JP2008092846A - 循環型養魚システム - Google Patents

Abstract

【課題】飼育水中の有機物についても分解処理できるとともに、溶存酸素濃度の高い飼育水を養殖水槽内へ戻すことのできる循環型養魚システムを提供する。
【解決手段】飼育水中の有機物を分解して浄化する微生物処理装置を、固液分離された飼育水を貯留する貯留槽５１と、エアレーション送水ポンプ５４と、上記貯留槽５１の上部に配置される、その表面に微生物が付着された担体が設置された浄化槽５３と、上記エアレーション送水ポンプ５４から吐出された飼育水を上記浄化槽５３内へ吐出させる第１の吐出手段５６と、上記浄化槽５３の上部から上記養殖水槽１内へ戻すための吐出管と、上記吐出管の内部に配設された、一端が上記吐出管の突出口側に開口する空気導入管とを備えた第２の吐出手段５７とから構成し、上記養殖水槽１内へ、微生物により浄化された溶存酸素濃度の高い飼育水を戻すようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、水槽内で魚類を養殖する養魚システムに関するもので、特に、水槽内の飼育水を循環させて使用する循環型養魚システムに関する。

従来、水槽内で魚類を養殖する養魚システムとしては、養殖水槽内の飼育水を循環させて使用する循環型養魚システムが知られている。図５はその一構成例を示す図で、この循環型養魚システムでは、まず、円筒形の養殖水槽８１の底部に排出口８１Ｄを設け、この排出口８１Ｄから、上記養殖水槽８１の底部に集まった魚の糞や残餌を含んだ飼育水を、サイクロン型の固液分離装置８２に送って固液分離し、上記糞や残餌等の固形分を上記固液分離装置８２の排出口８２Ｄより排出するとともに、固形分が除去された飼育水をフィルタ装置８３に送り、上記固液分離装置８２では取りきれなかった粒径の小さな固形物を除去する。次に、上記大小の固形物が除去された飼育水をバイオフィルタ８４に送り、好気性バクテリアの作用により、上記魚類の排泄物中に含まれるアンモニアを酸化して硝酸に変化させた後、脱窒素槽８５に送りこれを除去する。最後に、上記飼育水を、紫外線照射装置８６を用いて殺菌してから、酸素溶入器８７に入れて、この酸素溶入器８７において上記飼育水に酸素発生装置８８で発生させた酸素を補給し、この殺菌・酸素補給された飼育水を上記養殖水槽８１に戻すようにしている。
これにより、養殖水槽８１内の環境を常に浄化された状態に保つことができるので、魚類の養殖を効率よくかつ確実に行うことができる（例えば、特許文献１参照）。
特許第３７６９６８０号公報

しかしながら、上記従来の循環型養魚システムでは、固液分離装置８２やフィルタ装置８３により魚の糞や残餌などの固形分を除去してはいるものの、上記飼育水中に含まれている有機物を除去する手段を備えていないことから、飼育水の浄化が十分とはいえなかった。
また、上記循環型養魚システムでは、飼育水に酸素を補給する際に、専用の容器（酸素溶入器８７）や酸素発生装置８８のような高価な設備を用いているため、広いスペースが必要なだけでなく、コスト高となっていた。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、飼育水中の有機物についても分解処理することができるとともに、簡単な構成で溶存酸素濃度の高い飼育水を養殖水槽内へ戻すことのできる循環型養魚システムを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、魚介類を飼育する養殖水槽と、この養殖水槽から回収した飼育水を固液分離する固液分離槽と、浄化槽内に設置された担体表面に付着された微生物により、上記固液分離槽から送られてくる飼育水中の有機物を分解して浄化する微生物処理装置とを備え、養殖水槽の飼育水を回収して浄化した後再び養殖水槽に供給する循環型養魚システムにおいて、上記微生物処理装置を上記固液分離された飼育水を貯留する貯留槽と、この貯留槽内に設置された水中ポンプと、上記貯留槽の上部に配置される、その表面に微生物が付着された担体が設置された浄化槽と、上記水中ポンプから吐出された飼育水を上記浄化槽内へ吐出させる吐出手段と、上記浄化槽の上部から上記養殖水槽内へ戻すための吐出管と、上記吐出管の内部に配設された、一端が上記吐出管の突出口側に開口する空気導入管とから構成し、上記養殖水槽内へ、微生物により浄化された溶存酸素濃度の高い飼育水を戻すようにしたものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の循環型養魚システムにおいて、上記養殖水槽を円筒状もしくは逆円錐状としてその下部側に集沈槽を設け、この集沈槽内に送水ポンプを設置して沈殿槽内の飼育水を回収するとともに、上記浄化された飼育水を上記養殖水槽の周縁部から上記養殖水槽内に戻して養殖水槽中に水流を発生させ、上記飼育水中の糞や残餌を上記集沈槽内に集めるようにしたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の循環型養魚システムにおいて、上記飼育水中の汚濁物質を吸着して濾過する鉱石を備えた鉱石濾過槽とを設けるとともに、上記微生物処理装置の後段に、上記飼育水中のアンモニアを吸着するための吸着剤を配置した吸着槽を設けて、アンモニアを取り除いた飼育水を上記養殖水槽内へ戻すようにしたものである。

本発明によれば、魚介類を飼育する養殖水槽の飼育水を回収して浄化した後再び養殖水槽に供給する際に、養殖水槽から回収した固液分離した飼育水を、貯留槽と、この貯留槽内に設置された水中ポンプと、上記貯留槽の上部に配置される、その表面に微生物が付着された担体が設置された浄化槽と、上記水中ポンプから吐出された飼育水を上記浄化槽内へ吐出させる吐出手段と、上記浄化槽の上部から上記養殖水槽内へ戻すための吐出管と、上記吐出管の内部に配設された、一端が上記吐出管の突出口側に開口する空気導入管とから構成し、上記微生物により飼育水内の有機物を分解して飼育水を浄化するとともに、その内部に空気導入管を配設した吐出管から微細化された気泡を含んだ溶存酸素濃度の高い飼育水を上記養殖水槽内へ戻すようにしたので、簡単な構成で溶存酸素濃度が高く、かつ、浄化された飼育水を戻すことができる。
このとき、上記養殖水槽を円筒状もしくは逆円錐状としてその下部側に集沈槽を設け、この集沈槽内に送水ポンプを設置して集沈槽内の飼育水を回収するとともに、上記浄化された飼育水を上記養殖水槽の周縁部から上記養殖水槽内に戻して養殖水槽中に水流を発生させ、上記飼育水中の糞や残餌を上記集沈層に集めるようにすれば、魚の糞や残餌などを上記集沈槽に効率よく集めることができるので、魚類の泳いでいる領域を清浄に保つことができる。
また、上記微生物処理装置の後段に、上記飼育水中のアンモニアを吸着するための吸着剤を配置した吸着分離槽を設けて、アンモニアを取り除いた飼育水を上記養殖水槽内へ戻すようにすれば、養殖水槽内を更に浄化することができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１及び図２は、本最良の形態に係る循環型養魚システムの構成を示す図である。各図において、１は養殖する魚類と飼育水とを収納する円筒形の養殖水槽で、その中央部の下側には飼育水中の糞や残餌を集めるための集沈槽１１が設けられている。１２は上記集沈槽１１内に設置された送水ポンプ、２は上記送水ポンプ１２で回収した集沈槽１１内の汚れた飼育水から、糞や残餌などの固形物を沈降させる処理を行う固液分離槽、３は槽本体３ａ内に気泡を噴出させて、上記固液分離槽２では取りきれなかった微細な固形物を上部へ浮き上がらせて、槽本体３ａ中央部に設けられた排出管３ｂから排出する加圧浮上浄化槽、４はその表面に嫌気性の微生物が養生付着された接触材４ａが設置された酸化接触槽、５は上記酸化接触槽４から送られてきた飼育水を貯留する貯留槽５１と、この貯留槽５１の上側に設けられた、その表面に好気性の微生物が付着された担体５２が設置された浄化槽５３とを備えた微生物処理装置、６は上記微生物処理装置５の後段に設けられ、上記飼育水中のアンモニアや窒素を吸着するための吸着剤６ａが配置された吸着分離槽、７は上記飼育水中の汚濁物質を吸着して濾過する鉱石７ａを備えた鉱石濾過槽、８はこの鉱石濾過槽７で濾過された飼育水を貯留する浄化水貯留槽、９は上記固液分離槽２と加圧浮上浄化槽３で分離された固形物を含む汚水を収納する汚水槽である。以下、上記固液分離槽２から浄化水貯留槽８及び汚水槽９を浄化処理手段１０という。
上記養殖水槽１の集沈槽１１から回収された汚れた飼育水は、固液分離槽２、加圧浮上浄化槽３、酸化接触槽４、及び、微生物処理装置５により浄化され、後述する微生物処理装置５に設けられた第２の吐出手段５７の帰還用のパイプ５７ｒから養殖水槽１内に戻されるが、その一部は、上記微生物処理装置５から吸着分離槽６及び鉱石濾過槽７に送られた後、鉱石濾過槽７の後段に設けられた浄化水貯留槽８の供給用のパイプ８ｐから養殖水槽１内に戻される。なお、上記帰還用のパイプ５７ｒと上記供給用のパイプ８ｐとは上記養殖水槽１の周縁部にそれぞれ設置されており、かつ、各パイプ５７ｒ，８ｐの吹き出し口は、当該パイプから吹き出される飼育水の方向が上記養殖水槽１の周方向になるように向けられている。
なお、図１では、飼育水の浄化手順を明確にするため、浄化処理手段１０の各槽を全て養殖水槽１の上部に記載した。

ところで、上記浄化槽５３中の飼育水中の有機物を効率よく分解するためには、上記飼育水の溶存酸素濃度を高めて、上記浄化槽５３内に設置された担体５２に付着されている好気性の微生物を活性化してやる必要がある。そこで、本例では、上記微生物処理装置５の貯留槽５１内に設置する送水ポンプとして、図１に示すような、一端が空気中に開口する空気吸入パイプ５４ｐを備えたエアレーション送水ポンプ５４を用いている。このエアレーション送水ポンプ５４は、図３に示すように、モータ５４Ｍにより回転するスクリュー羽根５４ｋの吸入み口近傍に上記空気吸入パイプ５４ｐの他端側を配置したもので、上記スクリュー羽根５４ｋの回転により貯留槽５１内の飼育水が引き込まれる際に、上記吸込み口近傍は負圧となることを利用して、大気中の空気を上記吸込み口近傍に供給することができるようにしている。これにより、上記供給された空気を上記スクリュー羽根５４ｋにより上記飼育水に巻き込んで混合することができるので、上記エアレーション送水ポンプ５４の排出管５４ｎから移送管５５を介して、浄化槽５３に送られる飼育水中の溶存酸素濃度を高めることができる。この溶存酸素濃度の高い飼育水は、移送管５５を介して、浄化槽５３内に設置された上記担体５２底部側に設けられた、複数のノズル５６ｎを備え第１の吐出手段５６に圧送され、上記ノズル５６ｎの先端から上記浄化槽５３内へ吐出される。
また、上記浄化槽５３の中央部には、浄化槽５３の上部から上記養殖水槽１へ飼育水を戻すための帰還用の吐出管５７ａと、この吐出管５７ａの内部に設置された、一端が空気中に開口し他端が上記吐出管５７ａの吐出口側に開口する空気導入管５７ｂとを備えた第２の吐出手段５７が設けられている。
図４は上記第２の吐出手段５７の詳細を示す図で、第２の吐出手段５７の帰還用の吐出管５７ａの上部には、飼育水導入口５７ｓが設けられており、その下部には空気導入管５７ｂの吐出側において、その径が小さくなるようなテーパー部５７ｐと上記吐出管５７ａ内を通って落下する飼育水に上記空気導入管５７ｂからの空気を巻き込んで微細気泡を発生させる気液混合部５７ｑとが設けられており、この気液混合部５７ｑの先端に、上記飼育水を上記養殖水槽１に戻すための帰還用のパイプ５７ｒが取付けられている。

次に、本発明による循環型養魚システムにおける飼育水の浄化方法について説明する。
まず、送水ポンプ１２により、円筒形の養殖水槽１の中央部の下側に設けられた上記集沈槽１１内の糞や残餌が多く含まれる飼育水を回収して固液分離槽２に送る。
本例では、図２に示すように、微生物処理装置５の帰還用のパイプ５７ｒと浄化水貯留槽８の供給用のパイプ８ｐとから養殖水槽１に戻される飼育水は、養殖水槽１の周縁部から養殖水槽１の周方向に沿って吐出されるので、養殖水槽１中には渦巻き状の水流が発生する。これにより、上記飼育水中の糞や残餌は、上記集沈槽１１内に集まり易くなるので、魚の糞や残餌を効率よく集めることができるとともに、養殖水槽１内を清浄に保つことができる。
固液分離槽２では、飼育水中の糞や残餌などの固形物をその底部に沈降させ、これを汚水槽９に送るとともに、槽の上部から上記固形物が取り除かれた飼育水を、加圧浮上浄化槽３に送る。加圧浮上浄化槽３では槽本体３ａ内に気泡を噴出させて、上記固液分離槽２では取りきれなかった微細な固形物を上部へ浮き上がらせて、槽本体３ａ中央部に設けられた排出口３ｂから汚水槽９に排出するとともに、その底部の微細な固形物が除去された飼育水を酸化接触槽４に送り、上記飼育水を嫌気性の微生物が養生付着された接触材に接触させて、上記飼育水中の上記微生物の栄養分となる有機物を取り除いた後、飼育水を微生物処理装置５に送るとともに、この浄化した飼育水の溶存酸素濃度を高めて上記養殖水槽１内へ戻す。

ここで、微生物処理装置５の作用について詳細に説明する。
エアレーション送水ポンプ５４を稼動すると、貯留槽５１中の飼育水は、スクリュー羽根５４ｋの回転によりエアレーション送水ポンプ５４に吸込まれ、移送管５５を介して浄化槽５３内に設置された第１の吐出手段５６のノズル５６ｎから浄化槽５３内へ吐出される。このとき、上記飼育水は、エアレーション送水ポンプ５４の吸込み口近傍において、空気吸入パイプ５４ｐから吸込まれた空気を巻き込みながら混合するので、上記浄化槽５３内へは、溶存酸素濃度の高い飼育水が供給される。この飼育水は、上記浄化槽５３内を上昇していく過程で、担体５２に付着された好気性の微生物により有機物が分解されて浄化される。本例では上記のように、浄化槽５３内へ溶存酸素濃度の高い飼育水を供給しているので、好気性の微生物による飼育水の浄化を効率よくかつ確実に行うことができる。
また、第１の吐出手段５６からは貯留槽５１から順次飼育水が供給されるので、上記浄化槽５３内の水位は上昇する。この水位が帰還用の吐出管５７ａの上部に形成された浄化水導入口５７ｓまで達すると、上記浄化槽５３上部の浄化された飼育水は、エアーを巻き込みながら、上記浄化水導入口５７ｓから帰還用の吐出管５７ａ内へと流れ込み、テーパー部５７ｐで空気導入管５７ｂの周りに集められ、気液混合部５７ｑにて、上記空気導入管５７ｂ内の空気と接触する。このとき、上記飼育水はほぼ浄化槽５３の高さ分だけ落下することからその流速は極めて大きくなる。このため、上記飼育水は、気液混合部５７ｑにて上記空気導入管５７ｂの下部の空気を巻き込みながら、帰還用のパイプ５７ｒを介して、養殖水槽１内に吐出される。これにより、上記養殖水槽１内へは、浄化された微細な気泡を含んだ飼育水が戻されることになる。
これにより、酸素溶入器や酸素発生装置を用いることなく、飼育水中の溶存酸素濃度を高めることができる。

また、本例では、上記浄化槽５３の底部に貯留室５８を設け、この貯留室５８に貯留されている浄化された飼育水の一部を吸着分離槽６に送り、吸着材６ａの作用により上記飼育水中のアンモニアや窒素を吸着した後、鉱石濾過槽７に送って上記飼育水中の汚濁物質を吸着して濾過するようにしている。上記鉱石濾過槽７で濾過されて更に浄化された飼育水は浄化水貯留槽８に貯留され、必要に応じて、供給用のパイプ８ｐから養殖水槽１内に戻される。これにより、上記養殖水槽１内の飼育水を更に浄化することができるので、養殖水槽１内の環境を常に浄化された状態に保つことができ、魚類の養殖を効率よくかつ確実に行うことができる。

このように、本最良の形態によれば、魚介類を飼育する養殖水槽１から回収した飼育水を固液分離槽２で固液分離した後、槽内に設置された担体表面に付着された微生物により、上記飼育水中の有機物を分解して浄化する微生物処理装置を、上記固液分離された飼育水を貯留する貯留槽５１と、この貯留槽５１内に設置された、エアレーション送水ポンプ５４と、上記貯留槽５１の上部に配置される、その表面に微生物が付着された担体が設置された浄化槽５３と、上記エアレーション送水ポンプ５４から吐出された溶存酸素濃度の高い飼育水を上記浄化槽５３内へ吐出させる第１の吐出手段５６と、上記浄化槽５３の上部から上記養殖水槽１内へ戻すための吐出管５７ａと、上記吐出管５７ａの内部に配設された、一端が上記吐出管５７ａの突出口側に開口する空気導入管５７ｂとを備えた第２の吐出手段５７とから構成し、上記養殖水槽１内へ、微生物により浄化された溶存酸素濃度の高い飼育水を戻すようにしたので、飼育水中の有機物についても効率よく分解処理することができるとともに、簡単な構成で溶存酸素濃度の高い飼育水を養殖水槽１内へ戻すことができる。

なお、上記最良の形態では養殖水槽１を円筒状にしたが、逆円錐状としてもよい。これにより、飼育水中の糞や残餌を更に効率よく集沈槽内に集めることができる。但し、この場合には、養殖水槽１の容積が減少するので、飼育する魚類の種類や数により、円筒状もしくは逆円錐状を選択するようにすればよい。

本発明によれば、簡単な構成で溶存酸素濃度が高く、かつ、浄化された飼育水を戻すことができるので、養殖水槽内の環境を常に浄化された状態に保つことができ、魚類の養殖を効率よくかつ確実に行うことができる。

本最良の形態に係る循環型養魚システムの構成を示す図である。 本最良の形態に係る循環型養魚システムの構成を示す平面図である。 本最良の形態に係るエアレーション送水ポンプを示す図である。 本最良の形態に係る第２の吐出手段の要部断面図である。 従来の循環型養魚システムの構成を示す図である。

符号の説明

１ 養殖水槽、２ 固液分離槽、３ 加圧浮上浄化槽、３ａ 槽本体、３ｂ 排出管、
４ 酸化接触槽、４ａ 接触材、５ 微生物処理装置、６ 吸着分離槽、６ａ 吸着剤、
７ 鉱石濾過槽、７ａ 鉱石、８ 浄化水貯留槽、８ｐ 供給用のパイプ、９ 汚水槽、
１０ 浄化処理手段、１１ 集沈槽、１２ 送水ポンプ、５１ 貯留槽、５２ 担体、
５３ 浄化槽、５４ エアレーション送水ポンプ、５４ｐ 空気吸入パイプ、
５４Ｍ モータ、５４ｋ スクリュー羽根、５４ｎ 排出管、５５ 移送管、
５６ 第１の吐出手段、５６ｎ ノズル、５７ 第２の吐出手段、
５７ａ 帰還用の吐出管、５７ｂ 空気導入管、５７ｒ 帰還用のパイプ。

Claims (3)

1. 魚介類を飼育する養殖水槽と、この養殖水槽から回収した飼育水を固液分離する固液分離槽と、曝気槽内に設置された担体表面に付着された微生物により、上記固液分離槽から送られてくる飼育水中の有機物を分解して浄化する微生物処理装置とを備え、養殖水槽の飼育水を回収して浄化した後再び養殖水槽に供給する循環型養魚システムにおいて、上記微生物処理装置を上記固液分離された飼育水を貯留する貯留槽と、この貯留槽内に設置された水中ポンプと、上記貯留槽の上部に配置される、その表面に微生物が付着された担体が設置された浄化槽と、上記水中ポンプから吐出された飼育水を上記浄化槽内へ吐出させる吐出手段と、上記浄化槽の上部から上記養殖水槽内へ戻すための吐出管と、上記吐出管の内部に配設された、一端が上記吐出管の突出口側に開口する空気導入管とから構成し、上記養殖水槽内へ、微生物により浄化された溶存酸素濃度の高い飼育水を戻すようにしたことを特徴とする循環型養魚システム。
2. 上記養殖水槽を円筒状もしくは逆円錐状としてその下部側に集沈槽を設け、この集沈槽内に送水ポンプを設置して沈殿槽内の飼育水を回収するとともに、上記浄化された飼育水を上記養殖水槽の周縁部から上記養殖水槽内に戻して養殖水槽中に水流を発生させ、上記飼育水中の糞や残餌を上記集沈槽内に集めるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の循環型養魚システム。
3. 上記微生物処理装置の後段に、上記飼育水中のアンモニアを吸着するための吸剤を配置した吸着分離槽を設けて、アンモニアを取り除いた飼育水を上記養殖水槽内へ戻すようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の循環型養魚システム。

Images