JPH026589B2 - - Google Patents

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JPH026589B2
JPH026589B2 JP22165186A JP22165186A JPH026589B2 JP H026589 B2 JPH026589 B2 JP H026589B2 JP 22165186 A JP22165186 A JP 22165186A JP 22165186 A JP22165186 A JP 22165186A JP H026589 B2 JPH026589 B2 JP H026589B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、下水、産業廃水などの有機物を含有
する廃水を、生物化学的に処理する際に用いる微
生物固定化担体に関するものである。
〔従来の技術〕
廃水中に含有している有機物を除去するため
に、微生物を利用した生物化学的処理方法が用い
られている。従来この方法は、活性汚泥処理装置
の曝気槽に活性汚泥(微生物の集合体)を浮遊せ
しめ、汚濁物を分解除去する活性汚泥処理法が一
般的であつた。しかし、この方法は曝気槽の単位
容積当たりの活性汚泥濃度が低いため汚濁物処理
量が小さく、また、余剰汚泥の発生量が多く、こ
の処理が大きな問題になつている。
これらの問題点を解消するため特願昭59−5783
号公報に記載されている膨張性鉱物、非膨張性鉱
物又は耐火材料に発泡剤、ガラス化成分を添加
し、粉砕、造粒、焼成して得られた平均粒径2mm
以上、比重、1.5以下の無機質発泡粒状体を廃水
の生物化学的処理用微生物の担体に用いる方法が
あり、また砕石等を用いた固定床、あるいは用水
廃水ハンドブツク2産業用水調査会発行、S49、
11.30、823〜824頁に記載されているプラスチツ
ク等を使つたハニカム状の固定床などの担体を廃
水処理装置の生物化学的反応槽に設置する方法が
提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、これらの方法には多くの問題点があ
る。
例えば特願昭59−5783号公報の無機質発泡粒状
体は、製造方法が複雑なことが予想され、このた
め無機質発泡粒状体を安価に提供するのが困難と
思われる。更に廃水の生物化学的処理に用いた場
合、この気泡に水が入り込み流動性が低下し、曝
気槽(リアクター)のデツドスペースに堆積して
嫌気性になつて腐敗が起り、発生した有害ガス、
例えば硫化水素等により廃水の汚濁物を分解する
微生物の機能が阻害され、処理性能が著しく低下
することが懸念される。また、無機質を発泡させ
て比重1.5以下にすることは、この粒状体におけ
る気泡の占める容積が大きく、粒状体の強度が弱
く、長期間使用していると粒状体の破かいが起る
ことが予想される。
また、砕石を用いた場合、重量及び容積に対す
る表面積が小さく、例えば、50mmの砕石は表面積
がせいぜい90m3/m3に過ぎない。このように微生
物の保持面積が小さいと、生物化学的反応槽内の
微生物量を充分に維持できないため、廃水の処理
効率が著しく低い。また、砕石の空間率は、約35
%と非常に小さく、増殖した活性汚泥により空隙
が閉塞し易く、このため砕石の洗浄を頻繁に行う
必要ある。なお、砕石は、表面積が増加すると空
間率が低下するという欠点がある。他方プラスチ
ツク等のハニカム状固定床を用いた場合、増殖し
た活性汚泥によりハニカムが閉塞し易く、また、
安定した微生物層を保持するのが困難であり、さ
らに、付着した活性汚泥が剥離して流出し、処理
水質を悪化させる原因になつている。
このように従来の廃水処理用の微生物固定化担
体は、多くの問題点があるため、都市下水等の大
規模の廃水処理に使用するのが困難であつた。
本発明の目的は上記問題点を解消するためにな
されたもので、廃水処理用に好適な新規な微生物
固定化担体を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
前記の目的を達成するために、微生物固定化担
体の基材として種々の素材について検討した結
果、製鉄所の溶鉱炉において銑鉄を製造する際に
副産物として得られるスラグを高圧水により急冷
した、いわゆる高炉水砕を用いるのが最適である
ことを見出して本発明に到達した。
すなわち本発明の微生物固定化担体は、高炉水
砕に粘土及び気孔形成材を配合し、サドル系ある
いはリング系等の一定の形状に成型したのち、焼
成することによつて得られる。
本発明においては、先ず主原料の高炉水砕に粘
土と気孔形成材とを配合して、水の存在下でリン
グやサドル等の形状に成型する。この時に使用す
る高炉水砕の粒度は、20〜200μm程度のものが好
ましく、その理由は、20μm未満の高炉水砕を使
用すると、微生物固定化担体は焼成時に緻密にな
り過ぎて、微生物の付着性が低下する懸念があ
る。他方、200μm超の高炉水砕を使用すると、多
孔性になり過ぎて強度が低下する懸念がある。
粘土としては、木節粘土、蛙目粘土等、カオリ
ナイト族鉱物を含む粘土が好適である。また、気
孔形成材としては熱可塑性樹脂粒子、おがくず、
米ぬか、クルミ粉、コークス粉等の可燃性物質を
使用することができる。
上記の高炉水砕、粘土及び気孔形成材を配合す
る際その配合割合は、焼結し易さと気孔の発生性
及び強度等の関連から、高炉水砕60〜90重量部、
粘土10〜40重量部、気孔形成材5〜20重量部であ
るのが好ましい。特に、粘土が10重量部未満で
は、無機バインダーとしての作用が不十分で、充
分な強度を有する微生物固定化担体が得られず、
また、40重量部超では迅速焼成が不可能になる。
なお、気孔形成材が20重量部超では充分な製品強
度が得られない。
次に、本発明の微生物固定化担体の製造法につ
いて説明する。上記の粒度を有する高炉水砕、粘
土及び気孔形成材に水を加えて混練し、押出成型
あるいは加圧成形してリングあるいはサドル等の
形状に成型する。この成型体を好ましい温度範囲
において焼成を行う。具体的には、例えば焼成時
の最高温度を950℃とし、この温度までの昇温及
びこの温度から100℃以下への降温を、各々約1
時間で行う。このようにして得られた高炉水砕及
び粘土を主成分とする焼成物は、廃水処理用の微
生物固定化担体として最適である。
なお、この廃水処理用の微生物固定化担体に使
用する原料として、高炉水砕の他に製鉄所の溶鉱
炉から発生する、いわゆる高炉スラグを徐冷した
スラグ、あるいは転炉から発生する転炉スラグ等
も使用することができる。
〔作用〕
本発明は、廃水処理用の微生物固定化担体の主
原料として製鉄所の製鉄及び製鋼スラグ、特に、
高炉水砕を使用しているが、これらのスラグに
は、カルシユムイオン、マグネシユムイオン、鉄
イオン、りんイオン等、微生物の栄養となる成分
を含有しているため微生物との親和性に優れてい
る。また、一定の形状に成型され不規則に充填す
るため、空間率が高く固定化担体の隙間にも微生
物が保持されるので、微生物を高濃度に維持でき
る。なお、この固定化担体の隙間に微生物が詰つ
てしまつても、過剰の微生物は水洗により容易に
取り除くことができる。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について説明する。
実施例 1 高炉水砕スラブ 70重量部 木節粘土 30重量部 気孔形成材 10重量部 の原料ニーダーで乾式混合、これに水を加え混練
し、真空押出成形機で直径3/4インチのリング状
の成形体を作る。この成形体を乾燥の後、コンベ
アー式の電気炉に入れ、900℃まで昇温したのち
冷却する。焼成時間は約1時間を要した。このよ
うにして出来たリングの表面積は284m2/m3、比
表面積は1.24m2/g気孔径は100μm以下、圧壊強
度は10〜40kgf、充填比重は0.36であり、不規則
充填した際の空間率は70%であつた。
実施例 2 高炉水砕スラグ 80重量部 蛙目粘土 20重量部 気孔形成材 15重量部 を実施例1と同様に混練し、真空押出成形機でU
字状に成形後、ロール成形機でサドル状に成形
し、3/8インチのサドル状成形体を造り、この成
形体を実施例1と同様に電気炉のネツト状コンベ
アー上に拡げ、約1時間で900℃に焼成しおえた。
このようにして出来たサドル状担体の表面積は
787m2/m3、比表面積は0.67m2/g気孔径は
100μm以下、圧壊強度10〜14kgf、充填比重0.32
であり不規則充填した際の空間率は77%であつ
た。
実施例 3 廃水処理実験装置の生物化学的反応槽(内容積
40)に、実施例1で作成したリング状の微生物
固定化担体あるいは実施例2で作成したサドル型
の微生物固定化担体を充填したカセツト(内容量
20)をセツトし、これに都市下水の活性汚泥処
理の曝気槽より採取した活性汚泥混合液(活性汚
泥濃度約2500mg/)を入れて曝気を行うと、活
性汚泥は、10〜15時間でカセツト内部に固定化さ
れた。これにBOD5濃度が平均128mg/の人工
下水を、処理時間が16時間、12時間、8時間及び
6時間になるように供給して、生物化学的処理を
行つた。なお、汚泥沈降槽は省略し、したがつ
て、活性汚泥の返送は行なわなかつた。
この実験の結果、2種の固定化担体は、それぞ
れいずれの処理時間においても、BODが5mg/
以下、CODが5〜15mg/、浮遊性物濃度が
5〜15mg/の良好な処理水が得られた。また、
本発明の微生物固定化担体を充填したカセツトか
ら活性汚泥の剥離、流出がほとんど起こらず、こ
のことから活性汚泥がしつかりと固定化されてい
ることが明らかになつた。
また、本発明の微生物固定化担体を使用するこ
とにより、処理時間を1/2〜1/3に短縮することが
でき、処理効率が大幅に向上した。
〔効果〕
以上説明したごとく、本発明の微生物固定化担
体は、主原料に製鉄プロセスから発生するスラグ
を用いているため、原料コストが廉価であり、特
に、高炉スラグ、転炉スラグ等はCaO成分を高濃
度に含有しているので、本発明の担体は焼成温度
が類似の焼成物に比べて低温でよい。このため本
発明は担体の焼成が迅速に行うことができるので
焼成コストが廉価になる。また、本発明の廃水処
理用の微生物固定化担体は、微生物の栄養となる
カルシユム、マグネシユム、鉄、りん等を含有し
ているので微生物の固定化性能が優れている。さ
らに、リング状あるいはサドル状などに成形され
た担体は、表面積が大きく、担体間の隙間にも微
生物が保持されるため、担体生物親和性とあいま
つて廃水処理装置の反応槽容量を1/2〜1/3に小さ
くすることができ、しかも担体間の隙間にも微生
物が保持されるため、余剰汚泥の反応槽よりの流
失が少なく、汚泥沈降槽の簡略化を図ることがで
きるなどの効果を奏する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 高炉水砕に粘土及び気孔形成材を配合し、成
    型、焼成してなる廃水処理用の微生物固定化担
    体。
JP61221651A 1986-09-19 1986-09-19 廃水処理用の微生物固定化担体 Granted JPS6377596A (ja)

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