(57)【要約】【課題】病原と腐敗の原因となる微生物を、特殊原料を使用することなく、経済的かつ簡単な構成で吸着して除去できる微生物の除去材およびこれを用いた除去方法を提供する。【解決手段】鉄鋼スラグの微粉を主体とする微生物の除去材に、病原および腐敗のいずれか一方または双方の原因となる微生物を含む液体を通過させ、微生物を鉄鋼スラグの微粉表面に吸着させる。または、微生物の除去材を、微生物含む液体中に浸漬させ、微生物を鉄鋼スラグの微粉表面に吸着させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鋼スラグの微粉を主体とすることを特徴とする微生物の除去材。
【請求項２】
請求項１記載の微生物の除去材において、前記鉄鋼スラグは高炉水砕スラグであることを特徴とする微生物の除去材。
【請求項３】
請求項１および２のいずれか１項に記載の微生物の除去材において、前記鉄鋼スラグの微粉の比表面積は１０００ｃｍ２／ｇ以上１００００ｃｍ２／ｇ以下であることを特徴とする微生物の除去材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の微生物の除去材において、前記鉄鋼スラグの微粉は、該微粉の粒径より小さな孔を多数有する網、布、不織布、セラミック、または金属で構成される袋体または容器に充填されていることを特徴とする微生物の除去材。
【請求項５】
請求項４記載の微生物の除去材において、充填された前記鉄鋼スラグの微粉で構成される除去材本体は、その中央部から外側へかけて、粒径が徐々に大きくなっていることを特徴とする微生物の除去材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の微生物の除去材に、病原および腐敗のいずれか一方または双方の原因となる微生物を含む液体を通過させ、該微生物を前記鉄鋼スラグの微粉表面に吸着させることを特徴とする微生物の除去方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の微生物の除去材を、病原および腐敗のいずれか一方または双方の原因となる微生物を含む液体中に浸漬させ、該微生物を前記鉄鋼スラグの微粉表面に吸着させることを特徴とする微生物の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、病原の原因となる微生物（例えば、大腸菌、サルモネラ菌、黄色ブドウ球菌、およびレジオネラ菌）と腐敗の原因となる微生物（例えば、バチルス菌）の除去材およびこれを用いた除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、工場、事務所、一般家庭厨房、下水処理場、し尿処理場、焼却場、畜舎、堆肥場、およびペットのトイレ等からは、悪臭ガスと有害ガスが発生し、また、海洋、河川、湖、沼、水族館の水槽、および工場排水には、悪臭物質と汚濁物質が溶解しており、自然環境を悪化させている。
そこで、例えば、特許文献１には、発生する悪臭ガスと有害ガスを分解し、また水中の悪臭物質と汚染物質を分解する微生物担体として、微細粒状スラグと炭素質原料に粘結材を加えて混練した混練物を造粒した後、還元条件下で焼成して得られた担体に、微生物を担持させたものが提案されている。なお、微細粒状スラグは、ニッケル精錬時に生成する粒径が０．００１〜０．１ｍｍのものであり、また炭素質原料は活性炭である。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８５３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の技術は、担持させた微生物で、発生するガスと水中の物質を分解するものであり、そのガスと物質のもととなる微生物自体を吸着除去するものではなく、環境汚染の原因を根本から解決するものではない。このため、病原および腐敗の原因となる微生物（食中毒菌）の吸着除去についても、なんら検討されていない。
しかも、微生物担体は、ニッケル精錬時のスラグと、活性炭のような炭素質原料という特殊原料とを、粘結し混練した後に焼成するものであり、その製造にもコストがかかり経済的でない。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、病原と腐敗の原因となる微生物を、特殊原料を使用することなく、経済的かつ簡単な構成で吸着して除去できる微生物の除去材およびこれを用いた除去方法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】
【０００６】
前記目的に沿う第１の発明に係る微生物の除去材は、鉄鋼スラグの微粉を主体とする。
第１の発明に係る微生物の除去材において、前記鉄鋼スラグは高炉水砕スラグであることが好ましい。
第１の発明に係る微生物の除去材において、前記鉄鋼スラグの微粉の比表面積は１０００ｃｍ２／ｇ以上１００００ｃｍ２／ｇ以下であることが好ましい。
【０００７】
第１の発明に係る微生物の除去材において、前記鉄鋼スラグの微粉は、該微粉の粒径より小さな孔を多数有する網、布、不織布、セラミック、または金属で構成される袋体または容器に充填されていることが好ましい。
第１の発明に係る微生物の除去材において、充填された前記鉄鋼スラグの微粉で構成される除去材本体は、その中央部から外側へかけて、粒径が徐々に大きくなっていることが好ましい。
【０００８】
前記目的に沿う第２の発明に係る微生物の除去方法は、第１の発明に係る微生物の除去材に、病原および腐敗のいずれか一方または双方の原因となる微生物を含む液体を通過させ、該微生物を前記鉄鋼スラグの微粉表面に吸着させる。
前記目的に沿う第３の発明に係る微生物の除去方法は、第１の発明に係る微生物の除去材を、病原および腐敗のいずれか一方または双方の原因となる微生物を含む液体中に浸漬させ、該微生物を前記鉄鋼スラグの微粉表面に吸着させる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１〜５記載の微生物の除去材、および請求項６、７記載の微生物の除去方法は、鉄鋼スラグの微粉をそのまま使用できるので、従来のような、混練、造粒、および焼成の各種処理が不要となり、経済的かつ効果的に、病原および腐敗のいずれか一方または双方の原因となる微生物の吸着除去ができる。
これにより、病原と腐敗の原因となる微生物を、特殊原料を使用することなく経済的かつ簡単な構成で、吸着して除去できる。従って、例えば、食品工場、食肉処理場、および畜産農家の廃水処理にも有効である。
【００１０】
特に、請求項２記載の微生物の除去材は、鉄鋼スラグとして高炉水砕スラグを使用するので、高炉から多量に発生する高炉スラグを有効利用でき、経済的に微生物の吸着除去ができる。
請求項３記載の微生物の除去材は、鉄鋼スラグの比表面積を規定するので、例えば、微生物が吸着可能な表面積を大きくでき、液体中に含まれる微生物の除去効率を更に高めることができる。
【００１１】
請求項４記載の微生物の除去材は、鉄鋼スラグの微粉を、多数の孔が形成された袋体または容器に充填するので、袋体または容器の形状に応じて、除去材本体の形状を自由に変えることができ、例えば、使用箇所または処理する排水の量に応じた対応を容易にできる。
請求項５記載の微生物の除去材は、袋体または容器に充填された除去材本体の粒度分布を規定するので、例えば、袋体または容器に形成された孔が現状よりも大きくなった場合でも、鉄鋼スラグの漏れ出しを抑制できる。
【００１２】
請求項６記載の微生物の除去方法は、微生物の除去材に、微生物を含む液体を通過させることにより、微生物を吸着させて除去できるので、簡単な方法で液体の処理ができ、作業性が良好である。
請求項７記載の微生物の除去方法は、微生物の除去材を、微生物を含む液体中に浸漬させることにより、微生物を吸着させて除去できるので、簡単な方法で液体の処理ができ、作業性が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
まず、本発明の一実施の形態に係る微生物の除去材について説明した後、本発明の一実施の形態に係る微生物の除去方法について説明する。
【００１４】
微生物の除去材（以下、単に除去材ともいう）は、鉄鋼スラグの微粉を主体（除去材本体の８０質量％以上、更には９０質量％以上、更に好ましくは９５質量％以上）とする。この鉄鋼スラグは、製鉄所から発生するものであり、高炉スラグと製鋼スラグを使用できる。なお、高炉スラグは、高炉で銑鉄を製造するときに生成する副産物であり、製鋼スラグは、例えば、転炉または電気炉で鋼を製造するときに生成する副産物である。
この溶融状態の高炉スラグと製鋼スラグ（以下、単に溶融スラグともいう）から製造される多孔質スラグは、溶融スラグの冷却方法によって、水砕スラグ、風砕スラグ、および徐冷スラグに分けられるが、特には高炉水砕スラグが好ましい。
【００１５】
高炉水砕スラグは、具体的には、溶融状態の高炉スラグに水を吹き付けて急冷し固化（高炉から離れた場所で溶融スラグを砂状に水砕して固化させる場合も含む）させたもので、ガラス質（非晶質）の砂状となったものであり、その表層部に大小多数の気孔および凹凸が形成され、その内部に大小多数の気泡が形成されたものである。
鉄鋼スラグの微粉（微粉末ともいう）の比表面積は、１０００ｃｍ２／ｇ以上１００００ｃｍ２／ｇ以下（好ましくは、下限が２０００ｃｍ２／ｇ、更には３０００ｃｍ２／ｇ、上限が８０００ｃｍ２／ｇ、更には７０００ｃｍ２／ｇ）であるのが好ましい。これは、微生物が吸着可能な面積を確保すること、また微生物が含まれる液体の処理量（ろ過流量）の観点から規定した。
【００１６】
この範囲の比表面積は、水砕したままの高炉水砕スラグで得られる可能性が高いが、粉砕により調整したものを使用してもよい。例えば、溶融状態の高炉スラグを水砕した後に、更に、例えば、クラッシャーとミルにより上記したような微粉となるまで粉砕を行う。
本実施の形態においては、この高炉水砕スラグの微粉を、この微粉の粒径より小さな孔を多数有する網、布、不織布、セラミック、または金属で構成される袋体、または容器（例えば、板状、円柱状、平面視して矩形状、またはハニカム状）に充填する。
【００１７】
このとき、充填された高炉水砕スラグの微粉で構成される除去材本体は、その中央部から外側へかけて、粒径が徐々に大きくなるようにすることが好ましい。
この方法としては、例えば、袋体または容器に、粒径が大きな高炉水砕スラグから小さな高炉水砕スラグへと、層状となるように順次挿入してから、最上層を包み込むように折り曲げ、除去材本体の粒径を中央部から外側へかけて大きくする。このとき、高炉水砕スラグは、従来のように、混練、造粒、および焼成の各種処理を行うことなく充填できる。
なお、高炉水砕スラグは、通常ｐＨ１１〜１２程度とアルカリが強いため、その比表面積を大きくし、粒度を小さくすることで、アルカリが溶出し易くなり、吸着した微生物が棲息しにくくなることが考えられる。
【００１８】
続いて、本発明の一実施の形態に係る微生物の除去方法について説明する。
微生物を含む液体から、微生物を除去するに際しては、高炉水砕スラグの微粉が充填された袋体または容器で構成される微生物の除去材を、微生物を含む液体が流れる例えば配管に取付けて固定する。これにより、微生物を含む液体が、除去材を通過するので、微生物を高炉水砕スラグの微粉表面に吸着させて除去し、流体をろ過することができる。
また、この微生物の除去材を、微生物を含む液体中に浸漬させ、その状態を保持してもよい。これにより、液体中に含まれる微生物を、高炉水砕スラグの微粉表面に吸着させて除去することができる。
【００１９】
高炉水砕スラグに吸着する微生物は、病原および腐敗のいずれか一方または双方の原因となるものである。
ここで、病原の原因となる微生物とは、例えば、大腸菌、サルモネラ菌、黄色ブドウ球菌、およびレジオネラ菌であり、腐敗の原因となる微生物とは、例えば、バチルス菌である。
なお、微生物が、高炉水砕スラグの微粉、即ち除去材本体の表面を、部分的または全体的に覆って、微生物の吸着率が低下した後は、微生物が付着した除去材本体を、熱水または高温（例えば、１２１℃×２０分）で殺菌処理することにより、再利用することができる。また、殺菌後の除去材本体を、セメントまたはモルタルの原料として使用することもできる。
【実施例】
【００２０】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、以下に示す３種類の高炉水砕スラグと、比較のために活性炭を使用した。
・スラグ１：高炉水砕スラグ（水砕のまま：スラグ２より粒径大）
・スラグ２：高炉水砕スラグの製品（ＪＩＳ  Ａ  ５０１１−１  ＢＦＳ５相当：磨砕処理、および粒度調整あり）
・スラグ３：高炉水砕スラグの微粉末（ＪＩＳ  Ａ  ６２０６：比表面積４０００ｃｍ２／ｇ程度）
【００２１】
また、使用した病原および腐敗の原因となる微生物（食中毒菌）を以下に示す。
・大腸菌：Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ  ＩＦＯ  ３９７２
・サルモネラ菌：Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ  ＩＦＯ  １３２４５
・バチルス菌：Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ  ＩＦＯ  ３３３５
・黄色ブドウ球菌：Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ ｅｇｈａｒａｋ
なお、黄色ブドウ球菌は、人由来のもので、実験的に分離した菌株を用いた。
【００２２】
微生物の吸着試験（以下、吸着試験ともいう）は、以下の手順により行った。
まず、上記した各種菌の懸濁液濃度は、バチルス菌を１．０×１０６ｃｆｕ／ｍＬ（コロニー・フォーミング・ユニット／ミリリットル、以下同様）に調整し、大腸菌、黄色ブドウ球菌、およびサルモネラ菌を、それぞれ１．０×１０７ｃｆｕ／ｍＬに調整した。
次に、３００ｍＬの三角フラスコに、上記したスラグ１、スラグ２、スラグ３、および活性炭をそれぞれ５ｇ入れ、リン酸緩衝液でｐＨを７．０に調整し試験を行った。そして、０．５、１、６、１２、２４時間後に、それぞれ上記した液体のサンプリングを行い、各種菌の生菌数を測定した。
この結果を、図１（Ａ）、図２（Ａ）、図３（Ａ）、および図４（Ａ）にそれぞれ示す。
【００２３】
また、上記した各種菌の除去試験（以下、ろ過試験ともいう）を、以下の手順により行った。
まず、ロートにろ紙（直径１５０ｍｍ）を置き、上記したスラグ１、スラグ２、およびスラグ３を１０ｇずつ入れた。そこに、上記した各種菌の懸濁液を２０ｍＬ添加し、得られたろ液の濁度を、分光光度計を用い波長６６０ｎｍで測定することにより、各種スラグによるろ過能力を調べた。
この結果を、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）、および図４（Ｂ）にそれぞれ示す。
なお、上記した図１〜図４は、バチルス菌、大腸菌、黄色ブドウ球菌、およびサルモネラ菌の試験結果をそれぞれ示している。
【００２４】
吸着試験の結果から明らかなように、スラグ３を使用した場合、バチルス菌は約１時間程度で除去材にほとんど吸着され、懸濁液中の生菌数が激減する結果が得られた。他の各種菌についても、スラグ３は同様の結果が得られた。
以上の結果から、スラグ３を使用した除去材を使用することで、懸濁液中の生菌数を、食中毒を発症しないといわれる「１．０×１０４ｃｆｕ／ｍＬ」以下まで、急激に減少できることが確認された。
また、ろ過試験の結果から明らかなように、各種菌の除去率は、スラグ３を使用した除去材を使用した場合の効果が、他のスラグ１、２と比較して顕著であり、除去率が６８〜９７％であった。特に、大腸菌に対しては、除去率が９７％であった。
以上のことから、病原と腐敗の原因となる微生物を、特殊原料を使用することなく、経済的かつ簡単な構成で吸着して除去できることを確認できた。
【００２５】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部または全部を組合せて本発明の微生物の除去材およびこれを用いた除去方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（Ａ）はバチルス菌懸濁液における生菌数の経時変化を示す説明図、（Ｂ）はバチルス菌の除去率を示す説明図である。
【図２】（Ａ）は大腸菌懸濁液における生菌数の経時変化を示す説明図、（Ｂ）は大腸菌の除去率を示す説明図である。
【図３】（Ａ）は黄色ブドウ球菌懸濁液における生菌数の経時変化を示す説明図、（Ｂ）は黄色ブドウ球菌の除去率を示す説明図である。
【図４】（Ａ）はサルモネラ菌懸濁液における生菌数の経時変化を示す説明図、（Ｂ）はサルモネラ菌の除去率を示す説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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