(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水処理のために排水中に入れて用いられる軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップの複数個が融着性合成樹脂／非通気性合成樹脂／融着性合成樹脂の３層構造の収容袋に水とともに収容され、該担体チップが水を含みかつ圧縮された状態で気密梱包されてなり、輸送される微生物固定用担体チップの梱包体であって、
収容袋に収容する水の容積を、圧縮前の前記軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップ全体積の０．５〜５％としたことを特徴とする微生物固定用担体チップの梱包体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップが、合成樹脂製の収容袋に水を含みかつ圧縮された状態で気密梱包されてなる梱包体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、汚水、泥水、工業排水等の排水中の窒素やリンを除去する方法として、窒素やリンの分解代謝能力を有する微生物を利用した排水処理法が開発され、さらに生物膜法、包括固定化法、自己造粒法といった生物処理技術も開発されている。
広く使われている排水処理法は、排水処理中の活性汚泥を健全に保つための工程管理等が煩雑であるため、簡便な手法で排水処理槽内の微生物を安定して保持することを目的として、微生物を固定化した軟質ウレタンフォームを排水処理槽内に混在させる技術が開発されている（特開平６−２８５４９６号公報、同６−３０４５９３号公報等参照）。
しかし、軟質ウレタンフォームは、水との親和性が低く、前記槽内に混在させた初期には、排水中で浮揚し、当該軟質ウレタンフォーム中に排水が浸透し適度な浮遊力を有するようになるまでに、数日かかってしまう等の不都合がある。
この不都合を解消する為に、軟質ウレタンフォームをタンニンで処理する等して軟質ウレタンフォームに親水性を付与する等の技術が開発されているが、タンニンによる処理が難しいこと、当該処理時間がかかること等により生産コストがアップしてしまう等の問題がある。
【０００３】
このような事情から、本発明者らは、軟質ウレタンフォームに、吸水性樹脂を塗布等して微生物固定用担体とする技術（特願２００１−１０２８８７）や、見かけ比重向上材を塗布等して微生物固定用担体とする技術（特願２００１−１０２８８８）を開発している。これらの技術によれば、短期間で適度な浮遊力を持つことができる軟質ウレタンフォームの微生物固定用担体を、簡単な処理技術で、かつ大幅なコスト上昇を招来することなく、作成することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、微生物固定用担体中に排水が浸透し適度な浮遊力を有するようになるまでの時間を、上記の先提案技術よりも一層短縮する要請もある。
【０００５】
一方で、微生物固定用担体を、大量に輸送する場合や、この輸送前後において所定期間保管する場合等においては、前記微生物固定用担体の嵩密度が小さいために、輸送効率、保管効率等が悪いという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体を排水中に混在させるに際し、短時間で排水処理槽の排水が前記軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体の内部に浸透することができ、かつ輸送効率、収納効率が良い複数の軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップの梱包体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記目的を達成するために検討を重ねる途上で、軟質ウレタンフォームの親水性は、一般に、水と初めて接触するときは低く、一旦接触すると向上することを見出した。これは、軟質ウレタンフォームが水と接触した際に、該フォームの表面近傍における一部の微細孔内に水が侵入し細孔壁面に水膜を形成して、この部分における水の表面張力を低下させ、水との馴染み性を良好とするからであると考えられる。
【０００８】
このことに着目して、さらに検討を進めた結果、
（１）軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップを、排水等に投入する前に予め水に馴染ませておけば、当該チップが、速やかに排水中に沈降すること、
（２）この水に馴染ませた軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップを予め圧縮しておくと、この圧縮状態が解かれるに際し、当該フォームは直ちに形を復元するのではなく、ある程度の時間をかけて復元するため、この復元が排水中で行われるようにすれば、復元の際にフォーム中に排水が浸透して短時間で適度な浮遊力を有するようになること、
の知見を得た。
【０００９】
本発明は、以上のような知見に基づいてなされたもので、
排水処理のために排水中に入れて用いられる軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップ（以下、単に「担体チップ」という）の複数個が融着性合成樹脂／非通気性合成樹脂／融着性合成樹脂の３層構造の収容袋に水とともに収容され、該担体チップが水を含みかつ圧縮された状態で気密梱包されてなり、輸送される微生物固定用担体チップの梱包体であって、
収容袋に収容する水の容積を、圧縮前の前記軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップ全体積の０．５〜５％としたことを特徴とする微生物固定用担体チップの梱包体、
を要旨とする。
【００１０】
本発明の梱包体における収容袋は、後述のような合成樹脂から製造されるものであり、その厚さは、梱包体の大きさや原料である合成樹脂の種類によって異なるため特に制限しないが、厚すぎると、柔軟性を欠いて収容袋自体の取扱性が低下するばかりか梱包作業性も低下し、薄すぎると、機械的強度が低下して、保管や搬送途上で破れ等が生じることがあるため、一般には、３００〜１０００μｍ程度とすることが好ましい。
【００１１】
上記の収容袋は、非通気性合成樹脂と融着性合成樹脂との積層フィルムで作成する。
この積層フィルムの態様としては、融着性合成樹脂／非通気性合成樹脂／融着性合成樹脂の３層のものが挙げられる。
また、他の目的、例えば、フィルムの機械的強度の向上、耐候性・耐久性の向上、紫外線対策、収容袋同士のブロッキング防止等のために、これらの特性を付与することができる他の合成樹脂層を設けた多層フィルムとしてもよい。
これらいずれの積層状態であっても、積層体全体の厚さが上記範囲内にあることが好ましい。
【００１２】
上記の融着性合成樹脂としては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル系樹脂等の加熱融着特性、高周波融着特性を有する合成樹脂が挙げられ、中でも、安価で、入手が容易なポリエチレンが好ましい。
これら融着性合成樹脂層の厚みは、１００〜４００μｍ程度であればよく、これより薄いと収容袋の融着が不良となる場合があり、厚いとフィルムが硬くなって取扱い性が低下する。
【００１３】
上記の非通気性合成樹脂としては、ナイロン、ポリビニルアルコール等の高い気密性（非通気性）を有する合成樹脂が挙げられ、中でも、安価で入手が容易なナイロンが好ましい。
これら非通気性合成樹脂層の厚みは、１００〜４００μｍ程度であればよく、これより薄いと気密性が十分でないことがあり、保管期間中に、梱包体の内部に外部の空気が侵入することがあり、これより厚いと本発明の収容袋の柔軟性が低下して取扱性が悪化することがあるばかりか、コスト高となる。
【００１４】
本発明における水は、収容袋に収容される前の担体チップに、予め含有させておいてもよいし、担体チップを収容袋に収容すると同時に、あるいは収容後に含有させることもできる。
予め含有させておく場合は、担体チップに微生物を固定させる際の乾燥工程において該チップの含水量が所定の量となるところで乾燥を止めたり、あるいは乾燥後に所定量の注水を行う等により達成できる（本発明において、「乾燥」とは、担体に固定されている微生物の生体活性に必要な水分量未満の状態をいい、これを単に「乾燥状態」といい、また単に「担体チップ」というときは乾燥状態の担体チップをいう）。
収容袋への収容と同時に含有させる場合は、担体チップを収容袋へ投入する際に収容袋への所定量の注水を行うことで、また収容後に含有させる場合は、担体チップの投入後に所定量の注水を行うことで達成できる。
もちろん、これらを合わせて行うこともできる（すなわち、予め水を含有している担体チップを収容袋に収容し、収容と同時および／または収容後に注水して、最終的に所定の含水量とする）。
【００１５】
水の量は、収容袋に収容する非圧縮状態の担体チップの全体積の０．５〜５％、好ましくは０．７〜３％が適している。
水が上記より多いと、収容袋中の空気を排出する際に、水も排出されることがあり、この水に微生物が移行していれば微生物も排出されることとなり、排出された水の処理が必要となったり、あるいは圧縮を行う装置が排出水により損傷することもある。
上記より少ないと、収容袋に収容する担体チップ全体に均一に行き渡らなくなることがある。
【００１６】
収容袋内における担体チップの圧縮程度（以下、「圧縮率」と記すこともある）は、圧縮状態の担体チップの全体積が非圧縮状態の全体積の２５〜７５％、好ましくは２５〜５０％となる程度が適している。
２５％より小さくすることは、吸引機等では行えず、真空ポンプ等の設備を導入する必要があるばかりか、圧縮に要する時間が長くなる。
７５％より大きくすると、圧縮する技術的意義（排水中で排水を吸引して復帰し、早期に水沈する）が発現しにくく、梱包体のサイズが大きくなって梱包体の収納効率や輸送効率の向上もあまり望めない。
【００１７】
本発明では、担体チップは、水を含んだ状態で圧縮されて、気密梱包された状態にある。水を含む担体チップは、前述のように水との馴染み性が良く、また圧縮状態の担体チップは、非圧縮状態の担体チップ（空気を大量に含んでいる）より、水との親和性があり、しかも水を含んだ担体チップの見かけ比重は、水を含まない担体チップの見かけ比重より大きい。
従って、例えば排水槽の上方で本発明の梱包体を解き、排水槽内に水を含む圧縮状態の担体チップが投入されると、担体チップは、梱包体の解体直後から圧縮前の体積近くまで復元しはじめるが、この担体チップは水を含んでいるため排水に馴染み易く、短時間で排水中に沈下する。
【００１８】
本発明における担体チップは、前述の本発明者らによる、軟質ウレタンフォームに吸水性樹脂を塗布等して微生物固定用担体とする技術（特願２００１−１０２８８７）や、見かけ比重向上材を塗布等して微生物固定用担体とする技術（特願２００１−１０２８８８）で得られるものをそのまま使用することができる。すなわち、例えば、連続気泡発泡させ、密度が１０〜１００ｋｇ／ｍ３、好ましくは２０〜６０ｋｇ／ｍ３、伸び率が５０〜８００％、好ましくは２００〜８００％、さらに好ましくは４００〜８００％、引張り強度が５０〜３００ｋＰａ程度の軟質ポリウレタンフォームからなり、この形状は、立方体、直方体、三角筒体その他の多角筒体、円筒体、球状等種々の形状であってよい。
特に、一辺が２〜２０ｍｍ程度の立方体、または直方体等は製造し易く、球状等は流動特性に優れるうえ、排水中等での長期間の使用において破壊されることが少ないため、破壊片によるフィルターの目詰まり等の不具合を生じることがない等の効果を有し、好ましい。
【００１９】
もちろん、上記のような担体チップに限らず、微生物を固定している軟質ウレタンフォームからなる担体であれば、どのような製法によるものであっても、またどのような形状・寸法のものであってもよい。
なお、１つの梱包体に含まれる担体チップの形状・大きさは、同一であってもよい（例えば、同一寸法の立方体のみを１つの収容袋に入れる等）し、異なっていてもよい（例えば、異なる寸法の立方体と異なる寸法の球体等を１つの収容袋に入れる等）。
【００２０】
本発明の担体チップの梱包方法は、担体チップを水と共に収容袋に収容し、圧縮する方法であって、この水は、前述のように、担体チップに予め含有させておいてもよいし、担体チップを収容袋に収容すると同時および／または収容後に含有させてもよい。
【００２１】
また、上記の圧縮は、担体チップ収容後の収容袋中の空気を吸引したり、収容袋をプレスすること等により行う。
収容袋中の空気の吸引は、吸引機や真空ポンプ等により行われ、収容袋中の空気が吸引されることにより、担体チップ（セル）中の空気も吸引され、同時に担体チップの周りに存在している水が担体チップ（セル）中に吸引される。
収容袋のプレスは、収容袋を機械的にプレスすることであり、収容袋中の空気がプレスされて排除されることで、担体チップ（セル）中の空気も排除され、同時に担体チップの周りに存在している水が担体チップ（セル）中に浸透する。
【００２２】
上記のようにして圧縮された収容袋は、シールして気密梱包状態とする。
シールは、高周波融着、ヒータを用いた熱融着、接着剤を用いた接着等により行うことができる。
この際、空気が収容袋の中に逆流しないようにする必要があり、空気の逆流を防止する方法は、吸引あるいはプレスの途上でシールを行うことでもよいし、収容袋中の空気の排出口（以下、吸引口という）に予め逆流防止用構造を設けておいてもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明における担体チップの梱包体の一実施態様例を説明するための図であって、全体を模式的に示している。
図１において、１００が本発明における担体チップの梱包体であって、担体チップ２が、合成樹脂製の収容袋１内に、水３を含みかつ圧縮された状態で気密梱包されている。
【００２４】
実施例１
収容袋１として、ポリエチレン（厚さ１００μｍ）／ナイロン（厚さ１００μｍ）／ポリエチレン（厚さ１００μｍ）の３層積層フィルムからなり、内容積が１５０リットル（以下、「Ｌ」と記す）で、吸引口１１が設けられているのもの使用し、この収容袋１に乾燥状態の担体チップ２を１５０Ｌ収容した後、この収容袋１内に２Ｌの水３を散布した。
次いで、吸引機（図示省略）を使用して吸引口１１から収容袋１内の空気を吸引して、担体チップ２を７５Ｌまで圧縮した後、吸引口１１近傍部で高周波融着してシールし、気密梱包状態の梱包体１００（担体チップ２の圧縮率５０％、含水率１．３％）を得た。
【００２５】
実施例２
実施例１と同様の収容袋１に、乾燥状態の担体チップ２を１５０Ｌ収容した後、２Ｌの水３を散布した。
次いで、実施例１と同様にして吸引して、担体チップ２を１０５Ｌまで圧縮した後、実施例１と同様にして高周波融着してシールし、気密梱包状態の梱包体１００（担体チップ２の圧縮率３０％、含水率１．３％）を得た。
【００２６】
実施例３
実施例１と同様の収容袋１に、乾燥状態の担体チップ２を１５０Ｌ収容した後、２Ｌの水３を散布した。
次いで、真空ポンプで真空引きして、担体チップ２を４５Ｌまで圧縮した後、実施例１と同様にして高周波融着してシールし、気密梱包状態の梱包体１００（担体チップ２の圧縮率７０％、含水率１．３％）を得た。
【００２７】
実施例４
実施例１と同様の収容袋１に、乾燥状態の担体チップ２を１５０Ｌ収容した後、０．７５Ｌの水３を散布した。
次いで、実施例１と同様にして吸引して、担体チップ２を７５Ｌまで圧縮した後、実施例１と同様にして高周波融着してシールし、気密梱包状態の梱包体１００（担体チップ２の圧縮率５０％、含水率０．５％）を得た。
【００２８】
比較例１
実施例１と同様の収容袋１に、乾燥状態の担体チップ２を１５０Ｌ収容した後、水の散布も空気の吸引も行わずに、実施例１と同様にして高周波融着してシールし、気密梱包状態の梱包体１００（担体チップ２の圧縮率０％、含水率０％）を得た。
【００２９】
比較例２
実施例１と同様の収容袋１に、乾燥状態の担体チップ２を１５０Ｌ収容した後、２Ｌの水３を散布した。
この後、吸引を行わずに、実施例１と同様にして高周波融着してシールし、気密梱包状態の梱包体１００（担体チップ２の圧縮率０％、含水率１．３％）を得た。
【００３０】
比較例３
実施例１と同様の収容袋１に、乾燥状態の担体チップ２を１５０Ｌ収容した後、実施例１と同様にして吸引を行い、実施例１と同様にして高周波融着してシールし、気密梱包状態の梱包体１００（担体チップ２の圧縮率５０％、含水率０％）を得た。
【００３１】
比較例４
ポリエチレン樹脂フィルムを使用した内容積１５０Ｌの収容袋１に、乾燥状態の担体チップ２を１５０Ｌ収容した後、２Ｌの水３を散布した。この後、実施例１と同様にして吸引して、担体チップ２を７５Ｌまで圧縮した後、実施例１と同様にして高周波融着してシールし、気密梱包状態の梱包体１００（担体チップ２の圧縮率５０％、含水率１．３％）を得た。
【００３２】
（評価の方法）
〔水沈試験〕
製造直後の各実施例および各比較例の各収納体１００を、水槽の真上で開封し、水槽内に落下する担体チップ（以下、被験体１０という）を、攪拌等の処理をせずに放置し、表１に示す放置時間の後に、水中に沈下する状態を観察し、下記の基準により評価し、結果を表１に示す。
【００３３】
○：完全に沈下する（図２（Ａ）に示すように、水面に被験体１０の何れの面も浮き出ていない状態）
△：水面よりやや沈下する（図２（Ｂ）に示すように、水面に被験体１０の一部が浮き出ている状態）
×：水面より沈下しない（図２（Ｃ）に示すように、水面に被験体１０の殆ど全部が浮き出ている状態）
【００３４】
なお、図２において、（Ａ）は、被験体１０が完全に沈下した状態、（Ｂ）は、被験体１０が水面よりやや沈下した状態、（Ｃ）は、被験体１０が水面より沈下していない状態を示している。
【００３５】
【表１】
┌────────┬─────────┬───────┐
│                │    実  施  例    │    比較例    │
│被検体１０      ├─┬─┬─┬─┬─┼─┬─┬─┬─┤
│                │１│２│３│４│  │１│２│３│４│
├────────┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┤
│放置時間  １時間│△│△│△│△│  │×│×│×│△│
├────────┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┤
│          ２時間│○│△│○│△│  │×│×│×│△│
├────────┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┤
│          ５時間│○│△│○│△│  │×│×│×│○│
├────────┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┤
│        ２４時間│○│○│○│○│  │×│△│△│○│
└────────┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┘
【００３６】
〔保管試験〕
定温庫（温度２５℃）で、最大６ヶ月まで保管した際の実施例１および比較例４の梱包体１００について、〔梱包体１００の形状チェック〕を、下記の要領で行うことにより評価し、結果を表２に示す。
【００３７】
〔梱包体の形状チェック〕
各梱包体１００を表２に示す保管期間の後に、どの程度膨れたかを観察することにより評価した。
○：梱包体１００の形状が作成時と同じ
△：梱包体１００の形状が作成時よりやや膨れる
×：梱包体１００の形状が丸く膨れる
【００３８】
【表２】
┌──────┬────────────────────┐
│            │              保管期間                  │
│梱包体１００├──┬──┬──┬───┬───┬───┤
│            │１日│３日│７日│１ヶ月│３ヶ月│６ヶ月│
├──────┼──┼──┼──┼───┼───┼───┤
│実施例１    │○  │○  │○  │  ○  │  ○  │  ○  │
├──────┼──┼──┼──┼───┼───┼───┤
│比較例４    │○  │○  │○  │  △  │  ×  │  ×  │
└──────┴──┴──┴──┴───┴───┴───┘
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、担体チップを排水処理槽の水の中に混在させるに際し、当該水が短時間で担体チップの内部に浸透することができ、かつ梱包物の輸送効率、収納効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す図で、梱包物を表す図である。
【図２】本発明の担体チップ１を水４に投入した状態を示す図である。
（Ａ）は担体チップが完全に沈下した状態、
（Ｂ）は担体チップが水面にやや沈下した状態、
（Ｃ）は担体チップが水面に沈下していない状態
を示している。
【符号の説明】
１  合成樹脂製の収容袋
２  軟質ウレタンフォーム微生物固定用担体チップ
３  水
４  水（試験に使用される水）
１０  被検体
１１  吸引口
１００  梱包物
【図１】
0004001488.tif 000002
【図２】
0004001488.tif 000003