水槽浄化装置及び水槽浄化処理システム
【課題】第１浄化槽と第２浄化槽を有する水槽浄化装置において、各浄化槽及び各処理部材収容容器を簡単に組み付け取り外しをすることができ、しかも処理部材収容容器の処理部材の交換等を簡単に行うことができ、メンテナンスが容易な水槽浄化装置を提供することである。
【解決手段】第１浄化槽３１と第２浄化槽３２を有する水槽浄化装置において、第１浄化槽３１と第２浄化槽３２の上部に、水槽排水を処理する第１及び第２処理部材収容容器３３，３４を重ね合わせ、これら第１及び第２処理部材収容容器の両方を覆うように第３処理部材収容容器３５を重ね合わせた。第１浄化槽３１と第２浄化槽３２はボックス形状であり、処理部材収容容器は、前記各浄化槽のボックス形状に対応したトレイ形状であり、前記第３処理部材収容容器３３，３４，３５は、トレイ形状である。
【解決手段】第１浄化槽３１と第２浄化槽３２を有する水槽浄化装置において、第１浄化槽３１と第２浄化槽３２の上部に、水槽排水を処理する第１及び第２処理部材収容容器３３，３４を重ね合わせ、これら第１及び第２処理部材収容容器の両方を覆うように第３処理部材収容容器３５を重ね合わせた。第１浄化槽３１と第２浄化槽３２はボックス形状であり、処理部材収容容器は、前記各浄化槽のボックス形状に対応したトレイ形状であり、前記第３処理部材収容容器３３，３４，３５は、トレイ形状である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飼育魚や食用魚、貝類等を飼育する水槽の貯留水を循環させて浄化するための水槽浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水槽に魚類や貝類等を入れて飼育、鑑賞する場合、水質管理のための水替えが重要となる。水槽の貯留水には、魚類の排泄物等から生成されるアンモニア成分、残餌、ゴミ等が混じっており、これらが水質悪化の原因となっている。とくにアンモニア成分や、アンモニア成分が、貯留水に自然に含まれる好気性菌により硝酸塩まで分解される過程で生成される亜硝酸塩は、飼育魚にとってきわめて有害であり、また、硝酸塩の増加は藻の発生や、ｐＨバランスを崩す原因にもなっている。
【０００３】
このため、水槽貯留水を循環させて化学的、物理的又は微生物的に浄化する装置が従来から多種提案されている。微生物的な浄化装置としては、一般に、嫌気処理槽と好気処理槽から組み合わせたものが知られているが、各処理槽において微生物が活動するための環境維持が難しく、満足な水質が得られないのが現状である。
【０００４】
ところで、これら従来の水槽浄化装置として、例えば特許文献１には、嫌気用の第１濾過容器と好気用の第２濾過容器で水槽排水を浄化する装置が開示されている。しかし、この装置は両方の濾過容器の内部に多種類の濾過材を数層に収容した構成となっているため、濾過材に目詰まり等を生じただけで、濾過容器全部を交換しなければならず、きわめて不経済である。
【０００５】
また特許文献２には、水槽本体上部に設けた濾過装置本体内に、仕切板を介して好気性のドライ濾過槽と嫌気性のウエット濾過槽を形成し、各濾過槽にバクテリア着床濾材を装填した装置が開示されている。しかし、この装置はドライ濾過槽とウエット濾過槽が仕切板を介して一体構成となっているため、分解清掃や、バクテリア着床濾材の交換が面倒である等の問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特許２７８９２９６号公報
【特許文献２】特開平１０−２４４２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述したような課題を解決するために提案されたものであり、第１浄化槽と第２浄化槽を有する水槽浄化装置において、各浄化槽及び各処理部材収容容器を簡単に組み付け取り外しをすることができ、しかも処理部材収容容器の処理部材の交換等を簡単に行うことができ、メンテナンスが容易な水槽浄化装置及び水槽浄化処理システムを提供することである。
また本発明は、第１浄化槽と第２浄化槽に、各浄化槽に適した前処理を行った水槽排水を効率よく送給することができ、第１及び第２浄化槽によって水槽排水の浄化処理を効率よく行うことができる水槽浄化装置及び水槽浄化処理システムを提供することである。
また本発明によれば、装置全体がコンパクトで安価に製造することのできる水槽浄化装置及び水槽浄化処理システムを提供することである。
その他、本発明は以下の課題解決手段及び最良実施形態に記述され、または記述から予測できる作用効果を有する水槽浄化装置及び水槽浄化処理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１の発明の水槽浄化装置にあっては、
水槽の貯留水を浄化する装置であり、少なくとも第１浄化槽と第２浄化槽を有する水槽浄化装置において、
前記第１浄化槽と第２浄化槽の上部に、各浄化槽に流入又は流出する水槽排水を処理する処理部材収容容器を重ね合わせて設けたことを特徴とする。
【０００９】
水槽の貯留水は淡水、塩水、汽水のいずれでもよく、また水槽は家庭用、業務用を問わない。第１浄化槽と第２浄化槽は、ここでは機能の異なる処理槽の組み合わせであれば任意であり、後述する脱窒処理槽と硝化処理槽の組み合わせのほかに、脱リン処理槽、脱臭処処理槽、酸化還元調整槽、嫌気槽（完全嫌気槽を含む）、好気槽、その他、微生物的又は化学的浄化処理槽の組み合わせ、異種の濾過材の組み合わせ、処理能力の異なる処理槽の組み合わせ等が選択できる。第１、第２浄化槽のほかにさらに別の浄化槽を有していても良い。ここでは、重ね合わせた状態で、両部材が接触している必要はなく、パッキン、支持リブ等の部材が介在していても良い。
【００１０】
水槽排水の処理部材も、ここでは任意であり、各種の濾材、ｐＨ調整材、菌床材、酸化還元調整材、イオン交換材等が含まれる。処理部材の収容容器も任意であり、処理部材を適切に収納することができ、各浄化槽や他の処理部材収容容器との重ね合わせが容易で安定した形状、構成が選択される。なお、各浄化槽の上部に重ね合わせた処理部材収容容器には、水槽排水が処理部材収容容器を通って浄化槽に流入する場合と、浄化槽を通過した水槽排水が処理部材収容容器を通って流出する場合とがある。
【００１１】
また請求項２の発明にあっては、請求項１の発明において、前記第１浄化槽と第２浄化槽の上部に別々に重ね合わせた第１及び第２処理部材収容容器と、これら第１及び第２処理部材収容容器の両方を覆うように重ね合わせた第３処理部材収容容器を備えたことを特徴とする。
【００１２】
このようにすると、第１及び第２処理部材収容容器は、第１浄化槽と第２浄化槽にそれぞれ専用の処理部材収容容器とし、第３処理部材収容容器は、両浄化槽に共通の処理部材収容容器とすることができ、部品点数や組み立て工数を省略することができる。
【００１３】
また請求項３の発明にあっては、請求項２の発明において、前記第３処理部材収容容器は、前記第１浄化槽と前記第２浄化槽に分流する区画室を有していることを特徴とする。区画室は、第３処理部材収容容器を邪魔板等で仕切り、各浄化槽に通じる流水口等を形成することで実現できる。各区画室は各浄化槽への流出量により、最適な室容積や流水口の開口面積を選定することができる。
【００１４】
また請求項４の発明にあっては、請求項２又は３の発明において、前記第１浄化槽と第２浄化槽はボックス形状であり、前記第１及び第２処理部材収容容器は、前記各浄化槽のボックス形状に対応したトレイ形状であり、前記第３処理部材収容容器は、前記第１及び第２の処理部材収容容器を覆うトレイ形状であることを特徴とする請求項２又は３に記載の水槽浄化装置。
【００１５】
各浄化槽及び各処理部材収容容器をこのような形状とすることにより、各浄化槽と第１及び第２処理部材収容容器の重ね合わせ、並びに第１及び第２各処理部材収容容器と第３処理部材収容容器の重ね合わせが容易であり、全体がコンパクトで安定した形態となる。しかも、各処理部材の交換も容易に行える。
【００１６】
また請求項５の発明にあっては、請求項２〜４の発明において、前記第１浄化槽及び第２浄化槽並びに前記第１、第２及び第３処理部材収容容器を外ケースの内部に収容するとともに、
前記第３の処理部材収容容器で分流した一方の水槽排水を、前記第１浄化槽の底部から該第１浄化槽に流入し、前記第１処理部材収納容器を通って流出させた後、前記第２処理部材収納容器に流入する流路と、
他方の分流水槽排水を、前記第２処理部材収納容器を通って前記第２浄化槽に流入し、該第２浄化槽から流出した処理水を前記水槽に返送する流路、
を形成したことを特徴とする。
【００１７】
このような流路を形成することにより、水槽排水を第１浄化槽と第２浄化槽により別種の浄化処理を効率的に行うことができ、水槽排水を各浄化槽に適した条件で処理することができる。外ケースは、ここでは限定されるものではなく、各浄化槽と各処理部材収容容器を重ね合わせた状態で収容できるものであれば良い。
【００１８】
また請求項６の発明にあっては、請求項５に記載の発明において、前記外ケースに仕切板を設けて前記第３処理部材収容容器からの水槽排水を前記第１浄化槽の底部から導入するための水槽排水導入路を形成したことを特徴とする。
【００１９】
このようにすれば、第３処理部材収容容器から第１浄化槽底部まで水槽排水を導くための特別な配管を設ける必要がなく、外ケースに仕切板を形成するだけで簡単にその導入路を形成することができる。また、水槽排水に含まれる空気は、第３処理部材収容容器から第１浄化槽の底部に流入するまでに上昇して自然に抜気されるため、第１浄化槽は微好気状態又は嫌気状態となり、この環境に適した微生物による浄化処理を行うことができる。
【００２０】
また請求項７の発明にあっては、請求項５又は６の発明において、前記外ケースを、排水管挿入口を有する蓋体により密閉していることを特徴とする。このようにすれば、外ケースの内部を流れる水槽排水の蒸発を防ぐことができ、また外ケースの内部に処理水を水槽に返送するための給水ポンプを設けた場合でもポンプ発生音を遮音することができる。
【００２１】
また請求項８の発明にあっては、請求項５〜７のいずれかに記載の発明において、前記外ケースの内部に、隔壁を形成し、該隔壁を境にして前記第１浄化槽と第２浄化槽を収容したことを特徴とする。このようにすれば、第１浄化槽に導入する水槽排水と第２浄化槽で処理後の処理水が混合するのを防ぐことができる。
【００２２】
また請求項９の発明にあっては、請求項５〜８のいずれかに記載の発明において、前記外ケースの内部に、前記第２浄化槽を通過した処理水を貯留する貯留部を設けたことを特徴とする。貯留部の構成は任意であり、仕切り等を設けて別に貯留室を形成しても良いが、第２浄化槽を収容した残りの空間部を貯留部とするだけで充分である。この貯留部には、処理水を水槽に返送するための給水ポンプが設置される。
【００２３】
また請求項１０の発明にあっては、請求項１〜９のいずれかの発明において、前記第１浄化槽は主として脱窒処理をする脱窒処理槽であり、前記第２浄化槽は主として硝化処理をする硝化処理槽であることを特徴とする。
【００２４】
脱窒処理は、硫黄酸化脱窒菌等の脱窒菌が、微好気状態又は嫌気状態で、水槽排水に含まれる硝酸イオン（硝酸塩）又は亜硝酸イオン（亜硝酸塩）中の酸素を用いて呼吸し、硝酸イオンを亜硝酸イオンを経て窒素ガスＮ2（またはＮ2Ｏ、ＮＯ）まで還元する反応処理である。これにより水槽排水中の硝酸、亜硝酸濃度を低下させている。なお、ここで微好気状態とは、溶存酸素量が好ましくは５ｍｇ／Ｌ以下である。
【００２５】
脱窒菌としては、硫黄酸化脱窒菌のほかに、ミクロコッカス属、シュードモナス属等が知られており、ここではいずれの脱窒菌でもよい。硫黄酸化脱窒菌は、自然界に存在する非病原性の細菌であり、栄養源となる硫黄を硝酸性窒素（ＮＯ3ー）の酸素を利用して酸化し、窒素ガスを生成する。その際、副生成物として硫酸イオン（ＳＯ42-）を排出するが、硫黄ーカルシウム系基質に含まれるカルシウム（Ｃａ）と結合して安定的な石膏（ＣａＳＯ4）となる。硫黄ーカルシウム系基質は、ｐＨ緩衝機能にも優れ、海水、汽水でも使用可能であり、１０℃以下の低温条件でも硫黄酸化脱窒菌による脱窒処理が可能である。
【００２６】
硝化処理は、自然界に存在する主として硝化菌（亜硝酸菌を含む）により、好気状態で、水槽排水中に含まれるアンモニア成分を分解する処理であり、アンモニアはまず亜硝酸菌により亜硝酸イオン（ＮＯ2-）に酸化され、つぎに硝酸菌により硝酸イオン（ＮＯ3-）に酸化される。亜硝酸菌は、ニトロソモナス、ニトロコッカス属等が知られており、硝酸菌はニトロバクタ、ニトロコッカス属等が知られている。なお、ここで好気状態とは、溶存酸素量が好ましくは６ｍｇ／Ｌ以上である。
【００２７】
また請求項１１の発明にあっては、請求項２〜１０の発明において、前記第１浄化槽の上部に重ね合わせた第１の処理部材収容容器は菌床収容容器であり、前記第２浄化槽の上部に重ね合わせた第２の処理部材収容容器はｐＨ調整材収容容器であり、これら菌床収容容器とｐＨ調整材収容容器の上部に重ね合わせた第３の処理部材収納容器は物理濾材収容容器であることを特徴とする。
【００２８】
菌床収容容器の菌床は、上述の硫黄酸化脱窒菌等の脱窒菌等を担持し、脱窒菌が生育するに必要な栄養源を含んでいる。栄養源としては炭素源、窒素源、リン酸塩等の無機質又は有機質の栄養源である。硫黄酸化脱窒菌の場合の栄養源は硫黄ーカルシウム系基質である。またｐＨ調整材収容容器のｐＨ調整材としては、ここでは任意であり、炭酸カルシウムのほかに、牡蠣ガラ等でもよい。このｐＨ調整材により、第２浄化槽の流入水を好気処理菌の活動に適したｐＨに調整するとともに、水槽に返還する処理水を飼育魚類等の生存に適したｐＨとしている。
【００２９】
また請求項１２の発明にあっては、請求項１１の発明において、前記物理濾材収容容器は、物理濾材を多孔板で保持し、その物理濾材の下方に物理濾材を通過した水槽排水を一時的に貯留する空間部を形成するとともに、その空間部を区画して一方に第１浄化槽に通じる小径の流水口部を設け、他方に第２浄化槽に通じる多数の通水口を設けたことを特徴とする。
【００３０】
これにより物理濾材を多孔板によって確実に容器内に保持できるとともに、下方に水槽排水を貯留する空間部を形成することができる。この空間部に、上述の流水口と残渣流出防止手段が設けられる。ここで多孔板は、物理濾材を保持できるものであれば良く、メッシュ材、通水性フィルム等も含まれる。
【００３１】
また請求項１３の発明によれば、請求項１１又は１２の発明において、前記菌床収容容器と前記ｐＨ調整材収容容器は、底部に多数の通水口を有しており、前記菌床収容容器の上端縁部には、前記ｐＨ調整材収容容器の方向に傾斜した傾斜面を有していることを特徴とする。
【００３２】
このようにすれば、菌床収容容器とｐＨ調整材収容容器は簡単な構成で安価に製造することができ、また菌床収容容器側からｐＨ調整材収容容器側に水槽排水をスムーズにオーバーフローさせて移行させることができる。
【００３３】
請求項１４の水槽浄化処理システムは、水槽と、前記水槽の貯留水を浄化処理する水槽浄化装置と、水槽貯留水を前記水槽と前記水槽浄化装置の間で循環させる送水手段を備えており、
前記水槽浄化装置は、前記請求項１〜１３のいずれかに記載の水槽浄化装置であることを特徴とする。
【００３４】
前記送水手段は、水槽と水槽浄化装置を接続する水流管と、送水（給水）ポンプを含んでおり、水槽排水を水流管を介して水槽浄化装置に導入し、浄化処理を終えた処理水を水槽浄化装置から送水ポンプにより水槽に返還するものである。
【発明の効果】
【００３５】
上述した本発明の水槽浄化装置によれば、第１浄化槽と第２浄化槽を有する水槽浄化装置において、各浄化槽及び各処理部材収容容器を簡単に組み付け取り外しをすることができ、しかも処理部材収容容器の処理部材の交換等を簡単に行うことができるためメンテナンスが容易である。
また本発明によれば、第１浄化槽と第２浄化槽に、各浄化槽に適した前処理を行った水槽排水を効率よく送給することができ、第１及び第２浄化槽によって水槽排水の浄化処理を効率よく行うことができる。
また本発明によれば、各浄化槽と各処理部材収容容器を重ね合わせることで装置全体がコンパクトになり、しかも各浄化槽と各処理部材収容容器の構成も簡単であるから安価に製造することができる。
その他、本発明は上述した各請求項の発明で記述した作用効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。図１は、本発明の水槽浄化処理システムの全体概略図であり、透明又は半透明のプラスチック材、ガラス材等で造られた水槽１と、この水槽１を支持する架台２と、この架台２の内部に配置される水槽浄化装置３とで構成されている。水槽１と水槽浄化装置３とは水流管４で連通され、水槽１内の貯留水を水槽浄化装置３に導入し、同浄化装置３で浄化処理された処理水を水槽１に返送している。
【００３７】
水流管４は、水槽１側の上部水流管４０と架台２側の下部水流管４１とに分かれており、上部水流管４０は、カバー管４０ａ、排水管４０ｂ及び給水管４０ｃの三重管で構成されている。カバー管４０ａと排水管４０ｂは、水槽１の底部開口部に水密に装着された筒状連結部材４０ｄに装着されている。
【００３８】
カバー管４０ａの上下両端部には図２に示すように多数の小孔又はスリット状の取水口４０ｆ，４０ｇが形成されており、上端部の取水口４０ｆには水面Ｌ近くの水槽貯留水が流入し、水面Ｌを一定に保持している。また下部取水口４０ｇには水槽１の底部近くの貯留水が流入する。
【００３９】
各取水口４０ｆ，４０ｇから流入した貯留水は、カバー管４０ａと排水管４０ｂの間を通って、排水管４０ｂ上端部からその内部にオーバーフローし、排水管４０ｂと給水管４０ｃの間を通り、後述する下部流水管４１から水槽浄化装置３に流入する。なお、給水管４０ｃの上端部には吐出管４０ｅが接続されている。
【００４０】
前記下部水流管４１は、水槽１側の連結部材４０ｄと水密に接続可能な筒状連結部材４１ａを有している。この連結部材４１ａは、水槽浄化装置３に通じる分岐管４１ｂと、後述する給水ポンプ５４に通じる分岐管４１ｃに分岐しており、分岐管４１ｂには水槽浄化装置３との接続管４１ｄが接続され、分岐管４１ｃには給水ポンプとの接続管４１ｅが接続される。
【００４１】
図３は前記水槽浄化装置３の正面断面図、図４は同じく側面断面図であり、また図５は水槽浄化装置３の全体外観斜視図、図６は同じく構成部材の組立斜視図である。
【００４２】
水槽浄化装置３は、全体がボックス形状であり、外ケース３０と、その内部に収納される第１浄化槽３１及び第２浄化槽３２と、第１浄化槽３１の上部に配置される菌床収容容器３３と、第２浄化槽３２の上部に配置されるｐＨ調整材収容容器３４と、これら収容容器３３，３４の上部に配置される物理濾過材収容容器３５と、外ケース３０の上部を塞ぐ蓋体３６を備えている。
【００４３】
外ケース３０は、図７に示すように全体がボックス状の容器であり、中央部からやや一側方向寄りがケース内部に没入して股割状の隔壁３０ａが形成されている。即ち、図３に示すように、外ケース３０の底面部の一部がケース内部方向に押し込まれ、これにより前記各処理槽３１，３２とほぼ同高の隔壁３０ａが外ケース３０内部の幅方向に形成される。
【００４４】
この隔壁３０ａにより、外ケース３０の内部は、図３に示すように、第１処理室３０ｂと第２処理室３０ｃとに区画され、後述するように第１浄化槽３１に導入される水槽排水と、第２浄化槽３２での処理水が混合しないようになっている。なお、第２浄化槽３２と隣接する空間部は，第２浄化槽３２を通った処理水の貯留部３０ｋとなり、その貯留部３０ｋには給水ポンプ５４（図１参照）が配置されている。
【００４５】
また、図３に示すように、外ケース３０内部の第１処理室３０ｂには、仕切板３０ｄが高さ方向に形成され、外ケース３０の一方の側面部との間に、水槽排水の導入路３０ｅが形成されている。この仕切板３０ｄの下端部には、水槽排水の流通口３０ｆが開口されている。
【００４６】
また、図７に示すように、外ケース３０の上端縁部３０ｇの内面側には、物理濾過材収容容器３５の上端縁部を係止する凹部３０ｈが該収容容器３５の配置位置に対応して形成されている。さらに、外ケース３０の幅方向両側面部の上部には、図７に示すような一対の枢軸部３０ｊ，３０ｊが形成されており、この枢軸部３０ｊ，３０ｊに、図４及び図８に示すようなバックル５３が枢軸部材５３ａにより軸着されている。なお、外ケース３０の内部底面には、図３及び図４に示すように、第１浄化槽３１と第２浄化槽３２の位置決め突起部３０ｉ，３０ｉが突設されている。
【００４７】
前記外ケース３０は、透明又は半透明のプラスチック材で造られており、隔壁３０ａや仕切板３０ｄも含めて、射出成形により一体成形されている。
【００４８】
前記第１浄化槽３１と第２浄化槽３２は、図９に示すように、同形のボックス状の深底容器であり、底面部には図３及び図４に示すように多数の小孔からなる通水口３１ａ，３２ａが開口されている。また各処理槽３１，３２の上端縁部には、図９に示すように、菌床収容容器３３の係止片３１ｂ，３２ｂが突設されている。さらに各処理槽３１，３２の底面部には脚部３１ｃ，３２ｃが突設されている。
【００４９】
このような第１浄化槽３１と第２浄化槽３２も、透明又は半透明のプラスチック材で、射出成形により一体成形されている。第１浄化槽３１と第２浄化槽３２は同形であるため、１つの金型でよく、製造コストを節約できる。
【００５０】
これら第１浄化槽３１と第２浄化槽３２には、多数のクリンカアッシュ３１ｄ，３２ｄが装填される。このクリンカアッシュ３１ｄ，３２ｄは、水槽排水の濾材となるとともに、水槽排水に含まれる主として好気性菌が担持される。また、第２浄化槽３２には、市販の硝化菌が混入され、このクリンカアッシュ３２ｄに担持して増殖する。
【００５１】
第１浄化槽３１の上部に載置される前記菌床収容容器３３は、図１０に示すように、全体が浅底トレイ状の容器であり、底部全面に多数の通水口３３ａが開口されている。また、上端縁部３３ｂの一側部には、わずかに下方に傾斜した傾斜面３３ｃが外側に張り出すように形成されている。
【００５２】
また、第２浄化槽３２の上部に載置される前記ｐＨ調整材収容容器３４は、図１１に示すように、菌床収容容器３３よりわずかに高さが低い浅底トレイ状の容器であり、底部全面に多数の通水口３４ａが開口されている。
【００５３】
これら菌床収容容器３３とｐＨ調整材収容容器３４も、透明又は半透明のプラスチック材により、射出成形により一体成形されている。
【００５４】
前記菌床収容容器３３には、図３に示すように、硫黄ーカルシウム系基質の菌床５０が収容される。この菌床５０は、炭酸カルシウムと硫黄とを主成分とした微細孔隙を有する粒状物または塊状物であり、微細孔隙に硫黄酸化脱窒菌を担持させるのに有効である。
【００５５】
硫黄酸化脱窒菌は通性嫌気性菌であり、硝酸性窒素（ＮＯ3-）を窒素ガス（Ｎ2）に還元する働きをする。即ち、硫黄酸化脱窒菌は、栄養源となる硫黄を硝酸性窒素の酸素を利用して酸化し、無害な窒素ガスを吐き出す。その際、副生物として硫酸イオン（ＳＯ42-）を排出するが、前記基質に含まれるカルシウム（Ｃａ）と結合して安定的な石膏（ＣａＳＯ4）となる。また炭酸カルシウムが主成分であるため、処理水のｐＨバランスを良好に保つことができる。
【００５６】
前記ｐＨ調整材収容容器３４には、図３に示すように、炭酸カルシウム等のｐＨ調整材５１が収容され、第２浄化槽３２に流入する水槽排水及び第１浄化槽３１から流入する処理水のｐＨバランスを調整している。これにより、第２浄化槽３２内の好気性菌の活動に最適なｐＨ環境を維持するとともに、水槽１に返還する処理水を、飼育魚等が生存する最適なｐＨ環境に維持している（ｐＨ６〜８）。
【００５７】
前記物理濾過材収容容器３５は、図１２に示すように、全体がボックス状の容器であり、内部底面部には邪魔板３５ａが幅方向に突設され、第１浄化槽連通室３５ｃと第２浄化槽連通室３５ｄに区画されている。邪魔板３５ａの長さ方向の中央部からやや一側寄りには低位部３５ｂが形成され、その低位部３５ｂから第１浄化槽連通室３５ｃ側の貯留排水が第２浄化槽連通室３５ｄ側に流入するようになっている。なお、邪魔板３５ａは、第２浄化槽連通室３５ｄ側に寄って設けられている。
【００５８】
第２浄化槽連通室３５ｄの底面部には多数の通水口３５ｅが開口されており、第１浄化槽連通室３５ｃの底面部の側端部には、図３及び図１４に示すように、流水口３５ｆが開口されている。
【００５９】
この流水口３５ｆは、図１５に詳示するような残渣流出防止手段が設けられている。即ち、物理濾過材収容容器１の底面部の内面側であって、流水口３５ｆの周囲には筒状の壁面体３５ｐが突設されるとともに、底面部の外面側にも筒状の壁面体３５ｑが突設され、外面側壁面体３５ｑの下面部３５ｒには流水口３５ｆより開口面積の小さい排水口３５ｓが開口されている。
【００６０】
この排水口３５ｓは、開口面積（口径）を小さくすることにより第１浄化槽連通室３５ｃからの流量を規制し、ゆっくりしたスピードで水槽排水を導入路３０ｅに滴下させている。ここでの排水口３５ｓの口径は直径３ｍｍ〜５ｍｍである。
【００６１】
図１６は、水流口３５ｆの下面部３５ｒの内面側隅部に、前記残渣流出防止手段を逃れた残渣が溜まらないように、下面部３５ｒの全体を断面Ｒ形状にし、排水口３５ａから水槽排水がスムーズに流出するようにしたものである。
【００６２】
物理濾過材収容容器３５の上端縁部３５ｇは、図８に詳示するように下向きに屈曲しており、外ケース３０の前記上端凹部３０ｈに係入できるようになっている。また、第２浄化槽連通室３５ｄ側の側面上端縁部には緩やかな凹状となった排水流出部３５ｈが形成されている。なお、物理濾過材収容容器３５の内部側面部の適所には、後述する物理濾過材５２を支持する複数の支持リブ３５ｉが形成されている。
【００６３】
物理濾過材収容容器３５の内部には、図３及び図４に示すように、上下２枚の多孔板３５ｊ、３５ｋに挟まれて物理濾過材５２が収容される。物理濾過材５２は、ここでは粒状のイオン交換樹脂を使用している。多孔板３５ｊ、３５ｋは、図６に示すように平板に多数の通水口を開口したものであり、下部多孔板３５ｋが、物理濾過材収容容器３５の内部の前記支持リブ３５ｉに支持されている。これにより、図３及び図４に示すように、多孔板３５ｊ、３５ｋに挟まれた物理濾過材５２の下方に空間部３５ｍが形成されることになる。
【００６４】
なお、前記物理濾過材収容容器３５と多孔板３５ｊ、３５ｋも、透明又は半透明のプラスチック材で、射出成形により一体成形されている。また、物理濾材収容容器３５は、抗菌剤を含有した抗菌性プラスチック材を使用している。
【００６５】
前記蓋体３６は、図１３に示すように、上面部が凸状に形成された平たい帽冠体であり、上面中央部に、水槽排水を導入する前記接続管４１ｄの挿入口３６ａが開口され、長手方向一側端部には、長孔状の切欠部３６ｂが形成されている。また、幅方向両側端部には、細長い溝状となったバックル係止部３６ｃが形成されている。
【００６６】
蓋体３６の周縁部３６ｄは、前記外ケース３０の上端縁部３０ｇに被冠するようになっている。また、図８に詳示するように、蓋体３６の裏面側における周縁部３６ｄの境界部には水滴誘導片３６ｅが下方に突設されており、蓋体３６の裏面に付着した水滴は、水滴誘導片３６ｅを伝って下方に落下するようになっている。
【００６７】
このような蓋体３６を外ケース３０の開口上部に被せることにより、給水ポンプ５４等の防音効果やケース３０内部の保温効果があり、またケース３０内部の水槽排水等の蒸発や飛散を防ぐことができる。さらに水槽浄化装置の周辺に浮遊する細菌類が外ケース内に混入して、微生物の生態バランスを崩し、浄化処理システムが機能しなくなるのを防いでいる。なお、前記蓋体３６も、透明又は半透明のプラスチック材で、射出成形により一体成形されている。
【００６８】
上述した水槽浄化装置３を組み立てる場合は、図６に示すように、まず、外ボックス３０の内部に、第１浄化槽３１と第２浄化槽３２を隣り合わせて収納する。この際、第１浄化槽３１を仕切板３０ｄに隣接するように収納するとともに、各処理槽３１，３２の脚部３１ｃ，３２ｃを位置決め突起部３０ｉ，３０ｉに合わせる。また、第１浄化槽３１と第２浄化槽３２には、クリンカアッシュ３１ｄ，３２ｄを装填し、好気性処理槽３２には市販の硝化菌を混入する。
【００６９】
つぎに、第１浄化槽３１の上部に菌床収容容器３３を載せ、第２浄化槽３２の上部にｐＨ調整材収容容器３４を載せる。この場合、図３に示すように、菌床収容容器３３の傾斜面３３ｃをｐＨ調整材収容容器３４の上端部の上部に位置させる。また、菌床収容容器３３には、脱窒菌を担持した菌床５０を装填し、ｐＨ調整材収容容器３４には炭酸カルシウム等のｐＨ調整材５１を装填する。
【００７０】
つぎに、物理濾過材収容容器３５を、その上端部３５ｇが外ケース３０の上端縁凹部３０ｈに係入させるようにして外ケース３０に支持させる。物理濾過材収容容器３５には、イオン交換樹脂等の物理濾過材５２を上下多孔板３５ｉ，３５ｋで挟んで収容する。
【００７１】
外ボックス３０の第２処理室３０ｃ側の貯留部３０ｋには、図１に示すように、給水ポンプ５４を設置する。給水ポンプ５４の接続管４１ｅは、蓋体３６を被せる際に、接続管４１ｅを蓋体３６の切欠部３６ｂに挿通させる。
【００７２】
蓋体３６を外ケース３０に被せるときは、図３、図４及び図８に示すように、バックル５３の上端爪部を蓋体３６のバックル係止部３６ｃに係入した後、バックル５３を押し下げる。これにより、蓋体３６を外ケース３０の上端縁部３０ｇに止着するとともに、物理濾過材収納容器３５の上端縁部３５ｇを外ケース上端縁凹部３０ｈに係入した状態で止着する。
【００７３】
蓋体３６を被せた後、接続管挿入口３６ａに、下部水流管分岐部４１ｂとの接続管４１ｄを接続する。また、給水ポンプ５４の接続管４１ｅは、下部流水管４１の給水分岐管４１と接続する。その際、蓋体切欠部３６ｅは長孔状となっているため、接続管４１ｅの移動に遊びが生じ、接続管４１ｅの着脱が容易である。
【００７４】
つぎに、上述した水槽浄化装置３を使用した水槽浄化方法を説明する。図１に示すように、水槽１内の貯留水は、上部水流管４０のカバー管４０ａの下部取水口４０ｇから、カバー管４０ａと排水管４０ｂの間に形成された流路に流入する。この流入水は、排水管４０ｂの上端部からオーバーフローして給水管４０ｃと排水管４０ｂの間の流路を下方に流れ、下部水流管４１の排水分岐管４１ｂ及び接続管４１ｄを通って水槽浄化装置３に流入する。カバー管４０ａの上部取水口４０ｆは、水槽１の貯留水の水面Ｌを一定レベルに維持するためのものであり、同取水口４０ｆから流入した貯留水も同じ流路で水槽浄化装置３に流入する。
【００７５】
水槽浄化装置３においては、接続管挿入口３６ａから流入した水槽排水が、物理濾過材収容容器３５の物理濾過材５２で物理的濾過がなされる。物理濾過材５２を保持する上下多孔板３５ｉ，３５ｋは、物理濾過材５２の流入水を分散し物理濾過材５２との接触を均一化するとともに、物理濾過材５２からの流出水を均一に分散する。
【００７６】
物理濾過材５２では、多数の粒状イオン交換樹脂等により、水槽排水に含まれる糞、残餌、ゴミ等の異物等を除去するとともに、水槽排水中の、カルシウムイオンを除去してナトリウムイオン、水素イオンを放出する。
【００７７】
物理濾過材５２の流出水は、物理濾過材収容容器３５の空間部３５ｍに落下し、微好気処理連通室３５ｃと好気処理連通室３５ｄに分散される。第２浄化槽連通室３５ｄ側に落下した排水は、多数の通水口３５ｅからただちに第２浄化槽３２側に流出するが、第１浄化槽連通室３５ｃ側に落下した排水は、流水口３５ｆにより流出量が規制されているため、邪魔板３５ａを境にして第１浄化槽連通室３５ｃに一時的に貯留する。第１浄化槽連通室３５ｃの容量を超えた排水は、邪魔板３５ａの低位部３５ｂから好気処理連通室３５ｄにオーバーフローし、第２浄化槽３２に流出する。
【００７８】
物理濾過材５２が目詰まり等を起こしたような場合、接続管挿入口３６ａから流入した過剰な水槽排水は、物理濾過材収容容器３５の第２浄化槽連通室３５ｄ側に形成された排水流出部３５ｈから、給水ポンプ５４が配置された貯留部３０ｋに流出し、給水ポンプ５４により水槽１に返還される。これにより、物理濾過材５２を通過し切れなかった水槽排水が蓋体３６の外部に溢れ出たりするのを防ぐことができる。
【００７９】
物理濾過材収容容器３５の第１浄化槽連通室３５ｃに一時的に貯留した水槽排水には、物理濾過材５２で除去し切れなかった残渣が含まれており、それが沈殿して容器底面部に堆積乃至浮遊している。この残渣は、水槽排水が流水口３５ｆから流出する際、壁面体３５ｐが障壁となって流水口３５ｆからの流出が阻止される。
【００８０】
第１浄化槽連通室３５ｃに一時的に貯留した水槽排水は、流水口３５ｆの下面部３５ｒに形成された排水口３５ｆの口径に応じたスピードでゆっくりと導入路３０ｅに流入し、仕切板３０ｄ下部の流通口３０ｆを通って第１処理室３０ｂに流入する。この水槽排水は、第１浄化槽３１に流入するまでの間、水槽排水導入路３０ｅと第１処理室３０ｂに一時的に滞留する。物理濾過材収容容器３５の流水口３５ｆは、水槽排水が最適流出量となるような口径となっており、周囲の空気巻き込まずに導入路３０ｅに流下する。
【００８１】
水槽排水が導入路３０ｅを流れて第１浄化槽３１に流入するまでの間に、水槽排水に含まれる空気は自然に上昇して抜気され、結果的に水槽排水中の溶存酸素量が低減されることになる。したがって、水槽排水導入路３０ｅは、水槽排水の抜気に充分な距離（高さ）となっている。
【００８２】
第１処理室３０ｂ内の水槽排水は、第１浄化槽３１の底面部通水口３１ａから内部に流入し、多数のクリンカアッシュ３１ｄの隙間を通って上方に流れる。このように水槽排水を第１浄化槽３１の下部から上部に向けて流すことにより、水槽排水はクリンカアッシュ３１ｄに分散されて処理槽３１の全体に均一に流れ、クリンカアッシュ３１ｄとの接触効率及び濾過効果が向上する。また、クリンカアッシュ３１ｄの隙間に残存する空気が、水槽排水と一緒に上方に抜けやすくなる。さらに、クリンカアッシュ３１ｄに自然に付着した好気性菌の酸素呼吸により、水槽排水の溶存酸素が消費される。
【００８３】
このような現象の相乗効果により、第１浄化槽３１内の水槽排水は微好気状態に維持されるが、第１浄化槽３１内の溶存酸素量は、槽内下部から上部にかけて徐々に低下した状態となっている。ここでは、第１浄化槽３１内部の菌床収容容器３３近くの溶存酸素量は４ｍｇ/Ｌ〜５ｍｇ/Ｌである。
【００８４】
クリンカアッシュ３１ｄを通過した水槽排水は、菌床収容容器３３の通水口３３ａから同容器内に流入し、菌床５０において主として脱窒菌による脱窒処理がなされる。菌床５０に担持した硫黄酸化脱窒菌等の脱窒菌は通性嫌気菌であり、微好気状態においても活発に働き、水槽排水に含まれる硝酸イオン、亜硝酸イオンを消費して窒素ガスに変換する。このような脱窒処理により水槽排水中の硝酸、亜硝酸濃度を低下させる。
【００８５】
菌床５０を通過した処理水は、菌床収容容器３３の傾斜面３３ｃから第２浄化槽３２側のｐＨ調整材収容容器３４に流れる。第１浄化槽３１の処理水には、飼育魚に有害な亜硝酸イオンがそのまま残っていることもあり、これを無害な硝酸イオンに変換するため第２浄化槽３で再処理する必要がある。また第１浄化槽３１の処理水は、脱窒処理によりｐＨバランスが崩れているため、最適なｐＨ値に調整する必要がある。
【００８６】
ｐＨ調整材収容容器３４においては、前記物理濾過材収容容器３５からの水槽排水と、前記菌床収容容器３３からの処理水が流入し、炭酸カルシウム等のｐＨ調整材５１と接触させて、好気処理及び飼育魚の育成に最適なｐＨ値（ｐＨ６〜８）に調整される。ｐＨ調整材５１の通過水は、通水口３４ａを通って第２浄化槽３２に流入する。
【００８７】
第２浄化槽３２においては、水槽排水（第１浄化槽３１の処理水も含む）が、クリンカアッシュ３２ｄの隙間を通って下方に流れる間、クリンカアッシュ３２ｄに担持した主として硝化菌（好気性菌）の酸素呼吸により、水槽排水に含まれるアンモニア成分を亜硝酸イオンから硝酸イオンへと変換し、悪臭の原因であるアンモニア成分を分解する。第２浄化槽３２の処理水は、底面部通水口３２ａから流出し、隣の貯留部３０ｋに貯留される。ここでは第２浄化槽３２は好気処理であり、溶存酸素量は６ｍｇ/Ｌ〜８ｍｇ/Ｌである。
【００８８】
第２浄化槽３２のｐＨ調整材５１が目詰まり等を起こした場合、物理濾過材収容容器３５から流入する過剰水槽排水は、図３に示すように、前記物理濾過材収容容器３５の底面部と、ｐＨ調整材収容容器３５の上面部との間に形成される空間流路５５から貯留部３０ｋに流出する。これにより、過剰な水槽排水が、第１浄化槽３１の菌床収容容器３３側に流出するのを防いでいる。
【００８９】
蓋体３６の裏面部には、接続管挿入口３６ａからの流入水が跳ね返った水滴や、蒸発水の水滴が付着している。この水滴は、蓋体裏面部の端縁部方向に移動し、水滴誘導片３６ｅを伝わって下方に落下する。このため、蓋体３６の周縁部３６ｄから外部に漏出することはない。
【００９０】
貯留部３０ｋに流出した処理水は、図１に示すように、給水ポンプ５４により汲み上げられ、接続管４１ｅを通して、下部流水管４１の給水分岐管４１及び上部水流管４０の給水管４０ｃを上昇し、吐出管４０ｅから水槽１に返還される。
【００９１】
上述した実施態様は、本発明の例示であり、水槽浄化装置の構成や残渣流出防止手段等は、図示したものに限定されるものではなく、必要に応じて変更できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の水槽浄化システムの全体概略図である。
【図２】本発明の上部水流管を構成するカバー管の概略図である。
【図３】本発明の水槽浄化装置の正面断面図である。
【図４】同じく側面断面図である。
【図５】同じく水槽浄化装置の全体外観斜視図である。
【図６】同じく水槽浄化装置の構成部材の組立斜視図である。
【図７】同じく水槽浄化装置の外ケースの斜視図である。
【図８】図４のＡ部拡大図である。
【図９】本発明の水槽浄化装置の第１浄化槽又は第２浄化槽の斜視図である。
【図１０】同じく水槽浄化装置の菌床収容容器の斜視図である。
【図１１】同じく水槽浄化装置のｐＨ調整材収容容器の斜視図である。
【図１２】同じく水槽浄化装置の物理濾材収容容器の斜視図である。
【図１３】同じく水槽浄化装置の蓋体の斜視図である。
【図１４】同じく水槽浄化装置の物理濾材収容容器の断面図である。
【図１５】同じく物理濾材収容容器の流水口の拡大断面図である。
【図１６】同じく物理濾材収容容器の流水口の別の例を示した拡大断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１は水槽
２は架台
３は水槽浄化装置
４は水流管
３０は外ケース
３０ａは隔壁
３０ｂは第１処理室
３０ｃは第２処理室
３０ｄは仕切板
３０ｅは水槽排水導入路
３０ｆは流通路
３１は第１浄化槽
３１ａは通水口
３１ｄはクリンカアッシュ
３２は第２浄化槽
３２ａは通水口
３２ｄはクリンカアッシュ
３３は菌床収容容器
３３ａは通水口
３３ｃは傾斜面
３４はｐＨ調整材収容容器
３４ａは通水口
３５は物理濾過材収容容器
３５ａは邪魔板
３５ｂは低位部
３５ｃは第１浄化槽連通室
３５ｄは第２浄化槽連通室
３５ｅは通水口
３５ｆは流水口
３５ｈは排水流出部
３５ｊ，３５ｋは多孔板
３５ｐ，３５ｑは側壁体
３５ｒは流水口下面部
３５ｓは排水口
３６は蓋体
３６ａは接続管挿入口
３６ｂは切欠部
３６ｃはバックル係止部
３６ｅは水滴誘導片
５０は菌床
５１はｐＨ調整材
５２は物理濾過材
５３はバックル
５４は給水ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飼育魚や食用魚、貝類等を飼育する水槽の貯留水を循環させて浄化するための水槽浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水槽に魚類や貝類等を入れて飼育、鑑賞する場合、水質管理のための水替えが重要となる。水槽の貯留水には、魚類の排泄物等から生成されるアンモニア成分、残餌、ゴミ等が混じっており、これらが水質悪化の原因となっている。とくにアンモニア成分や、アンモニア成分が、貯留水に自然に含まれる好気性菌により硝酸塩まで分解される過程で生成される亜硝酸塩は、飼育魚にとってきわめて有害であり、また、硝酸塩の増加は藻の発生や、ｐＨバランスを崩す原因にもなっている。
【０００３】
このため、水槽貯留水を循環させて化学的、物理的又は微生物的に浄化する装置が従来から多種提案されている。微生物的な浄化装置としては、一般に、嫌気処理槽と好気処理槽から組み合わせたものが知られているが、各処理槽において微生物が活動するための環境維持が難しく、満足な水質が得られないのが現状である。
【０００４】
ところで、これら従来の水槽浄化装置として、例えば特許文献１には、嫌気用の第１濾過容器と好気用の第２濾過容器で水槽排水を浄化する装置が開示されている。しかし、この装置は両方の濾過容器の内部に多種類の濾過材を数層に収容した構成となっているため、濾過材に目詰まり等を生じただけで、濾過容器全部を交換しなければならず、きわめて不経済である。
【０００５】
また特許文献２には、水槽本体上部に設けた濾過装置本体内に、仕切板を介して好気性のドライ濾過槽と嫌気性のウエット濾過槽を形成し、各濾過槽にバクテリア着床濾材を装填した装置が開示されている。しかし、この装置はドライ濾過槽とウエット濾過槽が仕切板を介して一体構成となっているため、分解清掃や、バクテリア着床濾材の交換が面倒である等の問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特許２７８９２９６号公報
【特許文献２】特開平１０−２４４２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述したような課題を解決するために提案されたものであり、第１浄化槽と第２浄化槽を有する水槽浄化装置において、各浄化槽及び各処理部材収容容器を簡単に組み付け取り外しをすることができ、しかも処理部材収容容器の処理部材の交換等を簡単に行うことができ、メンテナンスが容易な水槽浄化装置及び水槽浄化処理システムを提供することである。
また本発明は、第１浄化槽と第２浄化槽に、各浄化槽に適した前処理を行った水槽排水を効率よく送給することができ、第１及び第２浄化槽によって水槽排水の浄化処理を効率よく行うことができる水槽浄化装置及び水槽浄化処理システムを提供することである。
また本発明によれば、装置全体がコンパクトで安価に製造することのできる水槽浄化装置及び水槽浄化処理システムを提供することである。
その他、本発明は以下の課題解決手段及び最良実施形態に記述され、または記述から予測できる作用効果を有する水槽浄化装置及び水槽浄化処理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１の発明の水槽浄化装置にあっては、
水槽の貯留水を浄化する装置であり、少なくとも第１浄化槽と第２浄化槽を有する水槽浄化装置において、
前記第１浄化槽と第２浄化槽の上部に、各浄化槽に流入又は流出する水槽排水を処理する処理部材収容容器を重ね合わせて設けたことを特徴とする。
【０００９】
水槽の貯留水は淡水、塩水、汽水のいずれでもよく、また水槽は家庭用、業務用を問わない。第１浄化槽と第２浄化槽は、ここでは機能の異なる処理槽の組み合わせであれば任意であり、後述する脱窒処理槽と硝化処理槽の組み合わせのほかに、脱リン処理槽、脱臭処処理槽、酸化還元調整槽、嫌気槽（完全嫌気槽を含む）、好気槽、その他、微生物的又は化学的浄化処理槽の組み合わせ、異種の濾過材の組み合わせ、処理能力の異なる処理槽の組み合わせ等が選択できる。第１、第２浄化槽のほかにさらに別の浄化槽を有していても良い。ここでは、重ね合わせた状態で、両部材が接触している必要はなく、パッキン、支持リブ等の部材が介在していても良い。
【００１０】
水槽排水の処理部材も、ここでは任意であり、各種の濾材、ｐＨ調整材、菌床材、酸化還元調整材、イオン交換材等が含まれる。処理部材の収容容器も任意であり、処理部材を適切に収納することができ、各浄化槽や他の処理部材収容容器との重ね合わせが容易で安定した形状、構成が選択される。なお、各浄化槽の上部に重ね合わせた処理部材収容容器には、水槽排水が処理部材収容容器を通って浄化槽に流入する場合と、浄化槽を通過した水槽排水が処理部材収容容器を通って流出する場合とがある。
【００１１】
また請求項２の発明にあっては、請求項１の発明において、前記第１浄化槽と第２浄化槽の上部に別々に重ね合わせた第１及び第２処理部材収容容器と、これら第１及び第２処理部材収容容器の両方を覆うように重ね合わせた第３処理部材収容容器を備えたことを特徴とする。
【００１２】
このようにすると、第１及び第２処理部材収容容器は、第１浄化槽と第２浄化槽にそれぞれ専用の処理部材収容容器とし、第３処理部材収容容器は、両浄化槽に共通の処理部材収容容器とすることができ、部品点数や組み立て工数を省略することができる。
【００１３】
また請求項３の発明にあっては、請求項２の発明において、前記第３処理部材収容容器は、前記第１浄化槽と前記第２浄化槽に分流する区画室を有していることを特徴とする。区画室は、第３処理部材収容容器を邪魔板等で仕切り、各浄化槽に通じる流水口等を形成することで実現できる。各区画室は各浄化槽への流出量により、最適な室容積や流水口の開口面積を選定することができる。
【００１４】
また請求項４の発明にあっては、請求項２又は３の発明において、前記第１浄化槽と第２浄化槽はボックス形状であり、前記第１及び第２処理部材収容容器は、前記各浄化槽のボックス形状に対応したトレイ形状であり、前記第３処理部材収容容器は、前記第１及び第２の処理部材収容容器を覆うトレイ形状であることを特徴とする請求項２又は３に記載の水槽浄化装置。
【００１５】
各浄化槽及び各処理部材収容容器をこのような形状とすることにより、各浄化槽と第１及び第２処理部材収容容器の重ね合わせ、並びに第１及び第２各処理部材収容容器と第３処理部材収容容器の重ね合わせが容易であり、全体がコンパクトで安定した形態となる。しかも、各処理部材の交換も容易に行える。
【００１６】
また請求項５の発明にあっては、請求項２〜４の発明において、前記第１浄化槽及び第２浄化槽並びに前記第１、第２及び第３処理部材収容容器を外ケースの内部に収容するとともに、
前記第３の処理部材収容容器で分流した一方の水槽排水を、前記第１浄化槽の底部から該第１浄化槽に流入し、前記第１処理部材収納容器を通って流出させた後、前記第２処理部材収納容器に流入する流路と、
他方の分流水槽排水を、前記第２処理部材収納容器を通って前記第２浄化槽に流入し、該第２浄化槽から流出した処理水を前記水槽に返送する流路、
を形成したことを特徴とする。
【００１７】
このような流路を形成することにより、水槽排水を第１浄化槽と第２浄化槽により別種の浄化処理を効率的に行うことができ、水槽排水を各浄化槽に適した条件で処理することができる。外ケースは、ここでは限定されるものではなく、各浄化槽と各処理部材収容容器を重ね合わせた状態で収容できるものであれば良い。
【００１８】
また請求項６の発明にあっては、請求項５に記載の発明において、前記外ケースに仕切板を設けて前記第３処理部材収容容器からの水槽排水を前記第１浄化槽の底部から導入するための水槽排水導入路を形成したことを特徴とする。
【００１９】
このようにすれば、第３処理部材収容容器から第１浄化槽底部まで水槽排水を導くための特別な配管を設ける必要がなく、外ケースに仕切板を形成するだけで簡単にその導入路を形成することができる。また、水槽排水に含まれる空気は、第３処理部材収容容器から第１浄化槽の底部に流入するまでに上昇して自然に抜気されるため、第１浄化槽は微好気状態又は嫌気状態となり、この環境に適した微生物による浄化処理を行うことができる。
【００２０】
また請求項７の発明にあっては、請求項５又は６の発明において、前記外ケースを、排水管挿入口を有する蓋体により密閉していることを特徴とする。このようにすれば、外ケースの内部を流れる水槽排水の蒸発を防ぐことができ、また外ケースの内部に処理水を水槽に返送するための給水ポンプを設けた場合でもポンプ発生音を遮音することができる。
【００２１】
また請求項８の発明にあっては、請求項５〜７のいずれかに記載の発明において、前記外ケースの内部に、隔壁を形成し、該隔壁を境にして前記第１浄化槽と第２浄化槽を収容したことを特徴とする。このようにすれば、第１浄化槽に導入する水槽排水と第２浄化槽で処理後の処理水が混合するのを防ぐことができる。
【００２２】
また請求項９の発明にあっては、請求項５〜８のいずれかに記載の発明において、前記外ケースの内部に、前記第２浄化槽を通過した処理水を貯留する貯留部を設けたことを特徴とする。貯留部の構成は任意であり、仕切り等を設けて別に貯留室を形成しても良いが、第２浄化槽を収容した残りの空間部を貯留部とするだけで充分である。この貯留部には、処理水を水槽に返送するための給水ポンプが設置される。
【００２３】
また請求項１０の発明にあっては、請求項１〜９のいずれかの発明において、前記第１浄化槽は主として脱窒処理をする脱窒処理槽であり、前記第２浄化槽は主として硝化処理をする硝化処理槽であることを特徴とする。
【００２４】
脱窒処理は、硫黄酸化脱窒菌等の脱窒菌が、微好気状態又は嫌気状態で、水槽排水に含まれる硝酸イオン（硝酸塩）又は亜硝酸イオン（亜硝酸塩）中の酸素を用いて呼吸し、硝酸イオンを亜硝酸イオンを経て窒素ガスＮ2（またはＮ2Ｏ、ＮＯ）まで還元する反応処理である。これにより水槽排水中の硝酸、亜硝酸濃度を低下させている。なお、ここで微好気状態とは、溶存酸素量が好ましくは５ｍｇ／Ｌ以下である。
【００２５】
脱窒菌としては、硫黄酸化脱窒菌のほかに、ミクロコッカス属、シュードモナス属等が知られており、ここではいずれの脱窒菌でもよい。硫黄酸化脱窒菌は、自然界に存在する非病原性の細菌であり、栄養源となる硫黄を硝酸性窒素（ＮＯ3ー）の酸素を利用して酸化し、窒素ガスを生成する。その際、副生成物として硫酸イオン（ＳＯ42-）を排出するが、硫黄ーカルシウム系基質に含まれるカルシウム（Ｃａ）と結合して安定的な石膏（ＣａＳＯ4）となる。硫黄ーカルシウム系基質は、ｐＨ緩衝機能にも優れ、海水、汽水でも使用可能であり、１０℃以下の低温条件でも硫黄酸化脱窒菌による脱窒処理が可能である。
【００２６】
硝化処理は、自然界に存在する主として硝化菌（亜硝酸菌を含む）により、好気状態で、水槽排水中に含まれるアンモニア成分を分解する処理であり、アンモニアはまず亜硝酸菌により亜硝酸イオン（ＮＯ2-）に酸化され、つぎに硝酸菌により硝酸イオン（ＮＯ3-）に酸化される。亜硝酸菌は、ニトロソモナス、ニトロコッカス属等が知られており、硝酸菌はニトロバクタ、ニトロコッカス属等が知られている。なお、ここで好気状態とは、溶存酸素量が好ましくは６ｍｇ／Ｌ以上である。
【００２７】
また請求項１１の発明にあっては、請求項２〜１０の発明において、前記第１浄化槽の上部に重ね合わせた第１の処理部材収容容器は菌床収容容器であり、前記第２浄化槽の上部に重ね合わせた第２の処理部材収容容器はｐＨ調整材収容容器であり、これら菌床収容容器とｐＨ調整材収容容器の上部に重ね合わせた第３の処理部材収納容器は物理濾材収容容器であることを特徴とする。
【００２８】
菌床収容容器の菌床は、上述の硫黄酸化脱窒菌等の脱窒菌等を担持し、脱窒菌が生育するに必要な栄養源を含んでいる。栄養源としては炭素源、窒素源、リン酸塩等の無機質又は有機質の栄養源である。硫黄酸化脱窒菌の場合の栄養源は硫黄ーカルシウム系基質である。またｐＨ調整材収容容器のｐＨ調整材としては、ここでは任意であり、炭酸カルシウムのほかに、牡蠣ガラ等でもよい。このｐＨ調整材により、第２浄化槽の流入水を好気処理菌の活動に適したｐＨに調整するとともに、水槽に返還する処理水を飼育魚類等の生存に適したｐＨとしている。
【００２９】
また請求項１２の発明にあっては、請求項１１の発明において、前記物理濾材収容容器は、物理濾材を多孔板で保持し、その物理濾材の下方に物理濾材を通過した水槽排水を一時的に貯留する空間部を形成するとともに、その空間部を区画して一方に第１浄化槽に通じる小径の流水口部を設け、他方に第２浄化槽に通じる多数の通水口を設けたことを特徴とする。
【００３０】
これにより物理濾材を多孔板によって確実に容器内に保持できるとともに、下方に水槽排水を貯留する空間部を形成することができる。この空間部に、上述の流水口と残渣流出防止手段が設けられる。ここで多孔板は、物理濾材を保持できるものであれば良く、メッシュ材、通水性フィルム等も含まれる。
【００３１】
また請求項１３の発明によれば、請求項１１又は１２の発明において、前記菌床収容容器と前記ｐＨ調整材収容容器は、底部に多数の通水口を有しており、前記菌床収容容器の上端縁部には、前記ｐＨ調整材収容容器の方向に傾斜した傾斜面を有していることを特徴とする。
【００３２】
このようにすれば、菌床収容容器とｐＨ調整材収容容器は簡単な構成で安価に製造することができ、また菌床収容容器側からｐＨ調整材収容容器側に水槽排水をスムーズにオーバーフローさせて移行させることができる。
【００３３】
請求項１４の水槽浄化処理システムは、水槽と、前記水槽の貯留水を浄化処理する水槽浄化装置と、水槽貯留水を前記水槽と前記水槽浄化装置の間で循環させる送水手段を備えており、
前記水槽浄化装置は、前記請求項１〜１３のいずれかに記載の水槽浄化装置であることを特徴とする。
【００３４】
前記送水手段は、水槽と水槽浄化装置を接続する水流管と、送水（給水）ポンプを含んでおり、水槽排水を水流管を介して水槽浄化装置に導入し、浄化処理を終えた処理水を水槽浄化装置から送水ポンプにより水槽に返還するものである。
【発明の効果】
【００３５】
上述した本発明の水槽浄化装置によれば、第１浄化槽と第２浄化槽を有する水槽浄化装置において、各浄化槽及び各処理部材収容容器を簡単に組み付け取り外しをすることができ、しかも処理部材収容容器の処理部材の交換等を簡単に行うことができるためメンテナンスが容易である。
また本発明によれば、第１浄化槽と第２浄化槽に、各浄化槽に適した前処理を行った水槽排水を効率よく送給することができ、第１及び第２浄化槽によって水槽排水の浄化処理を効率よく行うことができる。
また本発明によれば、各浄化槽と各処理部材収容容器を重ね合わせることで装置全体がコンパクトになり、しかも各浄化槽と各処理部材収容容器の構成も簡単であるから安価に製造することができる。
その他、本発明は上述した各請求項の発明で記述した作用効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。図１は、本発明の水槽浄化処理システムの全体概略図であり、透明又は半透明のプラスチック材、ガラス材等で造られた水槽１と、この水槽１を支持する架台２と、この架台２の内部に配置される水槽浄化装置３とで構成されている。水槽１と水槽浄化装置３とは水流管４で連通され、水槽１内の貯留水を水槽浄化装置３に導入し、同浄化装置３で浄化処理された処理水を水槽１に返送している。
【００３７】
水流管４は、水槽１側の上部水流管４０と架台２側の下部水流管４１とに分かれており、上部水流管４０は、カバー管４０ａ、排水管４０ｂ及び給水管４０ｃの三重管で構成されている。カバー管４０ａと排水管４０ｂは、水槽１の底部開口部に水密に装着された筒状連結部材４０ｄに装着されている。
【００３８】
カバー管４０ａの上下両端部には図２に示すように多数の小孔又はスリット状の取水口４０ｆ，４０ｇが形成されており、上端部の取水口４０ｆには水面Ｌ近くの水槽貯留水が流入し、水面Ｌを一定に保持している。また下部取水口４０ｇには水槽１の底部近くの貯留水が流入する。
【００３９】
各取水口４０ｆ，４０ｇから流入した貯留水は、カバー管４０ａと排水管４０ｂの間を通って、排水管４０ｂ上端部からその内部にオーバーフローし、排水管４０ｂと給水管４０ｃの間を通り、後述する下部流水管４１から水槽浄化装置３に流入する。なお、給水管４０ｃの上端部には吐出管４０ｅが接続されている。
【００４０】
前記下部水流管４１は、水槽１側の連結部材４０ｄと水密に接続可能な筒状連結部材４１ａを有している。この連結部材４１ａは、水槽浄化装置３に通じる分岐管４１ｂと、後述する給水ポンプ５４に通じる分岐管４１ｃに分岐しており、分岐管４１ｂには水槽浄化装置３との接続管４１ｄが接続され、分岐管４１ｃには給水ポンプとの接続管４１ｅが接続される。
【００４１】
図３は前記水槽浄化装置３の正面断面図、図４は同じく側面断面図であり、また図５は水槽浄化装置３の全体外観斜視図、図６は同じく構成部材の組立斜視図である。
【００４２】
水槽浄化装置３は、全体がボックス形状であり、外ケース３０と、その内部に収納される第１浄化槽３１及び第２浄化槽３２と、第１浄化槽３１の上部に配置される菌床収容容器３３と、第２浄化槽３２の上部に配置されるｐＨ調整材収容容器３４と、これら収容容器３３，３４の上部に配置される物理濾過材収容容器３５と、外ケース３０の上部を塞ぐ蓋体３６を備えている。
【００４３】
外ケース３０は、図７に示すように全体がボックス状の容器であり、中央部からやや一側方向寄りがケース内部に没入して股割状の隔壁３０ａが形成されている。即ち、図３に示すように、外ケース３０の底面部の一部がケース内部方向に押し込まれ、これにより前記各処理槽３１，３２とほぼ同高の隔壁３０ａが外ケース３０内部の幅方向に形成される。
【００４４】
この隔壁３０ａにより、外ケース３０の内部は、図３に示すように、第１処理室３０ｂと第２処理室３０ｃとに区画され、後述するように第１浄化槽３１に導入される水槽排水と、第２浄化槽３２での処理水が混合しないようになっている。なお、第２浄化槽３２と隣接する空間部は，第２浄化槽３２を通った処理水の貯留部３０ｋとなり、その貯留部３０ｋには給水ポンプ５４（図１参照）が配置されている。
【００４５】
また、図３に示すように、外ケース３０内部の第１処理室３０ｂには、仕切板３０ｄが高さ方向に形成され、外ケース３０の一方の側面部との間に、水槽排水の導入路３０ｅが形成されている。この仕切板３０ｄの下端部には、水槽排水の流通口３０ｆが開口されている。
【００４６】
また、図７に示すように、外ケース３０の上端縁部３０ｇの内面側には、物理濾過材収容容器３５の上端縁部を係止する凹部３０ｈが該収容容器３５の配置位置に対応して形成されている。さらに、外ケース３０の幅方向両側面部の上部には、図７に示すような一対の枢軸部３０ｊ，３０ｊが形成されており、この枢軸部３０ｊ，３０ｊに、図４及び図８に示すようなバックル５３が枢軸部材５３ａにより軸着されている。なお、外ケース３０の内部底面には、図３及び図４に示すように、第１浄化槽３１と第２浄化槽３２の位置決め突起部３０ｉ，３０ｉが突設されている。
【００４７】
前記外ケース３０は、透明又は半透明のプラスチック材で造られており、隔壁３０ａや仕切板３０ｄも含めて、射出成形により一体成形されている。
【００４８】
前記第１浄化槽３１と第２浄化槽３２は、図９に示すように、同形のボックス状の深底容器であり、底面部には図３及び図４に示すように多数の小孔からなる通水口３１ａ，３２ａが開口されている。また各処理槽３１，３２の上端縁部には、図９に示すように、菌床収容容器３３の係止片３１ｂ，３２ｂが突設されている。さらに各処理槽３１，３２の底面部には脚部３１ｃ，３２ｃが突設されている。
【００４９】
このような第１浄化槽３１と第２浄化槽３２も、透明又は半透明のプラスチック材で、射出成形により一体成形されている。第１浄化槽３１と第２浄化槽３２は同形であるため、１つの金型でよく、製造コストを節約できる。
【００５０】
これら第１浄化槽３１と第２浄化槽３２には、多数のクリンカアッシュ３１ｄ，３２ｄが装填される。このクリンカアッシュ３１ｄ，３２ｄは、水槽排水の濾材となるとともに、水槽排水に含まれる主として好気性菌が担持される。また、第２浄化槽３２には、市販の硝化菌が混入され、このクリンカアッシュ３２ｄに担持して増殖する。
【００５１】
第１浄化槽３１の上部に載置される前記菌床収容容器３３は、図１０に示すように、全体が浅底トレイ状の容器であり、底部全面に多数の通水口３３ａが開口されている。また、上端縁部３３ｂの一側部には、わずかに下方に傾斜した傾斜面３３ｃが外側に張り出すように形成されている。
【００５２】
また、第２浄化槽３２の上部に載置される前記ｐＨ調整材収容容器３４は、図１１に示すように、菌床収容容器３３よりわずかに高さが低い浅底トレイ状の容器であり、底部全面に多数の通水口３４ａが開口されている。
【００５３】
これら菌床収容容器３３とｐＨ調整材収容容器３４も、透明又は半透明のプラスチック材により、射出成形により一体成形されている。
【００５４】
前記菌床収容容器３３には、図３に示すように、硫黄ーカルシウム系基質の菌床５０が収容される。この菌床５０は、炭酸カルシウムと硫黄とを主成分とした微細孔隙を有する粒状物または塊状物であり、微細孔隙に硫黄酸化脱窒菌を担持させるのに有効である。
【００５５】
硫黄酸化脱窒菌は通性嫌気性菌であり、硝酸性窒素（ＮＯ3-）を窒素ガス（Ｎ2）に還元する働きをする。即ち、硫黄酸化脱窒菌は、栄養源となる硫黄を硝酸性窒素の酸素を利用して酸化し、無害な窒素ガスを吐き出す。その際、副生物として硫酸イオン（ＳＯ42-）を排出するが、前記基質に含まれるカルシウム（Ｃａ）と結合して安定的な石膏（ＣａＳＯ4）となる。また炭酸カルシウムが主成分であるため、処理水のｐＨバランスを良好に保つことができる。
【００５６】
前記ｐＨ調整材収容容器３４には、図３に示すように、炭酸カルシウム等のｐＨ調整材５１が収容され、第２浄化槽３２に流入する水槽排水及び第１浄化槽３１から流入する処理水のｐＨバランスを調整している。これにより、第２浄化槽３２内の好気性菌の活動に最適なｐＨ環境を維持するとともに、水槽１に返還する処理水を、飼育魚等が生存する最適なｐＨ環境に維持している（ｐＨ６〜８）。
【００５７】
前記物理濾過材収容容器３５は、図１２に示すように、全体がボックス状の容器であり、内部底面部には邪魔板３５ａが幅方向に突設され、第１浄化槽連通室３５ｃと第２浄化槽連通室３５ｄに区画されている。邪魔板３５ａの長さ方向の中央部からやや一側寄りには低位部３５ｂが形成され、その低位部３５ｂから第１浄化槽連通室３５ｃ側の貯留排水が第２浄化槽連通室３５ｄ側に流入するようになっている。なお、邪魔板３５ａは、第２浄化槽連通室３５ｄ側に寄って設けられている。
【００５８】
第２浄化槽連通室３５ｄの底面部には多数の通水口３５ｅが開口されており、第１浄化槽連通室３５ｃの底面部の側端部には、図３及び図１４に示すように、流水口３５ｆが開口されている。
【００５９】
この流水口３５ｆは、図１５に詳示するような残渣流出防止手段が設けられている。即ち、物理濾過材収容容器１の底面部の内面側であって、流水口３５ｆの周囲には筒状の壁面体３５ｐが突設されるとともに、底面部の外面側にも筒状の壁面体３５ｑが突設され、外面側壁面体３５ｑの下面部３５ｒには流水口３５ｆより開口面積の小さい排水口３５ｓが開口されている。
【００６０】
この排水口３５ｓは、開口面積（口径）を小さくすることにより第１浄化槽連通室３５ｃからの流量を規制し、ゆっくりしたスピードで水槽排水を導入路３０ｅに滴下させている。ここでの排水口３５ｓの口径は直径３ｍｍ〜５ｍｍである。
【００６１】
図１６は、水流口３５ｆの下面部３５ｒの内面側隅部に、前記残渣流出防止手段を逃れた残渣が溜まらないように、下面部３５ｒの全体を断面Ｒ形状にし、排水口３５ａから水槽排水がスムーズに流出するようにしたものである。
【００６２】
物理濾過材収容容器３５の上端縁部３５ｇは、図８に詳示するように下向きに屈曲しており、外ケース３０の前記上端凹部３０ｈに係入できるようになっている。また、第２浄化槽連通室３５ｄ側の側面上端縁部には緩やかな凹状となった排水流出部３５ｈが形成されている。なお、物理濾過材収容容器３５の内部側面部の適所には、後述する物理濾過材５２を支持する複数の支持リブ３５ｉが形成されている。
【００６３】
物理濾過材収容容器３５の内部には、図３及び図４に示すように、上下２枚の多孔板３５ｊ、３５ｋに挟まれて物理濾過材５２が収容される。物理濾過材５２は、ここでは粒状のイオン交換樹脂を使用している。多孔板３５ｊ、３５ｋは、図６に示すように平板に多数の通水口を開口したものであり、下部多孔板３５ｋが、物理濾過材収容容器３５の内部の前記支持リブ３５ｉに支持されている。これにより、図３及び図４に示すように、多孔板３５ｊ、３５ｋに挟まれた物理濾過材５２の下方に空間部３５ｍが形成されることになる。
【００６４】
なお、前記物理濾過材収容容器３５と多孔板３５ｊ、３５ｋも、透明又は半透明のプラスチック材で、射出成形により一体成形されている。また、物理濾材収容容器３５は、抗菌剤を含有した抗菌性プラスチック材を使用している。
【００６５】
前記蓋体３６は、図１３に示すように、上面部が凸状に形成された平たい帽冠体であり、上面中央部に、水槽排水を導入する前記接続管４１ｄの挿入口３６ａが開口され、長手方向一側端部には、長孔状の切欠部３６ｂが形成されている。また、幅方向両側端部には、細長い溝状となったバックル係止部３６ｃが形成されている。
【００６６】
蓋体３６の周縁部３６ｄは、前記外ケース３０の上端縁部３０ｇに被冠するようになっている。また、図８に詳示するように、蓋体３６の裏面側における周縁部３６ｄの境界部には水滴誘導片３６ｅが下方に突設されており、蓋体３６の裏面に付着した水滴は、水滴誘導片３６ｅを伝って下方に落下するようになっている。
【００６７】
このような蓋体３６を外ケース３０の開口上部に被せることにより、給水ポンプ５４等の防音効果やケース３０内部の保温効果があり、またケース３０内部の水槽排水等の蒸発や飛散を防ぐことができる。さらに水槽浄化装置の周辺に浮遊する細菌類が外ケース内に混入して、微生物の生態バランスを崩し、浄化処理システムが機能しなくなるのを防いでいる。なお、前記蓋体３６も、透明又は半透明のプラスチック材で、射出成形により一体成形されている。
【００６８】
上述した水槽浄化装置３を組み立てる場合は、図６に示すように、まず、外ボックス３０の内部に、第１浄化槽３１と第２浄化槽３２を隣り合わせて収納する。この際、第１浄化槽３１を仕切板３０ｄに隣接するように収納するとともに、各処理槽３１，３２の脚部３１ｃ，３２ｃを位置決め突起部３０ｉ，３０ｉに合わせる。また、第１浄化槽３１と第２浄化槽３２には、クリンカアッシュ３１ｄ，３２ｄを装填し、好気性処理槽３２には市販の硝化菌を混入する。
【００６９】
つぎに、第１浄化槽３１の上部に菌床収容容器３３を載せ、第２浄化槽３２の上部にｐＨ調整材収容容器３４を載せる。この場合、図３に示すように、菌床収容容器３３の傾斜面３３ｃをｐＨ調整材収容容器３４の上端部の上部に位置させる。また、菌床収容容器３３には、脱窒菌を担持した菌床５０を装填し、ｐＨ調整材収容容器３４には炭酸カルシウム等のｐＨ調整材５１を装填する。
【００７０】
つぎに、物理濾過材収容容器３５を、その上端部３５ｇが外ケース３０の上端縁凹部３０ｈに係入させるようにして外ケース３０に支持させる。物理濾過材収容容器３５には、イオン交換樹脂等の物理濾過材５２を上下多孔板３５ｉ，３５ｋで挟んで収容する。
【００７１】
外ボックス３０の第２処理室３０ｃ側の貯留部３０ｋには、図１に示すように、給水ポンプ５４を設置する。給水ポンプ５４の接続管４１ｅは、蓋体３６を被せる際に、接続管４１ｅを蓋体３６の切欠部３６ｂに挿通させる。
【００７２】
蓋体３６を外ケース３０に被せるときは、図３、図４及び図８に示すように、バックル５３の上端爪部を蓋体３６のバックル係止部３６ｃに係入した後、バックル５３を押し下げる。これにより、蓋体３６を外ケース３０の上端縁部３０ｇに止着するとともに、物理濾過材収納容器３５の上端縁部３５ｇを外ケース上端縁凹部３０ｈに係入した状態で止着する。
【００７３】
蓋体３６を被せた後、接続管挿入口３６ａに、下部水流管分岐部４１ｂとの接続管４１ｄを接続する。また、給水ポンプ５４の接続管４１ｅは、下部流水管４１の給水分岐管４１と接続する。その際、蓋体切欠部３６ｅは長孔状となっているため、接続管４１ｅの移動に遊びが生じ、接続管４１ｅの着脱が容易である。
【００７４】
つぎに、上述した水槽浄化装置３を使用した水槽浄化方法を説明する。図１に示すように、水槽１内の貯留水は、上部水流管４０のカバー管４０ａの下部取水口４０ｇから、カバー管４０ａと排水管４０ｂの間に形成された流路に流入する。この流入水は、排水管４０ｂの上端部からオーバーフローして給水管４０ｃと排水管４０ｂの間の流路を下方に流れ、下部水流管４１の排水分岐管４１ｂ及び接続管４１ｄを通って水槽浄化装置３に流入する。カバー管４０ａの上部取水口４０ｆは、水槽１の貯留水の水面Ｌを一定レベルに維持するためのものであり、同取水口４０ｆから流入した貯留水も同じ流路で水槽浄化装置３に流入する。
【００７５】
水槽浄化装置３においては、接続管挿入口３６ａから流入した水槽排水が、物理濾過材収容容器３５の物理濾過材５２で物理的濾過がなされる。物理濾過材５２を保持する上下多孔板３５ｉ，３５ｋは、物理濾過材５２の流入水を分散し物理濾過材５２との接触を均一化するとともに、物理濾過材５２からの流出水を均一に分散する。
【００７６】
物理濾過材５２では、多数の粒状イオン交換樹脂等により、水槽排水に含まれる糞、残餌、ゴミ等の異物等を除去するとともに、水槽排水中の、カルシウムイオンを除去してナトリウムイオン、水素イオンを放出する。
【００７７】
物理濾過材５２の流出水は、物理濾過材収容容器３５の空間部３５ｍに落下し、微好気処理連通室３５ｃと好気処理連通室３５ｄに分散される。第２浄化槽連通室３５ｄ側に落下した排水は、多数の通水口３５ｅからただちに第２浄化槽３２側に流出するが、第１浄化槽連通室３５ｃ側に落下した排水は、流水口３５ｆにより流出量が規制されているため、邪魔板３５ａを境にして第１浄化槽連通室３５ｃに一時的に貯留する。第１浄化槽連通室３５ｃの容量を超えた排水は、邪魔板３５ａの低位部３５ｂから好気処理連通室３５ｄにオーバーフローし、第２浄化槽３２に流出する。
【００７８】
物理濾過材５２が目詰まり等を起こしたような場合、接続管挿入口３６ａから流入した過剰な水槽排水は、物理濾過材収容容器３５の第２浄化槽連通室３５ｄ側に形成された排水流出部３５ｈから、給水ポンプ５４が配置された貯留部３０ｋに流出し、給水ポンプ５４により水槽１に返還される。これにより、物理濾過材５２を通過し切れなかった水槽排水が蓋体３６の外部に溢れ出たりするのを防ぐことができる。
【００７９】
物理濾過材収容容器３５の第１浄化槽連通室３５ｃに一時的に貯留した水槽排水には、物理濾過材５２で除去し切れなかった残渣が含まれており、それが沈殿して容器底面部に堆積乃至浮遊している。この残渣は、水槽排水が流水口３５ｆから流出する際、壁面体３５ｐが障壁となって流水口３５ｆからの流出が阻止される。
【００８０】
第１浄化槽連通室３５ｃに一時的に貯留した水槽排水は、流水口３５ｆの下面部３５ｒに形成された排水口３５ｆの口径に応じたスピードでゆっくりと導入路３０ｅに流入し、仕切板３０ｄ下部の流通口３０ｆを通って第１処理室３０ｂに流入する。この水槽排水は、第１浄化槽３１に流入するまでの間、水槽排水導入路３０ｅと第１処理室３０ｂに一時的に滞留する。物理濾過材収容容器３５の流水口３５ｆは、水槽排水が最適流出量となるような口径となっており、周囲の空気巻き込まずに導入路３０ｅに流下する。
【００８１】
水槽排水が導入路３０ｅを流れて第１浄化槽３１に流入するまでの間に、水槽排水に含まれる空気は自然に上昇して抜気され、結果的に水槽排水中の溶存酸素量が低減されることになる。したがって、水槽排水導入路３０ｅは、水槽排水の抜気に充分な距離（高さ）となっている。
【００８２】
第１処理室３０ｂ内の水槽排水は、第１浄化槽３１の底面部通水口３１ａから内部に流入し、多数のクリンカアッシュ３１ｄの隙間を通って上方に流れる。このように水槽排水を第１浄化槽３１の下部から上部に向けて流すことにより、水槽排水はクリンカアッシュ３１ｄに分散されて処理槽３１の全体に均一に流れ、クリンカアッシュ３１ｄとの接触効率及び濾過効果が向上する。また、クリンカアッシュ３１ｄの隙間に残存する空気が、水槽排水と一緒に上方に抜けやすくなる。さらに、クリンカアッシュ３１ｄに自然に付着した好気性菌の酸素呼吸により、水槽排水の溶存酸素が消費される。
【００８３】
このような現象の相乗効果により、第１浄化槽３１内の水槽排水は微好気状態に維持されるが、第１浄化槽３１内の溶存酸素量は、槽内下部から上部にかけて徐々に低下した状態となっている。ここでは、第１浄化槽３１内部の菌床収容容器３３近くの溶存酸素量は４ｍｇ/Ｌ〜５ｍｇ/Ｌである。
【００８４】
クリンカアッシュ３１ｄを通過した水槽排水は、菌床収容容器３３の通水口３３ａから同容器内に流入し、菌床５０において主として脱窒菌による脱窒処理がなされる。菌床５０に担持した硫黄酸化脱窒菌等の脱窒菌は通性嫌気菌であり、微好気状態においても活発に働き、水槽排水に含まれる硝酸イオン、亜硝酸イオンを消費して窒素ガスに変換する。このような脱窒処理により水槽排水中の硝酸、亜硝酸濃度を低下させる。
【００８５】
菌床５０を通過した処理水は、菌床収容容器３３の傾斜面３３ｃから第２浄化槽３２側のｐＨ調整材収容容器３４に流れる。第１浄化槽３１の処理水には、飼育魚に有害な亜硝酸イオンがそのまま残っていることもあり、これを無害な硝酸イオンに変換するため第２浄化槽３で再処理する必要がある。また第１浄化槽３１の処理水は、脱窒処理によりｐＨバランスが崩れているため、最適なｐＨ値に調整する必要がある。
【００８６】
ｐＨ調整材収容容器３４においては、前記物理濾過材収容容器３５からの水槽排水と、前記菌床収容容器３３からの処理水が流入し、炭酸カルシウム等のｐＨ調整材５１と接触させて、好気処理及び飼育魚の育成に最適なｐＨ値（ｐＨ６〜８）に調整される。ｐＨ調整材５１の通過水は、通水口３４ａを通って第２浄化槽３２に流入する。
【００８７】
第２浄化槽３２においては、水槽排水（第１浄化槽３１の処理水も含む）が、クリンカアッシュ３２ｄの隙間を通って下方に流れる間、クリンカアッシュ３２ｄに担持した主として硝化菌（好気性菌）の酸素呼吸により、水槽排水に含まれるアンモニア成分を亜硝酸イオンから硝酸イオンへと変換し、悪臭の原因であるアンモニア成分を分解する。第２浄化槽３２の処理水は、底面部通水口３２ａから流出し、隣の貯留部３０ｋに貯留される。ここでは第２浄化槽３２は好気処理であり、溶存酸素量は６ｍｇ/Ｌ〜８ｍｇ/Ｌである。
【００８８】
第２浄化槽３２のｐＨ調整材５１が目詰まり等を起こした場合、物理濾過材収容容器３５から流入する過剰水槽排水は、図３に示すように、前記物理濾過材収容容器３５の底面部と、ｐＨ調整材収容容器３５の上面部との間に形成される空間流路５５から貯留部３０ｋに流出する。これにより、過剰な水槽排水が、第１浄化槽３１の菌床収容容器３３側に流出するのを防いでいる。
【００８９】
蓋体３６の裏面部には、接続管挿入口３６ａからの流入水が跳ね返った水滴や、蒸発水の水滴が付着している。この水滴は、蓋体裏面部の端縁部方向に移動し、水滴誘導片３６ｅを伝わって下方に落下する。このため、蓋体３６の周縁部３６ｄから外部に漏出することはない。
【００９０】
貯留部３０ｋに流出した処理水は、図１に示すように、給水ポンプ５４により汲み上げられ、接続管４１ｅを通して、下部流水管４１の給水分岐管４１及び上部水流管４０の給水管４０ｃを上昇し、吐出管４０ｅから水槽１に返還される。
【００９１】
上述した実施態様は、本発明の例示であり、水槽浄化装置の構成や残渣流出防止手段等は、図示したものに限定されるものではなく、必要に応じて変更できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の水槽浄化システムの全体概略図である。
【図２】本発明の上部水流管を構成するカバー管の概略図である。
【図３】本発明の水槽浄化装置の正面断面図である。
【図４】同じく側面断面図である。
【図５】同じく水槽浄化装置の全体外観斜視図である。
【図６】同じく水槽浄化装置の構成部材の組立斜視図である。
【図７】同じく水槽浄化装置の外ケースの斜視図である。
【図８】図４のＡ部拡大図である。
【図９】本発明の水槽浄化装置の第１浄化槽又は第２浄化槽の斜視図である。
【図１０】同じく水槽浄化装置の菌床収容容器の斜視図である。
【図１１】同じく水槽浄化装置のｐＨ調整材収容容器の斜視図である。
【図１２】同じく水槽浄化装置の物理濾材収容容器の斜視図である。
【図１３】同じく水槽浄化装置の蓋体の斜視図である。
【図１４】同じく水槽浄化装置の物理濾材収容容器の断面図である。
【図１５】同じく物理濾材収容容器の流水口の拡大断面図である。
【図１６】同じく物理濾材収容容器の流水口の別の例を示した拡大断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１は水槽
２は架台
３は水槽浄化装置
４は水流管
３０は外ケース
３０ａは隔壁
３０ｂは第１処理室
３０ｃは第２処理室
３０ｄは仕切板
３０ｅは水槽排水導入路
３０ｆは流通路
３１は第１浄化槽
３１ａは通水口
３１ｄはクリンカアッシュ
３２は第２浄化槽
３２ａは通水口
３２ｄはクリンカアッシュ
３３は菌床収容容器
３３ａは通水口
３３ｃは傾斜面
３４はｐＨ調整材収容容器
３４ａは通水口
３５は物理濾過材収容容器
３５ａは邪魔板
３５ｂは低位部
３５ｃは第１浄化槽連通室
３５ｄは第２浄化槽連通室
３５ｅは通水口
３５ｆは流水口
３５ｈは排水流出部
３５ｊ，３５ｋは多孔板
３５ｐ，３５ｑは側壁体
３５ｒは流水口下面部
３５ｓは排水口
３６は蓋体
３６ａは接続管挿入口
３６ｂは切欠部
３６ｃはバックル係止部
３６ｅは水滴誘導片
５０は菌床
５１はｐＨ調整材
５２は物理濾過材
５３はバックル
５４は給水ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽の貯留水を浄化する装置であり、少なくとも第１浄化槽と第２浄化槽を有する水槽浄化装置において、
前記第１浄化槽と第２浄化槽の上部に、各浄化槽に流入又は流出する水槽排水を処理する処理部材収容容器を重ね合わせて設けたことを特徴とする水槽浄化装置。
【請求項２】
前記第１浄化槽と第２浄化槽の上部に別々に重ね合わせた第１及び第２処理部材収容容器と、これら第１及び第２処理部材収容容器の両方を覆うように重ね合わせた第３処理部材収容容器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の水槽浄化装置。
【請求項３】
前記第３処理部材収容容器は、前記第１浄化槽と前記第２浄化槽に分流する区画室を有していることを特徴とする請求項２に記載の水槽浄化装置。
【請求項４】
前記第１浄化槽と第２浄化槽はボックス形状であり、前記第１及び第２処理部材収容容器は、前記各浄化槽のボックス形状に対応したトレイ形状であり、前記第３処理部材収容容器は、前記第１及び第２の処理部材収容容器を覆うトレイ形状であることを特徴とする請求項２又は３に記載の水槽浄化装置。
【請求項５】
前記第１浄化槽及び第２浄化槽並びに前記第１、第２及び第３処理部材収容容器を外ケースの内部に収容するとともに、
前記第３の処理部材収容容器で分流した一方の水槽排水を、前記第１浄化槽の底部から該第１浄化槽に流入し、前記第１処理部材収納容器を通って流出させた後、前記第２処理部材収納容器に流入する流路と、
他方の分流水槽排水を、前記第２処理部材収納容器を通って前記第２浄化槽に流入し、該第２浄化槽から流出した処理水を前記水槽に返送する流路、
を形成したことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の水槽浄化装置。
【請求項６】
前記外ケースに仕切板を設けて前記第３処理部材収容容器からの水槽排水を前記第１浄化槽の底部から導入するための水槽排水導入路を形成したことを特徴とする請求項５に記載の水槽浄化装置。
【請求項７】
前記外ケースを、排水管挿入口を有する蓋体により密閉していることを特徴とする請求項５又は６に記載の水槽浄化装置。
【請求項８】
前記外ケースの内部に、隔壁を形成し、該隔壁を境にして前記第１浄化槽と第２浄化槽を収容したことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の水槽浄化装置。
【請求項９】
前記外ケースの内部に、前記第２浄化槽を通過した処理水を貯留する貯留部を設けたことを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の水槽浄化装置。
【請求項１０】
前記第１浄化槽は主として脱窒処理をする脱窒処理槽であり、前記第２浄化槽は主として硝化処理をする硝化処理槽であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の水槽浄化装置。
【請求項１１】
前記第１浄化槽の上部に重ね合わせた第１の処理部材収容容器は菌床収容容器であり、前記第２浄化槽の上部に重ね合わせた第２の処理部材収容容器はｐＨ調整材収容容器であり、これら菌床収容容器とｐＨ調整材収容容器の上部に重ね合わせた第３の処理部材収納容器は物理濾材収容容器であることを特徴とする請求項２〜１０のいずれかに記載の水槽浄化装置。
【請求項１２】
前記物理濾材収容容器は、物理濾材を多孔板で保持し、その物理濾材の下方に物理濾材を通過した水槽排水を一時的に貯留する空間部を形成するとともに、その空間部を区画して一方に前記第１浄化槽に通じる小径の流水口部を設け、他方に前記第２浄化槽に通じる多数の通水口を設けたことを特徴とする請求項１１に記載の水槽浄化装置。
【請求項１３】
前記菌床収容容器と前記ｐＨ調整材収容容器は、底部に多数の通水口を有しており、前記菌床収容容器の上端縁部には、前記ｐＨ調整材収容容器の方向に傾斜した傾斜面を有していることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の水槽浄化装置。
【請求項１４】
水槽と、前記水槽の貯留水を浄化処理する水槽浄化装置と、水槽貯留水を前記水槽と前記水槽浄化装置の間で循環させる送水手段を備えており、
前記水槽浄化装置は、前記請求項１〜１３のいずれかに記載の水槽浄化装置であることを特徴とする水槽浄化処理システム。
【請求項１】
水槽の貯留水を浄化する装置であり、少なくとも第１浄化槽と第２浄化槽を有する水槽浄化装置において、
前記第１浄化槽と第２浄化槽の上部に、各浄化槽に流入又は流出する水槽排水を処理する処理部材収容容器を重ね合わせて設けたことを特徴とする水槽浄化装置。
【請求項２】
前記第１浄化槽と第２浄化槽の上部に別々に重ね合わせた第１及び第２処理部材収容容器と、これら第１及び第２処理部材収容容器の両方を覆うように重ね合わせた第３処理部材収容容器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の水槽浄化装置。
【請求項３】
前記第３処理部材収容容器は、前記第１浄化槽と前記第２浄化槽に分流する区画室を有していることを特徴とする請求項２に記載の水槽浄化装置。
【請求項４】
前記第１浄化槽と第２浄化槽はボックス形状であり、前記第１及び第２処理部材収容容器は、前記各浄化槽のボックス形状に対応したトレイ形状であり、前記第３処理部材収容容器は、前記第１及び第２の処理部材収容容器を覆うトレイ形状であることを特徴とする請求項２又は３に記載の水槽浄化装置。
【請求項５】
前記第１浄化槽及び第２浄化槽並びに前記第１、第２及び第３処理部材収容容器を外ケースの内部に収容するとともに、
前記第３の処理部材収容容器で分流した一方の水槽排水を、前記第１浄化槽の底部から該第１浄化槽に流入し、前記第１処理部材収納容器を通って流出させた後、前記第２処理部材収納容器に流入する流路と、
他方の分流水槽排水を、前記第２処理部材収納容器を通って前記第２浄化槽に流入し、該第２浄化槽から流出した処理水を前記水槽に返送する流路、
を形成したことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の水槽浄化装置。
【請求項６】
前記外ケースに仕切板を設けて前記第３処理部材収容容器からの水槽排水を前記第１浄化槽の底部から導入するための水槽排水導入路を形成したことを特徴とする請求項５に記載の水槽浄化装置。
【請求項７】
前記外ケースを、排水管挿入口を有する蓋体により密閉していることを特徴とする請求項５又は６に記載の水槽浄化装置。
【請求項８】
前記外ケースの内部に、隔壁を形成し、該隔壁を境にして前記第１浄化槽と第２浄化槽を収容したことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の水槽浄化装置。
【請求項９】
前記外ケースの内部に、前記第２浄化槽を通過した処理水を貯留する貯留部を設けたことを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の水槽浄化装置。
【請求項１０】
前記第１浄化槽は主として脱窒処理をする脱窒処理槽であり、前記第２浄化槽は主として硝化処理をする硝化処理槽であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の水槽浄化装置。
【請求項１１】
前記第１浄化槽の上部に重ね合わせた第１の処理部材収容容器は菌床収容容器であり、前記第２浄化槽の上部に重ね合わせた第２の処理部材収容容器はｐＨ調整材収容容器であり、これら菌床収容容器とｐＨ調整材収容容器の上部に重ね合わせた第３の処理部材収納容器は物理濾材収容容器であることを特徴とする請求項２〜１０のいずれかに記載の水槽浄化装置。
【請求項１２】
前記物理濾材収容容器は、物理濾材を多孔板で保持し、その物理濾材の下方に物理濾材を通過した水槽排水を一時的に貯留する空間部を形成するとともに、その空間部を区画して一方に前記第１浄化槽に通じる小径の流水口部を設け、他方に前記第２浄化槽に通じる多数の通水口を設けたことを特徴とする請求項１１に記載の水槽浄化装置。
【請求項１３】
前記菌床収容容器と前記ｐＨ調整材収容容器は、底部に多数の通水口を有しており、前記菌床収容容器の上端縁部には、前記ｐＨ調整材収容容器の方向に傾斜した傾斜面を有していることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の水槽浄化装置。
【請求項１４】
水槽と、前記水槽の貯留水を浄化処理する水槽浄化装置と、水槽貯留水を前記水槽と前記水槽浄化装置の間で循環させる送水手段を備えており、
前記水槽浄化装置は、前記請求項１〜１３のいずれかに記載の水槽浄化装置であることを特徴とする水槽浄化処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−４３９２９（Ｐ２００８−４３９２９Ａ）
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２４６７８（Ｐ２００６−２２４６７８）
【出願日】平成１８年８月２１日（２００６．８．２１）
【出願人】（３９１００１４５７）アイリスオーヤマ株式会社 (146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２１日（２００６．８．２１）
【出願人】（３９１００１４５７）アイリスオーヤマ株式会社 (146)
【Ｆターム（参考）】
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