(57)【要約】 【課題】  汚染水中の微生物を高い除去率で除去することができるとともに、処理能力の高い微生物除去装置およびその方法を提供する。【解決手段】  混合手段２に微生物を含む汚染水とフェライトとを混合して、微生物にフェライトを付着させる。混合された混合液を、磁気凝集手段３に磁気凝集させて、混合液中に含まれるフェライトを磁気凝集する。凝集物は、沈降手段４によって混合液中で沈降する。これによってフェライトが付着した微生物を含む凝集物を、混合液中で沈降させることができる。沈降手段４によって凝集物が沈降された混合液の上澄みは、回収手段５によって回収される。回収手段５によって９９．９％以上の微生物が除去された処理水を得ることができる。【選択図】      図１
2006326496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物を含む汚染水とフェライトとを混合して、微生物にフェライトを付着させる混合手段と、
フェライトを磁気凝集させる磁気凝集手段と、
前記混合手段によって混合される混合液中で、フェライトが付着した微生物を含む凝集物を沈降させる沈降手段とを含むことを特徴とする微生物除去装置。
【請求項２】
前記凝集物を前記沈降手段から取出し、前記混合手段に供給する取出供給手段を含むことを特徴とする請求項１記載の微生物除去装置。
【請求項３】
前記取出供給手段によって取出される凝集物を分散させる分散手段を含むことを特徴とする請求項２記載の微生物除去装置。
【請求項４】
前記取出供給手段によって取出される凝集物に含まれる微生物を殺菌する殺菌手段を含むことを特徴とする請求項２または３記載の微生物除去装置。
【請求項５】
沈降された混合液の上澄みに含まれるフェライトを捕集する捕集部が設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の微生物除去装置。
【請求項６】
前記混合手段は、混合液を撹拌する撹拌部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の微生物除去装置。
【請求項７】
微生物を含む汚染水とフェライトとを混合して、微生物にフェライトを付着させ、
汚染水とフェライトとを含む混合液中のフェライトを凝集させ、
フェライトが付着した微生物を含む凝集物を沈降させることを特徴とする微生物除去方法。
【請求項８】
微生物を含む汚染水とフェライトとを混合して、微生物にフェライトを付着させ、
汚染水とフェライトとを含む混合液中のフェライトを凝集させ、
フェライトが付着した微生物を含む凝集物を沈降させ、
沈降した凝集物を取出し、取出した凝集物を汚染水と混合させることを特徴とする微生物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染水中に含まれる微生物を除去する微生物除去装置および微生物除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道水をはじめとして各種の環境水中には、浮遊粒子および各種の細菌などの汚染物質が含まれている。環境水を汚染する浮遊粒子の１つとして、たとえばクリプトスポリジウムなどの原虫類が注目されるに至っている。
【０００３】
クリプトスポリジウムは、生体内寄生性を有し、宿主の生体内においてのみ分裂増殖する。クリプトスポリジウムは、ライフサイクルの１過程において物質透過性の悪い皮で殻状に覆われたオーシストと呼ばれる接合子を形成し、オーシストの形態で寄生宿主の体外に排出される。多種存在するクリプトスポリジウムの中には、病原性を有するものがあり、寄生宿主からオーシストとして排出されたクリプトスポリジウムは他の個体への感染源となり、ある種のものでは１〜数１０個程度の摂取によって感染発症することがあると言われている。
【０００４】
オーシストの感染経路は、経口摂取が主であり、糞便を介した人から人への経口感染、直接接触および食品汚染による家畜から人への経口感染などがあるけれども、最も留意するべきは水道水などの飲料水を介した経口感染である。オーシストは、前述のように皮で殻状に覆われているので、飲料水の消毒に用いられる塩素およびオゾンなど各種の消毒剤に対して強い抵抗性を有する。したがって感染および発症性を有するクリプトスポリジウムのオーシストによって、飲料水が汚染されると集団感染などの衛生上の大きな問題となる。たとえば一般健常者であっても、クリプトスポリジウムに感染すると粘液便および軟便に腹痛を伴う症状が現れ、治癒するまでに１〜４週間を要する。体力に劣る乳幼児または高齢者が、クリプトスポリジウムに感染すると重症化し治癒までに長期間を要するケースもあり、また免疫抑制剤の使用者がクリプトスポリジウムに感染した場合には死亡に至ることもある。
【０００５】
オーシストの外壁は、化学物質透過性の悪い膜でできているので、消毒剤に対して耐性が強く、通常の浄化処理に使用されている消毒剤の濃度では十分に不活性化することは困難である。またオーシストの感染性を迅速に判別する方法は未確定であるので、感染の予防対策としては消毒剤によるオーシストの不活性化ではなく、物理的な除去方法が最も実用的な対策となる。
【０００６】
オーシストを物理的に除去する方法として、マグネタイト微粒子を、オーシストに付着させ、凝集剤を用いて凝集させ、砂濾過する方法がある。
【０００７】
また他のオーシストを物理的に除去する方法および装置として特許文献１に示されている。特許文献１に示されるオーシストを除去する方法では、マグネタイト微粒子をオーシスト表面に付着させ、オーシストに付着したマグネタイトを水中から磁気的に分離する方法および装置が示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−９８０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
マグネタイト微粒子を、オーシストに付着させ、凝集剤を用いて凝集させ、砂濾過する方法では、高い除去率で、オーシストを汚染水から除去することができる。しかし大量の汚染水を処理する浄化施設では、マグネタイトを再利用することができない。したがって大量の汚染水を処理するためには、マグネタイトを汚染水に供給し続けなければならないので、処理費用が高くなる。また特許文献１に示される除去方法および装置では、オーシストに付着したマグネタイトを水中から磁気的に分離し、さらにアニオン界面活性剤を用いて、オーシストを含むアニオン界面活性剤の水溶液とフェライトを磁気的に分離するので、マグネタイトを再利用する構成ではあるが、磁気的に分離するので、多くの時間を要し、大量の汚染水を処理することが難しい。また大量に処理するためには、磁石装置を大きくする必要があり、莫大な処理費用がかかってしまう。
【００１０】
本発明の目的は、汚染水中の微生物を高い除去率で除去することができるとともに、処理能力の高い微生物除去装置およびその方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、微生物を含む汚染水とフェライトとを混合して、微生物にフェライトを付着させる混合手段と、
フェライトを磁気凝集させる磁気凝集手段と、
前記混合手段によって混合される混合液中で、フェライトが付着した微生物を含む凝集物を沈降させる沈降手段とを含むことを特徴とする微生物除去装置である。
【００１２】
本発明に従えば、混合手段によって、微生物を含む汚染水とフェライトとを混合して、微生物にフェライトを付着させる。混合手段によって混合された混合液を、磁気凝集手段に磁気凝集させることによって、混合液中に含まれるフェライトは、磁気凝集される。これによって凝集物の粒径を大きくすることができる。凝集物は、沈降手段によって混合液中で沈降する。沈降した凝集物には、フェライトが付着した微生物が含まれる。これによってフェライトが付着した微生物を含む凝集物を、混合液中で沈降させて分離することができる。ここで凝集物は、微生物を含まないフェライトのみによって凝集されたものを含む。
【００１３】
また本発明は、前記凝集物を前記沈降手段から取出し、前記混合手段に供給する取出供給手段を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、凝集物を沈降手段から取出し、取出した凝集物を混合手段に供給する。これによって一度使用したフェライトを循環させることができる。したがってフェライトを有効に利用することができる。
【００１５】
また本発明は、前記取出供給手段によって取出される凝集物を分散させる分散手段を含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、沈降手段から取出された凝集物は分散される。これによって凝集物が分散されて得られたフェライトを、混合手段によって汚染水中の微生物に付着させやすくすることができる。
【００１７】
また本発明は、前記取出供給手段によって取出される凝集物に含まれる微生物を殺菌する殺菌手段を含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、殺菌手段によって、前記取出供給手段によって取出される凝集物に含まれる微生物を不活性化させて、殺菌することができる。これによって微生物による感染性を消失させることができる。
【００１９】
また本発明は、沈降された混合液の上澄みに含まれるフェライトを捕集する捕集部が設けられることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、捕集部によって、沈降された混合液の上澄みに含まれるフェライトを捕集する。ここで上澄みとは、沈降手段で凝集物が沈降した混合液の上澄みと、たとえば凝集物が沈降された混合液の上澄みを回収したものとを含む。また上澄みに含まれるフェライトには、凝集手段によって、凝集された微生物を含む凝集物も含む。これによって沈降手段によって混合液中で沈降されずに浮遊している凝集物を捕集することができる。
【００２１】
また本発明は、前記混合手段は、混合液を撹拌する撹拌部を有することを特徴とする。
本発明に従えば、混合手段に設けられる撹拌部によって、混合液を撹拌することができる。これによって混合液に含まれる微生物とフェライトとを付着させやすくすることができる。また沈降手段から取出される凝集物が、混合手段に供給されて、撹拌部によって撹拌されることによって、凝集物を分散させることができるので、分散されたフェライトが、混合液中の微生物に付着させやすくすることができる。
【００２２】
また本発明は、微生物を含む汚染水とフェライトとを混合して、微生物にフェライトを付着させ、
汚染水とフェライトとを含む混合液中のフェライトを凝集させ、
フェライトが付着した微生物を含む凝集物を沈降させることを特徴とする微生物除去方法である。
【００２３】
本発明に従えば、微生物に付着したフェライトを磁気凝集することによって、粒径の大きな凝集物を得ることができる。また凝集物を沈降させることによって、微生物を含む凝集物を、混合液中で沈降させて分離することができる。これによって微生物を混合液中で沈降させて分離することができる。
【００２４】
また本発明は、微生物を含む汚染水とフェライトとを混合して、微生物にフェライトを付着させ、
汚染水とフェライトとを含む混合液中のフェライトを凝集させ、
フェライトが付着した微生物を含む凝集物を沈降させ、
沈降した凝集物を取出し、取出した凝集物を汚染水と混合させることを特徴とする微生物除去方法である。
【００２５】
本発明に従えば、微生物に付着したフェライトを磁気凝集することによって、粒径の大きな凝集物を得ることができる。また凝集物を沈降させることによって、微生物を含む凝集物を、混合液中で沈降させて分離することができる。これによって微生物を混合液中で沈降させて分離することができる。
【００２６】
また沈降した凝集物を取出し、取出した凝集物を汚染水と混合させる。これによって一度使用したフェライトを循環させることができる。したがってフェライトを有効に利用することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、混合手段によって、微生物を含む汚染水とフェライトとを混合して、微生物にフェライトを付着させる。また磁気凝集手段によって、混合手段で混合された混合液中に含まれるフェライトを磁気凝集させる。さらに沈降手段によって、磁気凝集手段で磁気凝集された凝集物は沈降する。沈降した凝集物には、フェライトが付着した微生物が含まれるので、混合液中で、微生物を沈降させて分離することができる。これによって、たとえば沈降手段で沈降された混合液の上澄みを回収することで、９９．９％の微生物が除去された処理水を得ることができる。したがって微生物の高除去率および高い処理能力を同時に満たす微生物除去装置を実現することができる。また微生物除去装置の運転コストを抑えることができる。
【００２８】
また本発明によれば、取出供給手段によって、凝集物を沈降手段から取出し、取出した凝集物を混合手段に供給する。これによって一度使用したフェライトを循環させることができるので、フェライトを有効に利用することができる。したがって微生物除去装置の運転コストを抑えることができる。
【００２９】
また本発明によれば、分散手段によって、沈降手段から取出された凝集物を分散する。これによって凝集物が分散されて得られたフェライトを、混合手段で汚染水中の微生物に付着させやすくすることができる。したがって循環されるフェライトが微生物に付着する接触頻度を高くすることができ、フェライトを効率よく利用することができる。
【００３０】
また本発明によれば、殺菌手段によって、沈降手段から取出される凝集物に含まれる微生物を不活性化させて、殺菌することができる。これによって微生物による感染性を消失させることができる。
【００３１】
また本発明によれば、捕集部によって、沈降された混合液の上澄みに含まれるフェライトを捕集する。これによって混合液中で沈降されずに浮遊している凝集物を捕集することができる。これによって凝集物が沈降した混合液の上澄みから、フェライトおよび微生物を含む凝集物を除去することができる。したがって、たとえば捕集部によってフェライトおよび微生物を含む凝集物が除去された処理水を回収することで、９９．９％の微生物が除去された処理水を得ることができる。また微生物の高除去率および高い処理能力を同時に満たす微生物除去装置を実現することができる。
【００３２】
また本発明によれば、撹拌部によって、混合液を撹拌する。これによって混合液中の微生物とフェライトとが接触しやすくすることができる。したがって微生物にフェライトが接触する接触頻度の高い微生物除去装置を実現することができる。
【００３３】
また本発明によれば、微生物を含む汚染水とフェライトとを混合して、微生物にフェライトを付着させ、混合された混合液中のフェライトを磁気凝集させ、フェライトが付着した微生物を含む凝集物を、混合液中で沈降させることによって、微生物を含む凝集物を、混合液中で沈降させて分離することができる。これによってたとえば、凝集物が沈降した混合液の上澄みを回収することで、９９．９％の微生物が除去された処理水を得ることができる。したがって微生物の高除去率を達成することができるとともに、簡単な構成で大量の汚染水を処理することができる。また汚染水を処理する運転コストを抑えることができる。
【００３４】
また本発明によれば、微生物を含む汚染水とフェライトとを混合して、微生物にフェライトを付着させ、混合された混合液中のフェライトを磁気凝集させ、フェライトが付着した微生物を含む凝集物を、混合液中で沈降させることによって、微生物を含む凝集物を、混合液中で沈降させて分離することができる。これによってたとえば、凝集物が沈降した混合液の上澄みを回収することで、９９．９％の微生物が除去された処理水を得ることができる。したがって微生物の高除去率を達成することができるとともに、簡単な構成で大量の汚染水を処理することができる。また汚染水を処理する運転コストを抑えることができる。
【００３５】
また沈降した凝集物を取出し、取出した凝集物を汚染水と混合させることによって、一度使用したフェライトを循環させることができ、フェライトを有効に利用することができる。したがって微生物除去装置の運転コストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１は、本発明の第１の実施形態である微生物除去装置１を示す斜視図である。微生物除去装置１は、汚染水中に存在する微生物を除去するための装置である。微生物除去装置１は、微生物を含む汚染水とフェライトとを混合する混合手段２と、混合手段２によって混合される混合液中に含まれるフェライトを磁気凝集する磁気凝集手段３と、磁気凝集手段によって凝集された凝集物を沈降させる沈降手段４と、沈降された混合液の上澄みを回収する回収手段５と、混合手段２で混合された混合液を沈降手段４に供給する混合液供給手段６とを有する。
【００３７】
本発明によって除去可能な微生物には、細菌、原虫類およびウィルスなどが含まれ、特に、原虫類であるクリプトスポリジウムまたはジアルジアに対して有効である。またフェライトは、マグネタイト、軟磁性フェライトおよび硬磁性フェライトを含み、本実施の形態では、マグネタイトが用いられる。
【００３８】
混合手段２は、汚染水とフェライトが供給されて混合できる容器であれば、形状は限定されず、本実施の形態では、略有底円筒形状の容器が用いられる。
【００３９】
混合供給手段６は、混合手段２と沈降手段４との間に介在される。混合供給手段６は、混合液の流路である第１管路７と、混合液を圧送する第１ポンプ８とを有する。第１管路７の一端は混合手段２に接続され、第１管路７の他端は沈降手段４の下端部に接続される。第１ポンプ８は、第１管路に介在されて設けられ、第１ポンプ８を作動させることによって、混合手段２から沈降手段４に混合液が供給される。
【００４０】
磁気凝集手段３は、第１管路に沿うようにして設けられる。また磁気凝集手段３は、混合液が第１管路７を混合手段２から沈降手段４に向かって流れる下流側、換言すると、混合手段２よりも沈降手段４側に設けられる。磁気凝集手段３は、たとえば永久磁石によって実現される。沈降手段４は、たとえば略有底円筒状の形状を有する。
【００４１】
回収手段５は、沈降手段２の混合液の上澄みを回収する。回収手段５は、沈降手段５の上端部から混合液の上澄みを回収するものであれば、特に限定されず、たとえば処理水の流路である管路と、処理水を吸い上げるためのポンプとによって実現されてもよく、また沈降手段４から越流されて排出される上澄みを、後工程に設けられる処理施設などに導く樋体などによって実現されてもよい。
【００４２】
図２は、図１に示される微生物除去装置１において、微生物を汚染水から除去する処理工程を示す工程図である。ステップｓ１では、混合手段２に、微生物を含む汚染水とフェライトとを供給して混合する。混合手段２に、汚染水とフェライトが供給されて、混合されると、微生物にフェライトが付着する。具体的には、フェライト粒子が、クーロン力、親水疎水相互作用または水素結合などの多点相互作用力によって、混合液中の微生物の表面に付着する。
【００４３】
ステップｓ２では、混合手段２によって混合された混合液中のフェライトを磁気凝集する。具体的には、第１ポンプ８が作動することによって、混合手段２から混合液が取出され、取出された混合液は、第１管路７に流れ込む。第１管路７に流れ込んだ混合液は、混合手段２から沈降手段４に向かって流れる流路方向であるＸ方向へ流れる。第１管路７に沿って設けられる磁気凝集手段３によって提供される磁場内を、混合液が通過することによって混合液中のフェライトは、誘導磁化されて磁気凝集する。これによってより大きな凝集物を得ることができる。磁気凝集された凝集物を含む混合液は、沈降手段４に流れ込む。
【００４４】
ステップｓ３では、沈降手段４に流れ込んだ凝集物が、混同液中で沈降する。沈降手段４に流れ込んだ混合液中の凝集物は、ステップｓ２で磁気凝集されて粒径が大きくなっており、凝集物の自重によって、混合液中で沈降する。これによって微生物を含む凝集物を混合液中で沈降させて分離することができる。
【００４５】
ステップｓ４では、凝集物が沈降した混合液の上澄みが、回収手段５によって回収されて、沈降手段４から排出される。回収手段５によって混合液の上澄みが回収されることによって、微生物が除去された処理水を得ることができる。
【００４６】
図３は、本発明の第２の実施形態である微生物除去装置２１を示す斜視図である。図３では、図１に示した前記第１の実施形態の微生物除去装置１と同様の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。微生物除去装置２１は、さらに沈降した凝集物を含む混合液を、沈降手段４から取出し、混合手段２に供給する取出供給手段２２を有する。
【００４７】
取出供給手段２２は、沈降手段４と混合手段２との間に介在されて設けられる。取出供給手段２２は、沈降物を含む混合液の流路である第２管路２３および混合液を圧送する第２ポンプ２４を有する。第２管路２３の一端は沈降手段４の下端部に接続され、第２管路２３の他端は混合手段２に接続される。第２ポンプ２４は、第２管路に介在されて設けられ、第２ポンプ２４を作動させることによって、沈降手段４の下層に沈降している凝集物を、沈降手段２から取出し、混合手段２に供給することができる。
【００４８】
図４は、図３に示される微生物除去装置２１において、微生物を汚染水から除去する処理工程を示す工程図である。ステップａ１〜ステップａ４は、前述した微生物除去装置１による微生物を汚染水から除去する処理工程を示す図２のステップｓ１〜ステップｓ４と同一であるので、説明を省略する。ステップａ５では、凝集物を含む混合液を取出し、混合液に供給する。具体的には、第２ポンプ２４が作動することによって、沈降手段４から凝集物を含む混合液が取出され、取出された混合液は、第２管路２３に流れ込む。第２管路２３に流れ込んだ混合液は、沈降手段４から混合手段２に向かって流れる戻り方向であるＹ方向へ流れて、第２管路２３から混合手段２に流れ込む。これによって凝集物を混合手段２に戻すことで、凝集物を循環することができ、フェライトを有効に利用することができる。
【００４９】
図５は、本発明の第３の実施形態である微生物除去装置３１を示す斜視図である。図５では、図３に示した前記第２の実施形態の微生物除去装置２１と同様の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。微生物除去装置３１は、さらに混合手段２に設けられ、混合液を撹拌する撹拌部３２と、沈降手段４の鉛直上端部側である、沈降手段４から混合液が排出される端部側に設けられ、混合液中に沈降しきれずに混合液中に漂っているフェライトを捕集する捕集部３３とを有する。
【００５０】
撹拌部３２によって、混合手段２中の混合液が撹拌される。これによって混合液に含まれる汚染水とフェライトとの接触頻度を増やすことことができ、微生物にフェライトを付着させやすくすることができる。捕集部３３は、たとえば表面磁束密度０．３Ｔのドーナツ形永久磁石に５０ｍｅｓｈの金網を設けたものである。捕集部３３は、沈降手段４の鉛直上端部に設けられているので、沈降手段４によって沈殿せずに、混合液中に浮遊している、さらに具体的には、混合液の上澄みに浮遊しているフェライトおよび微生物に付着したフェライトを捕集することができるので、回収手段によって回収される処理水に微生物およびフェライトが含まれることを防止することができる。
【００５１】
図６は、本発明の第４の実施形態である微生物除去装置４１を示す斜視図である。図６では、図５に示した前記第３の実施形態の微生物除去装置３１と同様の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。微生物除去装置３１は、さらに凝集物を分散させる分散手段４２と、凝集物に含まれる微生物を殺菌する殺菌手段４３とを有する。
【００５２】
分散手段４２は、取出供給手段２２の第２管路２３に介在して設けられる。沈降手段４に沈降された凝集物を含む混合液は、取出供給手段２２によって沈降手段４から取出される。取出された混合液に含まれる凝集物は、第２管路に介在して設けられる分散手段４２によって分散される。具体的には、消磁による凝集物の残留磁化をゼロにすることによって、凝集物が分散される。さらに具体的には、磁性体をキュリー点以上に熱し、無磁場中で冷却する熱消磁または磁性体に交番磁場を加えてその振幅を徐減させて残留磁化をゼロにする交流消磁によって、凝集物が分散される。
【００５３】
殺菌手段４３は、取出供給手段２２の第２管路２３に介在して設けられる。沈降手段４に沈降された凝集物を含む混合液は、取出供給手段２２によって沈降手段４から取出される。取出された混合液に含まれる凝集物には、微生物が含まれており、第２管路に介在して設けられる殺菌手段４３によって殺菌される。本実施の形態に用いられる微生物であるクリプトスポリジウムのオーシストは、オーシストを含む汚染水を７２．４℃で１分間または６４．２℃で５分間加熱することによって感染性が消失するとの報告もなされている。したがって殺菌手段４３によって、沈降手段４から取出された混合液を、たとえば７２．４℃で１分間加熱処理して、クリプトスポリジウムのオーシストを不活性化させて、オーシストの感染性を消失させることができる。
【００５４】
磁気凝集されたマグネタイトの粒径が大きくなりすぎると、微生物にマグネタイトが付着しにくくなる。粒径の大きな凝集物を混合手段２に戻し、再利用しても、汚染水に含まれる微生物に付着しなければ、微生物を効率よく除去することができない。したがって分散手段によって、熱消磁させ、凝集物を分散させて、分散されたマグネタイトを混合手段２に戻すことによって、微生物にマグネタイトを付着させやすくすることができる。これによって効率よく微生物を除去することができる。
【００５５】
分散手段４２および殺菌手段４３は、沈降手段４で沈降された凝集物が、取出供給手段２２によって、沈降手段４から取出された後であれば、分散手段４２および殺菌手段４３が配置される位置は限定されない。たとえば分散手段４２および殺菌手段４３を混合手段２に設けて、取出供給手段２２によって取出された凝集物を含む混合液が、混合手段２に供給されてから、分散手段４２によって、凝集物を分散させ、殺菌手段４３によって微生物を殺菌させてもよい。
【００５６】
実施例として、実験条件を以下に示す。また前記第３の実施形態である微生物除去装置３１を用いる。容量３Ｌの混合手段２に、汚染水１．５リットルを供給する。汚染水には、汚染水１リットル当たりオーシスト約１００００個が含まれている。また混合手段に、平均粒径０．８μｍマグネタイト微粒子を供給する。磁気凝集手段４は、表面磁束密度０．５Ｔの永久磁石が用いられ、第１管路７との磁場距離は６ｃｍである。第１管路７の内径は６ｍｍである。沈降手段４の内径は４．４ｃｍである。
【００５７】
図７は、混合手段２に設けられる撹拌部３２の撹拌時間に対するオーシストの除去率の変化を示すグラフである。横軸は撹拌時間を示し、縦軸はオーシストの除去率を示す。
【００５８】
オーシストの除去率は、回収手段５によって回収される処理水を後述のように分析した。処理水には、マグネタイトが付着していないフリーのオーシストおよびマグネタイトが付着しているオーシストが含まれ得る。永久磁石を用いてマグネタイトが付着しているオーシストを処理水から分離させ、上澄みを孔径５μｍの親水性ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）膜上に濾過することによって、マグネタイトが付着していないフリーのオーシストを捕集することができる。またマグネタイトが付着したオーシストには、界面活性剤水溶液（０．１０ｗｔ％ドデシルベンゼンスルホン酸（ソフト形）、ｐＨ２）を５０ミリリットルを加え、１５分の超音波照射下でオーシストに付着したマグネタイトを脱着させた。脱着されたマグネタイトを永久磁石で分離し、上澄みの界面活性剤水溶液をＰＴＥＦ膜上に濾過してオーシストを捕集した。ＰＴＦＥ膜上に回収されたオーシストは、市販のＦＩＴＣ標識抗体で蛍光染色した後、落射蛍光顕微鏡を用いて計数した。
【００５９】
図７では、混合手段２へのマグネタイトの添加量を１００ｐｐｍとし、沈降手段４での混合液の液面が、上昇していく速度である送液速度を２６．５ｃｍ／分として、撹拌部による撹拌時間を変化させたときのオーシストの除去率を示している。ここで送液速度２６．５ｃｍ／分とは、１日３万トンの水を内径１０ｍの沈降手段で処理すると考えたときの速度である。また送液速度２６．５ｃｍ／分を、混合液が第１管路を流れる速度に換算すると、第１管路の内径が６ｍｍを用いた場合６ｃｍ／分である。
【００６０】
撹拌時間が０分の場合、除去率は、５８．７％であった。撹拌時間が１分の場合、除去率は、８０．３％であった。撹拌時間が５分の場合、除去率は、９２．８％であった。撹拌時間が１０分の場合、除去率は、９２．８％であった。撹拌時間が２０分の場合、除去率は、９８．１％であった。撹拌時間が３０分の場合、除去率は、９９．９％であった。
撹拌時間が６０分の場合、除去率は、９９．９％であった。したがって撹拌時間が５分でオーシストを９０％除去することができ、さらに撹拌時間を３０分以上にすると９９．９％以上除去することができた。
【００６１】
図８は、除去率に対するマグネタイト添加量依存性を示すグラフである。横軸はマグネタイトの添加量を示し、縦軸はオーシストの除去率を示す。図８では、混合手段２へのマグネタイトの添加量を１０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍおよび５０００ｐｐｍに変化させて、送液速度を２６．５ｃｍ／分として、撹拌部による撹拌時間を０分および２０分としたときのオーシストの除去率が示されている。撹拌時間が０分の場合の除去率を左側に、また撹拌時間が２０分の場合の除去率を右側に示されている。
【００６２】
撹拌時間が０分の場合でもマグネタイトの添加量が１０００ｐｐｍであれば、オーシストを９９％以上除去でき、マグネタイトの添加量が５０００ｐｐｍであれば、オーシストを９９．９％以上除去できた。換言すると、オーシストの含有量１００００個の汚染水に対して、マグネタイトの添加量を１ｇ以上とする条件下では、撹拌時間を０分としても高除去率を達成することができる。
【００６３】
また撹拌時間を２０分とれば、マグネタイトの添加量が１００ｐｐｍであっても、オーシストを９８％以上除去できた。換言すると、オーシストの含有量１００００個の汚染水に対して、マグネタイトの添加量を０．１ｇとする条件下でも、撹拌時間を２０分とすることで、高除去率を達成することができる。
【００６４】
またマグネタイトの添加量を１０ｐｐｍとした場合では、撹拌時間を２０分としてもオーシストの除去は不十分であった。
【００６５】
図９は、除去率に対する送液速度の影響を示すグラフである。横軸は送液速度を示し、縦軸はオーシストの除去率を示す。図９では、混合手段２へのマグネタイトの添加量を１００ｐｐｍとし、撹拌部による撹拌時間を２０分とし、送液速度を１５ｃｍ／分、２０ｃｍ／分、２６．５ｃｍ／分、４０ｃｍ／分と変化させたときのオーシストの除去率が示されている。送液速度を変化させても、オーシストの除去率にはほとんど影響がないことがわかる。
【００６６】
図１０は、フェライト添加量によるフェライトの平均粒径の増加を示すグラフである。横軸はマグネタイト、軟磁性フェライトおよび硬磁性フェライトを示し、縦軸は凝集物の平均粒径を示す。図１０では、混合手段２へのマグネタイトの添加量を１０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、５０００ｐｐｍおよび１００００ｐｐｍと変化させて、送液速度を２６．５ｃｍ／分としたときのマグネタイトの平均粒径が示されている。またマグネタイトの代わりに、平均粒径３．３８μｍの軟磁性フェライト（Ｍｎ−Ｚｎ系）；ＢＳＦ−５４７および平均粒径１．２９μｍの硬磁性フェライト（Ｂａ−Ｓｒ系）；ＦＡ−７００の添加量をそれぞれ１００００ｐｐｍとして、送液速度を２６．５ｃｍ／分としたときの平均粒径が示されている。本実施の形態で使用しているマグネタイトは、平均粒径０．８μｍであるので、１００ｐｐｍのマグネタイトを添加した場合には、磁気凝集により平均粒径が約７倍増加した。また１００００ｐｐｍのマグネタイトを添加した場合には、磁気凝集により平均粒径が約４０倍増加した。添加するマグネタイトの量を多くすると、磁気凝集により平均粒径も増加することから、沈降手段内でのマグネタイトの残留磁化による凝集が効果的に働いていることがわかる。また平均粒径も増加することによって、沈降手段４における自重による沈降をスムーズに行うことができる。
【００６７】
また軟磁性フェライトであるＢＳＦ−５４７の場合には、磁気凝集により平均粒径が約４０倍増加した。硬磁性フェライトであるＦＡ−７００の場合には、磁気凝集により平均粒径が約３０倍増加した。両者のフェライト粒子で凝集効果に差が見られたのは、硬磁性フェライトであるＦＡ−７００の方が、軟磁性フェライトであるＢＳＦ−５４７により保持力が大きく、消磁しにくいためであると考えられる。
【００６８】
図１１は、送液速度に対するマグネタイトの平均粒径を示すグラフである。横軸は送液速度を示し、縦軸は凝集物の平均粒径を示す。図１１では、混合手段２へのマグネタイトの添加量を１００ｐｐｍとし、送液速度を１５ｃｍ／分、２０ｃｍ／分、２６．５ｃｍ／分、４０ｃｍ／分と変化させたときのマグネタイトの平均粒径が示されている。送液速度が大きくなると、磁気凝集手段３によって磁化された磁場内を、マグネタイトが通過する時間が短くなるので、磁気凝集効果が弱まることが確認できた。
【００６９】
図９および図１１において、送液速度を大きくすると、マグネタイトの平均粒径が小さくなる。換言すると凝集効果は弱まるが、マグネタイトの平均粒径が、約３．５μｍ以上であれば、十分に沈降手段４でマグネタイトが付着した微生物を沈降させることができる。
【００７０】
以上の結果から、混合手段２へのマグネタイトの添加量を１０００ｐｐｍ以上にし、送液速度を２６．５ｃｍ／分すると、撹拌部３２による撹拌時間を０分としても、回収手段５から９９％以上オーシストが除去された処理水を回収することができる。換言すると、オーシストの含有量１００００個の汚染水に対して、マグネタイトの添加量を１ｇ以上とする条件下では、撹拌時間を０分としても高除去率を達成することができる。また送液速度２６．５ｃｍ／分では、内径１０ｍの沈降手段で処理水を処理する場合、１日３万トンの処理水を処理することができる。このような微生物除去装置を用いることによって、高い除去率の処理水を回収することができるとともに、大量の汚染水を処理することができる。
【００７１】
また図３、図５および図６に示される微生物除去装置２１，３１および４１において、取出供給手段２２によって凝集物が循環されるので、たとえばオーシストの含有量１０００個以下の汚染水においては１ｇ以上のマグネタイトを混合手段２に供給しておくことによって、追加してマグネタイトを供給することなく、大量の汚染水を処理し続けることができる。
【００７２】
前述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において、構成を変更することができる。たとえば、図５および図６に示される捕集部３３は、沈降手段４に設けられる構成でなく、回収手段５によって上澄みを回収した後の工程に設けられる構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施形態である微生物除去装置１を示す斜視図である。
【図２】図１に示される微生物除去装置１において、微生物を汚染水から除去する処理工程を示す工程図である。
【図３】本発明の第２の実施形態である微生物除去装置２１を示す斜視図である。
【図４】図３に示される微生物除去装置２１において、微生物を汚染水から除去する処理工程を示す工程図である。
【図５】本発明の第３の実施形態である微生物除去装置３１を示す斜視図である。
【図６】本発明の第４の実施形態である微生物除去装置４１を示す斜視図である。
【図７】混合手段２に設けられる撹拌部３２の撹拌時間に対するオーシストの除去率の変化を示すグラフである。
【図８】除去率に対するマグネタイト添加量依存性を示すグラフである。
【図９】除去率に対する送液速度の影響を示すグラフである。
【図１０】フェライト添加量によるフェライトの平均粒径の増加を示すグラフである。
【図１１】送液速度に対するマグネタイトの平均粒径を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
１  微生物除去装置
２  混合手段
３  磁気凝集手段
４  沈降手段
５  回収手段
６  混合液供給手段
７  第１管路
８  第１ポンプ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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