(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の担体原料を連続的に一定長さに切断する切断手段を備えた包括固定化担体の製造装置において、
前記切断手段は、円周状に回転するとともに、該円周状の回転軌道に対して略接線方向に配置された切断刃を備え、該切断刃を円周状に回転するとともに、前記担体原料を前記円周状の回転軌道の内側に向けて送ることによって、前記担体原料を前記切断刃で切断することを特徴とする包括固定化担体の製造装置。
【請求項２】
前記円周状の回転軌道の内側には、切断後の担体を搬送する搬送手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載の包括固定化担体の製造装置。
【請求項３】
前記切断後の担体が立方体になるように、前記担体原料の送り速度と前記切断刃の回転速度を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の包括固定化担体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は包括固定化担体の製造装置に係り、特に下水処理などの分野において硝化促進型下水高度処理プロセスに適した包括固定化担体を製造する製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃水処理に用いられる活性汚泥中の硝化細菌は、一般の細菌に比べて増殖速度が遅く、特に冬場の低水温時期に細菌数が少なくなって硝化活性が著しく低下する。このため、硝化細菌を含む活性汚泥をけい砂、活性炭、プラスチック等の付着材の表面に付着して硝化細菌を高濃度化することにより、硝化性能を改善する試みがなされている。しかし、付着材には、硝化細菌以外の微生物も付着するため、硝化細菌を高濃度化することが難しい。そこで、活性汚泥を固定化剤内に包括固定した包括固定化担体を用い、この包括固定化担体を反応槽に充填して硝化細菌の濃度を高めることで、硝化活性を高めて廃水の高速処理を行っている。
【０００３】
ところで、包括固定化担体は、チューブ成形法、滴下造粒法、またはシート成形法などによって製造される。チューブ成形法は、微生物と高分子材料の混合物を数ミリ径のビニルチューブ内に注入して重合させながら押し出し、これを一定長さに切断して円柱形の担体を製造する方法であり、形状精度が高い担体が得られる反面、大量生産に不向きである。滴下造粒法は、微生物と高分子材料の混合物を別の液体内に滴下し、球形の担体を製造する方法であり、量産は容易であるが、粒径がばらつくという問題がある。シート成形法は、微生物と高分子材料の混合物をシート状にし、これを細かく切断することによって、角形の担体を製造する方法である。この方法は、造粒装置の自動化が容易であり、形状精度も高く、大量造粒に最も適した方法である。このため、大量の担体が必要となる廃水設備では、シート成形法によって担体を製造することが多い。
【０００４】
シート成形法では、まず、担体原料のシートを長尺状に形成する。そして、このシートを幅方向に一定間隔で裁断し、線状にする。次いで、図５に示すギロチン式の切断装置や図６に示す回転刃式の切断装置を用いて、線状の担体原料を一定長さに切断する。
【０００５】
図５に示すギロチン式の切断装置は、固定された下刃１に対し、上刃２を上下動させることによって線状の担体原料３を一定長さに切断する。図６に示す回転刃式の切断装置は、円柱状の回転ドラム４の外表面に複数の回転刃５を径方向に取り付けたものを回転させることによって、この回転刃５と固定された固定刃６によって線状の担体原料３を切断する。これらの切断装置で線状の担体原料３を一定長さに切断することによって、角形の担体７が形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５や図６に示した切断装置は、切断後の担体７を回収するための回収槽８が別途必要であった。このため、回収槽８のスペースが必要になって装置が大型化したり、回収槽８で回収した担体７を搬送するための搬送手段９が必要になるという問題があった。
【０００７】
ただし、図５に示した切断装置は、切断作業をベルトコンベア上で行うことによって、回収槽８の要らない構造とすることが可能である。しかし、その場合にはベルトコンベアに傷が付くという問題があり、現実的には困難である。また、図５に示した切断装置は、高速処理が難しいという問題がある。
【０００８】
一方、図６に示した切断装置は、高速処理が可能であるが、切断後の担体７の形状がいびつになるおそれがあった。すなわち、担体７は、線状の担体原料３を、長手方向と直交する方向に切断して立方体にすることが好ましいが、図６に示した切断装置は、回転刃６で線状の担体原料３をもぎ取るようにして切断を行うため、切断面が不規則面となり、担体７にいびつな部分が形成されるおそれがあった。いびつな部分を有する担体７を硝化槽に投入して曝気を行うと、担体７のいびつな部分が削れるため、担体７の体積が小さくなって微生物の分解効果が小さくなるという問題が発生する。さらに担体７の形状が崩れて、くずペレットとなった際は、担体７がスクリーンで回収されずに曝気槽から流出するという問題が発生する。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、切断後の担体の回収性に優れ、且つ、形状精度の良い担体を高速処理にて製造することのできる包括固定化担体の製造装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、線状の担体原料を連続的に一定長さに切断する切断手段を備えた包括固定化担体の製造装置において、前記切断手段は、円周状に回転するとともに、該円周状の回転軌道に対して略接線方向に配置された切断刃を備え、該切断刃を円周状に回転するとともに、前記担体原料を前記円周状の回転軌道の内側に向けて送ることによって、前記担体原料を前記切断刃で切断することを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、円周状の回転軌道に対して略接線方向に配置された切断刃を回転させることによって線状の担体原料を切断するので、線状の担体原料は長手方向に対して略直交方向に綺麗な切断面で切断される。したがって、切断後の担体にいびつな部分が形成されず、形状精度のよい担体を製造することができる。また、切断刃の回転によって担体原料を切断するので、高速処理が可能であり、大量生産に適している。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、円周状の回転軌道の内側にできたスペースを利用し、このスペースに、切断後の担体を搬送する搬送手段を設けた。したがって、切断後の担体を回収する回収槽が不要になり、装置を小型化することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、担体原料の送り速度と切断刃の回転速度を制御するようにしたので、切断する担体の長さを調節することができ、立方体形状の担体を精度良く製造することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る包括固定化担体の製造装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１５】
図１は、本発明の製造装置１０の全体構成を示す側面図である。
【００１６】
同図に示すように、製造装置１０は、原料が貯留された原料槽１２と、薬品が貯留された薬品槽１４を備えている。この原料槽１２の原料と薬品槽１４の薬品は、ポンプ１６、１８を駆動することによって、混合されながら攪拌・押出装置２０に送液される。攪拌・押出装置２０に送液された混合液は、別の薬品槽２２からポンプ２４によって送液された薬品と混合されて攪拌された後、走行中のベルトコンベア２６上に押し出される。これにより、担体原料のシートＳが形成される。担体原料は、固定化剤、水、活性汚泥、重合開始剤などからなり、ベルトコンベア２６で搬送される途中で重合が進み、ゲル化されるため、固定化剤内に活性汚泥が包括固定されたゲル状の固定化シートになる。担体原料のシートＳは、ベルトコンベア２６とベルトコンベア２８によって挟持搬送されることによって、一定の厚さ（例えば３ｍｍ）と、広い幅（例えば４００ｍｍ）を有する長尺状に形成される。
【００１７】
担体原料のシートＳは、ベルトコンベア２６から受け板３０の上に押し出された後、裁断装置３２によって線状に裁断される。裁断装置３２は、シートＳの幅方向に配置された軸３４と、この軸３４に取り付けられた円盤状の回転刃３６とから成り、回転刃３６は、軸３４に沿って一定の間隔（例えば３ｍｍ間隔）で複数取り付けられている。したがって、回転刃３６を担体原料のシートＳに押し当てながら軸３４を回転させると、シートＳは幅方向に一定の間隔で裁断されて線状になる。これにより、担体原料の線状体Ｌが形成される。担体原料の線状体Ｌは、長手方向と直交する断面が例えば３ｍｍ四辺の正方形に形成されている。
【００１８】
担体原料の線状体Ｌは、切断装置３８に搬送され、一定長さに切断される。図２、図３、図４はそれぞれ、切断装置３８の構成を示す斜視図、正面断面図、側面断面図である。
【００１９】
これらの図に示すように、切断装置３８は、装置本体４６（図３参照）に水平に固定された固定筒４０を有し、この固定筒４０に一対の支持リング４２、４２がベアリング４８を介して回動自在に支持されている。一対の支持リング４２、４２の一方には、ギア５０が取り付けられ、このギア５０には駆動ギア５２が歯合される。駆動ギア５２はモータ５４の回転軸に連結され、モータ５４によって回転される。これにより、モータ５４の回転力が支持リング４２に伝達され、支持リング４２が回転される。なお、モータ５４には、回転速度を制御可能なもの、例えばステッピングモータ等が使用され、その回転速度は制御装置６６によって制御される。制御装置６６は、担体原料の送り速度（すなわちベルトコンベア２６による送り速度）に応じてモータ５４を制御する。
【００２０】
一対の支持リング４２、４２の外周面には、八枚の切断刃４４、４４、…がピン（図３参照）によって着脱自在に取り付けられている。切断刃４４は、図４に示す如く、円周状に、且つ、等しい角度間隔で配置されており、支持リング４２（図３参照）を回転させることによって円周状の回転軌道を描くようにして移動する。切断刃４４は、この円周状の回転軌道に対して接線方向を向くようにして取り付けられており、その回転方向（図４の反時計回り）の先端には鋭利な刃部４４Ａが形成されている。
【００２１】
また、切断刃４４としては厚さの薄いもの、例えば厚さ１ｍｍのものが使用され、受け板３０とガイド板６０との僅かな隙間を通過できるようになっている。なお、切断刃４４は、受け板３０の端部から僅かに（例えば０．５ｍｍ）離れた位置を通過するように構成される。
【００２２】
受け板３０は、担体原料の線状体Ｌを切断刃４４の回転中心に向けて送り出すように設置されている。受け板３０の上面には、滑り性の良い樹脂シート５８が設けられており、担体原料の線状体Ｌをスムーズに送り出せるようになっている。樹脂シート５８は、弾性変形して柔軟に撓むように構成されるとともに、その先端が受け板３０よりも若干（例えば３ｍｍ）突出して取り付けられている。したがって、切断刃４４を回転させると、切断刃４４は樹脂シート５８に当接し、樹脂シート５８を撓ませながら受け板３０とガイド板６０との隙間を通過する。これにより、担体原料の線状体Ｌは、切断刃４４で切断される直前まで、樹脂シート５８で支持されることになるので、綺麗な切断面を得ることができる。撓んだ樹脂シート５８は、切断刃４４が通過した後に弾性復帰し、担体原料の線状体Ｌを再び支持する。なお、樹脂シート５８は、受け板３０に着脱自在に取り付けられており、定期的に交換することが可能である。
【００２３】
固定筒４０は、切断刃４４の回転軌道の中心に設けられている。固定筒４０の側面には、開口４０Ａが形成され、この開口４０Ａの下部には、滑り性の良いガイド板６０が取り付けられている。切断後の担体６４は、このガイド板６０によってガイドされ、開口４０Ａから固定筒４０の内部に回収される。ガイド板６０は、担体６４を確実に回収できるように、その上面が樹脂シート５８の上面と略同じ面になるように配置され、さらに、その先端が樹脂シート５８の先端に近接して配置される。
【００２４】
図３に示すように、固定筒４０の内部には、一方側の端部から水が供給されている。この水は、他方側の端部から排出され、不図示の後工程（例えば馴養設備など）に送られる。したがって、固定筒４０の内部に回収された担体６４は、水とともに排出され、後工程に搬送される。なお、図４に示す如く、受け板３０の上方にノズル６２を設け、開口部４０Ａに向けて水を噴射すると、切断後の担体６４を開口４０Ａからスムーズに回収することができる。
次に上記の如く構成された製造装置１０の作用について説明する。
【００２５】
支持リング４２は、一定速度（例えば１００ｒｐｍ）で回転するように制御装置６６によって制御される。切断刃４４は、この支持リング４２の外周面に等しい角度間隔で配置されているので、支持リング４２を一定速度で回転させることによって、受け板３０とガイド板６０との隙間を切断刃４４が一定時間ごとに通過するようになる。一方、担体原料の線状体Ｌは、制御装置６６でベルトコンベア２６を制御することによって、受け板３０の先端から一定速度で送り出される。したがって、担体原料の線状体Ｌは、回転する切断刃４４によって常に一定の長さで切断される。切断の際、切断刃４４は、担体原料の線状体Ｌに対し、その長手方向と直交する方向に差し込まれる。また、切断される直前まで、担体原料の線状体Ｌは、樹脂シート５８によって支持される。したがって、担体原料の線状体Ｌは、長手方向と直交する方向に確実に切断され、綺麗な切断面を有する担体６４が形成される。
【００２６】
切断後の担体６４は、ガイド板６０によってガイドされながら、開口４０Ａから固定筒４０の内部に投入される。その際、受け板３０とガイド板６０の隙間が小さいため、また、樹脂シート５８が受け板３０から突出しているため、担体６４は受け板３０とガイド板６０との隙間から落下することなく回収される。さらに、ノズル６２から水を噴射しているので、切断後の担体６４は、噴射した水に流され、固定筒４０の内部にスムーズに回収される。固定筒４０の内部に回収された担体６４は、固定筒４０の内部を流れる水とともに搬送される。
【００２７】
このように本実施の形態の製造装置１０によれば、担体原料の線状体Ｌに対して、その長手方向と直交する方向に切断刃４４を差し込んで切断を行うようにしたので、綺麗な切断面の担体６４を製造することができる。したがって、製造した担体６４を硝化槽（不図示）に投入して曝気を行っても、担体６４が削れにくいので、担体６４が小さくなったり、くずペレットとなることがなく、効率のよい微生物分解処理を行うことができる。
【００２８】
また、本実施の形態によれば、担体原料の送り速度、或いは切断刃４４の回転速度を調節するだけで、担体６４の切断長さを簡単に調節することができる。したがって、担体６４を立方体形状に精度良く形成することができる。
【００２９】
さらに、本実施の形態によれば、切断刃４４の回転軌道の内部スペースに固定筒４０を設け、この固定筒４０によって切断後の担体６４を回収して搬送するようにしたので、回収槽やポンプなどを別途設ける必要がない。また、切断刃４４の回転軌道の内部スペースを利用したので、装置全体を小型化することができる。さらに、ノズル６２から噴射する水によって、切断後の担体を固定筒４０に流し込み、速やかに回収するようにしたので、担体６４を損傷させることなく回収できる。
【００３０】
また、本実施の形態は、切断刃４４が着脱自在に取り付けられているので、切断刃４４の交換など、メンテナンスが容易である。
【００３１】
なお、上述した実施の形態は、支持リング４２に八枚の切断刃４４を取り付けたが、切断刃４４は何枚であってもよい。ただし、複数枚の切断刃４４を取り付ける際は、等しい角度間隔で配置するとよい。
【００３２】
また、切断刃４４の代わりに細い鋼線（不図示）を一対の支持リング４２、４２に張設してもよい。この場合にも、鋼線が担体原料の線状体Ｌに対し、その長手方向と直交する方向に切断を行うので、綺麗な切断面の担体６４を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る包括固定化担体の製造装置によれば、円周状の回転軌道に対して略接線方向に配置された切断刃を回転させることによって線状の担体原料を切断するので、形状精度のよい担体を製造することができる。また、切断刃の回転によって担体原料を切断するので、高速処理が可能であり、大量生産に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造装置の全体構成を示す側面図
【図２】切断装置の構成を示す斜視図
【図３】切断装置の構成を示す正面断面図
【図４】切断装置の構成を示す側面断面図
【図５】従来の切断装置を示す側面断面図
【図６】従来の切断装置を示す側面断面図
【符号の説明】
１０…製造装置、１２…原料槽、１４…薬品槽、１６…ポンプ、１８…ポンプ、２０…攪拌・押出装置、２２…薬品槽、２４…ポンプ、２６…ベルトコンベア、２８…ベルトコンベア、３０…受け板、３２…裁断装置、３４…軸、３６…回転刃、３８…切断装置、４０…固定筒、４２…支持リング、４４…切断刃、４６…装置本体、４８…ベアリング、５０…ギア、５２…駆動ギア、５４…モータ、５６…ピン、５８…樹脂シート、６０…ガイド板、６２…ノズル、６４…担体、６６…制御装置
【図１】
0003918918.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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