JP3045661B2 - 飼育濾過装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、魚類を養殖するた
めの飼育槽の水を濾過すると共に、飼育生物の排出する
代謝物が分解されて装置内に発生する無機質燐酸，窒
素，炭酸ガスを、植物性プランクトン及び成育する水棲
植物による光合成作用により除去し、かつ、肥料として
利用することができるようにした装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、飼育槽を用いた集密飼育による魚
類の養殖事業が大規模に行われるようになったが、この
魚類の養殖に際しては、飼育槽内は、飼育生物の排泄物
や残餌などによって汚染されるため、飼育槽内の飼育水
を絶えず濾過し、清浄に保たなければ、飼育生物の成育
に悪影響を及ぼし、最悪の場合は、酸欠状態となって死
滅するおそれがある。

【０００３】そのために飼育槽内の水を比較的能率よく
濾過する装置が開発されているが、一例として、槽内の
汚染した水をポンプによりフィルタ−に送り込み、フィ
ルタ−によって飼育生物の排泄物や残餌を除去した後、
濾過された水を再び飼育層に送り込むいわゆる循環方式
の装置がある。この循環方式の濾過装置においては、汚
染した水を濾材の上に送り込み、重力方向に流下させて
いるため、汚染水に含まれている飼育生物の排泄物や残
餌により濾材に目詰まりを起こし、機能が低下し易いの
で、濾材を頻繁に洗浄して再生させる必要があり、その
洗浄作業にかなり手数がかかるという問題があった。

【０００４】上記従来の濾過装置における問題を解決す
るため、汚染した水を濾過槽に対し重力方向に流下させ
るのではなく、汚染した水を濾過槽の底部側から重力に
抗して上向きに流す上向流式濾過槽を有する飼育槽の濾
過装置が開発されている。

【０００５】而して、この濾過装置における上向流式濾
過槽は、底板との間に適宜の間隙をあけて通水性の底床
を設け、その上に砂利，砂等のように比重の大きな濾材
を粒度の大きいものから順次積上げ載置すると共に、底
板と底床との間に位置する底部側板に開口面積の大きな
排出部を開閉自在に設けて成る構成のもので、この装置
では、濾過槽の底床下部に飼育槽の底部の排出孔からの
汚染した水をポンプによって送り込み、濾過されて清浄
になった水を濾過槽の上部から溢水させて配管を通し飼
育槽に還流させ、濾材を洗浄するときは、濾過槽の底部
側板の排出部を開いて、水をこの濾過槽に対して重力方
向に急激に流し、真空と衝撃により濾材を逆洗するよう
にしたので、濾材の洗浄再生を容易に然も能率よく行う
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、上記の上
向流式濾過槽を有する従来の飼育槽の濾過装置は、汚染
した水から飼育生物の排泄物や残餌等の固形分はきわめ
て効率良く濾過することができ、濾材の洗浄再生も容易
に行うことができるが、飼育生物が排出する代謝物の主
としてアンモニアや硫酸塩等は、飼育水中に多量に溶け
込んでしまっているため、飼育水中から除去することが
できなかった。

【０００７】これら飼育生物に有害な有機物，無機塩
は、循環還流中に装置内に繁殖する好気性バクテリアに
より、生化学的に分解されて無害な無機質の窒素，燐酸
に分解するが、飼育水中に無機質燐酸，窒素が徐々に蓄
積されて水中生物に必要な溶存酸素量の減少、即ち、飼
育水中に溶存する無機質による飼育水中の酸素飽和度の
低下を来たし、飼育生物の活性が損なわれる原因となっ
ていた。

【０００８】従って、この濾過装置では、装置内に新し
い飼育水を補給して絶えず蓄積する不都合な無機質の濃
度を薄める必要があり、その作業にきわめて手間がかか
る上に、その作業の遅れが飼育生物の活性を損なう原因
となることから、装置の運転状態を絶えず監視していな
ければならないという問題があった。

【０００９】本発明は上記のような現状に鑑み、飼育槽
の水を能率よく効果的に濾過することができ、かつ、濾
材を簡単に洗浄再生することができる上記従来の上向流
式濾過槽を有する飼育槽の濾過装置をベ−スにこの装置
における問題点を解決する、即ち、循環還流する飼育水
に溶存し累積的に蓄積する無機質を効果的に除去するこ
とができる新たな飼育槽の濾過装置を提供することを、
その課題とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
することを目的としてなされたもので、その構成は、底
板との間に適宜の間隙をあけて通水性の底床を設け、そ
の上に砂利，砂等のように比重の大きな濾材を粒度の大
きいものから順次積上げ載置すると共に、前記底板と底
床との間に位置する底部側板に開口面積の大きな排出部
を開閉自在に設けて成る上向流式濾過槽を有する飼育濾
過装置において、前記濾過槽の上部に、該濾過槽と通水
可能に植物性プランクトンを蓄養する緩流槽を設けると
共に、該緩流槽から飼育槽の底部に設けた汚物排出孔ま
での落差による自然流下の階段状の浅い流れを作る溢水
堰を、前記緩流槽の上部から飼育槽の流入口まで複数段
に亘って設け、かつ、前記飼育槽の汚物排出孔と前記濾
過槽の床下下部とを主循環ポンプを介して主配管により
接続すると共に、前記濾過槽の排出部に連なるように沈
殿槽を設けて成り、前記緩流槽及び溢水堰において、植
物性プランクトン及び成育する水棲植物により、装置内
に蓄積する無機質窒素，燐酸，炭酸ガスを吸着して光合
成作用により取り除くようにしたことを特徴とするもの
である。

【００１１】

【実施の形態】次に、本発明の飼育濾過装置の実施例を
図により説明する。図１は、本発明の飼育濾過装置の一
例を示す正面図、図２は図１に示した装置における濾過
緩流装置の斜視図である。

【００１２】図１において、Ａは本発明の一例の飼育濾
過装置における飼育槽、Ｂは同じく濾過緩流装置、Ｃは
この濾過緩流装置Ｂの排出部に連なるように設けた沈殿
槽、Ｄは濾過緩流装置Ｂの上部から飼育槽Ａまでに設け
た溢水堰である。

【００１３】飼育槽Ａは、魚類等の飼育生物を入れて養
殖するための飼育水を入れる容器槽１の底部中央に、飼
育生物の排泄物や残餌その他の汚物を集約して排出する
汚物排出孔２を設けてなるもので、この飼育槽Ａの排出
孔２から排出された汚染した飼育水は、主循環ポンプP1
を介し、主配管３により濾過緩流装置Ｂに送られる。

【００１４】濾過緩流装置Ｂは、底板４との間に適宜の
間隙５をあけ通水性の底床６を設け、その上に砂利，砂
等のように比重の大きな濾材７を粒度の大きいものから
順次積上げ載置すると共に、底板４と底床６との間に位
置する底部側板に開口面積の大きな排出部８を扉8aによ
り開閉自在にして設けて成る上向流式濾過槽B1と、この
濾過槽B1の上部に通水機能を有する隔壁９を介して設け
られた植物性プランクトン及び成育する水棲植物10を蓄
養する緩流槽B2とから構成されている。なお、水棲植物
は苔などであるが、これらは溢水堰Ｄに多く成育する。

【００１５】この濾過緩流装置Ｂの排出部８に連なるよ
うに設けた沈殿槽Ｃには、排出孔11が設けられており、
この排出孔11は副配管12により逆送ポンプP2を介して主
配管３に接続されている。なお、排出孔11には、副配管
12，逆送ポンプP2などを取り付けない構成にすることも
ある。

【００１６】溢水堰Ｄは緩流槽B2の上部に溢れる上向流
式濾過槽B1により濾過されたきれいな水を、飼育槽Ａに
還流するに際し、この溢水を緩流槽B2の上部と飼育槽Ａ
の汚物排出孔２との高低差を利用し、その落差による自
然流下の階段状の浅い流れＳを作るためのもので、緩流
槽B2の上部から飼育槽Ａの流入口まで複数段D1，D2，D3
に亘って設けられている。なお、溢水堰Ｄは、緩流槽B2
の上部と飼育槽Ａの汚物排出孔１との高低差に応じて適
宜の段数を設けることができる。13は溢水堰Ｄの最下段
と飼育槽Ａとを接続するための還流用配管である。

【００１７】而して、上記構成から成る本発明飼育濾過
装置は、主循環ポンプP1を駆動して飼育槽Ａの中の汚物
や残餌を水と共に汚物排出孔２から主配管３を通して濾
過緩流装置Ｂの上向流式濾過槽B1における間隙５に導入
し、水と汚物，残餌を重力に抗して上向きに流すことに
より底床６を通して濾材７の中を通過させて濾過し、汚
物や残餌が濾過された清浄な水を濾過槽B1の上部に設け
た緩流槽B2に通水機能を有する隔壁９を経て流入する。

【００１８】濾過されて緩流槽B2に流入した水は、緩流
槽B2の上部から溢れ出て溢水堰Ｄに流れ込み、複数段D
1，D2，D3を自然流下し、還流用配管13を経て飼育槽Ａ
内に還流する。還流速度は、緩流槽B2及び溢水堰Ｄの各
段D1，D2，D3に繁殖する植物プランクトンや溢水堰Ｄに
多く成育する水棲植物、即ち、微細にして乱流に弱い植
物性浮遊生物の胞子並びにその再生因子が損傷されるこ
とがなく蓄養され得る速度に調整される。これはあたか
もマスフロウの潮流に浮遊して豊富に蓄養されるプラン
クトンの原理である。溢水堰Ｄの各段D1，D2，D3を自然
流下する浅い流れＳを作るが、緩流槽B2における還流速
度は表面速度に換算し秒速にして３〜４ｍｍ程度にして
ある。なお、この還流速度は主循環ポンプP1の駆動力を
制御することにより調整することができる。因みに、緩
流槽B2における上記還流速度で全装置において飼育水が
再循環する場合の流速を次の各部において比較すると、
緩流槽B2部分：溢水堰Ｄ部分：主循環ポンプP1及び主配
管３部分の流速比は、おおよそ１：２００：１５００と
なる。

【００１９】汚水された水を上記のように循環させるこ
とにより濾過槽B1の濾材７には、固形分である汚物や残
餌が付着して目詰まりを起こし、濾過機能が低下するの
で、機能が低下したら、濾過槽B1の底部側板に設けた排
出部８の扉8aを急激に開放し、濾過槽B1内の水は緩流槽
B2の水面までの高さと排出部８における大きな開口面積
との相乗積による大きな流出エネルギ−により濾材７の
抵抗に抗して流出するが、このとき、各濾材７の間隙に
於いて重力方向に対する水の流れによる圧力と付着して
いる汚物や残餌の固形分により各部に発生する下方への
流下路が閉じられる一方、間隙５内に発生する負圧によ
り流下を促進されて、間隙５を中心に短時間に次々とウ
ォ−タハンマ−を起こし、それによる衝撃により、汚物
や残餌の固形分は濾材７から分離して水と共に間隙５内
に流下して排出部８から沈殿槽Ｃに押し流され、濾材７
は洗浄再生される。なお、この洗浄により排出されて不
足した飼育水は別途供給することとなる。

【００２０】循環還流する飼育水からは上記の方法によ
り汚物や残餌の固形分は濾過槽B1の濾材７により取り除
かれるが、飼育水に多量に溶存した飼育生物の排出する
代謝物の主としてアンモニア，硝酸塩等は、上記の濾過
槽B1の濾材７では取り除くことはできず、これらの有害
な有機物は飼育水が装置内を循環還流する過程で、装置
内に繁殖する好気性バクテリアによって無害な無機質の
窒素，燐酸にまで生化学的に分解される。しかし乍ら、
これら無機質の窒素，燐酸は、装置内に徐々に蓄積さ
れ、飼育生物である水中生物に必要な溶存酸素量の減
少、即ち、酸素飽和度の低下を来す原因となり、飼育生
物の活性を損なうこととなる。

【００２１】そこで、本発明では、緩流槽B2内及び溢水
堰Ｄにおいて植物性プランクトン及び成育する水棲植物
10を繁殖させ蓄養すると共に、図２に示したように緩流
槽B2、及び、溢水堰Ｄの各段D1，D2，D3に太陽光線又は
人工光線を照射Ｔすることによって植物性プランクトン
及び成育する水棲植物10による光合成作用を促し、装置
内に徐々に蓄積する無機質の炭酸ガス，窒素，燐酸を有
効に吸着し、装置内からこれら有害な無機質成分を効果
的に取り除くと共に、これらを植物性プランクトン及び
成育する水棲植物10による光合成作用によって有機質の
良質の肥料として取り出すことができる。

【００２２】具体的には、これら光合成により作られた
肥料成分は、濾過緩流装置Ｂの排出部８に連なるように
設けた沈殿槽Ｃに、逆洗による濾材７の洗浄再生時に汚
物や残餌の固形分と共に積層され、乾燥したケ−キ状の
有機質汚泥となり、良質の肥料として取り出すことがで
きる。なお、沈殿槽Ｃにおける上澄液は、この槽Ｃの排
出孔11から副配管12によって逆送ポンプP2により主配管
３内に返送されるため、本発明装置は補給水の量もきわ
めて少なくすることができ、省補給水再循環装置として
も機能する。

【００２３】また、飼育水は、図２に示したように、溢
水堰Ｄの各段D1，D2，D3における浅い流れＳにおいて十
分曝気され、空気中の酸素が補給されて溶存酸素飽和に
近い活性のある良質の飼育水となって飼育槽Ａに注がれ
ることになる。

【００２４】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の飼育濾過
装置は、飼育槽からの汚物や残餌を含んだ汚染した水を
主循環ポンプにより濾過緩流装置に送り、重力に抗して
上向きに流すことによって汚染した水から固形分を効果
的に取り除くことができると共に、濾過層の濾材の目詰
まりを飼育水を逆送させて洗浄，再生することができる
装置をベ−スに、飼育水に多量に溶存する飼育生物の排
泄物の主としてアンモニアや燐酸塩が好気性バクテリア
により生化学的に分解されて装置内に徐々に蓄積する窒
素，燐酸を植物性プランクトン及び成育する水棲植物に
よる光合成作用により取り除くことができ、しかも光合
成により作られたものを、汚物や残餌の固形分とともに
ケ−キ状の有機汚泥の良質な肥料として取り出すことが
できる。

【００２５】また、本発明装置では、飼育水は、溢水堰
の各段における浅い流れにおいて十分曝気され、空気中
の酸素が補給されて溶存酸素飽和に近い活性のある良質
の飼育水となって飼育槽に注がれるので、省補給水再循
環装置としても機能するという独自の効果がある

【００２６】従って、本発明装置は魚類の集密飼育，養
殖を行うための飼育，濾過装置として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の飼育濾過装置の一例を示す正
面図。

【図２】図２は図１に示した装置における濾過緩流装置
の斜視図。

【符号の説明】

Ａ 飼育槽 Ｂ 濾過緩流装置 B1 上向流式濾過槽 B2 緩流槽 Ｃ 沈殿槽 Ｄ 溢水堰 Ｓ 浅い流れ １ 容器槽 ２ 汚物排出孔 ３ 主配管 ４ 底板 ５ 間隙 ６ 底床 ７ 濾材 ８ 排出部 ９ 隔壁 10 植物性プランクトン及び成育する水棲植物 11 排出孔 12 副配管 P1 主循環ポンプ P2 逆送ポンプ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底板との間に適宜の間隙をあけて通水性
   の底床を設け、その上に砂利，砂等のように比重の大き
   な濾材を粒度の大きいものから順次積上げ載置すると共
   に、前記底板と底床との間に位置する底部側板に開口面
   積の大きな排出部を開閉自在に設けて成る上向流式濾過
   槽を有する飼育濾過装置において、前記濾過槽の上部
   に、該濾過槽と通水可能に植物性プランクトンを蓄養す
   る緩流槽を設けると共に、該緩流槽から飼育槽の底部に
   設けた汚物排出孔までの落差による自然流下の階段状の
   浅い流れを作る溢水堰を、前記緩流槽の上部から飼育槽
   の流入口まで複数段に亘って設け、かつ、前記飼育槽の
   汚物排出孔と前記濾過槽の床下下部とを主循環ポンプを
   介して主配管により接続すると共に、前記濾過槽の排出
   部に連なるように沈殿槽を設けて成り、前記緩流槽及び
   溢水堰において、植物性プランクトン及び成育する水棲
   植物により、装置内に蓄積する無機質窒素，燐酸，炭酸
   ガスを吸着して光合成作用により取り除くようにしたこ
   とを特徴とする飼育濾過装置。
2. 【請求項２】 沈殿槽に排出孔を設けると共に、該排出
   孔を副配管により逆送ポンプを介して主配管に接続し、
   沈殿槽の上澄液を逆送するようにした請求項１の飼育濾
   過装置。