JP2008283873A - Purification apparatus and method for operating the purification apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、浄化装置及び浄化装置の運転方法に係り、特に、観賞魚や食用魚,或いは淡水や海水で生育する水棲動物の飼育水の浄化方法、浄化装置、及び浄化装置のメンテナンス方法に関する。 The present invention relates to a purification device and a method for operating the purification device, and more particularly to a purification method, a purification device, and a maintenance method for the purification device of ornamental fish, edible fish, or aquatic animals grown in freshwater or seawater.
従来、水棲動物を飼育水槽内の水(飼育水という)に含まれるアンモニア性窒素、亜硝酸性窒素の除去資材としては、フィルタやスポンジ、多孔質セラミック等に硝化細菌(アンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌)を自然付着させた付着型の浄化資材が使用されている。このような付着型の浄化資材は、例えば、フィルタやスポンジ、多孔質セラミック等を水槽内又は飼育水を循環する外部浄化装置内に投入し、飼育水と接触させることで形成する。 Conventionally, as a material for removing ammonia nitrogen and nitrite nitrogen contained in water (bred water) in aquaculture animals, nitrifying bacteria (ammonia-oxidizing bacteria, nitrite, etc.) have been used as filters, sponges, porous ceramics, etc. Adhesion-type purification materials with naturally attached (oxidizing bacteria) are used. Such an adhesion-type purification material is formed, for example, by putting a filter, sponge, porous ceramic, or the like into a water tank or an external purification device that circulates breeding water and bringing it into contact with the breeding water.
一般的に、付着型の浄化資材は、資材上に硝化細菌を充分に付着させなければ、飼育水中のアンモニア性窒素や亜硝酸性窒素等を除去する浄化性能を有しない。このため、資材上に硝化細菌が充分に付着するまでの間、具体的には約2〜4週間程度の間、飼育水中のアンモニア性窒素濃度が上昇する。また、アンモニア性窒素を分解できるようになっても、初期は亜硝酸までしか酸化できないため、アンモニア性窒素よりも毒性の強い亜硝酸性窒素が飼育水中に蓄積し易くなる。また、資材に亜硝酸酸化細菌を付着させて、亜硝酸性窒素を毒性の比較的弱い硝酸性窒素に酸化するまでには、更に2〜4週間程度必要となる。すなわち、水槽内に資材を設置した後、2週間〜2ヶ月間は水棲動物にとって好ましくない水質状態となる。 In general, the attachment-type purification material does not have a purification performance for removing ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, and the like in the breeding water unless nitrifying bacteria are sufficiently adhered to the material. For this reason, the ammonia nitrogen concentration in the breeding water rises until nitrifying bacteria sufficiently adhere to the material, specifically, for about 2 to 4 weeks. Even if ammonia nitrogen can be decomposed, only nitrite can be oxidized in the initial stage, so that nitrite nitrogen, which is more toxic than ammonia nitrogen, tends to accumulate in the breeding water. Further, it takes about 2 to 4 weeks for nitrite-oxidizing bacteria to adhere to the material to oxidize nitrite nitrogen to nitrate nitrogen with relatively low toxicity. That is, after installing the material in the aquarium, the water quality is unfavorable for aquatic animals for 2 weeks to 2 months.
この対策として、例えば、特許文献1では、硝化細菌が生息する浄化槽中に炭化綿を浸漬して自然着床させて固定化したシート状の魚及び水棲動物用の浄化フィルタが提案されている。この浄化フィルタは、予め硝化細菌を着床させた状態で水槽内に設置するので、直ぐに浄化性能を発揮できるとされている。
As a countermeasure, for example,
ところで、浄化装置では、上述したアンモニア性窒素や亜硝酸性窒素等の有害な溶解成分を除去する他、固形分としての生物の排泄物や残餌、枯れた水草等を物理的にこし取る必要がある。このような固形分の汚れは、溶解成分を除去する硝化細菌等を付着させた多孔質ろ材の前段に、ウールマットや粒状、リング状等のろ材等を配置してこし取っている。 By the way, in the purification device, in addition to removing harmful dissolved components such as ammonia nitrogen and nitrite nitrogen as described above, it is necessary to physically scrape biological excrement and residual feed, withered aquatic plants, etc. as solid content There is. Such solid contamination is scraped by placing a wool mat, granular, ring-shaped filter medium, or the like in front of a porous filter medium to which nitrifying bacteria or the like for removing dissolved components are attached.
上記ろ材は固形分の汚れによって詰まり易いため、浄化装置内の流路閉塞が起こり、浄化能力の低下や浄化不能を引き起こすことが問題であった。このため、ウールマットにおいては定期的に交換したり、粒状やリング状ろ材においては定期的に取り出して洗浄したりする必要があり、メンテナンスが面倒であった。また、比較的細かい固形分は上記のろ材でも捕捉できずに通過し、硝化細菌等を付着させた多孔質ろ材を汚すことがあった。このため、多孔質ろ材も定期的に洗浄する必要があった。 Since the filter medium is easily clogged with solid matter dirt, the flow path in the purification apparatus is blocked, resulting in a problem that the purification ability is lowered and purification is impossible. For this reason, it is necessary to periodically replace the wool mat, and periodically take out and wash the granular or ring-shaped filter medium, and the maintenance is troublesome. In addition, relatively fine solids may pass through the filter medium without being captured, and may contaminate the porous filter medium to which nitrifying bacteria and the like are adhered. For this reason, it was necessary to periodically wash the porous filter medium.
しかしながら、硝化細菌等が付着した多孔質ろ材を水道水で洗浄すると、水道水に含まれる塩素成分により硝化細菌等を死滅させたり、過度の洗浄により硝化細菌等を洗い流したりすることがあった。このため、洗浄後の多孔質ろ材を浄化装置内に設置しても、再度硝化細菌等の微生物が増殖するまでの間、アンモニア等の浄化性能が低下するという問題があった。このため、硝化細菌等を付着させた多孔質ろ材を洗浄する際は、飼育水や塩素中和済みの水道水等の、硝化細菌にとって無害な水を使用すると共に、硝化細菌等を洗い流し過ぎないよう慎重に洗浄しなければならなかった。 However, when the porous filter medium to which nitrifying bacteria and the like are attached is washed with tap water, the nitrifying bacteria and the like may be killed by a chlorine component contained in the tap water, or the nitrifying bacteria may be washed away by excessive washing. For this reason, even if the washed porous filter medium is installed in the purification apparatus, there is a problem that the purification performance of ammonia and the like is reduced until microorganisms such as nitrifying bacteria grow again. For this reason, when washing porous filter media with attached nitrifying bacteria, use water that is harmless to nitrifying bacteria, such as breeding water and chlorine-neutralized tap water, and do not wash away nitrifying bacteria too much. Had to be washed carefully.
また、浄化装置内では水棲動物にとって有害な病原菌類も蓄積されることがある。このため、上記の洗浄作業にてろ材の出し入れを繰り返すと、沈着又は沈降していた病原菌が浮上し、浄化装置の運転再開時に水槽内へ病原菌を流入させるおそれがあった。したがって、浄化装置の洗浄作業等のメンテナンスを行った後は、硝化細菌等が減少したり病原菌等が浮上したりすることで、水棲動物に悪影響を与えることが多かった。 In addition, pathogenic fungi harmful to aquatic animals may accumulate in the purification apparatus. For this reason, when the filtering medium is repeatedly put in and out in the above-described cleaning operation, the pathogenic bacteria that have been deposited or settled may float and may cause the pathogenic bacteria to flow into the water tank when the purification apparatus is restarted. Therefore, after performing maintenance such as cleaning operation of the purification apparatus, nitrifying bacteria and the like have been reduced or pathogenic bacteria etc. have often caused adverse effects on aquatic animals.
これに対して、浄化装置のメンテナンスを軽減するために、固形分の物理的除去と溶解成分の分解除去とを別の装置として設ける方法がある(例えば特許文献2)。
しかしながら、上記特許文献2の方法では、ろ材の増加や装置の追設により流路抵抗が増大するため、循環用ポンプへの負荷も増大し、運転コストがかかるという問題があった。
However, the method of
また、別々に設置したろ過容器には硝化細菌等を付着させる必要がないため、容器を一旦取り外した後、水道水等を通常運転時とは逆に通水する(逆洗)こともできる。しかしながら、図11に示すように、従来のろ過容器2内には各種のろ材(ウールマット4、多孔質ろ材5、リング状ろ材6等)が圧密された状態で隙間なく詰められているため、ろ材間に挟まれた汚れを十分に除去することは困難であり、ろ材をろ過容器2から取り出して洗浄しなければならなかった。
Moreover, since it is not necessary to attach nitrifying bacteria etc. to the filtration container installed separately, after removing a container once, tap water etc. can be passed reversely at the time of normal operation (back washing). However, as shown in FIG. 11, various filter media (
このように、浄化装置のメンテナンスは、飼育者にとって難しく、面倒かつ手間のかかる作業であった。また、洗浄作業後に水棲動物に発病又は死滅させることもあり、飼育そのものを難しく面倒と感じさせ、飼育愛好者が定着しない要因にもなっていた。 Thus, the maintenance of the purification device is difficult, troublesome and time-consuming for the breeder. In addition, aquatic animals may become sick or die after the cleaning operation, which makes the breeding itself difficult and troublesome, and has become a factor that breeding enthusiasts do not settle.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、洗浄等のメンテナンス作業を簡単に行うことができる浄化装置及び浄化装置の運転方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a purification device and a method of operating the purification device that can easily perform maintenance work such as cleaning.
本発明の請求項1は前記目的を達成するために、飼育水中の固形分や溶解成分を除去する浄化資材を備えた飼育水の浄化装置であって、上部及び下部に通水口が形成された浄化装置本体と、前記浄化装置本体内を上下方向に複数の空間に仕切る多孔板と、前記仕切られた複数の空間において、上側の多孔板との間に所定の隙間を設けて下側の多孔板上に載置された浄化資材と、前記浄化装置本体の下部の通水口から上部の通水口へと向かう洗浄水の上向流を生じさせる上向流発生手段と、を備えたことを特徴とする飼育水の浄化装置を提供する。
In order to achieve the above object,
請求項1によれば、浄化装置内を、上下方向に多孔板により複数の空間に仕切るとともに、該仕切られた各空間において、多孔板との間に所定の隙間を設けるように浄化資材を載置し、洗浄水の上向流を生じさせる上向流発生手段を備えるようにする。これにより、浄化資材を洗浄水の上向流で洗浄する際、浄化資材を各空間内で浮上及び流動させることができ、洗浄効率を飛躍的に向上できる。 According to the first aspect, the purification device is partitioned into a plurality of spaces by the perforated plate in the vertical direction, and the purification material is placed so as to provide a predetermined gap between the perforated plate in each of the partitioned spaces. And an upward flow generating means for generating an upward flow of the washing water. As a result, when the purification material is washed with the upward flow of the washing water, the purification material can be floated and flowed in each space, and the washing efficiency can be dramatically improved.
請求項2は請求項1において、前記上向流発生手段は、前記浄化装置本体の下部の通水口と連通し、前記洗浄水を供給する洗浄水供給流路と、前記浄化装置本体の上部の通水口と連通し、前記洗浄水を回収する洗浄水回収流路と、を備えたことを特徴とする。 A second aspect of the present invention is the method according to the first aspect, wherein the upward flow generation means communicates with a water flow opening at a lower portion of the purifier main body, supplies a wash water supply channel for supplying the wash water, and A cleaning water recovery channel that communicates with the water flow port and recovers the cleaning water is provided.
請求項2において、例えば、洗浄水供給流路には、上水道や水を溜めたタンク等が接続され、洗浄水回収流路には、排水機構(ドレイン)や回収タンク等に接続される。
In
請求項3は請求項1又は2において、水棲動物を飼育する水槽と前記上部の通水口とを連通し、前記飼育水を前記浄化装置本体の上部から導入する飼育水導入流路と、前記水槽と前記下部の通水口とを連通し、前記浄化した飼育水を前記浄化装置本体の下部から前記水槽内へ戻す飼育水戻し流路と、を備え、前記洗浄水供給流路と前記飼育水戻し流路とを切替える第1の切替手段と、前記洗浄水回収流路と前記飼育水導入流路とを切替える第2の切替手段と、を備えたことを特徴とする。 A third aspect of the present invention provides the breeding water introduction channel according to the first or second aspect, wherein the water tank for breeding aquatic animals communicates with the upper water passage, and the breeding water introduction channel for introducing the breeding water from the upper part of the purifier main body, and the water tank. A breeding water return channel for communicating the purified breeding water from the lower part of the purification device main body into the water tank, the washing water supply channel and the breeding water return The first switching means for switching the flow path and the second switching means for switching the washing water recovery flow path and the breeding water introduction flow path are provided.
請求項3によれば、浄化装置の上部及び下部に形成された各通水口を、飼育水を通水する通常運転時と洗浄水を流す逆洗運転時とで兼用し、且つ両者の切り替えを第1、第2の切替手段により行うようにする。これにより、省スペースで且つ迅速に運転モードの切替えを行うことができる。 According to claim 3, each water inlet formed in the upper part and the lower part of the purifier is used in both the normal operation for passing the breeding water and the backwash operation for flowing the washing water, and switching between the two. This is performed by the first and second switching means. Thereby, the operation mode can be quickly switched in a space-saving manner.
請求項4は請求項1〜3の何れか1項において、前記浄化装置本体内において、前記隙間は、前記多孔板により区画された各空間の高さに対して5〜20%であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the purifier main body according to any one of the first to third aspects, the gap is 5 to 20% with respect to a height of each space partitioned by the perforated plate. Features.
請求項4によれば、上記範囲の隙間を設けることで、洗浄水の上向流を発生させたときに、浄化資材を各空間内で効果的に浮上及び流動させることができる。したがって、浄化資材に付着した固形分等の汚れを浮上させ、洗浄効率を向上させることができる。 According to the fourth aspect, by providing the gap in the above range, the purification material can be effectively levitated and flowed in each space when the upward flow of the washing water is generated. Therefore, dirt such as solids adhering to the purification material can be lifted, and the cleaning efficiency can be improved.
請求項5は請求項1〜4の何れか1項において、前記多孔板により形成された複数の空間に、前記各空間を通水方向に平行に仕切る仕切板が設けられたことを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to fourth aspects, a plurality of spaces formed by the perforated plates are provided with partition plates that partition the spaces in parallel to the water direction. .
洗浄水の上向流により浄化資材を各空間内で浮上させると、堆積沈降する際に偏りが生じることがある。請求項5によれば、各空間において、通水方向に平行に仕切る仕切板により形成されるスペース内で、浄化資材を均一に浮上、沈降させる。これにより、通水方向断面に偏流が生じるのを抑制し、均一に洗浄水を流すことができる。 If the purification material is levitated in each space by the upward flow of the washing water, there may be a bias in sedimentation and sedimentation. According to the fifth aspect, in each space, the purification material is floated and settled uniformly in the space formed by the partition plate that is partitioned in parallel with the water flow direction. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of uneven flow in the cross section in the water flow direction and to flow the washing water uniformly.
請求項6は請求項1〜5の何れか1項において、前記浄化資材として、前記飼育水中の固形分をろ過する1種類以上のろ過資材と、前記いずれのろ過資材よりも下側に投入され、前記飼育水中の溶解成分を分解する微生物を固定した包括固定化担体と、を備えたことを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the purification material is one or more types of filtration materials that filter solids in the breeding water, and is placed below the filtration materials. And a entrapping immobilization carrier on which a microorganism that decomposes dissolved components in the breeding water is immobilized.
このように、塩素成分等が含まれる水道水等のように、微生物に対するダメージが比較的大きい洗浄水を使用したときでも、包括固定化担体の内部までは洗浄水は浸透し難い。このため、微生物に対するダメージを最小限に抑えることができる。 Thus, even when wash water that is relatively damaging to microorganisms, such as tap water containing a chlorine component, is used, the wash water hardly penetrates into the entrapping immobilization support. For this reason, damage to microorganisms can be minimized.
本発明の請求項7は前記目的を達成するために、請求項1〜6の何れか1項に記載の飼育水の浄化装置の運転方法であって、前記浄化装置本体の上部から前記飼育水を導入し、浄化資材により浄化した飼育水を前記浄化装置本体の下部から排出すると共に、前記水槽内へ戻す第1のステップと、前記浄化装置本体の下部から洗浄水を導入し、前記浄化装置本体の上部から排出することにより、前記浄化装置本体内に上向流を生じさせて前記浄化資材を洗浄する第2のステップと、を備えたことを特徴とする浄化装置の運転方法を提供する。
Claim 7 of the present invention is an operation method of the purification device for breeding water according to any one of
請求項8は請求項7において、前記浄化装置本体内において、前記隙間は、前記多孔板により区画された各空間の高さに対して5〜20%であることを特徴とする。 An eighth aspect according to the seventh aspect is characterized in that, in the purification device main body, the gap is 5 to 20% with respect to a height of each space partitioned by the perforated plate.
請求項8によれば、上記の隙間からなるスペースが形成されることで、洗浄水の上向流を発生させたときに、浄化資材を各空間内で浮上させる(流動攪拌させる)。したがって、浄化資材に付着した固形分等の汚れを浮上させ、洗浄効率を向上させることができる。 According to the eighth aspect, when the space composed of the gap is formed, the purification material is floated (flowing and agitated) in each space when the upward flow of the cleaning water is generated. Therefore, dirt such as solids adhering to the purification material can be lifted, and the cleaning efficiency can be improved.
また、多孔板と浄化資材との間に形成される隙間は、各空間の高さに対して10〜15%であることがより好ましい。 The gap formed between the perforated plate and the purification material is more preferably 10 to 15% with respect to the height of each space.
請求項9は請求項7又は8において、前記浄化装置本体の上部及び下部に形成された通水口には、飼育水が流通する飼育水循環流路と洗浄水が流通する洗浄水流通流路とが連通するとともに、前記第1、第2のステップは、前記洗浄水流通流路と前記飼育水循環流路とを流路切替手段により切替えることを特徴とする。 A ninth aspect of the present invention according to the seventh or eighth aspect is that, in the water passages formed in the upper and lower portions of the purifier main body, there are a breeding water circulation channel through which breeding water circulates and a washing water circulation channel through which washing water circulates. In addition to the communication, the first and second steps are characterized in that the washing water circulation channel and the breeding water circulation channel are switched by a channel switching means.
請求項9によれば、流路切替手段の切替操作によって、簡単に飼育水の浄化運転と浄化資材の洗浄運転とを切り替えることができる。 According to the ninth aspect, it is possible to easily switch between the breeding water purification operation and the purification material washing operation by the switching operation of the flow path switching means.
請求項10は請求項7〜9の何れか1項において、前記第1のステップにおいては、
前記飼育水中の固形分を1種類以上のろ過資材により分離除去した後、前記固形分以外の溶解成分を、固定化材料内に微生物を包括固定した包括固定化担体により分解することを特徴とする。
A tenth aspect according to any one of the seventh to ninth aspects, wherein in the first step,
The solid content in the breeding water is separated and removed by one or more kinds of filtering materials, and then the dissolved components other than the solid content are decomposed by a entrapping immobilization carrier in which microorganisms are entrapped and immobilized in an immobilization material. .
請求項11は請求項7〜10の何れか1項において、前記洗浄水は、水道水であることを特徴とする。 An eleventh aspect is characterized in that in any one of the seventh to tenth aspects, the washing water is tap water.
このように、塩素成分等が含まれる水道水のように、微生物に対するダメージが比較的大きい洗浄水を使用した場合でも、包括固定化担体の内部までは洗浄水が浸透しにくい。このため、微生物に対するダメージを最小限に抑えることができる。 Thus, even when wash water with relatively large damage to microorganisms is used, such as tap water containing a chlorine component or the like, the wash water hardly penetrates into the entrapping immobilization support. For this reason, damage to microorganisms can be minimized.
本発明によれば、洗浄等のメンテナンス作業を簡単に行うことができる。 According to the present invention, maintenance work such as cleaning can be easily performed.
以下、添付図面に従って、本発明に係る浄化装置及び浄化装置の運転方法の好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of a purification device and a method for operating the purification device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の浄化装置システム10の一態様を示す概念図である。本実施形態の浄化装置システム10は、筒状容器に各種浄化資材(ろ材等)を装填し、水槽から飼育水を取り込み、浄化後の飼育水をポンプ動力によって水槽へ戻す密閉式又は密閉外部式とよばれる浄化方法である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an aspect of the
図1に示すように、本発明の浄化装置システム10は、主として、水槽12内の飼育水を浄化する浄化装置本体14と、水槽12と浄化装置本体14とを連通する飼育水循環ライン16と、浄化装置本体14に洗浄水を通水する水道水流通ライン18(上向流発生手段)と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
浄化装置本体14には、飼育水中に含まれる固形分や溶解成分等を除去するための各種浄化資材が収納されている。また、浄化装置本体14の上部及び下部に、飼育水又は水道水(洗浄水)を導入又は排出するための通水口(不図示)がそれぞれ形成されている。浄化装置本体14は、市販の二重構造の上部給排水式でもよいが、浄化資材(ろ材)を通過する水流が上から下へ流れるように構成されたものが好ましい。なお、浄化装置本体14の構成については、後で詳細に説明する。
The purification device
飼育水循環ライン16は、水槽12と浄化装置本体14の上部とを連通し、飼育水を浄化装置本体14内に導入する飼育水導入流路20と、浄化装置本体14の下部と水槽12とを連通し、浄化した飼育水を水槽12内へ戻す飼育水戻し流路22と、を備えている。
飼育水戻し流路22の末端には散水機構が設けられており、浄化した飼育水を水槽12内に散布される。
The breeding
A watering mechanism is provided at the end of the breeding
水道水流通ライン18は、上水道と浄化装置本体14の下部とを連通し、水道水(洗浄水)を浄化装置本体14内に導入する水道水供給流路(洗浄水供給流路)24と、浄化装置本体14の上部とドレインとを連通し、浄化装置本体14内を通過した水道水を廃棄又は回収する水道水回収流路26(洗浄水回収流路)と、を備えている。
The tap
飼育水導入流路20と水道水回収流路26とは、三方弁28(バルブ28a、28b及び28c)により切替え自在に構成され、飼育水戻し流路22と水道水供給流路24とは、三方弁30(バルブ30a、30b及び30c)により切替え自在に構成されている。
The breeding
これにより、例えば、バルブ28a、28b、30a、及び30bを開き、バルブ28b及び30cを閉じることで、飼育水循環ライン16を形成できる。また、バルブ28b、28c、30b及び30cを開き、バルブ28a及び30aを閉じることで、水道水流通ライン18を形成できる。このように、飼育水循環ライン16と水道水流通ライン18を三方弁28、30によって切り替えることができる。
Thereby, for example, the breeding
三方弁30よりも下流側の飼育水戻し流路22上には、飼育水を送液するためのポンプ32が設けられている。送液ポンプ26としては、飼育水を安定に送液できるものであれば、特に限定されず、例えば、マグネットポンプ等が使用できる。また、浄化装置本体14に直接設置された送液ポンプを用いることもできる。
A pump 32 for feeding the breeding water is provided on the breeding
洗浄水としては、特に限定されないが、本実施形態の水道水の他、貯留した別の水槽の水や飼育水を使用することもできる。 Although it does not specifically limit as washing water, In addition to the tap water of this embodiment, the water and breeding water of another stored water tank can also be used.
図2は、図1の浄化装置本体14を示す斜視図であり、図3は図2の断面模式図である。図4は、図2の浄化装置本体14内の構成部材を説明する分解斜視図である。
2 is a perspective view showing the purification device
図2に示すように、浄化装置本体14の上部と下部には、それぞれ飼育水又は洗浄水を通水する通水口36、38が形成され、浄化装置本体14の内部に、上側から下側に向かって、複数の空間に仕切る複数の多孔板40、42、44、及び46が設けられている。そして、上記複数の多孔板により区画された各空間には、上側から順に、固形分をろ過するリング状ろ材50、砂利等の粒状ろ材52(浄化資材)、及びアンモニア性窒素等の溶解成分を除去する硝化細菌等が固定化された包括固定化担体54(浄化資材)がそれぞれ収納されている。なお、上部の通水口36は、浄化装置本体14の上部中央に設けてもよく、特に限定されるものではない。
As shown in FIG. 2,
本発明では、リング状ろ材50、粒状ろ材52、及び包括固定化担体54等の浄化資材を洗浄する際、水道水の上向流を生じさせ、各空間内で上記浄化資材を浮上させることが重要となる。このため、上記浄化資材と各空間を区画する多孔板との間に、浄化資材を浮上又は流動させるためのスペース(隙間)を設ける。
In the present invention, when cleaning materials such as the ring-shaped
具体的には、図3に示すように、上記浄化資材を浄化装置本体14の断面方向に均一に載置するとともに、浄化資材の上面と上側の多孔板40との隙間の高さhが、各空間の高さHに対して5〜20%程度、好ましくは10〜15%程度となるようにする。
Specifically, as shown in FIG. 3, the purification material is placed uniformly in the cross-sectional direction of the purification device
リング状ろ材50としては、比較的粗い固形分を除去するものであり、例えば、テトラEXリング(テトラジャパン株式会社)を使用できる。
As the ring-shaped
粒状ろ材52としては、リング状ろ材50で捕捉できなかった比較的細かい固形分を除去するものであり、例えば、粒径約2〜5mmの砂利等が好ましく使用できる。
As the
包括固定化担体54は、固定化材料に硝化細菌等の微生物を包括固定したものであり、例えば、3mm角状の立方体形状のものが使用できる。
The entrapping
この包括固定化担体54は、活性汚泥等の微生物と固定化材料を混合した混合液に、過硫酸カリウム等の重合開始剤を添加し、重合させる。このとき、重合温度は15〜40℃が好ましく、20〜30℃がより好ましい。重合時間は1〜60分が好ましく、1.5〜60分がより好ましい。その後、重合させてゲル化した担体を、例えば、約3mm角の角型形状に切断することで、包括固定化担体54を得ることができる。
The entrapping
微生物としては、活性汚泥に限定されるものではなく、純粋培養した微生物を使用してもよい。微生物の種類としては、例えばBOD成分酸化細菌、ダイオキシン分解菌、ビスフェノールA分解菌、アオコ分解菌、硝化細菌、脱窒細菌,嫌気性アンモニア酸化細菌等が挙げられる。本発明では、観賞魚等を飼育する飼育水槽内の水を浄化する観点から、例えば、アンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌、有機物分解菌、脱窒細菌等が挙げられる。 The microorganism is not limited to activated sludge, and a purely cultured microorganism may be used. Examples of the type of microorganism include BOD component oxidizing bacteria, dioxin degrading bacteria, bisphenol A degrading bacteria, blue-green degrading bacteria, nitrifying bacteria, denitrifying bacteria, anaerobic ammonia oxidizing bacteria, and the like. In the present invention, ammonia oxidizing bacteria, nitrite oxidizing bacteria, organic matter-decomposing bacteria, denitrifying bacteria, and the like can be mentioned from the viewpoint of purifying water in a breeding aquarium for breeding ornamental fish and the like.
固定化材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレングリコール系、ポリビニルアルコール系のポリマ等が使用され、具体的には、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの含有比が7:3であり、末端基がジアクリレートである分子量1000〜10000のプレポリマを使用できる。このほか、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールメタアクリレート等を使用することもできる。成形方法としては、特に限定されるものではなく、ブロック成形法、シート成形法、チューブ成形法、滴下造粒法等を採用することができる。 The immobilization material is not particularly limited, and for example, polyethylene glycol-based or polyvinyl alcohol-based polymers are used. Specifically, the content ratio of ethylene oxide and propylene oxide is 7: 3, and the end group is A prepolymer having a molecular weight of 1000 to 10,000 which is diacrylate can be used. In addition, polyethylene glycol acrylate, polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol methacrylate, and the like can also be used. The molding method is not particularly limited, and a block molding method, a sheet molding method, a tube molding method, a dropping granulation method, and the like can be employed.
粒状ろ材52や包括固定化担体54が、多孔板44、46の孔を通過するのを抑制するため、多孔板44、46上には粒状ろ材52、包括固定化担体54が通過しない孔径のメッシュ56、56をそれぞれ設けることが好ましい。
In order to prevent the
多孔板40、42、44、及び46のデザインは、いずれも載置する浄化資材が孔を通過することなく、飼育水又は水道水を通水方向断面において均一に流通させることができれば、図4に示す形態に限定されない。また、多孔板40、42、44及び46は、底面が多孔板又は網状となったかご状容器であってもよい。
As for the design of the
また、各空間内には、上下方向に複数の仕切板58、60、62、及び整流板64が設けられている。これにより、浄化資材の洗浄運転時において、更に分割された空間内で浄化資材を均一に浮上及び流動させ、運転を停止したときに偏って堆積沈降するのを抑制する。なお、仕切板58、60、62のレイアウトや設置数は、図2〜図4の形態に限定されず、必要に応じて変えることができる。また、整流板64も必要に応じて設置すればよい。
In each space, a plurality of
次に、上記のように構成された浄化装置システム10を用いて、本発明に係る浄化装置の運転方法を図5、図6を参照して説明する。図5は、各運転モードにおける通水方向を説明する説明図であり、図6は、浄化装置本体14内における作用を説明する説明図である。このうち、図6(A)は、飼育水の浄化運転時(通常運転)であり、図6(B)は、浄化資材の洗浄運転時(逆洗運転)である。なお、浄化装置本体14内において、多孔板40、42により区画される空間をろ過室Aとし、多孔板42、44により区画される空間をろ過室Bとし、多孔板44、46により区画される空間をろ過室Cとする。
Next, the operation method of the purification apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6 using the
飼育水の浄化運転(通常運転)では、図5に示すように、バルブ28a、28b及びバルブ30a、30bを開き、バルブ28c及び30cを閉じておく。これにより、飼育水導入流路20及び飼育水戻し流路22からなる飼育水循環ライン16を形成する。
In the breeding water purification operation (normal operation), as shown in FIG. 5, the
次いで、送液ポンプ26を作動させ、水槽12内の飼育水を飼育水導入流路20を介して浄化装置本体14の上部から導入し、浄化した飼育水を浄化装置本体14の下部から排出すると共に、飼育水戻し流路22を介して水槽12内に戻す(斜線矢印)。
Next, the
このとき、浄化装置本体14内では、図6(A)に示すように、飼育水が上側から下側へ向かって流れる。この過程において、ろ過室Aではリング状ろ材50により比較的大きな固形分が除去され、次いで、ろ過室Bでは粒状ろ材52により比較的細かい固形分が除去される(同図において、固形分の汚れは黒く塗りつぶした粒状で示している。以下の図においても同様とする)。そして、ろ過室A、Bにおいて固形分が除去された飼育水は、ろ過室Cにおいて飼育水中のアンモニア性窒素等が包括固定化担体54内の硝化細菌らによって分解除去される。このようにして、固形分やアンモニア性窒素等の溶解成分が除去された飼育水は、浄化装置本体14の下部から排出されることとなる。
At this time, the breeding water flows from the upper side to the lower side in the purification device
このようにして飼育水を浄化運転を継続すると、浄化装置本体14内における固形分の捕捉量が増加すると共に流路抵抗も増加し、規定の浄化処理能力を発揮しなくなる。このとき、一旦、浄化運転を停止し、以下の浄化資材の洗浄運転(逆洗運転)に切り替える。
If the operation of purifying the breeding water is continued in this manner, the amount of solids captured in the purification device
すなわち、図5に示すように、バルブ28a、28c及びバルブ30a、30cを開き、バルブ28b及び30bを閉じておく。これにより、水道水供給流路24及び水道水回収流路26を備えた水道水流通ライン18を形成する。
That is, as shown in FIG. 5, the
次いで、上水道から水道水供給流路24を介して、浄化装置本体14内の下部から水道水を供給し、浄化装置本体14の上部から水道水回収流路26を介してドレインへ廃棄する(白色矢印)。
Next, tap water is supplied from the water supply through the tap water
このとき、浄化装置本体14内では、図6(B)に示すように、水道水が下側から上側へ向かって流れる。これに伴い、ろ過室A〜Cにおいてリング状ろ材50、砂利等の粒状ろ材52、及び包括固定化担体54等の浄化資材が浮上する。この水道水の上向流と浄化資材の浮上によって、浄化資材に付着した汚れや浄化資材間に詰まっていた汚れも浮上し、最終的に多孔板40の孔を通過する。通過した汚れは、浄化装置本体14の上部の通水口36から水道水と共にドレインへ排出される。なお、洗浄性の観点から、水道水の流量は飼育水の浄化運転時(通常運転)よりも大きな流量であることが好ましく、通常運転における飼育水の流量の約5倍以上であることがより好ましい。
At this time, in the purification apparatus
このように、各ろ過室において隣り合う多孔板との間に所定の隙間を設けておくことで、浄化資材を浮上及び沈降させ、洗浄効率を飛躍的に向上させることができる。 Thus, by providing a predetermined gap between adjacent perforated plates in each filtration chamber, the purification material can be floated and settled, and the cleaning efficiency can be greatly improved.
また、浄化資材の洗浄運転(逆洗運転)において、図7(A)のように一旦浮上した浄化資材は、図7(B)に示すように堆積沈降する際に、高さが不均一となり、これによりろ過流路抵抗に分布が生じ、偏流を起こすことがある。 Further, in the cleaning operation (back washing operation) of the purification material, the purification material once floated as shown in FIG. 7A becomes uneven in height when deposited and settled as shown in FIG. 7B. This causes a distribution in the filtration flow path resistance, which may cause a drift.
これを回避するため、本発明では図8に示すように、各空間を仕切板58、60、62によりそれぞれ仕切り、浄化資材の充填範囲を細かく分割する。これにより、図8(A)のように浄化資材が均一に浮上すると共に、図8(B)に示すように均一に堆積沈降する。このように、分割されたスペースで浄化資材を均一に浮上及び流動させるので、偏って堆積沈降するのを抑制し、偏流が生じるのを抑制できる。また、整流板64により、多孔板46に流入する水道水を整流することで、断面方向に偏流が生じるのを抑制できる。
In order to avoid this, in the present invention, as shown in FIG. 8, each space is partitioned by
また、浄化資材の洗浄運転(逆洗運転)では、包括固定化担体54が水道水と直接さらされることとなるが、水道水は包括固定化担体54の内部までは浸透し難く、内部の硝化細菌等の微生物は水道水の塩素成分によるダメージを受け難い。また、包括固定化担体54は、微生物を高濃度に保持しているので、水道水に含まれる塩素成分により死滅しても、十分な菌量を保持できる。このため、包括固定化担体54の分解活性を劇的に低下させることもなく、通常運転(飼育水の浄化運転)を再開した後も、十分に浄化性能を発揮できる。
Further, in the cleaning operation (back washing operation) of the purification material, the entrapping
このように、本実施形態によれば、浄化装置本体14内を洗浄する際、簡単な流路切替操作を行うだけでよく、浄化装置本体14を開けて浄化資材を取り出して洗浄する必要がない。このため、浄化資材を取り出す煩わしさや作業者の手を汚すこともなく、浄化装置のメンテナンス作業を簡単に行うことができる。
Thus, according to this embodiment, when cleaning the inside of the purification apparatus
また、微生物を保持した包括固定化担体を使用することにより、包括固定化担体が水道水に直接さらされても、メンテナンス作業の前後で浄化性能を劇的に低下させることなく、安定に維持することができる。 In addition, by using a entrapping immobilization support that retains microorganisms, even if the entrapping immobilization support is directly exposed to tap water, it can be stably maintained without dramatically reducing the purification performance before and after maintenance work. be able to.
なお、上記実施形態では、水道水供給流路24を上水道と直接接続して、洗浄水として水道水を使用する例を示したが、これに限定されず、洗浄水として飼育水を使用してもよい。図9は、本発明に係る浄化装置システム10の別態様について説明する概念図である。
In the above embodiment, the tap
図9の浄化装置システム10’は、上水道と水道水供給流路24を取り除き、送液ポンプ26の代わりに正逆運転可能なポンプ26’を配置した以外は、図6と同様に構成される。
The
これにより、洗浄運転モードでは、正逆運転可能なポンプ26’を通常運転時とは逆方向に作動させることで、水槽12内の飼育水を、水道水供給流路24’を通じて浄化装置本体14の下部へ供給することができる(白色矢印)。飼育水の浄化運転(通常運転)は、前述と同様であるため説明は省略する(斜線矢印)。
Accordingly, in the cleaning operation mode, the
このように、洗浄水として飼育水を使用することで、微生物を固定化した包括固定化担体へダメージを与えることなく浄化資材を洗浄することができる。正逆運転可能なポンプ26’としては、例えば、チューブポンプ、ギアポンプ(歯車ポンプ)、軸流ポンプ等が好ましく使用できる。
Thus, by using the breeding water as the washing water, the purification material can be washed without damaging the entrapping immobilization carrier on which the microorganisms are immobilized. As the
図10は、浄化装置本体14の別態様について説明する説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining another aspect of the purification device
図10に示すように、浄化装置本体14上部の通水口36が狭められ、且つ該通水口36が形成された蓋部材68が回転手段70により浄化装置本体14に対して回転するように形成されることが好ましい。
As shown in FIG. 10, the
すなわち、浄化資材の洗浄運転(逆洗運転)では、最上段の多孔板40に集められた固形分等の汚れが上部の通水口36から吸引される。このため、通水口36を狭めることで水道水の排出流速及び吸引力を増加させ、且つ通水口36が形成された蓋部材68を浄化装置本体14に対して回転させることで、上記汚れを全体的に吸い出せるようにする。このような回転手段70としては、特に限定されないが、例えば、手動ハンドルと連通する歯車、低速回転する専用モータ、ポンプ駆動モータと減速歯車を介して連通する機構等が採用できる。
That is, in the cleaning operation of the purification material (back cleaning operation), dirt such as solids collected in the uppermost
以上、本発明に係る浄化装置及び浄化装置の運転方法の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。 As mentioned above, although preferable embodiment of the purification device which concerns on this invention, and the operating method of a purification device was described, this invention is not limited to the said embodiment, Various aspects can be taken.
たとえば、上記各実施形態では、飼育水中のアンモニア性窒素等の溶解成分を包括固定化担体によって除去する例を述べたが、これに限定されず、微生物を付着させた担体やろ材を用いてもよい。 For example, in each of the above embodiments, an example in which a soluble component such as ammonia nitrogen in the breeding water is removed by the entrapping immobilization carrier is described, but the present invention is not limited to this, and a carrier or a filter medium to which microorganisms are attached may be used. Good.
また、通常運転(飼育水の浄化運転)から逆洗運転(浄化資材の洗浄運転)への切り替えは、以下のように浄化装置本体14における流路閉塞状態をセンシングし、それに応じて自動的に行うようにしてもよい。センシング方法としては、例えば、飼育水戻し流路26から排出される浄化後の飼育水の流量を監視する方法、浄化装置本体14を透明な容器で構成して光の透過度等を測定する方法、又はタイマ機能を搭載する方法等が挙げられる。
In addition, switching from normal operation (breeding water purification operation) to backwash operation (purification material cleaning operation) is performed by sensing the blockage of the flow path in the purification device
また、上記実施形態では、飼育水循環ライン16と水道水流通ライン18の流路の一部を共有し、三方弁28、30により流路を切替える構成としたが、これに限定されず、例えば、飼育水循環ライン16と水道水流通ライン18の流路をそれぞれ独立させた構成にすることもできる。
Moreover, in the said embodiment, although it shared with a part of flow path of the breeding
また、上記実施形態では、浄化資材として微生物を含む担体と、固形分を除去するろ材とを同一容器(浄化装置本体14)内で併用する例を示したが、両者を別々の容器に収納し、直列に接続した場合でも、本発明の運転方法を適用できる。 Moreover, in the said embodiment, although the support | carrier containing microorganisms as a purification | cleaning material and the filter medium which removes solid content were shown together in the same container (purification apparatus main body 14), both were accommodated in a separate container. Even when connected in series, the operation method of the present invention can be applied.
また、上記実施形態において、逆洗運転では水道水を下から上へと流したが、このとき水道水にエアを混ぜながら逆洗することもできる。これにより、更に洗浄効率を向上できる。エアを水中に混合する方法としては、例えば、ベンチュリの原理を用いる方法が適用できる。 Moreover, in the said embodiment, although tap water was flowed from the bottom to the top in the backwash operation, backwashing can also be performed while mixing air with tap water at this time. Thereby, the cleaning efficiency can be further improved. As a method of mixing air into water, for example, a method using the Venturi principle can be applied.
10、10’…浄化装置システム、12…水槽、14…浄化装置本体、16…飼育水循環ライン、18…水道水流通ライン、20…飼育水導入流路、22…飼育水戻し流路、24…水道水供給流路、26…水道水回収流路、28、30…三方弁、28a、28b、28c、30a、30b、30c…バルブ、40、42、44、46…多孔板、50…リング状ろ材、52…粒状ろ材、54…包括固定化担体、58、60、62…仕切板、64…整流板
DESCRIPTION OF
Claims (11)
上部及び下部に通水口が形成された浄化装置本体と、
前記浄化装置本体内を上下方向に複数の空間に仕切る多孔板と、
前記仕切られた複数の空間において、上側の多孔板との間に所定の隙間を設けて下側の多孔板上に載置された浄化資材と、
前記浄化装置本体の下部の通水口から上部の通水口へと向かう洗浄水の上向流を生じさせる上向流発生手段と、
を備えたことを特徴とする飼育水の浄化装置。 A breeding water purification device equipped with a purification material that removes solids and dissolved components from the breeding water,
A purification device main body with water inlets formed in the upper and lower parts;
A perforated plate for partitioning the inside of the purification device main body into a plurality of spaces in the vertical direction;
In the plurality of partitioned spaces, a purification material placed on the lower porous plate with a predetermined gap between the upper porous plate, and
An upward flow generating means for generating an upward flow of washing water from the lower water inlet to the upper water outlet of the purifier main body;
A device for purifying breeding water, comprising:
前記浄化装置本体の下部の通水口と連通し、前記洗浄水を供給する洗浄水供給流路と、
前記浄化装置本体の上部の通水口と連通し、前記洗浄水を回収する洗浄水回収流路と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の飼育水の浄化装置。 The upward flow generating means is
A cleaning water supply channel that communicates with the water inlet at the bottom of the purification device main body and supplies the cleaning water;
A cleaning water recovery flow path that communicates with the water inlet at the top of the purification device body and recovers the cleaning water;
The apparatus for purifying breeding water according to claim 1, comprising:
前記水槽と前記下部の通水口とを連通し、前記浄化した飼育水を前記浄化装置本体の下部から前記水槽内へ戻す飼育水戻し流路と、を備え、
前記洗浄水供給流路と前記飼育水戻し流路とを切替える第1の切替手段と、
前記洗浄水回収流路と前記飼育水導入流路とを切替える第2の切替手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の飼育水の浄化装置。 A breeding water introduction channel for introducing the breeding water from the upper part of the purifier main body, communicating the water tank for breeding aquatic animals and the upper water passage,
A breeding water return channel for communicating the water tank and the lower water passage, and returning the purified breeding water from the lower part of the purifier main body to the water tank;
First switching means for switching between the washing water supply channel and the breeding water return channel;
A second switching means for switching between the washing water recovery channel and the breeding water introduction channel;
The apparatus for purifying breeding water according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
前記隙間は、前記多孔板により区画された各空間の高さに対して5〜20%であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の飼育水の浄化装置。 In the purification device body,
The said clearance gap is 5 to 20% with respect to the height of each space divided by the said perforated plate, The purification apparatus of breeding water of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
前記飼育水中の固形分をろ過する1種類以上のろ過資材と、
前記いずれのろ過資材よりも下側に投入され、前記飼育水中の溶解成分を分解する微生物を固定した包括固定化担体と、
を備えたことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の飼育水の浄化装置。 As the purification material,
One or more kinds of filtration materials for filtering solids in the breeding water;
A entrapping immobilization carrier that is charged below the filtration material and fixed with microorganisms that decompose dissolved components in the breeding water;
The apparatus for purifying breeding water according to any one of claims 1 to 5, comprising:
前記浄化装置本体の上部から前記飼育水を導入し、浄化資材により浄化した飼育水を前記浄化装置本体の下部から排出すると共に、前記水槽内へ戻す第1のステップと、
前記浄化装置本体の下部から洗浄水を導入し、前記浄化装置本体の上部から排出することにより、前記浄化装置本体内に上向流を生じさせて前記浄化資材を洗浄する第2のステップと、
を備えたことを特徴とする浄化装置の運転方法。 It is the driving | running method of the purification apparatus of breeding water of any one of Claims 1-6,
A first step of introducing the breeding water from the upper part of the purification apparatus main body, discharging the breeding water purified by a purification material from the lower part of the purification apparatus main body, and returning it to the water tank;
A second step of introducing cleaning water from the lower portion of the purification device main body and discharging the cleaning water from the upper portion of the purification device main body to cause an upward flow in the purification device main body to wash the purification material;
A method for operating a purification apparatus comprising:
前記隙間は、前記多孔板により区画された各空間の高さに対して5〜20%であることを特徴とする請求項7に記載の浄化装置の運転方法。 In the purification device body,
The said clearance gap is 5 to 20% with respect to the height of each space divided by the said perforated plate, The operating method of the purification apparatus of Claim 7 characterized by the above-mentioned.
前記第1、第2のステップは、前記洗浄水流通流路と前記飼育水循環流路とを流路切替手段により切替えることを特徴とする請求項7又は8に記載の浄化装置の運転方法。 A breeding water circulation channel through which breeding water circulates and a washing water circulation channel through which washing water circulates through the water inlets formed in the upper and lower parts of the purifier main body, and the first and second steps. The operation method of the purification device according to claim 7 or 8, wherein the washing water circulation channel and the breeding water circulation channel are switched by a channel switching means.
前記飼育水中の固形分を1種類以上のろ過資材により分離除去した後、
前記固形分以外の溶解成分を、固定化材料内に微生物を包括固定した包括固定化担体により分解することを特徴とする請求項7〜9の何れか1項に記載の浄化装置の運転方法。 In the first step,
After separating and removing solids in the breeding water with one or more kinds of filtering materials,
The operation method of the purification apparatus according to any one of claims 7 to 9, wherein a dissolved component other than the solid content is decomposed by a entrapping immobilization support in which microorganisms are entrapped and immobilized in an immobilization material.
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