JPH0626397Y2 - 養魚槽用水処理装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、養魚槽用の水処理装置に関するものである。
さらに詳しくいえば、本発明は中空糸状の酸素富化膜の
外側を菌体を固定化する能力のある繊維または高分子材
料で被覆した酸素富化型微生物固定化担体と、酸素富化
膜型中空糸とを共存させ、水の浄化と溶存酸素の増加と
を行う養魚槽用水処理装置に関するものである。

＜従来の技術＞ 陳列、展示、鑑賞用、運搬用、養殖用等のため種々の養
魚槽が用いられている。そして、養魚槽では、水の汚濁
防止のため、水処理装置を設ける必要がある。

従来、好気性の水処理装置としては、活性汚泥法、浸漬
ろ床法、回転円板法等があり、産業排水下水等の処理に
広く用いられている。しかしこれらの方法は、装置が大
型であるとか、管理の困難さ、生成汚泥の処理等、問題
があって、養魚槽用には適用できない。

近年、バイオテクノロジーの進展に伴い、水処理分野で
も水処理用微生物を固定化した材料を用い、効率的に水
処理を行うことが試みられている。

酸素や微生物菌体を固定化する方法は、包括法、架橋
法、担体結合法に大別され、担体結合法はさらに共有結
合法、イオン結合法および物理吸着法に分類することが
できる。

これらの方法で得られた固定化微生物菌体は通常ゲルビ
ーズ状、もしくはフィルム状であり、カラムなどの反応
容器に充填して用いられる。

これらの固定化微生物が水中の汚濁物を好気的に分解処
理する場合、汚濁物および溶存酸素がビーズ状の固定化
材中を拡散して微生物に供給される必要があり、反応速
度がおそく、場合によってはビーズの内部が嫌気性にな
り微生物の活性が落ちる欠点を有している。従って、こ
のものも養魚槽用の水処理装置としては適さない。

そこで、本考案者らは、先に酸素富化機能を有する中空
糸の外面に、菌体を固定化しうる繊維を被覆した酸素富
化型微生物固定化担体を提案している（特願昭６１−１
５４６１６号）。

このものは、微生物の活性度が高く、かつ処理速度が速
く、水処理装置として好適である。

＜考案が解決しようとする課題＞ しかし、このものを養魚槽用の水処理装置として適用し
た場合、特に活魚を大量輸送するように、槽内に大量の
魚を収容しようとすると、処理能力が低く、汚濁が増大
する。また、溶存酸素量が低下する。

このためには、槽内に空気を送入すればよいが、通常の
空気のバブリング等の送入法では実効がない。

本考案の目的は、大量の魚を収容しても、微生物の活性
度が高く、かつ処理速度が速く、汚濁が少なく、溶存酸
素量が低下しない養魚槽用の水処理装置を提供すること
にある。

＜問題を解決するための手段＞ このような目的は下記の本考案によって達成される。す
なわち本考案は、酸素富化機能を有する中空糸の外側
を、菌体を固定化する能力のある維または高分子材料に
て被覆した酸素富化型微生物固定化担体と、酸素富化膜
型中空糸とを有し、前記両中空糸内に空気を供給し、前
記酸素富化型微生物固定化担体と酸素富化膜型中空糸を
養魚槽内の水と接触させ、水の浄化と溶存酸素の増加と
を行う養魚槽用水処理装置である。

本考案に用いられる反応担体の構成材料の一つである酸
素富化型中空糸としては、ポリジメチルシロキサン系中
空糸を挙げることができる。

また、菌体固定用の繊維としてはアミノアセタール化ポ
リビニルアルコール系繊維、スルホン化ポリビニルアル
コール系繊維、ビニルピリジングラフト化ポリオレフィ
ン繊維、ビニルピリジングラフト化ポリエステル繊維な
どのカチオン化ないしはアニオン化された合成繊維を挙
げることができる。

また固定化用高分子材料としては、ポリアクリル酸、ポ
リビニルピリジンなどのアニオン性ないしはカチオン性
の高分子電解質を挙げることができる。

菌体としては馴養により自然に繁殖した好気性微生物、
硝化菌など公知の種々のものが使用可能である。

被覆は、（１）酸素富化型中空糸の周りを上記繊維にて
組紐状に編織する、 （２）同中空糸の周りに上記繊維を巻き付ける、 （３）同中空糸と上記繊維とを混織する、 （４）同中空糸の外側にアクリル酸、ビニルピリジンな
どの高分子電解質モノマーをグラフト重合する、 （５）同中空糸の外側を水処理用微生物菌体を含む高分
子電解質水溶液にてコーティングしたのち、カルシウム
等の金属塩にて不溶化する、等の方法によって達成され
る。

酸素富化型微生物固定化担体１は、第１図に示されるよ
うに、酸素富化型中空糸２の外側を繊維状または高分子
材料の微生物固定化担体３にて被覆したものである。

そして、第２図に示されるように、この担体１を束ね、
担体束１５の末端の中空糸２部分をイリコーンゴム等の
シーラント４にて包埋し、中空糸の内側より空気を送る
ことができるように成型し、締め具５を装着してモジュ
ール化できる。

モジュール１０の形としては、担体３が紐状であり、第
３図に示されるような担体束１５、第４図に示されるよ
うな担体３と中空糸２との織物、第５図に示されるよう
な担体３の織物を中空糸２の束に巻いた状態など反応槽
の形状に合わせて形成することができ、接触効率および
処理効率のよいモジュールを作成することができる。

このようにして得られたモジュール１５の酸素富化型中
空糸２の内側より空気を供給することにより、外側の固
定化担体３の固定化されている微生物に、通常の空気に
よる溶存酸素濃度以上の濃度にて酸素が供給されるた
め、活性度の高い微生物相が形成される。

本考案の水処理装置は、第６図に示されるように、微生
物固定化機能と酸素富化機能とを合わせ持つ処理効率よ
い酸素富化型微生物固定化モジュール１０を備えた好気
性反応槽６に、上記の酸素富化型中空糸２のモジュール
２０を用いた溶存酸素向上槽７を付加することにより構
成される。

この場合、酸素富化型中空糸２のモジュール２０は、前
記に準じ、中空糸２を重ね、この中空糸束からモジュー
ル化すればよい。

このようにして得られたモジュール２０の中空糸２の内
側に空気を供給することにより、外側の水には通常の空
気のエアレーションにより得られる溶存酸素以上の濃度
にて酸素が供給される。この結果、活魚を大量に収容し
たときの酸素不足が解消し、しかも処理能力の低下が防
止される。

これに対して、養魚槽８に空気をバブリングしたり、あ
るいは酸素富化機能のない中空糸を用いたときには、本
発明の効果は格段と減少してしまう。

このような構成において、好気性反応槽６および溶存酸
素向上槽７に、循環ポンプ９にて養魚槽８内の水を循環
し、モジュール１０、２０の外面に水を接触させる。ま
た、両モジュール１０、２０の中空糸内には好ましくは
圧縮空気を供給する。

図示例では、好気性反応槽６および溶存酸素向上槽７が
別槽となっているが、これらは同一槽であってもよく、
あるいは一方または両方が養魚槽８内に存在していても
よい。ただし、好気性反応槽６は保守の点で養魚槽８と
は別の槽とすることが好ましい。

また、水および圧循空気の循環ないし送入の仕方は、図
示例の他、それぞれ独立に循環ないし送入することもで
きる。ただし、水の循環については、モジュール２０に
て溶存酸素量を増加してから好気性反応槽６に導入する
ことが好ましい。

本考案の水処理装置は固定化されている微生物に濃厚な
酸素が容易に供給されるため処理効率が高く、しかも菌
体が固定化されているため汚泥分離の必要がない省エネ
ルギー的な装置である。

＜実施例＞ 次に実施例により本考案をさらに詳細に説明する。

実施例１ 本考案装置の一例として、第６図に示される酸素富化型
水処理装置を作製した。

担体１は、内径0.175mm外径0.35mmのポリジルメチルシ
ロキサン中空糸２の周りを、ジメチルアミノアセタール
化したポリビニルアルコール系微生物固定化繊維３にて
編織して形成した。

この５０cmの酸素富化型微生物固定化担体１を２５０本
束ねた酸素富化型微生物固定化モジュール１０を収納し
て容量２の好気性反応槽６とした。

また、内径0.175mm、外径0.35mm、長さ５０cmのポリジ
メチルシロキサン中空系２を１０００本束ねた酸素富化
型中空糸モジュール２０を収納して４の溶存酸素向上
槽７を形成した。

これらを１５０の養魚槽８および循環ポンプ９と連結
した。

養魚槽８にＴＯＣ０．３ppmの井戸水１４０及び体重
５０グラムの琉金２５０匹を入れ、モジュール１０、２
０には１００ｋｐａの圧縮空気を毎分３０cc流し、、ポ
ンプ９にて養魚槽８の水を毎分５の流速にて、好気性
反応槽６及び溶存酸素向上槽７を通して循環させた。

この結果、溶存酸素濃度は２０℃で１１．２ppmに維持
され、一ケ月後の琉金の生存率は９６％で、水のＴＯＣ
は０．５ppm、アンモニア性窒素の濃度は０．０３ppmと
良好であった。

これに対し、溶存酸素向上槽７を用いない場合は溶存酸
素濃度が２０℃で５．２ppmになり、一ケ月後の琉金の
生存率は８０％、ＴＯＣは０．７ppm、アンモニア性窒
素は０．１ppmであった。

また、従来のエアレーション、砂ろ過方式による場合、
水量１４０の養魚槽に毎分２の空気をバブリングし
たときには、溶存酸素は４．５ppmになり、一ケ月後の
ＴＯＣは４．３ppm、アンモニア性窒素は０．８ppmと高
くなり、しかもバブリングによる水の攪はんのため、魚
体の損傷があり、琉金の生存率は６５％と低下した。

＜考案の効果＞ 本考案によれば、大量に魚類等を収容したときにも、汚
濁防止処理能力がきわめて高く、溶存酸素量の低下がき
わめて少ない養魚槽水処理装置が実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に用いる酸素富化型微生物固定化担体
の１例を示す部分斜視図である。 第２図は酸素富化型微生物固定化担体のモジュールの１
例を示す部分斜視図である。 第３図、第４図および第５図は、それぞれ、酸素富化型
微生物固定化担体のモジュールの具体例を示す正面図で
ある。 第６図は、本考案の養魚槽用水処理装置の１例を示す概
略構成図である。 符号の説明 １……酸素富化型微生物固定化担体、 ２……中空糸、 ３……固定担体、 １０……酸素富化型微生物固定化担体のモジュール、 ２０……酸素富化型中空糸のモジュール、 ６……好気性反応槽、 ７……溶存酸系向上槽、 ８……養魚槽、 ９……循環ポンプ、

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】酸素富化機能を有する中空糸の外側を、菌
   体を固定化する能力のある繊維または高分子材料にて被
   覆した酸素富化型微生物固定化担体と、酸素富化膜型中
   空糸とを有し、前記両中空糸内に空気を供給し、前記酸
   素富化型微生物固定化担体と酸素富化膜型中空糸を養魚
   槽内の水と接触させ、水の浄化と溶存酸素の増加とを行
   う養魚槽用水処理装置。