(57)【要約】【課題】  魚介類の観賞用、運搬用、飼育用等の水槽に対応でき、簡単な維持管理だけで長期に魚介類を飼育することができる小型の魚介類用水浄化装置を提供する。【解決手段】  魚介類用水槽において、濾材を入れた好気性又は嫌気性微生物培養室に複数の仕切板を設けてエア溜めをつくり、空気又は酸素を供給することによって溶存酸素水を水槽及び培養室内を循環させるようにし、微生物の水浄化処理能力を高めることよって、水槽の小型化をはかりフィルタと除去器を掃除するだけで長期間魚介類を飼育できるようにした。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水浄化装置の微生物培養室に複数の仕切板を設けて濾材を配置し、該微生物培養室にはフィルタを取り付けた水取入筒と、エアストーンを介してエアを導入するエア抜筒とを設け、該エア抜筒上部には未分解物を取り除く除去器とその上に水はね防止蓋を取り付け、該微生物培養室の下部に空気又は酸素を導入したことを特徴とする魚介類用水浄化装置。
【請求項２】
前記微生物培養室を水槽の下部に設置し、下部の切込みが交互になるように仕切板を配置したことを特徴とする請求項１に記載の魚介類用水浄化装置。
【請求項３】
前記水取入筒の下部に切込みを設けたことを特徴とする請求項１ないし２のいずれかに記載の魚介類用水浄化装置。
【請求項４】
前記微生物培養室を水槽の側部に設置し、該微生物培養室に仕切板を備えた上板を設けたことを特徴とする請求項１に記載の魚介類用水浄化装置。
【請求項５】
前記微生物培養室の下部から酸素のマイクロ気泡を噴出させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の魚介類用水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物等により水を浄化する装置にかかり、特に生魚を飼育するための鑑賞用や活魚用等の家庭用又は業務用水槽のための魚介類用水浄化装置、及び、廃水を処理するための魚介類用水浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
魚介類の飼育、養殖には、水槽の水質を良好に保つことが極めて重要である。水槽内では水の中に魚介類の代謝物や残餌が分解されてアンモニアが発生する。このアンモニアは、水槽中の好気性バクテリアによって、亜硝酸塩を経て硝酸に変化する。しかし、好気性バクテリアによる上記作用が不十分だと、魚介類にとって毒性の強いアンモニアや亜硝酸が増えて死にいたることがある。このため水槽水を濾材に通しこの濾材に着床した好気性バクテリアにより、発生したアンモニアを魚介類にとって比較的毒性の弱い硝酸に速やかに変化させることが必要である。一方、嫌気性バクテリアは適正な嫌気的環境条件の下で硝酸を窒素ガスに還元することができる。  
【０００３】
従来、魚介類の閉鎖系循環水槽に装着する水浄化装置として、水槽本体の上部に設置する上置型と、下部に設置する下置型とがある。上置型は他の器具との関係でスペースを広く取れず水処理量と水質管理の点で問題が多い。一方、下置型は濾過槽の容量を大きくして水処理ができるという利点があるものの、水槽の底部に孔を開けてパイプを立設するというオーバーフロー加工が必要となり製造コストが高くなるという欠点がある。
【０００４】
従来の観賞用の小型水槽では、底砂がバクテリアのコロニーとなり濾過の働きをしており（図８）、底砂に着床している硝化バクテリアが硝化作用を行う。しかし、長期間飼育していると、ゴミ等で目詰まりをして嫌気域が形成され、十分な濾過機能を維持できずしばしば掃除をしなければならない。この掃除の際せっかく培養されたバクテリアを殺してしまうことになるなど問題が多く、小型水槽での高密度飼育においては魚の生存率を上げることが困難であった。
【０００５】
上記のような問題点を解消できるような水浄化を行う装置が開発されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）が、水槽中に設置したモータポンプで水を汲み上げる方法を採用しているため水温の上昇が避けられず、魚介類を衰弱させる原因となっていた。そのため、モータポンプを利用せずに水を汲み上げられる装置の開発が望まれていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１２７７２４号公報
【特許文献２】特開平１１−２６２３４４号公報
【特許文献３】特開２００２‐３３５８１０号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、水浄化装置における上記の問題点を解決するためになされたもので、特に魚介類の鑑賞用又は飼育のための生魚用水槽に好適な水浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、淡水又は海水を入れた生魚用水槽に対応して、この水槽の内部又は外部に水浄化装置を設ける。この水浄化装置の容器内部に、酸素や空気（以下、エアという。）を供給するようにした好気性微生物培養室を設け、この微生物培養室の内部に水槽の淡水又は海水をそれぞれ循環させるようにした。微生物培養室１には円筒状フィルタ１１を装着した水取入筒６と、空気注入口７と、仕切板４と、小孔８B及び切込み１８を設けた出口側仕切板１７Aと、エア抜筒５を立設する。
【０００９】
水槽の外部に設置したエアコンプレッサーから、エアをエアチューブ９を通してエアストーン１０に送り、エアストーン１０から立ち昇る微細な気泡が吸引作用を惹起しエア抜筒５内で水は泡を含有しながら上昇する。水とエアの混合液は矢印７０のように混合液出口１２から排出され、さらに上昇して通気孔２４を通り矢印５０のように水はね防止蓋２７に衝突し、エアは矢印９０のように隙間から外部に排出される。一方、水は一部矢印８０の方向に排水孔２５から水槽に還流され、一部は水はね防止蓋に衝突して下方に流出する。この際、水中に含まれる有機老廃物等の未分解物は、矢印６０のように落下して除去器の中に滞留する(図３)。
【００１０】
水槽水はフィルタ１１でゴミが物理濾過され、水取入筒の小孔８Aを通って水取入筒６内に入る。水は水取入筒下部の切込み１５より入口側仕切板１７Bを通過して微生物培養室１に広がり、濾過材間をぬうようにしながら仕切板４の通過孔８A〜８E又は接続パイプ１９を通って各部屋1A、1B、1C、1Dを移動する。
【００１１】
一方、エアはエアチューブ９を通って空気注入口７から微生物培養室に入り、各部屋の上部にエア溜り２０を形成させる(図４)。エア溜めで酸素を十分に溶解した水は、濾材に着床した好気性微生物の繁殖を促進させる。好気性微生物のひとつである硝化バクテリアによって、アンモニアは亜硝酸塩を経て硝酸に還元する。このようにして魚介類の脱落鱗や排泄物等の代謝物或いは残餌等から発生する有機老廃物を、プロティンスキマーなどを使わずに生物学的に除去することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の水浄化装置は、水槽内の水を微生物培養室に通過させ好気性又は嫌気性微生物が着床した濾材により魚介類の代謝物や残餌等を分解、浄化することにより、水質の維持管理が簡易になり飼育に不慣れな人でも容易に生魚を飼育することができる。水中の未分解物はフィルタと除去器を定期的に掃除だけで除去することができる。
【００１３】
水槽中に動力源を配置せず、槽外に設置したエアコンプレッサーからエアをエアストーンから注入するようにしたため、防瀑性のモータポンプが不要となり、またモータポンプの発熱により水温が上昇して魚介類の適温域よりも高くなり生魚等にダメージを与えるといった恐れはない。
【００１４】
未分解物除去器の上部に水はね防止蓋２７を被せたので、通気孔２４から出る水を含んだエアが飛散せず、混合液出口から排出された塩水による塩垂れを防ぐことができる。本水浄化装置は、コンパクトで高い処理能力があるため、小型の水槽にも適用可能で様々な用途に使用可能であり、コスト面でも従来の装置より優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る水浄化装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、主として活魚用水浄化装置に関連して説明するが、その他の汚水浄化に関しても原理的には同じである。
【００１６】
図１に示す微生物培養室１には、円筒状フィルタ１１を装着した水取入筒６と、空気注入口７と、仕切板４と、小孔８B及び切込み１８を設けた出口側仕切板１７Aと、エア抜筒５が設けられている。まず、フィルタ１１でゴミを物理濾過された水は、水取入筒にある小孔８Aを通って水取入筒６内に入る。水は切込み１５より微生物培養室１に広がり、仕切板４に設置された接続パイプ１９を通って仕切板４で区切られた各部屋を移動する。
【００１７】
複数の仕切板４は、水を滞留させない作用と、底蓋２１から挿入された濾材（図示せず）の不要な動きを防止する作用と、水面を安定させる作用があり、枚数は３枚に限定されるものではなく必要に応じて増減が可能である。ここで接続パイプ１９は、各仕切板４を左右交互に貫通しているので、水は各部屋をジグザグ状に移動する。
【００１８】
微生物培養室１の入口A室及び出口C室を基本パーツとし、中間B室を従属パーツとして、最低限基本パーツだけでもよく従属パーツを必要に応じていくつ接続してもよい（図１）。底蓋２１から人工培養した微生物が着床した濾材を挿入する。なお、濾材として塩基性物質を基材としたセラミックを使用すると、硝酸が蓄積した場合でもセラミックの塩基性成分によりPHが低下し好気性細菌の活性を高めることができる。
【００１９】
図２に示すように仕切板に斜めの切込み１８A、１８B、１８Cを入れるとともに小孔８C、８D、８Eを設ける。斜めの切込みが交互になるよう仕切板を配置する。水が出口側仕切板１７Aを通過する頃には、汚水は微生物により浄化されている。槽外に設置したエアコンプレッサーからエアをエアチューブ９を通してエアストーン１０に送り、エアストーン１０から微細な泡が立ち上り水を上昇させることにより、浄化水はエア抜筒接続部１３に接続されたエア抜筒５を通って水槽に戻る。エアコンプレッサーから高圧で超音波等で発生させた酸素のマイクロ気泡(０.１マイクロメートル)を噴出させることもできる。
【００２０】
図３について、水はエアストーン１０により発生した泡を含有しながら上昇し、水とエアの混合液は矢印７０のように混合液出口１２から排出される。水は矢印８０の方向に排水孔２５より水槽に還流するが、エアは通気孔２４を通って上昇する。この際、水の一部はエアと一緒に上昇して通気孔２４を通過して矢印５０のように水はね防止蓋２７に衝突する。水中の有機老廃物ことにプロティン質の粘性のある未分解物２６は、矢印６０のように落下して留め具２２で固定された除去器２３に溜って取り除かれ、水とエアは矢印９０のように隙間から外部に排出される。
【００２１】
水はね防止蓋２７を被せたことにより通気孔２４から出る水分を含んだ空気が飛散せず、混合液出口から排出された塩水による塩垂れを防ぐことができる。また、槽外に設置したエアコンプレッサーからの圧縮エアを動力源としているので、従来のように水槽内での防瀑性のモータポンプ等の装置が不要になるばかりでなく、ポンプの駆動による水温の上昇を防止することができる。
【００２２】
装置全体の側面図を図４に示す。微生物培養室１の水面上部には、空気注入口７を介してエアチューブ９より導入されたエアによりエア溜り２０を形成し、内部の好気性微生物の繁殖を促進させる。エア溜り２０の容積は切込み１８の開き具合を変えることによって微生物に適するように調節可能である。なお、水取入筒６側に取り付けられている入口側仕切板１７B、及びエア抜筒５側に取り付けられている出口側仕切板１７Aは、いずれも濾材の侵入を防いでいる。
【００２３】
水取入筒接続部１４より微生物培養室１に挿入された水取入筒６の最下部には、切込み１５が設けられている。出口側仕切板１７Aの切込み１８よりも水取入筒６の出口が高い位置に存在するとエアが逆流する恐れがあるので、切込み１５はエア溜り２０と水面の境界面より下にあるようにする。
【００２４】
図６及び図７に示すような形態で設置すれば、大型水槽等にも利用できることができる。具体的には、エアストーン１０から出る泡３３により水が矢印１００のように引き上げられると、水と空気の混合液が矢印１１０のように微生物培養室１の下部から上部へ引き上げられる。エアは最上部の排気孔３４から放出され、水は排水槽３６への入口が水面２８よりも下にあるため自然に下に流れて槽内に還流する。エア溜り仕切板３５によりエア溜り２０が形成され、水位を一定に保つことができる。活魚用の大型水槽ということを考慮すればむしろエアストーン１０から出る泡３５を強力にする方が望ましく、除去器２３は必ずしも必要ではない。好気性生物濾過槽に直接酸素を注入すると濾過能力が飛躍的に向上し、閉鎖系循環水槽においても高密度飼育が可能である。このようにしてフィルタと除去器を定期的に掃除だけで魚介類の脱落鱗や排泄物等の代謝物或いは残餌等から発生する有機老廃物を除去することができる。
【００２５】
嫌気性微生物室３７への給水口３８から同室の下方にも水槽水を導入し、嫌気性微生物室３７を通してから好気性微生物培養室１に導入することもできる(図６)。この場合、フィルタ１１を取付けた水取入筒６の後段で分岐させて、好気性微生物室への導入とは別途に嫌気性微生物室へ水の導入をはかることもできる。
【実施例】
【００２６】
海水魚観賞用の約５リットルの小型水槽を使って、本発明の水浄化装置の性能試験を実施した(図５参照)。槽外に設置したエアコンプレッサーから空気をエアストーンから放出させると、水は排水孔より水槽へ、また未分解物を含んだ水と空気は通気孔より上部へと移動し、水と空気は水はね防止蓋にぶつかり有機老廃物等の未分解物は除去器に溜った。
【００２７】
水槽内の水は循環するので、水槽内の魚の排泄物や餌等で汚れた水はフィルタにより物理濾過され、また水取入筒の小孔より入った水は切込みより微生物培養室に導入された。浄化微生物培養室内に満たされる濾材は、塩基性物質のセラミックを主成分のものを使用した。
【００２８】
このようにして全く水を交換しないでフィルタと除去器を定期的に掃除するだけで、1〜２ｃｍぐらいのエビ、カニ、ハゼ、カレイの稚魚を飼育したところ、いずれも３ヶ月元気に生育していることを確認した。海水魚では水槽が小さいほど飼育が難しく、既存の飼育方法では５リットル程度の小型水槽での長期の海水魚飼育はきわめて困難であるが、釣り餌の冷凍コマセを毎日餌として与えても水が腐ることはなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の水浄化装置は、魚介類飼育用の小型水槽に適した水浄化装置について述べたが、バケツやポリ容器等さまざまな容器にも設置可能である。また、設備が小型化するため小規模な商店や料理店或いはスーパーの活魚用水槽にも適用することができる。
【００３０】
そのほかにも、本発明は上記の実施形態、実施例、産業上の利用可能性における水浄化装置に限定されるものではなく、特許請求の範囲の請求項に記載する内容の範囲内でさまざまな変形が可能であり、本発明はこれら全てを含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明にかかる水浄化装置の実施例の全体構造の斜視図である。
【図２】本発明にかかる水浄化装置の微生物培養室の容器の実施例の斜視図である。
【図３】上記実施例におけるエア抜筒及びその周辺の拡大図である。
【図４】本発明にかかる水浄化装置の実施例の側面図である。
【図５】本発明にかかる水浄化装置を小型の観賞用水槽に適用した実施例の模式図である。
【図６】本発明にかかる水浄化装置を大型水槽に適用した実施例の斜視図である。
【図７】本発明にかかる水浄化装置を大型水槽に適用した実施例の断面図である。
【図８】従来の観賞用水槽に設置された水浄化装置を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１、１A、１B、１C、１D   微生物培養室
２    微生物培養室側板
３    微生物培養室底板
４    仕切板
５    エア抜筒
６    水取入筒
７    エア注入口
８A、８B、８C、８D、８E  小孔
９    エアーチューブ
１０  エアストーン
１１  フィルタ
１２  混合液出口
１３  エア抜筒接続部
１４  水取入筒接続部
１５  切込み
１６  魚
１７A 出口側仕切板
１７B 入口側仕切板
１８、１８A、１８B、１８C  切込み
１９  接続パイプ
２０  エア溜り
２１、２１A、２１B、２１C、２１D  底蓋
２２  留具
２３  除去器
２４  通気孔
２５  排水孔
２６  有機老廃物
２７  水はね防止蓋
２８  水面
２９  水槽
３０  砂
３１  穴
３２  水の流れ
３３  気泡
３４  排気孔
３５  エア溜り仕切板
３６  排水口
３７  嫌気微生物培養室
３８  給水口
５０  混合液の流れ
６０  有機老廃物の動き
７０、８０  水の流れ
９０  エアの流れ
１００ 水の流れ
１１０ 混合液の流れ
【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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