(57)【要約】【課題】活性汚泥などを用いた廃水処理装置に微生物固定化担体を投入して水処理速度の向上を図ることが多く行なわれているが、特にＢＯＤ及びアンモニア性窒素の両方を効率よく処理することのできる水処理システムを提供すること。【解決手段】微生物固定化担体を用いてなる水処理システムにおいて、曝気槽内における好気処理に、微生物固定化用担体として（Ａ）含水ゲル担体及び（Ｂ）プラスチック担体を併用して用いることを特徴とする水処理システム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物固定化担体を用いてなる水処理システムにおいて、曝気槽内における好気処理に、微生物固定化用担体として（Ａ）含水ゲル担体、及び（Ｂ）プラスチック担体を併用して用いることを特徴とする水処理システム。
【請求項２】
含水ゲル担体（Ａ）が、含水率２５％以上の含水ゲル担体である請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
含水ゲル担体（Ａ）が、（ａ）１分子中に少なくとも２個のエチレン性不飽和結合を有する親水性光硬化性樹脂、（ｂ）光重合開始剤、及び（ｃ）アルカリ金属イオン又は多価金属イオンとの接触によりゲル化する能力のある水溶性高分子多糖類を含んでなる水性液状組成物を、アルカリ金属イオン又は多価金属イオンを含有する水性媒体中に滴下して該組成物を粒状にゲル化させ、次いで得られる粒状ゲルに活性光線を照射して該粒状ゲル中の光硬化性樹脂を硬化させることにより得られる含水ゲル担体である請求項１又は２に記載の水処理システム。
【請求項４】
プラスチック担体（Ｂ）が、ポリプロピレン系樹脂を主体とするプラスチック担体である請求項１〜３のいずれか一項に記載の水処理システム。
【請求項５】
含水ゲル担体（Ａ）とプラスチック担体（Ｂ）との混合比率が、見かけ体積比として含水ゲル担体（Ａ）／プラスチック担体（Ｂ）＝９５／５〜５／９５の範囲内である請求項１〜４のいずれか一項に記載の水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微生物固定化担体を用いてなる水処理システムに関するものであり、特にＢＯＤ及びアンモニア性窒素の両方を効率よく処理することのできる水処理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
従来、活性汚泥などを用いた廃水処理装置に微生物固定化担体を投入し、水処理速度の向上を図ることが多く行なわれてきた。このような微生物固定化用担体としては、含水ゲル担体、プラスチック担体などがよく知られている。
【０００３】
含水ゲル担体は、ＰＶＡや親水性高分子多糖類などの親水性化合物を用いた含水率が高いゲル状担体であり、水中では水により膨潤しており微生物の付着性に優れる（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、プラスチック担体は、ポリプロピレンなどあまり親水性の高くない素材から作られた担体であり、微生物の付着性を上げるため担体表面に凹凸を付けたり、微生物との接触面積を増すためチューブ状などの形状に加工されて使用されることが多い。接触面積を増す方法としてプラスチックをスポンジ状に加工したものも開示されている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
これらの固定化用担体を用いることにより廃水処理効率は増加するが、さらなる廃水処理効率のアップが強く要望されており、特に廃水中にＢＯＤ及びアンモニア性窒素の両方が共に多く混在する場合の廃水処理には固定化用担体の十分な効果が得られていない。
【０００６】
本発明の目的は、ＢＯＤ及びアンモニア性窒素の両方を効率よく処理することのできる水処理システムを提供することである。
【０００７】
【特許文献１】
特公昭６２−１９８３７号公報
【特許文献２】
特開２００１−６２４７７号公報
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、廃水の曝気処理時に含水ゲル担体及びプラスチック担体を併用することでＢＯＤ及びアンモニア性窒素の両方を効率よく処理できることを見出し、本発明の完成に至った。
【０００９】
かくして本発明は、微生物固定化担体を用いてなる水処理システムにおいて、曝気槽内における好気処理に、微生物固定化用担体として（Ａ）含水ゲル担体及び（Ｂ）プラスチック担体を併用して用いることを特徴とする水処理システムに関するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の水処理システムは、廃水の曝気処理時に含水ゲル担体及びプラスチック担体を併用するものであり、併用することでＢＯＤ及びアンモニア性窒素の両方を効率よく処理することができるものである。
【００１１】
一般にＢＯＤ負荷及び窒素負荷の両方が高い廃水を処理する場合、両成分が均等に減少することは少なく、先にＢＯＤ又は窒素のどちらかが目標濃度以下に減少し、その後の処理は残ったもう一方の成分を目標濃度以下にするために必要となる。微生物固定化用担体として含水ゲル担体（Ａ）とプラスチック担体（Ｂ）を併用することで水処理効率が大幅に向上することが確認されたが、これは含水ゲル担体は硝化菌を比較的保持しやすく、一方プラスチック担体はＢＯＤ資化菌を比較的保持しやすいことから、どちらか一方だけの担体を用いるのに比較して、両担体を併用した時のＢＯＤ及び窒素の処理のバランスが取れ水処理効率が上がったものと推測される。そのため、廃水成分に応じて含水ゲル担体（Ａ）とプラスチック担体（Ｂ）との比率を調整することは大いに効果があり、ＢＯＤ負荷の大きい廃水の場合にはプラスチック担体（Ｂ）の比率を増やし、逆に窒素負荷の大きい廃水の場合には含水ゲル担体（Ａ）の比率を増やすことで水処理効率は大きく向上する。従って、特に廃水成分に大きな変動がないような場合には、含水ゲル担体（Ａ）とプラスチック担体（Ｂ）との比率を調整することで本発明の効果を最大限に発揮することができる。
【００１２】
以下、含水ゲル担体（Ａ）及びプラスチック担体（Ｂ）について説明する。
【００１３】
含水ゲル担体（Ａ）
本発明の水処理システムに用いる含水ゲル担体（Ａ）としては、水中でのゲル担体の含水率が２５％以上、好ましくは５０％以上、さらに好ましくは７５％以上のものが適している。かかる担体としては、例えばポリエチレングリコール系ゲル担体、、ポリビニルアルコール系ゲル担体、水溶性高分子多糖類を利用した光硬化粒状ゲル担体などを挙げることができる。
【００１４】
含水ゲル担体（Ａ）の市販品としては、ポリエチレングリコール系ゲル担体としてアクアゲル（日清紡社製）、バイオエヌキューブ（日立プラント社製）など、ポリビニルアルコール系ゲル担体としてクラゲール（クラレ社製）など、水溶性高分子多糖類を利用した光硬化粒状ゲル担体としてＫＰパール（関西ペイント社製）などを挙げることができる。
【００１５】
中でも水溶性高分子多糖類を利用した光硬化粒状ゲル担体は、微生物が付着しやすく、また担体粒子の強度に優れており長期使用に耐えることから、このものを使用することが特に好ましい。
【００１６】
上記水溶性高分子多糖類を利用した光硬化粒状ゲル担体は、例えば、１分子中に少なくとも２個のエチレン性不飽和結合を有する親水性光硬化性樹脂（ａ）、光重合開始剤（ｂ）、及びアルカリ金属イオン又は多価金属イオンとの接触によりゲル化する能力のある水溶性高分子多糖類（ｃ）を含んでなる水性液状組成物を、アルカリ金属イオン又は多価金属イオンを含有する水性媒体中に滴下して該組成物を粒状にゲル化させ、次いで得られる粒状ゲルに活性光線を照射して該粒状ゲル中の光硬化性樹脂を硬化させることにより得ることができる（例えば、特許第３２４２９２７号公報など参照）。
【００１７】
プラスチック担体（Ｂ）
上記含水ゲル担体（Ａ）と組み合わせて用いられるプラスチック担体（Ｂ）の材質としては、例えばポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルフォルマール樹脂、ポリウレタン系樹脂などを挙げることができるが、中でもポリプロピレン系樹脂を用いたものが取り扱いやすさなどの点から好適である。担体の形状としては特に制限はなく、例えば粒状、直方体状、円筒状、板状などを挙げることができ、一般に微生物の付着及び廃水との接触面積を増やすため、担体の表面に凹凸を付けたり、中空にしたり、スポンジ状にするなどの工夫が施されている。
【００１８】
プラスチック担体（Ｂ）の市販品としては、例えばバイオステージ（筒中プラスチック工業社製）、Ｂｉｏ−Ｔｕｂｅ（日本鋼管社製）、リンポーキューブ（西原環境衛生研究所社製）、ＫＰチューブ（関西ペイント社製）などを挙げることができる。
【００１９】
含水ゲル担体（Ａ）とプラスチック担体（Ｂ）との混合比率は、見かけ体積比として含水ゲル担体（Ａ）／プラスチック担体（Ｂ）＝９５／５〜５／９５、特に９０／１０〜１０／９０の範囲内がＢＯＤ処理と窒素処理のバランスを取る上で好ましい。
【００２０】
ここで見かけ体積は、メスシリンダーに担体粒子を入れて測定される値である。含水ゲル粒子の見かけ体積については、水中に分散された状態で測定する方法もあるが、本発明では、水で膨潤した担体の表面の水を布（ガーゼなど）で拭き取った後、メスシリンダーに担体粒子を入れて測定した値である。
【００２１】
上記担体は、予め微生物を担体に担持させた後、曝気槽に供給してもよいが、曝気槽に供給した後、微生物を担体に担持させてもよい。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、以下、「部」及び「％」はいずれも重量基準によるものとする。
【００２３】
実施例１
廃水処理用の活性汚泥利用曝気槽（容量１００ｌ）中に微生物固定化用担体であるＫＰパール（関西ペイント社製、光硬化粒状ゲル担体系含水ゲル担体、含水率＝８４％）及びＫＰチューブ（関西ペイント社製、ポリプロピレン系プラスチック担体）を各々の担体の充填率が７．５％になるようにして投入した。該曝気槽を用いてアンモニア性窒素５０ｍｇ／ｌ及びＢＯＤ２５０ｍｇ／ｌの廃水の処理を行った。なお運転は、汚泥濃度（ＭＬＳＳ）２０００ｍｇ／ｌ及び水理学的滞留時間（ＨＲＴ）３時間、水温１８〜２０℃の条件１ヶ月間行ったところ、１ヶ月後の処理水のアンモニア性窒素濃度は１．４ｍｇ／ｌ及びＢＯＤ濃度は９．５ｍｇ／ｌであった。
【００２４】
比較例１
実施例１において微生物固定化用担体にＫＰパールだけを用い、ＫＰパールの充填率が１５％になるようにして投入した以外は実施例１と同様にして廃水処理試験を行ったところ、１ヶ月後の処理液のアンモニア性窒素濃度は１．５ｍｇ／ｌ及びＢＯＤ濃度は１８ｍｇ／ｌであった。
【００２５】
比較例２
実施例１において微生物固定化用担体にＫＰチューブだけを用い、ＫＰチューブの充填率が１５％になるようにして投入した以外は実施例１と同様にして廃水処理試験を行ったところ、１ヶ月後の処理液のアンモニア性窒素濃度は１２ｍｇ／ｌ及びＢＯＤ濃度は１０ｍｇ／ｌであった。
【００２６】
実施例２
廃水処理用の活性汚泥利用曝気槽（容量１００ｌ）中に微生物固定化用担体であるクラゲール（クラレ社製、ポリビニルアルコール系含水ゲル、含水率＝８８％）及びバイオステージ（筒中プラスチック工業社製、ポリプロピレン系プラスチック担体）を各々の担体の充填率が７．５％になるようにして投入した。該曝気槽を用いてアンモニア性窒素５０ｍｇ／ｌ及びＢＯＤ２５０ｍｇ／ｌの廃水の処理を行った。なお運転は、汚泥濃度（ＭＬＳＳ）２０００ｍｇ／ｌ及び水理学的滞留時間（ＨＲＴ）３時間、水温１８〜２０℃の条件１ヶ月間行ったところ、１ヶ月後の処理水のアンモニア性窒素濃度は２．５ｍｇ／ｌ及びＢＯＤ濃度は１２ｍｇ／ｌであった。
【００２７】
比較例３
実施例２において微生物固定化用担体にクラゲールだけを用い、クラゲールの充填率が１５％になるようにして投入した以外は実施例２と同様にして廃水処理試験を行ったところ、１ヶ月後の処理液のアンモニア性窒素濃度は２．６ｍｇ／ｌ及びＢＯＤ濃度は２１ｍｇ／ｌであった。
【００２８】
比較例４
実施例２において微生物固定化用担体にバイオステージだけを用い、バイオステージの充填率が１５％になるようにして投入した以外は実施例２と同様にして廃水処理試験を行ったところ、１ヶ月後の処理液のアンモニア性窒素濃度は１５ｍｇ／ｌ及びＢＯＤ濃度は１２ｍｇ／ｌであった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の水処理システムを用いることにより、１つの曝気槽内でアンモニア性窒素及びＢＯＤの処理をバランスよく処理することが可能となり、廃水処理効率を大幅に改善することができる。