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JP2022152743A - Wastewater treatment equipment and wastewater treatment method - Google Patents

Wastewater treatment equipment and wastewater treatment method Download PDF

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JP2022152743A
JP2022152743A JP2021055623A JP2021055623A JP2022152743A JP 2022152743 A JP2022152743 A JP 2022152743A JP 2021055623 A JP2021055623 A JP 2021055623A JP 2021055623 A JP2021055623 A JP 2021055623A JP 2022152743 A JP2022152743 A JP 2022152743A
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JP
Japan
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gas
wastewater
wastewater treatment
resin
nitrifying bacteria
Prior art date
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Pending
Application number
JP2021055623A
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Japanese (ja)
Inventor
加奈 松島
Kana MATSUSHIMA
良和 石井
Yoshikazu Ishii
健太 奥野
Kenta Okuno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

【課題】従来の微生物を用いた廃水処理装置では、窒素化合物を含有する廃水を効率的に処理することができなかった。【解決手段】廃水処理装置(100)は、廃水を処理する反応槽(51)と、反応槽(51)中で、廃水に浸漬して配置される気体供給体(10)と、を含む。気体供給体(10)は、酸素を含む気体を内側から廃水に供給し、かつ、硝化菌を廃水に接する外側表面に担持する。【選択図】図4A wastewater treatment apparatus using conventional microorganisms cannot efficiently treat wastewater containing nitrogen compounds. A wastewater treatment apparatus (100) includes a reaction vessel (51) for treating wastewater, and a gas supply (10) disposed submerged in the wastewater in the reaction vessel (51). The gas supplier (10) supplies oxygen-containing gas to the wastewater from the inside and carries nitrifying bacteria on the outer surface in contact with the wastewater. [Selection drawing] Fig. 4

Description

本開示は、窒素化合物を含有する廃水を反応槽に導入し、硝化菌に酸素を供給して、前記廃水を処理する廃水処理装置、および、廃水処理方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method, in which wastewater containing nitrogen compounds is introduced into a reaction tank, oxygen is supplied to nitrifying bacteria, and the wastewater is treated.

好気性微生物を用いた廃水処理が知られている。しかし、微生物を用いた廃水処理において、窒素化合物の生分解反応(硝化反応、脱窒反応)は、その反応を阻害する有機物であるBOD物質(BOD原因物質)が除去されたあとに始まる。そのため、有機物除去と窒素化合物除去を同時に行うことは困難であるという課題がある。 Wastewater treatment using aerobic microorganisms is known. However, in wastewater treatment using microorganisms, the biodegradation reaction (nitrification reaction, denitrification reaction) of nitrogen compounds begins after removal of BOD substances (BOD causative substances), which are organic substances that inhibit the reaction. Therefore, there is a problem that it is difficult to simultaneously remove organic matter and remove nitrogen compounds.

特許文献1に記載された廃水処理方法では、酸素供給を膜内より行うことで、膜表面に好気性の硝化菌、その外層(排水側)に脱窒菌が定着し、同一槽内で硝化脱窒(窒素除去)が可能である。しかし、硝化菌は他の微生物や脱窒菌にと比較して増殖速度が非常に遅く、窒素化合物以外にも汚濁物質が存在する場合、硝化菌以外の菌が増殖してしまう。さらに、MABRでは、酸素供給方向と有機物供給方向が逆向きである為に微生物膜の剥離が抑制されるが、微生物膜の新生、更新も起こりにくく、一度形成された微生物膜は長期間にわたって維持されるため、前述の状態では、硝化反応が十分に進行しなくなるという問題がある。 In the wastewater treatment method described in Patent Document 1, oxygen is supplied from the inside of the membrane, so that aerobic nitrifying bacteria settle on the surface of the membrane and denitrifying bacteria settle on the outer layer (wastewater side) of the membrane, and nitrification and denitrification occur in the same tank. Nitrogen (nitrogen removal) is possible. However, nitrifying bacteria grow very slowly compared to other microorganisms and denitrifying bacteria, and when contaminants other than nitrogen compounds are present, bacteria other than nitrifying bacteria grow. Furthermore, in MABR, since the oxygen supply direction and the organic matter supply direction are opposite, peeling of the microbial film is suppressed. Therefore, in the aforementioned state, there is a problem that the nitrification reaction does not proceed sufficiently.

特許文献2、及び特許文献3に記載された処理方法では、中空糸表面に硝化菌、又は脱窒菌のいずれか一方を担持し、硝化、又は脱窒に係る微生物の馴養期間を短縮している。しかし、中空糸を利用する方法では、細孔付近にしか酸素供給されず、有効表面積を保つためにバイオフィルムを剥離させるために曝気する必要があり、脱窒のための高い嫌気度を保つことが困難であるため、硝化槽と脱窒槽を別々に設置する必要がある。窒素化合物の二段階の分解工程、則ち硝化反応と脱窒反応を別々の槽で行うため、反応槽設置スペースおよびコストが高くなるという問題がある。 In the treatment methods described in Patent Documents 2 and 3, either nitrifying bacteria or denitrifying bacteria are carried on the hollow fiber surface to shorten the acclimatization period of microorganisms involved in nitrification or denitrification. . However, in the method using hollow fibers, oxygen is supplied only to the vicinity of the pores, and in order to maintain the effective surface area, it is necessary to aerate to peel off the biofilm, and it is necessary to maintain a high degree of anaerobicity for denitrification. Therefore, it is necessary to install the nitrification and denitrification tanks separately. Since the two-step decomposition process of nitrogen compounds, that is, the nitrification reaction and the denitrification reaction are carried out in separate tanks, there is a problem that the reaction tank installation space and cost increase.

特開2019-104007公報JP 2019-104007 特許第5039093号公報Japanese Patent No. 5039093 特許第3474476号公報Japanese Patent No. 3474476

従来の微生物を用いた廃水処理装置では、窒素化合物を含有する廃水を効率的に処理することができなかった。 Conventional wastewater treatment equipment using microorganisms cannot efficiently treat wastewater containing nitrogen compounds.

本開示の第1観点の廃水処理装置は、硝化菌に酸素を供給して、窒素化合物を含有する廃水を処理する廃水処理装置であって、
廃水を処理する反応槽と、
前記反応槽中で、廃水に浸漬して配置される気体供給体と、を含み、
前記気体供給体は、前記酸素を含む気体を内側から廃水に供給し、かつ、前記硝化菌を廃水に接する外側表面に担持する。
A wastewater treatment apparatus according to a first aspect of the present disclosure supplies oxygen to nitrifying bacteria to treat wastewater containing nitrogen compounds,
a reactor for treating wastewater;
a gas feed disposed submerged in waste water in the reaction vessel;
The gas supplier supplies the oxygen-containing gas from the inside to the wastewater and supports the nitrifying bacteria on the outer surface that contacts the wastewater.

第2観点の廃水処理装置は、第1観点の廃水処理装置であって、前記気体供給体は、前記廃水に接する外側表面に防水透気膜を備える。 The wastewater treatment apparatus of the second aspect is the wastewater treatment apparatus of the first aspect, wherein the gas supply body has a waterproof air permeable membrane on its outer surface that contacts the wastewater.

第3観点の廃水処理装置は、第2観点の廃水処理装置であって、前記防水透気膜は、微生物粘着性である。 The wastewater treatment apparatus of the third aspect is the wastewater treatment apparatus of the second aspect, wherein the waterproof air permeable membrane is adherent to microorganisms.

第4観点の廃水処理装置は、第1観点~第3観点のいずれかの廃水処理装置であって、前記気体供給体は複数である。 A wastewater treatment apparatus according to a fourth aspect is the wastewater treatment apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the gas supply bodies are plural.

第5観点の廃水処理方法は、気体供給体を設置した反応槽に、窒素化合物を含有する廃水を導入して、廃水を処理する、廃水処理方法であって、
前記反応槽に、廃水と、硝化菌を含む微生物製剤とを供給し、前記気体供給体を廃水に浸漬させ、
廃水に浸漬された前記気体供給体の内側に酸素を含むガスを供給し、前記ガスを前記気体供給体の外側表面に移動させ、前記硝化菌に供給する。
The wastewater treatment method of the fifth aspect is a wastewater treatment method in which wastewater containing a nitrogen compound is introduced into a reaction tank in which a gas supply is installed to treat the wastewater,
supplying waste water and a microbial preparation containing nitrifying bacteria to the reaction tank, immersing the gas supplier in the waste water;
A gas containing oxygen is supplied to the inside of the gas feed immersed in the wastewater, and the gas is transferred to the outer surface of the gas feed and supplied to the nitrifying bacteria.

第6観点の廃水処理方法は、第5観点の廃水処理方法であって、前記気体供給体は、廃水に接する外側表面に防水透気膜を備える。 A wastewater treatment method according to a sixth aspect is the wastewater treatment method according to the fifth aspect, wherein the gas supplier has a waterproof gas-permeable membrane on its outer surface in contact with the wastewater.

第7観点の廃水処理方法は、第6観点の廃水処理方法であって、前記防水透気膜は、微生物粘着性である。 The wastewater treatment method of the seventh aspect is the wastewater treatment method of the sixth aspect, wherein the waterproof air permeable membrane is adherent to microorganisms.

第8観点の廃水処理方法は、第5観点~第7観点の廃水処理方法であって、前記気体供給体は複数である。 The wastewater treatment method of the eighth aspect is the wastewater treatment method of the fifth to seventh aspects, wherein the gas supply is plural.

第9観点の廃水処理方法は、第5観点~第8観点の廃水処理方法であって、前記反応槽に、最初に廃水を供給する時に、同時に、前記硝化菌を供給する。 The wastewater treatment method of the ninth aspect is the wastewater treatment method of the fifth to eighth aspects, wherein the nitrifying bacteria are supplied at the same time as the wastewater is initially supplied to the reaction tank.

第10観点の廃水処理方法は、第5観点~第9観点の廃水処理方法であって、前記反応槽に、最初に廃水を供給する時に、同時に、前記硝化菌を供給する。 The wastewater treatment method of the tenth aspect is the wastewater treatment method of the fifth to ninth aspects, wherein the nitrifying bacteria are supplied at the same time as the wastewater is initially supplied to the reaction tank.

本実施形態の気体供給体を用いた廃水処理装置では、馴養初期に硝化菌を投入することで、気体供給体表面の微生物支持層に硝化菌と脱窒菌の両方が担持され、1つの槽内で窒素化合物の除去を効率的に行うことができ槽設置スペースおよびコストを抑えることができる。 In the wastewater treatment apparatus using the gas supplier of the present embodiment, nitrifying bacteria are introduced at the initial stage of acclimatization, so that both the nitrifying bacteria and the denitrifying bacteria are supported on the microbial support layer on the surface of the gas supplier, and in one tank. , nitrogen compounds can be efficiently removed, and tank installation space and costs can be reduced.

更には、無孔膜は膜表面全体から酸素が供給できるので、有効膜に比べ酸素供給面で有利である。さらに、中空糸は有効表面積を保つためにバイオフィルムを剥離させるために曝気するが、平板ではその必要がない。そのため、バイオフィルム外のシートから離れた領域の槽内の嫌気度を高く保つことができるため、高い脱窒性能が期待できる。 Furthermore, since the nonporous membrane can supply oxygen from the entire surface of the membrane, it is more advantageous in terms of oxygen supply than the effective membrane. In addition, hollow fibers aerate to detach biofilms to maintain effective surface area, whereas flat plates do not. Therefore, high denitrification performance can be expected because the anaerobic degree in the tank can be kept high in the area away from the sheet outside the biofilm.

第1実施形態の廃水処理装置100の鉛直断面図である。1 is a vertical sectional view of a wastewater treatment device 100 of a first embodiment; FIG. 第1実施形態の廃水処理装置100の水平断面図である。1 is a horizontal sectional view of a wastewater treatment device 100 of a first embodiment; FIG. 第1実施形態の廃水処理装置100の鉛直断面図である。図1と直交する断面を示す。1 is a vertical sectional view of a wastewater treatment device 100 of a first embodiment; FIG. 2 shows a cross section orthogonal to FIG. 1; 第1実施形態の気体供給体10の鉛直断面図である。2 is a vertical cross-sectional view of the gas supply body 10 of the first embodiment; FIG. 図4の気体供給体10を構成する気体送出層12を示す斜視図である。5 is a perspective view showing a gas delivery layer 12 that constitutes the gas supplier 10 of FIG. 4. FIG. 図1の廃水処理装置100の廃水処理槽51内の廃水中に浸漬された気体供給体10の防水透気膜21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である。Microorganism aggregates formed on the surface of the waterproof air permeable membrane 21 of the gas supplier 10 immersed in the wastewater in the wastewater treatment tank 51 of the wastewater treatment apparatus 100 of FIG. 1, and at least one organic substance or nitrogen by the microorganisms It is a schematic diagram explaining decomposition|disassembly of a source. 本発明に係る気体供給体に含まれる気体送出層の構成を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of a gas delivery layer included in the gas supply body according to the present invention; 本発明に係る気体供給体に含まれる気体送出層を示す斜視図である。4 is a perspective view showing a gas delivery layer included in the gas supplier according to the present invention; FIG. 第2実施形態の気体供給体10aの鉛直断面図である。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of a gas supply body 10a of a second embodiment; 第2実施形態の変形例の気体供給体10aの鉛直断面図である。FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a gas supply body 10a of a modified example of the second embodiment; 第3実施形態の廃水処理装置100bの概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the wastewater treatment apparatus 100b of 3rd Embodiment.

<第1実施形態>
(窒素化合物含有廃水処理装置100)
本実施形態の窒素化合物含有廃水処理装置100は、微生物(硝化菌)の働きを利用して、窒素化合物含有廃水中の少なくとも1つの窒素化合物成分を分解して廃水の浄化処理を行う。図1に示すように、窒素化合物含有廃水処理装置100は、窒素化合物含有廃水処理槽51と、システム50とを備えている。
<First embodiment>
(Nitrogen compound-containing wastewater treatment device 100)
The nitrogen compound-containing wastewater treatment apparatus 100 of the present embodiment utilizes the action of microorganisms (nitrifying bacteria) to decompose at least one nitrogen compound component in the nitrogen compound-containing wastewater to purify the wastewater. As shown in FIG. 1 , the nitrogen compound-containing wastewater treatment apparatus 100 includes a nitrogen compound-containing wastewater treatment tank 51 and a system 50 .

(窒素化合物含有廃水処理槽51)
図1または図2に示すように、窒素化合物含有廃水処理槽51は、窒素化合物含有廃水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。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。窒素化合物含有廃水Wは、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、もしくは、断続的に供給される(図3の一点鎖線矢印は、窒素化合物含有廃水Wの流れを示している)。窒素化合物含有廃水処理槽51の容積については、特に限定されないが、例えば、1m以上10,000m以下の容積であればよい。
(Nitrogen compound-containing wastewater treatment tank 51)
As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the nitrogen compound-containing wastewater treatment tank 51 is a bottomed container in which nitrogen compound-containing wastewater W is stored, and has an inlet 51a and an outlet 51b on opposite sides. is provided. In this embodiment, the inlet 51a and the outlet 51b are always open. The nitrogen compound-containing wastewater W is continuously or intermittently supplied from the inflow port 51a toward the outflow port 51b disposed opposite the inflow port 51a (the dashed-dotted arrow in FIG. 3 indicates flow of nitrogen compound-containing wastewater W). The volume of the nitrogen compound-containing wastewater treatment tank 51 is not particularly limited, but may be, for example, a volume of 1 m 3 or more and 10,000 m 3 or less.

(システム50)
システム50は、供給体ユニット52と、気体供給源53とを備えている。
(System 50)
System 50 comprises a supply unit 52 and a gas supply 53 .

(供給体ユニット52)
図1に示すように、供給体ユニット52は、気体供給体10がユニット化されたものであり、窒素化合物含有廃水処理槽51の内部に配置される。図1では、供給体ユニット52は、平行に配列された複数の気体供給体10によって構成されている。供給体ユニット52は、使用時において、各気体供給体10の上端部分を除いた部分が窒素化合物含有廃水W中に浸漬されるように配置される。
(Supplier unit 52)
As shown in FIG. 1, the supply unit 52 is a unitized gas supply unit 10 and is arranged inside the nitrogen compound-containing wastewater treatment tank 51 . In FIG. 1, the feeder unit 52 is made up of a plurality of gas feeders 10 arranged in parallel. The supply unit 52 is arranged such that the portions of the gas supply units 10 other than the upper end portions are immersed in the nitrogen compound-containing waste water W during use.

(気体供給体10)
気体供給体10は、図4または6に示すように、気体送出層12と、防水透気膜21とを含む。供給体ユニット52を構成する各気体供給体10は、窒素化合物含有廃水処理槽51の窒素化合物含有廃水W中に浸漬された状態で、開口21bから供給された気体を、窒素化合物含有廃水W中に供給する構造体である。気体供給体10を介して窒素化合物含有廃水W中に供給される気体としては、窒素化合物含有廃水W中の好気性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。図示の例では、気体供給源53からの気体が開口21bに供給されるようになっており、気体供給源53として送気装置等を用いることができる。なお製造コストを安価に抑える観点から、気体供給源53を使用せずに、開口21bから大気中の空気をそのまま気体供給体10に取り入れてもよい。図2に示すように、各気体供給体10は、平板状の部材であって、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、窒素化合物含有廃水Wとの接触面積が効率的に確保される。また、流入口51aと流出口51bとを結ぶ直線に対して、各気体供給体10の側面が平行になるように各気体供給体10が配置されることで、流入口51aから窒素化合物含有廃水処理槽51内に供給される窒素化合物含有廃水Wは、流出口51bに向けて円滑に流れる。なお、供給体ユニット52を構成する気体供給体10の数は、必ずしも複数である必要はなく、単数であってもよい。気体供給体10の間隔を、「気体供給体10の厚みを含まない、隣り合う2つの気体供給体10の外面の間の間隔」と定義すると、気体供給体10の間隔は、5mm以上200mm以下であることが好ましい。気体供給体10の間隔が5mm未満である場合には、防水透気膜21上に増殖する微生物によって目詰まりを起こす虞がある。気体供給体10の間隔が200mmを超える場合には、廃水との接触効率が悪くなり、廃水処理性能が向上しにくくなる可能性がある。なお上記問題を確実に回避するために、気体供給体10の間隔を15mm以上50mm以下とすることがより好ましい。図4は、気体供給体10の鉛直断面図である。図4に示すように、気体供給体10は、気体送出層12と、防水透気膜21とを備えており、防水透気膜21によって構成される袋の中に気体送出層12が配置される。前記袋は、2枚の防水透気膜21,21を重ね合わせて、これら防水透気膜21,21の3方の端部を接着したものであり、上端部(気体送出層12における気体供給側の端部)に開口21b(図4参照)を有している。そして開口21bから気体送出層12が袋の内部に挿入されることで、気体送出層12の外周は防水透気膜21によって覆われている。なお開口21bの位置あるいは形状は限定されず、例えば各端部(袋の上辺、底辺、横辺(縦のライン)も含む)の一部が開口とされてもよい。
(Gas supplier 10)
The gas supplier 10 includes a gas delivery layer 12 and a waterproof permeable membrane 21, as shown in FIG. Each gas supplier 10 constituting the supplier unit 52 is immersed in the nitrogen compound-containing wastewater W of the nitrogen compound-containing wastewater treatment tank 51, and supplies the gas supplied from the opening 21b into the nitrogen compound-containing wastewater W. is a structure that feeds into The gas supplied to the nitrogen compound-containing wastewater W through the gas supplier 10 is preferably a gas containing oxygen in order to promote the activation of the aerobic microorganisms in the nitrogen compound-containing wastewater W. Specifically, it may be air or pure oxygen. In the illustrated example, the gas from the gas supply source 53 is supplied to the opening 21b, and an air supply device or the like can be used as the gas supply source 53. FIG. From the viewpoint of keeping the manufacturing cost low, air in the atmosphere may be taken into the gas supply body 10 as it is from the opening 21b without using the gas supply source 53 . As shown in FIG. 2, each gas supplier 10 is a plate-like member, and is arranged so that its surfaces are developed along the vertical direction (depth direction) and lateral direction (horizontal direction). there is Thereby, the contact area with the nitrogen compound-containing waste water W is efficiently secured. In addition, by arranging the gas supply bodies 10 so that the sides of the gas supply bodies 10 are parallel to the straight line connecting the inlet 51a and the outlet 51b, the nitrogen compound-containing wastewater can be discharged from the inlet 51a. The nitrogen compound-containing wastewater W supplied into the treatment tank 51 smoothly flows toward the outflow port 51b. It should be noted that the number of gas supply bodies 10 constituting the supply body unit 52 is not necessarily plural, and may be singular. When the interval between the gas supply bodies 10 is defined as "the interval between the outer surfaces of two adjacent gas supply bodies 10 excluding the thickness of the gas supply bodies 10", the interval between the gas supply bodies 10 is 5 mm or more and 200 mm or less. is preferably If the gap between the gas supply members 10 is less than 5 mm, there is a risk of clogging caused by microorganisms growing on the waterproof air permeable membrane 21 . If the interval between the gas supply bodies 10 exceeds 200 mm, the efficiency of contact with wastewater may be poor, making it difficult to improve the wastewater treatment performance. In order to reliably avoid the above problem, it is more preferable to set the distance between the gas supply bodies 10 to 15 mm or more and 50 mm or less. FIG. 4 is a vertical sectional view of the gas supplier 10. As shown in FIG. As shown in FIG. 4, the gas supplier 10 includes a gas delivery layer 12 and a waterproof air permeable membrane 21. The gas delivery layer 12 is placed in a bag formed by the waterproof air permeable membrane 21. be. The bag is made by superimposing two waterproof air permeable membranes 21, 21 and adhering three ends of these waterproof air permeable membranes 21, 21, and the upper end (the gas supply in the gas delivery layer 12). side end) has an opening 21b (see FIG. 4). By inserting the gas delivery layer 12 into the inside of the bag through the opening 21 b , the outer periphery of the gas delivery layer 12 is covered with the waterproof air permeable membrane 21 . The position or shape of the opening 21b is not limited, and for example, a part of each end (including the top side, bottom side, and horizontal side (vertical line) of the bag) may be the opening.

(防水透気膜21)
防水透気膜21は、最外側層が液体(廃水)に接触するように液体中(廃水中)に浸漬された状態で、内側(気体送出層12側)に供給される酸素を外側へ透過させることで、酸素を液体中(廃水中)に供給する。当該防水透気膜21は、気体供給体10が窒素化合物含有廃水処理槽51内に浸漬された状態において、内側(気体送出層12)から外側(廃水W)へ空気を透過させ、かつ外側(窒素化合物含有廃水W)から内側(気体送出層12)へ廃水を透過させない特性を有する。これにより、窒素化合物含有廃水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)が供給される防水透気膜21の表面21aに集まってくる。よって、防水透気膜21の表面21aに微生物が付着して、バイオフィルム214が形成される。そして、窒素化合物含有廃水Wに含まれるか、もしくは表面21aに保持されている微生物の働きによって、水中に溶解、もしくは分散している微小個体状の有機物、もしくは窒素化合物が分解されて、廃水が浄化される。防水透気膜21は、基材211と、気体透過性無孔層212とを含むことが好ましい。図示の例では、防水透気膜21は、基材211、気体透過性無孔層212、微生物支持層213の順に積層されている。なお図示の例とは異なり、防水透気膜21は、気体透過性無孔層212、基材211、微生物支持層213の順に積層されたものであってもよい。
(Waterproof air permeable membrane 21)
The waterproof air permeable membrane 21 is immersed in liquid (waste water) so that the outermost layer is in contact with the liquid (waste water), and oxygen supplied to the inside (gas delivery layer 12 side) permeates to the outside. Oxygen is supplied to the liquid (waste water) by The waterproof gas-permeable membrane 21 allows air to permeate from the inside (gas delivery layer 12) to the outside (wastewater W) in a state in which the gas supplier 10 is immersed in the nitrogen compound-containing wastewater treatment tank 51, and the outside ( It has the property of preventing permeation of wastewater from the nitrogen compound-containing wastewater W) to the inside (gas delivery layer 12). As a result, as shown in FIG. 6, the aerobic microorganisms in the nitrogen compound-containing wastewater W gather on the surface 21a of the waterproof permeable membrane 21 to which air (oxygen) is continuously supplied. Therefore, microorganisms adhere to the surface 21 a of the waterproof air permeable membrane 21 to form a biofilm 214 . Microorganisms dissolved or dispersed in water or nitrogen compounds are decomposed by the action of microorganisms contained in the nitrogen compound-containing wastewater W or retained on the surface 21a, and the wastewater is discharged. Purified. The waterproof gas permeable membrane 21 preferably includes a substrate 211 and a gas permeable non-porous layer 212 . In the illustrated example, the waterproof gas-permeable membrane 21 is laminated in the order of a base material 211, a gas-permeable non-porous layer 212, and a microorganism-supporting layer 213. As shown in FIG. Note that unlike the illustrated example, the waterproof air permeable membrane 21 may be one in which the gas permeable nonporous layer 212, the base material 211, and the microorganism supporting layer 213 are laminated in this order.

(基材211)
基材211は、熱可塑性樹脂から形成される微多孔膜である。前記微多孔膜とは、微細な貫通孔を多数設けた膜である。基材211の素材として、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。微多孔膜である基材211の製造方法は、特に限定されないが、例えば、相分離法、延伸開孔法、溶解再結晶法、粉末焼結法、発泡法、溶剤抽出のいずれかによって、基材211を製造できる。また基材211は、自己組織化ハニカム微多孔膜であってもよい。基材211の厚みは、10um~500umであることが好ましく、50um~200umであることがより好ましい。基材211の厚さは、JIS1913:2010一般不織布試験方法6.1厚さの測定方法で測定される値である。基材211の細孔径は、気体透過性無孔層の欠陥を防止する観点から、0.01um~50umであることが好ましく、高い強度と気体透過性を保持する観点から、0.1um~30umであることがより好ましい。前記細孔径は、表面を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、その観察像から以下に示す方法により求めた細孔径である。観察倍率は、観察する対象物の細孔径が適切に算出できる倍率であれば、任意の倍率で観察することができる。
(Base material 211)
The base material 211 is a microporous membrane made of thermoplastic resin. The microporous membrane is a membrane having a large number of fine through holes. Materials for the substrate 211 include fluororesins including polyolefin, polystyrene, polysulfone, polyethersulfone, polyarylsulfone, polymethylpentene, polytetrafluoroethylene, and polyvinylidene fluoride, polybutadiene, and poly(dimethylsiloxane). including polymeric materials selected from silicone-based polymers, and copolymers of these materials; The method for manufacturing the base material 211, which is a microporous membrane, is not particularly limited, but for example, the base material can be manufactured by any one of a phase separation method, a stretching opening method, a dissolution recrystallization method, a powder sintering method, a foaming method, and a solvent extraction method. Material 211 can be manufactured. Substrate 211 may also be a self-assembled honeycomb microporous membrane. The thickness of the base material 211 is preferably 10 μm to 500 μm, more preferably 50 μm to 200 μm. The thickness of the base material 211 is a value measured by JIS1913:2010 general nonwoven fabric test method 6.1 thickness measurement method. The pore diameter of the substrate 211 is preferably 0.01 μm to 50 μm from the viewpoint of preventing defects in the gas permeable nonporous layer, and 0.1 μm to 30 μm from the viewpoint of maintaining high strength and gas permeability. is more preferable. The pore size is a pore size obtained by observing the surface with a scanning electron microscope (SEM) and obtaining the observed image by the following method. Observation can be performed at any magnification as long as the pore size of the object to be observed can be calculated appropriately.

(細孔径を求める方法)
SEM観察で得られた像について、2値化処理を行い、画像解析的に、細孔径を算出する。算出の際には、細孔径は楕円近似を行い、楕円の長軸の長さを細孔径として、その平均値を評価する。或いは、基材211の細孔径は、毛管凝縮法による細孔径分布測定(パームポロシメトリ)から求められる平均細孔径であると定義される。パームポロシメトリでは、試料にかける気体の測定圧力を徐々に増加させていく際に測定される気体の透過流量から、大気圧と測定圧力との差圧と、気体透過流量との関係を求める、細孔径を求めるには、試料を表面張力が既知の湿潤液に浸漬した後の湿潤サンプルにて測定されるウェットカーブと、乾燥した資料で測定されるドライカーブを求める。それぞれ、所定の圧力範囲で徐々に圧力を増加させていくことにより、試料内の貫通細孔径に関する情報を得ることができる。平均細孔径はウェットカーブと、ドライカーブの1/2の傾きの曲線(ハーフドライカーブ)が交わる点Xを求め、これを方程式、d=2860×γ/DPに代入して求める。前記方程式において、dは平均細孔径(mm)、γは湿潤液の表面張力(dynes/cm)、DPは点Xにおける大気圧と気体圧力との差圧(Pa)である。測定は、Porous Materials社製、パームポロメーター(CFP-1500-AEC)を用いることができる。試験条件としては例えば、試験温度は室温(20℃±5℃)、湿潤液はGalwick(表面張力15.7dynes/cm)、加圧気体は圧縮空気、用いる試料の直径は33mm、供給圧力最大値は250psi、差圧の上昇速度は4psi/分で測定することができる。湿潤サンプル作成の際には、サンプルが浸漬されている湿潤液をデシケータに入れ、脱気することでサンプルを十分に湿潤させることができる。
(Method for obtaining pore diameter)
An image obtained by SEM observation is binarized, and the pore diameter is calculated by image analysis. In the calculation, the pore diameter is approximated to an ellipse, and the average value is evaluated using the length of the long axis of the ellipse as the pore diameter. Alternatively, the pore diameter of the base material 211 is defined as an average pore diameter obtained from pore diameter distribution measurement (perm porosimetry) by a capillary condensation method. In perm porosimetry, the relationship between the differential pressure between the atmospheric pressure and the measured pressure and the gas permeation flow rate is obtained from the gas permeation flow rate that is measured when the measurement pressure of the gas applied to the sample is gradually increased. To determine the pore size, a wet curve measured with a wet sample after immersing the sample in a wetting liquid with a known surface tension and a dry curve measured with a dried specimen are determined. By gradually increasing the pressure within a predetermined pressure range, it is possible to obtain information on the through-pore diameter in the sample. The average pore diameter is obtained by finding the point X where the wet curve and the half dry curve (half dry curve) intersect, and substituting this into the equation d=2860×γ/DP. In the above equation, d is the average pore diameter (mm), γ is the surface tension of the wetting liquid (dynes/cm), and DP is the pressure difference between atmospheric pressure and gas pressure at point X (Pa). For measurement, a perm porometer (CFP-1500-AEC) manufactured by Porous Materials can be used. As test conditions, for example, the test temperature is room temperature (20° C.±5° C.), the wetting liquid is Galwick (surface tension 15.7 dynes/cm), the pressurized gas is compressed air, the diameter of the sample used is 33 mm, and the maximum supply pressure is can be measured at 250 psi and the rate of differential pressure rise at 4 psi/min. When preparing a wet sample, the sample can be sufficiently wetted by putting the wetting liquid in which the sample is immersed into a desiccator and degassing it.

(気体透過性無孔層212)
気体透過性無孔層212とは、前記基材の孔より径の小さい細孔径の孔を有するか、もしくは、孔の径を検出できず、かつ、気体を透過可能な層である。気体透過性無孔層212の細孔径は、基材211の細孔径と同様の方法で測定できる。気体透過性無孔層212を透過する前記気体としては、酸素、二酸化炭素、窒素、水素、メタノール、エタノール等のアルコール類や有機溶剤、もしくはそれらの混合ガスが挙げられる。微生物を効果的に育成、活動させる観点から、前記気体は、酸素か、酸素を含む混合ガスであることが好ましい。気体透過性はJIS K 7126に定めた方法で測定できる。気体透過性無孔層212は、熱可塑性樹脂でもよく、熱硬化性樹脂でもよい。当該熱硬化性樹脂は、熱硬化する樹脂であってもよく、紫外線の照射で硬化する樹脂であってもよい。また、有機過酸化物架橋、付加反応架橋、縮合架橋により硬化する樹脂であってもよい。気体透過性無孔層212の素材としては、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テトラフルオロエチレン、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂および、これらの材料のコポリマーから選ばれる熱硬化性ポリマーを含んでもよい。また、(Si-O-Si)n(n=整数)のシロキサン骨格を有するポリ(ジメチルシロキサン)などのシリコーンベースのシリコーン樹脂を用いることができる。これらの中でも、特に、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂を用いることが好ましい。上記のポリウレタン樹脂としては、「アサフレックス 825」(旭化成社製)、「ペレセン 2363-80A」、「ペレセン 2363-80AE」、「ペレセン 2363-90A」、「ペレセン 2363-90AE」、(以上、ダウ・ケミカル社製)、「ハイムレンY-237NS」(大日精化工業社製)を用いることができる。シリコーン系樹脂やシリコーンポリマー、またはそれらを得るためのシリコーン系樹脂組成物の配合、組成は特に限定されない。シリコーン系樹脂組成物に用いられるモノマーは1官能基、2官能基、3官能基、4官能基のいずれでもよく、単独で用いても、2種類以上を用いてもよい。モノマーとしてハロゲン化アルキルシラン、不飽和基含有シラン、アミノシラン、メルカプトシラン、エポキシシラン等を用いてもよい。用いられるモノマーとしては、例えば次の化学式で表されるモノマーが挙げられる。HSiCl、SiCl、MeSiHCl、MeSiCl、MeSiCl、MeSiCl、MeHSiCl、PhSiCl、PhSiCl、MePhSiCl、PhMeSiCl、CH=CHSiCl、Me(CH=CH)SiCl、Me(CH=CH)SiCl、(CFCHCH)MeSiCl2、(CFCHCH)SiCl、CH1837SiCl(化学式中で「=」は二重結合を、「Me」はメチル基を、「Ph」はフェニル基を表す)。前記モノマーは単独で用いても、2種類以上を用いてもよい。他の有機基としては、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ベンジル基、2-フェニルエチル基、3-フェニルプロピル基等のアラルキル基等を用いてもよい。これらの中でも、メチル基、フェニル基またはこれら両者の組み合わせが好ましい。メチル基、フェニル基またはこれら両者の組み合わせである成分は、合成が容易であり、化学的安定性が良好であるからである。また、特に耐溶剤性が良好なポリオルガノシロキサンを用いようとする場合には、更にメチル基、フェニル基またはこれら両者の組み合わせと3,3,3-トリフルオロプロピル基との組み合わせであることが好ましい。また、前記シリコーン系樹脂組成物には、オルガノアルコキシシランが含まれていてもよい。オルガノアルコキシシランとしては、例えば次の化学式で表される化合物が挙げられ、単独で用いても2種類以上を用いてもよい。MeSiOCH、MeSi(OCH、MeSi(OCH、Si(OCH、Me(C)Si(OCH、CSi(OCH、C1021Si(OCH、PhSi(OCH、PhSi(OCH、MeSiOC、MeSi(OC、Si(OC、CSi(OC、PhSi(OC、PhSi(OC。さらに、前記シリコーン系樹脂組成物には、オルガノシラノールが含まれていてもよい。オルガノシラノールとしては、例えば次の化学式で表される化合物が挙げられ、単独で用いても2種類以上を用いてもよい。MeSiOH、MeSi(OH)、MePhSi(OH)、(CSiOH、PhSi(OH)、PhSiOH。シリコーン系樹脂に用いられるシリコーンポリマーを得るための反応方法としては例えば、クロロシランの加水分解、環状ジメチルシロキサンオリゴマーの開環重合等の過程を経てもよい。用いるポリマーとしては例えば、ジメチル系ポリマー、メチルビニル系ポリマー、メチルフェニルビニル系ポリマー、メチルフロロアルキル系ポリマー当が挙げられる。シリコーンポリマーを硬化させる方法、すなわち反応(加硫)させてシリコーン系樹脂を得る方法は特に限定されない。加熱加硫、室温加硫でもよい。反応前の状態として、ミラブル型シリコーン系樹脂組成物、液状ゴム型シリコーン系樹脂組成物のどちらを用いてもよい。ミラブル型シリコーン系樹脂組成物に使用されるポリマーは重合度が4000~10000程度のポリマーが好適に使用される。また、1液型でも2液型でもよい。反応方法としては例えば、シラノール基(Si-OH)間の脱水縮合反応、シラノール基と加水分解性基間の縮合反応、メチルシリル基(Si-CH)、ビニルシリル基(Si-CH=CH)の有機過酸化物による反応、ビニルシリル基とヒドロシリル基(Si-H)との付加反応、紫外線による反応、電子線による反応等を用いてもよい。
(Gas permeable non-porous layer 212)
The gas-permeable non-porous layer 212 is a layer that has pores with a pore diameter smaller than that of the base material, or the pore diameter cannot be detected and is permeable to gas. The pore diameter of gas permeable non-porous layer 212 can be measured by the same method as the pore diameter of substrate 211 . Examples of the gas that permeates the gas permeable nonporous layer 212 include oxygen, carbon dioxide, nitrogen, hydrogen, alcohols such as methanol and ethanol, organic solvents, and mixed gases thereof. From the viewpoint of effectively growing and activating microorganisms, the gas is preferably oxygen or a mixed gas containing oxygen. Gas permeability can be measured by the method defined in JIS K7126. Gas permeable non-porous layer 212 may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. The thermosetting resin may be a thermosetting resin or a resin that is cured by irradiation with ultraviolet rays. It may also be a resin that cures by organic peroxide cross-linking, addition reaction cross-linking, or condensation cross-linking. Materials for gas permeable nonporous layer 212 may include thermosetting polymers selected from polyolefins, polystyrenes, polysulfones, polyethersulfones, polytetrafluoroethylenes, acrylic resins, polyurethane resins, and copolymers of these materials. Also, silicone-based silicone resins such as poly(dimethylsiloxane) having a siloxane skeleton of (Si--O--Si)n (n=integer) can be used. Among these, it is particularly preferable to use urethane resins and silicone resins. Examples of the above polyurethane resins include "Asaflex 825" (manufactured by Asahi Kasei Corporation), "Perethene 2363-80A", "Perethene 2363-80AE", "Perethene 2363-90A", "Perethene 2363-90AE",・Chemical Co., Ltd.) and “Heimlen Y-237NS” (manufactured by Dainichiseika Kogyo Co., Ltd.) can be used. There are no particular restrictions on the formulation or composition of the silicone-based resin, silicone polymer, or silicone-based resin composition for obtaining them. The monomer used in the silicone-based resin composition may be monofunctional, bifunctional, trifunctional, or tetrafunctional, and may be used alone or in combination of two or more. Halogenated alkylsilanes, unsaturated group-containing silanes, aminosilanes, mercaptosilanes, epoxysilanes, and the like may be used as monomers. Examples of monomers that can be used include monomers represented by the following chemical formulas. HSiCl3 , SiCl4 , MeSiHCl2 , Me3SiCl , MeSiCl3, Me2SiCl2 , Me2HSiCl , PhSiCl3 , Ph2SiCl2 , MePhSiCl2 , Ph2MeSiCl , CH2 = CHSiCl3 , Me ( CH2 = CH) SiCl2 , Me2 ( CH2 = CH)SiCl , ( CF3CH2CH2 ) MeSiCl2 , ( CF3CH2CH2 ) SiCl3 , CH18H37SiCl3 (where "= " represents a double bond, "Me" represents a methyl group, and "Ph" represents a phenyl group). The monomers may be used alone or in combination of two or more. Other organic groups include alkyl groups such as propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, hexyl group, octyl group and decyl group; An aryl group; a cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group; an aralkyl group such as a benzyl group, a 2-phenylethyl group and a 3-phenylpropyl group, and the like may be used. Among these, a methyl group, a phenyl group, or a combination of both is preferred. This is because a component that is a methyl group, a phenyl group, or a combination of both is easy to synthesize and has good chemical stability. In addition, when a polyorganosiloxane having particularly good solvent resistance is to be used, a combination of a methyl group, a phenyl group, or a combination of both of them and a 3,3,3-trifluoropropyl group is preferred. preferable. Further, the silicone-based resin composition may contain an organoalkoxysilane. Organoalkoxysilanes include, for example, compounds represented by the following chemical formulas, which may be used singly or in combination of two or more. Me3SiOCH3 , Me2Si ( OCH3) 2 , MeSi(OCH3) 3 , Si ( OCH3) 4 , Me ( C2H5 )Si ( OCH3) 2 , C2H5Si ( OCH3 ) 3 , C 10 H 21 Si(OCH 3 ) 3 , PhSi(OCH 3 ) 3 , Ph 2 Si(OCH 3 ) 2 , MeSiOC 2 H 5 , Me 2 Si(OC 2 H 5 ) 2 , Si(OC 2 H5 ) 4 , C2H5Si ( OC2H5 ) 3 , PhSi ( OC2H5 ) 3 , Ph2Si ( OC2H5 ) 2 . Furthermore, the silicone-based resin composition may contain an organosilanol. Organosilanols include, for example, compounds represented by the following chemical formulas, which may be used singly or in combination of two or more. Me3SiOH , Me2Si(OH) 2 , MePhSi(OH) 2 , ( C2H5 ) 3SiOH , Ph2Si ( OH) 2 , Ph3SiOH . The reaction method for obtaining the silicone polymer used in the silicone-based resin may include, for example, hydrolysis of chlorosilane, ring-opening polymerization of cyclic dimethylsiloxane oligomer, and the like. Examples of polymers to be used include dimethyl-based polymers, methylvinyl-based polymers, methylphenylvinyl-based polymers, and methylfluoroalkyl-based polymers. The method of curing the silicone polymer, that is, the method of reacting (vulcanizing) to obtain the silicone resin is not particularly limited. Heat vulcanization or room temperature vulcanization may be used. Either the millable type silicone resin composition or the liquid rubber type silicone resin composition may be used as the state before the reaction. A polymer having a degree of polymerization of about 4,000 to 10,000 is preferably used for the millable type silicone resin composition. Moreover, it may be of a one-liquid type or a two-liquid type. Examples of reaction methods include dehydration condensation reaction between silanol groups (Si—OH), condensation reaction between silanol groups and hydrolyzable groups, methylsilyl groups (Si—CH 3 ), vinylsilyl groups (Si—CH═CH 2 ). reaction with an organic peroxide, addition reaction between a vinylsilyl group and a hydrosilyl group (Si--H), reaction with ultraviolet rays, reaction with electron beams, and the like may be used.

(微生物支持層213)
微生物支持層213は、その表面もしくは内部に微生物を保持する層である。微生物支持層213の素材としては、例えば、メッシュ、織布、不織布、発泡体、又は微多孔膜等の多孔性シートが挙げられる。多孔性シートの素材は、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、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、パラ系およびメタ系アラミド、ポリアリレート、炭素繊維、ガラス繊維、アルミニウム繊維、スチール繊維、セラミック等が挙げられる。微生物付着性と加工性を考慮すると、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、炭素繊維が好ましい。微生物支持層213の目付量は2g/m以上、500g/ m以下であることが好ましく、10g/ m以上200g/m以下であることがより好ましい。微生物支持層213の目付量はJIS1913:2010一般不織布試験方法6.2単位面積当たりの質量で測定される値である。微生物支持層213の目付量が2g/m以上であることにより、表面に凹凸が生じるため微生物支持層213に微生物が保持しやすくなるという効果を得ることができる。また、微生物支持層213の目付量が500g/m以下であることにより、微生物支持層213の内部に微生物が育成可能な空間が生じるため微生物が保持しやすくなり、前記空間により酸素を微生物に供給しやすくなるという効果を得ることができる。微生物支持層213の厚みは、5um以上、2000um以下であることが好ましく、20um以上500um以下であることがより好ましい。微生物支持層213の厚さはJIS1913:2010一般不織布試験方法6.1厚さの測定方法で測定される値である。
(Microorganism support layer 213)
Microorganism support layer 213 is a layer that retains microorganisms on its surface or inside. Materials for the microorganism support layer 213 include, for example, meshes, woven fabrics, non-woven fabrics, foams, and porous sheets such as microporous membranes. Porous sheet materials include polyolefin resin, polystyrene resin, polyester resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, urethane resin, epoxy resin, polyamide resin, methyl cellulose resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl alcohol resin, vinyl acetate resin, phenol resin, Fluorine resins, polyvinyl butyral resins, polyimides, polyphenylene sulfides, para- and meta-aramids, polyarylates, carbon fibers, glass fibers, aluminum fibers, steel fibers, ceramics, and the like. Polyolefin resins, polyester resins, polyamide resins, acrylic resins, polyurethane resins, and carbon fibers are preferred in consideration of microbial adhesion and workability. The basis weight of the microorganism supporting layer 213 is preferably 2 g/m 2 or more and 500 g/m 2 or less, more preferably 10 g/m 2 or more and 200 g/m 2 or less. The basis weight of the microorganism supporting layer 213 is a value measured by mass per unit area according to JIS 1913:2010 general nonwoven fabric test method 6.2. When the basis weight of the microorganism-supporting layer 213 is 2 g/m 2 or more, unevenness is generated on the surface of the microorganism-supporting layer 213, so that the microorganism-supporting layer 213 can easily retain microorganisms. In addition, when the basis weight of the microorganism supporting layer 213 is 500 g/m 2 or less, a space in which the microorganisms can grow is generated inside the microorganism supporting layer 213, so that the microorganisms are easily retained, and the space allows oxygen to be transferred to the microorganisms. The effect of facilitating supply can be obtained. The thickness of the microorganism support layer 213 is preferably 5 μm or more and 2000 μm or less, more preferably 20 μm or more and 500 μm or less. The thickness of the microorganism-supporting layer 213 is a value measured by JIS1913:2010 general nonwoven fabric test method 6.1 thickness measurement method.

防水透気膜21は、気体透過性無孔層212を有し、液透過性測定試験により得られる液透過度が1以下であることを特徴とする。 The waterproof air permeable membrane 21 has a gas permeable nonporous layer 212 and is characterized by having a liquid permeability of 1 or less as measured by a liquid permeability measurement test.

(液透過性測定試験)
(1)50mm角の防水透気膜21における、処理水と接する面と反対側の面に、50mm角のポリエチレンテレフタレート樹脂製不織布(目付量は220~300g/mm2)を積層して試験片とし、当該試験片を10個用意する。(2)10個の試験片それぞれにおける不織布側の面がガラス板と接するようにガラス板に載せ、試験片の四隅を、幅10mmのテープによりガラス板に固定する。(3)各々の試験片の処理水に接する側の面の上に、イオン交換水にパーフルオロアルキル基含有カルボン酸塩を0.7質量%及びアルラレッド(CAS No.:25956-17-6)を0.3質量%で溶解した試験液10mLを、試験片からはみ出ないようにピペットで一度に滴下する。(4)各々の試験片を、温度25±5℃、湿度50±10%の条件下で18時間静置する。(5)試験液が試験片を透過したことを、ガラス板側から確認できる試験片の個数を透過度とする。尚、上記(1)の工程において防水透気膜21と不織布とを積層する方法としては、両者を単に重ねるのみでよい。上記(2)の工程において試験片を固定する方法としてより具体的には、試験片の頂点に該当する四隅を、10mm角のテープにより固定する方法を挙げることができる。上記(3)の工程において、試験液が多いために、滴下した際に試験片からはみ出すことが避けられない場合には、試験液の量を半分に減らし試験を実施することも好ましい。
(Liquid permeability measurement test)
(1) A 50 mm square polyethylene terephthalate resin nonwoven fabric (basis weight: 220 to 300 g/mm2) is laminated on the surface of the 50 mm square waterproof air permeable membrane 21 opposite to the surface in contact with the treated water to form a test piece. , 10 test pieces are prepared. (2) Each of 10 test pieces is placed on a glass plate so that the surface of the nonwoven fabric side is in contact with the glass plate, and the four corners of the test piece are fixed to the glass plate with tape having a width of 10 mm. (3) 0.7% by mass of perfluoroalkyl group-containing carboxylate and Allura Red (CAS No.: 25956-17-6) are added to ion-exchanged water on the side of each test piece that contacts the treated water. 10 mL of a test solution in which 0.3% by mass of is dissolved is dropped at once with a pipette so as not to protrude from the test piece. (4) Each test piece is allowed to stand for 18 hours under conditions of a temperature of 25±5° C. and a humidity of 50±10%. (5) Transmittance is the number of test pieces that can be confirmed from the glass plate side that the test liquid has passed through the test piece. As a method of laminating the waterproof air permeable membrane 21 and the nonwoven fabric in the step (1), it is sufficient to simply stack them. More specifically, the method of fixing the test piece in step (2) includes a method of fixing the four corners corresponding to the vertices of the test piece with a 10 mm square tape. In the above step (3), if the amount of the test liquid is so large that it cannot be avoided that it overflows the test piece when dripped, it is preferable to reduce the amount of the test liquid by half and conduct the test.

(気体送出層12)
図5は、気体送出層12を示す斜視図である。気体送出層12は、中空板状部材であり、紙、樹脂、金属のいずれかから形成される。気体送出層12とは、第1端側から供給された気体を第1方向に沿って送出する気体流路Sを有する構造体である。気体供給源53(図1)からの気体は、送気部31aを経由して気体送出層12の下端部に供給される。気体送出層12は、供給された気体を第1方向(図5中の一点鎖線参照)に送出する気体流路Sを有しており、側面の気体通過孔13から気体を放出する。より具体的には図5に示すように、気体送出層12は、複数の芯材12aと、表ライナ12bと、裏ライナ12cと、を有している。気体送出層12の表裏面は、板状の部材である表ライナ12bや裏ライナ12cによって構成される。複数の芯材12aは、それぞれ第1方向に延びるものであって、第1方向と直交する方向に所定の間隔をあけて配列される。これら複数の芯材12aが表ライナ12bと裏ライナ12cとの間に挟み込まれることで、表ライナ12bと裏ライナ12cとの間の空間に、芯材12aによって区画された複数の気体流路Sが形成される。また各芯材12aは、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との間の空間が縮小しないように支持する支持部として機能する。図1または図2に示すように気体供給体10が廃水W中に浸漬された状態では、芯材12aは、気体流路Sの断面積が水圧によって縮小しないように、表ライナ12bと裏ライナ12cとの間の空間を保持する。これにより、気体送出層12(気体流路S)における気体送出量を十分に確保できる。表ライナ12bおよび裏ライナ12cには、それぞれ複数の気体通過孔13が形成されている。気体通過孔13は、表ライナ12bおよび裏ライナ12cに形成された貫通孔であり、当該気体通過孔13が気体流路Sと防水透気膜21とを連通させることで、気体流路Sを流れる気体は、防水透気膜21を介して液体中に供給される。なお例えば、気体通過孔13は、気体送出層12の成形時に形成される。或いは気体送出層12の成形後に表ライナ12bや裏ライナ12cの加工が行われることで、気体通過孔13が形成されてもよい。表ライナや裏ライナには多孔性シートが用いられてもよい。また、十分な気体供給性能が得られれば、気体送出層に多孔性シートを用いてもよい。気体送出層12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。なお強度面が優れることから、気体送出層12の素材は、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。また材料コストを安価に抑える観点では、気体送出層12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使用することが好ましい。また、気体流路Sが第1方向(図4、5参照)に延びるように形成された段ボールを気体送出層12として使用することでも、気体送出層12の材料コストを安価に抑えることができる。当該気体送出層12の気体透過孔を形成する孔形状は、円形状、多角形状(ハニカム構造を含む)など様々な形状の孔形状とすることができる。孔形状は特に限定は無いが、多角形状が好ましく、具体的には長方形もしくは正方形が好ましい。
(Gas delivery layer 12)
FIG. 5 is a perspective view showing the gas delivery layer 12. As shown in FIG. The gas delivery layer 12 is a hollow plate-like member made of paper, resin, or metal. The gas delivery layer 12 is a structure having a gas flow path S for delivering gas supplied from the first end along the first direction. Gas from the gas supply source 53 (FIG. 1) is supplied to the lower end portion of the gas delivery layer 12 via the gas delivery portion 31a. The gas delivery layer 12 has a gas flow path S that delivers the supplied gas in the first direction (see the dashed line in FIG. 5), and releases the gas from the gas passage holes 13 on the side surface. More specifically, as shown in FIG. 5, the gas delivery layer 12 has a plurality of cores 12a, a front liner 12b and a back liner 12c. The front and back surfaces of the gas delivery layer 12 are composed of a front liner 12b and a back liner 12c, which are plate-shaped members. The plurality of core members 12a each extend in the first direction and are arranged at predetermined intervals in a direction orthogonal to the first direction. By sandwiching the plurality of core members 12a between the front liner 12b and the back liner 12c, a plurality of gas flow paths S partitioned by the core members 12a are formed in the space between the front liner 12b and the back liner 12c. is formed. Further, each core member 12a functions as a supporting portion that supports the space between the front liner 12b and the back liner 12c so that the space between the front liner 12b and the back liner 12c does not shrink when pressed from the front liner 12b and back liner 12c sides. As shown in FIG. 1 or 2, when the gas supplier 10 is immersed in the waste water W, the core material 12a is arranged between the front liner 12b and the back liner so that the cross-sectional area of the gas flow path S does not shrink due to water pressure. 12c. Thereby, a sufficient amount of gas delivery can be ensured in the gas delivery layer 12 (gas flow path S). A plurality of gas passage holes 13 are formed in each of the front liner 12b and the back liner 12c. The gas passage holes 13 are through holes formed in the front liner 12b and the back liner 12c. The flowing gas is supplied into the liquid through the waterproof gas permeable membrane 21 . For example, the gas passage holes 13 are formed when the gas delivery layer 12 is molded. Alternatively, the gas passage holes 13 may be formed by processing the front liner 12 b and the back liner 12 c after molding the gas delivery layer 12 . A porous sheet may be used for the front liner and the back liner. A porous sheet may be used for the gas delivery layer as long as sufficient gas supply performance is obtained. Materials for each member constituting the gas delivery layer 12 include paper, ceramic, aluminum, iron, plastic (polyolefin resin, polystyrene resin, polyester resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, urethane resin, epoxy resin, polyamide resin, methyl cellulose resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl alcohol resin, vinyl acetate resin, phenol resin, fluororesin and polyvinyl butyral resin) and the like. The material of the gas delivery layer 12 is preferably paper, aluminum, iron, polyolefin resin, polystyrene resin, vinyl chloride resin, or polyester resin because of their superior strength. From the viewpoint of keeping material costs low, it is preferable to use paper, resins such as polyolefin, polystyrene, vinyl chloride and polyester, and metals such as aluminum as materials for the gas delivery layer 12, for example. Also, the material cost of the gas delivery layer 12 can be kept low by using corrugated cardboard formed so that the gas flow path S extends in the first direction (see FIGS. 4 and 5) as the gas delivery layer 12. . The shape of the holes forming the gas permeable holes of the gas delivery layer 12 can be of various shapes such as a circular shape and a polygonal shape (including a honeycomb structure). Although the shape of the hole is not particularly limited, it is preferably polygonal, and specifically rectangular or square.

(第1実施形態で変更可能な事項)
上記実施形態1では、平面状の気体供給体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。例えば、気体供給体10は巻回されていてもよいし、筒状に成型された気体供給体を用いてもよい。
(Matters that can be changed in the first embodiment)
In the first embodiment, an example using the planar gas supply member 10 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the gas supply body 10 may be wound, or a cylinder-shaped gas supply body may be used.

第1実施形態では、シート積層体からなる袋の開口21bから、気体送出層12を挿入して、気体供給体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。例えば、気体送出層の表面にシート積層体が積層接着された構成であってもよい。接着する部位としては、シート積層体の外周部のみを接着していてもよいし、シート積層体への気体の供給が可能であれば、シート積層体と気体送出層とが全面において接着されていてもよい。 In the first embodiment, an example in which the gas delivery layer 12 is inserted from the opening 21b of the bag made of the sheet laminate to form the gas supply body 10 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a sheet laminate may be laminated and adhered to the surface of the gas delivery layer. As for the portion to be bonded, only the outer peripheral portion of the sheet stack may be bonded, or if the gas can be supplied to the sheet stack, the sheet stack and the gas delivery layer may be bonded over the entire surface. may

気体送出層を構成する部材は、上記実施形態1に示した中空板状部材に限定されず、図7に示すように変更され得る。図7に示す気体送出層311は、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)とは大きさが異なるセル(気体通過孔313a)が配置され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ている。 The member constituting the gas delivery layer is not limited to the hollow plate-shaped member shown in the first embodiment, and may be modified as shown in FIG. In the gas delivery layer 311 shown in FIG. 7, a first structure 312 having a honeycomb structure and cells (gas passage holes 313a) different in size from the cells (gas passage holes 312a) of the first structure 312 are arranged. and a second structural body 313 having a honeycomb structure.

第1実施形態では、芯材12aと表ライナ12bと裏ライナ12cとを含む気体送出層12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。例えば図8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412aを有し、気体通過孔413が複数形成された表ライナ412bと裏ライナ412cとの間に配置した中空板状部材412を気体送出層として用いてもよい。 In the first embodiment, an example using the gas delivery layer 12 including the core material 12a, the front liner 12b, and the back liner 12c has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 8, between a front liner 412b and a back liner 412c, which are arranged along the gas flow path S and have a corrugated core material 412a in a cross-sectional view, and in which a plurality of gas passage holes 413 are formed. The arranged hollow plate member 412 may be used as a gas delivery layer.

(生物脱窒法)
窒素化合物含有廃水を処理する方法として、生物脱窒法が知られている。本処理法は、アンモニア性窒素を好気条件下で微生物処理し、亜硝酸あるいは硝酸性窒素まで酸化する硝化工程と、嫌気条件下で亜硝酸、硝酸性窒素を窒素ガスとして還元除去する脱窒工程からなる。硝化工程に関与する微生物が硝化細菌であり、これらは反応槽内に十分な溶存酸素の存在が必須となる好気性細菌である。硝化細菌は、アンモニアや亜硝酸性窒素の酸化によりエネルギーを獲得し、無機炭素化合物を同化して増殖する独立栄養細菌である。気体供給体10に付着される硝化菌は、硝化反応に係る酵素を有する菌から選択することができる。このような硝化菌として、アンモニア酸化細菌(Nitrosomonas属菌、Nitrospira属菌)、亜硝酸酸化細菌(Nitrobacter属菌)等が挙げられる。Nitrosomonas属菌の代表としては、Nitrosomonas、europea、Nitrobacter属菌の代表としては、Nitrobacter agilis等が挙げられる。前記の硝化菌のうち1以上の菌が選択されて気体供給体10に付着される。脱窒に関与する微生物は、有機物の炭素源をエネルギー源とする従属栄養微生物であるが、好気条件下では酸素呼吸を行い、嫌気条件下では硝酸あるいは亜硝酸を電子受容体とした硝酸呼吸を行う通性嫌気性細菌である場合が多い。
(biological denitrification method)
Biological denitrification is known as a method for treating nitrogen compound-containing wastewater. This treatment method consists of a nitrification process in which ammonium nitrogen is treated with microorganisms under aerobic conditions and oxidized to nitrite or nitrate nitrogen, and a denitrification process in which nitrites and nitrate nitrogen are reduced and removed as nitrogen gas under anaerobic conditions. consists of processes. Microorganisms involved in the nitrification process are nitrifying bacteria, and these are aerobic bacteria that require the presence of sufficient dissolved oxygen in the reaction tank. Nitrifying bacteria are autotrophic bacteria that acquire energy by oxidizing ammonia and nitrite nitrogen, and grow by assimilating inorganic carbon compounds. The nitrifying bacteria adhering to the gas supplier 10 can be selected from bacteria having enzymes involved in nitrification reaction. Examples of such nitrifying bacteria include ammonia-oxidizing bacteria (genus Nitrosomonas and Nitrospira), nitrite-oxidizing bacteria (genus Nitrobacter), and the like. Representatives of the genus Nitrosomonas include Nitrosomonas and europa, and representatives of the genus Nitrobacter include Nitrobacter agilis. At least one of the nitrifying bacteria is selected and attached to the gas supplier 10 . Microorganisms involved in denitrification are heterotrophic microorganisms that use the carbon source of organic matter as an energy source. Under aerobic conditions, they respire oxygen. It is often a facultative anaerobic bacterium that performs

(硝化菌の供給方法)
硝化菌を担体に固定化する際の、気体供給体10の表面積当たりの硝化菌の接触量は、気体供給体10表面の材質や形状等によって適宜選択すればよく、例えば、窒素化合物含有廃水処理槽51の実効容積に対し気体供給体10の表面積の比率が50m/mの場合、硝化菌の培養液(SS測定量20000mg/L以上)を窒素化合物含有廃水処理槽51の実効容積に対し1mL/L以上、好ましくは10mL/L以上、より好ましくは100mL/L以上の割合で添加すればよい。培養液は窒素化合物含有廃水Wの供給に対して、連続的に供給されても、断続的に供給されても良い。好ましくは廃水処理槽51中の培養液濃度を一定に保持する為に連続的に供給されるほうが良い。
(Supply method of nitrifying bacteria)
When the nitrifying bacteria are immobilized on the carrier, the contact amount of the nitrifying bacteria per surface area of the gas supplier 10 may be appropriately selected depending on the material and shape of the surface of the gas supplier 10. For example, nitrogen compound-containing wastewater treatment. When the ratio of the surface area of the gas supplier 10 to the effective volume of the tank 51 is 50 m 2 /m 3 , the nitrifying bacteria culture solution (SS measurement amount of 20000 mg / L or more) is added to the effective volume of the nitrogen compound-containing wastewater treatment tank 51. On the other hand, it may be added at a rate of 1 mL/L or more, preferably 10 mL/L or more, more preferably 100 mL/L or more. The culture solution may be supplied continuously or intermittently to the nitrogen compound-containing wastewater W supply. Preferably, it should be continuously supplied in order to keep the concentration of the culture medium in the wastewater treatment tank 51 constant.

(処理対象となる窒素化合物類)
処理の対象となる窒素化合物類としては、アンモニア、アンモニウム化合物、亜硝酸化合物、硝酸化合物が挙げられる。
(Nitrogen compounds to be treated)
Nitrogen compounds to be treated include ammonia, ammonium compounds, nitrite compounds, and nitrate compounds.

<第2実施形態>
第2実施形態の気体供給体10aは、図9に示すように、気体透過性無孔層212aが、第1実施形態の気体透過性無孔層212と異なる点を除いて、第1実施形態の気体供給体10と同じである。第2実施形態の廃水処理装置100aは、気体供給体10aが第1実施形態の気体供給体10と異なる点を除いて、第1実施形態の廃水処理装置100と同じである。
<Second embodiment>
As shown in FIG. 9, the gas supplier 10a of the second embodiment has the same features as those of the first embodiment, except that the gas permeable non-porous layer 212a differs from the gas permeable non-porous layer 212 of the first embodiment. is the same as the gas supplier 10 of . The wastewater treatment apparatus 100a of the second embodiment is the same as the wastewater treatment apparatus 100 of the first embodiment, except that the gas supplier 10a is different from the gas supplier 10 of the first embodiment.

本実施形態の気体供給体10aは、気体送出層12と、防水透気膜210とを含む。防水透気膜210は、基材211と、気体透過性無孔層212aと、微生物支持層213とを含む。本実施形態の気体透過性無孔層212aは、微生物支持層213への微生物の付着を促進する効果も有する。 The gas supplier 10a of this embodiment includes a gas delivery layer 12 and a waterproof air permeable membrane 210 . The waterproof air permeable membrane 210 includes a substrate 211 , a gas permeable non-porous layer 212 a and a microorganism supporting layer 213 . The gas-permeable non-porous layer 212 a of this embodiment also has the effect of promoting the adhesion of microorganisms to the microorganism-supporting layer 213 .

気体透過性無孔層212aは、樹脂層を改質して形成される。樹脂層の表面改質によって樹脂層の表面の粗さと膜電位を上げられるので、防水透気膜210の表面への微生物付着性が向上する。例えば上記の表面改質処理として、グリシジルメタクリレートをグラフト重合し、さらに、ジエチルアミン、もしくは、亜硫酸ナトリウムを反応させることが行われ得る。或いは上記の表面改質処理として、グリシジルメタクリレートをグラフト重合した後に、アンモニア、もしくは、エチルアミンを反応させることが行われてもよい。その他の表面改質処理として、プラズマ処理、コロナ処理、二酸化塩素処理、等より表面に官能基を導入することで、微生物付着性が向上する。なお、気体透過性無孔層212に粘着性を付与することによって微生物支持層213を代用してもよい。言い換えると、微生物支持層213を形成しなくてもよい(第2実施形態の変形例として図10に示す。)。このようにすれば、上記の粘着性によって、微生物付着性が向上する。粘着性の付与方法として、公知の粘着性樹脂を広く採用することが可能であり、特に限定はない。中でも、膜の粘着性を良好なものとするために、粘着剤としての機能を有する樹脂を使用することが好ましい。かかる樹脂として、具体的には、ゴム状物質である樹脂、アクリル系モノマーを必須の構成要素とするアクリル系樹脂のほか、ウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、シリコーン系樹脂やその粘着剤グレードの樹脂組成物も用いることが好ましい。上記ゴム状物質として具体的には、ポリブタジエン・ゴム、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム、エチレン・プロピレン系ゴム、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体ゴム、ブチルゴム、アクリル系ゴム、スチレン・イソブチレン・ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン・アクリル酸エステル系共重合体ゴム等を例示することができる。また、ポリオレフィン系樹脂として、より具体的にはポリメチルペンテンのような酸素透過性の高い樹脂を使用してもよい。これらの樹脂は一種単独で使用してもよいし、複数種を併用した共重合体としてもよい。また、塗布の際には、トルエンやキシレン等の溶剤を混合してもよい。上記樹脂成分に加えて、粘着性を高めるために、粘着性を持つ樹脂(以下、「粘着剤」ともいう。)を添加してもよい。また、上記樹脂成分として粘着剤それ自体を採用することも好ましい。粘着剤量は、触媒及び溶媒との相溶性を向上させ、粘度調整しやすくするために、A層形成用樹脂組成物100質量%中に、10~99質量%とすることが好ましく、20~80質量%とすることがより好ましい。A層形成用樹脂組成物に含まれる粘着剤としては、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、及びウレタン系粘着剤等が挙げられる。なお、粘着剤の種類は、酸素透過性、相溶性を考慮して選択され、シリコーン系粘着剤組成物からなることが好ましい。 The gas permeable non-porous layer 212a is formed by modifying a resin layer. Since the surface roughness and membrane potential of the resin layer can be increased by modifying the surface of the resin layer, the adhesion of microorganisms to the surface of the waterproof air permeable membrane 210 is improved. For example, as the above surface modification treatment, graft polymerization of glycidyl methacrylate and further reaction with diethylamine or sodium sulfite can be performed. Alternatively, as the above surface modification treatment, after graft polymerization of glycidyl methacrylate, reaction with ammonia or ethylamine may be performed. Other surface modification treatments, such as plasma treatment, corona treatment, chlorine dioxide treatment, etc., can improve adhesion of microorganisms by introducing functional groups to the surface. In addition, the microorganism support layer 213 may be substituted by imparting adhesiveness to the gas permeable non-porous layer 212 . In other words, the microorganism support layer 213 may not be formed (shown in FIG. 10 as a modification of the second embodiment). By doing so, the adhesiveness described above improves the adhesion of microorganisms. As a method for imparting tackiness, it is possible to employ a wide range of known tacky resins, and there is no particular limitation. Among them, it is preferable to use a resin having a function as an adhesive in order to improve the adhesiveness of the film. Specific examples of such resins include resins that are rubber-like substances, acrylic resins having acrylic monomers as an essential component, urethane resins, polycarbonate resins, polyester resins, polyolefin resins, and acrylic urethane. It is also preferable to use a base resin, a vinyl base resin, a silicone base resin, or a pressure-sensitive adhesive grade resin composition thereof. Specific examples of the rubber-like substance include polybutadiene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, ethylene-propylene rubber, butadiene-acrylonitrile copolymer rubber, butyl rubber, acrylic rubber, and styrene-isobutylene-butadiene copolymer. Examples include rubber, isoprene-acrylic acid ester copolymer rubber, and the like. As the polyolefin resin, more specifically, a resin with high oxygen permeability such as polymethylpentene may be used. These resins may be used alone, or may be used as a copolymer in which multiple types are used together. Moreover, a solvent such as toluene or xylene may be mixed in the application. In addition to the above resin component, a resin having adhesiveness (hereinafter also referred to as "adhesive") may be added in order to increase adhesiveness. Moreover, it is also preferable to employ|adopt the adhesive itself as said resin component. The amount of adhesive is preferably 10 to 99% by mass in 100% by mass of the resin composition for forming the A layer in order to improve compatibility with the catalyst and solvent and facilitate viscosity adjustment, and 20 to It is more preferable to make it 80% by mass. Examples of the adhesive contained in the A-layer-forming resin composition include rubber-based adhesives, acrylic-based adhesives, silicone-based adhesives, polyester-based adhesives, and urethane-based adhesives. The type of pressure-sensitive adhesive is selected in consideration of oxygen permeability and compatibility, and is preferably made of a silicone-based pressure-sensitive adhesive composition.

(シリコーン系粘着剤)
シリコーン系樹脂に粘着性を付与するための粘着剤として、例えば、シリコーン系粘着剤を使用することが好ましい。シリコーン系粘着剤は例えば、シリコンガムとMQレジン、有機溶剤、及びヒドロシリル基(SiH基)含有の架橋剤、並びに必要に応じて使用される硬化触媒からなっている。また、粘着性を付与するシリコーンポリマーとして例えば、MQレジンが好適に用いられる。MQレジンとは1官能基のモノマー(M単位)と4官能基のモノマー(Q単位)から合成された3次元構造をもつポリマーである。前記3次元構造を持つポリマーの分子量は好ましくは10~100000であり、より好ましくは100~10000である。各官能基のモノマーの有機基としては、メチル基を用いるのが好適であるが、付加反応型のシリコーン系樹脂の場合、アルケニル基を用いることが好適である。シリコーン系樹脂中におけるシリコーン系粘着剤の含有量はシリコーン系樹脂の強度と粘着性を両立する観点から、A層100質量%中のシリコーン系粘着剤量を、固形分換算で10~99質量%とすることが好ましく、20~80質量%とすることがより好ましく、30~80質量%とすることがさらに好ましい。本発明においては、粘着性を付与するシリコーンポリマーを得る際に、適宜、2官能基のモノマー(D単位)、3官能基のモノマー(T単位)を添加してもよく、他の官能基を有するモノマーやオリゴマーを添加してもよい。MQレジンはQ単位の縮合物の末端をM単位で封止した構造が好適に用いられる。Q単位に対するM単位のモル比は粘着性とシリコーン系樹脂の強度を両立する観点から0.4~1.2が好適であり、0.6~0.9がさらに好適である。
(Silicone adhesive)
As an adhesive for imparting adhesiveness to the silicone resin, it is preferable to use, for example, a silicone adhesive. The silicone pressure-sensitive adhesive comprises, for example, silicone gum and MQ resin, an organic solvent, a hydrosilyl group (SiH group)-containing cross-linking agent, and a curing catalyst used as necessary. Also, MQ resin, for example, is preferably used as a silicone polymer that imparts adhesiveness. MQ resin is a polymer having a three-dimensional structure synthesized from monofunctional monomers (M units) and tetrafunctional monomers (Q units). The molecular weight of the polymer having the three-dimensional structure is preferably 10-100,000, more preferably 100-10,000. As the organic group of the monomer of each functional group, it is preferable to use a methyl group, but in the case of an addition reaction type silicone resin, it is preferable to use an alkenyl group. From the viewpoint of achieving both the strength and adhesiveness of the silicone resin, the content of the silicone adhesive in the silicone resin is 10 to 99% by mass in terms of the solid content of the silicone adhesive in 100% by mass of the A layer. It is preferably 20 to 80% by mass, and even more preferably 30 to 80% by mass. In the present invention, a bifunctional monomer (D unit) or a trifunctional monomer (T unit) may be added as appropriate when obtaining a silicone polymer that imparts adhesiveness, and other functional groups may be added. You may add the monomer and oligomer which have. The MQ resin preferably has a structure in which the ends of a condensate of Q units are blocked with M units. The molar ratio of M units to Q units is preferably 0.4 to 1.2, more preferably 0.6 to 0.9, from the viewpoint of achieving both adhesiveness and strength of the silicone resin.

(粘着性)
本明細書において粘着性を有するとは、膜を指で触った際にべたつきを感じることを意味する。より具体的には、JISZ0237-14粘着テープを用いたシート試験法の傾斜式ボールタック試験法において、傾斜角30度でボールナンバー1以上であることが好ましく、2以上であることがより好ましい。当該傾斜式ボールタック試験法により得られるボールナンバーの上限としては特に限定はなく、例えば32以下であることが好ましく、10以下であることがより好ましい。本発明の膜が当該範囲内の粘着性を有することで、前記膜上のバイオフィルムが剥がれにくくなり、廃水処理性能が向上もしくは安定する。
(stickiness)
In this specification, having stickiness means that the film feels sticky when touched with a finger. More specifically, in the inclined ball tack test method of the sheet test method using JIS Z0237-14 adhesive tape, the ball number is preferably 1 or more, more preferably 2 or more at an inclination angle of 30 degrees. The upper limit of the ball number obtained by the inclined ball tack test method is not particularly limited, and is preferably 32 or less, more preferably 10 or less. When the membrane of the present invention has adhesiveness within this range, the biofilm on the membrane is less likely to peel off, and the wastewater treatment performance is improved or stabilized.

<第3実施形態>
本実施形態の窒素化合物含有廃水処理装置100bは、硝化菌の働きを利用して、窒素化合物含有廃水中の少なくとも1つの窒素化合物成分を分解して廃水の浄化処理を行う回分式の廃水処理装置である。図11に示すように、窒素化合物含有廃水処理装置100bは、窒素化合物含有廃水処理槽510と、気体供給体10bと、を備えている
図11に示すように、窒素化合物含有廃水処理槽510は、窒素化合物含有廃水Wが貯留される有底の容器であって、処理水交換用の孔511を備えており、気体供給体10bが設置された蓋により、密閉される。処理水交換用の孔511は、栓512により密閉される。栓512は内部発生ガス抜き用の袋を備えていてもよい。窒素化合物含有廃水Wは、処理後、適宜交換される。窒素化合物含有廃水処理槽510の容積については、特に限定されないが、例えば、100mL以上1L以下の容積であればよい。
<Third Embodiment>
The nitrogen compound-containing wastewater treatment apparatus 100b of the present embodiment is a batch-type wastewater treatment apparatus that utilizes the action of nitrifying bacteria to decompose at least one nitrogen compound component in the nitrogen compound-containing wastewater to purify the wastewater. is. As shown in FIG. 11, the nitrogen compound-containing wastewater treatment apparatus 100b includes a nitrogen compound-containing wastewater treatment tank 510 and a gas supply body 10b. , a bottomed container in which nitrogen compound-containing wastewater W is stored, provided with a hole 511 for exchanging treated water, and sealed with a lid provided with a gas supply member 10b. A hole 511 for replacing treated water is sealed with a plug 512 . Stopper 512 may include a bag for internal venting. The nitrogen compound-containing wastewater W is appropriately replaced after treatment. The volume of the nitrogen compound-containing wastewater treatment tank 510 is not particularly limited, but may be, for example, a volume of 100 mL or more and 1 L or less.

第3実施形態の気体供給体10bは、図11に示すように、気体送出層12を持たないことを除いて、第2実施形態の気体供給体10aと同じである。 The gas supplier 10b of the third embodiment is the same as the gas supplier 10a of the second embodiment, except that it does not have a gas delivery layer 12, as shown in FIG.

(実施例)
本発明を以下の実施例で説明するが、これに限定されるものではない。
(Example)
The invention is illustrated, but not limited, by the following examples.

(実施例1)
第3実施形態の構成の廃水処理装置100bを作成した。窒素化合物含有廃水回分式処理装置は容積0.3675Lの窒素化合物含有廃水処理槽510、処理槽510に浸漬された部分の表面積が0.0049mの気体供給体10b、1枚を下部に設置した供給部により構成される。廃水には、表1~5に示す人工下水を用いた。廃水はT-N容積負荷が約77g/m/3dayになるように供給した。硝化菌を含む硝化反応用微生物製剤として、ナガオ株式会社製お魚さんエイド1号を用いた。お魚さんエイド1号は、初期播種活性汚泥に対し、50wt%となるよう播種した。実施例1では、気体供給体10bは廃水と接する最外層から順に微生物支持層213、気体透過性無孔層212、基材211で構成される。基材211として、住化積水フィルム株式会社製セルポアNW07Hに含まれる微多孔膜シートを使用した。基材211上に気体透過性無孔層212を形成した。気体透過性無孔層212は、メチルビニル系シリコーン樹脂、架橋剤、白金系の触媒等を混合した混合液をバーコーターを用いて塗布したのち、70°Cの雰囲気下に1時間静置することで、形成した。メチルビニル系シリコーン樹脂は粘着性樹脂を含有している。基材211に気体透過性無孔層212を積層したものをJISZ0237-14粘着テープを用いたシート試験法の傾斜式ボールタック試験法において測定した。測定結果は、傾斜角30度でボールナンバー1以上であった。気体透過性無孔層212の外側に微生物支持層213を配置した。微生物支持層213は、不織布(目付量は10g/m、厚みは25um)を積層したものである。気体供給体は空気と触れ合うよう設置され、ここから酸素が供給される。
(Example 1)
A wastewater treatment apparatus 100b having the configuration of the third embodiment was produced. The nitrogen compound-containing wastewater batch treatment apparatus has a nitrogen compound-containing wastewater treatment tank 510 with a volume of 0.3675 L, a gas supply body 10b having a surface area of 0.0049 m 2 at the part immersed in the treatment tank 510, and one sheet installed at the bottom. It is composed of a supply section. Artificial sewage shown in Tables 1 to 5 was used as wastewater. Wastewater was fed such that the TN volume loading was about 77 g/m 3 /3day. Oosan Aid No. 1 manufactured by Nagao Co., Ltd. was used as a microbial preparation for nitrification reaction containing nitrifying bacteria. Oosan Aid No. 1 was seeded so as to be 50 wt% of the initial seeding activated sludge. In Example 1, the gas supplier 10b is composed of a microorganism-supporting layer 213, a gas-permeable non-porous layer 212, and a substrate 211 in this order from the outermost layer in contact with wastewater. As the base material 211, a microporous membrane sheet included in Cellpore NW07H manufactured by Sumika Sekisui Film Co., Ltd. was used. A gas permeable non-porous layer 212 was formed on the substrate 211 . The gas-permeable nonporous layer 212 is formed by applying a mixture of a methylvinyl-based silicone resin, a cross-linking agent, a platinum-based catalyst, etc. using a bar coater, and then leaving it to stand in an atmosphere of 70° C. for 1 hour. Thus, it was formed. The methylvinyl-based silicone resin contains an adhesive resin. The laminate of the gas permeable non-porous layer 212 on the base material 211 was measured by the inclined ball tack test method of the sheet test method using JIS Z0237-14 adhesive tape. The measurement result was a ball number of 1 or more at an inclination angle of 30 degrees. Microbial support layer 213 was placed on the outside of gas permeable non-porous layer 212 . The microorganism support layer 213 is a laminate of non-woven fabrics (weight per unit area: 10 g/m 2 , thickness: 25 μm). A gas supply is placed in contact with air from which oxygen is supplied.

Figure 2022152743000002
Figure 2022152743000002

Figure 2022152743000003
Figure 2022152743000003

Figure 2022152743000004
Figure 2022152743000004

Figure 2022152743000005
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Figure 2022152743000006
Figure 2022152743000006

(比較例1)
初期播種汚泥として活性汚泥のみを播種したこと以外は実施例1と同様である。
(比較例2)
初期播種汚泥としてお魚さんエイド1号(硝化菌)のみを播種したこと以外は実施例1と同様である。
(Comparative example 1)
It is the same as Example 1 except that only activated sludge was seeded as the initial seeding sludge.
(Comparative example 2)
The procedure was the same as in Example 1, except that only Fish Aid No. 1 (nitrifying bacteria) was seeded as the initial seeding sludge.

(窒素化合物測定方法)
公益社団法人日本下水道協会下水試験方法に記載の各窒素化合物試験方法に準拠して、それぞれの窒素化合物を測定した。
(Nitrogen compound measurement method)
Each nitrogen compound was measured according to each nitrogen compound test method described in the sewage test method of the Japan Sewage Works Association.

(結果)
表6に示すように、同じS-T-N容積負荷約77g/m/3dayである実施例1と比較例1、および比較例2を比べて、S-T-N除去率がそれぞれ61%程度と36%程度高い結果が得られた。
(result)
As shown in Table 6, comparing Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 with the same STN volume load of about 77 g/m 3 /3day, the STN removal rate was 61. % and 36% higher results were obtained.

Figure 2022152743000007

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
Figure 2022152743000007

Although embodiments of the present disclosure have been described above, it will be appreciated that various changes in form and detail may be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure as set forth in the appended claims. .

100、100a、100b 排水処理装置
10、10a、10b 気体供給体
12 気体送出層
21、210 防水透気膜
211 基材
212、212a 気体透過性無孔層
213 微生物支持層
51、510 窒素化合物含有廃水処理槽、反応槽
100, 100a, 100b waste water treatment apparatus 10, 10a, 10b gas supply 12 gas delivery layer 21, 210 waterproof gas permeable membrane 211 substrate 212, 212a gas permeable nonporous layer 213 microorganism supporting layer 51, 510 nitrogen compound-containing waste water Treatment tank, reaction tank

Claims (10)

硝化菌に酸素を供給して、窒素化合物を含有する廃水を処理する廃水処理装置であって、
廃水を処理する反応槽と、
前記反応槽中で、廃水に浸漬して配置される気体供給体と、を含み、
前記気体供給体は、前記酸素を含む気体を内側から廃水に供給し、かつ、前記硝化菌を廃水に接する外側表面に担持する、
廃水処理装置。
A wastewater treatment apparatus for treating wastewater containing nitrogen compounds by supplying oxygen to nitrifying bacteria,
a reactor for treating wastewater;
a gas feed disposed submerged in waste water in the reaction vessel;
The gas supply body supplies the gas containing oxygen to the wastewater from the inside, and supports the nitrifying bacteria on the outer surface in contact with the wastewater.
Wastewater treatment equipment.
前記気体供給体は、前記廃水に接する外側表面に防水透気膜を備える、
請求項1に記載の廃水処理装置。
The gas supplier has a waterproof gas permeable membrane on the outer surface in contact with the waste water.
A wastewater treatment apparatus according to claim 1.
前記防水透気膜は、微生物粘着性である、
請求項2に記載の廃水処理装置。
The waterproof air permeable membrane is microbial adhesive,
A waste water treatment apparatus according to claim 2.
前記気体供給体は複数である、
請求項1~3のいずれか1項に記載の廃水処理装置。
wherein the gas supplier is plural;
A wastewater treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3.
気体供給体を設置した反応槽に、窒素化合物を含有する廃水を導入して、廃水を処理する、廃水処理方法であって、
前記反応槽に、廃水と、硝化菌を含む微生物製剤とを供給し、前記気体供給体を廃水に浸漬させ、
廃水に浸漬された前記気体供給体の内側に酸素を含むガスを供給し、前記ガスを前記気体供給体の外側表面に移動させ、前記硝化菌に供給する、
廃水処理方法。
A wastewater treatment method comprising introducing wastewater containing a nitrogen compound into a reaction tank in which a gas supplier is installed and treating the wastewater,
supplying waste water and a microbial preparation containing nitrifying bacteria to the reaction tank, immersing the gas supplier in the waste water;
supplying a gas containing oxygen to the inside of the gas feed immersed in wastewater, allowing the gas to migrate to the outer surface of the gas feed and feed the nitrifying bacteria;
Wastewater treatment method.
前記気体供給体は、廃水に接する外側表面に防水透気膜を備える、
請求項5に記載の廃水処理方法。
The gas supply has a waterproof gas permeable membrane on the outer surface in contact with the waste water.
The wastewater treatment method according to claim 5.
前記防水透気膜は、微生物粘着性である、
請求項6に記載の廃水処理方法。
The waterproof air permeable membrane is microbial adhesive,
The wastewater treatment method according to claim 6.
前記気体供給体は複数である、
請求項5~7のいずれか1項に記載の廃水処理方法。
wherein the gas supplier is plural;
The wastewater treatment method according to any one of claims 5-7.
前記反応槽に、最初に廃水を供給する時に、同時に、前記硝化菌を供給する、
請求項5~8のいずれか1項に記載の廃水処理方法。
When initially supplying waste water to the reaction tank, the nitrifying bacteria are supplied at the same time.
The wastewater treatment method according to any one of claims 5-8.
前記硝化菌を初期馴養時、活性汚泥量に対し、50wt%供給する、
請求項5~9のいずれか1項に記載の廃水処理方法。
Supplying 50 wt% of the nitrifying bacteria with respect to the amount of activated sludge at the time of initial acclimatization,
The wastewater treatment method according to any one of claims 5-9.
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