(57)【要約】      （修正有）【課題】水生生物飼育用の水槽、貯水槽などの水槽、池や湖沼などにおいて、藻の成長を簡便かつ十分に抑制することができるフィルタなどの要素および装置の提供。【解決手段】第１濾過層１と、ゼオライト担持繊維シートにより構成される第２濾過層２とを含み、少なくとも第１濾過層、第２濾過層の順に処理水を通過させることを特徴とする、藻の成長を抑制するためのフィルタ１０ならびに当該フィルタを含む藻の成長を抑制するための装置。【選択図】図１
2018166466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１濾過層と、ゼオライト担持繊維シートにより構成される第２濾過層とを含み、少なくとも第１濾過層、第２濾過層の順に処理水を通過させることを特徴とする、藻の成長を抑制するためのフィルタ。
【請求項２】
前記ゼオライトの平均粒子径が１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
第１濾過層、第２濾過層がともに筒状であり、さらに筒状の第３濾過層を含み、第３濾過層を内側層として、第２濾過層、第１濾過層がこの順番で外側へ略同心円状に配置されている、請求項１または２に記載のフィルタ。
【請求項４】
第２濾過層において、ゼオライトは、繊維シートに結合材により担持されていて、ゼオライトの表面の少なくとも一部が結合材で被覆されずに露出している、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタ。
【請求項５】
第２濾過層において、ゼオライトは、繊維シートに含まれる繊維と繊維との間において結合材とともに膜状で担持されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルタ。
【請求項６】
第２濾過層において、繊維シートに担持されているゼオライトの量が１０ｇ／ｍ２以上６０ｇ／ｍ２以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタ。
【請求項７】
少なくとも請求項１〜６のいずれか１項に記載の藻の成長を抑制するためのフィルタを含む、藻の成長を抑制するための装置。
【請求項８】
第１プレフィルタをさらに含み、第１プレフィルタの濾過精度は前記藻の成長を抑制するためのフィルタの濾過精度よりも大きく、少なくとも第１プレフィルタ、前記藻の成長を抑制するためのフィルタの順に処理水を通過させる、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
第１プレフィルタは、ゼオライトを含まない、請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、藻の成長を抑制するためのフィルタおよびそれを含む装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水生生物の飼育用水槽などにおいて、富栄養化が進行すると、藻が増殖して水質が悪化する（ｐＨの変動による酸性化やアルカリ性化、汚濁、悪臭など）。藻は、植物の三大栄養素として知られているリン（Ｐ）、窒素（Ｎ）、カリウム（Ｋ）、なかでも特に窒素を大量に摂取することから、水槽中に窒素源として存在するアンモニア態窒素をゼオライトなどに吸着させて除去することで藻の増殖を抑制できることが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２１９８１９号公報
【特許文献２】特公平６−  ５３０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、ゼオライト吸着層を用いてアンモニア態窒素を吸着により除去する水槽を開示する。この水槽では、ゼオライト吸着層が微生物や有機物で目詰まりするので、微生物や有機物をオゾンで予め分解するためのオゾン発生装置を要する。しかし、このようなオゾンによる分解は煩雑である。
また、特許文献２は、ゼオライトを散布することで養殖池を清浄化する方法を開示する。このようなゼオライトを散布する方法では、散布したゼオライトで養殖池が埋まっていく。しかし、その散布したゼオライトの回収は困難であり、なおかつ藻の成長抑制も不十分である。
【０００５】
そこで、本発明では、水生生物飼育用の水槽、貯水槽などの水槽、池や湖沼などにおいて、藻の成長を簡便かつ十分に抑制することができる要素およびそれを含む装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意研究の結果、水生生物飼育用の水槽、貯水槽などの水槽において、少なくとも第１の濾過層と、ゼオライト担持繊維シートにより構成される第２濾過層とを含むフィルタを準備し、それに水を通すことによって、水中に含まれるアンモニア態窒素などの富栄養化の原因となる物質を簡便かつ容易に除去することができ、藻の成長を十分に抑制できることを見出し、発明を完成するに至った。
【０００７】
本発明は、一の要旨において、第１濾過層と、ゼオライト担持繊維シートにより構成される第２濾過層（以下、単に「第２濾過層」と呼ぶ場合もある）とを含み、少なくとも第１濾過層、第２濾過層の順に処理水を通過させることを特徴とする、藻の成長を抑制するためのフィルタを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によって、水生生物飼育用の水槽、貯水槽などの水槽、池、湖沼等において、アンモニア態窒素などの富栄養化の原因となる物質を簡便かつ容易に除去することができ、ひいては藻の成長を十分に抑制することができる。
また、本発明では、ゼオライトの交換や、廃棄、回収、ゼオライトの脱落などの問題がなく、その取り扱いが簡便である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のカートリッジ型フィルタの一実施形態を示す概略図である。
【図２】図１に示すカートリッジ型フィルタのＡ−Ａでの断面を示す概略図である。
【図３】図１に示すカートリッジ型フィルタを用いた水の濾過の例を示す概略図である。
【図４】本発明のシート型フィルタの一実施形態を示す概略図である。
【図５】図４に示すシート型フィルタを用いた水の濾過の例を示す概略断面図である。
【図６】カートリッジ型フィルタを用いた循環型の濾過システム（二段式）を示す概略図である。
【図７】カートリッジ型フィルタを用いた循環型の濾過システム（三段式）を示す概略図である。
【図８】シート型フィルタを用いた循環型の濾過システムを示す概略図である。
【図９Ａ】評価試験２において観察した１４日（二週間）経過後の貯水槽の様子を示す写真であり、貯水槽の底部の様子を示す。
【図９Ｂ】評価試験２において観察した１４日（二週間）経過後の貯水槽の様子を示す写真であり、貯水槽の水面（浮遊物）の様子を示す。
【図１０Ａ】評価試験２において観察した２５日経過後の貯水槽の様子を示す写真であり、貯水槽の底部の様子を示す。
【図１０Ｂ】評価試験２において観察した２５日経過後の貯水槽の様子を示す写真であり、貯水槽の水面（浮遊物）の様子を示す。
【図１１Ａ】評価試験３において条件Ａで観察した水槽を示す写真であり、「約２週間後」を示す。
【図１１Ｂ】評価試験３において条件Ａで観察した水槽を示す写真であり、「約４週間後」を示す。
【図１２Ａ】評価試験３において条件Ｂで観察した水槽を示す写真であり、「約２週間後」を示す。
【図１２Ｂ】評価試験３において条件Ｂで観察した水槽を示す写真であり、「約４週間後」を示す。
【図１３Ａ】評価試験３において条件Ｃで観察した水槽を示す写真であり、「約２週間後」を示す。
【図１３Ｂ】評価試験３において条件Ｃで観察した水槽を示す写真であり、「約４週間後」を示す。
【図１４】評価試験４において使用するゼオライト担持不織布（実施例１）の表面の電子顕微鏡写真（×３０００）を示す。
【図１５】評価試験４において使用するゼオライト担持不織布（実施例１）の表面の電子顕微鏡写真（×２００）を示す。
【図１６】評価試験４において使用するゼオライト担持不織布（実施例２）の表面の電子顕微鏡写真（×３０００）を示す。
【図１７】評価試験４において使用するゼオライト担持不織布（実施例２）の表面の電子顕微鏡写真（×２００）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、第１濾過層と、第２濾過層とを含み、少なくとも第１濾過層、第２濾過層の順に処理水を通過させることを特徴とする、藻の成長を抑制するためのフィルタならびに当該フィルタを含む藻の成長を抑制するための装置などに関する。
【００１１】
まず、本発明において使用する用語ならびに本発明の原理について詳しく説明する。
【００１２】
本発明において、「処理水」とは、主に水を含む液体であり、既に藻が発生している水や、藻の発生が予想され得る水などであってもよい。処理水は、淡水、汽水および海水のいずれであってもよいが、淡水または汽水が好ましく、淡水であることが特に好ましい。より具体的には、水生生物（例えば、藻を除く魚類、両生類、爬虫類など、特に淡水生物）の飼育用水槽や、貯水槽、特に屋外に設置された貯水槽などの水槽、または池や湖沼から採取した水などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、本発明において、当該フィルタを通過した処理水については「濾過水」と呼ぶ。
【００１３】
本発明において、「藻」（又は「藻類」と呼ぶ場合もある）とは、水中で生活する酸素発生型の光合成を行う生物であって、高等植物（すなわち、根、茎、葉の三器官に分化した種子植物やシダ植物）、コケ植物を除く生物の総称であり、水草（すなわち、高等植物であって、二次的に水中生活をするようになったもの）とは明確に区別できるものである。藻類は、富栄養化などが原因で、大量に発生することがあり、その場合には、汚濁して、悪臭を放つことがある。また、大量に藻が発生すると、水中の二酸化炭素（炭酸イオン）が大量に消費されて、水中のｐＨが急激に上昇してアルカリ性となり、水質が大きく変動して悪化する場合もある。
【００１４】
一般に、藻は、水草と比較して、三大栄養素であるリン（Ｐ）、窒素（Ｎ）、カリウム（Ｋ）をより大量に摂取するが、そのなかでも特に窒素を大量に摂取することが知られている。
【００１５】
水中に存在する窒素として、代表的なものとしては、アンモニウムイオン（ＮＨ４＋）の形態で存在する「アンモニア態窒素」（又はアンモニウム態窒素）などが挙げられる。
【００１６】
本発明では、三大栄養素のうち、窒素、そのなかでも特にアンモニア態窒素を除去することによって、藻の成長を有意に抑制することを目的とする。アンモニア態窒素を優先的に除去することによって、例えば、水生生物飼育用水槽では、藻の成長を抑制しつつ、水草についてはその成長を阻害しないような環境を提供することができる。当然のことながら、本発明によって水生生物に悪影響を与える可能性は殆どない。
【００１７】
さらに、アンモニア態窒素は、細菌の作用によって、亜硝酸態窒素（亜硝酸イオン（ＮＯ２−）として存在する）へと転化され、この亜硝酸態窒素は、さらに硝酸態窒素（硝酸イオン（ＮＯ３−）として存在する）へと転化され得るが、これらもまた、アンモニア態窒素と同様に、富栄養化の原因となる。これらが水中に存在すると、ｐＨが低下することから酸性化して、水質が悪化する場合がある。このような酸性環境下では、藻の成長が促進されることが一般によく知られている。従って、このような観点からも、藻の成長を抑制するためには、亜硝酸態窒素、硝酸態窒素の前駆体であるアンモニア態窒素を除去することが重要である。また、アンモニア態窒素の除去によって、水質の悪化（ｐＨの変動、汚濁、悪臭など）を抑制又は改善することもできる。
【００１８】
＜本発明のフィルタ＞
本発明のフィルタは、第１濾過層と、第２濾過層とを含み、少なくとも第１濾過層、第２濾過層の順に処理水が通過することによって、第２濾過層を構成するゼオライト担持繊維シートに担持されているゼオライトが、処理水中に含まれ得る「アンモニア態窒素」を吸着することができ、それにより、藻の成長を抑制することができる。本発明のフィルタでは、第１濾過層、第２濾過層の順で処理水を通過させることが好ましい。
【００１９】
ゼオライトとしては、アンモニア態窒素を吸着させることができるものであれば、特に制限なく使用することができ、例えば、天然ゼオライト、合成ゼオライト、人工ゼオライトなどを使用することができる。具体的には、Ａ型、Ｘ型、Ｙ型、Ｌ型、ベータ型、モルデナイト、フェリエライトなどの構造を有するゼオライト等が挙げられる。
【００２０】
ゼオライトの平均粒子径に特に制限はないが、その下限は、例えば１μｍ以上、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上であり、上限は、例えば１００μｍ以下、好ましくは６０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下である。ゼオライトの平均粒子径が１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。この場合、アンモニア態窒素をより効果的、効率的に吸着することができ、それにより、藻の成長をより効果的、効率的に抑制することができる。ゼオライトの平均粒子径は、第２濾過層を構成するゼオライト担持繊維シートに担持されているゼオライトの大きさを実際に電子顕微鏡にて測定して平均化したものであり、原料ゼオライトの平均粒子径をそのまま示すものではない。ゼオライトの平均粒子径が小さすぎると、ゼオライトの表面が接着剤などの結合材に覆われて、吸着能力が低下することがある。また、平均粒子径が大きすぎると、ゼオライトが脱落しやすくなる。
【００２１】
（第１濾過層）
第１濾過層は、処理水が第２濾過層を通過してアンモニア態窒素などを除去する前に、主に処理水中に含まれる固形物を取り除くことによりゼオライトの吸着性を確保または向上させることを目的として配置され得るものである。従って、第１濾過層の濾過精度は、第２濾過層の濾過精度よりも大きいことが望ましい。
【００２２】
第１濾過層は、処理水中に含まれる固形物を主に取り除くことができ、第２濾過層が目詰りすることを防止することができれば特に制限はなく、繊維シートから構成されることが好ましい。繊維シートは、織物、編物、不織布など、繊維から構成されるものであれば適宜使用できるが、厚みが小さく、多層構造にしても嵩張らないことから、不織布であることがより好ましい。
【００２３】
・第１濾過層に含まれる繊維シート
第１濾過層に含まれる繊維シートとして、特に制限はなく、例えば、以下の繊維から作製される不織布などの繊維シートが挙げられる。なかでも以下にて詳しく記載する芯鞘型複合繊維から作製したウェブを加熱することにより、鞘成分同士を融着させてなる不織布を使用することが好ましい。
【００２４】
繊維シートに含まれる繊維の繊度に特に制限はないが、その下限は、例えば０．９ｄｔｅｘ以上、好ましくは１．５ｄｔｅｘ以上、より好ましくは２．０ｄｔｅｘ以上であり、上限は、例えば１００ｄｔｅｘ以下、好ましくは１０ｄｔｅｘ以下、より好ましくは３．０ｄｔｅｘ以下である。繊度が０．９ｄｔｅｘ以上１００ｄｔｅｘ以下であると、適切な通水性及び濾過流量を得ることができるので好ましい。
【００２５】
繊維シートは、それらを形成する繊維のすべてが前記範囲の繊度を有することが好ましいが、本発明の所望の効果を損なわない範囲において、前記範囲外の繊維が含まれていてもよい。
【００２６】
繊維の繊維径に特に制限はないが、その下限は、例えば１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上であり、上限は、例えば５０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下である。繊維径が１０μｍ以上５０μｍ以下であると、適切な通水性及び濾過流量を得ることができるので好ましい。
【００２７】
繊維（原料又は材質）は、本発明が目的とするフィルタが得られる限り特に制限されることはない。また、繊維長に特に制限はなく、所望の用途に応じて適宜決定すればよい。
【００２８】
繊維としては、例えば、下記の繊維を含むことができる：コットン、シルクおよびウールなどの天然繊維；ビスコースレーヨン、キュプラ、および溶剤紡糸セルロース繊維（例えば、レンチングリヨセル（登録商標）およびテンセル（登録商標））等の再生繊維；ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、アクリルニトリルからなる（ポリ）アクリル系繊維、ポリカーボネート系繊維、ポリアセタール系繊維、ポリスチレン系繊維、および環状ポリオレフィン系繊維などの合成繊維。
【００２９】
繊維は、単一種類の樹脂でできている単一繊維のみならず、二種以上の樹脂でできている複合繊維（例えば、同心または偏心の芯鞘型複合繊維、海島型複合繊維、サイドバイサイド型複合繊維、分割型複合繊維など）を用いることができる。また、繊維の断面は円形であっても非円形であってもよく、非円形の形状としては、楕円形、Ｙ形、Ｘ形、井形、多葉形、多角形、星形等が挙げられる。また、繊維の断面は中空であってもよい。
【００３０】
繊維シートに含まれる繊維としては、合成繊維が好ましく、ポリエステル系繊維（ポリエチレンテレフタレート系等）、ポリオレフィン系繊維（例えば、ポリエチレン系（高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン）、ポリプロピレン系、エチレン−プロピレン系共重合体、エチレン−ブテン−１−プロピレン系三元共重合体等）、その組み合わせがより好ましい。本発明が目的とする繊維シートを得られる限り、合成繊維には、再生繊維及び／又は天然繊維を含ませることができる。
【００３１】
これらの繊維は、単独で、又は組み合わせて用いることができる。２種類の繊維を組み合わせて用いる場合、各々の繊維を単純に混合した繊維、同心又は偏心芯鞘型の複合繊維等、組み合わせの形態は、目的とする繊維シートを得ることができる限り特に制限されることはない。
【００３２】
２種類のポリオレフィン系樹脂から構成される同心又は偏心芯鞘型の複合繊維が更により好ましい。特に芯成分がポリプロピレン系樹脂であり、鞘成分が高密度ポリエチレン系樹脂である芯鞘型の複合繊維が好ましい。
【００３３】
繊維シートの繊維は、芯鞘型複合繊維を５０質量％以上含むことが好ましく、７０質量％以上含むことがより好ましく、繊維シートを形成するすべての繊維が芯鞘型複合繊維であることが特に好ましい。
【００３４】
芯鞘型複合繊維の場合、芯成分と鞘成分との複合比（芯成分：鞘成分）が質量比で８０：２０〜２０：８０であることが好ましく、７０：３０〜３０：７０であることがより好ましく、６０：４０〜４０：６０であることがさらに好ましい。
【００３５】
繊維シートが不織布である場合、そのウェブは、カードウェブ、エアレイドウェブ、湿式ウェブなどが挙げられる。カードウェブは、パラレルウェブ、セミランダムウェブ、ランダムウェブ、クロスウェブ、およびクリスクロスウェブ等が挙げられる。不織布として、例えば、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布、サーマルボンド不織布、およびケミカルボンド不織布等が挙げられる。サーマルボンド不織布としては、熱風貫通式熱処理機、熱風吹き付け式熱処理機及び赤外線式熱処理機等によって製造されたものが挙げられる。
【００３６】
繊維シートの目付は、特に制限はなく、その下限は、例えば１５ｇ／ｍ２以上、好ましくは２０ｇ／ｍ２以上、より好ましくは２５ｇ／ｍ２以上であり、上限は、例えば５０ｇ／ｍ２以下、好ましくは４０ｇ／ｍ２以下、より好ましくは３０ｇ／ｍ２以下である。繊維シートの目付が大きすぎると多層構造とする場合に、層の数を多くすることができず、濾過性能が不十分となることがある。また、目付が小さすぎるとシートの強力が小さくなることがある。
【００３７】
繊維シートの厚み（フィルタへの加工前）は、特に制限はなく、その下限は、例えば０．２５ｍｍ以上、好ましくは０．３０ｍｍ以上、より好ましくは０．３５ｍｍ以上であり、上限は、例えば１．７ｍｍ以下、好ましくは１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下である。繊維シートの厚みが大きすぎると、多層構造とする場合に、層の数を多くすることができず、濾過性能が不十分となることがある。また、厚みが小さすぎるとシートの強力が小さくなることがある。ここで、繊維シートの厚みは、厚み測定機を用いて、ＪＩＳ−Ｌ−１０９６に準じて、試料１ｃｍ２あたり３ｇの荷重を加えた状態で測定した厚みのことをいう。
【００３８】
（第２濾過層）
第２濾過層は、ゼオライト担持繊維シートにより構成され得るものであり、その基本となる繊維シート（以下、「基布」という）としては、繊維から構成され得る織物、編物、不織布などを適宜使用すればよい。
【００３９】
・第２濾過層を構成するゼオライト担持繊維シート
第２濾過層を構成するゼオライト担持繊維シートの基布としては、特に制限はなく、例えば、上記の第１濾過層に含まれるものと同様の繊維シートを使用することができる。そのなかでも不織布を使用することが好ましく、厚みが小さく、多層構造にしても嵩張らない不織布を使用することがより好ましい。特に、上記の芯鞘型複合繊維から作製したウェブを加熱することにより鞘成分同士を融着させてなる不織布を使用することが好ましい。
【００４０】
ゼオライト担持繊維シートの基布に含まれる繊維の繊度に特に制限はないが、その下限は、例えば０．９ｄｔｅｘ以上、好ましくは１．５ｄｔｅｘ以上、より好ましくは２．０ｄｔｅｘ以上であり、上限は、例えば１００ｄｔｅｘ以下、好ましくは２０ｄｔｅｘ以下、より好ましくは１０ｄｔｅｘ以下、さらに好ましくは３．０ｄｔｅｘ以下である。繊維の繊度が大きすぎるとゼオライトの担持量が少なくなることがある。また、繊度が小さすぎるとゼオライトを担持させた場合に通水性が下がり、濾過流量が下がることがある。繊維シートの基布は、それらを形成する繊維のすべてが前記範囲の繊度を有することが好ましいが、本発明の所望の効果を損なわない範囲において、前記範囲外の繊維が含まれていてもよい。繊維の繊維径に特に制限はないが、その下限は、例えば１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上であり、上限は、例えば５０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下である。繊維の繊維径が大きすぎるとゼオライトの担持量が少なくなることがある。また、繊維径が小さすぎるとゼオライトを担持させた場合に通水性が下がり、濾過流量が下がることがある。
【００４１】
ゼオライト担持繊維シートの基布の目付には、特に制限はなく、その下限は、例えば１５ｇ／ｍ２以上、好ましくは２０ｇ／ｍ２以上、より好ましくは２５ｇ／ｍ２以上であり、上限は、例えば５０ｇ／ｍ２以下、好ましくは４０ｇ／ｍ２以下（又は未満）、より好ましくは３０ｇ／ｍ２以下である。基布の目付が大きすぎると多層構造とする場合に、層の数を多くすることができず、濾過性能が不十分となることがある。また、目付が小さすぎるとシートの強力が小さくなることがある。ゼオライト担持繊維シートに含まれる繊維は、第１濾過層に含まれる繊維シートで挙げた繊維を使用するとよい。ゼオライト担持繊維シートの基布が不織布である場合、第１濾過層に含まれる繊維シートで挙げた方法によって製造するとよい。ゼオライト担持繊維シートの基布の厚みは、第１濾過層に含まれる繊維シートで挙げた厚みと同様に選択するとよい。
【００４２】
繊維シートにゼオライトを担持させることで、ゼオライトを均一に分布させることができ、より効率よくアンモニア態窒素などを吸着させることができる。また、ゼオライトの脱落を抑制することができ、吸着性能の低下を抑制することができる。
【００４３】
第２濾過層において、繊維シートに担持されているゼオライトの量としては、特に制限はなく、その下限としては、例えば１０ｇ／ｍ２以上、好ましくは１７ｇ／ｍ２以上、より好ましくは２５ｇ／ｍ２以上であり、上限としては、例えば６０ｇ／ｍ２以下、好ましくは５０ｇ／ｍ２以下、より好ましくは４５ｇ／ｍ２以下、さらにより好ましくは４０ｇ／ｍ２以下である。ゼオライトの量が１０ｇ／ｍ２以上６０ｇ／ｍ２以下であることが好ましい。ゼオライトの量が上記の範囲内であると、ゼオライトがより脱落しにくく、また、所望の吸着能力をより発揮できるなどの効果が得られる。また、ゼオライトの担持量が多いと、濾過流量が小さくなってフィルタの寿命が短くなることがあり、特にゼオライトを担持させる際に、後述するように繊維と繊維との間においてゼオライトを結合材とともに膜状で担持させる場合において、膜が繊維と繊維との間の全てを覆い尽くしやすくなり、よりフィルタの寿命が短くなることがある。また、第２濾過層１００質量％におけるゼオライトの含有量としては、特に制限はなく、その下限としては、例えば３０質量％以上、好ましくは４０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上であり、上限としては、例えば８０質量％以下、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下である。
【００４４】
本発明の形態のフィルタを得られる限り、ゼオライトの繊維シートへの担持方法は、特に制限されることはない。ゼオライトの繊維シートへの担持方法は、繊維シートに含まれる繊維の内部にゼオライトを予め担持させる（練込する）方法を含む。しかし、この方法では、ゼオライトが繊維内部に存在し得るので、例えば合成繊維等を使用するのであればゼオライトの表面を樹脂が覆い、ゼオライトによる除去効果が十分に発揮できない場合もある。そこで、任意の結合材（バインダー）（又は接着剤）を用いて、ゼオライトを繊維シートの表面に担持させることが好ましい。また、ゼオライトは多孔質構造であることから、ゼオライトの表面の少なくとも一部が結合材で被覆されずに露出した状態で繊維シートに担持されていることが特に好ましい。かかる構成では、ゼオライトの表面に存在する孔（又は細孔）が全て被覆されないから、ゼオライトによるアンモニア態窒素などの除去効果により優れる。より特にはゼオライトの表面の孔（又は細孔）が存在する箇所において少なくとも一部の孔が結合材で被覆されずに露出した状態で繊維シートに担持され、ゼオライトの表面の孔（又は細孔）が存在しない箇所においては結合材で被覆された状態で繊維シートに担持されていることが好ましい。かかる構成では、ゼオライトが脱落しにくく、かつゼオライトによるアンモニア態窒素などの除去効果により優れる。
【００４５】
結合材として、例えば、樹脂系の結合材を使用することができる。なかでも樹脂エマルジョンを使用することが好ましい。より具体的には、水性の樹脂エマルジョン（例えば、アクリル樹脂エマルジョン）を使用することができる。
【００４６】
結合材によってゼオライトを繊維シートに担持させると、通常、ゼオライトは繊維の表面に担持され得る。それに加えて、ゼオライト同士が結合材で結合されていてもよく、更に、繊維と繊維との間において、ゼオライトを結合材とともに膜状で担持させることができる。このような膜は、繊維同士の交点に基づいて延在するように形成され得る傾向にある。また、このような膜は、繊維と繊維との間の全てを覆い尽くすような態様でなくてもよく、フィルタとして適度な通水性を有するように形成されていることが好ましい。このような方法でゼオライトを繊維シートに担持させると、より多くのゼオライトを繊維シートに担持させることができ、より優れた除去効果を奏するので好ましい。このような膜においても、ゼオライトの表面の少なくとも一部が結合材で被覆されずに露出した状態であることが特に好ましい。
【００４７】
ゼオライトを繊維シートに担持させるとき、特に上述した繊維と繊維との間にゼオライトを膜状で担持させる場合には、繊維シートの平均繊維間距離が重要となることがある。平均繊維間距離は、１０μｍ〜２５０μｍであることが好ましく、３０μｍ〜２００μｍであることがより好ましく、４０μｍ〜１５０μｍであることがさらに好ましい。平均繊維間距離が１０μｍ〜２５０μｍである場合、フィルタの通水性を適度に保ちながら、膜を好ましく形成することができ、ゼオライトを適切に担持できるのでより好ましい。
なお、平均繊維間距離は、次式から算出することができる。厚み（Ｌ）については、上述の方法で測定した値を用いることができる。
【００４８】
【数１】
2018166466.tif 000003
式中
ｗは、目付（ｇ／ｍ２）を表し、
Ｌは、厚み（ｃｍ）を表し、
αｉは、ｉ番目の繊維の組成（質量％）を表し、
Ｄｔｉは、ｉ番目の繊維の繊維径（ｄｔｅｘ）を表し、
Ｆｄは、平均繊維径（μｍ）を表す。
【００４９】
（好ましい実施形態）
第１、第２濾過層は、互いに適切に一体化されていることが好ましく、本発明のフィルタは、以下にて詳細に説明するカートリッジ型フィルタであっても、シート型フィルタであってもよい。
【００５０】
［カートリッジ型フィルタ］
例えば図１〜３に示す通り、カートリッジ型フィルタ（１０）（以下、「フィルタ１０」と略記する場合もある）は、第１濾過層（１）、第２濾過層（２）、第３濾過層（３）を含み、互いに一体化されていて、筒状に構成されていることが好ましい。本発明において、第３濾過層は、任意の構成であり、存在していても存在していなくてもよいが、存在することが好ましい。
【００５１】
例えば、図１に示す通り、第１濾過層、第２濾過層、第３濾過層は、いずれも筒状であり、図１は、第３濾過層を内側層として、第２濾過層、第１濾過層がこの順番で外側方向に略同心円状に配置されているカートリッジ型フィルタを示す。本発明において「略同心円状」とは、同心円状および実質的に同心円状であって中心がずれている場合をも含む。
【００５２】
図３に示す通り、フィルタ１０は、筒状の外周面から処理水が侵入し、中央の開口を通して、濾過水が通過し得るように構成されている。従って、この例では、水は、第１濾過層、第２濾過層、第３濾過層の順に通過することができ、好ましくは、より均一にゼオライトと接触して通過することができ、より効果的、効率的にアンモニア態窒素などを除去することができる。他の態様として、第１濾過層、第２濾過層、第３濾過層の順序を逆にして、筒の内側から、第１濾過層、第２濾過層、第３濾過層の順に濾過水が通過し得るように構成されていてもよい。
【００５３】
第１濾過層、第２濾過層、第３濾過層のうち、第２濾過層は、上述の「ゼオライト担持繊維シート」から構成されていて、なかでも「ゼオライト担持不織布」から構成されていることが好ましい。第１濾過層、第３濾過層は、それぞれ独立して、繊維シート、より好ましくは不織布から構成されていることが好ましい。ここで、第３濾過層に含まれる繊維シートは、上述の第１濾過層に含まれる繊維シートと同様に作製することができる。
【００５４】
例えば、第１濾過層、第３濾過層がそれぞれ不織布から構成され、第２濾過層がゼオライト担持不織布から構成される場合、フィルタ１０は、以下のようにして製造することができる。例えば、鉄棒に第３濾過層用の不織布を必要に応じて加熱および／または加圧しながら、好ましくは加熱および加圧の両方を行いながら、第３濾過層用の不織布を巻回して円筒状の芯材（第３濾過層）を形成する。次いで、その上側に第２濾過層用のゼオライト担持不織布を必要に応じて加熱および／または加圧しながら、好ましくは加熱および加圧の両方をいずれも行うことなく巻回して円筒状の第２濾過層を形成する。さらに、その上側に第１濾過層用の不織布を必要に応じて加熱および／または加圧しながら、好ましくは加熱および加圧の両方をいずれも行うことなく巻回して円筒状の第１濾過層を形成する。最後に、必要に応じて、第１濾過層を構成する不織布が巻き戻されないように熱接着などにより不織布の端部を固定してもよく、その後、鉄棒からフィルタ１０として取り外す。このようにして製造したフィルタ１０の断面を図２に示す。尚、フィルタ１０の製造方法は、上記の方法に限定されるものではない。
【００５５】
カートリッジ型フィルタの寸法に特に制限はなく、例えば、円筒の外側直径は、下限が、例えば２０ｍｍ以上、好ましくは４０ｍｍ以上、より好ましくは６０ｍｍ以上であり、上限が、例えば１００ｍｍ以下、好ましくは８５ｍｍ以下、より好ましくは７０ｍｍ以下である。また、内側直径は、下限が、例えば９ｍｍ以上、好ましくは１５ｍｍ以上、より好ましくは２５ｍｍ以上であり、上限が、例えば４０ｍｍ以下、好ましくは３５ｍｍ以下、より好ましくは３０ｍｍ以下である。円筒の外側の長手方向の寸法は、その下限が、例えば５０ｍｍ以上、好ましくは６０ｍｍ以上、より好ましくは７０ｍｍ以上であり、上限が、例えば１０００ｍｍ以下、好ましくは７５０ｍｍ以下、より好ましくは５００ｍｍ以下である。
【００５６】
カートリッジ型フィルタの濾過精度は、その下限が、例えば１μｍ以上、好ましくは４μｍ以上、より好ましくは８μｍ以上であり、上限が、例えば２００μｍ以下、好ましくは７５μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下である。濾過精度が、上記の範囲内であると、液体中の異物をより効率よく除去し、より濾過流量の大きいフィルタを得ることができる。
【００５７】
カートリッジ型フィルタの濾過流量は、その下限が、例えば５０Ｌ／ｍ２・分以上、好ましくは１００Ｌ／ｍ２・分以上、より好ましくは３００Ｌ／ｍ２・分以上であり、上限は、例えば７００Ｌ／ｍ２・分以下、好ましくは６００Ｌ／ｍ２・分以下、より好ましくは５００Ｌ／ｍ２・分以下である。濾過流量が、上記の範囲内であると、所望のアンモニア態窒素のより高い吸着効果が得られ、なおかつフィルタの寿命をより長くするなどの効果が得られる。
【００５８】
ここで、「濾過精度」とは、ＪＩＳ  Ｚ  ８９０１に準ずる試験用粉体（ＪＩＳ粉体７種）を用いて測定した捕集効率が９５％になる粒径を意味する。「濾過流量」とは、ＪＩＳ  Ｚ８９０１に準ずる試験用粉体（ＪＩＳ粉体７種）を水に分散させて濃度５０ｐｐｍの試験用懸濁液を調製し、この試験用懸濁液を均一に撹拌しながら、４０リットル／分の流量でフィルタを通過させて、この流量を維持するための通液圧力が０．２ＭＰａになったときの総通液量（リットル）を意味する。詳細な測定方法は後述の通りである。
【００５９】
カートリッジ型フィルタ１本あたり、例えば１０ｇ〜１００ｇ、好ましくは１５ｇ〜７０ｇ、より好ましくは２０ｇ〜４０ｇのゼオライトを含む。上記の範囲内であると、より好適な吸着能力を達成することができる。またカートリッジ型フィルタ１００質量％あたり、例えば５質量％〜５０質量％、好ましくは８質量％〜４０質量％、より好ましくは１０質量％〜２０質量％のゼオライトを含む。
【００６０】
他の態様として、第１濾過層用の繊維シートと、第２濾過層用のゼオライト担持繊維シートとを重ねて、好ましくは第１濾過層用の繊維シートが外側に配置され得るように、これら２枚のシートを同時に巻回して、第１濾過層用の繊維シートと、第２濾過層用のゼオライト担持繊維シートとが交互に配置されて積層されたカートリッジ型フィルタを製造して使用してもよい。この場合、処理水は、第２濾過層から第１濾過層に通過することもあるが、処理水は、少なくとも第１濾過層、第２濾過層の順に通過することができる。
【００６１】
［シート型フィルタ］
例えば図４、５に示す通り、シート型フィルタ（２０）（以下、「フィルタ２０」と略記する場合もある）は、少なくとも第１濾過層（２１）、第２濾過層（２２）を含み、必要に応じて互いに一体化されてシート状に構成されていることが好ましい。
【００６２】
シート型フィルタでは、第１濾過層（２１）が上述の第１濾過層用の繊維シートを１〜８枚重ねて含むことが好ましく、第２濾過層（２２）が上述のゼオライト担持繊維シートを１〜８枚重ねて含むことが好ましい。第１濾過層に含まれる複数の繊維シートは、同一または異なっていてもよく、第２濾過層に含まれる複数のゼオライト担持繊維シートも、同一または異なっていてもよい。第１濾過層（２１）は、第２濾過層（２２）の上面に配置されていて、その端部、特に長手方向に沿って、互いに結合されていることが好ましい。結合方法や結合位置に特に制限はなく、物理的および／または化学的に結合していればよく、熱接着により結合していることが好ましい。このようなシート型フィルタでは、より均一にゼオライトと処理水とが接触して処理水が通過することができ、より効率的、効果的にアンモニア態窒素を除去することができる。
【００６３】
図５に示す通り、処理水は、少なくとも第１濾過層（２１）、第２濾過層（２２）の順に通過することができる。
【００６４】
別の態様として、第１濾過層用の繊維シートと、第２濾過層用のゼオライト担持繊維シートとを、交互に合計で例えば２〜１６枚を重ねて配置してもよい。あるいは、第１濾過層用の繊維シート同士、第２濾過層用のゼオライト担持繊維シート同士をそれぞれ１〜８枚重ねて交互に複数段で配置してもよい。これらの場合、処理水は、第２濾過層から第１濾過層に通過することもあるが、少なくとも第１濾過層、第２濾過層の順に通過することができる。
【００６５】
シート型フィルタの寸法に特に制限はなく、例えば、長手方向の寸法は、その下限が、例えば８０ｍｍ以上、好ましくは１１０ｍｍ以上、より好ましくは１３０ｍｍ以上であり、上限が、例えば３５０ｍｍ以下、好ましくは３００ｍｍ以下、より好ましくは２５０ｍｍ以下である。また、幅方向の寸法（長手方向の寸法を横切る方向の寸法）は、その下限が、例えば５０ｍｍ以上、好ましくは７５ｍｍ以上、より好ましくは１００ｍｍ以上であり、上限が、例えば２５０ｍｍ以下、好ましくは２００ｍｍ以下、より好ましくは１５０ｍｍ以下である。
【００６６】
シート型フィルタの濾過精度は、その下限が、例えば５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１５μｍ以上であり、上限が、例えば２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。濾過精度が、上記の範囲内であると、液体中の異物をより効率よく除去し、より濾過流量の大きいフィルタを得ることができる。
【００６７】
シート型フィルタの濾過流量は、その下限が、例えば１０００Ｌ／ｍ２・分以上、好ましくは２０００Ｌ／ｍ２・分以上、より好ましくは３０００Ｌ／ｍ２・分以上であり、上限が、例えば１００００Ｌ／ｍ２・分以下、好ましくは７５００Ｌ／ｍ２・分以下、より好ましくは５０００Ｌ／ｍ２・分以下である。濾過流量が、上記の範囲内であると、所望のアンモニア態窒素のより高い吸着効果が得られ、なおかつフィルタの寿命をより長くするなどの効果が得られる。
【００６８】
シート型フィルタ１００質量％あたり、例えば１５質量％〜６５質量％、好ましくは２５質量％〜５５質量％、より好ましくは３０質量％〜４５質量％のゼオライトを含む。上記の範囲内であると、ゼオライトがより脱落しにくく、また、所望の吸着能力をより発揮することができるなどの効果を得ることができる。
【００６９】
＜装置＞
さらに、本発明は、藻の成長を抑制するための装置に関する。本発明の装置は、上記の少なくともアンモニア態窒素を除去することができる藻の成長を抑制するためのフィルタを含むものであれば、他の構成に特に制限はない。例えば、以下にて説明するシステムまたは方法で使用することができるように、他の構成として、例えば、水槽（水生生物飼育用水槽、貯水槽など）や、ポンプ、循環ライン（取水ライン、排水ライン、中間接続ラインなど）、他のフィルタ（プレフィルタなど）や、フィルタを収容するためのハウジングなどを、必要に応じて適宜含んでいてもよい。また、本発明の装置は、上記の構成を含むキットとして提供されていてもよい。本発明の装置や上記構成を含むキットは、池・湖沼などにも好ましく利用することができる。
【００７０】
このような装置としては、例えば以下の形態であってよい。
・第１の装置
第１の装置は、少なくとも本発明の藻の成長を抑制するためのフィルタを含み、さらに第１プレフィルタを含み、第１プレフィルタの濾過精度は前記藻の成長を抑制するためのフィルタの濾過精度よりも大きいことを特徴とする。第１の装置において、第１プレフィルタ、藻の成長を抑制するためのフィルタの順に処理水を通過させることが好ましい。
・第２の装置
第２の装置は、少なくとも本発明の藻の成長を抑制するためのフィルタを含み、さらに第１プレフィルタと、第２プレフィルタとを含み、第１プレフィルタの濾過精度は第２プレフィルタの濾過精度よりも大きく、第２プレフィルタの濾過精度は前記藻の成長を抑制するためのフィルタの濾過精度よりも大きいことを特徴とする。第２の装置において、第１プレフィルタ、第２プレフィルタ、藻の成長を抑制するためのフィルタの順に処理水を通過させることが好ましい。
・第３の装置
第３の装置は、少なくとも本発明の藻の成長を抑制するためのフィルタを含み、さらに袋状の第１プレフィルタを含み、第１プレフィルタの袋内に前記藻の成長を抑制するためのフィルタが収容されていて、第１プレフィルタの濾過精度は前記藻の成長を抑制するためのフィルタの濾過精度よりも大きいことを特徴とする。第３の装置において、第１プレフィルタ、藻の成長を抑制するためのフィルタの順に処理水を通過させることが好ましい。
【００７１】
本発明の藻の成長を抑制するためのフィルタを上述の装置で水を循環させながら使用すると、時間の経過とともに枯れた藻が増える傾向にあり、このような枯れた藻を含む水が再び本発明のフィルタを通過すると、フィルタが目詰まりを起こしてフィルタの寿命が極端に短くなる恐れがある。このような場合、アンモニア態窒素を吸着または除去する能力を有するにもかかわらず、フィルタを交換する必要があり、もはやそれ以上に藻の成長抑制を達成することが難しくなる。そこで、上述のようにプレフィルタを配置することによって、本発明のフィルタの寿命を長くすることができ、ひいては藻の成長抑制をさらに高いレベルで達成することができる。
【００７２】
さらに、本発明のフィルタは、例えば、図６〜８に示す循環型の濾過システムおよび方法において使用することができる。
【００７３】
・第１のシステム
図６は、カートリッジ型フィルタを用いた循環型の濾過システム（二段式）を示す（以下、「第１のシステム」と呼ぶ）。第１のシステムは、少なくとも水槽Ｔ１、ポンプＰ１、以下にて説明するカートリッジ型の第１プレフィルタを収容した第１ハウジング１０１、本発明のカートリッジ型フィルタを収容した第２ハウジング１０２および循環ラインを含む。第１のシステムでは、水を循環させながら、本発明のフィルタによって、処理水を濾過することができる。第１ハウジング１０１は、カートリッジ型の第１プレフィルタを収容することができ、第２ハウジング１０２は、本発明のカートリッジ型フィルタを収容することができるように構成されている。なお、ポンプＰ１の位置は、図示する場所に限定されるものでなく、任意の場所に適切に配置されていればよい。
【００７４】
第１プレフィルタの濾過精度は、本発明のフィルタの濾過精度よりも大きいことが好ましい。第１プレフィルタの濾過精度は、例えば、その下限が、５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２５μｍ以上であり、上限は、４００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。
【００７５】
第１のシステムにおいて、本発明のフィルタの濾過精度は、上記の条件を満たすものであれば特に制限はないが、例えば、その下限が、１μｍ以上、好ましくは４μｍ以上、より好ましくは８μｍ以上であり、上限は、２００μｍ以下、好ましくは７５μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下である。
【００７６】
第１のシステムでは、水槽Ｔ１からの処理水をポンプＰ１で循環させながら、第１プレフィルタ、本発明のフィルタの順に処理水を通過させることが好ましい。
【００７７】
第１のシステムは、水槽Ｔ１として、水生生物飼育用水槽を使用した場合に特に適合し得るものであり、その循環速度は、例えば１０Ｌ／分〜１００Ｌ／分、好ましくは２０Ｌ／分〜８０Ｌ／分、より好ましくは３０Ｌ／分〜６０Ｌ／分である。
【００７８】
・第２のシステム
図７は、カートリッジ型フィルタを用いた循環型の濾過システム（三段式）を示す（以下、「第２のシステム」と呼ぶ）。第２のシステムは、少なくとも水槽Ｔ２、ポンプＰ２、以下にて説明するカートリッジ型の第１プレフィルタを収容した第１ハウジング２０１、以下にて説明する第２プレフィルタを収容した第２ハウジング２０２、本発明のカートリッジ型フィルタを収容した第３ハウジング２０３および循環ラインを含む。第２のシステムでは、水を循環させながら、本発明のフィルタにより処理水を濾過することができる。第１ハウジング２０１、第２ハウジング２０２は、それぞれ以下にて詳細に説明するカートリッジ型のプレフィルタを収容することができ、第３ハウジング２０３は、本発明のカートリッジ型フィルタを収容することができるように構成されている。なお、ポンプＰ２の位置は、図示する場所に限定されるものでなく、任意の場所に適切に配置されていればよい。
【００７９】
第１プレフィルタの濾過精度は、第２のプレフィルタの濾過精度よりも大きいことが好ましい。第１プレフィルタの濾過精度は、例えば、その下限が、２０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上、より好ましくは７５μｍ以上であり、上限は、４００μｍ以下、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。
【００８０】
第２プレフィルタの濾過精度は、本発明のフィルタの濾過精度よりも大きいことが好ましい。第２プレフィルタの濾過精度は、例えば、その下限が、５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２５μｍ以上であり、上限は、２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは７５μｍ以下である。
【００８１】
第２のシステムにおいて、本発明のフィルタの濾過精度は、上記の条件を満たすものであれば特に制限はないが、例えば、その下限が、１μｍ以上、好ましくは４μｍ以上、より好ましくは８μｍ以上であり、上限は、２００μｍ以下、好ましくは７５μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下である。
【００８２】
第２のシステムでは、水槽Ｔ２からの処理水をポンプＰ２で循環させながら、第１プレフィルタ、第２プレフィルタ、本発明のフィルタの順に処理水を通過させることが好ましい。
【００８３】
第２のシステムは、水槽Ｔ２として、貯水槽などの大型の水槽を使用した場合に特に適合し得るものであり、その循環速度は、例えば２０Ｌ／分〜２００Ｌ／分、好ましくは４０Ｌ／分〜１６０Ｌ／分、より好ましくは６０Ｌ／分〜１２０Ｌ／分である。
【００８４】
・第３のシステム
図８は、シート型フィルタを用いた循環型の濾過システムを示す（以下、「第３のシステム」と呼ぶ）。第３のシステムは、少なくとも水槽Ｔ３、ポンプＰ３、以下にて説明する袋状の外側フィルタ（又は第１プレフィルタ）３０１に収容されたシート状の内側フィルタ３０２（具体的には、本発明のシート型フィルタ）を配置したハウジング（図示せず）および循環ラインを含む。第３のシステムでは、水を循環させながら、本発明のフィルタによって、処理水を濾過することができる。前記ハウジングは、シート状の内側フィルタ３０２を収容した外側フィルタ３０１を配置することができるように構成されている。なお、ポンプＰ３の位置は、図示する場所に限定されるものでなく、任意の場所に適切に配置されていればよい。例えば、前記ハウジングと一体化されていてもよい。
【００８５】
第１プレフィルタの濾過精度は、本発明のフィルタの濾過精度よりも大きいことが好ましい。第１プレフィルタの濾過精度は、例えば、その下限が、１５μｍ以上、好ましくは２５μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上であり、上限は、４５０μｍ以下、好ましくは２５０μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下である。
【００８６】
第３のシステムにおいて、本発明のフィルタの濾過精度は、上記の条件を満たすものであれば特に制限はないが、例えば、その下限が、５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１５μｍ以上であり、上限は、２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。
【００８７】
第３のシステムでは、水槽Ｔ３からの処理水をポンプＰ３で循環させながら、少なくとも第１プレフィルタ、本発明のフィルタの順に処理水を通過させることが好ましい。
【００８８】
第３のシステムは、水槽Ｔ３として、水生生物飼育用水槽を使用した場合に特に適合し得るものであり、その循環速度は、例えば３０Ｌ／時〜７００Ｌ／時、好ましくは３００Ｌ／時〜５００Ｌ／時である。
【００８９】
以下、上記のシステムで使用する各構成要素について説明する。
【００９０】
・水槽
水槽としては、水生生物飼育用水槽、貯水槽などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。水生生物飼育用水槽、貯水槽の容量は、適宜選択するとよい。
【００９１】
・ポンプ
本発明のフィルタを通過させることができれば、使用するポンプに特に制限はない。ポンプの吐出量は、水生生物飼育用水槽では、例えば０．５Ｌ／分〜１００Ｌ／分、好ましくは１０Ｌ／分〜１００Ｌ／分、より好ましくは２０Ｌ／分〜８０Ｌ／分、更により好ましくは３０Ｌ／分〜６０Ｌ／分である。貯水槽では、例えば２０Ｌ／分〜２００Ｌ／分、好ましくは４０Ｌ／分〜１６０Ｌ／分、より好ましくは６０Ｌ／分〜１２０Ｌ／分である。
【００９２】
・循環ライン
循環ラインしては、取水ライン、排水ライン、中間接続ラインなどが挙げられるが、処理水を輸送することができ、液密性を確保することができるものであれば、その寸法および材料ならびに接続方法に特に制限はない。
【００９３】
・プレフィルタなどの他のフィルタ
他のフィルタとして、上記のようなプレフィルタなどが挙げられるが、本発明のフィルタとしてカートリッジ型のものを使用する場合には、カートリッジ型のプレフィルタを使用することが好ましい。また、本発明のフィルタとしてシート型のフィルタを使用する場合には、袋状であって、本発明のシート型フィルタを収容することができるプレフィルタを使用することが好ましい。プレフィルタとしては、上述の第１の濾過層、第３の濾過層と同様に、繊維シート、特に不織布から構成されていることが好ましい。あるいは、上述の織物、編物などから構成されていてもよい。プレフィルタとして、市販のものを使用してもよい。本発明において、プレフィルタは、いずれもゼオライトを含まないものを使用することが好ましい。
また、本発明のフィルタでは、カートリッジ型、シート型に関わらず、枯れた藻などのより大きな異物を除去するために金属製や樹脂製の網、粗目の繊維シート等をプレフィルタの代わりに、またはプレフィルタに追加して使用してもよい。
【００９４】
・ハウジング
ハウジングとしては、プレフィルタ、本発明のフィルタなどを収容することができるものであれば、その形状および寸法に特に制限はない。ハウジングとして、市販のものを使用してもよい。
【００９５】
以下、実施例を参照しながら本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００９６】
実施例１：カートリッジ型フィルタ
図１に示すカートリッジ型フィルタを以下のように製造した。
・第１濾過層（図１に示す濾過層１）に用いる不織布の作製
鞘成分が高密度ポリエチレン系樹脂、芯成分がポリプロピレン系樹脂であり、繊度が２．２ｄｔｅｘであり、平均繊維径が１８μｍであり、繊維長が５１ｍｍである芯鞘型複合繊維（商品名「ＮＢＦ（Ｈ）」、ダイワボウポリテック株式会社製）を用いて、上記の芯鞘型複合繊維から目付２６ｇ／ｍ2のパラレルカードウェブを作製した。このウェブを、温度を１３０℃に設定した熱風吹き付け装置で約３０秒間加熱し、鞘成分である高密度ポリエチレン系樹脂を溶融または軟化させて、繊維同士を熱接着させて、第１濾過層を構成し得る不織布を作製した（以下、「不織布１」と呼ぶ）。
・第２濾過層に用いるゼオライト担持不織布の作製
（１）基布
第２濾過層（図１に示す濾過層２）を構成し得るゼオライト担持不織布の基布として、上記不織布１と同じ不織布を別途に準備した（以下、「不織布２」と呼ぶ）。なお、不織布２における平均繊維間距離は６８μｍであった。
（２）ゼオライトの担持
ゼオライト（日東粉化工業株式会社製、商品名：ＳＰ＃６００、代表粒子径：１．９２μｍ）を用意し、これに水とアクリル樹脂エマルジョンを加えて混合し、ゼオライトの水分散体とした。この水分散体を不織布２に含浸させ、加熱、乾燥を行って、ゼオライトを不織布２に担持させた。不織布２におけるゼオライトの担持量は約３０ｇ／ｍ２であった。
・第３濾過層に用いる不織布の作製
第３濾過層（図１に示す濾過層３）を構成し得る不織布として、上記の不織布１と同じ不織布を別途に準備した（以下、「不織布３」と呼ぶ）。
・カートリッジ型フィルタの作製
温度を１３０℃に設定した熱風吹き付け装置内において、上記で作製した不織布３を約３０秒間加熱し、不織布３に含まれる芯鞘型複合繊維の鞘成分である高密度ポリエチレン系樹脂を溶融または軟化させて、この高密度ポリエチレン系樹脂が溶融または軟化した状態で、外径３０ｍｍの鉄棒の周囲に不織布３を加圧しながら巻回し、円筒状の第３濾過層（芯材）を形成した（長手方向の寸法：２５ｃｍ、外径：５３ｍｍ、内径：３０ｍｍ）。
次いで、上記で作製したゼオライト担持不織布を上記の芯材に巻回して第２濾過層を形成した（外径：６２ｍｍ）。このとき、ゼオライト担持不織布の基布に含まれる芯鞘型複合繊維の鞘成分である高密度ポリエチレン系樹脂が溶融も軟化もしない条件下で、なおかつ圧力も加えずに、ゼオライト担持不織布同士が接着しないように巻回した。
さらに、上記で作製した不織布１を上記の第２濾過層の作製と同様にして、第２濾過層上に巻回して第１濾過層（外径：６５ｍｍ）を形成し、その端部を熱接着により固定して、実施例１のカートリッジ型フィルタ（外側長手寸法：２５ｃｍ）を作製した。
【００９７】
実施例２：カートリッジ型フィルタ
ゼオライトとして、日東粉化工業株式会社製のＳＰ＃６００の代わりに、株式会社イズカ製の商品名：イズカライトＮｏ．１（粒径：６３μｍ以下）を用いて、不織布２におけるゼオライトの担持を約１５ｇ／ｍ２とした以外は、実施例１と同様にして、実施例２のカートリッジ型フィルタを作製した。
【００９８】
実施例３：シート型フィルタ
図４に示すシート型フィルタを以下のように製造した。
・第１濾過層に用いる不織布の作製
第１濾過層（図４に示す濾過層２１）を構成し得る不織布として、実施例１で作製した不織布１と同じものを別途に準備した。
・第２濾過層に用いるゼオライト担持不織布の作製
第２濾過層（図４に示す濾過層２２）を構成し得るゼオライト担持不織布として、実施例１で作製したゼオライト担持不織布と同じものを別途に準備した。
・シート型フィルタの作製
第１濾過層用の不織布（寸法：１００ｍｍ×１３０ｍｍ）を４枚重ねたものと、第２濾過層用のゼオライト担持不織布（寸法：１００ｍｍ×１３０ｍｍ）を４枚重ねたものとを積層し（合計８枚）、その長辺をヒートシール（１３０℃）により熱接着して、図４に示す実施例３のシート型フィルタを作製した。
【００９９】
実施例１〜３のフィルタを用いて、以下の評価試験１〜４を行った。
【０１００】
評価試験１
図６に示すシステムを使用して、以下の条件にて水の循環処理を行いながら、以下の水槽にて、約５ｃｍの金魚７匹を約４週間にわたって飼育し、（１）アンモニア態窒素および（２）ｐＨについて評価した。
＜水槽＞
水槽Ｔ１：水生生物飼育用水槽（寸法：約４５ｃｍ（幅）×約３０ｃｍ（奥行き）×約３０ｃｍ（高さ）、容量：３０Ｌ）、屋内
水：淡水、約２５Ｌ、約２０℃
・条件Ａ
第１ハウジング１０１：円筒状、９０ｍｍ（内径）×２８ｃｍ（内側の長手寸法）
第１ハウジングには、ダイワボウプログレス株式会社製の商品名「セキソウＳ−２５」（濾過精度：２５μｍ）のカートリッジ型プレフィルタ（６５ｍｍ（外側直径）×２５ｃｍ（外側長手寸法））を収容した。
第２ハウジング１０２：円筒状、９０ｍｍ（内径）×２８ｃｍ（内側の長手寸法）
第２ハウジングには、実施例１のカートリッジ型フィルタ（寸法：６５ｍｍ（外側直径）×２５ｃｍ（外側長手寸法））を収容した。
ポンプＰ１：株式会社寺田ポンプ製作所製、ＨＰ−１００、吐出量４５Ｌ／分
・条件Ｂ（比較）
不織布製の茶葉用バッグに１．５６ｇのゼオライト粉体（日東粉化工業株式会社製、商品名：ＳＰ＃６００、代表粒子径：１．９２μｍ）を入れ、このバッグをさらにスペクトラムブランズジャパン株式会社製の「テトラバイオバッグ」（不織布製）に入れて、ポンプ機能を有する外掛式フィルタ装置（スペクトラムブランズジャパン株式会社製、商品名：オートワンタッチフィルターＡＴ−５０）に設置して水槽Ｔ１に取り付けた。外掛式フィルタ装置のポンプの吐出量は、３９０Ｌ／時であった。
・条件Ｃ（比較）
フィルタを使用せず、水の循環処理も行わなかった。
【０１０１】
（１）アンモニア態窒素
水槽内のアンモニア態窒素を上水試験方法（日本水道協会２０１１年版）のＩＩＩ−２−８．４に基づいて４週間にわたって測定した。結果を以下の表１に示す。
【表１】
2018166466.tif 000004
【０１０２】
（２）ｐＨ
ｐＨメーターとして、株式会社アタゴ製のデジタルｐＨメーター「ＤＰＨ−１」を用いて、水槽内のｐＨを４週間にわたって測定した。結果を以下の表２に示す。
【表２】
2018166466.tif 000005
【０１０３】
［総合判定］
以下の判定基準に従って、（１）アンモニア態窒素および（２）ｐＨについて総合判定を行った。結果を以下の表３に示す。
【表３】
2018166466.tif 000006
【０１０４】
判定基準
（１）アンモニア態窒素：４週間にわたって、０．２ｍｇ／ｌ以下の量（雨水レベル）を維持した場合を合格（記号「○」で示す）とし、０．２ｍｇ／ｌを越える場合を不合格（記号「×」で示す）と判断した。
（２）ｐＨ：４週間にわたって、６．５〜８．５の場合を良好「○」とし、６．０〜９．０を維持した場合を可（△）、６．０未満又は９．０を超えた場合を不可（×）と判断した。
【０１０５】
表３に示す通り、条件Ａでは、本発明の実施例１のフィルタを使用しており、ゼオライトを繊維シートに担持したフィルタであるため、ゼオライトの脱落や凝集が少なく、ゼオライトの比表面積が大きいこと、ゼオライトによる除去能力を維持する時間（寿命）が長いため、（１）アンモニア態窒素および（２）ｐＨの両方について、その判定は合格または良好であり、藻の成長抑制フィルタとして顕著な効果を有し、なおかつ水質の悪化をも抑制できることが実証されている。
これに対して、条件Ｂ及びＣでは、アンモニア態窒素を有意に除去することや、水質の悪化を抑制することはできないことがわかった。
条件Ｂでは、ゼオライトが使用されているもののゼオライトはシートに担持されておらず、ゼオライトは、粉体のまま存在することから、ゼオライトが凝集し、ゼオライトの比表面積が小さくなることでアンモニア態窒素の除去が有効に行われなかったこと、また、ゼオライトの比表面積が小さくなることでアンモニア態窒素の除去能力を維持する時間（寿命）が低下したことが推測される。
【０１０６】
評価試験２
図７に示すシステムを使用して、以下の条件にて水の循環処理を行い、藻の発生を２５日間にわたって観察した。
＜システム＞
水槽Ｔ２：貯水槽（寸法：約１０ｍ×約７．５ｍ×約１ｍ、容量：約７５ｋＬ）、屋外
水：淡水、約７０ｋＬ、約２０℃
第１ハウジング２０１：円筒状、９０ｍｍ（内径）×２８ｃｍ（内側の長手寸法）
第２ハウジング２０２：円筒状、９０ｍｍ（内径）×２８ｃｍ（内側の長手寸法）
第３ハウジング２０３：円筒状、９０ｍｍ（内径）×２８ｃｍ（内側の長手寸法）
ポンプＰ２：株式会社寺田ポンプ製作所製、ＣＭＰ２−６０．２Ｒ、吐出量８０Ｌ／分
＜条件＞
第１ハウジング２０１：ダイワボウプログレス株式会社製の商品名「セキソウＳ−５０」（濾過精度：５０μｍ）のカートリッジ型プレフィルタ（６５ｍｍ（外側直径）×２５ｃｍ（外側長手寸法））を収容した。
第２ハウジング２０２：ダイワボウプログレス株式会社製の商品名「セキソウＳ−２５」（濾過精度：２５μｍ）のカートリッジ型プレフィルタ（６５ｍｍ（外側直径）×２５ｃｍ（外側長手寸法））を収容した。
第３ハウジング２０３：実施例１のカートリッジ型フィルタ（６５ｍｍ（外側直径）×２５ｃｍ（外側長手寸法））を収容した。
観察開始時、７日（一週間）、１４日（二週間）、２１日（三週間）、２５日が経過した時点で貯水槽の様子を観察し、その一部をデジタルカメラで撮影した。
【０１０７】
観察開始時において、貯水槽の底部は藻で埋め尽くされていた。
７日経過後には、貯水槽の底部の藻が若干減少し、枯れた（死んだ）藻が水面に浮き出した。
１４日経過後、貯水槽の底部の藻は、かなり減少して、貯水槽の底部が肉眼で観察できるようになった（図９Ａ）。また、水面に浮いてくる枯れた藻の数が増えてきた（図９Ｂ）。
２１日経過後には、水面に浮いてくる枯れた藻の数が急増し、水面の高さを調節するために設置された排水口へと自然と流れ出た。
２５日経過後には、貯水槽の底部に藻の無い箇所が急増し（図１０Ａ）、水面では枯れた藻が集合して大きくなっていた（図１０Ｂ）。
本発明のフィルタを使用することにより藻の発生を抑制し、少なくとも１４日後（二週間後）には確実に藻の数を減少させることができた。
【０１０８】
評価試験３
図８に示すシステムを使用して、以下の条件にて水の循環処理を行いながら、約５ｃｍの金魚７匹を約４週間にわたって飼育し、藻の発生を観察した。
＜水槽＞
水槽Ｔ３：水生生物飼育用水槽（寸法：約４５ｃｍ（幅）×約３０ｃｍ（奥行き）×約３０ｃｍ（高さ）、容量：３０Ｌ）、屋内
水：淡水、約２５Ｌ、約２０℃
＜条件＞
・条件Ａ
外側フィルタ（袋状）３０１：スペクトラムブランズジャパン株式会社製のテトラバイオバッグ（不織布製）（寸法１２５ｍｍ×１７０ｍｍ）
内側フィルタ（シート状）３０２：実施例３のシート型フィルタ（寸法１００ｍｍ×１３０ｍｍ）
ポンプ機能を有する外掛式フィルタ装置（スペクトラムブランズジャパン株式会社製、商品名：オートワンタッチフィルターＡＴ−５０）に、上記の内側フィルタ３０２を収容した外側フィルタ３０１を設置して水槽Ｔ３に取り付けた。外掛式フィルタ装置のポンプの吐出量は、３９０Ｌ／時であった。
・条件Ｂ（比較）
外側フィルタ（袋状）３０１：スペクトラムブランズジャパン株式会社製のテトラバイオバッグ（不織布製）
内側フィルタ（シート状）３０２：なし
不織布製の茶葉用バッグに１．５６ｇのゼオライト粉体（日東粉化工業株式会社製、商品名：ＳＰ＃６００、代表粒子径：１．９２μｍ）を入れ、このバッグをスペクトラムブランズジャパン株式会社製の「テトラバイオバッグ」（外側フィルタ（袋状）３０１）に入れて、ポンプ機能を有する外掛式フィルタ装置（スペクトラムブランズジャパン株式会社製、商品名：オートワンタッチフィルターＡＴ−５０）に設置して水槽Ｔ３に取り付けた。外掛式フィルタ装置のポンプの吐出量は、３９０Ｌ／時であった。
・条件Ｃ（比較）
フィルタを全く使用せず、水の循環処理も行わなかった。
【０１０９】
約２週間後および約４週間後の結果を、図１１（条件Ａ）、図１２（条件Ｂ）、図１３（条件Ｃ）の写真で示す。
図１１〜１３に示す通り、本発明のシート型フィルタを使用する条件Ａでは、他の条件Ｂ、Ｃと比べて、顕著に藻の発生を抑制することができた。
【０１１０】
評価試験４
実施例１、２で作製したカートリッジ型フィルタ、実施例３で作製したシート型フィルタ（内側フィルタ）、評価試験３で使用した外側フィルタについて、濾過精度および濾過流量をそれぞれ測定した。結果を以下の表４に示す。
【０１１１】
＜濾過精度＞
ＪＩＳ  Ｚ  ８９０１に準ずる試験用粉体（ＪＩＳ粉体７種）を水に分散させて濃度５０ｐｐｍの試験用懸濁液を調製し、この試験用懸濁液に含まれる粉体（ダスト）の粒径別の個数（Ｍ）と、カートリッジ型フィルタ、シート型フィルタなどのフィルタをそれぞれ用いて上記の試験用懸濁液を流速４０リットル／分で濾過し、濾過開始後５分の濾液に含まれるダストの粒径別の個数（Ｎ）とを粒度分布測定機（商品名：マルチサイザー３型、ベックマン・コールター株式会社製）を用いて測定した。各粒径別に下記式に基づいて捕集効率（％）を算出した。また、この捕集効率が９５％になる粒子径をフィルタの濾過精度とする。
捕集効率（％）＝［（Ｍ−Ｎ）／Ｍ］×１００
【０１１２】
＜濾過流量＞
ＪＩＳ  Ｚ８９０１に準ずる試験用粉体（ＪＩＳ粉体７種）を水に分散させて、濃度５０ｐｐｍの試験用懸濁液を調製した。次に、試験用懸濁液を均一に撹拌しながら４０リットル／分の流量で、カートリッジ型フィルタ、シート型フィルタなどのフィルタをそれぞれ通過させた。この流量を維持するための通液圧力が０．２ＭＰａになったときの総通液量（リットル）を濾過流量とした。
【０１１３】
【表４】
2018166466.tif 000007
【０１１４】
ここで、実施例１、２で使用したゼオライト担持不織布の電子顕微鏡写真を図１４〜１７に示す。
【０１１５】
図１４の電子顕微鏡写真（×３０００）から、実施例１で使用したゼオライト担持不織布に含まれるゼオライトは、凝集により原料のゼオライト（代表粒子径：１．９２μｍ）よりも大きな粒径を有することがわかった。また、この電子顕微鏡写真から、実施例１で作製したゼオライト担持不織布に含まれるゼオライトの平均粒子径は、６．８μｍであることがわかった。
さらに、図１５の電子顕微鏡写真（×２００）に示す通り、実施例１で使用したゼオライト担持不織布では、ゼオライトは、繊維上だけでなく、繊維と繊維との間に膜状（又は層状）で存在することもわかった。
【０１１６】
図１６の電子顕微鏡写真から、実施例２で使用したゼオライト担持不織布に含まれるゼオライトは、破砕などによって原料のゼオライト（粒径：６３μｍ）よりも小さな粒径を有することがわかった。なお、この電子顕微鏡写真から、実施例２で作製したゼオライト担持不織布に含まれるゼオライトの平均粒子径は、９．０μｍであることがわかった。
さらに、図１７の電子顕微鏡写真（×２００）から、実施例２で使用したゼオライト担持不織布においても、ゼオライトは、実施例１と同様に、繊維上だけでなく、繊維と繊維との間に膜状（又は層状）で存在することがわかった。
【０１１７】
図１４、１６に示す通り、実施例１、２では、ゼオライトが繊維上に担持されていることから、アンモニア態窒素を効率よく吸収できると考えられる。さらに、図１５、１７に示す通り、ゼオライトは、繊維と繊維との間にも膜状で存在することができ、このような構造から、アンモニア態窒素をより効率よく吸着できるものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明のフィルタおよび装置は、藻の成長を有意に抑制することができ、ひいては水質の悪化（ｐＨの変動、汚濁、悪臭）を抑制または改善することができるので、例えば、水生生物飼育用水槽、貯水槽、特に屋外の貯水槽や、池、湖沼において利用することができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１  第１濾過層
２  第２濾過層
３  第３濾過層
１０  カートリッジ型フィルタ
２０  シート型フィルタ
２１  第１濾過層
２２  第２濾過層
１０１  カートリッジ型フィルタの第１ハウジング
１０２  カートリッジ型フィルタの第２ハウジング
２０１  カートリッジ型フィルタの第１ハウジング
２０２  カートリッジ型フィルタの第２ハウジング
２０３  カートリッジ型フィルタの第３ハウジング
３０１  外側フィルタ（袋状）／第１プレフィルタ
３０２  内側フィルタ（シート状）
Ｐ１〜Ｐ３  ポンプ
Ｔ１〜Ｔ３  水槽
【図１】
2018166466.tif 000008
【図２】
2018166466.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018166466.tif 000013
【図７】
2018166466.tif 000014
【図８】
2018166466.tif 000015
【図９Ａ】
2018166466.tif 000016
【図９Ｂ】
2018166466.tif 000017
【図１０Ａ】
2018166466.tif 000018
【図１０Ｂ】
2018166466.tif 000019
【図１１Ａ】
2018166466.tif 000020
【図１１Ｂ】
2018166466.tif 000021
【図１２Ａ】
2018166466.tif 000022
【図１２Ｂ】
2018166466.tif 000023
【図１３Ａ】
2018166466.tif 000024
【図１３Ｂ】
2018166466.tif 000025
【図１４】
2018166466.tif 000026
【図１５】
2018166466.tif 000027
【図１６】
2018166466.tif 000028
【図１７】
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