JPH08238041A - 濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の濾過装置では、その構造上、水中の汚
物が全て濾材にたまり、この濾材に溜まった汚物をかな
り頻繁に洗浄等の方法で装置外に排出して濾過性能を維
持する必要があった。また、濾材を洗浄することによっ
て、濾材に付着したバクテリアをも装置外へ排出するこ
とになり、水質の浄化性能が低下することは不可避であ
ったため、濾材の洗浄が不要な濾過装置を得んとする。 【構成】 池、沈殿槽、濾過槽の底部を漏斗状に形成し
て底部に汚物を沈殿・排出する構造にし、濾過槽の循環
水入口と濾材との間に給気装置に連結した気泡管を設
け、気泡による循環水のエアレーションとエアリフトポ
ンプ作用を成すように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として観賞用の池の
水を濾過するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】主として鯉を飼育または放流して鑑賞す
る鑑賞用の池は、鯉の排泄物等によって水質が低下し、
鯉の飼育環境を悪化させてしまう。鯉の飼育においての
水質の重要な要素としては、水素イオン濃度（ＰＨ）、
総硬度（ＧＨ）等の原水の要素のほかに、飼育上生じる
アンモニア（ＮＯ4）、亜硝酸（ＮＯ2）等の有害物質、
および前記有害物質の分解と鯉の呼吸に必要な溶存酸素
（Ｏ2）等がある。

【０００３】鑑賞池で鯉を健全に生育させるにはこれら
の要素がそれぞれ適正な数値の範囲に収まっていること
が重要である。特に飼育中の鯉の健康を長期にわたって
健全に維持するには原水対策はもちろん、鯉から排泄さ
れた固形物を除去することに加え、排泄物から水に溶け
出したアンモニアや亜硝酸等の有害要素を、主として硝
酸化成菌等のバクテリアによる生物浄化で分解し、水質
の低下を防止することが重要である。

【０００４】一般に、鑑賞池では様々な機能を有する細
菌（バクテリア）が魚類と共存して生物濾過に役立って
おり、その種類は１０数種類に及び、その一種である従
属性細菌（タンパク分解バクテリア）の数は飼育水１ｃ
ｃあたり百数十万とも言われており、細菌全体では膨大
な数に及ぶものである。中でも、魚類にとって特に有害
なアンモニア等を分解する硝酸化成菌は水質の向上に重
要な役割を果たしているが、他の多くの細菌に比べて増
殖速度が極めて遅く、そのために池からの流失や死滅を
極力抑えるような配慮が必要である。

【０００５】またこの硝酸化成菌は循環水の浄化に最も
重要であることから、その生育の場である濾材はもちろ
ん、池及び各槽を含めて循環水の滞留が生じることがな
くまた汚物が溜まらない構造の設備であることと併せ
て、飽和値に近い多量の酸素を供給して、硝酸化成菌に
対して常時さわやかな水環境に維持することが必要であ
る。

【０００６】また、一般に鯉の成長には水温が２５℃〜
３０℃が最適であり、１５℃以下では成長が停止する。
また、新しい水を急に大量に注入することは荒水と呼ば
れて水質と水温の急変を来たし鯉の成長に好ましくな
い。荒水は１日に１５％程度の入れ替えが適当とされて
いる。

【０００７】さて、従来は水質を維持するためには、多
量の新しい水を池に流入させて汚染水を排出する方法
や、濾過装置によって固形物を濾過し、濾過後の水を池
に循環させる方法等が行われていた。これら従来の方法
では水を入れ替えることによってアンモニアや亜硝酸の
濃度を低下させたり、ある程度の固形物を濾過する等の
効果はあった。

【０００８】中でも、水質の向上をはかる手段としては
濾過が多用されており、主として池の水を濾過して再び
循環水として池に戻す循環方式が用いられている。この
循環水の循環方式は、密閉された単体槽で高揚程ポンプ
を用いた簡易に設置することができる強制圧力方式と、
非密閉式で沈殿槽等の各種の目的を持った複数の槽を圧
力を必要としないで開放して直列に並べ、１台のポンプ
と若干の落差で循環させる落差方式との２方式に大別さ
れる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の方法のう
ち、多量の新しい水を池に流入させる方法では、水量の
確保が難しいことと、池の水温が低下して鯉の生育上好
ましくない環境になってしまうこと、およびアンモニア
や亜硝酸は排水と一緒に排出されるが、固形物が濾材に
付着したり池や沈殿槽あるいは濾過槽の底部に沈殿して
しまい排出が困難であること等の問題があった。

【００１０】従来の落差方式によれば、濾過装置はその
構造上、水中の汚物が濾材や各槽に堆積して濾過機能が
低下するため、濾材等に溜まった汚物をかなり頻繁に大
量の水で洗浄し装置外に排出して濾過性能を維持する必
要があった。また洗浄しても汚物が完全に除去されるこ
とは少なく、残った汚物が堆積して貴重な硝酸化成菌が
酸素不足で生育困難になったり、洗浄時の大量の水で流
失して、生物浄化効率が極度に低下することになる。す
なわち、汚物による濾材の目詰まりを完全に防止し、ま
た池や濾過槽等の底部に沈殿した汚物を完全に排出する
ことが困難であった。

【００１１】従来の加圧方式によれば、汚物がポンプの
羽で攪拌されて粉砕されて濾過装置に送り込まれる上、
濾過装置には沈殿構造が無く、水中の汚物が全て濾材に
溜まり、濾過機能が低下して濾過槽内の圧力が上昇す
る。この濾過槽内の圧力を自動または手動で検知して濾
材に溜まった汚物をかなり頻繁に洗浄等の方法で排出し
て濾過機能を維持する必要があった。そして濾材を洗浄
することによって濾材に付着した細菌も排出することに
なり、前記落差方式と同様に生物浄化効率が極度に低下
するものであった。加えて、高揚程ポンプを用いるため
維持費が過大になるものである。

【００１２】また、硝酸化成菌は他の細菌と異なり常時
多量の酸素を必要とするため、硝酸化成菌の生息場所で
ある濾材に汚物が堆積して循環水が充分に行き渡らなか
ったり、循環水が停止したりすれば、硝酸化成菌の数が
急速に減少してしまい、特に循環水の停止が長時間にわ
たり溶存酸素が飽和値の５０％以下になると硝酸化成菌
は壊滅的に減少する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、濾過
槽、沈殿槽を含む浄水槽の底部を漏斗状に傾斜して形成
し、この漏斗状部の底部には排水手段に連結した排水管
を配設すると共に、濾過槽の前記漏斗状部の上部近傍に
は池または沈殿槽に連通する循環水入口を設け、この循
環水入口の上部には空気圧縮手段に連結された気泡管を
配設し、この空気管の上部に濾材を配設することによっ
て、前記問題点を解消したものである。

【００１４】

【作用】すなわち、濾過槽の底部を漏斗状に傾斜して形
成することによって沈殿物と汚物の排出効果を高め、濾
材と漏斗状部との境界部近傍において池または沈殿槽に
連通する循環水入口を設け、この循環水入口の上部に気
泡管を配設して気泡管から多量の微細気泡を発生させる
ことによって濾材に付着した硝酸化成菌に充分な酸素を
供給し、かつ濾材の中で均等な水流が生じるため汚物の
堆積を押さえて効果的に排出し、しかも水が循環しにく
い隅々も気泡の上昇によるエアーリフト効果によるポン
プ作用で均等に効率のよい濾過循環を維持できるもので
ある。

【００１５】

【実施例】以下、図示の実施例に基づいて作用を含めて
詳細に説明する。図において、池底５は池１に飼育され
ている鯉の回遊によって常時攪拌されていて汚物は循環
水の流れ方向に移動し、池１の循環水は循環水口３へ進
み、重い汚物は循環水の流れに乗って汚物溜０に集まり
ドレン口４に沈降する。循環水は循環水口３から循環水
入口１２を経て沈殿槽１１に入る。沈殿槽１１は下部が
漏斗状に形成されており、池１の汚物溜０で沈殿しきれ
なかった汚物を漏斗状の汚物溜１０へ沈降させる。一方
循環水は上昇して水位１７に到る。

【００１６】図１においては、循環水は循環水入口１８
から、濾過槽２１との間の狭い循環水路３２を通って循
環水入口２２から濾過槽２１に流入する。このとき、池
１の水位７と沈殿槽１１の水位１７および濾過層２１の
水位２７は順次低くなるように配置されており、循環水
は各水位の差で順に次の槽へ流入する。循環水入口２２
から濾過槽２１に流入した循環水は、池１および沈殿槽
１１で沈降しきれなかったり循環中に付着集積して粗大
化した汚物を漏斗状に形成した汚物溜２０に沈降させて
濾材２５の中を浄水室３１へと上昇する。

【００１７】循環水が濾材２５の中を通って浄水室３１
へ上昇するとき、コンプレッサー等（図示せず）の空気
加圧手段に連結された送気管３３から送られた加圧空気
が気泡管２３から微細な気泡となって連続的に噴出して
濾材２５の下部に充満し、濾材２５と濾過槽２１の側壁
との間および濾材２５の隙間から循環水中を浄水室３１
へと上昇する。この微細気泡の上昇に伴って濾過槽２１
ではエアーリフトポンプの作用によって循環水が濾過槽
２１の下部から浄水室３１へ緩やかに押し上げられる。
このとき、微細気泡は濾材２５の隅々に接触して濾材２
５に付着したバクテリアに充分な酸素を供給すると共
に、水中の溶存酸素量を増大する。

【００１８】さて、浄水室３１の循環水は濾過槽２１の
水位２７と第２濾過槽４１の水位４７との水位差によっ
て循環水出口２８から第２濾過槽４１へ流入する。第２
濾過槽４１では、流入した循環水が降下すると共に気泡
管４３から発生する微細気泡のエアーリフト効果で循環
水を上方へ押し上げる作用が同時に進行して濾材４８中
では水流が乱流状態になり、濾材４８への汚物の付着を
効果的に阻止することが可能になる。循環水は乱流状態
を維持しながら第２濾過槽４１の上部から下部へと流
れ、集積して重くなった汚物は漏斗状の汚物溜４０へ沈
降し循環水は中央部の浄水筒５０から循環ポンプ４５に
よって池１へ戻される。第２濾過槽４１では濾材４８は
適宜選択し得るが、イオン交換やアンモニアの吸収分解
効果を持つゼオライトを使用すれば効果的である。

【００１９】ゼオライトのイオン交換やアンモニア吸収
分解効果は周知であるが、ゼオライトは長期間使用する
とその効果が低下するため定期的に飽和食塩水で浸漬・
洗浄する再生処理を施す必要がある。従来一般には、再
生処理が必要になればゼオライト（濾材４８）を第２濾
過槽４１から引き上げて再生処理を施した後に再び第２
濾過槽４１に戻す方法がとられており、再生処理中は別
に用意したもう１組のゼオライト（濾材４８）を第２濾
過槽４１に投入するのが通常であった。そして第２濾過
槽４１からの引き上げや再生処理槽への搬入等の作業性
を考慮して、少しずつ網状の袋に入れて第２濾過槽４１
に投入していたが、袋どうしの間にゼオライト（濾材４
８）が介在しない隙間ができてこの隙間を循環水が素通
りしてしまうためその効果が半減してしまっていた。ま
たゼオライト（濾材４８）の引き上げや投入がかなりの
重労働であるため再生処理の頻度が低下すると共に、ゼ
オライトの使用が敬遠されがちであった。

【００２０】本発明では、図１において、濾過槽２１か
ら第２濾過槽４１に通じる循環水出口２８を遮断し、第
２濾過槽４１はゼオライト（濾材４８）の再生処理槽と
してそのまま利用できるものである。特に第２濾過槽４
１には気泡管４３が配設されており、ゼオライト（濾材
４８）の再生処理の際に、所要量の食塩を第２濾過槽４
１に投入し、気泡管４３から多量の気泡を噴出させるこ
とで第２濾過槽４１内の水を激しく攪拌し、飽和食塩水
をゼオライト（濾材４８）に対して効率的に作用させる
と共に、曝気作用も同時に適用して、ゼオライト（濾材
４８）を搬出することなく第２濾過槽４１に投入したま
まで３０分程度の短時間にかつ効率的に再生処理を行う
ことができる。

【００２１】この再生処理中は濾過槽２１には気泡管２
３を通して継続して気泡を発生させ、必要に応じて池１
に気泡管（図示せず）を投入して濾過槽２１と同様に気
泡を発生させて循環水の溶存酸素量が減少しないように
し、再生処理後は第２濾過槽４１の食塩水をポンプ等の
排出手段（図示せず）で排出した後にゼオライト（濾材
４８）を軽く水洗いして循環水口２８を開放し、循環水
が第２濾過槽４１の所定水位になったところで循環ポン
プ４５を駆動することで速やかに図１の構成に復帰可能
である。

【００２２】次に図２については、図１の実施例から第
２濾過槽４１を除外した構成を示すもので、濾過槽２１
で濾過された循環水は浄水室３１から循環ポンプ５５で
池１へ戻されるものである。濾過槽２１は図２のように
沈殿槽１１と離れた位置に設置しても、あるいは図１の
ように沈殿槽１１と濾過槽２１とを隣接して設置して
も、いずれでも同様の作用をなし得るものである。

【００２３】図３については、池１および沈殿槽１１に
比べて、設置場所等の事情により濾過槽２１を高い位置
に設置した場合の実施例を示したもので、沈殿槽１１と
濾過槽２１との間は水位差による循環ができないため、
沈殿槽１１の水を循環ポンプ１５で汲み上げて循環水口
２２から濾過槽２１へ導入するようにしたもので、濾過
槽２１で濾過された水は浄水室３１からは水位差によっ
て池１へと落下するため浄水室３１から池１に浄水を送
るための循環ポンプ５５が不要になるほか、図２と同様
に図１の実施例から第２濾過槽を除外した構成になって
いる。また作用についても、第２濾過槽の機能を除いて
図１とほぼ同様の作用を成しうるものである。

【００２４】汚物を沈殿、濾過された浄水の循環につい
ては前記の通りであるが、池１および各槽の下部に沈殿
した汚物の処理について述べる。池１の漏斗状汚物溜
０、沈殿槽１１の漏斗状汚物溜１０、濾過槽２１の漏斗
状汚物溜２０、および第２濾過槽４１の漏斗状汚物溜４
０には汚物が沈降堆積する。これらの汚物はそれぞれド
レン口４，１４，２４，４４からドレン管９，１９，２
９，４９を通して外部に排出される。外部に排出する方
法としては、ドレンポンプ６２で強制排出する方法、排
出対象の槽の水位よりも低い位置でドレン管を開口させ
て通常は開口部に当該水位よりも高い位置まで届く開放
管または閉塞管から成るポン抜き管６３を嵌合させてお
いて必要時にこのポン抜き管６３を抜き取ることにより
水位差によって排出するポン抜き方法、および排出対象
の槽の水位よりも低い位置でドレン管を開口させて開口
部にドレン弁６４を接続しておき必要時にこのドレン弁
６４を開放する方法が選択的に適用可能である。

【００２５】ドレンポンプ６２やドレン弁６４を使用す
れば、タイマーと連動させて一定時間ごとにドレンポン
プ６２やドレン弁６４を自動駆動することにより効果的
に汚物を排出することができる。また、これらの排出管
の開口部を排泄舛６１にまとめ、各槽の汚物を共通の排
泄舛６１から排泄舛ドレン６９を通して下水等へ排出す
れば効果的である。

【００２６】濾材２５については、特に限定されるもの
ではなく、通水性がありかつある程度剛性を有する板状
の部材であって、その構成素材の成分が水に溶出しない
ものであれば使用可能である。例えば繊維状、発砲状、
ハニカム状、網状、微細管状等の形状が可能であり、か
つこれらの形状に限定されるものではない。給気管２
３，４３は微細な通孔を有するものが望ましく、合成樹
脂をスポンジ状のパイプに形成した柔軟なもの（例：株
式会社ユニホース製ユニホース分散器など）や、砂また
は細粒をパイプ状に固めたもの、あるいはこれらに類似
する構造のものが効果的に使用され得る。

【００２７】実施例としては図示しなかったが、池１の
底部の循環水口３に接続した循環水管６を濾過槽２１の
循環水口２２に接続すれば、沈殿槽１１を設けない構成
が可能であり、簡易方式として利用可能である。

【００２８】以上述べたとおり、循環水は池１，沈殿槽
１１，濾過槽２１，第２濾過槽４１で汚物を汚物溜に沈
降させて濾過槽２１で豊富な微細気泡によってエアレー
ションを受けると共に緩やかに濾材を通過して浄化され
る。また必要に応じて更に第２濾過槽を経ることによっ
てイオン交換とアンモニアの吸収分解を助長すると共
に、濾過槽と第２濾過槽を遮断すれば第２濾過槽をゼオ
ライト（濾材４８）の再生処理槽として使用し得る。濾
過槽の微細気泡はバクテリアに充分な酸素を供給すると
共に水中の溶存酸素量を増大して鯉に対する酸素不足を
解消し、濾材を通過する際に水を押し上げてエアーリフ
トポンプ作用を成して水位差による水の循環を助ける。
鯉の排泄物等の汚物は池１，沈殿槽１１，濾過槽２１，
第２濾過槽４１の底部に設けた汚物溜に沈降して各ドレ
ン管によって排出される。汚物の排出は池１および各槽
の水位よりも低い位置でポン抜き管，ドレン弁，ドレン
ポンプの何れかの方法で手動または自動で行われる。循
環水量は落差方式であるため強制加圧方式に比べて数倍
多くかつ水圧が低いためバクテリアや鯉にとって好まし
い環境にある。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、固
形物と水とを分離した後に濾材で水を浄化するため、濾
材に堆積する固形物が極端に少なく、濾材の洗浄がほと
んど不要になると共に、ポンプとエアーリフトとを併用
して水を濾材の間を通すようにしたため、ポンプとコン
プレッサーを併用しているにもかかわらず合計電力にお
いて従来の装置に比べて電力消費が１／２〜１／５に節
減できることに加えて、濾材をいたずらに洗浄しないた
め、濾材に付着したバクテリアが良好に働き、水質の浄
化は従来の装置に比べて格段に向上し、更に水の消費量
が従来の方式の濾過装置に比べると水の大幅な節約が可
能で、かつ第２濾過槽をゼオライトの再生処理槽として
利用できるため、重労働を要せずに再生処理が可能であ
り、当該分野に大きく貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の縦断面側面図

【図２】 他の実施例の縦断面側面図

【図３】 別の実施例の縦断面側面図

【図４】 給気管の実施例の斜視図

【図５】 給気管の実施例の断面図

【符号の説明】

０ 漏斗状汚物溜 ９ ドレン管 １０ 漏斗状汚物溜 １１ 沈殿槽 １９ ドレン管 ２０ 漏斗状汚物溜 ２１ 濾過槽 ２２ 循環水入口 ２３ 気泡管 ２５ 濾材 ２９ ドレン管 ４０ 漏斗状汚物溜 ４１ 第２濾過槽 ４３ 気泡管 ４５ 濾材（ゼオライト） ４９ ドレン管 ５０ 浄水筒 ６２ ドレンポンプ ６３ ポン抜き管 ６４ ドレン弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾過槽、沈殿槽を含む浄水槽の底部を漏
   斗状に傾斜して形成し、この漏斗状部の底部には排出手
   段に連結したドレン管を配設すると共に、濾過槽の前記
   漏斗状部の上部近傍には池に連通する循環水入口を設
   け、この循環水入口の上部には空気圧縮手段に連結され
   た気泡管を配設し、この気泡管の上部に濾材を配設して
   成る濾過装置。
2. 【請求項２】 上下を開放した筒状の浄水筒と、該浄水
   筒の下端部よりも上で浄水筒と槽壁との間に気泡管を配
   設し、浄水筒と槽壁との間の気泡管と浄水筒の上端部よ
   りも下の所定位置までゼオライトで満たした第２濾過槽
   を濾過槽の次段に配設して成る、請求項１に記載の濾過
   装置。