JPH0622664A - 水の浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期間水の汚れの蓄積と藻類や魚の病原菌な
どの繁殖が少ない水槽と安定した水浄化ができる水の浄
化装置を提供することを目的とする。 【構成】 底面に排水口５を有する水槽の底部に防藻、
防菌性をもった穴あき板４を設け、前記穴あき板４から
落ちた水槽の水の汚れを前記排水口５から槽外に取り出
せるようにした水槽２と前記排水口５に連通して設けら
れた嫌気性浄化モジュル７、水圧送手段８、好気性浄化
モジュル１０と、この好気性浄化モジュル１０に空気を
送る空気供給手段と水温制御・殺菌モジュル１６とを具
備する水の浄化装置１で構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水槽および水槽の水、
特に、魚を飼育する水槽およびその水槽の水の汚れを浄
化する水の浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の観賞魚用水槽を図８にもとづいて
説明する。図８において、水槽４１の上には水槽の水４
２をろ過する上置式ろ過装置４３が配置されている。ま
た、水槽４１の水４２をろ過するために揚水するポンプ
４４と揚水管４５を備え、導入口４６から水槽４１の水
４２は常にろ過装置４３に送られて、ろ過後吐出口４７
から送出する構成となっている。そして、水槽４１の底
面には小石４８や砂などが配置されている。

【０００３】上記水槽４１には底面に配置されている小
石４８や砂などに蓄積された残餌、魚の排泄物、藻類、
魚の病原菌などの処理手段や上置式ろ過装置４３での効
率的な水の浄化手段などが備えられていない。

【０００４】そして、一般に、鑑賞魚用水槽において
は、水槽中の水は魚の排泄物と食べ残しの餌などが原因
でアンモニアや汚れの発生、病原菌や藻類の繁殖などの
問題がある。さらに、アンモニアなどの窒素化合物が分
解する過程で発生する亜硝酸も除去しなければならない
ものである。

【０００５】これらの問題を解決するものとして、上記
従来例に示すような上置式ろ過装置が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、水槽底面に配置されている小石４８や砂な
どに蓄積された魚の排泄物や食べ残しの餌、藻類、魚の
病原菌などが処理できないので水槽の水が汚れるととも
に悪臭が発生すると云う問題があった。

【０００７】また、前記の上置式ろ過装置では、魚の排
泄物や残餌などの有機物やアンモニアを分解する好気性
微生物や嫌気性微生物を最適繁殖状態に維持することが
できないと云う問題と魚の病原菌や藻類などが繁殖する
問題もあった。

【０００８】本発明は上記問題を解決するもので、水槽
の中に発生した魚の排泄物や残餌による水の汚れと魚の
病原菌、藻類などの繁殖を少くすることができる水の浄
化装置を得ることを目的とする。

【０００９】また、魚の病原菌や藻の発生を従来以上に
防止することができる水の浄化装置を得えうとするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の水の浄化装置は
底面に排水口を有する水槽の底部に防藻・防菌性をもっ
た穴あき板を設け、前記穴あき板を介し前記排水口から
水槽外に取り出した水槽の水を浄化モジュルを通した後
に再び水槽に戻す強制循環流路を設けたものである。

【００１１】そして、浄化モジュルは、嫌気性浄化モジ
ュルと、好気性浄化モジュルと、この好気性浄化モジュ
ルに空気を送る空気供給手段と、内部にヒータ、冷却用
熱交換器および紫外線ランプを具備した水温制御・殺菌
モジュルとを有する構成としたものである。

【００１２】

【作用】本発明は上記構成により、水槽の中に発生した
魚の排泄物や食べ残しの餌などは、水槽底部に設けた防
藻・防菌性をもった穴あき板から水槽底面に落ち、水槽
底面の排水口から槽外に取り出す。また、水槽底部に設
けた穴あき板は防藻、防菌性のある物質を有しているの
で、藻類や魚の病原菌の繁殖が少くすることができる。
そして槽外に取り出された魚の排泄物や残餌などからな
る複雑な有機物は、前記排水口に連通して設けられた嫌
気性浄化モジュルで酸生成反応やメタン生成反応により
構成単位の有機物即ちアミノ酸、単糖類などやメタンな
どに変還することができる。また、前記嫌気性浄化モジ
ュルは一次ろ過の役割もするので、水槽内に発生したゴ
ミ、貝などの異物を除去することができる。

【００１３】次に、前記の構成単位までに分解されたア
ミノ酸や単糖類などの有機物は水圧送手段により空気供
給手段から好気性浄化モジュルへと送られる。そして送
られた有機物は空気供給手段で循環流の流体エネルギー
により誘引され噴流部で微細化され空気と共に好気性浄
化モジュルへ入る。好気性浄化モジュルに入った有機物
は水浄化細菌の働きにより分解除去されることができ
る。

【００１４】上記のように水圧送手段により水循環が行
われると、魚の排泄物や食べ残しの餌などからなる複雑
な有機物は、すぐ水槽外に取り出され、嫌気性浄化モジ
ュルの塩基性鉱物質の表面に繁殖した嫌気性細菌群によ
り構成単位の有機物に分解される。さらに、この有機物
は空気供給手段で吸引された空気を混合しながら好気性
浄化モジュルに送られる。そこで、水中の有機物はモジ
ュル中の塩基性鉱物質の表面に繁殖した好気性細菌群に
より、酸素の多い雰囲気で効率よく酸化分解される。即
ち、水は浄化される。

【００１５】また、水槽中に発生した微細藻類や魚の病
原菌は浄化モジュルの上流に配設した水温制御・殺菌モ
ジュルの紫外線ランプで死滅させることができる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の１実施例を図を参照して説明す
る。

【００１７】図１は、本発明の水の浄化装置を鑑賞魚飼
育水槽に応用した実施例を示すものである。水の浄化装
置１は、水槽２の強制循環流路３ａ、３ｂの間に配置し
てある。水槽２に溜まった魚の排泄物や食べ残しの餌な
どからなる複雑な有機物や魚の病原菌などを含んだ汚い
水は、水槽底部に設けられた防藻、防菌性をもった穴あ
き板４を通って排水口５より水流路（往路）３ａを経由
し、複雑な有機物を分解する嫌気性細菌が繁殖している
塩基性鉱物質６からなる嫌気性浄化モジュル７に入る。
この嫌気性浄化モジュル７には、図２に示すように複雑
な有機物例えばタンパク質、多糖類をその構成単位であ
るアミノ質、メタンに分解する通性嫌気性細菌と絶対嫌
気性細菌とからなる酸生成細菌やメタン生成細菌と硝酸
を窒素に分解する硝酸還元細菌や脱窒細菌などを前記の
塩基性鉱物質６の表面に繁殖させている。前記のアミノ
質などを含んだ汚い水は、水圧送手段８で好気性細菌が
繁殖している塩基性鉱物質９からなる好気性浄化モジュ
ル１０に入る。この好気性浄化モジュル１０には、脱ア
ミノ細菌、アンモニアの酸化細菌、亜硝酸の酸化細菌な
どを繁殖させている。好気性浄化モジュル１０に入った
アミノ質などを含む汚い水は、図２に示すように鉱物質
９の表面に繁殖している脱アミノ細菌によってアンモニ
アに分解される。このアンモニアも鉱物質９の表面に繁
殖しているアンモニアの酸化細菌や亜硝酸の酸化細菌に
よって酸化分解されて硝酸になる。一方、好気性浄化モ
ジュル１０の入口には、空気供給手段であるエジェクタ
ー１１が設置されており、空気電磁弁１２、流通管１３
を経由して空気がエジェクター効果により吸いこまれ空
気を含んだ気泡が発生する。この空気中の酸素によりア
ンモニアは、前記の各細菌によって酸化分解が促進さ
れ、次式により完全に無毒な硝酸になりきれいな水にな
る。

【００１８】

【化１】

【００１９】このように複雑な有機物を分解し、きれい
になった水は、紫外線ランプ１４、ヒーター１５、冷却
用熱交換器などを内蔵した水温制御・殺菌モジュル１６
に入り、水温を調節するとともに魚の病原菌や藻類など
を死滅させてから水流路（復路）３ｂを経由して、流出
路１７を通りエアセパレータ１８で混入している極微細
気泡を除去した後、水槽２に戻る。水槽２に戻った水の
中に含まれている前記の硝酸は、嫌気性浄化モジュル７
の塩基性鉱物質６の表面に繁殖させた硝酸還元細菌や脱
窒菌によって前述の有機物から水素を供与されて次式に
より、窒素と水に分解される。

【００２０】

【化２】

【００２１】１９は水槽２と水回路とを分離する電磁弁
であり、この電磁弁１９の出口は嫌気性浄化モジュル７
の流入路へ連通している。２０は水の浄化装置１、水槽
２からの漏水を検知する漏水センサである。２１は制御
装置である制御回路を内蔵した制御ボックス、２２は給
餌器である。

【００２２】図３は、一次ろ過を兼ねた嫌気性浄化モジ
ュル７の断面図である。図３において、嫌気性浄化モジ
ュル７は上蓋２３とケース２４とからなり、その中には
前述の塩基性物質からなる水浄化細菌の固定化担体６ａ
やポリビニールアルコールなどからなる固定化担体６ｂ
を内蔵している。流入口２５を有するケース２４は、流
出口２６を有する上蓋２３をＯリング２７を介してボル
ト２８とナット２９で固定している。

【００２３】図４は、好気性浄化モジュル１０の断面図
である。図４において、好気性浄化モジュル１０は上蓋
３０とケース３１とからなり、その中には前述の塩基性
物質からなる水浄化細菌の固定化担体９ａを内蔵してい
る。流入口３２を有するケース３１は、流出口３３を有
する上蓋３０をＯリング３４を介してボルト３５とナッ
ト３６で固定している。さらに、前述の塩基性物質から
なる水浄化細菌の固定化担体９ａは、図５に示すように
高炉水砕を原料とした多孔質のサドルロック型セラミッ
クを用いている。この高炉水砕は製鉄所から溶鉄１.0ト
ン当り０.5トン発生するスラグを急冷して製造され、主
にセメントの原料や土壌改良材として使用されるもので
ある。高炉水砕は、多孔質のガラス質に焼成され表１に
示すようにＣａＯ、ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯなど
が主成分である。

【００２４】

【表１】

【００２５】このようにＣａＯが主成分であるので、前
述の反応式で好気性浄化モジュル１０に

【００２６】

【化３】

【００２７】が生成したり、また嫌気性浄化モジュル７
に複雑な有機物が分解して有機酸が生成してもＰＨの低
下がおこらない。また、ＰＨの低い原水を使用しても微
生物の固定化担体の表面は、ＣａＯで中和できるので水
浄化微生物が付着している部分のＰＨは８程度に保持で
き、水を浄化する微生物の活性を向上させることができ
る。

【００２８】さらに、ＣａＯなどが主成分である微生物
の固定化担体６ａ、９ａの表面には水の中でカルシウム
などの２価のプラスイオンが沢山存在する。一方、水浄
化細菌はマイナスに荷電されているので固定化担体に付
着しやすく、水浄化細菌の固定化担体として最適であ
る。次に、この水浄化細菌の固定化担体６ａ、９ａは、
水浄化細菌群が繁殖しやすいように図６の孔径と空間率
にした。図６の平均気孔径約５μｍ、空間率２０乃至８
５％の固定化担体に水浄化細菌群を繁殖させてアンモニ
アを窒素に分解する速度を測定すると固定化担体１００
ミリリットルで約８００μｇを４時間で分解できる。こ
れに対して、多孔度が２０％以下であるとアンモニアを
窒素に分解する速度が小さく、多孔度が８５％以上にな
ると固定化担体自体がもろくなって使用できなかった。

【００２９】また、水温制御・殺菌モジュル１６に内蔵
された紫外線ランプ１４は、２５３.7ｎｍを中心波長と
する紫外線を照射し、この波長をよく透過させる石英も
しくは紫外線透過ガラス、フッ素樹脂で照射部が構成さ
れている防水型である。一方、紫外線ランプ１４の照射
を受けるモジュル１６の中を循環水がワンパスで通過す
る時間と紫外線ランプ１４の紫外線放射照度の積は１０
乃至１０⁵ μｗｓｅｃ／ｃｍ² が最適であり、このモジ
ュル１６は横太りよりも縦長がよい。この紫外線ランプ
１４は、水槽２に発生した魚の病原菌や藻類を殺菌、殺
藻し、さらに遊離塩素も除去できるので、魚や水浄化微
生物の飼育環境をより高める働きをしている。

【００３０】次に、前記の水槽２に発生した汚れの排出
および排出した汚れの水の浄化装置１による分解除去効
果を下記の実験で判定した。

【００３１】実験に用いた鑑賞魚水槽は、１００リット
ルの内容積をもつアクリル樹脂製のもので、底部には直
径５ｍｍの穴をあけた防藻・防菌性をもった板４を設
け、前記防藻・防菌性をもった穴あき板４から落ちた水
槽の汚れは底面の排水口５から水槽外に取り出しやすく
した。次に、防藻、防菌性をもった穴あき板４は、水槽
２の水のＮＯ₃ −Ｎ濃度が藻の発生しやすい１００ｐｐ
ｍになっても藻や細菌によるぬめりが発生しない表２の
物質を使用して試作した。

【００３２】

【表２】

【００３３】表２の１乃至１０の物質を添加して試作し
たアクリル製穴あき板４は、藻やぬめりなどの発生がな
いので水槽２の中が長期間美しく保持できる。

【００３４】また、水槽２の水温は、ヒーター１５、冷
却用熱交換器、サーミスタなどで２７±１℃に保つよう
にした。さらに、嫌気性浄化モジュル７は１リットルの
内容積をもつポリ塩化ビニール製の円筒形のもので、中
には高炉水砕を原料とした３／８インチの空間率２０乃
至８５％のサドルロック型セラミックからなる水浄化細
菌の固定化担体６ａとポリビニールアルコールを原料と
した直径３ｍｍの多孔性ボールからなる水浄化細菌の固
定化担体６ｂなどを内蔵し、一次濾過の役割もするよう
にした。さらに、好気性浄化モジュル１０は５リットル
の内容積をもつポリ塩化ビニール製の円筒形のもので、
中には前述の高炉水砕を原料とした３／８インチの空間
率２０乃至８５％のサドルロック型セラミックからなる
水浄化細菌の固定化担体９ａを内蔵した。また、好気性
浄化モジュル１０の入口には、エジェクター１１を設置
し、そのエジェクター効果により１リットル／分の空気
を供給した。この空気中の酸素量は、アンモニアを硝酸
まで酸化分解するのに必要な量以上の供給量であるの
で、好気性浄化モジュル１０を通過した水の溶存酸素量
が飽和状態である。したがって、従来の水槽のように散
気管を入れてエアーポンプでエアレーションは行わなか
った。また、前述の好気性浄化モジュル１０の後流に配
置した紫外線ランプ１４の照射を受ける容器内を水槽２
の水がワンパスで通過する時間と紫外線放射照度の積は
１０⁵ μｗｓｅｃ／ｃｍ² とした。

【００３５】上記の水槽２と水の浄化装置１を図１のよ
うに組み合わせ、この水槽に大きさ約５ｃｍの熱帯魚２
０尾入れ、毎日窒素含有量３０ｍｇの餌を与え、水圧送
手段８で水槽の水を５リットル／分で循環させ１２ケ月
間飼育した時の水槽内の水質、汚れの蓄積状態、雑菌数
と藻類の付着状態、浄化モジュル７、１０のＰＨ、など
を測定し、効果を判定した。その結果の１部を表３に示
す。

【００３６】

【表３】

【００３７】表３の結果から、本発明の水の浄化装置は
毎日窒素含有量３０ｍｇの餌を与え、１２ケ月間熱帯魚
を飼育しても水槽の水のＮＨ₄ −Ｎ、ＮＯ₂ −Ｎ、ＣＯ
Ｄが非常に少なく水槽の汚れをよく浄化する。また、Ｐ
Ｈも７.7であるので図７に示すように水浄化細菌が高い
活性を維持できる。さらに水槽内に汚れの蓄積、藻類の
付着がなく雑菌も非常に少ないので長期間きれいで、悪
臭の無い水槽を実現でき、魚のへい死もなくなる。

【００３８】なお、図７は水浄化細菌の活性と水のＰＨ
の関係を示すものである。

【００３９】

【発明の効果】以上実施例で説明したように本発明の水
の浄化装置によれば、次の効果が得られる。 （１）水槽の中に発生した水の汚れをすぐ槽外に取り出
せるので、長期間汚れの蓄積がなく悪臭のない水槽が実
現できる。 （２）水槽から取り出した汚れを活性の高い嫌気性浄化
細菌と好気性浄化細菌で分解できる。 （３）水槽底面は藻類や魚の病原菌の繁殖が少なく、さ
らに汚れの蓄積も少ないので、常にきれいな状態を保持
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例における水の浄化装置の断面
図

【図２】同水槽中の有機物分解に関与する種々の細菌群
ブロック図

【図３】同水の浄化装置に設けられた嫌気性浄化モジュ
ルの断面図

【図４】同水の浄化装置に設けられた好気性浄化モジュ
ルの断面図

【図５】同浄化モジュルに内蔵された水浄化細菌固定化
担体の斜視図

【図６】同水浄化細菌固定化担体の空間率とアンモニア
の窒素分解特性図

【図７】同水浄化細菌の活性と水のＰＨとの関係図

【図８】従来の水の浄化装置の断面図

【符号の説明】

１ 水の浄化装置 ２ 水槽 ４ 防藻、防菌性をもった穴あき板 ７ 嫌気性浄化モジュル ８ 水圧送手段 １１ 空気供給手段 １０ 好気性浄化モジュル １６ 水温制御・殺菌モジュル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 豊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底面に排水口を有する水槽と、この水槽底
   部に設けられた防藻、防菌性をもった穴あき板と、前記
   穴あき板を介し前記排水口から水槽外に取り出した水槽
   の水を浄化するモジュルを通した後に再び水槽に戻す強
   制循環流路とを備えた水の浄化装置。
2. 【請求項２】穴あき板は、銀、塩化銀、グルコン酸クロ
   ルヘキシジン、銅、硫化銅、５−クロル−２−（２、４
   −ジクロルフェノキシ）フェノール、ドデシルグアニジ
   ン塩酸塩、チアベンダゾール、α−ブロムシンナムアル
   デヒド、シリコーン第４級アンモニウム塩、１０、１
   ０′−オキシビスフェノキシアルシン、アルキルジ（ア
   ミノエチル）グリシン塩酸塩よりなる群から選ばれた少
   なくとも１種の防藻、防菌性を有する物資を含有する請
   求項１記載の水の浄化装置。
3. 【請求項３】浄化モジュルは、有機物を分解する嫌気性
   細菌を有する嫌気性浄化モジュルと、好気性細菌を有す
   る好気性浄化モジェルと、この好気性浄化モジュルに空
   気を送る空気供給手段と、内部にヒータ、冷却用熱交換
   器および紫外線ランプを具備した水温制御殺菌モジュル
   とを有する請求項１または２記載の水の浄化装置。
4. 【請求項４】浄化モジュルは、空間率が２０ないし８５
   ％の塩基性物質が主成分であるセラミックからなる請求
   項１ないし３のいずれかに記載の水の浄化装置。
5. 【請求項５】浄化モジュルは酸化カルシウムを主成分と
   するセラミックを水浄化細菌の固定化担体として内蔵し
   たものである請求項１ないし４のいずれかに記載の水の
   浄化装置。