| 【発明の名称】 |
水棲生物飼育装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】中村 宏
【氏名】落合 俊昌
【氏名】原田 裕美
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| 【要約】 |
【課題】硝化反応によって生成された硝酸に起因して生物へダメージが及ぶのを回避するとともに、継続的な水質維持を図ることを課題とする。
【解決手段】水棲生物を飼育する飼育水槽１と、飼育水槽１の飼育水を硝化する硝化槽７と、この硝化槽７と並列に配置され、この硝化槽７により硝化された飼育水の硝酸を分解して窒素ガスとして脱窒する脱窒槽８とを具備し、硝化により生成された硝酸を含む飼育水を間欠的に前記脱窒槽８へ送るようにして、脱窒された飼育水を飼育水槽１へ送るようにした水棲生物飼育装置。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 水棲生物を飼育する飼育水槽と、飼育水槽の飼育水を硝化する硝化手段と、硝化手段により硝化された飼育水の硝酸を分解して窒素ガスとして脱窒する脱窒手段とを具備することを特徴とする水棲生物飼育装置。
【請求項２】 脱窒手段が、脱窒槽と、この脱窒槽に送られる有機物から構成されることを特徴とする請求項１記載の水棲生物飼育装置。
【請求項３】 脱窒反応中、脱窒槽への飼育水の供給を防止し、脱窒反応終了後再び脱窒槽への飼育水を供給可能とする飼育水供給制御手段を設置したことを特徴とする請求項２記載の水棲生物飼育装置。
【請求項４】 飼育水中に溶存する溶存酸素を測定する溶存酸素計を設置することを特徴とする請求項１、２又は３記載の水棲生物飼育装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水棲生物飼育装置に関し、特に閉鎖系で飼育している水棲生物の飼育装置に関し、より詳しくは宇宙等の換水が容易にできない閉鎖系で飼育している水棲生物の飼育装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、閉鎖循環系での浄化槽は硝化反応槽のみであり、脱窒反応槽は存在しなかった。つまり、飼育期間が短いため、脱窒反応槽は設けてなかった。従って、硝酸の蓄積時は飼育水の換水を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の水棲生物飼育装置では、以下のような課題があった。
1)硝化反応によって生成された硝酸が飼育水中に蓄積し、生物へダメージを与える。また、硝酸の蓄積により、飼育水のｐＨが低下し、生物へダメージを与える。例えば、淡水ではｐＨ７．０→ｐＨ６に、海水では７．８〜８．２（正常）→ｐＨ６に低下する（いずれも硝化性能の低下による）。従って、適した飼育環境を維持できず、維持するための細やかな分析が必要である。
【０００４】2)水棲生物に適した水質を維持するためには、換水が必要であり、継続的な水質維持が困難であった。また、換水の際に手間を要する。
3)飼育水を多量に要する。
【０００５】本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、硝化手段の他に、硝化手段により硝化された飼育水の硝酸を分解して窒素ガスとして脱窒する脱窒手段を設けることにより、硝化反応によって生成された硝酸に起因して生物へダメージが及ぶのを回避するとともに、継続的な水質維持ができ、かつ適量な飼育水で飼育がなしえる水棲生物飼育装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、水棲生物を飼育する飼育水槽と、飼育水槽の飼育水を硝化する硝化手段と、硝化手段により硝化された飼育水の硝酸を分解して窒素ガスとして脱窒する脱窒手段とを具備することを特徴とする水棲生物飼育装置である。
【０００７】本発明において、硝化手段としては硝化槽が挙げられる。また、脱窒手段としては、脱窒槽及び該脱窒槽に送られる有機物から構成されるものが挙げられる。前記有機物としては、例えばグルコース、有機酸、エタノールが挙げられる。
【０００８】本発明において、脱窒反応中、脱窒槽への飼育水の供給を防止し、脱窒反応終了後再び脱窒槽への飼育水を供給可能とする飼育水供給制御手段を設置することが好ましい。
【０００９】本発明においては、飼育水中に溶存する溶存酸素を測定する溶存酸素計を設置することが好ましい。ここで、溶存酸素計は、人口肺でＯ2 が確実に入って、魚と硝化菌が生きているＯ2 が存在することを確認する働きをする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１を参照して説明する。図中の符番１は飼育水が入れられる飼育水槽である。この飼育水槽１には、槽内の飼育水の温度を測定する温度計２が配置されている。前記飼育水槽１には、ｐＨ計３及び溶存酸素計４を配置したセンサＢＯＸ５が連結されている。前記センサＢＯＸ５には、飼育水循環ポンプ６を介して硝化槽７、及び手前側に脱窒槽通水バルブ８を備えた脱窒槽９が並列に配置されている。前記硝化槽７には硝化菌付着ろ材が入れられ、脱窒槽９には脱窒菌付着ろ材が充填されている。前記脱窒槽９には間欠的に通水を行い、同時にグルコース等の有機物を投入するようになっている。また、脱窒槽９は後述する開閉タイマーが作動していない間は嫌気性状態となり、脱窒菌に適した環境となり脱窒反応が生じる。
【００１１】ここで、硝化槽７及び脱窒槽９を併用するのは次の理由による。「硝化」は、魚類等から抽出される有毒なアンモニアを、毒性の低い硝酸に変えることを意味する。短期の場合はこれでよいが、長期になると、低いとはいえ硝酸の毒性が出てくる、ｐＨ低下による悪影響が出てくる等の問題がある。また、「脱窒」は、この硝酸をＮ2 ガスにする反応であり、脱窒だけでアンモニアは除去できない。
【００１２】前記硝化槽７、脱窒槽９にはＯ2 、ＣＯ2 交換装置10が連結され、該交換装置10は前記飼育水槽１に連結されている。前記脱窒槽９には、グルコース貯留槽11がグルコース供給ポンプ12を介して連結されている。前記脱窒槽通水バルブ８、グルコース供給ポンプ12には、開閉タイマー13が電気的に接続されている。前記開閉タイマー13の始動（給水開始）は、作業者の指示（作業者がｐＨを確認してタイマを始動させる）によっても、ｐＨ計３からの信号によってもよく、一定時間後排水及び供給停止を行う。前記交換装置10には、エアー供給ポンプ14が連結されている。前記ｐＨ計３、脱窒槽通水バルブ８、及び開閉タイマー13により請求項２の飼育水供給制御手段が構成されている。
【００１３】こうした構成の水棲生物飼育装置における、動作は次の通りである。まず、飼育水槽１から飼育水を入れ、飼育水循環ポンプ６によって、飼育水槽１、センサＢＯＸ５、硝化槽７、交換装置10の順に系全体へ飼育水を循環する。当初、硝酸がたまるまでは脱窒槽９へは飼育水は入らない。その後、ｐＨ計３によるｐＨが７．５を切ると、硝酸がたまったと判断し、開閉タイマー13によって脱窒槽通水バルブ８を開き、同時にグルコース供給ポンプ12を作動させ、脱窒槽９へ飼育水、グルコースを夫々供給する。脱窒槽９へ飼育水を１分間入れた後、脱窒槽通水バルブ８を閉じて２時間脱窒し、更に脱窒槽通水バルブ８を開いて１分間飼育水を入れた後、２時間脱窒を行う。脱窒された飼育水は、開閉タイマー13の作動と同時に再び飼育水槽１へ送り込む。これを繰り返すことにより、循環している飼育水中の硝酸濃度の上昇を抑制する。
【００１４】上記実施例に係る水棲生物飼育装置によれば、以下に述べる効果を有する。
1)．脱窒槽８への通水を開閉タイマー13を用いて脱窒槽通水バルブ８を開閉することにより間欠的に行うとともに、同時にグルコース供給ポンプ12を作動させてグルコース貯留槽11よりグルコースを脱窒槽８へ投入する構成となっているため、脱窒槽８で脱窒反応を行うことができる。
【００１５】2)．脱窒反応が生じた飼育水が再び飼育水へ入ることにより、飼育水槽１内の硝酸濃度が上昇することを回避できる。
3)．上記2)．より硝酸濃度の上昇がないため、飼育水のｐＨの低下を回避できる。
【００１６】4)．上記3)．より飼育水のｐＨが低下しないため、飼育水の環境を維持できる。
5)．継続的に飼育水を維持できるため、換水の必要もなく、水棲生物に適した環境が保たれ、生物へのダメージを回避できる。
【００１７】事実、経過日数に対する硝酸濃度（ｐｐｍ）、ｐＨの変化を調べたところ、図２に示す結果が得られた。但し、本試験では脱窒反応を明確にするため、初期は脱窒槽への通水は行わず、硝酸の蓄積を待った。硝酸が蓄積した６日目より脱窒槽への通水を２ｍｉｎ／Ｈｒの間隔で行った。図２より、脱窒槽への通水を開始した翌日（通算７日目）から、約１２ｐｐｍ蓄積した硝酸は次第に除去されていき、２日目（通算８日目）にはほとんどなくなった。それ以降も硝酸の上昇は確認されなかった。このように、硝酸濃度は日数が経過するとともに低下し、脱窒反応が生じたことが確認された。また、硝酸濃度の上昇がないため、ｐＨの低下がないことが確認された。
【００１８】これに対し、従来の水棲生物飼育装置を用いて経過日数に対する硝酸濃度（ｐｐｍ）、ｐＨの変化を調べたところ、図３に示す結果が得られた。図３より、ｐＨの変化はほとんどなかったが、硝酸濃度は日数の経過とともに増加し、特に２０日目でピークに達することが確認できた。なお、上記実施例では、有機物としてグルコースを用いた場合について述べたが、これに限らず、例えば有機酸、エタノールを用いてもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、硝化手段の他に、硝化手段により硝化された飼育水の硝酸を分解して窒素ガスとして脱窒する脱窒手段を設けることにより、硝化反応によって生成された硝酸に起因して生物へダメージが及ぶのを回避するとともに、継続的な水質維持ができ、かつ適量な飼育水で飼育がなしえる水棲生物飼育装置を提供できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月２２日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１２３０３４ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）５月１１日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２８９７９６ |
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