(57)【要約】【課題】水槽内に設置してすぐに浄化性能を発揮できるだけでなく、水槽本体や水槽周辺に色彩、光沢等を付与して水槽環境全体としての美観を向上できる。【解決手段】  水生動物を飼育する水槽内の飼育水を浄化するための包括固定化担体であって、高分子含水ゲル中に微生物が包括固定化されると共に、該包括固定化担体が着色されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水生動物を飼育する水槽内の飼育水を浄化するための包括固定化担体であって、
高分子含水ゲル中に微生物が包括固定化されると共に、該包括固定化担体が着色されていることを特徴とする飼育水浄化用の包括固定化担体。
【請求項２】
水生動物を飼育する水槽内の飼育水を浄化するための包括固定化担体であって、
前記包括固定化担体に含まれるリン含有量が０．０５質量％以下であることを特徴とする飼育水浄化用の包括固定化担体。
【請求項３】
水生動物を飼育する水槽内の飼育水を浄化するための包括固定化担体であって、
前記包括固定化担体には殺藻剤が含まれることを特徴とする飼育水浄化用の包括固定化担体。
【請求項４】
水生動物を飼育する水槽内の飼育水を浄化するための包括固定化担体であって、
前記包括固定化担体にはｐＨ指示薬が含まれることを特徴とする飼育水浄化用の包括固定化担体。
【請求項５】
前記包括固定化担体に含まれる微生物は硝化細菌であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の飼育水浄化用の包括固定化担体。
【請求項６】
水生動物を飼育する水槽内の飼育水を浄化する方法であって、
水生動物を飼育するための飼育水を、請求項１〜５の何れか１項に記載の包括固定化担体と接触させることにより前記飼育水を浄化することを特徴とする飼育水の浄化方法。
【請求項７】
水生動物を飼育する水槽内の飼育水を浄化するための飼育水の浄化装置であって、
前記水槽内の飼育水を取り込むための取込口と、前記浄化した飼育水を前記水槽内に戻すための戻し口とを備えた透明な浄化槽と、
該浄化槽内に備えられた請求項１〜５の何れか１項に記載の包括固定化担体と、
前記浄化槽内にエアを送るための送気手段と、
を備えたことを特徴とする飼育水の浄化装置。
【請求項８】
前記浄化槽内に水槽照明が設けられたことを特徴とする請求項７に記載の飼育水の浄化装置。
【請求項９】
水生動物を飼育するための水槽の内部に、請求項７又は８に記載の浄化装置が設置されたことを特徴とする水槽セット。
【請求項１０】
水生動物を飼育するための水槽と、
前記水槽の外部に設置される請求項７又は８に記載の浄化装置と、
前記水槽内と前記浄化装置の取込口とを連通し、前記水槽内の飼育水を前記浄化装置へ取り込むための取込配管と、
前記浄化装置の戻し口と前記水槽内とを連通し、前記浄化装置内で浄化した飼育水を前記水槽内へ戻すための戻し配管と、
前記飼育水を前記水槽と前記浄化装置との間で循環させるため循環手段と、
を備えたことを特徴とする水槽セット。
【請求項１１】
水生動物を飼育するための水槽の内部に、請求項１〜５の何れか１項に記載の包括固定化担体が備えられたことを特徴とする水槽セット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飼育水浄化用の包括固定化担体、飼育水の浄化方法及び装置、並びに水槽セットに関し、特に、水生動物を飼育する飼育水に含まれるアンモニア性窒素を微生物の分解により除去すると共に、美観を向上させる飼育水浄化用の包括固定化担体、飼育水の浄化方法及び装置、並びに水槽セットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水生動物の飼育水槽内の水に含まれるアンモニア性窒素、亜硝酸性窒素の除去資材としては、フィルタやスポンジ、多孔質セラミック等に硝化細菌（アンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌）を自然付着させた付着型の浄化資材が使用されている。このような付着型の浄化資材は、フィルタやスポンジ、多孔質セラミック等を水槽内又は飼育水を循環する外部装置内に設置して飼育水と接触させることにより形成される。
【０００３】
一般的に、付着型の浄化資材は、資材上に硝化細菌が充分に付着した後でなければ、飼育水中に含まれるアンモニア性窒素や亜硝酸性窒素等を除去する浄化性能を有しない。このため、資材上に硝化細菌が充分に付着するまでは、飼育水中のアンモニア性窒素濃度が上昇することが問題であった。
【０００４】
具体的には、資材に硝化細菌が付着し、アンモニア性窒素の処理ができるようになるまでには通常２〜４週間程度必要となる。また、アンモニア性窒素の処理ができるようになっても初期は亜硝酸までしか酸化できず、アンモニア性窒素よりも毒性の強い亜硝酸性窒素が飼育水中に蓄積し易い。そして、資材に亜硝酸酸化細菌を付着させて、亜硝酸性窒素を毒性の比較的少ない硝酸性窒素に酸化するまでには、更に２〜４週間程度必要となる。すなわち、水槽内に資材を設置した後、２週間〜２ヶ月間は水生動物にとって好ましくない水質状態となる。
【０００５】
この対策としては、炭化綿を硝化細菌が生育する浄化槽中に浸漬して硝化細菌を自然着床させ、固定化させてシート化した魚及び水棲動物の水槽浄化用フィルタが提案されている（例えば、特許文献１）。これによれば、予め硝化細菌を着床させたフィルタを水槽内に設置するので、直ぐに浄化性能を発揮できることが記載されている。
【特許文献１】特開２００５−１１７９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような水槽浄化用フィルタは、菌を着床させるまでに約１週間〜２ヶ月程の時間を要し、更にアンモニア液中で浸漬して保存する必要があった。また、使用に伴いフィルタの孔が閉塞し易く、定期的にフィルタを洗浄及び交換する必要があった。このとき、フィルタに付着した硝化細菌も一緒に除去され、再び硝化細菌を着床させるのに長時間かかる。このため、必要なときに即時に水槽内に投入して使用することができないという問題があった。
【０００７】
また、観賞用水槽にとって、菌を付着させたフィルタは美観を損ねる原因となるため、敢えて目立たないように設置されることが一般的であった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、水槽内に設置してすぐに浄化性能を発揮できるだけでなく、水槽本体や水槽周辺に色彩、光沢等を付与して水槽環境全体としての美観を向上できる飼育水浄化用の包括固定化担体、飼育水の浄化方法及び装置、並びに水槽セットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、水生動物を飼育する水槽内の飼育水を浄化するための包括固定化担体であって、高分子含水ゲル中に微生物が包括固定化されると共に、該包括固定化担体が着色されていることを特徴とする飼育水浄化用の包括固定化担体を提供する。
【００１０】
請求項１によれば、飼育水を浄化する微生物が内部に予め固定化されているので、水槽内に設置した後、すぐに飼育水を浄化することができる。また、包括固定化担体が着色されているので、水槽又はその周辺に色彩や光沢を付与することができ、美観を向上することができる。
【００１１】
着色方法としては、例えば、染料や顔料等の着色剤をゲル化前に混合する方法が挙げられる。着色剤としては、光沢を有する色素や粉末（例えば、ラメやパール等）も含まれる。
【００１２】
本発明の請求項２は前記目的を達成するために、水生動物を飼育する水槽内の飼育水を浄化するための包括固定化担体であって、前記包括固定化担体に含まれるリン含有量が、０．０５質量％以下であることを特徴とする飼育水浄化用の包括固定化担体を提供する。
【００１３】
本発明の請求項３は前記目的を達成するために、水生動物を飼育する水槽内の飼育水を浄化するための包括固定化担体であって、前記包括固定化担体には殺藻剤が含まれることを特徴とする飼育水浄化用の包括固定化担体を提供する。
【００１４】
請求項２及び３によれば、水槽内及び包括固定化担体に藻が発生及び付着するのを抑制でき、水槽全体としての美観を向上できる。
【００１５】
本発明の請求項４は前記目的を達成するために、水生動物を飼育する水槽内の飼育水を浄化するための包括固定化担体であって、前記包括固定化担体にはｐＨ指示薬が含まれることを特徴とする飼育水浄化用の包括固定化担体を提供する。
【００１６】
請求項４によれば、包括固定化担体が、水槽内のｐＨ変化をｐＨ指示薬の繊細な色彩変化により視覚的に表示することができる。これにより、水槽全体として美観を向上できると共に、水の交換時期を知らせることができる。
【００１７】
請求項５は、請求項１〜４の何れか１項に記載の飼育水浄化用の包括固定化担体に含まれる微生物は、硝化細菌であることを特徴とする。
【００１８】
請求項５によれば、硝化細菌により飼育水中のアンモニア性窒素や亜硝酸性窒素を除去することができる。
【００１９】
本発明の請求項６は前記目的を達成するために、水生動物を飼育する水槽内の飼育水を浄化する方法であって、水生動物を飼育するための飼育水を、請求項１〜５の何れか１項に記載の包括固定化担体と接触させることにより前記飼育水を浄化することを特徴とする飼育水の浄化方法を提供する。
【００２０】
請求項６によれば、水槽内に設置してすぐに浄化性能を発揮できるだけでなく、種々の色彩や色彩変化により水槽内又は水槽周辺の美観を向上できる。
【００２１】
本発明の請求項７は前記目的を達成するために、水生動物を飼育する水槽内の飼育水を浄化するための飼育水の浄化装置であって、前記水槽内の飼育水を取り込むための取込口と、前記浄化した飼育水を前記水槽内に戻すための戻し口とを備えた透明な浄化槽と、該浄化槽内に備えられた請求項１〜５の何れか１項に記載の包括固定化担体と、前記浄化槽内にエアを送るための送気手段と、を備えたことを特徴とする飼育水の浄化装置を提供する。
【００２２】
請求項８は請求項７において、前記浄化槽内に水槽照明が設けられたことを特徴とする。
【００２３】
請求項７及び８によれば、既存の水槽の内部又は水槽の外部に設置するだけで、飼育水を浄化できると共に、水槽全体としての美観を向上できる。なお、請求項７において、取込口と戻し口を兼用する浄化槽も含まれる。
【００２４】
本発明の請求項９は前記目的を達成するために、水生動物を飼育するための水槽の内部に、請求項７又は８に記載の浄化装置が設置されたことを特徴とする水槽セットを提供する。
【００２５】
本発明の請求項１０は前記目的を達成するために、水生動物を飼育するための水槽と、前記水槽の外部に設置される請求項７又は８に記載の浄化装置と、前記水槽内と前記浄化装置の取込口とを連通し、前記水槽内の飼育水を前記浄化装置へ取り込むための取込配管と、前記浄化装置の戻し口と前記水槽内とを連通し、前記浄化装置内で浄化した飼育水を前記水槽内へ戻すための戻し配管と、前記飼育水を前記水槽と前記浄化装置との間で循環させるため循環手段と、を備えたことを特徴とする水槽セットを提供する。
【００２６】
本発明の請求項１１は前記目的を達成するために、水生動物を飼育するための水槽の内部に、請求項１〜５の何れか１項に記載の包括固定化担体が備えられたことを特徴とする水槽セットを提供する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、水槽内に設置してすぐに浄化性能を発揮できるだけでなく、水槽本体や水槽周辺に色彩、光沢等を付与して水槽環境全体としての美観を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
まず、本発明に係る包括固定化担体の製造方法について説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係る包括固定化担体の製造方法の一例を示したフローチャートである。
【００３０】
図１に示されるように、先ず、固定化材料としてポリエチレングリコールプレポリマー（以下、ＰＥＧという）と重合促進剤としてＮＮＮ'Ｎ’─テトラメチルエチレンジアミンとを混合した混合液を、ｐＨを中性付近（６．５〜８．５）に調整したゲル原料液を調製する。
【００３１】
次いで、このゲル原料液に、浄水汚泥を混合して攪拌した後、更に着色剤としてポスターカラーを添加し、攪拌して懸濁液を調製する。
【００３２】
次いで、上記懸濁液に重合開始剤として過硫酸カリウムを添加して攪拌した後、直ちにシート形状又はブロック形状にゲル化させる（重合させる）。このときの重合温度は１５〜４０℃、好ましくは２０〜３０℃で、重合時間は５〜６０分、好ましくは１０〜６０分でゲル化させる。
【００３３】
そして、ゲル化させたシートを、ハート形や星形、月形、花びら形、人形、雲形等を模った打ち抜き型で所定形状に打ち抜き、本発明に係る包括固定化担体を成形する。
【００３４】
ペレット状の包括固定化担体のサイズは特に限定されないが、１ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、３ｍｍ角程度がより好ましい。これにより、ワインレッドや透明性を有するグリーン、蛍光黄色等の各種色調に着色された高分子含水ゲル中に硝化細菌を固定化した包括固定化担体を得ることができる。
【００３５】
図１では、浄水汚泥をゲル原料液に添加した後、着色剤を添加する順序で説明したが、これに限定されることはなく、着色剤をゲル原料液に添加した後、浄水汚泥を添加してもよい。また、包括固定化担体の形状も、上記に限定されることはなく、通常の３ｍｍ角の略立方体状や円筒状、球状に切断してペレット化してもよい。また、包括固定化担体の製造方法としては、上記のシート成形法に限らず、チューブ成形法、滴下造粒法、ブロック成形法等を採用することもできる。
【００３６】
本発明に使用される着色剤は、着色可能なものであれば特に限定されず、染料、顔料、夜光塗料、ポスターカラー、ガッシュ等が挙げられる。また、着色剤には、金属光沢を有するパウダ（例えば、ラメパウダやパール粉末等）も含まれる。ラメパウダとは、一般的に、ポリエステルフィルムに金属を真空蒸着させて金属色をつけ、その上と裏面に染料の入った又は無色の樹脂をコーティングしたフィルムを粉末状にしたものをいう。
【００３７】
染料としては、各種色調の公知の染料が使用できる。染料としては、例えば、直接染料、酸性染料、食用染料、塩基性染料、反応性染料、分散性染料、蓄光塗料、蛍光染料等が含まれる。
【００３８】
顔料としては、各種色調の公知の顔料を使用できる。すなわち、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラック類、特に水相に分散する場合には、カーボンブラック表面を各種の親水基で修飾した自己分散型と言われるカーボンブラック、アルミニウム粉、ブロンズ粉などの金属粉；弁柄、黄鉛、群青、酸化クロム、酸化チタン等の無機顔料；無金属フタロシアニン顔料や銅フタロシアニン顔料などのフタロシアニン系顔料；不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などのアゾ系顔料、アントラキノン系、キナクリドン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、ジオキサンジン系、スレン系、ペリレン系、ペリノン系、チオインジゴ系、キノフタロン系、金属錯体、などの縮合多環系顔料、酸性又は塩基性染料のレーキ顔料等の有機顔料又は蛍光顔料等が挙げられる。蛍光顔料としては、合成樹脂を塊状重合する際又は重合した後に、様々な色相を発色する蛍光染料を溶解又は染着し、得られた着色塊状樹脂を粉砕して微細化した、所謂、合成樹脂固溶体タイプのものが挙げられる。蛍光顔料には、メラミン樹脂、尿素樹脂、スルホンアミド樹脂、アルキド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等に染料を坦持させたものも含まれる。
【００３９】
着色剤の添加量は、確実に包括固定化担体を着色でき且つ含水ゲルの強度を確保できる範囲であればよく、担体に対して０．０４〜５質量％とすることが好ましい。
【００４０】
包括固定化される微生物は、窒素除去を目的とした硝化細菌又は硝化細菌群、脱窒細菌群、嫌気性アンモニア酸化細菌群等の複合微生物や、ダイオキシン類などの特定の有害化学物質を分解する能力をもった微生物（例えば、アオコ分解菌、ＰＣＢ分解菌、ダイオキシン分解菌、環境ホルモン分解菌等の純粋微生物等）が好適な例として挙げられる。また微生物としては、培養等により濃縮分離された微生物の他に、下水処理場の活性汚泥、湖沼、河川や海の汚泥、土壌などの各種の微生物を含む微生物含有物も含まれる。本実施形態では、水槽内に藻が発生する要因の一つであるリンの含有量が少ない浄水汚泥を使用することが好ましい。これらの微生物含有汚泥は、脱水ケーキ、濃縮汚泥、天日乾燥汚泥でも使用できる。包括固定化担体あたりのリン含有量は０．０５質量％以下であることが好ましい。
【００４１】
固定化材料としては、モノマー、プレポリマー、オリゴマー等が挙げられるが、特に限定されるものではなく、例えば、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、アルギン酸ナトリウム、カラギーナン、寒天、等を用いることができる。その他、固定化材料のプレポリマーは、以下のものを用いることができる。
【００４２】
（モノメタクリレート類）
ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート、３クロロ２ヒドロキシプロピルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、２ヒドロキシメタクリレート、エチルメタクリレート等。
【００４３】
（モノアクリレート類）
２ヒドロキシエチルアクリレート、２ヒドロキシプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、シクロへキシルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、２エトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコールアクリレート、シリコン変性アクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、アクリロイルアキシエチルハイドロジェンサクシネート、ラウリルアクリレート等。
【００４４】
（ジメタクリレート類）
１，３ブチレングリコールジメタクリレート、１，４ブタンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ブチレングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプレングリコールジメタクリレート、２ヒドロキシ１，３ジメタクリロキシプロパン、２，２ビス４メタクリロキシエトキシフェニルプロパン、３，２ビス４メタクリロキシジエトキシフェニルプロパン、２，２ビス４メタクリロキシポリエトキシフェニルプロパン等。
【００４５】
（ジアクリレート類）
エトキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、１，６ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、２，２ビス４アクリロキシヒエトキシフェニルプロパン、２ヒドロキシ１アクリロキシ３メタクリロキシプロパン等。
【００４６】
（トリメタクリレート類）
トリメチロールプロパントリメタクリレート等。
【００４７】
（トリアクリレート類）
トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパンＥＯ付加トリアクリレート、グリセリンＰＯ付加トリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート等。
【００４８】
（テトラアクリレート類）
ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート等。
【００４９】
（ウレタンアクリレート類）
ウレタンアクリレート、ウレタンジメチルアクリレート、ウレタントリメチルアクリレート等。
【００５０】
（その他）
アクリルアミド、アクリル酸、ジメチルアクリルアミド等。
【００５１】
なお、上記固定化材料のうち１種類又は２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【００５２】
包括固定化担体の重合は、過硫酸カリウムを用いたラジカル重合が最適であるが、紫外線や電子線を用いた重合やレドックス重合でもよい。過硫酸カリウムを用いた重合では、過硫酸カリウムの添加量を０．００１〜０．２５質量％とし、アミン系の重合促進剤の添加量を０．０１〜０．５質量％とすることが好ましい。アミン系の重合促進剤としては、βジメチルアミノプロピオニトリル、ＮＮＮ’Ｎ’テトラメチルエチレンジアミン等を好ましく使用することができる。
【００５３】
また、着色剤としては、ｐＨ指示薬のような色彩変化を伴う指示薬も使用できる。上記ｐＨ指示薬としては、ｐＨ中性付近に変色域のあるｐＨ指示薬であればいずれでもよく、例えば、メチルレッド（変色域：ｐＨ４．４〜６．２）、ブロモチモルブルー（変色域：ｐＨ６．０〜７．６、ＢＴＢ試薬ともいう）、クレゾールレッド（変色域：ｐＨ７．２〜８．８）を好適に使用することができる。ただし、担体内のｐＨがアルカリ性側や酸性側に寄りすぎた時点で変色するｐＨ指示薬は、担体中の微生物の棲息に悪影響を及ぼす可能性があるので、ブロモチモルブルーを使用することが好ましい。上記ｐＨ指示薬としては、ＢＴＢ粉末、ｐＨ試験紙を粉砕した微細な粉末等も使用できる。ｐＨ指示薬の添加量は、包括固定化担体に対して０．０１〜２質量％とすることが好ましい。
【００５４】
このように硝化細菌が包括固定された包括固定化担体の内部では、ＮＨ４ + ＋２Ｏ２→ＮＯ３- ＋Ｈ２Ｏ＋２Ｈ+の硝化反応が生じ、水素イオンが生じるためにｐＨが低下する。これにより、包括固定化担体のｐＨが酸性側に移行して担体内に含有されるｐＨ指示薬が変色するので、担体自体の外観色も変色する。この場合、包括固定化担体中の硝化細菌の活性が不十分で硝化反応が進行しない場合は、ｐＨ指示薬が変色しないので、担体自体の外観色も変色しない。これにより、包括固定化担体中の硝化細菌の活性状態を目視で直ちに判断することができ、包括固定化担体の取換え又は水の交換時期を知らせることができる。
【００５５】
また、本発明に係る包括固定化担体の美観を維持する上で、包括固定化担体に殺藻剤を含有させることもできる。このような殺藻剤としては、公知公用のものを使用できる。殺藻剤の添加量としては、飼育する水生動物に悪影響がなく、且つ実用的な強度を有する包括固定化担体を製造できる範囲であればよく、包括固定化担体に対して０．０１〜３質量％とすることが好ましい。このように、殺藻剤を添加したりすることにより、水槽内及び包括固定化担体に藻が生えたり付着したりするのを抑制できる。
【００５６】
また、種々の形状に成形された包括固定化担体の内部に、上述した殺藻剤、ｐＨ指示薬及び着色剤のうち一以上組み合せて含有させてもよい。
【００５７】
また、本発明に係る包括固定化担体を構成する材料の含有量やサイズを調節することにより、比重の異なる包括固定化担体を得ることができる。これにより、水中において種々の形態で包括固定化担体を浮遊させることができる。
【００５８】
水生動物としては、ネオンテトラ、金魚、メダカ等の淡水魚、鯵や鯛等の海水魚、カニやエビ等の甲殻類等、クラゲ等、特に限定されるものではなく、水中に生息する動物を全て含むものとする。
【００５９】
また、上記した色や形状、組成、比重等が異なる包括固定化担体を二個以上組み合わせて使用することもできる。
【００６０】
次に、上記の如く製造した本発明に係る包括固定化担体を用いた飼育水の浄化方法及び装置、水槽セットの好ましい実施形態について説明する。
【００６１】
［第１実施形態］
まず、本実施形態の水槽セット１０の構成について説明する。
【００６２】
図２は、本実施形態の水槽セット１０の構成を説明する説明図である。なお、本実施形態は、着色された包括固定化担体を備えた浄化資材又は簡易浄化装置を水槽内に設置する一例である。
【００６３】
図２に示されるように、水槽セット１０は、主として、水生動物を飼育するための水槽１２と、水槽１２内の飼育水を浄化する本発明の包括固定化担体１４を内部に備えた浄化資材１６と、を備えている。
【００６４】
水槽１２は、ガラス製又はプラスチック製の透明な水槽であり、その内部にはエアポンプ１８に連通した散気管１９が設けられている。この水槽１２内に飼育水が満たされ、その中で観賞魚２０等の水生動物が飼育される。
【００６５】
浄化資材１６としては、前述の包括固定化担体１４を、網状などの保護ネット２２で覆ったものを好適に使用できる。これにより、包括固定化担体１４が水生動物から侵食されるのを抑制することができる。
【００６６】
水槽１２内へ投入する包括固定化担体１４の投入量は、好ましい硝化速度となるように設定される。本発明では、硝化速度が、飼育する水生動物が発生するアンモニア発生速度の約３０倍〜４０倍となるように設定されることが好ましい。
【００６７】
次に、本実施形態の水槽セット１０の作用について説明する。
【００６８】
まず、保護ネット２２で覆った包括固定化担体１４を水槽１２内に投入する。これにより、保護ネット２２内の包括固定化担体１４に飼育水を接触させる。
【００６９】
そして、包括固定化担体１４内の硝化細菌等が飼育水中のアンモニア性窒素を分解除去することにより、飼育水を浄化する。
【００７０】
このように、鮮やかな色に着色された包括固定化担体１４は、水槽に彩りを付与することができる。透明感を損なわない染料や蛍光塗料、蓄光塗料、金属光沢をもつラメパウダ等で染色した包括固定化担体は、自然光又は水槽内に設置される照明による光を受けて光輝き、水槽に色彩や光沢を付与することができる。さらに、夜光塗料により染色した包括固定化担体は、暗闇でもかすかに光るので、幻想的な雰囲気をかもし出すことができる。また、散気管１９からのエアにより、着色された包括固定化担体が保護ネット２２内で浮遊することで、一層の美観向上を図ることができる。これにより、包括固定化担体を投入してすぐに飼育水を浄化できるだけでなく、水槽の美観を更に向上することができる。
【００７１】
本実施形態では、保護ネット２２で覆った包括固定化担体１４を浄化資材１６として水槽１２内に設置する例について説明したが、これに限定されず、種々の形態を採用できる。
【００７２】
図３は、図１の変形例であり、敷砂として本発明に係る包括固定化担体１４を直接水槽１２の底部に敷き詰めた水槽セット１０’の構成を説明する説明図である。
【００７３】
図３の形態において、比重を調節して種々の形状に成形した包括固定化担体１４を用いることにより、飼育水との接触効率を高めるだけでなく、アレンジの幅を広げることができる。例えば、水槽１２内に敷砂としてだけでなく、花びら状に成形した包括固定化担体を水槽内に舞わせることもできる。
【００７４】
図４は、図１の変形例であり、透明な回転ドラム内に本発明に係る包括固定化担体１４を封入した簡易浄化装置１７を用いた水槽セット１０’’の構成を説明する説明図である。
【００７５】
図５は、簡易浄化装置１７の構成を示す斜視図である。
【００７６】
図５に示されるように、簡易浄化装置１７は、内部に包括固定化担体１４が封入された透明な回転ドラム２４が、飼育水を取り込む複数のスリット孔２５が側面に形成された支持部２６によって支持されている。
【００７７】
回転ドラム２４は、ドラム軸２９を中心としてエアポンプ１８から供給されるエアの流れにより、回転できるようになっている。また、回転ドラム２４の周面は、複数のスリット孔２７が設けられている。また、支持部２６の内部は、ろ材を収納できるようになっており、ろ過槽として機能させることもできる。
【００７８】
このような簡易浄化装置１７としては、市販品も使用でき、例えば、商品名バクターセルシステムローター（ＧＥＸ製）や商品名ローターボーイ（ＧＥＸ製）等が好ましく使用できる。
【００７９】
このように構成することにより、回転ドラム２４内にエアポンプ１８によりエアが供給され、エアの流れにより回転ドラム２４が回転し始める。これにより、飼育水が、支持部２６に設けられた複数のスリット孔２５を介して回転ドラム２４内に取り込まれる。
【００８０】
回転ドラム２４内で包括固定化担体１４と接触し、浄化された後の飼育水は、回転ドラム２４の表面の複数のスリット孔２７から排出され、水槽１２内に戻される。
【００８１】
このように、上記した効果に加え、回転ドラム２４内を流動する着色包括固定化担体１４の色彩や光の動きを観賞し、楽しむことができる。また、回転ドラム２４の回転により、浄化された飼育水を水槽１２内に均一に攪拌することができる。
【００８２】
また、図４では回転ドラム２４を用いた簡易浄化装置１７を水槽１２内に設置する例を説明したが、表面に複数の孔が形成された透明な球状容器内に包括固定化担体１４を充填し、水槽１２内で浮遊させることもできる。
【００８３】
図６は、図４の簡易浄化装置１７の変形例を説明する説明図である。このうち、図６（ａ）は、簡易浄化装置１７’の構成を示す斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００８４】
図６に示される簡易浄化装置１７’は、包括固定化担体１４を内部に充填する透明な容器２８を備え、容器２８の側面には飼育水の取込口３０が設けられ、容器２８内から垂直上向に延びるように飼育水の戻し管３２が設けられている。また、容器２８の底部には、エアポンプ１８を介してエアを取り込むエア取込口３４が設けられている（図６（ｂ）参照）。なお、容器２８の形状は図６の形態に限られず、例えば、直方体状でもよい。
【００８５】
このように構成することにより、上記した本実施形態の効果に加え、飼育水の取込口と戻し口を別々に設けるので、下から上へと向かう循環水流を利用して飼育水を効率的に浄化することができる。
【００８６】
本実施形態において、包括固定化担体は着色されたものを用いた例を示したが、種々の形状に成形した包括固定化担体、殺藻剤を添加した包括固定化担体、ｐＨ指示薬を添加した包括固定化担体等を一以上組み合わせて使用できることはいうまでもない。また、種々の形状に成形された包括固定化担体の内部に、殺藻剤、ｐＨ指示薬及び着色剤のうち一以上組み合せて含有させてもよい。
【００８７】
［第２実施形態］
まず、本実施形態の水槽セット４０の構成について説明する。
【００８８】
図７は、本実施形態の水槽セット４０の構成を説明する説明図である。なお、本実施形態は、飼育水の浄化装置として水槽本体に設置するフィルタユニットを用いた例である。また、第１実施形態と同一部材又は同一の機能を有する部材は、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８９】
図７に示されるように、水槽セット４０は、主として、水生動物を飼育するための水槽１２と、水槽１２内の飼育水を浄化する本発明の包括固定化担体４４を内部に備えたフィルタユニット４６と、水槽１２の上部に設けられ、飼育水を水槽１２からフィルタユニット４６へ送水するための揚水ポンプ４８と、を備えている。
【００９０】
水槽１２は、ガラス製又はプラスチック製の透明な水槽であり、その内部には散気管１９が設けられている。この水槽１２内に飼育水が満たされ、その中で観賞魚２０等の水生動物が飼育される。
【００９１】
フィルタユニット４６は、ガラス製又はプラスチック製の透明な槽（浄化槽）になっており、その内部には、飼育水に含まれる異物等を除去するフィルタ５０と、フィルタ５０上に敷かれ、飼育水中のアンモニア性窒素を分解除去する本発明に係る包括固定化担体４４と、を備えている。
【００９２】
フィルタユニット４６の上流側（図１では左側）は、飼育水を取込むための図示しない取込口が設けられ、該取込口は揚水ポンプ４８と連通している。揚水ポンプ４８には、水槽１２の水面の下部まで垂下されている吸水管５２が連結されている。
【００９３】
フィルタユニット４６の下流側（図１では右側）は、浄化した後の飼育水をまとめて水槽１２内に戻すための戻し管５４が連結されている。
【００９４】
このようなフィルタユニット４６としては、公知公用のフィルタユニットを透明な材質で構成したものを好適に使用できる。
【００９５】
フィルタユニット４６内に備えられた包括固定化担体としては、前記の包括固定化担体が使用できる。
【００９６】
図７では散気管１９を用いる例について説明したが、水槽１２内及びフィルタユニット４６内にそれぞれエアを送るための送気ライン（不図示）を設けてもよい。
【００９７】
また、包括固定化担体４４の投入量は、第１実施形態と同様とすることができる。
【００９８】
次に、本発明に係る水槽セット４０の作用について説明する。
【００９９】
まず、水槽１２内の飼育水は、吸水管５２及び揚水ポンプ４８を介してフィルタユニット４６内に取り込まれる。
【０１００】
次いで、取り込まれた飼育水は、フィルタ５０上に敷かれた包括固定化担体４４と接触する。このとき、包括固定化担体４４に含まれる硝化細菌の作用により、すぐに飼育水中のアンモニア性窒素が分解され始める。
【０１０１】
そして、包括固定化担体４４により浄化された飼育水は、フィルタ５０を通って滴下され、戻し管５４を介して水槽１２内に戻される。
【０１０２】
また、鮮やかな色に着色された包括固定化担体は、水槽に彩りを付与することができる。また、透明感を損なわない染料や蛍光塗料、蓄光塗料、金属光沢をもつラメパウダ等で染色した包括固定化担体は、水槽照明や自然光による光を受けて光輝き、フィルタユニット及び／又は水槽全体に色彩や光沢を付与することができる。さらに、夜光塗料により染色した包括固定化担体は、暗闇でもかすかに光るので、幻想的な雰囲気をかもし出すことができる。これにより、包括固定化担体を投入してすぐに飼育水を浄化できるだけでなく、水槽の美観を更に向上することができる。
【０１０３】
本実施形態では、一段式のフィルタユニット４６について説明したが、これに限定されることはなく、二段式のフィルタユニット、多段式のフィルタユニット等でもよい。
【０１０４】
図８は、図７の変形例である二段式のフィルタユニット４６’を用いた水槽セット４０’を説明する説明図である。
【０１０５】
図８に示される二段式のフィルタユニット４６’は、その内部に、対向する２枚のスクリーン５６、５６と、該スクリーンにより区画された区画部５８内に充填された包括固定化担体４４と、区画部５８の上部に設けられたフィルタ５０と、を備えている。
【０１０６】
このように構成することで、フィルタ５０で異物を除去した飼育水のみを包括固定化担体４４と接触させることができる。これにより、上記の効果に加え、包括固定化担体４４に異物が付着することを抑制でき、浄化性能だけでなく美観を向上することができる。
【０１０７】
図７、８の実施形態では、フィルタユニット４６及び４６’を水槽１２の上部に設置する例について説明したが、これに限定されることはなく、水槽１２内の底部に設置してもよい。
【０１０８】
図９は、図７の変形例であり、フィルタユニットの設置形態の変えた水槽セット４０’’を説明する説明図である。
【０１０９】
図９のフィルタユニット４６’’は、水槽１２内の底部に設置されている。フィルタユニット４６’’の上面には、飼育水を取り込むための図示しない孔が複数設けられている。フィルタユニット４６’’の上面のすぐ下側には、フィルタ５０が設けられ、更にその下方には包括固定化担体４４が敷かれている。
【０１１０】
図９において、揚水ポンプ４８’は、水槽１２内のフィルタユニット４６’’の上面近傍に設置され、吸水管５２’と連通している。この揚水ポンプ４８’の作用により、上面に設けられた孔を介してフィルタユニット４６’’内に飼育水を取り込み、包括固定化担体４４と接触させた後の飼育水を吸水管５２’から水槽１２内に戻すことができるようになっている。
【０１１１】
このように構成することで、上記した本実施形態の効果に加え、水槽セット全体を大型化することなく、飼育水を浄化することができる。
【０１１２】
図１０は、図７の変形例であるフィルタユニット４７の設置形態の変えた水槽セット４１を説明する説明図である。
【０１１３】
図１０に示されるように、水槽セット４１は、主に、水槽１２と、内部にフィルタ／ろ材部５９と、循環ポンプ６０（循環手段）を備えた外部フィルタユニット４７と、水槽１２内と外部フィルタユニット４７の取込口（不図示）とを連通する取込配管６２と、外部フィルタユニット４７の戻し口（不図示）と水槽１２内とを連通する戻し配管６４と、を備えている。
【０１１４】
外部フィルタユニット４７は筒状容器６６となっており、その内部は仕切り板６８により部分的に仕切られている。外部フィルタユニット４７内において、仕切り板６８で仕切られた一方の空間には循環ポンプ６０とフィルタ／ろ材部５９が収納され、他方の空間には、本発明に係る包括固定化担体４４が充填されている。
【０１１５】
外部フィルタユニット４７の取込口（不図示）には、水槽内から延設された取込配管６２が接続されている。一方、外部フィルタユニット４７の戻し口（不図示）には、水槽へと延設された戻し配管６４が接続されている。
【０１１６】
このように構成することにより、上記した本実施形態の効果に加え、浄化装置単体としても観賞物として利用できる。
【０１１７】
本実施形態において、包括固定化担体は着色されたものを用いた例を示したが、種々の形状に成形した包括固定化担体、殺藻剤を添加した包括固定化担体、ｐＨ指示薬を添加した包括固定化担体等を一以上組み合わせて使用できることはいうまでもない。また、種々の形状に成形された包括固定化担体の内部に、殺藻剤、ｐＨ指示薬及び着色剤のうち一以上組み合せて含有させてもよい。
【０１１８】
［第３実施形態］
まず、本実施形態の水槽セット７０の構成について説明する。
【０１１９】
図１１は、本実施形態の水槽セット７０の構成を説明する説明図である。なお、本実施形態は、飼育水の浄化装置として星形や月形、ハート形等に模られた着色包括固定化担体を浮遊させた担体浮遊筒を用いた一例である。また、第１実施形態と同一部材又は同一の機能を有する部材は、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１２０】
図１１に示されるように、水槽セット７０は、主として、第２実施形態において、本発明の包括固定化担体４４を内部に備えたフィルタユニット４６の代わりに、星形やハート形等の包括固定化担体７４を内部に備えた観賞用の担体浮遊筒７６を設けたこと以外は、ほぼ同様に構成されている。
【０１２１】
図１１に示されるように、担体浮遊筒７６は、透明な筒状容器７７（浄化槽）状に形成されており、その側面には飼育水を取り込んだり戻したりするための複数のスリット孔７８（取込口、戻し口）が形成されると共に、担体浮遊筒７６内にエアを送るためのエアポンプ１８が接続されている。また、担体浮遊筒７６の底部に、水槽照明（不図示）を設置することもできる。
【０１２２】
水槽照明としては、蛍光ランプ、白熱球、ＬＥＤ、ブラックライト等の他、種々の色調の照明が使用でき、特に限定されることはない。
【０１２３】
また、包括固定化担体７４の投入量は、第１実施形態と同様とすることができる。
【０１２４】
次に、本実施形態における水槽セット７０の作用について説明する。
【０１２５】
まず、エアポンプ１８により担体浮遊筒７６内にエアが供給される。これにより、担体浮遊筒７６内に下から上へと向かう循環水流（矢印）が発生する。そして、スリット孔７８を介して、水槽１２内から担体浮遊筒７６内へと飼育水が取り込まれる。
【０１２６】
このとき、担体浮遊筒７６内において、包括固定化担体７４内の硝化細菌の作用により、飼育水に含まれるアンモニア性窒素が分解除去される。これと同時に、担体浮遊筒７６内では、種々の色彩や形状を有する包括固定化担体７４が、循環水流と共に担体浮遊筒７６内に浮遊する。
【０１２７】
担体浮遊筒７６内で浄化された後の飼育水は、スリット孔７８を介して水槽１２内に戻される。
【０１２８】
また、エアポンプ１８から送られるエアの流れにより、担体浮遊筒７６内に下から上へと向かう循環水流が発生する。包括固定化担体は、比重が極めて水に近いことから、ゆらゆらと浮遊し、担体自体が観賞に値するほど美しく、水槽全体の美観を向上する。特に、透明感を損なわない染料や蛍光塗料、蓄光塗料、金属光沢をもつラメパウダ等で染色した包括固定化担体は、水槽照明による光を受けて光輝きながら担体浮遊筒７６内をゆらゆらと浮遊し、色彩や光の変化を表現することができる。また、夜光塗料により染色した包括固定化担体は、暗闇でもかすかに光りながら担体浮遊筒７６内を浮遊し、幻想的な雰囲気をかもし出すことができる。さらに、星形やハート形、花びら形、人形等の種々の形に成形した包括固定化担体は、水槽本体又はその周辺に季節感や風景を作り出すことができる。
【０１２９】
本実施形態では、担体浮遊筒７６を水槽１２の内部に設置する例について説明したが、これに限定されず、担体浮遊筒７６を水槽１２の外部に設置してもよい。
【０１３０】
図１２は、図１１の変形例である担体浮遊筒７６’を水槽１２の外部に設置した水槽セット７０’の構成を説明する説明図である。図１３は、図１２の担体浮遊筒７６’の構成を示す斜視図である。
【０１３１】
図１２に示されるように、水槽セット７０’は、主に、水槽１２と、透明な槽状の担体浮遊筒７６’と、水槽１２内と担体浮遊筒７６’の取込口（不図示）とを連通する取込配管８２と、担体浮遊筒７６’の戻し口（不図示）と水槽１２内とを連通する戻し配管８４と、飼育水を水槽１２と担体浮遊筒７６’との間で循環させる循環ポンプ８６（循環手段）と、を備えている。
【０１３２】
図１３に示されるように、担体浮遊筒７６’は透明な筒状容器７７’（浄化槽）状に形成されており、その底部には、エアが供給されるエア吹出口８８と、飼育水の取込口８９と、水槽照明としての蛍光ランプ９０が設けられている。エア吹出口８８は、エアポンプ１８と接続されており、取込口８９は取込配管８６に連通している。なお、エア吹出口８８、取込口８９、蛍光ランプ９０の形状、配置等は図１３の形態に限定されるものではない。
【０１３３】
このように構成することにより、飼育水が水槽１２内から循環ポンプ８６により取込配管８２を介して担体浮遊筒７６’内へ取り込まれる。一方、エアポンプ１８によりエアが担体浮遊筒７６’内へ供給される。そして、担体浮遊筒７６’内の包括固定化担体７４により、飼育水に含まれるアンモニア性窒素等が分解除去される。浄化された後の飼育水は、担体浮遊筒７６’内の戻し口から戻し配管８４を介して水槽１２内へ戻される。
【０１３４】
これにより、上記した本実施形態の効果に加え、水槽とセットで用いられるだけでなく、美観を起こさせる観賞物（オブジェ）としても利用できる。
【０１３５】
以上に説明した本発明に係る飼育水浄化用の包括固定化担体、飼育水の浄化方法及び装置、並びに水槽セット（第１、第２及び第３実施形態）によれば、水槽内に設置してすぐに浄化性能を発揮できるだけでなく、水槽本体や水槽周辺に色彩、光沢等を付与して水槽環境全体としての美観を向上できる。
【０１３６】
なお、本実施形態において、着色及び種々の形状に成形された包括固定化担体を用いた例を示したが、通常の略立方体形状に成形された包括固定化担体や殺藻剤を添加した包括固定化担体、ｐＨ指示薬を添加した包括固定化担体等を一以上組み合わせて使用できることはいうまでもない。また、種々の形状に成形された包括固定化担体の内部に、殺藻剤、ｐＨ指示薬及び着色剤のうち一以上組み合せて含有させてもよい。
【０１３７】
以上、本発明に係る飼育水浄化用の包括固定化担体、飼育水の浄化方法及び装置、並びに水槽セットの各種実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【０１３８】
たとえば、第３実施形態の担体浮遊筒において、水槽照明を備えた場合について説明したが、水槽照明を備えない場合（例えば、自然光）でも充分にその美観を向上させることができる。また、第１、２実施形態における浄化資材、簡易浄化装置及び浄化装置に、水槽照明を設置することも可能である。
【０１３９】
本実施形態では、硝化細菌を固定化した包括固定化担体を用いて飼育水を浄化する方法について説明したが、これに限定されず、嫌気性に維持された飼育水の浄化装置内において、嫌気性微生物（嫌気性アンモニア酸化細菌、脱窒菌等）を固定化した包括固定化担体に着色等したものを用いることもできる。この場合、嫌気性の浄化装置内で浄化した飼育水を曝気し、好気性にした後に水槽に戻すことが好ましい。これにより、飼育水中の硝酸性窒素を更に分解し、脱窒することができる。
【０１４０】
本実施形態では、包括固定化担体を比較的小さなペレット状にして使用する例について説明したが、これに限定されず、包括固定化担体を水草や砂利、石や貝殻等を模した形状に成形し、水槽内に設置できるアクセサリとしても使用できる。
【０１４１】
本実施形態では、本実施形態で説明しなかった市販品の外部ろ過ユニット等にも本発明の包括固定化担体を適用できる。
【０１４２】
本実施形態では観賞用水槽に本発明を適用したが、これに限定されず、生簀等での養殖用、輸送用の水槽、水族館の水槽等にも本発明を適用できる。
【実施例】
【０１４３】
次に、実施例により、本発明を更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。
【０１４４】
［実施例１］
以下、図５の簡易浄化装置１７を用いて、本発明に係る包括固定化担体１４を用いた場合（実施例１）と従来の担体を用いた場合（比較例１）について、水質浄化実験を行った。
【０１４５】
＜設備概要＞
（１）水槽
水槽サイズ：３０ｃｍ×２０ｃｍ×２０ｃｍ（約１５Ｌ）
（２）簡易浄化装置
バクターセルシステムローター（ＧＥＸ製）  ※本例では、ろ材は不使用
（実施例１）回転ドラム２４内に本発明の包括固定化担体１４を１５ｍＬ封入
（比較例１）回転ドラム２４内に従来の付着型担体を１５ｍＬ封入
（３）その他設備
散気装置（エアストーン）
砂利不使用
温度調節装置（自動温度調節機付きセラミックヒータ）
上部フィルタ、底面フィルタにウールマットを設置
＜飼育条件＞
エサ      ：市販観賞魚用エサ（ひかりクレストカラシン：キョーリン製）
給餌方法  ：１回／日、０．１ｇ／回（窒素負荷０．５２７ｍｇ-Ｎ／Ｌ／日）
水温      ：２５℃
観賞魚    ：ネオンテトラ３０匹（死亡した魚は水槽から取り出し、補充しない）
その他    ：水換えなし、殺藻剤無添加
＜評価対象＞
（１）本発明の包括固定化担体１４（実施例）
前述した包括固定化担体の製造方法により、以下の着色包括固定化担体を用いた。
【０１４６】
（包括固定化担体１４の組成）
・汚泥      ：浄水汚泥（脱水ケーキ）
・汚泥濃度  ：２質量％／担体
・着色剤    ：樹脂染色用染料                                  ０．０２質量％
・固定化材料：ポリエチレングリコールジアクリレート                  ５質量％
・重合促進剤：ＮＮＮ’Ｎ’テトラメチルエチレンジアミン    ０．０５００質量％
・重合開始剤：過硫酸カリウム                              ０．００２５質量％
（２）従来の付着型担体（比較例）
市販観賞魚用スポンジ担体
＜評価方法＞
・  飼育水の水質変化
ＮＨ４-Ｎ（アンモニア性窒素）          ：ＮＨ４計（頻度：１回／日）
ＮＯｘ−Ｎ（硝酸性窒素、亜硝酸性窒素）：ＮＯｘ計（頻度：１回／日）
＜評価結果＞
（１）飼育水の水質変化
図１４は、飼育水質の経時変化の結果を示すグラフ図である。このうち、図１４（ａ）は、飼育水中のアンモニア性窒素の濃度変化を示すグラフ図であり、図１４（ｂ）は、飼育水中の亜硝酸性窒素の濃度変化を示すグラフ図であり、図１４（ｃ）は、飼育水中の硝酸性窒素の濃度変化を示すグラフ図である。
【０１４７】
本発明の包括固定化担体１４を用いた実施例１では、図１４に示されるように、包括固定化担体１４の投入当初から飼育水中のアンモニア性窒素、及び亜硝酸性窒素が極めてゼロに近いことがわかった。これに伴い、上記アンモニア性窒素及び亜硝酸性窒素が酸化分解されることにより発生する硝酸性窒素が、投入当初から増え始めることがわかった。
【０１４８】
一方、従来の担体を用いた比較例１では、図１４に示されるように、投入した後約２週間経過するまで、アンモニア性窒素が減ることなく増え続けた。それ以後は、徐々にアンモニア性窒素が減少すると同時に、それまでほぼゼロに近かった亜硝酸性窒素が急激に増え始めた。これに伴い、硝酸性窒素は、投入当初からほとんど増えないことがわかった。
【０１４９】
以上より、本発明の包括固定化担体内には硝化細菌（アンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌）が予め包括固定化されているので、アンモニアが酸化されて発生する亜硝酸についても、硝酸まで速やかに酸化されることがわかった。これにより、水槽内に包括固定化担体を投入した直後からアンモニア性窒素、亜硝酸性窒素の蓄積が抑制され、観賞魚を飼育するのに良好な水質を提供できることがわかった。
【０１５０】
［実施例２］、［実施例３］
次に、本発明に係る包括固定化担体として活性汚泥を用いた場合（実施例２）、浄水汚泥を用いた場合（実施例３）、比較例として担体を使用しなかった場合（比較例２）について水質浄化実験を行った。
【０１５１】
また、本実施例では、ネオンテトラ３５匹（大：１５匹、小：２０匹）を飼育し、浄化装置として市販のローターボーイＭ（ＧＥＸ製、スポンジろ材は除外）を使用し、上部フィルタ、底面フィルタを使用しなかったこと以外は、実施例１と同様の設備及び飼育条件で行った。
【０１５２】
評価方法として、実施例１と同様の評価方法に加え、飼育水のｐＨ、ＤＯ（溶存酸素）、ＴＯＣ、藻の発生状況、及びネオンテトラの残数について以下の方法で評価した。すなわち、飼育水のｐＨはｐＨセンサにより１回／日の頻度で測定し、飼育水のＤＯはＤＯセンサにより１回／日の頻度で測定した。また、飼育水のＴＯＣは、ＴＯＣ計により１回／週の頻度で測定した。また、藻の発生状況について、目視により評価した（頻度：１回／日）。また、ネオンテトラの残数は目視により評価した（頻度：１回／日）。
【０１５３】
＜評価結果＞
藻の発生状況については、本発明の包括固定化担体１４を用いた実施例２及び実施例３では、飼育開始から約１６日経過後には少量の藻が発生し、約２８日後には更に藻が増加した。そのうち、実施例２では水槽１２内がぎりぎり観賞できる程度であったが、実施例３ではほとんど支障なく水槽１２内のネオンテトラを観賞することができた。
【０１５４】
一方、担体を用いなかった比較例２では、飼育開始から約１６日経過後には藻が大量に発生し、約２８日後には更に藻が大量に発生した。そして、水槽１２内がほとんど見えず、ネオンテトラを観賞することができなかった。
【０１５５】
以上より、本発明の包括固定化担体１４において、水の富栄養化の一因となるリンの含有量が少ない浄水汚泥を使用することにより、藻の発生を抑制できることがわかった。
【０１５６】
図１５は、飼育水質の経時変化の結果を示すグラフ図である。このうち、図１５（ａ）は、飼育水中のアンモニア性窒素の濃度変化を示すグラフ図であり、図１５（ｂ）は、飼育水中の亜硝酸性窒素の濃度変化を示すグラフ図であり、図１５（ｃ）は、飼育水中の硝酸性窒素の濃度変化を示すグラフ図である。
【０１５７】
同図に示されるように、本発明の包括固定化担体１４を用いた実施例２及び実施例３では、包括固定化担体１４の投入当初から飼育水中のアンモニア性窒素、及び亜硝酸性窒素が極めてゼロに近くなり、浄化性能が投入当初から発揮された。特に、図１５（ａ）に示されるように、浄水汚泥を使用した実施例３は、活性汚泥を用いた実施例２よりもアンモニア性窒素の除去性能が高いことがわかった。
【０１５８】
一方、担体を用いなかった比較例２では、投入した後約１６日間経過するまで、アンモニア性窒素が減ることなく増え続け、水質が悪化した。
【０１５９】
以上から、本発明の包括固定化担体により、飼育水に含まれるアンモニア性窒素等が確実に除去されていることを確認した。
【０１６０】
図１６は、飼育水のｐＨの経時変化の結果を示すグラフ図である。また、図１７は、飼育水のＤＯの経時変化の結果を示すグラフ図である。
【０１６１】
図１６に示されるように、本発明の包括固定化担体１４を用いた実施例２及び実施例３では、ほぼ同様にｐＨが減少した。これは、飼育水中のアンモニア性窒素が、包括固定化担体内の硝化細菌により酸化分解されて硝酸性窒素が増加するためであり、浄化性能が高いことを示す。
【０１６２】
また、図１７に示されるように、本発明の包括固定化担体１４を用いた実施例２及び実施例３では、ＤＯの経時変化は少なく、比較例２と同等であった。
【０１６３】
以上から、本発明の包括固定化担体により、飼育水に含まれるアンモニア性窒素等が確実に除去でき、これにより、観賞魚の飼育にとって必要な水中の溶存酸素が減少することもなく、観賞魚にとって良好な水質を維持できることを確認した。
【０１６４】
図１８は、飼育水のＴＯＣの経時変化の結果を示すグラフ図である。
【０１６５】
同図に示されるように、本発明を適用した実施例２、実施例３では、飼育開始から２０日経過後までは、比較例２と比較して低いＴＯＣ値で推移した。特に浄水汚泥を用いた実施例３において、飼育開始から約１週間経過後でもＴＯＣがより低い値で推移することがわかった。
【０１６６】
以上から、本発明の包括固定化担体内の微生物により、飼育水中のアンモニアだけでなく有機物が分解され、良好な水質が維持できることがわかった。
【０１６７】
図１９は、ネオンテトラ（大：１５匹）の残数を示すグラフ図である。
【０１６８】
同図に示されるように、本発明の包括固定化担体１４を用いた実施例２及び実施例３では、担体を用いなかった比較例２と比較するとネオンテトラの残数が多いことがわかった。特に、浄水汚泥を用いた実施例３では、２８日間で一匹も死亡せず、その効果が顕著であった。
【０１６９】
以上から、本発明の包括固定化担体、特に浄水汚泥を用いた包括固定化担体は、投入当初から水質浄化性能を発揮できると共に、観賞魚にとって極めて好ましい水質状態に維持できることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】本発明に係る包括固定化担体の製造方法の一例を示したフローチャート図である。
【図２】第１実施形態の水槽セットの構成を説明する説明図である。
【図３】図１の変形例を説明する説明図である。
【図４】図１の変形例を説明する説明図である。
【図５】図４の簡易浄化装置の構成を説明する斜視図である。
【図６】図４の簡易浄化装置の変形例を説明する説明図である。
【図７】第２実施形態の水槽セットの構成を説明する説明図である。
【図８】図７の変形例を説明する説明図である。
【図９】図７の変形例を説明する説明図である。
【図１０】図７の変形例を説明する説明図である。
【図１１】第３実施形態の水槽セットの構成を説明する説明図である。
【図１２】図１１の変形例を説明する説明図である。
【図１３】図１２の浄化装置の構成を説明する斜視図である。
【図１４】本実施例のグラフ図である。
【図１５】本実施例のグラフ図である。
【図１６】本実施例のグラフ図である。
【図１７】本実施例のグラフ図である。
【図１８】本実施例のグラフ図である。
【図１９】本実施例のグラフ図である。
【符号の説明】
【０１７１】
１０、４０、４１、７０…水槽セット、１２…水槽、１４、４４、７４…包括固定化担体、１６…浄化資材、１７…簡易浄化装置、１８…エアポンプ、１９…散気管、２０…観賞魚、２２…保護ネット、４６…浄化装置、４６、４６’、４６’’…フィルタユニット、４７…外部フィルタユニット、４８、４８’…揚水ポンプ、５０…フィルタ、５２…吸水管、５４…戻し管、５７…槽、６０、８６…循環ポンプ、６２、８２…取込配管、６４、８４…戻し配管、６６、７７、７７’…筒状容器、７６、７６’…担体浮遊筒、７８…スリット孔、９０…蛍光ランプ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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