(57)【要約】【課題】富栄養化水の浄化効率を向上させるために低コストで製造可能にしてより多くの微生物を生息させ得る微生物生息床およびその製造方法を提供する。【解決手段】微生物の生息に好適となる微細で複雑な表面状態の創生に粒径１０μｍ以下程度の球形微細粒子であるフライアッシュが好適である点に着目し、基材としてのオレフィン系樹脂にフライアッシュを攪拌分散させ（混合工程：ステップＳ１）、軟化点付近の高温条件下で型枠により混合ブロックとして加圧成型する（成型工程：ステップＳ２）ことで、接着剤等のバインダを用いることなく製造コスト安価にして微生物生息に好適な微生物生息床を製造するようにした。【選択図】        図１
2007237102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライアッシュと粒状に加工されて湿潤状態のオレフィン系樹脂とを容器内で攪拌し前記オレフィン系樹脂表面に前記フライアッシュを分散させる混合工程と、
前記オレフィン系樹脂と前記フライアッシュとの混合物を型枠に投入し前記オレフィン系樹脂の軟化点付近の高温条件下で加圧して微生物生息床となる混合ブロックに成型する成型工程と、
を備えることを特徴とする微生物生息床の製造方法。
【請求項２】
前記オレフィン系樹脂として、オレフィン系再生樹脂を用いることを特徴とする請求項１に記載の微生物生息床の製造方法。
【請求項３】
粒状に加工されて湿潤状態のオレフィン系樹脂を基材としその表面にフライアッシュを攪拌分散させた混合物を、前記オレフィン系樹脂の軟化点付近の高温条件下で型枠により混合ブロックとして加圧成型してなることを特徴とする微生物生息床。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば富栄養化水の浄化に用いられる微生物生息床およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、湖沼・河川その他の閉鎖性水域における富栄養化水の浄化が社会問題となっており、種々の処理法が提案されている。その一つの方法として、富栄養化水中にゼオライトなどの吸着材を投入し、富栄養化成分を吸着させた後、浚渫して水域系外に排出させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、微生物の持つ浄化作用を利用する方法も広く知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３１０３７３号公報
【特許文献２】特開平９−７５９８３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、特許文献１のような方法は、ゼオライトなどの富栄養化成分の吸着材にコストがかかる上に、浄化時に汚泥が発生し、後処理として浚渫処理並びに汚泥処理を必要とし人件費等のコストがかかるという欠点がある。また、特許文献２のような方法は、単に微生物を利用しているだけであり、より多くの微生物を生息させるための工夫がなく、浄化に時間がかかるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、富栄養化水の浄化効率を向上させるために低コストで製造可能にしてより多くの微生物を生息させ得る微生物生息床およびその製造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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に係る微生物生息床の製造方法は、粒状に加工されて湿潤状態のオレフィン系樹脂とフライアッシュとを容器内で攪拌し前記オレフィン系樹脂表面に前記フライアッシュを分散させる混合工程と、前記オレフィン系樹脂と前記フライアッシュとの混合物を型枠に投入し前記オレフィン系樹脂の軟化点付近の高温条件下で加圧して微生物生息床となる混合ブロックに成型する成型工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る微生物生息床の製造方法は、上記発明において、前記オレフィン系樹脂として、オレフィン系再生樹脂を用いることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る微生物生息床は、粒状に加工されて湿潤状態のオレフィン系樹脂を基材としその表面にフライアッシュを攪拌分散させた混合物を、前記オレフィン系樹脂の軟化点付近の高温条件下で型枠により混合ブロックとして加圧成型してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る微生物生息床および微生物生息床の製造方法によれば、多数の微生物を効率よく生息させるためには極力微細で複雑な表面状態を確保することが好ましいことから、複雑な表面状態の創生に粒径１０μｍ以下程度の球形微細粒子であるフライアッシュが好適であることを見出し、基材としてのオレフィン系樹脂にフライアッシュを攪拌分散させて軟化点付近の高温条件下で型枠により混合ブロックとして加圧成型するようにしたので、接着剤等のバインダを用いることなく熱溶着で微生物生息床を製造することができ、製造コストが安くて済む上に、産業廃棄物であるフライアッシュを原料として用いる上でオレフィン系樹脂を基材として組合せて熱溶着で加圧成型することで、安全基準に適合する環境性能を守りつつ複雑な表面形状を維持して、より多くの微生物の生息に好適な環境を産み出し、富栄養化水の効率的な浄化に役立てることができるという効果を奏する。特に、本発明に係る微生物生息床によれば、好気性微生物と嫌気性微生物との共生が可能であり、富栄養化水中に含まれる有機成分を好気性微生物の作用により分解処理し、富栄養化水中に含まれる窒素成分を嫌気性微生物の作用により分解処理することができ、浄化時に汚泥が発生しないという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る微生物生息床およびその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、本実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更実施の形態が可能である。
【００１１】
本実施の形態の微生物生息床は、極力微細で複雑な表面状態を有することが微生物の生息環境として好ましいことから、微細で複雑な表面状態の創生に適切な原料としてフライアッシュに着目し、このようなフライアッシュを基材としてのオレフィン系樹脂と組合せることにより構成される。
【００１２】
フライアッシュは、例えば石炭火力発電所において燃焼により溶融状態となって高温燃焼ガス中を浮遊する灰の粒子が、ボイラ出口での温度低下に伴い球形微細粒子となった石炭灰の一種であり、シリカ、アルミナ等を主成分とし、電気集塵器によって捕集される。このようなフライアッシュは、わずかではあるが有害物質を含むため、取り扱いに注意を要する産業廃棄物の一つであるが、粒径１０μｍ以下の細かい球形微細粒子であり、特別な加工を要せず、微細で複雑な表面状態の創生を可能にする。
【００１３】
ここで、フライアッシュは、少なからず有害物質を含むことから、微生物生息床として利用する上で単体や剥き出し状態で用いることができないため、何らかの基材（担体）と組合せて一体化することで、安全基準に適合する環境性能を守りつつ、複雑な表面形状を維持し得ることが要求される。この場合、例えば何らかの基材に対してエポキシ樹脂等の接着剤（バインダ）を用いてフライアッシュを基材に固定することも可能であるが、バインダを用いる分、コスト高となってしまう。
【００１４】
そこで、本実施の形態は、基材としてオレフィン系樹脂を用い、バインダを用いることなく、フライアッシュをオレフィン系樹脂に一体に固定し得る微生物生息床の製造方法を提供する。基材として用いるオレフィン系樹脂は、ポリプロピレン、ポリスチレン等の入手容易な樹脂であり、プラスチック廃棄物のリサイクルによって得られるオレフィン系再生樹脂で十分である。
【００１５】
以下、本実施の形態の微生物生息床の製造方法について図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態の微生物生息床の製造工程を示す概略工程図である。まず、材料として、フライアッシュとオレフィン系樹脂とを用意する。用意するオレフィン系樹脂は、ほぼ均等な大きさの粒状に加工されたペレット状態のものである。この際、オレフィン系再生樹脂であれば、再生工程中の選別の後、破砕、洗浄、造粒の各工程を経てペレット状態で再生されるので、新たに破砕することなく基材となるオレフィン系樹脂のペレットを用意することができる。したがって、用意するオレフィン系樹脂の粒状の大きさの程度は、樹脂再生工程中の造粒工程で切断加工により得られる粒状程度であり、フライアッシュに比べると十分大きな大きさである。
【００１６】
用意されたオレフィン系樹脂のペレットを全体的に水で濡らして表面を湿潤状態として容器に入れ、この容器内に一定重量比のフライアッシュを加え、攪拌することで、湿潤状態のペレット表面に球形微細粒子であるフライアッシュを均一に分散付着させる（混合工程：図１中のステップＳ１参照）。本実施の形態では、フライアッシュが少なからず有害物質を含むことから、ペレットとフライアッシュとの混合重量比を７０％：３０％程度に設定し、安全基準を満たすようにしている。また、このような混合工程では、フライアッシュを収納した容器内に、湿潤状態のオレフィン系樹脂のペレットを投入して攪拌するようにしてもよい。特に、再生樹脂の場合であれば、造粒工程で順次形成されるペレットをフライアッシュが収納された容器内に投入させることができる。
【００１７】
つづいて、フライアッシュを表面に分散付着させてなるペレットとフライアッシュとの混合物を、所望の形状の型枠に投入し、オレフィン系樹脂の軟化点（１６０℃程度）付近まで加熱した高温条件下で加圧してペレットとフライアッシュとの混合ブロックを成型することにより（成型工程：図１中のステップＳ２参照）、フライアッシュが基材としてのペレットに一体となるように熱で溶着固定した微生物生息床が完成する。この場合、オレフィン系再生樹脂を用いれば、元々樹脂再生工程において、破砕、洗浄工程を経た後、造粒工程では、樹脂を加熱して軟化させ、押出しながら順次所定の大きさに切断加工することで粒状にしているので、新たな加熱工程を要することなく、造粒工程でのそのままの高温条件下で、表面を湿潤状態としてフライアッシュと混合・攪拌させ、加圧成型する工程に移行させてもよく、樹脂再生工程中の造粒工程の後に本実施の形態の混合工程および成型工程を組み込むことで実現可能となる。
【００１８】
このようにして、粒状に加工されて湿潤状態のオレフィン系樹脂を基材としその表面にフライアッシュを攪拌分散させた混合物を、オレフィン系樹脂の軟化点付近の高温条件下で混合ブロックとして加圧成型することにより、本実施の形態の微生物生息床が製造される。
【００１９】
図２は、混合前のフライアッシュ単体のＳＥＭ写真であり、図３は、混合前のオレフィン系樹脂のペレット単体のＳＥＭ写真であり、図４は、微生物生息床となる混合ブロックのＳＥＭ写真である。いずれも、倍率は×２０００である。図３に示すような平面形状が平坦なオレフィン系樹脂のペレットに、図２に示すようなフライアッシュの球形微細粒子を均一に分散させて熱で溶着固定することにより、結果物として図４に示すように、微生物の生息に好適な微細で極めて複雑な表面状態を得ることができる。このような結果物は、フライアッシュに関して安全基準に適合する環境性能を守りつつ、複雑な表面形状が維持される。
【００２０】
次に、本実施の形態の微生物生息床（混合ブロック）の利用方法について説明する。図５は、浄化装置への適用例を示す模式図である。浄化装置１は、オレフィン系樹脂のペレット２とフライアッシュ３とからなる混合ブロックによる多数の微生物生息床４を適宜充填した筐体５からなる。このような該浄化装置１を、対象となる湖沼、お堀等の富栄養化水を有する閉鎖性水域１０の系外に設置し、閉鎖性水域１０の富栄養化水をポンプ１１で汲み上げて浄化装置１内に注水し、浄化装置１内に充填された微生物生息床４中を通水させ、下部側から浄化された水を排水して閉鎖性水域１０に還流させる。ここで、富栄養化水は、ＣＨＯ等の有機成分を含むが、微生物生息床４中を通水させることで、微生物生息床４のフライアッシュ３による微細かつ複雑な表面状態の好適な生息環境に生息している極めて多数の植物性プランクトン、動物性プランクトン等の好気性微生物による有機成分の分解作用により、有機成分ＣＨＯが二酸化炭素ＣＯ2と酸素Ｏ2とに分解されることで、短時間で効率よく浄化される。また、微生物生息床４のフライアッシュ３による微細かつ複雑な表面状態の好適な生息環境には、ＥＭ菌等の嫌気性微生物も多数共生することが確認されており、嫌気性微生物による窒素成分の分解作用によって、富栄養化水中に含まれる窒素成分ＮＯ3も、窒素Ｎ2と酸素Ｏ2とに分解することで、短時間で効率よく浄化される。
【００２１】
このような浄化装置１によれば、好気性微生物の作用で有機成分を分解し、嫌気性微生物の作用で窒素成分を分解することで富栄養化水を浄化するので、浄化時に汚泥が発生することがなく、かつ、浄化装置１自身も閉鎖性水域１の系外に設置することができ、浚渫処理も不要であり、浄化に要する人件費等のコストを大幅に低減させることができる。また、微生物生息床４として良好なる微生物生息環境が提供できるので、微生物利用による浄化効率を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態の微生物生息床の製造工程を示す概略工程図である。
【図２】混合前のフライアッシュ単体のＳＥＭ写真である。
【図３】混合前のオレフィン系樹脂のペレット単体のＳＥＭ写真である。
【図４】微生物生息床となる混合ブロックのＳＥＭ写真である。
【図５】浄化装置への適用例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２３】
２  オレフィン系樹脂のペレット
３  フライアッシュ
４  微生物生息床
【図１】
2007237102.tif 000003
【図２】
2007237102.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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