(57)【要約】【課題】成形性に優れ、かつ低コストにて大量生産できる脱窒菌の炭素源としての汚水処理用の生分解性微生物担体、その製造方法、及びそれを用いる汚水処理方法を提供すること。【解決手段】生分解性のラクトン系樹脂と、このラクトン系樹脂を押出し成形可能な溶融張力（メルトテンション）に調整するためのラクトン系樹脂以外の生分解性樹脂及び／又はタルクとからなる混合物から、汚水処理用の生分解性微生物担体を筒状に押出し成形する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性のラクトン系樹脂と、ラクトン系樹脂以外の生分解性樹脂及び／又はタルクとからなる混合物から筒状に押出し成形されてなることを特徴とする汚水処理用の生分解性微生物担体。
【請求項２】
混合物は、１４０〜１６０℃での溶融張力が０．４ｇ以上に設定された請求項１に記載の汚水処理用の生分解性微生物担体。
【請求項３】
ラクトン系樹脂がポリカプロラクトンである請求項１又は２に記載の汚水処理用の生分解性微生物担体。
【請求項４】
ラクトン系樹脂１００重量部と、ラクトン系以外の生分解性樹脂としてポリブチレンサクシネート系樹脂０〜８０重量部とが混合されてなる請求項１〜３の何れか１つに記載の汚水処理用の生分解性微生物担体。
【請求項５】
ラクトン系樹脂１００重量部と、タルク１０〜５０重量部とが混合されてなる請求項１〜３の何れか１つに記載の汚水処理用の生分解性微生物担体。
【請求項６】
筒状が、網目円筒状である１〜５の何れか１つに記載の汚水処理用の生分解性微生物担体。
【請求項７】
脱窒菌の炭素源となる請求項１〜６の何れか１つに記載の汚水処理用の生分解性微生物担体。
【請求項８】
比重が１以上である請求項１〜７の何れか１つに記載の汚水処理用の生分解性微生物担体。
【請求項９】
生分解性のラクトン系樹脂と、ラクトン系樹脂以外の生分解性樹脂及び／又はタルクとからなり、かつ１４０〜１６０℃での溶融張力が０．４ｇ以上に設定された混合物を、筒状に押出し成形し、汚水処理用の生分解性微生物担体を得ることを特徴とする汚水処理用の生分解性微生物担体の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜７の何れか１つに記載の汚水処理用の生分解性微生物担体を汚水中に投入し、それらの微生物担体に着生する微生物により汚水を処理することを特徴とする汚水処理方法。
【請求項１１】
汚水の処理対象が、硝酸性窒素を含む水である請求項１０に記載の汚水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水処理用の生分解性微生物担体、その製造方法及びそれを用いる汚水処理方法に関し、さらに詳しくは、汚水中の硝酸性窒素を生物学的に処理する微生物を着生させる汚水処理用の生分解性微生物担体とそれを効率よく生産する製造方法、及びその微生物担体を汚水中に多数個投入し、それらの微生物担体に着生した微生物により汚水を処理する汚水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、汚水中の窒素を生物学的に除去する方法として嫌気、好気状態を組み合わせて除去する硝化・脱窒法が知られており、生活排水や産業排水中の窒素除去を目的とした処理施設で実用化されている。この排水処理方法は、好気槽にて排水中に含まれるアンモニア性窒素や有機性窒素などの窒素化合物を硝化菌により硝酸性窒素に変換される。硝化された好気槽内の排水は一部循環水として嫌気槽に返送され、嫌気槽にて脱窒菌の働きにより硝酸性窒素が窒素ガスに分解され、窒素除去が行われる。この脱窒菌の活動（増殖）にはもちろん栄養源としての有機炭素源が必要である。微生物の栄養源として排水中の有機炭素源が利用されるが、このとき有機炭素源が不足すると脱窒が不十分となる。そのため、従来ではメタノール、エタノール等の有機炭素源を添加していたが、炭素源供給装置の設置や防火設備等が必要で経済的負担が大きく、また、過剰の有機炭素源の再処理が必要なため微生物の有機炭素源として生分解性樹脂からなる固形物を用いた排水処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１では、微生物の炭素源として有効な生分解性のポリ（ε‐カプロラクトン）から円筒状濾材を射出溶融成形法により成形し、この円筒状濾材を用いて汚水処理を行う技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１６５７３３号公報（第２頁、第３頁、第５頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような汚水処理用の濾材、つまり微生物担体は、微生物が付着し易いように表面積が広く、担体が多数個積み重なっても汚水との接触面積が確保される空間を有する３次元立体構造（例えば円筒状や網目円筒状）に成形することが汚水の処理効率を高める上で重要であり、しかも汚水の処理を実用化するためには、大量の担体が必要であり、それらの担体を容易に効率よく低コストにて量産できることが望まれる。このように効率よく低コストにて成形品を量産できる方法としては、射出成形法よりも押出し成形法の方が好ましい。
しかしながら、上記特許文献１のようにポリ（ε‐カプロラクトン）（ダイセル化学株式会社製の商品名プラクセルＨ−４）のみで円筒状に押出し成形する場合、融点が６０℃、溶融粘度が３，０００Ｐｏｉｓｅ（８０℃）と極端に低すぎるため、成形品の自重により形状保持が難しく扁平な筒状に変形してしまい、円筒状に安定して成形することは非常に困難である。また、このポリ（ε‐カプロラクトン）は融点が低い割には分子量が高く、最適な成形温度域（１５０℃前後）でも押出成形機のモーター負荷が大きく、融点以下まで冷却しながら形状を保持することも非常に難しいので押出成形をより一層困難にしている。更に、モーター負荷を下げるために成形温度を上げると樹脂の分解が始まるので成形温度を高くすることもできない。
このような観点から、本発明の発明者らは、鋭意研究を重ねて、意外にも、生分解性のラクトン系樹脂（ポリカプロラクトン）に弾性率の高い他の生分解性樹脂及び／又はタルクを配合し、生分解性の微生物担体を（網目）円筒状に安定して押し出し成形できることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かくして、本発明によれば、生分解性のラクトン系樹脂と、ラクトン系以外の生分解性樹脂及び／又はタルクとからなる混合物から筒状に押出し成形されてなる汚水処理用の生分解性微生物担体が提供される。
つまり、ラクトン系樹脂単独では柔らかすぎて成形物の形状保持性に難点があり、成形物自体の自重により扁平な筒状に変形してしまうため、これを改善するためにラクトン系樹脂よりも弾性率の高いラクトン系以外の生分解性樹脂及び／又はタルクを加え、それによって形状保持性に優れた微生物担体を得ることができる。
【０００７】
具体的には、生分解性のラクトン系樹脂と、ラクトン系以外の生分解性樹脂及び／又はタルクとからなる混合物は、１４０〜１６０℃での溶融張力が０．４ｇ以上に設定されたものが好ましく、それにより形状が崩れることなく安定して微生物担体を成形することができる。なお、押出し成形時は、例えばシリンダー温度１００〜１２０℃、アダプター温度１２０〜１４０℃、ダイス温度１４０〜１６０℃に設定するのがよい。なお、溶融張力（メルトテンションと呼ばれることもある）が０．４ｇよりも小さいと、押出し成形中に成形品が自重によって垂れ（潰れ）易くなり、所定の外径、ストランド径、ストランドピッチの調整が難しく安定して成形できない。また、押出し成形時における溶融状態の混合物（微生物担体の原材料である生分解性樹脂組成物）の温度を制御するダイス温度が１４０℃よりも低くいと、生分解性樹脂組成物の粘度が高いため、押出成形機のスクリュー負荷が大きくなり、１６０℃よりも高いと溶融した生分解性樹脂組成物が分解しやすくなる。
【０００８】
ここで、本発明において、上記混合物の溶融張力（メルトテンション）は、ＪＩＳ　Ｋ７１９９の溶融粘度の測定方法に準じて１５ｍｍ／分の速さで溶融樹脂を押出し、押出された樹脂ストランドを３ｍ／分の速さで引き取り、この引き取り時にかかる張力をグラフ化したテンション曲線における山値平均を最大値とし、かつ谷値平均を最小値とし、これら最大値と最小値の平均値であると定義する。
なお、上記混合物の溶融張力の測定方法は具体的には下記のようにして行うことができる。
１．　試験装置（例えば株式会社東洋精機製作所製のキャピログラフ‐１Ｂ）を試験温度（この場合１４０〜１６０℃）まで昇温する。
２．　サンプル（微生物担体の原材料である生分解性樹脂組成物）を３〜５ｃｍ３程度入れるごとに挿入棒（試料詰め込み棒）で押し固めることによりガス抜きし、シリンダ内に所定高さ（例えば２２０ｍｍの高さ）までサンプルを密に詰め込む。
３．　ＬＯＡＤ＝４０ｋｇになるまでピストンで押し下げた後、１５ｍｍ／分の速さで詰込んだサンプル（溶融樹脂）を全て出し切るまで押出してサンプリングを開始する。この際、通常ならば圧力曲線に平衡部（完全に安定し、圧力曲線が真横に一直線となるところ）が現れた時にサンプリングを行うが、ＰＣＬ（ポリカプロラクトン）が配合されたサンプルでは安定が悪く、圧力曲線の平衡部がほとんど出現しないため、５秒間平衡保持した場所が所定回数（例えば３回）現れたらサンプリングを行う。
４．　キャピラリより押し出されてきたサンプルを引き取り、このときのサンプルの溶融張力を測定する。この際、試験装置にてテンション曲線における最大値と最小値が自動計算され、これら最大値と最小値の平均値を自動計算又は測定者による計算により求めて溶融張力とする。
【０００９】
本発明に使用される生分解性のラクトン系樹脂は、具体的には、ε−カプロラクトン、４−メチルカプロラクトン、３，５，５−トリメチルカプロラクトン、３，３，５−トリメチルカプロラクトン、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、エナントラクトンの単独重合体またはこれら２種以上のモノマーの共重合体、これらの単独または共重合体の混合物が挙げられる。これらの重合体または共重合体は、常温で軟化しないものが好ましく、この観点から、高分子量であって融点が６０℃以上で、安定した性質を有するものが適当である。その中でも、数平均分子量が１０，０００〜２００，０００程度のポリカプロラクトン（ＰＣＬ：融点６０℃）であればよい。
【００１０】
本発明において、ラクトン系樹脂以外の生分解性樹脂としては、ラクトン系樹脂よりも弾性率の高いポリブチレンサクシネート系樹脂を代表的なものとして挙げることができる。このポリブチレンサクシネート系樹脂としては、ポリブチレンサクシネート［（ＰＢＳ）：ビオノーレ♯１００１（昭和高分子株式会社）の弾性率は５４０ＭＰａ］、ポリブチレンサクシネート・アジペート［（ＰＢＳＡ：ビオノーレ♯３００１（昭和高分子株式会社）の弾性率は３８０ＭＰａ］の単体又は混合物を挙げることができる。この際、ラクトン系樹脂１００重量部に対して、ポリブチレンサクシネート系樹脂を０〜８０重量部混合すると、押し出し成形時の安定性と微生物活性を維持できる上で好ましい。なお、ポリブチレンサクシネート系樹脂が８０重量部を超えると、常温で行われる汚水処理において微生物（生分解性樹脂を分解する微生物）による微生物担体の分解速度が著しく低下し、微生物（例えば脱窒菌）の炭素源が不足し、微生物の増殖が抑えられるため汚水処理能力が低下する。つまり、常温では、微生物の分泌する分解酵素あるいは加水分解によりポリブチレンサクシネート系樹脂がモノマーあるいはオリゴマーまでならず脱窒菌の炭素源とし難いことから、ポリブチレンサクシネート系樹脂の割合が８０重量部を超えると微生物活性が弱まり、脱窒処理能力が低下する。
なお、ラクトン系樹脂と混合する硬さ及び粘度調整用の生分解性樹脂としてポリブチレンサクシネート系樹脂以外には、例えばβ−ヒドロキシ酪酸とβヒドロキシ吉草酸［ＰＨＢ／Ｖ：バイオポールＤ６１１Ｇ（日本モンサント株式会社）の弾性率は４００ＭＰａ］を挙げることができる。
【００１１】
本発明において、生分解性のラクトン系樹脂と混合されるタルクは、低コストにて入手容易な充填材として最適であるが、タルク以外の無機系充填材としては、低コストにて入手容易な炭酸カルシウム、酸化亜鉛、マイカ、ケイ酸カルシウム等を挙げることができる。また、無機系充填材以外に有機系充填材でもよく、有機系充填材としては、例えば木粉、デンプン等の自然環境下で容易に分解するものを挙げることができる。ラクトン系樹脂へは、タルク単独でもよいが、タルクとその他の上記無機系、有機系の充填材を１つ以上選択して混合することができる。なお、タルク等の無機系充填材は微生物付着性の向上にも寄与する利点がある。このようなタルクを主体とする充填材は、使用中に微生物担体から露出したり汚水中に混入しても汚水処理に影響のない不活性なものであり、かつ環境汚染とならず好適に使用することができる。
【００１２】
本発明において、ラクトン系樹脂と、少なくともタルクを含む充填材との比率は、ラクトン系樹脂１００重量部に対して充填材を１０〜５０重量部とすれば、押出し成形により複雑で表面積の大きい筒状（例えば網目円筒状）の微生物担体を安定して容易に成形することができ、かつ微生物による高い汚水処理効率を得ることができる。なお、充填材が１０重量部未満であると、成形材料（生分解性樹脂組成物）が柔らか過ぎ、自重で垂れ易く成形品の形状が安定し難く、一方５０重量部を超えると、微生物の炭素源としてのラクトン系樹脂の割合が少なくなり微生物活性が弱まり、微生物による汚水処理効率が低下すると共に、炭素源として補充の頻度が多くなり管理上好ましくない。
【００１３】
上記のことから、本発明の汚水処理用の生分解性微生物担体においては、ポリカプロラクトンと、少なくともタルクを含む充填材と、ポリブチレンサクシネート系樹脂との重量比は、１００：１０〜７０：０〜７０が好ましく、１００：１０〜５０：０がより好ましい。
【００１４】
本発明における汚水処理用の生分解性微生物担体としては、効率よく低コストにて押出し成形でき、微生物が着生するための表面積が大きく、汚水との接触面積が十分確保される空間を有する等の条件を満たす形状としては筒状が好ましく、特に網目円筒状が好ましいが、円筒状、角筒状、網目角筒状、あるいはこれらの形状における多孔質状などに成形してもよく、処理対象（汚水の水質）、担体の設置方法等を考慮した上で適切な形状のものを選択して用いることができる。
【００１５】
本発明の微生物担体は、使い方によって円筒体の外径を１０〜１００ｍｍ、長さを１０〜４０００ｍｍ、ストランドの直径を０．５〜５ｍｍ、ストランドピッチ（ストランドの中心間距離）を３〜５５ｍｍと種々に設定することができる。
なお、外径が１０ｍｍよりも小さいと、担体内部に汚水中の固形物や着生微生物が詰まり易く、逆に外径が１００ｍｍよりも大きいと、長さを一定とした場合には処理槽の容積当たりの投入（充填）比率を大きくしなければ微生物着生のための表面積が少なくなり十分な微生物量が得られなくなり、処理効率が上がらなくなる。また、ストランドのピッチが３ｍｍより小さいと、網目に汚水中の固形物や着生微生物が詰まり易く、逆に５５ｍｍより大きいと、微生物着生のための表面積が減少するので、長さを一定とした場合には充填比率を大きくしなければ処理効率が上がらなくなる。また、長さが１０ｍｍより小さいと、押出し成形後に所定長さにカットするカット数が増加して生産効率が低下し、逆に４０００ｍｍよりも長いと、運搬効率、取扱い性の低下、そりなどの品質上の問題が起こることがある。
【００１６】
上述の如く構成された本発明の生分解性微生物担体を脱窒菌の有機炭素源として使用すれば、脱窒菌の増殖と安定が図れ、硝酸性窒素が含まれる地下水、湖沼、陸上養殖場、水族館等の硝酸性窒素を含んだ水の脱窒処理用に好適である。また、生活排水、畜産排水、さらに化学肥料、半導体などの電子部品、排出ガス処理にアンモニアを使用する発電所などの製造、処理工程で発生する硝酸性窒素を含む排水の処理用の微生物担体としても使用することができる。
【００１７】
また、本発明における汚水処理用微生物担体は、比重が１以上となり汚水中に沈むので、例えば汚水処理槽の底や湖沼の底、あるいは湖沼水面の浮き島や発泡体のような水に浮くフロートやいかだ等の下に吊り下げての設置が容易となる。
【００１８】
また、本発明は、別の観点によれば、生分解性のラクトン系樹脂と、ラクトン系樹脂以外の生分解性樹脂及び／又はタルクとからなり、かつ１４０〜１６０℃での溶融張力が０．４ｇ以上に設定された混合物を、筒状に押出し成形する汚水処理用の生分解性微生物担体の製造方法を提供することができ、これにより形状保持性に優れた網目円筒形状の生分解性微生物担体を安定かつ容易に製造することができる。
【００１９】
また、本発明は、さらに別の観点によれば、上述した汚水処理用の生分解性微生物担体を多数個汚水中に投入し、それらの微生物担体に着生する微生物により汚水を処理する汚水処理方法を提供することができる。
特に、この汚水処理方法は、担体の比重が１以上になることを考慮して固定床式に適用することが望ましい。また、好気性処理（ＢＯＤ処理、アンモニアの硝化）、嫌気性処理（ＢＯＤ処理、脱窒処理）として、合併処理浄化槽や下水処理場、あるいは地下水、湖沼等の用水の浄化の微生物担体として提供することもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の微生物担体を用いた汚水処理の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これによって本発明は限定されるものではない。
【００２１】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る汚水処理用微生物担体の簡略斜視図を示している。この微生物担体１は、生分解性樹脂であるポリカプロラクトン１００重量部と、これを押出し成形可能に調整するための無機系の充填材としてのタルク３０重量部との混合物（生分解性樹脂組成物）から網目円筒状に成形されたものである。
【００２２】
微生物担体１は、円筒体の外径Ｄが１３ｍｍ、長さＬが１００ｍｍ、ストランドの直径が平均１．２ｍｍ、ストランドピッチ（ストランドの中心間距離）Ｐが９．５ｍｍ、比重が１．３８である。この担体１の製造は、押出成形機によってダイス温度１４０℃で押出された網目円筒体を冷却槽（水温１７℃）を通過させ水冷・固化させながら引き取る。成形された網目筒状体は、後工程において所定長さＬに切断される（網目筒状体の成形方法の詳細については、特公昭３４−４１８５号公報参照）。
【００２３】
かくして、本発明の実施の形態１によれば、微生物担体１の主成分が微生物の有機炭素源として有効な生分解性のポリカプロラクトンであること、ポリカプロラクトンを安定して成形するためにタルクを混合したことにより立体的な網目筒状構造に成形できたこと、網目円筒状構造であるため微生物が着生するための表面積が大きいこと、汚水との接触面積が十分確保される形状構造であることによって、高い汚水処理効果を得ることができる。また、この微生物担体１は、インダイスとアウトダイスを有する既設のダイスを使用して効率よく低コストにて大量生産することができ、汚水処理への実用化に貢献できる。
【００２４】
次に、以上の構成からなる微生物担体１を用いて汚水を処理する方法を具体的に説明する。
図２は、本発明の微生物担体１を嫌気槽に設置して汚水（生活排水や産業排水等）を連続的に処理する処理システムを説明する概略構成図である。この汚水処理システム１０は、第１沈殿槽１１、嫌気槽１２、好気槽（曝気槽）１３、第２沈殿槽１４の順に排水を流し、好気槽１３内の排水の一部を嫌気槽１２へ循環するよう構成されたものであって、多数個の微生物担体１が嫌気槽１２内に固定されている。
【００２５】
つまり、この汚水処理システムの処理フローは、第１沈殿槽１１で排水中の大まかな固形物を沈降させ、その上澄みの流量を調節しつつ嫌気槽１２で嫌気処理して好気槽１３に流入させる。そして、好気槽１３にて排水中に含まれるアンモニア性窒素や有機性窒素などの窒素化合物が、硝化菌の働きにより硝酸性窒素に変換される。硝化された好気槽１３内の排水は一部循環水として嫌気槽１２に返送され、嫌気槽１２にて脱窒菌の働きにより硝酸性窒素が窒素ガスに分解され、窒素ガスは嫌気槽１２の外部に放出される。この脱窒菌の活動には、脱窒菌の有機炭素源として、かつ脱窒菌の棲み家として嫌気槽１２内の微生物担体１が利用される。さらに詳しく説明すると、好気槽（曝気槽）１３内では、アンモニア性窒素や有機性窒素などの窒素化合物が硝化菌の働きにより硝酸性窒素に変換されるが、同時に排水中のＢＯＤいわゆる炭素源（例えばタンパク質、脂質、炭水化物）は好気性菌により酸化されて炭酸ガスと水に変換される。したがって、好気槽１３で処理された循環水（硝化水）中には炭素源が少なくなっているため、嫌気槽１２で脱窒菌が効率よく脱窒を行うためには十分な有機炭素源が必要になる。その炭素源として微生物担体１が利用される。一方、嫌気槽１２内の分解微生物（分解微生物が分泌する分解酵素）により微生物担体１はモノマーあるいはオリゴマーに分解され、生成したモノマーあるいはオリゴマーは脱窒菌の炭素源となる。従って、メタノールなどの炭素源の注入が不要となる。
【００２６】
この排水処理システム１０によれば、嫌気槽１２に本発明の微生物担体１を設置することにより、従来、脱窒のために必要であった有機炭素源（例えばメタノールやエタノール）及びこれを嫌気槽１２に供給する有機炭素源供給手段が不要となり、付随設備のスペースが省略化できる。また、担体１に微生物が着生するので、通常の活性汚泥法よりも、例えば省スペース化、処理水量のキャパシティーアップといったメリットがある。
また、設置される微生物担体１は微生物の付着効率を考慮して、図１に示した網目円筒状を好ましい例として挙げることができるが、その他の網目形状や立体形状であってもよく、さらに各種形状が多孔質であってもよい。
【００２７】
［実施の形態２］
本発明の汚水処理方法に係る実施の形態２は、図３に示す如く硝酸性窒素を含む排水の脱窒処理用汚水処理装置２０の嫌気槽２１に微生物担体１を設置して連続的に汚水処理を行うものである。このような汚水処理方法は、陸上養殖場や水族館など硝酸性窒素を多く含む排水を処理する場合に適応できる。これらの排水２５はＣ（炭素濃度）／Ｎ（窒素濃度）比が３を下回ることが多く、炭素源不足から脱窒の効率があまりよくないことが多い。そこで、本発明の微生物担体１を、この排水２５を処理する汚水処理装置２０に設置することにより、脱窒菌の炭素源不足を補い、脱窒菌を常時高濃度に維持させることができるので高効率で脱窒処理を行うことができる。
【００２８】
［実施の形態３］
本発明の汚水処理方法に係る実施の形態３は、湖沼などの閉鎖的水域の浄化に適用したものである。湖沼、池では窒素化合物の大部分が硝酸性窒素の形である。そこで、富栄養化によるアオコの発生を防止するためには窒素の除去が必要である。図４に示すように、このような浄化装置４０としては、例えば発泡体のような水に浮くフロート４１上にヨシ、カンガレイ、マコモ等を植生した植生基盤を設け、フロート４１の下に多数の微生物担体を複数個吊り下げた浮島方式のものである。この場合、微生物担体は比重が１以上であるのでフロート４１の下に吊り下げて使用するのに好適である。
この浄化装置４０によれば、湖沼４５の水中の脱窒菌は微生物担体上に成育しながらこれを炭素源とし、水中の硝酸性窒素を窒素ガスに変換できるため、湖沼４５内の硝酸性窒素を除去することができる。その結果、アオコなどの植物性プランクトンの増殖を抑制する効果がある。また、本発明の微生物担体を筒状、網状に成形することによりエビや小魚等の水生生物の棲み家となるため、植物性プランクトン、動物性プランクトン、水生生物、魚類といった食物連鎖的な生態系が形成されるため、自然浄化作用も得られる。
【００２９】
［実施の形態４］
さらに、本発明は上記浮島方式の浄化方法のみに限らず、図５に示す実施の形態４のように、多数の微生物担体を湖沼５５の底５６に設置してもよい。微生物担体１は比重が１以上であるので浮き上がることはない。ここで、底５６に設置するとは、微生物担体１を底５６に静置して使用すること、及び微生物担体１の一部が底泥中に埋設された状態で使用することの両方を包含する。
【００３０】
【実施例】
本発明の微生物担体の主要な構成要素である生分解性のポリカプロラクトンが脱窒菌の炭素源として有効であることを立証するために、下記のように実験を行った。
▲１▼３個の１００ｍｌの三角フラスコのそれぞれに、表１に示す配合で調整した人工下水を１００ｍｌ注入した。尚、この人工下水には有機物（ＢＯＤ）は含まれていない。
【００３１】
【表１】
2004136182.tif 000003
【００３２】
▲２▼上記３個のフラスコのそれぞれに、脱窒菌及び硝化菌を包括した担持体（主としてポリエチレングリコールからなる）を１９個投入した。
▲３▼上記３個のフラスコのうち、１つには炭素源としてポリブチレンサクシネート・アジペート（ＰＢＳＡ）のペレットを１０ｇ投入し、他の１つには炭素源としてポリカプロラクトン（ＰＣＬ）のペレットを１０ｇ投入し、他の１つには炭素源としては何も投入せずブランクとした。
▲４▼上記３個のフラスコのそれぞれの口をラップで塞ぎ、そこに分解ガスを逃がすための小孔を２箇所あけた。各フラスコ内部には強制的に空気を送らず嫌気に近い状態とした。
▲５▼各フラスコ内の担持体や炭素源が軽く動く程度にゆっくりと人工下水を常温（約２０℃）で３０日間攪拌しながら脱窒菌及び硝化菌を馴養しながら各フラスコ内の人工下水について、アンモニア性窒素（ＮＨ４−Ｎ）及び硝酸性窒素（　ＮＯ３−Ｎ）の濃度を回分式に測定し、その結果を表２に示した。なお、アン　モニア性窒素濃度はインドフェノール青吸光光度法で測定し、硝酸性窒素濃度　はイオンクロマトグラフ法で測定した。
【００３３】
【表２】
2004136182.tif 000004
【００３４】
表２において、経過日数０日（スタート時）のＮＨ４−Ｎ濃度、ＮＯ３−Ｎ濃度は、上記▲１▼〜▲３▼の工程直後に測定した数値である。その後、経過日数３日目、１０日目、３０日目に測定を行った。
表２より、日数経過に伴うＮＨ４−Ｎ濃度の減少は硝化の進行状況を示しており、３０日目にはブランク、ＰＢＳＡ、ＰＣＬともに硝化はかなり進んでいることが分かる。
また、経過日数０日での総窒素濃度（ＮＨ４−Ｎ濃度＋ＮＯ３−Ｎ濃度）に対する日数経過に伴う総窒素濃度の減少率は脱窒の進行状況を示している。なお、日数経過に伴って総窒素濃度が増加する場合があるのは、上記▲２▼の担持体に活性汚泥が数％含まれており、その中の菌が自己分解する際にアンモニアが発生することが要因としてある。脱窒の状況については、ブランクではほとんど進行しておらず、ＰＢＳＡも水温が常温（約２０℃）であるため進行が低迷していることが分かる。つまり、ブランクでは脱窒菌の炭素源がなく、ＰＢＳＡは分解速度が遅いため炭素源としてあまり効果がないことがわかる。これらに対してＰＣＬでは、水温が常温でも時間経過に伴い順調に脱窒が進行し、３０日目には概ね５０％の脱窒率を達成している。これはＰＣＬの分解速度が速く、脱窒菌の炭素源としての効果を示している。
【００３５】
これらのことから、ＰＣＬ（ポリカプロラクトン）は脱窒菌の炭素源として有効であり、ＰＣＬを微生物担体として用いることにより汚水処理における優れた早期脱窒効果を得ることができる。特に、窒素に対して炭素源が少ない状態、例えば汚水中のＣ／Ｎ比が３程度を下回るような環境下で、かつ嫌気状態において脱窒菌（微生物）の炭素源として有効である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の汚水処理用微生物担体は、その主成分が微生物の炭素源として最適な生分解性のポリカプロラクトンに、このポリカプロラクトンを押出し成形可能な溶融張力（メルトテンション）に調整するために弾性率の高い他の生分解性樹脂及び／又はタルクを混合したことで、脱窒処理効率の高い網目円筒状の微生物担体を能率よく低コストにて安定成形することができる。そして、この微生物担体を汚水処理に用いることにより、高効率の優れた処理効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る汚水処理用微生物担体の簡略斜視図である。
【図２】本発明の微生物担体を投入して汚水を連続的に処理する汚水処理システムを説明する概略構成図である。
【図３】本発明に係る実施の形態２の汚水処理方法を実施する汚水処理装置の簡略図である。
【図４】本発明に係る実施の形態３の汚水処理方法を実施する浄化装置の簡略図である。
【図５】本発明に係る実施の形態４の汚水処理方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
１　微生物担体
【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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