| 【発明の名称】 |
魚介類の飼育装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】北村 仁史
【氏名】真継 伸
【氏名】鼻戸 由美
【氏名】卜部 豊之
【氏名】才本 雅子
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| 【要約】 |
【課題】水を補充するメンテナンスの必要を少なくすることができると共にランニングコストを低減することができ、さらに排水処理の問題も軽減することができる【解決手段】 魚介類を飼育する飼育水槽１の水を循環経路２を通して循環させると共に循環経路２を通す間に水を浄化するようにした閉鎖循環方式の飼育装置に関する。循環経路２において水中の汚泥を水とともに取り出して固液分離すると共に分離後の水を循環経路２に戻す固液分離手段３を備える。汚泥を除去して水質を保つことができると共に、汚泥を固液分離した後の水を戻すことによって、補充する水の量を低減することができる。
【解決手段】魚介類を飼育する飼育水槽１の水を循環経路２を通して循環させると共に循環経路２を通す間に水を浄化するようにした閉鎖循環方式の飼育装置に関する。循環経路２において水中の汚泥を水とともに取り出して固液分離すると共に分離後の水を循環経路２に戻す固液分離手段３を備える。汚泥を除去して水質を保つことができると共に、汚泥を固液分離した後の水を戻すことによって、補充する水の量を低減することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 魚介類を飼育する飼育水槽の水を循環経路を通して循環させると共に循環経路を通す間に水を浄化するようにした閉鎖循環方式の飼育装置において、循環経路において水中の汚泥を水とともに取り出して固液分離すると共に分離後の水を循環経路に戻す固液分離手段を備えて成ることを特徴とする魚介類の飼育装置。
【請求項２】 水中の汚泥を沈降させる沈殿槽を循環経路に設け、沈殿槽内の汚泥を水とともに固液分離手段に取り出して固液分離すると共に分離後の水を循環経路に戻すようにして成ることを特徴とする請求項１に記載の魚介類の飼育装置。
【請求項３】 水中のアンモニアを分解する微生物を付着させた処理材を充填したアンモニア除去槽を循環経路に設け、アンモニア除去槽内の汚泥を水とともに固液分離手段に取り出して固液分離すると共に分離後の水を循環経路に戻すようにして成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の魚介類の飼育装置。
【請求項４】 固液分離手段として、中空糸膜あるいは精密ろ過膜からなる分離膜を設けて形成したものを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の魚介類の飼育装置。
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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、水を閉鎖的に循環させて再利用しながら、飼育水槽で魚介類を飼育するようにした魚介類の飼育装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】陸上の飼育水槽で魚介類を高密度に養殖したり、一時的に蓄養したりする場合、飼育水槽の水を閉鎖的な循環経路で循環させ、循環経路に接続した各種の処理槽で水を処理することによって浄化し、浄化した水を飼育水槽に返送するようにしている。
【０００３】このような閉鎖システムの循環経路において、魚介類が食べ残した残餌、魚介類の排泄物、浮遊物質などの有機物が沈殿して汚泥が生成される。そして、これらの汚泥を除去せずに放置しておくと、濁りや硫化水素の発生など水質悪化の原因となるので、これらの汚泥は早期に系外に排出する必要がある。そこで、循環経路に接続された各種の処理槽から沈殿した汚泥を水とともに抜き出し、系外に排出するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように汚泥を水とともに抜き出して排出すると、排出した量の分だけ水が減るので、飼育水槽にこの減ったぶんの水を補充するというメンテナンスの必要があり、特に飼育の水として人工海水を使用する場合、ランニングコストの面でも問題があった。しかも、このように汚泥を水とともに抜き出して排出すると、汚泥濃度の高い水を多量に処理する必要があるという問題もあった。
【０００５】本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、水を補充するメンテナンスの必要を少なくすることができると共にランニングコストを低減することができ、さらに排水処理の問題も軽減することができる魚介類の飼育装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る魚介類の飼育装置は、魚介類を飼育する飼育水槽１の水を循環経路２を通して循環させると共に循環経路２を通す間に水を浄化するようにした閉鎖循環方式の飼育装置において、循環経路２において水中の汚泥を水とともに取り出して固液分離すると共に分離後の水を循環経路２に戻す固液分離手段３を備えて成ることを特徴とするものである。
【０００７】また請求項２の発明は、請求項１において、水中の汚泥を沈降させる沈殿槽４を循環経路２に設け、沈殿槽４内の汚泥を水とともに固液分離手段３に取り出して固液分離すると共に分離後の水を循環経路２に戻すようにして成ることを特徴とするものである。
【０００８】また請求項３の発明は、請求項１又は２において、水中のアンモニアを分解する微生物を付着させた処理材を充填したアンモニア除去槽６を循環経路２に設け、アンモニア除去槽６内の汚泥を水とともに固液分離手段３に取り出して固液分離すると共に分離後の水を循環経路２に戻すようにして成ることを特徴とするものである。
【０００９】また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、固液分離手段３として、中空糸膜あるいは精密ろ過膜からなる分離膜８を設けて形成したものを用いることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】図１は飼育装置のシステムの一例を示すものであり、飼育水槽１にパイプなどの配管で形成される循環経路２が接続してある。飼育水槽１は魚介類を飼育し、あるいは魚介類を一時的に蓄養するためのものであり、飼育する魚介類はヒラメ等の魚の他に、甲殻類、貝類など限定されるものではなく、海水魚介でも淡水魚介でもいずれでもよい。飼育水槽１内の水には送風機１１から空気（酸素）が供給されるようになっており、所定時間毎に餌を供給する給餌機１２が飼育水槽１に付設してある。また飼育水槽１には水質センサ１３が設けてあり、水質センサ１３で測定された水質のデータは制御盤１４に入力されるようにしてある。
【００１２】循環経路２には、水の流れの上流側から、沈殿槽４、ポンプ１５、調温装置１６が接続してあり、さらにこれらよりも下流側において、泡沫分離槽１７と硝化槽１８を一体化して形成された複合処理槽２０及び、殺菌装置２１が循環経路２に接続してある。また循環経路２の一部をなすように循環経路２から分岐した分岐経路２２には脱窒槽２３が接続してある。硝化槽１８と脱窒槽２３にはそれぞれアンモニアを分解する微生物を付着させた処理材が充填してあり、硝化槽１８と脱窒槽２３はそれぞれアンモニア除去槽６を形成するものである。
【００１３】また沈殿槽４、アンモニア除去槽６を構成する硝化槽１８と脱窒槽２３、泡沫分離槽１７、温調装置１６はそれぞれ吸入ポンプ２５を備えた取出し経路２６によって固液分離手段３に接続してある。取出し経路２６は固液分離手段３に流入する経路である主経路２６ａと、沈殿槽４、硝化槽１８、脱窒槽２３、泡沫分離槽１７、温調装置１６からそれぞれ流出する経路である分岐経路２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆとからなるものであり、各分岐経路２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆは主経路２６ａに分岐するように接続してある。これらの各分岐経路２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆにはそれぞれ、バルブ２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ，２７ｆが設けてある。固液分離手段３はまた戻し経路２８によって沈殿槽４に接続してある。この固液分離手段３は、槽内にストレーナー、ドラムフィルター、糸巻きフィルターなどのろ過体を備えて形成されるものであり、固形分を含む水をろ過体に通すことによって、固液分離できるようにしてある。
【００１４】上記のように形成される飼育装置にあって、飼育水槽１内の飼育水はポンプ１５によって図１の矢印のように循環経路２を流れて循環するようになっている。そして飼育水槽１から循環経路２に流出した水はまず沈殿槽４に入る。沈殿槽４は、槽内に一定時間飼育水を滞留させ、水中の残餌や糞などの有機固形物を沈殿させることによって、水から有機固形物を分離して除去するものである。沈殿槽４で有機固形分を沈殿させて除去した水は、調温装置１６で魚介類の飼育に適した水温を維持する温度調節がなされた後、複合処理槽２０の泡沫分離槽１７に流入する。
【００１５】泡沫分離槽１７は空気を微細な気泡として噴出する散気管などを下部内に有するものであり、このように微細な気泡を噴出してエアーレーションすることによって、気泡表面による有機固形物など浮遊物質の付着効果と、泡立てによる溶解性有機物の発泡促進によって、有機物を泡沫として水から分離するようにしたものである。泡沫分離槽１７で有機物が泡沫分離水として分離された水は硝化槽１８へと移流する。
【００１６】硝化槽１８内には、微生物として好気性の硝化菌を付着させた粒状のろ過材などの処理材が充填してある。そして泡沫分離槽１７から硝化槽１８へ移流した水は、処理材に付着した硝化菌によって硝化作用を受け、水中のアンモニアは分解され、酸化されて亜硝酸になると共にさらに硝酸になり、アンモニアを硝酸態窒素へと変化させることができる。このようにして硝化槽１８で硝化処理がされた水は循環経路２に送り出される。そしてこの水は殺菌装置２１で殺菌された後、循環経路２を通して飼育水槽１に返送される。このように循環経路２を循環させる間に、上記のように水を各種の処理槽で浄化処理することによって、飼育水槽１内の水を常に清浄に保つことができるものである。
【００１７】また、硝化槽１８で硝化処理された水は循環経路２で飼育水槽１に返送される他に、一部は循環経路２から分岐経路２２に流れ、脱窒槽２３に矢印のように移流するようになっている。脱窒槽２３内には微生物として嫌気性の脱窒菌を付着させた粒状のろ過材などの処理材が充填してある。そして脱窒槽２３に流入する水にはアンモニアの硝化によって生成された硝酸態窒素が含有されているが、水中の硝酸態窒素は脱窒槽２３内の脱窒菌の作用で分解されて窒素ガスになり、硝酸態窒素を窒素ガスとして水中から系外部に除去する脱窒が行なわれる。脱窒槽２３で脱窒処理された水は、分岐経路２２によって沈殿槽４に戻されるようにしてある。
【００１８】上記のような飼育装置にあって、残餌や、魚介類の排泄物、浮遊物質などの有機物が沈殿して汚泥が生成される。特に沈殿槽４の底部には、残餌や糞などの有機固形物の沈殿によって多量の汚泥が発生している。そこで、吸入ポンプ２５を作動させると共にバルブ２７ｂを開いて沈殿槽４の底部から汚泥を水とともに吸引し、分岐経路２６ｂと主経路２６ａからなる取出し経路２６を通して固液分離手段３に取り出すようにしてある。そして沈殿槽４から取り出された汚泥と水を固液分離手段３で固液分離し、固液分離して汚泥を分離した後の水は、固液分離手段３から戻し経路２８によって沈殿槽４に返送し、循環経路２に戻されるようにしてある。このようにして、沈殿槽４内の汚泥を取り出して系から除去することができるものであり、系内に汚泥が蓄積されることを防ぐことができるものである。また汚泥とともに取り出された水は汚泥から分離されて循環経路２に戻されるので、系内の水が多量に減少することがなくなり、水を補給するメンテナンスの必要を少なくすることができるものである。従って、水を補給するコストを低減することができ、特に水として人工海水を用いる場合などは、ランニングコストを大きく削減することができるものである。また排出されるのは、固液分離して残った汚泥だけであるので少量であり、その処理を容易に行なうことができるものである。
【００１９】また、硝化槽１８や脱窒槽２３では、アンモニアの分解・除去の作用の他に、微生物が付着する処理材によるろ過作用で、汚泥が多く発生する。そこで、吸入ポンプ２５を作動させると共にバルブ２７ｃあるいはバルブ２７ｄを開いて、硝化槽１８あるいは脱窒槽２３の底部から汚泥を水とともに吸引し、分岐経路２６ｃ，２６ｄと主経路２６ａからなる取出し経路２６を通して固液分離手段３に取り出すようにしてある。そして硝化槽１８あるいは脱窒槽２３から取り出された汚泥と水を固液分離手段３で固液分離し、固液分離して汚泥を分離した後の水は、固液分離手段３から戻し経路２８によって沈殿槽４に返送し、循環経路２に戻されるようにしてある。
【００２０】さらに、泡沫分離槽１７や温調装置１６においても汚泥が発生する。そこで、吸入ポンプ２５を作動させると共にバルブ２７ｅあるいはバルブ２７ｆを開いて、泡沫分離槽１７あるいは温調装置１６の底部から汚泥を水とともに吸引し、分岐経路２６ｅ，２６ｆと主経路２６ａからなる取出し経路２６を通して固液分離手段３に取り出すようにしてある。そして泡沫分離槽１７あるいは温調装置１６から取り出された汚泥と水を固液分離手段３で固液分離し、固液分離して汚泥を分離した後の水は、固液分離手段３から戻し経路２８によって沈殿槽４に返送し、循環経路２に戻されるようにしてある。
【００２１】上記のように、循環経路２の各処理槽から汚泥と水を固液分離手段３に取り出して固液分離した後に循環経路２に水を戻す操作は、常時行なったり、あるいは所定時間毎に間欠的に行ったりするものである。常時行なう場合には、循環経路２に流れる水量の１／２〜１／１０程度を固液分離手段３に取り出すようにするのがよい。
【００２２】図２は固液分離手段３の実施の形態の一例を示すものであり、分離槽３０内に中空糸膜あるいは精密ろ過膜（平膜ともいう）からなる分離膜８を設け、分離槽３０に取出し経路２６を接続すると共に分離膜８に戻し経路２８を接続して固液分離手段３を形成するようにしてあり、また分離槽３０内には分離膜８の下方位置において散気管３１が配設してある。中空糸膜や精密ろ過膜は孔径が０．０５μｍ〜８μｍのものである。そして循環経路２の各処理槽から取出し経路２６を通して分離槽３０内に汚泥と水が常時あるいは間欠的に供給されているものであり、戻し経路２８に設けた吸引ポンプ３２による吸引あるいは水頭差で、分離膜８を通して分離槽３０内の汚泥と水を吸引すると、汚泥は分離膜８を透過せず、水のみが分離膜８を透過するので、固液分離して水を戻し経路２８から循環経路２に戻すことができるものである。
【００２３】図２のものにあって、中空糸膜あるいは精密ろ過膜からなる分離膜８は孔径が小さいので、硝化菌や脱窒菌のような微生物は透過させない。従って、分離槽３０内の汚泥を活性汚泥として、硝化菌や脱窒菌を分離槽３０内に生息させることができるものであり、固液分離の操作と同時に、分離槽３０内で水を硝化処理や脱窒処理してアンモニアを除去する処理も行なうことが可能になるものである。すなわち、散気管３１から空気を散気させて活性汚泥に十分な酸素供給をして好気性状態にすると、硝化菌の活動が活発になり、水中のアンモニアを分解して硝酸態窒素に変換させる硝化反応を行なわせることができ、また散気管３１からの空気の散気を停止して嫌気性状態にすると、脱窒菌の活動が活発になり、硝酸態窒素を分解して窒素ガスに変換させる脱窒反応を行なわせることができるものである。分離槽３０内では高濃度に濃縮された活性汚泥によって有機物の分解も行なうことができるものである。このようにして、固液分離手段３を利用して硝化や脱窒を行なったり、有機物の分解を行なったりすることができるようにすることによって、硝化槽１８や脱窒槽２３などのアンモニア除去槽６の負荷を軽減して、これらの処理槽の容量を小さくすることが可能になるものであり、装置全体のコンパクト化と、コスト削減につながるものである。
【００２４】
【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に係る魚介類の飼育装置は、魚介類を飼育する飼育水槽の水を循環経路を通して循環させると共に循環経路を通す間に水を浄化するようにした閉鎖循環方式の飼育装置において、循環経路において水中の汚泥を水とともに取り出して固液分離すると共に分離後の水を循環経路に戻す固液分離手段を備えるので、汚泥を除去して水質を保つことができると共に、汚泥を固液分離した後の水を戻すことによって、補充しなければならない水の量を低減することができ、水を補充するメンテナンスの必要を少なくすることができると共にランニングコストを低減することができるものであり、また排水の処理の問題も軽減することができるものである。
【００２５】また請求項２の発明は、水中の汚泥を沈降させる沈殿槽を循環経路に設け、沈殿槽内の汚泥を水とともに固液分離手段に取り出して固液分離すると共に分離後の水を循環経路に戻すようにしたので、循環経路の間で特に汚泥が大量に生成される沈殿槽の汚泥を除去して、水質を保つことができるものである。
【００２６】また請求項３の発明は、水中のアンモニアを分解する微生物を付着させた処理材を充填したアンモニア除去槽を循環経路に設け、アンモニア除去槽内の汚泥を水とともに固液分離手段に取り出して固液分離すると共に分離後の水を循環経路に戻すようにしたので、循環経路の間でも汚泥が多く生成されるアンモニア除去槽の汚泥を除去して、水質を保つことができるものである。
【００２７】また請求項５の発明は、固液分離手段として、中空糸膜あるいは精密ろ過膜からなる分離膜を設けて形成したものを用いるようにしたので、中空糸膜あるいは精密ろ過膜からなる分離膜は硝化菌や脱窒菌のような微生物は透過させないものであって、固液分離手段で分離される汚泥を活性汚泥として利用して、アンモニア除去などの生物的処理を行なうことが可能になるものである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８３２
【氏名又は名称】松下電工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１３年１月３１日（２００１．１．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７７６７
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−２２３６６７（Ｐ２００２−２２３６６７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年８月１３日（２００２．８．１３） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２４７０９（Ｐ２００１−２４７０９） |
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