水処理方法および水処理装置
【課題】飼育水の水質を向上させることができ、かつ、ランニングコストを低減できる水処理装置を提供する。
【解決手段】魚２が存在する飼育部２４で魚２の飼育に使用された水を、マイクロナノバブル発生部２２に導入してマイクロナノバブル発生機５でマイクロナノバブルを含有させてから、充填材部２３を通過させて、再び、上記飼育部２４に導入して上記飼育部２４で魚２の飼育に使用する。
【解決手段】魚２が存在する飼育部２４で魚２の飼育に使用された水を、マイクロナノバブル発生部２２に導入してマイクロナノバブル発生機５でマイクロナノバブルを含有させてから、充填材部２３を通過させて、再び、上記飼育部２４に導入して上記飼育部２４で魚２の飼育に使用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば魚類や貝類等の生き物の飼育に使用された飼育水を処理する水処理方法および水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水族館などでは、飼育水槽の飼育水を水処理装置としての重力式濾過槽に送って浄化していた（特開２００２−０２７８６３号公報：特許文献１参照）。
【０００３】
従来の重力式濾過槽には飼育水槽から汚れた飼育水が流入する。この飼育水には生き物から排出されたアンモニア性窒素を含んでおり、このアンモニア性窒素は濾過槽内の微生物によって酸化処理される。
【０００４】
上記微生物は濾過槽において主として用いられる濾材の砂に繁殖させている。亜硝酸生成菌や硝酸生成菌などの微生物を砂に繁殖させるためには、濾過槽の容積を大きくする必要があった。
【０００５】
また、上記亜硝酸生成菌や硝酸生成菌を常に繁殖させるためには、飼育水槽および濾過槽を経由するように、飼育水を１日２４時間連続して循環させて、濾過槽に繁殖している亜硝酸生成菌や硝酸生成菌などの好気性の微生物に酸素を供給する必要があった。
【０００６】
したがって、上記従来の重力式濾過槽では、飼育水を浄化するための電力使用量が多くなり、電気代がかかるという問題が生じていた。つまり、上記従来の重力式濾過槽はランニングコストが高いという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−０２７８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の課題は、飼育水の水質を向上させることができ、かつ、ランニングコストを低減できる水処理方法および水処理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】
上記課題を解決するため、この発明の水処理方法は、
生き物を飼育する飼育水槽内の水を処理する方法において、
上記飼育水槽内に、互いに連通する第１領域、第２領域および第３領域を形成し、
上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域に導入して、上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させる工程と、
上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させた水を、上記第２領域を通過させる工程と、
上記第２領域を通過させた水を、再び、上記第３領域に導入して、上記第３領域で上記生き物の飼育に使用する工程と
を備えることを特徴としている。
【０００９】
ここで、マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。
【００１０】
この発明の水処理方法によれば、上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させる工程と、上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させた水を、上記第２領域を通過させる工程と、上記第２領域を通過させた水を、再び、上記第３領域で上記生き物の飼育に使用する工程とを有するので、上記マイクロナノバブルによって、例えば上記第２領域で繁殖した微生物を、効率的に活性化できて、この微生物によって、上記生き物から排出されて上記生き物にとって有害なアンモニアを分解すると共に、上記生き物に悪影響を及ぼすマイクロバブルを減少できる。
【００１１】
したがって、上記飼育水槽内の水質を向上させることができ、かつ、ランニングコストを低減できる。
【００１２】
また、一実施形態の水処理装置では、上記第２領域に充填材を収容する。
【００１３】
この実施形態の水処理装置によれば、上記第２領域に充填材を収容するので、この充填材に微生物を効率的に繁殖できる。したがって、上流側の上記第１領域から導入されるマイクロナノバブルによって、微生物を効率的に活性化できる。
【００１４】
また、この発明の水処理装置は、
生き物の飼育に使用されると共に、互いに連通する第１領域、第２領域および第３領域を有する飼育水槽と、
この飼育水槽の上記第１領域に配置されたマイクロナノバブル発生機と
を備え、
上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域に導入して上記マイクロナノバブル発生機でマイクロナノバブルを含有させてから、上記第２領域を通過させて、再び、上記第３領域に導入して上記第３領域で上記生き物の飼育に使用することを特徴としている。
【００１５】
この発明の水処理装置によれば、上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域に導入して上記マイクロナノバブル発生機でマイクロナノバブルを含有させてから、上記第２領域を通過させて、再び、上記第３領域に導入して上記第３領域で上記生き物の飼育に使用するので、上記マイクロナノバブルによって、例えば上記第２領域で繁殖した微生物を、効率的に活性化できて、この微生物によって、上記生き物から排出されて上記生き物にとって有害なアンモニアを分解すると共に、上記生き物に悪影響を及ぼすマイクロバブルを減少できる。
【００１６】
したがって、上記飼育水槽内の水質を向上させることができ、かつ、ランニングコストを低減できる。
【００１７】
また、一実施形態の水処理装置では、上記第２領域に収容される充填材を有する。
【００１８】
この実施形態の水処理装置によれば、上記第２領域に収容される充填材を有するので、この充填材に微生物を効率的に繁殖できる。したがって、上流側の上記第１領域から導入されるマイクロナノバブルによって、微生物を効率的に活性化できる。
【００１９】
また、一実施形態の水処理装置では、上記飼育水槽は、上記第１領域、上記第２領域および上記第３領域に互いに連通すると共に上記第２領域の下側に配置された第４領域を有する。
【００２０】
この実施形態の水処理装置によれば、上記飼育水槽は、上記第１領域、上記第２領域および上記第３領域に互いに連通すると共に上記第２領域の下側に配置された第４領域を有するので、上記第２領域で繁殖して自然沈降する微生物（汚泥）を、上記第４領域に集めて、上記第４領域から抜き出すことができる。
【００２１】
また、一実施形態の水処理装置では、上記マイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機である。
【００２２】
この実施形態の水処理装置によれば、上記マイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機であるので、上記マイクロナノバブル発生機を上記第２領域に容易に設置することができて、コスト増となる循環ポンプや配管が不要となる。
【００２３】
また、一実施形態の水処理装置では、上記充填材は、ポリ塩化ビニリデン充填材である。
【００２４】
ここで、ポリ塩化ビニリデン充填材の形状は、例えば、ひも状やリング状である。
【００２５】
この実施形態の水処理装置によれば、上記充填材は、ポリ塩化ビニリデン充填材であるので、上記充填材に微生物を高濃度に繁殖させることができ、この微生物によって、生き物から排出されて生き物にとって有害なアンモニア性窒素を、処理することができる。また、上記ポリ塩化ビニリデン充填材は、マイナスの電荷を有しているので、マイクロナノバブルのうち、魚のえらに付着するマイクロバブルを、上記ポリ塩化ビニリデン充填材に付着させて処理することができる。
【００２６】
また、一実施形態の水処理装置では、上記第２領域に、上記ポリ塩化ビニリデン充填材よりも下流側に配置される炭酸カルシウム鉱物を有する。
【００２７】
この実施形態の水処理装置によれば、上記第２領域に、上記ポリ塩化ビニリデン充填材よりも下流側に配置される炭酸カルシウム鉱物を有するので、上記ポリ塩化ビニリデン充填材に繁殖した微生物によって、アンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化し、その後、上記炭酸カルシウム鉱物によって、硝酸性窒素の増加で酸性化した飼育水を中和することができる。
【００２８】
また、一実施形態の水処理装置では、上記第２領域に、上記ポリ塩化ビニリデン充填材よりも下流側に配置される活性炭を有する。
【００２９】
この実施形態の水処理装置によれば、上記第２領域に、上記ポリ塩化ビニリデン充填材よりも下流側に配置される活性炭を有するので、上記ポリ塩化ビニリデン充填材に繁殖した微生物によって、アンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化し、その後、上記活性炭によって、飼育水中に残存している有機物を吸着し、水質を向上させることができる。また、上記活性炭は飼育水中の有機物を吸着するばかりでなく、上記活性炭に繁殖した微生物によって、活性炭が吸着した有機物を分解する。さらに、上記活性炭に繁殖した微生物は、アンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化処理する。
【００３０】
また、一実施形態の水処理装置では、上記飼育水槽内に空気を吐出する散気部を有し、上記散気部は、上記飼育水槽内の水に、空気を供給する。
【００３１】
この実施形態の水処理装置によれば、上記散気部は、上記飼育水槽内の水に、空気を供給するので、上記飼育水槽内の水の撹拌を、上記マイクロナノバブル発生機からのマイクロナノバブルによる上昇水流に加えて、上記散気部からの空気による上昇水流によって、確実に行うことができる。
【００３２】
また、一実施形態の水処理装置では、上記マイクロナノバブル発生機に接続されるタイマーを有し、上記タイマーは、上記マイクロナノバブル発生機を、間欠運転する。
【００３３】
この実施形態の水処理装置によれば、上記タイマーは、上記マイクロナノバブル発生機を、間欠運転するので、ランニングコストを一層低減できる。これは、マイクロナノバブルは、水中に長く持続するので、上記マイクロナノバブル発生機を間欠運転しても、飼育水の溶存酸素濃度を維持できる。
【００３４】
また、一実施形態の水処理装置では、上記飼育水槽内に配置されて上記飼育水槽内の水の溶存酸素を計る溶存酸素計と、上記溶存酸素計の信号に基づいて上記マイクロナノバブル発生機の運転を制御する制御部とを有する。
【００３５】
この実施形態の水処理装置によれば、上記飼育水槽内の水の溶存酸素を計る溶存酸素計と、上記溶存酸素計の信号に基づいて上記マイクロナノバブル発生機の運転を制御する制御部とを有するので、生き物を飼育できる溶存酸素濃度ならば、上記マイクロナノバブル発生機を停止できて、ランニングコストを低減できる。
【発明の効果】
【００３６】
この発明の水処理方法によれば、上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させる工程と、上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させた水を、上記第２領域を通過させる工程と、上記第２領域を通過させた水を、再び、上記第３領域で上記生き物の飼育に使用する工程とを有するので、上記飼育水槽の水質を向上させることができ、かつ、ランニングコストを低減できる。
【００３７】
また、この発明の水処理装置によれば、上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域に導入して上記マイクロナノバブル発生機でマイクロナノバブルを含有させてから、上記第２領域を通過させて、再び、上記第３領域に導入して上記第３領域で上記生き物の飼育に使用するので、上記飼育水槽の水質を向上させることができ、かつ、ランニングコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３９】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の水処理装置の第１の実施形態である模式図を示している。この水処理装置は、生き物の飼育に使用される飼育水槽１と、この飼育水槽１に配置されるマイクロナノバブル発生機５とを有する。
【００４０】
上記飼育水槽１は、例えば水族館で使用され、海水魚や淡水魚の魚２が飼育される。海水や淡水としての水は、（図示しない）流入配管を通じて、上記飼育水槽１に導入される。また、上記飼育水槽１を養殖で使用する場合、上記飼育水槽１に、淡水または海水を導入して対象魚を養殖する。
【００４１】
上記飼育水槽１に、水を常時流入する必要はなく、上記飼育水槽１内の水が、蒸発などにより減った時に、追加される場合が多いが、絶対的ではなく、多少入れ替えることもある。
【００４２】
上記飼育水槽１は、第１領域としてのマイクロナノバブル発生部２２、第２領域としての充填材部２３、および、第３領域としての飼育部２４を有する。上記マイクロナノバブル発生部２２、上記充填材部２３および上記飼育部２４は、互いに連通している。
【００４３】
上記マイクロナノバブル発生部２２と上記充填材部２３との間は、一部連通するように、鉛直方向に配置された仕切板９によって、仕切られている。上記充填材部２３と上記飼育部２４との間は、一部連通するように、鉛直方向に配置された仕切板１０によって仕切られている。上記仕切板９，１０は、水平方向に並んでいる。つまり、上記マイクロナノバブル発生部２２、上記充填材部２３および上記飼育部２４は、左右方向に、順に、並んでいる。上記仕切板９，１０の材質は、腐蝕に強い材質ならば特に限定せず、合成樹脂や塩化ビニル等が用いられる。
【００４４】
上記マイクロナノバブル発生部２２には、マイクロナノバブル発生機５が配置されている。つまり、上記マイクロナノバブル発生部２２の下部に架台１６が設置され、この架台１６の上部に上記マイクロナノバブル発生機５が設置される。上記マイクロナノバブル発生機５は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機である。
【００４５】
上記マイクロナノバブル発生機５には、空気配管６を介して、ブロワー８が接続されている。この空気配管６には、バルブ７が接続されており、このバルブ７は、上記マイクロナノバブル発生機５が最適なマイクロナノバブルを発生するように、上記マイクロナノバブル発生機５への空気量を調整している。
【００４６】
ここで、マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。なお、通常のバブル（気泡）は、水の中を上昇して、ついには表面でパンとはじけて消滅する。また、マイクロバブルとは、１０μｍ〜数十μｍの気泡径を有する気泡をいい、水中で縮小していき、ついには消滅（完全溶解）してしまう。また、ナノバブルとは、数百ｎｍ以下の直径を有する気泡をいい、いつまでも水の中に存在できる。
【００４７】
上記マイクロナノバブル発生部２２において、マイクロナノバブルを含有した飼育水は、マイクロナノバブルが上昇する際に発生する（矢印にて示す）水流４によって、上記充填材部２３に導入される。
【００４８】
なお、上記充填材部２３には、充填材が設置されていない。これは、魚２を一定容積当り、少ない数だけ飼育する場合に、適合される。
【００４９】
上記充填材部２３を出た飼育水は、上記飼育部２４に自動的に流入する。上記飼育部２４に、魚２が存在する。上記飼育部２４には、空気を吐出する散気部１４を有する。上記散気部１４は、上記飼育水槽１内の水に、空気を供給する。つまり、上記散気部１４には、空気配管１３を介して、ブロワー１２が接続される。上記散気部１４から吐出される空気によって、（矢印にて示す）上昇水流１１が起こり、上記飼育部２４内を攪拌する。
【００５０】
上記飼育水槽１は、上記マイクロナノバブル発生部２２、上記充填材部２３および上記飼育部２４に互いに連通すると共に、上記充填材部２３の下側に配置された第４領域としての沈澱部２９を有する。上記沈殿部２９は、上記飼育水槽１の底部１５を、すり鉢状等の傾斜を有する形状に形成して、構成される。
【００５１】
すなわち、上記マイクロナノバブル発生部２２の最下部と上記充填材部２３の最下部とは、１つの上記沈澱部２９を構成しており、上記飼育水槽１が攪拌されることによって、生き物が排泄した糞などが、上記沈殿部２９に、自動的に溜まってくる。
【００５２】
また、上記飼育部２４の下部の上記底部１５は、上記沈殿部２９側に傾斜しており、魚２が糞を排出した場合、この糞は、（矢印にて示す）水流１１によって、自動的に上記沈澱部２９に移動する。
【００５３】
上記沈殿部２９には、排出管３０が接続され、この排出管３０にはバルブ３が接続されている。そして、沈澱物が上記沈澱部２９に多く堆積した時点で、上記バルブ３を開として、上記飼育水槽１から沈殿物を排出して、上記飼育部２４の水質を維持する。
【００５４】
次に、上記水処理装置によって、上記飼育水槽１内の水を処理する方法を説明する。
【００５５】
まず、魚２が存在する上記飼育部２４で魚２の飼育に使用された水を、上記マイクロナノバブル発生部２２に導入して、上記マイクロナノバブル発生部２２でマイクロナノバブルを含有させる。
【００５６】
その後、上記マイクロナノバブル発生部２２でマイクロナノバブルを含有させた水を、上記充填材部２３を通過させる。
【００５７】
そして、上記充填材部２３を通過させた水を、再び、上記飼育部２４に導入して、上記飼育部２４で魚２の飼育に使用する。
【００５８】
上記構成の水処理装置によれば、魚２が存在する上記飼育部２４で魚２の飼育に使用された水を、上記マイクロナノバブル発生部２２に導入して上記マイクロナノバブル発生機５でマイクロナノバブルを含有させてから、上記充填材部２３を通過させて、再び、上記飼育部２４に導入して上記飼育部２４で魚２の飼育に使用するので、上記マイクロナノバブルによって、例えば上記充填材部２３で繁殖した微生物を、効率的に活性化できて、この微生物によって、魚２から排出されて魚２にとって有害なアンモニアを酸化すると共に、魚２に悪影響を及ぼすマイクロバブルを減少できる。
【００５９】
したがって、上記飼育水槽１内の水質を向上させることができ、かつ、ランニングコストを低減できる。
【００６０】
ここで、微生物とは、例えば、亜硝酸生成菌や硝酸生成菌等であり、魚２から尿として排出された有害なアンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化して水処理を行う。
【００６１】
また、上記飼育水槽１は、上記マイクロナノバブル発生部２２、上記充填材部２３および上記飼育部２４に互いに連通すると共に上記充填材部２３の下側に配置された上記沈殿部２９を有するので、上記充填材部２３で繁殖して自然沈降する微生物（汚泥）を、上記沈殿部２９に集めて、上記沈殿部２９から抜き出すことができる。
【００６２】
また、上記マイクロナノバブル発生機５は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機であるので、上記マイクロナノバブル発生機５を上記充填材部２３に容易に設置することができて、コスト増となる循環ポンプや配管が不要となる。
【００６３】
また、上記散気部１４は、上記飼育水槽１内の水に、空気を供給するので、上記飼育水槽１内の水の撹拌を、上記マイクロナノバブル発生機５からのマイクロナノバブルによる上昇水流に加えて、上記散気部１４からの空気による上昇水流によって、確実に行うことができる。
【００６４】
（第２の実施形態）
図２は、この発明の水処理装置の第２の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、上記充填材部２３に、充填材としてのひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７を複数有する。なお、この第２の実施形態において、図１に示す上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６５】
このように、上記充填材部２３には、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７が収容されるので、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７に微生物を効率的にかつ高濃度に繁殖できる。したがって、上流側の上記マイクロナノバブル発生部２２から導入されるマイクロナノバブルによって、微生物を効率的に活性化できる。
【００６６】
そして、この微生物によって、魚２から排出されて魚２にとって有害なアンモニア性窒素を、処理することができる。また、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７は、マイナスの電荷を有しているので、マイクロナノバブルのうち、魚２のえらに付着するマイクロバブルを、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７に付着させて処理することができる。
【００６７】
つまり、魚２のえらに付着して魚２に悪影響を及ぼすマイクロバブルを、上記充填材部２３に通過させることで、このマイクロバブルを、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７に付着させ、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７に繁殖した微生物によって、減少させている。
【００６８】
（第３の実施形態）
図３は、この発明の水処理装置の第３の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第３の実施形態では、上記充填材部２３に、充填材としてのリング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８を複数有する。このリング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８は、上記充填材部２３に取り付けられた上下の多孔板１９，１９の間に、設置されている。なお、この第３の実施形態において、図１に示す上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６９】
このように、上記充填材部２３には、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８が収容されるので、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８に微生物を効率的にかつ高濃度に繁殖できる。したがって、上流側の上記マイクロナノバブル発生部２２から導入されるマイクロナノバブルによって、微生物を効率的に活性化できる。
【００７０】
そして、この微生物によって、魚２から排出されて魚２にとって有害なアンモニア性窒素を、処理することができる。また、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８は、マイナスの電荷を有しているので、マイクロナノバブルのうち、魚２のえらに付着するマイクロバブルを、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８に付着させて処理することができる。
【００７１】
つまり、魚２のえらに付着して魚２に悪影響を及ぼすマイクロバブルを、上記充填材部２３に通過させることで、このマイクロバブルを、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８に付着させ、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８に繁殖した微生物によって、減少させている。
【００７２】
また、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８を、上記上下の多孔板１９，１９の間に、ただ単に、投入するだけでよいので、設置が容易である。
【００７３】
（第４の実施形態）
図４は、この発明の水処理装置の第４の実施形態を示している。図２に示す上記第２の実施形態と相違する点を説明すると、この第４の実施形態では、上記充填材部２３に、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７よりも下流側に配置される炭酸カルシウム鉱物２０を複数有する。なお、この第４の実施形態において、図２に示す上記第２の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７４】
この炭酸カルシウム鉱物２０は、上記充填材部２３に取り付けられた上下の多孔板１９，１９の間に、設置されている。上記炭酸カルシウム鉱物２０は、例えば、サンゴ、カキガラや石灰石である。
【００７５】
そして、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７に繁殖した微生物によって、アンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化し、その後、上記炭酸カルシウム鉱物２０によって、硝酸性窒素の増加で酸性化した飼育水を中和することができる。
【００７６】
つまり、微生物が飼育水中のアンモニア性窒素を酸化することによって、硝酸性窒素が増加して、飼育水の液性が酸性側に傾く。しかし、酸性水で、上記炭酸カルシウム鉱物２０が溶け出して、結果的に中和される。
【００７７】
（第５の実施形態）
図５は、この発明の水処理装置の第５の実施形態を示している。図２に示す上記第２の実施形態と相違する点を説明すると、この第５の実施形態では、上記充填材部２３に、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７よりも下流側に配置される活性炭２１を複数有する。この活性炭２１は、上記充填材部２３に取り付けられた上下の多孔板１９，１９の間に、設置されている。なお、この第５の実施形態において、図２に示す上記第２の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７８】
そして、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７に繁殖した微生物によって、アンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化し、その後、上記活性炭２１によって、飼育水中に残存している有機物を吸着し、水質を向上させることができる。
【００７９】
また、上記活性炭２１は飼育水中の有機物を吸着するばかりでなく、上記活性炭２１に繁殖した微生物によって、上記活性炭２１が吸着した有機物を分解する。つまり、上記活性炭２１は、あたかも再生された状態になる。よって、上記活性炭２１を取り替える必要がない。
【００８０】
さらに、上記活性炭２１に繁殖した微生物は、アンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化処理する。
【００８１】
（第６の実施形態）
図６は、この発明の水処理装置の第６の実施形態を示している。図４に示す上記第４の実施形態と相違する点を説明すると、この第６の実施形態では、上記マイクロナノバブル発生部２２に、他の上記散気部１４が設置されている。なお、この第６の実施形態において、図４に示す上記第４の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００８２】
上記飼育部２４に設置される上記一の散気部１４と上記ブロワー１２とが接続される上記空気配管１３から、空気配管６が分岐され、この空気配管６に、上記他の散気部１４が接続される。つまり、上記他の散気部１４は、上記ブロワー１２から空気を供給される。
【００８３】
したがって、上記マイクロナノバブル発生部２２では、上記マイクロナノバブル発生機５による水流のみならず、上記他の散気部１４から吐出される空気（気泡２５）によって、飼育水が効率的に循環される。
【００８４】
そして、上記充填材部２３を通過する飼育水の量が格段に多くなって、飼育水中のアンモニア性窒素がより多く酸化される。すなわち、水質が向上すると同時に、飼育水も硝酸性窒素が多くなって飼育水の液性が酸性側となるが、この飼育水は上記炭酸カルシウム鉱物２０によって中和される。
【００８５】
（第７の実施形態）
図７は、この発明の水処理装置の第７の実施形態を示している。図２に示す上記第２の実施形態と相違する点を説明すると、この第７の実施形態では、上記マイクロナノバブル発生機５および上記ブロワー８に接続されるタイマー２６を有し、このタイマー２６は、上記マイクロナノバブル発生機５および上記ブロワー８を、間欠運転する。なお、この第７の実施形態において、図２に示す上記第２の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００８６】
つまり、上記飼育部２４で、飼育する魚２が少ない場合、上記マイクロナノバブル発生機５を２４時間連続運転する必要はない。これは、発生したマイクロナノバブルは、水中に長く持続して滞留するからである。
【００８７】
すなわち、上記飼育部２４の溶存酸素濃度を測定して、基準以上の溶存酸素を確保できれば、上記タイマー２６による上記マイクロナノバブル発生機５および上記ブロワー８を間欠運転することができる。したがって、ランニングコストを一層低減できる。
【００８８】
（第８の実施形態）
図８は、この発明の水処理装置の第８の実施形態を示している。図２に示す上記第２の実施形態と相違する点を説明すると、この第８の実施形態では、上記飼育水槽１内に配置されて上記飼育水槽１内の水の溶存酸素を計る溶存酸素計２７と、上記溶存酸素計２７の信号に基づいて上記マイクロナノバブル発生機１の運転を制御する制御部としての溶存酸素調節計２８とを有する。なお、この第８の実施形態において、図２に示す上記第２の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００８９】
上記溶存酸素計２７は、上記飼育部２４内の水の溶存酸素を計り、上記溶存酸素調節計２８は、上記溶存酸素調節計２８の計測結果に基づいて、上記マイクロナノバブル発生機１および上記ブロワー８の運転を制御する。
【００９０】
つまり、上記飼育部２４で、飼育する魚２が少ない場合、上記マイクロナノバブル発生機５を２４時間連続運転する必要はない。これは、発生したマイクロナノバブルは、水中に長く持続して滞留するからである。
【００９１】
すなわち、上記飼育部２４の溶存酸素濃度を測定して、基準以上の溶存酸素が確保できれば、上記溶存酸素計２７および上記溶存酸素調節計２８によって、上記マイクロナノバブル発生機５および上記ブロワー８を間欠運転することができる。
【００９２】
したがって、魚２を飼育できる溶存酸素濃度ならば、上記マイクロナノバブル発生機５を停止できて、ランニングコストを低減できる。
【００９３】
（実験例）
図１の第１の実施形態に対応する実験装置を製作した。この実験装置において、上記飼育水槽１の全体容量を１０００リットルとし、上記マイクロナノバブル発生部２２の容量を１５０リットルとし、上記充填材部２３の容量を１５０リットルとし、上記飼育部２４の容量を７００リットルとして、１ケ月間、試運転をおこなった。
【００９４】
試運転後、海水魚を入れて、７日後のアンモニア性窒素を測定したところ、０.１ｐｐｍであり、従来のマイクロナノバブル発生機が設置されていない水槽と比較したところ、水質的には、上記マイクロナノバブル発生機５を有する上記飼育水槽１が、アンモニア性窒素に関する水質では、良かった。
【００９５】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記仕切板９，１０のそれぞれを水平方向に配置すると共に、上記仕切板９，１０を鉛直方向に並べてもよい。つまり、上記マイクロナノバブル発生部２２、上記充填材部２３および上記飼育部２４を、下から上に、順に、並べてもよい。
【００９６】
また、上記第４と上記第５の実施形態において、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７の代わりに、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８を用いても良い。
【００９７】
また、上記第６の実施形態において、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７の代わりに、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８を用いてもよく、上記炭酸カルシウム鉱物２０の代わりに、上記活性炭２１を用いてもよく、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７または上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８のみとしてもよい。
【００９８】
また、上記第７と上記第８の実施形態において、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７の代わりに、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８を用いてもよく、上記炭酸カルシウム鉱物２０または上記活性炭２１を追加してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の冷却装置の第１実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の冷却装置の第２実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明の冷却装置の第３実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明の冷却装置の第４実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明の冷却装置の第５実施形態を示す模式図である。
【図６】本発明の冷却装置の第６実施形態を示す模式図である。
【図７】本発明の冷却装置の第７実施形態を示す模式図である。
【図８】本発明の冷却装置の第８実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ 飼育水槽
２ 魚
３ バルブ
４ 水流
５ マイクロナノバブル発生機
６ 空気配管
７ バルブ
８ ブロワー
９ 仕切板
１０ 仕切板
１１ 水流
１２ ブロワー
１３ 空気配管
１４ 散気部
１５ 底部
１６ 架台
１７ ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材
１８ リング状ポリ塩化ビニリデン充填材
１９ 多孔板
２０ 炭酸カルシウム鉱物
２１ 活性炭
２２ マイクロナノバブル発生部（第１領域）
２３ 充填材部（第２領域）
２４ 飼育部（第３領域）
２５ 気泡
２６ タイマー
２７ 溶存酸素計
２８ 溶存酸素調節計（制御部）
２９ 沈澱部（第４領域）
３０ 排出管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば魚類や貝類等の生き物の飼育に使用された飼育水を処理する水処理方法および水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水族館などでは、飼育水槽の飼育水を水処理装置としての重力式濾過槽に送って浄化していた（特開２００２−０２７８６３号公報：特許文献１参照）。
【０００３】
従来の重力式濾過槽には飼育水槽から汚れた飼育水が流入する。この飼育水には生き物から排出されたアンモニア性窒素を含んでおり、このアンモニア性窒素は濾過槽内の微生物によって酸化処理される。
【０００４】
上記微生物は濾過槽において主として用いられる濾材の砂に繁殖させている。亜硝酸生成菌や硝酸生成菌などの微生物を砂に繁殖させるためには、濾過槽の容積を大きくする必要があった。
【０００５】
また、上記亜硝酸生成菌や硝酸生成菌を常に繁殖させるためには、飼育水槽および濾過槽を経由するように、飼育水を１日２４時間連続して循環させて、濾過槽に繁殖している亜硝酸生成菌や硝酸生成菌などの好気性の微生物に酸素を供給する必要があった。
【０００６】
したがって、上記従来の重力式濾過槽では、飼育水を浄化するための電力使用量が多くなり、電気代がかかるという問題が生じていた。つまり、上記従来の重力式濾過槽はランニングコストが高いという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−０２７８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の課題は、飼育水の水質を向上させることができ、かつ、ランニングコストを低減できる水処理方法および水処理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】
上記課題を解決するため、この発明の水処理方法は、
生き物を飼育する飼育水槽内の水を処理する方法において、
上記飼育水槽内に、互いに連通する第１領域、第２領域および第３領域を形成し、
上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域に導入して、上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させる工程と、
上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させた水を、上記第２領域を通過させる工程と、
上記第２領域を通過させた水を、再び、上記第３領域に導入して、上記第３領域で上記生き物の飼育に使用する工程と
を備えることを特徴としている。
【０００９】
ここで、マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。
【００１０】
この発明の水処理方法によれば、上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させる工程と、上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させた水を、上記第２領域を通過させる工程と、上記第２領域を通過させた水を、再び、上記第３領域で上記生き物の飼育に使用する工程とを有するので、上記マイクロナノバブルによって、例えば上記第２領域で繁殖した微生物を、効率的に活性化できて、この微生物によって、上記生き物から排出されて上記生き物にとって有害なアンモニアを分解すると共に、上記生き物に悪影響を及ぼすマイクロバブルを減少できる。
【００１１】
したがって、上記飼育水槽内の水質を向上させることができ、かつ、ランニングコストを低減できる。
【００１２】
また、一実施形態の水処理装置では、上記第２領域に充填材を収容する。
【００１３】
この実施形態の水処理装置によれば、上記第２領域に充填材を収容するので、この充填材に微生物を効率的に繁殖できる。したがって、上流側の上記第１領域から導入されるマイクロナノバブルによって、微生物を効率的に活性化できる。
【００１４】
また、この発明の水処理装置は、
生き物の飼育に使用されると共に、互いに連通する第１領域、第２領域および第３領域を有する飼育水槽と、
この飼育水槽の上記第１領域に配置されたマイクロナノバブル発生機と
を備え、
上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域に導入して上記マイクロナノバブル発生機でマイクロナノバブルを含有させてから、上記第２領域を通過させて、再び、上記第３領域に導入して上記第３領域で上記生き物の飼育に使用することを特徴としている。
【００１５】
この発明の水処理装置によれば、上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域に導入して上記マイクロナノバブル発生機でマイクロナノバブルを含有させてから、上記第２領域を通過させて、再び、上記第３領域に導入して上記第３領域で上記生き物の飼育に使用するので、上記マイクロナノバブルによって、例えば上記第２領域で繁殖した微生物を、効率的に活性化できて、この微生物によって、上記生き物から排出されて上記生き物にとって有害なアンモニアを分解すると共に、上記生き物に悪影響を及ぼすマイクロバブルを減少できる。
【００１６】
したがって、上記飼育水槽内の水質を向上させることができ、かつ、ランニングコストを低減できる。
【００１７】
また、一実施形態の水処理装置では、上記第２領域に収容される充填材を有する。
【００１８】
この実施形態の水処理装置によれば、上記第２領域に収容される充填材を有するので、この充填材に微生物を効率的に繁殖できる。したがって、上流側の上記第１領域から導入されるマイクロナノバブルによって、微生物を効率的に活性化できる。
【００１９】
また、一実施形態の水処理装置では、上記飼育水槽は、上記第１領域、上記第２領域および上記第３領域に互いに連通すると共に上記第２領域の下側に配置された第４領域を有する。
【００２０】
この実施形態の水処理装置によれば、上記飼育水槽は、上記第１領域、上記第２領域および上記第３領域に互いに連通すると共に上記第２領域の下側に配置された第４領域を有するので、上記第２領域で繁殖して自然沈降する微生物（汚泥）を、上記第４領域に集めて、上記第４領域から抜き出すことができる。
【００２１】
また、一実施形態の水処理装置では、上記マイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機である。
【００２２】
この実施形態の水処理装置によれば、上記マイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機であるので、上記マイクロナノバブル発生機を上記第２領域に容易に設置することができて、コスト増となる循環ポンプや配管が不要となる。
【００２３】
また、一実施形態の水処理装置では、上記充填材は、ポリ塩化ビニリデン充填材である。
【００２４】
ここで、ポリ塩化ビニリデン充填材の形状は、例えば、ひも状やリング状である。
【００２５】
この実施形態の水処理装置によれば、上記充填材は、ポリ塩化ビニリデン充填材であるので、上記充填材に微生物を高濃度に繁殖させることができ、この微生物によって、生き物から排出されて生き物にとって有害なアンモニア性窒素を、処理することができる。また、上記ポリ塩化ビニリデン充填材は、マイナスの電荷を有しているので、マイクロナノバブルのうち、魚のえらに付着するマイクロバブルを、上記ポリ塩化ビニリデン充填材に付着させて処理することができる。
【００２６】
また、一実施形態の水処理装置では、上記第２領域に、上記ポリ塩化ビニリデン充填材よりも下流側に配置される炭酸カルシウム鉱物を有する。
【００２７】
この実施形態の水処理装置によれば、上記第２領域に、上記ポリ塩化ビニリデン充填材よりも下流側に配置される炭酸カルシウム鉱物を有するので、上記ポリ塩化ビニリデン充填材に繁殖した微生物によって、アンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化し、その後、上記炭酸カルシウム鉱物によって、硝酸性窒素の増加で酸性化した飼育水を中和することができる。
【００２８】
また、一実施形態の水処理装置では、上記第２領域に、上記ポリ塩化ビニリデン充填材よりも下流側に配置される活性炭を有する。
【００２９】
この実施形態の水処理装置によれば、上記第２領域に、上記ポリ塩化ビニリデン充填材よりも下流側に配置される活性炭を有するので、上記ポリ塩化ビニリデン充填材に繁殖した微生物によって、アンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化し、その後、上記活性炭によって、飼育水中に残存している有機物を吸着し、水質を向上させることができる。また、上記活性炭は飼育水中の有機物を吸着するばかりでなく、上記活性炭に繁殖した微生物によって、活性炭が吸着した有機物を分解する。さらに、上記活性炭に繁殖した微生物は、アンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化処理する。
【００３０】
また、一実施形態の水処理装置では、上記飼育水槽内に空気を吐出する散気部を有し、上記散気部は、上記飼育水槽内の水に、空気を供給する。
【００３１】
この実施形態の水処理装置によれば、上記散気部は、上記飼育水槽内の水に、空気を供給するので、上記飼育水槽内の水の撹拌を、上記マイクロナノバブル発生機からのマイクロナノバブルによる上昇水流に加えて、上記散気部からの空気による上昇水流によって、確実に行うことができる。
【００３２】
また、一実施形態の水処理装置では、上記マイクロナノバブル発生機に接続されるタイマーを有し、上記タイマーは、上記マイクロナノバブル発生機を、間欠運転する。
【００３３】
この実施形態の水処理装置によれば、上記タイマーは、上記マイクロナノバブル発生機を、間欠運転するので、ランニングコストを一層低減できる。これは、マイクロナノバブルは、水中に長く持続するので、上記マイクロナノバブル発生機を間欠運転しても、飼育水の溶存酸素濃度を維持できる。
【００３４】
また、一実施形態の水処理装置では、上記飼育水槽内に配置されて上記飼育水槽内の水の溶存酸素を計る溶存酸素計と、上記溶存酸素計の信号に基づいて上記マイクロナノバブル発生機の運転を制御する制御部とを有する。
【００３５】
この実施形態の水処理装置によれば、上記飼育水槽内の水の溶存酸素を計る溶存酸素計と、上記溶存酸素計の信号に基づいて上記マイクロナノバブル発生機の運転を制御する制御部とを有するので、生き物を飼育できる溶存酸素濃度ならば、上記マイクロナノバブル発生機を停止できて、ランニングコストを低減できる。
【発明の効果】
【００３６】
この発明の水処理方法によれば、上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させる工程と、上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させた水を、上記第２領域を通過させる工程と、上記第２領域を通過させた水を、再び、上記第３領域で上記生き物の飼育に使用する工程とを有するので、上記飼育水槽の水質を向上させることができ、かつ、ランニングコストを低減できる。
【００３７】
また、この発明の水処理装置によれば、上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域に導入して上記マイクロナノバブル発生機でマイクロナノバブルを含有させてから、上記第２領域を通過させて、再び、上記第３領域に導入して上記第３領域で上記生き物の飼育に使用するので、上記飼育水槽の水質を向上させることができ、かつ、ランニングコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３９】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の水処理装置の第１の実施形態である模式図を示している。この水処理装置は、生き物の飼育に使用される飼育水槽１と、この飼育水槽１に配置されるマイクロナノバブル発生機５とを有する。
【００４０】
上記飼育水槽１は、例えば水族館で使用され、海水魚や淡水魚の魚２が飼育される。海水や淡水としての水は、（図示しない）流入配管を通じて、上記飼育水槽１に導入される。また、上記飼育水槽１を養殖で使用する場合、上記飼育水槽１に、淡水または海水を導入して対象魚を養殖する。
【００４１】
上記飼育水槽１に、水を常時流入する必要はなく、上記飼育水槽１内の水が、蒸発などにより減った時に、追加される場合が多いが、絶対的ではなく、多少入れ替えることもある。
【００４２】
上記飼育水槽１は、第１領域としてのマイクロナノバブル発生部２２、第２領域としての充填材部２３、および、第３領域としての飼育部２４を有する。上記マイクロナノバブル発生部２２、上記充填材部２３および上記飼育部２４は、互いに連通している。
【００４３】
上記マイクロナノバブル発生部２２と上記充填材部２３との間は、一部連通するように、鉛直方向に配置された仕切板９によって、仕切られている。上記充填材部２３と上記飼育部２４との間は、一部連通するように、鉛直方向に配置された仕切板１０によって仕切られている。上記仕切板９，１０は、水平方向に並んでいる。つまり、上記マイクロナノバブル発生部２２、上記充填材部２３および上記飼育部２４は、左右方向に、順に、並んでいる。上記仕切板９，１０の材質は、腐蝕に強い材質ならば特に限定せず、合成樹脂や塩化ビニル等が用いられる。
【００４４】
上記マイクロナノバブル発生部２２には、マイクロナノバブル発生機５が配置されている。つまり、上記マイクロナノバブル発生部２２の下部に架台１６が設置され、この架台１６の上部に上記マイクロナノバブル発生機５が設置される。上記マイクロナノバブル発生機５は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機である。
【００４５】
上記マイクロナノバブル発生機５には、空気配管６を介して、ブロワー８が接続されている。この空気配管６には、バルブ７が接続されており、このバルブ７は、上記マイクロナノバブル発生機５が最適なマイクロナノバブルを発生するように、上記マイクロナノバブル発生機５への空気量を調整している。
【００４６】
ここで、マイクロナノバブルとは、１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡をいう。なお、通常のバブル（気泡）は、水の中を上昇して、ついには表面でパンとはじけて消滅する。また、マイクロバブルとは、１０μｍ〜数十μｍの気泡径を有する気泡をいい、水中で縮小していき、ついには消滅（完全溶解）してしまう。また、ナノバブルとは、数百ｎｍ以下の直径を有する気泡をいい、いつまでも水の中に存在できる。
【００４７】
上記マイクロナノバブル発生部２２において、マイクロナノバブルを含有した飼育水は、マイクロナノバブルが上昇する際に発生する（矢印にて示す）水流４によって、上記充填材部２３に導入される。
【００４８】
なお、上記充填材部２３には、充填材が設置されていない。これは、魚２を一定容積当り、少ない数だけ飼育する場合に、適合される。
【００４９】
上記充填材部２３を出た飼育水は、上記飼育部２４に自動的に流入する。上記飼育部２４に、魚２が存在する。上記飼育部２４には、空気を吐出する散気部１４を有する。上記散気部１４は、上記飼育水槽１内の水に、空気を供給する。つまり、上記散気部１４には、空気配管１３を介して、ブロワー１２が接続される。上記散気部１４から吐出される空気によって、（矢印にて示す）上昇水流１１が起こり、上記飼育部２４内を攪拌する。
【００５０】
上記飼育水槽１は、上記マイクロナノバブル発生部２２、上記充填材部２３および上記飼育部２４に互いに連通すると共に、上記充填材部２３の下側に配置された第４領域としての沈澱部２９を有する。上記沈殿部２９は、上記飼育水槽１の底部１５を、すり鉢状等の傾斜を有する形状に形成して、構成される。
【００５１】
すなわち、上記マイクロナノバブル発生部２２の最下部と上記充填材部２３の最下部とは、１つの上記沈澱部２９を構成しており、上記飼育水槽１が攪拌されることによって、生き物が排泄した糞などが、上記沈殿部２９に、自動的に溜まってくる。
【００５２】
また、上記飼育部２４の下部の上記底部１５は、上記沈殿部２９側に傾斜しており、魚２が糞を排出した場合、この糞は、（矢印にて示す）水流１１によって、自動的に上記沈澱部２９に移動する。
【００５３】
上記沈殿部２９には、排出管３０が接続され、この排出管３０にはバルブ３が接続されている。そして、沈澱物が上記沈澱部２９に多く堆積した時点で、上記バルブ３を開として、上記飼育水槽１から沈殿物を排出して、上記飼育部２４の水質を維持する。
【００５４】
次に、上記水処理装置によって、上記飼育水槽１内の水を処理する方法を説明する。
【００５５】
まず、魚２が存在する上記飼育部２４で魚２の飼育に使用された水を、上記マイクロナノバブル発生部２２に導入して、上記マイクロナノバブル発生部２２でマイクロナノバブルを含有させる。
【００５６】
その後、上記マイクロナノバブル発生部２２でマイクロナノバブルを含有させた水を、上記充填材部２３を通過させる。
【００５７】
そして、上記充填材部２３を通過させた水を、再び、上記飼育部２４に導入して、上記飼育部２４で魚２の飼育に使用する。
【００５８】
上記構成の水処理装置によれば、魚２が存在する上記飼育部２４で魚２の飼育に使用された水を、上記マイクロナノバブル発生部２２に導入して上記マイクロナノバブル発生機５でマイクロナノバブルを含有させてから、上記充填材部２３を通過させて、再び、上記飼育部２４に導入して上記飼育部２４で魚２の飼育に使用するので、上記マイクロナノバブルによって、例えば上記充填材部２３で繁殖した微生物を、効率的に活性化できて、この微生物によって、魚２から排出されて魚２にとって有害なアンモニアを酸化すると共に、魚２に悪影響を及ぼすマイクロバブルを減少できる。
【００５９】
したがって、上記飼育水槽１内の水質を向上させることができ、かつ、ランニングコストを低減できる。
【００６０】
ここで、微生物とは、例えば、亜硝酸生成菌や硝酸生成菌等であり、魚２から尿として排出された有害なアンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化して水処理を行う。
【００６１】
また、上記飼育水槽１は、上記マイクロナノバブル発生部２２、上記充填材部２３および上記飼育部２４に互いに連通すると共に上記充填材部２３の下側に配置された上記沈殿部２９を有するので、上記充填材部２３で繁殖して自然沈降する微生物（汚泥）を、上記沈殿部２９に集めて、上記沈殿部２９から抜き出すことができる。
【００６２】
また、上記マイクロナノバブル発生機５は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機であるので、上記マイクロナノバブル発生機５を上記充填材部２３に容易に設置することができて、コスト増となる循環ポンプや配管が不要となる。
【００６３】
また、上記散気部１４は、上記飼育水槽１内の水に、空気を供給するので、上記飼育水槽１内の水の撹拌を、上記マイクロナノバブル発生機５からのマイクロナノバブルによる上昇水流に加えて、上記散気部１４からの空気による上昇水流によって、確実に行うことができる。
【００６４】
（第２の実施形態）
図２は、この発明の水処理装置の第２の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、上記充填材部２３に、充填材としてのひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７を複数有する。なお、この第２の実施形態において、図１に示す上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６５】
このように、上記充填材部２３には、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７が収容されるので、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７に微生物を効率的にかつ高濃度に繁殖できる。したがって、上流側の上記マイクロナノバブル発生部２２から導入されるマイクロナノバブルによって、微生物を効率的に活性化できる。
【００６６】
そして、この微生物によって、魚２から排出されて魚２にとって有害なアンモニア性窒素を、処理することができる。また、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７は、マイナスの電荷を有しているので、マイクロナノバブルのうち、魚２のえらに付着するマイクロバブルを、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７に付着させて処理することができる。
【００６７】
つまり、魚２のえらに付着して魚２に悪影響を及ぼすマイクロバブルを、上記充填材部２３に通過させることで、このマイクロバブルを、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７に付着させ、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７に繁殖した微生物によって、減少させている。
【００６８】
（第３の実施形態）
図３は、この発明の水処理装置の第３の実施形態を示している。図１に示す上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第３の実施形態では、上記充填材部２３に、充填材としてのリング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８を複数有する。このリング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８は、上記充填材部２３に取り付けられた上下の多孔板１９，１９の間に、設置されている。なお、この第３の実施形態において、図１に示す上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６９】
このように、上記充填材部２３には、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８が収容されるので、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８に微生物を効率的にかつ高濃度に繁殖できる。したがって、上流側の上記マイクロナノバブル発生部２２から導入されるマイクロナノバブルによって、微生物を効率的に活性化できる。
【００７０】
そして、この微生物によって、魚２から排出されて魚２にとって有害なアンモニア性窒素を、処理することができる。また、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８は、マイナスの電荷を有しているので、マイクロナノバブルのうち、魚２のえらに付着するマイクロバブルを、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８に付着させて処理することができる。
【００７１】
つまり、魚２のえらに付着して魚２に悪影響を及ぼすマイクロバブルを、上記充填材部２３に通過させることで、このマイクロバブルを、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８に付着させ、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８に繁殖した微生物によって、減少させている。
【００７２】
また、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８を、上記上下の多孔板１９，１９の間に、ただ単に、投入するだけでよいので、設置が容易である。
【００７３】
（第４の実施形態）
図４は、この発明の水処理装置の第４の実施形態を示している。図２に示す上記第２の実施形態と相違する点を説明すると、この第４の実施形態では、上記充填材部２３に、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７よりも下流側に配置される炭酸カルシウム鉱物２０を複数有する。なお、この第４の実施形態において、図２に示す上記第２の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７４】
この炭酸カルシウム鉱物２０は、上記充填材部２３に取り付けられた上下の多孔板１９，１９の間に、設置されている。上記炭酸カルシウム鉱物２０は、例えば、サンゴ、カキガラや石灰石である。
【００７５】
そして、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７に繁殖した微生物によって、アンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化し、その後、上記炭酸カルシウム鉱物２０によって、硝酸性窒素の増加で酸性化した飼育水を中和することができる。
【００７６】
つまり、微生物が飼育水中のアンモニア性窒素を酸化することによって、硝酸性窒素が増加して、飼育水の液性が酸性側に傾く。しかし、酸性水で、上記炭酸カルシウム鉱物２０が溶け出して、結果的に中和される。
【００７７】
（第５の実施形態）
図５は、この発明の水処理装置の第５の実施形態を示している。図２に示す上記第２の実施形態と相違する点を説明すると、この第５の実施形態では、上記充填材部２３に、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７よりも下流側に配置される活性炭２１を複数有する。この活性炭２１は、上記充填材部２３に取り付けられた上下の多孔板１９，１９の間に、設置されている。なお、この第５の実施形態において、図２に示す上記第２の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７８】
そして、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７に繁殖した微生物によって、アンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化し、その後、上記活性炭２１によって、飼育水中に残存している有機物を吸着し、水質を向上させることができる。
【００７９】
また、上記活性炭２１は飼育水中の有機物を吸着するばかりでなく、上記活性炭２１に繁殖した微生物によって、上記活性炭２１が吸着した有機物を分解する。つまり、上記活性炭２１は、あたかも再生された状態になる。よって、上記活性炭２１を取り替える必要がない。
【００８０】
さらに、上記活性炭２１に繁殖した微生物は、アンモニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化処理する。
【００８１】
（第６の実施形態）
図６は、この発明の水処理装置の第６の実施形態を示している。図４に示す上記第４の実施形態と相違する点を説明すると、この第６の実施形態では、上記マイクロナノバブル発生部２２に、他の上記散気部１４が設置されている。なお、この第６の実施形態において、図４に示す上記第４の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００８２】
上記飼育部２４に設置される上記一の散気部１４と上記ブロワー１２とが接続される上記空気配管１３から、空気配管６が分岐され、この空気配管６に、上記他の散気部１４が接続される。つまり、上記他の散気部１４は、上記ブロワー１２から空気を供給される。
【００８３】
したがって、上記マイクロナノバブル発生部２２では、上記マイクロナノバブル発生機５による水流のみならず、上記他の散気部１４から吐出される空気（気泡２５）によって、飼育水が効率的に循環される。
【００８４】
そして、上記充填材部２３を通過する飼育水の量が格段に多くなって、飼育水中のアンモニア性窒素がより多く酸化される。すなわち、水質が向上すると同時に、飼育水も硝酸性窒素が多くなって飼育水の液性が酸性側となるが、この飼育水は上記炭酸カルシウム鉱物２０によって中和される。
【００８５】
（第７の実施形態）
図７は、この発明の水処理装置の第７の実施形態を示している。図２に示す上記第２の実施形態と相違する点を説明すると、この第７の実施形態では、上記マイクロナノバブル発生機５および上記ブロワー８に接続されるタイマー２６を有し、このタイマー２６は、上記マイクロナノバブル発生機５および上記ブロワー８を、間欠運転する。なお、この第７の実施形態において、図２に示す上記第２の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００８６】
つまり、上記飼育部２４で、飼育する魚２が少ない場合、上記マイクロナノバブル発生機５を２４時間連続運転する必要はない。これは、発生したマイクロナノバブルは、水中に長く持続して滞留するからである。
【００８７】
すなわち、上記飼育部２４の溶存酸素濃度を測定して、基準以上の溶存酸素を確保できれば、上記タイマー２６による上記マイクロナノバブル発生機５および上記ブロワー８を間欠運転することができる。したがって、ランニングコストを一層低減できる。
【００８８】
（第８の実施形態）
図８は、この発明の水処理装置の第８の実施形態を示している。図２に示す上記第２の実施形態と相違する点を説明すると、この第８の実施形態では、上記飼育水槽１内に配置されて上記飼育水槽１内の水の溶存酸素を計る溶存酸素計２７と、上記溶存酸素計２７の信号に基づいて上記マイクロナノバブル発生機１の運転を制御する制御部としての溶存酸素調節計２８とを有する。なお、この第８の実施形態において、図２に示す上記第２の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００８９】
上記溶存酸素計２７は、上記飼育部２４内の水の溶存酸素を計り、上記溶存酸素調節計２８は、上記溶存酸素調節計２８の計測結果に基づいて、上記マイクロナノバブル発生機１および上記ブロワー８の運転を制御する。
【００９０】
つまり、上記飼育部２４で、飼育する魚２が少ない場合、上記マイクロナノバブル発生機５を２４時間連続運転する必要はない。これは、発生したマイクロナノバブルは、水中に長く持続して滞留するからである。
【００９１】
すなわち、上記飼育部２４の溶存酸素濃度を測定して、基準以上の溶存酸素が確保できれば、上記溶存酸素計２７および上記溶存酸素調節計２８によって、上記マイクロナノバブル発生機５および上記ブロワー８を間欠運転することができる。
【００９２】
したがって、魚２を飼育できる溶存酸素濃度ならば、上記マイクロナノバブル発生機５を停止できて、ランニングコストを低減できる。
【００９３】
（実験例）
図１の第１の実施形態に対応する実験装置を製作した。この実験装置において、上記飼育水槽１の全体容量を１０００リットルとし、上記マイクロナノバブル発生部２２の容量を１５０リットルとし、上記充填材部２３の容量を１５０リットルとし、上記飼育部２４の容量を７００リットルとして、１ケ月間、試運転をおこなった。
【００９４】
試運転後、海水魚を入れて、７日後のアンモニア性窒素を測定したところ、０.１ｐｐｍであり、従来のマイクロナノバブル発生機が設置されていない水槽と比較したところ、水質的には、上記マイクロナノバブル発生機５を有する上記飼育水槽１が、アンモニア性窒素に関する水質では、良かった。
【００９５】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記仕切板９，１０のそれぞれを水平方向に配置すると共に、上記仕切板９，１０を鉛直方向に並べてもよい。つまり、上記マイクロナノバブル発生部２２、上記充填材部２３および上記飼育部２４を、下から上に、順に、並べてもよい。
【００９６】
また、上記第４と上記第５の実施形態において、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７の代わりに、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８を用いても良い。
【００９７】
また、上記第６の実施形態において、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７の代わりに、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８を用いてもよく、上記炭酸カルシウム鉱物２０の代わりに、上記活性炭２１を用いてもよく、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７または上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８のみとしてもよい。
【００９８】
また、上記第７と上記第８の実施形態において、上記ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材１７の代わりに、上記リング状ポリ塩化ビニリデン充填材１８を用いてもよく、上記炭酸カルシウム鉱物２０または上記活性炭２１を追加してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の冷却装置の第１実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の冷却装置の第２実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明の冷却装置の第３実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明の冷却装置の第４実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明の冷却装置の第５実施形態を示す模式図である。
【図６】本発明の冷却装置の第６実施形態を示す模式図である。
【図７】本発明の冷却装置の第７実施形態を示す模式図である。
【図８】本発明の冷却装置の第８実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ 飼育水槽
２ 魚
３ バルブ
４ 水流
５ マイクロナノバブル発生機
６ 空気配管
７ バルブ
８ ブロワー
９ 仕切板
１０ 仕切板
１１ 水流
１２ ブロワー
１３ 空気配管
１４ 散気部
１５ 底部
１６ 架台
１７ ひも状ポリ塩化ビニリデン充填材
１８ リング状ポリ塩化ビニリデン充填材
１９ 多孔板
２０ 炭酸カルシウム鉱物
２１ 活性炭
２２ マイクロナノバブル発生部（第１領域）
２３ 充填材部（第２領域）
２４ 飼育部（第３領域）
２５ 気泡
２６ タイマー
２７ 溶存酸素計
２８ 溶存酸素調節計（制御部）
２９ 沈澱部（第４領域）
３０ 排出管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生き物を飼育する飼育水槽内の水を処理する方法において、
上記飼育水槽内に、互いに連通する第１領域、第２領域および第３領域を形成し、
上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域に導入して、上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させる工程と、
上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させた水を、上記第２領域を通過させる工程と、
上記第２領域を通過させた水を、再び、上記第３領域に導入して、上記第３領域で上記生き物の飼育に使用する工程と
を備えることを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の水処理方法において、
上記第２領域に充填材を収容することを特徴とする水処理方法。
【請求項３】
生き物の飼育に使用されると共に、互いに連通する第１領域、第２領域および第３領域を有する飼育水槽と、
この飼育水槽の上記第１領域に配置されたマイクロナノバブル発生機と
を備え、
上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域に導入して上記マイクロナノバブル発生機でマイクロナノバブルを含有させてから、上記第２領域を通過させて、再び、上記第３領域に導入して上記第３領域で上記生き物の飼育に使用することを特徴とする水処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の水処理装置において、
上記第２領域に収容される充填材を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項５】
請求項３に記載の水処理装置において、
上記飼育水槽は、上記第１領域、上記第２領域および上記第３領域に互いに連通すると共に上記第２領域の下側に配置された第４領域を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項６】
請求項３に記載の水処理装置において、
上記マイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機であることを特徴とする水処理装置。
【請求項７】
請求項４に記載の水処理装置において、
上記充填材は、ポリ塩化ビニリデン充填材であることを特徴とする水処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の水処理装置において、
上記第２領域に、上記ポリ塩化ビニリデン充填材よりも下流側に配置される炭酸カルシウム鉱物を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項９】
請求項７に記載の水処理装置において、
上記第２領域に、上記ポリ塩化ビニリデン充填材よりも下流側に配置される活性炭を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項１０】
請求項３に記載の水処理装置において、
上記飼育水槽内に空気を吐出する散気部を有し、
上記散気部は、上記飼育水槽内の水に、空気を供給することを特徴とする水処理装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の水処理装置において、
上記マイクロナノバブル発生機に接続されるタイマーを有し、
上記タイマーは、上記マイクロナノバブル発生機を、間欠運転することを特徴とする水処理装置。
【請求項１２】
請求項３に記載の水処理装置において、
上記飼育水槽内に配置されて上記飼育水槽内の水の溶存酸素を計る溶存酸素計と、
上記溶存酸素計の信号に基づいて上記マイクロナノバブル発生機の運転を制御する制御部と
を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項１】
生き物を飼育する飼育水槽内の水を処理する方法において、
上記飼育水槽内に、互いに連通する第１領域、第２領域および第３領域を形成し、
上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域に導入して、上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させる工程と、
上記第１領域でマイクロナノバブルを含有させた水を、上記第２領域を通過させる工程と、
上記第２領域を通過させた水を、再び、上記第３領域に導入して、上記第３領域で上記生き物の飼育に使用する工程と
を備えることを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の水処理方法において、
上記第２領域に充填材を収容することを特徴とする水処理方法。
【請求項３】
生き物の飼育に使用されると共に、互いに連通する第１領域、第２領域および第３領域を有する飼育水槽と、
この飼育水槽の上記第１領域に配置されたマイクロナノバブル発生機と
を備え、
上記生き物が存在する上記第３領域で上記生き物の飼育に使用された水を、上記第１領域に導入して上記マイクロナノバブル発生機でマイクロナノバブルを含有させてから、上記第２領域を通過させて、再び、上記第３領域に導入して上記第３領域で上記生き物の飼育に使用することを特徴とする水処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の水処理装置において、
上記第２領域に収容される充填材を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項５】
請求項３に記載の水処理装置において、
上記飼育水槽は、上記第１領域、上記第２領域および上記第３領域に互いに連通すると共に上記第２領域の下側に配置された第４領域を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項６】
請求項３に記載の水処理装置において、
上記マイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型のマイクロナノバブル発生機であることを特徴とする水処理装置。
【請求項７】
請求項４に記載の水処理装置において、
上記充填材は、ポリ塩化ビニリデン充填材であることを特徴とする水処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の水処理装置において、
上記第２領域に、上記ポリ塩化ビニリデン充填材よりも下流側に配置される炭酸カルシウム鉱物を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項９】
請求項７に記載の水処理装置において、
上記第２領域に、上記ポリ塩化ビニリデン充填材よりも下流側に配置される活性炭を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項１０】
請求項３に記載の水処理装置において、
上記飼育水槽内に空気を吐出する散気部を有し、
上記散気部は、上記飼育水槽内の水に、空気を供給することを特徴とする水処理装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の水処理装置において、
上記マイクロナノバブル発生機に接続されるタイマーを有し、
上記タイマーは、上記マイクロナノバブル発生機を、間欠運転することを特徴とする水処理装置。
【請求項１２】
請求項３に記載の水処理装置において、
上記飼育水槽内に配置されて上記飼育水槽内の水の溶存酸素を計る溶存酸素計と、
上記溶存酸素計の信号に基づいて上記マイクロナノバブル発生機の運転を制御する制御部と
を有することを特徴とする水処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−３１２６０９（Ｐ２００７−３１２６０９Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４２４４５（Ｐ２００６−１４２４４５）
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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