(57)【要約】【課題】水に濡れやすく、曝気槽に投入後速やかに水中に沈降してエアレーションにより旋回し、かつ泡立ちの無いポリウレタン発泡体からなる水処理用微生物担体の提供を目的とする。【解決手段】ポリウレタン発泡体の表面及び内部に消泡剤を付着させて水処理用微生物担体を構成した。消泡剤は、アセチレングリコールが好ましい。また、ポリウレタン発泡体は、ポリオールとイソシアネートの反応により得られるものであって、ポリオールに、ポリエーテルポリオールあるいは一部にエステル基を含むポリエーテルポリエステルポリオールを用いたものが好ましい。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタン発泡体の表面及び内部に消泡剤が付着したものからなることを特徴とする水処理用微生物担体。
【請求項２】
前記消泡剤が、アセチレングリコールであることを特徴とする請求項１に記載の水処理用微生物担体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曝気槽等に投入される水処理用微生物担体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水処理には、微生物による働きで溶存有機物を分解させる方法が多用されている。前記微生物を用いる水処理においては、樹脂発泡体からなる水処理用微生物担体を、浄化槽等に設けられた曝気槽（エアレーションタンク）等へ投入し、水処理用微生物担体に保持された微生物による働きで排水中の溶存有機物を分解させている。
【０００３】
しかし、水処理用微生物担体に用いられている樹脂発泡体は、通常、撥水性を示すことから、担体を曝気槽等に投入しても、担体表面が水に濡れ難く、水面上に浮揚したままとなり易い。そのため、曝気槽等に投入された担体は、エアレーションによる排水の流動に応じて曝気槽等内の排水内を旋回せず、担体に保持された微生物と排水との接触効率が悪い問題がある。
【０００４】
特に、水処理用微生物担体をポリウレタン発泡体で構成する場合、ポリウレタン発泡体には良好な発泡を行うために整泡剤が添加されることが多く、この整泡剤によって発泡体が疎水性（撥水性）となる。そのため、ポリウレタン発泡体からなる水処理用微生物担体は、曝気槽等に投入されても、直ちに水中に沈まず、水面上に山のように盛り上がって投入作業が困難となるだけでなく、排水中を旋回するまでに時間がかかって本来の排水処理能力を充分に発揮できない問題がある。
【０００５】
そこで、ポリウレタン発泡体からなる水処理用微生物担体においては、ポリウレタン発泡体に親水性を付与するため、界面活性剤等を発泡体の原料中に予め添加して発泡体を成形することが考えられる。しかし、前記のように、水処理用微生物担体として用いられるポリウレタン発泡体には、疎水性を発揮する整泡剤が含まれているため、親水性を付与する界面活性剤等を添加する場合、少量の界面活性剤等では親水性を付与することができず、親水性を付与するためには界面活性剤等を大量に添加する必要がある。ところが、親水性を付与するために界面活性剤等を大量に添加すると、発泡体を形成する気泡構造が形成されなくなって発泡体が得られない問題が発生する。また、ポリウレタン発泡体が得られても、得られたポリウレタン発泡体を微生物用担体として曝気槽の排水に投入した場合、界面活性剤等の影響で泡が発生し、しかも発生した泡がポリウレタン発泡体中に保持されて泡の浮力により水中への水処理用微生物担体の沈降が阻害されやすくなる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５０５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、曝気槽に投入後速やかに水中に沈降してエアレーションにより旋回し、かつ泡立ちの無いポリウレタン発泡体からなる水処理用微生物担体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、ポリウレタン発泡体の表面及び内部に消泡剤が付着したものからなることを特徴とする水処理用微生物担体に係る。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、前記消泡剤が、アセチレングリコールであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ポリウレタン発泡体の表面及び内部に消泡剤が付着したもので水処理用微生物担体が構成されているため、水処理用微生物担体が曝気槽等に投入された際に消泡剤によって水処理用微生物担体の表面が水に濡れ易くなり、しかも泡を生じにくく、さらには泡が水処理用微生物担体内に保持されにくいことから、曝気槽等の排水内に水処理用微生物担体が速やかに沈降して、エアレーションによって旋回し、微生物による処理を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明における水処理用微生物担体は、ポリウレタン発泡体の表面及び内部に消泡剤が付着したものからなる。なお、水処理用微生物担体のサイズ及び形状は適宜とされるが、一辺が数ｍｍ〜７０ｍｍ程度の直方体あるいは立方体形状のものが一般的である。
【００１２】
ポリウレタン発泡体は、ポリオールとイソシアネートを発泡剤及び触媒の存在下反応させることにより得られる公知の軟質ポリウレタン発泡体を使用することができる。また、ポリウレタン発泡体の密度は、２０〜７０ｋｇ／ｍ３が好ましい。
【００１３】
ポリオールは、加水分解のし難いポリウレタン発泡体とするため、ポリエーテルポリオールからなるもの、あるいはポリエーテルポリオールを主体とするものが好ましく、一部にエステル基を含むポリエーテルポリエステルポリオールを用いることもできる。ポリエーテルポリオールとしては特に制限されるものではなく、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ハイドロキノン、水、レゾルシン、ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＡ、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、エチレンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、トリエチレンテトラアミン、ソルビトール、マンニトール、ズルシトール等を出発原料として、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加して得られるものなどを用いることができる。
【００１４】
本発明におけるイソシアネートは特に制限されるものではなく、芳香族系、脂環式、脂肪族系の何れでもよく、また、１分子中に２個のイソシアネート基を有する２官能のイソシアネート、あるいは１分子中に３個以上のイソシアネート基を有する３官能以上のイソシアネートであってもよく、それらを単独であるいは複数組み合わせて使用してもよい。
【００１５】
例えば、２官能のイソシアネートとしては、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４’−フェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニレンジイソネート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニレンジイソシアネートなどの芳香族系のもの、シクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環式のもの、ブタン−１，４−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、リジンイソシアネートなどの芳香族系のものを挙げることができる。
【００１６】
また、３官能以上のイソシアネートとしては、１−メチルベンゾール−２，４，６−トリイソシアネート、１，３，５−トリメチルベンゾール−２，４，６−トリイソシアネート、ビフェニル−２，４，４’−トリイソシアネート、ジフェニルメタン−２，４，４’−トリイソシアネート、メチルジフェニルメタン−４，６，４’−トリイソシアネート、４，４’−ジメチルジフェニルメタン−２，２’，５，５’テトライソシアネート、トリフェニルメタン−４，４’，４”−トリイソシアネート、ポリメリックＭＤＩ等を挙げることができる。
【００１７】
発泡剤としては、水が好適である。水の添加量はポリオール１００重量部に対して１．５〜５重量部程度が一般的である。
【００１８】
触媒としては、ポリウレタン発泡体用として公知のものを用いることができ、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノモルフォリン、Ｎ−エチルモルホリン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒や、スタナスオクトエートやジブチルチンジラウレート等の錫触媒やフェニル水銀プロピオン酸塩あるいはオクテン酸鉛等の金属触媒（有機金属触媒とも称される。）を挙げることができる。触媒の一般的な量は、ポリオール１００重量部に対して０．０５〜０．７重量部程度である。
【００１９】
その他、整泡剤、顔料などの添加剤を適宜配合することができる。整泡剤は、ポリウレタン発泡体に用いられるものであればよく、シリコーン系整泡剤、含フッ素化合物系整泡剤および公知の界面活性剤を挙げることができる。顔料は、求められる色に応じたものが用いられる。
【００２０】
なお、本発明のポリウレタン発泡体は、前記ポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒、及び適宜の添加剤からなるポリウレタン発泡原料を攪拌混合して前記ポリオールとイソシアネートを反応させ、発泡させる公知の発泡方法によって製造される。
【００２１】
前記ポリウレタン発泡体の表面及び内部に付着されれる消泡剤は、微生物の培養に影響を及ぼさない限り、制限なく一般の消泡剤を使用することができ、低分子量、高分子量何れの化合物も使用することができる。それらの中でも、抑泡効果の高い高分子量化合物からなる消泡剤が好ましい。
【００２２】
低分子量の消泡剤としては、低級アルコール類としてメタノール、ブタノール、高級アルコール類としてオクチルアルコール、ヘキサデシルアルコール、脂肪酸類として、オレイン酸、ステアリン酸、脂肪酸エステル類として、グリセリンモノラウレート、リン酸エステル類として、トリブチルホスフェート、金属石鹸系として、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム等が挙げられる。また、高分子量の消泡剤としては、ポリオキシアルキレングリコール誘導体、アセチレングリコール誘導体、シリコーン系としてジメチルシリコーンオイル、有機変性シリコーンオイル、フルオロシリコーンオイル、シリカ・シリコーンコンパウンド等が挙げられる。特にアセチレングリコールは、抑泡効果が高く、しかも水中に入れても泡を生じ無いため、本発明における消泡剤として好ましく、ポリウレタン発泡体の表面及び内部に付着させて水処理用微生物担体を構成した場合に、水処理用微生物担体の曝気槽等への投入によって泡を生じず、しかも水処理用微生物担体内にも泡が保持されないことから、水処理用微生物担体が曝気槽等内の水中に沈降しないという事態を生じることがない。
【００２３】
前記消泡剤は、適宜の含浸塗布方法により、前記ポリウレタン発泡体の表面及び内部に付着される。含浸塗布方法は、消泡剤塗布工程とクラッシング工程（圧縮復元工程）とにより行われるのが好ましい。消泡剤塗布工程では、ポリウレタン発泡体に消泡剤を塗布する。一方、クラッシング工程では、消泡剤塗布後のポリウレタン発泡体に対して圧縮と圧縮解除による復元を行って消泡剤をポリウレタン発泡体内に確実に含浸付着させる。
【００２４】
前記塗布工程は、公知の塗布方法により行われ、特に限定されるものではない。例えば、スプレー、ロールコーター、ナイフコーター等の塗布方法を用いることができる。消泡剤の塗布量は、ポリウレタン発泡体の体積に対して少ないと充分な消泡効果が得られず、それに対して塗布量が多過ぎる場合には得られる水処理用微生物担体の表面がべたつき、取り扱い難くなるため、ポリウレタン発泡体の１リットル当たり４〜８ｇ程度の塗布量が好ましい。
【００２５】
図１に示すロールコーター式塗布装置は、一方向へ供給されるシート状のポリウレタン発泡体１１の上下面を挟むようにコーターロール２１とバックアップロール２２が配設され、さらに前記シート状のポリウレタン発泡体１１の上方には前記コーターロール２１と平行に塗布量調節ロール２３が配設され、前記コーターロール２１と前記塗布量調節ロール２３の間から消泡剤Ｈが前記シート状のポリウレタン発泡体１１に供給されて塗布が行われる。前記シート状のポリウレタン発泡体１１への消泡剤Ｈの塗布量調節は、前記コーターロール２１と前記塗布量調節ロール２３の間隔を調節することにより行われる。
【００２６】
図２に示す他のロールコーター式塗布装置は、一方向へ供給されるシート状のポリウレタン発泡体１１の上面と接してバックアップロール２５が配設され、他方、前記シート状のポリウレタン発泡体１１の下面と接してコーターロール２６が配設され、さらに、前記コーターロール２６の下部と接して消泡剤供給ロール２７が配設されると共に、前記消泡剤供給ロール２７が消泡剤収容容器２４内の消泡剤Ｈに浸るようにされており、前記消泡剤収容容器２４内の消泡剤Ｈが前記消泡剤供給ロール２７によってコーターロール２６に供給され、前記コーターロールに２６によって前記シート状のポリウレタン発泡体１１に供給塗布される。前記シート状のポリウレタン発泡体１１への消泡剤Ｈの塗布量調節は、前記コーターロール２６と前記消泡剤供給ロール２７の接触程度を調節することにより行われる。
【００２７】
図３に示すナイフコーター式塗布装置は、一方向へ供給されるシート状のポリウレタン発泡体１１の上面にコーターナイフ２８が配設され、前記コーターナイフ２８によって前記シート状のポリウレタン発泡体１１に消泡剤Ｈが塗布される。前記シート状のポリウレタン発泡体１１への消泡剤Ｈの塗布量調節は、前記コーターナイフ２８と前記シート状のポリウレタン発泡体１１との間隔を調節することにより行われる。なお、符号２９，３０は、シート状のポリウレタン発泡体１１に対するガイドロールである。
【００２８】
前記クラッシング工程に用いる装置は、消泡剤塗布後のポリウレタン発泡体に対して圧縮と圧縮解除による復元を行うことができる装置であれば、制限なく使用することができる。例えば、図４に示すものは、前記消泡剤塗布後のシート状のポリウレタン発泡体１１Ａの厚みよりも狭く間隔が設定された上側押圧ロール３１と下側押圧ロール３２間に、前記消泡剤塗布後のシート状のポリウレタン発泡体１１Ａを通過させることにより圧縮と圧縮解除による復元を連続的に行い、それによって消泡剤をポリウレタン発泡体の内部に含浸付着させている。それに対して、上下動するプレス装置（図示せず）を用いて消泡剤塗布後のポリウレタン発泡体の圧縮及び圧縮解除を行うことにより、クラッシング工程を行ってもよい。前記クラッシング工程における圧縮回数は適宜回数とされるが、より確実に消泡剤をポリウレタン発泡体の内部に含浸付着させるためには、複数回とするのが好ましい。また、圧縮回数は多すぎると工数がかかりすぎ、生産性が低下するため、５回以下が好ましい。さらに、前記クラッシング工程におけるポリウレタン発泡体の圧縮率が低いと消泡剤がポリウレタン発泡体の内部まで染みこみにくく、水処理用微生物担体を曝気槽等へ投入した際に消泡剤の効果が充分得られなくなる。それに対し、ポリウレタン発泡体の圧縮率が高いとクラッシング工程時にポリウレタン発泡体が破壊するおそれがある。そのため、前記クラッシング工程における圧縮率は、元厚の１／３〜１／２０が好ましい。
【実施例】
【００２９】
以下この発明の実施例について具体的に説明する。ポリエーテル系ポリウレタン発泡体（密度：３５±３ｋｇ／ｍ３、硬さ：１２２．６Ｎ、品名：ＥＲ−１、株式会社イノアックコーポレーション製）を、厚み１０ｍｍのシート状にし、このシート状のポリウレタン発泡体に対して、図１のロールコーター式塗布装置を用いてアセチレングリコールの塗布量を３，４，６，８，１０ｇ／Ｌとして塗布し、さらに図４に示すクラッシング装置によりポリウレタン発泡体を３回圧縮した。圧縮率は元厚の１／１０とした。なお、圧縮率は元厚を分母とし、図４のクラッシング装置における上側押厚ロール３１と下側押厚ロール３２間の間隔を分子とした値である。クラッシング後のポリウレタン発泡体に対して表面のべたつき感を、触感によって調べた。また、クラッシング後のポリウレタン発泡体を、１０ｍｍ角の立方体に裁断して水処理用微生物担体とした。このようにして得られた水処理用微生物担体を、静水面に落とし、３０分後の沈み具合を調べた。前記べたつき感及び沈み性の結果を表１に示す。表１から理解されるように、特に塗布量が４ｇ／Ｌ〜８ｇ／Ｌの場合にべたつき感が少なく、沈み性も良好であった。
【００３０】
【表１】
2006346551.tif 000002
【００３１】
前記アセチレングリコールの塗布量を６ｇ／Ｌとし、前記クラッシング装置によるポリウレタン発泡体の圧縮回数を３回、その際のポリウレタン発泡体の圧縮率を１／２、１／３、１／２０、１／２５とし、他は表１の場合と同様にして得られたクラッシング後のポリウレタン発泡体を、１０ｍｍ角の立方体に裁断して水処理用微生物担体とした。このようにして得られた水処理用微生物担体を、静水面に落とし、３０分後の沈み具合を調べた。前記沈み性の結果を表２に示す。表２から理解されるように、特に圧縮率が１／３〜１／２０の場合にはクラッシング時に破壊を生じず、しかも沈み性が良好であった。
【００３２】
【表２】
2006346551.tif 000003
【００３３】
なお、比較のため、前記アセチレングリコールの塗布量を６ｇ／Ｌとし、クラッシング工程を行わなかった水処理用微生物担体についても静水面に落とし、３０分後の沈み具合を調べたところ、この場合、水処理用微生物担体の内部にアセチレングリコールが付着していないため、水処理用微生物担体は３０分後でも水中に沈まなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】塗布工程における塗布装置の一例を示す図である。
【図２】塗布工程における塗布装置の他の例を示す図である。
【図３】塗布工程における塗布装置のさらに他の例を示す図である。
【図４】クラッシング工程におけるクラッシング装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１  シート状のポリウレタン発泡体
１１Ａ  消泡剤塗布後のシート状のポリウレタン発泡体
２１，２６  コーターロール
２２，２５  バックアップロール
２３  塗布量調節ロール
２７  消泡剤供給ロール
２８  コーターナイフ
３１  上側押圧ロール
３２  下側押圧ロール
Ｈ  消泡剤
【図１】
2006346551.tif 000004
【図２】
2006346551.tif 000005
【図３】
2006346551.tif 000006
【図４】
2006346551.tif 000007