JP2000288569A

JP2000288569A - 排水処理用の微生物担持体

Info

Publication number: JP2000288569A
Application number: JP11099610A
Authority: JP
Inventors: Satoru Inoue; 哲井上; Takao Omuro; 孝夫大室
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の合成繊維編織物の微生物担持体の形状
のものでは、担持体の剛性が不足し、水流抵抗に負けて
担持体同志が接触し着床微生物の脱落が発生し、微生物
の着床性、持続性、排水処理効果が悪化する問題があっ
た。本発明は、このような問題を解決し、都市排水また
は農山村の集落排水や工場・作業場などの工業排水、河
川湖沼の流水・止水などの有機物成分を含む排水の微生
物処理浄化槽に用いられ、耐久性が優れていて、かつ、
微生物の着床性、持続性、排水処理効率が特に優れた微
生物担持体を提供する。【解決手段】合成繊維を編織してなる微生物担持体に
おいて、編織物の少なくとも片面にループ編みを配し、
ひだ寄せされている編織物からなる排水処理用の微生物
担持体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市排水または農
山村の集落排水や工場・作業場などの工業排水、河川湖
沼の流水・止水などの有機物成分を含む排水の浄化槽に
用いられる編織物からなる排水処理用の微生物担持体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、排水の水処理については種々の方
法・プロセスがあり、それらに応じた各種の形態の微生
物用担持体が使用されることは知られている。これらの
担持体は、それぞれの処理施設において、排水中の有機
質分や窒素分、リン成分、あるいは人間生活に不適当な
有害成分などを、保持する微生物により除去処理するの
に用いられている。

【０００３】排水中の有機質分、窒素分、リン成分、栄
養塩類、懸濁物質などの除去方法では、散水濾床法、接
触曝気法などの種々の方法があり、処理槽に用いる微生
物の担持体の１例として、石英粗面岩・安山岩など天然
石の砕石、玉砂利、陶器片などがあり使用されてきた。
しかし、これらの担持体は、一般に重量物であるため取
り扱いが不便であり、そのために重量の軽い活性炭、プ
ラスチック発泡体、及び繊維編織物等が使用されるよう
になった。しかし、プラスチック発泡体や活性炭のよう
な多孔質体の担持体では、孔の末端部が増殖した汚泥で
閉塞されることが多く、処理効率が著しく低下する問題
が生じて実用には向かないのである。

【０００４】また、繊維編織物では、特開昭６１−２９
３５９１号公報において組紐の形状に編み加工した担持
体が開示されている。しかし、これらの形状のもので
は、微生物の着床が悪くて排水処理の能力が高められな
い問題がある。また、実開昭６１−５０７９４号公報、
特開昭６０−２５１９８９号公報、特開昭６０−２５１
９９０号公報、特開昭６１ー２９３５９２号公報、特開
昭６２−３７８４号公報には、芯線材の半径方向の外方
へループを形成した繊維編織物の微生物担持体が開示さ
れている。しかし、これらの形状のものでは、担持体の
剛性が不足するので、水流抵抗に負けて担持体同士の触
れあいで着床微生物の脱落が起きる問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解決し、都市排水または農山村の集落排水や工場
・作業場などの工業排水、河川湖沼の流水・止水などの
有機物成分を含む排水の微生物処理浄化槽に用いられ、
耐久性が優れていて、かつ、微生物の着床性、持続性、
排水処理効率が特に優れた微生物担持体を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を達成するために鋭意検討した結果、本発明をなすに至
った。すなわち、本発明は、合成繊維を編織してなる微
生物担持体において、編織物の少なくとも片面にループ
編みを配し、編織物全体がひだ寄せされている編織物か
らなる排水処理用の微生物担持体である。

【０００７】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明が従来技術と最も相違するところは、従来技術が芯
線材２の芯方向に直角方向にループ１を形成する編織物
担持体の形状であるのに対し、本発明は、編織物の少な
くとも片面にループ１を形成し、かつ、該編織物にひだ
寄せ３を形成させることである。上記従来技術と相違す
るところの本発明の構成要件に基づく効果は、担持体の
剛性と耐久性を高め、微生物の着床性と浄化効率を著し
く向上させることである。

【０００８】まず、本発明に用いる繊維について説明す
る。微生物担持体としての編織物は、微生物付着性、通
水性、通気性、適度な剛性、形状保持性、耐久性、耐薬
品性等に優れることで、合成繊維が用いられる。天然繊
維は微生物付着性が優れるが、微生物に分解されるので
耐久性に問題がある。合成繊維には、塩化ビニリデン
系、塩化ビニル系、ポリアミド系、ポリエステル系、ア
クリル系、ポリオレフィン系など一般に知られているこ
れらの単独重合体、あるいは共重合体などからなる繊維
が使用でき、同種または異種の重合体繊維で編織され
る。塩化ビニリデン系の合成繊維が主体の編織物は、よ
り好ましい。この編織物は、耐久性、耐薬品性に優れ、
比重も大きめなので浄化槽で浮き上がらないし、微生物
の付着性が良いのである。

【０００９】本発明の編織物用の塩化ビニリデン系樹脂
は、一般に知られているものであればいずれも使用でき
るが、例えば、塩化ビニリデンと塩化ビニルとの共重合
体や塩化ビニリデンとメチルアクリレートとの共重合体
などが挙げられる。また、塩化ビニル系樹脂としては、
ポリ塩化ビニル単体や塩素化ポリ塩化ビニルなど、ポリ
アミド系樹脂としては、ナイロン６やナイロン６６な
ど、ポリエステル系樹脂としては、ポリエステルやポリ
エーテルなど、アクリル系樹脂としては、ポリメタクリ
ル酸メチルやポリメチルアクリレートなど、ポリオレフ
ィン系樹脂としては、ポリエチレンやポリプロピレンな
どが挙げられる。編織物は、これらの単独または複合の
繊維で織られたものが使用される。

【００１０】編織物の単糸繊度は、特に指定はないが、
１０〜５０００デニールであれば支障なく使用でき、１
５〜２００デニールがより好ましい。単糸の形状は、ど
んな形状でも使用できる。例えば、平形、多角形、円
形、中空形、楕円形、星形などの異形が挙げられる。編
織物の織り方は、平織り、スクリーン織り、綾織り、ベ
ルト織り、ハニカム織りなどが挙げられるが、繊維素材
に向いていればどんな織り方でも使用できる。フィラメ
ントはモノでもマルチでも使用できるが、マルチフィラ
メントは微生物付着性の点で好ましい。

【００１１】次に、本発明の編織物の編み地の編み目を
説明する。微生物担持体として排水の通過と微生物処理
が効率良くなされるために、その編み目の少なくとも一
辺の長さは約２〜５０ｍｍが好ましく、１０〜４０ｍｍ
がより好ましい。２ｍｍ未満では、排水の通過が著しく
悪化し処理能力が低下する場合がある。また、５０ｍｍ
を超えると、編み物全体が柔軟で不定形になり、それが
水の通過速度が速くなると水流で流される結果、微生物
の脱着が頻繁に起きて処理効率が低下する場合がある。

【００１２】編織物の編み目の形状は、通常知られてい
る形状であればいずれも使用できる。各種の形状の中で
は、４〜６角の形状の編み目のものが微生物の付着と処
理効率において好ましい。３角形では排水の通過が悪化
する場合があり、７角以上では編み工賃が高い割に効果
が望めない場合がある。以下、編み目の形状例を図１で
説明する。図１のａ〜ｃは本発明に用いる編織物の編み
目の平面図であり、ラッシェル編み機で編まれた形状の
一例を示している。図１のａは角目（マーキゼット）形
メッシュ、図１のｂは亀甲（チュール）形メッシュ、図
１のｃは六角メッシュと呼ばれているものである。これ
らの形状と目合いの長さは、排水の処理目的に応じて適
宜選択するものである。

【００１３】本発明の編織物に形成するループについて
説明する。合成繊維の編織物の少なくとも片面に、繊維
のループ編みを設ける意味は、微生物の付着性と保持性
を確保するためと微生物担持体の表面積を高めるため
で、それによって排水処理効果が著しく向上するのであ
り、ループ編みを有しないものは、これらの効果が得ら
れないのである。ここで、ループは編織物の面と対角す
る方向、例えば、編織物の面と３０°以上（好ましくは
６０°以上）の角度を有する方向に設けることが好まし
い。本発明のループ編みを設けた概略図を図２のａ〜ｃ
に例示する。図２のａは、図１ａの角目（マーキゼッ
ト）形メッシュの織物面の対角する方向にループ編みを
施したものの１例の斜視図である。図２のｂは、図１ｂ
の亀甲（チュール）形メッシュの織物面の対角する方向
にループ編みを施したものの１例の斜視図であり、ま
た、図２のｃは、図１ｃの六角メッシュの織物面の対角
する方向にループ編みを施したものの１例の斜視図であ
る。ループの形態や数には特に制限はなく、また、ルー
プを形成するフィラメントの種類や糸径についても、特
に制限はないが、マルチフィラメントが好ましい。

【００１４】織物面からのループ１の高さはとくに制限
はないが、通常１〜５０ｍｍの高さが好ましく、２〜１
５ｍｍの高さがより好ましい。１ｍｍ未満では、微生物
の着床性と持続性は向上しない場合があり、５０ｍｍを
超えると、排水中での揺動がひどく付着菌の脱落が起き
る場合がある。ループの高さの測定は、織物面の平均高
さと編み上げた状態でのループの平均高さの差（ｍｍ）
で求められる。

【００１５】本発明の編織物に形成するひだ寄せについ
て説明する。本発明の担持体は、編織物の少なくとも一
部（一般には５０％以上）、好ましくは全体がひだ寄せ
（一般にタックとかプリーツと呼ばれる）されている。
このひだ寄せは、微生物担持体の実用上の剛性を高め
て、速い流速下で水流による揺動や相互の接触を防止す
るためであり、それに加えて、ひだ寄せによる嵩高化で
排水との接触面積を広げて処理時間を速めるためと、ひ
だで形成されるカールの内部（凹み）に微生物が堆積し
て脱落防止が計れる効果が発揮されるのである。このひ
だ寄せは、一般に知られている方法であればいずれの方
法で行ってもよい。例えば、市販されている二重環縫ひ
だ取ミシン機（以下、ひだ取り機と称する）を用いてひ
だを付けることができる。ひだの高さや数は、ひだ取り
機のカムによって任意に調節できる。また、長手方向に
熱収縮繊維を縫いつけて加熱してひだ寄せするやり方で
もよい。ひだ寄せの程度は、編織物によってそれぞれ適
当に決めるので特に制限はないが、ひだ寄せ率は１２０
〜５００％が好ましく、より好ましくは１５０〜２５０
％である。ここで云うひだ寄せ率とは、担持体編織物の
長手方向でのひだ寄せ後と寄せ前の長さ比を百分率で表
すものである。

【００１６】本発明の微生物担持体には、表面の親水性
を向上するために、強度等の低下を起こさない程度に電
子線照射等の表面活性化処理を行うことが可能である。
例えば、塩化ビニリデン系繊維の場合、日新電機社製エ
リアビーム型電子線照射装置を用いて５０〜１００ＫＧ
Ｙ程度の電子線照射を行うと、引っ張り強度等の低下を
起こさずに繊維表面の濡れ性を向上できる。

【００１７】本発明の微生物担持体は、繊維に栄養成分
を付与することにより、微生物付着性をさらに向上する
ことも可能である。繊維に栄養成分を付与する方法とし
ては、栄養成分と界面活性剤を混合して繊維表面に塗布
する方法等がある。この場合、界面活性剤として、熱等
によって硬化反応を起こす反応基を有するものを用いる
と、栄養成分の繊維への吸着が強固となるので好まし
い。このような界面活性剤としては例えばミヨシ油脂製
「ネオソフミン」や「ミューロン」が、栄養成分として
は例えばゼラチンがある。繊維に栄養成分を付与する方
法としては、例えば、電子線処理した繊維あるいは編み
物を、１０〜４０％のゼラチン水溶液（温水）に浸漬
し、乾燥させた後、その上に「ネオソフミン」の１０〜
９０％の水溶液（温水）を塗布し、乾燥させた後、３０
〜１２０℃に加熱し、「ネオソフミン」を硬化させる方
法がある。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例にもとづい
て詳しく説明する。なお、本発明で用いる評価方法は下
記のとおりである。《着床性》２４日経過後の担持体への汚泥付着量
（ｇ）、及びこの汚泥付着量（ｇ）を使用した編織物総
表面積（ｍ²）で除した値（ｇ／ｍ²）を着床性の指標
とした。《汚泥付着量》２４日後に担持体を固定したステンレ
ス金枠を実験用小型水槽から取り出し、３０秒間水切り
した後の重量（Ｘ）を測定し、同じように試験前に担持
体をステンレス金枠に固定し４時間水浸漬後取り出し３
０秒水切り後、前もって計量していた重量（Ｙ）を差し
引いた値（Ｘ−Ｙ）で表す。

【００１９】《持続性》付着安定後の汚泥脱落状況の
目視判定や毎日測定した、実験用小型水槽から取り出し
担持体を固定した金枠を３０秒間水切りした後の重量
（Ｘ）と、試験前に前もってそれぞれの担持体を金枠に
固定し４時間水浸漬後取り出し３０秒水切り後計量して
いた重量（Ｙ）の重量変化（Ｘ−Ｙ）値の増減変動で総
合判定した。《排水処理効率》原水ＢＯＤ値から処理水ＢＯＤ値を
差し引いた値を、原水ＢＯＤ値で除したＢＯＤ除去率
（％）で表現した。ＢＯＤ除去率からみた合格レベル
は、除去率８０％以上を一応の目安とした。《処理水の透明性》原水及び各槽より排出される処理
水を５００ｍｌビーカーに採取し、肉眼判定で優劣をつ
けた。

【００２０】

【実施例１、比較例１，２】実施例１の担持体には図３
に示した編織物Ａを、比較例１には図４に示した編織物
Ｂを、比較例２には図５に示した編織物Ｃをそれぞれ用
いた。編織物Ａ，Ｂ，Ｃは、いずれも塩化ビニリデン系
合成繊維（繊度４５０デニール／１０フィラメントのマ
ルチフィラメント）をラッシェル編み機で亀甲型（チュ
ール）メッシュに編んだ編織物である。編織物Ａは本発
明の担持体であり、編織物面と対角に塩化ビニリデン系
合成繊維（繊度４５０デニール／１０フィラメントのマ
ルチフィラメント）を高さ３ｍｍ、幅３ｍｍのループを
形成させたものを、編織物全体を長手方向にひだ寄せ率
１５０％にひだ寄せしたもので、大きさは幅６０ｍｍ、
厚さ２８ｍｍ、長さ６００ｍｍである。それに対して、
比較例の編織物Ｂ，同Ｃはループを形成しないものであ
り、編織物Ｃにはひだ寄せ率１５０％のひだ寄せを施し
たものである。Ａ，Ｂ，Ｃの編織物の状態は表１に示
す。なお、図３〜５において、１はループ、２は芯線
材、３はヒダ寄せ、４は編み地を示す。

【００２１】これらの編織物Ａ，Ｂ，Ｃを、図９に示す
人工排水を満たした実験用小型水槽（槽１、槽２、槽
３、いずれも幅６０ｃｍ、長さ６０ｃｍ、深さ６６ｃ
ｍ）に設置した縦５０ｃｍ、横５０ｃｍの大きさのステ
ンレス金枠１０の上下に渡って、それぞれ固定した。使
用する原水６は、生活雑排水が流れ込んだＢＯＤ値が３
２０〜３４０ｍｇ／Ｌの河川水である。この場合、表１
に示したように各担持体の総表面積がそれぞれ異なるの
で、単位面積当たりの負荷がそれぞれ同一汚泥負荷（３
６ｍｇ／ｍ²／日）となるように、工業用水８で希釈調
整した。よって、槽２，３への原水流入量は、表１に記
載のように異なり、希釈水の工業用水８と合わせると実
験用小型水槽への全流入量は同じ３００ｍｌとなるよう
に原水流量調整バルブ１１及び工業用水流量調整バルブ
１２で希釈調整した。なお、図９において、５は原水タ
ンク、７は原水供給ポンプ、９は曝気用空気供給ポン
プ、１３は曝気用空気量調整バルブを示す。

【００２２】微生物を付着させるために、５日間の馴養
期間をおいてから排水の通水を開始したが、この馴養期
間とは、河川水のＢＯＤ値を上昇させている有機汚染物
質等を浄化するのに有用な微生物をある程度担持体に着
床させるために、原水を循環させることである。通水開
始後の汚泥付着量の測定を毎日行い、安定後の付着量値
で微生物の着床性、持続性、排水処理効率を確認した。
なお、試験槽は底部より均一に曝気を終夜連続的に行っ
た。曝気量については、ＢＯＤ負荷量１ｇ当たり４０〜
５０Ｌ／ｇ／日を満足するように、各槽の曝気用空気量
調整バルブ１３で調整して注入させた。表１に各槽の空
気注入量を記載したが、必要空気注入量の算出は、原水
流入量（Ｘ）に原水ＢＯＤ値（Ｙ）を乗じ、さらに前述
の４０Ｌを乗じた後、１分間当たりに換算した値（Ｘ×
Ｙ×４０／１０⁶）である。

【００２３】その結果を表２に記載したが、各数値から
もわかるように、編織物Ａが一番汚泥の着床性が良い。
持続性については、編織物Ｂが試験槽から計量のために
ステンレス金枠を取り出す際に汚泥の脱落が多かったの
に対し、本発明の編織物Ａは、殆ど脱落しなかった。排
水処理効率についても、ＢＯＤ除去率の数値は９３％と
高く、処理水の透明性にも明らかな差が見られた。全て
の結果から、本発明の担持体が特に優れていることがわ
かる。ＢＯＤ除去率からみた合否判定でも、比較品はか
ろうじて合格レベルにあるものの、原水のＢＯＤ濃度の
変動が大きい場合、対応しきれない恐れがあるのに対
し、本発明品は、悠々合格であり、このことは、原水の
ＢＯＤ濃度変化による除去率の変動に対しても余力をも
っていることを示している。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】

【実施例２，３及び比較例３】実施例２の担持体には図
３に示した編織物Ａを、比較例３には図６の編織物Ｄ
を、実施例３には図７の編織物Ｅを用いた。編織物Ｄ
は、ポリエステル系繊維（繊度１０００デニール／９６
フィラメント）を∞字形にループを織った帯状担持体で
あり、編織物Ｅは塩化ビニリデン系繊維（繊度９００デ
ニール／３０フィラメント）とポリアミド系繊維（繊度
８００デニール／１４０フィラメント）を∞字形にルー
プを織った後、ひだ寄せ率２００％のひだ寄せを施した
帯状担持体である。Ａ，Ｄ，Ｅの編織物の状態は表３に
示した。

【００２７】これらの編織物Ａ，Ｄ，Ｅを、図１０に示
したように人工排水を満たした実験用小型水槽（槽４、
槽５、槽６、いずれも幅６０ｃｍ、長さ６０ｃｍ、深さ
６６ｃｍ）に設置した縦５０ｃｍ、横５０ｃｍの大きさ
のステンレス金枠１０の上下に渡って、それぞれ固定し
た。使用する原水６は、生活雑排水が流れ込んだＢＯＤ
値が３２０〜３４０ｍｇ／Ｌの河川水である。この場合
も表３に示したように、各担持体の総表面積がそれぞれ
異なるので、単位面積当たりの負荷がそれぞれ同一汚泥
負荷（３６ｍｇ／ｍ２／日）となるように、工業用水８
で希釈調整した。よって、槽５，６への原水流入量は表
３に記載のように異なり、希釈水の工業用水８と合わせ
ると実験用小型水槽への全流入量は同じ３００ｍｌとな
るように、原水流量調整バルブ１１及び工業用水流量調
整バルブ１２で希釈調整した。微生物を付着させるため
に、５日間の馴養期間をおいてから排水の通水を開始
し、試験槽は底部より均一に曝気を終夜連続的に行っ
た。

【００２８】馴養期間の説明、曝気量の調整及び算出の
説明については、前述のとおりである。実験開始後の汚
泥付着量の測定を毎日行い、安定後の付着量値で微生物
の着床性、持続性、排水処理効率を確認した。その結果
を表４に記載したが、微生物の着床性、持続性、排水処
理効率、いずれの面でも、編織物Ａが一番良いという結
果が得られた。ＢＯＤ除去率からみた合否判定でも、比
較品はかろうじて合格レベルに対し、本発明品は、悠々
合格であった。

【００２９】

【表３】

【００３０】

【表４】

【００３１】

【発明の効果】微生物担持体の編織物にループ及びひだ
寄せを形成することによって、剛性と形状維持性が高め
られ、微生物の着床性や持続性、排水処理効率に特に優
れた微生物担持体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる編織物の編み目の種類の説明図
であり、（ａ）は、角目メッシュ、（ｂ）は、亀甲型メ
ッシュ、（ｃ）は、六角メッシュと呼ばれる編み目であ
る。

【図２】本発明に用いる編織の編み目にループを施した
状態の斜視模式図であり、（ａ）は、角目メッシュ、
（ｂ）は、亀甲型メッシュ、（ｃ）は、六角メッシュの
それぞれループ付きのものを示す。

【図３】本発明の微生物担持体Ａの模式図であり、編織
物の片面に編み地に対し直角にループ編みを配し、ひだ
寄せを施したものである。

【図４】従来の亀甲型メッシュに編んだ編織物を用いた
担持体Ｂの模式図である。

【図５】亀甲型メッシュに編んだ図４の編織物にひだ寄
せを施した担持体Ｃの模式図である。

【図６】ポリエステル系繊維で∞字型にループを織った
従来の帯状担持体Ｄの模式図である。

【図７】塩化ビニリデン系繊維とポリアミド系繊維を使
用し∞字型にループを織った後、ひだ寄せを施した帯状
担持体Ｅの模式図である。

【図８】評価に用いた実験用小型水槽３つを備えた浄化
槽の説明図である。

【図９】評価に用いた実験用小型水槽４つを備えた浄化
槽の説明図である。

【符号の説明】

１ループ２芯線材３ヒダ寄せ４編み地５原水タンク６原水７原水供給ポンプ８工業用水９曝気用空気供給ポンプ１０担持体固定用ステンレス金枠１１原水流量調整バルブ１２工業用水流量調整バルブ１３曝気用空気量調整バルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成繊維を編織してなる微生物担持体に
おいて、編織物の少なくとも片面にループ編みを配し、
ひだ寄せされている編織物からなる排水処理用の微生物
担持体。