JP2001170616A - 泡沫分離装置及びそれを用いた水浄化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原水の処理におけるランニングコストの低廉
化を図ると共に、気液分離の高効率化を図った泡沫分離
装置及びそれを用いた水浄化システムを提供することを
課題とする。 【解決手段】 飼育槽中の飼育水中に含まれる微細な懸
濁物や水中に溶存している有機物を分離するための泡沫
分離装置１１であって、飼育水槽からの被処理水である
原水１２を流入管１３を介して流入する内筒１４と、該
内筒１４内に微細な泡１５を発生させる空気１６を空気
供給管１７を介して導入する散気管１８と、発生する微
細な泡１５を開口から排出すると共に泡１５を分離した
処理水１９を内筒１４の側壁に沿って下方側へ導く外筒
２０と該外筒２０の開口部近傍において内部を閉塞する
蓋体２１を設け、該蓋体２１の一部に泡排出管２２を形
成し、装置１１の全体が飼育槽内に没水してなり、外筒
２０内の界面において気液分離し、汚濁物質を含んだ汚
泡水２３を外部へ排出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水族館、養殖場、
実験施設における水棲生物の飼育水を浄化するための泡
沫分離装置及び浄化システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】水棲生物の飼育水には、微細な懸濁物
（餌の食べ残し、水棲生物の老廃物（剥離した粘膜等）
や排泄物を含む有機物等）や魚の排泄物として発生する
アンモニア等の有害物質が絶えず大量に放出されるの
で、水族館の水槽等の閉鎖された空間で水棲生物を飼育
するためには、飼育水を清浄に保つための浄化システム
が不可欠である。

【０００３】このような浄化システムとして最も一般的
に用いられているのは、粒径の小さい砂の濾過作業を応
用した砂濾過槽を備えた浄化システムである。該浄化シ
ステムにおいて、濾過槽は飼育水中の懸濁物質(ss:susp
ended solid ；自然水中に懸濁している固形物)を除去
する機能を有し、かつ砂表面に棲息した硝化菌によって
水棲生物に対して極めて強い毒性を示すアンモニア態窒
素及び亜硝酸態窒素を酸化して硝酸態窒素に変換する機
能を有している。

【０００４】しかしながら、かかる浄化システムでは、
微細な懸濁物や水中に溶存している有機物等の汚濁物質
の除去が効率的ではないので、従来より、処理水中に微
細な空気を流入して発生する気泡に汚濁物質を付着さ
せ、浮上した浮遊気泡を除去後、必要に応じてさらに濾
過した後、処理水を水槽に戻すようなことが提案されて
いる。

【０００５】図６にその処理装置の一例を示す。図６に
示すように、水棲生物の飼育する水槽０１と、該水槽か
らの被処理水である原水０２をポンプＰ₁ により強制的
に送り、該原水０２を処理する処理槽０３とからなり、
該処理槽０３内へ強制的に送られた処理水が上昇するに
つれて発生する気泡に溶存する有機物の汚濁物質が同伴
されて水面に浮遊する浮遊気泡０４と、汚濁物質が除去
された処理水０５を水槽０１へポンプＰ₂ を介して返送
するようにしている。ここで、上記装置では、空気ブロ
ア０６により発生した空気０７を散気管０８に送り、水
中で気泡０９を発生している。気泡０９の上昇に伴い、
循環水流０１０が発生している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記処理装
置では、処理槽に循環流が発生し、気泡分離機能が損な
われていた。また、上記処理装置では、処理槽内の液面
水位を一定にする機能がないので、汚水の流出過多や過
少を防ぐことができず、浮遊気泡をそのままオーバーフ
ローさせているのでで、浮遊気泡と処理水との気液分離
が良好ではなく、処理の高効率化も望まれている。ま
た、新たな設置場所も必要であった。

【０００７】本発明は上記問題に鑑み、原水の処理にお
けるランニングコストの低廉化を図ると共に、気液分離
の高効率化を図った泡沫分離装置及びそれを用いた水浄
化システムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
［請求項１］の発明は、飼育槽中の飼育水中に含まれる
微細な懸濁物や水中に溶存している有機物（汚濁物質）
を分離するための泡沫分離装置であって、被処理水内に
水没してなり、該被処理水を下方側から流入する内筒
と、該内筒内に配設され、微細な空気を導入する気泡混
入部と、発生する微細な泡を開口から排出すると共に分
離した処理水を内筒の側壁に沿って下方側へ導く外筒
と、該外筒の開口部を閉塞する蓋体とからなり、内筒内
で発生した泡のエアーリフト効果により被処理水を吸引
・上昇させつつ水面近傍で泡と処理水とを分離し、汚泡
を泡排出管を介して外部へ排出することを特徴とする。

【０００９】［請求項２］の発明は、請求項１におい
て、上記蓋体が上下動自在であることを特徴とする。

【００１０】［請求項３］の発明は、請求項１におい
て、上記被処理水の流入を水面近傍から行うことを特徴
とする。

【００１１】［請求項４］の発明は、請求項１乃至３の
いずれか１項において、上記蓋体に覗き窓が形成してな
ることを特徴とする。

【００１２】［請求項５］の発明は、請求項４におい
て、上記覗き窓及び泡排出口を洗浄する洗浄手段を設け
たことを特徴とする。

【００１３】［請求項６］の水棲生物飼育水浄化システ
ムの発明は、飼育槽中の飼育水に含まれる有機物及び懸
濁物質を除去するための請求項１乃至５記載の泡沫分離
装置が飼育水槽又は貯槽内に没水・固着されていること
を特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。

【００１５】［第１の実施の形態］本発明の第１の実施
の形態を図１及び図２を用いて説明する。図１は本実施
の形態にかかる泡沫分離装置の概略図である。図２はそ
の平面図である。

【００１６】本実施の形態にかかる泡沫分離装置は、飼
育槽中の飼育水中に含まれる微細な懸濁物や水中に溶存
している有機物（汚濁物質）等を分離するための泡沫分
離装置１１であって、飼育水槽（以下「水槽」という）
からの被処理水である原水１２を流入管１３を介して流
入する内筒１４と、該内筒１４内に微細な泡１５を発生
させる空気１６を空気供給管１７を介して導入する気泡
混入部である散気管１８と、発生する微細な泡１５を開
口から排出すると共に泡１５を分離した処理水１９を内
筒１４の側壁に沿って下方側へ導く外筒２０と該外筒２
０の開口部近傍において内部を閉塞する蓋体２１を設
け、該蓋体２１の一部に泡排出管２２を形成してなり、
装置１１の全体が飼育槽内に没水してなるものである。
そして、外筒２０内の界面において気液分離し、汚濁物
質を含んだ汚泡水２３を外部へ排出するようにしたもの
である。

【００１７】一方、処理水１９は内筒１４に沿って下方
側へ導かれ、外筒２０の下方側に設けられた開口部２４
から飼育槽中へ排出される。

【００１８】なお、本実施の形態では、泡沫分離装置を
飼育槽中内へ架台２５を介して固定しつつ没水させてい
るが、飼育槽以外に、例えば濾過槽へ処理水を一時的に
貯溜する貯溜槽等に設置するようにしてもよい。

【００１９】いずれにしても本発明では泡沫分離装置を
単独で設置するスペースがないような場合においても、
処理対象の被処理水内に没水させることにより、原水の
処理が可能となる。

【００２０】また、蓋体２１には、昇降手段２６が設け
られており、上下動自在としており、水位の変化に追従
可能としている。

【００２１】また、上記蓋体２１と外筒１１とは外筒内
部に設けたフランジ部２７と、蓋体２１のフランジ部２
８とをシール部材２９を介して締結手段により締結して
いる。

【００２２】ここで、本実施の形態では、上記内筒１４
と散気管１８とで曝気手段を構成しており、水中に溶存
した有機物を微細な泡により析出させ、泡に伴って外部
へ排出させると共に、溶存酸素の量を増大するようにし
ている。

【００２３】ここで、上記内筒１４内に設置する散気管
１８の散気部分は水面から所定距離水没させることが肝
要である。例えば、１ｍ程度の高さを有する内筒１４の
場合には、少なくとも３０ｃｍ程度以上の深さに散気管
１８を水没させる必要があるが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。

【００２４】また、内筒１４の上部開口部分は水面から
所定の深さ下方側へ水没するほうがよい。なお、あまり
水没させすぎると、気液分離が効率よく行うことができ
なくなるので好ましくない。

【００２５】また、原水１２を流入する流入管１３は、
被処理水の水面近傍の原水を処理する場合には、水面近
傍まで立ち上げており、一方、被処理水の底近傍の原水
を処理する場合には、底近傍に取水口を位置するように
している。なお、水面近傍の被処理水を取り入れる場合
には、水位の変動に応じて高さが自在となるスライド筒
１３ａを設けるようにしている。

【００２６】また、外筒２０は縦方向に２分割として設
置する際に効率よく設置させることができる。

【００２７】このように、本発明によれば、装置内部が
密閉状態としており、内筒内で発生した泡１５のエアリ
フト効果効果により上記処理水１９を泡と共に上昇させ
ることにより、落差がない場合であっても、原水１２を
流入・流出させることができ、従来のような供給ポンプ
を使用することなく、原水の効果的な浄水が可能とな
る。

【００２８】［第２の実施の形態］本発明の第２の実施
の形態を図３を用いて説明する。図３は本実施の形態に
かかる泡沫分離装置の概略正面図である。図５はその平
面図である。

【００２９】本実施の形態にかかる泡沫分離装置は、図
１に示す第１の実施の形態の装置１１と同様な構成であ
るが、図３に示すように、泡を含んだ汚泡水２３により
汚れ等が付着した場合に、効率よく該汚れを排出するた
めに、泡排出管２２の開口部の洗浄が可能なように洗浄
装置を設けたものである。

【００３０】図３に示すように、泡排出管２２の開口部
に向かって洗浄水３１が噴霧可能なようにノズル３２が
配設されており、必要に応じて洗浄水３１を噴出するよ
うにしている。

【００３１】また、本実施の形態では蓋２１の頂部に透
明な板（例えばアクリル板等）の覗き窓を設け、内部の
監視が可能としており、このような場合には、該蓋２１
の内側を洗浄可能なように噴出ノズル３２が上向きに設
けられている。

【００３２】これにより、泡排出管２２を洗浄すること
により、常に良好な汚泡水２３の排出が可能となる。ま
た、覗き窓２１ａを洗浄することにより、常に内部の状
態を監視可能となる。

【００３３】［第３の実施の形態］本発明の第１の実施
の形態にかかる装置を備えた処理システムの一例を図４
を用いて説明する。図４は本実施の形態にかかる泡沫分
離装置を備えた処理システムの概略図である。

【００３４】本実施の形態にかかる処理システムは、飼
育生物が飼育されている水槽４１内に泡沫分離装置１１
が没水・固定されている。 上記泡沫分離装置４２は第
１又は第２の実施の形態のような処置装置であり、原水
中の溶存有機物等を曝気処理により分離した後、処理水
１９と汚泡水２３とに分離してなるものである。ここで
分離された処理水１９は再び飼育水として排出される。

【００３５】ここで、水槽４１の水位は状況により変動
しやすいため、蓋体２１は上下動することで対処するこ
とができる。本発明では、内筒内に設置した散気管から
の泡１５のエアーリフト効果により下方から流入する原
水１２を引き込むことができ、ポンプを介装させること
なく処理が可能となる。

【００３６】［第４の実施の形態］本発明の第１の実施
の形態にかかる装置を備えた処理システムの一例を図５
を用いて説明する。図５は本実施の形態にかかる泡沫分
離装置を備えた処理システムの概略図である。

【００３７】本実施の形態にかかる処理システムは、飼
育生物が飼育されている大型水槽４１と、該大型水層か
ら一時的に原水を溜め、濾過装置４３へ供給する貯槽４
４とからる浄化システムにおいて、上記貯槽４４内に泡
沫分離装置１１が没水・固定されている。上記泡沫分離
装置１１は第１又は第２の実施の形態のような処置装置
であり、原水中の溶存有機物等を曝気処理により分離し
た後、処理水１９と汚泡水２３とに分離してなるもので
ある。ここで分離された処理水１９は濾過装置４３へ送
られここで、浄化された後、循環ライン４５により循環
ポンプ４６を介して再び飼育水として利用される。

【００３８】なお、濾過装置４３は公知の濾過手段、例
えば開放方式（重力方式、バランス式）や密閉方式等を
適宜を用いればよく、本発明では、何ら限定されるもの
ではない。また、濾過装置４３の後流側に設けた循環ポ
ンプ４６は濾過装置の前流側としてもよく、何ら限定さ
れるものではない。

【００３９】また、泡沫分離装置１１において汚泡水２
３として排出された分は、必要に応じて補給水４６とし
て補給するようにしている。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、気
液分離が効率よく行うことができる泡沫分離装置を提供
することができる。また、エアーリフト効果により被処
理水を流入・流出させることができ、従来のような供給
ポンプを使用することなく、原水の浄水が可能となる。

【００４１】また、該蓋体を上下動自在として水位の上
下動があっても泡を効率よく排出するようにしている。

【００４２】さらに、このような泡沫分離装置を用いて
浄化システムを構築することにより、常に清浄な飼育水
で飼育が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態にかかる泡沫分離装置の概略
図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】第２の実施の形態にかかる泡沫分離装置の概略
図である。

【図４】第３の実施の形態にかかる泡沫分離装置の概略
図である。

【図５】第３の実施の形態にかかる泡沫分離装置の平面
図である。

【図６】従来の水浄化システムの概略図である。

【符号の説明】

１１ 泡沫分離装置 １２ 原水 １３ 流入管 １３ａ スライド筒 １４ 内筒 １５ 微細な泡 １６ 空気 １７ 空気供給管 １８ 散気管 １９ 処理水 ２０ 外筒 ２１ 蓋体 ２２ 泡排出管 ２３ 汚泡水 ２４ 開口部 ２５ 架台 ２６ 昇降手段 ２７ フランジ部 ２８ フランジ部 ２９ シール部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 宏 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 小川 尚樹 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Ｆターム(参考） 4D037 AA09 AB02 BA03 BB05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 飼育槽中の飼育水中に含まれる微細な懸
   濁物や水中に溶存している有機物を分離するための泡沫
   分離装置であって、 被処理水内に水没してなり、 該被処理水を下方側から流入する内筒と、該内筒内に配
   設され、微細な空気を導入する気泡混入部と、 発生する微細な泡を開口から排出すると共に分離した処
   理水を内筒の側壁に沿って下方側へ導く外筒と、 該外筒の開口部を閉塞する蓋体とからなり、 内筒内で発生した泡のエアーリフト効果により被処理水
   を吸引・上昇させつつ水面近傍で泡と処理水とを分離
   し、汚泡を泡排出管を介して外部へ排出することを特徴
   とする泡沫分離装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記蓋体が上下動自在であることを特徴とする泡沫分離
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 上記被処理水の流入を水面近傍から行うことを特徴とす
   る泡沫分離装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項におい
   て、 上記蓋体に覗き窓が形成してなることを特徴とする泡沫
   分離装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 上記覗き窓及び泡排出口を洗浄する洗浄手段を設けたこ
   とを特徴とする泡沫分離装置。
6. 【請求項６】 飼育槽中の飼育水に含まれる有機物及び
   懸濁物質を除去するための請求項１乃至５記載の泡沫分
   離装置が飼育水槽又は貯槽内に没水・固着されているこ
   とを特徴とする水棲生物飼育水浄化システム。