JPH081182A - 汚水処理用生物固定担体 - Google Patents

汚水処理用生物固定担体

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JPH081182A
JPH081182A JP14314994A JP14314994A JPH081182A JP H081182 A JPH081182 A JP H081182A JP 14314994 A JP14314994 A JP 14314994A JP 14314994 A JP14314994 A JP 14314994A JP H081182 A JPH081182 A JP H081182A
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aerobic
anaerobic
carrier
sewage
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JP14314994A
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Masayoshi Iwasaki
正良 岩崎
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DAISEI SANGYO KK
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    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 汚水を生物的処理により浄化する汚水処理用
生物固定担体である。複数の担体原料固形物を、各担体
原料固形物により連通気孔を形成するように接合した好
気性生物固定部と、好気性生物固定部に包囲された細孔
を有する嫌気性生物固定部とを有する。好気性生物固定
部の平均気孔径が、嫌気性生物固定部の平均細孔径より
2〜10mm大きく、好気性生物固定部の気孔率が、嫌
気性生物固定部の空間率より10〜50%小さい。 【効果】 前記汚水処理用生物固定担体は、微生物の付
着率及び増殖率に優れ、好気性及び嫌気性微生物を高効
率で付着固定させることができ、好気性及び嫌気性微生
物による汚水浄化を高効率で行なうことができる。しか
も設置箇所等も限定されることがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、工業廃水、生活廃水等
の汚水又はこれら各種廃水により汚染された河川等にお
ける汚水を、生物的処理により浄化するための汚水処理
用生物固定担体に関する。
【0002】
【従来の技術】各種廃水又は河川等における汚水の浄化
方法として、従来から微生物により処理する生物的処理
方法が知られている。このような生物的処理方法として
は、活性汚泥又は生物固定担体に微生物を保持させ、汚
水を接触処理し、フロック状等にして沈澱又は分離除去
する方法が提案され実施されている。このような生物固
定担体としては、例えば表面積の大きい繊維状物で形成
された生物膜、不織布成形物又はロープ;活性炭、ゼオ
ライト、モスピート等の多孔性物質;棒状のプラスチッ
ク物に表面積の大きい特殊合成繊維を螺旋状に絡ませた
形態物;2以上の採石を集合接合し、細孔を形成した砕
石集合体等が提案されている他、礫間接触酸化法を行な
うために、河川等の底床に直接礫を敷設した礫床、複数
の汚水流入出口を設けたコンクリート箱体内に砕石を複
数個充填したもの等も提案されている。
【0003】しかしながら、従来の多孔性物質若しくは
砕石等を利用したものでは、好気性生物と、嫌気性生物
との両方を高選択性にて固定することができず、また嫌
気性生物が固定される部分においては、汚泥の詰まり等
が生ずるという問題がある。一方前記繊維を利用した生
物固定担体の場合には、十分な微生物の固定ができ、し
かも汚水処理後のフロック状物の剥離若しくは沈澱も容
易に行なうことができるが、繊維を利用した生物固定担
体のみでは、汚水流に浮遊させたり、特殊な装置に固定
しなければならないため、設置箇所が限定され、しかも
設置方法が煩雑化する等の問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、微生物の付着率及び増殖率が極めて高く、また好気
性及び嫌気性生物をバランス良く、高選択率で付着させ
ることができ、効率良く汚水を浄化することが可能な汚
水浄化用生物固定担体を提供することにある。本発明の
別の目的は、汚水処理時の汚泥の詰まりを減少させるこ
とが可能な汚水浄化用生物固定担体を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、汚水を
生物的処理により浄化する生物固定担体であって、複数
の担体原料固形物を、各担体原料固形物により連通気孔
を形成するように接合した好気性生物固定部と、好気性
生物固定部に実質的に包囲された細孔を有する嫌気性生
物固定部とを有し、前記好気性生物固定部における連通
気孔の平均気孔径が、前記嫌気性生物固定部における細
孔の平均孔径より2〜10mm大きく、且つ前記好気性
生物固定部における気孔の気孔率が、嫌気性生物固定部
における空間率より10〜50%小さいことを特徴とす
る汚水処理用生物固定担体が提供される。
【0006】以下本発明を更に詳細に説明する。本発明
の汚水浄化用生物固定担体は、特定の好気性生物固定部
と、該好気性生物固定部に実質的に包囲された特定の嫌
気性生物固定部とを有する。この際実質的に包囲された
とは、嫌気性生物固定部が、好気性生物固定部よりも外
側に存在しない意味であって、嫌気性生物固定部が好気
性生物固定部の外側に存在する場合には、嫌気性生物が
選択効率良く固定されず、しかも担体への微生物自体の
固定率が低下する。
【0007】本発明の汚水浄化用生物固定担体におい
て、前記好気性生物固定部は、複数の担体原料固形物
を、各担体原料固形物により連通気孔を形成するように
接合したものであって、好気性生物を選択的に固定する
部分である。この際好気性生物を選択的に固定すると
は、固定される微生物の好ましくは50%以上が、特に
好ましくは60%以上が好気性生物であることである。
【0008】前記好気性生物固定部を構成する担体原料
固形物としては例えば、砕石、セラミック、高炉滓、陶
磁片、粉砕コンクリートブロック、プラスチック等を挙
げることができ、コスト的、環境的には、陶磁片等の産
業廃棄物等を用いるのが好ましい。
【0009】前記担体原料固形物の材質、大きさ、形状
等は水中に浮上しない比重を有しておれば特に限定され
るものではないが、通常大きさは、平均径1〜30cm
であるのが好ましい。また担体原料固形物を接合するに
は、複数の担体原料固形物を、セメント、接着剤等によ
り各担体原料固形物の間隙に連通気孔が形成されるよう
に接合されれば良い。即ち各担体原料固形物は、表面部
分の全てが密着されることはなく、接合部分以外の各担
体原料固形物の面により形成される間隙が、連通気孔を
形成する。前記担体原料固形物を接合する接着剤として
は、材質に応じて公知の接着剤を用いることができる
が、特に陶磁片等の産業廃棄物を接着するには、エポキ
シ系のポリマーモルタル接着剤等を好ましく用いること
ができる。この際各担体原料固形物の間隙によって形成
される好気性生物固定部の連通気孔は、後述する嫌気性
生物固定部に連通する連通気孔を有しておれば良く、必
ずしもその全てが連通気孔である必要はない。前記連通
気孔の気孔径は、特に限定されるものではないが、好気
性生物固定部における連通気孔の平均気孔径が、3〜1
7mm、特に5〜13mmであるのが好ましい。また好
気性生物固定部の連通気孔の気孔率は、30〜88%、
特に40〜88%であるのが好ましい。前記平均気孔径
及び気孔率が前記範囲外の場合には、好気性生物の固定
率が低下するので好ましくない。この際、前記平均気孔
径及び気孔率の値は、前記範囲内において適宜選択する
のが好ましいが、後述する嫌気性生物固定部の平均細孔
径と、空間率とに後述する差異を設けるように選択する
必要がある。
【0010】前記担体原料固形物表面部分には、植毛が
なされていても良い。該植毛材料としては、例えばナイ
ロン、レーヨン、綿、ポリエチレン、ポリプロピレン、
アクリル等の繊維物、特に好ましくは、繊維内部が多孔
質であり、通気性を有し、毛細管現象の作用を示し、水
を吸収する機能を有する、例えば商品名「アクワロン」
(カネボウ株式会社製)等の多孔質の繊維物等を接着さ
せることにより行なうことができる。前記繊維物の繊維
径は3〜15デニルが好ましく、繊維長は3〜10mm
が望ましい。繊維長が3mm未満の場合には微生物の付
着量が十分でなく、10mmを超える場合には微生物の
フロックが剥がれやすくなるので好ましくない。また繊
維物の植毛量は、50〜200g/cm2であるのが望
ましい。
【0011】前記植毛は、例えば担体原料固形物の植毛
する部分に、公知のエマルジョン型又はソルベント型接
着剤、具体的にはビニル系、エチレン系、アクリル系、
メラミン系、ウレタン系、エポキシ系、ポリエステル
系、酢酸ビニル系、ポリアミド系、ゴム系、シリコン系
等の接着剤を塗布し、次いで例えば静電植毛等により必
要量の繊維物を植毛する方法等により行なうことができ
る。
【0012】本発明の汚水処理用生物固定担体におい
て、嫌気性生物固定部とは、嫌気性生物を選択的に固定
するための前記好気性生物固定部に実質的に包囲された
細孔を有する部分である。嫌気性生物を選択的に固定す
るとは、固定される微生物の好ましくは10〜30%
が、特に好ましくは20〜50%が嫌気性生物であるこ
とである。この嫌気性生物の固定率は、従来の例えば好
気性生物の固定が意図されている砕石等を接着剤で集合
接合させた生物固定担体の場合には5%未満程度にすぎ
ず、好気性生物の固定も十分に行なうことができる生物
固定担体においては、嫌気性生物の固定率は、10%以
上であっても十分な効果が得ることができる。このよう
な嫌気性生物固定による効果は、例えばクロロフィル量
の減少により確認することができる。
【0013】前記嫌気性生物固定部としては、例えば多
孔質のウレタンフォーム、ポリエチレン繊維等を3次元
立体スプリング構造に加工した多孔質のクッション材
料、合成繊維等を3次元構造的に絡ませた形態物、多孔
質の各種スポンジ類等の柔軟性を有し、且つ連通気孔を
有する材料;中空の球状、中空の多面体等であって、表
面に細孔を有するプラスチック製等の中空体;前記中空
体内に、前記柔軟性を有し、且つ連通気孔を有する材料
を入れた材料等を挙げることができる。前記嫌気性生物
固定部における細孔の孔径は、特に限定されるものでは
ないが、嫌気性生物固定部における平均細孔径が、1〜
15mm、特に2〜10mmであるのが好ましい。また
前記嫌気性生物固定部の空間率は、50〜98%、特に
70〜98%であるのが好ましい。この際前記表面に細
孔を有する中空体の空間率は、70〜98%、特に80
〜98%が好ましい。前記平均細孔径及び空間率が前記
範囲外の場合には、嫌気性生物の固定率が低下するので
好ましくない。また前記平均細孔径及び空間率は、前記
好気性生物固定部の平均気孔径及び気孔率とに後述する
差異を設けるように設定する必要がある。
【0014】本発明の汚水処理用生物固定担体は、前記
好気性生物固定部と、この好気性生物固定部に実質的に
包囲された前記嫌気性生物固定部とを備え、前記好気性
生物固定部における連通気孔の平均気孔径が、前記嫌気
性生物固定部における細孔の平均孔径より2〜10mm
大きく、好ましくは3〜5mm大きく、且つ前記好気性
生物固定部における気孔の気孔率が、嫌気性生物固定部
における空間率より10〜50%小さい、好ましくは2
0〜30%小さいものである。前記好気性生物固定部の
平均気孔径と、前記嫌気性生物固定部の平均細孔径との
差、並びに前記好気性生物固定部の気孔率と、前記嫌気
性生物固定部の空間率との差が前記範囲外の場合には、
好気性生物固定部及び嫌気性生物固定部におけるそれぞ
れの微生物の選択率及び付着量が低下し、高効率の汚水
処理が不可能である。また嫌気性生物固定部が、実質的
に好気性生物固定部に包囲されていない場合には、好気
性生物及び嫌気性生物の付着固定率が低下する。
【0015】本発明の汚水処理用生物固定担体を調製す
るには、例えば前記嫌気性生物固定部の周囲に好気性生
物固定部を形成する方法、内部に中空部を備えるように
複数の担体原料固形物を接合して好気性生物固定部を作
製した後、前記柔軟性を有し、且つ連通気孔を有する材
料の嫌気性生物固定部を、好気性生物固定部の気孔径が
大きい気孔から挿入し、前記中空部に充填する方法、板
状の好気性生物固定部を作製し、該板状の好気性生物固
定部上に、嫌気性生物固定部を敷設し、該嫌気性生物固
定部の上面部並びに側面部に好気性生物固定部を設ける
方法等により製造することができる。この際汚水処理用
生物固定担体の形状及び大きさは、汚水の浄化場所、浄
化方法等により適宜選択することができ、その表面部分
には、複数の固定原料担体の接合により、凹凸形状が形
成され、全体的には実質的に例えば板状、球状、多角状
等を示す形状等にすることができる。
【0016】本発明の汚水処理用生物固定担体は、汚水
と接触させる箇所に配置することにより使用することが
できるが、汚水処理を更に効率良く行なうために、予め
生物処理を行なう微生物及び/又は該微生物の栄養源、
具体的にはアンモニウム塩、亜硝酸塩、硝酸塩、リン酸
塩等を、汚水処理用生物固定担体の表面部、好気性生物
固定部の気孔内表面部、嫌気性生物固定部の気孔内表面
部等に保持させた後使用に供することもできる。微生物
及び/又は該微生物の栄養源を汚水処理用生物固定担体
に保持させるには、例えば微生物及び/又は該微生物の
栄養源を含む溶液に浸漬させるか、若しくは該溶液を散
布する方法等により行なうことができる。
【0017】本発明の汚水処理用生物固定担体を用いて
汚水処理を行うには、汚水処理用生物固定担体に汚水を
流通接触させることができれば、公知の方法等により適
当な箇所に配置して行なうことができる。具体的には例
えば、汚水処理生物固定担体を、従来の礫間接触酸化処
理における砂利、砕石等の礫の代わりに配設する方法、
河川の底床に直接敷設させる方法、汚水の流入出口を設
けた、箱体、導管、カラム等の枠体内に前記汚水処理用
生物固定担体を充填若しくは汚水と接触する箇所に例え
ば板状等にして配置した汚水浄化装置を、汚水が流通す
る河川又は工業用廃水、生活廃水等の廃水流通管内、若
しくは河川の流水を分岐させて汚水処理する公知の方法
における砕石等の代わりに配設する方法等により、汚水
を前記生物固定担体に接触させることができる。
【0018】この際前記生物固定担体は、水に浮遊しな
いのでその設置方法は従来の砕石等と同様に行なうこと
ができる。また前記生物固定担体は、好気性生物と嫌気
性生物とを選択効率良く付着させることができるので好
気性生物と嫌気性生物の両方の処理が可能である。更に
特に前記嫌気性生物固定部として、中空部を有するもの
を使用する場合には、汚水処理時における汚泥等の詰ま
りを有効に防止することができる。更に前記生物固定担
体の好気性生物固定部が、植毛されている場合には、該
植毛部に効率良く汚水のフロックが付着し、該フロック
状物がある程度(汚水の流速、フロック状物の重量等に
左右されるが)増量成長すると植毛された部分から自然
に剥離して沈澱若しくは流れるので、生物固定担体から
フロック状物を剥離する作業を行なう必要がない。従っ
て設置方法によっては、半永久的に使用することもでき
る。
【0019】
【発明の効果】本発明の汚水処理用生物固定担体は、特
定の好気性生物固定部及び嫌気性生物固定部を特定の配
置で備えるので、好気性生物と、嫌気性生物とが選択性
良くしかも高効率でバランス良く付着し、汚水を処理す
ることができる。また汚泥の詰まり等が生じにくい。従
ってメンテナンス等が殆ど必要なく、高効率で汚水の浄
化を行なうことができる。
【0020】
【実施例】以下実施例及び比較例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0021】
【実施例1】ポリエチレン繊維を3次元立体スプリング
構造に加工した商品名「カールロック」(東亜紡績株式
会社製、平均孔径3mm、気孔率95%)を、直径が略
60mmの球形になるように加工し、嫌気性生物固定部
を調製した。次いで10〜30mm角の産業廃棄物であ
る複数の陶磁片表面に、商品名「TSKモルタルボン
ド」(大晴産業株式会社製)のエポキシ系ポリマーモル
タル接着剤を塗布した後、陶磁片の各々の面が完全接合
しないように、前記嫌気性生物固定部の周囲を取り囲む
よう接着し、内部に嫌気性生物固定部を備える、直径約
120mm程度の陶磁片集合体の生物固定担体を調製し
た。得られた生物固定担体の陶磁片部分の各陶磁片の間
隙により形成された孔の平均孔径は7mmであり、気孔
率は70%であった。該生物固定担体の陶磁片部分は、
好気性生物固定部に相当する。また各陶磁片で形成され
る好気性生物固定部と、前記嫌気性生物固定部とは、連
通気孔を有している。次に幅30cm、深さ30cm、
長さ1mの直方体であり、一端側面部の底部に汚水の原
水流入口を設け、対向する側面部の上部に処理水出口を
設けた槽内に、前記調製した生物固定担体を複数個充填
した。次に、流速8〜9mm/sで、汚水を20日間流
通させた。原水流入口及び処理水出口における汚水のS
S(浮遊物質)、COD(化学的酸素消費量)及びクロ
ロフィル量を測定した。その結果を表1に示す。また得
られた生物固定担体の一部透視斜視図を図1に示す。図
1において10は生物固定担体であって、11は好気性
生物固定部、12は透視された嫌気性生物固定部を示
す。
【0022】
【比較例1】10〜30mm角の産業廃棄物である複数
の陶磁片表面に、商品名「TSKモルタルボンド」(大
晴産業株式会社製)のエポキシ系ポリマーモルタル接着
剤を塗布した後、陶磁片の各々の面が完全接合しないよ
うに接着し、直径約120mm程度の陶磁片集合体を調
製した。得られた集合体の各陶磁片の間隙により形成さ
れた孔の平均孔径は7mmであり、気孔率は70%であ
った。該集合体の孔の殆どは、内部に連通する連通気孔
であった。次に実施例1と同様に、得られた陶磁片集合
体を槽内に複数個充填し、各測定を行なった。結果を表
1に示す。
【0023】
【比較例2】比較例1で調製した陶磁片集合体の表面
に、商品名「TSKモルタルボンド」(大晴産業株式会
社製)の接着剤を塗布した。次いで繊維長3mm、繊維
径20デニルの吸水性アクリル繊維(商品名「アクワロ
ン」、カネボウ株式会社製)を、50g/cm2の割合
で、静電植毛機(メサック社製)を用いて静電植毛し、
平均気孔率65%の汚水接触材を調製した。次に実施例
1と同様に、得られた汚水接触材を槽内に複数個充填
し、各測定を行なった。結果を表1に示す。
【0024】
【比較例3】ポリエチレン繊維を3次元立体スプリング
構造に加工した商品名「カールロック」(東亜紡績株式
会社製、平均孔径3mm、気孔率95%)を、直径が略
60mmの球形になるように加工し、汚水接触材を調製
した。次に実施例1と同様に、得られた汚水接触材を槽
内に複数個充填し、各測定を行なった。結果を表1に示
す。
【0025】
【比較例4】平均孔径9mmの連通気孔を有する気孔率
40%の100mm角の発泡プラスチック材料を、実施
例1と同様に、槽内に複数個充填し、各測定を行なっ
た。結果を表1に示す。
【0026】
【比較例5】プラスチック製繊維を縒って製造した直径
約8mm、長さ200mmの紐全体に、繊維径10デニ
ル、繊維長5mmのポリエチレン繊維を植毛した生物固
定担体を20本実施例1で用いた槽内に浮遊させながら
汚水の原水と接触させた以外は、実施例1と同様に、各
測定を行なった。結果を表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】表1の結果より、好気性生物固定部と嫌気
性生物固定部とを有する実施例1では、SS、COD及
びクロロフィルを有効に除去できることが判った。また
実施例1の生物固定担体では、好気性生物の固定率が高
いと思われるCODの除去率が高い比較例1及び2の汚
水接触材と、同等若しくはそれ以上のCOD除去効果が
得られると共に、クロロフィル量の減少が多く、嫌気性
生物が多く固定されたと思われる比較例3の汚水接触材
より更に多くのクロロフィル除去効果が得られたことが
判る。従って実施例1の生物固定担体は、好気性生物及
び嫌気性生物の両方を高効率で固定できたものと推定で
き、しかも浮遊物の除去能(SS)にも優れていること
が判る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、実施例1に使用した生物固定担体を示
す一部透視斜視図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 汚水を生物的処理により浄化する生物固
    定担体であって、複数の担体原料固形物を、各担体原料
    固形物により連通気孔を形成するように接合した好気性
    生物固定部と、好気性生物固定部に実質的に包囲された
    細孔を有する嫌気性生物固定部とを有し、前記好気性生
    物固定部における連通気孔の平均気孔径が、前記嫌気性
    生物固定部における細孔の平均孔径より2〜10mm大
    きく、且つ前記好気性生物固定部における気孔の気孔率
    が、嫌気性生物固定部における空間率より10〜50%
    小さいことを特徴とする汚水処理用生物固定担体。
  2. 【請求項2】 前記嫌気性生物固定部が、柔軟性を有
    し、且つ連通気孔を有することを特徴とする請求項1記
    載の汚水処理用生物固定担体。
  3. 【請求項3】 前記嫌気性生物固定部が、表面に細孔を
    有する中空体であることを特徴とする請求項1記載の汚
    水処理用生物固定担体。
  4. 【請求項4】 前記生物固定担体が、汚水処理を行なう
    微生物及び/又は該微生物の栄養源を保持してなること
    を特徴とする請求項1記載の汚水処理用生物固定担体。
JP14314994A 1994-06-24 1994-06-24 汚水処理用生物固定担体 Pending JPH081182A (ja)

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Cited By (4)

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