JPH04118099A - 水浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、観賞魚用水槽の水や魚の養殖用水、風呂水な
どの水を殺菌浄化する家庭用もしくは業務用水浄化装置
、また生ゴミを砕き水に混ぜて汚泥水とし、微生物でこ
の汚泥水を浄化する水浄化装置などに関するものである
。

従来の技術 例えば、観賞魚用水槽の場合、水槽の中の水は魚の代謝
作用、食べ残しの餌、排せつ物、生物遺体などが原因で
懸濁性有機物が発生し、さらに前記の懸濁性有機物から
魚に有害なアンモニアの発生と細菌の繁殖などの課題が
ある。

これらの課題を一部解決するため、例えば第６図に示す
水浄化装置においては、水槽ｌ内の水２をポンプ３で、
ヒータ４および温度制御装置５からなる水温制御モジュ
ール６、内部に鉱物質を有し嫌気性微生物を培養する脱
窒モジュール７、同じく内部に鉱物質を有し好気性微生
物を培養する硝化モジュール８、内部に紫外線ランプ９
を使用した殺菌モジュール１０内を順次強制循環させ、
水の浄化と殺菌を行っている。なお１１は水中に空気を
送るイジェクタ−１１２は水槽、ボンフ、各モジュール
を接続するバイブである。

上記の水浄化装置では、まず魚の代謝作用や食べ残しの
鱈、排せつ物などの懸濁有機物から溶存有機物ができ、
さらに前記の溶存有機物から発生するアンモニアは、酸
素が常に供給されている硝化モジュールの中の鉱物質の
表面に付着しているアンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細
菌により、硝酸塩に酸化分解され、次に脱窒モジュール
の中の鉱物質の表面に付着している硝酸還元細菌により
前記の硝酸塩は窒素と水に分解してしまい、さらに紫外
線ランプで原水中の遊離塩素の分解や魚の病原菌なども
殺菌してしまうので、最初から魚を飼育することができ
るが、前記の懸濁有機物から出来る溶存有機物の分解速
度が遅いので水槽の水がきれいにならないと云う大きな
課題があった。

発明が解決しようとする課題 この溶存有機物の生成のため、水槽の水はきたなく観賞
魚水槽としては致命的な欠点があった。

本発明は観賞角、水槽の水を最初がらきれいにすること
を目的とする。

課題を解決するための手段 上記ｉＩＮを解決するために本発明は、水槽の水をポン
プで循環させる＋７！制循環流路に鉱物質がらなろ水の
浄化モジュールとして、好気性モジュールと嫌気性モジ
ュールを配置し、さらに前記の浄化モジュールの後流に
紫外線ランプを設け、前記の好気性モジュールの前流に
空気中の酸素を供給するイジェクタ−を設置する水浄化
装置にタンパク質分解細菌、脱アミン細菌５アンモニア
酸化細菌、亜硝Ｍ酸化細菌、硝酸還元細菌、脱窒細菌な
どの微生物濃縮剤を添加して使用する構成とした。

作用 本発明は上記した構成によって、まず魚の代謝作用や食
べ残しの餌、排せつ物、さらに生物遺体などからできる
水槽の中の懸濁有機物は、第５図に示すように溶存有機
物になり水をよごす。しかし、溶存有機物中のタンパク
質は浄化モジュール中のタンパク賞分解細菌によってす
ぐアミノ質に分解され、前記アミノ質は脱アミノ細菌に
よってアンモニアに分解されるので水のよごれはすぐな
くなり透明な水にすることができる。さらに、前記の溶
存有機物から発生した魚に有害なアンモニアは、酸素が
常に供給されている好気性モジュールの中のアンモニア
酸化細菌により亜硝酸に分解され、亜硝酸は亜硝酸酸化
細菌で硝酸に酸化分解され、次に嫌気性モジュールの中
の硝酸還元細菌。

脱窒細菌によって前記の硝酸はすぐ窒素と水にされてし
まう、その後、紫外線ランプで繁殖した魚の病原菌など
も殺菌してしまうので最初から水槽に魚を入れて飼育し
ても初めからきわめてきれいな水が得られる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。第１図は、本発明の水浄化装置を観賞魚用水槽に応用
した実施例である。水浄化装置１は、水槽２の水の強制
循環流路３ａ、３ｂの間に配置した。水槽２は、底部に
テーバをつけ底部の中央に角の排泄物や食べ残しの餌な
どが集まるようになっている。この底部中央にたまった
汚い水は、流入口４より水流路（往路）３ａを経由しポ
ンプ５で人工的に培養された好気性細菌、随意性細菌、
嫌気性細菌を最初から付着させた、鉱物質６が充填しで
ある好気性モジュール７と嫌気性モジュール１０に入る
。好気性モジュール７に入った汚い水の溶存有機物は、
第５図に示すように鉱物質６の表面に最初から付着して
いるタンパク質分解細菌や脱アミノ細菌によってタンパ
ク質はアミン質に分解され、アミノ質はアンモニアにす
ぐ分解される。さらに、アンモニアも、鉱物質６の表面
に最初から付着しているアンモニア酸化細菌や亜硝酸酸
化細菌によって酸化分解されて硝酸になる。一方、好気
性モジュール７の入口には、イジェクタ−８が設置され
ており、流通管９を経由して空気中の酸素がイジェクタ
−効果により吸いこまれ酸素を含んだ気泡が発生する。

この酸素を含んだ気泡により魚の代謝作用や排泄物など
の懸濁有機物などが分解して出来るアンモニアは、前記
の細菌によって酸化分解が促進され、次式により完全に
硝酸になる。

ＮＨ４’＋　１．５０！　→Ｎ０ｚ−十ＨｚＯ＋Ｈ’　
・−・−・■ＮＯ！−＋　０．５０ｔ→ＮＯ１・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・■こ
の硝酸は、水流路（復路）３ｂを経由して水槽２を戻り
、水槽２の中で発生した懸濁有機物と共に流入口４より
水流路（往路）３ａを経由しポンプ５で鉱物質６が充填
しである前記の好気性モジュール７と酸素の供給がない
嫌気性モジュールｌＯに入る。この酸素供給がない嫌気
性モジュール１０に懸濁有機物と共に入った前述の硝酸
は、鉱物質６０表面に付着している人工的に培養された
硝酸還元細菌、脱窒細菌によって前記の有機物から水素
を供与されて次式により、完全に窒素と水に分解される
。

ＮＯ３−＋ＡＨ）ＨｆＯ＋Ｎ！・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・■さらに、紫外線ランプ１
２で水槽の中に繁殖した魚の病原菌を殺菌し、水の中の
遊離塩素も除去できる。

このように、原水の中に含まれている遊離塩素や水槽の
中に発生した懸濁有機物やアンモニア、魚の病原菌など
は鉱物質６の表面に付着した人工的に培養した６種類の
細菌群により分解されたり、紫外線ランプで殺菌されて
、きれいな水になる。

一方、前述のイジェクタ−９により吸いこまれる酸素の
量を前記■■式のアンモニアの酸化分解に必要な量より
多くすれば、酸素を多く含んだ水が水槽２に戻るので従
来の水槽のように散気管を入れて空気ポンプで常にエア
レーションをしなくてもよくなる。さらに、前述の鉱物
質６は、ゼオライト２　ドロマイト　カオリナイト　ベ
ントナイト、陶石１石灰石、マグネサイト、マグネシア
ケイ酸マグネシウム、ケイソウ土、貝からなどであり、
袋などの容暮に充填して使用する０本発明の一実施例で
は、この鉱物質６には高炉水砕を原料としたサドルロッ
ク型セラミックスを用いた。

この高炉水砕は、製鉄所の溶鉱炉から溶鉄１トン当り０
．５トン発生するスラグを急冷して製造され、主にセメ
ントの原料や土壌改良材として使用されているものであ
る。高炉水砕は、多孔質のガラス質で次表に示すように
Ｃａｂ、Ｓｉｎｇ　、ＡＩｔｏ、が主成分であり、この
ほかにＭｇＯ，ＦｅＯも含有している。このようにＣａ
Ｏが主成分であるので、前述の反応式〇でＨ゛が発生し
てもＰＨの低下がおこらない。

表　　高炉水砕の組成　（％） さらに、ＣａＯなどが主成分である鉱物質６の表面は、
水の中でカルシウムなどの２価のプラスイオンが沢山存
在し、一般に細菌群はマイナスに荷電されているので細
菌群が付着しゃすい物質であるので、人工的に培養した
細菌群の固定床として最適である。

次に、観賞魚用水槽の水を循環する強制循環流路と、こ
の強制循環流路に設けられた鉱物質からなる好気性モジ
ュール、嫌気性モジュールと紫外線ランプと前記好気性
モジュールの前流に設けられたイジェクタ一方式による
酸素の供給手段を備えた水浄化装置に人工的に培養され
たタンパク質分解細菌、脱アミノ細菌５アンモニア酸化
細菌亜硝ＦＪ！Ｉ酸化細菌、硝酸還元細菌、ａ窒細菌を
使用した効果を下記の実験で判定した。

実験に用いた観賞魚飼育用水槽は、１００！の内容積を
もつアクリル樹脂製のもので、底部に２２，５゜のテー
パーをつけ、底部に集まった汚れを全部水槽の外に出し
やすくした。また、水槽の水温はヒーター１３とサーモ
スタットで２７±ｌ″Ｃに保つようにした。さらに、水
浄化装置１に用いた好気性モジュール７と嫌気性モジュ
ール１０は、３１内容積をもつアクリル樹脂製の円筒型
のもので中には前述の高炉水砕を原料としたサドルロッ
ク型セラミックを各細菌群の固定床に用いた。また、好
気性モジュール７の入口には、イジェクタ−８を設置し
、そのイジェクタ−効果により１ｆｆｉ／分の空気を供
給した。この空気中の酸素量は、好気性モジュール７の
鉱物質６の表面に付着している人工的に培養されたアン
モニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌がアンモニアを硝酸に
酸化分解するのに必要な量以上の供給量であるので、好
気性モジュール７を通過した水の溶存酸素量が飽和状態
である。したがって、従来の水槽のように散気管を入れ
てニア−ポンプでエーレーションは行なわなかった。

また、前述の好気性モジュール７と蝿気性モジュールＩ
Ｏの＠流に配置した紫外線ランプ１２の照射を受ける容
器内を水槽の水がワンパスで通過する１間と紫外線放射
照度の積は１０°μｗｓｅｃ／ｃｊとした。

上記の水浄化装置を第１図のように観賞魚用＊槽の水の
強制循環流路に取りつけ、この水槽に大きさ約５Ｃ亀の
熱帯魚２０尾入れ、強制循環ポンプで水槽の水を４１７
分で循環させて飼育した時の水槽の水の濁度、ＣＯＤ、
アンモニア、亜硝酸、砕酸などの濃度を測定した。その
結果を第２図、第３図、第４図に示す。

第２図、第３図は、本発明の人工的に培養した前述の６
種類の細菌群を使用した場合Ａと従来のタンパク質分解
細菌、脱アミノ細菌を使用しない場合Ｂと人工的に培養
した細菌を全く使用しない場合Ｃの水槽の水の濁度とＣ
ＯＤを測定した結果である０本発明の人工的に培養した
前述の６種類の細菌群を使用すると水槽の中の有機物が
すぐ分解できるのでＣＯＤが低く、濁度も１程度で非常
にきれいな水が得られる。これに対して、従来法は水槽
の中の有機物が分解しにくいので、ＣＯＤが高く、濁度
も２以上であるので透明な水が得られなかった。また、
人工的に培養した細菌を全く使用しないと水槽の中の有
機物が分解できないので、ＣＯＤ、濁度とも直線的に増
加してしまい非常にきたない水になってしまった。

第４図は、本発明の人工的に培養した前述の６種類の細
菌群を使用した場合と使用しないで自然発生菌にたよっ
た場合の水槽の水のＮＨｎ、Ｎｏ。

ＮＯ，濃度を測定した結果である。本発明の６種類の細
菌群を使用するとＮＨ２、ＮＯ，は最初から０．０１Ｐ
Ｐ？Ｉ未満と非常に少な（、また、Ｎｏ、も原水の濃度
９ＰＰＭが減少してｌＰＰ−以下となり非常にきれいな
水になった。これに対して、自然発生菌にたよった場合
はＮＨ，が初期から直線的に増加してしまった。さらに
、ＮＯ３も原水の濃度の９ＰＰＭより減少することはな
かった。

つぎに、本発明の紫外線ランプを使用すると水槽の水の
菌数は１０３個／ｄで非常に少ないが、使用しないと１
０６個／ｄでおどろくほど増加して濁度も大きくなった
。また、魚や人工的に培養した細菌群に有害な遊離塩素
は本発明の紫外線ランプを使用するとすぐ０になるが、
紫外線ランプを使用しないと原水に含まれている濃度が
長時間がかっても減少しないことがわかった。水中の遊
離塩ＨＯＣＩｌ　−−→　ＨＣ１十〇 また、本発明のイジェクタ−８による酸素の供給手段を
備えると水槽の中の溶存酸素量は、常に７ＰＰＭ以上で
飽和状態であり、従来のように水槽の中に散気管を入れ
て空気ポンプで常にエアレージ町ンをする必要がなくな
った。

発明の効果 （１）前述のように本発明は、人工的に培養したタンパ
ク質分解細菌、脱アミノ細菌などを含む６種類の細菌群
を使用した水浄化装置であるので、水槽中に発生した懸
濁有機物をすぐ分解することができるので水槽の水がき
れいになり観賞魚をきれいで透明な水の中で飼育できる
。

（２）また、水槽の水の中に発生するアンモニア亜硝酸
、硝酸なども完全に分解できるので、最初から多くの魚
を飼育することができるとともに水槽の水の入れ換えや
掃除が不用になりメンテナンスフリーの観賞魚飼育水槽
が実現できる。

（３）好気性モジュールの前流にイジェクタ−効果によ
る酸素供給手段を備え、前記の好気性モジュールで使用
される酸素量より多くの酸素を供給することによって過
剰の酸素を水槽の中に入れることができるので、従来の
ように水槽の中に散気管を入れて空気ポンプで常にエア
レーシヲンをする必要がなくなった。

（４）紫外線ランプが原水中の遊離塩素を分解除去する
ので、人工的に培養した細菌群を初めから浄化モジュー
ルに入れても死滅することがなくなり、水槽に発生する
懸濁有機物やアンモニアなどを初期から分解することが
できる。また、魚の病原菌も殺菌するので角、が病気で
死ぬことがなくなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の水浄化装置を観賞力！飼育
水槽に応用した構成図、第２図、第３図第４圀は特性同
装置の特性図、第５図は水槽の中の有機物１無機質の分
解に関与する細菌群の関与を示す図、第６図は従来の水
浄化装置を観賞魚飼育水槽に応用した構成図である。 ｌ・・・・・・水浄化装置、２・・・・・・水槽、３ａ
、３ｂ・・・・・・循環流路、６・・・・・・鉱物質、
９・・・・・・イジェクタ−１２・・・・・・紫外線ラ
ンプ、１３・・・・・・ヒーター代理人の氏名　弁理士
　小鍜治　明　ばか２名１−一−λｋ　ラ争　プロ　装
　装置 ２〜−−刀く惰 ３ｏ、３ｂ−一一澹濱濠路 ６−　鉦ｅＦ７Ｊ′１Ｎ ８−゛エジェクター １２−　紫外線ランプ ／３−−−　ｉ−ター 第 図 菓 図 過 数 ＋Ｂ） 第 図 絽 渦 数 （Ｂ） 具　５　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）水槽の水をポンプで循環させる強制循環流路と、
   この強制循環流路に前流に空気供給手段を設けた鉱物質
   からなる水の浄化モジュールと紫外線ランプなどを使用
   した殺菌モジュールとヒータおよび温度制御装置からな
   る水温制御モジュールなどを備え、前記水の浄化モジュ
   ールに少なくとも４種類の微生物を繁殖させて水を浄化
   する水浄化装置。
2. （２）水浄化モジュールにアンモニア酸化細菌、亜硝酸
   酸化細菌、硝酸還元細菌、脱窒細菌、タンパク質分解細
   菌、脱アミノ細菌など６種類の微生物濃縮材を添加して
   水を浄化する請求項１記載の水浄化装置。
3. （３）鉱物質は、ＣａＯ、ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３
   、ＭｇＯ、ＦｅＯが主成分である請求項１記載の水浄化
   装置。