JP2002191257A

JP2002191257A - 魚介類飼育装置の浄化装置

Info

Publication number: JP2002191257A
Application number: JP2000393681A
Authority: JP
Inventors: Yumi Hanato; 由美鼻戸; Shin Matsugi; 伸真継; Toyoyuki Urabe; 豊之卜部; Hitoshi Kitamura; 仁史北村; Masako Saimoto; 雅子才本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2002-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】脱窒反応を効率良くおこなっ水の浄化を行な
うことができる魚介類飼育装置の浄化装置を提供する。【解決手段】魚介類を飼育する飼育水槽１の水を循環
させ、水中のアンモニアを硝化処理すると共に硝化され
た窒素を脱窒菌で脱窒処理するようにした魚介類飼育装
置の浄化装置に関する。脱窒菌にアルコールを供給する
手段５を具備するので、脱窒菌がエタノールを栄養分と
して取り込む際に酸素が消費され、溶存酸素量を低下さ
せて嫌気状態にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飼育水槽に水を閉
鎖式に循環させて魚介類の養殖を行なうようにした魚介
類飼育装置の浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から魚介類の養殖は、海面生簀を用
いた養殖や、海又は地下水などの水を内陸の飼育水槽ま
で引いてその水を利用して養殖する掛け流し養殖で行な
われている。これらの養殖では、給餌による残餌や、魚
介類の排出物で飼育水が汚染されても、汚染は海流によ
って大海に無限大に希釈されたり、掛け流しの水によっ
て飼育水槽内の飼育水が入れ替わったりするため、魚介
類の飼育環境は常にクリーンに保たれている。

【０００３】ところが近年、これらの養殖によって汚染
された水が海や河川に流れ込んで環境汚染を引き起こし
ていることが問題になっている。そこで、飼育水槽内の
飼育水を海や河川に流すことのない閉鎖空間での養殖を
行なう、閉鎖循環方式の養殖が試みられようとしてい
る。この場合、飼育水槽内の飼育水は残餌や魚介類から
の排出物によって汚染される一方で、海面生簀養殖や掛
け流し養殖のように汚染された飼育水を槽外に排出しな
いので、飼育水槽内の飼育水を浄化しながら循環させる
必要がある。特に、魚介類に与える餌や残餌、あるいは
魚介類の排出物に起因して水中にはアンモニアが発生す
るが、このアンモニアが飼育水の循環によって飼育水槽
内に蓄積されると、魚介類の摂餌に影響を与えるおそれ
があり、また蓄積のレベルが高くなると魚介類がアンモ
ニア中毒を引き起こして死に至らせるおそれもある。

【０００４】そのために飼育水槽内の飼育水を浄化しな
がら閉鎖循環させて魚介類を飼育する飼育装置では、飼
育水槽の水を循環させる循環経路に、アンモニアを硝化
して亜硝酸さらに硝酸へと硝酸態窒素に変換させる硝化
菌を有する硝化槽を設けるようにしてあり、またこの硝
化された硝酸態窒素を脱窒反応で窒素ガスに変換させる
脱窒菌を有する脱窒槽を設け、硝酸態窒素を窒素ガスと
して系外に放出するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、脱窒菌による
脱窒反応は嫌気性条件でないと進行しないので、脱窒槽
で脱窒反応を効率良く行なわせるには、脱窒槽内の水の
溶存酸素を低くする必要がある。そのため従来では、脱
窒槽の容量を大きくして流量を下げることによって溶存
酸素を低下することが試みられているが、脱窒槽の容量
を大きくすると装置の小型化が難しくなり、また溶存酸
素の低下の効果もあまり期待することができず、脱窒反
応の効率化が難しいものであった。

【０００６】また、脱窒反応によって脱窒槽に発生する
窒素ガスを系外に放出するために、脱膣槽内を緩やかに
攪拌するようにしていたが、攪拌による水の流動で溶存
酸素を低下させることが難しく、この点でも脱窒反応の
効率化が難しいものであった。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、脱窒反応を効率良くおこなっ水の浄化を行なうこ
とができる魚介類飼育装置の浄化装置を提供することを
目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る魚介類飼育
装置の浄化装置は、魚介類を飼育する飼育水槽の水を循
環させ、水中のアンモニアを硝化処理すると共に硝化さ
れた窒素を脱窒菌で脱窒処理するようにした魚介類飼育
装置の浄化装置において、脱窒菌にアルコールを供給す
る手段を具備して成ることを特徴とするものである。

【０００９】また請求項２の発明は、脱窒菌をろ材に着
床して用いると共に、ろ材に所定時間毎に気体を供給す
る給気手段を具備して成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は本発明に係る飼育装置のシステムを
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
を養殖し、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。循環経路２には、水の流れ
の上流側から、沈殿槽１３、循環ポンプ１４、熱交換器
１５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３と脱窒槽４がこの順に循
環経路２に接続してある。泡沫分離槽１７と硝化槽３と
脱窒槽４はこれらを一体化して一つの槽として形成して
ある。

【００１２】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１４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１３に入る。沈殿槽１３は、槽内に一定時間
飼育水を滞留させ、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するもので
ある。沈殿槽１３で固液分離された水は、熱交換器１５
で魚介類に適した温度に水温調整がなされる。熱交換器
１５は温調装置１６によって温度調整がされるようにし
てある。

【００１３】泡沫分離槽１７は空気供給装置２２から供
給される空気を微細な気泡として噴出する散気装置２３
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、有機固形物を泡
沫として水から分離することができるものである。泡沫
分離槽１７で有機固形物が分離された水は、硝化槽３へ
と移流する。

【００１４】硝化槽３は前室２７と後室２８とからなる
ものであり、前室２７や後室２８内には、好気性の硝化
菌が着床した粒状のろ材が多数配置してある。そして前
室２７の中段部には流動用散気装置２９が配設してあ
り、空気供給装置２２から供給される空気が流動用散気
装置２９から噴出されている。このように流動用散気装
置２９から空気が噴出されることによって、前室２７の
中段部より上のろ材は噴出される空気で舞い上げられて
水中で流動した状態にあり、前室２７の上部には処理材
が流動している流動層８が形成されると共に、前室２７
の中段部より下の処理材は噴出される空気の作用を受け
ないので水中を沈降静止して密に充填された状態にな
り、前室２７の下部にはろ材が静止して充填された静止
層９が形成される。また後室２８にはこのような流動用
散気装置２９は設けられていないので、硝化菌が着床し
た粒状のろ材が水中を沈降静止して充填された静止層９
のみが形成される。

【００１５】そして泡沫分離槽１７から硝化槽３へ移流
する飼育水は、まず前室２７の上部の流動層８に流入
し、エアーレーションされた好気状態で処理材の表面の
硝化菌によって硝化作用を受け、水中のアンモニア（Ｎ
Ｈ₃）は亜硝酸（ＮＯ₂）に酸化されると共に、さらに硝
酸（ＮＯ₃）に酸化され、アンモニアは硝酸態窒素にな
る。アンモニアや亜硝酸は、魚介類に影響を及ぼさない
ためには水中濃度が１ｍｇ／Ｌ以下であることが必要で
あるが、硝酸は１０００ｍｇ／Ｌ程度まで許容される。
また水中の有機物も流動層８において好気性状態で分解
される。分解されない浮遊物質（ＳＳ）は、水が前室２
７や後室２８のろ材が静止充填された静止層９を通過す
る際にろ過される。

【００１６】このようにして硝化槽３で浄化された飼育
水を後室２８から循環経路２で飼育水槽１に返送するこ
とによって、飼育水槽１内の飼育水のアンモニア濃度を
常に低く保つことができるものである。尚、前室２７や
後室２８の下端部に逆洗用散気装置３１が配設してあ
る。この逆洗用散気装置３１は、清掃時に空気供給装置
２２から空気を供給して噴出させることによって、前室
２７や後室２８内の硝化菌を付着したろ材をこの噴出さ
れる空気で水中に舞い上げて洗浄する、いわゆる逆洗の
ためのものである。

【００１７】また、硝化槽３で硝化された飼育水の一部
は、脱窒槽４に移流して流入するようになっている。脱
窒槽４内には流路が上下に蛇行するように縦の仕切り壁
３４を設けてあり、各仕切り壁３４間において脱窒槽４
内に脱窒菌を着床させた粒状のろ材が多数配置してあ
る。このろ材は水中を沈降静止した状態で充填されてい
て静止層３５を形成するようになっている。脱窒槽４に
はエタノール供給手段５が設けてある。このエタノール
供給手段５はエタノールを貯留するタンク３６と、タン
ク３６内のエタノールを脱窒槽４に供給するバルブ３７
付きの供給管３８とから形成してある。また脱窒槽４の
下端部には給気手段６が設けてある。給気手段６は脱窒
槽４の下部内に配置された散気装置３９と、散気装置３
９に空気を供給する空気供給装置４０とから形成してあ
る。

【００１８】そして脱窒槽４に流入した飼育水中の硝酸
態窒素（ＮＯ₂とＮＯ₃）は、ろ材の静止層３５を通過す
る際に、嫌気性条件においてろ材の表面の脱窒菌の作用
で分解されて窒素ガス（Ｎ₂）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。このように脱窒することによって、硝酸（ＮＯ₃）
は摂餌に影響を及ぼさない１０００ｍｇ／Ｌ以下の濃度
に保たれるものである。このようにして脱窒処理された
水には窒素ガス（Ｎ₂）にまで脱窒されなかった亜硝酸
（ＮＯ₂）が含まれているおそれがあるので、脱窒槽４
から流出する水は戻し経路３３を通して沈殿槽１３に戻
されるようにしてあり、飼育水槽１に直接返送されない
ようにしてある。

【００１９】ここで、脱窒槽４にはタンク３６からエタ
ノールが供給されるようにしてある。このように脱窒槽
４内にエタノールが供給されると、脱窒菌がエタノール
を栄養分として取り込み、その際に脱窒槽４内の酸素が
消費され、脱窒槽４内の溶存酸素量を低下させて嫌気状
態にすることができるものであり、脱窒菌による脱窒反
応を効率良く行なわせて、脱窒効率を高めることができ
るものである。脱窒槽４へのエタノールの供給は電磁バ
ルブなどで形成されるバルブ３７を開閉制御することに
よって自動的に行なうことができるものであり、所定時
間の間隔で断続的に供給したり、また継続的に供給した
りすることができるものである。

【００２０】図２は、脱窒槽４にエタノールを添加した
後、脱窒槽４内の溶存酸素（ＤＯ）の濃度、硝酸態窒素
（Ｎ−ＮＯ３）の濃度、ＣＯＤの経時変化を測定した結
果を示すものであるが、エタノールを添加すると、溶存
酸素（ＤＯ）が急激に低下し、硝酸態窒素（Ｎ−ＮＯ
３）も低下している。また脱窒槽４内のエタノールが無
くなってしまうと溶存酸素（ＤＯ）は元の状態に上昇
し、硝酸態窒素（Ｎ−ＮＯ３）も上昇する。このことか
ら、エタノールの添加によって溶存酸素（ＤＯ）を低下
させることができ、硝化反応の効率を高めることができ
ることが実証される。

【００２１】図３は、脱窒槽４に継続的にエタノールを
添加するようにしたときの、脱窒槽４内の溶存酸素（Ｄ
Ｏ）の濃度、硝酸態窒素（Ｎ−ＮＯ３）の濃度、ＣＯＤ
の変化を経時的に測定した結果を示すものであり、この
ように継続的にエタノールを添加して、常に脱窒槽４に
エタノールが存在するようにすると、溶存酸素（ＤＯ）
を常にほぼ０ｍｇ／Ｌに維持できることが確認される。

【００２２】また、上記の脱窒槽４において、空気供給
装置４０は所定時間毎に作動し、空気が散気装置３９か
ら噴出されるようになっている。脱窒によって発生した
窒素ガスが静止層３５のろ材の間に滞留していても、こ
のように散気装置３９から空気を噴出させるエアーレー
ションを行なうことによって、窒素ガスをろ材の間から
追い出して空気と共に脱窒槽４の外部へ放出することが
できるものである。従って、ろ材間に滞留する窒素ガス
に邪魔されるようなことがなくなって、ろ材の表面の脱
窒菌に対して水が接触し易くなり、効率高く脱窒反応を
させることができるものである。また窒素ガスを放出す
るために脱窒槽４内を攪拌する必要がなくなるので、攪
拌による水の流動で脱窒槽４内の溶存酸素を低下させる
ことが困難になることもなくなるものである。

【００２３】

【発明の効果】上記のように本発明は、魚介類を飼育す
る飼育水槽の水を循環させ、水中のアンモニアを硝化処
理すると共に硝化された窒素を脱窒菌で脱窒処理するよ
うにした魚介類飼育装置の浄化装置において、脱窒菌に
アルコールを供給する手段を具備するので、脱窒菌がエ
タノールを栄養分として取り込む際に酸素が消費され、
溶存酸素量を低下させて嫌気状態にすることができるも
のであり、脱窒菌による脱窒反応を効率良く行なわせ
て、脱窒効率を高めることができるものである。

【００２４】また請求項２の発明は、脱窒菌をろ材に着
床して用いると共に、ろ材に所定時間毎に気体を供給す
る給気手段を具備するので、脱窒によって発生した窒素
ガスがろ材の間に滞留していても、給気手段で供給され
る気体によって窒素ガスをろ材の間から追い出して放出
することができるものであり、ろ材の表面の脱窒菌に対
して水が接触し易くなり、効率高く脱窒反応をさせるこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略図であ
る。

【図２】エタノールの添加に対する溶存酸素（ＤＯ）、
硝酸態窒素（Ｎ−ＮＯ３）、ＣＯＤの経時的変化を示す
グラフである。

【図３】エタノールの添加に対する溶存酸素（ＤＯ）、
硝酸態窒素（Ｎ−ＮＯ３）、ＣＯＤの経時的変化を示す
グラフである。

【符号の説明】

１飼育水槽２循環経路３硝化槽４脱窒槽５エタノール供給手段６給気手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者卜部豊之大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者北村仁史大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者才本雅子大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 2B104 EA01 EB03 EC01 ED09 ED17 ED19 EF01 4D003 AA01 AB02 BA02 CA07 DA22 DA29 FA10 4D040 BB04 BB42 BB56 BB82 BB91 BB93 DD03 DD31

Claims

【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さ
せ、水中のアンモニアを硝化処理すると共に硝化された
窒素を脱窒菌で脱窒処理するようにした魚介類飼育装置
の浄化装置において、脱窒菌にアルコールを供給する手
段を具備して成ることを特徴とする魚介類飼育装置の浄
化装置。
【請求項２】脱窒菌をろ材に着床して用いると共に、
ろ材に所定時間毎に気体を供給する給気手段を具備して
成ることを特徴とする請求項１に記載の魚介類飼育装置
の浄化装置。