験例７」
実験例７では、エステル型ノニオン界面活性剤をリョートーシュガーエステルＬ−１６９５に代えて、実験例１と同じくエステル型ノニオン界面活性剤であり、脂肪酸がステアリン酸、パルミチン酸の比率が７：３、モノエステル含量１００％であるショ糖脂肪酸エステル（第一工業製薬（株）製、商品名：ＤＫエステルＳＳ、ＨＬＢ値：１９、有効成分１００％）に換え表面処理剤とした。そして、実験例１と同様に有効成分濃度１．０重量％の表面処理液を得た。それ以外は、実験例１と同様にして、界面活性剤を表面処理した軟質ポリウレタン発泡体２からなる水処理用担体１を得た。
【００８２】
「実験例８」
実験例８では、エステル型ノニオン界面活性剤をリョートーシュガーエステルＬ−１６９５に代えて、実験例１と同じくエステル型ノニオン界面活性剤であり、脂肪酸がステアリン酸、パルミチン酸の比率が７：３、モノエステル含量７０％であるショ糖脂肪酸エステル（第一工業製薬（株）製、商品名：ＤＫエステルＦ−１６０、ＨＬＢ値：１５、有効成分１００％）に換え表面処理剤とした。そして、実験例１と同様に有効成分濃度１．０重量％の表面処理液を得た。それ以外は、実験例１と同様にして、界面活性剤を表面処理した軟質ポリウレタン発泡体２からなる水処理用担体１を得た。
【００８３】
「実験例９」
実験例９では、エステル型ノニオン界面活性剤をリョートーシュガーエステルＬ−１６９５に代えて、実験例１と同じくエステル型ノニオン界面活性剤であり、脂肪酸がステアリン酸、パルミチン酸の比率が７：３、モノエステル含量５０％であるショ糖脂肪酸エステル（第一工業製薬（株）製、商品名：ＤＫエステルＦ−１１０、ＨＬＢ値：１１、有効成分１００％）に換え表面処理剤とした。そして、実験例１と同様に有効成分濃度１．０重量％の表面処理液を得た。それ以外は、実験例１と同様にして、界面活性剤を表面処理した軟質ポリウレタン発泡体２からなる水処理用担体１を得た。
【００８４】
「実験例１０」
実験例１０では、エステル型ノニオン界面活性剤をリョートーシュガーエステルＬ−１６９５に代えて、実験例１と同じくエステル型ノニオン界面活性剤であり、脂肪酸がステアリン酸、パルミチン酸の比率が７：３、モノエステル含量３０％であるショ糖脂肪酸エステル（第一工業製薬（株）製、商品名：ＤＫエステルＦ−５０、ＨＬＢ値：６、有効成分１００％）に換え表面処理剤とした。そして、実験例１と同様に有効成分濃度１．０重量％の表面処理液を得た。それ以外は、実験例１と同様にして、界面活性剤を表面処理した軟質ポリウレタン発泡体２からなる水処理用担体１を得た。
【００８５】
「実験例１１」
実験例１１では、エステル型ノニオン界面活性剤をリョートーシュガーエステルＬ−１６９５に代えて、実験例１と同じくエステル型ノニオン界面活性剤である、デカグリセリンラウリン酸エステル（理研ビタミン（株）製、商品名：ポエムＪ−００２１、ＨＬＢ１５、有効成分１００％）を表面処理剤とした。そして、実験例１と同様に有効成分濃度１．０重量％の表面処理液を得た。それ以外は、実験例１と同様にして、界面活性剤を表面処理した軟質ポリウレタン発泡体２からなる水処理用担体１を得た。
【００８６】
「実験例１２」
実験例１２では、エステル型ノニオン界面活性剤をリョートーシュガーエステルＬ−１６９５に代えて、実験例１と同じくエステル型ノニオン界面活性剤である、ソルビタンカプリル酸エステル（理研ビタミン（株）製、商品名：リケマールＣ−２５０、ＨＬＢ１１、有効成分１００％）を表面処理剤とした。そして、実験例１と同様に有効成分濃度１．０重量％の表面処理液を得た。それ以外は、実験例１と同様にして、界面活性剤を表面処理した軟質ポリウレタン発泡体２からなる水処理用担体１を得た。
【００８７】
「実験例１３」
実験例１３では、エステル型ノニオン界面活性剤であるリョートーシュガーエステルＬ−１６９５に代えて、エーテル型ノニオン界面活性剤であるポリ（オキシエチレン）＝アルキルエーテル（ライオン（株）製、商品名：レオコールＴＤ−１２０、有効成分濃度：１００％）を表面処理剤とした。そして、実験例１と同様に有効成分濃度１．０重量％の表面処理液を得た。それ以外は、実験例１と同様にして、界面活性剤を表面処理した軟質ポリウレタン発泡体２からなる水処理用担体１を得た。
【００８８】
「実験例１４」
実験例１４では、エステル型ノニオン界面活性剤であるリョートーシュガーエステルＬ−１６９５に代えて、カチオン界面活性剤である塩化アルキルトリメチルアンモニウム（ライオン（株）製、商品名：アーカードＴ−２８、有効成分濃度：２８重量％）を表面処理剤とした。純水１００重量部に本表面処理剤３．６重量部を加え、均一になるまで攪拌し、有効成分濃度１．０重量％の表面処理液を得た。それ以外は、実験例１と同様にして、界面活性剤を表面処理した軟質ポリウレタン発泡体２からなる水処理用担体１を得た。
【００８９】
「実験例１５」
実験例１５では、エステル型ノニオン界面活性剤であるリョートーシュガーエステルＬ−１６９５に代えて、アニオン界面活性剤である直鎖アルキルベンゼンスルホン酸（ライオン（株）製、商品名：ライポンＰＳ−２６０、有効成分濃度：６１重量％）を表面処理剤とした。純水１００重量部に本表面処理剤１．７重量部を加え、均一になるまで攪拌し、有効成分濃度１．０重量％の表面処理液を得た。それ以外は、実験例１と同様にして、界面活性剤を表面処理した軟質ポリウレタン発泡体２からなる水処理用担体１を得た。
【００９０】
「実験例１６」
実験例１〜実験例１５に対して、表面処理剤として界面活性剤を用いるのに代えて、親水化剤として水溶性高分子であり、かつ生分解性樹脂でもあるポリビニルアルコール（電気化学工業（株）製、商品名：デンカポバールＫ−１７Ｅ、ケン化度：９８％）７．５重量部に対し、９０℃に熱した純水１００重量部を混合し、ポリビニルアルコールが完全に溶解するまで攪拌し、有効成分７．０重量％の表面処理液を調製した。それ以外は、実験例１と同様にして、ポリビニルアルコールを表面処理した軟質ポリウレタン発泡体２からなる水処理用担体１を得た。
【００９１】
「実験例１７」
実験例１〜実験例１６に対して、軟質ポリウレタン発泡体２に一切の表面処理を行わず、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍの立方体としたものを水処理用担体１とした。
【００９２】
実験例１〜実験例１６で得た表面処理剤４の粘度の高低と、含有する有効成分の状態を表１に示す。
【００９３】
【表１】
2014124581.tif 000004
【００９４】
実験例１〜実験例１６で得た水処理用担体１における１ｇあたりの有効成分の濃度（付着量）（ｍｇ）を表２に示す。
【００９５】
【表２】
2014124581.tif 000005
【００９６】
「沈降時間」
実験例１〜実験例１６の水処理用担体１について、それぞれ以下に示す方法により親水性能を評価した。その結果を表３および図４に示す。
すなわち、ビーカーに静置した純水の水面にそれぞれの水処理用担体１を水処理用担体１同士が重ならないよう１０個ずつ純水に投入し、１０個全ての水処理用担体１が水面下に沈むまでの沈降時間を測定した。
【００９７】
【表３】
2014124581.tif 000006
【００９８】
「２４時間後のＣＯＤＭｎ濃度」
実験例１〜実験例１６の水処理用担体１について、それぞれ以下に示す方法により有効成分が水中へ溶出する事による水質への影響を調べた。その結果を表３と図４とに示す。
すなわち、純水１．０Ｌに対して水処理用担体１を１００個ずつ投入（純水に対する担体投入量２０容積％）した。そして、２５０ｒｐｍの攪拌機にて２４時間攪拌した後の水のＣＯＤＭｎ濃度を測定した。
【００９９】
ただし、実験例１７については、表面処理の有無によるＣＯＤＭｎ濃度の差を比較するため、水面下に沈降するように水処理用担体１に外力を加えてから２４時間攪拌した後の水のＣＯＤＭｎ濃度を測定した。
【０１００】
表３において、水処理用担体１の沈降時間についての値が無いものは、２４時間以上沈降しなかった事を示す。
また、表３において、２４時間後のＣＯＤＭｎ濃度についての値が無いものは、２４時間以内に水処理用担体１が沈降しなかったため、ＣＯＤＭｎ濃度が測定不能であったことを示す。
【０１０１】
図４は、実験例１〜実験例１７の沈降時間と２４時間後のＣＯＤＭｎ濃度とを示すグラフである。
表３と図４に示す通り、表面処理剤がショ糖脂肪酸エステルの内では、ＨＬＢ値が１５以上のものが優れた沈降性を示す。中でも、エステル化する脂肪酸が飽和脂肪酸の場合は、脂肪酸の炭素数が１６以下のショ糖ラウリン酸エステル、ショ糖パルミチン酸エステルなどが優れた沈降性を示す。または、エステル化する脂肪酸が不飽和脂肪酸の場合は、脂肪酸の炭素数が１８以下のショ糖オレイン酸エステルなどが優れた沈降性を示す。実施例中の、実験例１、実験例２、実験例４、実験例６は、表面処理を行わない実験例１７と比較して、特に優れた沈降性を示す事が確認できた。
【０１０２】
また、表３と図４に示す通り、実験例８と実験例９において、ＨＬＢ値が１１である実験例９は、ＨＬＢ値が１５である実験例８と比較して早い沈降性を示している。この沈降時間とＨＬＢ値との関係に逆転は、表１に示す通り、実験例８の表面処理剤の粘度が高くて表面処理が不均一となったために生じた。
【０１０３】
また、表２と表３とに示す通り、有効成分として、ポリビニルアルコールを用いた実験例１６と比較して、ショ糖脂肪酸エステルの内、脂肪酸種がラウリン酸、パルミチン酸、オレイン酸であって、且つ、ＨＬＢ値が１５以上である、実験例１、実験例２、実験例４、実験例６は、担体１ｇあたりの有効成分濃度（ｍｇ）が少なくても親水性に効果があると確認できた。
【０１０４】
また、２４時間攪拌後のＣＯＤＭｎ濃度に関して表面処理を行わない実験例１７と比較して、実験例１〜実験例９は同等のＣＯＤＭｎ濃度値を示している。つまり実験例１〜実験例９は、水質を汚染する影響が極めて少ない。また、実験例１〜実験例９に使用しているショ糖脂肪酸エステルは食品添加物としても使用されている。このため、水生生物など環境への悪影響が無い。
【０１０５】
実験例１７と比較すると実験例１３〜実験例１５では、有効成分濃度によって親水性が向上する。しかし、実験例１３〜実験例１５では、有効成分として水生生物などの環境へ悪影響を与える虞のある界面活性剤を用いる。
実験例１３から実験例１５の中でも、特に、実験例１５は優れた親水性を示す。しかし、実験例１５は、化学物質排出把握管理促進法において第１種指定化学物質と規定がある直鎖アルキルベンゼンスルホン酸を用いる。
【０１０６】
有効成分として水溶性高分子であるポリビニルアルコールを使用する実験例１６は実験例１７と比較すると親水性の向上効果が確認できる。しかし、実験例１６は、実験例１７と比較してＣＯＤＭｎ濃度が著しく高い。
【０１０７】
「排水処理試験」
実験例２の水処理用担体１と、実験例１７の表面処理を行わない水処理用担体１とを用いて、それぞれ以下に示す担体流動法を用いる簡易的な排水処理試験を行った。
すなわち、ＢＯＤ濃度９００〜１１００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤＭｎ濃度７００〜９００ｍｇ／Ｌに調製した人工排水を原水とした。この原水１．０Ｌを種汚泥２．５Ｌに混合して合計３．５Ｌの排水として曝気槽に充填した。
【０１０８】
次いで、上述の曝気槽に、２５０個の水処理用担体１を投入（排水に対する水処理用担体１の投入量：１５容積％）した。そして、曝気運転により曝気槽内に酸素を供給するとともに排水を対流した。曝気運転は、２４時間の運転ごとに停止してから曝気槽内の汚泥を沈殿させて上澄み液１．０Ｌを採取した。上澄み液１．０Ｌを採取後には、曝気槽に新たな人工排水１．０Ｌを投入して曝気運転を再開した。この作業を１４日間繰り返した。
【０１０９】
この排水処理試験で採取した上澄み液のＢＯＤおよびＣＯＤＭｎの濃度を調べた。その結果を表４と図５と図６とに示す。
【０１１０】
【表４】
2014124581.tif 000007
【０１１１】
表４と図５と図６とに示すように、実験例２の水処理用担体１を用いて排水処理を行った上澄み液は、原水と比較して、ＢＯＤ濃度およびＣＯＤＭｎ濃度が共に著しく低減していた。また、運転日数の経過によってもＢＯＤ濃度およびＣＯＤＭｎ濃度の上昇がなく排水処理が安定していた。
また、実験例２の水処理用担体１を用いて排水処理を行った上澄み液は、実験例１７のＣＯＤＭｎ濃度と同等である。この結果、実験例２の水処理用担体１は、排水の水質の悪化がわずかであると確認できた。
【０１１２】
また、上記の排水処理試験において、実験例２の水処理用担体１を生物反応槽に投入すると、水処理用担体１は速やかに排水内に沈降して、曝気運転開始１日後には、水処理用担体１が生物反応槽内を流動する状態となった。
一方、実験例１７の水処理用担体１は、生物反応槽に水処理用担体１を投入しても、水処理用担体１はすぐに沈降せずに大部分が排水に触れない状態だった。また、実験例１７では、生物反応槽内で水処理用担体１が流動を開始するまでに７日程度を要した。
【０１１３】
また、上記の排水処理試験では、実験例２と実験例１７とについての曝気運転開始から７日経過した時点で其々の水処理用担体１が保持する活性汚泥の量を測定した。
その結果、実験例２の水処理用担体１では１６．８ｍｇ／個であった。
また、実験例１７の水処理用担体１では９．６ｍｇ／個であった。
【０１１４】
この結果、実験例２の水処理用担体１は、実験例１７の水処理用担体１と比較して早期に水処理用担体１内に活性汚泥を取り込むと分かった。この理由は、実験例２の水処理用担体１が、実験例１７の水処理用担体１と比較して短時間で排水内に沈降するためである。
【符号の説明】
【０１１５】
１  水処理用担体、２  樹脂発泡体、２ａ  ポリウレタンフォーム、３  空隙、４  表面処理剤、５  エステル型ノニオン界面活性剤、６  容器、７  ローラ装置、８  乾燥装置、９  排水処理システム、１０  流量調整槽、１１  曝気槽、１２  沈殿槽、１３  流入管、１４  排水、１５  散気口、１６  配管、１７  ブロア、１８  移送管、１９  移送ポンプ、２０  散気口、２１  配管、２２  ブロア、２３  オーバーフロー部、２４  スクリーン、２５  移流管、２６  オーバーフロー部、２７  放流管、２８  返送手段、２９  返送管、３０  返送ポンプ、３１  処理水、３２  汚泥、１５０  散気手段、１６０  散気手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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