JP2003284453A - 水棲生物の飼育水の浄化方法及びその装置 - Google Patents
水棲生物の飼育水の浄化方法及びその装置Info
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- JP2003284453A JP2003284453A JP2002093437A JP2002093437A JP2003284453A JP 2003284453 A JP2003284453 A JP 2003284453A JP 2002093437 A JP2002093437 A JP 2002093437A JP 2002093437 A JP2002093437 A JP 2002093437A JP 2003284453 A JP2003284453 A JP 2003284453A
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- breeding
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 処理設備が簡易で小型化でき、外部から物質
やエネルギーの供給を必要とせず、長期的に安定して飼
育水中から水棲生物への毒性があるアンモニア及び亜硝
酸を除去することができる水棲生物の飼育水の浄化方法
及びその装置を提供する。 【解決手段】 水棲生物１２の飼育水１４を硝化細菌に
より硝化処理する硝化工程４０と、該硝化処理後の飼育
水１４をイオン交換樹脂５４により吸着処理する脱窒工
程５０とを含むことを特徴とする。
やエネルギーの供給を必要とせず、長期的に安定して飼
育水中から水棲生物への毒性があるアンモニア及び亜硝
酸を除去することができる水棲生物の飼育水の浄化方法
及びその装置を提供する。 【解決手段】 水棲生物１２の飼育水１４を硝化細菌に
より硝化処理する硝化工程４０と、該硝化処理後の飼育
水１４をイオン交換樹脂５４により吸着処理する脱窒工
程５０とを含むことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メダカや金魚など
の水棲生物の飼育水の浄化方法及びその装置に関し、詳
しくは、飼育水の入替えが困難な場所、例えば宇宙での
飼育実験等に、特に有利に適用できる水棲生物の飼育水
の浄化方法及びその装置に関する。
の水棲生物の飼育水の浄化方法及びその装置に関し、詳
しくは、飼育水の入替えが困難な場所、例えば宇宙での
飼育実験等に、特に有利に適用できる水棲生物の飼育水
の浄化方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】水棲生物の排泄物に由来するアンモニア
は、生物に対し毒性を有する。また、アンモニアは、飼
育生物に付着している硝化菌により亜硝酸及び硝酸に酸
化される（硝化反応）が、亜硝酸も毒性が強い。飼育水
中のアンモニア及び亜硝酸の蓄積を防ぐ手段としては、
硝化菌を添加する方法が採用されており、これにより硝
化反応を促進し、毒性が１／１００以下に低下する硝酸
へと変換している。しかしながら、硝酸は強酸であるた
め、硝酸が飼育水中に１００〜２００ｐｐｍ以上蓄積す
ると、飼育水のｐＨが低下し、水棲生物に対して悪影響
を与えてしまうという問題があった。そこで、従来、飼
育水中から硝酸を除去する手段としては、飼育水の交換
や、脱窒素菌を利用して硝酸を窒素まで還元する方法が
報告されている。
は、生物に対し毒性を有する。また、アンモニアは、飼
育生物に付着している硝化菌により亜硝酸及び硝酸に酸
化される（硝化反応）が、亜硝酸も毒性が強い。飼育水
中のアンモニア及び亜硝酸の蓄積を防ぐ手段としては、
硝化菌を添加する方法が採用されており、これにより硝
化反応を促進し、毒性が１／１００以下に低下する硝酸
へと変換している。しかしながら、硝酸は強酸であるた
め、硝酸が飼育水中に１００〜２００ｐｐｍ以上蓄積す
ると、飼育水のｐＨが低下し、水棲生物に対して悪影響
を与えてしまうという問題があった。そこで、従来、飼
育水中から硝酸を除去する手段としては、飼育水の交換
や、脱窒素菌を利用して硝酸を窒素まで還元する方法が
報告されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、飼育水
の交換には、大量の水を交換するという多大な労力を要
する操作が不可欠であり、作業性の面で問題がある。ま
た、飼育水の交換には多量の水を必要とするため、特に
宇宙で水棲生物を飼育する場合、水資源の確保が困難で
あるという問題がある。
の交換には、大量の水を交換するという多大な労力を要
する操作が不可欠であり、作業性の面で問題がある。ま
た、飼育水の交換には多量の水を必要とするため、特に
宇宙で水棲生物を飼育する場合、水資源の確保が困難で
あるという問題がある。
【０００４】一方、脱窒素菌は嫌気性細菌であるため、
脱窒素菌を利用して硝酸を窒素に還元する場合、飼育水
を酸素のない嫌気条件に保つ必要がある。しかし、飼育
水には、水棲生物や硝化細菌に不可欠な酸素が大量に溶
解しているので、酸素を除去するための処理槽が必要と
なり、処理設備が複雑かつ大型化するという問題があ
る。また、脱窒反応には、有機物及び水素などの電子又
は電子供与体の供給が必須であるが、これらの供給は飼
育水を汚濁するとともに、水棲生物に悪影響を及ぼすと
いう問題がある。また、これらの供給設備が必要で処理
設備が大型化するという問題がある。
脱窒素菌を利用して硝酸を窒素に還元する場合、飼育水
を酸素のない嫌気条件に保つ必要がある。しかし、飼育
水には、水棲生物や硝化細菌に不可欠な酸素が大量に溶
解しているので、酸素を除去するための処理槽が必要と
なり、処理設備が複雑かつ大型化するという問題があ
る。また、脱窒反応には、有機物及び水素などの電子又
は電子供与体の供給が必須であるが、これらの供給は飼
育水を汚濁するとともに、水棲生物に悪影響を及ぼすと
いう問題がある。また、これらの供給設備が必要で処理
設備が大型化するという問題がある。
【０００５】そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、処
理設備が簡易で小型化でき、外部から物質やエネルギー
の供給を必要とせず、長期的に安定して飼育水中から水
棲生物への毒性があるアンモニア及び亜硝酸を除去する
ことができる水棲生物の飼育水の浄化方法及びその装置
を提供することを目的とする。
理設備が簡易で小型化でき、外部から物質やエネルギー
の供給を必要とせず、長期的に安定して飼育水中から水
棲生物への毒性があるアンモニア及び亜硝酸を除去する
ことができる水棲生物の飼育水の浄化方法及びその装置
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】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る水棲生物の飼育水の浄化方法は、水
棲生物の飼育水を硝化細菌により硝化処理する硝化工程
と、該硝化処理後の飼育水をイオン交換樹脂により吸着
処理する脱窒工程とを含むことを特徴とする。このよう
な構成によれば、飼育水中のアンモニア及び亜硝酸は硝
化反応により硝酸に変換されるので、飼育水中から毒性
のある物質を除去することができるとともに、硝酸はイ
オン交換樹脂により吸着されるので、簡易で小型の処理
設備により硝酸の蓄積を防止することができる。
めに、本発明に係る水棲生物の飼育水の浄化方法は、水
棲生物の飼育水を硝化細菌により硝化処理する硝化工程
と、該硝化処理後の飼育水をイオン交換樹脂により吸着
処理する脱窒工程とを含むことを特徴とする。このよう
な構成によれば、飼育水中のアンモニア及び亜硝酸は硝
化反応により硝酸に変換されるので、飼育水中から毒性
のある物質を除去することができるとともに、硝酸はイ
オン交換樹脂により吸着されるので、簡易で小型の処理
設備により硝酸の蓄積を防止することができる。
【０００７】上記イオン交換樹脂としては、陰イオン交
換樹脂と陽イオン交換樹脂との組み合わせを用いること
が好ましい。このような構成によれば、陰イオン交換樹
脂により飼育水中の硝酸イオン（ＮＯ3 -）が水酸化物イ
オン（ＯＨ-）に交換されるとともに、陽イオン交換樹
脂によりナトリウム（Ｎａ+）や、マグネシウム（Ｍｇ
2+）、カリウム（Ｋ+）、カルシウム（Ｃａ2+）などの
イオンが水素イオン（Ｈ+）に交換されるので、長期的
に吸着処理を行っても飼育水中のｐＨの上昇を防止する
ことができる。
換樹脂と陽イオン交換樹脂との組み合わせを用いること
が好ましい。このような構成によれば、陰イオン交換樹
脂により飼育水中の硝酸イオン（ＮＯ3 -）が水酸化物イ
オン（ＯＨ-）に交換されるとともに、陽イオン交換樹
脂によりナトリウム（Ｎａ+）や、マグネシウム（Ｍｇ
2+）、カリウム（Ｋ+）、カルシウム（Ｃａ2+）などの
イオンが水素イオン（Ｈ+）に交換されるので、長期的
に吸着処理を行っても飼育水中のｐＨの上昇を防止する
ことができる。
【０００８】上記陽イオン交換樹脂としては、マグネシ
ウムイオン又はカルシウムイオンを上記飼育水中に放出
するものを用いることが好ましい。このような構成によ
れば、飼育水中のナトリウムやカリウムなどのイオン
が、水素イオンに交換される代わりに、マグネシウムイ
オン又はカルシウムイオンに交換されるので、飼育水中
に必要なカルシウムやマグネシウム等のミネラル分を添
加することができる。
ウムイオン又はカルシウムイオンを上記飼育水中に放出
するものを用いることが好ましい。このような構成によ
れば、飼育水中のナトリウムやカリウムなどのイオン
が、水素イオンに交換される代わりに、マグネシウムイ
オン又はカルシウムイオンに交換されるので、飼育水中
に必要なカルシウムやマグネシウム等のミネラル分を添
加することができる。
【０００９】上記吸着工程では、上記硝化処理後の飼育
水の一部について吸着処理を行うことが好ましい。この
ような構成によれば、アンモニア及び亜硝酸は硝酸に酸
化されるので、飼育水中から毒性のある物質を除去する
ことができるとともに、イオン交換は一部の飼育水に限
られるので、飼育水中のマグネシウムやカルシウム等の
ミネラル分が全て水素イオンに交換されることを防止で
き、飼育水中のミネラル分を維持することができる。
水の一部について吸着処理を行うことが好ましい。この
ような構成によれば、アンモニア及び亜硝酸は硝酸に酸
化されるので、飼育水中から毒性のある物質を除去する
ことができるとともに、イオン交換は一部の飼育水に限
られるので、飼育水中のマグネシウムやカルシウム等の
ミネラル分が全て水素イオンに交換されることを防止で
き、飼育水中のミネラル分を維持することができる。
【００１０】また、本発明は、別の側面として、水棲生
物の飼育水の浄化装置であって、水棲生物を飼育するた
めの飼育水槽と、該飼育水槽中の飼育水を硝化処理する
ための硝化細菌を備える硝化槽と、硝化処理後の飼育水
を吸着処理するためのイオン交換樹脂を備える脱窒槽
と、該飼育水槽から取水した飼育水を該硝化槽、該脱窒
槽の順に通水した後、再び該飼育水槽に導入するための
循環ラインとを含むことを特徴とする。このような構成
によれば、硝化槽でアンモニア及び亜硝酸が硝酸に変換
されるので、飼育水中から毒性のある物質を除去するこ
とができるとともに、脱窒槽で硝酸がイオン交換樹脂に
吸着されるので、閉鎖循環系において硝酸の蓄積を防止
することができる。
物の飼育水の浄化装置であって、水棲生物を飼育するた
めの飼育水槽と、該飼育水槽中の飼育水を硝化処理する
ための硝化細菌を備える硝化槽と、硝化処理後の飼育水
を吸着処理するためのイオン交換樹脂を備える脱窒槽
と、該飼育水槽から取水した飼育水を該硝化槽、該脱窒
槽の順に通水した後、再び該飼育水槽に導入するための
循環ラインとを含むことを特徴とする。このような構成
によれば、硝化槽でアンモニア及び亜硝酸が硝酸に変換
されるので、飼育水中から毒性のある物質を除去するこ
とができるとともに、脱窒槽で硝酸がイオン交換樹脂に
吸着されるので、閉鎖循環系において硝酸の蓄積を防止
することができる。
【００１１】上記イオン交換樹脂は、上記飼育水が通水
可能なカラムに充填されており、該カラムは上記脱窒槽
に脱着可能に設けられていることが好ましい。イオン交
換樹脂が長期に使用され、総交換容量を超えると、飼育
水の硝酸濃度が上昇する。このような構成によれば、新
しいイオン交換樹脂を充填したカラムと容易に交換でき
るので、長期的に安定して飼育水中の硝酸を除去するこ
とができる。
可能なカラムに充填されており、該カラムは上記脱窒槽
に脱着可能に設けられていることが好ましい。イオン交
換樹脂が長期に使用され、総交換容量を超えると、飼育
水の硝酸濃度が上昇する。このような構成によれば、新
しいイオン交換樹脂を充填したカラムと容易に交換でき
るので、長期的に安定して飼育水中の硝酸を除去するこ
とができる。
【００１２】上記イオン交換樹脂としては、陰イオン交
換樹脂と陽イオン交換樹脂との組み合わせを用いること
が好ましい。上記陽イオン交換樹脂のイオン形として
は、マグネシウム型又はカルシウム型を用いることが好
ましい。また、本発明に係る水棲生物の飼育水の浄化装
置は、上記硝化処理後の飼育水を上記脱窒槽に通さずに
上記飼育水槽に導入するためのバイパスラインをさらに
含むことが好ましい。
換樹脂と陽イオン交換樹脂との組み合わせを用いること
が好ましい。上記陽イオン交換樹脂のイオン形として
は、マグネシウム型又はカルシウム型を用いることが好
ましい。また、本発明に係る水棲生物の飼育水の浄化装
置は、上記硝化処理後の飼育水を上記脱窒槽に通さずに
上記飼育水槽に導入するためのバイパスラインをさらに
含むことが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して、
本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明
に係る水棲生物の飼育水の浄化装置の一実施の形態を示
す概略図である。図１に示すように、飼育水槽１０は、
飼育対象となるメダカや金魚などの水棲生物１２が泳ぐ
ことができる空間を有しており、この空間には飼育水１
４が導入されている。また、飼育水槽１０は、飼育水１
４の水温を適切に保つため恒温水槽１６内に設けられて
いる。飼育水槽１０には、飼育水１４を取水して浄化装
置全体に飼育水１４を循環させた後、再び飼育水槽１０
に飼育水１４を導入するための循環ライン１８が設けら
れている。
本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明
に係る水棲生物の飼育水の浄化装置の一実施の形態を示
す概略図である。図１に示すように、飼育水槽１０は、
飼育対象となるメダカや金魚などの水棲生物１２が泳ぐ
ことができる空間を有しており、この空間には飼育水１
４が導入されている。また、飼育水槽１０は、飼育水１
４の水温を適切に保つため恒温水槽１６内に設けられて
いる。飼育水槽１０には、飼育水１４を取水して浄化装
置全体に飼育水１４を循環させた後、再び飼育水槽１０
に飼育水１４を導入するための循環ライン１８が設けら
れている。
【００１４】循環ライン１８には、飼育水１０を浄化装
置全体に送液するための循環ポンプ２０と、飼育水１０
の流量を測定するための流量計３０と、飼育水１０中の
アンモニア及び亜硝酸を硝酸に酸化するための硝化槽４
０と、硝酸を吸着により除去するための脱窒槽５０と、
エアポンプ６２を用いて飼育水１０中に酸素を供給する
ための人口肺６０と、飼育水１０のｐＨや溶存酸素（Ｄ
Ｏ）を測定するためのセンサーボックス７０とが、この
記載の順序で設けられている。
置全体に送液するための循環ポンプ２０と、飼育水１０
の流量を測定するための流量計３０と、飼育水１０中の
アンモニア及び亜硝酸を硝酸に酸化するための硝化槽４
０と、硝酸を吸着により除去するための脱窒槽５０と、
エアポンプ６２を用いて飼育水１０中に酸素を供給する
ための人口肺６０と、飼育水１０のｐＨや溶存酸素（Ｄ
Ｏ）を測定するためのセンサーボックス７０とが、この
記載の順序で設けられている。
【００１５】硝化槽４０内には、ガラスビーズ等の担体
を用いて硝化菌が固定されている。硝化菌としては、公
知の硝化菌を使用することができ、亜硝酸菌と硝酸菌の
混合物を使用することもできる。亜硝酸菌としてはNitr
osomonas属を使用することが好ましく、硝酸菌としては
Nitrobacter属を使用することが好ましい。
を用いて硝化菌が固定されている。硝化菌としては、公
知の硝化菌を使用することができ、亜硝酸菌と硝酸菌の
混合物を使用することもできる。亜硝酸菌としてはNitr
osomonas属を使用することが好ましく、硝酸菌としては
Nitrobacter属を使用することが好ましい。
【００１６】脱窒槽５０には、イオン交換樹脂５４が充
填された円筒状のカラムからなるカートリッジ５２が着
脱可能に設けられている。脱窒槽５０とカートリッジ５
２は、脱窒槽５０にカートリッジ５２を装着するとカー
トリッジ５２内に飼育水１４が通水され、離脱すると脱
窒槽５０から飼育水１４が漏洩するのを防止するように
構成されており、例えば、カプラー式接続などを採用す
ることができる。
填された円筒状のカラムからなるカートリッジ５２が着
脱可能に設けられている。脱窒槽５０とカートリッジ５
２は、脱窒槽５０にカートリッジ５２を装着するとカー
トリッジ５２内に飼育水１４が通水され、離脱すると脱
窒槽５０から飼育水１４が漏洩するのを防止するように
構成されており、例えば、カプラー式接続などを採用す
ることができる。
【００１７】イオン交換樹脂５４としては、陰イオン交
換樹脂のみを使用しても良いが、飼育水１４のｐＨの上
昇を防止するため、陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹
脂とを組み合わせたものを使用することが好ましい。陰
イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂の混合割合は、交換
容量比で１：２〜２：１が好ましく、１：１．５〜１．
５：１がより好ましい。イオン交換樹脂５４は、表面積
を大きくするために球形に加工されている。
換樹脂のみを使用しても良いが、飼育水１４のｐＨの上
昇を防止するため、陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹
脂とを組み合わせたものを使用することが好ましい。陰
イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂の混合割合は、交換
容量比で１：２〜２：１が好ましく、１：１．５〜１．
５：１がより好ましい。イオン交換樹脂５４は、表面積
を大きくするために球形に加工されている。
【００１８】陰イオン交換樹脂としては、公知のものを
使用することができ、強塩基性及び弱塩基性のものを用
いることができる。具体例として、強塩基性では、スチ
レン系強塩基性陰イオン交換樹脂であって、ゲルＩ型の
DIAION SA 10A、DIAION SA 11A、DIAION SA 12A（三菱
化学株式会社製）や、ゲルII型のDIAION SA 20A、DIAIO
N SA 21A（同社製）や、ポーラス型のDIAION PA 306、D
IAION PA 308、DIAIONPA 312、DIAION PA 316、DIAION
PA 318（同社製）等を使用することができる。また、弱
塩基性では、ゲルタイプのアクリル系弱塩基性陰イオン
交換樹脂であるDIAION WA 10、DIAION WA 11（同社製）
や、スチレン系弱塩基性陰イオン交換樹脂であって、ポ
ーラスタイプのDIAION WA 20、DIAION WA 21（同社製）
や、ハイポーラスタイプのDIAION WA 30（同社製）等を
使用することができる。
使用することができ、強塩基性及び弱塩基性のものを用
いることができる。具体例として、強塩基性では、スチ
レン系強塩基性陰イオン交換樹脂であって、ゲルＩ型の
DIAION SA 10A、DIAION SA 11A、DIAION SA 12A（三菱
化学株式会社製）や、ゲルII型のDIAION SA 20A、DIAIO
N SA 21A（同社製）や、ポーラス型のDIAION PA 306、D
IAION PA 308、DIAIONPA 312、DIAION PA 316、DIAION
PA 318（同社製）等を使用することができる。また、弱
塩基性では、ゲルタイプのアクリル系弱塩基性陰イオン
交換樹脂であるDIAION WA 10、DIAION WA 11（同社製）
や、スチレン系弱塩基性陰イオン交換樹脂であって、ポ
ーラスタイプのDIAION WA 20、DIAION WA 21（同社製）
や、ハイポーラスタイプのDIAION WA 30（同社製）等を
使用することができる。
【００１９】陽イオン交換樹脂としては、公知のものを
使用することができ、強酸性及び弱酸性のものを用いる
ことができる。具体例として、強酸性では、スチレン系
強酸性陽イオン交換樹脂であって、ゲル型のDIAION SK
1B、DIAION SK 102、DIAIONSK 104、DIAION SK 106、DI
AION SK 110、DIAION SK 112、DIAION SK 116（三菱化
学株式会社製）や、ポーラス型のDIAION PK 208、DIAIO
N PK 212、DIAION PK216、DIAION PK 220、DIAION PK 2
28（同社製）等を使用することができる。また、弱酸性
では、ポーラスタイプのメタクリル系弱酸性陽イオン交
換樹脂であるDIAION WK 10、DIAION WK 11（同社製）
や、ハイポーラスタイプのアクリル系弱酸性陽イオン交
換樹脂であるDIAION WK 20（同社製）等を使用すること
ができる。
使用することができ、強酸性及び弱酸性のものを用いる
ことができる。具体例として、強酸性では、スチレン系
強酸性陽イオン交換樹脂であって、ゲル型のDIAION SK
1B、DIAION SK 102、DIAIONSK 104、DIAION SK 106、DI
AION SK 110、DIAION SK 112、DIAION SK 116（三菱化
学株式会社製）や、ポーラス型のDIAION PK 208、DIAIO
N PK 212、DIAION PK216、DIAION PK 220、DIAION PK 2
28（同社製）等を使用することができる。また、弱酸性
では、ポーラスタイプのメタクリル系弱酸性陽イオン交
換樹脂であるDIAION WK 10、DIAION WK 11（同社製）
や、ハイポーラスタイプのアクリル系弱酸性陽イオン交
換樹脂であるDIAION WK 20（同社製）等を使用すること
ができる。
【００２０】脱窒槽５０の飼育水１４の入口側と出口側
の循環ライン１８には、それぞれバルブ５６、５８が設
けられている。また、入口側バルブ５６の上流側と、出
口側バルブ５８の下流側の循環ライン１８を直接つなぐ
ようにバイパスライン４２が設けられている。なお、本
実施の形態に係る浄化装置は、宇宙などでの使用を想定
し、完全に密閉されている。
の循環ライン１８には、それぞれバルブ５６、５８が設
けられている。また、入口側バルブ５６の上流側と、出
口側バルブ５８の下流側の循環ライン１８を直接つなぐ
ようにバイパスライン４２が設けられている。なお、本
実施の形態に係る浄化装置は、宇宙などでの使用を想定
し、完全に密閉されている。
【００２１】以上の構成によれば、先ず、循環ポンプ２
０を起動して、飼育水槽１０中の飼育水１４を取水す
る。飼育水１４中には、水棲生物１２の排泄物などに由
来するアンモニアや、アンモニアが酸化した亜硝酸など
が含有されている。飼育水１４は、流量計３０により流
量が測定された後、硝化槽４０に導入される。硝化槽４
０内では、飼育水１４中のアンモニア及び亜硝酸が硝化
菌により硝酸にまで酸化される。そして、硝酸を含有す
ることとなった飼育水１４は、一部が脱窒槽５０に導入
され、残りはバイパスライン４２を通って人口肺６０に
導入される。脱窒槽５０に導入される飼育水１４の量
は、バルブ５６により調整することができ、例えば、硝
化処理された飼育水１４の約半分の量を脱窒槽５０に導
入する。
０を起動して、飼育水槽１０中の飼育水１４を取水す
る。飼育水１４中には、水棲生物１２の排泄物などに由
来するアンモニアや、アンモニアが酸化した亜硝酸など
が含有されている。飼育水１４は、流量計３０により流
量が測定された後、硝化槽４０に導入される。硝化槽４
０内では、飼育水１４中のアンモニア及び亜硝酸が硝化
菌により硝酸にまで酸化される。そして、硝酸を含有す
ることとなった飼育水１４は、一部が脱窒槽５０に導入
され、残りはバイパスライン４２を通って人口肺６０に
導入される。脱窒槽５０に導入される飼育水１４の量
は、バルブ５６により調整することができ、例えば、硝
化処理された飼育水１４の約半分の量を脱窒槽５０に導
入する。
【００２２】脱窒槽５０では、飼育水１４がカートリッ
ジ５２内に通水され、飼育水１４中の硝酸イオン（ＮＯ
3 -）がイオン交換樹脂５４の陰イオン交換樹脂に吸着さ
れて除去されるとともに、水酸化物イオン（ＯＨ-）が
飼育水１４中に放出される。一方、飼育水１４中のナト
リウムイオン（Ｎａ+）やカリウムイオン（Ｋ+）、マグ
ネシウムイオン（Ｍｇ2+）やカルシウムイオン（Ｃ
ａ2+）のミネラル分等は、イオン交換樹脂５４の陽イオ
ン交換樹脂に吸着され、水素イオン（Ｈ+）が放出され
る。これにより、ＯＨ-とともにＨ+も飼育水１４中に放
出されるので、飼育水１４中のｐＨ上昇を防止すること
ができる。
ジ５２内に通水され、飼育水１４中の硝酸イオン（ＮＯ
3 -）がイオン交換樹脂５４の陰イオン交換樹脂に吸着さ
れて除去されるとともに、水酸化物イオン（ＯＨ-）が
飼育水１４中に放出される。一方、飼育水１４中のナト
リウムイオン（Ｎａ+）やカリウムイオン（Ｋ+）、マグ
ネシウムイオン（Ｍｇ2+）やカルシウムイオン（Ｃ
ａ2+）のミネラル分等は、イオン交換樹脂５４の陽イオ
ン交換樹脂に吸着され、水素イオン（Ｈ+）が放出され
る。これにより、ＯＨ-とともにＨ+も飼育水１４中に放
出されるので、飼育水１４中のｐＨ上昇を防止すること
ができる。
【００２３】一方、バイパスライン４２を経た飼育水１
４は、イオン交換樹脂５４に通水されないため硝酸を含
有するが、水棲生物１２の飼育に必要なミネラル分も含
有する。このような吸着槽５０で硝酸が除去された飼育
水１４とバイパスライン４２を経たミネラル分を含む飼
育水１４は、人口肺６０に導入される。人口肺６０で
は、エアポンプ６２から送られてくる空気を飼育水１４
中に曝気して、飼育水１４に酸素を供給する。そして、
酸素を含有した飼育水１４は、センサーボックス７０で
ｐＨと溶存酸素が測定された後、再び、飼育水槽１０へ
と導入される。
４は、イオン交換樹脂５４に通水されないため硝酸を含
有するが、水棲生物１２の飼育に必要なミネラル分も含
有する。このような吸着槽５０で硝酸が除去された飼育
水１４とバイパスライン４２を経たミネラル分を含む飼
育水１４は、人口肺６０に導入される。人口肺６０で
は、エアポンプ６２から送られてくる空気を飼育水１４
中に曝気して、飼育水１４に酸素を供給する。そして、
酸素を含有した飼育水１４は、センサーボックス７０で
ｐＨと溶存酸素が測定された後、再び、飼育水槽１０へ
と導入される。
【００２４】したがって、飼育水槽１０内の飼育水１４
中から、毒性を有するアンモニア及び亜硝酸を除去する
ことができるとともに、強酸である硝酸やＯＨ-の蓄積
も防止でき、飼育水１４のｐＨを好適な範囲に維持する
ことができる。また、マグネシウムやカルシウム等のミ
ネラル分も飼育水１４中に維持することができる。さら
に、イオン交換樹脂５４が長期に使用されて、樹脂５４
の総交換容量を超えた場合、新しいイオン交換樹脂５４
を充填したカートリッジ５２を容易に交換できるので、
長期的に安定して飼育水中の硝酸を除去することができ
る。
中から、毒性を有するアンモニア及び亜硝酸を除去する
ことができるとともに、強酸である硝酸やＯＨ-の蓄積
も防止でき、飼育水１４のｐＨを好適な範囲に維持する
ことができる。また、マグネシウムやカルシウム等のミ
ネラル分も飼育水１４中に維持することができる。さら
に、イオン交換樹脂５４が長期に使用されて、樹脂５４
の総交換容量を超えた場合、新しいイオン交換樹脂５４
を充填したカートリッジ５２を容易に交換できるので、
長期的に安定して飼育水中の硝酸を除去することができ
る。
【００２５】（その他の実施の形態）イオン交換樹脂５
４の陽イオン交換樹脂の放出されるイオン形は、上記の
実施の形態のＨ型の他に、あらかじめ水素イオンをマグ
ネシウムイオン又はカルシウムイオンと交換したＭｇ型
又はＣａ型のものを使用することができる。Ｍｇ型又は
Ｃａ型の陽イオン交換樹脂を単独で又はＨ型と併用で使
用することにより、飼育水１４中にミネラル分を付与す
ることができるので、水棲生物１２をより健全に飼育す
ることができる。
４の陽イオン交換樹脂の放出されるイオン形は、上記の
実施の形態のＨ型の他に、あらかじめ水素イオンをマグ
ネシウムイオン又はカルシウムイオンと交換したＭｇ型
又はＣａ型のものを使用することができる。Ｍｇ型又は
Ｃａ型の陽イオン交換樹脂を単独で又はＨ型と併用で使
用することにより、飼育水１４中にミネラル分を付与す
ることができるので、水棲生物１２をより健全に飼育す
ることができる。
【００２６】また、図１において、硝化槽４０の出口側
に飼育水１４の伝導度を測定するためのセンサを設け、
測定された伝導度によりバルブ５６の開閉を制御するよ
うに構成することもできる。伝導度を測定することによ
り、飼育水１４中の硝酸濃度が算出できるので、硝酸濃
度に応じて脱窒槽５０へ飼育水１４を導入する量を変化
させることができる。硝酸濃度が低い場合、脱窒槽５０
へ導入される飼育水１４の量を減少させることによっ
て、陽イオン交換樹脂によるミネラル分の除去を減少さ
せることができる。
に飼育水１４の伝導度を測定するためのセンサを設け、
測定された伝導度によりバルブ５６の開閉を制御するよ
うに構成することもできる。伝導度を測定することによ
り、飼育水１４中の硝酸濃度が算出できるので、硝酸濃
度に応じて脱窒槽５０へ飼育水１４を導入する量を変化
させることができる。硝酸濃度が低い場合、脱窒槽５０
へ導入される飼育水１４の量を減少させることによっ
て、陽イオン交換樹脂によるミネラル分の除去を減少さ
せることができる。
【００２７】
【発明の効果】上述してきたように、本発明によれば、
処理設備が簡易で小型化でき、外部から物質やエネルギ
ーの供給を必要とせず、長期的に安定して飼育水中から
水棲生物への毒性があるアンモニア及び亜硝酸を除去す
ることができる水棲生物の飼育水の浄化方法及びその装
置を提供することができる。
処理設備が簡易で小型化でき、外部から物質やエネルギ
ーの供給を必要とせず、長期的に安定して飼育水中から
水棲生物への毒性があるアンモニア及び亜硝酸を除去す
ることができる水棲生物の飼育水の浄化方法及びその装
置を提供することができる。
【図１】本発明に係る水棲生物の飼育水の浄化装置の一
実施の形態を示す概略図である。
実施の形態を示す概略図である。
１０ 飼育水槽
１２ 水棲生物
１４ 飼育水
１６ 恒温水槽
１８ 循環ライン
２０ 循環ポンプ
３０ 流量計
４０ 硝化槽
４２ バイパスライン
５０ 脱窒槽
５２ カートリッジ
５４ イオン交換樹脂
５６、５８ バルブ
６０ 人口肺
６２ エアポンプ
７０ センサーボックス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 荘田 泰彦
兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号
三菱重工業株式会社高砂研究所内
(72)発明者 崎村 徹
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１
号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
(72)発明者 内田 智子
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１
号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
Ｆターム(参考） 2B104 CA03 EF09
Claims (9)
- 【請求項１】 水棲生物の飼育水を硝化細菌により硝化
処理する硝化工程と、該硝化処理後の飼育水をイオン交
換樹脂により吸着処理する脱窒工程とを含むことを特徴
とする水棲生物の飼育水の浄化方法。 - 【請求項２】 上記イオン交換樹脂が、陰イオン交換樹
脂と陽イオン交換樹脂との組み合わせであることを特徴
とする請求項１に記載の水棲生物の飼育水の浄化方法。 - 【請求項３】 上記陽イオン交換樹脂が、マグネシウム
イオン又はカルシウムイオンを上記飼育水中に放出する
ものであることを特徴とする請求項２に記載の水棲生物
の飼育水の浄化方法。 - 【請求項４】 上記吸着工程が、上記硝化処理後の飼育
水の一部を吸着処理することを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載の水棲生物の飼育水の浄化方法。 - 【請求項５】 水棲生物を飼育するための飼育水槽と、
該飼育水槽中の飼育水を硝化処理するための硝化細菌を
備える硝化槽と、硝化処理後の飼育水を吸着処理するた
めのイオン交換樹脂を備える脱窒槽と、該飼育水槽から
取水した飼育水を該硝化槽、該脱窒槽の順に通水した
後、再び該飼育水槽に導入するための循環ラインとを含
むことを特徴とする水棲生物の飼育水の浄化装置。 - 【請求項６】 上記イオン交換樹脂は、上記飼育水が通
水可能なカラムに充填されており、該カラムは上記脱窒
槽に脱着可能に設けられていることを特徴とする請求項
５に記載の水棲生物の飼育水の浄化装置。 - 【請求項７】 上記イオン交換樹脂が、陰イオン交換樹
脂と陽イオン交換樹脂との組み合わせであることを特徴
とする請求項５又は６に記載の水棲生物の飼育水の浄化
装置。 - 【請求項８】 上記陽イオン交換樹脂のイオン形が、マ
グネシウム型又はカルシウム型であることを特徴とする
請求項７に記載の水棲生物の飼育水の浄化装置。 - 【請求項９】 上記硝化処理後の飼育水を上記脱窒槽に
通さずに上記飼育水槽に導入するためのバイパスライン
をさらに含むことを特徴とする請求項５〜８のいずれか
に記載の水棲生物の飼育水の浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002093437A JP2003284453A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 水棲生物の飼育水の浄化方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002093437A JP2003284453A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 水棲生物の飼育水の浄化方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003284453A true JP2003284453A (ja) | 2003-10-07 |
Family
ID=29237900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002093437A Withdrawn JP2003284453A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 水棲生物の飼育水の浄化方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003284453A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014184948A1 (ja) * | 2013-05-17 | 2014-11-20 | Takada Shunsuke | 水の浄化装置及び方法 |
| US9560839B2 (en) | 2010-11-17 | 2017-02-07 | Technion Research And Development Foundation Ltd. | Physico-chemical process for removal of nitrogen species from recirculated aquaculture systems |
| US10980220B2 (en) | 2016-03-08 | 2021-04-20 | Technion Research & Development Foundation Limited | Disinfection and removal of nitrogen species from saline aquaculture systems |
-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002093437A patent/JP2003284453A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9560839B2 (en) | 2010-11-17 | 2017-02-07 | Technion Research And Development Foundation Ltd. | Physico-chemical process for removal of nitrogen species from recirculated aquaculture systems |
| WO2014184948A1 (ja) * | 2013-05-17 | 2014-11-20 | Takada Shunsuke | 水の浄化装置及び方法 |
| JPWO2014184948A1 (ja) * | 2013-05-17 | 2017-02-23 | 俊介 高田 | 水の浄化装置及び方法 |
| US10980220B2 (en) | 2016-03-08 | 2021-04-20 | Technion Research & Development Foundation Limited | Disinfection and removal of nitrogen species from saline aquaculture systems |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |