特許 7150521 シート構造体およびこれを備えた廃水処理装置、シート構造体の製造方法

(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】

(24)【登録日】2022-09-30

(45)【発行日】2022-10-11

(54)【発明の名称】シート構造体およびこれを備えた廃水処理装置、シート構造体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/20 20060101AFI20221003BHJP

   C02F 3/06 20060101ALI20221003BHJP

   B32B 3/24 20060101ALI20221003BHJP

【ＦＩ】

C02F3/20 D

C02F3/06

B32B3/24 Z

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2018154522

(22)【出願日】2018-08-21

(65)【公開番号】P2019037974

(43)【公開日】2019-03-14

【審査請求日】2021-05-24

(31)【優先権主張番号】P 2017160453

(32)【優先日】2017-08-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】石井 良和

(72)【発明者】

【氏名】松坂 勝雄

【審査官】富永 正史

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０８７１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０３３６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／００７９６９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００７－１１７８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１０１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７７６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１９０６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５１１３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平０１－５０１４３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ ３／００－ ３／１２

Ｃ０２Ｆ １／４４

Ｂ０１Ｄ ６１／００－７１／８２

Ｂ３２Ｂ １／００－４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体中に浸漬された状態で、気体供給源から供給された気体を前記液体中に供給するシート構造体であって、
第１端側から供給された前記気体を第１方向に送出するとともに、第１面を有する気体送出層と、
前記第１面に形成された気体通過孔と、
前記気体を外側へ透過させ外側の液体を内側へ透過させない特性を有し、前記第１面を覆う気体透過性不透水性層と、
を備え、
前記気体送出層は、一方の前記第１面に複数の第１気体通過孔を有し、他方の前記第１面に複数の第２気体通過孔を有し、前記第１気体通過孔に対して前記第１方向にずれた位置に前記複数の第２気体通過孔が位置する、
シート構造体。

【請求項2】

前記気体送出層は、気体流路を形成する支持部を有しており、
前記第１面は、前記支持部を挟持して互いに対向配置されている、
請求項１に記載のシート構造体。

【請求項3】

前記気体透過性不透水性層は、その表面に、前記液体中に含まれる微生物が付着する微生物付着部を有している、
請求項１または２に記載のシート構造体。

【請求項4】

前記気体透過性不透水性層は、前記第１端側に開口が形成された袋形状を有している、
請求項１から３のいずれか１項に記載のシート構造体。

【請求項5】

前記気体送出層は、前記第１方向に沿って形成された複数の前記気体流路を有する中空板状部材によって構成される、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシート構造体。

【請求項6】

前記中空板状部材の素材は、紙、樹脂、金属のいずれか１つである、
請求項５に記載のシート構造体。

【請求項7】

前記気体送出層と前記気体透過性不透水性層との間に布帛が積層配置されている、
請求項１から６のいずれか１項に記載のシート構造体。

【請求項8】

前記布帛の素材は、織布、メッシュシート、不織布、細孔膜のいずれか１つである、
請求項７に記載のシート構造体。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載のシート構造体を含む浄化ユニットと、
廃水を貯留しており、前記浄化ユニットに含まれる前記シート構造体の少なくとも一部が浸漬される廃水処理槽と、
を備えている廃水処理装置。

【請求項10】

前記シート構造体の前記気体送出層内に気体を送り込む動力部を、さらに備えている、
請求項９に記載の廃水処理装置。

【請求項11】

液体中に浸漬された状態で、気体供給源から供給された気体を前記液体中に供給するシート構造体であって、
第１端側から供給された前記気体を第１方向に送出するとともに、第１面を有する気体送出層と、
前記第１面に形成された気体通過孔と、
前記気体を外側へ透過させ外側の液体を内側へ透過させない特性を有し、前記第１面を覆う気体透過性不透水性層と、
を備えたシート構造体の製造方法であって、
前記気体送出層を配置する配置ステップと、
表面に針が配置された針材を用いて、前記気体送出層における前記気体透過性不透水性層に面する第１面に、前記気体通過孔を形成する孔形成ステップと、
前記第１面に前記気体通過孔が形成された前記気体送出層を、前記気体透過性不透水性層によって覆う被覆ステップと、
を備えているシート構造体の製造方法。

【請求項12】

前記針材は、ロール状の本体部と、前記本体部の表面に配置された複数の針と、を有している、
請求項１１に記載のシート構造体の製造方法。

【請求項13】

前記被覆ステップでは、前記第１端側に開口を有する袋状の前記気体透過性不透水性層の前記開口から、前記気体送出層を挿入する、
請求項１１または１２に記載のシート構造体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、微生物の働きを活用する廃水処理装置に用いられるシート構造体およびこれを備えた廃水処理装置、シート構造体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、好気性微生物の働きを活用して有機汚泥物質を分解して廃水を浄化する廃水処理装置が開発されている。例えば、当該廃水処理装置には、廃水中に含まれる好気性微生物に対して低コストで継続的に酸素を供給するために、気体を透過し液体を透過しないシートを含むシート構造体が用いられている。

【0003】

例えば、特許文献１には、ａ）少なくとも１つの多孔性気体透過性不透水性層と、ｂ）気体を部分ａ）の層に運ぶことができる複数のフローチャネルがある、部分ａ）の層に付着された気体送出層とを含む層状シート構造体と、気体入口とを含み、気体が気体透過層ａ）を通って送出され、水性媒体から有機物質および／または窒素源を除去する装置について開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４６８０５０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来のシート構造体では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示されたシート構造体では、気体送出層を形成する複数の主壁の頂部において気体透過性層が固定されている。

【0006】

このため、このような構成のシート構造体が液体中に浸漬されると、シート構造体の外側の水圧によって気体透過性層が押される。そして、空気がシート構造体の外側へ排出される圧力よりも水圧の方が大きくなるため、気体送出層に形成された櫛葉状のフローチャネルに気体透過性層が密着し、フローチャネルの断面積が小さくなる。そして、排出される空気の圧力が水圧より小さいため、気体送出層内に十分な量の気体を供給することが困難になるおそれがある。

【0007】

特に、シート構造体が、例えば、微生物の働きを活用して廃水を浄化する廃水処理装置に使用される場合には、微生物に対して継続的に酸素を供給する必要がある。このため、気体送出層内に対する十分な空気の供給が妨げられることは、微生物の活動を低下させてしまうため好ましくない。

【0008】

本発明の課題は、気体送出層における気体送出量を十分に確保することが可能なシート構造体およびこれを備えた廃水処理装置、シート構造体の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第１の発明に係るシート構造体は、液体中に浸漬された状態で、気体供給源から供給された気体を液体中に供給するシート構造体であって、気体送出層と、気体通過孔と、気体透過性不透水性層と、を備えている。気体送出層は、第１端側から供給された気体を第１方向に送出するとともに、第１面を有する。気体通過孔は、第１面に形成されている。気体透過性不透水性層は、気体を外側へ透過させ外側の液体を内側へ透過させない特性を有し、第１面を覆う。

【0010】

当該構成により、気体通過孔は、気体送出層の気体流路と気体透過性不透水性層とを連通させ、気体送出層に供給された気体を、気体透過性不透水性層を介して液体中に供給する。

【0011】

なお、気体送出層とは、第１端側から供給された気体を第１方向に送出する気体流路を有する層のことである。気体透過性不透水性層とは、気体送出層へ供給された気体を外側へ透過させ外側の液体を内側へ透過させない特性を有している層のことである。気体通過孔とは、気体送出層の第１面に形成された気体流路と気体透過性不透水性層とを連通させて、液体中に気体を供給する部位のことである。

【0012】

ここでは、例えば、微生物の働きを活用した廃水処理装置に用いられるシート構造体において、内部に気体流路を形成する気体送出層の第１面を気体透過性不透水性層によって覆った状態で液体中に浸漬される。そして、液体中に浸漬された状態で、気体流路の断面が水圧によって小さくならないようにするために、気体流路の空間を保持する支持部が、気体送出層に設けられている。

【0013】

ここで、気体送出層は、例えば、第１方向に気体流路が形成されるように配置された段ボール材等の中空板状部材、あるいは円形、多角形の断面を有する中空体等を用いることができる。なお、気体送出層へ供給される気体は、例えば、廃水処理装置に用いられる場合には、微生物へ供給される酸素を含む空気等が考えられる。

【0014】

また、気体透過性不透水性層は、気体送出層の第１面を覆うように配置された気体を透過して水を透過しないシートであって、例えば、袋形状を有している。なお、気体透過性不透水性層によって覆われる気体送出層の面は、第１方向に略平行な１つの面であってもよいし、複数の面であってもよい。また、気体送出層における第１端とは反対側の第２端は、気体透過性不透水性層によって覆われていてもよいし、他の部材によって覆われていてもよい。

【0015】

さらに、気体通過孔は、例えば、気体送出層に形成された貫通孔である。この貫通孔は、気体送出層の成形時に形成されていてもよいし、気体送出層の成形後に、加工によって形成されてもよい。

【0016】

これにより、液体中に浸漬された状態で、気体送出層における第１端側から供給される気体を、気体通過孔を介して気体透過性不透水性層の表面から液体中へ供給することができる。そして、液体の水圧によって気体送出層内の気体流路が小さくならないように、支持部によって保持することができる。

【0017】

この結果、気体送出層（気体流路）における気体送出量を十分に確保することができる。

【0018】

第２の発明に係るシート構造体は、第１の発明に係るシート構造体であって、気体送出層は、気体流路を構成する支持部を有しており、第１面は、支持部を挟持して互いに対向配置されている。

【0019】

ここでは、例えば、第１方向に気体流路が形成されるように配置された段ボール材等の中空板状部材を支持部として用いて気体送出層内に気体流路を構成するとともに、第１面は、支持部を挟み込むようにして対向配置されている。

【0020】

これにより、例えば、中空板状部材を用いて気体送出層を構成することで、安価な材料を用いて、気体送出層を構成することができる。

【0021】

第３の発明に係るシート構造体は、第１または第２の発明に係るシート構造体であって、気体透過性不透水性層は、その表面に、液体中に含まれる微生物が付着する微生物付着部を有している。

【0022】

なお、気体透過性不透水性層は、その表面に、液体中に含まれる微生物が付着する層である。

【0023】

ここでは、例えば、シート構造体が廃水処理装置に用いられる場合において、液体中に浸漬された状態で液体に接する気体透過性不透水性層の表面に、微生物が付着する。

【0024】

ここで、廃水中に含まれる微生物は、好気性の微生物であれば空気（酸素）が供給される側へ集まる習性がある。

【0025】

これにより、本発明のシート構造体では、液体に接する気体透過性不透水性層の表面に、微生物が集まった状態で付着する。

【0026】

この結果、廃水処理装置に用いられる場合には、廃水中に含まれる微生物に対して十分な量の酸素を供給して、好気性の微生物の働きを活性化させ、廃水の浄化処理能力を向上させることができる。

【0027】

第４の発明に係るシート構造体は、第１から第３の発明のいずれか１つに係るシート構造体であって、気体透過性不透水性層は、第１端側に開口が形成された袋形状を有している。

【0028】

ここでは、気体送出層の第１面を覆う気体透過性不透水性層として、例えば、気体を透過させ液体を透過させない特性を持つシート材料を貼り合せて構成される袋形状の部材を用いている。

【0029】

これにより、気体送出層を袋形状の開口側から挿入するだけで、気体送出層の第１面を気体透過性不透水性層によって覆った状態を形成することができる。

【0030】

この結果、液体中に浸漬された状態において、気体送出層側へ液体が透過してくることなく、気体送出層側から気体透過性不透水性層を介して、液体中に気体を透過させて供給することができる。

【0031】

第５の発明に係るシート構造体は、第１から第４の発明のいずれか１つに係るシート構造体であって、気体送出層は、第１方向に沿って形成された複数の気体流路を有する中空板状部材によって構成される。

【0032】

ここでは、第１方向に沿って形成された複数の気体流路（通気孔）が配置された中空板状部材を用いて気体送出層を構成する。

【0033】

ここで、中空板状部材とは、例えば、リブ状あるいは波形等の芯材を、表シート（ライナ）と裏シート（ライナ）との間に挟み込むように重ね合わせて構成されるシート状の部材であって、例えば、段ボール材等の構造が挙げられる。そして、中空板状部材は、例えば、紙、プラスチック等によって形成される。

【0034】

これにより、中空板状部材の芯材によって形成される通気孔の部分を気体流路として用いることで、安価な材料を用いて、気体送出層を構成することができる。そして、中空板状部材の表シート（ライナ）を一方の第１面とすると、例えば、表シートの表面に加工等によって開孔を形成することで、気体通過孔とすることができる。

【0035】

この結果、中空板状部材を用いて、気体流路と気体通過孔とを有する気体送出層を構成することができる。

【0036】

第６の発明に係るシート構造体は、第５の発明に係るシート構造体であって、中空板状部材の素材は、紙、樹脂、金属のいずれか１つである。

【0037】

ここでは、好ましい中空板状部材の素材として、例えば、紙、ポリオレフィン、ポリスチレン、塩ビ、ポリエステル等の樹脂、アルミニウム等の金属等を用いることができる。

【0038】

これにより、安価な材料を用いて、気体流路を含む気体送出層を構成することができる。

【0039】

第７の発明に係るシート構造体は、第１から第６の発明のいずれか１つに係るシート構造体であって、気体送出層と気体透過性不透水性層との間に布帛が積層配置されている。

【0040】

ここでは、気体送出層と気体透過性不透水性層との間に、布帛を配置している。
ここで、布帛には、木綿、麻等の織物、不織布等の気体透過性の高い材料が含まれる。

【0041】

これにより、気体送出層の気体流路と気体透過性不透水性層とを連通させる気体通過孔から気体が供給される際に、布帛の層を介して、気体透過性不透水性層に気体が移動することで、気体透過性不透水性層から液体中へ供給される気体が気体通過孔に対応する局所的な範囲ではなく、ある程度の広がりを持った範囲から供給される。

【0042】

この結果、気体透過性不透水性層の表面における気体の供給面積を拡大して、より効率的に液体中へ気体を供給することができる。

【0043】

第８の発明に係るシート構造体は、第７の発明に係るシート構造体であって、布帛の素材は、織布、メッシュシート、不織布、細孔膜のいずれか１つである。

【0044】

ここでは、好ましい布帛の素材として、例えば、織布、メッシュシート、不織布、細孔膜のいずれか１つを用いることができる。
これにより、安価な材料を用いて、気体透過性の高い布帛を構成することができる。

【0045】

第９の発明に係るシート構造体は、第１から第４の発明のいずれか１つに係るシート構造体であって、気体送出層は、一方の第１面に複数の第１気体通過孔を有し、他方の第１面に複数の第２気体通過孔を有し、第１気体通過孔に対して第１方向にずれた位置に複数の第２気体通過孔が位置する。

【0046】

ここでは、気体送出層として、例えば、ハニカム構造を用いた構成において、第１方向における気体流路を確保するために、気体通過孔が第１方向にずれた位置に配置されるように２つのハニカム構造体（一方の第１面、他方の第１面）を重ね合わせている。

【0047】

これにより、気体通過孔の位置がずれた２つ以上のハニカム構造を重ね合わせて用いることで、第１方向における気体流路を形成することができる。

【0048】

なお、ハニカム以外にも、丸、矩形、多角、異形など他の形状で気体通過孔を形成することは可能である。

【0049】

第１０の発明に係る廃水処理装置は、第１から第９の発明のいずれか１つに係るシート構造体を含む浄化ユニットと、廃水を貯留しており浄化ユニットに含まれるシート構造体の少なくとも一部が浸漬される廃水処理槽とを備えている。

【0050】

ここでは、上述したシート構造体を含む浄化ユニットと、この浄化ユニットに含まれるシート構造体の少なくとも一部が浸漬される廃水処理槽とを含む廃水処理装置を構成する。

【0051】

ここで、気体供給源からシート構造体に対して供給される気体には、例えば、廃水中に含まれる好気性の微生物を活性化させる空気（酸素）が含まれる。

【0052】

また、浄化ユニットに含まれるシート構造体は、単数であってもよいし、複数であってもよい。

【0053】

これにより、廃水処理槽中に貯留された廃水中に浄化ユニット（シート構造体）が浸漬された状態で、気体供給源からシート構造体に対して空気（酸素）が供給されることで、廃水中に浸漬されたシート構造体の気体透過性不透水性層の表面から空気を供給することができる。

【0054】

この結果、酸素を供給するポンプを配置することなく、低コストで廃水中の好気性の微生物に対して空気を供給して活性化させ、廃水中に含まれる少なくとも１つの有機物質または窒素源の分解を促進することで、廃水処理能力を向上させることができる。

【0055】

第１１の発明に係る廃水処理装置は、第１０の発明に係る廃水処理装置であって、シート構造体の気体送出層内に気体を送り込む動力部を、さらに備えている。

【0056】

ここでは、例えば、シート構造体の高さが１００ｃｍ以上になった場合でも、十分な廃水処理性能を備えるための構成として、動力部を設けている。

【0057】

ここで、動力部には、空気等の気体を気体送出層へ送り込むファン等が考えられる。
これにより、１００ｃｍ以上の高さを有するシート構造体を用いた場合でも、ファン等の動力部を利用して気体送出層内へ気体を送ることができるため、廃水中に浸漬されるシート構造体の面積を増加させ、かつ十分な量の気体を廃水中へ供給することができる。
この結果、廃水中の酸素濃度を高めて、より高い廃水処理性能を得ることができる。

【0058】

第１２の発明に係るシート構造体の製造方法は、第１から第８の発明のいずれか１つに記載のシート構造体の製造方法であって、配置ステップと、孔形成ステップと、被覆ステップと、を備えている。配置ステップは、気体送出層を配置する。孔形成ステップは、表面に針が配置された針材を用いて、気体送出層における気体透過性不透水性層に面する第１面に、気体通過孔を形成する。被覆ステップは、第１面に気体通過孔が形成された気体送出層を、気体透過性不透水性層によって覆う。

【0059】

ここでは、上述したシート構造体の製造時において、針材を用いて気体送出層の第１面に気体通過孔を形成した後、気体通過孔が形成された第１面を気体透過性不透水性層によって覆う。

【0060】

ここで、孔形成ステップにおいて用いられる針材としては、例えば、ロール状の表面に複数の針が取り付けられた部材、あるいは針１本が取り付けられ手動で気体通過孔を形成するための部材等を用いることができる。

【0061】

これにより、気体送出層の第１面が板材等によって覆われている場合でも、孔形成ステップにおいて針材を用いて加工することで、容易に必要な気体通過孔を形成することができる。
この結果、安価な方法によって、上述したシート構造体を製造することができる。

【0062】

第１３の発明に係るシート構造体の製造方法は、第１２の発明に係るシート構造体の製造方法であって、針材は、ロール状の本体部と、本体部の表面に配置された複数の針と、を有している。

【0063】

ここでは、針材として、ロール状の本体部の表面に複数の針が取り付けられた部材を用いる。

【0064】

これにより、例えば、表面に針のない別のロール状の部材と組み合わせて用いることで、平板とロールとの間に段ボール材等の中空板状部材を通過させるだけで、第１面における所望の位置へ気体通過孔として機能する孔を形成することができる。

【0065】

また、２つのロールを用いる場合でも、ロール間に中空板状部材を通過させることで、中空板状部材の第１面における所望の位置へ気体通過孔として機能する孔を形成することができる。

【0066】

第１４の発明に係るシート構造体の製造方法は、第１２または第１３の発明に係るシート構造体の製造方法であって、被覆ステップでは、第１端側に開口を有する袋状の気体透過性不透水性層の開口から、気体送出層を構成する気体送出層を挿入する。

【0067】

ここでは、上記被覆ステップにおいて、袋状に形成された気体透過性不透水性層の開口から気体送出層を挿入する。

【0068】

これにより、気体送出層の外周（第１面）が気体透過性不透水性層によって覆われた状態を、容易に形成することができる。

【発明の効果】

【0069】

本発明に係るシート構造体によれば、気体送出層（気体流路）における気体送出量を十分に確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0070】

【図1】本発明の一実施形態に係るシート構造体を備えた廃水処理装置の構成示す正面図。

【図2】図１の廃水処理装置の平面図。

【図3】図１の廃水処理装置の側面図。

【図4】図１の廃水処理装置に含まれる浄化ユニットを構成するシート構造体を示す断面図。

【図5】図４のシート構造体を構成する気体送出層を示す斜視図。

【図6】図１の廃水処理装置の廃水処理槽内の廃水中に浸漬されたシート構造体の気体透過性不透水性層の表面に形成される微生物集合体、および微生物による少なくとも１つの有機物質または窒素源の分解について説明する模式図。

【図7】図４のシート構造体の製造方法の流れを示すフローチャート。

【図8】図４のシート構造体を構成する気体透湿性不透水性層を袋状に形成する工程を示す模式図。

【図9】図８の袋状の気体透湿性不透水性層の開口から中空板状部材（段ボール材）を挿入する工程を示す模式図。

【図10】本発明の他の実施形態に係るシート構造体の構成示す断面図。

【図11】図８のＡ部分の拡大図。

【図12】本発明のさらに他の実施形態に係るシート構造体に含まれる気体送出層の構成を示す分解斜視図。

【図13】（ａ）は、図１０の気体送出層を構成するハニカム構造を示す正面図。（ｂ）はその側面図。（ｃ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図。

【図14】図１３（ｃ）のＣ部分の拡大図。

【図15】本発明のさらに他の実施形態に係るシート構造体に含まれる気体送出層の構成を示す分解斜視図。

【図16】（ａ）は、図１２の気体送出層を構成するハニカム構造を示す正面図。（ｂ）はその側面図。（ｃ）は（ａ）のＢ－Ｂ線断面図。

【図17】図１６（ｃ）のＤ部分の拡大図。

【図18】本発明のさらに他の実施形態に係るシート構造体に含まれる気体送出層を示す斜視図。

【図19】本発明の実施例に係るシート構造体と比較例とを比較した図。

【図20】（ａ）は、円形または多角形の断面を有する中空体を気体送出層として用いた構成を示す図。（ｂ）は、（ａ）のＡ－Ａ線断面図。（ｃ）は、（ａ）が多角形の断面を有している場合のＡ－Ａ線断面図。

【図21】（ａ）は、図２０（ａ）等に示す気体送出層を廃水処理槽内へ設置した状態を示す平面図。（ｂ）は、その側面図。

【図22】シート構造体の高さを変化させた場合の第１端部からの距離と気体送出層内の酸素濃度との関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0071】

本発明の一実施形態に係るシート構造体１０およびこれを備えた廃水処理装置５０、シート構造体１０の製造方法について、図１～図９を用いて説明すれば以下の通りである。

【0072】

（廃水処理装置５０）
本実施形態の廃水処理装置５０は、廃水Ｗに含まれる好気性微生物の働きを利用して、廃水Ｗ中の少なくとも１つの有機物質または窒素源を分解して廃水Ｗの浄化処理を行う。そして、廃水処理装置５０は、図１に示すように、廃水処理槽５１と、浄化ユニット５２と、気体供給源５３と、を備えている。

【0073】

なお、好気性微生物を保持させる方法は上記に限定されず、廃水Ｗにシート構造体１０を浸漬させる前に気体透過性不透水性層２１の表面２１ａに例えば塗布等の工程を用いて担持させてもよい。

【0074】

（廃水処理槽５１）
廃水処理槽５１は、図２および図３に示すように、廃水Ｗが貯留される有底の容器であって、互いに対向する側面に流入口５１ａと流出口５１ｂとが設けられている。

【0075】

本実施形態では、流入口５１ａと流出口５１ｂとが常時開放されている。そして、廃水Ｗは、図３に示すように、流入口５１ａから、流入口５１ａに対向する位置に配置された流出口５１ｂに向かって、連続的に供給される。

【0076】

なお、廃水処理槽５１の容積については、特に限定されないが、例えば、１ｍ^３以上１０，０００ｍ^３以下の容積であればよい。

【0077】

（浄化ユニット５２）
浄化ユニット５２は、図１に示すように、廃水処理槽５１の内部に配置されており、複数（本実施形態では５つ）のシート構造体１０を含むように構成されている。そして、浄化ユニット５２は、使用時において、シート構造体１０の上端部分を除いた部分が廃水Ｗ中に浸漬されるように配置される。

【0078】

また、浄化ユニット５２は、図２および図３に示すように、流入口５１ａと流出口５１ｂとを結ぶ直線に対して、各シート構造体１０の面が平行になるように配置されている。これにより、流入口５１ａから廃水処理槽５１内に供給される廃水Ｗは、シート構造体１０によって遮られることなく、流出口５１ｂの方向へ移動する。

【0079】

（シート構造体１０）
シート構造体１０は、平板状の部材であって、廃水Ｗ中の好気性の微生物に対して、低コストで気体（空気、酸素等）を供給するために、廃水処理槽５１に浸漬された状態で使用される。

【0080】

また、平板状のシート構造体１０は、図２および図３に示すように、図中における上下方向（深さ方向）と横方向（水平方向）とに沿って面が展開されるように配置されている。これにより、廃水Ｗとの接触面積が効率的に確保される。本実施形態では、互いに並列に配置された複数のシート構造体１０によって浄化ユニット５２が構成される。

【0081】

なお、気体供給源５３からシート構造体１０を介して廃水Ｗ中に供給される気体としては、好気性の微生物の活性化を促すために、酸素を含む気体であることが好ましい。具体的には、空気であってもよいし、純酸素であってもよい。

【0082】

また、シート構造体１０に対して気体を供給する気体供給源としては、送気装置等を用いることができる。

【0083】

そして、シート構造体１０は、図４に示すように、気体送出層１１と、気体透過性不透水性層２１とを備えている。

【0084】

（気体送出層１１）
気体送出層１１は、後述する気体透過性不透水性層２１によって上端部分を除く外周部分が覆われる。そして、気体送出層１１は、気体供給源５３から上端部に気体が供給され、内部に気体流路Ｓが形成される。より具体的には、気体送出層１１は、図５に示すように、中空板状部材１２と、気体通過孔１３とを有している。

【0085】

なお、気体流路Ｓを構成する気体送出層は、図２０（ａ）～図２０（ｃ）に示すように、円形または多角形の断面を有する中空体によって構成された気体送出層５１１を用いてもよい。

【0086】

この場合には、図２０（ａ）および図２０（ｂ）に示すように、円形の断面を有する中空体としての気体送出層５１１の外周面（第１面）に、気体透過性不透水性層５２１を配置すればよい。

【0087】

また、多角形の断面を有する中空体を用いた構成では、図２０（ｃ）に示すように、多角形（四角形）の断面を有する中空体の４つの側面（第１面）に、気体透過性不透水性層５２１を配置すればよい。

【0088】

このような中空体を用いた気体送出層１１を含むシート構造体１０を構成した場合には、図２１（ａ）および図２１（ｂ）に示すように、所定本数のシート構造体１０を１セットとした複数セットを、廃水処理槽５５１内へ設置すればよい。

【0089】

また、中空体としては、メッシュ状の多角形断面柱などを用いることができる。
例えば、大日本プラスチック社製、高密度ポリエチレン製トリカルパイプＰ－４８９、Ｐ－２２２、Ｐ－２７３、Ｐ－２３９、あるいは、大日本プラスチック社製、ポリエチレン製ネトロンパイプＧＫ－５０、ＨＫ－１００、ポリプロピレン製ネトロンパイプＰ－Ｎ１、Ｐ－５０６などが好適に用いられる。もしくは、ゼビオプラスト社製、高密度ポリエチレン製ネットリング状接触材ＸＥ－５５Ｒ、ＸＥ－６５Ｒ、ＸＥ－９０Ｒ、あるいは、高密度ポリエチレン製網状接触材ＸＥ－５５Ｐ、ＸＥ－６５Ｐ、ＸＥ－９０Ｐ、あるいは、高密度ポリエチレン製流動床用担体ＢＩＯ－１４、ＢＩＯ－３３Ｒ、ＸＥ－５５Ｚなどが好適に用いられる。

【0090】

円形、もしくは多角形断面の外径は、気体の供給性能を高める観点からは５ｍｍ以上が好ましく、１０ｍｍ以上がより好ましく、廃水処理装置５０の容積を小さくする観点から、１００ｍｍ以下が好ましく、６０ｍｍ以下がより好ましい。

【0091】

また、気体送出層１１は、円形または多角形の断面を有する中空体の内部に支持部が配置された構成であってもよい。

【0092】

中空板状部材１２は、気体送出層１１のベース部分を構成する部材であって、内部に気体流路Ｓを形成し、第１方向（図５中の２点差線参照）に気体を移動させるとともに、その側面（表ライナ１２ｂ、裏ライナ１２ｃ）から気体を放出する。そして、中空板状部材１２は、図５に示すように、芯材（支持部）１２ａと、表ライナ（一方の第１面、支持部）１２ｂと、裏ライナ（他方の第１面、支持部）１２ｃと、を有している。中空板状部材１２としては、例えば、段ボールを用いることができる。

【0093】

芯材１２ａは、図５に示すように、リブ状の形状を有しており、板状の表ライナ１２ｂと裏ライナ１２ｃとの間に挟み込まれた状態で配置されている。これにより、表ライナ１２ｂと裏ライナ１２ｃとの間の空間に、リブ状の芯材１２ａによって複数の区画に分断された気体流路Ｓが形成される。

【0094】

また、芯材１２ａは、表ライナ１２ｂおよび裏ライナ１２ｃとともに、表ライナ１２ｂおよび裏ライナ１２ｃ側から押圧された際に、表ライナ１２ｂと裏ライナ１２ｃとの間の隙間が縮小しないように支持する支持部として機能する。つまり、芯材１２ａは、図１等に示すように、表ライナ１２ｂおよび裏ライナ１２ｃとともに、シート構造体１０が廃水Ｗ中に浸漬された状態で気体流路Ｓの断面積が縮小しないように空間を保持する。

【0095】

これにより、気体送出層１１（気体流路Ｓ）における気体送出量を十分に確保することができる。

【0096】

互いに対向配置された表ライナ（一方の第１面）１２ｂおよび裏ライナ（他方の第１面）１２ｃは、図５に示すように、気体送出層１１の表裏面を構成する板状の部材であって、それぞれ複数の貫通孔（気体通過孔１３）が形成されている。

【0097】

なお、図５では、裏ライナ１２ｃに複数の貫通孔（気体通過孔１３）が形成されているが、表ライナ１２ｂにも同様に、複数の貫通孔（気体通過孔１３）が形成されているものとする。

【0098】

気体通過孔１３は、表ライナ１２ｂおよび裏ライナ１２ｃにそれぞれ複数形成された貫通孔であって、芯材１２ａと表ライナ１２ｂと裏ライナ１２ｃとの間に形成される気体流路Ｓと連通する。

【0099】

つまり、気体通過孔１３は、気体供給源５３から気体透過性不透水性層２１までを連通させるために形成されている。

【0100】

なお、気体通過孔１３は、例えば、表ライナ１２ｂおよび裏ライナ１２ｃに対する加工によって形成されている。

【0101】

ここで、好気性微生物は、継続的に酸素が供給されないと活動が低下してしまうため、廃水処理能力を維持するためには、効率よく酸素を供給し続けることが重要である。

【0102】

そこで、本実施形態のシート構造体１０では、気体送出層１１の上端部から気体が供給されると、気体送出層１１の表ライナ（一方の第１面）１２ｂおよび裏ライナ（他方の第１面）１２ｃに形成された複数の気体通過孔１３から、気体透過性不透水性層２１側へ気体が流出する。

【0103】

この結果、気体透過性不透水性層２１の表面に付着している好気性微生物に対して継続的に空気を供給することで、微生物の働きを活性化させて、汚水中の少なくとも１つの有機物質または窒素源を効率よく分解して廃水を浄化することができる。

【0104】

気体送出層１１を構成する各部材の素材としては、紙、セラミック、アルミニウム、鉄、プラスチック（ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、メチルセルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂及びポリビニルブチラール樹脂）等が挙げられる。

【0105】

そして、気体送出層１１を構成する中空板状部材１２の素材としては、強度面が優れていることから、紙、アルミニウム、鉄、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、塩ビ樹脂、ポリエステル樹脂であることが好ましい。

【0106】

また、気体通過孔１３の面積は、３＊１０^－８～２０００ｍｍ^２の範囲であることが好ましく、７＊１０^－７～３５０ｍｍ^２の範囲であることが特に好ましい。

【0107】

なお、気体通過孔１３の面積が上記範囲の下限値を下回った場合には、気体通過孔１３における通気量が低下して、廃水Ｗの処理性能が低下するおそれがある。反対に、気体通過孔１３の面積が上記範囲の上限値を上回った場合には、水圧によって押される気体透過性不透水性層２１の変形量が大きくなり、気体送出層１１内における気体の移動が阻害され、廃水Ｗの処理性能が低下するおそれがある。

【0108】

よって、気体通過孔１３の面積は、上記範囲内に設定されていることが好ましい。
さらに、気体通過孔１３は、気体送出層１１の一方の面（表ライナ１２ｂまたは裏ライナ１２ｃ）の面積に対する気体通過孔１３の開孔率が、１％～９０％の範囲内に設定されていることが好ましく、１％～８０％の範囲内であることが特に好ましい。

【0109】

なお、上記開孔率が下限値を下回った場合には、廃水Ｗ中の微生物への酸素供給が困難となり、廃水Ｗの廃水処理能力が低下するおそれがある。反対に、上記開孔率が上限値を上回った場合には、気体透過性不透水性層２１を支持する部分が少なくなり、水圧によって押される気体透過性不透水性層２１の変形量が大きくなるため、気体送出層１１内における気体の移動が阻害され、廃水Ｗの処理性能が低下するおそれがある。

【0110】

ここで、シート構造体１０の廃水Ｗに接する部分において、気体送出層１１の外形面積Ｓ１（ｍ^２）、気体通過孔１３の総面積Ｓ２（ｍ^２）とすると、気体通過孔１３の開孔率Ｐ（％）は、以下の関係式（１）によって求められる。

【0111】

Ｐ＝Ｓ２／Ｓ１×１００ （１）
また、好気性微生物の活性を維持するという観点から、気体送出層１１の内部において、酸素濃度が最も低い部分で５％以上の酸素濃度が確保されていることが好ましく、１０％以上であることがより好ましい。

【0112】

酸素濃度を上記数値範囲内で維持する方法としては、純酸素を所定量供給することで、酸素濃度を一定に維持することができる。純酸素を供給する方法としては、例えば、動力を用いた送気等が考えられる。

【0113】

シート構造体１０の高さが１００ｃｍより小さい場合、動力を用いなくても気体が十分に供給されるため、エネルギー消費を低減し、装置のコストを抑制する観点から、動力を用いないことが好適である。

【0114】

しかし、シート構造体１０の高さが１００ｃｍより大きくなると、より高い廃水処理性能を得るために、動力部を用いて気体を送ることが好適である。

【0115】

図２２は、高さ２００ｃｍと高さ１００ｃｍの２種類のシート構造体を準備し、それぞれ製作された廃水処理装置における第１端からの距離と気体送出層１１内の酸素濃度との関係を示すグラフである。

【0116】

図２２に示す実施例では、槽内に模擬排水を流し、水温を２４℃から２７℃に維持した状態で３０日経過後の気体送出層内部の気体の酸素濃度を測定した。

【0117】

図２２に示すように、シート構造体１０の高さが１００ｃｍの場合には、廃水処理に十分な酸素濃度であり、良好な廃水処理性能が得られた。

【0118】

一方、シート構造体１０の高さが２００ｃｍの場合には、酸素濃度が低かった。この条件でも廃水処理は可能であったが、シート構造体１０の高さが１００ｃｍの場合と比較すると、良好な処理性能が得られなかった。

【0119】

次に、シート構造体１０の高さが２００ｃｍの場合であっても、気体送出層１１の第１端から配管を挿入し、気体送出層１１の第１端からの距離が１９０ｃｍの位置まで配管を挿入し、配管の他端に動力部を配置して空気を送った場合には、気体送出層１１の内部は、空気と同等の酸素濃度となり、良好な廃水処理性能が得られた。

【0120】

動力を用いて気体を送る方法としては、例えば、廃水処理装置５０にファンを設置し、ファンで生じた気体の流れが気体送出層１１へ入るようにしてもよい。

【0121】

例えば、シート構造体１０の上部にシーリングファンを設置し、シーリングファンによって生じた風が、気体送出層１１に入るようにしてもよい。また、任意の場所に設置したファンの空気出口に配管を設け、気体送出層１１の内部に配管からの気体出口を設置してもよい。

【0122】

また、気体の供給量を向上する他の方法として、シート構造体１０の気体透過性不透水性層２１における気体送出層１１の第１面に接する面積に対する、気体送出層１１の断面積の比率を大きくする方法がある。

【0123】

具体的には、気体送出層１１の第１面で構成される断面の内径を大きくしたり、気体送出層１１の対向配置された第１面の間隔を大きくしたりすることなどが好適である。

【0124】

ここで、気体送出層１１内に形成される気体流路Ｓの上下方向（浸漬時の深さ方向）における長さは、例えば、０．２ｍ以上、好ましくは０．８ｍ以上であってよいし、３．７ｍ以上であってもよい。また、当該長さは、例えば、６ｍ以下、好ましくは４ｍ以下であってよい。気体流路Ｓの上下方向に直交する横方向の長さは、例えば、０．２ｍ以上、好ましくは０．６ｍ以上であってよく、例えば、３．６ｍ以下、好ましくは１．８ｍ以下であってよい。

【0125】

ここで、気体流路Ｓの上下方向の長さが上記下限値以上であることは、気体流路Ｓの維持を容易かつ気体流路Ｓの換気を容易にして廃水処理能を向上させる点で好ましく、上記上限値以下であることは、気体流路Ｓの換気による廃水処理能向上効果をより良好に得る点、および設置容易性の点などで好ましい。

【0126】

また、気体流路Ｓの横方向の長さが上記下限値以上であることは、廃水Ｗとの接触面積を効率的に確保して廃水処理効率を向上させる点で好ましく、上記上限値以下であることは、シート構造体１０全体の強度維持容易性および浄化ユニット５２の設置容易性の点などで好ましい。

【0127】

気体流路Ｓの長さに対する廃水Ｗへの接水長さは、例えば、８０％以上、９５％以下であればよい。接水長さが上記下限値以上であることは、気体流路Ｓから供給される酸素量を良好に確保し廃水処理効率を向上させる点で好ましく、接水長さが上記上限値以下であることは、気体流路Ｓへの廃水Ｗの侵入を防ぐ点で好ましい。

【0128】

あるいは、気体流路Ｓへの廃水Ｗの侵入を防ぐ点では、廃水Ｗの水面がシート構造体１０（気体透過性不透水性層２１）の開口２１ｂから２ｃｍ以上離間するように接水長さが設定されてもよい。

【0129】

気体透過性不透水性層２１の厚みは、例えば、１５μｍ以上、１ｍｍ以下であればよい。当該厚みが上記下限値以上であることは、破損を防止し気体流路Ｓを安定的に確保する点で好ましく、上記上限値以下であることは、酸素透過性を良好に確保し廃水処理効率を向上させる点で好ましい。

【0130】

（気体透過性不透水性層２１）
気体透過性不透水性層２１は、図４に示すように、気体送出層１１の上端部を除く外周部分を覆うように、配置されている。

【0131】

そして、気体透過性不透水性層２１は、シート構造体１０が廃水処理槽５１内に浸漬された状態において、内側（気体送出層１１）から外側（廃水Ｗ）へ空気を透過させ、かつ外側（廃水Ｗ）から内側（気体送出層１１）へ廃水を透過させない特性を有するフィルムによって構成されている。そして、気体透過性不透水性層２１は、その表面２１ａから廃水Ｗ中に空気（酸素）を供給する。

【0132】

これにより、廃水Ｗ中の好気性微生物は、図６に示すように、継続的に空気（酸素）が供給される気体透過性不透水性層２１の表面２１ａに集まってくる。よって、気体透過性不透水性層２１の表面２１ａは、微生物が付着する。

【0133】

また、気体透過性不透水性層２１は、例えば、２枚のフィルムを重ね合わせて３方の端部を接着させて、上端部（気体送出層１１に対して気体が供給される側の端部）に開口２１ｂ（図４参照）を有する袋形状に形成されている。開口部２１ｂの位置あるいは形状は限定されず、また、各端部（袋の上辺、底辺、横辺（縦のライン）も含む）の一部が開口となっていてもよい。

【0134】

そして、開口２１ｂには、上述した気体送出層１１が挿入されることで、気体送出層１１の外周が気体透過性不透水性層２１によって覆われたシート構造体１０が構成される。

【0135】

ここで、気体透過性不透水性層２１とは、気体を透過させるとともに、液体（水や溶液等）を透過させない層を意味している。

【0136】

気体透過性不透水性層２１としては、細孔膜、布帛等を用いることができる。また、気体透過性不透水性層２１は、表面に樹脂が塗布されてもよいし、細孔が形成されていないシートを用いてもよい。さらに、気体透過性不透水性層２１は、単一の材料から構成されてもよいし、複数の材料を組み合わせて構成されていてもよい。

【0137】

気体透過性不透水性層２１の素材は、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、ポリメチルペンテン、ポリテトラフルオロエチレン及びポリフッ化ビニリデンを含めたフッ素樹脂、ポリブタジエン、ポリ（ジメチルシロキサン）を含めたシリコーンベースのポリマー、およびこれらの材料のコポリマーから選ばれるポリマー材料を含む等を含んでもよい。

【0138】

＜シート構造体１０の製造方法＞
本実施形態のシート構造体１０の製造方法は、図７に示すフローチャートに従って行われる。

【0139】

ここで、シート構造体１０は、例えば、袋状に成形された気体透過性不透水性層２１の内部に気体送出層１１を挿入することによって得られる。

【0140】

具体的には、図７に示すステップＳ１１において、気体送出層１１を構成する中空板状部材１２が所定の位置へ配置される（配置ステップ）。

【0141】

次に、ステップＳ１２では、中空板状部材１２の表ライナ１２ｂの表面（一方の第１面）と裏ライナ１２ｃの表面（他方の第１面）とに、それぞれ針材を用いて貫通孔（気体通過孔１３）を複数形成する（孔形成ステップ）。

【0142】

ここで、孔加工を行う針材は、例えば、気体送出層１１の全躯体の表面に針が並べられたロール状の構成を用いてもよい。

【0143】

この場合には、表面に針が配置されたロールを回転させ、ロールと平面との間に中空板状部材１２を通すことで、中空板状部材１２の表面に貫通孔（気体通過孔１３）を形成することができる。

【0144】

なお、気体通過孔１３を形成する針材としては、例えば、ロール状の構成以外に、表面に針が並べられた板を中空板状部材１２の表面に押し付けることで、気体通過孔１３を形成してもよい。

【0145】

さらに、例えば、カッターナイフ等の刃物を用いて、気体通過孔１３を形成してもよい。

【0146】

次に、ステップＳ１３では、略四角形の気体透過性不透水性のフィルムを重ね合わせて３方の端部を貼り合せて、袋状の気体透過性不透水性層２１を形成する。

【0147】

具体的には、図８に示すように、２つのロールＲ１，Ｒ２から繰り出されるフィルムＦ１，Ｆ２を重ね合わせた状態で、３方の端部が熱溶着されて熱溶着部２１ｃが形成される。そして、熱溶着部２１ｃによって３方が封止された状態で、開口２１ｂとなる部分においてフィルムＦ１，Ｆ２が切断される。

【0148】

なお、気体透過性不透水性層２１を袋状に成形する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、２枚の気体透過性不透水性を有する略四角形のフィルムを重ね合わせて、３方の外周端部を接着することによって成形してもよい。あるいは、筒状に成形された気体透過性不透水性のフィルムの一方の開口部のみを接着することで袋状に成形してもよい。あるいは、１枚のフィルムを半分に折りたたんで、左右の端部を熱溶着して袋状に形成してもよい。もしくは、インフレーション成型などで、袋状の気体透過性不透水性層２１を成形してもよい。

【0149】

また、フィルムを接着する方法についても特に限定されるものではなく、例えば、熱融着、両面テープ、接着剤等を用いることができる。

【0150】

熱融着の温度としては、気体透過性不透水性層の融点以上、熱分解温度以下が好ましい。接着剤の材料としては、耐水性、防水性、耐薬品性、耐微生物分解性のうち少なくともひとつを有するものが好ましい。

【0151】

次に、ステップＳ１４では、図９に示すように、袋形状の気体透過性不透水性層２１の開口２１ｂから、気体通過孔１３が形成された中空板状部材１２を挿入する（被覆ステップ）。

【0152】

なお、中空板状部材１２を気体透過性不透水性層２１の開口２１ｂから挿入する方向としては、芯材１２ａ等によって形成される気体流路Ｓの向きに沿って挿入される。

【0153】

これにより、上端部から気体供給源と接続可能な状態で、シート構造体１０を構成することができる。

【0154】

（実施形態２）
本発明の実施形態２に係るシート構造体１１０について、図１０および図１１を用いて説明すれば以下の通りである。

【0155】

本実施形態のシート構造体１１０は、気体送出層１１１と気体透過性不透水性層１２１との間に、布帛１３１が配置されている点において、上記実施形態１の構成とは異なっている。

【0156】

すなわち、本実施形態のシート構造体１１０は、図１０に示すように、気体透過性不透水性層１２１と気体送出層１１１との間に布帛１３１が配置されていてもよい。

【0157】

ここで、布帛１３１は、例えば、メッシュシート、織布、不織布または細孔膜等を用いることができる。

【0158】

また、布帛１３１の素材としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、メチルセルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂及びポリビニルブチラール樹脂等が挙げられる。

【0159】

特に、布帛１３１は、気体透過性の観点から、紙、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、塩ビ樹脂、ポリエステル樹脂によって成形されていることが特に好ましい。

【0160】

布帛１３１が積層された際の接着箇所については、外周部のみでもよいし、気体透過性不透水性層１２１へ気体の供給が可能であれば、気体透過性不透水性層１２１と気体送出層１１１とに対して布帛１３１の全面が接着されていてもよい。

【0161】

これにより、気体透過性不透水性層１２１と気体送出層１１１との間に布帛１３１を介在させることで、図１１に示すように、気体が、布帛１３１内において、気体送出層１１１の面方向に移動することができる。よって、布帛１３１が介在しない構成と比較して、気体送出層１１１の気体通過孔１３から送出される気体を、中空板状部材１２の裏ライナ１２ｃの平面方向に範囲を広げて気体透過性不透水性層１２１へと供給することができる。

【0162】

この結果、廃水Ｗに接する気体透過性不透水性層１２１からは、布帛１３１が介在しない構成と比較して、局所的に気体が供給されるのではなく、より広い範囲から気体を廃水Ｗ中へ供給することができる。

【0163】

また、布帛１３１が気体送出層１１１と気体透過性不透水性層１２１との間に挟み込まれるように配置されていることで、気体通過孔１１３が気体透過性不透水性層１２１への密着によって気体の移動が塞き止められることを防ぐことができる。

【0164】

さらに、布帛１３１を構成する不織布には、細かい空気孔が多数存在しているため、密閉状態にならないという効果も期待できる。

【0165】

なお、例えば、気体透過性不透水性層１２１における廃水Ｗと接する面とは反対側の面に凹凸が形成されていてもよい。当該構成でも、布帛を配置したときと同様の効果を奏することができる。

【0166】

（実施形態３）
本発明の実施形態３に係るシート構造体について、図１２～図１４を用いて説明すれば以下の通りである。

【0167】

なお、本実施形態のシート構造体は、気体送出層２１１を構成する部材として、中空板状部材の代わりに、ハニカム構造を採用している点において、上記実施形態１の構成とは異なっている。

【0168】

すなわち、本実施形態のシート構造体を構成する気体送出層２１１は、図１２に示すように、ハニカム構造を有する第１構造体２１２と、第１構造体２１２のセル（気体通過孔２１２ａ）とは大きさが異なるセル（気体通過孔２１３ａ）が配置されるハニカム構造を有する第２構造体２１３と、を組み合わせて構成される。

【0169】

これにより、図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、第１構造体２１２と第２構造体２１３とを重ねて配置すると、第１構造体２１２の気体通過孔２１２ａと第２構造体２１３の気体通過孔２１３ａとは、図１３（ｃ）に示すように、上下方向においてずれた位置に配置される。

【0170】

この結果、気体送出層２１１の上端部から空気が供給されると、図１４に示すように、互いの気体通過孔２１２ａ，２１３ａのずれた部分を介して、気体流路Ｓが形成される第１方向に気体を移動させることができる。

【0171】

すなわち、本実施形態では、ハニカム構造を形成する大きさが異なる気体通過孔２１２ａ，２１３ａを有する第１構造体２１２と第２構造体２１３とを組み合わせて、気体送出層２１１を構成することで、気体通過孔２１２ａ，２１３ａをそのまま気体通過孔として用いることができる。

【0172】

さらに、互いに大きさが異なる気体通過孔２１２ａ，２１３ａを有する第１構造体２１２と第２構造体２１３とを組み合わせて気体送出層２１１を構成することで、その気体通過孔２１２ａ，２１３ａがずれた空間を介して気体流路Ｓを形成することができる。

【0173】

これにより、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。
なお、気体送出層２１１は、第１構造体２１２と第２構造体２１３のハニカム構造を部分的に接着し、多重に積層された面材を面の法線方向において展張すること、気体流路および気体通過孔を形成することができる。

【0174】

ただし、展張する前の段階で、面材に孔開け加工を施すことで、気体流路および気体通過孔を形成してもよい。その場合、第１構造体のみで空気を供給することが可能である。

【0175】

また、気体送出層２１１を構成する第１構造体２１２および第２構造体２１３としては、上記実施形態１で説明した中空板状部材と同様の素材を用いて形成されていればよい。

【0176】

（実施形態４）
本発明の実施形態４に係るシート構造体について、図１５～図１７を用いて説明すれば以下の通りである。

【0177】

なお、本実施形態のシート構造体は、上記実施形態３と同様に、気体送出層３１１を構成する部材として、中空板状部材は、図５の芯材（支持部）１２ａの配置が一直線の形状の段ボール材の代わりに、図５の芯材（支持部）１２ａの位置関係がハニカム構造になっている構成を採用している点において、上記実施形態１の構成とは異なっている。

【0178】

そして、本実施形態のシート構造体は、気体送出層３１１を構成する第１構造体３１２と第２構造体３１３とが略同じ大きさの気体通過孔３１２ａ，３１３ａを有している点で、上記実施形態３とは異なっている。

【0179】

すなわち、本実施形態のシート構造体は、図１５に示すように、ハニカム構造を有する第１構造体３１２と、第１構造体３１２のセル（気体通過孔３１２ａ）とは第１方向（図中上下方向）にずれ位置に配置されたセル（気体通過孔３１３ａ）を有するハニカム構造を有する第２構造体３１３と、を組み合わせて構成される。

【0180】

これにより、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、第１構造体３１２と第２構造体３１３とを上下方向においてずらした状態で重ねて配置すると、第１構造体３１２の気体通過孔３１２ａと第２構造体３１３の気体通過孔３１３ａとは、図１６（ｃ）に示すように、上下方向においてずれた位置に配置される。

【0181】

この結果、気体送出層３１１の上端部から空気が供給されると、図１７に示すように、互いの気体通過孔３１２ａ，３１３ａのずれた部分を介して、気体流路Ｓが形成される第１方向に気体を移動させることができる。

【0182】

すなわち、本実施形態では、ハニカム構造を形成する略同じ大きさの気体通過孔３１２ａ，３１３ａを有する第１構造体３１２および第２構造体３１３を組み合わせて、気体送出層３１１を構成することで、気体通過孔３１２ａ，３１３ａをそのまま気体通過孔として用いることができる。

【0183】

さらに、互いに大きさが異なる気体通過孔３１２ａ，３１３ａを有する第１構造体３１２と第２構造体３１３とを組み合わせて気体送出層３１１を構成することで、その気体通過孔３１２ａ，３１３ａがずれた空間を介して気体流路Ｓを形成することができる。

【0184】

これにより、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。
なお、気体送出層３１１は、第１構造体３１２と第２構造体３１３のハニカム構造を部分的に接着し、多重に積層された面材を面の法線方向において展張すること、気体流路および気体通過孔を形成することができる。

【0185】

ただし、展張する前の段階で、面材に孔開け加工を施すことで、気体流路および気体通過孔を形成してもよい。その場合、第１構造体のみで空気を供給することが可能である。

【0186】

また、気体送出層３１１を構成する第１構造体３１２および第２構造体３１３としては、上記実施形態１で説明した中空板状部材と同様の素材を用いて形成されていればよい。

【0187】

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0188】

（Ａ）
上記実施形態のシート構造体１０は、廃水中の微生物によって廃水を浄化するための廃水処理装置５０に用いられた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

【0189】

例えば、液体中に酸素を供給することで液体中の金属イオンや金属化合物イオン等を酸化させ析出もしくは沈殿物形成させることで、上記金属イオンや金属化合物イオン等を液体から分離する装置に、本発明のシート構造体を適用してもよい。もしくは、液体中に還元性の気体を供給することで液体中の金属イオンや金属化合物イオン等を還元させ析出もしくは沈殿物形成させることで、上記金属イオンや金属化合物イオン等を液体から分離する装置に本発明のシート構造体を適用してもよい。

【0190】

また、例えば、液体中に安定的な酸素供給が必要な廃水処理装置以外の各種装置に対して本発明のシート構造体を適用してもよい。

【0191】

例えば、液体中に溶解している気体を分離する装置に、本発明のシート構造体を適用してもよい。具体的には、液体中に溶解している低分子量の炭化水素系化合物の分離等が挙げられる。この場合、気体の移動方向は上記に示した実施形態とは逆になる。

【0192】

（Ｂ）
上記実施形態では、平面状のシート構造体１０を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

【0193】

例えば、平面状のシート構造体が巻回された構造を用いてもよいし、筒状に成型されたシート構造体を用いてもよい。

【0194】

（Ｃ）
上記実施形態では、袋形状に成形された気体透過性不透水性層２１の開口２１ｂから、気体送出層１１を挿入して、シート構造体１０を構成した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

【0195】

例えば、気体送出層の表面に気体透過性不透水性層が積層接着された構成であってもよい。

【0196】

接着する部位としては、気体透過性不透水性層の外周部のみを接着していてもよいし、気体透過性不透水性層への気体の供給が可能であれば、気体透過性不透水性層と気体送出層とが全面において接着されていてもよい。

【0197】

（Ｄ）
上記実施形態では、リブ状の芯材１２ａと表ライナ１２ｂと裏ライナ１２ｃとを含む気体送出層１１を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

【0198】

例えば、図１８に示すように、気体流路Ｓに沿って配置された断面視において波形の芯材（支持部）４１２ａを有し、気体通過孔４１３が複数形成された表ライナ（一方の第１面）４１２ｂと裏ライナ４１２ｃとの間に配置した中空板状部材４１２を気体送出層４１１として用いてもよい。

【0199】

（Ｅ）
上記実施形態３，４では、第１構造体２１２，３１２と第２構造体２１３，３１３という２枚のハニカム構造の部材を組み合わせて、気体送出層２１１，３１１をそれぞれ構成した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

【0200】

例えば、３枚以上のハニカム構造の部材を組み合わせて、気体送出層を構成してもよい。

【実施例】

【0201】

ここでは、上述した本発明のシート構造体１０を用いて、廃水Ｗ中に含まれる少なくとも１つの有機物質または窒素源を浄化する処理能力について比較例と比較した上で検証した結果を、図１９に示す。

【0202】

（有機物除去率の評価）
下記組成の模擬排水を溜めることが可能な評価槽内に高さ９０ｃｍ、幅６０ｃｍのシート構造体１０を設置し、評価槽を模擬排水で満たし、有機物の分解を担う微生物として土壌微生物を５ｇ添加した。模擬排水を連続的に流入、流出させることで、排水処理性能を評価した。有機物面積負荷が１３ｇＣＯＤ／ｍ^２・ｄ、有機物容積負荷が、０．３ｋｇＣＯＤ／ｍ^３・ｄとなるように、評価槽の大きさと模擬排水の流量を調整した。評価槽は、槽内にヒータを設置することで評価槽内の水温を２７±３℃に維持した。

【0203】

＜有機物含有水の組成＞
溶性でんぷん：０．８ｇ／Ｌ、ペプトン：０．０８４ｇ／Ｌ、イーストエキス：０．４ｇ／Ｌ、尿素：０．０５２ｇ／Ｌ、ＣａＣｌ２：０．０５５ｇ／Ｌ、ＫＨ２ＰＯ４：０．０１７ｇ／Ｌ、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ：０．００１ｇ／Ｌ、ＫＣｌ：０．０７ｇ／Ｌ、ＮａＨＣＯ３：０．０２９ｇ／Ｌ。

【0204】

また、溶媒として、積水化学工業株式会社京都研究所における水道水を用いた。
２８日、２９日、３０日経過後時点で流入水のＣＯＤＣｒ濃度Ａ（ｍｇ／Ｌ）、流出水のＣＯＤＣｒ濃度Ｂ（ｍｇ／Ｌ）を測定し、下記関係式にて算出されるｒの前記３点の平均値を有機物除去率Ｒ（％）とした。

【0205】

ｒ＝（Ａ－Ｂ）／Ａ×１００
ＣＯＤＣｒ濃度は、ＷＴＷ社製吸光度式水質測定器ｐｈｏｔｏＬａｂ７６００ＵＶ－ＶＩＳとＶＡＲＩＯ ＣＯＤ測定試薬ＬＲを用い、製品にて規定されているプロトコルに従い測定を行った。ＣＯＤＣｒ濃度が前記測定試薬の測定範囲を上回る場合は、測定範囲に入るように測定するサンプルをイオン交換水にて希釈し、測定値に希釈倍率を乗じてＣＯＤＣｒ濃度の測定値とした。

【実施例1】

【0206】

本実施例では、気体送出層１１としては、リブ状の芯材の配置が一直線の形状で、リブ状の芯材を、板状の表シート（ライナ）と板状の裏シート（ライナ）との間に挟み込むように重ね合わせた構成の中空板状部材である(株)ヤマコー社製プラスチック段ボール（厚み５ｍｍ、目付量８００ｇ／ｍ^２）を用いた。

【0207】

このプラスチック段ボール上において、表面に複数の針が配置されたロールを回転させ、ロールと平面との間にプラスチック段ボールを通過させることで、プラスチック段ボールの表面に複数の気体通過孔１３を形成した。

【0208】

気体通過孔１３の寸法は、幅約２ｍｍ、長さ約１ｍｍであって、表面に占める気体通過孔の面積の総和の比（開孔率）は約２％であった。

【0209】

表ライナ１２ｂには、気体透過性不透水性層２１として、透気性防水性フィルムに不織布が積層されたシート（積水化学工業社製、セルポアＮＷ０７Ｈ、両面に不織布を保持している）を、不織布の部分が廃水Ｗに接するように積層した。このとき、シート構造体の気体流路Ｓの長さに対する廃水Ｗへの接水長さは、９０％であった。

【0210】

気体送出層１１、布帛１３１、気体透過性不透水性層２１の積層体であるシート構造体１０を、気体送出層１１に廃水Ｗが侵入しないように、廃水処理槽５１内に設置した。

【0211】

この結果、有機物除去率は、７２％であった。

【実施例2】

【0212】

本実施例では、気体送出層１１の気体通過孔１３の総和の比（開孔率）を、約２％から１０％に変更した以外は、上記実施例１と同様のシート構造体を用いた。

【0213】

この結果、シート構造体を用いた場合、有機物除去率は８５％であった。

【実施例3】

【0214】

本実施例では、気体送出層１１の気体通過孔１３の総和の比（開孔率）を、約２％から約５５％に変更した以外は、上記実施例１と同様のシート構造体を用いた。

【0215】

このシート構造体を用いた場合、有機物除去率は８７％であった。

【実施例4】

【0216】

本実施例では、気体送出層１１の気体通過孔１３の総和の比（開孔率）を、約２％から約７８％に変更した以外は、上記実施例１と同様のシート構造体を用いた。

【0217】

この結果、シート構造体を用いた場合、有機物除去率は８９％であった。

【実施例5】

【0218】

本実施例では、透気性防水性フィルムＮＷ０７Ｈにおいて、気体送出層側の不織布を除去した以外は、上記実施例２と同様のシート構造体を用いた。

【0219】

このシート構造体を用いた場合、有機物除去率は６７％であった。

【実施例6】

【0220】

本実施例では、透気性防水性フィルムと気体送出層との間に布帛（東洋紡社製の不織布、ボランス７２１７Ｐ、目付量２２０ｇ／ｍ２、厚み０．９ｍｍ）を積層した以外は、上記実施例５と同様のシート構造体を用いた。

【0221】

このシート構造体を用いた場合、有機物除去率は８５％であった。

【実施例7】

【0222】

本実施例では、透気性防水性フィルムと気体送出層との間に布帛（ユニチカ社製の不織布、８２６０７ＷＳＯ、目付量２６０ｇ／ｍ２、厚み０．７ｍｍ）を積層した以外は、上記実施例５と同様のシート構造体を用いた。

【0223】

このシート構造体を用いた場合、有機物除去率は７８％であった。

【実施例8】

【0224】

本実施例では、透気性防水性フィルムと気体送出層との間に布帛（ユニチカ社製の不織布、エルベスＩＩ、目付量３０ｇ／ｍ２、厚み０．１ｍｍ）を積層した以外は、上記実施例５と同様のシート構造体を用いた。

【0225】

このシート構造体を用いた場合、有機物除去率は７２％であった。

【実施例9】

【0226】

本実施例では、気体送出層１１として(株)ヤマコー社製プラスチック段ボール（厚み１２ｍｍ、目付量１８００ｇ／ｍ^２）を用い、気体送出層１１の気体通過孔１３の総和の比（開孔率）を、約２％から約５％に変更した以外は、上記実施例１と同様のシート構造体を用いた。

【0227】

このシート構造体を用いた場合、有機物除去率は８６％であった。

【実施例10】

【0228】

本実施例では、気体送出層１１としてゼビオプラスト社製流動床用担体ＸＥ－５５Ｚ（高密度ポリエチレン製、外径５５ｍｍ、内径４７ｍｍ、開孔率４４％、目付量９９０ｇ／ｍ^２）を用いた。

【0229】

流動床用担体は、円筒状であるが、高さが９００ｍｍになるように円筒の高さ方向に流動床担体が接続されており、円筒状の気体送出層１１として使用された。

【0230】

円筒状の気体送出層１１には、気体透過性不透水性層２１として、透気性防水性フィルムに不織布が積層されたシート（セルポアＮＷ０７Ｈ）が不織布の部分が廃水Ｗに接するように積層されたシート構造体１０を用いた。このとき、シート構造体１０の気体流路Ｓの長さに対する廃水への接水長さは、９０％であった。

【0231】

気体送出層１１および気体透過性不透水性層２１の積層体を、気体送出層１１に廃水Ｗが侵入しないように、廃水処理槽５１内に設置した。本実施例では、実施例１～９までとは異なり、上述した高さ９００ｍｍの積層体７個を気体送出層の円筒の円の直径方向に直線状に配列させ、廃水処理槽５１内に設置した。

【0232】

この結果、有機物除去率は、７０％であった。

【実施例11】

【0233】

気体送出層１１として、大日本プラスチックス社製ネトロンパイプＰ－Ｎ１．５（ポリプロピレン製、外径３５ｍｍ、内径２８ｍｍ、開孔率２８％、目付量１１３０ｇ／ｍ^２）を用いた以外は、実施例１０と同様のシート構造体１０を用いた。本実施例では、積層体１２個を気体送出層の円筒の円の直径方向に直線状に配列させ、廃水処理槽５１内に設置した。

【0234】

この結果、有機物除去率は、７７％であった。

【比較例１】

【0235】

本比較例では、気体送出層１１に気体透過孔１３を設けなかったこと以外は、上記実施例１と同様のシート構造体を用いた。

【0236】

この結果、有機物除去率は２２％であり、有機物は嫌気的に処理されていた。

【比較例２】

【0237】

上記実施例１，２の比較例として、気体送出層がタキロンシーアイ社製塩ビ樹脂製の波板（硬質塩ビナミイタ、スレート小波、ピッチ約６３ｍｍ、谷深さ１８ｍｍ）を用いるとともに、布帛を用いなかった点を除いて、上記実施例１，２と同様のシート構造体を作成した。

【0238】

本比較例では、気体送出層、気体透過性不透水性層の積層体であるシート構造体を、気体送出層に廃水が侵入しないように、廃水処理槽内へ設置した。

【0239】

この結果、有機物除去率は、６０％まで低下した。
このように、実施例１～９と比較例１との結果を比較すると、気体送出層１１に気体透過孔１３を用いていないため、布帛を用いても良好に酸素供給が出来ず、好気性微生物の活性化に寄与できなかった。そのため有機物除去率の効率が悪かった。

【0240】

また、実施例１～９と比較例１との結果を比較すると、気体送出層として、段ボール材の代わりに波板を用いたことにより、水圧により波板に気体透過性不透水性層が追従してしまい、気体流路が狭くなってしまった。その結果、気体供給源の酸素が好気性微生物に送りこまれず、有機物除去率が低下することが分かった。

【0241】

さらに、実施例１～４および６～９では気体送出層と気体透過性不透水性層の間に布帛を介在させていることで、法線方向の空間が広くなるため酸素の供給が滞りなく進み、効率よく有機物除去ができていることが分かった。

【0242】

また、実施例５では布帛を用いていないが、比較例２と比べると中空板状部材の段ボールをシート構造体に用いていることから、気体透過性不透水性層が追従しにくく、比較的効率よく有機物除去が出来ていることが分かった。

【産業上の利用可能性】

【0243】

本発明のシート構造体は、気体送出層（気体流路）における気体送出量を十分に確保することができるという効果を奏することから、液体中に浸漬された状態で気体を液体中に供給する各種装置に対して広く適用可能である。

【符号の説明】

【0244】

１０ シート構造体
１１ 気体送出層
１２ 段ボール材（中空板状部材）
１２ａ 芯材（支持部）
１２ｂ 表ライナ（一方の第１面、支持部）
１２ｃ 裏ライナ（他方の第１面、支持部）
１３ 気体通過孔
２１ 気体透過性不透水性層
２１ａ 表面
２１ｂ 開口
２１ｃ 熱溶着部
５０ 廃水処理装置
５１ 廃水処理槽
５１ａ 流入口
５１ｂ 流出口
５２ 浄化ユニット
５３ 気体供給源
１１０ シート構造体
１１１ 気体送出層
１１３ 気体通過孔
１２１ 気体透過性不透水性層
１３１ 布帛
２１１ 気体送出層
２１２ 第１構造体（ハニカム構造）
２１２ａ 気体通過孔
２１３ 第２構造体（ハニカム構造）
２１３ａ 気体通過孔
３１１ 気体送出層
３１２ 第１構造体（ハニカム構造）
３１２ａ 気体通過孔
３１３ 第２構造体（ハニカム構造）
３１３ａ 気体通過孔
４１１ 気体送出層
４１２ 段ボール材（中空板状部材）
４１２ａ 芯材（支持部）
４１２ｂ 表ライナ（一方の第１面、支持部）
４１２ｃ 裏ライナ（他方の第１面、支持部）
４１３ 気体通過孔
Ｆ１，Ｆ２ フィルム
Ｒ１，Ｒ２ ロール
Ｓ 気体流路
Ｗ 廃水

【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】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】