(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飼育槽中の飼育水中に含まれる微細な懸濁物や水中に溶存している有機物を分離するための泡沫分離装置であって、
被処理水内に水没してなり、
該被処理水を下方側から流入する内筒と、
該内筒内に配設され、微細な空気を導入する気泡混入部と、
発生する微細な泡を開口から排出すると共に分離した処理水を内筒の側壁に沿って下方側へ導く外筒と、
該外筒の開口部を閉塞する上下動自在な蓋体とからなり、
内筒内で発生した泡のエアーリフト効果により被処理水を吸引・上昇させつつ水面近傍で泡と処理水とを分離し、汚泡を、泡排出管を介して外部へ排出することを特徴とする泡沫分離装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記蓋体に覗き窓が形成してなることを特徴とする泡沫分離装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記覗き窓及び泡排出口を洗浄する洗浄手段を設けたことを特徴とする泡沫分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水族館、養殖場、実験施設における水棲生物の飼育水を浄化するための泡沫分離装置及び浄化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
水棲生物の飼育水には、微細な懸濁物（餌の食べ残し、水棲生物の老廃物（剥離した粘膜等）や排泄物を含む有機物等）や魚の排泄物として発生するアンモニア等の有害物質が絶えず大量に放出されるので、水族館の水槽等の閉鎖された空間で水棲生物を飼育するためには、飼育水を清浄に保つための浄化システムが不可欠である。
【０００３】
このような浄化システムとして最も一般的に用いられているのは、粒径の小さい砂の濾過作業を応用した砂濾過槽を備えた浄化システムである。該浄化システムにおいて、濾過槽は飼育水中の懸濁物質（ｓｓ：ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  ｓｏｌｉｄ  ；自然水中に懸濁している固形物）を除去する機能を有し、かつ砂表面に棲息した硝化菌によって水棲生物に対して極めて強い毒性を示すアンモニア態窒素及び亜硝酸態窒素を酸化して硝酸態窒素に変換する機能を有している。
【０００４】
しかしながら、かかる浄化システムでは、微細な懸濁物や水中に溶存している有機物等の汚濁物質の除去が効率的ではないので、従来より、処理水中に微細な空気を流入して発生する気泡に汚濁物質を付着させ、浮上した浮遊気泡を除去後、必要に応じてさらに濾過した後、処理水を水槽に戻すようなことが提案されている。
【０００５】
図６にその処理装置の一例を示す。
図６に示すように、水棲生物の飼育する水槽０１と、該水槽からの被処理水である原水０２をポンプＰ１  により強制的に送り、該原水０２を処理する処理槽０３とからなり、該処理槽０３内へ強制的に送られた処理水が上昇するにつれて発生する気泡に溶存する有機物の汚濁物質が同伴されて水面に浮遊する浮遊気泡０４と、汚濁物質が除去された処理水０５を水槽０１へポンプＰ２  を介して返送するようにしている。ここで、上記装置では、空気ブロア０６により発生した空気０７を散気管０８に送り、水中で気泡０９を発生している。気泡０９の上昇に伴い、循環水流０１０が発生している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記処理装置では、処理槽に循環流が発生し、気泡分離機能が損なわれていた。
また、上記処理装置では、処理槽内の液面水位を一定にする機能がないので、汚水の流出過多や過少を防ぐことができず、浮遊気泡をそのままオーバーフローさせているのでで、浮遊気泡と処理水との気液分離が良好ではなく、処理の高効率化も望まれている。また、新たな設置場所も必要であった。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑み、原水の処理におけるランニングコストの低廉化を図ると共に、気液分離の高効率化を図った泡沫分離装置及びそれを用いた水浄化システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決する［請求項１］の発明は、飼育槽中の飼育水中に含まれる微細な懸濁物や水中に溶存している有機物（汚濁物質）を分離するための泡沫分離装置であって、被処理水内に水没してなり、該被処理水を下方側から流入する内筒と、該内筒内に配設され、微細な空気を導入する気泡混入部と、発生する微細な泡を開口から排出すると共に分離した処理水を内筒の側壁に沿って下方側へ導く外筒と、該外筒の開口部を閉塞する上下動自在な蓋体とからなり、内筒内で発生した泡のエアーリフト効果により被処理水を吸引・上昇させつつ水面近傍で泡と処理水とを分離し、汚泡を、泡排出管を介して外部へ排出することを特徴とする。
【００１１】
［請求項２］の発明は、請求項１において、上記蓋体に覗き窓が形成してなることを特徴とする。
【００１２】
［請求項３］の発明は、請求項２において、上記覗き窓及び泡排出口を洗浄する洗浄手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１５】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態を図１及び図２を用いて説明する。
図１は本実施の形態にかかる泡沫分離装置の概略図である。図２はその平面図である。
【００１６】
本実施の形態にかかる泡沫分離装置は、飼育槽中の飼育水中に含まれる微細な懸濁物や水中に溶存している有機物（汚濁物質）等を分離するための泡沫分離装置１１であって、飼育水槽（以下「水槽」という）からの被処理水である原水１２を流入管１３を介して流入する内筒１４と、該内筒１４内に微細な泡１５を発生させる空気１６を空気供給管１７を介して導入する気泡混入部である散気管１８と、発生する微細な泡１５を開口から排出すると共に泡１５を分離した処理水１９を内筒１４の側壁に沿って下方側へ導く外筒２０と該外筒２０の開口部近傍において内部を閉塞する蓋体２１を設け、該蓋体２１の一部に泡排出管２２を形成してなり、装置１１の全体が飼育槽内に没水してなるものである。そして、外筒２０内の界面において気液分離し、汚濁物質を含んだ汚泡水２３を外部へ排出するようにしたものである。
【００１７】
一方、処理水１９は内筒１４に沿って下方側へ導かれ、外筒２０の下方側に設けられた開口部２４から飼育槽中へ排出される。
【００１８】
なお、本実施の形態では、泡沫分離装置を飼育槽中内へ架台２５を介して固定しつつ没水させているが、飼育槽以外に、例えば濾過槽へ処理水を一時的に貯溜する貯溜槽等に設置するようにしてもよい。
【００１９】
いずれにしても本発明では泡沫分離装置を単独で設置するスペースがないような場合においても、処理対象の被処理水内に没水させることにより、原水の処理が可能となる。
【００２０】
また、蓋体２１には、昇降手段２６が設けられており、上下動自在としており、水位の変化に追従可能としている。
【００２１】
また、上記蓋体２１と外筒１１とは外筒内部に設けたフランジ部２７と、蓋体２１のフランジ部２８とをシール部材２９を介して締結手段により締結している。
【００２２】
ここで、本実施の形態では、上記内筒１４と散気管１８とで曝気手段を構成しており、水中に溶存した有機物を微細な泡により析出させ、泡に伴って外部へ排出させると共に、溶存酸素の量を増大するようにしている。
【００２３】
ここで、上記内筒１４内に設置する散気管１８の散気部分は水面から所定距離水没させることが肝要である。
例えば、１ｍ程度の高さを有する内筒１４の場合には、少なくとも３０ｃｍ程度以上の深さに散気管１８を水没させる必要があるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２４】
また、内筒１４の上部開口部分は水面から所定の深さ下方側へ水没するほうがよい。なお、あまり水没させすぎると、気液分離が効率よく行うことができなくなるので好ましくない。
【００２５】
また、原水１２を流入する流入管１３は、被処理水の水面近傍の原水を処理する場合には、水面近傍まで立ち上げており、一方、被処理水の底近傍の原水を処理する場合には、底近傍に取水口を位置するようにしている。
なお、水面近傍の被処理水を取り入れる場合には、水位の変動に応じて高さが自在となるスライド筒１３ａを設けるようにしている。
【００２６】
また、外筒２０は縦方向に２分割として設置する際に効率よく設置させることができる。
【００２７】
このように、本発明によれば、装置内部が密閉状態としており、内筒内で発生した泡１５のエアリフト効果効果により上記処理水１９を泡と共に上昇させることにより、落差がない場合であっても、原水１２を流入・流出させることができ、従来のような供給ポンプを使用することなく、原水の効果的な浄水が可能となる。
【００２８】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態を図３を用いて説明する。
図３は本実施の形態にかかる泡沫分離装置の概略正面図である。図５はその平面図である。
【００２９】
本実施の形態にかかる泡沫分離装置は、図１に示す第１の実施の形態の装置１１と同様な構成であるが、図３に示すように、泡を含んだ汚泡水２３により汚れ等が付着した場合に、効率よく該汚れを排出するために、泡排出管２２の開口部の洗浄が可能なように洗浄装置を設けたものである。
【００３０】
図３に示すように、泡排出管２２の開口部に向かって洗浄水３１が噴霧可能なようにノズル３２が配設されており、必要に応じて洗浄水３１を噴出するようにしている。
【００３１】
また、本実施の形態では蓋２１の頂部に透明な板（例えばアクリル板等）の覗き窓２１ａを設け、内部の監視が可能としており、このような場合には、該蓋２１の内側を洗浄可能なように噴出ノズル３２が上向きに設けられている。
【００３２】
これにより、泡排出管２２を洗浄することにより、常に良好な汚泡水２３の排出が可能となる。
また、覗き窓２１ａを洗浄することにより、常に内部の状態を監視可能となる。
【００３３】
［第３の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態にかかる装置を備えた処理システムの一例を図４を用いて説明する。
図４は本実施の形態にかかる泡沫分離装置を備えた処理システムの概略図である。
【００３４】
本実施の形態にかかる処理システムは、飼育生物が飼育されている水槽４１内に泡沫分離装置１１が没水・固定されている。  上記泡沫分離装置４２は第１又は第２の実施の形態のような処置装置であり、原水中の溶存有機物等を曝気処理により分離した後、処理水１９と汚泡水２３とに分離してなるものである。ここで分離された処理水１９は再び飼育水として排出される。
【００３５】
ここで、水槽４１の水位は状況により変動しやすいため、蓋体２１は上下動することで対処することができる。
本発明では、内筒内に設置した散気管からの泡１５のエアーリフト効果により下方から流入する原水１２を引き込むことができ、ポンプを介装させることなく処理が可能となる。
【００３６】
［第４の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態にかかる装置を備えた処理システムの一例を図５を用いて説明する。
図５は本実施の形態にかかる泡沫分離装置を備えた処理システムの概略図である。
【００３７】
本実施の形態にかかる処理システムは、飼育生物が飼育されている大型水槽４１と、該大型水層から一時的に原水を溜め、濾過装置４３へ供給する貯槽４４とからる浄化システムにおいて、上記貯槽４４内に泡沫分離装置１１が没水・固定されている。
上記泡沫分離装置１１は第１又は第２の実施の形態のような処置装置であり、原水中の溶存有機物等を曝気処理により分離した後、処理水１９と汚泡水２３とに分離してなるものである。ここで分離された処理水１９は濾過装置４３へ送られここで、浄化された後、循環ライン４５により循環ポンプ４６を介して再び飼育水として利用される。
【００３８】
なお、濾過装置４３は公知の濾過手段、例えば開放方式（重力方式、バランス式）や密閉方式等を適宜を用いればよく、本発明では、何ら限定されるものではない。
また、濾過装置４３の後流側に設けた循環ポンプ４６は濾過装置の前流側としてもよく、何ら限定されるものではない。
【００３９】
また、泡沫分離装置１１において汚泡水２３として排出された分は、必要に応じて補給水４６として補給するようにしている。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、気液分離が効率よく行うことができる泡沫分離装置を提供することができる。また、エアーリフト効果により被処理水を流入・流出させることができ、従来のような供給ポンプを使用することなく、原水の浄水が可能となる。
【００４１】
また、該蓋体を上下動自在として水位の上下動があっても泡を効率よく排出するようにしている。
【００４２】
さらに、このような泡沫分離装置を用いて浄化システムを構築することにより、常に清浄な飼育水で飼育が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかる泡沫分離装置の概略図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】第２の実施の形態にかかる泡沫分離装置の概略図である。
【図４】第３の実施の形態にかかる泡沫分離装置の概略図である。
【図５】第３の実施の形態にかかる泡沫分離装置の平面図である。
【図６】従来の水浄化システムの概略図である。
【符号の説明】
１１  泡沫分離装置
１２  原水
１３  流入管
１３ａ  スライド筒
１４  内筒
１５  微細な泡
１６  空気
１７  空気供給管
１８  散気管
１９  処理水
２０  外筒
２１  蓋体
２２  泡排出管
２３  汚泡水
２４  開口部
２５  架台
２６  昇降手段
２７  フランジ部
２８  フランジ部
２９  シール部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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