(57)【要約】【課題】  連続的な造粒も可能であり、細菌が繁殖し易くかつ離脱しにくい、比較的強固な粒状又は塊状の排水中の硝酸性窒素除去能力に優れた水処理材を提供する。【解決手段】  硫黄酸化細菌による生物的処理によって硝酸性窒素を脱窒処理、更には脱リン処理するために使用される水処理材であって、石灰石等のアルカリ（土類）金属炭酸塩の粉末３０〜７０重量部及び硫黄粉末３０〜７０重量部を含有し、両者の合計１００重量部に対して、水不溶性又は難溶性の有機系バインダー０．１〜３０重量部を配合して該粉末を一体化してなる水処理材。なお、この水処理材はリン除去材としても効果を有する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄酸化細菌による生物的処理によって硝酸性窒素を脱窒処理するために使用される硝酸性窒素処理材であって、アルカリ（土類）金属炭酸塩粉末３０〜７０重量部及び硫黄粉末３０〜７０重量部を含有し、両者の合計１００重量部に対して、該粉末を一体化するための水不溶性又は難溶性の有機系バインダー０．１〜３０重量部を配合してなることを特徴とする硝酸性窒素処理材。
【請求項２】
アルカリ（土類）金属炭酸塩粉末及び硫黄粉末を、有機系バインダーで一体化してなる請求項１記載の硝酸性窒素処理材。
【請求項３】
アルカリ（土類）金属炭酸塩粉末及び硫黄粉末を、有機系バインダーによって、担体表面に付着担持していることを特徴とする請求項１記載の硝酸性窒素処理材。
【請求項４】
アルカリ（土類）金属炭酸塩粉末及び硫黄粉末の合計１００重量部に対して、無機添加材を１〜１００重量部含有する請求項１〜４のいずれかに記載の硝酸性窒素処理材。
【請求項５】
アルカリ（土類）金属炭酸塩粉末及び硫黄粉末を、水不溶性又は難溶性の有機系バインダーを与える有機系バインダー溶液に配合し、均一に混練した後、液体を除去することを特徴とする請求項１記載の硝酸性窒素処理材の製造方法。
【請求項６】
硫黄酸化細菌による生物的処理によって硝酸性窒素を脱窒処理するとともに脱リン処理も行う水処理材であって、アルカリ（土類）金属炭酸塩粉末３０〜７０重量部及び硫黄粉末３０〜７０重量部を含有し、両者の合計１００重量部に対して、該粉末を一体化するための水不溶性又は難溶性の有機系バインダー０．１〜３０重量部を配合してなり、脱窒処理とともに脱リン処理も行うことを特徴とする水処理材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫黄-アルカリ（土類）金属炭酸塩系の硝酸性窒素処理材に関し、硫黄酸化細菌による生物的処理によって水中の硝酸性窒素を脱窒処理する処理材に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川、湖沼、閉鎖水域,閉鎖海域などの富栄養化の原因となる生活排水、産業排水、畜産排水、農業排水、水産養殖排水中の硝酸性窒素分を除去する技術として、独立栄養系硫黄酸化脱窒細菌（以下、硫黄酸化細菌という）を用いた硝酸性窒素除去システムは、従属栄養系脱窒細菌を用いたシステムとは異なり、メタノール添加等の高い維持コストが不要なため、各方面で注目されている。
【０００３】
硫黄酸化細菌を用いた硝酸性窒素除去システム（以下、脱窒システムという）については、例えば特公昭62-56798号公報、特公昭63-45274号公報、特公昭60-3876 号公報、特公平1-31958号公報、特公平4-9199号公報、特開平4-74598号公報、特開平4-151000号公報、特開平4-197498号公報、特開平6-182393号公報など種々提案されている。
下記特許文献１、特許文献２には、硫黄と石灰石の溶融混合物に硫黄酸化細菌を含有させた脱窒システムが提案されており、メンテナンスの容易さと脱窒処理にかかるコストの面で優れた効果を示している。特許文献３では、脱窒処理材の製造を加熱溶融・急冷固化という工程を経ずに非加熱で硫黄と石灰石を混ぜてプレスにより造粒する方法を提案している。
【０００４】
しかし、上記の硫黄と石灰石とを加熱溶融によって一体化する手法では、加熱混練機内で溶解している硫黄を再び固化させないように、混合する石灰石の粉体や他の添加剤を徐々に添加するか、硫黄以外の粉体原料を予備加熱させておく必要があり、また、最終的には冷却して破砕し、分級といった手間がかかり、生産性については問題となる場合がある。更に、硫黄の加熱溶融により製造された処理材の表面は、かなり平滑であり、水流や振動により硫黄酸化細菌が離脱しやすい状態であることから細菌が繁殖する場所としてはとなる場合がある。
【０００５】
また、特許文献４におけるように非加熱で硫黄と石灰石を混ぜてプレスする方法は、バッチ式のみならず、連続成形にも適応できるため、粉砕や分級工程も必要がなく処理材の生産性を向上させることができる。しかしながら、プレスだけで造粒する方法においては、粉同士の結合力が弱く、水処理中に表面から硫黄と石灰石の粉として徐々に剥離し流出することで処理能力の減少又は処理材の補給などといった問題が残されている。
【０００６】
また、窒素やリン等の栄養源が湖沼や海域などに排出されると、徐々に肥沃化され、藻類が増殖繁茂し、いわゆる富栄養化の原因となる。また、その水質が累積的に悪化する赤潮等の現象もみられ、水質保全上問題となっており、一旦水質の汚濁が進むとその回復が困難となる。すなわち、湖沼においては透明度の低下や水色の変化による美観の劣化のほか、水道におけるろ過障害や異臭味など種々の弊害を生じている。また、海域においては赤潮や青潮による漁業被害等が深刻化している。よって、富栄養化による水質の汚濁を防止し水質の保全を図るため、窒素・リンに係る環境基準が設定され、近年、益々厳しい方向にある。しかし、未だ、窒素とリンとを同時に簡便に除去する方策は見出されていない。なお、下水道の発達や工業系排水の規制化によって一部湖沼等での水質改善が見られつつあるものの、多くの海や湖沼等では依然水質改善が進まない状況である。
【０００７】
従来の脱リン方法としては、プラス極板にカーボン、マイナス極板にステンレス等を用いて両極板の間に陰イオン交換膜、陽イオン交換膜を配設することにより廃水中のリンを含む塩類を透析分離する方法や、嫌気処理プロセスと好気処理プロセスの２段を連設し、凝集剤を添加してなる廃水の脱リン方法（特許文献５）、浄化槽汚泥を混合した後、無機凝集剤と高分子凝集剤とを添加し、分離水を生物学的硝化脱窒処理する方法（特許文献６）、特定割合の石灰を廃水に添加する凝集脱リン方法（特許文献７）、一次処理として石灰を、二次処理として高分子凝集剤を添加する脱リン方法（特許文献８）等がある。しかし、これらはいずれも脱リン率、脱リン効率等において十分ではない。例えば、特許文献５などについては設備が過大となり、設備投資及び運転コストが嵩む。特許文献６などの石灰による凝集法では凝集時間がかかり大量処理に不向きである。また、スラグとマグネシア吸着剤との混合物（特許文献９）、スラグとセメントとの混合物（特許文献１０）を用いて脱リン処理する方法もある。しかし、これらも粉末状であるため、脱リン処理によって、いわゆるスライムを発生してしまい、大掛かりなシックナー等の設備を必要とする。
【０００８】
【特許文献１】特開2001-47086公報
【特許文献２】特開2001-104993号公報
【特許文献３】特開2002-66592公報
【特許文献４】特開2002-66592公報
【特許文献５】特開平5‐185091号公報
【特許文献６】特開平6‐226290号公報
【特許文献７】特開平54‐129757号公報
【特許文献８】特開昭57‐187092号公報
【特許文献９】特開昭61‐28491号公報
【特許文献１０】特開昭61‐64392号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、連続的な造粒も可能であり、細菌が繁殖し易くかつ離脱しにくい、脱窒能力に優れた比較的強固な硝酸性窒素処理材を提供することにある。また、こうした環境汚染の原因物質である硝酸性窒素及びリンを簡便に、且つ同時に除去できる処理材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、かかる課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、硫黄−炭酸塩の系において、硫黄のみをバインダーとしても利用するのではなく、水不溶性の有機バインダーを別途配合することにより、上記目的を達成できるとを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
本発明は、硫黄酸化細菌による生物的処理によって硝酸性窒素を脱窒処理するために使用される硝酸性窒素処理材であって、アルカリ（土類）金属炭酸塩粉末３０〜７０重量部及び硫黄粉末３０〜７０重量部を含有し、両者の合計１００重量部に対して、該粉末を一体化するための水不溶性又は難溶性の有機系バインダー０．１〜３０重量部を配合してなることを特徴とする硝酸性窒素処理材である。また、本発明は、アルカリ（土類）金属炭酸塩粉末及び硫黄粉末を、有機系バインダーで一体化、又は、担体表面に付着担持してなる前記の硝酸性窒素処理材である。更に、本発明は、アルカリ（土類）金属炭酸塩粉末及び硫黄粉末の合計１００重量部に対して、無機添加材を１〜１００重量部含有する前記の硝酸性窒素処理材である。
【００１２】
本発明の前記硝酸性窒素処理材の製造方法は、アルカリ（土類）金属炭酸塩粉末及び硫黄粉末を、水不溶性又は難溶性の有機系バインダーを与える有機系バインダー溶液に配合し、均一に混練した後、液体を除去することを特徴とする方法である。
【００１３】
更に、本発明の水処理材は、硫黄酸化細菌による生物的処理によって硝酸性窒素を脱窒処理するとともに脱リン処理も行う水処理材であって、アルカリ（土類）金属炭酸塩粉末３０〜７０重量部及び硫黄粉末３０〜７０重量部を含有し、両者の合計１００重量部に対して、該粉末を一体化するための水不溶性又は難溶性の有機系バインダー０．１〜３０重量部を配合してなり、脱窒処理とともに脱リン処理も行うことを特徴とする水処理材である。
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の硝酸性窒素処理材又は硝酸性窒素及びリン処理材（以下、水処理材ともいう）は、脱窒材又は脱窒材兼脱リン材として使用される。この水処理材はアルカリ（土類）金属炭酸塩（以下、炭酸塩ともいう）粉末、硫黄粉末及び水不溶性又は難溶性の有機系バインダー（以下、有機系バインダーともいう）を必須成分とし、必要に応じてこれらを担持する担体又はこれらに添加する無機添加材等からなることができる。
【００１５】
アルカリ（土類）金属炭酸塩は、硫黄酸化細菌の炭素源となる炭酸を有した化合物であり、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属の炭酸塩、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属の炭酸塩あるいは重炭酸塩又はそれらの混合物などがあげられる。しかし、中でも炭酸カルシウムは自然界に石灰石として豊富に存在し、かつ適度な水不溶性を有するので、処理材の寿命という面から特に有用である。
【００１６】
この炭酸塩粉末の粒径としては、特に限定されないが、数μｍ〜数１００μｍ程度が好ましい。本来、微生物が硫黄と炭酸塩を消費することを考えると、その接触面積を大きくするため粒子を小さくした方が好ましいが、あまりに小さすぎると扱いにくい傾向となる。また、接着に使用するバインダー量も多く必要となるので、上記範囲が適当となる。
【００１７】
硫黄としては、例えば石油脱硫や石炭脱硫プラントの回収硫黄や天然硫黄などが上げられるが特に制限されるものではない。
硫黄粉末の粒径についても、炭酸塩粉末の粒径と同様な理由により、数μｍ〜数１００μｍ程度が好ましい。
【００１８】
従来は、こうした硫黄粉末と炭酸塩粉末を一体化する場合、硫黄を溶融してバインダーとして利用していたが、本発明においては、別途に有機系バインダーを使用する。有機系バインダーとしては、これらの粉体を接着でき、かつ湖沼などの水中の硝酸性窒素等を処理するためには必然的に水に不溶又は難溶なものでなければならない。
バインダーとしては、アルミナやジルコニア等のセラミックス系接着剤やセメントや石膏などの無機系バインダーの使用が考えられるが、これらは比重が硫黄や炭酸塩にくらべ高いために、粉末同士や粉末と各種担体を接着させる場合には、かなりの添加量を必要とするため不利である。これに対して、有機系バインダーは、無機系バインダーに比較して比重が小さいことから添加量も少なくて済み、造粒も均一にでき、また接着力も高いという利点がある。
【００１９】
本発明で使用する有機系バインダーとしては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂又は天然高分子などが挙げられる。かかる有機系バインダーは、熱硬化性樹脂のように硬化反応等を伴ってバインダーとして作用する場合は、硬化反応等の後、水不溶性又は難溶性を示せばよい。熱可塑性樹脂のように溶媒の蒸発又は冷却固化の後にバインダーとして作用する場合は、その前後において水不溶性又は難溶性を示すものであればよい。
【００２０】
水又は有機溶剤に分散又は溶解された有機系高分子を用いることが簡便であり、かつ均一に造粒できることから都合がよい。すなわち、造粒に用いられる有機系高分子の状態としては、水に分散されたディスパージョン及び有機溶剤に分散又は溶解されたものがよい。それらの有機系高分子として水に分散されるものとしては、たとえばスチレン系、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、塩化ビニル系エマルジョンや天然ゴムラテックス及びクロロプレンゴムやスチレンブタジエンゴム等の合成ゴムラテックス又はアスファルトやパラフィン等の瀝青質のエマルジョン等が挙げられる。また、有機溶剤に溶解される有機系高分子としては、スチレン系、アクリル系、ポリカーボネート系等の非晶質系熱可塑性樹脂やエポキシ系、ウレタン系等の硬化前の熱硬化性樹脂、更にはアスファルトや天然ゴム等の天然高分子が挙げられる。有機溶剤としてはトルエンやキシレン等の芳香族系溶剤やアセトンや酢酸エチル等のケトン、エステル系溶剤や石油エーテル等の炭化水素系溶剤、リモネン等の天然系溶剤などがあるが、これに限られない。
【００２１】
本発明の水処理材は、炭酸塩粉末及び硫黄粉末を、有機系バインダーで一体化し、造粒したものであることが好ましい。粒は処理材上に棲む微生物（細菌）と処理液の接触面積を大きくするために有効である。粒の大きさは、例えば１〜１００ｍｍ、好ましくは２〜５０ｍｍである。他方、上記粒より細かい粉末であれば接触面積はより大きくなり脱窒効果も高いが、実用的には取り扱いにくく使用に際して流出し易くなる。
【００２２】
粒でなくても炭酸塩粉末と硫黄粉末が均一に担体表面に存在しておれば、脱窒は進行することから、担体表面に炭酸塩粉末と硫黄粉末に付着担持されたものであることも好ましい。この場合の水処理材の大きさは、例えば１〜１００ｍｍ、好ましくは２〜５０ｍｍであることがよい。担体を使用することにより、炭酸塩粉末と硫黄粉末の使用量を減じることができるだけでなく、複雑な形状にすることもできるので、表面積も大きくできるなどの効果がある。
【００２３】
担体としては、硫黄粉末と炭酸塩粉末を担体表面に有機系バインダーにより担持させることができるものであれば、特に制限はない。従って担体としては、硫黄粉末等と同時に混練できる比較的小さい担体と、硫黄粉末等と同時に混練できないので該硫黄粉末等のスラリーを塗布する比較的大きい担体があり、いずれも使用可能である。径で捉えると、単一粒子で５ｍｍアンダーで見た目に粉状（粒状又は繊維状）のものを小さい担体、５ｍｍを超えるもので成形加工品やその粗破砕品などを大きい担体である。小さい担体としては粒子や繊維でもよく、また大きい担体としてはそれらの加工品やその破砕品あってもよい。
【００２４】
粒径の大きい担体を使用することにより、硫黄粉末と炭酸塩粉末は、この表面にコーティングされて、担体表面に付着担持された硝酸性窒素処理材とすることができる。コーティング方法としては、硫黄粉末と炭酸塩粉末と有機系バインダーを含む液又はスラリーを担体に付着又は塗布させ、乾燥又は冷却する方法が好ましく例示される。かかる担体としては、各種繊維の織物や不織布や成形加工品、その他鉱物、高分子材料、木材、木炭、金属、セラミック成形品、軽石又は貝殻、骨、サンゴ等の生物体などがあるが、特に限定されない。
【００２５】
粒径の小さい担体を使用する場合は、硫黄粉末と炭酸塩粉末と担体は、ほぼ均一に混合されて、有機系バインダーにより一体化することにより水処理材とすることができる。この場合、成形して特定形状とすることもできる。小さい担体の粒子としては、砂、サンゴ砂、パーライト、水砕スラグ、ゼオライト、珪藻土、フライアッシュ、シラスバルーン、雲母その他各種鉱物粒子が上げられる。繊維としては、ワラストナイト、セピオライト、石綿等の天然鉱物繊維やロックウール、グラスウール、セラミック繊維、炭素繊維等の人造鉱物繊維又はセルロース、ナイロン、ポリプロピレンやポリエチレン等の有機系繊維等があるがこれに限定されない。
【００２６】
本発明の水処理材の表面はミクロ的に硫黄粉と炭酸塩粉が均一に粒子の集合体として存在していることから、凹凸が激しく、また、粒子内に多量の空隙を有していることから、硫黄の加熱溶融法よりも比表面積が非常に高く、微生物が繁殖しやすく、かつ水流や振動等の衝撃によっても容易に欠落することがない状態になっている。
なお、本発明で担体という場合、それが粒径の小さい担体のときは通常全体の５０ｖ％以上を占める場合をいう。担体を複数種使用することも可能であり、この場合上記計算ではその合計をいう。また、通常５０ｖ％未満添加する成分は添加材という。
【００２７】
本発明の処理材は、硫黄粉と炭酸塩粉の合計に対し、等量以下の無機添加材を含むものであることも好ましい。かかる、処理材は、炭酸塩粉末及び硫黄粉末及び無機添加材を、有機系バインダーで一体化し、造粒したものであることが好ましい。粒の大きさは、例えば１〜１００ｍｍ、好ましくは２〜５０ｍｍである。
かかる無機添加材としては、上記小さな担体と同様な成分があるが、担体として作用する場合は、含まない。その他、必要に応じて水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの難燃剤や酸化鉄等の硫化水素発生防止剤等を添加してもよい。
【００２８】
本発明の水処理材に含まれるそれぞれの含有量として、まず有機系バインダーは、０．１〜３０（重量）％がよい。０．１％未満では硫黄や石灰石等の炭酸塩の粉体を強固に接着させることができず、脱窒処理中に粉体が剥離して流出することがある。一方、３０％を超えると粉体を強固に接着できるが、脱窒に必要な硫黄や石灰石等の炭酸塩が有機高分子に覆われて有効に活用できず、また粒内の空隙も少なくなり、微生物の活性を高めることができない。担体又は添加材を使用しない場合は、上記範囲で硫黄、炭酸塩及び有機系バインダーの配合量が定まる。
【００２９】
担体を使用する場合、担体の量については、処理材の使用方法（例えば、処理水に浸すだけ、処理水を掛け流し、流動床タイプ、循環方法等）、能力、担体の形状・体積・重量により異なる。即ち、担体に比べて、硫黄粉末等が非常に少なければ（例えば薄皮１枚程度）、接触面積は膨大で処理速度は非常に高くなる一方、薄皮がなくなれば効果はなくなり寿命という面では短くなる。よって、寿命を重視する場合には、担体より硫黄粉末等を多くすべきであり、処理速度を高めるためには、担体より硫黄粉末等を少なくすべきである。
【００３０】
本発明の水処理材は、造粒した粒状であることが好ましく、大きさや形状が揃えられたものであっても、不定形で大きさに分布を持つものであってもよく、平均径が１〜５０mmの範囲にあることが望ましい。造粒（粒状）する方法は、水又は有機溶剤を除去する前に、例えば連続押出し機によって混練造粒する方法が好ましく例示される。
【００３１】
本発明の硝酸性窒素脱窒処理材の製造方法は、炭酸塩の粉末と硫黄の粉末を、水又は有機溶剤等の液体中に分散又は溶解された有機系バインダーと配合し、均一に混練した後、これを乾燥する方法である。この場合、混練後に造粒を行って所定の粒径にすることが好ましい。
例えば、処理材の製造容器に所定量の水又は有機溶剤に分散された有機系バインダー及び所定量の硫黄、炭酸塩の粉末と、必要に加えられる粒子や繊維等の担体又は添加材を加え、混練機、例えばホモジナイザー、ニーダー又は攪拌機により、均一に混練した後、乾燥機やブロワー又は自然乾燥等で乾燥することにより水分や有機溶剤を除去することで硝酸性窒素脱窒処理材が製造できる。
【００３２】
有機系バインダーの硬化又は接着作用の向上は、乾燥、加熱等により進行するが、加熱等せずに、徐々に硬化させることが好ましい。例えば、液状のエポキシ樹脂では、主剤と硬化剤を混ぜれば高い熱をかけなくても硬化し、本発明における充分な強度を有する。また、熱可塑性樹脂は常温では固化状態であるが、それが水に分散されたエマルジョンや有機溶剤に溶かされたものがあり、こうした熱可塑性樹脂は水や溶媒がなくなれば固化する。硫黄粉末が可燃性であることからすれば、加熱は避けることが望ましい。
水又は有機溶剤を除去した後に、粉砕等により適度な粒度にしたものでもよい。水又は有機溶剤を除去する方法としては、自然乾燥、高温乾燥又は真空乾燥などの公知の方法でよい。
【００３３】
更に、担体表面に硫黄粉末と炭酸塩粉末を接着させる方法としては、硫黄粉末と炭酸塩粉末及び有機系高分子とを同時に混ぜて作成したスラリーを塗布又はスプレーした後、水又は有機溶剤を除去することで接着させることができる。あるいは、担体を予め、有機高分子を含むディスパージョン又は溶液で含浸又は濡らしたものに、硫黄粉末と炭酸塩粉末を塗布させた後に水又は有機溶剤を除去することで付着させることができるが、この方法に限られない。水又は有機溶剤を除去する方法としては、粒状にする場合と同様に自然乾燥、高温乾燥又は真空乾燥などの公知の方法でよい。
【００３４】
硫黄粉末等を有機バインダーで一体化（接着）する場合と、担体を更に一体化する場合とでは、比較的小さい担体においては、硫黄粉末等と同時に混練して担体表面に硫黄等を担持できるが、比較的大きな担体においては、一度に担持するのは困難であり、まず硫黄粉末等をスラリー状態にして、その後担体にこのスラリーを塗布することがよい。
【００３５】
本発明の水処理材を使用して硝酸性窒素を除去したり、リンを同時除去する方法には制限はなく、前記した刊行物に記載の使用方法等が採用できる。なお、リン酸性等のリンを同時除去する場合は、アルカリ（土類）金属がリン酸等によっても消費されるので、アルカリ（土類）金属炭酸塩の配合量を硫黄に対して、上記範囲内で多めにすることがよい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の硝酸性窒素処理材（水処理材）は、優れた脱窒能力を発揮でき、その製造は簡便であり、硫黄酸化細菌による生物的処理によって水中の硝酸性窒素を脱窒処理する処理材として優れる。更に、環境汚染の原因物質である硝酸性窒素及びリンを簡便に、且つ同時に除去できる水処理材であり、水質環境保全に極めて有用である。
【実施例】
【００３７】
硝酸性窒素処理材は、イオウ(200メッシュ、軽井沢精錬製)、炭酸カルシウム（Ｔ−２００、ニッチツ製）、各種担体：不織布（ＰＥＴ繊維、東亜防食製）、ロックウール（エスファイバー粒状綿、新日鉄化学製）、水砕スラグ（平均粒子径１ｍｍ、新日鉄化学製）及び有機系バインダー（ポリスチレン樹脂、ウレタン樹脂）を表１に示す配合により作成した。
有機バインダーの配合量は、固形分としての数値を示す。有機バインダーとしてのポリスチレン樹脂は、東洋スチレン（株）製ハイインパクトポリスチレン（製品名：ＸＬ４）をトルエンに希釈した５％溶液を、また熱硬化性樹脂としてのウレタン樹脂は、大日本インキ化学工業（株）製水分散型ウレタン樹脂（製品名：1980NS）を樹脂分２〜２０％に調整したものを使用した。
【００３８】
実施例１、２
１０００mlのガラスビーカー内に所定量のイオウ粉末と炭酸カルシウム粉末を入れてよく混合し、水又はトルエンで所定濃度に調整されたで有機バインダーを加え、粉末全体がよく湿るように金属ヘラで均一に攪拌混合する。６０℃の恒温層で、1昼夜放置して水又は有機溶剤を完全に除去し、固化した処理材のかたまりを、軽く木槌で叩き粉砕して製造した。脱窒処理に用いた粒状の水処理材は、５〜２０mmのものとした。
【００３９】
実施例３
担体として不織布を用いた。まず、水で所定濃度に調整されたで有機バインダーを所定量だけ担体全体に良く湿らせ、次に、イオウと炭酸カルシウムを所定量混合した粉体を、不織布担体表面に金属ヘラで均一塗布する。塗布量は、乾燥後重量で、不織布１００cm2当たりに６ｇとした。６０℃の恒温層で、１昼夜放置して水を完全に除去した。
【００４０】
実施例４〜８
担体として、繊維又はスラグを用いた。繊維又はスラグ担体を入れ、水又はトルエンで所定濃度に調整されたで有機バインダーを担体が全体によく湿る量を加える。次に、イオウと炭酸カルシウムを所定量混合したものを加えて金属ヘラで均一に攪拌混合する。６０℃の恒温層で、1昼夜放置して水又は有機溶剤を完全に除去し、固化した処理材のかたまりを、軽く木槌で叩き粉砕して製造した。脱窒処理に用いた粒状の水処理材は、５〜２０mmのものとした。
【００４１】
比較例１〜３
有機系バインダーを使用しない例（比較例１）、有機系バインダーが少な過ぎる例（比較例１）、逆に多すぎる例（比較例３）とし、配合割合を表１に示すとおりとした他は、実施例１と同様にして水処理材を得た。
【００４２】
比較例４〜７
表３に示す配合組成とした他は、実施例４〜８と同様にして、処理材を得た。
【００４３】
実施例１〜８及び比較例１〜３の硝酸性窒素処理材を使用して、水中の硝酸性窒素を除去した。すなわち、２００mlのポリビンに硝酸カリウムで調整した硝酸イオン２００mg/lの溶液を１００ml入れ、表に示す処理材を各２０g（担体がある場合には、担体を除いての量）を加え、更に攪拌により脱気を行い、更に予め調整しておいたイオウ酸化細菌入りの乾燥汚泥を０．１gづつ添加し良く攪拌して、２５℃の恒温槽に３日放置したのち、イオンクロマトグラフィーにて硝酸イオンの濃度を測定した。
【００４４】
表１〜３に配合割合と脱窒処理結果示す。表において、配合量を示す数字は重量部である。塗布性とは、担体表面に硫黄粉末等からなるスラリーを接着させる場合の作業性や強度（乾燥後粉が発生しやすいかどうか）をいい、優れるものは○とした。造粒性とは、担体を使用しない場合の造粒性であり、次の基準で判断したものをいう。
造粒性の評価：○；簡便に製造できる、×1)；従来のイオウと炭酸カルシウムの加熱溶融法で手間がかかる。造粒物は、硬いが粉も多量に発生する。×2)バインダーが少なすぎるために、粉が多量に発生し造粒できない。
【００４５】
【表１】
2004167471.tif 000002
【００４６】
【表２】
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【００４７】
【表３】
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【００４８】
実施例９、比較例８
実施例２、比較例１と同様にして得た水処理材の各２００ｇを、硝酸カリウムで調整した硝酸イオン８８０mg/lの硝酸液３００ｍｌとともに５００ｍｌのビーカーに入れ、更に予め調整しておいたイオウ酸化細菌入りの乾燥汚泥を１．０ｇづつ添加し良く攪拌して、２５℃の恒温槽に１０日間放置した。これによって硫黄酸化細菌の担持された水処理材を得て、この水処理材を硝酸性窒素とリン酸の同時除去材として使用した。
すなわち、循環式処理槽に、硝酸カリウムとリン酸ナトリウムで調整した硝酸イオン２００mg/l、リン酸イオン１００mg/lの溶液を５００ｍｌ入れ、この溶液を上記水処理材を２００ｇで３２時間処理した。脱窒性能及び脱リン性能は、イオンクロマトグラフィーにて硝酸イオンとリン酸イオンの濃度を測定することにより行った。
この場合、循環は６００ｍｌ／分のポンプを用い、１分／４時間の割合で間欠的に循環した。
その結果を、下記表４に示す。
【００４９】
【表４】
2004167471.tif 000005
【００５０】
これから、有機バインダーを用いた水処理材は、有機バインダーを用いないものよりも硝酸性窒素の処理能力が高いばかりではなく、リン酸も同時に多く処理できることは明らかである。