JP2000202489A - 水浄化機能を備える養殖槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で微生物の成長による目詰まりの
発生がなく逆洗操作も不要な養殖槽の提供。 【解決手段】 下端を先細りさせた逆円錐状の槽本体１
の下端部に微生物集落３を沈澱させ、槽本体１内でその
軸線周りの回転駆動される下降管４の下端に設けたノズ
ル４ｂを微生物集落３の中に浸漬し、槽本体１の水を還
流路６によって揚水して泡沫化しながら下降管４の上端
に設けたヘッダー４ａから水を微生物集落３に供給し、
水の浄化と溶解酸素による微生物の培養とを可能とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば鑑賞魚な
どの養殖に利用できる養殖槽に係り、特に魚の排泄物や
残った餌等の化学的分解等に起因して発生するアンモニ
アや病原菌の繁殖による水の汚れを簡単に浄化できる機
能を備えた養殖槽に関する。

【０００２】

【従来の技術】鑑賞用または食用の魚の養殖槽では、魚
の切り身やミンチ等を用いて定期的に投餌が行われる。
この投入された餌は全てが養殖魚によって食べられず、
残ったものが水中に浮遊したり槽の底に沈澱する。一
方、魚の排泄物も同様に水中に浮遊したり沈澱したりす
る。このため、養殖槽では食べ残しの餌と魚の排泄物と
が化学的に分解されて、アンモニアによる臭気の発生や
病原菌の繁殖による汚染が引き起こされる。このような
汚染は、養殖槽だけでなく、海や川に設備される大規模
な養殖場でも同様に発生する。

【０００３】このような汚染に対して、従来から水を浄
化するための様々な水浄化装置が提案され、養殖槽や養
殖場等のように餌や排泄物の分解による汚染に対して有
効なものが既に知られている。このような水浄化装置と
して、たとえば特開平６−３８６５１号公報に記載され
たものがある。この公報に記載の水浄化装置は、餌や排
泄物の分解によって発生するアンモニアや窒素化合物が
分解する過程で発生する亜硝酸や硝酸による汚染を、好
気性の微生物とその活性化物質及び空気中に含まれる酸
素を利用して酸化分解する構成としたものである。そし
て、この水浄化装置では、好気性の微生物を培養槽の中
で培養し、この培養槽に水を通すことで窒素化合物の酸
化分解が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、先の公報に
記載のものやたとえば特開平３−１９６８９７号公報に
記載の従来の水浄化装置は、養殖槽とは別置式として培
養槽やその他の処理槽を配置し、養殖槽からの水を循環
させて浄化するというものである。このため、養殖槽と
は別に浄化のための槽や配管を備える必要があり、装置
の占有面積が広がってしまう。したがって、たとえば比
較的槽が小さい鑑賞魚用の養殖設備では、設備面積を拡
大しなければならない。

【０００５】また、好気性の微生物は、特開平６−３８
６５１号公報にその記載があるように、サドルロック型
セラミックスを利用した固定床を利用して培養される。
この場合、水の浄化処理の時間の経過に伴って微生物も
成長して団粒となり、この団粒によって培養層の中で目
詰まりが発生する。したがって、循環する水への抵抗が
大きくなって処理速度が次第に低下していくほか、微生
物への酸素供給量も大幅に減るので、微生物自身が腐敗
して浄化機能を失う。

【０００６】これに対して、このような目詰まりや微生
物の腐敗を防ぐためには、水の循環方向とは逆向きに水
を流して逆洗することが有効とされている。しかしなが
ら、逆洗に必要な大きな動力の設備が必要となるほか、
逆洗によって排出される汚染分が養殖槽に流れ込むほ
か、逆洗の頻度が高くなれば養殖槽の水の浄化自体の効
率にも影響する。

【０００７】このように、従来の微生物を利用した水浄
化装置を付帯するのでは、養殖槽の設備が大型になりや
すくしかも微生物の成長による目詰まりやこれを解消す
るための逆洗の操作が必要であるという問題がある。

【０００８】本発明は、簡単な構成で微生物の成長によ
る目詰まりの発生がなく逆洗操作も不要な養殖槽を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に水浄化機能を備
える養殖槽は、下端を先細りさせた逆円錐状の槽本体
と、前記槽本体の内部の下端部に沈澱させた微生物集落
と、前記微生物集落の中に下端を浸漬させるとともに上
端を前記槽本体の最高水位よりも上に位置させ且つその
軸線周りに回転駆動可能とした下降管と、前記下降管の
下端側であって前記微生物集落に浸漬される部分に設け
られ前記槽本体の内周面側に向けて水を吐出するノズル
と、前記槽本体から水を揚水するとともに空気吹き込み
により水を空気に接触させて前記下降管に還流させる還
流路とを備えたことを特徴とする。

【００１０】このような構成において、前記還流路に
は、圧縮空気の吹き込みによって前記槽本体からの水を
揚水するとともに揚水した水の中に気泡を発生させる空
気揚水ポンプを備え、前記下降管の上端には上面を外気
に開放したヘッダーを備え、前記空気揚水ポンプの吐出
端に接続する吐出管を前記ヘッダーの中に没入させて配
置し、前記吐出管から放出される水に含まれた気泡を前
記ヘッダー内で浮上させて外気に放出可能とした構成と
してもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態によ
る水浄化機能を備える養殖槽の縦断面図、図２は平面
図、図３は図１のＡ−Ａ線矢視による横断面図である。

【００１２】図において、養殖槽は下端にスタンド２を
備え内部に養殖魚を投入する槽本体１と、その内部の水
を強制循環するとともに空気を取り込んで酸素を水に溶
解させ且つ空気を水から分離する循環系統を備えたもの
である。槽本体１は円形の横断面形状を持ち、下端側に
向けて先細りさせたほぼ逆円錐形であり、上端の内径は
７００ｍｍ程度であり高さ寸法は１８００ｍｍ程度であ
る。

【００１３】槽本体１の先細り状の底部には、好気性の
微生物を注入して培養した微生物集落３を沈澱させ、こ
の微生物集落３の沈澱層を生物化学的な浄化層とする。
微生物集落３は、たとえば鉱物質等を利用した固定床を
含まずに、微生物だけを調合して微生物団粒による集合
体を構成したものである。そして、微生物集落３は流動
性を持ち、槽本体１の内部の水の比重よりも少し大きく
なるように調合し、外部からの酸素による培養・成長の
度合いに応じて注入量を調節する。

【００１４】槽本体１の内部には同軸上に下降管４をそ
の軸線周りに回転可能に設ける。この下降管４は上端に
ヘッダー４ａを備えるとともに、微生物集落３の中に差
し込まれる下端の周面にノズル４ｂを備えたものであ
る。そして、下降管４は、槽本体１の内面に固定したス
テー１ａよって保持された軸受１ｂと下端を受ける支持
ブロック１ｃとによって軸線を鉛直姿勢に拘束されて回
転自在に保持されている。また、槽本体１の上端部には
駆動モータ５を備え、その出力軸とヘッダー４ａの周面
のベルト溝４ａ−１との間にベルト５ａを巻回し、駆動
モータ５の作動によって下降管４を図３の矢印方向に回
転させる。ヘッダー４ａは下降管４よりも大きな内径を
持ち上端を開放した円筒容器状であり、その下端は槽本
体１内の最高水位Ｈよりも下に没している。

【００１５】ヘッダー４ａの近傍には槽本体１内の水を
ヘッダー４ａに送り込むとともに空気を取り込む還流路
６を設ける。この還流路６は、槽本体１に固定され流入
端にストレーナ６ａを取り付けたＵ字状の上昇管６ｂ
と、この上昇管６ｂの上端に取り付けた空気揚水ポンプ
６ｃと、この空気揚水ポンプ６ｃの吐出側に基端を接続
され先端側を下向きに曲げてヘッダー４ａ内に差し込ん
だ吐出管６ｄとから構成されたものである。

【００１６】ストレーナ６ａは槽本体１内の最高水位Ｈ
より少し低い位置に設けられ、水面近くの水を空気揚水
ポンプ６ｃによって吸い込む。この空気揚水ポンプ６ｃ
は、圧縮空気を供給するコンプレッサ６ｃ−１と、この
コンプレッサ６ｃ−１からの圧縮空気（図中の破線で示
す矢印方向の流れ）及び上昇管６ｂからの水（図中の破
線で示す矢印方向の流れ）が合流する合流ヘッド６ｃ−
２とを備えたものである。そして、コンプレッサ６ｃ−
１からの圧縮空気の流れによって、槽本体１から水を吸
引して揚水すると同時に空気を混入して気泡を含む水の
流れ状態にして吐出管６ｄに送り出す機能を持つ。な
お、このような空気揚水ポンプ６ｃは、エアリフトポン
プとして知られる従来周知のもので、水中に気泡を含ま
せる気泡ポンプとして多用されているものをそのまま使
用できる。

【００１７】また、吐出管６ｄは、ヘッダー４ａの底部
の近傍まで差し込まれ、その下端はストレーナ６ａによ
る水の吸い込み位置のレベルより低い。このような、ス
トレーナ６ａと吐出管６ｄとの間の位置関係によって、
ストレーナ６ａを最高水位Ｈの直ぐ下に位置させていて
も、吸込み端と吐出端との間のヘッド差によって水を速
やかに揚水することができる。

【００１８】以上の構成において、駆動モータ５を作動
させると下降管４がその軸線周りに緩やかに回転し、空
気揚水ポンプ６ｃを作動させると上昇管６ｂから槽本体
１内の水が緩やかに吸い上げられる。そして、コンプレ
ッサ６ｃ−１からの圧縮空気が合流ヘッド６ｃ−２に供
給されるので、槽本体１内からの水に空気が混入して気
泡を含む泡沫水として吐出管６ｄからヘッダー４ａに送
り込まれる。このように、合流ヘッド６ｃ−２から吐出
管６ｄを抜けるまでの流路では水中に空気の気泡を含む
ので、この空気の中の酸素やそのほかの成分が水に溶解
する。

【００１９】一方、ヘッダー４ａの中には、槽本体１内
の最高水位Ｈに等しいかこれよりも高いレベルまで水が
溜まる。すなわち、空気揚水ポンプ６ｃによる吐出流量
を適正に調整すれば、ヘッダー４ａ内の水位を好ましい
ものに設定できる。そして、吐出管６ｄはその下端をヘ
ッダー４ａの底部の近くまで差し込まれ、ヘッダー４ａ
の内径に比べて下降管４の内径は小さいので、吐出管６
ｄから吐出される泡沫水の中の気泡は、ヘッダー４ａ内
に殆どが回収されて水面側に浮上していく。したがっ
て、ヘッダー４ａ内で水と空気とが分離され、下降管４
には気泡が含まれず酸素を主として溶解した水が供給さ
れる。

【００２０】下降管４を流下した水は、下端のノズル４
ｂから槽本体１の底部に注入されている微生物集落３の
中に放出される。一方、下降管４はその軸線周りに緩や
かに回転しているので、ノズル４ｂから放出される酸素
を溶解した水は微生物集落３の全横断面を横切るような
流れとなる。このため、ノズル４ｂから連続的に放出さ
れる水は、図３に示すように、槽本体１の内周面に沿う
環状流れとなるとともにこの内周面から剥離した流れが
小さい渦を巻きながら、槽本体１の中を上昇していく。
したがって、ノズル４ｂから放出された水は微生物集落
３に含まれた好気性の微生物と十分に接触し、微生物に
よってアンモニアや窒素化合物等の有害物質が分解され
て浄化される。

【００２１】また、ヘッダー４ａ内で空気が分離されて
酸素を溶解した水が微生物集落３に送り込まれるので、
酸素によって微生物集落３の微生物の培養と活性化が促
される。したがって、酸素を強制的に吹き込まなくても
微生物集落３の浄化作用を長く維持できるほか、酸素の
送り込みによって有害物質を酸化分解することができ
る。すなわち、魚の排泄物や残った餌などの有機物やこ
の有機物から発生するアンモニアや亜硝酸塩等を硝酸塩
に酸化分解でき、無害となった水を槽本体１の中の全体
に循環させることができる。

【００２２】このように、槽本体１の底部に微生物集落
３を沈澱状態に注入してこの微生物集落３の中に処理し
ようとする水を酸素を溶解させた状態で吹き込むだけ
で、槽本体１内の水の浄化が可能である。したがって、
従来のように微生物の培養のための槽を別置式として設
けて槽本体１内の水を循環させる養殖設備に比べると、
構造が格段に簡単になり、占有面積も小さくなる。ま
た、微生物を培養するための固定床を介在させずに微生
物を流動状態で槽本体１の底部に沈澱させているだけな
ので、目詰まりの発生はなく、逆洗の操作も不要とな
る。

【００２３】ここで、微生物集落３は微生物の沈澱層で
あることから、微生物集落３に対する攪拌度を小さく抑
えて槽本体１の全体に微生物が拡散しないようにするこ
とが必要である。この操作は、たとえばノズル４ｂから
供給する水の流量や下降管４の回転速度はいずれも緩や
かなものとすることで可能である。すなわち、先に述べ
た程度の大きさの槽本体１であれば、浄化する水の循環
流量は小さくて済み、下降管４の回転も１分間に６〜７
回程度の回転で十分であるため、微生物集落３の拡散は
防止される。そして、本発明では、槽本体１を逆円錐状
の容器状としているので、その底部から上に向けて断面
が次第に拡大している。このため、ノズル４ｂから放出
した水流は、槽本体１の底部側では流速が比較的大きく
ても、上昇するに伴って流路断面が拡大することから上
昇速度は急速に減衰する。したがって、微生物集落３を
沈澱させたままであっても、微生物の団粒が槽本体１内
の全体に拡散してしまうことはなく、養殖している魚へ
の影響も全くない。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明では、槽本体の自身の底
部に微生物集落を沈澱させておき、この微生物集落の中
に槽本体の水を上から循環させて給水して微生物集落を
通過する間に物質を分解して浄化でき、槽本体と別に微
生物の培養層を備えたりすることは不要となり、設備が
格段に簡単になる。また、下降管には空気を接触させて
酸素を溶解した水を送り込めるので、微生物集落の微生
物の培養も継続され、常に安定した水浄化が可能とな
る。

【００２５】請求項２の発明では、ヘッダーに供給され
る気泡を含む水から気泡を浮上させて分離できるので、
微生物集落には主として酸素を溶解させた水だけを送り
込むことができ、微生物集落の培養とともに酸素による
有害物質の酸化分解も効率的に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の水浄化機能を備えた養殖槽の縦断面
図である。

【図２】 図１の養殖槽の概略平面図である。

【図３】 図１のＡ−Ａ線矢視による要部の横断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 槽本体 １ａ ステー １ｂ 軸受 １ｃ 支持ブロック ２ スタンド ３ 微生物集落 ４ 下降管 ４ａ ヘッダー ４ｂ ノズル ５ 駆動モータ ５ａ ベルト ６ 給気・揚水路 ６ａ ストレーナ ６ｂ 上昇管 ６ｃ 空気揚水ポンプ ６ｃ−１ コンプレッサ ６ｃ−２ 合流ヘッド ６ｄ 吐出管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下端を先細りさせた逆円錐状の槽本体
   と、前記槽本体の内部の下端部に沈澱させた微生物集落
   と、前記微生物集落の中に下端を浸漬させるとともに上
   端を前記槽本体の最高水位よりも上に位置させ且つその
   軸線周りに回転駆動可能とした下降管と、前記下降管の
   下端側であって前記微生物集落に浸漬される部分に設け
   られ前記槽本体の内周面側に向けて水を吐出するノズル
   と、前記槽本体から水を揚水するとともに空気吹き込み
   により水を空気に接触させて前記下降管に還流させる還
   流路とを備えたことを特徴とする水浄化機能を備える養
   殖槽。
2. 【請求項２】 前記還流路には、圧縮空気の吹き込みに
   よって前記槽本体からの水を揚水するとともに揚水した
   水の中に気泡を発生させる空気揚水ポンプを備え、前記
   下降管の上端には上面を外気に開放したヘッダーを備
   え、前記空気揚水ポンプの吐出端に接続する吐出管を前
   記ヘッダーの中に没入させて配置し、前記吐出管から放
   出される水に含まれた気泡を前記ヘッダー内で浮上させ
   て外気に放出可能としたことを特徴とする請求項１記載
   の水浄化機能を備える養殖槽。