JP6217925B2 - 飼育水槽用水浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、微生物等により水を浄化する装置に関するもので、特に生魚を飼育するための鑑賞用や活魚用等の家庭用又は業務用水槽のための魚介類用水浄化装置、及び、廃水を処理するための魚介類用水浄化装置に関するものである。

魚介類の飼育、養殖には、水槽の水質を良好に保ち水中に酸素が多く溶解されることが極めて重要である。水槽内では水の中に魚介類の代謝物や残餌が分解されてアンモニアが発生する。このアンモニアは、水槽中の好気性バクテリアによって、亜硝酸塩を経て硝酸に変化する。しかし、好気性バクテリアによる上記作用が不十分だと、魚介類にとって毒性の強いアンモニアや亜硝酸が増えて死にいたることがある。このため水槽水を濾材に通しこの濾材に着床した好気性バクテリアにより、発生したアンモニアを魚介類にとって比較的毒性の弱い硝酸に速やかに変化させることが必要である。一方、嫌気性バクテリアは適正な嫌気的環境条件の下で硝酸を窒素ガスに還元することができる。

従来の観賞用の小型水槽では、底砂がバクテリアのコロニーとなり濾過の働きをしており、底砂に着床している硝化バクテリアが硝化作用を行う。しかし、長期間飼育していると、ゴミ等で目詰まりをして嫌気域が形成され、十分な濾過機能を維持できずしばしば掃除をしなければならない。この掃除の際せっかく培養されたバクテリアを殺してしまうことになるなど問題が多く、小型水槽での高密度飼育においては魚の生存率を上げることが困難であった。

上記のような問題点を解消できるような水浄化であって、モータポンプを利用せずに水を循環させる浄化装置として特開２００５−２８７３８９のような装置が開発されている。
この装置ではバクテリアを繁殖させる多孔質の濾材を入れるバクテリア培養室を設け、この中に空気を吹き込みその圧力で水槽内の水を吸い込み、ろ材群の中を循環させてバクテリヤの力で水を浄化し、排水筒から水を水槽に戻す装置である。
しかし、この装置では空気を吹き込んだときに発生する泡の問題への対策が不十分であり、海水や養殖用の水などミネラルを含む水を使用するときの泡の問題点、例えば潮ダレや空気送入パイプの閉塞による、バクテリヤ培養の不調による浄化能力低下や、曝気の音による騒音などの問題点が残っていた。

特許文献１ 特開２００５−２８７３８９

本発明の目的は、空気の吹き込みによって生じる泡の曝気音問題を解決し、海水や水中生物飼育用機能水などミネラルを含む水における、潮ダレや濾過槽に送る空気送入パイプの閉鎖を解消し、バクテリヤ培養機能の低下を抑制できる水生物飼育水槽用浄化装置を提供することである。

本発明は、魚などを飼育する水槽の中に沈めて該装置を通して空気を水に吹き込み、且つ水槽中の水を装置内に循環させ、装置の内部に培養されている微生物により浄化するための下記の要件１）〜要件１３）を有する装置である。
１）微生物培養濾材を入れた微生物培養室を形成する微生物育成箱１０１を設け、
２）塩だれ防止箱１１０内に仕切り板２０で形成された水貯留槽１１１となる箱を前記微生物育成箱１０１上に設け、
３）前記微生物育成箱１０１上板に、水槽内の水を微生物育成箱１０１内に取り込む水吸入パイプ５、空気送気孔２及び微生物育成箱１０１内で浄化された水を排水する排水筒１１が設けられ、
４）該排水筒１１は前記塩だれ防止箱１１０及び微生物育成箱１０１の中に貫入され、
５）該排水筒１１の中の水中にはエアーストーンが設置され、
６）エアーストーンから噴出される空気が排水筒１１内で泡を形成し、
７）形成された泡は水中を上昇して排水筒１１内部に上昇水流を形成し、
８）この上昇水流が前記微生物育成箱１０１内に水流を起こし、水を排水筒１１内に吸引して塩だれ防止箱１１０に水を流入させ。
９）塩だれ防止箱１１０と水貯留槽１１１は仕切り板２０の下部隙間１２を介して連通されており、
10）水貯留槽１１１には水槽内水面が来る位置付近に設けられた吐水孔１０を有しており、
11）好ましくは、塩だれ防止箱１１０下部には濾過された水を排出する排出口１５が設けられ微生物育成箱１０１内を通って設けられた連通パイプ１８を介して微生物育成箱の上壁に設けられた湧水口１６から水が水槽内に湧き出して循環し、
12）前記空気送気口２は、微生物育成箱１０１の上板に開けられた孔によって形成されており、空気の送気による圧力で押し下げられた水面と微生物育成箱１０１内天井部との間にできる空間に直接空気を注入し、
13）微生物育成箱１０１内部の排水筒１１の下部にはＶ字にカットされた水空気排気孔１４が所定の高さまで開いており、水は該箱１０１に送気される空気と共に該開口部１４から排水筒１１に吸い出される。

上記において、前記吐水孔１０は、水貯留槽１１１の側壁の水槽内水面が来る位置に設けられることにより水面に流れを作ることができる。叉水面より下に設けてもよく、これにより泡の混ざらない色々な水流を作ることが出来る。吐水孔１０は複数設けてもよく、孔にパイプやホースを繋げば更に色々な水流を作ることができ、飼育する水生物にあわせた水流を作ることが可能になる。

該塩だれ防止箱１１０には、水槽内水面より高い位置に空気抜き孔８を設けて、上部側面の空気抜き孔８に、図lang=EN-US>4のようなプロテイン除去器２１を設置することも好ましい。

更に、図lang=EN-US>5にあるように、前記水吸入パイプ５−１に物理フイルターを装着した水中モーターを着脱自在に取り付け、水槽内の水を強制的に微生物育成箱内に循環させるようにすることができ、これにより本発明の飼育水槽用水浄化装置を６０ｃｍレベル以上の大きい水槽に適用することが可能となる。

１．塩だれ防止箱１１０内で曝気により発生する泡の処理を行うため塩だれが起こらない。
２．水槽内の水面に水の流れが出来るため、水面に油膜が出来にくい。
３．底面から水が湧いてくるため、水槽内の水中に流れが出来、サンゴなどの生き物が活性化する。
３．塩だれ防止箱１１０の下部側面にも、排水口を設けることが出来色々な水流を作ることが出来、クラゲなどの泳ぐ力の弱い生き物も簡単に飼育できる。

４．砂を入れれば湧水を水槽内にエアーポンプだけで再現できる。
５．空気抜き孔８にプロテイン除去器２１を横に付ける事で曝気音を軽減出来、縦長でないコンパクトな水槽を提供出来る。
６．塩だれ防止箱１１０内のスペースを利用して、新たな濾材や活性炭、添加剤、ブラインシュリンプの卵等を、それぞれ着脱自在な容器に入れ濾過能力を上たり、生餌の供給等を行える。

以下では、具体的な具現例を通じて本発明をより詳しく説明する。
本発明の水浄化装置は、魚などを飼育する水槽の中に沈めて該水浄化装置を通して空気を水に吹き込み、且つ水槽中の水を水浄化装置内に循環させ、水浄化装置の内部濾材に培養されている微生物により浄化するための装置である。
本発明の水浄化装置では、装置の内部に濾材を入れた微生物育成箱１０１を設置し、該微生物育成箱１０１の上板の一部に空気を送入する送気管４をつなげる空気送気口２があけられている。

微生物育成箱１０１の空気送気孔２に隣接して水槽内の水を物理フィルター７を装着したスリットつき水吸入パイプ５が微生物育成箱１０１内に挿入されて設けられている。
スリットつき水吸入パイプ５の下端は流入口６が開口しており開口部は微生物育成箱１０１内の水面より低く、流入口６は微生物育成箱１０１内の水の中に完全に没している必要がある。

微生物育成箱１０１には仕切り１７を複数設けて、水や空気が蛇行して流れその中に微生物繁殖用の濾材が投入されてバクテリヤ室を形成し、豊富な酸素を含んだ水の流れの中で濾材に着床したバクテリヤがコロニーを作り繁殖するようになっている。

微生物育成箱１０１の空気送気孔２やスリットつき水吸入パイプ５が設けられているのと反対の端には排水筒１１が下板に接するまで挿入されて設けられており、この排水筒１１の下端には三角形に切り込まれた水空気排出孔１４を形成する。

空気送気孔２は微生物育成箱１０１の上板にあいており、ここから空気を吹き込むことで微生物培養室内が高圧となり、室内の水が押し出されて水位が下がり微生物育成箱１０１内に空間が形成され、この空間を空気が培養室内の水の表面と接しながら水空気排出口１４まで流れていく。この間に空気の中の酸素が水に溶け込んで培養室内の水の溶存酸素を増加させる。水位は水空気排出口１４の高さまで下がり水空気排出口１４の上端から空気が排水筒の中の水の中に噴き出ていく。溶存酸素の高くなった水は水空気排出口１４の三角形の切込み上部分から水空気排出筒１１内に流出できるようになっている。

排出筒１１内にはエアーストーン１３が設けられ、ここから噴出される空気は筒１１の中で泡を形成し上昇する。この上昇力で筒１１内の水は上への流れが形成され、微生物育成箱１０１内の水を水空気排出口１４から排水筒１１内に吸い出し、微生物育成箱１０１内の流入口６から水空気排出口１４への流れを形成する。水空気排出口１４から押し出される空気も排出筒１１内の水の中で泡を形成して上昇してこの上昇力もまた排水筒１１内の水を上に押し上げる力になる。

微生物育成箱１０１の上板の上には排出筒１１を囲む天板を有する半密閉の塩だれ防止箱１１０が設けられ、エアーストーン１３から発生して排水筒１１を上昇してくる泡を塩だれ防止箱１１０内の水面で消滅させる。
該塩だれ防止箱１１０内に仕切り板２０で、下部に水が流れる隙間１２が開いた水貯留槽１１１が設けられる。この水貯留槽１１１には吐水孔１０が水槽の中の水面近くに開けられ、そこからの流出してくる水は水槽内の水面に水流を形成する。水貯留槽１１１の上面は閉じられているので水貯留槽１１１の圧力が高まり吐水孔１０からの水流を強くすることができる。吐水孔１０は水槽の水面付近、または水中にある側壁に設けられる。

また排水筒１１の先端は塩だれ防止箱１１０内にあるため上昇してきた泡は塩だれ防止箱１１０の中の水面に出て消滅するため塩だれの心配がない。
塩だれ防止箱１１０には空気抜き孔８が室内の水面より高い位置に設けられ、泡消滅により噴出される空気は外界に放出される。この空気抜き孔８の外側にはプロテイン除去器２１を設けて水汚染の原因になる餌や養分からできるプロテインを除去するのが望ましい。

塩だれ防止箱１１０の底には排水口１５が開口し微生物育成箱１０１内を連通パイプ１８を介して湧水孔１６に繋がっている。
水槽内の水は、例えばスポンジからなる、物理フイルター７を通ってスリットつき水吸入パイプ５に入り流入口６から微生物育成箱１０１内を蛇行して流れ、水空気排出口１４より排水筒１１内に吸い込まれ塩だれ防止箱１１０内に入り、一方は排水口１５から連通パイプ１８を通って湧水口１６より湧き出し水槽に戻り、もう一方は仕切り板２０の下隙間１２から水貯留槽１１１内に入り吐水孔１０から水槽水面に流出する。。
塩だれ防止箱１１０の中の水は底の方から水槽や水貯留槽１１１に送り出すことになるので泡を全く含まない水を水槽内に送り出すため塩だれを水槽内に起こすことがない。

本水浄化装置では、微生物育成箱１０１への空気送気口２は上板に孔を開ける形になっていて微生物育成箱１０１内の水に直接空気が吹き込まれる形ではないので、培養室内の水にも泡が発生することがなく曝気音も起こらない。
また空気吹き込み中は微生物育成箱１０１内の水面と上壁との間には空間が生成し、空気はその空間に直接入り、泡を微生物育成箱１０１内で発生させることがなく、泡による空気吹き込み管の閉塞を起こすことがなく、海水やミネラルを含む水を使用しても全く問題が生じない。

大型水槽の場合濾過能力を上げるために、物理フイルターを付けた水中モーターをスリットなし水吸入パイプ５−１に取り付け強制的に微生物育成箱１０１に水を送りこみ水の循環を助けることもできる。

本発明の水浄化装置を設置した水槽を示す。 本発明の水浄化装置を示す。 微生物育成室への空気吹き込み孔の構造と水吸入パイプを示す。 プロテイン除去器の斜視図である。 微生物育成室への水の流入口に水中モーターを取り付ける時の状況を示した図である。

１・・・・水槽
２・・・・微生物育成室への空気送気孔
３・・・・送気パイプ
４・・・・送気管
５・・・・スリットつき水吸入パイプ
５−１・・スリットなし水吸水パイプ
６・・・・流入口
７・・・・スポンジ物理フイルター
７−１・・網目フィルター
８・・・・空気抜き孔
８−１・・プロテイン除去カップの空気抜き孔
９・・・・エアーリフト送気口
１０・・・吐水孔
１１・・・排水筒
１２・・・隙間
１３・・・エアーストーン
１４・・・水空気排出口
１５・・・排水口
１６・・・湧水口
１７・・・仕切り
１８・・・連通パイプ
１９・・・水中モーター
２０・・・仕切り板
２１・・・プロテイン除去カップ
４０・・・水中モーター吸水口
４１・・・水中モーター排水口
１００・・本発明の浄化装置
１０１・・微生物育成箱
１０２・・空気送気パイプ
１１０・・塩だれ防止箱
１１１・・水貯留槽

Claims (5)

1. （１）水槽の中に入れる水浄化装置であって、微生物培養濾材を入れた微生物育成箱の上に、
   （２）下端に開口部を有する仕切り板で塩だれ防止箱と水貯留槽の二つの空間に分けられた箱を設け、水貯留槽の立て壁の上部には水槽の中に入れたときの水槽の水面の高さ付近叉はそれより低い位置に水吐水孔が設けられ、
   （３）微生物育成箱と塩だれ防止箱内には排水筒が貫入され、排水筒内の上部にエアーストーンを導入し、微生物育成箱にある排水筒の部分の下部に三角形の水空気排出のための水空気排出口が設けられ、
   （４）微生物育成箱には水槽内からの水吸入パイプが貫入され、微生物育成箱の上壁には空気送気管が形成され、水吸入パイプ流入口から微生物育成箱に入った水槽内の水が、水空気排出口より排水筒内に吸い込まれ塩だれ防止箱内に入り、そして仕切り板の下隙間から水貯留槽内に入り吐水孔から水槽水面に流出するか、あるいは排水口から連通パイプを通って湧水口より湧き出し水槽内に戻ることを特徴とする飼育水槽用水浄化装置
2. 前記微生物育成箱の上壁面に、空気送気孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載の飼育水槽用水浄化装置。
3. 前記塩だれ防止箱上部側面の水槽内の水面より高い位置に空気抜き孔を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の飼育水槽用水浄化装置。
4. 前記空気抜き孔にプロテイン除去器を設置することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の飼育水槽用水浄化装置。
5. 前記水吸入パイプ部に物理フイルターを装着した水中モーターを着脱自在に取り付け、水槽内の水を強制的に微生物育成箱内に循環させるようにした請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の飼育水槽用水浄化装置。

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