CN106455527A - 循环型养殖方法和循环型养殖装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供循环型养殖方法和循环型养殖装置，其可以在防止由过剩处理而导致的有毒氧化剂的产生的同时，将对鱼贝类而言有害的氨进行除去处理，并且实施相应于来自鱼贝类的氨排出量增减的氨除去处理，从而可以防止氨在养殖水中蓄积。为了实现该目的，采用的手段为通过养殖装置主体处理饲养水生生物的循环型养殖槽的养殖水的方法，所述方法包括：第一步骤，求出预先通过臭氧或次氯酸处理养殖水时的氨分解速度，并且设定分解处理后的目标氨残留量；第二步骤，求出养殖水中的氨量，由氨分解速度计算降低至目标氨残留量所需的处理时间；第三步骤，通过臭氧或次氯酸以第二步骤中计算得到的处理时间处理养殖水，从而分解处理养殖水中的氨；和，第四步骤，将在第三步骤中分解处理得到的养殖水送回至养殖槽。

Description

循环型养殖方法和循环型养殖装置

技术领域

本发明涉及特别适合于封闭型的鱼类养殖体系且将鱼贝类的养殖、蓄养时的养殖水中所含的氨分解并除去的循环型养殖方法和循环型养殖装置。

背景技术

在养殖场、蓄养场、水族馆的养殖水中，由鱼贝类排出的排泄物中所含的氨、残饵等在水中被微生物分解，由此氨残留在水中，该氨随着时间的推移而蓄积。氨的生物毒性高且对鱼贝类有害，因此作为其对策，已知例如通过基于利用微生物的生物分解的除去方法而将氨除去。但是，在这样的使用生物处理除去氨的养殖方法中，存在的问题是需要广阔的场地作为处理槽，或者曝气用泵的动力变大从而导致成本增加，或者氨分解处理性能受到温度、负荷量的影响而变得不稳定等。

因此，近年来，提出了通过使用臭氧、电解次氯酸的物理处理来除去氨的分解处理。在该分解处理中，随着处理的进行，被称为氧化剂的对鱼贝类有害的氧化性物质容易蓄积，因此公开了抑制该氧化剂的产生、或者在除去氧化剂的同时除去氨的各种方法。

作为这种通过物理处理进行的氨的除去方法，例如在专利文献1中公开了使用臭氧的氨分解方法。在该公报1中记载了如下内容：在臭氧的接触塔的出口附近设置测定经臭氧处理的海水的氧化还原电位的氧化还原电位测定电极，并且以使该氧化还原电位落入450~650mV的范围的方式控制臭氧产生量(参照段落[0005])。该氨分解方法被设定为利用下述情况来分解氨，所述情况为在通过注入臭氧而促进氨的分解时，在氨几乎变为零的时刻会伴随氧化还原电位的急剧上升而产生氧化剂。

另一方面，在专利文献2中公开了鱼贝类饲养用水净化装置，其利用使用电解而在养殖水中产生的次氯酸来进行氨分解。在该文献2中记载了通过检测饲养中的次氯酸浓度来进行降低养殖水的残留氯浓度的控制(参照[0009])。已知该水净化装置中所利用的次氯酸为氧化剂的一种、并且是对鱼贝类而言非常有毒的物质。

在专利文献3中公开了使用电解次氯酸的氨分解装置。在该文献3中记载了通过使由鱼贝类等排出的氨和次氯酸吸附于吸附材料表面来除去氨(参照段落[0015])。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-64533号公报

专利文献2：日本特开2004-344144号公报

专利文献3：日本专利第5028566号公报。

发明内容

发明要解决的课题

然而，在前述专利文献1中，出于下述理由，难以即时应对氧化剂的产生并进行处理：在测定氧化还原电位时，该氧化还原电位受到被处理水的pH的影响而难以进行使用固定值的控制；在氨被分解而即将达到零之前会产生氧化剂；产生氧化剂的时刻与氧化还原电位上升之间产生时间差；氧化还原电位测定器的响应性差，为了使测定值达到恒定值而需要5分钟~10分钟左右的时间；测定值因每个电极而异，从而产生±25mV左右的允许差；通过生物膜使电极前端形成覆膜时会产生较大误差等。

在专利文献2的情况中，由于可以即时地直接测定海水中的次氯酸、残留氯浓度的测量装置并非常规使用的装置，因此这些的测定需要介由基于比色法等的转换来求出，从而难以连续地进行测定。

从这些情况出发，检测氧化剂的产生本身的方法中，测定耗费时间，有可能无法抑制氧化剂的产生。在这种情况下，即使所产生的氧化剂为微量，也难以回避对鱼贝类的毒性，使鱼贝类死亡的风险变大。

进一步，在想要用这些装置测定氧化剂时，与在氨分解时受到温度、pH等水质、臭氧发生器・电解次氯酸发生装置的输出、处理槽等的装置要件(混合方法、体积等)等影响的情况相同，它们也对这些装置要件产生较大影响，因此难以使相同的测定方法适用于各种装置。

此外，在通过物理处理使用臭氧来分解氨的情况下，在该分解过程中存在产生有害的溴酸的风险，并且该溴酸有可能对鱼贝类带来负面影响。

另一方面，如专利文献3的情况所述，在想要使用活性炭、沸石等吸附剂来吸附氧化剂的情况中所具有的诸多问题在于，吸附剂的吸附能力随着时间的推移而降低；因吸附剂的堵塞而导致处理能力降低；存在在吸附剂内部产生生物膜从而在养殖水中产生杂菌的风险；吸附剂的使用耗费成本等。

除此之外，养殖槽中的鱼贝类在投喂后代谢加快从而导致氨的排出量急剧增加，另一方面，在夜间的代谢降低时存在氨的排出量变少的倾向。像这样，从鱼贝类产生的氨并非总是恒定量，在一天当中每单位时间的增加量发生变动，同时氨连续地产生而蓄积。

在对该氨排出量用以往的物理处理进行氨处理的情况下，其处理速度大多为恒定。此时，例如如果以达到投喂后的最大值的情况作为基准来设定每单位时间的氨处理量，则在除此以外的夜间等时会出现过剩处理，因此容易产生氧化剂，另一方面，如果以达到夜间的最小值的情况作为基准来设定每单位时间的氨处理量，则在产生过剩量的氨时处理不完全，从而存在在水槽中蓄积氨的风险。另一方面，即使将平均的氨排出量设定为处理条件，也时常存在出现过剩处理・过少处理的可能性。

如上所述，在氨的除去处理与氧化剂的产生之间存在相关关系，期望开发防止由这两者给鱼贝类造成的负面影响且可以进行水处理的养殖方法和养殖装置。

本发明是为了解决上述的技术问题而开发的发明，其目的在于提供循环型养殖方法和循环型养殖装置，其可以在防止由过剩处理而导致的有毒氧化剂的产生的同时，将对鱼贝类而言有害的氨进行除去处理，并且实施相应于来自鱼贝类的氨排出量增减的氨除去处理，从而可以防止氨在养殖水中蓄积。

解决问题的手段

为了达成上述目的，权利要求1的发明为循环型养殖方法，其是通过养殖装置主体处理饲养水生生物的循环型养殖槽的养殖水的方法，所述方法包括：第一步骤，求出预先通过臭氧或次氯酸处理养殖水时的氨分解速度，并且设定分解处理后的目标氨残留量；第二步骤，求出要处理的养殖水中的氨量，由第一步骤的氨分解速度计算从该氨量降低至第一步骤的目标氨残留量所需的处理时间；第三步骤，通过臭氧或次氯酸以第二步骤中计算得到的处理时间处理养殖水，从而分解处理养殖水中的氨；和，第四步骤，将在第三步骤中分解处理得到的养殖水送回至养殖槽。

此时，也可以连续或间歇地重复进行第二步骤~第四步骤，此外，还可以在进行处理的装置中不进行第一步骤而转用在同一构成的另外的装置中进行第一步骤所得到的结果。进一步，在一个装置中并非仅进行一次第一步骤，例如可以每进行多次第二步骤~第四步骤时进行一次第一步骤，像这样，可以将至少第二步骤到第四步骤进行一次或重复进行一次以上来分解处理养殖水中的氨。

此外，氨分解速度会根据pH、温度等各种外部条件而发生变化，在第一步骤中，可以仅在一个条件下求得氨分解速度，或者也可以在多个条件下求得氨分解速度。此时，当仅在一个外部条件下求得氨分解速度时，只要在进行第三步骤时调整为与其接近的条件即可，另一方面，当在多个条件下求得氨分解速度时，可以适当调整第三步骤中的条件，只要应用在与该时刻的条件接近的条件下求得的氨分解速度即可。

由此，在第一步骤中，在通过处理部实现的氨处理能力的基础上，还根据所使用的装置来预先掌握防止溴酸产生的目标氨残留量，以此为依据，在第二步骤中计算达到目标氨残留量为止的处理时间，并在第三步骤中以第二步骤中计算出的处理时间进行处理，由此可以在切实地防止溴酸产生的同时进行氨分解。像这样，在实际使用的装置或同一构成的装置中，只要臭氧发生器、次氯酸供给器的能力、臭氧或次氯酸的混合方法、处理单元的容积等处理部的装置要件恒定，则可以在氨的分解能力不受臭氧或次氯酸影响的情况下通过各步骤的处理实施稳定的氨处理。

而且，一旦实施第一步骤，则其后只要基于通过计算而导出的处理条件进行处理即可，因此无需为了辨别处理是否完成而实时地监控ORP、氨残留量等指标，可以简便地控制防止溴酸产生的氨分解。

权利要求2的发明为循环型养殖方法，其中，针对规定构成的前述装置主体求出氨分解速度，根据该氨分解速度，在第二步骤以后的步骤中通过装置主体分解处理氨。

由此，根据各养殖装置主体设定氨分解速度，基于由该养殖装置主体得到的最佳氨分解速度，可以高效地实施氨的分解处理。进一步，只要将养殖装置主体设定为规定的同一构成，则在另外的养殖装置主体中也可以基于相同的氨分解速度以相同的效率对氨进行分解处理。

权利要求3的发明为循环型养殖方法，其中，在第二步骤~第四步骤为止的第2次以后的分解处理时，作为氨分解速度，使用将至上一次为止的结果进行反馈得到的值。

通过以这样的方式进行设定，从而在重复实施多次第二步骤~第四步骤时，应用基于紧接之前的处理中得到的结果的氨分解速度，由此可以应用反映了紧接之前的装置状态的氨分解速度，可以更切实地控制氨分解反应。

权利要求4的发明为循环型养殖方法，其中，测定通过第二步骤~第三步骤为止进行的分解处理后的养殖水的ORP，当该测定值达到预先设定的设置值时停止分解处理。

由此，可以由处理后的养殖水的ORP值确认有害的溴酸的产生。因此，通过监控处理后的养殖水的ORP值，在已达到不存在产生溴酸的风险的水平的设定值时停止分解处理，即使发生任何异常现象而导致氨的分解不能如计算结果那样进行，也可以切实地防止溴酸的产生。

权利要求5的发明为循环型养殖装置，其具有饲养水生生物的循环型养殖槽、和将由该养殖槽抽出的养殖水通过臭氧或次氯酸进行处理后送回至养殖槽的处理部，该处理部具有：控制单元，其设定氨的分解速度和分解处理后的目标氨残留量，并计算从要处理的养殖水中的氨量降低至目标氨残留量所需的处理时间；和，分解处理单元，其用于将养殖水通过臭氧或次氯酸进行处理从而分解处理养殖水中的氨。

由此，介由处理部适当地进行养殖水中的氨处理，可以在切实地防止溴酸的产生的同时进行氨分解。在实际使用的装置或同一构成的装置中，只要臭氧发生器、次氯酸供给器的能力、臭氧或次氯酸的混合方法、处理单元的容积等处理部的装置要件恒定，则可以在氨的分解能力不受臭氧或次氯酸影响的情况下实施稳定的氨处理。

而且，无需为了辨别处理是否完成而实时地监控ORP、氨残留量等指标，可以简便地控制防止溴酸的产生的氨分解。

权利要求6的发明为循环型养殖装置，其中，设有测定通过分解处理单元处理得到的养殖水的ORP的ORP测定装置。

此时，为了可以由处理后的养殖水的ORP值确认溴酸产生的可能性，通过监控处理后的养殖水的ORP的值，在已达到不存在产生溴酸的风险的水平的设定值时停止分解处理，从而可以切实地防止溴酸等的产生。

发明效果

根据本发明，可以防止过剩的氨处理从而防止有毒的氧化剂、溴酸的产生，同时切实地将对鱼贝类而言有害的氨进行除去处理，根据因投喂后、夜间等状况、时间的变化而增减的来自鱼贝类的氨排出量，实施适当的氨除去处理，从而可以切实地防止氨在养殖水中蓄积。

附图说明

图1为表示循环型养殖装置的第一实施方式的示意图。

图2为表示循环型养殖装置的第二实施方式的示意图。

图3为表示根据本发明的循环型养殖方法的处理流程的一例的示意图。

图4为表示氨的浓度变化的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的循环型养殖方法和循环型养殖装置的实施方式进行详细说明。

首先，依据图1所示的示意图对循环型养殖装置进行说明。在图1中示出循环型养殖装置的第一实施方式。该循环型养殖装置主体(以下，称作装置主体1)具有：循环型养殖槽2，其用于饲养水生生物；和，处理部3，其从该养殖槽2抽出部分养殖水，通过臭氧或次氯酸处理该抽出的养殖水之后将其送回至前述养殖槽2。

在图1中，双点划线所示的处理部3具有由控制装置构成的控制单元10、分解处理单元11、测定水中的氨浓度的氨传感器12、和未图示的移水用的泵。

其中，控制装置10由例如个人电脑、定序器等构成，并且被设置为能够输出设置于分解处理单元11中的臭氧发生器13的开/关(ON/OFF)、臭氧注入量等控制信号。在控制装置10中设有数据存储部14，在该数据存储部14中存储与养殖槽2、分解处理单元有关的各种测定数据。控制装置10可以根据数据存储部14的测定数据来设定氨的分解速度和分解处理后的目标氨残留量，并且被设置为能够计算从要处理的养殖水中的氨量降低至目标氨残留量所需的处理时间，从而可以通过输入所测定的氨浓度来控制臭氧发生器13的操作。

进一步，控制装置10被设定为不仅可以对臭氧发生器13输出控制信号，而且可以通过控制原料气体压力、气体流量、放电电压・电流等来调整臭氧量。在此基础上，还具有设定并调整包括饲养所需的水温、溶存氧量、pH、电导度、盐浓度、氧化还原电位、二氧化碳浓度、碱度、加温、冷却、水位的检测、泵、阀(未图示)等操作及送水量等在内的装置整体的运转控制、运转状况、运转日志的记录、输出、应急报警、对外部的数据通信功能等的功能，从而将运转装置主体1设定为能够稳定且自动地运转。

如图1的虚线所示，分解处理单元11具有处理水槽20、臭氧反应槽21、臭氧发生器13，并且被设定为能够对养殖水进行臭氧处理从而能够分解处理氨。

分解处理单元11中的处理水槽20被设定为能够抽出养殖槽2的部分养殖水、并且为了对该养殖水进行臭氧处理而将其暂时储存。

臭氧反应槽21被设定为用于对养殖水进行臭氧处理，该臭氧反应槽21与处理水槽20通过规定的流路23相连。臭氧反应槽21可以为通常的曝气型，也可以为使用喷射器的类型，只要臭氧能够溶解于水中，则可以使用任意形式。

应予说明，作为通过分解处理单元11对养殖水进行的处理，也可以进行次氯酸处理来代替臭氧处理。其理由在于，通过次氯酸(特别是电解次氯酸)，也会与臭氧同样地发生氨的分解反应。在进行次氯酸处理时，可以将臭氧反应槽用作次氯酸反应槽，在该槽中通过电解而产生次氯酸，或者从外部添加次氯酸。

臭氧发生器13被设定为可以接收来自控制单元10的控制信号并改变臭氧浓度、臭氧气体流量等来将臭氧气体输送至臭氧反应槽21。此时，用于生成臭氧的原料气体可以为空气，但在使用放电来生成臭氧时，空气中的氮气会变成对鱼贝类毒性高的硝酸，因此需要注意。因此，作为原料气体，期望使用将液态氧进行气化而得到的气体、纯氧气瓶、供氧机(PSA)。

处理部3中的氨传感器12只要是可以直接测定水中的氨浓度的电极式传感器、或者可以在通水的同时连续测定的氨传感器，则可以使用任意氨传感器。另一方面，作业人员可以通过使用分批式试剂测定吸光度来测定氨浓度，只要能够确认该时刻的氨浓度，则无需使用氨传感器。在测定氨浓度后，可以将测定的氨浓度的值以电的方式输入控制装置，或在分批式的情况中，作业人员可以直接手动地输入控制装置。此时，在图1中，使氨的测定点为下述各点：a点：养殖槽2内、b点：处理水槽20内、c点：用于从臭氧反应槽21送回至处理水槽的臭氧处理水路24内、d点：用于将处理水从处理水槽20送回至养殖槽2的处理水路25内，测定这些中的任一点或多个点即可。在图1的情况中，示出在a点设有氨传感器12的状态。

进一步，在上述的氨传感器12的测定位置，可以以与该氨传感器12同样的方式设置ORP(氧化还原电位)测定装置22。此时，通过ORP测定装置22，能够测定在分解处理单元11中处理的养殖水的ORP。在图1的情况中，示出在c点设有ORP测定装置22的状态。

尽管未图示，但可以在进行臭氧处理的水路的途中、将成为处理水的养殖水送回至养殖槽2的送回水路25的途中设置活性炭塔，并通过该活性炭塔来除去因臭氧处理而产生的氯酸类等有害的氧化性物质。此时，作为活性炭塔，例如，不仅可以利用活性炭，还可以利用能够除去氧化性物质的沸石、二氧化硅、珊瑚砂等。在水路内可以设置用于杀菌分解的紫外线灯、用于除去残渣、粪便等的过滤器等。在水路内也可以添加过氧化氢水溶液，由此，通过添加过氧化氢水溶液并进行处理，从而提高氨分解率。进一步，可以在通过处理部3控制臭氧、氨、溴离子、氯离子等海水成分以达到适当比率的同时运行装置主体1。

接着，对使用前述循环型养殖装置的循环型养殖方法进行说明。

本发明的循环型养殖方法为根据固有的装置主体1设定氨分解速度、并通过该装置主体1对饲养有水生生物的循环型养殖槽2的养殖水进行臭氧处理的方法，此时，例如通过分批(间歇)处理来实施第一步骤~第四步骤的处理步骤，从而介由这些步骤对养殖水中的氨进行分解处理。

在循环型养殖方法的第一步骤中，求出预先对养殖槽2的养殖水进行处理时的氨分解速度，并且设定分解处理后的目标氨残留量。

在第二步骤中，求出要处理的养殖水中的氨量，由第一步骤的氨分解速度计算从该氨量降低至第一步骤的目标氨残留量所需的处理时间。

在第三步骤中，通过臭氧或次氯酸以第二步骤中计算得到的处理时间对养殖水中的氨进行分解处理。

在第四步骤中，将在第三步骤中分解处理得到的养殖水送回至养殖槽2。

此时，对规定构成的装置主体1求出氨分解速度，根据该氨分解速度在第二步骤以后的步骤中通过装置主体1对氨进行分解处理。在此，规定构成的装置主体1是指具备能够以与第二步骤以后使用的装置主体1相同的效率对氨进行分解的功能的装置主体，是指发挥出同等性能的具备分解处理单元11(臭氧发生器13)、活性炭塔的养殖装置。例如，作为规定构成的装置主体1，可以应用在第二步骤以后使用的装置主体1本身，或者虽然为同一构成但不同于第二步骤以后使用的装置主体1的装置主体。

在该循环型养殖方法中，期望在第二步骤~第四步骤为止的第2次以后的分解处理时，使用将直至上一次为止的结果进行反馈得到的值作为氨分解速度。

进一步，可以测定通过第二步骤~第三步骤为止进行的分解处理后的养殖水的ORP，当该测定值达到预先设定的设置值时停止分解处理。

通过上述养殖方法对养殖水进行臭氧处理时，尽管微小，但处理水的pH会发生变动，因此可以向养殖槽2、处理水槽20、处理水路24内、送回水路25内投入药液从而能够调节pH。此外，在臭氧处理中，在碱侧氨的分解率提高。这是由NH₃/NH₄ ⁺的存在比所导致的，但鱼贝类可以生长发育的pH为6~9的范围，需要使养殖水的pH处于该范围。通过施展药液而使处理水的pH略向碱侧偏移，由此可以高效地分解氨。

进一步，例如在养殖槽2中pH为8.2时使送回水为pH8.1等、将送回水的pH的调整值设定为略低于养殖槽2，由此在因某种原因而导致养殖槽2中的pH上升时，也无需进行该养殖槽2中的调整。其理由在于，即使养殖槽2的pH降低，但通过使送回水的pH升高至8.1左右，也能够防止养殖槽2的pH降低至不适于鱼贝类的生长发育环境的程度。

在将臭氧处理水送回到养殖槽2时，期望的是例如在养殖槽2的上部搭设一根管，在该管上设置多处喷出口(未图示)，使处理完毕的养殖水从该喷出口喷出至养殖槽2内等，由此在使处理水分散的同时送回至养殖槽2。其理由在于，从一处喷出口喷出时，尽管水质可能仅部分不同，但存在水质不同于养殖水的水流入养殖槽2内从而对存在于此处的鱼贝类造成压力的风险。

接着，对使用上述装置主体的养殖方法的操作及作用进行具体地描述。

首先，对利用本发明的循环型养殖方法在图1所示的装置主体1中通过分批处理进行养殖的情况进行说明。

在实际对养殖水进行臭氧处理之前，使用试验水预先求出装置主体1的氨分解速度v[g/min]。此时，可以分解实际的养殖水中所含的氨从而求出氨分解速度，但更简便的是使用人为地添加氯化铵等药品的海水。此时，可以改变海水的种类、温度、pH、臭氧密度等条件来制作试验水，使用装置主体1进行试验水的分解试验。

此时，求出氨分解速度，并且求出稍早于开始产生溴酸时的氨分解浓度。其理由在于，通常对海水进行臭氧处理时，首先在不产生溴酸的情况下分解氨从而使浓度降低，但在氨的浓度接近零时会产生溴酸。此时，在被设定为固有构成的装置主体1中，氨分解速度尤其受到由臭氧发生器13所产生的臭氧的注入量、其浓度等的较大影响。

在确定氨浓度时，在求出稍早于装置主体1中开始产生溴酸时的氨分解浓度后，在考虑到安全的情况下确定为应当残留的氨浓度。将该值规定为目标氨浓度C终止[g/L]，作为在控制单元10中进行处理的控制值。开始产生溴酸时的氨分解浓度可以通过进行氨分解直至实际产生溴酸为止来求出，或者由氨分解的行为进行预测来求出。

接着，描述在图1的装置主体1中、在a点~d点的氨传感器12的测定部位测定氨浓度时的各自的流程。

(1)在养殖槽内(a点)设置氨传感器时

在a点设置氨传感器12时，测定养殖槽2内的氨浓度C₀[g/L]。当该氨浓度超过被认为会对鱼贝类的生长或生死产生影响的值C起始[g/L](开始臭氧处理的氨浓度)时，判断为氨浓度过剩，确定要进行臭氧处理。

在测定时，首先将养殖槽2内的养殖水的一部分移入处理水槽20中，并假定该处理水槽20中的氨浓度与养殖槽2中的氨浓度相同。然后，如果以处理水槽20的处理水量作为V[L]，则仅运转t[min]的臭氧处理就可以使氨降低至目标氨浓度C终止[g/L]时所需的臭氧处理时间t[min]满足时间t=V×(C₀-C终止)/v(式1)，因此根据该处理时间t来进行臭氧处理。在臭氧处理后将处理水送回到养殖槽2中，如果在该送回后养殖槽2内的浓度未达到C终止[g/L]，则重复进行该处理。由此，可以将养殖槽2内的氨浓度保持为鱼贝类可以生存的环境。

(2)在处理水槽内(b点)设置氨传感器时

此时，在可以通过连续式氨测定器等时间响应性良好的氨传感器12测定氨的情况下，定期地将养殖槽2内的养殖水的一部分引入处理水槽20中来测定氨浓度即可。

在测定中，在氨浓度未达到开始臭氧处理的浓度C起始[g/L]时将该水送回至养殖槽2中，并待机直至氨浓度增加。此时，通过预先求出养殖槽2内的氨升高速度，从而可以计算出待机时间、即下次引入养殖水的时机。

处理水槽20内的氨浓度达到开始臭氧处理的浓度C起始[g/L]时，判断为需要进行臭氧处理从而开始臭氧处理。此时，在通过氨传感器12测定浓度的同时进行臭氧处理直至达到目标氨浓度C终止[g/L]。在臭氧处理后将处理水送回至养殖槽2，重复该操作从而持续进行臭氧处理。

此时，由于可以计算出每次分批处理的氨减少量，因此可以估算出使养殖槽2内的氨浓度降低至目标氨浓度C终止[g/L]所需的批次数量。应予说明，即使在使用时间响应性良好的氨传感器12的情况下，也由针对所使用的装置主体1而预先求出的氨分解速度计算出处理时间，该计算结果也可以一并用作判断臭氧处理的终止时刻的材料。

另一方面，在分批式测定等氨浓度的测定需要耗费时间的情况、氨传感器12的响应性差的情况下，变得难以应用如上所述的处理方法。为了应对这种情况，以与前述的在a点设置氨传感器12的情况同样的方式，只要计算出臭氧处理时间并仅进行该时间的臭氧处理即可。由此，通过反复进行将处理后的处理水送回至养殖槽2的作业直至达到目标氨浓度C终止[g/L]，从而可以将氨浓度维持在规定的状态。

(3)在臭氧处理水路内(c点)设置氨传感器时

在c点设置氨传感器12时，可以以与在b点设置时同样的方式进行臭氧处理。此时，暂时将养殖水引入养殖槽2中，将在不使用臭氧的情况下对臭氧处理水路通水而得到的浓度作为处理水槽中氨的初始浓度C₀[g/L]即可。关于氨传感器12的响应性的好坏、作业人员直接进行浓度测定时的处理，也可以以与前述情况同样的方式来实施。

(4)在送回水路内(d点)设置氨传感器时

以与前述情况同样的方式，暂时将养殖水引入养殖槽2中，在使水路以送回的方式进行循环的同时测定养殖水中的氨浓度C₀[g/L]，根据该测定结果判断是否需要臭氧处理即可。此时，以与前述情况同样的方式进行计算臭氧处理时间的处理。

在这些部位中的任一测定部位设置氨传感器12来进行臭氧处理的情况下，有效的是，在臭氧处理结束后测定处理水槽20内的氨浓度从而计算出实际的氨处理速度，进行单独地使用该值的控制、或者将多次的结果累积在数据存储部14中从而进行平均化的控制、或者记忆其每日的变化并由直至前一天为止的该时间带的数据来预测并进行比较等控制，从而用作计算下次以后的处理时间的氨分解速度v[g/min]。

在实施上述的臭氧处理时，如果过度地分解氨直至产生溴酸的程度，则处理水的氧化还原电位显著上升。由此，为了应对导致溴酸产生的过剩的臭氧的投入等，通过ORP测定装置22来测定处理水的氧化还原电位，并根据其测定结果采取停止装置主体1等措施，从而可以切实地防止溴酸的产生。此时，期望在紧接臭氧处理之后测定氧化还原电位，通过在该测定点进行测定，可以确认氨的显著减少，并且可以以最高的灵敏度检测氧化还原电位的变动。“紧接臭氧处理之后”是指例如在臭氧处理后且在流通经臭氧处理的养殖水的流路与其他流路合流之前、或者在经臭氧处理的养殖水中添加其他成分之前，例如对应于前述c点。应予说明，由于不必一定要在紧接臭氧处理之后才可以检测到氨的显著现象，因此ORP测定装置22可以被设置在例如前述c点以外的部位。

进一步，以与测定紧接臭氧处理之后的氧化还原电位时同样的方式，通过实时测定紧接臭氧处理之后的水中的氨量，可以基于该测定结果能动地控制臭氧注入量，可以更切实地防止溴酸的产生。

本发明的循环型养殖方法通过进行上述的处理，使用臭氧在不产生氧化剂、溴酸的情况下将鱼贝类的养殖水中所含的有害的氨分解除去，可以在饲养中实现适于鱼贝类生存的水质环境。而且，不仅可以应用通过臭氧进行的氨分解，还可以应用基于通过海水电解而生成的次氯酸进行的分解等。

此时，因饲养鱼贝类而在水中产生的氨浓度不断地发生变化，但通过以使该浓度不为零而接近恒定值的方式进行分解处理，从而在避免产生溴酸的同时分解除去氨。由此，可以避免臭氧的投入量过剩时产生溴酸、投入量少时蓄积氨。

而且，还存在的风险是因养殖装置的结构、形状、以及其配管、pH、温度、溶解物等处理水质的不同而导致产生溴酸的可能性变高，因此通过预先在各种条件下把握氨分解速度和不产生溴酸的残留氨浓度等，可以在切实地防止溴酸的产生的同时将氨降低至恒定浓度。

在测定氨时，可以通过使用连续式氨测定器等氨传感器12来提高时间响应性，另一方面，即使在分批式测定等氨浓度的测定需要耗费时间的情况、氨传感器12的响应性差的情况下，由预先针对各装置主体1求出的氨分解速度和处理后的氨浓度计算出臭氧处理时间，基于该计算结果控制臭氧发生器13，由此防止过剩的臭氧处理，从而切实地抑制溴酸的产生。

此外，将计算出的氨分解速度的数据累积在数据存储部14中并对其进行分析，由此，即使处理水的水质存在些许不稳定，也会反映在下次以后所使用的分解速度中，从而可以更准确地进行计算。

进一步，通过组合ORP测定装置22来测定紧接臭氧处理之后的氧化还原电位的变化，在因装置主体1的故障等而错误地产生溴酸从而产生包含溴酸的水时，可以通过切实地停止其送水，从而实施有效的溴酸对策。

接着，对本发明的循环型养殖方法的第二实施方式进行说明。应予说明，以下，通过同一符号来表示与前述实施方式相同的部分，并省略对其的说明。

在图2中示出装置主体的另一例，通过该装置主体30以一次通过(单通性)的方式实施臭氧处理。进行一次通过处理时的装置主体30的构成与分批式的情况类似，但此时无需如图1那样设置处理水槽，可以由养殖槽2直接对养殖水进行臭氧处理并将其送回至养殖槽2中。

在通过图2的装置主体30测定氨浓度时，成为测定部位的是e点：养殖槽2内、f点：臭氧处理水路24内这两个部位中的任一者或两者。在图2的情况中，示出在e点设有氨传感器12并且在f点设有ORP测定装置22的状态。

(1)在养殖槽内(e点)设置氨传感器时

此时，在可以通过连续式氨测定器等时间响应性良好的氨传感器12进行测定的情况下，超过预先设定的C起始[g/L]时，测定养殖槽2的氨浓度C₀[g/L]并进行臭氧处理，在氨浓度达到目标浓度C终止[g/min]时停止臭氧处理，待机规定的时间或定期测定氨浓度，从而进行臭氧处理。

另一方面，在分批式测定等氨浓度的测定需要耗费时间的情况、或者氨传感器12的响应性差的情况下，测定养殖槽2内的e点的氨浓度，超过预先设定的C起始[g/L]时，由氨分解速度v[g/L]计算出臭氧处理时间t[min]，并根据该计算时间来进行臭氧处理。

(2)在臭氧处理水路内(f点)设置氨传感器的情况

以与上述的情况同样的方式，在不产生臭氧的情况下使饲养水在臭氧处理水路24中循环，测定养殖槽2的氨浓度C₀[g/L]，进行臭氧处理直至氨传感器12的值达到目标浓度C终止[g/min]。计算此时的臭氧处理时间t[min]，并根据该计算时间进行处理。

实施例

接着，使用图3所示的循环型养殖装置(装置主体40)来实际地饲养鱼类，并对由鱼类排出的氨量的控制进行验证。

在验证中，组合养殖槽2(内容积2000L)、处理水槽20(内容积500L)、臭氧反应槽21、臭氧发生器和供氧装置(臭氧发生器)13、紫外线照射用的UV灯41、活性炭塔42、中和水槽43(内容积500L)来进行处理。作为使用它们的目的，活性炭塔42用于除去因臭氧处理而产生的氧化性物质，通过该活性炭塔42后的处理水的氧化还原电位与通过前相比大幅降低，与饲养水的氧化还原电位之间的差异变小。中和水槽43用于在将处理水送回至养殖槽2之前，以滴加NaOH、HCl、抗坏血酸等药剂并将其与养殖槽2的饲养水的一部分进行混合的方式调整因臭氧处理而变化的pH、氧化还原电位，从而使其接近养殖槽2的水质。由此，使处理水对养殖槽2中的鱼贝类的影响最小化。

在通过该装置主体40进行养殖水的处理时，首先在人工海水中添加氯化铵，求出该装置主体40的氨分解速度和稍早于开始产生溴酸时的氨分解浓度。此时的人工海水的pH为8.2，通过数次试验得到的氨分解速度v为约17.7[mg/L]，氨分解浓度为约1[mg/L]。因此，对该值乘以余裕率1.5倍从而将目标氨浓度C终止确定为1.5[mg/L]，使用该值来运转装置，从而进行饲养试验。余裕率只要设定为不产生溴酸的尽可能安全的值即可，例如为先前求出的氨残留浓度的1~2倍即可。

接着，在养殖槽2中加入人工海水1800L，在该养殖槽2中加入20条作为供于试验用的水生生物的比目鱼(350g×20条=总计7kg)，通过两周(14天)的饲养时间进行饲养。在饲养中，使用气泵向养殖槽2内散气，使用空调将水温控制在20℃的恒定状态。对比目鱼的投喂使用固体饲料(EP)，每天投喂总鱼体重的0.5%的量的固定饲料。

对于臭氧处理时间，以9:00~17:00作为白天，设为6批次/日、10~20分钟/批次、每1批次的水量为300L。在17:00~9:00的夜间不进行投喂，仅进行散气。在这些条件下运行养殖装置并饲养比目鱼，求出两周后的比目鱼的存活率和生长及氨量的变化。

在表1中示出分批处理后的各批次号中的测定值。表中分别表示A：处理槽中的处理前的氨浓度[mg/L]、B：由目标浓度氨浓度1.5[mg/L]和预先求出的氨处理速度所求出的臭氧处理时间[sec]、C：处理槽中的处理后的氨浓度[mg/L]、D：由在该批次中的氨浓度变化计算得到的氨分解速度[mg/min]的结果。

此时，B的臭氧处理时间[sec]为由前述的(式1：臭氧处理时间t[min]=V×(C₀-C终止)/v)计算得到的值，其为对控制装置10的输入值。D的氨分解速度[mg/min]为取决于A：处理水槽中的处理前的氨浓度[mg/L]的函数。此时的函数以常数、多项式来表示，也可以直接代入在事前测定中求出的单位时间的氨减少量，其可以为不仅取决于装置主体1的构成、臭氧处理条件等装置函数、而且还取决于饲养鱼贝类的投喂量、总鱼体重、适当投喂量、暗期/明期的时间等饲养条件的函数。也可以从文献等引用其中的部分值。在该表中，D的第一批次的氨分解速度使用最近(前一天)的数据，第二批次以后，计算出之前批次中所得到的实际分解速度，并将其用于计算下一次的臭氧处理时间。

[表1]

由表1的结果可知，当在处理水槽20中引入氨浓度2.22~2.66[mg/L]的养殖水时，在臭氧处理后氨浓度降低至1.54~1.61[mg/L]。而且，通过以不低于作为目标值的氨浓度1.5[mg/L]的方式进行处理，从而可以切实地抑制溴酸的产生。

在图4中示出测定日的9:00及17:00的阶段时的养殖槽的氨浓度。在每一天中确认到，由于夜间(17:00~9:00)不进行臭氧处理，因此氨蓄积从而使第二天的9:00的测定值上升，由于当日的白天(9:00~17:00)进行臭氧处理，因此氨减少从而使当日17:00的阶段时的测定值降低。

在两周后氨浓度达到大约2.5[mg/L]，通过该长达两周的臭氧处理，可以将氨量控制为约2~2.5[mg/L]的大致恒定量。在该实施例中，处理水槽20中以1.5[mg/L]的氨浓度作为目标进行处理，在每个批次中得到接近目标值的氨浓度。但是，由于每天只进行6个批次，因此养殖槽2中的氨浓度达到高于每个批次的目标值的值。通过增加批次数量，可以使养殖槽2的氨浓度也接近于每个批次的目标氨浓度。

在经过两周后，达到的结果是作为所饲养的水生生物的比目鱼中20条全部存活(存活率100%)。在表2中，示出水生生物的生长性及饲料效率。在表中，“数”表示测定个体数，“效率”表示饲养效率。

[表2]

由表2的结果可知，在两周的饲养中全长增加3.5%、体长增加3.5%、湿重量增加9.2%，不仅如此，饲料效率为96.98%，因此还可知比目鱼几乎不残饵地进食。

由上述内容可明确的是，通过利用本发明的养殖方法进行养殖，可以在不出问题的情况下饲养鱼贝类并使其生长，证明了该养殖方法和养殖装置的有效性。

符号说明

1、30 装置主体

2　 养殖槽

3　 处理部

10　 控制装置(控制单元)

11　 分解处理单元

22　 ORP测定装置。

Claims (6)

1.循环型养殖方法，其是通过养殖装置主体处理饲养水生生物的循环型养殖槽的养殖水的方法，其特征在于，所述方法包括：

第一步骤，求出预先通过臭氧或次氯酸处理养殖水时的氨分解速度，并且设定分解处理后的目标氨残留量；

第二步骤，求出要处理的养殖水中的氨量，由所述第一步骤的氨分解速度计算从该氨量降低至所述第一步骤的目标氨残留量所需的处理时间；

第三步骤，通过臭氧或次氯酸以所述第二步骤中计算得到的处理时间处理养殖水，从而分解处理养殖水中的氨；和

第四步骤，将在所述第三步骤中分解处理得到的养殖水送回至所述养殖槽。

2.根据权利要求1所述的循环型养殖方法，其中，针对规定构成的所述装置主体求出所述氨分解速度，基于该氨分解速度，在所述第二步骤以后的步骤中通过所述装置主体分解处理氨。

3.根据权利要求1或2所述的循环型养殖方法，其中，在所述第二步骤~第四步骤为止的第2次以后的分解处理时，作为氨分解速度，使用将至上一次为止的结果进行反馈得到的值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的循环型养殖方法，其中，测定通过所述第二步骤~第三步骤为止进行的分解处理后的养殖水的ORP，当该测定值达到预先设定的设置值时停止分解处理。

5.循环型养殖装置，其特征在于，其具有饲养水生生物的循环型养殖槽、和将由该养殖槽抽出的养殖水通过臭氧或次氯酸进行处理后送回至所述养殖槽的处理部，该处理部具有：

控制单元，其设定氨的分解速度和分解处理后的目标氨残留量，并计算从要处理的养殖水中的氨量降低至目标氨残留量所需的处理时间；和

分解处理单元，其用于将养殖水通过臭氧或次氯酸进行处理从而分解处理养殖水中的氨。

6.根据权利要求5所述的循环型养殖装置，其中，设有测定通过所述分解处理单元处理得到的养殖水的ORP的ORP测定装置。