JP2020018211A - Foam separation device and breeding device with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、泡沫分離装置とこれを備えた飼育装置に関する。 The present invention relates to a foam separation device and a breeding device provided with the same.
水生動物を飼育する飼育装置では、水槽の貯留水の定常的な浄化が必要な場合がある。貯留水の浄化手段として泡沫分離装置を用いた浄化方法が知られている。この方法の概要は以下のとおりである。まず、水槽の貯留水を抜き出し、抜き出した貯留水に空気を混入し、微細な空気を含む気液混合物を形成する。気液混合体は泡沫分離装置に導入される。気液混合体は微小な気泡が有機物や細菌などを付着させながら泡沫分離装置の内部空間を上昇する。気泡の一部は泡沫となって泡沫分離装置の頂部に接続された泡沫回収部に導入され、回収される。浄化された気液混合体は下降流となって泡沫から分離し、排出ポートから排出される。 In a breeding apparatus for breeding aquatic animals, there is a case where constant purification of water stored in an aquarium is required. A purification method using a foam separation device as a means for purifying stored water is known. The outline of this method is as follows. First, the stored water in the water tank is extracted, and air is mixed into the extracted stored water to form a gas-liquid mixture containing fine air. The gas-liquid mixture is introduced into a foam separator. The gas-liquid mixture rises in the internal space of the foam separation device while the minute bubbles adhere to organic substances and bacteria. Some of the bubbles become foam and are introduced into the foam recovery section connected to the top of the foam separator and collected. The purified gas-liquid mixture forms a downward flow, is separated from the foam, and is discharged from the discharge port.
特許文献1には、貯留水の殺菌を行うため、泡沫分離装置にオゾン発生装置を接続することが開示されている。
泡沫回収部に導入された泡沫の多くは外部に排出されるが、一部は液体化し、汚染水として泡沫回収部に残留する。このため、汚染水を定期的に回収するため、泡沫回収部の頂部には開閉可能な蓋が設けられている。しかし、蓋は容易に開閉できるよう泡沫回収部の頂部開口に載置されているだけである。泡沫分離装置にオゾンを含む気体を導入する場合、泡沫はオゾンを含むことから、蓋と泡沫回収部の間に隙間があると、有毒なオゾンが泡沫回収部から漏洩する可能性がある。 Most of the foam introduced into the foam collection section is discharged to the outside, but a part of the foam is liquefied and remains in the foam collection section as contaminated water. For this reason, in order to periodically collect the contaminated water, a lid that can be opened and closed is provided at the top of the foam collection unit. However, the lid is only placed at the top opening of the foam collection section for easy opening and closing. When introducing a gas containing ozone into the foam separator, since the foam contains ozone, if there is a gap between the lid and the foam recovery unit, toxic ozone may leak from the foam recovery unit.
本発明は、オゾンが導入される泡沫分離装置においてオゾンの漏洩を抑制可能な構成を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a configuration in which leakage of ozone can be suppressed in a foam separation device into which ozone is introduced.
本発明の泡沫分離装置は、頂部に第1の開口が設けられた本体容器と、本体容器の底面または側面から本体容器の内部を上方に延び、頂部の下方で終端する内筒と、内筒によって仕切られた内側空間と外側空間の一方にオゾンを含む気体と液体の気液混合物を供給する供給手段と、内側空間と外側空間の他方から浄化された気液混合物を排出する排出ポートと、本体容器の上方に設けられ、第1の開口で本体容器に接続され、頂部に第2の開口が設けられ、気液混合物から発生し第1の開口から流入する泡沫を回収する泡沫回収部と、第2の開口を開閉可能かつ密閉可能に塞ぐ蓋と、を有する。 A foam separation device according to the present invention includes a main body container having a first opening at the top, an inner cylinder extending upward inside the main body container from a bottom surface or a side surface of the main body container, and terminating below the top portion; Supply means for supplying a gas-liquid mixture of gas and liquid containing ozone to one of the inner space and the outer space partitioned by, and a discharge port for discharging the purified gas-liquid mixture from the other of the inner space and the outer space, A foam collection unit provided above the main body container, connected to the main body container at the first opening, provided with a second opening at the top, and collecting foam generated from the gas-liquid mixture and flowing from the first opening; And a lid that closes and closes the second opening so that it can be opened and closed.
本発明によれば、オゾンが導入される泡沫分離装置においてオゾンの漏洩を抑制することができる。 According to the present invention, leakage of ozone can be suppressed in a foam separation device into which ozone is introduced.
本発明のいくつかの実施形態について図面を参照して説明する。まず、図1を参照して飼育装置の概略構成について説明する。図1は飼育装置の概略構成図である。 Several embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a schematic configuration of the breeding apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the breeding apparatus.
飼育装置1は、水槽2と、水槽2が載置される架台3と、を有している。水槽2はアクリル板で形成され、概ね直方体の形状を有している。架台3の内部には、水槽2の貯留水を浄化する浄化装置11が配置されている。
The
図2は飼育装置1の概略構成図である。水槽2の内部には少なくとも二重管構成のパイプ12が設けられている。パイプ12は被処理水である水槽2の貯留水を浄化装置11に供給するとともに、浄化装置11で処理された処理水を水槽2に戻す。パイプ12は水槽2の底部で原水供給管13に接続されている。被処理水は原水供給管13から原水槽14に供給され、原水槽14に一時的に貯留される。原水槽14に貯留された被処理水は原水ポンプ15によってストレーナ16に送られ、比較的大きな異物が除去され、さらにフィルター17で微小な異物が除去される。フィルター17としては限外ろ過膜(UFフィルター)、精密ろ過膜(MFフィルター)などを用いることができる。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
フィルター17の出口は活性炭原水槽18に接続されている。活性炭原水槽18に貯留された被処理水は活性炭原水ポンプ19によって活性炭装置20に導入される。後述のように被処理水はオゾンを含むことがあるため、被処理水に含まれる可能性のあるオゾンが活性炭装置20で除去される。オゾンが除去された被処理水は温度調整装置21に導入され、温度調整される。温度調整装置21は冷却用のチラー(図示せず)、加温用のヒータ(図示せず)、またはこれらの両者を備えているが、飼育装置1の設置環境によってはこれらのいずれかを省略することができ、温度調整装置21そのものを省略することもできる。温度調整装置21は戻り管25に接続されており、戻り管25は水槽2の底部でパイプ12に接続されている。浄化され温度調整された被処理水は処理水として、戻り管25及びパイプ12を通って水槽2に戻される。
The outlet of the
一方、フィルター17を出た被処理水の一部は泡沫分離装置22に導入される。被処理水は連続的に泡沫分離装置22に導入されてもよいし、必要に応じて泡沫分離装置22に導入されてもよい。泡沫分離装置22は気泡の供給装置(図示せず)を備え、被処理水に微小な気泡を導入する。気泡は有機物や細菌などを付着させながら泡沫分離装置22の内部を上昇し、上部の泡沫回収部32で捕捉される。また、泡沫分離装置22はオゾンガスを供給するオゾン供給装置23に接続されている。オゾンは気泡となって有機物や細菌を捕捉するだけでなく、被処理水中の有機物を分解処理する。分解された有機物も泡沫によって除去される。泡沫分離装置22は戻り管26を介して原水槽14に接続されており、有機物や細菌が除去された被処理水は原水槽14に戻される。このため、原水槽14に貯留される被処理水はオゾンを含む場合がある。泡沫分離装置22にはオゾン分解触媒装置24が接続されている。オゾン分解触媒装置24は、泡沫分離装置22から排出される排オゾンを分解する。分解された排オゾンは必要に応じてオゾン濃度を測定し外部に排出することができる。なお、泡沫は海水で発生しやすいため、泡沫分離装置22を用いる場合、被処理水は海水であることが好ましい。パイプ12における被処理水の排出口から排出された処理水が被処理水の導入口から吸い込まれないように、処理水の排出口は被処理水の導入口から離れた位置に設けることが好ましい。
On the other hand, a part of the water to be treated that has exited the
このように、被処理水はパイプ12、原水供給管13、原水槽14、原水ポンプ15、ストレーナ16、フィルター17、活性炭原水槽18、活性炭原水ポンプ19、活性炭装置20、温度調整装置21を通って処理水(浄化された貯留水)となり、戻り管25及びパイプ12を通って水槽2に戻される。また、一部の被処理水は泡沫分離装置22で浄化された後、原水槽14に戻され、上述の設備を通って水槽2に戻される。このように、水槽2の貯留水が循環浄化されるため、外部から補給する新鮮な水の量を抑制することができる。
Thus, the water to be treated passes through the
次に、図3を参照して泡沫分離装置22の構成についてさらに詳細に説明する。泡沫分離装置22は本体容器31と本体容器31の上方に設けられた泡沫回収部32と、を有している。本体容器31と泡沫回収部32はいずれも円筒形であり、透明な樹脂で作成されている。特に泡沫回収部32を透明な樹脂で作成することにより、内部に滞留した汚染水を目視確認することができる。本体容器31の頂部34に第1の開口35が設けられている。第1の開口35の側面にはねじ(図示せず)が切られている。内筒33が本体容器31の底面36から本体容器31の内部を上方に延び、頂部34の下方で終端している。従って、本体容器31の底面36から内筒33の頂部33aまでの空間は、内筒33によって内側空間37と外側空間38とに仕切られている。一方、本体容器31の内筒33の頂部33aより上方の空間39は、内筒33によって仕切られていない一体の空間とされている。内筒33は本体容器31の側面40から斜め上方に延び、その上方で上下方向に延びていてもよい。
Next, the configuration of the
本体容器31の外側には供給ポンプ41が設けられている。供給ポンプ41の入口管42はフィルター17と接続されており、フィルター17で異物が除去された被処理水が供給ポンプ41に供給される。入口管42はオゾン供給装置23に接続されており、入口管42の内部で気体のオゾンと被処理水の気液混合物が生成される。気体として、さらに空気を被処理水に導入してもよい。換言すれば、気液混合物はオゾンを含む気体と液体である被処理水との混合物である。供給ポンプ41の出口に接続された出口管43は本体容器31と内筒33を貫通して内側空間37と連通しており、気液混合物は供給ポンプ41によって内側空間37の下部に供給される。供給ポンプ41とオゾン供給装置23と出口管43はオゾンを含む気体と液体との気液混合物を内側空間37に供給する供給手段を構成する。
A
外側空間38には気液混合物を排出する排出ポート44が設けられている。排出ポート44は排出配管45に接続され、排出配管45は戻り管26を介して原水槽14に接続されている。排出配管45は立上がり部46を有している。立上がり部46は内筒33の頂部33aの上方まで延びている。これによって、本体容器31内の被処理水の水位を高く維持し、泡沫を効率よく上方に押し上げることができる。ただし、被処理水が本体容器31の第1の開口35から流出しないように立上がり部46の最高部の高さは概ね第1の開口35の高さと同程度とすることが好ましい。
The
泡沫回収部32は第1の開口35で本体容器31に接続され、第1の開口35から流入する泡沫を回収する。具体的には、泡沫回収部32は泡沫回収容器47と、泡沫回収容器47の底面47aを貫通する中空の筒状部48と、を有している。筒状部48の側面の端部にはねじが切られ、第1の開口35の側面に切られたねじと係合することによって、泡沫回収部32が本体容器31に固定される。筒状部48の周囲は汚染水が溜まるリング状の空間49となっている。泡沫回収容器47の頂部には第2の開口50が設けられ、蓋51で覆われている。蓋51の内面には位置決めのためのリング状のフランジ52が設けられている。蓋51はフランジ52が泡沫回収容器47の外側側面に接するように泡沫回収容器47に対して位置決めされる。蓋51の内面にはリング状のパッキン53が設けられている。蓋51の外面にはノズル54が設けられている。ノズル54にはオゾン分解触媒装置24に接続されるチューブ55が装着される。
The
本実施形態の泡沫分離装置22は以下のように作動する。被処理液にオゾンが導入された気液混合物が、供給ポンプ41及び入口管42を通って本体容器31の内側空間37の下部に供給される。気液混合物は、オゾンの気泡が(空気が導入される場合はさらに空気の気泡が)有機物や細菌などを付着させながら内側空間37を上昇する。この過程で被処理水がオゾンによって殺菌されるとともに、気泡の一部は被処理水の水面に達し泡沫となる。つまり、気液混合物から泡沫が発生する。泡沫には有機物や細菌などが付着しており、且つオゾンを含んでいる。泡沫は気液混合物に押し上げられ、第1の開口35から泡沫回収部32に流入する。一方、浄化された気液混合物は内筒33を超え、外側空間38に入り、外側空間38を下降する。気液混合物は排出ポート44から排出配管45に排出され、立上がり部46で再び上昇し、原水槽14に供給される。一方、第1の開口35から泡沫回収部32に流入した泡沫は蓋51のノズル54を通って泡沫回収部32から排出され、オゾン分解触媒装置24で処理される。一部の泡沫は筒状部48の頂部を超えて筒状部48の周囲のリング状の空間49に流入し、時間とともに液体化し、汚染水として滞留する。
The
本実施形態では被処理水とオゾンの気液混合物は内側空間37に供給されるが、外側空間38に供給されてもよい、すなわち、外側空間38を気液混合物が上昇し、その上方に泡沫が形成され、浄化された気液混合物が内側空間37を下降するようにしてもよい。また、図示は省略するが、排出配管45は本体容器31に内蔵してもよい。その場合、外側空間38を径方向に仕切る仕切り壁を設け(すなわち、本体容器31を三重円筒構成とし)、仕切り壁の内側空間を下降してきた被処理液が仕切り壁の下端で上方にUターンし、仕切り壁の外側空間を上昇し、本体容器31の外壁に設けたノズルから排出する構成とすることができる。また、本実施形態ではオゾンを入口管42に導入しているが、本体容器31に直接導入してもよい。圧力的に問題がなければ供給ポンプ41を削除してもよい。
In the present embodiment, the gas-liquid mixture of the water to be treated and ozone is supplied to the
このように、本実施形態はオゾンを浄化手段として用いているが、オゾンは毒性があるため、泡沫分離装置22からの漏出をできるだけ抑制する必要がある。本体容器31と泡沫回収部32はねじ止めによって連結されているため、高い気密性を確保することができる。一方、蓋51と泡沫回収部32の第2の開口50の間については、パッキン53は設けられているものの、蓋51が泡沫回収部32の頂部に載置されているだけであるので、十分な気密性を有していない。そこで図4に示すように、第2の開口50と蓋51との間の気密性を確保する密閉手段60が設けられている(なお、図4においてノズル54の図示は省略)。密閉手段60は、蓋51と泡沫回収部32とを挟み込む挟み込み手段61である。挟み込み手段61は二対の棒状部材62と二対の締結具63とを有している。第1の棒状部材62aと第2の棒状部材62bが対をなし、第3の棒状部材62cと第4の棒状部材62dが他の対をなしている。また、第1の締結具63aと第2の締結具63bが対をなし、第3の締結具63cと第4の締結具63dが他の対をなしている。第1〜第4の棒状部材62a〜62dは矩形断面の棒材であり、長手方向における両側端部領域に穴64が設けられている。第1〜第4の締結具63a〜63dはそれぞれ、両側端部領域にねじが切られた長尺ボルト65と一対のナット66と一対の座金67とからなる。蓋51の上面と泡沫回収部32の下面は平坦であることが好ましい。
As described above, in the present embodiment, ozone is used as a purification unit. However, since ozone is toxic, it is necessary to suppress leakage from the
第1〜第4の棒状部材62a〜62dと第1〜第4の締結具63a〜63dは以下のように取り付ける。まず、第1の棒状部材62aを、長手方向中央部が蓋51の上面に当接し、両端部が蓋51から突き出す様に位置決めし、第2の棒状部材62bを、長手方向中央部が泡沫回収部32の下面に当接し、両端部が泡沫回収部32から突き出す様に位置決めする。同様に、第3の棒状部材62cを、長手方向中央部が蓋51の上面に当接し、両端部が蓋51から突き出す様に位置決めし、第4の棒状部材62dを、長手方向中央部が泡沫回収部32の下面に当接し、両端部が泡沫回収部32から突き出す様に位置決めする。第1の棒状部材62aと第2の棒状部材62bは蓋51及び泡沫回収部32を挟んで対向し、第3の棒状部材62cと第4の棒状部材62dも蓋51及び泡沫回収部32を挟んで対向する。第1及び第2の棒状部材62a,62bと第3及び第4の棒状部材62c,62dは、蓋51の中心を通る線に関しほぼ対称となる位置に配置するのが望ましい。第1の棒状部材62aと第2の棒状部材62bの互いに対向する穴64にボルト65を通し、ボルト65の両端から座金67とナット66を挿入し、ナット66を締結する。同様に、第3の棒状部材62cと第4の棒状部材62dの互いに対向する穴64にボルト65を通し、ボルト65の両端から座金67とナット66を挿入し、ナット66を締結する。これによって、蓋51及び泡沫回収部32が第1〜第4の棒状部材62a〜62dと第1〜第4の締結具63a〜63dで締め付けられ、蓋51と泡沫回収部32の第2の開口50との間の気密性が確保される。
The first to fourth rod-
蓋51を開けた後のメンテナンスの内容は主に泡沫回収部32のリング状の空間49に滞留した汚染水の除去である。汚染水の除去方法は限定されないが、例えば細いチューブを内部に差込み、サイホン効果によって汚染水を吸い出す方法が挙げられる。チューブを差し込むだけであるため、第1〜第4の締結具63a〜63dを緩め、チューブの差込が可能な程度に蓋51を泡沫回収部32に対してずらすだけでよい。蓋51のノズル54に装着されたチューブ55はフレキシビリティがあるため、ノズル54からチューブ55を取り外す必要はない。また、この作業だけでは泡沫回収部32に付着した汚物を取りきれない可能性があるため、泡沫回収部32を本体容器31から取り外して洗浄することもあり得る。その場合は第1〜第4の締結具63a〜63dを緩め、第1〜第4の棒状部材62a〜62dを取り外し、ノズル54からチューブ55を取り外し、泡沫回収部32を本体容器31から取り外す。
The content of the maintenance after opening the
本実施形態によればこのような簡易な構成で泡沫回収部32と蓋51との間の密閉性を確保することができる。特に本実施形態では、密閉手段60を設けることによる泡沫分離装置22の高さの増分は、上側に取り付けられる棒状部材62の厚さとボルト65の棒状部材62からの突き出し長さ(またはナット66と座金67の厚さの合計)の合計であり、極めて限定的である。水族館等に飼育装置1を設置する場合、子供や幼児が鑑賞者であることがあり、架台3をあまり高くするのが望ましくないことがある。泡沫分離装置22は比較的全高が高いため、架台3の高さの決定因子となることがあるが、その場合であっても架台3の高さへの影響を抑えることができる。なお、本実施形態では上部のナット66を蝶ナットとし、下部のナット66を平ナットとして上部の蝶ナットを操作するようにしているが、上部のナット66を平ナットとし、下部のナット66を蝶ナットとして下部の蝶ナットを操作するようにすれば架台3の高さへの影響をさらに低減することができる。
According to the present embodiment, the hermeticity between the
また、本実施形態は蓋51を除き市販の泡沫分離装置をほぼそのまま利用することができるため、コスト的なメリットも大きい。すなわち、市販の泡沫分離装置はオゾンを利用しないため、通気用の穴が蓋についていることがあり、また、蓋の表面も必ずしも平坦ではない。本実施形態は上述した蓋51を使用するが、それ以外の部分については市販の製品を流用することができる。
In addition, in the present embodiment, a commercially available foam separation apparatus can be used almost as it is, except for the
図5は密閉手段の他の実施形態160を示している。蓋151は泡沫回収部32の側壁より張り出した外周部68を有し、泡沫回収部32は外周部68と対向するフランジ部69を有している。外周部68とフランジ部69にはボルト65を通すための複数の穴164が設けられている。密閉手段160は、蓋151とフランジ部69を締め付ける締め付け手段161である。締め付け手段161としては図4に示すボルト65、ナット66、座金67を使用することができる。
FIG. 5 shows another
図6は密閉手段の他の実施形態260を示している。密閉手段260は、蓋251の内面から泡沫回収部32に向けて突き出し外周面に雄ねじ70が形成された突き出し部71と、泡沫回収部32の側面に形成され、雄ねじ70と係合する雌ねじ72である。本実施形態は蓋251の取り付け、取り外しの際に蓋251を泡沫回収部32の第2の開口50の上方に位置させる必要があるため、架台3の高さへの影響の観点からは不利であるが、1回の操作で開閉が可能であるため、操作性に優れている。
FIG. 6 shows another
1 飼育装置
2 水槽
3 架台
11 浄化装置
22 泡沫分離装置
23 オゾン供給装置(気液混合物の供給手段)
31 本体容器
32 泡沫回収部
33 内筒
35 第1の開口
41 供給ポンプ(気液混合物の供給手段)
43 出口管(気液混合物の供給手段)
44 排出ポート
50 第2の開口
51,151,251 蓋
60,160,260 密閉手段
61,161 挟み込み手段
62 棒状部材
63,163 締結具
69 フランジ部
DESCRIPTION OF
31
43 outlet pipe (means for supplying gas-liquid mixture)
44
Claims (6)
前記本体容器の底面または側面から前記本体容器の内部を上方に延び、前記頂部の下方で終端する内筒と、
前記内筒によって仕切られた内側空間と外側空間の一方にオゾンを含む気体と液体の気液混合物を供給する供給手段と、
前記内側空間と前記外側空間の他方から浄化された前記気液混合物を排出する排出ポートと、
前記本体容器の上方に設けられ、前記第1の開口で前記本体容器に接続され、頂部に第2の開口が設けられ、前記気液混合物から発生し前記第1の開口から流入する泡沫を回収する泡沫回収部と、
前記第2の開口を開閉可能かつ密閉可能に塞ぐ蓋と、を有する泡沫分離装置。 A main body container having a first opening at the top;
An inner cylinder extending upward from the bottom or side surface of the main body container inside the main body container, and terminating below the top portion;
Supply means for supplying a gas-liquid mixture of gas and liquid containing ozone to one of the inner space and the outer space partitioned by the inner cylinder,
A discharge port for discharging the purified gas-liquid mixture from the other of the inner space and the outer space;
It is provided above the main body container, is connected to the main body container at the first opening, and is provided with a second opening at the top, and collects foam generated from the gas-liquid mixture and flowing from the first opening. A foam collection unit
A lid for closing the second opening so as to be openable and closable.
前記水槽の貯留水を浄化する請求項1から5のいずれか1項に記載の泡沫分離装置と、
前記水槽の貯留水を前記泡沫分離装置に供給し、前記泡沫分離装置で浄化された貯留水を前記水槽に戻す循環経路と、を有する飼育装置。 An aquarium,
The foam separation device according to any one of claims 1 to 5, which purifies stored water in the water tank.
A breeding apparatus comprising: a circulating path that supplies the water stored in the water tank to the foam separation device and returns the stored water purified by the foam separation device to the water tank.
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