JP4733339B2 - 水槽水の脱窒 - Google Patents
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Description
a)底における、好ましくは嫌気性条件下での脱窒による硝酸塩の分解、
b)おおむね嫌気性の条件の形成による脱窒の増大、促進
が予想された。
a)砂(<1mm)
b)微細な砂利(φ1〜2mm)
c)中庸の粗さの砂利(φ2〜3mm)
からなる底材料10〜20リットルと混合し、魚によって占有され、毎日給餌を受ける水槽の硝酸塩の増加を3ヶ月間にわたって計測した。
試験期間中、対照水槽中では硝酸塩含量が49mg/リットルから128mg/リットルに増加した。硝酸塩のわずかな減少は、PCLで処理された水槽中で見られただけであった。硝酸塩は49mg/リットルから109mg/リットルに増加した。
硝酸塩分解ははるかに強力であった。
この場合、硝酸塩減少はよりいっそう顕著であった。
a)砂(φ<1mm)―NO3 -は49から109mg/リットルに増加
b)微細な砂利(φ1〜2mm)―NO3 -は49から74mg/リットルに増加
c)中庸の粗さの砂利(φ2〜3mm)―NO3 -は、一定ののち、47〜27の範囲から40mg/リットルに減少
d)粗い砂利(φ3〜5mm)―NO3 -は18から33mg/リットルに増加
a)PCL0g/100リットル:NO3 -は18mg/リットルから104mg/リットルに増加
b)PCL25g/100リットル:NO3 -は18mg/リットルから86mg/リットルに増加
c)PCL50g/100リットル:NO3 -は18mg/リットルから60mg/リットルに増加
d)PCL100g/100リットル:NO3 -は18mg/リットルから8mg/リットルに減少
―粘着物の結合による凝結なし
―二重ろ過効果、すなわち、通常の生物ろ過+硝酸塩分解
―硝酸塩分解が消耗したときの簡単な交換
a)対照(PCL0g/100リットル)―硝酸塩26mg/リットルから175mg/リットルに増加
b)PCL35g/100リットル―硝酸塩26mg/リットルから62mg/リットルに増加
c)PCL70g/100リットル―硝酸塩26mg/リットルから20mg/リットルに減少
d)PCL105g/100リットル―硝酸塩26mg/リットルから12mg/リットルに減少
a)対照(PCL0g/100リットル)―113mg/リットルから146mg/リットル
b)PCL35g/100リットル―115mg/リットルから144mg/リットル
c)PCL70g/100リットル―115mg/リットルから142mg/リットル
d)PCL105g/100リットル―114mg/リットルから143mg/リットル
PCL水槽中、アンモニア及び亜硝酸塩の最高の中間濃度は、未処理の対照におけるよりもわずかないし明らかに低かった。
a)PCL120g/100リットル:5.0〜6.0mg/リットルのNH4 +及び9.0〜10.0mg/リットルのNO2 -が1週の内に完全に除去される。
b)PCL240g/100リットル:5.0mg/リットルのNH4 +が0.5週の内にほぼ完全に除去され、12.0mg/リットルのNO2 -が0.5〜1週の内に完全に除去される。
硝酸塩及び他の無機種(NH4 +/NH3及びNO2 -)の濃度減少又は除去のための3で記載した本発明の薬剤、プロセス及び方法に加えて、水生生物を促進し、水の化学的性質を安定化させるのに貢献するさらなる効果が見られた(化学的又は生物学的に)。
1.炭酸硬度、ひいてはpH値/範囲の安定化
2.PCLの連続酸化(O2及び/又は硝酸塩による)によるCO2の放出
3.水生植物成長及び硝化の促進、並びに
4.リン酸塩濃度の低ないし中程度の減少
PCLの非常に良好な耐性及び非常に低い毒性により、以下の応用分野が考えられる。
1.家庭及び職業的な領域における水槽水(淡水及び塩水)の調製
2.池の水の調製
3.アクアテリウムの水(例えば水生のカメを飼うための)の調製
4.富栄養化した天然水の修復
5.水族館、動物園、集約的養魚場、エビ飼育培養における巨大な水槽、ため池、池、タンクの淡水及び塩水の調製
6.乳、肉、食品産業、醸造、農業(酪農養鶏)、皮革産業及び匹敵しうる廃水問題をかかえた他の産業分野からのN/アンモニアに富む廃水の調製
本発明の薬剤
有利には、純度>99%、約4mmの粒状ポリカプロラクトン材料を使用する。
―球体、円柱体、立方体、矩形の平行六面体、とりわけ、平滑であるもの又は所望の内面及び外面構造を有するもの、
―押出し成形部品、例えば棒材、繊維、ウェブ、中空管及び中空プロフィル、
―吹込み成形物、例えばホース、フィルムなど
を使用することができる。
得られたPCL体は、水槽保持系の水及び他の水系で、硝酸塩、アンモニア及び亜硝酸塩濃度を減らすために本明細書で規定された投与量の詳細にしたがって使用される。
硝酸塩含量を下げ、低く安定させるか、又は濃度を下げる場合には、粒状PCL材料の成形体を、水100リットルあたり20〜200g、好ましくは水100リットルあたり60〜120gの投与量で、粒径2〜6mmの砂利に混入する。
粒状PCL材料の成形体を、フィルタの主流(流量30〜1000リットル/h、好ましくは50〜500リットル/h)中、ろ過チャンバ、フリースバッグ、ガーゼバッグ又は他の水浸透性容器の中で使用する。
a)硝酸塩含量を減らす場合:
水100リットルあたり20〜200g、好ましくは水100リットルあたり60〜120
b)アンモニア、亜硝酸塩(及び硝酸塩)含量を減らす場合:
水100リットルあたり50〜100g、好ましくは水100リットルあたり100〜250g
a)PCLは、微生物学的酸化プロセスによって、6〜12ヶ月間にわたり徐々に分解する。そこから生じる硝酸塩分解効率の低下は、後続の投与を要するが、これは一部、扱いにくい。
b)特に、底層への後続の投与は、設置されている水槽の中では容易に達成されない。
c)硝酸塩分解効率を維持又は修正するためには、水の硝酸塩含量を特定の間隔で、例えば月に一度計測して、硝酸塩濃度が再び上昇する場合には後続の投与によって所望の硝酸減少を維持又は増大させるべきである。
粒状PCL材料の代わりに実質的により反応性のPCL粉末を使用し、その粉末を単に定期的投与で保持水に添加するならば、驚くべきことに、この処理が確実で投与量依存性で、かつ永久的な硝酸塩減少をもたらすということがわかった。
以下の量のPCL粉末を週に一度、当該保持条件並びに平均的な植物及び魚の個体群を含む水槽に加え、水と容易に混合させる。
a)PCL粉末0mg/リットル(対照)
b)PCL粉末5mg/リットル
c)PCL粉末10mg/リットル
d)PCL粉末20mg/リットル
a)(対照)硝酸塩は23mg/リットルから232mg/リットルまで一定に増加。
b)(5mg/リットル)硝酸塩は22mg/リットルから12週後に74〜76mg/リットルまで増加、その後24週までさらなる増加なし。
c)(10mg/リットル)硝酸塩は22mg/リットルから24週後に43mg/リットルまで増加。6週後に54mg/リットルの中間最大値を達成したのち、43mg/リットルまで減少。
d)(20mg/リットル)硝酸塩含量は4週後に最大38mg/リットルを経たのち、24週後に6mg/リットルまで減少。
実際に適切であるとされたPCL粉末10mg/リットルの週投与量を、種々の保持条件下で長期試験に付した。水の炭酸硬度(KH)を変化させた。
対照(PCL粉末投与せず):硝酸塩は2.5mg/リットルから20週後に150mg/リットルまで連続的に増加。
同じ10mg/リットルのPCL投与量で、試験したPCL変形態様は、硝酸塩分解には影響のない炭酸硬度添加物の濃度だけが異なった。
変形態様A(PCL粉末10mg/リットル):硝酸塩含量は2.5mg/リットルから6週後の最大25mg/リットルを経たのち、20週後に10.5mg/リットルまで減少。
変形態様B(PCL粉末10mg/リットル):硝酸塩濃度は2.4mg/リットルから8週後に最大26mg/リットルを経たのち、再び14.3mg/リットルまで減少。
対照(PCL粉末投与せず):硝酸塩は25.5mg/リットルから20週後に170mg/リットルまで連続的に増加。
変形態様A(PCL粉末10mg/リットル):硝酸塩含量はNO3 -25.4mg/リットルから3週後に最大30mg/リットルに増加したのち、20週後に14.3mg/リットルまで連続的に減少。
変形態様B(PCL粉末10mg/リットル):硝酸塩含量はNO3 -25.4mg/リットルから3週後に32mg/リットルまで増加したのち、20週後に12.4mg/リットルまで減少。
保持水中の硝酸塩減少のためのPCL粉末の使用は、種々の適用形態で実施することができる。
1〜100mg/リットル、好ましくは5〜20mg/リットルのPCL粉末を定期的に、例えば1日1回、2日又は3日に1回、週1回、2週に1回、月1回、好ましくは週1回、保持水に加える。
―水性懸濁液、
―他の機能的液状生成物中の懸濁液、例えばWO01/21533に記載されているもの、
―ペースト状調製物など
を含むこともできる。
一方では比較的小さな表面を有する粒状PCL材料、他方ではきわめて大きな表面を有するPCL粉末という両極端を用いての硝酸塩を減らすための前述の使用から、PCL粉末と同じくらい大きい表面又は粉末と粒状材料との間に入る表面を有するPCLについてのすべての可能な適用形態が、匹敵しうる同様の効果を得るために保持系で使用するのに適しているということが明らかである。
―フリース、繊維ウェブとして、
―種々の孔径、例えばppi5〜ppi50のフォームとして(PCLフォームは、従来技術の慣用法によって製造)、
―大きな表面を有する材料のPCLコーティングとして、すなわち、ミネラル、有機天然、有機合成材料に被着されたPCL層として、
―薄いPCL層を微細なフォイルリーフとして多孔質材料(有機、無機)の上又は中に配置することによる、これらの材料のPCLコーティングとして、
―水槽中の、自然のものではなく、生き物でもない装飾品、例えば石、ルート、フィギュアに対する薄いPCLコーティングとして、
―プラスチックプラント、フィルタ充填物上の薄いPCLコーティングとして
保持系に使用することもできる。
Claims (14)
- 好気的条件下での水生生物のための水からの無機窒素化合物の除去のための又は好気的条件下での水生生物のための水における無機窒素化合物の減少のための方法であって、ポリカプロラクトンを水生生物のための水に加えることを含む、方法。
- 無機窒素化合物が硝酸塩である、請求項1記載の方法。
- 好気性条件を維持する一方、ポリカプロラクトンを水槽の底層に導入することを特徴とする、請求項1又は2記載の方法。
- ポリカプロラクトンを粒状材料として導入する、請求項3記載の方法。
- ポリカプロラクトンを水生生物のための水100リットルあたり20〜200gの量で導入する、請求項3又は4記載の方法。
- ポリカプロラクトンを水生生物のための水100リットルあたり60〜120gの量で導入する、請求項4記載の方法。
- 底層が粒径1〜8mmの砂利からなることを特徴とする、請求項3〜6のいずれか記載の方法。
- 底層が粒径3〜5mmの砂利からなることを特徴とする、請求項7記載の方法。
- ポリカプロラクトンを粉末の形態又は粉末の懸濁液として、水生生物のための水に加えることを特徴とする、請求項1又は2記載の方法。
- 粉末状ポリカプロラクトンをペースト状調製物の形態で水生生物のための水に加えることを特徴とする、請求項9記載の方法。
- 粉末状ポリカプロラクトンを5〜20mg/水リットルの量で水生生物のための水に加えることを特徴とする、請求項9又は10記載の方法。
- 粉末状ポリカプロラクトンを10mg/水リットルの量で水生生物のための水に加えることを特徴とする、請求項11記載の方法。
- 好気的条件下での水生生物のための水からの無機窒素化合物の除去又は減少のための薬剤としてのポリカプロラクトンの使用。
- 無機窒素化合物が硝酸塩である、請求項13記載の使用。
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