JPH11289911A - 水族館等における水質淨化処理方法及び処理装置並びに処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は魚類、海獣を飼育する海水等の連
続的淨水を目的としたものである。 【解決手段】 被処理水を循環させて、その循環中に重
力開放濾過式により濾材層で吸引濾過させることを特徴
とした水族館等における水質淨化処理方法。濾過槽の中
央部に濾材層を設置し、該濾材層の上部へ、プールから
の被処理水の給水手段を連結し、前記濾材層の下部へ吸
水パイプの一端を開口させ、前記吸水パイプには、サイ
ホンパイプを介してポンプの吸入側を接続し、該ポンプ
の吐出側には、送水パイプの一端を接続し、該送水パイ
プの他端を、前記プールに開口させたことを特徴とする
水族館等における水質淨化処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、魚類、海獣等の
展示又は飼育に使用する海水等の水質淨化を目的とした
水族館等における水質淨化処理方法及び処理装置並びに
処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来水族館等の水質淨化については、オ
ゾン滅菌と、バクテリヤの繁殖を図った発明（特開昭６
２−２４１５９８号）、複数の濾過池を使用し、濾過抵
抗によって淨化のタイミングを図った発明（特開平５−
２２８３１１号）、又はオゾンを加入した処理水にし
て、オキシダントの量により淨化時機を調節する発明
（特開平８−８０４９３号）等が知られている。

【０００３】従来の淨水装置は、例えば図９のようにプ
ール５９の水を送水パイプ６１により濾過槽６０上へ散
水し、濾過槽６０内の濾材層６２を通過させた後、排出
パイプ６３から矢示６４のように浄水槽６５へ排出し、
該浄水槽６５から送水パイプ６６を介し、ポンプ６７に
より浄水を汲み上げ、矢示６８のようにプール５９に環
流する装置である。従って濾材層６２の砂又はその他の
濾材等に汚物が付着すると濾過状態が悪くなるので、濾
過槽６０の水面６９を高くし、ヘッド圧の上昇により濾
過状態を改善しなければならなかった。然し乍ら、水面
６９を高くする為には、濾過槽６０の口縁６０ａを高く
しなければならないが、設備等の関係で高くすることが
できない場合にはヘッド圧の上昇に自ら制約を生じ、濾
過効率の低下は免れなかった。

【０００４】次に淨水槽６５はなるべく低くしなければ
ならないが、例えば濾過槽６０の底部が基礎７０上にあ
る場合には、基礎７０を破壊し、地中に埋め込む必要が
あった。

【０００５】

【発明により解決しようとする課題】前記従来の発明に
おいては、比較的水量が少ない場合、又は汚濁度の少な
い場合は有効に機能しているが、処理すべき水量が多く
なると、小型淨水装置等の単なるスケールアップでは不
十分であり、急速濾過方式の採用が不可避であると共
に、微細汚物等（脂肪・蛋白質類のエマルジョン様粒子
又は２μ以下のその他の粒子）の処理についても配慮し
なければならないなどの要請があるが、未だ満足すべき
程度に達していなかった。尤もランニングコストなどを
無視すれば、良好な装置も考えられるが、ランニングコ
ストなどを無視することは実用的でないので、多量水の
処理について不十分とされていた。

【０００６】また急速濾過の為にヘッドを高くしたり
（濾過槽上へ５ｍも高い水塔をつくる）受けの水槽を低
くする為に基礎を破壊しなければならない問題点があっ
た。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】然るにこの発明は、砂又は
その他の濾材層による濾過においてサイホンパイプを利
用して重力開放濾過式を採用し、微細汚物等の除去に泡
沫連行方式を採用するなど、淨水に一連の改善を行うこ
とにより、比較的低廉で効率よく多量水を淨化すること
に成功したのである。

【０００８】即ち方法の発明は、被処理水を循環させ
て、その循環中に重力開放濾過式により濾材層で吸引濾
過させることを特徴とした水族館等における水質淨化処
理方法であり、被処理水の中に水と空気又はその他の気
体とをミキシングした微細気泡を吹き込み、微細汚物等
（例えば脂肪、蛋白質類のエマルジョン様粒子又は２μ
以下のその他の粒子）を前記微細気泡に連行させて除去
すると共に、被処理水を循環させて、その循環中に重力
開放濾過式により濾材層で吸引濾過させることを特徴と
した水族館等における水質淨化処理方法である。また他
の発明は、プールの下部に敷設した吹出しパイプから、
水と空気又はその他の気体のミキシングにより生じた微
細気泡水を吹き出し、水中の微細汚物等を前記微細気泡
による泡沫に巻き込んで浮上させ、該泡沫を除去するこ
とにより透明度の向上及び淨水することを特徴とした水
族館等における水質淨化処理方法であり、濾過槽の中央
部に濾材層を設置し、該濾材層の上部へ、プールからの
被処理水の給水手段を連結し、前記濾材層の下部へ吸水
パイプの一端を開口させ、前記吸水パイプには、サイホ
ンパイプを介してポンプの吸入側を接続し、該ポンプの
吐出側には、送水パイプの一端を接続し、該送水パイプ
の他端を前記プールに開口させたことを特徴とする水族
館等における水質淨化処理装置であり、前記サイホンパ
イプの上端の高さは、濾材層の上面と同等以上の高さと
したものである。

【０００９】次に他の発明は、プールの水を給水した処
理槽の下部に水と空気又はその他の気体をミキシングし
て得た微細気泡水の吹出しパイプを敷設し、前記処理槽
の上部へ、処理水と微細汚物等を含む泡沫との分離排出
手段を設置し、前記処理水を濾過槽に給水する手段を有
し、前記濾過槽の中央部に濾材層を設置し、前記濾材層
の上部へ、前記処理水の給水手段を開口し、前記濾材層
の下部へ吸水パイプの一端を開口させ、前記吸水パイプ
には、サイホンパイプを介してポンプを接続し、該ポン
プの吐出側に送水パイプを接続し、送水パイプをプール
に開口したことを特徴とする水族館等における水質淨化
処理装置であり、前記プールから給水手段によって、取
り出した被処理水から、比較的大きい固形物の除去手段
を経て、水と空気又はその他の気体とをミキシングして
得た微細気泡水による連行淨水手段に連結し、ついで微
細汚物等の除去手段を経て重力開放濾過式により濾材層
で吸引濾過する濾過手段に連結した後、オゾン等による
滅菌手段を経て、前記プールに環流する淨水ラインを構
成し、該淨水ラインの複数ラインを並列設置したことを
特徴とする水族館等における水質淨化処理システムであ
る。

【００１０】前記において装置の発明はもとより、シス
テムの発明においては、何れも重力開放濾過方式を採用
し、濾材層は常時水中に浸漬させると共に、サイホンパ
イプを利用した吸引濾過方式を採用した。

【００１１】また淨化処理のライン中に、高能力の濾材
層、滅菌、水と空気又はその他の気体とをミキシングに
よる微細気泡水により微細汚物等の除去装置などを連結
したので、淨水コントロールその他の管理が容易になる
と共に、事故発生時にその発見を容易にすることができ
る。

【００１２】この発明によれば、海獣、魚類等を飼育し
たまま、プール内の水質淨化ができる（直接淨化）利点
があり、循環する間接淨化もできる。またサイホンパイ
プを利用して吸引急速濾過したので、濾過槽を高くした
り、受水槽を基礎より下に設ける必要もなくなった。

【００１３】また前記システムの淨水ラインを並列設置
することによって、水質汚濁の状態に対応して淨化能力
をコントロールできると共に、システム内の流水量のア
ンバランスを容易に調整し、全体として淨化能力及び淨
化水量共に安定させ、水族館等の全体の水質安定化を図
ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】この発明は、サイホンパイプを利
用した吸引による急速濾過方式を採用すると共に、泡沫
採取方式を改良し、更に前記２つの淨水方式の利点を併
用してシステムを完成したのである。

【００１５】即ちこの発明は、水質淨化処理方法、淨化
処理装置及び淨化処理システムを採用し、湊合的に高能
率でランニングコストが比較的少なく、かつ完全淨化で
きるようにしたものである。

【００１６】

【実施例１】この発明の実施装置を図１に基づいて説明
する。濾過槽１の中央部に濾材層２（砂又はその他の濾
材の積層）を設置し、前記濾材層２の上部へ魚類又は海
獣を飼育するプール３からの給水パイプ４を開口させ、
前記濾材層２の下部へ、吸水パイプ６の一端を開口し、
該吸水パイプ６の他端部は、サイホンパイプ５を介して
ポンプ７を接続し、該ポンプ７の吐出側に送水パイプ８
の基端を連結し、送水パイプ８の先端をプール３上に開
口して淨水ライン１０を構成した。図中９はオーバーフ
ローパイプ、１１はオーバーフローの受水槽である。

【００１７】サイホンパイプ５の頂部には、サイホン遮
断用のパイプ５ｂを取付け、そのサイホン遮断用のパイ
プ５ｂの先端は前記濾材層上に冠水維持されている水中
に挿入し、万一、ポンプ部分等の破損が原因で、前記冠
水維持されている水がサイホン作用で配管系外に落下放
出され、そのために前記水位が異常低下し、濾材の浸水
状態が破壊されることが生じないために、その寸前でサ
イホンが遮断され、最低限の濾材上部の冠水が維持され
る様にしたもの。

【００１８】前記淨水ライン１０は、通常同一プール３
に複数の淨水ラインを並列設置して、処理の均一化と、
水量の過不足を調整し、かつプールの汚濁度合に対応し
て稼働淨水ライン数を決めるなどの手段を講じる。

【００１９】前記実施例において、サイホンパイプ５の
頂部５ａは、濾材層２の上面２ａと同等以上の高さとし
てあり、少なくとも濾材層２は常時水に浸漬されるよう
にしてある。

【００２０】濾材層を常時水中に位置せしめる理由は、
濾材層内部は水中にて微生物が繁殖しているため、濾材
の物理的濾過効果と、それにプラス生物化学的淨化作用
の相乗効果を有効利用することにある。従って、この微
生物の生存のために濾材は常時（水の循環が一時停止し
ても）水に浸っている必要がある。

【００２１】前記濾材層２を通過する水の抵抗は濾材の
閉塞と共に増大するので、濾過水量を一定にする為に
は、水頭圧を増大させなければならないが（例えば１ａ
のように濾過槽の上縁を高くする）、濾過槽１の上方へ
５ｍ〜１０ｍと濾過槽の上縁を高くすることは実用上困
難な場合が多い。例えば淨水設備を地下室に設置すれ
ば、その高さには自ら制限がある。

【００２２】そこで図１のように、吸水パイプ６に頂部
が濾材層２の上面と同等高さのサイホンパイプ５を設
け、必要水量をポンプ７で吸水すれば、吸水パイプ６の
吸入口には常時大気圧が掛っているので、前記吸入口６
ａにはサイホンパイプ５のヘッド圧と、ポンプ７の吸引
力の和だけの負圧が作用することになる。そこで濾材層
２の抵抗増大に伴ってポンプ７の能力を増大させ、吸入
力を増大させれば、濾材層２内を常時定量の濾過水が通
過することになり、濾過槽１の水面（ヘッド）を上昇さ
せた場合と同一効果が得られる。

【００２３】前記におけるサイホンパイプ５の吸引力
は、絶対大気圧の水柱１０．３ｍであるが、蒸気閉塞を
考慮すると実際上は常温（２０℃）で水柱７〜８ｍとな
る。尤も前記実施例のような淨水ライン中のサイホンパ
イプ５においては、安全率を見込み水柱５ｍとすれば、
確実に稼働値とすることができる。そこで濾材の閉塞現
象が生じて濾過流量が低下したときポンプの吸引負荷が
増大し、水柱５ｍに達したならば、当該淨水ラインの使
用を中断し、逆洗手段により濾材層の汚物を洗浄し、濾
材層を更新すれば、再び新しい場合と同様の能力で濾過
淨水することができる。

【００２４】前記逆洗頻度は、水質汚濁度により異なる
が、同一動物の均等密度飼育においては、季節毎にほぼ
予測可能な汚濁度になるであろうから、タイマーによる
自動逆洗ができる。尤もポンプ圧の上昇を検出し、濾材
層の目詰まり状況に応じて逆洗する方が一層調整の精度
がよいことになる。

【００２５】

【実施例２】この発明の微細泡沫による淨化処理を図
２、３、４、５に基づいて説明する。微細汚物等の分離
槽１２の下部に被処理水と加圧室気の混合水（微細気泡
水）の吹出しパイプ１３を敷設し、前記分離槽１２の上
部一側へ泡沫の排出ホッパー１４を設置して、該排出ホ
ッパー１４に排出パイプ１５を接続する。図中１６はス
ラッジ排出パイプである（図２、５）。

【００２６】前記実施例において、被処理水と、加圧空
気又はその他の気体とをミキシングバルブ１７（強制撹
拌混合装置）で混合し、微細気泡水として前記吹出しパ
イプ１３から吹き出すと、微細気泡粒子は矢示１８のよ
うに上昇しつつ、水中に混入された微細汚物等を巻き込
み、泡沫となって水面に溜り、矢示１９のように排出ホ
ッパー１４へ入り、排出パイプ１５を経て外界へ取り出
される。一方被処理水は転送パイプ２０を介して矢示２
１のように濾過槽２２に入り、水面に近接して設けたト
ラフ２７から放出される（図２、５）。この放出された
水は濾材層２３を矢示２４のように濾過され、吸入パイ
プ２５を経てポンプ２６により次工程へ移送される。

【００２７】前記のように、水と空気又はその他の気体
とのミキシングにより得た微細気泡水を吹き出して微細
汚物等を巻き込み、その泡沫は浮上するのでこれを分離
すれば、淨水することができる。この場合に泡沫は排出
ホッパー１４より排出パイプ１５を経て外界へ取出され
る（図２、５）。

【００２８】

【実施例３】次に図６、７に基づいて他の実施例を説明
する。海獣、魚類等を展示又は飼育するプール２８の底
部に微細気泡の吹出しパイプ２９を敷設し、該吹出しパ
イプ２９の一端はプール２８外に設置したミキシングバ
ルブ３０に接続し、ミキシングバルブ３０には、コンプ
レッサー３１の送気パイプ３２と、前記プール２８から
の給水パイプ３３を接続する。該給水パイプ３３にはポ
ンプ３４を介装する。図中３５は泡沫の排出ホッパー、
３６は排出パイプである。

【００２９】前記実施例において、ポンプ３４と、コン
プレッサー３１を始動すると、矢示３７、３８のよう
に、水と空気又はその他の気体がミキシングバルブ３０
に給送される。そこで公知の装置（例えば回転、又は屈
曲流路等）により水と空気又はその他の気体が強制撹拌
（ミキシング）されて、水中に微細気泡を混入したエマ
ルジョン状態（微細気泡水）となる。そこでこの微細気
泡水を矢示３９のように吹出しパイプ２９から加圧状態
で吹出すと、微細気泡７１がプール２８の水中を上昇す
るので、水中の微細汚物等を連行し、泡沫４０となって
水面に浮ぶので、これを矢示４１のように排出ホッパー
３５に集め、排出パイプ３６から外界へ排出する。この
ようにすれば、砂又はその他濾材の濾過などで濾過でき
ない微細汚物等も容易に分離することができるので、淨
水精度を向上させることができる。また水質の透明度を
向上することができる。

【００３０】前記はプールへ微細気泡水を直接吹き込む
ものであって、海獣、魚類等の展示又は飼育中でも実施
できる特質があり、同時に水中へ酸素を補給して溶存酸
素量を増加させることもできる。またオゾン塩素等の気
体も補給して溶解させることができる。

【００３１】

【実施例４】この発明のシステムを図８について説明す
る。海獣、魚類等の展示又は飼育のプール４２に給水パ
イプ４３の一端を接続し、前記給水パイプ４３には、固
形物分離用のサイクロンストレーナー４４を介装した
後、ポンプ４５を介してミキシングバルブ４６に接続す
る。ミキシングバルブ４６の吐出側を微細汚物等の分離
槽４７に接続し、前記ミキシングバルブ４６で得た微細
気泡水を加圧して吹出す。次に微細汚物等の分離槽４７
の流出側は濾過池４８に接続し、濾過池４８の吸水はサ
イホンパイプ４９を介し、ポンプ５０と送水パイプ５１
を経て前記プール４２に環流する。この場合に送水パイ
プ５１には滅菌装置５２を介装する。該滅菌装置５２は
オゾン及び塩素で滅菌できるようになっている。

【００３２】前記実施例において、前記プール４２から
矢示５３のように給水パイプ４３で取出された被処理水
は、サイクロンストレーナー４４で比較的大きい固形物
を分離した後、分離水をミキシングバルブ４６に送る。

【００３３】一方ミキシングバルブ４６には、コンプレ
ッサー５４から加圧空気又はその他の気体が矢示５５の
ように送り込まれるので、水中に微細気泡を混入した状
態の微細気泡水となり、矢示５６のように微細汚物等の
分離槽４７に移送される。微細汚物等の分離槽４７にお
いて、微細気泡に包み込んで微細汚物等を分離して、排
出し、残った処理水を矢示５７のように濾過池４８に給
水し、砂又はその他の濾材層で吸引急速濾過する。つい
で濾過水はサイホンパイプ４９を介しポンプ５０で取り
出され、送水パイプ５１から滅菌装置５２に入り、滅菌
された後、矢示５８のように送水パイプ５１を経て前記
プール４２に環流する。

【００３４】

【発明の効果】この発明は、濾材層による濾過と微細気
泡連行方式を併用するもので、それにより発生する浮上
泡沫を除外することで比較的分離し難い微細汚物等も高
い効率で分離し得る効果があると共に、濾材層にかかる
汚濁負荷の軽減に大きく寄与する。

【００３５】また濾材層において、サイホンパイプを使
用し、吸引急速濾過するので、濾過槽のヘッドを高く設
ける必要がなくなり、また受水槽を基礎下へ深く埋め込
む必要もないなど、躯体建築構造上著しい利点があり、
設置費も低廉化できると共に、基礎内大基模躯体建築の
二重床盤基礎内を有効に使用し得る効果がある。

【００３６】また微細気泡連行方式の吹出しパイプを直
接海獣、魚類等の展示又は飼育用プールの下部にパイプ
を敷設し上部水面に浮上する泡沫を除外処理すれば、海
獣、魚類等の展示又は飼育中であってもそのプールで淨
水処理できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のサイホンパイプを利用した濾過の実
施例の概念図。

【図２】同じく微細気泡を利用した実施例の一部を省略
した概念図。

【図３】同じく図２中Ａ−Ａ断面図。

【図４】同じく図２中Ｂ−Ｂ断面図。

【図５】同じく図２中Ｃ−Ｃ断面図。

【図６】同じくプールに直接泡沫を発生させる実施例の
概念図。

【図７】同じく図６の一部を省略した平面図。

【図８】同じくシステムの概念図。

【図９】従来の淨水装置の概念図。

【符号の説明】

１ 濾過槽 ２ 濾材層 ３ プール ４ 給水パイプ ５ サイホンパイプ ６ 吸水パイプ ７ ポンプ ８ 送水パイプ ９ オーバーフローパイプ １０ 淨水ライン １１ オーバーフローの受水槽 １２ 分離槽 １３ 吹出しパイプ １４ 泡沫排出ホッパー １５ スカム排出パイプ １６ スラッジ排出パイプ １７ ミキシングバルブ ２０ 転送パイプ ２２ 濾過槽 ２３ 濾材層 ２５ 吸入パイプ ２６ ポンプ ２７ トラフ ２８ プール ２９ 吹出しパイプ ３０、４６ ミキシングバルブ ３１、５４ コンプレッサー ３２ 送気パイプ ３３ 給水パイプ ３４ ポンプ ３５ 排出ホッパー ３６ 排出パイプ ４０ 泡沫 ４２ プール ４３ 給水パイプ ４４ サイクロンストレーナー ４５ ポンプ ４６ ミキシングバルブ ４７ 微細汚物等の分離槽 ４８ 濾過池 ４９ サイホンパイプ ５０ ポンプ ５１ 送水パイプ ５２ 滅菌装置 ５４ コンプレッサー ７１ 微細気泡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 35/027 Ｃ０２Ｆ 1/50 ５３１Ｒ Ｃ０２Ｆ 1/24 ５４０Ａ 1/50 ５１０ ５５０Ｈ ５２０ ５６０Ｚ ５３１ 1/78 ５４０ Ｂ０１Ｄ 23/10 Ｚ ５５０ 23/24 Ｄ ５６０ 29/08 ５２０Ａ 1/78 ５３０Ｄ ５４０Ａ 35/02 Ｃ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理水を循環させて、その循環中に重
   力開放濾過式により濾材層で吸引濾過させることを特徴
   とした水族館等における水質淨化処理方法。
2. 【請求項２】 被処理水の中に水と空気又はその他の気
   体とをミキシングした微細気泡を吹き込み、微細汚物等
   を前記微細気泡に連行させて除去すると共に、被処理水
   を循環させて、その循環中に重力開放濾過式により濾材
   層で吸引濾過させることを特徴とした水族館等における
   水質淨化処理方法。
3. 【請求項３】 プールの下部に敷設した吹出しパイプか
   ら、水と空気又はその他の気体のミキシングにより生じ
   た微細気泡水を吹き出し、水中の微細汚物等を前記微細
   気泡による泡沫に巻き込んで浮上させ、該泡沫を除去す
   ることにより透明度の向上及び淨水することを特徴とし
   た水族館等における水質淨化処理方法。
4. 【請求項４】 濾過槽の中央部に濾材層を設置し、該濾
   材層の上部へ、プールからの被処理水の給水手段を連結
   し、前記濾材層の下部へ吸水パイプの一端を開口させ、
   前記吸水パイプには、サイホンパイプを介してポンプの
   吸入側を接続し、該ポンプの吐出側には、送水パイプの
   一端を接続し、該送水パイプの他端を、前記プールに開
   口させたことを特徴とする水族館等における水質淨化処
   理装置。
5. 【請求項５】 サイホンパイプの上端の高さは、濾材層
   の上面と同等以上の高さとしたことを特徴とする請求項
   ４記載の水族館等における水質淨化処理装置。
6. 【請求項６】 プールの水を給水した処理槽の下部に水
   と空気又はその他の気体をミキシングして得た微細気泡
   水の吹出しパイプを敷設し、前記処理槽の上部へ、処理
   水と微細汚物等を含む泡沫との分離排出手段を設置し、
   前記処理水を濾過槽に給水する手段を有し、前記濾過槽
   の中央部に濾材層を設置し、前記濾材層の上部へ、前記
   処理水の給水手段を開口し、前記濾材層の下部へ吸水パ
   イプの一端を開口させ、前記吸水パイプには、サイホン
   パイプを介してポンプを接続し、該ポンプの吐出側に送
   水パイプを接続し、該送水パイプをプールに開口したこ
   とを特徴とする水族館等における水質淨化処理装置。
7. 【請求項７】 プールから給水手段によって取り出した
   被処理水から、比較的大きい固形物の除去手段を経て、
   水と空気又はその他の気体とをミキシングして得た微細
   気泡水による連行淨水手段を処理槽に連結し、該処理槽
   の微細汚物等の除去手段を経て重力開放濾過式により濾
   材層で吸引濾過する濾過手段に連結した後、オゾン等に
   よる滅菌手段を経て得た淨水を、前記プールに環流する
   淨水ラインを構成し、該淨水ラインの複数ラインを並列
   設置したことを特徴とする水族館等における水質淨化処
   理システム。