(57)【要約】【課題】  亜硝酸の濃度の上昇を抑制して外部からの水交換の頻度を小さくできる、魚介類の養殖用、観賞魚の飼育用の水槽の水浄化装置を提供する。【解決手段】  水浄化装置（１）を砂ろ過装置（５）と、バイオ浄化処理装置（６）と、電解処理装置（７）とから構成する。砂ろ過装置（５）はろ砂のろ過材（１０）を備え、水槽（２）の飼育水を圧送してろ過する。濁質が蓄積してきたら、ろ過材（１０）を逆洗する。バイオ浄化処理装置（６）は、麦飯石からなる活性石（２８）を備えている。活性石（２８）に付着している硝化菌によって飼育水中のアンモニア、亜硝酸が処理されて、無害な硝酸塩に変化する。バイオ浄化処理装置（６）に供給する飼育水には、必要に応じて空気あるいはオゾンを供給する。電解処理装置（７）は飼育水を電解し、酸性電解水を適宜外部に排出する。そうすると全体としてｐＨの低下を抑制できる。【選択図】  図１
2015073458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砂ろ過装置と、バイオ浄化処理装置とを備え、魚介類の養用、観賞魚の飼育に使用される水槽用の水浄化装置であって、
前記砂ろ過装置は、第１の圧力容器と、該第１の圧力容器内に入れられているろ砂からなるろ過材とからなり、前記水槽からの飼育水が圧送されて前記第１の圧力容器の上部から供給されると飼育水がろ過材中を下向きに流れてろ過され、そして前記飼育水が圧送されて前記第１の圧力容器の下部から供給されると前記ろ過材が洗浄されて洗浄後の排水が外部に排出されるようになっており、
前記バイオ浄化処理装置は、第２の圧力容器と、該第２の圧力容器内に入れられている麦飯石からなる所定の粒径の活性石とからなり、前記砂ろ過装置でろ過された飼育水が供給されて前記活性石で処理された後に前記水槽に返送されることを特徴とする水槽用の水浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水浄化装置において、前記水浄化装置は電解処理装置も備え、該電解処理装置は、陽極を備えた陽極槽と陰極を備えた陰極槽とが所定の隔膜によって分離され、前記バイオ浄化処理装置で処理された飼育水の一部が該電解処理装置に供給されて電解処理され、陽極槽の水の一部が外部に排出され、残りが前記水槽に返送されるようになっていることを特徴とする水槽用の水浄化装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水浄化装置において、前記砂ろ過装置でろ過された飼育水は空気またはオゾンあるいは空気およびオゾンが供給された後に前記バイオ浄化処理装置に供給されるようになっていることを特徴とする水槽用の水浄化装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載の水浄化装置において、前記バイオ浄化処理装置は、前記活性石が複数の網体に分配して入れられた状態で前記第２の圧力容器内に入れられていることを特徴とする水槽用の水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水浄化装置に関するものであり、魚介類の養殖、観賞魚の飼育等に使用される水槽に適用される水浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食用となる魚介類を養殖したり、観賞魚を飼育するための水槽では、エアレーション装置によって水中に必要な酸素を供給することも必要であるが、水質が悪化しないように管理する必要がある。例えば、魚を養殖している場合には、魚に与える餌の余りや魚が出す糞が濁質となり水質が悪化してしまう。従来の水槽においては、不織布等からなるフィルタを備えたろ過装置を設け、水槽内の水をろ過装置によって処理して、これらの濁質を除去している。このような不織布からなるフィルタは早期に目詰まりしてしまうので、１日に１回ろ過装置から取り外して洗浄している。ところで、水槽の水はこのような濁質を除去するだけでは水質が維持できない。具体的には濁質中に含まれるタンパク質が微生物の働きによって分解され、魚にとって有毒な物質が発生して徐々に蓄積するからである。具体的には、いわゆる好気性従属栄養細菌によってアンモニアが生成され、このアンモニアはニトロソモナス属の硝化菌によって亜硝酸に変化する。毒性の強いアンモニアはニトロソモナス属によって比較的速やかに亜硝酸に変化するので問題は小さいが、生成される亜硝酸が所定の濃度を越えると魚が死滅してしまう。そこで従来の水槽においては、頻繁に、もしくは連続的に外部から新鮮な水を供給して水槽内の水を入れ替えるようにして、亜硝酸の濃度が高くならないようにしている。
【０００３】
ところで、硝化菌には色々な種類がありニトロスピラ属も知られている。ニトロスピラ属に属する硝化菌は、魚にとって有毒な亜硝酸を無毒な硝酸塩に変えることができる。従って水槽においてニトロスピラ属の硝化菌が十分に繁殖すれば亜硝酸が蓄積し難くなるので、外部からの供給によって水を交換する頻度を少なくすることができるはずである。あるいはほとんど水を交換する必要がなくなりそうである。しかしながらニトロスピラ属はニトロソモナス属に比して繁殖力は小さく処理能力が高いとは言えない。またニトロスピラ属は大量の酸素を必要とする、いわゆる偏性好気性のバクテリアでもある。従って水中の酸素が少なくなってくると亜硝酸を処理できなくなるだけでなく、自らが死滅してしまうことになり扱いが難しい。このような理由で、従来の水槽においては、亜硝酸の濃度が徐々に高くなることは避けられず、頻繁な水交換が必要になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４３８５号公報
【特許文献２】特開２００３−１８９３８号公報
【０００５】
特許文献１には、魚等の飼育水槽の水を浄化する装置であって、亜硝酸をオゾンによって強制的に酸化して亜硝酸濃度の上昇を抑制する、水浄化装置が記載されている。この文献の発明者等も、微生物の働きによって亜硝酸を硝化して硝酸塩にするには時間がかかることを認識している。従って特許文献１に記載の水浄化装置においては、まず飼育水槽の水をアンスラサイト、ろ砂、砂利等が設けられた生物処理槽に供給し、アンスラサイトに付着した微生物の働きによってアンモニアを亜硝酸に変える。次いで処理された水をオゾンが供給されるオゾン反応槽に供給し、強制的に亜硝酸を酸化するようにしている。従って亜硝酸の濃度を低く抑えることができる。しかしながら処理した水をそのまま飼育水槽に返送すると、処理水に溶存しているオゾンによって飼育生物に影響を与えるので、活性炭が入れられた接触槽を格別に設け、処理水を接触槽において処理してオゾンを吸収し、溶存オゾン濃度を低下させた後に飼育水槽に戻すようにしている。
【０００６】
特許文献２にも、飼育水槽用の水浄化装置が記載されている。この水浄化装置においては、飼育水槽の水を所定の砂ろ過槽に供給し、ろ過後の水を陽極と陰極と隔膜とを備えた脱窒槽に供給している。砂ろ過槽のろ砂には硝化菌が生育しており、濁質を含んだ水はろ砂でろ過されると共にアンモニアが硝化菌によって亜硝酸、硝酸塩に硝化される。しかしながら特許文献２に記載の水処理装置においては、亜硝酸のほとんどは脱窒槽において硝酸塩に硝化されるようになっている。文献によると、脱窒槽は飼育水を間歇通水するようにし、それによって強制的に嫌気的雰囲気にして処理し、生物学的な処理方法と電気科学的な処理方法とを組み合わせて亜硝酸を硝化するようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の水槽であっても、ろ過装置で濁質を除去すると共に、外部から供給する新鮮な水で水槽内の水を交換し続ければ魚介類を養殖したり、観賞魚を飼育できる。しかしながら、亜硝酸の濃度が上昇しないように外部から常に水を供給しなければならない点が問題である。すなわち従来の水槽は、外部からの水の供給を受けやすい場所に設ける必要があるので設置の自由度が低いし、外部の水を引き入れると共に常時排水もしなければならないのでランニングコストがかさむ。さらには、水温管理にかかる費用の問題もある。魚介類や観賞魚には、魚の種類に応じて好適な水温があり温度調整をする必要があるが、外部から水を供給して交換すると水温が変化してしまう。これを防止するために水温を維持するエネルギーが大量に必要になりコストがかさむ。
【０００８】
特許文献１に記載の水浄化装置、あるいは特許文献２に記載の水浄化装置においては、亜硝酸の濃度の上昇を抑制できるので、外部からの新鮮な水を供給する頻度を小さくすることができる。そうすると従来の水槽における上記の問題の多くは解決しそうである。しかしながら、これらの水浄化装置についても問題が見受けられる。まず、特許文献１に記載の水浄化装置においては、亜硝酸をオゾンによって強制的に酸化するようにしているが、このような目的で発生させるオゾンは高い濃度であると考えられる。このことは、オゾンは低い濃度であれば魚に問題が無いにも拘わらず、格別に活性炭を備えた接触槽を設けてオゾン濃度を低下させていることからも裏付けられる。そうすると亜硝酸を酸化するには高い濃度のオゾンが必要になることが推測される。そうすると高性能のオゾン発生装置が必要になるし、格別に接触槽も設けなければならないのでコストが高い。また安全を考えると、接触槽から排出される水に溶存しているオゾン濃度も監視する必要があり、センサを設ける必要もある。すなわち装置全体が複雑になりコストが高い。特許文献２に記載の水浄化装置においては、亜硝酸の処理の大部分は脱窒槽で実施されているようであるが、この脱窒槽においては処理する水を通水するとき間歇的に実施して嫌気的雰囲気にしている。脱窒槽においては脱窒菌が脱窒反応をするように記載されており、脱窒菌は硝化菌の一種であると推測されるが、この菌が仮にニトロスピラ属であるとすると嫌気的雰囲気にするたびに死滅してしまう。そしてニトロスピラ属は前記したように繁殖力が高くはないので、回復には時間がかかる。そうすると亜硝酸の処理はほとんどできないはずである。このように考えると脱窒槽における脱窒菌はニトロスピラ属ではなくニトロバクタ−属である可能性が高い。ニトロバクタ−属は嫌気性雰囲気でも死滅すること無く硝化することができるが、ニトロスピラ属に比して処理能力がかなり小さいことが知られている。そうすると水槽内の亜硝酸を無害な硝酸塩に変化させるためには、十分に容量の大きい脱窒槽を設けなければならない。つまりコストがかさむ。ところで特許文献２の水浄化装置においては、ろ砂を備えた砂ろ過槽においてもアンモニアが硝化菌によって亜硝酸、硝酸塩に硝化されるようになっている。しかしながらこの砂ろ過槽は目詰まりしないように定期的にろ砂を洗浄する必要があるが、洗浄するたびに硝化菌が不安定になって硝化能力が落ちることが予想される。そうすると、砂ろ過槽の硝化能力は大きくはないし、安定しないと言える。
【０００９】
本発明は、上記したような問題点を解決した、水槽の水浄化装置を提供することを目的としている。すなわち、大型の装置を必要とせず、かつ装置の運転コストが小さいにも拘わらず、効率的に亜硝酸の濃度の上昇を抑制して外部からの水の交換の頻度を小さくすることができ、従って水交換に要するコストや水温の調整に要するコストを削減することができる、魚介類の養殖用、観賞魚の飼育用の水槽の水浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために、水浄化装置を砂ろ過装置と、バイオ浄化処理装置とから構成し、必要に応じて電解処理装置も追加される。砂ろ過装置は圧力容器とこの容器に充填されているろ砂からなるろ過材とから構成し、魚介類の養用、観賞魚の飼育に使用される水槽の飼育水を圧送してろ過する。ろ過は飼育水がろ過材を下向きに流れるようにして濁質を漉し取る。濁質が蓄積してきたら、飼育水を砂ろ過装置の下部に圧送する。そうすると逆洗することができる。バイオ浄化処理装置は、砂ろ過装置でろ過した飼育水を処理する装置であり、圧力容器と、この圧力容器内に入れられている麦飯石からなる活性石とから構成されている。活性石は網体に入れられ、このような複数の網体が圧力容器に入れられている。飼育水をバイオ浄化処理装置に供給すると活性石に付着している硝化菌によってアンモニア、亜硝酸が処理されて、無害な硝酸塩に変化する。なお、バイオ浄化処理装置に供給する飼育水には、必要に応じて空気あるいはオゾンを供給する。電解処理装置は、陽極を備えた陽極槽と陰極を備えた陰極槽とが所定の隔膜によって分離された構造になっており、バイオ浄化処理装置で処理された飼育水が供給される。処理された飼育水のうち陰極槽の水の一部は外部に排出されるが、残りは水槽に返送される。
【００１１】
すなわち請求項１に記載の発明は、砂ろ過装置と、バイオ浄化処理装置とを備え、魚介類の養用、観賞魚の飼育に使用される水槽用の水浄化装置であって、前記砂ろ過装置は、第１の圧力容器と、該第１の圧力容器内に入れられているろ砂からなるろ過材とからなり、前記水槽からの飼育水が圧送されて前記第１の圧力容器の上部から供給されると飼育水がろ過材中を下向きに流れてろ過され、そして前記飼育水が圧送されて前記第１の圧力容器の下部から供給されると前記ろ過材が洗浄されて洗浄後の排水が外部に排出されるようになっており、前記バイオ浄化処理装置は、第２の圧力容器と、該第２の圧力容器内に入れられている麦飯石からなる所定の粒径の活性石とからなり、前記砂ろ過装置でろ過された飼育水が供給されて前記活性石で処理された後に前記水槽に返送されることを特徴とする水槽用の水浄化装置として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水浄化装置において、前記水浄化装置は電解処理装置も備え、該電解処理装置は、陽極を備えた陽極槽と陰極を備えた陰極槽とが所定の隔膜によって分離され、前記バイオ浄化処理装置で処理された飼育水の一部が該電解処理装置に供給されて電解処理され、陽極槽の水の一部が外部に排出され、残りが前記水槽に返送されるようになっていることを特徴とする水槽用の水浄化装置として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の水浄化装置において、前記砂ろ過装置でろ過された飼育水は空気またはオゾンあるいは空気およびオゾンが供給された後に前記バイオ浄化処理装置に供給されるようになっていることを特徴とする水槽用の水浄化装置として構成される。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項に記載の水浄化装置において、前記バイオ浄化処理装置は、前記活性石が複数の網体に分配して入れられた状態で前記第２の圧力容器内に入れられていることを特徴とする水槽用の水浄化装置として構成される。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明は、砂ろ過装置と、バイオ浄化処理装置とを備え、魚介類の養用、観賞魚の飼育に使用される水槽用の水浄化装置として構成される。そして砂ろ過装置は、第１の圧力容器と、該第１の圧力容器内に入れられているろ砂からなるろ過材とからなり、水槽からの飼育水が圧送されて第１の圧力容器の上部から供給されると飼育水がろ過材中を下向きに流れてろ過され、そして飼育水が圧送されて第１の圧力容器の下部から供給されるとろ過材が洗浄されて洗浄後の排水が外部に排出されるようになっている。これによって飼育水中の濁質は効率よく除去されることが保証されるし、ろ過材を洗浄すると濁質を外部に排出できる。濁質には魚の糞や餌の余りが含まれていてアンモニアの発生源になるが、これを効率よく除去して外部に排出することによってアンモニアが発生し難くすることができる。そして本発明によると、バイオ浄化処理装置は、第２の圧力容器と、該第２の圧力容器内に入れられている麦飯石からなる所定の粒径の活性石とからなり、砂ろ過装置でろ過された飼育水が供給されて活性石で処理された後に水槽に返送されるようになっている。麦飯石は多孔質で比表面積が大きいので、アンモニアを亜硝酸に硝化するニトロソモナス属、亜硝酸を硝酸塩に硝化するニトロスピラ属等の硝化菌が十分に繁殖できる。また麦飯石からはこれらの硝化菌にとって栄養となるミネラルも少しずつ溶解していく。そうすると硝化菌の働きによって効率よくアンモニア、亜硝酸が処理されることになり、水槽内の亜硝酸の濃度の上昇を抑制することができる。つまり本発明によって、魚介類の養用、観賞魚の飼育に使用される水槽の水を、コストをかけないで処理することができ、亜硝酸の濃度を抑制して水換えの頻度を小さくすることができる。水換えをする必要がないので、水槽の水温調整に要するエネルギーも少なくすることができる。
【００１３】
他の発明によると、水浄化装置は電解処理装置も備え、該電解処理装置は、陽極を備えた陽極槽と陰極を備えた陰極槽とが所定の隔膜によって分離され、バイオ浄化処理装置で処理された飼育水の一部が該電解処理装置に供給されて電解処理され、陽極槽の水の一部が外部に排出され、残りが前記水槽に返送されるように構成されている。魚等を飼育していると、飼育水のｐＨは徐々に低下してしまうが、アルカリ性の陰極槽の水は残して、酸性の陽極槽の水を一部廃棄するようにすると、ｐＨの低下を抑制することができる。
また他の発明によると、砂ろ過装置でろ過された飼育水は空気またはオゾンあるいは空気およびオゾンが供給された後にバイオ浄化処理装置に供給されるようになっている。ニトロスピラ属は前記したように大量の酸素を必要とする偏性好気性であるので、空気、オゾンが供給されると、活性化して亜硝酸を効率よく硝酸塩に硝化することができる。
また他の発明によると、バイオ浄化処理装置は、活性石が複数の網体に分配して入れられた状態で第２の圧力容器内に入れられている。つまり活性石は網体で管理することができるので、硝化菌の働きが落ちてきたら適宜古い活性石が入った網体を新しい活性石が入った網体に交換することで対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る水浄化装置と水槽と示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施の形態を説明する。本実施の形態に係る水浄化装置１は、魚を養殖している水槽２の飼育水を浄化する装置であるが、最初に水槽２について説明する。本実施の形態において水槽２の飼育水には、エアレーション装置３によって所定の濃度のオゾンと空気とが気泡として大量に供給されており魚に必要な酸素が十分に供給されている。すなわちエアレーション装置３はオゾンを発生させる機能も備えている。もちろん空気の気泡だけを供給するようにしても十分な酸素を飼育水に供給することができ、そのようにしても本発明は実施できる。しかしながら、魚の養殖においては、魚に害を及ぼすウイルスの繁殖を抑制する必要があるのでオゾンも供給することが好ましい。比較的低濃度、例えば飼育水に対して０．０１ｍｇ／Ｌ程度のオゾンであれば、飼育している魚に対する影響がなく、ウイルスの繁殖を効果的に抑制することができる。従って本実施の形態においては、オゾンを発生できるエアレーション装置３によってオゾンおよび空気を飼育水に供給している。本実施の形態において水槽２の飼育水は水浄化装置１によって浄化され循環している。従って、従来の水槽において実施されているような、外部から新鮮な水を供給して飼育水を交換する、いわゆる水換えの頻度は少なくて済む。水換えの頻度が少ないので、水換えに要するコストも少ないし、水温が変動し難いので水温管理に要するコストも少なくて済む。
【００１６】
本実施の形態に係る水浄化装置１は、砂ろ過装置５と、バイオ浄化処理装置６と、電解処理装置７とから構成されている。砂ろ過装置５は魚の糞、余剰の餌等の濁質を除去するろ過装置であり、所定の内圧に耐えることができる第１の圧力容器９と、この第１の圧力容器９に入れられているろ過材１０とから構成されている。ろ過材１０は、小径の孔が多数空けられたろ床１１の上に積層されており、下から粒径の大きい砂利層１２、粒径の小さい砂利層１３、ろ砂層１４からなる。本実施の形態において、ろ砂層１４のろ砂は粒径０．３〜０．７ｍｍである。水槽２の下部から引き出され、飼育水を砂ろ過装置５に送水する砂ろ過送水管１６にはポンプ１７が介装され、この砂ろ過送水管１６は２本の分岐管１８、１９に分岐してそれぞれ第１の圧力容器９の上部と下部とに接続されている。上の分岐管１８は、飼育水をろ過するときに飼育水を送るための管であり、下の分岐管１９はろ過材１０を逆洗するための管である。上の分岐管１８には第１の開閉弁２０が、下の分岐管１９には第２の開閉弁２１がそれぞれ介装されている。また第１の圧力容器９の下部にはろ過材１０でろ過された飼育水をバイオ浄化処理装置６に送るバイオ送水管２３が接続され、上部にはろ過材１０を洗浄した後の濁質を含んだ洗浄排水を外部に排出する排水管２４が接続されている。この排水管２４には第３の開閉弁２５が介装されている。
【００１７】
バイオ浄化処理装置６は、水浄化作用を奏する色々な菌の働きによって飼育水を浄化する装置であり、例えばアンモニアを亜硝酸に硝化するニトロソモナス属、亜硝酸を硝酸塩に硝化するニトロスピラ属等の硝化菌によって魚にとって有害なアンモニアや亜硝酸を硝化することができる。バイオ浄化処理装置６は、第２の圧力容器２７と、この第２の圧力容器２７に入れられている活性石２８とから構成されている。活性石は所定の大きさの麦飯石からなり、網体２９に入れられている。このような活性石が入れられた網体２９が複数個第２の圧力容器２７に入れられている。砂ろ過装置５でろ過された飼育水はバイオ送水管２３によってバイオ浄化処理装置６に送水されるが、バイオ送水管２３も２本の分岐管３１、３２に分岐している。上の分岐管３１と下の分岐管３２は、それぞれ第２の圧力容器２７の上部と下部に接続されている。上の分岐管３１は飼育水をバイオ処理させるための配管であり第４の開閉弁３４が介装されている。また下の分岐管３２は活性石２８を洗浄するための配管であり第５の開閉弁３５が介装されている。本実施の形態においては、バイオ送水管２３にオゾンを発生することができるエアレーション装置３６が設けられ、飼育水にオゾンと空気とが供給されるようになっている。これによって飼育水は大量の酸素及び少量のオゾンを含むことになり、活性石に付着している硝化菌が活性化することになる。なお、本実施の形態においてはこのようなエアレーション装置３６を設けているが、微細な空気の気泡だけを飼育水に供給できるような装置を設けてもよい。第２の圧力容器２７の下部には、バイオ処理された飼育水を下流に送水する送水管３８が接続され、この送水管３８には第６の開閉弁３９が介装されている。また第２の圧力容器２７の上部には活性石２８を洗浄したときの洗浄排水を外部に排出する排水管４０が接続され、排水管４０には第７の開閉弁４１が介装されている。
【００１８】
送水管３８は、主管５７と分岐管５８とに分岐しており、それぞれの管に第８の開閉弁５９、第９の開閉弁６０が介装されている。第８の開閉弁５９は概ね開かれておりバイオ処理された飼育水のほとんどは主管を介して温調装置５５に送水されているが、定期的に第８の開閉弁５９を閉じて第９の開閉弁６０を開いて、飼育水の一部を次に説明する電解処理装置７に送水して電解処理している。
【００１９】
電解処理装置７は、飼育水のｐＨを管理するための装置であり、電解槽４３と、この電解槽４３を仕切っている隔膜４４と、仕切られた一方の槽で陽極４５が入れられている陽極槽４６と、他方の槽で陰極４８が入れられている陰極槽４９とから構成されている。陽極４５と陰極４８には所定の直流電圧が印加されるようになっている。直流電圧が印加されると、陽極槽４６には酸性電解水が、陰極槽４９にはアルカリ性電解水が生成される。陽極槽４６には槽内の水、つまり酸性電解水を適宜外部に排出するための排水管５１が設けられ、排水管５１には第７の開閉弁５２が介装されている。電解処理装置７で処理された飼育水も温調送水管５３によって温調装置５５に送水されるようになっている。
【００２０】
本実施の形態においては、飼育水が浄化された後に水槽２に戻されるとき、温調装置５５によって飼育水が適温になるように温度調整される。この温調装置５５は、詳しい説明は省略するが、ヒートポンプ６２によって熱交換された熱媒体が流れる管路が設けられ、飼育水と熱交換されるようになっている。従って飼育水を所定の水温になるように冷却したり、加熱したりできるようになっている。水槽２において冷水を好む魚、例えばイワナやヤマメを養殖している場合には、飼育水を冷却する。ところで図１には水槽は水槽２だけしか示されていないが、隣接して他の水槽も設けられている。水槽２の飼育水と他の水槽の飼育水は互いに循環したり交換されることはないが、飼育水が有する熱量に関してはヒートポンプ６２を介して熱交換されている。従って水槽２において冷水を好む魚を、他の水槽において温水を好むトラフグ等をそれぞれ養殖すると、ヒートポンプ６２によって効率的に熱交換が可能になるので、全体としてのエネルギーが節約できる。温調装置５５によって水温が調整された飼育水は返送管５６によって水槽２に返送される。
【００２１】
本実施の形態に係る水浄化装置１の作用について説明する。水浄化装置１は次のようにして水槽２内の飼育水を連続的に処理して浄化するが、各開閉弁は次のようにする。すなわち第１の開閉弁２０、第４の開閉弁３４、第６の開閉弁３９、第８の開閉弁５９は開き、第２の開閉弁２１、第３の開閉弁２５、第５の開閉弁３５、第７の開閉弁４１、第９の開閉弁６０は閉じる。魚の糞、余剰の餌等の濁質を含んだ飼育水は砂ろ過送水管１６を経由してポンプ１７により所定の水圧で加圧され、上の分岐管１８により砂ろ過装置５に送水される。砂ろ過装置５６のろ過材１０において飼育水がろ過されて濁質が漉し取られる。ろ過された飼育水はバイオ送水管２３、上の分岐管３１によってバイオ浄化処理装置６に送水される。このとき飼育水にはエアレーション装置３６によってオゾンと空気とが供給される。これによって飼育水には大量の酸素と少量のオゾンが溶存することになる。バイオ浄化処理装置６の活性石２８、２８は、麦飯石からなるが麦飯石は多孔性であり表面積が大きく大量の細菌、具体的には硝化菌等が繁殖している。また麦飯石はミネラルが溶出し易く、これも細菌の栄養になる。従って硝化菌等は活性化している。飼育水には濁質が分解されて発生したアンモニアを含んでいるが、活性石２８において繁殖しているニトロソモナス属の硝化菌によって亜硝酸に硝化され、同様に活性石２８において繁殖しているニトロスピラ属の硝化菌によって亜硝酸が硝酸塩に硝化される。ニトロソモナス属も好気性の菌であるが、ニトロスピラ属は大量の酸素を必要とする偏性好気性の菌であり、飼育水に供給されている大量の酸素と少量のオゾンによって活性化し効率よく飼育水を処理できることになる。これによってアンモニアを消費すると共に亜硝酸の濃度の上昇を抑制できる。バイオ浄化処理装置６で処理された飼育水は、送水管３８、主管５７を介して温調装置５５に送水される。温調装置５５において適切な水温に調整された飼育水は返送管５６によって水槽２に返送される。飼育水のｐＨが６．０以下になってくると硝化菌の働きが低下して処理能力が低下してしまう。そこで定期的に第８の開閉弁５９を閉じると共に第９の開閉弁６０を開いて飼育水を電解処理装置７に送水する。電解処理装置７において飼育水を処理すると、陽極槽４６において酸性電解水が生成され、陰極槽４９においてアルカリ性電解水が生成される。第７の開閉弁５２を適宜開閉して酸性電解水を排水する。それぞれの槽４６、４９の水、つまり飼育水を合わせると、酸性電解水が排水されたことによってｐＨが若干高くなる。このようにｐＨが調整された飼育水を温調送水管５３によって温調装置５５に送水する。所定量の飼育水を処理したら第８の開閉弁５９を開くと共に第９の開閉弁６０を閉じて、飼育水を主管５９を介して下流に流す。
【００２２】
砂ろ過装置５のろ過材１０が濁質で目詰まりしてきたら、次のようにしてろ過材１０を洗浄する。第１の開閉弁２０、第４の開閉弁３４を閉じ、第２の開閉弁２１、第３の開閉弁２５を開ける。そうすると飼育水は砂ろ過送水管１６、下の分岐管１９を経由して第１の圧力容器９の下方から所定の水圧で供給される。飼育水の水流および水圧によってろ過材１０は上方に舞って蓄積した濁質が上方に浮遊する。濁質を含んだ飼育水は、洗浄排水として排水管２４から外部に排出される。ろ過材１０の洗浄が完了したら、第１の開閉弁２０、第４の開閉弁３４を開き、第２の開閉弁２１、第３の開閉弁２５を閉める。ろ過材１０は下方から順に粒径の大きい砂利層１２、粒径の小さい砂利層１３、ろ砂層１４の順に積層され、以後前記したように飼育水をろ過することができる。定期的にろ過材１０を洗浄することによって、アンモニア、亜硝酸の発生原因となる濁質を外部に排出することができるので、バイオ浄化処理装置６の負荷を小さくすることができる。
【００２３】
バイオ浄化処理装置６の活性石２８の汚れが大きくなってきたら活性石２８を次のようにして洗浄する。第４の開閉弁３４、第６の開閉弁３９を閉じ、第５の開閉弁３５、第７の開閉弁４１を開く。そうすると砂ろ過装置６でろ過された飼育水がバイオ浄化処理装置６の第２の圧力容器２７の下方から供給される。このとき必要に応じてオゾンを飼育水に供給する。活性石２８には下方から所定の水圧で飼育水が供給されるので活性石２８の汚れが落ちる。洗浄に使用した飼育水は排水管４０から洗浄排水として排水される。活性石２８の洗浄が終了したら、第４の開閉弁３４、第６の開閉弁３９を開き、第５の開閉弁３５、第７の開閉弁４１を閉じる。前記したように飼育水をバイオ浄化処理装置６で処理することができる。
【００２４】
本実施の形態に係る水浄化装置１を備えた水槽２では、外部に廃棄される飼育水は、上で説明したように洗浄排水として排水されたり、電解酸性水として排水される水だけである。このようにして外侮に廃棄された分の飼育水は、水槽２に供給しなければならないが、入れ換えられる水は１日に５％程度で済む。従って水温調整のために必要なエネルギーが節約できる。
【００２５】
本実施の形態に係る水浄化装置１は色々な変形が可能である。例えば、水浄化装置１には電解処理装置７が含まれているように説明したが、飼育水のｐＨを他の手段で管理する場合には省略することができる。例えば、アルカリ性の薬剤を注入するアルカリ剤注入装置に置き換えることができる。また本実施の形態においては、バイオ浄化処理装置６に供給する飼育水にはエアレーション装置３６によって大量の酸素と少量のオゾンとを供給するように説明した。しかしながら水槽２内の飼育水に大量の酸素が供給されていて、砂ろ過装置５で処理された後の飼育水にも十分な酸素が溶存している場合には、そのままでも硝化菌が飼育水を処理することができる。つまり飼育水に十分な酸素が溶存している場合には、必ずしもエアレーション装置３６を設ける必要はない。しかしながら、砂ろ過装置５においてもろ過材１０に好気性の菌が付着しているので、砂ろ過装置５で処理した飼育水の酸素の溶存量は低い可能性もあり、安全のためにエアレーション装置３６、もしくは空気だけを混入する装置によって飼育水に酸素を供給した後にバイオ浄化処理装置６に供給することが好ましい。
【符号の説明】
【００２６】
１    水浄化装置            ２    水槽
３    エアレーション装置    ５    砂ろ過装置
６    バイオ浄化処理装置    ７    電解処理装置
９    第１の圧力容器      １０    ろ過材
１４    ろ砂層              １７    ポンプ
２７    第２の圧力容器      ２８    活性石
２９    網体                ３６    エアレーション装置
４３    電解槽              ４４    隔膜
４６    陽極槽              ４８    陰極
４９    陰極槽              ５５    温調装置
【図１】
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