JP2001170617A

JP2001170617A - 泡沫分離装置及びそれを用いた水浄化システム

Info

Publication number: JP2001170617A
Application number: JP35871199A
Authority: JP
Inventors: Makoto Tsuku; 誠津久; Yoshitomo Sakai; 能具酒井; Hiroshi Nakamura; 宏中村; Naoki Ogawa; 尚樹小川
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2001-06-26
Anticipated expiration: 2019-12-17
Also published as: JP3676157B2

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を下方側から流入管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とからなると共に、該外筒２０の開口部
周囲の内側に堰２１を設け、開口周囲に泡排出通路２２
を形成してなり、該堰２１により気液分離し、該堰２１
を越えた泡１５を含んだ汚泡水２３を泡排出管２４を介
して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７にその処理装置の一例を示す。図７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。

【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、［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
いる有機物を分離するための泡沫分離装置であって、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からなると共に、該外
筒開口部周囲に堰を設け、泡排出通路を形成してなり、
該堰により気液分離し、該堰を超えた泡を外部へ排出す
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、上記堰の周囲の通路が泡出口に向かって傾斜してな
ることを特徴とする。

【００１０】［請求項３］の発明は、請求項２におい
て、上記堰の周囲の少なくとも一部が上下動自在である
ことを特徴とする。

【００１１】［請求項４］の発明は、請求項３におい
て、上記泡排出口に対向する堰が上下動自在であること
を特徴とする。

【００１２】［請求項５］の発明は、請求項１乃至４の
いずれか１項において、上記処理水を溢出させて外筒内
の所定の水位を保つ手段を隣接してなることを特徴とす
る。

【００１３】［請求項６］の発明は、請求項１乃至５の
いずれか１項において、上記処理水を溢出させ、外筒内
に所定の水位を保つ水位保持手段を隣接してなることを
特徴とする。

【００１４】［請求項７］の発明は、請求項１乃至５の
いずれか１項において、上記水位保持手段を迂回して外
部へ処理水を排出するバイパス管を設けてなることを特
徴とする。

【００１５】［請求項８］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７記載の泡沫分離装置と、前記飼育水中のアンモ
ニア態窒素を硝酸態窒素に変換するための硝化槽と、バ
イオエレクトロ脱窒法によって、前記飼育水に含まれる
硝酸態窒素を除去するための脱窒槽と、を備えたことを
特徴とする水棲生物飼育水浄化システム。

【００１６】

【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。

【００１７】［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正面図である。図２
はその平面図である。

【００１８】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
している有機物を分離するための泡沫分離・除去するた
めの装置であって、飼育水槽（以下「水槽」という）か
らの被処理水である原水１２を下方側から流入管１３を
介して流入する内筒１４と、該内筒１４内に微細な泡１
５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
からなると共に、該外筒２０の開口部周囲の内側に堰２
１を設け、開口周囲に泡排出通路２２を形成してなり、
該堰２１により気液分離し、該堰２１を越えた泡１５を
含んだ汚泡水２３を泡排出管２４を介して外部へ排出す
るようにしたものである。なお、図中、符号２５は蓋
板、２６は架台である。ここで、処理水１９は外筒２０
の下方に設けた通水口２０ａからオーバーフロー管２８
に流出し、さらに貯槽２９を経由し、流出管３０を経て
外部へ排出している。

【００１９】上記外筒２０には、上記処理水１９を溢出
させて外筒２０内の所定の水位２７を保つ手段であるオ
ーバーフロー管２８が隣接されており、該オーバーフロ
ー管２８から処理水１９を溢出させ、隣接する貯槽２９
に移動させて流出管３０を介して外部へ排出し、その後
濾過槽を経て又は直接に水槽へ戻すようにしている。該
オーバーフロー管２８の先端には管長さ調整用の調整管
３１が嵌着されており、外筒内の水位２７を汚濁気泡水
排出のために最適水位を得るため、長さを調整し、汚泡
水２３の排除と、処理水１９の放出とをバランスよく調
整するようにしている。すなわち、汚泡水２３の過度な
流出を減ずるには、上記オーバーフロー管２８の先端を
低くすればよく、一方泡の排出量を多くした場合には、
上記オーバーフロー管２８の先端を高くすればよい。

【００２０】上記オーバーフロー管２８の高さの調整に
は、調整管３１を設ける以外に、例えば管２８を軸方向
にスライド自在又は螺旋溝により調整可能としたり、長
さの異なる管を取り替える等の調整方法の他に、上記オ
ーバーフロー管２８の先端を二重管とし、該二重管の一
方をアクチュエータ等の手段を利用して自動的に上下動
自在としてもよい。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】また、内筒１４の開口部分は水面から突出
している場合であってもよいが、より好ましくは例えば
水面から５〜１０ｃｍ程度（内筒の長さの約５％程度の
長さ）下方側へ水没するほうがよい。これはあまり水没
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。

【００２４】このように、本発明によれば、上記処理水
１９を溢出させて外筒２０内の所定の水位２７を保つ手
段を設けているので、安定した汚泡水２３の排水ができ
る。また、内筒１４内の気泡が上昇することにより、エ
アリフト揚水による吸引効果により、原水流入能力を増
加さる効果もある。

【００２５】また、水層と本装置との水位差を利用し
て、原水を流入する場合において、オーバーフロー管２
８の操作により、水位２７を操作するが、泡を効率よく
排出するために、堰２１を設け、該堰の周囲に泡排出通
路２２を形成することにより、汚泡水が効率よく排出す
ることができる。

【００２６】また、該堰２１の一部又は全部を上下動自
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。

【００２７】特に、一部の堰２１のみを上下動自在とす
る場合には、泡排出管２４の開口部と対向する堰を上下
動させることが好適である。

【００２８】また、処理水１９の流出はオーバーフロー
管２８を介して行っているが、該管の径を大きくするこ
とができない場合には、平面を表す図２に示すように、
バイパス管３２を設け、直接貯槽２９内へ処理水１９の
一部をバイパスさせることにより、水位２７を保ちつつ
処理水１９の流出量を増大させ、処理水１９の流出を容
易にすることができる。

【００２９】［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。

【００３０】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を効率
よく排出するために、泡排出通路を傾斜させている。

【００３１】図３に示すように、泡排出通路２２の泡排
出管２３の開口部へ向かって漸次低くして傾斜させてお
り、汚泡水２３の排出を効率よくしている。

【００３２】なお、本実施の形態では原水１２の取り入
れ口を外筒２０の側方側に設けており、架台２６内部に
流入管１３を配設できないような場合に対応している。

【００３３】［第３の実施の形態］本発明の第２の実施
の形態を図４及び図５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の概略正面図である。図５
はその平面図である。

【００３４】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４に示すように、泡を含んだ汚泡水２３を効率
よく排出するために、泡排出通路２２の洗浄が可能なよ
うに洗浄装置を設けたものである。

【００３５】図４及び図５に示すように、泡排出通路２
２に沿って洗浄水の給水管３３が配設されており、所定
間隔に噴出口３４を設け、必要に応じて洗浄水３５を噴
出するようにしている。

【００３６】また、本実施の形態では蓋２５を透明な板
（例えばアクリル板等）として内部の監視が可能として
おり、このような場合には、該蓋２５の内側を洗浄可能
なように噴出ノズル３６が上向きに設けられている。

【００３７】これにより、泡排出通路２２又は泡排出管
２４の開口を洗浄することにより、常に良好な汚泡水２
３の排出が可能となる。また、蓋２５の内側の洗浄する
ことにより、常に内部の状態を監視可能となる。

【００３８】［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６
を用いて説明する。図６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。

【００３９】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と、該水層４１の後段
に配設された泡沫分離装置４２と、該泡沫分離装置１１
の後段に並列配置された濾過装置４３と、循環ライン４
４とを具備するものであり、水槽４１からの原水が原水
供給管４５を介して水面近傍からと水槽４１の底側から
泡沫分離装置４２へ送られている。上記泡沫分離装置４
２は第１乃至第３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へ供給
管４６を介して送液され、ここで濾過処理されて循環ポ
ンプ４７を介して循環ライン４４を経由して水槽へ送ら
れている。

【００４０】ここで、水槽４１の水位と、泡沫分離装置
４２の水位及び濾過装置４３の水位は順次下がってお
り、重力により、自然落下させて流入するようにしてい
る。なお、この水位差は装置の規模及び処理する処理量
により適宜設定すればよいが、例えばこの水位差を各々
１００〜２００ｍｍ程度とすることでポンプを介装させ
ることなく処理が可能となる。

【００４１】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４７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。

【００４２】また、泡沫分離装置４２において汚泡水２
３として排出された減水分は、必要に応じて補給水４８
として補給するようにしている。

【００４３】

【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、所定の水位を保つ手段を設け
ているので、重力で原水を流入・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。また、泡を効率よく排出するため
に、堰を設けると共に、該堰の周囲に泡排出通路を形成
することにより、汚泡水が効率よく排出することができ
る。よって、本発明によれば、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
化を図ることができる。

【００４４】また、該堰の一部又は全部を上下動自在と
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。

【００４５】また、処理水をバイパスさせることによ
り、処理水の流出量を増大させ、処理水の流出を容易に
することができる。

【００４６】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】第１の実施の形態の泡沫分離装置を備えた水浄
化システムの概略図である。

【図７】従来技術にかかる電解セル構造図である。

【符号の説明】

１１泡沫分離装置１２原水１３流入管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堰２２泡排出通路２３汚泡水２４蓋板２６架台２７水位２８オーバーフロー管２９貯槽３０流出管３１調整管３２バイパス管

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） 2B104 CA01 CA04 EB18 EF01 EF09 4D037 AA09 AB02 AB12 BA03 BA06 BB04 BB05 CA02 CA07

Claims

【特許請求の範囲】

【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からなる
と共に、該外筒開口部周囲に堰を設け、泡排出通路を形成してな
り、該堰により気液分離し、該堰を超えた泡を外部へ排
出することを特徴とする泡沫分離装置。
【請求項２】請求項１において、上記堰の周囲の通路が泡出口に向かって傾斜してなるこ
とを特徴とする泡沫分離装置。
【請求項３】請求項２において、上記堰の周囲の少なくとも一部が上下動自在であること
を特徴とする泡沫分離装置。
【請求項４】請求項３において、上記泡排出口に対向する堰が上下動自在であることを特
徴とする泡沫分離装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項におい
て、上記処理水を溢出させて外筒内の所定の水位を保つ手段
を隣接してなることを特徴とする泡沫分離装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項におい
て、上記処理水を溢出させ、外筒内に所定の水位を保つ水位
保持手段を隣接してなることを特徴とする泡沫分離装
置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれか１項におい
て、上記水位保持手段を迂回して外部へ処理水を排出するバ
イパス管を設けてなることを特徴とする泡沫分離装置。
【請求項８】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７記載の泡沫分
離装置と、前記飼育水中のアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変換す
るための硝化槽と、バイオエレクトロ脱窒法によって、前記飼育水に含まれ
る硝酸態窒素を除去するための脱窒槽と、を備えたこと
を特徴とする水棲生物飼育水浄化システム。