JPH0434479B2

JPH0434479B2 -

Info

Publication number: JPH0434479B2
Application number: JP61185284A
Authority: JP
Inventors: Yukio Fukaya; Kazuyuki Hatano; Kazuhiro Sainohira
Original assignee: Onoda ALC Co Ltd
Current assignee: Clion Co Ltd
Priority date: 1986-08-08
Filing date: 1986-08-08
Publication date: 1992-06-08
Also published as: JPS6342788A

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞本発明は、魚介類が生息する水、例えば、微生
物又は藻類が発生する養魚用水槽の水等を浄化す
るのに使用される魚介類生息水域用の多孔質浄化
材に関するものである。＜従来の技術及び発明が解決しようとする課題＞水槽で魚類を育てる場合、餌の残渣や魚類の排
泄物から由来する有機物及びその有機物の分解に
より発生する窒素及びリンは水槽に溜まつて水を
汚ごすだけでなく、微生物や藻の発生の原因にも
なる。もし、微生物や藻が発生すると、水槽中の
水が酸素不足又は酸素過剰になり、水槽に飼われ
ている魚類が死滅する。そこで、従来からこの問題を解消するために、
水槽に水の濾過装置を設置して前記水の循環濾過
をするという技術が一般に採用されている。この技術は相応の効果を発揮しているが、前記
装置を常時運転管理する必要があるだけでなく、
同装置に組み込まれている濾過材としての活性炭
やバクハン石等の浄化能力に限界があるという問
題がある。また、主材料のゼオライトに発泡材とバインダ
ーを混合した造形物を、発泡、乾燥させる多孔質
浄化材の製造方法（特開昭50−48746号公報）が
知られている。しかし、この発明の主材料である
ゼオライトには魚介類の生息する水域におけるPH
の変化を小さく抑える作用、すなわちPH緩衝作用
は認められず、またリンを除去する作用もない。従つて、本発明は魚介類が生息する水域におい
て、餌の残滓及び魚介類が排泄する排泄物に由来
する有機物及びこの有機物の分解により発生する
窒素及びリンを除去して水域を浄化する多孔質浄
化材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＞本発明は、珪酸質原料及び石灰質原料を主成分
とする水スラリーに発泡剤を添加して発泡・硬化
させて得た硬化物を高温高圧下で水熱反応処理し
て得られ且つ50〜90％の空〓率を有するトバモラ
イトを主成分とする魚介類生息水域用の多孔質浄
化材を提供することによつて、前記の問題を解決
するものである。ここで、本発明の作用を説明する。魚介類が生息する水域では、魚介類の排泄物や
食べ残しの餌などにより水が酸化して水腐りの原
因となつている。そして、その様な環境において
は生息する魚介類の活力は衰え、病害を生じやす
くなる。その水の酸化の目安としてPHの低下があ
げられる。このPHの酸化を小さく抑えて、養魚等
に好適なる環境を長く維持することは魚介類の生
息にとつて極めて重要である。そこで、本発明にかかる特定のトバモライトを
その水の中に投入すると、該多孔質浄化材の主成
分であるトバモライトが有するPH緩衝作用により
水のPH低下が抑制されるとともに多孔質の表面に
汚れの原因物質の一部、例えばアンモニアなどの
悪臭成分が吸着され、その結果、魚介類が生息す
る水の汚染が抑制される。また、前記多孔質浄化材が水中に放置される
と、その多孔に微生物も生息し始める。その微生
物中には有機物を分解する微生物も生息するか
ら、この微生物が水の汚染源である前記有機物を
分解し、水や炭酸ガスに変換するので、魚介類が
生息できる水域環境が維持される。さらに例えば、水域中のアンモニアは魚類の
糞、分解した残餌、尿などの排泄物等から生成さ
れる。このような水域に生息する魚介類がアンモ
ニアを吸収すると鰓組織及び鰓の毛細血管に影響
があらわれ呼吸不全となつて衰弱する。このアン
モニアが微生物などの作用によつて酸化される過
程で亜硝酸が生成されるが、この亜硝酸の魚介類
に対する毒性は強く、血液中のヘモグロビンが酸
素と結合できなくなり、メトヘモグロビン症とな
る。本発明の多孔質浄化材はアンモニアの硝化を
促進する作用を有するので、アンモニアは亜硝酸
を経て硝酸へ変化する。本発明が適用される魚介
類生息下水域における硝酸は魚介類に対して毒性
がほとんど無いとされている（「淡水養魚と用水
魚」第88頁、昭和55年日本水産学会）から、この
ような硝化作用は魚介類の生息する水域環境にと
つて極めて重要である。また、魚介類が生息する水域においてリン酸が
多量に蓄積されると、その水域中にアオコが大量
発生しやすくなる。アオコは適度に安定した量で
繁殖すれば魚介類が生息するのに非常に良い環境
状態となるが、大量に発生したとき魚介類の生息
を脅かすこととなる。本発明にかかるトバモライトを魚介類が生息す
る養殖分野の水域に投入すると、魚介類に与える
餌の残滓やその餌を食べた魚介類の排泄物などか
らのリン酸が多孔質浄化材表面から供給されるカ
ルシウムイオン（Ca²⁺）と反応して、カルシウ
ムヒドロキシアパタイトの形で晶析される。こう
して水中のリン酸イオンが晶析除去され、藻類の
発生が抑制される。しかもこのカルシウムイオン
は多孔質浄化材の表面から供給されるため適度に
リン酸を晶析除去し、アオコなどの藻類は常に安
定した繁殖状態となる。このような多孔質浄化材の作用には、その空〓
率が大きく寄与しているので、本発明に用いる多
孔質浄化材の空〓率は50〜90％、好ましくは60〜
80％がよい。これは、空〓率が50％未満では比表
面積が小さいため微生物の着床が悪く、リンの除
去率が小さくなるため、魚類に良好な環境を与え
る効果が小さくなり、また90％を超えると用水表
面に浮き上りを生じて好ましくないからである。以下、本発明の構成を詳述する。本発明に係る多孔質浄化材は、更に具体的に説
明すると、例えば、珪酸質原料と石灰質原料とを
主原料とする水スラリーにアルミニウム粉末など
の起泡剤を添加して高温高圧下で水熱反応処理し
て得られるトバモライトを主成分とする成形物、
あるいはこの成形物を破砕して得られる破砕物で
空〓率が50〜90％のものである。前記トバモライトは珪酸質原料と石灰質原料と
を所定のCaO／SiO₂モル比（0.5〜2.0程度）で常
法に従つてオートクレーブにて所要の圧力・温度
下で高温高圧養生することによつて得られる。珪
酸質原料としては珪石、珪砂、クリストバライ
ト、無定形シリカ、珪藻土、フエロシリコンダス
ト、白土などの粉末、石灰質原料としては生石
灰、消石灰、セメントなどの粉末が挙げられる。
このようにして得られるトバモライトは、弱アル
カリ性でPH緩衝能が高く、比表面積が20〜400
m²／ｇと大きいので特に好ましい。本発明に係る多孔質浄化材は50〜90％の空〓率
を有するが、この空〓をトバモライトの生成時に
得る場合には珪酸質原料と石灰質原料とを水スラ
リー状にしたものに泡剤としてアルミニウム粉末
などの金属発泡剤やAE剤などの起泡剤を添加し
た後高温高圧下で水熱反応処理すればよい。ここ
で金属発泡剤は化学反応によつてガスを発生する
もので、その使用割合は水スラリー中の巻き込み
気泡や水の量によつて変化するが化学反応式から
導くことができる。また起泡剤としては具体的に
は樹脂せつけん類、サポニン、合成界面活性剤
類、加水分解たんぱく質、高分子界面活性剤など
があり、主として界面活性作用により物理的に気
泡を導入するもので、単に原料と混合して撹拌す
ることにより泡を生じさせる場合と、特殊な撹拌
槽又は起泡装置を使用して安定した泡をつくり、
この泡を体積計量して原料に混合する場合とがあ
る。このような起泡剤を用いる場合には泡の安定
性を試験した上、その添加量を決定する必要があ
る。また、ここで、粉末状のトバモライトとして
は、上記のように空〓を入れて成形したものを破
砕したときに得られる粉末を用いてもよい。な
お、空〓率の高い多孔質浄化材とする場合には、
型枠成形を採用するのがよい。このようにして製造される多孔質浄化材の中に
は、水槽に入れて使用する場合、それを構成する
トバモライトが弱アルカリ性であるので用水のPH
を９程度まで高める場合があるが、この場合には
この多孔質浄化材の表面の一部を中性化して使用
することができる。この中性化処理は多孔質浄化
材を炭酸ガス雰囲気中に放置することにより簡単
に行なうことができる。しかしこの中性化処理に
より炭酸カルシウム（CaCO₃）含有量が30重量
％を超えると、トバモライトはその結晶をくずし
て水に溶出しやすくなり、その結果、水槽の水の
PHが上昇し易くなるだけでなく、ひいては水の浄
化性能の持続時間が短かくなるので、中性化処理
はCaCO₃含有量が30重量％を超えないように行
う必要がある。このような多孔質浄化材を水槽中に浸漬してお
くだけで、その水槽中の水は浄化される。この場
合、多孔質浄化材は網状の袋に入れて使用しても
そのまま槽内底部に沈めて使用してもよい。また
環境濾過装置に充填して用いてもよい。本発明にかかる多孔質浄化材を養魚用水槽の浄
化に用いた場合には、魚類の生息に不都合な物
質、すなわち餌のくずや魚類の排泄物などによる
PHの変化を小さく抑さえ、またこれらに含まれる
ところの、有機物を分解し、アンモニアを硝化
し、リン酸を晶析するなどして魚介類が生息する
のに非常に良い清澄な状態が長時間に亘つて維持
される。本発明にかかる多孔質浄化材を長期に亘つて使
用して浄化効果が低下してきた場合には、この浄
化材の表面を水洗して肥大老化した生物膜を除去
することにより、再度供用することが可能とな
る。次に、本発明にかかる多孔質浄化材の製造例を
示す。（多孔質浄化材の製造例） (1) トバモライト浄化材珪石粉末５重量部、生石灰粉末２重量部及び
普通ポルトランドセメント３重量部（CaO／
SiO₂モル比＝0.8）に金属アルミニウム粉末
0.008重量部を加えてなる混合物に水７重量部
を加えてスラリーにした。このスラリーを型枠
に注入して４時間静置後脱型したものをオート
クレーブにて180℃10気圧下で10時間水熱処理
した。得られた成形物をクラツシヤーで粗砕し
て５〜10mmの粒径にふるいわけた。その後、炭
酸ガスを充満させた容器中に４時間放置して表
面の一部を炭酸化処理し、水洗いしたものを多
孔質浄化材とした。この浄化材の空〓率は75
％、CaCO₃含有率は5.2％であつた。 (2) 種々の空〓率を有するトバモライト浄化材上記に示した製造方法において、金属アルミ
ニウム粉末及び水の添加割合を第１表に示すよ
うに変化させることにより各種トバモライト浄
化材を得た。

【表】 (3) 種々のCaCO₃含有率を有するトバモライト
浄化材上記(2)に示した製造方法において、炭酸ガス
を充満させた容器中での処理時間を第２表に示
すように変化させることにより各種トバモライ
ト浄化材を得た。

【表】＜実施例＞実施例１各種多孔質浄化材を500c.c.入れたプラスチツク
水槽（30×16×22cm）に、一昼夜くみ置きした水
道水を９注入した。これら水槽にそれぞれ金魚
（14〜６cmの和金種）を10匹ずつ入れ、室内で通
常、１日当り数時間直射日光を受ける場所に３月
上旬から約２カ月放置し、それぞれ同量の市販の
餌を与え、且つ市販のエアーポンプで500c.c.／分
のエアーを送つて金魚を育てた。なお、蒸散した
水に常に一定量となるように追加した。上述の製造例で製造した各種多孔質浄化材を用
いたものをＡとし、また、比較のため、市販の小
石砂利、バクハン石、石灰石（いずれも粒径５〜
10mm）を上記多孔質浄化材の代りに使用した以外
は同様にして金魚を育てたものをＢ−１、Ｂ−
２、Ｂ−３とした。これらについて、水槽内の水
の状態及び金魚の生態について観察した。この結
果を第３表に示す。

【表】

【表】この結果、比較例として用いた小石砂利、バク
ハン石、石灰石のいずれも約２ケ月で金魚が死滅
したのに対して本発明の多孔質浄化材を入れたも
のは極めて高い生存率であつた。これは比較例で
は20日目頃から槽内の微生物が多く観察されるよ
うになり、25日目頃から藻が急速に発生し透視度
も悪くなり外からの観察は困難となつた。その
後、金魚の皮ふに白斑を生じる吸虫病やまわたの
ような白い膜におおわれる水カビ病などでつぎつ
ぎと死んでいつた。これに対して、本発明の多孔
質浄化材を入れたものは藻の発生が40日頃から槽
の壁面につき始め、多少槽内にも浮遊はしたが、
比較例のように浮遊微生物が非常に少なく、金魚
の上記のような病気の発生はなかつた。また、比
較例に対して、本発明ではPHの変化が小さく、窒
素・リンの溶存量は低く、養魚に好環境を長い間
維持していた。実施例２実施例１と同様にして、上記製造例(2)で製造し
た空〓率の異なる５種類の多孔質浄化材の効果の
違いを試験した。なお、試験期間は５月上旬から１ケ月とし、１
ケ月後の金魚の生存率、水質及び浮遊微生物の状
態と藻の発生時期を観察した。この結果を第４表
に示す。

【表】：普通程度に出現
＋：わずかに出現
第４表に示すように、多孔質浄化材の空〓率は
微生物の着床、有機物の分解に大きく関与してお
り、空〓率が50％以下では水槽内の浮遊微生物が
多くなるとともに藻の発生が早くなり、水質が悪
化して金魚の生存率が低かつた。実施例３実施例１と同様にして、上記製造例(3)で製造し
た中性化の状態が異なる６種類の多孔質浄化材の
効果の違いを試験した。試験期間は６月上旬から１ケ月とし、１ケ月後
の金魚の生存率、水質及び浮遊微生物の状態と藻
の発生期間を観察した。この結果を第５表に示
す。

【表】：普通程度に出現
＋：わずかに出現
第５表に示すように、中性化処理を192時間し
たものは他のものに比べて浄化能力が低下してい
た。このものは炭酸カルシウム含有率が36.2％と
高く、トバモライトの結晶がくずれて表面を完全
に被たことによると考えられる。よつて中性化処
理する場合にはCaCO₃含有率が30％以下とする
のが好ましい。実施例４まず、PHを４以下に調整した水150mlにトバモ
ライトとセオライトを各0.2ｇずつ投入した。第
１図に示すように、トバモライトを添加した水の
PHは徐々に上昇してゆき、生物が健全に生息でき
る下限のPH６を越え良好なPH値を示す結果となつ
た。これに対し、ゼオライトを添加した水のPHは
投入直後には多少の上昇はあるもののその後の変
化は見られず、ついに生物が健全に生息できる下
限PH６を越えることはなかつた。次にPH７の水500mlにトバモライトとゼオライ
トを各10mgずつ投入しこれに塩酸を0.05mlずつ添
加していつた。第２図に示すように、なにも投入
しなかつた水においては、1Nの塩酸を0.05mlず
つ添加していくことにより急激にPH値が低下し
た。そして、トバモライトを添加した水のPHは、
塩酸の添加量が徐々に増していつても安定したア
ルカリ性値を示していた。これに対し、ゼオライトを添加した水のPHは塩
酸の添加量0.1ml以前から酸性値を示し、塩酸の
添加量0.2ml時点からはPH６を下回つて緩やかに
低下していつた。＜発明の効果＞以上詳述したように、本発明に係る魚介類生息
水域用の多孔質浄化材は、その主成分であるトバ
モライトがPH緩衝作用を発揮して魚介類の排泄物
等の有機物に起因するPH低下を抑制するとともに
多孔質の表面に汚れの原因物質の一部を吸着し
て、その結果、水を浄化するという優れた効果を
発揮する。また、水中のリン酸が本発明の多孔質浄化材表
面から供給されるカルシウムイオンと反応して適
度に晶析除去される。さらに、前記多孔質浄化材が水中に放置される
と、その多孔に微生物が生息し、水域中に生成さ
れたアンモニアを酸化して亜硝酸から魚介類にと
つて毒性がほとんどないと言われている硝酸へと
硝化していく。加えて、この微生物が水の汚染源
である有機物を分解して水や炭酸ガスに変換する
ので、魚介類が生息可能な水域環境の維持が可能
になる。従つて、本発明によると、単に多孔質浄化材を
魚類の生息する水中に散布するだけでよいので、
従来技術と比較して簡単な作業により水環境の浄
化が可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は酸化した水にトバモライトとゼオライ
トを投入した後のPHの変化を比較した図であり、
第２図はPH７の水にトバモライトとゼオライトを
投入した後、徐々に塩酸を加えていつたときのPH
の変化を比較した図である。

Claims

【特許請求の範囲】１珪酸質原料及び石灰質原料を主成分とする水
スラリーに発泡剤を添加して発泡・硬化させて得
た硬化物を高温高圧下で水熱反応処理して得られ
且つ50〜90％の空〓率を有するトバモライトを主
成分とする魚介類生息水域用の多孔質浄化材。２前記トバモライトが、中性化処理されている
請求項１記載の魚介類生息水域用の多孔質浄化
材。３前記中性化処理が炭酸化処理である請求項２
記載の魚介類生息水域用の多孔質浄化材。