WO2014192330A1

WO2014192330A1 - 水の浄化システム、水の浄化方法、水の浄化システムの立ち上げ方法および水の浄化ユニット

Info

Publication number: WO2014192330A1
Application number: PCT/JP2014/052589
Authority: WO
Inventors: 直靖庄司
Original assignee: ホンマもんの海つくったれ株式会社
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2014-12-04
Also published as: US20160102004A1; SG11201509752RA; US9771289B2; CL2015003473A1

Abstract

　水の浄化システム（１）は、有機物を含有する飼育水（９）および酸素が存在する好気領域（９０）と、この好気領域（９０）と連通し、好気性細菌が生息する好気層（６）と、この好気層（６）に隣接して設けられ、通性嫌気性細菌が生息する通性嫌気層（５）と、この通性嫌気層（５）に隣接して設けられ、絶対嫌気性細菌が生息するとともに黒ぼく土４０により構成される絶対嫌気層（４）と、嫌気的な環境であり、絶対嫌気層（４）に生息する絶対嫌気性細菌およびこれによる生成物が流入可能な嫌気空間（３）と、この嫌気空間（３）と好気領域（９０）とを連通する連通手段としてのチューブ（１８）とを備えるように構成される。

Description

水の浄化システム、水の浄化方法、水の浄化システムの立ち上げ方法および水の浄化ユニット

　本発明は、濾過機能を補う装置を別途利用することなく、かつ半永久的ないし長期間に亘って換水処理や砂の入れ替え処理を不要とした水の浄化システム、水の浄化方法、水の浄化システムの立ち上げ方法および水の浄化ユニットに関する。

　水槽等の保持槽内で水圏生物を飼育するとその排泄物等に由来する有機物から有害なアンモニアや硝酸等が発生することから、従来より、濾過装置を用いたり、これと併せて定期的に保持槽内の飼育水を新しいものに換える換水処理や保持槽内の砂を新しいものに入れ替える入れ替え処理を行って排泄物等を除去する処理を行っている。しかしながら、例えば保持槽の上方などに取り付けるタイプの外付けの濾過装置はその設置や維持管理に費用がかかり、保持槽の規模が大きいとこの費用は莫大なものとなる。さらに、換水処理や砂の入れ替え処理は手間がかかるとともに水圏生物に少なからずダメージを与えるおそれがある。

　一般的に上記のような外付けの濾過装置を使用しない飼育システムとして例えば特許文献１に記載されているようなモナコ式の飼育システムが挙げられる。この飼育システムでは、通水性を有する板状部材を利用して上げ底を行ったうえで当該板状部材上に砂の層を設け、その層の上側に有酸素環境であるとともに光が届く好気層を形成し、下側に無酸素環境であるとともに光が届かない通性嫌気層を形成する。好気層には好気性細菌が生息し、通性嫌気層には通性嫌気性細菌が生息する。これら好気性細菌及び通性嫌気性細菌が有機物から発生した有害なアンモニア、亜硝酸及び硝酸等を分解し、濾過機能を有することから、モナコ式の飼育システムでは一般的に上記のような外付けの濾過装置を不要としている。

特開２００２－２２３６６４号公報

　しかしながら、上記のようなモナコ式の飼育システムでは、板状部材の下方すなわち保持槽の底部に好気性細菌や通性嫌気性細菌の死骸やこれらの細菌によって生成された物質が堆積していく。これらの物質には有害な硫酸イオンを含む硫黄化合物が含まれ、多量に堆積すると好気層及び通性嫌気層を通過して一気に上昇し、水圏生物を死滅させるおそれがある。このようにモナコ式の飼育システムは、濾過機能が不十分であり水圏生物の排泄物等から発生する有害物質を無害化できるものではないことから、飼育水の汚染を十分に抑制するために濾過機能を補う装置を別途に設けたり、換水処理や砂の入れ替え処理を行う必要がある。また、飼育可能な水圏生物数が限られるとともに、飼育可能な許容数以下であっても水圏生物が成長するにつれて排泄物等の量が増加して浄化能力が追いつかなくなるおそれがあることから、途中で水圏生物数を減らさなければならない場合がある。なお、浄化能力が追いつかない状態で飼育を続けると、保持槽内の全ての水圏生物が死滅してしまう。このように、水の浄化に関する器具や装置は、排泄物等の処理に関して長年にわたって目覚しい発展を遂げておらず、飼育者（管理者）に多大な負担を与えるものである。

　また前述した硫黄化合物は、水槽内に限らず、海などに設けた水圏生物の養殖場などでもそこに生息する細菌により水中の有機物が分解されて発生する可能性があるものであり、多量に発生した場合には水圏生物に被害を与えるおそれがある。

　本発明は、このような課題を有効に解決するものであって、水圏生物の排泄物等に由来する有害物質の堆積を抑制し、濾過機能を補う装置を別途設けることなく半永久的ないし長期間に亘って換水処理や砂の入れ替え処理を不要とすることが可能な水の浄化システム、水の浄化方法および水の浄化システムの立ち上げ方法を提供することを目的とする。

　また、水槽等の保持槽内や海などに設けた水圏生物の養殖場などで上記水の浄化システムおよび上記水の浄化方法を容易に実施することが可能な水の浄化ユニットを提供することを目的とする。

　本発明は、かかる目的を達成するために次のような手段を講じたものである。

　すなわち、本発明に係る水の浄化システムは、有機物および酸素が存在する好気領域と、この好気領域と連通し、好気性細菌が生息する好気層と、この好気層に隣接して設けられ、通性嫌気性細菌が生息する通性嫌気層と、この通性嫌気層に隣接して設けられ、絶対嫌気性細菌が生息するとともに土質材料により構成される絶対嫌気層と、嫌気的な環境であり、前記絶対嫌気層に生息する絶対嫌気性細菌およびこれによる生成物が流入可能な嫌気空間と、この嫌気空間と前記好気領域とを連通する連通手段とを備えることを特徴とする。

　ここで、土質材料とは、腐葉土等の自然界に存在する土と同様の性質及び機能等を有するものであればよく、自然界に存在するものだけでなく人工的に製造されたものであってもよい。土と同様の性質及び機能等を有するものとは、土と同様に絶対嫌気性細菌が生息可能であり、層状態にしたときにその層の内部を有機物及び微生物等が移動可能であるとともにその層の内部を嫌気的な環境とすることができるものを言う。このような性質及び機能等が充たされる限りにおいて、土質材料それ自体の形状は特に限定されず、土その他の粒子状のものを押し固めるなどして層状態にしてもよく、スポンジのようにそれ自体が層状態になるような１塊のものであってもよい。また、好気領域と好気層とが連通する状態とは、好気領域に有機物や酸素、水などが存在する場合にそれらが好気層に移動可能な状態をいい、嫌気空間と好気領域とが連通する状態とは、嫌気空間に絶対嫌気性細菌や硫化水素、水などが存在する場合にそれらが好気領域に移動可能な状態をいう。

　このような構成であるため、好気領域に存在する有機物は、好気層に到達した後に通性嫌気層に到達し、これらの層にそれぞれ生息する好気性細菌及び通性嫌気性細菌によって分解される。この分解物はその後、絶対嫌気層に到達して絶対嫌気性細菌により分解される。このとき、絶対嫌気性細菌であり嫌気条件下でのみ生息可能な硫酸還元菌によって硫黄化合物が硫化水素に分解されるが、このようにして発生した硫化水素は、好気領域、好気層、通性嫌気層、絶対嫌気層および嫌気空間の少なくとも何れかにおいて低害化される。ここで低害化とは、水圏生物に対する有害性を低下させることをいい、具体的には、硫酸還元菌とともに連通手段を介して好気領域に移動する過程で水中の鉄成分と反応して硫化水素よりも水圏生物に対する有害性が低い硫化鉄となったり、好気層などに生息する硫黄酸化細菌や光合成細菌等によって硫化水素よりも水圏生物に対する有害性が低い他の硫黄化合物に変換されることで低害化される。また、好気領域に移動した硫酸還元菌は硫化鉄と反応することで好気的な環境でも生息可能になり、好気層表面に到達してそこに存在する有機物量が比較的多ければ当該有機物の分解を行い、比較的少なければ休眠状態になることから、分解可能な有機物量が増加する。このように水中の有機物を分解しつつ、これにより発生した硫化水素を低害化することができることから、濾過機能を補う装置を別途設けることなく且つ半永久的ないし長期間に亘って換水処理や砂の入れ替え処理を行わなくても前記有機物に由来する有害物が堆積することを抑制することができ、水槽等の保持槽に保持された水や、海などに設けた水圏生物の養殖場などの水を浄化することができる。また、本発明に係る水の浄化システムを水圏生物の飼育に用いる場合には、水圏生物が成長しても飼育数を減少させる必要がなく、飼育可能な水圏生物の数を従来よりも多くすることができる。

　嫌気空間を容易に形成することができるとともに、長期間に亘って嫌気空間を安定した状態で維持するためには、上部が開口した中空部材の開口を、通水性を有し且つ前記土質材料の通過を遮る網目状部材により閉塞するとともに、当該中空部材及び当該網目状部材の周囲を前記土質材料で被覆して、前記中空部材の内部に前記嫌気空間を形成していることが好ましい。

　簡単且つ確実に絶対嫌気性細菌を増殖させて、十分な量の有機物を分解可能な絶対嫌気層を形成するためには、前記土質材料が、黒ぼく土であることが好適である。

　有機物を含有する水を海水と同じ弱アルカリ性に保ち、海水魚を飼育するのに適した環境に維持するとともに硫酸還元菌の活性が低下することを抑制するためには、前記好気層の表面に、珊瑚砂からなる層を設けていることが望ましい。

　嫌気空間を容易に形成する他の方法としては、前記保持槽が、その側面の下方及び底面からの光の透過を阻止する非透過部を備え、通水性を有し且つ前記土質材料の通過を遮る網目状部材を、前記保持槽の内底面と離間させて当該保持槽内の下方全面に配置するとともに、この網目状部材の上面を前記土質材料で被覆して、当該網目状部材と前記内底面との間に前記嫌気空間を形成していることが好ましい。

　本発明に係る水の浄化方法は、絶対嫌気性細菌が生息可能な土質材料を予め押し固めた塊状の第１の細菌生息可能部を水中に設置された状態にするとともに、この第１の細菌生息可能部に隣接して粒状の担体を有し通性嫌気性細菌が生息可能な第２の細菌生息可能部と、この第２の細菌生息可能部に隣接して粒状の担体を有し好気性細菌が生息可能な第３の細菌生息可能部と、嫌気的な環境であって前記第１の細菌生息可能部と連通する嫌気空間とを水中に形成し、さらに前記第３の細菌生息可能部と連通する位置に有機物および酸素が存在する好気領域を位置づけて、この好気領域と前記嫌気空間とを連通状態にし、これにより前記第１の細菌生息可能部に絶対嫌気性細菌を増殖させて絶対嫌気層を形成し、前記第２の細菌生息可能部に通性嫌気性細菌を増殖させて通性嫌気層を形成し、前記第３の細菌生息可能部に好気性細菌を増殖させて好気層を形成し、これらの細菌により前記好気領域中の有機物を分解させるとともに、前記絶対嫌気層から流出した絶対嫌気性細菌およびこれによる生成物を前記嫌気空間から前記好気領域に移動させることを特徴とする。

　ここで、第１の細菌生息可能部と嫌気空間とが連通する状態とは、第１の細菌生息可能部に絶対嫌気性細菌やその生成物、水などが存在する場合にそれらが嫌気空間に移動可能な状態をいい、好気空間と第３の細菌生息可能部とが連通する状態とは、好気空間に有機物や酸素、水などが存在する場合にそれらが第３の細菌生息可能部に移動可能な状態をいい、嫌気空間と好気領域とが連通する状態とは、嫌気空間に絶対嫌気性細菌や硫化水素、水などが存在する場合にそれらが好気領域に移動可能な状態をいう。

　このような方法であれば、第３の細菌生息可能部と連通する位置に有機物が存在する好気領域を位置づけて、この好気領域と前記嫌気空間とを連通状態にすることで、第１の細菌生息可能部に絶対嫌気性細菌が増殖して絶対嫌気層が形成され、第２の細菌生息可能部に通性嫌気性細菌が増殖して通性嫌気層が形成され、第３の細菌生息可能部に好気性細菌が増殖して好気層が形成される。そのため、本発明に係る水の浄化システムと同様に、水中の有機物を分解しつつ、これにより発生した硫化水素を低害化することができることから、濾過機能を補う装置を別途設けることなく且つ半永久的ないし長期間に亘って換水処理や砂の入れ替え処理を行わなくても前記有機物に由来する有害物が堆積することを抑制することができる。また、本発明に係る水の浄化方法を水圏生物の飼育に用いる場合には、水圏生物が成長しても飼育数を減少させる必要が無く、飼育可能な水圏生物の数を従来よりも多くすることができる。さらに予め押し固められた塊状の第１の細菌生息可能部を用いることで、上記のような硫化水素の低害化を伴う有機物の分解サイクルを所望の位置に短期間で人工的に形成することができる。

　前記水の浄化システムを立ち上げる際には、前記連通手段として筒状部材を用い、前記好気領域に有機物が存在する状態で前記好気層に光を当てながら、前記筒状部材内部に気体供給手段より気体を供給することで、前記筒状部材の内部に前記嫌気空間から前記好気層の上方に向かう水流を生じさせ、この状態を所定期間にわたって維持することが好ましい。

　また本発明に係る水の浄化ユニットは、前記水の浄化システムを構築するためのものであり、土質材料により構成され、絶対嫌気性細菌が生息可能な塊状の細菌生息可能部と、第１の開口部および第２の開口部が形成されているとともに前記細菌生息可能部の一方側から他方側に延出可能な長さを有し、前記第１の開口部を前記細菌生息可能部の一方側に臨む位置に配置した場合に、前記第２の開口部が前記細菌生息可能部の他方側において前記細菌生息可能部から所定距離離れた位置に配置される筒状部材とを有するものが挙げられる。

　このような構成であることから、有機物を含有する水中に浸漬するとともに細菌生息可能部のうち筒状部材の他端が配置されている側の面に好気層や通性嫌気層を形成すべく粒状の担体等を供給することで、閉塞空間形成手段などを利用して細菌生息可能部の一方側に閉塞空間を形成することができる。また、筒状部材が前記第１の開口部を前記細菌生息可能部の一方側に臨む位置に配置した場合に前記第２の開口部が前記細菌生息可能部から所定距離離れた位置に配置されることから、前記粒状の担体等により筒状部材の他端が塞がれることがなく、前述したような好気領域、好気層、通性嫌気層、絶対嫌気層、および好気領域と連通する嫌気空間を容易に形成することができる。また細菌生息可能部は塊状のものであり、土質材料が予め押し固められていることから、前述した絶対嫌気層を水中に容易に形成して上記のような有機物の分解サイクルが行われるようにするために必要な立ち上げ期間を短縮することができる。

　前記嫌気空間を一層容易に形成するためには、前記細菌生息可能部によって少なくとも一部が構成される閉塞手段により囲まれた閉塞空間を有し、前記筒状部材は、前記閉塞空間から前記閉塞手段を貫通して延出可能な長さを有し、前記第１の開口部を前記閉塞空間に臨む位置に配置した場合に、前記第２の開口部が前記細菌生息可能部から所定距離離れた位置に配置されることが好ましい。

　前記土質材料がばらけて細菌生息可能部の形状が崩れたり、水中に浸漬させた水の浄化ユニットから前記土質材料が流れ出すことを抑制するためには、前記細菌生息可能部のうち少なくとも前記筒状部材が突出していない側の面を、前記土質材料の通過を遮る包囲部材により被覆していることが好ましい。

　一般的な透明の水槽を利用して水の浄化システムを構成する際に、他の部材等を用いることなく閉塞空間に光が侵入することを防止するためには、前記包囲部材が遮光性を有する構成とすることが好ましい。

　前記閉塞空間に土質材料が進入することを抑制するためには、前記細菌生息可能部と前記閉塞空間との間に、通水性を有し且つ前記土質材料の通過を遮る網目状部材を設けていることが好ましい。

　上記のような水の浄化ユニットを使用して上記水の浄化システムを構築するためには通性嫌気層および好気層を形成するために粒状の担体を供給する必要がある場合があるが、この手間をなくした水の浄化ユニットとするためには、前記絶対嫌気性細菌が生息可能な細菌生息可能部を第１の細菌生息可能部とした場合に、この第１の細菌生息可能部に隣接して通性嫌気性細菌が生息可能な第２の細菌生息可能部と、この第２の細菌生息可能部に隣接して好気性細菌が生息可能な第３の細菌生息可能部とをそれぞれ形成すべく、好気性細菌および通性嫌気性細菌が生息可能な粒状の担体を更に備える構成とすることが好ましい。

　また、水の浄化ユニットの軽量化を図るためには、前記細菌生息可能部が乾燥状態であることが好ましい。

　複数の水の浄化ユニットを積み重ねて使用することを可能にしたり、海底等の凹凸のある場所にも設置しやすくするためには、設置面との間に所定の隙間を確保することが可能な支持脚を設けた構成とすることが好ましい。

　以上説明した本発明によれば、有機物に由来する有害物の堆積を抑制するとともに、細菌の働きにより有機物から発生した硫化水素を有害性の低い物質に変換するなどして低害化することで、濾過機能を補う装置の設置を不要としつつ半永久的ないし長期間に亘って換水処理や砂の入れ替え処理を不要とするために有用な水の浄化システム、水の浄化方法、水の浄化システムの立ち上げ方法および水の浄化ユニットを提供することが可能である。

本発明の第１の実施形態に係る水の浄化ユニットを示す断面図。同浄化ユニットに筒状部材などを取り付けた状態を示す断面図。同浄化ユニットにさらに第２の細菌生息可能部および第３の細菌生息可能部を取り付けた状態を示す断面図。同浄化ユニットを使用して構成した第１の実施形態に係る水の浄化システムを示す断面図。同浄化システムにおける有機物の循環を示す模式図。同浄化システムの立ち上げ方法を説明するための工程図。同浄化ユニットにさらに支持脚を取り付けた状態を示す断面図。本発明の第２の実施形態に係る水の浄化ユニットを示す断面図。同浄化ユニットに筒状部材などを取り付けた状態を示す断面図。同浄化ユニットを使用して構成した第２の実施形態に係る水の浄化システムを示す断面図。本発明の第３の実施形態に係る水の浄化ユニットを示す断面図。第１の実施形態に係る水の浄化ユニットの変形例を示す断面図。

＜第１の実施形態＞
　以下、本発明に係る第１の実施形態を、図１～図７を参照して説明する。

　図１に示すように、本発明の第１の実施形態である水の浄化ユニット１００は、水圏生物の飼育ユニットとして用いられるものであり、絶対嫌気性細菌が生息可能な塊状の細菌生息可能部１４０を含み、この細菌生息可能部１４０に一方側から他方側に貫通する貫通部としての筒状部材挿入孔４０ａが形成されている。

　細菌生息可能部１４０は、団粒構造である土質材料としての黒ぼく土４０を平面視略矩形状に押し固めて構成された乾燥状態のものである。なお乾燥状態とは、水分が全く含まれない状態だけではなく、いくらか含まれた状態も含む。このような細菌生息可能部１４０の凹部１４０に、図２に示す開口３０ｂが形成された中空部材３０を設置するとともに、筒状部材挿入孔４０ａにチューブ１８を配置し、さらに細菌生息可能部１４０の周囲を包囲部材１３１で包囲する。これによって、少なくとも一部が細菌生息可能部１４０により囲まれた閉塞空間１３０が形成されるとともに、閉塞空間１３０より延在するチューブ１８を備えたものとなる。この閉塞空間１３０は、中空部材３０により第１方向Ｘ（本実施形態では水平方向）の両側（側方）が囲まれるとともに、包囲部材１３１により第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙ（本実施形態では鉛直方向）の一方側（本実施形態では下方）、前記細菌生息可能部１４０により第２方向Ｙの他方側（本実施形態では上方）がそれぞれ囲まれている。また前記中空部材３０は第２方向Ｙの両端が開放された筒状のものであり、互いに離間して２つ設けられ、上側の開口３０ａに表面が網目状部材３２で被覆された格子状又はすのこ状の板状部材３１が載置されている。そして、このような中空部材３０の第２方向Ｙの一方側を除いた周囲は、細菌生息可能部１４０を構成する黒ぼく土４０により覆われている。網目状部材３２は、黒ぼく土４０の通過を遮りつつ通水性を有するものであり、細菌生息可能部１４０の黒ぼく土４０が上方から閉塞空間１３０に進入することを抑制する。網目状部材３２としては、このような機能を有する網目状の布類や繊維状のシート等を用いることができる。包囲部材１３１は、遮光性を有するとともに、黒ぼく土４０及び酸素の通過を遮ぎるシート状や板状のものであり、図２に示すように細菌生息可能部１４０の第１方向Ｘにおける両面１４０ｂおよび第２方向Ｙにおける一方側の面１４０ｃ、ならびに中空部材３０の第２方向Ｙの一方側を被覆する。これら包囲部材１３１、中空部材３０および細菌生息可能部１４０は、閉塞空間１３０を囲む閉塞手段１３２を構成している。なお、中空部材３０としては筒状のものに限定されず、例えば第２方向Ｙの他方側のみが開放された箱状のものを用いてもよく、この場合には中空部材３０および細菌生息可能部１４０が閉塞手段１３２を構成する。また、閉塞空間１３０の数は２つに限定されず１つ又は３つ以上であってもよい。

　連通手段（筒状部材）としてのチューブ１８は、延在方向に互いに第２の距離Ｌ２離間して第１の開口部１８ａｂと第２の開口部１８ｂａが形成されており、本実施形態では両端に開口部１８ａｂ，１８ｂａが形成されている。この開口部１８ａｂ，１８ｂａは、後述する水の浄化システム１（図４参照）において嫌気空間３と好気領域９０とを連通させることができる位置に形成されていれば特に限定されず、チューブ１８の端部でなく延在方向の中央部に形成されていてもよい。チューブ１８は、その一端１８ａが配置された閉塞空間１３０から中空部材３０を貫通して第１方向Ｘに延び、細菌生息可能部１４０内で直角に屈曲して、延出端としての他端１８ｂが細菌生息可能部１４０の第２方向Ｙにおける他方側の面１４０ａから突出している。そして、第１の開口部１８ａｂが閉塞空間１３０に臨む位置に配置されるとともに、第２の開口部ｂａが細菌生息可能部１４０から第１の距離Ｌ１離れた位置に配置される。連通手段としてはチューブ１８のほかに後述するパイプなどの筒状部材を用いることができ、これらチューブ１８やパイプの材質は特に限定されず、例えば塩化ビニル製、陶器製、鉄製、ガラス製、ゴム製のものを用いることができる。連通手段として塩化ビニル製又は陶器製のものを用いることで、後述する飼育水として海水を使用した場合でも長期間にわたって連通手段の腐食を抑制することができる。また、連通手段としては後述する保持槽の容量等に合った径のものを用いることが好ましい。また、本実施形態では各閉塞空間１３０から１本ずつチューブ１８が延びているが、各閉塞空間１３０に複数本のチューブ１８が設けられていてもよい。なお、水の浄化ユニット１００では、上述のように、チューブ１８、中空部材３０、網目状部材３２、板状部材３１および包囲部材１３１を細菌生息可能部１４０に取り付けるようにしているが、これらの少なくとも何れか１つが予め細菌生息可能部１４０に固定されていてもよい。

　また、図３に示すように、細菌生息可能部１４０を第１の細菌生息可能部１４０とした場合に、この第１の細菌生息可能部１４０の第２方向Ｙにおける他方側に隣接して、通性嫌気性細菌が生息可能な第２の細菌生息可能部１４１、及び、この第２の細菌生息可能部１４１の第２方向Ｙにおける他方側に隣接して好気性細菌が生息可能な第３の細菌生息可能部１４２を取り付ける。この第２の細菌生息可能部１４１及び第３の細菌生息可能部１４２は、粒状の担体としての砂５０等を平面視略矩形状にある程度押し固めたものである。なお、本実施形態では第２の細菌生息可能部１４１及び第３の細菌生息可能部１４２の側面には包囲部材１３１が設けられていないが、これら細菌生息可能部１４１，１４２の側面も包囲部材１３１で包囲されるようにしてもよい。また、このような第２の細菌生息可能部１４１および第３の細菌生息可能部１４２は、第１の細菌生息可能部１４０に隣接して予め形成されていてもよく、また後述する他の水の浄化ユニットに予め形成されていてもよい。

　このような水の浄化ユニット１００を使用して本発明の第１の実施形態である水の浄化システム１を構成する際には、図４に示すような透明のガラス製又はアクリル製の保持槽（水槽）２の内底面２ｃ上に水の浄化ユニット１００を載置した後、その表面（第３の細菌生息可能部１４２上）に珊瑚砂７０を供給し、珊瑚層７の上方に水圏生物（水棲生物）が生息可能な好気領域９０を形成する。このとき珊瑚砂７０はチューブ１８の他端１８ｂよりも低い位置までしか堆積させず、チューブ１８の他端１８ｂが珊瑚砂７０によって構成される珊瑚層７より突出した状態とする。珊瑚砂７０はその成分に炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を含み、これが図５に示すように飼育水９中に溶出することで飼育水９がアルカリ性に調整される。珊瑚砂７０としては例えば直径が１～３０ｍｍ程度のものを用いることができ、天然物であっても人工物であってもよい。また、後述する硫化水素低害化領域において低害化させる硫化水素量を増加させるために、鉄粉などの鉄成分を加えた細菌生息可能部１４０を備える水の浄化ユニット１００や、鉄成分を混合した砂５０等を用いてもよい。その後、保持槽２内に図４に示すように飼育水９を充填して水の浄化ユニット１００および珊瑚砂７０を飼育水９中に浸漬させる。本実施形態では水圏生物として海水魚を飼育しており、飼育水９として弱アルカリ性である天然海水や人工海水等を用いている。また、中空部材３０の開口３０ａは、前記板状部材３１を介して前記網目状部材３２により閉塞されていることから、黒ぼく土４０が中空部材３０の内部に進入することはなく、中空部材３０の内部は飼育水９で満たされた状態となる。これによって黒ぼく土４０が予め押し固められた塊状の第１の細菌生息可能部１４０を飼育水９中に設置された状態にする。なお、本実施形態では粒状の担体として砂５０を用いているが、好気性細菌や通性嫌気性細菌が生息可能なものであれば、プラスチック等の人工物や木屑、砂利などであってもよい。また、保持槽２内に飼育水９を充填するタイミングは珊瑚砂７０の供給後に限定されず、水の浄化ユニット１００の載置前や、水の浄化ユニット１００の載置後から珊瑚砂７０の供給前であってもよい。

　また、予めある程度押し固められた第２の細菌生息可能部１４１及び第３の細菌生息可能部１４２を備えない水の浄化ユニット１００を用いる場合には、この水の浄化ユニット１００を保持槽２の内底面２ｃ上に載置した後、その表面に砂５０（又は砂利）及び珊瑚砂７０を順次供給し、保持槽２内に飼育水９を充填することで（飼育水９の充填は水の浄化ユニット１００の載置前、水の浄化ユニット１００の載置後から砂５０又は珊瑚砂７０の供給前であってもよい）、第１の細菌生息可能部１４０に隣接する砂５０の層の下側が通性嫌気性が生息可能な第２の細菌生息可能部１４１となり、上側が好気性細菌が生息可能な第３の細菌生息可能部１４２となる。使用する砂５０の量としては例えば飼育水９の体積の６分の１～８分の１程度である。砂５０としては、例えば元々好気性細菌や通性嫌気性細菌が生息している海底等から採取したものを利用することができ、これによって、後述する水の浄化システム１の立ち上げにおいてこれらの細菌が好気層６及び通性嫌気層５に定着しやすくなり、立ち上げに要する時間を短くすることができる。

　なお、本実施形態では連通手段（チューブ１８）は閉塞空間１３０より上方に突出するように構成されているが、下方に突出するように構成されていてもよく、また閉塞空間１３０より側方に延びて第１の細菌生息可能部１４０の側面１４０ｂから突出する構成としてもよい。このような構成において第２の細菌生息可能部１４１および第３の細菌生息可能部１４２となる砂５０等を順次供給した場合、当該砂５０等よりチューブの他端が塞がれないようにするために、第１の細菌生息可能部１４０の側面１４０ｂ及び下面１４０ｃ等を被覆する包囲部材として、上端が第１の細菌生息可能部１４０の上面１４０ａよりも上方に位置するものを用いることが好ましい。そして、砂５０等はこの包囲部材内に堆積させるようにする。このような包囲部材を設けることで、どの程度の量の砂５０等を供給すればいいかという目安にすることもできる。なお、このような包囲部材を設ける代わりに、他端が第１の細菌生息可能部１４０の側面１４０ｂから十分に離れた位置となるような長さの長いチューブやパイプを用いるようにしてもよい。

　飼育水９の充填後、珊瑚砂７０の第２方向Ｙにおける他方側に存在する好気領域９０で水圏生物を飼育するなどして飼育水９に一定量の水圏生物由来の有機物が含まれるようにし、このような状態をある程度の期間維持することで、上方及び側方から光が届くとともに飼育水９に溶存した酸素が進入する好気的な環境となっている第３の細菌生息可能部１４２が好気層６となり、有酸素条件下で生育可能な複数の種類の好気性細菌が増殖していく。なお、水圏生物由来の有機物としては、水圏生物の排泄物や死骸等が挙げられる。好気性細菌としては、例えば光合成硫黄細菌などの硫黄酸化細菌や光合成細菌、硝化細菌等が挙げられる。また、第２の細菌生息可能部１４１は、好気層６に生息する好気性細菌によって飼育水９中の酸素が消費され、砂５０の層において下方に行くほど酸素量が少なくなることから、酸素のない又は少ない嫌気的な環境となって通性嫌気層５が生成される。この通性嫌気層５には好気層６で遮られて光もほとんど届かず、有酸素条件及び無酸素条件のどちらでも生育可能な複数の種類の通性嫌気性細菌が増殖していく。通性嫌気性細菌としては、例えば無色硫黄細菌などの硫黄酸化細菌や、硝酸還元細菌等が挙げられる。

　また、平坦な表面を有する第１の細菌生息可能部１４０は第２方向Ｙの他方側に第２の細菌生息可能部１４１および第３の細菌生息可能部１４２が存在するとともに黒ぼく土４０により側方及び下方からの光が遮られることから、光が届かず酸素が存在しない嫌気的な環境となって絶対嫌気層４が生成され、無酸素条件下で生育可能な複数の種類の絶対嫌気性細菌が増殖する。絶対嫌気性細菌としては、例えば絶対嫌気層４だけでなく通性嫌気層５でも生息可能であるとともにそれぞれ異なる働きをする複数種類の硫酸還元菌Ｂ（図５参照）等が挙げられる。これら硫酸還元菌Ｂは弱アルカリ性の環境下で活性が最も活発になる細菌である。なお、絶対嫌気層４のうち保持槽２と接している表面部分（保持槽２を透過した光を遮る部分）では、絶対嫌気性細菌の生息数は内部よりも相対的に少なくなっている。ここで第１の細菌生息可能部１４０は黒ぼく土４０により構成されており、黒ぼく土４０には元々硫酸還元菌Ｂが生息していることから、比較的短期間で第１の細菌生息可能部１４０に硫酸還元菌Ｂを増殖させて絶対嫌気層４を形成することができる。また、閉塞空間１３０は光が届かず酸素が存在しない嫌気的な環境の嫌気空間３となり、チューブ１８は嫌気空間３と好気領域９０とを直接的に連通させるものとなる。このように、好気性細菌、通性嫌気性細菌および絶対嫌気性細菌が順次増殖して微生物の連鎖循環が生じ、本実施形態において水圏生物の飼育システムとして用いられる水の浄化システム１が形成される。なお、保持槽２の上部には、図示しない水槽用エアポンプを設け、飼育水９内に酸素を供給するようにすることが好ましい。また、嫌気空間３は、容量の大きい保持槽２を用いるほど広くすることが好ましく、絶対嫌気層４を構成する黒ぼく土４０の量は、例えば飼育水９の体積の６分の１～８分の１程度にすることが好ましい。

　このような水の浄化システム１では、水圏生物由来の有機物および酸素が存在する好気領域９０は珊瑚層７を介して第３の細菌生息可能部１４２と連通する位置にあり、飼育水９中に含まれる飼育された水圏生物由来の有機物が珊瑚層７を通過して好気層６の表面に沈殿すると、この好気層６で好気性細菌により分解され、次に好気層６の下方にある通性嫌気層５で通性嫌気性細菌により分解される。前述のようにこれらの層５，６には複数の種類の好気性細菌及び通性嫌気性細菌がそれぞれ生息しており、このうち例えば好気性細菌である硝化細菌及び通性嫌気性細菌である硝酸還元細菌は、図５に示すように、有害なアンモニア（ＮＨ_３）を亜硝酸イオン（ＮＯ_２ ^－）及び硝酸イオン（ＮＯ_３ ^－）を経て無害な窒素（Ｎ_２）に分解する。これは従属栄養型脱窒又は単に脱窒と呼ばれる反応である。また、通性嫌気層５において、絶対嫌気層４から移動した一部の硫酸還元菌Ｂが従属栄養型脱窒の過程で発生した硝酸イオンを取り込み、その硫酸還元菌Ｂが元素状硫黄（ＳＯ）及び水素イオン（Ｈ^＋）を放出する。これは無機栄養型脱窒又は硫黄脱窒と呼ばれる。なお、この水素イオンにより飼育水９が中性又は酸性となった場合には、硫酸還元菌Ｂの働きが低下したり、弱アルカリ性の環境を好む水圏生物にダメージを与えるおそれがあるが、水素イオンは珊瑚砂７０から溶出した炭酸カルシウムにより中和される。水の浄化システム１の使用を開始した初期の段階ではアンモニアは従属栄養型脱窒により主に窒素に分解されるが、徐々に無機栄養型脱窒のほうが優勢になり、水の浄化システム１を使用して数年程度経過した後は、アンモニアは主に無機栄養型脱窒により分解されるようになる。さらに、従来公知の濾過装置、換水処理や砂の入れ替え処理により除去していたりん酸等の分解も別の種類の好気性細菌及び通性嫌気性細菌により行われる。

　これら好気性細菌及び通性嫌気性細菌による分解物等は、黒ぼく土４０が含むマイナスに帯電したコロイド粒子の作用により絶対嫌気層４に浸透していき、絶対嫌気層４で絶対嫌気性細菌により分解される。前述のように絶対嫌気層４には複数の種類の絶対嫌気性細菌が生息しており、このうち一部の硫酸還元菌Ｂは、図５に示すように、硫酸イオン（ＳＯ_４ ^２－）を含む硫黄化合物から硫化水素（Ｈ_２Ｓ）を生成する。絶対嫌気層４は網目状部材３２及び板状部材３１を介して嫌気空間３と連通しており、このようにして発生した一部の硫化水素及び硫酸還元菌Ｂは、網目状部材３２及び板状部材３１を通過して絶対嫌気層４から嫌気空間３に移動する。また、絶対嫌気層４では、一部の硫化水素は酸化鉄（ＦｅＯ）と反応して硫化鉄（ＦｅＳ）となって低害化される。なお、このような反応は嫌気空間３及び好気領域９０でも起こる。また、嫌気空間３では、無機栄養型脱窒により発生した元素状硫黄が図５に示すように硫化鉄と反応して二硫化鉄（ＦｅＳ_２）となる。二硫化鉄は少しずつ固形化されていき、嫌気空間３には数十年かけて黄鉄鉱やパイライトと呼ばれる二硫化鉄を成分として含むものが堆積していく。なお、このような反応は絶対嫌気層４でも起こる。また、無色硫黄細菌により図５に示すように通性嫌気層５において硫化水素より硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）が生成され、これによっても硫化水素が低害化される。なお、このような反応は絶対嫌気層４でも起こる。さらに、黒ぼく土４０には元々鉄成分が含まれており、硫化水素はこの鉄成分とも反応して硫化鉄となる。またさらに通性嫌気層５や好気層６等にも鉄成分やその他の金属成分が含まれている場合には、これらにより硫化水素などの有害物質が吸着または低害化されることもある。

　ここで絶対嫌気層４より嫌気空間３に移動した硫酸還元菌Ｂ及び硫化水素の一部は、有機物等が下の層４～６に浸透していくことで生じるわずかな水流によりチューブ１８内部を通って好気領域９０まで移動し、硫化水素は前述のように好気領域９０に存在する酸化鉄と反応して硫化鉄となる。なお、硫化水素は有害な物質であるが、チューブ１８から少しずつしか排出されず、また、酸化鉄とすばやく反応して有害性の低い硫化鉄となるため、好気領域９０において水圏生物にダメージを与えることはない。好気領域９０に移動した硫酸還元菌Ｂは、図５に示すように硫化鉄と結合した後、珊瑚層７や好気層６表面に沈殿する。前述のように硫酸還元菌Ｂは絶対嫌気性細菌であり好気条件下で生息することはできないが、硫化鉄は酸素と非常によく反応することから、表面に硫化鉄を付着させた硫酸還元菌Ｂは酸素の影響を受けず好気条件下でも生息可能なものに変化する。そして、このような硫酸還元菌Ｂは近傍に分解すべき有機物が多ければ活動して有機物の分解を行い、少なければ休眠状態となる。休眠状態の硫酸還元菌Ｂは有機物の量が増えれば活動を再開する。なお、好気領域９０に移動した全ての硫化水素が硫化鉄と反応するわけではなく、一部の硫化水素は図５に示すように好気層６において酸素（Ｏ_２）と反応して硫酸となり、飼育水９中に溶解して硫酸イオンとなったり、硫化水素のまま好気層６や通性嫌気層５に到達する。また、好気領域９０に存在する全ての硫化鉄が硫酸還元菌Ｂと結合するわけではなく、一部の硫化鉄は各細菌の働きなどにより硫酸イオンや二硫化鉄に変化することもある。さらに光合成細菌により好気領域９０や珊瑚層７、好気層６において硫化水素からこれよりも有害性の低い他の硫黄化合物が生成され、硫化水素が低害化される。このようにして水の浄化システム１では、有機物が好気層６、通性嫌気層５、絶対嫌気層４における各細菌の働きにより３段階の生物濾過が行われ、低害化されて保持槽２内を循環するとともに、好気領域９０、珊瑚層７、好気層６、通性嫌気層５、絶対嫌気層４および嫌気空間３の少なくとも何れかに細菌等の働きにより硫化水素を低害化することが可能な硫化水素低害化領域１４３（図４参照）を人工的に短期間で形成する。このような有機物を含有する飼育水９の浄化作用は、自然界（例えば海底）での浄化作用と略同一のものである。

　なお、各層４～６の厚さや溶存酸素量等によっては絶対嫌気層４の上方にさらに嫌気層が形成されて４段階の生物濾過が行われることもある。また、構成が同一であったとしても水の浄化システム１により各層に増殖する細菌の種類等が異なることがあり、増殖した細菌の種類等により前述した硫化水素の低害化に関するメカニズムのうちの少なくともいずれかが行われない、または上記以外のメカニズムで硫化水素が低害化されることもある。

　ところで、本実施形態の水の浄化システム１は、水の浄化ユニット１００を利用しなくても、水の浄化ユニット１００に相当する構造を飼育水９中に構成することで構築することが可能である。しかしながら水の浄化ユニット１００を利用しない場合には、当初から十分な数の水圏生物を飼育できるわけではなく、各細菌が各層４～６に定着して前述したような有機物の循環を安定して行えるようになるために数ヶ月程度かけて立ち上げの処理を行うことが好ましい。具体的には、水の浄化ユニット１００の代わりに、チューブ１８などの筒状部材、板状部材３１および網目状部材３２が取り付けられた中空部材３０を保持槽２の内底面２ｃに設置し、その上から黒ぼく土４０、砂５０及び珊瑚砂７０を順次供給するとともに、保持槽２内に飼育水９を充填することで図４に示すような状態にする。このとき、砂５０としては、例えば元々好気性細菌や通性嫌気性細菌が生息している海底等から採取したものを利用することが好ましく、これによって、水の浄化システム１の立ち上げにおいてこれらの細菌が好気層６及び通性嫌気層５に定着しやすくなり、立ち上げに要する時間を短くすることができる。

　そして、このような状態の水の浄化システム１を立ち上げるためには、図６に示すように、まず筒状部材に図４に示すような気体供給手段８０を取り付ける（行程Ｓ１）。この取り付け位置は、絶対嫌気層４よりも上方の範囲のうちできるだけ下方であることが好ましい。なお、気体供給手段８０は、絶対嫌気層４となる黒ぼく土４０表面に砂５０を堆積させる際に取り付けられたものであってもよい。また、保持槽２内の好気領域９０に水圏生物を放すとともに、保持槽２に少なくとも上方から光を当てる。なお、水圏生物を放したり、光を当てる処理は、適宜の行程の間で行われ、例えば行程Ｓ１の前に行われてもよい。この段階で保持槽２内に放す水圏生物の数は、立ち上げ後の水の浄化システム１で飼育可能な数よりも少なくする。また、保持槽２には図示しない蛍光灯等の光源により上方から光を当ててもよく、また、保持槽２を太陽光が入る場所に置くことで光が当たるようにしてもよい。さらに、水圏生物を放す代わりに生物由来の有機物を保持槽２内に供給するようにしてもよい。

　次に、気体供給手段８０から筒状部材へ空気の供給を開始する（行程Ｓ２）。これによって筒状部材内部の飼育水９が空気によって少しずつ上方に押し出され、筒状部材内部に嫌気空間３から好気領域９０に向かう水流が生じ、筒状部材から空気が小さな気泡として排出される。そして、これによって筒状部材の外側では好気領域９０から絶対嫌気層４に向かう水流が生じるようになる。なお、気体供給手段８０から供給する気体としては、有害なものでなければ空気に限定されない。

　この状態を維持し、筒状部材から排出される気泡の大きさを所定の期間（例えば３ヶ月～半年程度）にわたって観察して、筒状部材から排出される気泡が大きくなり、所定の大きさの気泡が排出されるようになったか否か目視で判断する（行程Ｓ３）。上記の期間では、下方に向かう水流によって、好気層６及び通性嫌気層５を構成する砂５０ならびに絶対嫌気層４を構成する黒ぼく土４０が押し固められていき、絶対嫌気層４に飼育水９が浸透しにくくなっていく。これによって、好気層６から下方に向かうほど酸素量及び入射光量が減少していくとともに、好気層６には好気性細菌、通性嫌気層５には通性嫌気性細菌、絶対嫌気層４には絶対嫌気性細菌がそれぞれ増殖していく。また、筒状部材の内部を流れる飼育水９が減少し、気体供給手段８０から供給された空気は上昇しにくくなって途中で詰まり、筒状部材から大きな気泡として排出されるようになっていく。そのため、筒状部材から所定の大きさの気泡が排出されなければ（行程Ｓ３：ＮＯ）黒ぼく土４０が十分に押し固められていないと判断して上記の状態を維持し続け、数ヶ月が経過して筒状部材から所定の大きさの気泡が排出されるようになると（行程Ｓ３：ＹＥＳ）、黒ぼく土４０が十分に押し固められた状態となっていると判断して筒状部材への空気の供給を停止する（行程Ｓ４）。この時点では、各層４～６の環境に最適な細菌が各層４～６に定着しており、気体供給手段８０を筒状部材から取り外す（行程Ｓ５）ことで水の浄化システム１の立ち上げが完了する。このような立ち上げの処理は数ヶ月程度かけて行うことが好ましい。

　なお、気体供給手段８０を用いる変わりにポンプを用い、チューブ１８などの筒状部材の他端１８ｂ（図４参照）から飼育水９を吸い上げることで筒状部材の内部に嫌気空間３から好気領域９０に向かう水流を生じさせてもよい。また、このような立ち上げ処理を行わない場合であっても、水圏生物数を制限した状態で水の浄化システム１を使用していくことで砂５０や黒ぼく土４０が徐々に押し固められていき、上記各細菌が各層４～６に増殖及び定着していくことから、上記のような立ち上げ処理は必須ではない。

　ところで、水の浄化ユニット１００には、図７に示すのように、設置面５５２としての保持槽２や他の水の浄化ユニット１００との間に所定の隙間Ｇを確保することが可能な支持脚５５１が設けられてもよい。なお、同図の水の浄化ユニット１００では支持脚５５１が水の浄化ユニット１００の下面５５０ａから延びているが、上面５５０ｂや側面５５０ｃから延びるように構成してもよい。また、水の浄化ユニット１００の下面５５０ａ又は上面５５０ｂにおいて他の水の浄化ユニット１００のチューブ１８の他端１８ｂに対応する部分を側面５５０ｃにかけて凹ませることで、支持脚５５１を設置した場合と同様に複数の水の浄化ユニット１００を適切に積み重ねることができるようにしてもよい。さらに、後述する他の水の浄化ユニットに支持脚を設けたり、他の水の浄化ユニットの表面を前述のように凹ませてもよく、当該他の水の浄化ユニットや水の浄化ユニット１００を組み合わせて積み重ねてもよい。

　また、本実施形態の水の浄化システム１では図４に示すように連通手段（チューブ１８）全体が保持槽２内に設けられているが、嫌気空間３より延在する連通手段が保持槽２の側面２ａを貫通し、保持槽２の外方を上方に延在して再度保持槽２の側面２ａを貫通することで好気領域９０まで到達する構成としてもよい。これは、後述する水の浄化システム２１０，７５０でも同様である。

　また、前記網目状部材３２が絶対嫌気層４、通性嫌気層５及び好気層６等の重さに耐えられる程度の強度を有するものであれば、板状部材３１を介在させることなく中空部材３０の上面に直接網目状部材３２を載置してもよい。

　さらに、水の浄化システム１００において包囲部材１３１が取り付けられていない第１の細菌生息可能部１４０を保持槽２の内底面２ｃ上に設置することで閉塞空間が形成されるようにしてもよい。この場合、保持槽２は水の浄化ユニット１００とともに閉塞空間を形成することが可能な閉塞空間形成手段となる。さらに、第１の細菌生息可能部１４０の黒ぼく土４０がばらばらにならないようであれば、中空部材３０、板状部材３１及び網目状部材３２の少なくとも何れかが設けられなくてもよい。

　以上のように本発明の第１の実施形態に係る水の浄化システム１は、水圏生物由来の有機物を含有する飼育水９および酸素が存在する好気領域９０と、この好気領域９０と連通し、好気性細菌が生息する好気層６と、この好気層６に隣接して設けられ、通性嫌気性細菌が生息する通性嫌気層５と、この通性嫌気層５に隣接して設けられ、絶対嫌気性細菌が生息するとともに黒ぼく土４０により構成される絶対嫌気層４と、嫌気的な環境であり、絶対嫌気層４に生息する絶対嫌気性細菌およびこれによる生成物が流入可能な嫌気空間３と、この嫌気空間３と好気領域９０とを連通する連通手段としてのチューブ１８とを備えるものである。

　このような水の浄化システム１では、飼育水９中の有機物は、好気層６に到達した後に通性嫌気層５に到達し、これらの層にそれぞれ生息する好気性細菌及び通性嫌気性細菌によって分解される。この分解物はその後、絶対嫌気層４に到達して絶対嫌気性細菌により分解される。このとき、絶対嫌気性細菌である硫酸還元菌Ｂによって硫黄化合物から硫化水素が生成されるが、このようにして発生した硫化水素は好気領域９０、好気層６、通性嫌気層５、絶対嫌気層４および嫌気空間３の少なくとも何れかに形成される硫化水素低害化領域１４３で低害化される。具体的には、硫酸還元菌Ｂとともに好気領域９０に移動する過程で飼育水９中の鉄成分と反応して硫化水素よりも水圏生物に対する有害性が低い硫化鉄（ＦｅＳ）となったり、硫化水素低害化領域１４３に生息する硫黄酸化細菌や光合成細菌等によって硫化水素よりも水圏生物に対する有害性が低い他の硫黄化合物に変換されて低害化される。また、好気領域９０に移動した硫酸還元菌Ｂは硫化鉄と反応することで好気的な環境でも生息可能になり、好気層表面に到達してそこに存在する有機物量が比較的多ければ当該有機物の分解を行い、比較的少なければ休眠状態になることから、分解可能な有機物量が増加する。このように水圏生物に由来する飼育水９に含まれる有機物を分解しつつ、これにより発生した硫化水素を低害化できることから、濾過機能を補う装置を別途設けることなく且つ半永久的ないし長期間に亘って換水処理や砂の入れ替え処理を行わなくても保持槽２内に有害物が堆積することを抑制することができ、保持槽２に保持された飼育水９を浄化することができる。また、水圏生物が成長しても飼育数を減少させる必要がなく、飼育可能な水圏生物の数を従来よりも多くすることができる。

　また、上部が開口した中空部材３０の開口３０ａを、通水性を有し且つ黒ぼく土４０の通過を遮る網目状部材３２により閉塞するとともに、中空部材３０及び網目状部材３２の周囲を黒ぼく土４０で被覆して、中空部材３０の内部に嫌気空間３を形成していることから、容易に嫌気空間３を形成することができるとともに、長期間に亘って嫌気空間３を維持することができる。

　さらに、黒ぼく土４０には元々硫酸還元菌Ｂが生息していることから、黒ぼく土４０によって絶対嫌気層４０を構成することで、簡単且つ確実に硫酸還元菌Ｂを増殖させて、十分な量の有機物を分解可能な絶対嫌気層４を形成することができる。

　併せて、好気層６の表面に、珊瑚砂７０からなる珊瑚層７を設けていることから、珊瑚砂７０から炭酸カルシウムが溶け出し、飼育水９を海水と同じ弱アルカリ性に保つことができる。そのため、保持槽２内を、海水魚を飼育するのに好適な環境に維持することができるとともに硫酸還元菌Ｂの活性が低下することを抑制できる。

　また、珊瑚砂７０の代わりに、又は珊瑚砂７０とともに、炭酸カルシウムを含有する水質調整剤、卵殻及びこれらと同様に飼育水９中に炭酸カルシウムの成分を溶出させる機能を有するもの等を使用してもよい。或いは、飼育水９が中性又は酸性となった場合に上記水質調整剤や卵殻等を投入して飼育水９を弱アルカリ性に調整してもよい。飼育水９が中性や酸性となる理由としては、排泄物等の有機物が保持槽２内に多量に存在する又は極端に少ないことなどが挙げられるが、飼育水９を弱アルカリ性に調整することで、有機物が多量に存在する場合にはそれらの分解を促進することができる。或いは、有機物が極端に少ないために分解能力が著しく低下した硫酸還元菌Ｂを再度活性化させることができる。また、保持槽２内に酸性の物質が混入しやすい状態にある場合、例えば保持槽２を屋外に設置して酸性雨が混入しやすい状態にある場合等には、上記水質調整剤や卵殻等を予め添加しておくことが好ましい。

　本発明の第１の実施形態に係る水の浄化方法は、水圏生物の飼育方法として用いられており、絶対嫌気性細菌が生息可能な土質材料としての黒ぼく土４０を予め押し固めた塊状の第１の細菌生息可能部１４０を飼育水９中に設置された状態にするとともに、この第１の細菌生息可能部１４０に隣接して粒状の担体としての砂５０を有し通性嫌気性細菌が生息可能な第２の細菌生息可能部１４１と、この第２の細菌生息可能部１４１に隣接して砂５０を有し好気性細菌が生息可能な第３の細菌生息可能部１４２と、嫌気的な環境であって前記第１の細菌生息可能部１４０と連通する嫌気空間３とを飼育水９中に形成し、さらに第３の細菌生息可能部１４２と連通する位置に水圏生物由来の有機物および酸素が存在する好気領域９０を位置づけて、この好気領域９０と嫌気空間３とを連通状態にし、これにより第１の細菌生息可能部１４０に絶対嫌気性細菌を増殖させて絶対嫌気層４を形成し、第２の細菌生息可能部１４１に通性嫌気性細菌を増殖させて通性嫌気層５を形成し、第３の細菌生息可能部１４２に好気性細菌を増殖させて好気層６を形成し、これらの細菌により有機物を分解させるとともに、前記第１の細菌生息可能部１４０から流出した絶対嫌気性細菌およびこれによる生成物を嫌気空間３から好気領域９０に移動させるものである。

　このような水の浄化方法であれば、第３の細菌生息可能部１４２と連通する位置に例えば水圏生物を飼育して水圏生物由来の有機物が存在する好気領域９０を位置づけて、この好気領域９０と嫌気空間３とを連通状態にすることで、第１の細菌生息可能部１４０に絶対嫌気性細菌が増殖して絶対嫌気層４が形成され、第２の細菌生息可能部１４１に通性嫌気性細菌が増殖して通性嫌気層５が形成され、第３の細菌生息可能部１４２に好気性細菌が増殖して好気層６が形成される。そのため、本発明に係る水の浄化システム１と同様に、水圏生物に由来する水中の有機物を分解しつつ、これにより発生した硫化水素を低害化することができることから、濾過機能を補う装置を別途設けることなく且つ半永久的ないし長期間に亘って換水処理や砂の入れ替え処理を行わなくても保持槽２内に前記有機物に由来する有害物が堆積することを抑制することができる。また、水圏生物が成長しても飼育数を減少させる必要が無く、飼育可能な水圏生物の数を従来よりも多くすることができる。さらに予め押し固められた塊状の第１の細菌生息可能部１４０を用いることで、上記のような硫化水素の低害化を伴う有機物の分解サイクルを所望の位置に短期間で人工的に形成することができる。

　上記水の浄化システム１を立ち上げる際には、連通手段として筒状部材であるチューブ１８を用い、飼育空間９０に生物由来の有機物が存在する状態で好気層６に光を当てつつチューブ１８内部に気体供給手段８０より気体を供給することで、チューブ１８の内部に嫌気空間３から好気層６の上方に向かう水流を生じさせ、この状態を所定期間にわたって維持している。

　こうすることでチューブ１８内部の飼育水９が飼育空間９０に向かって上方に流れていき、これによって飼育水９が好気層６、通性嫌気層５及び絶対嫌気層４に向かって下方に流れていく。この下方に向かう水流によって、好気層６及び通性嫌気層５を構成する砂５０ならびに絶対嫌気層４を構成する黒ぼく土４０が押し固められていき、各層４～６を通過できる飼育水９が徐々に減少して、下方の層５，６ほど酸素量や入射光量が少なくなっていく。そのため、各層４～６が好気性細菌、通性嫌気性細菌及び絶対嫌気性細菌の生育にそれぞれ適した環境となって各層４～６にこれらの細菌が十分に定着し、本水の浄化システム１を安定して立ち上げることができる。

　またこのような水の浄化方法および水の浄化システム１を実現するにあたり、黒ぼく土４０により構成され、絶対嫌気性細菌が生息可能な塊状の細菌生息可能部１４０と、この細菌生息可能部１４０によって少なくとも一部が構成される閉塞手段１３２により囲まれた閉塞空間１３０と、第１の開口部８ａｂおよび第２の開口部８ｂａが形成されているとともに閉塞空間１３０から閉塞手段１３２を貫通して延出可能な長さを有し、第１の開口部８ａｂを閉塞空間１３０に臨む位置に配置した場合に、第２の開口部８ｂａが細菌生息可能部１４０から第１の距離Ｌ１離れた位置に配置される筒状部材としてのチューブ１８とを有する水の浄化ユニット１００を用いている。

　このような構成であり、チューブ１８が第１の開口部８ａｂを閉塞空間１３０に臨む位置に配置した場合に第２の開口部８ｂａが細菌生息可能部１４０から第１の距離Ｌ１離れた位置に配置されることから、細菌生息可能部１４０のうちチューブ１８が突出している第２方向Ｙの他方側の面１４０ａに好気層６や通性嫌気層５を形成すべく砂５０等を供給した場合に第２の開口部８ｂａが砂５０等により塞がれることがなく、好気領域９０、好気層６、通性嫌気層５、絶対嫌気層４、および好気領域９０と連通する嫌気空間３を容易に形成することができる。またこのような水の浄化ユニット１００を水圏生物由来の有機物を含有する飼育水９中に浸漬することで、閉塞空間１３０が嫌気的な環境である嫌気空間３になるとともに、第１の開口部１８ａｂから第２の開口部１８ｂａに向けて絶対嫌気性細菌及びこれによる生成物が移動可能に構成される。そのため、水の浄化ユニット１００を利用することで、黒ぼく土４０を押し固めた塊状の第１の細菌生息可能部１４０を飼育水９中に容易に形成することができ、図５に示すような有機物の分解が十分に行われるようにするための立ち上げ期間を短縮することができる。

　また、細菌生息可能部１４０のうちチューブ１８が突出していない側の面としての第１方向Ｘにおける両面１４０ｂおよび第２方向Ｙにおける一方側の面１４０ｃを、土質材料の通過を遮る包囲部材１３１により被覆していることから、土質材料がばらけて細菌生息可能部１４０の形状が崩れたり、飼育水９に浸漬した水の浄化ユニット１００から土質材料が流れ出すことを抑制することができる。

　さらに、包囲部材１３１が遮光性を有するように構成したことから、水の浄化ユニット１００を利用して水の浄化システム１を構成する際に、一般的に使用される透明な保持槽２を利用した場合にも閉塞空間１３０に光が入射されることを手間なく防止することができる。

　また、水の浄化ユニット１００が、第１の細菌生息可能部１４０と閉塞空間１３０との間に、通水性を有し且つ黒ぼく土４０の通過を遮る網目状部材３２を設けたものであることから、閉塞空間１３０（嫌気空間３）に黒ぼく土４０が進入することを抑制することができる。

　さらに、このように絶対嫌気性細菌が生息可能な第１の細菌生息可能部１４０に隣接して通性嫌気性細菌が生息可能な第２の細菌生息可能部１４１と、この第２の細菌生息可能部１４１に隣接して好気性細菌が生息可能な第３の細菌生息可能部１４２とをそれぞれ形成すべく、好気性細菌および通性嫌気性細菌が生息可能な粒状の担体としての砂５０を更に備えている。このような水の浄化ユニット１００を用いることで図４に示すような好気層６および通性嫌気層５を形成するために砂５０等を供給する必要がなく、水の浄化システム１を構成するための手間を低減することができる。なお、好気層６および通性嫌気層５を形成するための粒状の担体としてそれぞれ異なる種類のものを用いてもよい。

　またさらに、水の浄化ユニット１００において少なくとも細菌生息可能部１４０が乾燥状態であることから、軽量化を図ることができ、持ち運びを容易にすることができる。

　また、水の浄化ユニット１００は、設置面５５２としての保持槽２や他の水の浄化ユニット１００との間に所定の隙間Ｇを確保することが可能な支持脚５５１が設けられていることから、チューブ１８の他端１８ｂを塞ぐことなく複数の水の浄化ユニット１００を積み重ねて設置することができ、また第２方向Ｙにおける一方側にある他の水の浄化ユニット１００の好気層６に飼育水９中の有機物および酸素を十分に侵入させることができる。このようにして水の浄化ユニット１００の個数を増やすほど、分解可能な有機物の量を増加させることができ、分解能力を向上させることができる。また、水の浄化ユニット１００を例えば海の底や河底などに設置する場合に、岩などにより多少凹凸があったとしても水の浄化ユニット１００を水平に配置しやすくすることができる。

＜第２の実施形態＞
　次に、本発明に係る第２の実施形態を、図８～図１０を参照して説明する。なお、形状および材質等が同様のものは同一の符号を付けて説明を省略している。

　この実施形態に係る水の浄化ユニット２００では、図８に示すように、土質材料により構成されて絶対嫌気性細菌が生息可能な塊状の細菌生息可能部２０２、網目状部材２０３および板状部材２０４それぞれに第２方向Ｙ（本実施形態では鉛直方向）に貫通する貫通部としての筒状部材挿入孔２０２ａ，２０３ｂ，２０４ｂが形成されている。この水の浄化ユニット２００を利用する際には、第２方向Ｙ（本実施形態では鉛直方向）の他方側（本実施形態では上方）の面全体が網目状部材２０３で覆われている略矩形状の板状部材２０４を細菌生息可能部２０２に取り付けるとともに、筒状部材挿入孔２０２ａ，２０３ｂ，２０４ｂに連通手段（筒状部材）として側面視直線状のパイプ２０６を差し込む。このパイプ２０６には、延在方向に互いに第２の距離Ｌ２離間して第１の開口部２０６ａｂと第２の開口部２０６ｂａが形成されており、本実施形態ではこれらの開口部２０６ａｂ，２０６ｂａは両端に形成されて、第１の開口部２０６ａｂが細菌生息可能部２０２の一端側に臨む位置に配置されるとともに、第２の開口部２０６ｂａが細菌生息可能部２０２の他端側において細菌生息可能部２０２から突出して第１の距離Ｌ１離れた位置に配置される。また、板状部材２０４の第２方向Ｙの一方側（本実施形態では下方）に図９に示す柱状の支持手段２０５を複数取り付けるとともに、網目状部材２０３の第２方向Ｙにおける他方側に隣接して形成した細菌生息可能部２０２の第１方向Ｘ（本実施形態では水平方向）における両面２０２ａ、網目状部材２０３の第１方向Ｘにおける両端面２０３ａ、板状部材２０４の第１方向Ｘにおける両端面２０４ａ、支持手段２０５の第２方向Ｙにおける一方側の面２０５ａと接するように包囲部材１３１を設ける。これによって、細菌生息可能部２０２及び包囲部材１３１を閉塞手段１３２とし、細菌生息可能部２０２と包囲部材１３１とで囲まれた閉塞空間２０１が形成されるとともに、パイプ２０６は、閉塞空間２０１から板状部材２０４、網目状部材２０３および細菌生息可能部２０２を貫通して延在するものとなる。このパイプ２０６の開口部２０６ａｂ，２０６ｂａは、後述する水の浄化システム２１０（図１０参照）において嫌気空間２１３と好気領域９０とを連通させることができる位置に形成されていれば特に限定されず、パイプ２０６の端部だけでなく延在方向の中央部に形成されていてもよい。なお、板状部材２０４は第１実施形態の板状部材３１と同様の材質のものを使用し、網目状部材２０３は第１実施形態の網目状部材３２と同様の材質のものを使用している。また、パイプ８は、本実施形態のように細菌生息可能部２０２を貫通するように差し込んでもよく、細菌生息可能部２０２の途中までしか差し込まないようにしてもよい。

　このような水の浄化ユニット２００を図１０に示すように保持槽２の内底面２ｃに載置した後、細菌生息可能部２０２の表面に砂５０（又は砂利）および珊瑚砂７０を順次堆積させ、さらに飼育水９を保持槽２内に充填する。また、保持槽２の側面２ａの下方及び底面２ｂに非透過部１０２を設けて、閉塞空間２０１に光が差し込むことを防止している。非透過部１０２は、例えば保持槽２の側面２ａ下方及び底面２ｂに黒色のテープやシール等を貼り付けることで設けることができる。なお、保持槽２として非透過性のものを使用する場合には非透過部１０２を設けなくてもよい。そして飼育水９中に水圏生物由来の有機物が含まれる状態をある程度の期間に亘って維持することで、細菌生息可能部（第１の生息可能部）２０２に絶対嫌気性細菌が増殖して絶対嫌気層２０７が形成される。また、砂５０の層の下側（第２の細菌生息可能部２０８）に通性嫌気性細菌が増殖して通性嫌気層５が形成されるとともに上側（第３の細菌生息可能部２０９）に好気性細菌が増殖して好気層６が形成される。また、閉塞空間２０１が嫌気的な環境となって嫌気空間２１３となる。

　このように水の浄化ユニット２００を用いることによって、上から珊瑚層７、好気層６、通性嫌気層５、絶対嫌気層２０７が形成されるとともに、絶対嫌気層２０７の下方に形成された嫌気空間２１３と好気領域９０とをパイプ２０６によって連通させた本発明の第２の実施形態に係る水の浄化システム２１０を形成することができる。このような構成の水の浄化システム２１０であっても、図４に示す前述の水の浄化システム１と同様に有機物を循環させて同様の効果を発揮することができ、硫化水素低害化領域１４３としての好気領域９０、好気層６、通性嫌気層５、絶対嫌気層２０７および嫌気空間２１３で硫化水素を低害化することができる。

　また、水の浄化ユニット２００において、支持手段２０５および包囲部材１３１を取り付けず、水の浄化ユニット２００とともに閉塞空間２０１を形成することが可能な閉塞空間形成手段としての保持槽２の内底面２ｃに、同じく閉塞空間形成手段としての複数の支柱部材を設け、このような保持槽２内に水の浄化ユニット２００を設置することで、支柱部材により板状部材２０４が内底面２ｃより持ち上げられ、細菌生息可能部２０２の第２方向Ｙにおける一方側に図１０に示すような閉塞空間２０１を形成するようにしてもよい。この場合、保持槽２としては同図に示すように非透光部１０２が形成されている、又は遮光性のあるものを用いることが好ましい。細菌生息可能部２０２の第２方向Ｙにおける一方側に形成される閉塞空間２０１は、水の浄化ユニット２５０の第２方向Ｙにおける他方側に砂５０等を堆積させるとともに保持槽２内に飼育水９を充填して水の浄化システム２１０を構成した際には嫌気空間２１３となる。なお、水の浄化ユニット２５０において細菌生息可能部２０２の黒ぼく土４０がばらばらにならないようであれば、板状部材２０４および網目状部材２０３を設けなくてもよい。

　このように水の浄化ユニット２００は、黒ぼく土４０により構成され、絶対嫌気性細菌が生息可能な塊状の細菌生息可能部２０２と、第１の開口部２０６ａｂおよび第２の開口部２０６ｂａが形成されているとともに細菌生息可能部２０２の一方側から他方側に延出可能な長さを有し、第１の開口部２０６ａｂを細菌生息可能部２０２の一方側に臨む位置に配置した場合に、第２の開口部２０６ｂａが細菌生息可能部２０２の他方側において細菌生息可能部２０２から第１の距離Ｌ離れた位置に配置される筒状部材としてのパイプ２０６とを有するものである。

　このような構成であることから、水圏生物由来の有機物を含有する飼育水９中に浸漬するとともに細菌生息可能部２０２のうちパイプ２０６の他端２０６ｂが配置されている第２方向Ｙの他方側に好気層６や通性嫌気層５を形成すべく砂５０等を供給することで、閉塞空間形成手段としての支柱部材を利用して細菌生息可能部２０２の一方側に閉塞空間２０１を形成することができる。また、パイプ２０６が第１の開口部２０６ａｂを細菌生息可能部２０２の一方側に臨む位置に配置した場合に、第２の開口部２０６ｂａが細菌生息可能部２０２から第１の距離Ｌ離れた位置に配置されることから、第２の開口部２０６ｂａが砂５０等により塞がれることがなく、好気領域９０、好気層６、通性嫌気層５、絶対嫌気層２０７、および好気領域９０と連通する嫌気空間２１３を容易に形成することができる。さらに、閉塞空間２０１が嫌気的な環境となった嫌気空間２１３にパイプ２０６の一端２０６ａが位置するとともに、好気領域９０にパイプ２０６の他端２０６ｂが位置し、前記一端２０６ａから前記他端２０６ｂに向けて絶対嫌気性細菌及びこれによる生成物が移動可能に構成される。さらに、このような水の浄化ユニット２００を用いることでも図１０に示す水の浄化システム２１０を容易に構成することが可能となる。

＜第３の実施形態＞
　次に、本発明に係る第３の実施形態を、図１１を参照して説明する。

　本発明の第３の実施形態である水の浄化ユニット３５０は、直方体状の細菌生息可能部３５３の内部に閉塞空間３５２を形成することで細菌生息可能部３５３のみにより閉塞手段３５４が形成されており、このような閉塞空間３５２内に一端２０６ａが位置し、細菌生息可能部３５３の第２方向Ｙにおける他方側の面３５３ａより第１の距離Ｌ１だけ離間した位置に他端２０６ｂが位置するように細菌生息可能部３５３を貫通させてパイプ２０６を設ける。

　また、同じく本発明の第３の実施形態である水の浄化ユニット４５０は、球状の細菌生息可能部４５１の中心部に球状に閉塞空間４５２が形成されており、この閉塞空間４５２より閉塞手段４５３としての細菌生息可能部４５１を貫通してパイプ２０６が延在し、その他端（延出端）２０６ｂに形成された第２の開口部２０６ｂａが細菌生息可能部４５１から第１の距離Ｌ１離れた位置で開口している。さらに、同じく本発明の第３の実施形態である水の浄化ユニット５００は、細菌生息可能部４５１を第１の細菌生息可能部４５１とした場合に、この第１の細菌生息可能部４５１の表面に通性嫌気性細菌が生息可能な球状の第２の細菌生息可能部５０１を形成するとともに、この第２の細菌生息可能部５０１の表面に好気性細菌が生息可能な球状の第３の細菌生息可能部５０２を形成している。なお、水の浄化ユニット３５０，４５０などのように第２の細菌生息可能部や第３の細菌生息可能部を備えないものを使用する場合には、海底などへの設置後に上記砂５０等を供給するようにしてもよく、海底の海砂３００に埋めるようにしてもよい。

＜第４の実施形態＞
　次に、本発明に係る第４の実施形態を、図１２を参照して説明する。

　図４に示す水の浄化システム１や図１０に示す水の浄化システム２１０では好気領域９０で水圏生物を飼育することで飼育水９に水圏生物由来の有機物が含まれるようにしているが、他の場所から水圏生物由来の有機物を含有する水を供給するようにしてもよく、図１２に示すように水圏生物を飼育する保持槽２０を別途に設置し、保持槽２０内の飼育水９を保持槽２内に送り込む構成としてもよい。

　具体的に、本発明の第４の実施形態に係る飼育システム７５０では、保持槽２０内の空間２９０と保持槽２内の好気領域９０とが第１の送水手段６５１及び第２の送水手段６５２によりそれぞれ繋げられている。そして、第１の送水手段６５１を介して保持槽２０内の飼育水９を保持槽２に送るとともに、第２の送水手段６５２を介して保持槽２内の飼育水９を保持槽２０に送ることができるように構成されている。第１の送水手段６５１及び第２の送水手段６５２としては、ポンプＰ１，Ｐ２と、これらのポンプＰ１，Ｐ２にそれぞれ接続され、端部が保持槽２０内の空間２９０及び保持槽２の好気領域９０にそれぞれ挿入されたホース６５１ａ，６５２ａとで構成されるものを用いている。なお、保持槽２内の飼育水９は保持槽２０内に戻さずにさらに他の場所へ送り込んでもよく、また飼育水９を各槽２，２０に送ることができればポンプＰ１，Ｐ２やホース６５１ａ，６５２ａ以外のものを用いてもよい。

　なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。

　例えば、上記水の浄化システム１，２１０で使用する飼育水９としては水圏生物の種類に応じて海水や淡水等を使用でき、また、飼育水９以外にも有機物を含む水であればあらゆるものを使用することができる。また、淡水魚を飼育する場合など飼育水９を中性又は弱酸性に保つことが好ましい場合には、弱アルカリ性に保つ場合よりも珊瑚砂７０等の使用量を少なくして飼育水９中に溶出する炭酸カルシウム量を少なくすることが好ましい。なお、飼育水９として淡水を使用する場合、絶対嫌気層４にはメタン菌が生息し、メタン菌が硫酸還元菌Ｂと同様の働きをすることになる。

　また、本発明の第１の実施形態では、嫌気空間３が２つ形成され、各嫌気空間３にチューブ１８が差し込まれているが、これらの嫌気空間３同士を筒状部等により繋いで、１つの嫌気空間３のみにチューブ１８を差し込んだ構成としてもよい。この構成では、チューブ１８が差し込まれていない嫌気空間３に存在する硫酸還元菌Ｂや硫化水素は、筒状部等を介してチューブ１８が差し込まれている嫌気空間３に移動し、この嫌気空間３を経由して飼育空間９０又は前記空間２９０に移動するようになる。

　また、第１の実施形態において形成される嫌気空間３の数は１つ又は３つ以上であってもよい。また、第１の実施形態においても第２の実施形態と同様に、保持槽２の側面２ａ下方及び底面２ｂに非透過部１０２が設けられていてもよい。こうすることで、絶対嫌気層４の側面及び下方に光が当たることを防止でき、絶対嫌気層４全体に絶対嫌気性細菌を増殖させることができる。なお、保持槽２として光を透過しないものを用いる場合には非透過部１０２を設ける必要はない。

　また、上述した水の浄化ユニット１００，２００，３５０，４５０，５００（以下これらの水の浄化ユニットをまとめて示す場合には「水の浄化ユニット１００～５００」と記載する）や水の浄化方法を、海や湖、池、河川等やこれらに設けられている水圏生物の養殖場に沈めて使用したり、実施するようにしてもよい。水圏生物の養殖場は一般的に海などの一部分を網で囲って過密状態で水圏生物を飼育しており、自然界の浄化作用を超える量の排泄物が排出されて周辺海域の汚染が問題になることがあるが、このような養殖場で水の浄化ユニット１００～５００を利用することで、自然の浄化作用と併せて排泄物などの有機物の分解量を増加させたり、硫化水素を低害化することができ、水質改善に寄与して養殖に伴う海洋汚染を抑制することができる。また、養殖している水圏生物が成長してもその数を減少させる必要が無く、また単位体積あたりにおける養殖可能な水圏生物の数を従来よりも多くすることができる。また、保持槽２としては水槽に限定されず、生簀や上方が開口した箱状に成形されたコンクリート等も使用でき、上記水の浄化システム１，２１０，７５０を生簀などでの水圏生物の養殖（飼育）のために利用してもよい。さらには、地面に穴を掘り、その穴の中に水の浄化システム１，２１０，７５０を構成してもよい。この場合、その穴を構成する土壁が保持槽２に相当するものとなる。

　また、上記水の浄化システム１，２１０，７５０の連通手段（筒状部材）や上記水の浄化ユニット１００～５００の筒状部材としては、嫌気空間３，２１３（閉塞空間１３０，２０１）と好気領域９０とを連通させることができればチューブ１８やパイプ２０６に限定されず、例えば、絶対嫌気層４、２０７や第１の細菌生息可能部１４０、２０２、３５３、４５１から第１の距離Ｌ１離れた位置に第２の開口部を有して延出可能な多孔質の岩石等であってもよい。さらに、細菌生息可能部１４０，１４１，１４２，２０２，２０８，２０９，３５３，４５１，５０１，５０２や各層４～７を貫通する孔を連通手段としてもよく、この孔に筒状部材を差し込むことなくそのまま使用するようにしてもよい。

　また、好気層６の上方にさらに海砂を黒ぼく土４０と同程度の量、堆積させてもよい。これら海砂の層や前記珊瑚層７により、好気層６を形成する砂５０の舞い上がりを抑制することができる。さらに、水圏生物として鰈、海老及び蟹等、砂を掘る習性のあるものを飼育する場合には、絶対嫌気層４，２０７の上方、例えば珊瑚層７と好気層６との間に、水圏生物の通過を遮ることが可能な大きさの網目を有するステンレス製の網を配置することが好ましい。これによって、上記水圏生物が砂５０や黒ぼく土４０を掘り返して絶対嫌気層４，２０７に酸素が侵入することや、上記水圏生物が掘った穴から絶対嫌気層４，２０７で発生した有害な硫化水素等が好気領域９０に流出してしまうことを防止できる。なお、網としては好気層６の表面全体を覆うことができる大きさ及び形状であることが好ましく、またステンレス製のものに限定されない。

　また、水の浄化ユニット１００～５００としては、第１の細菌生息可能部１４０，２０２，３５３，４５１、第２の細菌生息可能部１４１，２０８，５０１、第３の細菌生息可能部１４２，２０９，５０２が乾燥状態のものに限定されず、前記細菌が生息可能な程度に水分を含んだ状態であってもよい。また、これらの細菌生息可能部１４０，２０２，３５３，４５１，１４１，２０８，５０１，１４２，２０９，５０２に予め十分な数の前記細菌が生息した状態のものであってもよい。

　さらに本発明に係る水の浄化システム１，２１０，７５０は、外付けの濾過装置など濾過機能を補う装置の使用を必ずしも妨げるものではなく、また換水処理や砂の入れ替え処理を行うことを必ずしも妨げるものではない。さらに、保持槽２内に好気性細菌等の細菌を別途追加してもよい。

　また、上記実施形態では第１方向Ｘを水平方向とし、これと直交する第２方向Ｙを鉛直方向としているが、第１方向Ｘを鉛直方向、第２方向Ｙを水平方向としてもよく、これら以外の方向（例えば水平方向に対して傾斜した方向）としてもよい。そのため、本発明に係る水の浄化システム１，２１０，７５０としては、下方から上方に向けて好気層６、通性嫌気層５および絶対嫌気層４（２０７）の順で形成されるようなものであってもよく、また側方に向けて好気層６、通性嫌気層５および絶対嫌気層４（２０７）が形成されるようなものであってもよい。このような状況としては、例えば海の中に存在する洞窟の内壁面に本発明に係る水の浄化ユニット１００～５００を設置した場合が考えられる。

　また、本発明に係る水の浄化ユニット１００～５００は、少なくとも黒ぼく土４０が予めまとめて押し固められているものであるが、これらが分離した状態のものであってもよい。例えば、好気層６および通性嫌気層５の構成材料となる粒状の担体をブロック状に押し固めたものと、押し固められておらずバラバラの状態の黒ぼく土４０と、互いに固定されていない状態の中空部材３０、網目状部材３２及び板状部材３１と、チューブ１８又はパイプ２０６とを備えるものとしてもよい。また、好気層６および通性嫌気層５の構成材料となる粒状の担体５０も黒ぼく土４０と同様にバラバラの状態のものであってもよい。さらに水の浄化ユニット１００～５００とともに、ブロック状でなくバラバラの状態で袋詰めされた砂５０や珊瑚砂７０等が同封されたものを水の浄化ユニットとしてもよい。

　さらに、絶対嫌気性細菌、通性嫌気性細菌および好気性細菌の増殖を促進させるもの（例えばこれらの細菌自体）を水の浄化システム１，２１０，７５０を構成する際に供給するようにしてもよい。

　また、パイプ２０６等の筒状部材として伸縮可能なものを用いてもよい。これによって砂５０や珊瑚砂７０を堆積させることによって筒状部材の他端が層の中に埋もれることを防止することができる。

　その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。例えば、本明細書中に記載されていない部材であっても本発明に係る水の浄化ユニットを水中に浸漬させた際に嫌気状態にするために閉塞空間を囲むあらゆるものが閉塞手段となりうる。また、本発明に係る水の浄化ユニットとの間に閉塞空間を形成するあらゆるものが閉塞空間形成手段となりうる。さらに各実施形態の構成を適宜組み合わせたものも本発明の範囲に含まれる。

　以上に詳述した本発明によれば、水圏生物から排出された有機物に由来する有害物の堆積を抑制するとともに、細菌の働きにより水圏生物由来の有機物から発生した硫化水素を有害性の低い物質に変換するなどして低害化することで、濾過機能を補う装置の設置を不要としつつ半永久的ないし長期間に亘って換水処理や砂の入れ替え処理を不要とするために有用なものとなる。

　１、２１０、７５０・・・水の浄化システム
　２・・・保持槽
　３、２１３・・・嫌気空間
　４、２０７・・・絶対嫌気層
　５・・・通性嫌気層
　６・・・好気層
　８ａｂ、２０６ａｂ・・・第１の開口部
　８ｂａ、２０６ｂａ・・・第２の開口部
　９・・・水（飼育水）
　１８、２０６・・・連通手段、筒状部材（チューブ、パイプ）
　３０・・・中空部材
　３０ａ・・・中空部材の開口
　３２・・・網目状部材
　４０・・・土質材料（黒ぼく土）
　５０・・・粒状の担体（砂）
　７０・・・珊瑚砂
　９０・・・好気領域
　１００、２００、３５０、４５０、５００・・・水の浄化ユニット
　１０２・・・非透過部
　１３０、２０１、３５２、４５２・・・閉塞空間
　１３２・・・閉塞手段
　１４０、２０２、３５３、４５１・・・第１の細菌生息可能部
　１４１、２０８、５０１・・・第２の細菌生息可能部
　１４２、２０９、５０２・・・第３の細菌生息可能部
　２０２ａ・・・貫通部（筒状部材挿入孔）
　５５１・・・支持脚
　５５２・・・設置面
　Ｇ・・・隙間
　Ｌ１・・・所定距離（第１の距離）

Claims

　有機物を含有する水および酸素が存在する好気領域と、
　この好気領域と連通し、好気性細菌が生息する好気層と、
　この好気層に隣接して設けられ、通性嫌気性細菌が生息する通性嫌気層と、
　この通性嫌気層に隣接して設けられ、絶対嫌気性細菌が生息するとともに土質材料により構成される絶対嫌気層と、
　嫌気的な環境であり、前記絶対嫌気層に生息する絶対嫌気性細菌およびこれによる生成物が流入可能な嫌気空間と、
　この嫌気空間と前記好気領域とを連通する連通手段とを備えることを特徴とする水の浄化システム。
　上部が開口した中空部材の開口を、通水性を有し且つ前記土質材料の通過を遮る網目状部材により閉塞するとともに、当該中空部材及び当該網目状部材の周囲を前記土質材料で被覆して、前記中空部材の内部に前記嫌気空間を形成していることを特徴とする請求項１記載の水の浄化システム。
　前記土質材料が、黒ぼく土であることを特徴とする請求項２記載の水の浄化システム。
　前記好気層の表面に、珊瑚砂からなる層を設けていることを特徴とする請求項３記載の水の浄化システム。
　前記保持槽は、その側面の下方及び底面からの光の透過を阻止する非透過部を備え、
　通水性を有し且つ前記土質材料の通過を遮る網目状部材を、前記保持槽の内底面と離間させて当該保持槽内の下方全面に配置するとともに、この網目状部材の上面を前記土質材料で被覆して、当該網目状部材と前記内底面との間に前記嫌気空間を形成していることを特徴とする請求項１記載の水の浄化システム。
　絶対嫌気性細菌が生息可能な土質材料を予め押し固めた塊状の第１の細菌生息可能部を水中に設置された状態にするとともに、この第１の細菌生息可能部に隣接して粒状の担体を有し通性嫌気性細菌が生息可能な第２の細菌生息可能部と、この第２の細菌生息可能部に隣接して粒状の担体を有し好気性細菌が生息可能な第３の細菌生息可能部と、嫌気的な環境であって前記第１の細菌生息可能部と連通する嫌気空間とを水中に形成し、さらに前記第３の細菌生息可能部と連通する位置に有機物および酸素が存在する好気領域を位置づけて、この好気領域と前記嫌気空間とを連通状態にし、
　これにより前記第１の細菌生息可能部に絶対嫌気性細菌を増殖させて絶対嫌気層を形成し、前記第２の細菌生息可能部に通性嫌気性細菌を増殖させて通性嫌気層を形成し、前記第３の細菌生息可能部に好気性細菌を増殖させて好気層を形成し、これらの細菌により前記好気領域中の有機物を分解させるとともに、前記絶対嫌気層から流出した絶対嫌気性細菌およびこれによる生成物を前記嫌気空間から前記好気領域に移動させることを特徴とする水の浄化方法。
　請求項１記載の水の浄化システムの立ち上げ方法であって、
　前記連通手段として筒状部材を用い、
　前記好気領域に有機物が存在する状態で前記好気層に光を当てつつ前記筒状部材内部に気体供給手段より気体を供給することで、前記筒状部材の内部に前記嫌気空間から前記好気領域に向かう水流を生じさせ、この状態を所定期間にわたって維持することを特徴とする水の浄化システムの立ち上げ方法。
　請求項１記載の水の浄化システムを構築するための水の浄化ユニットであって、
　土質材料により構成され、絶対嫌気性細菌が生息可能な塊状の細菌生息可能部と、
　第１の開口部および第２の開口部が形成されているとともに前記細菌生息可能部の一方側から他方側に延出可能な長さを有し、前記第１の開口部を前記細菌生息可能部の一方側に臨む位置に配置した場合に、前記第２の開口部が前記細菌生息可能部の他方側において前記細菌生息可能部から所定距離離れた位置に配置される筒状部材とを有することを特徴とする水の浄化ユニット。
　前記細菌生息可能部によって少なくとも一部が構成される閉塞手段により囲まれた閉塞空間を有し、
　前記筒状部材は、前記閉塞空間から前記閉塞手段を貫通して延出可能な長さを有し、前記第１の開口部を前記閉塞空間に臨む位置に配置した場合に、前記第２の開口部が前記細菌生息可能部から所定距離離れた位置に配置されることを特徴とする請求項８記載の水の浄化ユニット。
　前記細菌生息可能部のうち少なくとも前記筒状部材が突出していない側の面を、前記土質材料の通過を遮る包囲部材により被覆していることを特徴とする請求項９記載の水の浄化ユニット。
　前記包囲部材が遮光性を有することを特徴とする請求項１０記載の水の浄化ユニット。
　前記細菌生息可能部と前記閉塞空間との間に、通水性を有し且つ前記土質材料の通過を遮る網目状部材を設けていることを特徴とする請求項１１記載の水の浄化ユニット。
　前記絶対嫌気性細菌が生息可能な細菌生息可能部を第１の細菌生息可能部とした場合に、この第１の細菌生息可能部に隣接して通性嫌気性細菌が生息可能な第２の細菌生息可能部と、この第２の細菌生息可能部に隣接して好気性細菌が生息可能な第３の細菌生息可能部とをそれぞれ形成すべく、好気性細菌および通性嫌気性細菌が生息可能な粒状の担体を更に備えていることを特徴とする請求項１２記載の水の浄化ユニット。
　前記細菌生息可能部が乾燥状態であることを特徴とする請求項１３記載の水の浄化ユニット。
　設置面との間に所定の隙間を確保することが可能な支持脚を設けていることを特徴とする請求項１４記載の水の浄化ユニット。