水净化系统、水净化方法、水净化系统的启动方法以及水净化单元的制作方法_4

文档序号:9552313阅读:来源:国知局
元100之间的预定间隙G。在本图中示出的水净化单元100的支撑腿551从水净化单元100的下表面550a延伸。支撑腿551可以选择性地设置成从上表面550b或侧面550c延伸。可选地,在水净化单元100的下表面550a或上表面550b可以在与不同的水净化单元100中的管18的另一端18b对应的部分处以横穿侧面550c的方式凹陷,使得多个水净化单元100能够与设置支撑腿551的情况同样地适当堆叠。还可选地,可以将支撑腿设置到稍后说明的不同的水净化单元,或者可以使不同的水净化单元的表面如上所述地凹陷。可以将不同的水净化单元和水净化单元100堆叠在一起。
[0069]如图4所示,在根据本实施方式的水净化系统I中,连通部件(管18)整体设置在保持槽2内。可选地,从厌氧空间3延伸的连通部件可以贯通保持槽2的侧面2a、在保持槽2的外侧向上延伸并且再次贯通保持槽2的侧面2a从而到达好氧区域90。这种结构可以同样适用到稍后说明的水净化系统210和750。
[0070]如果网状构件32的强度足够大从而能够承受绝对厌氧层4、兼性厌氧层5和好氧层6等的重量,则可以将网状构件32直接载置在中空构件30的上表面上而不需要使板状构件31介于网状构件32和中空构件30之间。
[0071]此外,在水净化系统I中,未安装包围构件131的第一细菌可栖息部140可以设置于保持槽2的内底面2c以形成封闭空间。在这种情况下,保持槽2和水净化单元100构成了形成封闭空间用的封闭空间形成部件。如果第一细菌可栖息部140的暗色土 40没有变松,则不需要设置中空构件30、板构件31和网状构件32中的至少任意一个。
[0072]如上所述,根据本发明的第一实施方式的水净化系统I包括:好氧区域90,其包括包含来自于水圈生物的有机物和氧气的饲养水9 ;好氧层6,其与好氧区域90连通并且可以栖息好氧细菌;兼性厌氧层5,其与好氧层6邻接地设置且可以栖息兼性厌氧细菌;绝对厌氧层4,其与兼性厌氧层5邻接地设置、可以栖息绝对厌氧细菌并且由暗色土 40制成;厌氧空间3,其具有厌氧环境、允许栖息于绝对厌氧层4的绝对厌氧细菌及其生成物流入;以及管18,其作为连通厌氧空间3和好氧区域90的连通部件。
[0073]在如此构造的水净化系统I中,在饲养水9中的有机物达到好氧层6并随后到达兼性厌氧层5,以便被分别栖息于各层好氧细菌和兼性厌氧细菌分解。如此得到的分解物随后达到绝对厌氧层4并且被绝对厌氧细菌分解。在此阶段,用作绝对厌氧细菌的硫酸还原菌B从硫化合物中生成硫化氢。如此生成的硫化氢在硫化氢有害性降低区域143中降低有害性,该硫化氢有害性降低区域143形成在好氧区域90、好氧层6、兼性厌氧层5、绝对厌氧层4和厌氧空间3中的至少一方。具体地,通过使硫化氢与饲养水9中的铁组分进行反应同时与硫酸还原菌B —起移动到好氧区域90以形成对水圈生物的有害性比硫化氢低的硫化铁(FeS)来降低硫化氢的有害性,或者通过栖息于硫化氢有害性降低区域143的硫氧化菌、光合细菌等将硫化氢转变成对水圈生物的有害性比硫化氢低的不同的硫化合物来降低硫化氢的有害性。已经移动到好氧区域90的硫酸还原菌B通过与硫化铁反应而变得即使在好氧环境中也能够栖息。硫酸还原菌B到达好氧层的表面,并且如果有机物的量相对地大则分解有机物,如果有机物的量相对地小则进入休眠状态以便增加待分解的有机物的量。既不需要用于补充过滤功能的单独的装置也不需要半永久地或长期地换水处理和换砂处理,就能够通过来自于水圈生物的、包含在饲养水9中的有机物的分解以及通过上述的分解生成的硫化氢的有害性的降低来抑制保持槽2中有害物质的堆积并且能够净化保持槽2中的饲养水9。此外,即使在水圈生物已经长大之后也无需减少饲养的水圈生物的数量,而且与传统的情况相比可以增加可饲养的水圈生物的数量。
[0074]上部开口的中空构件30的开口 30a被具有透水性且阻挡暗色土 40通过的网状构件32封闭。利用暗色土 40覆盖中空构件30和网状构件32的周围以在中空构件30的内部形成厌氧空间3。因而,可以容易地形成厌氧空间3并长时间地保持该厌氧空间3。
[0075]此外,硫酸还原菌B原本栖息于暗色土 40。由暗色土 40制成的绝对厌氧层4使得硫酸还原菌B容易且可靠地繁殖以便形成能够分解足够量的有机物的绝对厌氧层4。
[0076]好氧层6的表面设置有由珊瑚砂70制成的珊瑚层7,以便从珊瑚砂70洗提出碳酸钙从而保持饲养水9与海水同样具有弱碱性。因此,能够使保持槽2的内部被保持成适于饲养咸水鱼的环境,并且能够抑制硫酸还原菌B的活性的降低。
[0077]可以代替珊瑚砂70而使用或者可以与珊瑚砂70 —起设置如下物质:包含碳酸钙的水质调节剂、蛋壳或者同样地具有将碳酸钙组分洗提到饲养水9中的功能的物质等。可选地,可以将水质调节剂或蛋壳等设置成将中性的或酸性的饲养水9调节成具有弱碱性。例如,饲养水9因为保持槽2包含大量或极其少量的诸如排泄物等的有机物而被中性化或酸性化。如果包含大量的有机物,则可以通过将饲养水9调节成具有弱碱性来促进有机物的分解。能够使分解能力由于极其少量的有机物而显著降低的硫酸还原菌B再次活性化。在保持槽2非常可能接收酸性物质的情况下,例如当保持槽2置于户外时会遭受酸雨的情况下,优选地,预先添加水质调节剂、蛋壳等。
[0078]采用根据本发明的第一实施方式的水净化方法作为饲养水圈生物的方法。该方法包括:在饲养水9中设置块状的第一细菌可栖息部140,该第一细菌可栖息部140是通过预先对用作绝对厌氧细菌可栖息的土质材料的暗色土 40加压而得到的;在饲养水9中以与第一细菌可栖息部140邻接的方式形成具有作为粒状的载体的砂50且兼性厌氧细菌可栖息的第二细菌可栖息部141、以与第二细菌可栖息部141邻接的方式形成具有砂50且好氧细菌可栖息的第三细菌可栖息部142、形成具有厌氧环境且与第一细菌可栖息部140连通的厌氧空间3 ;在与第三细菌可栖息部142连通的位置处定位包括来自于水圈生物的有机物和氧气的好氧区域90 ;使好氧区域90和厌氧空间3连通;如此通过在第一细菌可栖息部140中繁殖绝对厌氧细菌而形成了绝对厌氧层4,通过在第二细菌可栖息部141中繁殖兼性厌氧细菌而形成了兼性厌氧层5,通过在第三细菌可栖息部142中繁殖好氧细菌而形成了好氧层6,使得这些细菌分解有机物,并且使绝对厌氧细菌流出第一细菌可栖息部140且使绝对厌氧细菌的生成物从厌氧空间3流到好氧区域90。
[0079]根据这种水净化方法,包括饲养的水圈生物等和来自于水圈生物的有机物的好氧区域90被定位成与第三细菌可栖息部142连通,使得好氧区域90和厌氧空间3彼此连通。因此,在第一细菌可栖息部140中繁殖绝对厌氧细菌以形成绝对厌氧层4,在第二细菌可栖息部141中繁殖兼性厌氧细菌来形成兼性厌氧层5,并且在第三细菌可栖息部142中繁殖好氧细菌来形成好氧层6。因此,与根据本发明的水净化系统1同样地,既不需要用于补充过滤功能的单独的装置也不需要半永久地或长期地换水处理和换砂处理,就能够通过来自于水圈生物的、包含在水中的有机物的分解以及通过该分解生成的硫化氢的有害性的降低来抑制在保持槽2中的来自于有机物的有害物质的堆积。此外,即使在水圈生物已经长大之后也无需减少饲养的水圈生物的数量,而是与传统的情况相比可以增加可饲养的水圈生物的数量。此外,设置预先压成块状的第一细菌可栖息部140能够人工形成有机物的分解循环,以在期望的位置在短时间内降低硫化氢的有害性。
[0080]为了启动水净化系统1,使用用作筒状构件的管18来实现连通部件,在饲养空间90包括来自于生物的有机物的状态下对好氧层6施加光并且从气体供给部件80向管18内部供给气体,以便在管18的内部产生从厌氧空间3朝向好氧层6的上方的水流并且在预定的时间段保持该状态。
[0081]因而,在管18内部的饲养水9朝向饲养空间90向上流动,使得饲养水9向下朝向好氧层6、兼性厌氧层5和绝对厌氧层4流动。构成好氧层6和兼性厌氧层5的砂50以及构成绝对厌氧层4的暗色土 40被向下的水流加压,通过层4至6的饲养水9逐渐减少并且下方的层5和6具有极少量的氧气和极少量的入射光。因此,层4至6分别具有适于绝对厌氧细菌、兼性厌氧细菌和好氧细菌栖息的环境,并且这些细菌充分地定居在各层4至6。因而,可以稳定地启动水净化系统1。
[0082]使用水净化单元100来实现水净化方法和水净化系统1。水净化单元100包括:块状的细菌可栖息部140,其由暗色土 40制成并且可栖息绝对厌氧细菌;封闭空间130,其由至少部分地由细菌可栖息部140构成的封闭部件132包围;以及管18,其作为管状构件并且具有第一开口部18ab和第二开口部18ba,该管18具有能从封闭空间130延伸贯通封闭部件132的长度,并在第一开口部18ab被定位成面向封闭空间130的情况下第二开口部18ba被定位成与细菌可栖息部140间隔开第一距离L1。
[0083]在该构造中,在第一开口部18ab被定位成面向封闭空间130的情况下使管18的第二开口部18ba被定位成与细菌可栖息部140间隔开第一距离L1。因此,当供给砂50等以在细菌可栖息部140的在第二方向Y上的、管18突出所在的第二面140a上形成兼性厌氧层5和好氧层6时,在砂50等未封闭第二开口部18ba的情况下能够容易地形成好氧区域90、好氧层6、兼性厌氧层5、绝对厌氧层4以及与好氧区域90连通的厌氧空间3。在水净化单元100浸渍在包含来自于水圈生物的有机物的饲养水9中的情况下,封闭空间130构成了具有厌氧环境的厌氧空间3,而绝对厌氧细菌及其生成物能够从第一开口部18ab朝向第二开口部18ba移动。使用水净化单元100能够容易地形成在饲养水9中通过将暗色土 40压成块状而得到的第一细菌可栖息部140,并且减少实现如图5所示的有机物充分分解所用的启动时间。
[0084]在细菌可栖息部140中,阻挡土质材料通过的包围构件131覆盖没有管18突出的面的、在第一方向X上的两个面140b以及在第二方向Y上的第一面140c。该构造可以抑制由于土质材料的变松而导致的细菌可栖息部140的崩塌并且可以抑制土质材料流出浸渍于饲养水9中的水净化单元100。
[0085]包围构件131还具有遮光性以便不用耗费时间或工作量就能够防止光进入包括水净化单元100且一般使用透明的保持槽2的水净化系统1中的封闭空间130。
[0086]水净化单元100在第一细菌可栖息部140和封闭空间30之间设置有具有透水性且阻挡暗色土 40通过的网状构件32,以便抑制暗色土 40进入封闭空间130 (厌氧空间3)。[〇〇87]还包括可栖息好氧细菌和兼性厌氧细菌的、作为粒状的载体的砂50,以便形成与可栖息绝对厌氧细菌的第一细菌可栖息部140邻接并且可栖息兼性厌氧细菌的第二细菌可栖息部141以及与第二细菌可栖息部141邻接并且可栖息好氧细菌的第三细菌可栖息部142。使用如此构造的水净化单元100消除了如图4所示地供给砂50等以形成好氧层6和兼性厌氧层5的必要。这能够减少形成水净化系统1的时间和工作量。用于形成好氧层6和兼性厌氧层5两者的粒状的载体可以是不同的类型。
[0088]在水净化单元100中,至少细菌可栖息部140处于干燥状态,以实现重量降低并且便于运输。
[0089]水净化单元100包括支撑腿551,支撑腿551确保了用作设置面552的保持槽2与不同的水净化单元100之间的预定间隙G。可以在不封闭管18的另一端18b的情况下堆叠和设置多个水净化单元100。此外,饲养水9中的有机物和氧气能够充分地进入位于在第二方向Y上的一侧的不同的水净化单元100的好氧层6。随着水净化单元100的数量以这种方式增加,能够增加待分解的有机物的量并且能够改善分解能力。此外,即使在待设置水净化单元100的海底、河底等由于石头等而存在一定程度的凹凸的情况下,也能够容易地水平定位水净化单元100。
[0090]〈第二实施方式〉
[0091]接下来,将
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