JP3304489B2

JP3304489B2 - 焼成セピオライト、これを用いた水槽用瀘材およびその製造法

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Publication number: JP3304489B2
Application number: JP08152193A
Authority: JP
Inventors: 徹岡田
Original assignee: 徹岡田
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 2002-07-22
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: JPH06261653A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水槽用瀘材に関する。本
発明の水槽用瀘材は、活魚ストック水槽や活魚運搬用水
槽など密閉系の水槽から有害物質を除去する瀘材として
用いられ、魚介類の生存環境を向上させる。

【０００２】

【従来の技術】近年、水産業界やその流通経路、あるい
は活魚店では、水揚した魚介類を生きたまま水槽内で長
期にわたり保存する必要がある。また、熱帯魚などの鑑
賞魚の水槽では、比較的小さな水槽で長期にわたり魚の
飼育が行われる。このような密閉された水槽で魚介類を
長期間飼育すると、魚自身の排泄物やエサの分解によ
り、魚介類の生存環境は著しく悪化する。このため、活
魚や鑑賞魚などが生息する水槽は、有害物質を除去する
ことのできる瀘材層に内部の水を循環しながら接触させ
水の浄化を行なっている。

【０００３】魚の排泄物やエサに含まれるタンパク質、
アミノ酸類は、好気性条件下において順次、アミノ酸
→ アミン類 → アンモニア → 亜硝酸性窒素 → 硝酸
性窒素の経路で分解するが、魚介類にとって特にアンモ
ニアイオン(ＮＨ₄ ⁺)と、亜硝酸性窒素は有害である。魚
の種類により異なるが、一般にアンモニアイオン５pp
m、亜硝酸性窒素０.５ppmとなると、魚の死亡率は非常
に高くなる。

【０００４】しかしながら、水中の亜硝酸性窒素を有効
に吸着することのできる瀘材は、これまで提供されてお
らず、硝酸生成細菌の繁殖を待ってその浄化が行われて
いる。このため瀘材を充填してから硝酸生成細菌が増殖
するまでの１０〜２０日間における瀘材の亜硝酸除去能
力は不充分であり、この間の魚介類の死亡率が非常に高
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、亜硝
酸性窒素など魚介類に対して有害な物質の除去能力に優
れ、密閉水槽内の水の浄化に有効な水槽用瀘材を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記の課題
についで鋭意検討を行ったところ、セピオライトを所定
の温度で熱処理することにより、多孔性を保持したまま
で耐水性が向上し水中での形態保持が可能であるとの知
見を得て本発明を完成した。

【０００７】本発明はガラス転移点以上の温度で加熱処
理された焼成セピオライトおよびその製造法を提供する
ものである。また、本発明は、このような焼成セピオラ
イトを含有してなる水槽用瀘材を提供するものである。

【０００８】本発明の瀘材の原料であるセピオライトは
天然に産する粘土鉱物であり、含水硅酸マグネシウムを
主成分とするＳi₂Ｍg₈Ｏ₃₀(ＯＨ)₄(ＯＨ₂)₄・８Ｈ₂Ｏの
化学式を有する。また、セピオライトは、幅１００〜３
００Å、厚さ５０〜１００Åの繊維状の単結晶を有し、
その１本１本が中空構造を有する。この中空の孔径は１
０〜２００Åで、その比表面積は２００〜４００ｍ²/ｇ
であって非常に多孔質で、気体等に対する吸着能力も優
れている。このようなセピオライトは従来そのまま増粘
剤として塗料のタレ防止、あるいは飼料の吸着剤などと
して用いられているに過ぎない。

【０００９】本発明の瀘材の原料セピオライトは、天然
に産する塊状、粒状のものがそのまま、あるいは必要に
応じて適宜粉砕して使用される。

【００１０】本発明においてセピオライトを焼成するに
は、焼成炉など公知の加熱装置を用いて加熱処理を行
う。加熱焼成はガラス転移点(８４０℃)以上の温度、好
ましくは温度８５０〜１１００℃、さらに好ましくは９
００〜１０００℃にて０.５〜１０時間、好ましくは１
〜５時間の加熱処理を行う。このような焼成によりセピ
オライトはセラミック化し、亜硝酸性窒素に対する高い
吸着能力を有しつつ、水中においても形態を保持し濁り
の生じない瀘材が得られる。得られた焼成セピオライト
はそのまま用いてもよく、また適宜の粒度に粉砕、ある
いは添加物を配合して成形して用いてもよい。

【００１１】また、本発明の他の態様では、セピオライ
トに水溶性樹脂を加えて焼成を行う。このような水溶性
樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、カルボ
キシメチルセルロース、ポリエチレンオキサイド、ニト
ロセルロースなどを用いることができる。これら水溶性
樹脂の配合量は、セピオライト１００重量部に対し１０
〜３０重量部が好ましい。これに水１０〜５００重量部
を加え完全に混合した後、球状、ヌードル状などに成形
する。ついで、前記と同様の焼成条件にて処理すると、
より亜硝酸性窒素の除去能力の高い瀘材が得られる。セ
ピオライトに水溶性樹脂を混合して焼成すると水溶性樹
脂が除去された後に細孔が形成され、亜硝酸性窒素生成
菌の活動が活発になるものと思われる。

【００１２】本発明のさらに他の態様では、あらかじめ
セピオライトをガラス転移点より低い温度で加熱処理し
て半焼成した後、酸を用いて処理し、ついでガラス転移
点以上の温度で焼成する。

【００１３】セピオライトを半焼成するには、温度７５
０〜８３０℃程度にて加熱処理を行う。ついで、濃度
０.１〜１０％、好ましくは１〜３％の硝酸、酢酸、リ
ンゴ酸クエン酸等の酸溶液で１〜３時間処理する。酸の
濃度が高すぎるセピオライトの組成の一部であるＭgＯ
が溶解、除去され逆にセピオライトの特性が損なわれ
る。酸処理したセピオライトは水洗した後、前記と同様
の焼成条件にて加熱処理するのがよい。このような前処
理によりアンモニア性窒素の除去能力が向上する。

【００１４】本発明の焼成セピオライトは、従来の活性
炭などと同様、ゼオライト、サンゴ、ケイソウ土など他
の瀘材と組み合わせて水の浄化瀘材層を形成する。

【００１５】本発明の原料となるセピオライト自体は粘
土質であって、亜硝酸性窒素に対する優れた吸着能力を
有するが、水中では白濁し水槽の瀘材として使用された
例はない。これに対し、本発明の瀘材は、特有の多孔性
を保持して高い吸着能力を保持したまま水中での使用が
可能である。本発明の瀘材によれば、充填後２０日ごろ
まで瀘材自身の保有する亜硝酸性窒素除去能により亜硝
酸の除去が行われ、その後は硝酸生成細菌の活動によっ
て、１〜１.５年の長期間にわたり優れた水浄化能力を
示す。

【００１６】

【実施例】つぎに本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。

【００１７】［実施例１］粒径２〜８mmに粉砕した原料
セピオライト８００ｇを９５０℃にて２時間加熱処理し
た。得られた焼成セピオライトは、ほぼ当初と同一の粒
径、形状であった。

【００１８】［実施例２］セピオライト１００ｇ、ポリ
ビニルアルコール３０ｇおよび水８０ｇを混合し充分に
撹拌してペースト状の混合物を得た。この混合物をヌー
ドル状に押し出し、７mmφ×１０mmに成形した。９５０
℃にて２時間加熱焼成し、粒状のセラミック化したセピ
オライトを得た。

【００１９】［実施例３］原料セピオライト８００ｇを
そのまま８００℃にて２時間加熱焼成した。得られた半
焼成のセピオライトを３％硝酸液に２時間浸漬した後、
充分に水洗した。これを９５０℃にて２時間加熱処理し
て粒径２〜８mmの粒状セピオライトを得た。

【００２０】［比較例１］粒径２〜８mmに粉砕した原料
セピオライト８００ｇを加熱炉を用い８００℃にて２時
間加熱処理した。焼成されたセピオライトは、ほぼ当初
と同一の粒径、形状であった。

【００２１】［比較例２］比較品として現在水槽用瀘材
として一般的に使用されているゼオライト(粒径２〜８m
m)を用いた。

【００２２】［比較例３］ブランクとして瀘材を使用せ
ず、エアレーションのみを行った。

【００２３】（試験方法）図１に示すように、瀘材１
(８００ｇ)を入れロート４を伏せたビーカー２(容量２
Ｌ)を容器３の底に設置した。これに海水４０Ｌを入
れ、瀘材１の底に通気した。海水中にペプトン２ｇを投
入した後、経時的に亜硝酸性窒素（表１参照）とアンモ
ニア性窒素（表２参照）の測定を行った。測定法は上水
試験方法１９８５年(日本水道協会）によった。

【００２４】［表１］亜硝酸性窒素(ｍｇ／Ｌ) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 実施例比較例放置 ───────────── ──────────────── 日数１２３１２３ ──────────────────────────────────── 0 ０.０１０.０１０.０１０.０１０.０１０.０１ *2 5 ０.０２０.０２０.０２０.０２０.０２０.０５ *2 10 ０.０３０.０２０.０２０.０２０.０８５.２５ 20 ０.０４０.０４０.０５０.０５０.０７１１.１０ 30 ０.０７０.０７０.０９ *1 １.８４１６.３５ *2 50 ０.０９０.０７０.０９中止７.５３中止 70 ０.１３０.０９１.００１０.６５ 100 ０.０９０.０１０.０５１０.３５ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

【００２５】［表２］アンモニア性窒素(ｍｇ／Ｌ) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 実施例比較例 ──────────── ─────────────── 放置日数１２３１２３ ──────────────────────────────────── ００.３９０.３９０.３９０.３９０.３９０.３９ *2 ５２.０３１.８７１.５１１.９６１.９５３.６５ *2 10 ３.５１３.７８２.１６１.５９３.５３１８.３５ 20 ４.１０４.００２.９５２.４１４.１０１９.５６ 30 ３.９９４.５１３.１０ *1 ４.２５２４.１２ *2 50 ４.１０４.５１３.３５中止４.２５中止 70 ２.１３１.０５１.２５３.００ 100 ０.５９０.０９０.６０４.９５ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ *1：白濁のため中止 *2：ペプトン２ｇ投入

【００２６】水槽内の水は海水でありｐＨはいずれも
７.８〜８.２であった。外観観察で水の濁りの大きいの
は順に比較例１(未焼成)、比較例３(ブランク)、比較例
２(ゼオライト)、実施例１〜３であった。

【００２７】［試験例１］図２は経路に瀘材層を設けた
水循環装置を備える実験水槽を示す説明図である。水槽
１１に海水４０Ｌを投入し、瀘材層１２に瀘材２００ｇ
を充填して、通気を行いながら循環流量４０Ｌ／Ｈにて
海水を循環した(２５℃)。この水槽にサラサハタ(１０
ｃｍ体長)２匹を入れた。瀘材として実施例１、２およ
び３にて得られた焼成セピオライトを用いて１００日ま
での水槽中の亜硝酸性窒素（表３参照）とアンモニア性
窒素（表４参照）の濃度を測定した。

【００２８】［表３］亜硝酸性窒素(mg／Ｌ) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 実施例 ─────────────────── 放置日数１２３ ─────────────────────────── ００.０１０.０１０.０１ *4 １０.１１０.１００.０９３０.１００.１００.１０５０.１５０.１５０.１５ 10 ０.１５０.１５０.１５ 20 ０.０５０.０５０.０５ 30 ０.０１０.０１０.０１ *5 50 ０.０１０.０１０.０１ 70 ０.０１０.０１０.０１ 100 ０.０１０.０１０.０１ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

【００２９】［表４］アンモニア性窒素(mg／Ｌ) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 実施例 ─────────────────── 放置日数１２３ ─────────────────────────── ００.０１０.０１０.０１１０.０１０.０１０.０１ 10 ０.０１０.０１０.０１ 30 ０.０１０.０１０.０１ 50 ０.０１０.０１０.０１ 100 ０.０１０.０１０.０１ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ *4：１cm四方のイカの切身２つ餌として与える。以後、
３日目毎に同量の餌を与える。 *5：イカとは別にしじみの身を２つ与えた。

【００３０】［試験例２（実用水槽試験）］活魚店の水
槽（容量２０００Ｌ）の瀘材（下層：ゼオライト２５０
kg、中層：サンゴ１００kg、上層：活性炭１００kg）の
うち活性炭に代え実施例１の焼成セピオライトを用い
た。この水槽は通常タイ４０匹(６０cm程度)、ハマチ４
０匹(５０cm程度)が生息する。５０日目にヒラメ２００
匹を加えた。

【００３１】［表５］ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ １日目 30日目 58日目 100日目 ─────────────────────────────────── 硝酸性窒素(mg/Ｌ) １.６３６.９８３１.６８３０.５３亜硝酸性窒素(mg/Ｌ) ０.０２０.０１０.０２０.０２アンモニア性窒素(mg/Ｌ) ０.２６０.９５１.５１１.０１ＰＨ７.５７.５７.５７.６導電率４９.２４６.９４６.８４６.８ (マイクロジーメンス/cm) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 測定開始より１００日経過した時点で魚の死亡はない。
また、アンモニア、亜硝酸性窒素の濃度も低く安定して
おり活性炭に代わる優れた瀘材であることがわかる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の焼成セピオライトは、亜硝酸性
窒素など魚介類に対して有害な物質の除去能力に優れて
おり、密閉水槽内の水の浄化に有効な水槽用瀘材とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】瀘材の試験装置を示す説明図である。

【図２】経路に瀘材層を設けた水循環装置を備える実験
水槽を示す説明図である。

【符号の説明】

１瀘材２ビーカー３容器４ロート１１水槽１２瀘材層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01K 63/04 A01K 61/00 B01D 39/00 C01B 33/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス転移点以上の温度で加熱処理され
た焼成セピオライトを含有してなる水槽用瀘材。
【請求項２】加熱処理温度が８５０〜１１００℃であ
る請求項１の水槽用瀘材。
【請求項３】セピオライトと水溶性樹脂との混合物を
ガラス転移点以上の温度で加熱処理して得られる請求項
１の水槽用瀘材。
【請求項４】セピオライトを酸で処理し、ついでガラ
ス転移点以上の温度で加熱処理して得られる請求項１の
水槽用瀘材。