JPH11197681A - 濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】好気性の微生物を利用して水槽内の水を濾過す
るときに、微生物が繁殖し始めて実働濾過に至るまでの
立ち上がり時間を短縮できるようにすると共に、観賞魚
の糞などの***物に含まれるアンモニアを分解し硝酸塩
などに改変する濾過処理を効率良くできるようにする。 【解決手段】微生物を利用して水槽内の水を濾過する濾
過装置１００において、水槽２０内から濾過すべき水３
０ａを揚水する揚水ポンプ１４及びモータ２８と、この
揚水ポンプ１４からの濾過すべき水３０ａを収容する一
次及び二次濾過槽１７，１８と、少なくとも濾材として
の二次濾過槽１８内に収容された好気性の微生物と、こ
の微生物に空気４０を供給するエアポンプ２４とを備
え、空気４０に含まれる酸素を強制的に微生物に与え、
酸素が与えられた微生物によって濾過された後の清水３
０ｂを水槽２０内に戻すようになされたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、観賞魚などを収
容した水槽の水を濾過する場合などに適用できる濾過装
置に関する。詳しくは、好気性の微生物を利用して水槽
内の水を濾過するときに、その微生物に強制的に酸素を
与えることにより、微生物の増殖とその活性化とを促進
して、微生物が繁殖し始めて実働濾過に至るまでの立ち
上がり時間を短縮できるようにすると共に、観賞魚の糞
などの***物に含まれるアンモニアを分解し硝酸塩など
に改変する濾過処理を効率良くできるようにしたもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】熱帯魚などの観賞魚が入れられた水槽内
の水を濾過する濾過装置としては、濾過能力が大きく、
そのメンテナンスも容易である外部濾過装置が知られて
いる。この種の濾過装置１０は図５のように使用される
場合が多い。

【０００３】図５において、所定の大きさであって、所
定量の水３０が蓄えられた水槽２０上には濾過装置１０
が載置され、この水槽２０内にはストレーナ１が取り付
けられた吸水パイプ２が置かれる。この吸水パイプ２に
は揚水ポンプ３が接続され、この揚水ポンプ３によって
汲み上げられた水（汚れた水）が濾過槽４に送給されて
濾過される。濾過後の水（清水）は排水パイプ５を通っ
て水槽２０内に戻される。このように濾過装置１０を介
して水３０を循環させることによって汚れた水を濾過し
ている。

【０００４】同図に示す濾過装置１０の濾過方法は周知
のように、フィルタで汚れを濾過する物理濾過法と、観
賞魚の糞などの***物に含まれるアンモニアなどを好気
性微生物を利用して分解し硝酸塩に変えて濾過する微生
物濾過法とが併用されている場合が多い。このような濾
過方法を併用することによって大量の水３０を濾過する
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した濾
過装置１０において、微生物濾過方法を適用する場合
に、濾過槽４内の濾材に繁殖させる微生物は、例えばバ
クテリアなどのような好気性の微生物である。従来の微
生物濾過方法を適用した濾過装置１０によると、微生物
は水槽２０内の水３０に溶存する酸素又は濾過槽４の大
気に面した部分から自然に入り込んだ微量の酸素によっ
て繁殖すると共に、このわずかな酸素を利用して活性化
する。

【０００６】しかしながら、水槽２０内に溶存する酸素
は水槽２０内の観賞魚によって消費され、濾過装置１０
に送られた残りの酸素を微生物が消費するというサイク
ルであったために、濾過装置１０内への酸素供給量が不
足気味になり易い。

【０００７】このような問題を解決するため、水槽２０
内にエアーポンプなどを使用して細かい泡を噴出し、水
槽２０内の水に十分な酸素が溶存するように工夫するこ
とも考えられる。しかし、そうすると水槽２０内に空気
吹き出し部を配置しなければならないので、美観を損ね
ることになる。またこの空気吹き出し部を使用しても、
濾過装置１０に吸入された際には十分な酸素を溶存でき
ていないのが現状である。

【０００８】このようなことから、濾過槽４に十分な酸
素を溶存できないため、微生物の活性化が弱く、水３０
を濾過するに足る微生物が増殖するまでには相当な時間
がかかっている。出願人の実験に依れば通常の大きさ
（容積）の水槽を使用した場合で、微生物が増殖するの
に約１ヶ月程の日数を要している。そのため、従来では
微生物が十分増殖するまでの間、アンモニアを吸着する
代替濾材（活性炭などの吸着濾材）が必要になってい
る。活性炭などを使用する場合にはこれを頻繁に交換す
る必要があるため、交換作業が面倒であったり、その維
持費も相当なものである。

【０００９】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、好気性の微生物を利用して水
槽内の水を濾過するときに、微生物が繁殖し始めて実働
濾過に至るまでの立ち上がり時間を短縮できるようにす
ると共に、観賞魚の糞などの***物に含まれるアンモニ
アを分解し硝酸塩などに変える濾過処理を効率良くでき
るようにした濾過装置を提案するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明に係る濾過装置は、微生物を利用して水槽
内の水を濾過する濾過装置において、水槽内から濾過す
べき水を吸水する吸水部と、この吸水部からの濾過すべ
き水を収容する容器と、少なくとも濾材としての容器内
に収容された好気性の微生物と、この微生物に空気を供
給する空気供給部とを備え、空気に含まれる酸素を強制
的に微生物に与え、その酸素が与えられた微生物によっ
て濾過された後の水を水槽内に戻すようになされたもの
である。

【００１１】この発明によれば、微生物に強制的に酸素
を供給するようにしたので、濾過すべき水に含まれた酸
素や、大気中から自然に入り込んだ微量の酸素などを利
用して、微生物を繁殖させる場合に比べて、大幅に微生
物の増殖と、その活性化とを促進させることができる。

【００１２】したがって、微生物を容器に寄生（収容）
させてからその微生物が繁殖し実働濾過に至るまでの立
ち上がり時間を短縮できると共に、観賞魚の糞などの排
泄物に含まれるアンモニアを分解し硝酸塩に変わる濾過
処理を効率良く行うことができる。これにより、本装置
を観賞魚用濾過装置などに十分応用することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】続いて、この発明に係る濾過装置
の一実施形態について、観賞魚などを飼育する際に水槽
の上部に置いて使用できる上部フィルタ式の濾過装置を
例にして、図面を参照しながら詳細に説明をする。

【００１４】この実施の形態では、好気性の微生物を利
用して水槽内の水を濾過するときに、その微生物に強制
的に酸素を与えることにより、微生物の増殖とその活性
化とを促進して、微生物が繁殖し始めて実働濾過に至る
までの立ち上がり時間を短縮できるようにすると共に、
観賞魚の***物に含まれるアンモニアを分解し硝酸塩な
どに変わる濾過処理を効率良くできるようにしたもので
ある。

【００１５】この発明に係る濾過装置１００は図１に示
す水槽２０の上に置いた状態で使用されると共に、微生
物を利用して水槽２０内の水を濾過するものである。濾
過装置１００は容器としての装置本体１１と、この装置
本体１１の上部開口部を閉蓋する蓋部１２とで構成され
る。装置本体１１は図示するように所定の長さを有する
有底箱状を成している。蓋部１２には吸・排気口１３が
設けられており、装置本体１１内と外部とで空気が流通
できるようになされている。

【００１６】この装置本体１１内は図２に示すような４
つの部屋に分かれており、左端部側の部屋には吸水部の
一部を構成する揚水ポンプ用のモータ２８が取付けられ
る。このモータ２８の回転軸には揚水ポンプ１４が接続
され、この揚水ポンプ１４を回転することで、水槽２０
内から濾過すべき水（以下被濾過水という）３０ａが汲
み上げられる。揚水ポンプ１４は遠心ポンプなどを使用
することができ、モータ２８で羽根車（インペラ）を回
転させながら強い揚水流を作ることにより、水面よりも
高い位置にある装置本体１１に水が汲み上げられる。

【００１７】この揚水ポンプ１４の吸水側には本体装置
１１の床部を貫通して従来例と同様に吸水パイプ２が接
続され、その吸水パイプ２の下部先端にはストレーナ１
が取付けられている。ストレーナ１を設けたのは魚や水
草などを吸い込まないようにするためである。また、揚
水ポンプ１４の排水側には従来例と異なり先端がＵ字形
を有した揚水パイプ１５が接続される。モータ取付け部
の隣の部屋には仕切板１６ａを有して第１濾過部として
の一次濾過槽１７が並設され、Ｕ字形の揚水パイプ１５
の先端が対向される。一次濾過槽１７の内部左右側には
突起部３５ａ，３５ｂが設けられる。この突起部３５
ａ，３５ｂ上に格子部３４が載置されている。この格子
部３４上に後述する濾材３１〜３３が収納される。一次
濾過槽１７では水槽２０から汲み上げられた被濾過水３
０ａに含まれる糞などの異物が濾過される。

【００１８】この一次濾過槽１７の隣の部屋には仕切板
１６ｂを有して第２濾過部としての二次濾過槽１８が並
設されている。一次濾過槽１７と二次濾過槽１８との間
には底部床面上であって仕切板１６ｂを貫通した連絡通
路２１が設けられ、被濾過水３０ａが自由に二次濾過槽
１８に流出できるようになされている。二次濾過槽１８
の内部左右側には突起部３６ａ，３６ｂが設けられる。
この突起部３６ａ，３６ｂ上に格子部３７が載置されて
いる。この格子部３７上に濾材部１９が収納される。

【００１９】この濾材としては、少なくともバクテリア
などの好気性の微生物が収容され、この微生物を繁殖さ
せるために濾材部１９は任意の有形物を所定の厚みに積
み重ねたものである。この有形物には細かく分断された
パイプ状や、図２に示すような球状のセラミックス（焼
き物）部材が使用できる。要は微生物が寄生しやすい形
状であって、酸素に多く触れる形状であればよい。

【００２０】二次濾過槽１８では一次濾過槽１７からの
異物が濾過された後の被濾過水３０ａが収容されると共
に、その被濾過水３０ａに含まれるアンモニアなどが好
気性の微生物によって分解されて硝酸塩などに変化す
る。この二次濾過槽１８の格子部３７の下方であってそ
の底部には微生物に空気（酸素）を供給するための空気
吹き出し用のユニット２２が設けられ、そのユニット２
２の一端には吸気パイプ２３が接続される。

【００２１】空気吹き出し用のユニット２２には直線状
若しくはＵ字状に折曲げたアルミパイプ又はステンレス
パイプが使用される。これらパイプの一端は終端部を成
し、他端には吸気パイプ２３と接続するためのパイプ接
続部２２ａが設けられる。このユニット２２の管面には
細かい空気４０の泡を噴出させるために多数の噴出口２
２ｂが開口されている。これは濾材部１９の全面にわた
って均一に空気４０を送り込むようにするためである。
その仕様の一例を説明すると、吸気パイプ２３の外径を
８ｍｍφ程度としたとき、ユニット２２の外径は例えば
１０ｍｍφ程度で、その噴出孔径が０．３〜０．５ｍｍ
程度であり、噴出孔間隔は１〜２ｍｍ程度である。図で
は一定間隔で、管面上部および管面側部のそれぞれに噴
出口２２ｂが穿設されている。

【００２２】このパイプ接続部２２ａには例えば塩化ビ
ニール製の吸気パイプ２３が接続され、その他端には空
気供給部としてのエアポンプ２４が取付けられる。この
例ではエアポンプ２４から吸気パイプ２３及び空気吹き
出し用のユニット２２を経由して好気性の微生物に対し
て、二次濾過槽１８の底部から空気４０が送り込まれる
ようになされている。これにより、空気４０に含まれる
酸素を強制的に微生物に与えることができる。酸素を強
制的に二次濾過槽１８に送り込むことで、二次濾過槽１
８に酸素を送り込まない場合よりも微生物の繁殖力を多
くすることができる。

【００２３】この二次濾過槽１８の隣の部屋、すなわ
ち、本体装置１１の右端部側の部屋には仕切板１６ｃを
有して沈澱部としての異物沈澱槽２５が並設され、二次
濾過槽１８で濾過された後の清水３０ｂが仕切板１６ｃ
を越えて異物沈澱槽２５に流入するようになる。例え
ば、仕切板１６ｃの上部にはアンダカット部（図１参
照）１６ｄが設けられ、二次濾過槽１８から異物沈澱槽
２５側へ清水３０ｂが堰流する。

【００２４】この異物沈澱槽２５では濾過後の清水３０
ｂに含まれる異物が沈澱するようになる。異物沈澱槽２
５内には一端が所定の高さを有した清水流入用の排水管
路２６が設けられる。この排水管路２６の外周部にはつ
ば部２７が設けられる。排水管路２６は本体装置１１の
床部を貫通してその他端が水槽２０の水面下に浸かるよ
うに置かれる。このとき、つば部２７で本体装置１１の
床部に排水管路２６が止まるようになされている。排水
管路２６の他端を水面下に浸したのは、清水３０ｂが液
面に落ちる音を消す効果を持たせるためである。この排
水管路２６を越えた清水３０ｂは水槽２０内に戻るよう
になされている。

【００２５】これにより、水槽２０、ストレーナ１、吸
水パイプ２、一次濾過層１７、二次濾過層１８、異物沈
澱層２５、排水管路２６及び水槽２０を水３０（被濾過
水３０ａ及び清水３０ｂ）が循環する濾過装置１００を
構成することができる。

【００２６】次に、このように構成された濾過装置１０
０の濾過処理中の動作を図３及び図４を参照して説明す
る。説明の便宜上、図３及び図４は濾過装置１００の一
部のみが図示されている。この例では、微生物濾過に加
えて物理濾過を併用して濾過処理を行うようにした場合
を説明する。

【００２７】図３に示す一次濾過槽１７は３層構造とな
されており、最上層の濾材３１には、物理濾過を行うた
めの濾材であって、糞やゴミなどを大まかに濾過するた
め網材が所定の厚みとなるように充填される。中間層の
濾材３２には網材を通過した糞やゴミを更に濾過するウ
ールマット材が所定の厚みになるように積層される。最
下層の濾材３３には水質を安定化させるための濾過処理
を行う濾材であって、吸着性のよい活性炭やピートなど
の濾材が同じように充填される。これらの濾材３１〜３
３は格子部３４上に積層される。

【００２８】この物理濾過処理を併用した場合におい
て、水槽２０の水３０を微生物濾過するためには、まず
濾過装置１００を水槽２０の上に載置（セット）する。
その後、濾過装置１００の駆動電源スイッチ（図示はし
ない）を入れる。この電源スイッチはエアーポンプ２４
及びモータ２８の電源スイッチを兼用したものが使用で
きる。この電源スイッチのオンによって、モータ２８が
回転すると共に、ポンプ１４が駆動して被濾過水３０ａ
の揚水が始まる。

【００２９】この揚水によって、一次濾過槽１７に被濾
過水３０ａが流入される。一次濾過層１７では最上層の
濾材３１によって、比較的に大きな形状の糞やゴミなど
が大まかに濾過され、ここを通過した細かい糞やゴミ
が、中間層の濾材３２によって濾過される。更に中間層
を通過した糞やゴミが最下層の濾材３３によって、ほぼ
水質が安定化される。水質が安定した被濾過水３０ａは
一次濾過層１７から連絡通路２１を通って二次濾過層１
８に流出する。

【００３０】二次濾過層１８では電源スイッチのオンと
同時に始動された図４に示すエアーポンプ２４から、吸
気パイプ２３及び空気吹き出し用のユニット２２を介し
て空気４０が送給される。この空気４０がユニット２２
から二次濾過槽１８内への噴出が開始される。噴出され
た空気４０は濾材部１９を通りながら上昇する。濾材部
１９は微生物、特に好気性の微生物（本例ではバクテリ
ア）を繁殖させる濾材であるので、この濾材部１９を通
過することによって好気性の微生物に酸素が補給され
る。

【００３１】そして、被濾過水３０ａに含まれるアンモ
ニアは好気性の微生物によって分解され硝酸塩に変化す
る。この二次濾過槽１８で酸素が与えられた微生物によ
って濾過された後の清水３０ｂは仕切板１６ｃを越えて
異物沈澱槽２５に流入する。この異物沈澱槽２５では濾
過後の清水３０ｂに含まれる硝酸塩などの異物が沈澱
し、この異物沈澱槽２５内の管路２６を越えた清水３０
ｂが水槽２０内に戻るようになる。

【００３２】このように本実施の形態によれば、二次濾
過層１８に空気吹き出し用のユニット２２と、更にこの
ユニット２２に空気４０を送るエアポンプ２４とが設け
られたので、酸素を強制的に二次濾過槽１８に送り込む
ことができる。

【００３３】この構成によって、二次濾過槽１８に酸素
を送り込まない場合よりも微生物の繁殖力を多くするこ
とができるので、空気４０に含まれる酸素を強制的に微
生物に与えることができる。これにより、被濾過水３０
ａに含まれた残留酸素などを利用して、微生物を繁殖さ
せる場合に比べて大幅に微生物の増殖と、その活性化と
を促進させることができる。これに関して発明者の実験
によれば、従来の１／３〜１／４の時間で十分な微生物
の繁殖が確認された。

【００３４】従って、微生物が二次濾過槽１８に寄生し
てからその微生物が繁殖し実働濾過（最適環境）に至る
までの立ち上がり時間を大幅に短縮できる。これと共
に、酸素を与えた微生物によって濾過された後の清水３
０ｂを水槽２０内に戻すことができるので、観賞魚の糞
などの***物に含まれるアンモニアなどを分解し硝酸塩
に改変する濾過処理を効率良く行うことができる。

【００３５】なお、微生物の繁殖に供しなかった余剰な
酸素はそのまま清水３０ｂに溶存して水槽２０内に戻さ
れるから、水槽２０内に棲む魚にとっても棲息環境が改
善される。

【００３６】また、本実施の形態では一次濾過層１７と
二次濾過層１８とが仕切板１６ａで分離され、水質があ
る程度定まった被濾過水３０ａが連絡通路２１を通って
二次濾過層１８に流出するようになされたので、二次濾
過層１８における空気吹き出し用のユニット２２の目詰
りなどを防止できる。

【００３７】更に、本実施の形態では二次濾過層１８の
底部に空気吹き出し用のユニット２２が設けられたの
で、水質がある程度定まった被濾過水３０ａを好気性の
微生物により濾過することができる。

【００３８】また、本実施の形態では二次濾過層１８の
隣に異物沈澱層２５が設けられたので、硝酸塩などの異
物を沈澱した後の清水３０ｂを排水管路２６を通して水
槽２０に戻すことができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の濾過装
置によれば、微生物に空気を供給する空気供給部が設け
られ、この空気に含まれる酸素を強制的に微生物に与
え、その酸素が与えられた微生物によって濾過された後
の水を水槽内に戻すようになされたものである。

【００４０】この構成によって、濾過すべき水に含まれ
た酸素などを利用して、微生物を繁殖させる場合に比べ
て大幅に微生物の増殖と、その活性化とを促進させるこ
とができる。これにより、微生物を容器に収容してから
その微生物が繁殖し実働濾過に至るまでの立ち上がり時
間を短縮できると共に、観賞魚の糞などの***物に含ま
れるアンモニアを分解し硝酸塩に改変する濾過処理を効
率良く行うことができる。

【００４１】従って、この発明は観賞魚などを飼育する
水槽の上部濾過装置などに適用して極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る濾過装置１００の一実施形態を
示す要部の斜視図である。

【図２】実施形態としての濾過装置１００の構成例を示
す断面図である。

【図３】濾過装置１００の揚水ポンプ及び一次濾過槽の
動作例を説明する一部破砕断面図である。

【図４】濾過装置１００の二次濾過槽１８及び異物沈澱
槽２５の動作例を示す一部破砕断面図である。

【図５】従来方式の外部濾過装置１０の構成例の要部を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ストレーナ ２ 吸水管 ３，１４ 揚水ポンプ ４ 濾過槽 ５，１５ 揚水パイプ １０，１００ 濾過装置 １１ 装置本体 １２ 蓋部 １３ 吸・排気口 １７ 一次濾過槽 １８ 二次濾過槽 １９ 濾材部 ２２ 空気吹き出し用のユニット ２３ 吸気パイプ ２４ エアポンプ ２５ 異物沈澱槽 ２６ 排水管路 ２８ モータ ４０ 空気

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微生物を利用して水槽内の水を濾過する
   濾過装置において、 前記水槽内から濾過すべき水を吸水する吸水部と、 前記吸水部からの前記水を収容する容器と、 少なくとも濾材としての前記容器内に収容された好気性
   の微生物と、 前記微生物に空気を供給する空気供給部とを備え、 前記空気に含まれる酸素を強制的に微生物に与え、 前記酸素が与えられた微生物によって濾過された後の水
   を前記水槽内に戻すようになされたことを特徴とする濾
   過装置。
2. 【請求項２】 前記水槽内の水を収容する容器が設けら
   れる場合であって、前記容器は、 前記水槽内の水に含まれる異物を濾過する第１の濾過部
   と、 前記第１の濾過部との間に連絡通路を有して該第１の濾
   過部に並設された第２の濾過部とを有し、 前記異物が濾過された後の水を前記第２の濾過部に収容
   した好気性の微生物によって濾過するようになされたこ
   とを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
3. 【請求項３】 前記容器に第２の濾過部が設けられる場
   合であって、 前記第２の濾過部の底部に空気吹き出し部が設けられ、 前記第２の濾過部に収容された好気性の微生物に対して
   前記第２の濾過部の底部から空気が送り込まれるように
   なされたことを特徴とする請求項２記載の濾過装置。
4. 【請求項４】 前記容器に第２の濾過部が設けられる場
   合であって、 前記容器は、 前記第２の濾過部との間に仕切板を有して該第２の濾過
   部に並設された沈澱部を有し、 前記仕切板を越えて前記沈澱部に流入した濾過後の水に
   含まれる異物が沈澱するようになされたことを特徴とす
   る請求項２記載の濾過装置。
5. 【請求項５】 前記容器に沈澱部が設けられる場合であ
   って、 前記沈澱部内に、 前記水槽に通ずる所定の高さの管路を有した排水部が設
   けられ、 前記排水部の管路を越えた濾過後の水が前記水槽内に戻
   るようになされたことを特徴とする請求項４記載の濾過
   装置。