JPS58219998A - 水槽水の生物学的嫌気的脱ニトロ化のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、通性嫌気性微生物の種入れを促進する担体材
料を用いた水槽水の生物学的嫌気的脱二トロ化を行なう
方法および装置に関する。

水槽水の水質衛生上まず問題となるのは、硝酸塩の存在
又はその形成である。一般に不自然に水槽水中に魚の数
が多い場合、窒素含有有機化合物の分解によって継続的
に硝酸塩類を生じ、この硝酸塩類は水草による同化又は
水槽中で自然発生した微生物の脱ニトロ化作用によって
一般に十分に−は取り除くことができない。ギの結果、
硝酸塩値は飽和限界まで増加しつづけ、許容限度を大き
く超える。そのために、一定の時間間隔で水の交換を行
なう゛ことが必要である。これは比較的面倒で、必ずし
も有利な教養をもたらさない。

今日、水道水がすでに高い硝酸塩値と別種の有毒物質、
例えば重金属の高い含有量を有することは珍しいことで
はない。もし全く水の交換をやめることができるならば
、それは非常に好都合である。特にたぐさんの海の動物
が存在する状態や、比較的高い硝酸塩値が許容されてい
るが、しかし微生物の均衡が阻害され硝酸塩の還元によ
って非常に有毒な亜硝酸塩の含有量が許容限度を超える
ところでも、また硝酸塩は重大である。

硝酸塩は、さらにクリプトコリネン病および他の水草の
成長を妨げる病気の原因とみなされている。

それ自体工業的浄化法としてよく知られているが、水は
適当な基質上にコロニーを形成している嫌気的微生物の
作用に一定時間さらすことによって脱ニトロ化される。

そのような方法は一般に大型技術においてのみ利用され
、大規模かつ高価な設備、例えば沈殿浄化槽、濾過塔、
槽バッテリー等を必要とする。さらによく訓練された人
員による管理をも必要とする。

このことは、小型水槽すなわち個人のベット、飼育では
当然性なわれないしまた行なうことはできない。

軟水槽では、水の交換の代わりに交換樹脂による部・分
的脱イオン化、で硝酸塩値を低下させることが可能であ
るが、この方法は海水や硬水の水槽では行なうことがで
きない。

工業的廃水処理で生物学的脱ニトロ化を行う方法は通常
行なわれているが、その際十分に嫌気的条件下で長時間
脱ニトロ化を行なう微生物に接触させている。適当な担
体材料を開発し、規模を縮小しても、この種の方法は小
型水槽に導入することはできない。

そこで米国特許第４２５６５７３号明細書に記載の装置
は、排水を通す簡単な濾過物質と微生物で満たされてい
る柱状の容器内にて廃水処理を行っている。米国特許第
３８４６２８９号明細書に記載の方法では、上昇水流で
くみあげられる排水のために・流通性の濾過床が備えら
れている。両方法は、水槽程度に対しては複雑でかつ高
価過ぎる。

排水浄化汚泥処理のための方法がオーストリア特許第７
１８１８号公報に記載されているが、この方法では沈殿
汚泥は多室型沈殿装置に充填される。

汚泥の分解が進むにつれ、この汚泥は適宜のψを通って
その都度隣接する室へ移動し、従って異なった分解段階
の汚泥が室毎に存在している。その際汚泥の上部にあっ
て澄んでおりかつ微生物に満たされた水が室から室へ、
すなわち分解程度の高い室から分解程度の低い室へ逆流
する。小型水槽には汚泥処理は備えられていないため、
そのような方法は水の脱ニトロ化のための模範例として
利用することはできない。

同様にオーストリア特許第６９１０３号公報記載の汚泥
処理法では、多室性沈殿槽を設け、分解した老汚泥は比
較的新しい汚泥とは混じり合わず行するための根本的な
基準である。

小型水槽では、比較的大きな浄水装置を備えることなく
、比較的少量の水を効率よく脱ニトロ化を行なうことが
、何よりもまず問題となる。水の処理は、水槽の大きさ
に適した範囲で行われ、同時に水槽中に生息する動植物
に有用でなければならない。これらの理由から、大型技
術で用いた方法を単純に縮小した基準で利用することは
できな−い。そしてまた、大型技術で確認された長所短
所も現われるとは限らない。

特別の生物学的化学的環境条件、水槽に生息している動
植物の特性と量、水槽の大きさおよびエネルギー担体の
添加の所要の正確性のために、著しい障害が生じ、この
ため大型技術方法の小型への安易な導入は行うことがで
きない。例えば、乳糖のようなエネルギー担体の所要の
継続的添加で、有害な微生物の増大と腐敗過程の発生を
ひきおこす可能性がある。

さらに、水槽の大きさに適した方法で必要な反応距離、
反応設備、反応装置を設けるという困難が生じる。

ペット飼育水槽水の脱ニトロ化のための方法を創る本発
明の課題は、特許請求の範囲第１項の特徴部分にその解
決法が示されている。

空気酸素の侵入のない長い作用距離を通過する際に、基
質を通過する処理されるべき水は、微生物の作用によっ
て酸素不足となる。特定の微生物は、通常水に溶解して
いる大気の酸素を受容するが、酸素濃度が過度に低い時
はある適応時間の後にその酵素系を切り換え、硝酸塩か
ら必要な酸素を取り去り、水をこの方法で脱ニトロ化す
る。しかしこれは、補助エネルギー担体、例えば炭水化
物の添加を必要とする。この反応を１硝酸塩呼叫と称す
る。それによって、十分な無硝酸塩水が生じる。

本発明の方法を実施するための適宜の装置が、特許請求
の範囲第２項に記載されている。

特許請求の範囲第２項に記載の槽の縦断面形は英国特許
第９３５９０９で周知であるが、この公報には、単に固
体粒子が沈積する開放式沈殿槽が設けられ、上記の固体
粒子は固体粒子フィルターによって洗浄される液体に含
有される濾過装置が記載されている。

一般に分離器に関する他の刊行物から類似の構造が周知
であるが（オース）　ＩＪア特許第３３９３３８号公報
、英国特許第２８１６６号公報、英国特許第１５２０２
７７号公報、英国特許第１７３４８号公報）、本発明の
意味における使用を示すものではない。

・本発明の目的に対して、そのような容器形、特　　　
１に特許請求の範囲第２項に述べた構成を有するものを
用いることは、本発明以前の記載にはみられない。

次に、図に示されている実施例に基づき、本発明の装置
をさら、に詳しく説明する。

第１図に示した容器１は、間隔を置いてその底上部で終
っている〜垂直な中央隔壁５を有する。容器１は、脱ニ
トロ化を行なう微生物の定住のための担体材料、たとえ
ば泡化物質薄片、砕石、石屑膨隆上等と水からなる基質
で満たされている。第１の室の上部に、処理されるべき
水槽水のための送水管２があり、これに送水コック３が
備えられている。第二の室は、処理された水のためのオ
ーバーフロー４を有する。

制御された量で送水された処理水が両方の室を通過し、
脱ニトロ化を行なう微生物と接触する。

２００　ｔノ水槽では、５〜２０１７日の送水で０．５
〜２２／日の大きさのエネルギー担体添加が実験的に適
当であることが明らかにされた。

第１図に示した実施例で簡単な方法の脱ニトロ化の原理
を述べたが、第２図に示した実用的使用のために適した
改良された実施例では、容器１は多数の隔壁５，６．７
によって垂直に分割された多数の室番ご分割されている
。隔壁５，７．６は、それぞれ容器底部上方又は容器満
水面下力に間隙を有して終っており、それによってうね
うねした又は、曲がりくねった流路を形成している。さ
らに容器１の主要部分は、取りはずし可能な被覆８によ
り、空気酸素の侵入を閉鎖し、その結果、脱ニトロ化を
行なう微生物はすみやかかつ強力に処理されるべき水に
作用する。その水は、比較的小さな容器１の中でほぼ固
定された基質床を比較的長い距離通過させられ、従って
十分に長い滞流時間の間に微生物の作用に完全にさらさ
れる。

微生物は、まず第一に水に含まれている酸素を消費する
。続いて室被覆し−よって補助されて酸素が減少するの
で、微生物は即座に「硝酸塩呼吸」に切り換わる。即ち
微生物は、水に溶解している硝酸塩から酸素を分離し硝
酸塩を還元し始める。

これに加えて、適切な量でエネルギー担体、例えば乳糖
のような易溶性炭水化物の供給が必要である。そのよう
なエネルギー担体は、装置を示してはいないが、例えば
固型のエネルギー担体の使用の際には水槽飼料自動装置
のような定量装置、又は第１図および第２図の３に示し
たような滴下装置を用いて第一の室に定量導入される。

処理されるべき水は、」−分に脱ニトロ化するために長
く装置内に存在するような量で供給される。

この装置は、大きな費用なしに備えられ、かつ詳しい専
門的知識なしに作動させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の簡単な２室実施例の断面図、第２図は
多室実施例の断面図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）通性嫌気性微生物の定住を促進する担体材料を用
   いた水槽水の生物学的−気的脱二トロ化のための方法に
   於て、脱ニトロ化されるべき水が空気酸素遮断下にある
   長い作用距離に亘って導かれ、この作用距離が担体材料
   と水からなり脱ニトロ化を行う微生物の占める基質から
   なり、そして、同時に微生物作用のために制御された量
   で適当なエネルギー担体を上記基質に供給するこ、とを
   特徴とする方法。
2. （２）　　水と脱ニトロ化を行なう微生物の定住のため
   の担体材料からなる基質とで満たされている容器が、容
   器底部上方に間隔をもって終っている少くとも・１つの
   垂直な隔壁、又は容器底部上方に間隔を置いておよび容
   器満水面下力に間隔を置いて終っている数個の隔壁によ
   って、複数の室に分割されて縦断面にて曲がりくねった
   流路を形成すること、第一の室に処理されるべき水のた
   めに水槽からの送水器（２，５）および微生物に作用す
   るエネルギー担体の定量滴下のための装置が付設されて
   いること、次の室が満水面の高さに取りはずし可能な被
   覆（８）を有すること、そして最後の室が満水面の高さ
   に水槽へ還送するオーバーフロー（４）を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法の実施の
   ための装置。
3. （３）溶解したエネルギー担体を定量滴下するための線
   上装置を備えることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載の装置。
4. （４）固型のエネルギー担体の定量添加のための装置と
   して、水槽飼料自動装置のような定量装置を備えること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の装置。