JP2004024920A - 水浄化システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】適当な断面形状を有するプラスチック棒材を軸方向に小ピッチで螺旋状に切り込み、適当な長さに切断して形成した多数の濾過材(32)が充填され、供給される被処理水を生物的及び物理的に処理する生物物理処理装置(30)と、生物物理処理装置から供給される被処理水を物理的に処理する砂濾過装置(34)とを備えている。好ましくは、本システムは、砂濾過装置の被処理水入口と被処理水出口とを連通させる管路(41)を有する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、水浄化システムに関する。より詳細には、本発明は、置換水量を最小限にすることができる水浄化システムに関する。なお、本発明の浄化システムにおいて処理しようとする水には、淡水と海水の両方が含まれる。
【0002】
【従来の技術】
動物園においては、多種多様な動物が飼育されており、その中には、カバ、シロクマ、ペンギン、アザラシ等の哺乳類、フラミンゴ、ガン、カモ等の鳥類、及び魚貝類のように、飼育するのに多量の水を必要とする動物もいる。従来、このような多量の水を必要とする動物の飼育舎には、大きな水槽が設けられ、水槽内の水を適宜循環して浄化することによって、動物の飼育に適した環境を維持するように、努力がなされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の循環・浄化システムでは、水槽内の水を循環・浄化をするのに、多量の水の置換が必要不可欠であり、多大の維持費がかかるという課題がある。また、従来の循環・浄化システムは、人間用の浄化システムを転用しているため、これらのシステムを使用して水槽内の水を浄化したとしても、必ずしも動物の飼育に適した状態に水を浄化することができないという課題もある。一方、溜め池や貯水池、プール等の水を有効に浄化することができるシステムも見当たらないという課題もある。
【0004】
したがって、本発明は、置換水量を最小限にすることができる水浄化システムを提供することを目的とする。また、本発明は、動物の飼育に適した状態に浄化し、或いは、溜め池や貯水池、プール等を有効に浄化することができる水浄化システムを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本願請求項1に記載の水浄化システムは、適当な断面形状を有するプラスチック棒材を軸方向に小ピッチで螺旋状に切り込み、適当な長さに切断して形成した多数の濾過材が充填され、供給される被処理水を生物的及び物理的に処理する生物物理処理装置と、前記生物物理処理装置から供給される被処理水を物理的に処理する砂濾過装置とを備えていることを特徴とするものである。
【0006】
本願請求項2に記載の水浄化システムは、前記請求項1のシステムにおいて、砂濾過装置の被処理水入口と被処理水出口とを連通させる管路を有し、被処理水を前記管路内で循環させることにより、砂濾過装置の洗浄を実施するように構成されていることを特徴とするものである。
【0007】
本願請求項3に記載の水浄化システムは、前記請求項1又は2のシステムにおいて、スクリーンを有し、水槽又は池から供給される被処理水を物理的に処理する第1濾過装置を更に備えていることを特徴とするものである。
【0008】
本願請求項4に記載の水浄化システムは、前記請求項3のシステムにおいて、前記第1濾過装置から供給される被処理水を生物濾過及び沈殿処理する第2濾過装置を更に備えていることを特徴とするものである。
【0009】
本願請求項5に記載の水浄化システムは、前記請求項1から4までのいずれか1項のシステムにおいて、前記砂濾過装置で処理された被処理水をオゾンと反応させるオゾン反応槽を更に備えていることを特徴とするものである。
【0010】
本願請求項6に記載の水浄化システムは、前記請求項1から5までのいずれか1項のシステムにおいて、前記オゾン反応槽から供給される被処理水を処理する活性炭槽を更に備え、前記活性炭槽で処理された被処理水が前記水槽又は池に戻されることを特徴とするものである。
【0011】
本願請求項7に記載の水浄化システムは、前記請求項1から6までのいずれか1項のシステムにおいて、食塩水を膜のない状態で電気分解することにより塩素を生成する塩素生成装置を更に備え、少なくとも前記砂濾過装置で処理された被処理水に、前記塩素生成装置で生成された塩素が注入されることを特徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、動物用水槽内の水の浄化システムを例にして、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る動物用水槽浄化システムを示した概略図である。図1において全体として参照符号10で示される本発明の好ましい実施の形態に係る動物用水槽浄化システムは、スクリーンを有する第1濾過装置14を備えており、浄化すべき動物用水槽12の底部と第1濾過装置14とは、第1管路16を介して連通している。第1管路16には、連通を遮断するための弁V0が設けられている。好ましくは、図1に示されるように、動物用水槽12のオーバーフロー部12aが、第2管路18を介して、第1濾過装置14と連通している。
【0013】
図2は、第1濾過装置14を概略的に示した図である。第1濾過装置14の内部には、濾過用のスクリーンが配置されており、動物用水槽12から第1管路16及び第2管路18を介して第1濾過装置14に流入した水は、図2(b)に最も良く示されるように、スクリーンによって泥やゴミ等の固形物が物理的に取り除かれるようになっている。なお、スクリーンは、金属製のものでも合成樹脂製のものでもよい。
【0014】
動物用水槽浄化システム10は更に、第2濾過装置20を備えている。第2濾過装置20は、第1濾過装置14から水を受け入れて一時的に貯留しておくプレフィルタ槽22と、プレフィルタ槽22に貯留しておいた水を生物濾過する生物濾過槽24と、生物濾過した水を沈殿させる沈殿槽26と、沈殿させた水を一時的に貯留しておく濾過ポンプ槽28とを有する。なお、生物濾過槽24で行われる生物濾過は、従来行われているものと同様のものでよい。
【0015】
動物用水槽浄化システム10は更に、生物物理処理装置30を備えている。生物物理処理装置30の内部には、図3に一例が示されるような濾過材32が充填されている。濾過材32は、適当な断面形状を有するプラスチック棒材を軸方向に小ピッチで螺旋状に切り込み、適当な長さに切断して形成したものである。なお、図3(b)は、濾過材32の使用状態の一例を示した図である。
【0016】
濾過材32により、生物濾過と物理濾過の両方が可能となる。すなわち、濾過材32に設けられた多数の切り込み(ひだ)による大きな表面積は、汚れを分解するバクテリア等の生物膜を形成し易い形状であり、これらの切り込みに、嫌気性のバクテリアと好気性のバクテリアが棲み分けることができるため、酸化と還元を同時に行うことができ、水替えを行うことなしに、効果的に生物濾過を行うことができる。また、濾過材32に設けられた切り込み(ひだ)には、粗いものから微細なものまで種々のものがあるが、水が濾過材32を通過するとき、水流が乱れて多くの渦が発生するため、この渦によって浮遊物が比重分離して、濾過材32内の止水状態のところに滞留し、従来のように水圧が作用することなしに微粒子を取って、効果的に物理濾過を行うことができる。
【0017】
動物用水槽浄化システム10は更に、被処理水を物理的に濾過する砂濾過装置34を備えている。砂濾過装置とは、一般的に、処理しようとする水をポンプを用いて急速に濾過材を通過させることにより、物理的に濾過を行う装置であり、本発明の浄化システム10において使用される砂濾過装置34は、通常のものを使用してよい。砂濾過装置における濾過材としては、通常、硅砂が用いられる。図4は、砂濾過装置34の一例を示した概略図である。図4において、34aは被処理水流入管、34bは被処理水流出管、34cは排水管、34dはエア抜き管、34eは濾過材硅砂、34fは硅砂及び硅石、34gはストレーナ・ヘッドである。
【0018】
生物物理処理装置30と濾過ポンプ槽28とは、第3管路36を介して連通している。また、生物物理処理装置30と砂濾過装置34とは、第4管路40を介して連通している。すなわち、生物物理処理装置30と砂濾過装置34とは、直列に連結されている。なお、第3管路36には、被処理水を濾過ポンプ槽28から生物物理処理装置30に圧送するためのポンプP0が設けられている。また、生物物理処理装置30には、排水管路42が設けられ、砂濾過装置34にも、排水管路44が設けられている。
【0019】
動物用水槽浄化システム10は更に、オゾン発生装置46を備えている。循環管路50が、砂濾過装置34から出て砂濾過装置34に戻るように配置されており、循環管路50には、第5管路52を介してオゾン発生装置46と連通するオゾン反応槽48が介在されている。砂濾過装置46において処理した水を、循環管路50を介してオゾン反応槽48に導くことにより、処理水を脱色して透明度を高めることができる。
【0020】
動物用水槽浄化システム10は更に、活性炭槽54を備えている。活性炭槽54は、循環管路50及び第6管路56を介して、砂濾過装置34と連通している。砂濾過装置34及びオゾン反応槽48において処理した水を、活性炭槽54に導くことにより、処理水を更に脱色して透明度を一層高めることができる。
【0021】
活性炭槽54と動物用水槽12とは、第7管路60を介して、連通している。
【0022】
動物用水槽浄化システム10は更に、塩素生成装置62を備えている。塩素生成装置62は、食塩水を膜のない状態で電気分解することにより塩素ガスを発生させるものであり、発生した塩素ガスは、瞬時に水と反応して次亜塩素酸に変化して、遊離残留塩素となる。図5は、次亜塩素酸の特性を示したグラフである。次亜塩素酸は、PHの大小に応じて、塩素ガス(Cl2 )、次亜塩素酸(HClO)、次亜塩素酸イオン(ClO− ) の3つの状態に変化するが、次亜塩素酸は、次亜塩素酸イオンの数十倍の殺菌力を有する。市販されている殺菌剤は、PHが12以上の強アルカリ性であり、次亜塩素酸イオンの領域で存在する。これに対し、食塩水を膜のない状態で電気分解することにより得られる、いわゆる電解水は、図5に示されるように、PHが7〜8.5となり、次亜塩素酸と次亜塩素酸イオンが共存し、市販の殺菌剤よりも殺菌効果が高い。塩素生成装置62において生成された電解水は、第8管路64を介して、第7管路60を流れる被処理水に注入される。
【0023】
以上のように構成された第1の実施の形態に係る動物用水槽浄化システムによる処理について説明する。まず、処理しようとする水(被処理水)は、動物用水槽12から、第1管路16及び第2管路18を介して、第1濾過装置14に送られ、第1濾過装置14において、泥やゴミ等の固形物が取り除かれる。次いで、処理しようとする水は、第2濾過装置20に送られ、第2濾過装置20において、生物濾過及び沈殿処理される。なお、図1において、66は、動物用水槽12に補給水を供給する管路を表し、68は、プレフィルタ槽22に補給水を供給する管路を表す。次いで、被処理水は、第3管路36を介して、生物物理処理装置30に送られ、引き続き、第4管路40を介して、砂濾過装置34に送られ、それぞれ処理される。次いで、被処理水は、オゾン反応槽48において処理された後、活性炭槽54に送られて、脱色され透明にされる。最後に、第7管路60を流れる被処理水に、塩素生成装置62から第8管路64を介して電解水が注入されて塩素殺菌された後、動物用水槽12に戻される。
【0024】
図6は、本発明の第2の実施の形態に係る動物用水槽浄化システムの一部を示した部分概略図である。第2の実施の形態に係る動物用水槽浄化システムは、砂濾過装置134に対して被処理水入口と被処理水出口とを連通させる第2循環管路を設けた点で、第1の実施の形態に係る動物用水槽浄化システムと相違している。
【0025】
より詳細に説明すると、第2の実施の形態に係る動物用水槽浄化システムにおける砂濾過装置134は、被処理水入口134aと、逆洗水入口134bと、逆洗水出口134cと、被処理水出口134dとを有する。生物物理処理装置30からの第4管路40は、被処理水入口134aに連結されており、第4管路40には、第1バルブV1が設けられている。また、第4管路40から分岐した第1分岐管路40aが、砂濾過装置134の逆洗水入口134bに連結されており、第1分岐管路40aには、第2バルブV2が設けられている。なお、第4管路40には、被処理水を圧送するためのポンプP1が配置されている。
【0026】
一方、循環管路50が、砂濾過装置134の被処理水出口134dから出て、砂濾過装置134の循環被処理水入口134eに戻るように配置されており、循環管路50には、第1の実施の形態に係る動物用水槽浄化システムと同様に、オゾン反応槽48が介在されている。循環管路50には、被処理水出口134dとオゾン反応槽48との間に、第5バルブV5が配置されており、また、循環管路50から分岐した第6管路56が、活性炭槽54に至っている。
【0027】
また、砂濾過装置134の逆洗水出口134cには、第1排水管路44aが連結され、被処理水出口134dには、第2排水管路44bが連結されており、第1排水管路44a、第2排水管路44bには、図6に示されるように、第3バルブV3、第4バルブV4がそれぞれ配置されている。
【0028】
さらに、第4管路40と循環回路50とを連通させる第2循環管路41が設けられており、第2循環管路41には、第6バルブV6が配置されている。
【0029】
以上のように構成された第2の実施の形態に係る浄化システムの作動について説明する。まず、洗浄工程においては、第2バルブV2、第3バルブV3、第5バルブV5、及び第6バルブV6を閉鎖し、第1バルブV1、及び第4バルブV4バルブを開放した状態で、ポンプP1を作動させる。すると、被処理水は、被処理水入口134aから砂濾過装置134に流入して、砂濾過装置134内の濾過材を安定させ、汚水が第2排水管路44bから排水された後、第4バルブV4を閉鎖し、第5バルブV5を開放すると、被処理水は、第6管路56を介して、活性炭槽54に供給される。しかしながら、このような洗浄工程を長時間継続すると、洗浄のため多量の洗浄水が排水される一方、洗浄工程を十分に実施しないで被処理水を活性炭槽54に供給すると、動物用水槽12に汚染水を流すことになる。そこで、活性炭槽54に被処理水を供給する前に、第2バルブV2、第3バルブV3、第4バルブV4、及び第5バルブV5を閉鎖し、第1バルブV1、及び第6バルブV6を開放して、被処理水を第2循環管路41で清浄になるまで循環させることにより、余分な洗浄水を使用することなしに、汚染水を動物用水槽12に流すことを防止することができる。
【0030】
なお、逆洗工程では、第1バルブV1、第4バルブV4、第5バルブV5、及び第6バルブV6を閉鎖し、第2バルブV2、及び第3バルブV3を開放した状態で、ポンプP1を作動させると、砂濾過装置134内に捕捉された汚れ物質を装置外に排出することができる。
【0031】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【0032】
例えば、前記実施の形態においては、動物用水槽浄化システム10が、第1濾過装置12と、第2濾過装置14と、生物物理処理装置30と、砂濾過装置34と、オゾン発生装置46及びオゾン反応槽48と、活性炭槽54と、塩素生成装置62とを備えたものとして示されているが、これらの構成装置のうち、第1濾過装置12、第2濾過装置14、オゾン発生装置46、オゾン反応槽48、活性炭槽54、及び塩素生成装置62は、本発明の浄化システム10にとって必須のものではなく、設置及び運用コストを含む種々の条件に応じて、これらのうちいずれか或いは全てを省略することも可能である。
【0033】
また、前記実施の形態では、動物用水槽用の浄化システムに関連して説明したが、本発明の浄化システムを、溜め池や貯水池などの一般的な池の水の浄化、並びに、人間が使用するプール等の水の浄化に使用することもできる。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、種々の濾過手段を併用することにより、優れた浄化効果を有するシステムが得られ、これにより、置換水量を最小限にすることができ、維持費の低減に寄与する。また、本発明のシステムにより、処理水を動物の飼育に適した状態に浄化し、或いは、池で繁殖した藻を除去し、或いは、プールの浄化に使用することができる。さらに、砂濾過装置の被処理水入口と被処理水出口とを連通させる管路を有する本発明のシステムでは、節水しつつ砂濾過装置の洗浄を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施の形態に係る動物用水槽浄化システムを示した概略図である。
【図2】図1の浄化システムの第1濾過装置を示した概略図である。
【図3】図1の浄化システムの生物物理処理装置において使用される濾過材の例を示した図である。
【図4】図1の浄化システムの砂濾過装置を示した概略図である。
【図5】次亜塩素酸の特性を示したグラフである。
【図6】本発明の動物用水槽浄化システムの変形形態を示した部分概略図である。
【符号の説明】
10 動物用水槽浄化システム
12 動物用水槽
14 第1濾過装置
20 第2濾過装置
30 生物物理処理装置
34、134 砂濾過装置
46 オゾン発生装置
48 オゾン反応槽
54 活性炭槽
62 塩素生成装置
Claims (7)
- 水浄化システムであって、
適当な断面形状を有するプラスチック棒材を軸方向に小ピッチで螺旋状に切り込み、適当な長さに切断して形成した多数の濾過材が充填され、供給される被処理水を生物的及び物理的に処理する生物物理処理装置と、
前記生物物理処理装置から供給される被処理水を物理的に処理する砂濾過装置と、
を備えていることを特徴とするシステム。 - 前記砂濾過装置の被処理水入口と被処理水出口とを連通させる管路を有し、被処理水を前記管路内で循環させることにより、前記砂濾過装置の洗浄を実施するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- スクリーンを有し、水槽又は池から供給される被処理水を物理的に処理する第1濾過装置を更に備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載のシステム。
- 前記第1濾過装置から供給される被処理水を生物濾過及び沈殿処理する第2濾過装置を更に備えていることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記砂濾過装置で処理された被処理水をオゾンと反応させるオゾン反応槽を更に備えていることを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載のシステム。
- 前記オゾン反応槽から供給される被処理水を処理する活性炭槽を更に備え、前記活性炭槽で処理された被処理水が前記水槽又は池に戻されることを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載のシステム。
- 食塩水を膜のない状態で電気分解することにより塩素を生成する塩素生成装置を更に備え、少なくとも前記砂濾過装置で処理された被処理水に、前記塩素生成装置で生成された塩素が注入されることを特徴とする請求項1から6までのいずれか1項に記載のシステム。
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