JPH0432719B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、通性嫌気性微生物の種入れを促進す
る担体材料を用いた水槽水の生物学的嫌気的脱ニ
トロ化を行なう方法および装置に関する。

水槽水の水質衛生上まず問題となるのは、硝酸
塩の存在又はその形成である。一般に不自然に水
槽水中に魚の数が多い場合、窒素含有有機化合物
の分解によつて継続的に硝酸塩類を生じ、この硝
酸塩類は水草による同化又は水槽中で自然発生し
た微生物の脱ニトロ化作用によつて一般に十分に
は取り除くことができない。その結果、硝酸塩値
は飽和限界まで増加しつづけ、許容限度を大きく
超える。そのために、一定の時間間隔で水の交換
を行なうことが必要である。これは比較的面倒
で、必ずしも有利な改善をもたらさない。

今日、水道水がすでに高い硝酸塩値と別種の有
毒物質、例えば重金属の高い含有量を有すること
は珍しいことではない。もし全く水の交換をやめ
ることができるならば、それは非常に好都合であ
る。特にたくさんの海の動物が存在する状態や、
比較的高い硝酸塩値が許容されているが、しかし
微生物の均衡が阻害され硝酸塩の還元によつて非
常に有毒な亜硝酸塩の含有量が許容限度を超える
ところでも、また、硝酸塩は重大である。

硝酸塩は、さらにクリプトコリネン病および他
の水草の成長を妨げる病気の原因とみなされてい
る。

それ自体工業的浄化法としてよく知られている
が、水は適当な基質上にコロニーを形成している
嫌気的微生物の作用に一定時間さらすことによつ
て脱ニトロ化される。そのような方法は一般に大
型技術においてのみ利用され、大規模かつ高価な
設備、例えば沈澱浄化槽、過塔、槽バツテリー
等を必要とする。さらによく訓練された人員によ
る管理をも必要とする。

このことは、小型水槽すなわち個人のペツト飼
育では当然行なわれないしまた行なうことはでき
ない。

軟水槽では、水の交換の代わりに交換樹脂によ
る部分的脱イオン化で硝酸塩値を低下させること
が可能であるが、この方法は海水や硬水の水槽で
は行なうことができない。

工業的廃水処理で生物学的脱ニトロ化を行う方
法は通常行なわれているが、その際十分に嫌気的
条件下で長時間脱ニトロ化を行なう微生物に接触
させている。適当な担体材料を開発し、規模を縮
小しても、この種の方法は小型水槽に導入するこ
とはできない。

そこで米国特許第4256573号明細書に記載の装
置は、排水を通す簡単な過物質と微生物で満た
されている柱状の容器内にて廃水処理を行つてい
る。米国特許第3846289号明細書に記載の方法で
は、上昇水流でくみあげられる排水のために流通
性の過床が備えられている。両方法は、水槽程
度に対しては複雑でかつ高価過ぎる。排水浄化汚
泥処理のための方法がオーストリア特許第71818
号公報に記載されているが、この方法では沈澱汚
泥は多室型沈澱装置に充填される。汚泥の分解が
進むにつれ、この汚泥は適宜の弁を通つてその都
度隣接する室へ移動し、従つて異なつた分解段階
の汚泥が室毎に存在している。その際汚泥の上部
にあつて澄んでおりかつ微生物に満たされた水が
室から室へ、すなわち分解程度の高い室から分解
程度の低い室へ逆流する。小型水槽には汚泥処理
は備えられていないため、そのような方法は水の
脱ニトロ化のための模範例として利用することは
できない。

同様にオーストラリア特許第69103号公報記載
の汚泥処理法では、多室性沈澱槽を設け、分解し
た老汚泥は比較的新しい汚泥とは混じり合わずに
水槽底で水平に室から室へと送られる。この場
合、何よりもまず沈澱汚泥の重量特性がこの方法
を実行するための根本的な基準である。

小型水槽では、比較的大きな浄水装置を備える
ことなく、比較的少量の水を効率よく脱ニトロ化
を行なうことが、何よりもまず問題となる、水の
処理は、水槽の大きさに適した範囲で行われ、同
時に水槽中に生息する動植物に有用でなければな
らない。これらの理由から、大型技術で用いた方
法を単純に縮小した基準で利用することはできな
い。そしてまた、大型技術で確認された長所短所
も現われるとは限らない。

特別の生物学的化学的環境条件、水槽に生息し
ている動植物の特性と量、水槽の大きさおよびエ
ネルギー担体の添加の所要の正確性のために、著
しい障害が生じ、このため大型技術方法の小型へ
の安易な導入は行うことができない。例えば、乳
糖のようなエネルギー担体の所要の継続的添加
で、有害な微生物の増大と腐敗過程の発生をひき
おこす可能性がある。

さらに、水槽の大きさに適した方法で必要な反
応距離、反応設備、反応装置を設けるという困難
が生じる。

ペツト飼育水槽水の脱ニトロ化のための方法を
創る本発明の課題は、特許請求の範囲第１項の特
徴部分にその解決方法が示されている。

空気酸素の侵入のない長い作用距離を通過する
際に、基質を通過する処理されるべき水は、微生
物の作用によつて酸素不足となる。特定の微生物
は、通常水に溶解している大気の酸素を受容する
が、酸素濃度が過度に低い時はある適応時間の後
にその酸素系を切り換え、硝酸塩から必要な酸素
を取り去り、水をこの方法で脱ニトロ化する。し
かしこれは、補助エネルギー担体、例えば炭水化
物の添加を必要とする。この反応を「硝酸塩呼
吸」と称する。それによつて、十分な無硝酸塩水
が生じる。

本発明の方法を実施するための適宜の装置が、
特許請求の範囲第２項に記載されている。

特許請求の範囲第２項に記載の槽の縦断面形は
英国特許第935909で周知であるが、この公報に
は、単に固体粒子が沈積する開放式沈澱槽が設け
られ、上記の固体粒子は固体粒子フイルターによ
つて洗浄される液体に含有される過装置が記載
されている。

一般に分離器に関する他の刊行物からの類似の
構造が周知であるが（オーストリア特許第339338
号公報、英国特許第28166号公報、英国特許第
1520277号公報、英国特許第17348号公報）、本発
明の意味における使用を示すものではない。

本発明の目的に対して、そのような容器形、特
に特許請求の範囲第２項に述べた構成を有するも
のを用いることは、本発明以前の記載にはみられ
ない。

次に、図に示されている実施例に基づき、本発
明の装置をさらに詳しく説明する。

第１図に示した容器１は、間隔を置いてその底
上部で終つている垂直な中央隔壁５を有する。容
器１は、脱ニトロ化を行なう微生物の定住のため
の担体材料、たとえば泡化物質薄片、砕石、石屑
膨隆土等と水からなる気質で満たされている。第
１の室の上部に、処理されるべき水槽水のための
送水管２があり、これに送水コツク３が備えられ
ている。第二の室は、処理された水のためのオー
バーフロー４を有する。

制御された量で送水された処理水が両方の室を
通過し、脱ニトロ化を行なう微生物と接触する。
200の水槽では、５〜20／日の送水で0.5〜２
ｇ／日の大きさのエネルギー担体添加が実験的に
適当であることが明らかにされた。

第１図に示した実施例で簡単な方法の脱ニトロ
化の原理を述べたが、第２図に示した実用的使用
のために適した改良された実施例では、容器１は
多数の隔壁５，６，７によつて垂直に分割された
多数の室に分割されている。隔壁５，７，６は、
それぞれ容器底部上方又は容器満水面下に間隙を
有して終つており、それによつてうねうねした又
は、曲がりくねつた流路を形成している。さらに
容器１の主要部分は、取りはずし可能な被覆８に
より、空気酸素の侵入を閉鎖し、その結果、脱ニ
トロ化を行なう微生物はすみやかかつ強力に処理
されるべき水に作用する。その水は、比較的小さ
な容器１の中でほぼ固定された基質床を比較的長
い距離通過させられ、従つて十分に長い滞流時間
の間に微生物の作用に完全にさらされる。

微生物は、まず第一に水に含まれている酸素を
消費する。続いて室被覆によつて補助されて酸素
が減少するので、微生物は即座に「硝酸塩呼吸」
に切り換わる。即ち微生物は、水に溶解している
硝酸塩から酸素を分離し硝酸塩を還元し始める。
これに加えて、適切な量でエネルギー担体、例え
ば乳糖のような易溶性炭水化物の供給が必要であ
る。そのようなエネルギー担体は、装置を示して
はいないが、例えば固型のエネルギー担体の使用
の際には水槽飼料自動装置のような定量装置、又
は第１図および第２図の３に示したような滴下装
置を用いて第一の室に定量導入される。

処理されるべき水は、十分に脱ニトロ化するた
めに長く装置内に存在するような量で供給され
る。この装置は、大きな費用なしに備えられ、か
つ詳しい専門的知識なしに作動させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の簡単な２室実施例の断面図、
第２図は多室実施例の断面図である。 ２……送水管、３……送水コツク、４……オー
バーフロー、８……被覆。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 通性嫌気性微生物の定住を促進する担体材料
   を用いた水槽水の生物学的嫌気的脱ニトロ化のた
   めの方法に於て、酸素を含む脱ニトロ化されるべ
   き水が、制御された流速にて、充分に空気酸素遮
   断下にありかつ曲がりくねつて交互に上方へおよ
   び下方へ伸びる長い作用距離に亘つて導かれ、こ
   の作用距離が脱ニトロ化を行う通性嫌気性微生物
   で満たされた前記担体材料の基質と水とよりな
   り、かつ水中に溶解して含まれる酸素の消費のた
   めに必要であるよりも長いものとなつており、そ
   して同時に微生物作用のために適当なエネルギー
   担体を制御された量で上記基質に供給することを
   特徴とする方法。 ２ 容器とこの中に配置された垂直な隔壁とを有
   する、請求項１に記載の方法を実施するための装
   置に於て、酸素を含む脱ニトロ化されるべき水お
   よび担体材料で満たされた容器１が、交互に容器
   底部上方で間隔をもつて終わりそして容器満水面
   下方で間隔をもつて終わる数個の隔壁５，６，７
   により複数の室に分割され、これらの室が縦断面
   にて曲がりくねり交互に上方および下方に伸びる
   流路を形成すること、第一の室の上方に、処理さ
   るべき水のための制御可能な送水器２，３および
   エネルギー担体の定量添加のための装置が設けら
   れていること、および最後の室が容器の満水面の
   高さに処理された水のオーバーフロー４を有し、
   そして中間にある室が容器の満水面の高さに取り
   はずし可能な被覆８を備えていることを特徴とす
   る装置。 ３ 溶解したエネルギー担体の定量添加のための
   装置として、滴下装置３が設けられていることを
   特徴とする、請求項２に記載の装置。 ４ 固形のエネルギー担体の定量添加のための装
   置として、水槽飼料自動装置のような定量装置を
   備えることを特徴とする、請求項２に記載の装
   置。