JPH04122499A - 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、鑑賞急用水槽の水や魚の養殖用水、風呂水な
どの水を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、バイオテクノロ
ジーを活用して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、鑑賞急用水槽の場合、水槽の中の水は魚の代謝
作用、食べ残しの餌、排せつ物などが原因でアンモニア
や汚れの発生と病原菌の繁殖などの問題がある。さらに
、アンモニアなどの窒素化合物が分解する過程で出来る
亜硝酸も大きな課題であった。このアンモニアの発生や
病原菌の繁殖のため、魚はえらに損傷をきたし、それが
魚の酸素取入れ能力の低下原因になったり、また、魚が
病気にかかりやすくなっていた。さらに、亜硝酸は有毒
で角に対して非常に有害な作用をする物質であった。

これらの問題を一部解決するため、例えば第４図に示す
水浄化装置においては、水槽Ｉ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ル
６、前流に空気を送るイジェクタ−７を配置し内部に鉱
物質を充填して好気性微生物を培養する硝化モジュル８
、内部に紫外線ランプ９を使用した殺菌モジニル１ｏ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は水槽、ポンプ、各モジュールを接続するパイプ
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
餌、排せつ物などの有機物から発生ずるアンモニアは酸
素が常に供給されている硝化モジュルノ中４７）ｔＴｈ
質の表面に付着しているアンモニア酸化細菌により亜硝
酸に分解され、次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されるが、前記の亜硝酸が
分解でき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 この亜硝酸の生成のため、水槽の水はきたなくなり、鑑
賞角が死ぬと云う致命的な欠点があった。

そこで、本発明は鑑賞敷用水槽の中に生成する亜硝酸を
最初から除去することを目的とする。

課題を解決するだめの手段 上記課題を解決するために本発明は、水槽の水をポンプ
で循環させる強制循環流路に鉱物質からなる水の浄化モ
ジュルを配置し、さらに前記の水浄化モジュルの後流に
亜硝酸を吸収する金属キレート含有形繊維を充填した亜
硝酸除去モジュルと紫外線殺菌モジュルを設け、前述の
水浄化モジュ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モジュルにアンモニア酸化細菌を
繁殖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、排せつ物などの有機物から発生するアン
モニアや魚の病原菌などは、酸素が常に供給されている
水浄化モジュルの中の鉱物質の表面に膜状に付着してい
るアンモニア酸化細菌により前記アンモニアが亜硝酸に
酸化分解され、次に亜硝酸除去モジュルの中の金属キレ
ート含有形繊維で前記の亜硝酸を吸収して除去する。さ
らに紫外線ランプで繁殖した魚の病原菌を殺菌してしま
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鑑賞敷用水槽に応用
した実施例である。水浄化装置Ｉ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の底部にた
まった汚いアンモニアを含んだ水や魚の病原菌などを含
んだ水は水流路（往路）３ａを経由しポンプ４でヒータ
５および温度制御装置６からなる水温制御モジュル７に
送入され、ここで所定の温度に加温される。さらに、ア
ンモニアを含んだ汚い水は、アンモニア酸化細菌が最初
から付着している鉱物質８が充填しである水浄化モジュ
ル９に入る。一方、水浄化モジュル９の入口には、イジ
ェクタ−効果により空気を吸いこみ前記水浄化モジュル
に空気中の酸素を供給するイジェクタ−１０が設置され
ている。この酸素により、前記のアンモニアは鉱物質８
の表面に付着しているアンモニア酸化細菌によって酸化
分解が促進され、次式によって完全に亜硝酸になる。

ＮＨ４“＋１．５０゜→Ｎｏ２−＋ＨｚＯ＋Ｈ＋・・、
・■この亜硝酸は鉄フタロシアニンオクタカルボン酸に
繊維に担持した亜硝酸除去繊維１１が充填しである亜硝
酸除去モジュル１２で、鉄フクロシアニンオクタカルボ
ン酸と次の化学反応で除去される。

（以下余白） ）１ｆＸ）Ｃ ＣＯＯＩＩ 次に、紫外線ランプ１３を中に配置した殺菌モジュル１
４で水槽に繁殖した魚の病原菌を殺菌し、水の中の遊離
塩素も除去する。

このように、原水の中に含まれている遊離塩素や、水槽
の中に発生したアンモニア、魚の病原菌、アンモニアが
酸化分解して出来る亜硝酸などは除去されて、きれいな
水になり、水流路（復路）３ｂを経由して水槽２に戻る
。

一方、前述のイジェクタ−１０により吸いこまれる酸素
の量を前記■弐にアンモニアの酸化分解に必要な量より
多くず軌ば、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８は、ゼオライト、ドロマイト、カオリナイト、ヘン
トナイト、陶石、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、貝ガラなどであり、
袋などの容器に充填して使用する。本発明の一実施例で
は、この鉱物質８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ｌトン当り０．５トン発生ずるスラグを
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ＣａＯ，５ｉＯ７ Ａ＋２ｏ３が主 成分であり、このほかにＭｇ０ Ｆｅ○も含有し でいる。

このようにＣａＯが主成であるので、前述の反応式ので
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の表面には
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、−ａに細菌群はマイナスに荷電されているので細
菌群が付着しや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、鑑賞急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水温制御モジュル７、鉱物
質８からなる水浄化モジュル９、鉄ファロシアニンオク
タカルボン酸繊維１１を充填した亜硝酸除去モジュル１
２、紫外線ランプ１３を配置した殺菌モジュル１４と前
記水浄化モジュル９の前流に設けられたインジェクタ方
式による酸素の供給手段を備えた水浄化装置の効果を下
記の実験で判定した。

実験に用いた鑑賞魚飼育水槽は１００℃の内容積をもつ
アクリル樹脂製のもので、底部に集まった汚れを全部水
層の外に出しやすくした。また、水槽の水温は、水温制
御モジュル７のヒータ５と温度制御装置６で２７±１°
Ｃに保つようにした。さらに、水浄化装置１に用いた水
浄化モジュル９と亜硝酸除去モジュル１２は、３！の内
容積をもつアクリル樹脂製の円筒形のもので水浄化モジ
ュル９には前述の高炉水砕を原料としたサドルロック型
セラミックをアンモニア酸化細菌の固定床に用いた。

また、その入口に設置したイジェクタ−１０により１ｐ
、７分の空気を供給した。この空気中の酸素量は、水浄
化モジュル９の鉱物質６の表面に付着しているアンモニ
ア酸化細菌がアンモニアを酸化分解するのに必要な量販
上の供給量であるので、水浄化モジュル９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水槽に入れてエアーポンプでエアレ
ーションは行なわなかった。

つぎに、亜硝酸除去モジュル１２に用いた亜硝酸除去繊
維は、金属キレート含有形の亜硝酸除去繊維であり、金
属キレート化合物としてはフタロシアニン誘導体で、ホ
ルフィリン核を有するキレト化合物である。また、フタ
ロシアニン誘導体としては、それを分子分散させる方法
として、カルボキシル誘導体、アミノ誘導体などの分散
性のよい誘導体に変化させる方法があるが、その１例と
して鉄フタロシアニンのカルボキシル誘導体をアモルフ
ァスレーヨン中に分子分散させる方法があり、本実施例
では上記の方法を採用している。また、前記の亜硝酸除
去モジュル１２の後流に配置した紫外線ランプ１３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時間
を紫外線放射照度の積は１０’　ｐ１１ｓｅｃ／ｃａと
した。。

上記の水浄化装置を第１図のように鑑賞急用水槽の水の
強制循環流路に取りつけ、この水槽に大きさ約５ｃｍの
熱帯魚２０尾入れ、強制循環ポンプで水槽の水を４１７
分で循環さゼで飼育した時の水槽の水の亜硝酸、濁度な
どの濃度を測定した。その結果を第２図、第３図に示す
。

第２図、第３図は本発明の鉄フタロシアニン誘導体を繊
維に維持した亜硝酸除去繊維を用いた場合Ａとコバルト
フタロシアニン誘導体を担持した亜硝酸除去繊維を用い
た場合Ｂと亜硝酸除去繊維を使用しない場合Ｃの水槽の
水の亜硝酸濃度と濁度を測定した結果である。本発明の
鉄フタロシアニン誘導体を使用すると水槽の中に発生し
たアンモニアが酸化分解して出来る亜硝酸が化学反応で
すく除去される。また、コバルトフクロシアニン誘導体
でも亜硝酸は除去できるが、鉄フタロシアニン誘導体の
方が少し性能が優れていることを確かめた。これに対し
て、亜硝酸除去繊維を使用しない除去法は亜硝酸が除去
できないので水槽の中の亜硝酸濃度は直線的に増加して
しまった。さらに、本発明の金属フタロシアニン誘導体
を担持した亜硝酸除去繊維を使用すると前述のように亜
硝酸を除去するとともに繊維のフィルター効果によって
水中の微粒子も除去できるので、水槽の水の濁度は１程
度で非常にきれいな水が得られる。しかし、従来法では
、水中の微粒子が除去できないので濁度も直線的に増加
してしまい非常にきたない水になってしまった。

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／ｍβ以下で非常に少ないが、使用しな
いと１０６個／成以上になりおどろくほど増加した。ま
た、魚やアンモニア酸化細菌など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く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
間かかっても減少しないことがわかった。水中の遊離塩
素は、次式で分解が促進されるものと考えられる。

ｖ ＨＯｃｌ　　　　　　Ｈｃｌ＋０ また、本発明のイジェクタ−１０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ショ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、金属フタロシアニン誘導
体を担持した亜硝酸除去繊維を使用した水浄化装置であ
るので水槽中に発生した亜硝酸を除去することができる
。

（２）また、水槽の水の中に発生ずる微粒子も前記の亜
硝酸除去繊維で除去できるので、水槽の水がきれいにな
り鑑賞前をきれいで透明な水の中で飼育できる。

（３）水浄化モジュルの前流にイジェクタ−効果による
酸素供給手段を備え、前記の水浄化モジュルで使用され
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
ショ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、人工的に培養したアンモニア酸化細菌を初めから
水浄化モジュルに入れても死滅することがなくなり、水
槽に発生するアンモニアを初期から分解することができ
る。さらに魚の病原菌も殺菌するので魚が病気で死ぬこ
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鑑賞魚飼育水
槽に応用した構成図、第２図、第３図はそれぞれ同装置
の特性図、第４図は従来の水浄化装置を鑑賞魚飼育水槽
に応用した構成図である。 １・・・・・水浄化装置、２・・・・水槽、３ａ、３ｂ
・・・循環流路、５・・・・・ヒーター、８・・・・・
・鉱物質、１０・・・・・・イジェクタ−１１１・・・
・・・亜硝酸除去繊維、１３・・・・・紫外線ランプ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）水槽の水を循環する強制循環流路の少なくとも一
   部に亜硝酸を除去する金属キレート含有形繊維を配設し
   た水浄化装置。
2. （２）金属キレート含有形繊維が、金属フタロシアニン
   誘導体を繊維に担持した亜硝酸除去繊維よりなる特許請
   求の範囲第１項記載の水浄化装置。
3. （３）金属フタロシアニン誘導体が、鉄フタロシアニン
   誘導体を繊維に担持した亜硝酸除去繊維よりなる特許請
   求の範囲第１項記載の水浄化装置。
4. （４）強制循環流路にヒータおよび温度制御装置からな
   る水温制御モジュルと前流に空気供給手段を設けた鉱物
   質からなる水浄化モジュルを金属キレート含有形繊維を
   充填した亜硝酸除去モジュルと紫外線ランプを使用した
   殺菌モジュルなどを備えた特許請求の範囲第１項記載の
   水浄化装置。
5. （５）鉱物質はＣａＯ，ＳｉＯ＿２，Ａｌ＿２Ｏ＿３，
   ＭｇＯ，ＦｅＯが主成分である請求項４記載の水浄化装
   置。