特許 6227354 水処理材、水処理装置および水処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6227354

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】水処理材、水処理装置および水処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/10 20060101AFI20171030BHJP

   C02F 3/06 20060101ALI20171030BHJP

   C02F 3/08 20060101ALI20171030BHJP

   C02F 1/28 20060101ALI20171030BHJP

【ＦＩ】

   C02F3/10 Z

   C02F3/06

   C02F3/08 B

   C02F1/28 N

【請求項の数】10

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-201880(P2013-201880)

(22)【出願日】2013年9月27日

(65)【公開番号】特開2015-66490(P2015-66490A)

(43)【公開日】2015年4月13日

【審査請求日】2016年9月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】315019403

【氏名又は名称】ヒロセ・ユニエンス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丹治 敏男

(72)【発明者】

【氏名】竹中 稔

(72)【発明者】

【氏名】藤田 勇仁

(72)【発明者】

【氏名】宮川 健

(72)【発明者】

【氏名】田口 吉美

(72)【発明者】

【氏名】多田 喜計

【審査官】 富永 正史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１３６１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１９７６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０９２１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２８５０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０４３７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１９９１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２０８１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０７７０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４４２２９３０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０２−００４４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−０３５２６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ ３／００−３／３４

Ｃ０２Ｆ １／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の植物解繊維が束状もしくは網状に拘束されまたは結合材により接合されることにより形成される植物解繊維複合体と、前記植物解繊維複合体を内部に保持しかつ開口部を有する外郭とを含み、前記外郭内に前記植物解繊維複合体に占有されていない隙間部を有し、前記植物解繊維複合体には、キトサン金属複合体が担持されている水処理材。

【請求項2】

複数の植物解繊維が束状もしくは網状に拘束されまたは結合材により接合されることにより形成される植物解繊維複合体と、前記植物解繊維複合体を内部に保持しかつ開口部を有する外郭とを含み、前記外郭内に前記植物解繊維複合体に占有されていない隙間部を有し、前記隙間部に配置される補助多孔質体をさらに含み、前記植物解繊維複合体および前記補助多孔質体の少なくともひとつには、キトサン金属複合体が担持されている水処理材。

【請求項3】

水槽と、前記水槽内に固定床として配置される請求項１または請求項２に記載の水処理材と、を含む水処理装置。

【請求項4】

前記水槽内に配置されるエアレータをさらに含む請求項３に記載の水処理装置。

【請求項5】

水槽と、前記水槽内に流動床として配置される請求項１または請求項２に記載の水処理材と、を含む水処理装置。

【請求項6】

前記水槽内に配置されるエアレータをさらに含む請求項５に記載の水処理装置。

【請求項7】

請求項１または請求項２に記載の水処理材を固定床として水槽内に配置し、前記水槽内に流入する水を処理する水処理方法。

【請求項8】

前記水槽内にエアレータをさらに配置し、前記エアレータにより前記水槽内に空気を供給して前記水を処理する請求項７に記載の水処理方法。

【請求項9】

請求項１または請求項２に記載の水処理材を流動床として水槽内に配置し、前記水槽内に流入する水を処理する水処理方法。

【請求項10】

前記水槽内にエアレータをさらに配置し、前記エアレータにより前記水槽内に空気を供給して前記水を処理する請求項９に記載の水処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機物特に親油性有機物を含む水処理に好適な植物解繊維複合体を含む水処理材、その水処理材を含む水処理装置、およびその水処理材を用いた水処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

有機物を含む水を浄化する水処理においては、好気性菌または嫌気性菌などの微生物を用いた生物的処理、およびハロゲン化合物などの化学物質を用いた化学的処理が行なわれる。

【0003】

たとえば、特開昭６３−００７８９７号公報（特許文献１）は、水処理のための微生物担体として、被処理溶液よりも見掛け比重が小さい芯材と被処理溶液よりも比重が大きい親液性多孔質粉体とからなる浮遊性造粒物およびその製造方法を開示する。

【0004】

また、特開２０１０−１０４８８５号公報（特許文献２）は、水処理のための微生物担体として、複数の杉木材チップからなり、複数の杉木材チップ中に遠赤外線放射鉱石を混入し、この遠赤外線放射鉱石入りの複数の杉木材チップを加熱炉内に置き、加熱炉の内壁面に貼り詰められている遠赤外線放射鉱石からの遠赤外線と、複数の杉木材チップ中に混入されている遠赤外線鉱石からの遠赤外線とによって、複数の杉木材チップをその内外から加熱した後、加熱後の複数の杉木材チップ中から遠赤外線放射鉱石を除去した微生物担体およびその製造方法を開示する。

【0005】

また、実開昭５５−０６５１９８号公報（特許文献３）は、水処理のための流動床体として、多数の通気孔を有するスポンジ状の樹脂、ゴム、不織布、樹脂またはゴムと植物性繊維、多孔質鉱物粒の混合物等で構成した通水槽により外周部を形成し、含水時の比重が１に近似するように芯部を構成してなる汚水浄化処理用流動床体を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開昭６３−００７８９７号公報

【特許文献2】特開２０１０−１０４８８５号公報

【特許文献3】実開昭５５−０６５１９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

有機物特に親油性有機物を含む水の生物的処理および化学的処理においては、微生物および化学物質を活性化させるための条件が必要であり、かかる活性化のための条件から外れると水の処理能力が著しく低下する。

【0008】

特に親油性有機物を多く含む水中においては、その水処理において、水中の親油性有機物がエマルション（乳化物）となって、水処理をするための微生物および化学物質の活性を著しく低下させる。詳細には、以下のとおりである。

【0009】

エマルションとは、油と水のように互いに溶け合わない液体の一方が、他の一方に微細な液滴（乳化粒子）として分散しているものをいう。エマルションを光学顕微鏡で拡大（２００〜４００倍程度）して観察すると、微細な乳化粒子が分散しているようすが見られる。通常、乳化粒子の粒径は０．１μｍ〜１００μｍ程度である。微細な乳化粒子はコロイド粒子であるため，水で希釈して観察をするとブラウン運動で絶えず不規則に動いている。エマルションには油滴が水に分散した水中油（Ｏ／Ｗ）型と水滴が油に分散した油中水（Ｗ／Ｏ）型があるが液滴（粒子）の部分を分散相、乳化粒子が分散している外側の部分を連続相といい、エマルションの性質は、連続相の性質が強く表れる。Ｏ／Ｗ型エマルションは、連続相が水であるため、水に溶ける。牛乳がその例である。一方、Ｗ／Ｏ型エマルションは連続相が油であるため水に溶けない。バターがその例である。

【0010】

エマルションのように分散状態にあるものは、界面の面積が大きくなっており、界面張力（界面自由エネルギー）が高い状態にあるため、水と油を接触させてもエマルションが自然にできることはない。このため、エマルションが形成されるためには、撹拌など、外から機械的なエネルギーを加える必要がある。通常、単に撹拌しただけではすぐに分離してしまうが、曝気槽を用いた好気性菌および／または化学物質による水処理の際には、微生物活性化のためのエアレーションにより、エマルションが形成される。また、分解層を用いた嫌気性菌および／または化学物質による水処理の際には、界面活性剤などの混入によりエマルションが形成される。

【0011】

このようにして形成されたエマルション中の油分の微生物および／または化学物質による分解が、その界面張力およびブラウン運動などにより阻害される。また、エマルション中に微生物および／または化学物質が取り込まれることにより、微生物および／または化学物質の活性が著しく低下する。

【0012】

また、特開昭６３−００７８９７号公報（特許文献１）、特開２０１０−１０４８８５号公報（特許文献２）および実開昭５５−０６５１９８号公報（特許文献３）などの従来の水処理においては、油性有機物を含みエマルションが形成されるような水の処理に関しては、十分な水処理効果が得られないという問題点があった。

【0013】

そこで、本発明は、有機物特に親油性有機物を含みエマルションが形成されるような水の処理に好適な植物解繊維複合体を含む水処理材、その水処理材を含む水処理装置、およびその水処理材を用いた水処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は、ある局面に従えば、複数の植物解繊維が束状もしくは網状に拘束されまたは結合材により接合されることにより形成される植物解繊維複合体と、植物解繊維複合体を内部に保持しかつ開口部を有する外郭とを含み、外郭内に植物解繊維複合体に占有されていない隙間部を有し、植物解繊維複合体には、キトサン金属複合体が担持されている水処理材である。

【0015】

本発明は、別の局面に従えば、複数の植物解繊維が束状もしくは網状に拘束されまたは結合材により接合されることにより形成される植物解繊維複合体と、植物解繊維複合体を内部に保持しかつ開口部を有する外郭とを含み、外郭内に植物解繊維複合体に占有されていない隙間部を有し、隙間部に配置される補助多孔質体をさらに含み、植物解繊維複合体および補助多孔質体の少なくともひとつには、キトサン金属複合体が担持されている水処理材である。

【0016】

本発明は、さらに別の局面に従えば、水槽と、水槽内に固定床として配置される上記の局面に従う水処理材と、を含む水処理装置である。本発明のかかる局面に従う水処理装置は、水槽内に配置されるエアレータをさらに含むことができる。

【0017】

本発明は、さらに別の局面に従えば、水槽と、水槽内に流動床として配置される上記の局面に従う水処理材と、を含む水処理装置である。本発明のかかる局面に従う水処理装置は、水槽内に配置されるエアレータをさらに含むことができる。

【0018】

本発明は、さらに別の局面に従えば、上記の局面に従う水処理材を固定床として水槽内に配置し、水槽内に流入する水を処理する水処理方法である。本発明のかかる局面に従う水処理方法は、水槽内にエアレータをさらに配置し、エアレータにより水槽内に空気を供給して水を処理することができる。

【0019】

本発明は、さらに別の局面に従えば、上記の局面に従う水処理材を流動床として水槽内に配置し、水槽内に流入する水を処理する水処理方法である。本発明のかかる局面に従う水処理方法は、水槽内にエアレータをさらに配置し、エアレータにより水槽内に空気を供給して水を処理することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、有機物特に親油性有機物を含みエマルションが形成されるような水の処理に好適な植物解繊維複合体を含む水処理材、その水処理材を含む水処理装置、およびその水処理材を用いた水処理方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明にかかる水処理材のある例を示す概略図である。ここで、（Ａ）は概略平面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＩＢ−ＩＢにおける概略断面図を示す。

【図2】本発明にかかる水処理材の別の例を示す概略図である。ここで、（Ａ）は概略平面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢにおける概略断面図を示す。

【図3】本発明にかかる水処理材のさらに別の例を示す概略図である。ここで、（Ａ）は概略平面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢにおける概略断面図を示す。

【図4】本発明にかかる水処理材のさらに別の例を示す概略断面図である。

【図5】本発明にかかる水処理材のさらに別の例を示す概略断面図である。

【図6】本発明にかかる水処理装置のある例を示す概略図である。ここで、（Ａ）は概略平面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢにおける概略断面図を示す。

【図7】本発明にかかる水処理装置の別の例を示す概略図である。ここで、（Ａ）は概略平面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢにおける概略断面図を示す。

【図8】本発明にかかる水処理装置のさらに別の例を示す概略図である。ここで、（Ａ）は概略平面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢにおける概略断面図を示す。

【図9】本発明にかかる水処理装置のさらに別の例を示す概略図である。ここで、（Ａ）は概略平面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢにおける概略断面図を示す。

【図10】本発明にかかる水処理装置のさらに別の例を示す概略図である。ここで、（Ａ）は概略平面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＸＢ−ＸＢにおける概略断面図を示す。

【図11】本発明にかかる水処理装置のさらに別の例を示す概略図である。ここで、（Ａ）は概略平面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢにおける概略断面図を示す。

【図12】本発明にかかる水処理装置のさらに別の例を示す概略図である。ここで、（Ａ）は概略平面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢにおける概略断面図を示す。

【図13】本発明にかかる水処理装置のさらに別の例を示す概略図である。ここで、（Ａ）は概略平面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢにおける概略断面図を示す。

【図14】実施例１で用いられる水処理材を示す概略図である。ここで、（Ａ）は概略平面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＸＩＶＢ−ＸＩＶＢにおける概略断面図を示す。

【図15】実施例２で用いられる水処理材を示す概略断面図である。

【図16】実施例１における水処理の結果を示すグラフである。

【図17】実施例２における水処理の結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

［実施形態１：水処理材］
｛実施形態１−１：外郭、植物解繊維および隙間部を含む水処理材｝
図１〜図５を参照して、本発明のある実施形態である水処理材１０は、複数の植物解繊維が束状もしくは網状に拘束されまたは結合材により接合されることにより形成される植物解繊維複合体１２と、植物解繊維複合体１２を内部に保持しかつ開口部を有する外郭１１とを含み、外郭１１内に植物解繊維複合体１２に占有されていない隙間部１３を有する。

【0023】

本実施形態の水処理材１０は、それに含まれる植物解繊維複合体１２が、エマルションとなった有機物（特に親油性有機物）を含む水をその有機物と水とを分離するとともに、微生物および／または化学物質を保持および活性化することから、当該水に含まれる有機物を効率的に分解するため、有機物を含む水の処理能力が高い。また、本実施形態の水処理材１０は、植物解繊維複合体１２が、複数の植物解繊維が束状もしくは網状に拘束されまたは結合材により接合されることから、水中に分散しないため、有機物を含む水処理能力が安定している。

【0024】

また、本実施形態の水処理材１０は、それに含まれる外郭１１が、その内部に植物解繊維複合体１２を保持しかつ開口部を有していることから、植物解繊維複合体１２が一定の形態で保持されるとともに、有機物を含む水が植物解繊維複合体１２に十分に接触するため、有機物を含む水の処理能力が安定している。

【0025】

また、本実施形態の水処理材１０は、外郭１１内に植物解繊維複合体１２に占有されていない隙間部１３を有することから、かかる隙間部１３に有機物を含む水が侵入して当該水に含まれる有機物が効率的に分解するため、有機物を含む水の処理能力が高い。

【0026】

（外郭）
外郭１１は、その内部に植物解繊維複合体１２を保持するとともに開口部を有するものであれば材料および構造に特に制限はないが、耐久性に優れる観点から、材料としては、ステンレス、アルミニウム合金などの金属材料、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂材料などが好適に用いられ、構造としては、網状構造、格子状構造などが好適に用いられる。

【0027】

外郭１１は、その内部に植物解繊維複合体１２を保持するとともに開口部を有することにより、植物解繊維複合体１２の水処理能力を安定化することができる。

【0028】

（植物解繊維複合体）
植物解繊維複合体１２は、複数の植物解繊維が束状もしくは網状に拘束されることにより形成されるもの、または、複数の植物解繊維が結合材により結合されることにより形成されるものをいう。

【0029】

複数の植物解繊維を束状もしくは網状に拘束する方法は、特に制限はなく、複数の植物解繊維同士を互いに絡ませたり結束材を用いて物理的に拘束する方法、結合材を用いて化学的に拘束する方法などが挙げられる。また、複数の植物解繊維が結合材により結合される方法は、特に制限はなく、複数の植物解繊維と結合材を混合した後結合材を反応させることにより複数の植物解繊維を結合させる方法などが挙げられる。ここで、結合材は、ウレタン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂などの無定形状接着材、ＰＥＴ（芯）−ＰＥ（鞘）、ＰＰ（芯）−ＰＥ（鞘）などの芯−鞘構造を有する繊維状接着材であってもよい。たとえば、特許第４２０３３１７号公報（特表２００４−５０８９６７号公報）に開示される天然繊維からなる成形要素からマットを製造する方法と同様の方法によって、植物解繊維複合体を得ることができる。

【0030】

植物解繊維とは、木材チップなどの植物原料を解繊して得られる繊維をいう。ここで、植物原料を解繊する方法には、植物原料を亜硫酸塩、硫酸塩などの化学薬品を用いて化学的に処理する方法と、植物原料を水蒸気蒸煮した後リファイナーなどにより機械的に処理する方法とがある。

【0031】

植物解繊維の原料として用いられる植物原料種は、特に制限はないが、効率の高い安定した水処理をする観点から、壁孔が多くかつ機械的強度が高い細胞壁を有する植物原料であることが好ましい。たとえば、植物原料種は、細胞壁の機械的強度が高い観点から、木、竹などが好ましく、木の表皮（バーク）などがより好ましい。また、植物原料種は、細胞壁の壁孔が多い観点から、稲藁、麦わらなどが好ましい。植物原料として、上記の木、木の表皮、竹などの機械的強度が高い細胞壁を有する植物原料種に、稲藁、麦藁などの壁孔が多い植物原料種を混合しても用いることも好ましい。

【0032】

植物解繊維は、細胞壁に壁孔を多く有しており、壁孔は水分を通すためのものであり油分は通すことができないため、壁孔により有機物を含む水のエマルションの表面の水分を吸収することにより、植物解繊維の表面に油分（有機成分）を付着させることができる。

【0033】

また、植物解繊維は、細胞壁に壁孔を多く有しており、微生物および／または化学物質を、活性化させることができ、また微生物および／または化学物質を多く担持することがでる。このため、植物解繊維複合体１２は、微生物および／または化学物質を、活性化させることができ、また微生物および／または化学物質を多く担持することがでる。

【0034】

外郭１１の内容積に対する植物解繊維複合体１２の体積の百分率は、水処理能力を高める観点から、５％以上９５％以下が好ましく、３０％以上７０％以下がより好ましい。

【0035】

（隙間部）
隙間部１３は、外郭１１内の植物解繊維複合体１２に占有されていない部分をいう。かかる隙間部１３には、大部分が植物解繊維複合体１２に囲まれている内側の隙間部および大部分が外郭１１に囲まれている外側の隙間部の両方が含まれる。

【0036】

｛実施形態１−２：外郭、植物解繊維、隙間部および補助多孔質体を含む水処理材｝
図２および図５を参照して、本実施形態の水処理材１０は、外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３とを含み、隙間部１３に配置される補助多孔質体１４をさらに含むことができる。かかる水処理材１０は、補助多孔質体１４により微生物および／または化学物質が活性化されるため、水処理能力が高くなる。

【0037】

外郭１１の内容積に対する隙間部１３の容積の百分率は、水処理能力を高める観点から、５％以上９５％以下が好ましく、３０％以上７０％以下がより好ましい。

【0038】

（補助多孔質体）
補助多孔質体１４は、微生物および／または化学物質を活性化し、好ましくは微生物および／または化学物質を担持できるものであれば、特に制限はない。微生物および／または化学物質の活性化および担持量を高める観点から、補助多孔質体１４は、活性炭、墨、天然ゼオライト、人工ゼオライト、スポンジなどが好ましく挙げられる。

【0039】

隙間部１３の容積に対する補助多孔質体１４の体積の百分率は、水処理能力を高める観点から、０％より大きく１００％以下が好ましく、３０％以上７０％以下がより好ましい。

【0040】

本実施形態の水処理材においては、図１、図３および図４に示すような外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３とを含む水処理材１０の植物解繊維複合体１２あるいは図２および図５に示すような外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３と補助多孔質体１４とを含む水処理材１０の植物解繊維複合体１２および補助多孔質体１４の少なくともひとつに微生物が担持されていてもいなくてもよい。植物解繊維複合体１２および補助多孔質体１４は、当初微生物が担持されていなくても、水処理の際に、環境中の微生物が取り込まれて担持されて活性化されるため、効果的な水処理が可能である。

【0041】

｛実施形態１−３：微生物が担持されている水処理材｝
図１、図３および図４を参照して、本実施形態の水処理材１０は、外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３とを含み、植物解繊維複合体１２に、微生物が担持されていることが好ましい。また、図２および図５に示すような外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３と補助多孔質体１４とを含む水処理材１０は、植物解繊維複合体１２および補助多孔質体１４の少なくともひとつに、微生物が担持されていることが好ましい。植物解繊維複合体１２および補助多孔質体１４の少なくともひとつに微生物が担持されることにより、水処理の初期から、微生物の存在量が多く活性化が高くなるため、水処理能力が高くなる。

【0042】

（微生物）
植物解繊維複合体１２および／または補助多孔質体１４に担持される微生物は、有機物を含む水について水処理能力を有するものであれば特に制限はなく、好気性菌であっても、嫌気性菌であってもよい。具体的には、活性汚泥などが担持される。

【0043】

植物解繊維複合体１２および／または補助多孔質体１４に微生物を担持する方法は、植物解繊維複合体１２および／または補助多孔質体１４ならび微生物の種類に適した方法であれば特に制限はなく、スプレー法、ディッピング法、注入法などが好適に用いられる。

【0044】

｛実施形態１−４：キトサン金属複合体が担持されている水処理材｝
図１、図３および図４を参照して、本実施形態の水処理材１０は、外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３とを含み、植物解繊維複合体１２に、化学物質としてキトサン金属複合体が担持されていることが好ましい。また、図２および図５に示すような外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３と補助多孔質体１４とを含む水処理材１０は、植物解繊維複合体１２および補助多孔質体１４の少なくともひとつに、化学物質としてキトサン金属複合体が担持されていることが好ましい。植物解繊維複合体１２および補助多孔質体１４の少なくともひとつに担持されたキトサン金属複合体により、水中の微生物を殺菌することができる。すなわち、キトサン金属複合体が担持されている水処理材は、実施形態１−１、１−２および１−３のいずれかの水処理材を用いて水処理をした後に、その処理水に存在する微生物を殺菌するために好適に用いることができる。

【0045】

（キトサン金属複合体）
植物解繊維複合体１２および／または補助多孔質体１４に担持されるキトサン金属複合体は、水中の微生物を殺菌することができるものであれば特に制限はないが、水中の微生物を殺菌する力が強い観点から、キトサン金属複合体は、キトサンと銅、亜鉛および銀からなる群から選ばれる少なくとも１種類の金属との錯塩を含むことが好ましい。

【0046】

キトサン金属複合体の調製方法は、特に制限はないが、調製が容易な観点から、キトサンとその金属の水溶性金属塩を反応させる方法が好ましい。水溶性金属塩は、特に制限はなく、金属が銅の場合は塩化第二銅、硫酸銅などが挙げられ、金属が亜鉛の場合は塩化亜鉛、硫酸亜鉛などが挙げられ、金属が銀の場合は硝酸銀などが挙げられる。

【0047】

植物解繊維複合体１２および／または補助多孔質体１４にキトサン金属複合体を担持する方法は、植物解繊維複合体１２および／または補助多孔質体１４ならびキトサン金属複合体の種類に適した方法であれば特に制限はなく、スプレー法、ディッピング法、注入法などが好適に用いられる。

【0048】

上記の実施形態１−１〜実施形態１−４の水処理材は、水処理の固定床または流動床として用いることができる。ここで、固定床とは水処理材を水処理装置の水槽内に固定して水処理をする形態をいい、流動床とは水処理材を水処理装置の水槽内で流動させて水処理する形態粒水処理をする形態をいう。

【0049】

｛実施形態１−５：撹拌通水路を有する水処理材｝
図３を参照して、本実施形態の水処理材１０は、外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３とを含み、撹拌通水路１５をさらに含むことが好ましい。撹拌通水路１５は、エアレータなどによるエアレーションによって撹拌された水およびエアが流れる部分であり、これにより水処理能力を高めることができる。植物解繊維複合体１２には、微生物またはキトサン金属複合体が担持されていてもよい。

【0050】

｛実施形態１Ａ：固定床として用いられる水処理材｝
図１〜図３を参照して、本実施形態の水処理材１０は、水処理装置の水槽内に固定されて固定床として用いられる。本実施形態の固定床として用いられる水処理材１０には、図１に示すような外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３とを含む実施形態１−１の水処理材１０と、図２に示すような外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３と、隙間部１３に配置される補助多孔質体１４をさらに含む実施形態１−２の水処理材と、図１または図２に示すような外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３とを含み植物解繊維複合体１２に微生物が担持されている水処理材１０あるいは外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３と補助多孔質体１４とを含み植物解繊維複合体１２および補助多孔質体１４の少なくともひとつに微生物が担持されている実施形態１−３の水処理材１０と、図１または図２に示すような外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３とを含み植物解繊維複合体１２にキトサン金属複合体が担持されている水処理材１０あるいは外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３と補助多孔質体１４とを含み植物解繊維複合体１２および補助多孔質体１４の少なくともひとつにキトサン金属複合体が担持されている実施形態１−４の水処理材１０と、図３に示すような外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３とを含み、撹拌通水路１５をさらに含む実施形態１−５の水処理材１０と、を含む。ここで、固定床として用いられる実施形態１−１から実施形態１−５までの水処理材をそれぞれ実施形態１Ａ−１から実施形態１Ａ−５までの水処理材と呼ぶ。

【0051】

図１を参照して、実施形態１Ａ−１の水処理材１０は、外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３とを含む。ここで、固定床として好適に用いる観点から、外郭１１は、水中で腐食、溶解、分解、または崩壊しない材料、たとえばステンレス、アルミニウム合金などの金属材料、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂材料など、で形成されていることが好ましく、網状構造、格子状構造などの構造を有することが好ましい。水処理材１０の外郭１１の大きさは、長さＬ、幅Ｗおよび高さＴをそれぞれ水槽の長さ、幅および水深以下とすることができる。外郭１１の高さＴは、水を適正に循環させる観点から、水槽の水深の５０％以下とすることが好ましい。

【0052】

また、固定床において水処理能力を高める観点から、外郭１１の内容積に対する植物解繊維複合体１２の体積の百分率は、５％以上９５％以下が好ましく、３０％以上７０％以下がより好ましい。また、同様の観点から、外郭１１の内容積に対する隙間部１３の容積の百分率は、水処理能力を高める観点から、５％以上９５％以下が好ましく、３０％以上７０％以下がより好ましい。

【0053】

図２を参照して、実施形態１Ａ−２の水処理材１０は、実施形態１Ａ−１と同様の外郭１１、植物解繊維複合体１２および隙間部１３に加えて、隙間部１３に配置される補助多孔質体１４を含む。ここで、固定床として好適に用いる観点から、補助多孔質体１４は、活性炭、墨、天然ゼオライト、人工ゼオライト、スポンジなどが好ましく挙げられる。

【0054】

また、固定床において水処理能力を高める観点から、隙間部１３の容積に対する補助多孔質体１４の体積の百分率は、０％より大きく１００％以下が好ましく、３０％以上７０％以下がより好ましい。

【0055】

図１および図２を参照して、実施形態１Ａ−３の水処理材１０は、実施形態１Ａ−１の水処理材において植物解繊維複合体１２に微生物が担持されている水処理材１０、または実施形態１Ａ−２の水処理材において植物解繊維複合体１２および／または補助多孔質体１４に微生物が担持されている水処理材１０である。担持されている微生物の種類および微生物の担持方法は、実施形態１−３と同様である。

【0056】

図１および図２を参照して、実施形態１Ａ−４の水処理材１０は、実施形態１Ａ−１の水処理材において植物解繊維複合体１２にキトサン金属複合体が担持されている水処理材１０、または実施形態１Ａ−２の水処理材において植物解繊維複合体１２および／または補助多孔質体１４にキトサン金属複合体が担持されている水処理材１０である。担持されているキトサン金属複合体、キトサン金属複合体の調製方法およびキトサン金属複合体の担持方法は、実施形態１−４と同様である。

【0057】

図３を参照して、実施形態１Ａ−５の水処理材１０は、実施形態１Ａ−１の水処理材において撹拌通水路１５をさらに含む水処理材１０である。実施形態１Ａ−５の水処理材１０は、実施形態１−５の水処理材と同様に、植物解繊維複合体１２には、微生物またはキトサン金属複合体が担持されていてもよい。

【0058】

｛実施形態１Ｂ：流動床として用いられる水処理材｝
図４および図５を参照して、本実施形態の水処理材１０は、水処理装置の水槽内を流動する流動床として用いられる。本実施形態の流動床として用いられる水処理材１０には、図４に示すような外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３とを含む実施形態１−１の水処理材１０と、図５に示すような外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３と、隙間部１３に配置される補助多孔質体１４をさらに含む実施形態１−２の水処理材と、図４または図５に示すような外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３とを含み植物解繊維複合体１２に微生物が担持されている水処理材１０あるいは外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３と補助多孔質体１４とを含み植物解繊維複合体１２および補助多孔質体１４の少なくともひとつに微生物が担持されている実施形態１−３の水処理材１０と、図４または図５に示すような外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３とを含み植物解繊維複合体１２にキトサン金属複合体が担持されている水処理材１０あるいは外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３と補助多孔質体１４とを含み植物解繊維複合体１２および補助多孔質体１４の少なくともひとつにキトサン金属複合体が担持されている実施形態１−４の水処理材１０と、を含む。ここで、流動床として用いられる実施形態１−１から実施形態１−４までの水処理材をそれぞれ実施形態１Ｂ−１から実施形態１Ｂ−４までの水処理材と呼ぶ。

【0059】

図４を参照して、実施形態１Ｂ−１の水処理材１０は、外郭１１と植物解繊維複合体１２と隙間部１３とを含む。ここで、流動床として好適に用いる観点から、外郭１１は、水中で腐食、溶解、分解、または崩壊しない材料、たとえばステンレス、アルミニウム合金などの金属材料、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂材料など、で形成されていることが好ましく、網状構造、格子状構造などの構造を有することが好ましい。水処理材１０の外郭１１の形状は、特に制限はないが、水中での流動を容易にする観点から、球状、楕円体状、多面体形状、円盤状、楕円盤状、および多角形盤状からなる群から選ばれる少なくともひとつの形状であることが好ましい。また、水処理材１０の外郭１１の大きさは、形状が球状または円盤状の場合はその直径で、形状が楕円体状、多面体形状、楕円盤状または多角形盤状の場合はその長径および短径（ここで、長径および短径とは、それぞれ、楕円体および多面体において、最も長い径および最も短い径をいう。以下同じ。）で、１ｍｍ以上２．５ｍ以下が好ましく、１０ｃｍ以上５０ｃｍ以下がより好ましい。

【0060】

また、流動床において水処理能力を高める観点から、外郭１１の内容積に対する植物解繊維複合体１２の体積の百分率は、５％以上９５％以下が好ましく、３０％以上７０％以下がより好ましい。また、同様の観点から、外郭１１の内容積に対する隙間部１３の容積の百分率は、流動床において水処理能力を高める観点から、５％以上９５％以下が好ましく、３０％以上７０％以下がより好ましい。

【0061】

図５を参照して、実施形態１Ｂ−２の水処理材１０は、実施形態１Ｂ−１と同様の外郭１１、植物解繊維複合体１２および隙間部１３に加えて、隙間部１３に配置される補助多孔質体１４を含む。ここで、流動床として好適に用いる観点から、補助多孔質体１４は、活性炭、墨、天然ゼオライト、人工ゼオライト、スポンジなどが好ましく挙げられる。

【0062】

また、流動床において水処理能力を高める観点から、隙間部１３の容積に対する補助多孔質体１４の体積の百分率は、０％より大きく１００％以下が好ましく、３０％以上７０％以下がより好ましい。

【0063】

図４および図５を参照して、実施形態１Ｂ−３の水処理材１０は、実施形態１Ｂ−１の水処理材において植物解繊維複合体１２に微生物が担持されている水処理材１０、または実施形態１Ｂ−２の水処理材において植物解繊維複合体１２および／または補助多孔質体１４に微生物が担持されている水処理材１０である。担持されている微生物の種類および微生物の担持方法は、実施形態１−３と同様である。

【0064】

図４および図５を参照して、実施形態１Ｂ−４の水処理材１０は、実施形態１Ｂ−１の水処理材において植物解繊維複合体１２にキトサン金属複合体が担持されている水処理材１０、または実施形態１Ｂ−２の水処理材において植物解繊維複合体１２および補助多孔質体１４の少なくともひとつにキトサン金属複合体が担持されている水処理材１０である。担持されているキトサン金属複合体、キトサン金属複合体の調製方法およびキトサン金属複合体の担持方法は、実施形態１−４と同様である。

【0065】

［実施形態２：水処理装置］
｛実施形態２Ａ：固定床の水処理装置｝
図６〜図９を参照して、本実施形態の水処理装置１は、水槽２０と、水槽２０内に固定床として配置される実施形態１Ａの水処理材１０と、を含む。本実施形態の水処理装置は、固定床として配置される実施形態１Ａの水処理材を含むことから、有機物特に親油性有機物を含みエマルションが形成されるような水を効率的に処理することができる。

【0066】

図６〜図９を参照して、本実施形態の水処理装置１の水槽２０内に固定床として配置される水処理材１０（詳細には、水処理材１０の外郭１１）の大きさは、水処理材１０の外郭１１の大きさは、長さＬ、幅Ｗおよび高さＴをそれぞれ水槽の長さ、幅および水深以下とすることができる。外郭１１の高さＴは、水を適正に循環させる観点から、水槽の水深の５０％以下とすることが好ましい。

【0067】

図６〜図８を参照して、本実施形態の水処理装置１の水槽２０内に固定床として配置される水処理材１０の位置は、特に制限はないが、水処理効率を高くする観点から、水処理材１０の上面が水面から１０ｍｍ以上の深さが好ましく、水処理材の下面が水面からの水深以下の深さが好ましい。図９を参照して、水処理材１０に嫌気性菌を保持および活性化して水処理を行なう場合には、水処理材１０の上面が水面から１０ｍｍ以上の深さが好ましく、水面からの水深の半分以上の深さがより好ましく、水処理材１０の下面が水面からの水深以下の深さが好ましい。

【0068】

また、図６〜図８を参照して、本実施形態の水処理装置１は、水槽２０内に配置される水処理材１０に加えて、水槽２０内に配置されるエアレータ３３をさらに含むことが好ましい。エアレータ３３により、水処理材１０（詳細には、水処理材１０の植物解繊維複合体および／または補助多孔質体）に保持された微生物をさらに活性化させることにより、水処理能力をさらに高めることができる。

【0069】

エアレータ３３の配置は、特に制限はなく、図６および図７に示すような水槽２０の底面の全面に配置する全面エアレーション型配置であってもよく、図８に示すような水槽２０の底面の一方側の面（片面）に配置する片面エアレーション型配置であってもよい。なお、片面エアレーション型配置の水処理装置１においては、エアレーション効率を高くする観点から、水処理材１０は、水槽２０の水中の中心部分、たとえば、水面から１００ｍｍ以上の深さ、水槽２０の側面から１００ｍｍ以上の距離、水槽の底面から１００ｍｍ以上の距離の部分にあることが好ましい。ここで、エアレーション効率を高くする観点から、エアレータ３３の配置は、片面エアレーション型配置が好ましい。

【0070】

特に、図６および図７を参照して、本実施形態の水処理装置１は、上記の水処理材１０およびエアレータ３３を含む場合は、水処理材１０に保持された微生物の活性を高く維持するため、水処理材１０においてエアレータ３３の上部に位置する部分には、撹拌通水路１５が形成されていることが好ましい。エアレータ３３から発生したバブル（気泡）が水処理材１０に直接接触すると、その接触部分の水処理材１０に保持されていた微生物がエアに包まれてしまい微生物の活性化が妨げられるからである。

【0071】

（エアレータ）
エアレータ３３の形状は、特に制限はなく、球状、板状、棒状などのいずれであってもよい。エアレータ３３の構造は、特に制限はなく、多孔質構造、じゃま板構造などのいずれであってもよい。エアレータ３３は、特に制限はないが、エアレーション効果が高い観点から、たとえば、所定径および長さの中空円筒を立設し、その下端入口にエアの吹出管を挿置し、中空円筒内には水流を螺旋状に案内するガイドベーンと、このガイドベーンで形成される旋回上昇流に作用してこの流れに含まれる気泡を微細化する気泡微細化手段とをこの順に設け、気泡微細化手段が中空円筒より小径の円柱体と、中空円筒と円柱体との間に設けた複数の突起とを備え、吹出管からのエアによる旋回上昇流を突起に衝突させることにより気泡を微細化するようにして成る微細化気泡水精製装置（特許第３６７７５１６号）として製造されたＴＭコーポレーション社製リンピオなどが好適に挙げられる。

【0072】

｛実施形態２Ｂ：流動床の水処理装置｝
図１０および図１１を参照して、本実施形態の水処理装置１は、水槽２０と、水槽２０内に流動床として配置される実施形態１Ｂの水処理材１０と、を含む。本実施形態の水処理装置は、流動床として配置される実施形態１Ｂの水処理材を含むことから、有機物特に親油性有機物を含みエマルションが形成されるような水を効率的に処理することができる。

【0073】

図１０および図１１を参照して、本実施形態の水処理装置１の水槽２０内に流動床として配置される水処理材１０（詳細には、水処理材１０の外郭１１）の形状は、特に制限はないが、水中での流動を容易にすることにより水処理能力を高める観点から、球状、楕円体状、多面体形状、円盤状、楕円盤状、および多角形盤状からなる群から選ばれる少なくともひとつの形状であることが好ましい。また、水処理材１０の大きさは、形状が球状または円盤状の場合はその直径で、形状が楕円体状、多面体形状、楕円盤状または多角形盤状の場合はその長径および短径（ここで、長径および短径とは、それぞれ、楕円体および多面体において、最も長い径および最も短い径をいう。以下同じ。）で、１ｍｍ以上２．５ｍ以下が好ましく、１０ｃｍ以上５０ｃｍ以下がより好ましい。

【0074】

また、本実施形態の水処理装置１の水槽２０内に流動床として配置される水処理材１０の量は、特に制限はないが、水処理材１０に保持され活性化される微生物および／または化学物質の量を高くするとともに水中での流動を容易にすることにより水処理能力を高める観点から、水槽２０内の水の体積に対する水処理材１０の全体積の百分率が１％以上８０％以下が好ましく、５％以上４０％以下がより好ましい。

【0075】

図１０および図１１を参照して、本実施形態の水処理装置１は、水槽２０内に配置される水処理材１０に加えて、水槽２０内に配置されるエアレータ３３をさらに含むことが好ましい。エアレータ３３により、水処理材１０（詳細には、水処理材１０の植物解繊維複合体および／または補助多孔質体）に保持された微生物をさらに活性化させることにより、水処理能力をさらに高めることができる。

【0076】

エアレータ３３の配置は、特に制限はなく、図１０に示すような水槽２０の底面の全面に配置する全面エアレーション型配置であってもよく、図１１に示すような水槽２０の底面の一方側の面（片面）に配置する片面エアレーション型配置であってもよい。なお、片面エアレーション型配置の水処理装置１においては、エアレーション効率を高くする観点から、水処理材１０は、水槽２０の水中の中心部分、たとえば、水面から１００ｍｍ以上の深さ、水槽２０の側面から１００ｍｍ以上の距離、水槽の底面から１００ｍｍ以上の距離の部分にあることが好ましい。ここで、エアレーション効率を高くする観点から、エアレータ３３の配置は、片面エアレーション型配置が好ましい。

【0077】

なお、エアレータ３３の形状および構造については、既に説明したとおりである。
［実施形態３：水処理方法］
｛実施形態３Ａ：水処理材を固定床として用いる水処理方法｝
図６〜図９を参照して、本実施形態の水処理方法は、実施形態１Ａの水処理材１０を固定床として水槽２０内に配置し、水槽１０内に水１Ｗを供給して、水１Ｗを処理する方法である。本実施形態の水処理方法は、実施形態１Ａの水処理材を水槽２０内に固定床として配置し、水槽２０内に水１Ｗを供給することにより、有機物特に親油性有機物を含みエマルションが形成されるような水を効率的に処理することができる。なお、実施形態１Ａの水処理材を水槽２０内に固定床として配置する形態は、実施形態２Ａで説明したとおりである。

【0078】

図６〜図８を参照して、本実施形態の水処理方法は、実施形態１Ａの水処理材１０を固定床として水槽２０内に配置するとともに、水槽２０内にエアレータ３３をさらに配置し、エアレータ３３により水槽２０内に空気を供給して、水１Ｗを処理することが好ましい。エアレータ３３による空気の供給により、水処理材１０（詳細には、水処理材１０の植物解繊維複合体および／または補助多孔質体）に保持された微生物をさらに活性化させることにより、水処理能力をさらに高めることができる。なお、エアレータ３３を水槽２０内に配置する形態は、実施形態２Ａで説明したとおりである。

【0079】

｛実施形態３Ｂ：水処理材を流動床として用いる水処理方法｝
図１０および図１１を参照して、本実施形態の水処理方法は、実施形態１Ｂの水処理材１０を流動床として水槽２０内に配置し、水槽１０内に水１Ｗを供給して、水１Ｗを処理する方法である。本実施形態の水処理方法は、実施形態１Ｂの水処理材を水槽２０内に固定床として配置し、水槽２０内に水１Ｗを供給することにより、有機物特に親油性有機物を含みエマルションが形成されるような水を効率的に処理することができる。なお、実施形態１Ｂの水処理材を水槽２０内に固定床として配置する形態は、実施形態２Ｂで説明したとおりである。

【0080】

本実施形態の水処理方法は、実施形態１Ｂの水処理材１０を流動床として水槽２０内に配置するとともに、水槽２０内にエアレータ３３をさらに配置し、エアレータ３３により水槽２０内に空気を供給して、水１Ｗを処理することが好ましい。エアレータ３３による空気の供給により、水処理材１０（詳細には、水処理材１０の植物解繊維複合体および／または補助多孔質体）に保持された微生物をさらに活性化させることにより、水処理能力をさらに高めることができる。なお、エアレータ３３を水槽２０内に配置する形態は、実施形態２Ｂで説明したとおりである。

【0081】

水処理における水質汚染基準値としては、一般に、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、ＳＳ（懸濁物質または浮遊物質）がある。ＢＯＤとは、水中の有機物などの量を、その酸化分解のために微生物が必要とする酸素の量で表したものであり、その単位はＯｍｇ／リットルまたはｍｇ−Ｏ₂／リットルであるが通常ｍｇ／リットルと略される。ＣＯＤとは、水中の被酸化性物質を酸化するために必要とする酸素量で示したものであり、その単位はｐｐｍまたはｍｇ／リットルである。ＳＳとは、水中に浮遊する粒径２ｍｍ以下の不溶解性物質の総称であり、その単位はｍｇ／リットルである。また、水中の油分は、一般的にノルマルヘキサン抽出物質濃度（ｍｇ／リットル）により汚染度が判断される。

【0082】

ここで、ＢＯＤの測定は、一定時間経過後の溶存酸素の変化を測定する方法により行なう。ＣＯＤの測定は、二クロム酸カリウム、または１００℃における過マンガン酸カリウムなどの酸化剤による酸素要求を測定する方法により行なう。ＳＳの測定は、ガラス繊維濾過法または遠心分離法により行なう。ノルマルヘキサン抽出物質濃度は、昭和４９年環境庁（現在は環境省）告示第６４号の付表４に記載のノルマルヘキサン抽出物質含有量の検定方法（試料をｐＨ４以下の塩酸酸性にして、試料中の油分をノルマルヘキサンにより抽出し、約８０℃でノルマルヘキサンを揮発させて残留する物質の質量を測定する方法）により行なう。

【実施例】

【0083】

（実施例１）
図１２を参照して、固定床の水処理装置１を用いて、バッチ方式で、水処理をおこなった。水処理の対象水としてホテルの排水を用いて、原水、従来の水処理材による処理水、および本発明の水処理材による処理水のＢＯＤ、ＳＳおよびノルマルヘキサン抽出物質濃度を測定することにより処理水の水質を評価した。具体的には、以下のとおりである。

【0084】

内側寸法で長さ２００ｍｍ×幅２００ｍｍ×高さ６５０ｍｍの水槽２０の底面の中央に、エアレータ３３として直径７０ｍｍ×高さ１３０ｍｍの微細化気泡生成装置（ＴＭコーポレーション社製リンピオ・ＴＭ−２００）を配置した。微細化気泡生成装置の直上方空間を取り囲むように、４枚の長さ２５０ｍｍ×幅９５ｍｍ×厚さ２５ｍｍの水処理材を配置した。

【0085】

実験Ａとして従来の水処理材による水処理を行なう場合には、従来の水処理材として、天然好気性微生物であるサンカイ化成株式会社製ハイクリーンΣの１０質量％水溶液中に１分間ディッピングした後２５℃〜４０℃で乾燥させた１枚当たりの体積が２０１．５ｃｍ³の板状（長さ２４６ｍｍ×幅９１ｍｍ×厚さ９ｍｍ）の微生物展着スポンジを、４枚の水処理材１０のそれぞれの外郭の中に配置することにより、４枚の水処理材の外郭の中に合計で８０６ｃｍ³配置したものを用いた。

【0086】

実験Ｂとして本発明の水処理材による水処理を行なう場合には、本発明の水処理材として、図１４に示すように、２枚の板状の植物解繊維複合体１２の間の隙間部１３に補助多孔質体１４を充填した３層構造を有する長さ２５０ｍｍ×幅９５ｍｍ×厚さ２５ｍｍの水処理材１０を４枚用いた。４枚の水処理材１０のそれぞれの外郭の中に植物解繊維複合体として特許第４２０３３１７号の方法により製造された植物解繊維が束状に拘束されたもの２６８．６ｃｍ³と補助多孔質体として上記微生物展着スポンジ２０１．５ｃｍ³とを配置することにより、４枚の水処理材の外郭の中に合計で上記の植物解繊維複合体１０７４．４ｃｍ³と上記の補助多孔質体８０６ｃｍ³とを配置したものを用いた。

【0087】

上記実験Ａおよび実験Ｂのいずれの水処理においても、雰囲気温度２５℃〜３５℃で、水槽２０内に２４リットルの水１Ｗを入れた後、エアレータにより０．０５ｍ³／分で曝気しながら、の空気を供給しながら、４時間の水処理を行なった。

【0088】

原水、従来の水処理材による処理水（実験Ａ）、および本発明の水処理材による処理水（実験Ｂ）のＢＯＤ、ＳＳおよびノルマルヘキサン抽出物質濃度を測定した。ここで、ＢＯＤの測定は、ＪＩＳ Ｋ０１０２に準拠して一定期間経過後の溶存酸素の変化量を測定することにより行なった。ＳＳの測定は、ガラス繊維濾過法により行なった。ノルマルヘキサン抽出物質濃度は、昭和４９年環境庁告示第６４号の付表４に記載のノルマルヘキサン抽出物質含有量の検定方法により行なった。原水は、ＢＯＤが１９００ｍｇ／リットル、ＳＳが２０００ｍｇ／リットル、ノルマルヘキサン抽出物質濃度が５００ｍｇ／リットルであった。従来の水処理材による処理水（実験Ａ）は、ＢＯＤが２５０ｍｇ／リットル、ＳＳが１５０ｍｇ／リットル、ノルマルヘキサン抽出物質濃度が８０ｍｇ／リットルであった。本発明の水処理材による処理水（実験Ｂ）は、ＢＯＤが４０ｍｇ／リットル、ＳＳが３４ｍｇ／リットル、ノルマルヘキサン抽出物質濃度が１０ｍｇ／リットルであった。結果を図１６のグラフにまとめた。

【0089】

図１６を参照して、本発明の水処理材による処理水（実験Ｂ）は、従来の水処理材による水処理（実験Ａ）に比べて、ＢＯＤ、ＳＳおよびノルマルヘキサン抽出物質濃度がいずれも低くなった。ここで、本発明の水処理材に含まれる微生物展着スポンジ量は８１９ｃｍ³であり、従来の水処理材に含まれる微生物展着スポンジ量２３７２ｃｍ³の約３５％に過ぎない。このことから、本発明の水処理材は、従来の水処理材に比べて、微生物をより活性化していることがわかった。特に、本発明の水処理材による水処理において、ノルマルヘキサン抽出物質濃度が著しく低減していた。このことから、本発明の水処理材は、有機物を含む水の処理能力が特に高いことがわかった。

【0090】

（実施例２）
図１３を参照して、流動床の水処理装置１を用いて、流水方式で、水処理を行なった。水処理の対象水としてホテルの排水を用いて、原水、従来の水処理材による処理水、および本発明の水処理材による処理水のＢＯＤ、ＳＳおよびノルマルヘキサン抽出物質濃度を測定することにより処理水の水質を評価した。具体的には、以下のとおりである。

【0091】

容量１．５ｔの水槽２０を３槽準備し、原水１ＷＳが第１の水槽２０ａに流入し、第１の水槽２０ａから第２の水槽２０ｂ、第２の水槽２０ｂから第３の水槽２０ｃと順に通過し、第３の水槽２０ｃから処理水１ＷＥが流出するように配管した。３つの水槽２０の底面の中央に３つのエアレータ３３をそれぞれ配置した。エアレータ３３は、直径１２０ｍｍ×高さ４２０ｍｍの微細化気泡生成装置（ＴＭコーポレーション社製リンピオ・ＴＭ−１０００）を用いた。

【0092】

実験Ｃとして従来の水処理材による水処理を行なう場合には、従来の水処理材として、実施例１と同様に処理した１個当たりの体積が８ｃｍ³のサイコロ状（２０ｍｍ×２０ｍｍ×２０ｍｍ）の微生物展着スポンジを、３つの水槽２０のそれぞれに０．１５ｍ³を投入することにより、３つの水槽２０の合計で０．４５ｍ³配置したものを用いた。

【0093】

実験Ｄとして本発明の水処理材による水処理を行なう場合には、本発明の水処理材として、図１５に示すように、厚さが５ｍｍで網の目状に形成した直径が１２０ｍｍの球郭状のＰＰ（ポリプロピレン）製の外郭１１と、外郭１１内に配置された特許第４２０３３１７号の方法により製造された植物解繊維が束状に拘束されて形成された長さ８０ｍｍ×幅８０ｍｍ×厚さ４０ｍｍの植物解繊維複合体１２と、外郭１１内の隙間部１３に配置された上記性微生物展着スポンジ４５０ｃｍ³の補助多孔質体１４と、を含む水処理材１０を２７０個準備した。かかる水処理材１０を、３つの水槽のそれぞれに９０個ずつ投入した。すなわち、３つの水槽に配置した合計２７０個の水処理材１０中に上記の植物解繊維複合体０．０６９１２ｍ³と上記の補助多孔質体０．１２１５ｍ³とを配置したものを用いた。

【0094】

上記実験Ｃおよび実験Ｄのいずれの水処理においても、１５℃〜３５℃の雰囲気温度で、各水槽２０における流量を１０ｔ／日とし、各水槽２０内のエアレータ３３による曝気量を０．５ｍ³／分として、９０日間連続して水処理を行なった。

【0095】

原水、従来の水処理材による９０日後の処理水（実験Ｃ）、および本発明の水処理材による９０日後の処理水（実験Ｄ）のＢＯＤ、ＳＳおよびノルマルヘキサン抽出物質濃度を実施例１と同様にして測定した。原水は、ＢＯＤが１８００ｍｇ／リットル、ＳＳが１８００ｍｇ／リットル、ノルマルヘキサン抽出物質濃度が３００ｍｇ／リットルであった。従来の水処理材による９０日後の処理水（実験Ｃ）は、ＢＯＤが１８０ｍｇ／リットル、ＳＳが５５ｍｇ／リットル、ノルマルヘキサン抽出物質濃度が２５ｍｇ／リットルであった。本発明の水処理材による９０日後の処理水（実験Ｄ）は、ＢＯＤが３７ｍｇ／リットル、ＳＳが２４ｍｇ／リットル、ノルマルヘキサン抽出物質濃度が３ｍｇ／リットルであった。結果を図１７のグラフにまとめた。

【0096】

図１７を参照して、本発明の水処理材による９０日後の処理水（実験Ｄ）は、従来の水処理材による９０日後の水処理（実験Ｃ）に比べて、ＢＯＤ、ＳＳおよびノルマルヘキサン抽出物質濃度がいずれも低くなった。ここで、本発明の水処理材に含まれる天然好気性微生物を展着したスポンジ量は０．１２１５ｍ³であり、従来の水処理材に含まれる天然好気性微生物を展着したスポンジ量０．４５ｍ³の約２７％に過ぎない。このことから、本発明の水処理材は、従来の水処理材に比べて、微生物をより活性化していることがわかった。特に、本発明の水処理材による水処理において、ノルマルヘキサン抽出物質濃度が著しく低減していた。このことから、本発明の水処理材は、有機物を含む水の処理能力が特に高いことがわかった。

【0097】

実施例２の上記結果に示すように、本発明の水処理材は、長期的に使用しても油分であるノルマルヘキサン抽出物質も安定して処理できており、微生物の活性化ができるため、汚泥床の形成のための初期投入微生物の量を少なくできた。また、本発明の水処理材の構造およびその使用方法により、水処理材とエアレータとの相互作用により、植物解繊維複合体と微生物を担持した補助多孔質体を用いて、ＢＯＤおよびＳＳも安定して低減することができた。すなわち、本発明の水処理材を用いて長期間連続的に処理水の水質が極めて高い水処理を行なうことができた。

【0098】

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0099】

１ 水処理装置、１Ｗ 水、１ＷＥ 処理水、１ＷＳ 原水、１０ 水処理材、１１ 外郭、１２ 植物解繊維複合体、１３ 隙間部、１４ 補助多孔質体、１５ 撹拌通水路、２０ 水槽、２０ａ 第１の水槽、２０ｂ 第２の水槽、２０ｃ 第３の水槽、３１ ブロアー、３３ エアレータ、３５ エア配管。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】