(57)【要約】【課題】  固定化に関わる材料（固定化材料、重合開始剤等）を低濃度化した場合でも、担体強度が高く、かつ、安定した高い微生物活性（硝化活性）を保持する包括固定化担体を製造する。【解決手段】  微生物を固定化材料中に包括固定した包括固定化担体において、固定化材料中に、板状及び／又は針状の結晶構造を有するフィラーを含有した。【選択図】  図１
2007020437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物を固定化材料中に包括固定した包括固定化担体において、
前記固定化材料中に、板状及び／又は針状の結晶構造を有するフィラーを含有したことを特徴とする包括固定化担体。
【請求項２】
前記板状及び／又は針状のフィラーが、無機系フィラーであることを特徴とする請求項１に記載の包括固定化担体。
【請求項３】
前記板状及び／又は針状のフィラーの平均粒径が、１２μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の包括固定化担体。
【請求項４】
前記板状及び／又は針状のフィラーの質量Ｆと前記固定化材料の質量Ｐとの質量比Ｆ／Ｐが、０．０１〜５の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の包括固定化担体。
【請求項５】
前記板状及び／又は針状のフィラーの濃度が、前記包括固定化担体の０．１〜２０質量％であり、前記固定化材料の濃度が、前記包括固定化担体の２〜１５質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の包括固定化担体。
【請求項６】
微生物を固定化材料中に包括固定する包括固定化担体の製造方法において、
前記固定化材料と、板状及び／又は針状の結晶構造を有するフィラーと、を混合した後、前記微生物と混合してゲル化させることを特徴とする包括固定化担体の製造方法。
【請求項７】
前記板状及び／又は針状のフィラーが、無機系フィラーであることを特徴とする請求項６に記載の包括固定化担体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括固定化担体及びその製造方法に係り、特に、河川、湖沼、下水、工場廃水の窒素及び有機物処理に用いられる包括固定化担体の担体強度の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水、工場廃水、農業廃水中などの廃水処理方法として、生物学的手法は物理化学的手法と比較して、安価なことから幅広く適用されており、代表的なものとして下水に多く用いられている活性汚泥法がある。しかし、廃水の有機物除去や窒素除去に大きく関与する活性汚泥内の硝化細菌のような増殖速度の遅い微生物は、充分に増殖しないうちに反応槽外へ流出してしまうため、特に低水温時においては反応速度が著しく低下して水質悪化の要因となる。このことから、硝化細菌等を反応槽内に高濃度に安定して保持する方法が種々検討されており、その手法として微生物を担体に固定化する技術が実用化されている。この微生物の固定化方法を大別すると、微生物付着型と微生物包括固定化型がある。微生物付着型は、活性汚泥などの微生物内に円筒状や立方体の付着担体を充填し、担体表面に自然付着させて保持する方法である。また、微生物包括固定化型は、活性汚泥などの微生物をポリビニルアルコール、アクリルアミド、ポリエチレングリコールなどの合成高分子化合物や寒天、アルギン酸などの天然材料内部に保持する方法である。この２種を比較した場合、微生物包括固定化型は自然付着した微生物を利用する微生物付着型よりも活性の立ち上がりや安定性に優れていることが明らかとなっている。
【０００３】
微生物包括固定化型については、例えば、特許文献１では、微生物包括固定化型担体に関しては、磁性体を含有させ磁力により包括固定化担体の流動又は回収を制御できる包括固定化担体が開示されている。これにより、廃水処理が効率よくできるとされている。
【０００４】
また、特許文献２では、活性炭と微生物とを同時固定化して、従来よりも高濃度に菌数を保持させた包括固定化担体が開示されている。また、この包括固定化担体の製造方法として、固定化材料と微生物を混合した後に、重合反応や凍結・解凍処理などにより包括固定化を行っている。これによれば、重合時の微生物の失活や死滅を低減しつつ、実用レベルの担体強度を持つ包括固定化担体が得られるとされている。
【特許文献１】特開平１１−１８７６５号公報
【特許文献２】特開２００３−２３５５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、固定化材料や重合開始剤等の薬品による直接的な微生物活性への影響、固定化時の担体内のｐＨ変化、温度変化等、の影響により、固定化時又は固定化後において硝化細菌などの微生物は死滅しやすい場合が多かった。これにより、製造ロットごとに包括固定化担体の硝化活性にばらつきが生じる、又は包括固定化担体の硝化活性を高めるための馴養期間が長期間必要となる、等の問題があった。
【０００６】
したがって、安定した硝化活性を有した包括固定化担体を製造するには、微生物に影響を与えることなく固定化することが重要である。すなわち、固定化材料や重合開始剤等の薬品の使用量を低減することで、微生物への影響を大幅に低減できる。
【０００７】
しかし、固定化材料や重合開始剤等の薬品を低減すると、包括固定化担体の強度が低下し、廃水処理における担体寿命の低下を引き起こしてしまう。例えば、特許文献２では、活性炭の添加により高い活性を有するが、担体強度が低下してしまうといった問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、固定化に関わる材料（固定化材料、重合開始剤等）を低濃度化した場合でも、担体強度が高く、かつ、安定した高い微生物活性（硝化活性）を保持する包括固定化担体及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】
【０００９】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、微生物を固定化材料中に包括固定した包括固定化担体において、前記固定化材料中に、板状及び／又は針状の結晶構造を有するフィラーを含有したことを特徴とする包括固定化担体を提供する。
【００１０】
ここで、フィラーとは、強度や機能性向上、コスト低減のために樹脂やゴム、塗料等の材料に添加される比較的不活性な粒子や粉状の物質のことを表し、充填剤、増量剤ともいわれている。本発明は、固定化材料内に板状及び／又は針状の結晶構造を有するフィラーを混合する構成とした。これらのフィラーは、球状とは異なり、固定化材料（含水ゲル）内に網目状又は繊維状に分散するため、含水ゲルの流動性を低下させる。また、板状又は針状のフィラーは、高分子ゲルの網目に入り込みやすい。したがって、板状又は針状のフィラーが強固な略網目状構造を構成するため、含水ゲルを補強及び固定化し、担体強度を向上させる。また、固定化材料や重合剤等の薬品の添加量を低減できるため、これらの薬品によって微生物活性が低下することを防止することができる。また、板状又は針状のフィラーを用いた包括固定化担体は剛性が高いため、製造時においても担体を均一な形状に切断しやすく、形状精度の高く、品質の安定した包括固定化担体を製造できる。
【００１１】
なお、請求項１において、固定化材料は、高分子モノマー、プレポリマー、オリゴマー等を使用することができる。また、フィラーは、無機系、有機系いずれでもよく、担体強度を向上させる点から、特に板状のフィラーが好ましい。例えば、タルク、板状アルミナ、合成マイカ、カオリナイト、シリチン、アクテジル等が好ましい。また、針状のフィラーは、繊維状、棒状のフィラーも含む。また、板状又は針状のフィラーと球状のフィラーとを組み合わせて添加してもよい。
【００１２】
請求項２は請求項１において、前記板状及び／又は針状のフィラーが、無機系フィラーであることを特徴とする。
【００１３】
請求項２は、フィラーの種類を規定したものである。請求項２のフィラーは、担体強度を高める効果が特に高い。具体的には、タルク、板状アルミナ、合成マイカ、カオリナイト、シリチン、アクテジル、雲母粉、酸化亜鉛ウイスカー、ウォストナイト、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウムウイスカー、ケイ酸カルシウムウイスカー、マイカ、黒鉛粉末、炭素繊維等が好ましい。
【００１４】
請求項３は請求項１又は２において、前記板状及び／又は針状のフィラーの平均粒径が、１２μｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の平均粒径とすることにより、固定化材料（含水ゲル）とフィラーとの界面量が増加し、分散性が向上する。したがって、少ない固定化材料の添加量でも、均一で、高い担体強度の包括固定化担体を製造することができる。また、平均粒径が、１０μｍ以下であることがより好ましい。なお、平均粒径とは、板状又は針状のものと同体積の球状とした場合の粒径を示す。
【００１６】
請求項４は請求項１〜３のいずれか１項において、前記板状及び／又は針状のフィラーの質量Ｆと前記固定化材料の質量Ｐとの質量比Ｆ／Ｐが、０．０１〜５の範囲であることを特徴とする。
【００１７】
請求項４によれば、固定化材料の添加量を低減した場合でも、高い担体強度と微生物活性を有する包括固定化担体を製造することができる。また質量比Ｆ／Ｐが、０．０４〜３．５であれば、より好ましい。
【００１８】
請求項５は請求項１〜４のいずれか１項において、前記板状及び／又は針状のフィラーの濃度が、前記包括固定化担体の０．１〜２０質量％であり、前記固定化材料の濃度が、前記包括固定化担体の２〜１５質量％であることを特徴とする。
【００１９】
請求項５によれば、微生物の活性を低下させない低濃度の固定化材料においても、高い担体強度を保持することができる。したがって、製造ロットごとの担体活性のばらつきをなくすことができる。また、固定化材料濃度が、包括固定化担体の３〜１０質量％であることが、より好ましい。
【００２０】
本発明の請求項６は前記目的を達成するために、微生物を固定化材料中に包括固定する包括固定化担体の製造方法において、前記固定化材料と、板状及び／又は針状の結晶構造を有するフィラーと、を混合した後、前記微生物と混合してゲル化させることを特徴とする包括固定化担体の製造方法を提供する。
【００２１】
請求項６は、本発明を製造方法に適用したものである。請求項６によれば、先に固定化材料と、板状及び／又は針状の結晶構造を有するフィラーを混合するようにした。これにより、フィラーと微生物が混合してダマが発生することを防止できる。したがって、均一にフィラーと微生物を混合・分散させることができ、担体強度が高く、微生物活性の高い包括固定化担体を製造することができる。また、製品のばらつきを低減し、品質の安定性を向上できる。また、請求項６において、フィラーは、有機系、無機系いずれでもよく、担体強度を向上させる点から、特に板状のフィラーが好ましい。また、針状のフィラーは、繊維状、棒状のフィラーも含む。
【００２２】
請求項７は、前記板状及び／又は針状のフィラーが、無機系フィラーであることを特徴とする。
【００２３】
特に、無機系フィラーにおいて、無機系フィラーと活性汚泥等の微生物とを先に混合した後、固定化材料と混合するとダマになりやすく、均一に分散させることができない。請求項７によれば、先に固定化材料と無機系フィラーを混合するようにしたため、均一に無機系フィラーと微生物を分散できる。したがって、担体強度が高く、微生物活性の高い包括固定化担体を得ることができる。また、製造ロットごとの担体活性のばらつきをなくすこともできる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、固定化に関わる材料（固定化材料、重合開始剤等）を低濃度化した場合でも、担体強度が高く、かつ、安定した高い微生物活性（硝化活性）を保持する包括固定化担体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面に従って、本発明に係る包括固定化担体及びその製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２６】
本発明に係る包括固定化担体は、板状及び／又は針状のフィラーを含有する固定化材料に、微生物が包括固定されたものである。
【００２７】
図１は、本発明に係る包括固定化担体の製造方法の一例を示したフローチャートで、３ｍｍ角の略立方体状のペレットを製造する場合である。図１に示すように、まず、固定化材料と重合促進剤とを混合し、ｐＨを中性付近（６．５〜８．５）に調整したゲル原料液を調製する。次いで、ゲル原料液と板状及び／又は針状のフィラーとを混合して混合液を調製する。その後、濃縮活性汚泥を混合液に懸濁して懸濁液を調製し、この懸濁液に重合開始剤を添加し、重合させる。このときの重合は、シート形状もしくはブロック形状にゲル化、成型させる。このときの重合温度は、１５〜４０℃、好ましくは２０〜３０℃で、重合時間は、５〜６０分、好ましくは１０〜６０分でゲル化させる。次に、ゲル化させたシート又はブロックを、３ｍｍ角程度の略立方体状に切断してペレット化し、包括固定化担体を製造する。
【００２８】
このようにして製造した本発明の包括固定化担体において、板状又は針状のフィラーは、固定化材料中を網目状又は繊維状に分散し、さらに含水ゲルの網目にも入り込みやすい。このため、球状の場合よりも含水ゲルの流動を拘束し、少ない添加量で含水ゲルを固定化することができる。また、固定化材料や重合開始剤等の薬品を低減できるため、微生物活性を低下することを防止できる。また、含水ゲルの粘度が向上し、微生物を沈降させにくく、全体に高分散化させることができるので、微生物活性の利用率も向上する。
【００２９】
また、この包括固定化担体の製造方法において、先に固定化材料と板状及び／又は針状のフィラーを混合するため、フィラーを固定化材料内に均一に分散させることができる。したがって、微生物と混合する際に、フィラーと微生物とが混合してダマが発生することなく、品質の安定した包括固定化担体を製造することができる。
【００３０】
本実施の形態に使用する微生物は、窒素除去を目的とした硝化細菌又は硝化細菌群、脱窒細菌群、嫌気性アンモニア酸化細菌群等の複合微生物や、ダイオキシン類などの特定の有害化学物質を分解する能力をもった微生物（例えば、アオコ分解菌、ＰＣＢ分解菌、ダイオキシン分解菌、環境ホルモン分解菌等の純粋微生物等）が好適な例として挙げられる。また、微生物とは、培養等により濃縮分離された微生物の他に、下水処理場の活性汚泥、湖沼、河川や海の汚泥、土壌などの各種の微生物を含む微生物含有物も含まれる。
【００３１】
ゲル化処理としては、重合反応により固定化材料をゲル化する重合法が一般的である。但し、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を固定化材料として用いる場合には、ＰＶＡと微生物を混合した後、凍結と解凍を繰り返すことによりゲル化反応させるＰＶＡ冷凍法、あるいはＰＶＡと微生物とを混合した後、ホウ酸と混合させてゲル化反応させるＰＶＡホウ酸法のいずれでもよい。
【００３２】
本実施の形態に使用する板状又は針状のフィラーとしては、タルク、板状アルミナ，カオリナイト，シリチン，アクテジル，雲母粉，酸化亜鉛ウイスカー，ウォストナイト，チタン酸カリウム，硫酸マグネシウムウイスカー，ケイ酸カルシウムウイスカー，マイカ、合成マイカ、黒鉛粉末、炭素繊維等が好ましい。
【００３３】
その他、フライアッシュ、粉末活性炭、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化アンチモン、スズ酸亜鉛、酸化チタン、酸化亜鉛、珪石粉末、ガラスビーズ、珪藻土、珪酸カルシウム、アタパルジャイト、アスベスト、カーボンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ホワイトカーボン、ロー石クレー、シリカ、綿、ポリエステル、ナイロン、黒鉛粉末、窒化珪素、二硫化モリブデン、酸化鉄、塩基性炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト、アルミナ、酸化ジルコン、ベントナイト、ゼオライト、カオリングクレー、セリナイト、ケイ酸ジルコン、硫酸バリウム、炭酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、カオリン、セピオライト、スメクトナイト、バーミキュライト、両性ポリアクリルアミド、パイロフィライト、カチオン性ポリアクリルアミド、アニオン性ポリアクリルアミド、寒天、ジェランガム、キチン、キトサン、セルロース、コラーゲン、ポリアミノ酸、ゼラチン、カゼイン等のうち、板状又は針状のフィラーを好ましく使用することもできる。さらに、板状又は針状のフィラーと、上述のうち球状のフィラーとを組み合わせて使用することもできる。
【００３４】
また、本実施の形態に使用する固定化材料は、高分子モノマー、プレポリマー、オリゴマー等が挙げられるが、特に限定されるものではなく、例えば、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、アルギン酸ナトリウム、カラギーナン、寒天、等を用いることができる。その他、固定化材料のプレポリマーは、以下のものを用いることができる。
【００３５】
（モノメタクリレート類）ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート、３クロロ２ヒドロキシプロピルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、２ヒドロキシメタクリレート、エチルメタクリレート等。
【００３６】
（モノアクリレート類）２ヒドロキシエチルアクリレート、２ヒドロキシプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、シクロへキシルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、２エトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコールアクリレート、シリコン変性アクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、アクリロイルアキシエチルハイドロジェンサクシネート、ラウリルアクリレート等。
【００３７】
（ジメタクリレート類）１，３ブチレングリコールジメタクリレート、１，４ブタンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ブチレングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプレングリコールジメタクリレート、２ヒドロキシ１，３ジメタクリロキシプロパン、２，２ビス４メタクリロキシエトキシフェニルプロパン、３，２ビス４メタクリロキシジエトキシフェニルプロパン、２，２ビス４メタクリロキシポリエトキシフェニルプロパン等。
【００３８】
（ジアクリレート類）エトキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、１，６ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、２，２ビス４アクリロキシヒエトキシフェニルプロパン、２ヒドロキシ１アクリロキシ３メタクリロキシプロパン等。
【００３９】
（トリメタクリレート類）トリメチロールプロパントリメタクリレート等。
【００４０】
（トリアクリレート類）トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパンＥＯ付加トリアクリレート、グリセリンＰＯ付加トリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート等。
【００４１】
（テトラアクリレート類）ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート等。
【００４２】
（ウレタンアクリレート類）ウレタンアクリレート、ウレタンジメチルアクリレート、ウレタントリメチルアクリレート等。
【００４３】
（その他）アクリルアミド、アクリル酸、ジメチルアクリルアミド等。
【００４４】
また、本発明における担体の重合は、過硫酸カリウムを用いたラジカル重合が最適であるが、紫外線や電子線を用いた重合やレドックス重合でもよい。過硫酸カリウムを用いた重合では、過硫酸カリウムの添加量を、０．００１〜０．２５質量％がよく、アミン系の重合促進剤の添加量は、０．０１〜０．５質量％がよく、その種類は、βジメチルアミノプロピオニトリル、ＮＮＮ’Ｎ’テトラメチルエチレンジアミン等を、好ましく使用することができる。
【００４５】
本実施の形態においては、主に、板状のフィラー（タルク）を添加した例を説明したが、平均粒子径の異なる板状のフィラー、針状のフィラー、球状のフィラーを、それぞれ組み合わせて使用することもできる。また、各種フィラーを表面処理して、固定化材料との濡れ性、界面量等の表面物性を制御し、フィラーをより効率よく使用することもできる。
【００４６】
このように、本発明を適用することにより、少ない固定化材料でも高い担体強度で微生物を包括固定できる。したがって、固定化材料や重合開始剤等の薬品による微生物活性の低下を防止し、長期運転にも耐えうる高い担体強度と微生物活性を保持する包括固定化担体を得ることができる。また、製品のロットばらつきを低減することができ、品質の安定性を向上できる。また、板状及び／又は針状のフィラーの添加により含水ゲルの粘度が向上するため、微生物を沈降させにくく、全体に高分散化できる。したがって、微生物活性の利用率をも向上できる。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明に係る実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４８】
まず、固定化材料に添加するフィラーの形状、添加量、平均粒径と包括固定化担体（以下、担体と記す）の強度との関係について検討した。次いで、本実施の形態における包括固定化担体の連続硝化性能評価を行った。なお、担体の材料としては、表１のものを用いた。また、担体強度は、レオメータを使用し、一定の力で包括固定化担体を圧縮し、担体が破壊する時の単位面積あたりの圧縮力として測定した（例えば、担体強度７ｋｇｆ/ｃｍ２（６８．６Ｎ／ｃｍ２）の場合、それ以上の圧力をかけると破損することを意味する）。
【００４９】
【表１】
2007020437.tif 000003
（実施例１）フィラーの形状と添加量
上記の如く製造した担体について、固定化材料に添加するフィラーの形状と担体強度との関係を検討した。表２は、５質量％のポリエチレングリコール系プレポリマーに添加するフィラーの形状と担体強度との関係についての測定結果である。本実施の形態では、板状のフィラーとしてタルクを、球状のフィラーとしてシリカを用いた。
【００５０】
【表２】
2007020437.tif 000004
表２のように、いずれの添加量においても、フィラー無添加の担体よりもフィラー添加の担体の方が、担体強度が向上することを確認した。また、フィラーの添加量が同じであれば、板状のフィラーを添加した担体の方が、球状のフィラーを添加した担体よりも担体強度が約１．５倍高いことがわかった。これより、板状のフィラーは、担体強度を向上させる効果が高いことを確認した。
【００５１】
（実施例２）フィラーの添加量
次に、各種濃度の固定化材料へ添加する板状のフィラーの添加量と担体強度との関係について検討した。図２は、２、３、５、８質量％のポリエチレングリコール系プレポリマーに対して１、３、５、１０、１５、２０質量％の板状のフィラー（タルク）を添加した場合の担体強度を測定した結果である。
【００５２】
図２に示すように、板状のフィラーの添加量が１０質量％未満では、添加量の増加に伴い急激に担体強度が増加したが、添加量が１０質量％以上では、顕著な変化は認められなかった。また、固定化材料の濃度が低い程、板状のフィラーの添加量による担体強度への影響が大きいことがわかった。
【００５３】
また、板状のフィラーの添加量が増加するほど担体の比重が高くなり、エアレーションによる完全混合を行い難い状態になることから、平均粒径等の他の物性にもよるが、上記の結果と併せて、板状のフィラーの添加量は、３〜１０質量％の範囲が適切である。
【００５４】
（実施例３）フィラーの平均粒径
また、固定化材料に添加する板状のフィラーの平均粒径と担体強度との関係を検討した。図３は、５質量％のポリエチレングリコール系プレポリマーに板状のフィラー（タルク）を添加した場合の、板状のフィラー（タルク）の平均粒径と担体強度との関係の測定した結果である。
【００５５】
図３に示すように、板状のフィラーの平均粒径が約１２μｍ以下であれば、担体強度は最も高く、１２μｍ以上になると担体強度は低下する傾向がみられた。また、板状のフィラーの平均粒径が２０μｍ程度においても、フィラー無添加と比較して担体強度は高いことが確認できた。これより、板状のフィラーの平均粒径は、１２μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がより好ましいことがわかった。
【００５６】
（実施例４）連続硝化性能評価
本実施の形態における包括固定化担体を用いて、連続硝化性能評価を行った。
【００５７】
（試験条件）
供試排水：無機合成廃水（アンモニア性窒素  約４０ｍｇ／Ｌ）
供試担体：本発明の包括固定化担体、及び従来の包括固定化担体の２種類の担体を使用した。両担体の組成を表３に示す。
【００５８】
【表３】
2007020437.tif 000005
処理方法：無機合成廃水ａに対して、それぞれ製造ロットの異なる本発明の包括固定化担体が、１０％の充填率となるように充填した曝気槽ｂ及びｃと、それぞれ製造ロットの異なる従来の包括固定化担体が、１０％の充填率となるように充填した曝気槽ｄ、ｅ、ｆと、を並べて、それぞれの曝気槽に無機合成廃水ａを流入させ、包括固定化担体と接触させた。
【００５９】
処理は、室温２０℃で行い、曝気槽での滞留時間を３時間とした。また、廃水中のアンモニア性窒素の測定は、下水試験法のイオンクロマトグラフ法で行った。なお、両包括固定化担体は、組成は異なるが、同様の方法で製造した。
【００６０】
図４に示すように、連続運転を１００日間行ったところ、本発明の包括固定化担体を用いた場合、ロットの異なる２種類の包括固定化担体（ｂ、ｃ）ともに、同時期にアンモニア性窒素濃度が急激に低下し、それ以降は安定した硝化性能を示すことを確認できた。
【００６１】
一方、ロットの異なる３種類の従来の包括固定化担体（ｄ、ｅ、ｆ）では、立ち上がり以降の安定した硝化性能は、本発明の包括固定化担体と同等であったものの、立ち上がりに関しては、ロットによるばらつきが大きいことが確認された。
【００６２】
以上の結果から、本発明の包括固定化担体は、従来の包括固定化担体よりも、製造ロットによる硝化性能のばらつきが小さく、安定した硝化性能を有することがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明が適用される包括固定化担体の製造方法を説明するフローチャートである。
【図２】本発明の実施例２におけるフィラーの形状・添加量と担体強度との関係を示したグラフである。
【図３】本発明の実施例３におけるフィラーの平均粒径と担体強度との関係を示したグラフである。
【図４】本発明の実施例４における担体の硝化性能評価を示したグラフである。
【図１】
2007020437.tif 000006
【図２】
2007020437.tif 000007
【図３】
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【図４】
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