(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空筒状の骨格材と、この骨格材の内側及び外側の両面に形成される多孔性樹脂の層とからなる微生物担体。
【請求項２】
骨格材は通水性部材である、請求項１の微生物担体。
【請求項３】
多孔性樹脂は発泡倍率が５〜２５の発泡体であり、その発泡体における気泡は各々が連通している、請求項１又は２の微生物担体。
【請求項４】
中空筒状の骨格材と、この骨格材の内側及び外側の両面に形成される多孔性樹脂の層とからなる微生物担体の製造法であって、
フィルム状骨格材を２枚のシート状多孔性樹脂で挟み、その短辺側の両辺を丸めて長辺側の両辺で合わせ、その合せ面を接着させて中空筒状物としたのち、これを所定の長さに切断する、微生物担体の製造法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかの微生物担体を槽内に備える汚水浄化槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、骨格材で補強された微生物担体に関する。更に詳しくは、家庭から排出される生活排水や有機物系産業廃水等の排水（汚水）を生物学的に処理する汚水浄化槽に好適に用いられる中空筒状の微生物担体、その製造法及び汚水浄化槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家庭から排出される生活排水や有機物系産業廃水等の排水（汚水）を汚水浄化槽で生物学的に処理する場合、活性汚泥等の微生物を微生物担体（微生物の棲み家となる。接触材、濾材ともいう。）に付着させ、これに排水を接触させて処理する生物学的処理方法及びそのための汚水浄化槽は、広く用いられている。また、微生物担体としては、従来から種々の担体が知られており、例えば、スポンジ状ポリエチレン連通気泡体等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記スポンジ状ポリエチレン連通気泡体は、微生物の棲み家として又は浮遊性懸濁物（ＳＳ）の濾過材として好適であるものの、長期に亘り使用されるうちに一部が変形したり、これを充填した固定床が圧密化されて通水抵抗が増す難点もある。
本発明は、長期の使用に耐えて、変形したり、これを充填した固定床が圧密化されて通水抵抗が増加することの少ない微生物担体、その製造法及びこれを応用した汚水浄化槽を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明の微生物担体では、以下の構成をとる。すなわち、本発明の微生物担体１は、中空筒状の骨格材３と、この骨格材３の内側及び外側の両面に形成される多孔性樹脂２の層とからなる微生物担体である。
【０００５】
ここで、骨格材３は、多孔性樹脂２を補強するためのものであり、微生物担体１の微生物付着性を損なわないよう、微生物担体１の内部に形成させる。また、骨格材３は汚水や微生物が内部に侵入しやすいように、通水性部材で形成されることが好ましい。
【０００６】
多孔性樹脂２は、発泡倍率（空孔含みの多孔性樹脂の全体積／多孔性樹脂のうちの空孔以外の樹脂自体の体積）が概略５〜２５倍程度の発泡体（気泡体）で、その発泡体における気泡（セル）は各々連通している連通気泡体であることが好ましい。
【０００７】
本発明は、また、上記微生物担体の製造法、すなわち、フィルム状骨格材を２枚のシート状多孔性樹脂で挟み、その短辺側の両辺を丸めて長辺側の両辺で合わせ、その合せ面を接着させて中空筒状物としたのち、これを所定の長さに切断することを特徴とする微生物担体の製造法にも関する。
【０００８】
本発明は、更に、上記微生物担体１を槽内に備える汚水浄化槽、例えば、上流から順に、嫌気濾床槽、好気濾床槽、処理水槽、消毒槽等を有する汚水浄化槽であって、その嫌気濾床槽又は好気濾床槽の濾床へ上記微生物担体が充填された汚水浄化槽にも関する。
【０００９】
なお、本発明において、「シート状」とは、厚み０．５ｍｍ〜６ｍｍを意味し、更に好ましいものは、１．０ｍｍ〜４．０ｍｍである。また、「フィルム状」とは、厚み０．０５ｍｍ〜２ｍｍを意味し、更に好ましいものは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。これらの数値範囲は、製造される微生物担体の寸法などから規定されるものである。
【００１０】
【作用】
本発明の微生物担体は中空筒状の骨格材３の内側及び外側の両面に多孔性樹脂２の層が形成されており、多孔性樹脂２の層は微生物の付着場として作用し、骨格材３は外圧に対する変形防止のための強度保持材として作用する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面により本発明を更に具体的に説明する。
図１は、本発明の微生物担体の製造法の一例を示す概略図である。
平面フィルム状骨格材３の上面及び下面に平面シート状の多孔性樹脂２を重ね合わせ（工程Ａ）、その重ね合わせた短辺側の一辺を丸めながら対向する他の一辺へ向かって丸めていく。合せ面Ｘ及びＹを溶着装置４により接着させ（工程Ｂ）、得られた筒状物を所定の長さ（Ｌ）に切断する（工程Ｃ）。
【００１２】
なお、骨格材３と２枚の多孔性樹脂２を重ね合わせる際、これらを接着させてもよい。接着する場合には、ヒーター及び超音波等により熱溶着しても、接着剤等で接着させてもよいが、生産性及びコスト等を考慮すると熱溶着が好ましい。シート両端の合せ面（Ｘ，Ｙ）の接着もこれと同様である。
【００１３】
所定の長さ（Ｌ）は、微生物担体１の用途に応じて異なるが、概ね５ｍｍ〜２０ｍｍ程度であることが好ましい。あまり短かすぎると浄化槽における充填性が悪くなり、逆に長すぎると微生物保持量が低下する。
【００１４】
微生物担体１の直径（Ｄ）は、平面フィルム状骨格材３及び平面シート状多孔性樹脂２の幅、すなわち、Ｘ−Ｙ間の距離により容易に調整することができる。また、微生物担体１の直径（Ｄ）を変えずに空洞部の直径（ｄ）のみを変更する場合は、フィルム状骨格材３の内側に巻き込まれる方の多孔性樹脂シート２の厚みを変えることにより、容易に調整することができる。すなわち、空洞部の直径（ｄ）は、フィルム状骨格材３の内側に巻き込まれる方の多孔性樹脂シート２の厚みを厚くすると小さくなり、薄くすると大きくなる。
【００１５】
本発明で使用される多孔性樹脂２には、ポリ塩化ビニル、ポリビニルフォルマール、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体及びポリスチレン等の熱可塑性樹脂、ポリウレタン、フェノール、ユリア及びメラミン等の熱硬化性樹脂が挙げられ、これらのものを用いることができる。多孔性樹脂２は、樹脂材料に架橋剤（ラジカル発生剤含む）、発泡剤、発泡助剤等が混ぜられ、更には必要に応じて充填剤、酸化防止剤等が混ぜられて、多くは板状に発泡成形される。発泡成形されたものは、通常成形物の表面に樹脂層（スキン層）が形成されるが、この樹脂層には微生物が付着しにくいものである。通常、機械的手段等によってこの樹脂層は、剥がされて用いられる。
【００１６】
多孔性樹脂２には、セルが各々独立をしている独立気泡体（発泡体）、セルの壁が破れて各々のセルが連通している連通気泡体が挙げられ、これらのものを用いることができる。好ましくは合成樹脂製多孔質部材の内部まで、有機物を含んだ水や微生物等が進入して、微生物の住処として利用できる連通気泡体である。
【００１７】
骨格材３の材質としては、金属製及び樹脂製等のものを用いることができるが、耐微生物性、耐久性、接着性等の観点から、好ましくは合成樹脂製である。合成樹脂としては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、ポリスチレン、アクリル系樹脂、ナイロン、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂及びフェノール樹脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂があり、これらのものを用いることができる。
【００１８】
骨格材３は、微生物担体１の内部に汚水や微生物が容易に侵入するように好ましくは通水性部材で、そのような部材として、フィルム状の織物布、不織布又は網目状成形物等がある。その断面形状は、略円形、多角形及び星形等様々な形状を取り得るが、製造の容易さから好ましくは略円形である。また、骨格材３の厚みは、その形状及び径（円筒形の場合は直径）により異なるが、微生物担体１の強度を保つためには、０．０５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度、更には０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。
【００１９】
微生物担体の比重は、使用形態に応じて調整する。例えば、微生物担体を流動床として生物反応に使用する場合は、微生物担体が流動しながら生物反応が起こるように、好ましくは、比重を０．９５〜１．０５とする。
【００２０】
また、排水の流れを下向流とし微生物担体を濾過材としても使用する場合は、良好な濾過効率と良好な洗浄効率の確保のために、好ましくは、比重を１．０５〜１．２０とする。また、排水の流れを上向流として微生物担体を濾過材としても使用する場合は、捕捉されたＳＳが剥がれにくく良好な洗浄効率を確保するために、好ましくは、比重を０．６０〜０．９５とする。
【００２１】
微生物担体の比重の調整は、多孔性樹脂の選定（種々の多孔度の選択）や骨格材の材料の選定、あるいは両者の体積比の調整等により行なうことができる。
また、これとは別の方法で微生物担体の比重を大きくする方法としては、多孔性樹脂と骨格材の両方又はいずれか一方に、予め、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、タルク、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、ゼオライト、活性炭等の無機固形物を混ぜ成形することにより行うこともできる。ただし、多孔性樹脂に無機固形物を過剰に混入すると、微生物担体の重要な連通性、多孔性又は耐久性等の特性を損なう。これを避けるためには、多孔性樹脂に混ぜるよりも、骨格材に混ぜる方が好ましい。
【００２２】
以下、本発明の微生物担体の例を図２〜図４に示す。
図２は、上記製造法で製造される微生物担体の第１の例で、骨格材としては平面状フィルムを用いた例である。微生物担体１は、中空筒状の骨格材３と、その内側及び外側の両面に形成された多孔性樹脂２とからなっている。
図３は、上記製造法で製造される微生物担体の第２の例で、骨格材としては網目状フィルムを用いた例である。
図４は、上記製造法で製造される微生物担体の第３の例で、骨格材としてはスリットがあるフィルムを用いた例である。
【００２３】
図５は、本発明の微生物担体を槽内に備えた一例を示す汚水浄化槽の概略断面図である。汚水浄化槽２１は、上流側から嫌気濾床槽（第一室）２２、嫌気濾床槽（第二室）２３、好気濾床槽２４、処理水槽２５及び消毒槽２６の順で配置されている。また汚水浄化槽２１には、好気濾床槽２４等に空気を送るためのブロワ２７が備えられている。好気濾床槽２４には濾床の下方に散気部材２８及び汚泥排出部材２９が設けられ、汚泥排出部材２９には返送管３０が接続して配置されている。
【００２４】
上記嫌気濾床槽（第一室）２２及び嫌気濾床槽（第二室）２３の代わりに、沈殿分離槽だけを備えていてもよく、沈殿分離槽と嫌気濾床槽の両方を備えてもよい。また処理水槽２５に代えて沈殿槽を備えていてもよい。また、各槽内を上側から点検できるようにマンホールとそれを塞ぐマンホールカバー３１が設けられている。
【００２５】
本発明の微生物担体は、嫌気濾床槽（第一室）２２、嫌気濾床槽（第二室）２３及び好気濾床槽２４の濾床のいずれかに充填しても、これらの全部に充填してもよい。また、嫌気濾床槽（第一室）２２、嫌気濾床槽（第二室）２３、又は好気濾床槽２４の濾床は、固定床でも流動床でもよい。
【００２６】
汚水浄化槽２１では、排水は次のようにして処理される。まず排水は、流入口３２から嫌気濾床槽（第一室）２２の上部に入り下向流で槽下部に向かう。このとき、嫌気濾床槽（第一室）２２では嫌気濾床３３を通過する間に固形物の捕捉と、嫌気濾床３３に付着している嫌気性微生物により有機物が分解され、さらに槽の下部付近で固形物が沈殿する。嫌気濾床槽（第一室）２２で処理された排水は、嫌気濾床３３の下方から移流部を通り、嫌気濾床槽（第二室）２３の上方に入り、下向流で槽下部に向かう。このとき、嫌気濾床槽（第二室）２３では嫌気濾床３４を通過する間に更なる固形物の捕捉と嫌気性微生物による有機物分解が起こり、槽の下部付近で固形物が沈殿する。
【００２７】
嫌気濾床槽（第二室）２３で処理された排水は、嫌気濾床３４の下方から移流部を通り、好気濾床槽２４の上方に入る。好気濾床槽２４では、好気状態を保つようにブロワ２７から送気される空気が散気部材２８から吐出される。水は下向流で槽下部に向かう。このとき、好気濾床３５を通過する間に固形物の付着（若しくは捕捉）と、好気濾床３５に付着している好気性微生物による有機物分解が進む。好気濾床槽２４の好気濾床３５には、微生物担体が充填されていて、これによって有機物の分解が効率よく行われる。
【００２８】
好気濾床槽２４で処理された排水は、処理水として処理水槽２５に入り、この処理水槽２５の上位置に設けられている消毒槽２６に至る。消毒槽２６で消毒された処理水は、放流口２１から放流される。
【００２９】
【実施例】
実施例
図３に示す骨格材が網目形状である微生物担体を製造した。骨格材には、目開き０．９５ｍｍ、線径０．３２ｍｍの網目状を有するポリエチレンテレフタレート網を、多孔性樹脂には、厚さ１．５ｍｍの低密度ポリエチレン連続気泡体（発泡倍率２０倍）を用い、長さ（Ｌ）１０ｍｍ、直径（Ｄ）１０ｍｍ、空洞部直径（ｄ）３．５ｍｍの略円筒体の微生物担体を製造した。
【００３０】
（評価試験）
このようにして得られた微生物担体の圧縮強度（５０％圧縮応力）を測定した。比較対照の微生物担体として、骨格材が形成されていない同形状の低密度ポリエチレン連通気泡体を用いた。５０％圧縮応力を測定すると、本発明の微生物担体は３４，０００Ｐａ、比較対照は３，５００Ｐａで、本発明の微生物担体は、比較対照の約１０倍であった。
【００３１】
【発明の効果】
（１）本発明の微生物担体は、長期の使用に耐えて、変形したり、これを充填した固定床が圧密化されて通水抵抗が増加することが少ない。また、変形しにくいので、微生物を大量に付着させることができる。
（２）本発明の製造法によれば、上記微生物担体を容易に製造できる。
（３）本発明の汚水浄化槽によれば、固定床が圧密化されて通水抵抗が増加することが少ない。また、排水を長期に安定に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の微生物担体の製造法の一例を示す概略図。
【図２】本発明の第１の例の微生物担体で、（ａ）は斜視図、（ｂ）正面図。骨格材は平面状フィルムである。
【図３】本発明の第２の例の微生物担体で、（ａ）は斜視図、（ｂ）正面図。骨格材は網目状フィルムである。
【図４】本発明の第３の例の微生物担体で、（ａ）は斜視図、（ｂ）正面図。骨格材はスリットがあるフィルムである。
【図５】本発明の一例の汚水浄化槽の概略断面図。
【符号の説明】
１：微生物担体              ２：多孔性樹脂
３：骨格材                  ４：溶着装置
２１：汚水浄化槽            ２２：嫌気濾床槽
２３：嫌気濾床槽            ２４：好気濾床槽
２５：処理水槽              ２６：消毒槽
２７：ブロワ                ２８：散気部材
２９：汚泥排出部材          ３０：返送管
３１：マンホールカバー      ３２：流入口
３３：嫌気濾床              ３４：嫌気濾床
３５：好気濾床              ３６：放流口
【図１】
0004131772.tif 000002
【図２】
0004131772.tif 000003
【図３】
0004131772.tif 000004
【図４】
0004131772.tif 000005
【図５】
0004131772.tif 000006