(57)【要約】【課題】水中の懸濁物質のみならず溶解性物質までも除去することができ、重金属類などが溶出するおそれがなく、生物親和性にも優れた水質浄化材を提供する。【解決手段】生け簀１の底板１ａの上に略コ字状に配置された吸水管２の上部に、通水性を有する容器８内に多数の塊状発泡ガラス９を集合的に充填することによって形成した水質浄化材１０が平面的に４個配置されている。吸水管２の基端部２ｂは、生け簀１内に立設された導水管３の下端部３ｂ付近に連結され、導水管３の下端部３ｂは生け簀１の底板１ａを貫通し、送水管１１を介してフィルタＦに連結されている。フィルタＦは送水管１２を介してポンプＰの吸水口に連通され、ポンプＰの出水口は送水管１３を介して、生け簀１の上部に配置された給水器具１４に連結されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続空隙を有する粒状乃至塊状の発泡ガラスを、通水性を有する容器内に集合的に充填して形成したことを特徴とする水質浄化材。
【請求項２】
前記発泡ガラスの外径が２．０ｍｍ〜５０．０ｍｍである請求項１記載の水質浄化材。
【請求項３】
前記発泡ガラスのかさ比重が０．３〜１．５である請求項１または２に記載の水質浄化材。
【請求項４】
前記発泡ガラスの空隙率が３０％〜７０％である請求項１〜３のいずれかに記載の水質浄化材。
【請求項５】
前記発泡ガラスが沈水性を有するものである請求項１〜４のいずれかに記載の水質浄化材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、淡水、海水などの水質浄化手段として使用することのできる水質浄化材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、魚介類を収容する水槽や生け簀などの水あるいは河川水など浄化手段としては、フィルタが多用されている。このようなフィルタには、合成樹脂繊維を用いたもの、天然の珊瑚を用いたものなどがあるが、近年においては、セラミック多孔体を使用した浄水フィルタも開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載の水浄化フィルタは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化カルシウムを主成分とする原料を７００〜１２００℃で焼成し発泡させて、連続気孔を形成したセラミック多孔体よりなるものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２８２６２８号公報（第４頁−第６頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載されている水浄化フィルタは、Ｃａを含む原料を用いて形成されているため、ｐＨが高くなりがちであり、金属精錬スラグや金属溶融スラグなどを原料として用いた場合、これらのスラグ類に含まれている重金属類が溶出する可能性を完全に否定できない。
【０００６】
また、この水浄化フィルタは、複雑な成分系からなるセラミック多孔体であるため、構成成分の一部が水中へ溶出する可能性があり、溶出成分が無害であっても、それを嫌うバクテリア、プランクトン、藻などの生物に対する親和性が低くなる場合がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、水中の懸濁物質のみならず溶解性物質までも除去することができ、重金属類などが溶出するおそれがなく、生物親和性にも優れた水質浄化材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の水質浄化材は、連続空隙を有する粒状乃至塊状の発泡ガラスを通水性を有する容器内に集合的に充填して形成したことを特徴とする。連続間隙を有する発泡ガラスは、その多孔質構造に基づき高い吸水性を備えているだけでなく、連続間隙中に吸収した水分中に含まれる懸濁物質などを吸着する機能も備えている。このため、粒状乃至塊状の発泡ガラスを充填して形成した水質浄化材に水が触れると、水中の懸濁物質のみならず溶解性物質までも除去することができ、優れた水質浄化機能を発揮する。
【０００９】
特に、発泡ガラスは、構成成分がガラス成分のみであるため、重金属類などが溶出するおそれがなく、生物親和性にも優れている。したがって、水中では、発泡ガラスの表面および気孔内において、バクテリア、プランクトンなどの原生動物、藻などの棲息、増殖が促進され、微生物膜形成性も高まるため、これらの生物類による水質浄化作用も得ることができる。
【００１０】
なお、粒状乃至塊状の発泡ガラスとしては、種々のものを使用することができるが、本出願人が特願２００２―２２４８６３（平成１４年８月１日出願）において提案している発泡ガラス製造方法によって製造した発泡ガラスなどが好適である。
【００１１】
ここで、前記発泡ガラスの外径は２．０ｍｍ〜５０ｍｍであることが望ましく、これによって、水質浄化機能と耐目詰まり性とのバランスが良好なものとなり、比較的広範囲の水質、浄化目的、目標水質に対応することができる。
【００１２】
なお、発泡ガラスの外径が２．０ｍｍより小さい場合、水質浄化機能は高まるが、浄化対象水の水質が悪いときには目詰まりを生じやすくなり、５０ｍｍより大きい場合は目詰まりは生じにくくなるものの水質浄化機能は低下する傾向があるため、前記範囲が最適範囲である。
【００１３】
また、前記発泡ガラスのかさ比重は０．３〜１．５であることが望ましく、これによって、水質浄化機能、重量、強度などの点においてバランスのとれたものとなり、汎用性も高まるほか、実用性、維持管理性および逆流洗浄性も良好となる。
【００１４】
なお、発泡ガラスのかさ比重が０．３より小さい場合は比表面積が大きくなって水質浄化機能が高まり、軽量となるが、強度が低下する傾向があり、１．５より大きい場合は比表面積が小さくなり、強度は増大するが、重量も増大し、水質浄化機能が低下する傾向があるため、前記範囲が最適範囲である。なお、比表面積とは、発泡ガラスの単位重量当たりの表面積の割合をいう。
【００１５】
さらに、前記発泡ガラスの空隙率は３０％〜７０％であることが望ましく、これによって、浮遊物質、溶解性物質および重金属類などの吸着機能が高く、生物親和性に優れ、強度的にも最適なものとなる。なお、空隙率とは、発泡ガラスの見かけの体積に対する空隙の体積割合のことをいう。
【００１６】
なお、発泡ガラスの空隙率が３０％より小さい場合は前述した吸着機能および生物親和性が低下しがちであり、７０％より大きい場合は吸着機能は高まるが、強度が低下する傾向があるため、前記範囲が最適範囲である。
【００１７】
一方、前記発泡ガラスとしては沈水性を有するものを用いることもできる。このような沈水性の発泡ガラスを用いれば、水質浄化材は水中で容易に沈下するようになるので、水槽や生け簀などの底部、川底、湖底、海底などに水質浄化材を配置する場合、沈設用の重りなどを使用する必要がなくなり、底部における安定性も高まるという効果が得られる。
【００１８】
なお、沈水性を有する発泡ガラスとしては、本出願人が特願２００２―２２４８６３で提案している発泡ガラス製造方法によって製造されたものなどを好適に使用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施形態である水質浄化材を利用した生け簀を示す一部切欠側面図であり、図２は図１に示す生け簀の一部省略平面図である。
【００２０】
図１，図２に示すように、直方体箱形状の生け簀１の底板１ａの上面に塩化ビニル製の吸水管２が略コ字状に配置され、吸水管２の基端部２ｂは、生け簀１の内部に垂直に立設された導水管３の下端部３ｂ付近に連結されている。導水管３の下端部３ｂは生け簀１の底板１ａを貫通し、送水管１１を介してフィルタＦに連結されている。フィルタＦは送水管１２を介してポンプＰの吸水口に連通され、ポンプＰの出水口は送水管１３を介して、生け簀１の上部に配置された給水器具１４に連結されている。
【００２１】
吸水管２には、生け簀１内の水Ｗを吸い込むための多数の吸水孔２ａがほぼ全周にわたって開設され、導水管３の先端部分にはラッパ形状の導水口３ａが設けられている。吸水管２の上部には、透水素材で形成され全体が通水性を有する容器８内に多数の塊状発泡ガラス９を集合的に充填することによって形成した水質浄化材１０が平面的に４個配置されている。
【００２２】
ポンプＰを作動させると、生け簀１内の水Ｗが吸水孔２ａから吸水管２内へ吸い込まれ、送水管１１を経由してフィルタＦ内へ流れ込み、このフィルタＦによって濾過された後、送水管１２、ポンプＰおよび送水管１３を経由して給水器具１４から再び生け簀１内へ投入される。なお、フィルタＦにおいては、水Ｗ中に含まれる浮遊物質、溶解性の有機汚濁物質（ＢＯＤ，ＣＯＤなど）、アンモニア性窒素、尿素やタンパク質などの有機性窒素、リン、微量有害物質などが除去される。一方、水面Ｗ１付近の水Ｗは、導水管３の導水口３ａから導水管３内へ導入され、その基端部３ｂにおいて、吸水管２内へ吸い込まれた水Ｗと混じり合い、前述と同様の経路を通って生け簀１内へ投入される。
【００２３】
このようにポンプＰを作動させることにより、生け簀１内の水Ｗは、吸水管２に吸い込まれ、フィルタＦ、ポンプＰおよび給水器具１４を経由して再び生け簀１内へ戻るという循環移動を繰り返す。したがって、生け簀１内の水Ｗは、吸水管２の上部に配置された水質浄化材１０を通過して、吸水管２内へ吸い込まれることとなる。
【００２４】
前述したように、水質浄化材１０を構成する塊状の発泡ガラス９は多孔質構造であり、連続間隙中に吸収した水分中に含まれる懸濁物質および溶解性物質などを吸着、酸化分解する機能を有する。このため、生け簀１内の水Ｗが水質浄化材１０を通過する際、海水Ｗに含まれる懸濁物質および溶解性物質は発泡ガラス９で濾過、吸着、分解されることによって除去される。したがって、生け簀１内の水Ｗの水質浄化を図ることができ、従来の生け簀よりも長期間にわたって水Ｗを清浄な状態に保つことができる。
【００２５】
透水性容器８については、塊状の発泡ガラス９を封入した構造とし、発泡ガラス９の浄水機能が低下したら透水性容器８ごと取り替える方式、あるいは透水性容器８の一部に開閉口を設けておき、浄水機能が低下したら発泡ガラス９のみを取り替える方式などを採用することができる。
【００２６】
前述したように、水質浄化材１０は塊状の発泡ガラス９を多数集合させることによって形成しているため、比較的大きな懸濁物資などは、隣接する発泡ガラス９同士の隙間に捕捉されることによって除去されるという効果もある。さらに、水質浄化材１０の浄化機能が低下した場合、透水性容器８から発泡ガラス９を取り出し、目詰まりした発泡ガラス９を洗浄して、吸着している懸濁物質などを除去すれば、再利用することができる。
【００２７】
次に、図３を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。図３は本発明の第２実施形態である水質浄化材を用いた水質浄化装置を示す一部切欠正面図である。
【００２８】
水質浄化装置２０は、処理対象水を導入する入水管２１と、入水管２１から導入した水を排出する出水管２２とを備えた通水性を有する容器２３内に、連続間隙構造を有する塊状の発泡ガラス２４を集合的に充填して水質浄化材２５が形成されている。
【００２９】
処理対象水を入水管２４から容器２３内に導入すれば、処理対象水が容器２３内を移動する間に、水質浄化材２５を構成する塊状の発泡ガラス２４の連続間隙を通過することで、汚濁物質や溶解性物質が発泡ガラス２４で濾過、吸着、分解されることによって除去されるため、出水管２２からは清浄水が排出される。
【００３０】
このように、水質浄化装置２０は、入水管２１および出水管２２を供えた容器２３内に発泡ガラス２４を集合的に充填した簡素な構造であり、処理対象水を通過させるだけで浄化水を得ることができる。このため、複雑あるいは大掛かりな装置や煩雑な運転管理作業を必要とせず、懸濁物質や溶解性汚濁物質を含有する汚濁水などを容易に浄化することができる。
【００３１】
容器２３については発泡ガラス２４を封入した密閉構造とし、発泡ガラス２４の浄水機能が低下したら水質浄化装置２０全体を取り替える方式としているが、このほかに、容器２３の一部に開閉口を設けておき、浄水機能が低下したら発泡ガラス２３のみを取り替える方式を採用することもできる。また、入水管２１の下部の注水口（図示せず）を開いて、そこから空気や水を容器２３内へ強制的に送給して発泡ガラス２４の間隙の汚濁物質などを除去することによって水質浄化能力の再生を図ることもできる。
【００３２】
水質浄化装置２０を構成する容器２３においては、入水管２１より上方位置に出水管２２を配置しているため、入水管２１から導入された処理対象水は上昇流となって水質浄化材２５中を移動しながら浄化されていくため、浮遊物質の除去機能に優れている。
【００３３】
【発明の効果】
本発明により、以下の効果を奏する。
【００３４】
（１）連続空隙を有する粒状乃至塊状の発泡ガラスを通水性を有する容器内に集合的に充填して形成したことにより、水中の懸濁物質のみならず溶解性物質までも除去することができ、重金属類などが溶出するおそれがなく、生物親和性にも優れたものとなる。
【００３５】
（２）発泡ガラスの外径を２．０ｍｍ〜５０ｍｍとすることにより、水質浄化機能と耐目詰まり性とのバランスが良好なものとなり、比較的広範囲の水質、浄化目的、目標水質に対応することができる。
【００３６】
（３）発泡ガラスのかさ比重を０．３〜１．５とすることにより、水質浄化機能、重量、強度などの点においてバランスのとれたものとなり、汎用性も高まるほか、実用性、維持管理性および逆流洗浄性も良好となる。
【００３７】
（４）発泡ガラスの空隙率を３０％〜７０％とすることにより、浮遊物質、溶解性物質および重金属類などの吸着機能が高く、生物親和性に優れ、強度的にも最適なものとなる。
【００３８】
（５）発泡ガラスとして沈水性を有するものを用いれば、水質浄化材は水中で容易に沈下するようになるので、水槽や生け簀などの底部、川底、湖底、海底などに水質浄化材を配置する場合、沈設用の重りなどを使用する必要がなくなり、底部における安定性も高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である水質浄化材を利用した生け簀を示す一部切欠側面図である。
【図２】図１に示す生け簀の一部省略平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態である水質浄化材を用いた水質浄化装置を示す一部切欠正面図である。
【符号の説明】
１  生け簀
１ａ  底板
２  吸水管
２ａ  吸水孔
２ｂ  基端部
３  導水管
３ａ  導水口
３ｂ  下端部
８  透水性容器
９，２４  塊状発泡ガラス
１０，２５  水質浄化材
１１，１２，１３  送水管
１４  給水器具
２０  水質浄化装置
２１  入水管
２２  出水管
２３  容器
２５  水質浄化材
Ｆ  フィルタ
Ｐ  ポンプ
Ｗ  水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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