水循环过滤方法及装置的制作方法

专利名称：水循环过滤方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于对水循环过滤方法及装置的改进，具体地涉及一种可在长时间内稳定而且确定有效地对浴池和游泳池、温水游泳池的水、水栖动物饲养槽等的水中所含的代谢废物和排泄物进行净化处理的新方法及其装置。
对于公开浴池或饭店。旅馆等不确定人数洗澡的浴池的管理，必须每天更换浴池水，进行浴池清洗和过滤器清洗等。洗澡者有时任其自然地将溢流的热水从浴池中放掉，这样每次都要补加冷水并必须将水加热至合适温度为止。另外，为了防止洗澡者带入的皮肤代谢废物及其他污物污染浴池水，也必须更换浴池水而将其放流，由此所引起的热量损失和劳力消耗是很大的。
因此，历来都是尽量设法减少浴池水的污染和混浊，尽量减少补给水或者尽量予以连续使用。为此，已有人提出了种种方案，例如，单纯地使用过滤材料过滤的方法，使用吸附材料作为过滤材料的过滤方法，将微生物着床于过滤材料上的生物过滤方法，另外还有合并使用矿物质溶出过滤材料等各种方法，并且这些方法都已实用化。
另外，近来在市面上已有一些家庭用的小型过滤器出售。这些过滤器内安装有加热器，从而达到24小时都可以洗澡，另外还有一种称为气泡喷射器的装置，它具有能将过滤水与空气一起喷射的功能，诸如此类等各种各样的装置。
另外，在喷射气泡的情况下，一般都是用次氯酸钠等含氯药剂来杀菌。然而，其缺点是，当含氯药剂的浓度低时，其杀菌效果甚小，而当其浓度高时又会伤害眼睛和皮肤，而且，氯的浓度难以控制，要对排放水进行生物处理也很困难。另外，在观赏鱼和水族馆等水栖动物的饲养池的情况下，一般采用过滤或活性炭过滤法来清除鱼类等动物的排泄物和腐败的饵料。
下面主要解释有关洗澡水净化的问题。用于处理洗澡水的现有过滤材料有许多种，但不管是专业用(澡塘用)或是家庭用，多数都要引起杂菌类，特别是腐败菌类的繁殖，虽然认为生物过滤和生物活化矿物质是有效的并具有温泉效果，但一般都不进行任何的生物处理而单单限于进行物理过滤处理。更有甚者，有些人自称采用生物膜处理，然而有效的菌体却无法繁殖，而那些被称为有害细菌的各种腐败菌却大量繁殖。本发明人用这些过滤材料和过滤器进行了附着细菌的培养实验，结果发现，能够分解附着在过滤材料等物质上的营养物质的细菌，在多数情况下几乎都不能存活。相反，大肠杆菌、球菌、葡萄球菌等却有较多存活的例子。另外，一种既进行生物处理，同时又合并使用紫外线(紫外线不但会破坏微生物组织，还会使氧气变成臭氧)和臭氧来杀菌的完全自相矛盾的装置也有市售。因此，要用这些器具或装置来长期地维持澡塘的水质是困难的，因此，必须在1-2个月内对所用的器具、配管、过滤材料等进行至少一次左右的拆卸清洗(维修)，这对业主构成很大的负担。
作为其他在结构上的问题，为了防止浴池内存在的污物和细菌残骸的沉淀以求得在视觉上产生的洗澡水的清洁感，采用过大的循环水量，其结果造成了通过过滤器的流速过大，从而使得与过滤材料的接触时间以及生物接触时间都十分短，以致这些器具和装置达不到生物处理的效果。另外，在将过滤水作为喷射流(气泡喷射)使用的场合，多数情况下都要求使用大量的循环水。而且，为了确保其流量，在多数的装置中，被处理的流水不与过滤材料或生物膜接触就从旁路(短路)通过，这是实际情况。
上述的情况通过下述的现状调查就可以看清楚。
(1)现状过滤筒内的细菌调查现在实际使用的生物过滤筒(洗澡水用)内都填充有陶瓷小球、麦饭石、纤维过滤器等，为了调查附着在这些填料上的细菌，取其一定量接种于琼脂培养基上，在32℃的温度下培养7天。结果查明，在这些过滤材料上，附着有1700-2000个球菌/ml，300-500个葡萄球菌/ml。另外，能够有效地分解除去代谢废物(有机物)的有用细菌(下面详细叙述)附着在麦饭石上的只不过仅仅50个/ml左右。也就是说，已经查明，在这些过滤材料上与生物处理有关的有用细菌几乎没有，而大肠杆菌、球菌、葡萄球菌等却占附着菌类的大部分。这种事态还隐藏着更大的危险，因此必须迅速地予以解决。因此，已经查明，这些过滤材料只不过是进行了物理过滤而已。但是也有进行矿物质溶出的处理方法。
(2)过滤筒内的停留时间在专业用过滤筒的场合，多数情况下在过滤筒内的停留时间只有一分钟左右。因此，通过过滤筒的水量(过滤水量)很大。例如，图5中示出的装置是一种具有相当优良净化能力的装置，但是即使对该装置来说，在过滤筒内的停留时间也只有1.2分钟左右(过滤筒1的外筒容积为600升，过滤筒的通过水流量为500升/分钟)。而且，为了确保过滤材料2具有大的通过水量，多数都是使用如图5所示那样具有3根小的填充有过滤材料的填充筒的形式。因此，考虑到过滤材料的阻力，与过滤材料填充筒的表面接触的通过时间非常短，这样当然不能认为已进行了充分的处理。另外，在家庭用小型过滤器的场合，过滤筒内的容积大多数都较小，用这种过滤筒来气泡喷射与专业用同样量的过滤水，导致在过滤筒内的停留时间非常短，一般只有几十秒钟。因此，难以获得与专业用同样或更好的效果的生物处理。
为此，本发明人首先对过滤材料进行了研究，所获得的结果表明，对洗澡水的理想过滤材料和过滤系统必须满足以下的条件。
(1)使用一种能将有用细菌孢子以高浓度包含在过滤材料中的过滤材料(有用细菌孢子含有物)。
(2)使用一种能在过滤筒内供给必要的矿物质(二氧化硅和镁)以得利于那些为了进行生物处理所必需的菌体(有用细菌)的增殖或再孢子化，并能培养并维持该菌体的过滤材料。并且优选是(3)合并使用一些能在短时间内吸附污染物质并能在后来提供生物营养的过滤材料。
(4)合并使用一些既能供给矿物质，又能使菌体着床和繁殖的接触过滤材料。
(5)另外，为了防止那些脱离了着床状态的细菌流失，最好在最后阶段使用过滤器过滤。
另外，在本发明中所说的有用细菌是指那些属于能够形成芽孢(孢子)的需氧性乃至兼性厌氧的革兰氏阳性杆菌(芽胞杆菌属)并且具有优先进行淀粉分解、蛋白质分解、脂肪分解能力的几种细菌。
所说的这些细菌可按以下的方法获得。以枯草菌为代表的芽孢杆菌属的细菌在土壤、枯草等自然界中有广泛的分布，在一般的粪便处理厂的处理池中也有较低浓度的分布。其中，在某些现有的粪便处理厂的消化槽中，在硅酸离子(SiO2硅石成分)和镁离子的存在下进行长时期的(至少6个月以上)需氧处理，取出生成的污泥，将这种带菌污泥接种于平面琼脂培养基上，在32℃下培养6小时，最后分离出菌株。所获菌株共30余种，其中90％以上属于芽孢杆菌属，其中，能够分解消化淀粉的菌株、能够分解消化蛋白质(酪朊)的菌株、能够分解这二者的菌株大体上等量地存在。大部分菌株都能分解消化脂肪。另外，半数以上的菌株能够分解消化氨，全部菌株都能分解消化硫化氢。
另外，为了增强细菌的分解消化能力，可进行如下的操作。首先，采集4升与上述相同的污泥(MLSS5，400)，将其放入一个5升的瓶中，然后在一个清洁的工作台上连续进行曝气处理。这时，把生物试验用的马铃薯淀粉、肉汤、牛肉汁、玉米油按照1∶1∶1∶1的比例添加，在初期先添加少量，然后在不会形成丝状体的范围内逐渐增多添加量，以使得在经过70天之后添加的总量达到40g。另外，每天添加20mg单体二氧化硅、20mg镁离子，而且适时地添加蒸馏水，以补充蒸发掉的水分。当这种操作连续进行6个月之后，停止投入养分并接着进行5天的连续曝气处理(以使其孢子化)，从其中取出污泥，然后按同样的方法分别地调查这些菌株对淀粉、蛋白质、脂肪的分解能力。结果表明，能同时分解淀粉和蛋白质二者的菌株有所增加，而且各自的分解能力也有所增强。在本发明中，既可使用来自上述污泥的菌株，也可使用进一步提高了分解消化能力的增强型菌株，然而后面一种菌株具有较优良的处理能力。
为了使芽孢杆菌属的细菌萌发、繁殖，在供给营养成分的同时，还要供给氧气、二氧化硅和镁。如果满足了这些条件，所用的菌株除了由于其食欲而优先消耗营养成分外，还具有消灭其他细菌(例如球菌和葡萄球菌)的能力。二氧化硅是一种构成有用细菌的细胞液、细胞膜和孢子膜的重要物质，如果二氧化硅不足，则有用细菌不能增殖。另外，镁具有一种能大大地缩短所说的有用细菌的世代交替期(增殖循环)的作用。本发明人等最先发现了二氧化硅和镁的这种作用。另外，如果将温度控制在一定范围内，则可以加快增殖速度。优选的温度上限根据有用细菌的种类而不同，一般为62℃或45℃左右，但是在洗澡水的情况下，温度为40-42℃也没有什么问题。另外，向浴池内喷射氧气气泡的程度要充分。但是，在本发明的情况下，由于在过滤筒内的停留时间较长，使得通过过滤筒的水量较少，因此喷射气泡的处理最好用另外的系统进行。
对各种材料研究的结果表明，关于上述的第(1)和第(2)点，最好是使用方解石(方形石)碎粒或由其粉末制成的颗粒。方解石是一方英石形态的以二氧化硅为主要成分(90％以上)的矿物，在其整体中具有500至数μm的空隙，具有高度多孔质的形态，是一种假比重为1.1-1.6(根据采集地不同而变化)的多孔性矿物。而且，其中的空隙天然地就包含有无数有用的细菌孢子(这一现象也由本发明人最先确认)，在加水加温的条件下，这些孢子得以活化并处于即将萌发的状态。当向其供给营养成分(人体的代谢废物)时，它很快就会萌发并分解营养成分，当存在为了进行孢子化所必需的矿物质时，随着缺乏营养状态的出现，它重新具有孢子化的性格。因此，对于洗澡水的净化处理来说，这是一种不可缺少的但可从自然界获得的生物过滤材料。但是，如果将方解石置于80℃乃至100℃以上的高温下曝晒，则其中包含的有用细菌的孢子就会死亡。因此，为了以碎粒形态使用，在加工时必需在低温下处理。另外，向方解石的碎粒中接种有用细菌的孢子，或者向方解石粉末中混入含有高浓度有用细菌孢子的污泥，然后将其成型，这两种情况下获得的物质都可作为过滤材料使用。
或者，根据上述第(1)点，也可以使用包含有许多有用细菌孢子的纤维制品。例如，将有用细菌置于液体培养基中培养并从其中分离出孢子之后，再将其转移到稀溶液培养基中培养，然后用棉纱、绳子、滤布等纤维品(最好为化学纤维)在其中反复地浸渍和提起(滴去水分)，从而将孢子化的菌接种到纤维的空隙中，最后将其干燥。作为纤维，适用空隙较多的纤维，例如丙烯纤维等。
另外，根据第(1)点，可以在富含二氧化硅和镁的废水处理厂中使用与本发明相同的方法来增殖处理有用细菌，从而获得含有高浓度有用细菌孢子的污泥(活性污泥最好是其中含有至少106-109个/ml左右以上有用细菌孢子的污泥)，然后将其干燥或者经过发酵后干燥而成的制品而加以利用。在使用纤维制品和污泥成形品的情况下，由于缺少为了使有用细菌增殖和再孢子化所必需的矿物质，故在此情况不可以合并使用方解石、麦饭石或含有矿物质的其他矿物。另外，使用富含镁的白云石也很好。
另外，根据第(3)点，在洗澡水的污染物质之中，氨性氮占有特别大的比例，因此可以使用对这种氨性氮具有强吸附能力的沸石。尤其是那些用高品位天然沸石粉石制粒而成的颗粒更为有效，但用通常沸石粉末制得的粒状物或破碎物也可使用。另外，根据第(4)点，麦饭石或能够适度溶解出矿物质的安山岩类矿物或火山性浮石等也可以使用。这些在以往作为洗澡用的过滤材料，每一种都能容易地获得，并且既有利于细菌着床，也能起一种溶出矿物质(二氧化硅、镁、钙、铁等)的作用。另外，根据第(5)点，可以使用无纺布等的过滤器。作为本发明的过滤材料，只要满足上述第(1)和第(2)点的必要条件，即可以发挥应有的效果。但是，如果合并使用沸石，这样即使在过滤筒内的停留时间短一些，也能有效地除去含氨类的代谢废物。由于高品位的天然沸石粉末(减少或除去了粘土成分的沸石)的造粒品具有很快的吸附速度和很大的吸附容量，因此可进一步提高其效果。另外，如果既合并使用麦饭石或其他过滤材料，同时又延长过滤净化工序的时间，则可以更好地发挥其效果。
(实验例)1.方解石中有用细菌的确认a.将方解石置于乳钵中研成粉末，取其1g加入一个盛有10ml液体培养基(葡萄糖0.8％、ニユ-トロエレトクロ-ス0.8％、食盐0.6％)的培养皿中，在将其分散于培养皿中之后，在32℃下培养7天。结果观察到非常多的有用细菌的萌发和孢子化的菌落。
b.另外，从上述a中分离出有用细菌孢子，将其接种到300ml稀释为1/10的液体培养基中，然后进行50ml的喷气，于32℃培养3天以使细菌增殖，结果在该培养基溶液中出现含有非常多有用细菌的菌落，其中有用细菌的浓度达到5×109个/ml。根据生物描绘(バイオ-プロツタ)方法进行测定和计算。
c.当用电子显微镜扫描照相时，可以确认在方解石表面上的空隙中存在大量有用细菌的孢子。
2.纤维制品中有用细菌的确认将上述有用的细菌的孢子接种到一根丙烯绳子的纤维空隙中，然后将该丙烯绳绕在一个不锈钢圆筒(60mmφ)的外周。另外取一个装1升纯水的1升烧杯，在加温到32℃的条件下将所说的不锈钢筒浸渍到此温水中，同时进行100ml/分×60分钟的喷气，用显微镜进行观察，结果发现，各个有用细菌的胞子皆处于即将萌发(包含有杆菌)的状态(已活性化)。然后，再将其浸渍到上述稀释的液体培养基中，往其中加入1ml二氧化硅溶液(相当于二氧化硅10mg、MgO 3mg)，同样地进行喷气和加温，使其一起萌发增殖，一天以后，营养物质分解完毕，获得了高浓度的孢子菌落。(在所用的稀液体培养基中含有葡萄糖0.2％、ニユ-トロエトクロ-ス0.2％、食盐0.1％)。这样，按照本方法也能获得有用细菌的菌种。另外，如果使用一般的麦饭石、安山岩、陶瓷球(多孔质)等，由于其中不含有用的细菌孢子，在其进入洗澡水中时所含的有用细菌太少，这样就不能达到如上所述有用细菌的高浓度化，不能提供作为种子的菌种，特别是高浓度化的孢子，因此就不能进行所说的洗澡水的生物处理。
3.活性污泥成形品中有用细菌的确认把从进行有用细菌处理的粪便处理厂中取来的污泥脱水，往其中加入适量的(50ml/kg)二氧化硅溶液并将其混合，成形后让其自然干燥，获得了活性污泥的成形品。将这种活性污泥成形品粉碎，从其中取出1g溶解于500ml的纯水中，再从其中分取适量散布于琼脂培养基(含有可溶性淀粉和蛋白质)上，在32℃下培养3天使其萌发。结果观察到在该污泥中存在5×1010～1×1011个/g的有用细菌孢子。虽然也存在少量其他酵母菌和球菌，但主要为有用细菌，其比例达到96％以上。
4.对含氮吸附材料的研究制备硫酸铵溶液(1.0N/W％)，另外将各种过滤材料分别填充入容器中，然后使该硫酸铵溶液以5ml/分的速度从该容器上流下，用奈斯勒(Nessler’s)法定量分析该滤液中的氨性氮。其结果示于表1中。
表1沸石制品 残留的氨性氮(ppm)天然沸石破碎品，粒径5mm3.6沸石粉末造粒品(丸粒)，3mmφ 2.1沸石粉末造粒品(球形)，5mm直径 1.3高纯度沸石粉末造粒品(丸粒)，4mmφ 0.6从表1可以明显地看出，高纯度的沸石造粒品最适合使用。而且，这些沸石造粒品，由于具有多孔质的性状，因此既能作为有用细菌的载体，又能溶解出二氧化硅和镁，从有利于有用细菌的高浓度化考虑，可以说是十分有效。
5.能供给有效矿物质的过滤材料的选择称取各种过滤材料100g，将其放入一个盛有900ml纯水的1升烧杯中，用超声波(50KHz)进行30分钟溶解，其结果如表2所示，对每种材料皆按其适合量使用。
表2
<p>另外还按上述方法测定了物理的过滤材料效果，结果表明，方解石、沸石、麦饭石、陶瓷球(SiO2·Al2O3)等皆适合作为过滤材料使用，对此没有特别的限定。另外，在表2中，所用的方解石(方英石)是5～8mm的破碎品，其他石是5-20mm的破碎品，陶瓷球和麦饭陶瓷是5mm的球形品。
(本发明处理方法的总结)1.向过滤筒内装入具有有用细菌孢子的过滤材料(方解石)或接种有种孢子的棉纱、绳子、滤布等纤维制品或活性污泥成形品，或者将它们填充在别种生物处理层内，使对生物处理有用的细菌保持高浓度，从而使流入的营养成分迅速地分解。在此情况下，可以单独地使用方解石、滤布种菌或污泥的成形品，也可以将它们合并使用。
2.当营养成分由于高速吸附而达到高浓度化时，则采用一种利用有用细菌进行分解的全新的生物过滤方法。
3.为了达到有用细菌的活性化、高浓度化，使用一种能够适量地溶解出矿物质的，特别是二氧化硅和镁的过滤材料，同时也是一种起物理过滤作用的材料。
4.为了使得与水中微生物的接触时间较长，应该设法减少过滤水的流量，尽量避免引起旁路(短路)，或者将浴池内的水流尽可能地限定为必要的最低限度的旁流水流量。
5.因此，在浴池采用喷射气泡的情况下，作为过滤系统，采用别的途径进行。另外应注意，不能合并使用对生物处理有害的臭氧曝气或紫外线照射。
(本发明装置的总结)1.大幅度地降低过滤速度，使得在过滤筒内的停留时间至少在2-3分钟以上。
2.确保有能使有用细菌活性化的矿物质溶出。
3.使用一种能够防止脱离了着床状态的细菌流出的单纯过滤材料或者能够溶出矿物质的过滤材料。而且在最终阶段使用无纺布等过滤器。
4.另外，从将各种过滤材料填充到过滤筒中的关系来考虑，应该采用容易进行维修的结构以及能观察到充分处理效果的结构。
5.排除了臭氧发生器和紫外线照射。如果除了进行生物膜处理之外，又向水中吹入臭氧并使其溶解，这不得不说是一种完全矛盾的做法。而且臭氧不但杀死有害细菌，同时还要杀死良性细菌(有用细菌)，这样对人体也有害处。
6.只要能使有用细菌达到优先化(90％以上)，就能消灭腐败菌等恶性菌，因此尽量采用这种优先处理方法。
7.在浴池采用喷射水流系统的情况下，不使用吸收的水作为循环过滤水，而是将其从浴池引出，通过别的途径进行单独的处理，这时，可以采用泵压送的方式或者空气压送的方式，这样就能借助抽吸器的效果而在浴池内造成一种喷射水流。这样，在过滤筒内的流速可以随意设定。在大型浴池的情况下，由于积存水的阻力大，因此最好设置多个过滤筒。
8.对于从浴池溢流的温水(表面水)，可以将其回收并加以循环使用。在此情况下，可以将其与从浴池吸出的温水合流在一起处理，也可以先将溢流水接到沟内，使其与方解石或沸石接触，然后再将其与从贮罐中抽出的温水合流在一起。在此情况下，有用细菌就在其上面萌发并进行营养成分的分解和油分的凝聚，同时通过沸石来吸附氨、硫化氢(沸石几乎不吸附硫化氢)，也可以通过在方解石表面上第二次萌发有用细菌来进行这样的分解。
(水栖动物饲养池的场合)在观赏鱼的饲养池和水族馆的水池的情况下，其水温要比浴池的温度低，微生物的活性低，处理的速度也慢。因此必须将过滤装置大型化，以便把水在该装置内的停留时间至少延长到5-10分钟以上。过去，一般都采用过滤器处理并用活性炭等来吸附氨，然而仅仅采用这种措施不可能排除病原菌。如果采用本发明，不但可以杀死大肠杆菌、球菌、葡萄球菌等病原菌，而且还可省去定期地更换活性炭的手续。
(游泳池、温水游泳池的场合)在游泳池和温水游泳池的场合，水中的污染物质几乎与洗澡水的场合完全相同，因此可以使用本发明。但是，对于温水游泳池的情况还可以，但在冷水游泳池的场合，水温太低，因此也存在与水栖动物饲养池同样的问题。另外，在游泳池的场合，由于采用氯气消毒，因此如把抽出的水直接地通入本发明的装置中就会把有用细菌杀死。因此，在将这种水通入本发明的过滤装置之前，必须用活性炭等进行脱氯处理。另外，在用本发明的装置处理时，为了使其保持充分的处理能力，不要用氯气来杀菌或者将氯气的浓度显著地降低，这样才不会发生问题。
下面通过实施例更详细地解释本发明。
实施例1


图1示出了安装在家庭浴缸用恒温净化装置中的小型过滤器的一例。该小型过滤器1，在其底部引出一个水导入口2，在其顶部装有一个过滤水送出口3，在其圆筒形容器4的内部安装有一个网状容器5，在该网状容器5内，从下方开始顺次地填充有方解石、沸石、陶瓷球、麦饭石和无纺布。也可以使用上述含有有用细菌孢子的纤维制品或污泥成形品来代替方解石，也可使用浮石或其他矿物来代替陶瓷球或麦饭石。另外，为了防止在网状容器5中发生洗澡水的短路，在圆筒形容器4的内部下方设置一个起支持作用的环状金属零件6，它安装成与容器内壁相连接的状态。在网状容器5与环状金属零件6之间可以插入一个吊架。该圆筒容器的容量为3.1升，循环水量为1升/分。因此，水在过滤筒内的停留时间约为3分钟。
将这样一个安装有小型过滤器(循环过滤装置)的恒温净化装置设置在一个容量为250升的浴池(家庭用2人浴缸)上，从平成5年3月1日开始进行连续运转试验(直至平成6年8月为止)，其中的洗澡水的清净度和透明度都没有变化，也完全没有产生臭气(当然，补加了一些洗澡水)。另外对过滤器的内部进行了检查，结果观察到方解石的表面完全被有用细菌及其孢子菌落所覆盖，在沸石层上也有有用细菌附着。而且，在其上部的陶瓷球和麦饭石过滤材料的凹凸部位可以观察到有用细菌的着床。而且，在纤维过滤器上捕集了脱离载体的细菌，这表明已进行了充分的生物处理。因此可以认为，吸附在方解石、沸石上的有用细菌及同种孢子已达到高浓度比(1×1010个/ml)，而且发现已经达到应有的效果。在经过1年零6个月后的洗澡水的水质，表现为如表3中所示的优良结果。
表3(之1)<
>(※夜间洗澡一夜循环后，未测出)表3(之2
如上所述，观察到非常优良的水质和足够的澄清度，特别是能够溶解出为了达到有用细菌的活性化、高浓度化所必需的矿物质成分，这是一种很重要的特征，它显示了充分的生物处理效果。在该洗澡水中的矿物质成分为SiO272.0ppm、MgO22.1ppm、CaO 32.6ppm。在表3中的金属全部为氧化物。
比较例1使用一个与实施例1中所用大体上同样的圆筒形容器(容量为3.1升)，在其内部周围插入一个可以穿透的网状容器，在该网状容器中填充入与实施例1同样的麦饭石和陶瓷球。将该小型过滤器与实施例1同样地使用，不同的只是其循环水量为41升/分(过滤筒内的停留时间约为4.5秒)，在使用1年零6个月后分析洗澡水的水质。其结果示于表3中。另外，也使用了以往使用的多个过滤器，它与比较例的过滤器一样，在过滤筒内的停留时间很短。
实施例2图2示出专业用洗澡水循环过滤装置的一例。该循环过滤装置7，在其底部引出一个水导入口8，在其顶部带有一个过滤水送出口9，在其圆筒形容器10的内部，由下往上地顺次安装填充有方解石和含有孢子的污泥以及白云石的网状容器11、填充有沸石的网状容器12、填充有陶瓷球和活性炭的网状容器13、填充有麦饭石的网状容器14和纤维质的过滤器15。各个网状容器皆以铁板作为框架，然后在其底面及侧面设置金属网，各网状容器的下部皆与圆筒形容器10的内壁接触。在圆筒形容器10内的下部，设置一个固定的环状金属零件16，借此支持着网状容器11，在该环状金属零件16的下方，构成了存留温水用的空间。另外，图中的符号17表示设置于该空间部分的扩散·减速板，符号18表示洗涤水用的排水管，符号19表示用于压紧过滤器的金属网，符号20表示用于把抽吸水导入的泵，符号21表示用于把过滤水送出的泵。
在该循环过滤装置7的内容积为340升的圆筒形容器10中，分别填充有50kg(15-30mm粒径)的方解石和10kg含有孢子的污泥和10kg的白云石、95kg的高纯度沸石造粒品、80kg(SiO2和Al2O3，7mm粒径)的陶瓷球、40kg的造粒活性炭(3-5mm)、120kg(5-15mm)的麦饭石粒，在最上部设置一层丙烯棉的过滤板。然后将其安装在容量为5m3的浴池上，过滤筒的通过水量为150升/分，将其连续使用一年以上。因此，在该循环过滤装置7中的过滤筒内的停留时间约为2.3分钟。夜间用加热器保温，24小时连续运转。另外，在浴池内喷出喷射水流，并且同时导入70升空气/分，这样连续运转。在该试验期间内，不进行过滤材料的洗涤，不置换洗澡水，也不进行浴池的洗涤，只是向其中加入为了补偿由于洗澡水本身的蒸发而损失掉的水，在试验结束时，如表3所示，浊度和透视度皆优良，而且完全没有大肠杆菌，呈现很清洁的温水的状态。另外，在溢流水的水沟内敷设天然沸石(10-20mm粒径)和方解石(10-30mm粒径)，以便使其能充分地与溢流水接触，以此来处理溢流水，然后将其循环使用。
比较例2按照与实施例2同样的条件来使用图5中示出的专业用过滤筒(外筒容量600升，使用3根容量为28.3升的过滤管，其中填充麦饭石和陶瓷球)。但是，过滤筒的水通过量为500升/分，因此，在过滤筒内的停留时间为1.2分。其结果示于表3中。
表3的结果表明，按照本发明(实施例)，在长时间使用后的洗澡水未发现有病原菌，BOD、COD的数值很低，清净度很高。并且还查明，二氧化硅和镁的浓度较高，从而使得有用细菌活性化。与此相反，使用以往的装置(比较例)，病原菌和杂菌的数目也多，BOD和COD的数值也高，清净度不好。
实施例3作为循环过滤装置22，使用图3所示的网状容器23来代替图2所示的容器，在该网状容器23的外周，设置一个外筒24，由它们共同构成槽25，由相互重叠的槽25的各个外筒24共同构成圆筒形容器26。在此情况下，由连接元件27将各外筒24水密封地连结在一起，这种结构的优点是可以简单地进行过滤材料的维修。另外，如图3的循环过滤装置22的过滤材料，作为有用细菌及矿物质的供给槽25A，填充有内含有用细菌孢子的纤维制品和污泥成形品，作为吸附槽25B，填充有沸石破碎品，可以根据需要来增减槽子的数目。其他条件皆与实施例2相同。
实施例4图4中的循环过滤装置28，其中使用几个(图中为3个)的圆筒形容器29，里面分别填充有方解石30、沸石31、麦饭石32，它们相互串联在一起。该装置的布置面积较大，但是其优点是过滤材料维修容易。
(本发明的效果)以上详述的本发明的水循环过滤方法，是把从池中抽出的水，花较长时间慢慢地并且确实地通过有用细菌孢子的含有物和二氧化硅源、镁源层、沸石层和麦饭石层以及其他的过滤材料层。并且，排除了以往普通使用的紫外线照射和通入臭氧的处理方法，也排除了向被处理的温水中喷入气泡的方法。因此，通过使有用细菌优先化而抑制了大肠杆菌和其他病原菌的繁殖，是一种十分卫生的方法。另外，借助于有用细菌活跃的消耗营养成分的行为，将洗澡水中的代谢废物完全除去，从而将循环使用的洗澡用温水清洁化，并将其长期地维持。在低温的水栖动物的饲养池水的场合，也是将抽出的水在过滤装置内使其与过滤材料进行足够时间的接触，从而除去水中的排泄物和饵料残渣，使水达到充分的清净化。在冷水或温水的游泳池的场合，如果停止使用氯气灭菌和臭氧杀菌，而是使用一种具有足够能力的大型过滤装置，则可以与浴池水的情况一样完全地除去水中所含的代谢废物和其他的污染成分。对于温水游泳池的场合，在水温较高的情况下只需使用较小型的装置即可。在进行氯气灭菌或臭氧杀菌的场合，只要在本发明的过滤装置之前，用活性炭将氯气吸附除去，或者进行不用特定波长的紫外线照射引起臭氧等问题的前处理。
另外，本发明的水循环过滤装置，其中安装有与过滤筒内壁连接的网状容器，该网装容器内装有过滤材料，从而既抑制了过滤筒的通过水量，又不会发生短路。从而可以进行对抽出水具有充分净化作用，并且具有矿物质溶出作用的循环。而且，作为过滤材料，可以使用有用细菌孢子含有物和二氧化硅源、镁源和沸石等，以前可以增殖的病原菌皆被消灭，可以在长时间内，卫生而且安全地使用。另外，在本发明中虽然只说明了有关过滤筒等净化作用的部分，但是，在家庭浴缸用的恒温净化装置的场合，当然也可安装与现有产品同样的加热器或具有水温调节功能的装置。
对附图的简单说明图1是表示本发明中所说的家庭用的小型过滤器一例的纵剖面图。
图2是表示本发明中所说的专业用洗澡水循环过滤装置一例的纵剖面图。
图3是表示洗澡水循环过滤装置另一例的纵剖面图。
图4是表示洗澡水循环过滤装置另一种不同例子的局部剖开的侧面图。
图5是表示现有的专业用过滤筒的一例的示意立体图。
(对符号的说明)1.小型过滤器2.抽出水的导入口3.过滤水的送出口4.圆筒形容器5.网状容器7.循环过滤装置10.圆筒形容器11-15网状容器20.抽出水导入用泵21.过滤水送出用泵22.循环过滤装置23.网状容器24.外筒
25.槽28.循环过滤装置29.圆筒形容器
权利要求
1.一种水循环过滤方法，其特征在于，在对从水池中抽出的水中所含的代谢废物进行清洁化处理并将处理水循环使用的场合，把抽出的水通过一个填充有有用细菌孢子含有物和二氧化硅源、镁源的过滤装置。
2.如权利要求1所述的水循环过滤方法，在该过滤装置中另外还填充有沸石。
3.如权利要求2所述的水循环过滤方法，在该过滤装置中另外还填充有其他过滤材料。
4.如权利要求1、2或3所述的水循环过滤方法，其中所说的水池是指浴池、游泳池或温水游泳池。
5.如权利要求1、2或3所述的水循环过滤方法，其中所说的水池是指水栖动物的饲养池。
6.如权利要求4或5所述的水循环过滤方法，在所说过滤装置内，水的停留时间至少在2-3分钟以上，同时，所说的气泡喷射作为另外的系统。
7.一种水循环过滤装置，其特征在于，在一个下部具有抽出水导入口、上部具有过滤水送出口的圆筒型容器的内部，容纳一个其中填充有有用细菌孢子含有物和二氧化硅源、镁源的网状容器。
8.一种水循环过滤装置，其特征在于，在一个下部具有抽出水导入口、上部具有过滤水送出口的圆筒形容器的内部，从下方起顺次地容纳一个填充有有用细菌孢子含有物和二氧化硅源、镁源的网状容器，一个填充有沸石的网状容器以及一个填充有接触过滤材料的网状容器。
9.如权利要求8所述的水循环过滤装置，在该网状容器的外周设置有外筒，由这些相互重叠的外筒构成所说的圆筒形容器。
10.一种水循环过滤装置，其特征在于，在一个下部具有抽出水导入口、上部具有过滤水送出口的圆筒形容器的内部容纳有网状容器的装置，几个装置连接在一起，在各个网状容器中装载有有用细菌孢子含有物和二氧化硅源、镁源、沸石、以及接触过滤材料。
11.一种水循环过滤装置，其特征在于，在一个下部具有抽出水导入口、上部具有过滤水送出口的圆筒形容器的内部，容纳一个至少以它的一部分与所说容器的内壁呈接触状态的网状容器，并且在该网状容器内部，从下方起顺次填充有有用细菌孢子含有物和二氧化硅源和镁源、沸石、以及接触过滤材料。
全文摘要
在将洗澡水长期连续地循环使用的场合，设法抑制能在过滤材料中繁殖的大肠杆菌和其他病原菌的繁殖，同时确实地除去循环水中的代谢废物，从而一直保持清洁的状态。在使洗澡水循环过滤时，把抽出的洗澡水花较长时间并且没有短路，保证确实接触地通过有用细菌孢子含有物和二氧化硅源、镁源的层、沸石层、麦饭石层以及其他过滤材料层，同时使该过滤材料中的有用细菌繁殖。排除使用紫外线照射和通入臭氧。
文档编号C02F1/00GK1132653SQ95121728
公开日1996年10月9日 申请日期1995年12月29日 优先权日1994年12月30日
发明者西村勤 申请人:西村勤