JP2009055821A

JP2009055821A - 魚介類を生存させるための海水浄化装置及びその海水浄化方法

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Publication number: JP2009055821A
Application number: JP2007225157A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Owaki; 博樹大脇; Fumihiko Yokoyama; 文彦横山; Jun Izumi; 順泉; Masami Yamaguchi; 正美山口; Takahiro Yamamoto; 貴弘山本
Original assignee: FURUKAWA DENKI SEISAKUSHO KK; Nagasaki Prefectural Government; Adsorption Technology Industries Co Ltd
Current assignee: FURUKAWA DENKI SEISAKUSHO KK; Nagasaki Prefectural Government; Adsorption Technology Industries Co Ltd
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2027-08-31
Also published as: JP5028566B2

Abstract

【課題】
海水魚を生存もしくは飼育する際に必要となる海水浄化システムにおいて、硝酸性窒素成分の蓄積による水換えを著しく軽減し、海水浄化システム全体の容量を少なくしてランニングコストを低減させる海水浄化装置及び海水浄化方法を提供する。
【解決手段】
魚介類を収容する水槽を含む循環水路内に、電気分解槽と、吸着材を充填した反応槽と、過剰なオキシダント成分や次亜塩素酸と有機物の分解反応において生成した副生成物を除去するための除去材を充填した槽を備えた海水浄化システムを設ける。魚介類の排出するアンモニアや有機物等の汚濁物質を、電気分解槽で生成した次亜塩素酸と共に、前記吸着材表面に吸着させて反応させ、飼育中に窒素成分を蓄積させない。この海水浄化システムは、従来の海水浄化システムに比べて著しく小容量化できるため、メンテナンスを容易にし、ランニングコストを低減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は魚介類等の活魚輸送用水槽、備蓄用水槽、種苗生産施設水槽、陸上養殖施設水槽、水族館の水槽等で、海水魚を陸上で種苗生産、もしくは飼育するため等の用途で魚介類等を生存させるための海水を循環させて浄化する水処理装置と水処理方法に関する。

一般に、魚介類等を生産飼育する際には、餌料の中に含まれている窒素分がアンモニア等の形で飼育生物から排泄され残留していくので、このアンモニアを微生物の活動を利用して亜硝酸とし、さらに別の微生物の活動により硝酸として無害な形にしている。しかしながら、硝酸の濃度が高くなると飼育生物にとって危険なため、新鮮水を投入して希釈する必要があり、大型の水槽では大量の原水が必要であった。また、微生物群を担持するために大量の濾材が必要となるため、魚介類等を飼育する水槽の３０〜４０％にも相当する大容量の生物濾過槽が必要であった。微生物群を担持する濾材は、その死骸等の蓄積により性能が低下するため、定期的な洗浄が必要となるが、大型水槽の濾材洗浄は大変な労力とコストが必要であった。更に、アンモニアの処理に利用する微生物群は好気性微生物であるため、大量の酸素を要求することから、魚介類が消費する酸素の２倍近い酸素を飼育水に溶解させる必要があり、能力の大きなブロアを設置する必要があった。水量が多いこと、能力の大きなブロアを使用することは、ランニングコストの増大に繋がり、生産コストの増大に繋がっていた。

従来、魚介類等の種苗生産のための稚仔魚期の飼育用水槽では、天然海水を飼育用水槽に導入して排出する、所謂掛け流し方式が採用されており、海水が再利用されることはなかった。飼育量に対して大量の海水を使用する種苗生産現場において、使用海水の濾過、殺菌、加温冷却にかかる費用が大きいことが課題であった。

陸上養殖用水槽や水族館等の飼育用水槽では、飼育用水槽の水は循環用ポンプによって物理濾過装置、生物濾過装置に導かれ、濾過処理された後に飼育用水槽に戻るという循環濾過方式がとられている。循環の際に減少する水量を補うために、新たな天然海水が補充される。殺菌を目的とした紫外線照射装置やオゾン処理装置、蓄積される硝酸成分を除去するための脱窒装置、有機物を除去するための泡沫分離装置を設置する例もあった。

活魚輸送用水槽や備蓄用水槽では、基本的に濾過槽を設置しないが、必要に応じて飼育水の循環経路中に物理濾過槽や生物濾過槽を設置する場合があった。

物理濾過槽では、魚から剥離した鱗や糞等の懸濁物質が除去され、生物濾過槽内では濾過槽内に設置された濾材表面に生息する微生物群の働きによって、水中に溶解している毒性の高いアンモニアが、亜硝酸を経て毒性の低い硝酸にまで酸化される。微生物群のこの働きによって、アンモニアの毒性が軽減され、新鮮水の使用量を減少させる効果がある。しかしながら、物理濾過槽と生物濾過槽は、懸濁物質や微生物死骸の蓄積により次第に目詰まりが起こるため、定期的な洗浄操作が必要となる。逆流水洗浄（逆洗）等による洗浄も行われているが、数年に一度は生物濾過槽の濾材を濾過槽から取り出しての洗浄が必要となり、大変な作業となるとともに、管理費の増大に繋がっていた。

これらの問題を解決するための手法として、特開２０００−１５７１００号「魚類等の種苗生産及び飼育用の水処理装置及び方法」では、飼育用水の循環経路内に散水ろ床と次亜塩素酸注入装置を設けた水処理装置が提案されている。
特開２００１−１７８３０７号「淡水魚類等の飼育水の処理システム」では、淡水中に含まれる微量の塩分を電気分解し、発生した次亜塩素酸によって飼育水中の殺菌、滅菌、水質改善を行う方法が提案されている。
魚介類等の飼育を目的としたものではないが、アンモニアを含有する廃水の処理方法として、特開２００６−２９７２０６号「アンモニア性窒素含有廃水の電解処理方法および装置」では、アンモニア含有廃水を塩化物イオンの存在下で、廃水のｐHを５以上且つ８以下で電気分解し、生成した次亜塩素酸とアンモニアの反応によってアンモニアを窒素に変換する方法が提案されている。
また、特開２００２−３３５８１１号「養殖用海水循環装置」では、陸上で魚介類を養殖するための海水の浄化装置として、飼育水の循環経路内に、アンモニアを分解処理するための電解槽を設けた海水循環装置が提案されている。
さらに、特開２００７−２９７８４号では、アンモニア含有廃水にオゾンを添加して混合し、その混合液をオゾンの吸着剤を充填した充填等に流過させてアンモニアとオゾンを吸着させて、オゾンの酸化力によってアンモニアを酸化分解する方法が提案されている。

特開２０００−１５７１００号特開２００１−１７８３０７号特開２００６−２９７２０６号特開２００２−３３５８１１号特開２００７−２９７８４号

従来の微生物群を使った循環濾過方式では、毒性の高いアンモニアを比較的毒性の弱い硝酸にまで酸化させるために次のような問題点があった。
（１）水槽水が酸化するので中和させる必要がある。
（２）硝酸性窒素が蓄積して魚類に毒性を与える前に希釈する必要があり、特に硝酸性窒素に弱い稚仔魚には全く使用できない。
（３）種苗生産、特に稚仔魚の飼育では成長及び給餌による汚濁負荷の増加が激しく、従来の方法では追従が困難となる。
（４）循環濾過方式では、汚濁等の負荷の蓄積により機能が低下するのを防ぐため、定期的な濾過槽の逆洗、あるいは濾材と取り出しての洗浄が必要になる。
（５）大きな容量を持つ濾過槽が必要なこと、アンモニアを分解する微生物群が大量の酸素を要求することから、加温や冷却、酸素供給のために大量のエネルギーを必要とするため、ランニングコストが高くなる。
（６）汚濁負荷に対応できる能力とするために必要な微生物量を濾材表面に確保するために、微生物を増やす必要があり、実際に使用するまでに数週間の期間を必要とする。水槽に病気が発生した際に、水槽と浄化装置全ラインを次亜塩素酸等で消毒した場合、消毒した濾材と事前に微生物を繁殖させた濾材とを交換して使用する方法以外では、この水槽と浄化装置の使用には微生物の能力が必要となるレベルに達するまでの数週間が必要ということになる。

特開２０００−１５７１００号で提示されている散水ろ床と次亜塩素酸を用いた方式では、前述した問題点を解決するために、飼育用水の循環経路内に散水ろ床と次亜塩素酸注入装置を設けた方法を提案しているが、散水ろ床中に有機物を分解するための微生物ならびにアンモニア等の窒素成分を吸収するための藻類を成長させることで、有機物の分解と窒素成分の除去を図り、次亜塩素酸を使って殺菌を行うものである。この方法では、窒素成分を藻類に吸収させるために魚の水槽水中の窒素成分の蓄積が無いことから、前述した（１）と（２）についての改善は期待されるものの、（３）、（４）を改善するためには大きな容量の散水ろ床を設置する必要があるために（５）は改善されない。また、有機物の分解に微生物を利用することや、藻類の生育のために光を当てる必要がある等、生物機能に頼っていることから（６）についても解決できない。

特開２００１−１７８３０７号で提示されている、淡水中に含まれる微量の塩分を電気分解し、発生した次亜塩素酸によって飼育水中の殺菌、滅菌、水質改善を行う方法では、次亜塩素酸を脱アンモニアのために使用することを想定しておらず、従来型の生物濾過槽を有していることから、前記（１）から（６）の全ての問題を解決できない。次亜塩素酸の発生量も、飼育する淡水魚に対して害を及ぼさない０．０２から０．０４ｍｇ／リットルと極微量であることから、実用的なレベルでのアンモニアの除去は行われていない。

特開２００６−２９７２０６号で提示されている、アンモニア含有廃水を塩化物イオンの存在下で、廃水のｐHを５以上且つ８以下で電気分解し、生成した次亜塩素酸とアンモニアの反応によってアンモニアを窒素に変換する方法では、廃水中のアンモニアと次亜塩素酸の反応速度が、それぞれの成分の廃液中の濃度に依存するため、魚介類等の飼育で問題になるような低濃度のアンモニア含有水を処理する場合、大容量の反応槽を準備する必要がある。

特開２００２−３３５８１１号で提示されている、陸上で魚介類を養殖するための海水の浄化装置として、飼育水の循環経路内に、アンモニアを分解処理するための電解槽を設けた海水循環装置では、前記、特開２００６−２９７２０６号で提案されている方法と同様に、飼育水中のアンモニアと次亜塩素酸の反応速度が、それぞれの成分の飼育水中の濃度に依存するため、魚介類等の飼育で問題になるような低濃度のアンモニア含有水を処理する場合、大容量の反応槽を準備する必要がある。
また、魚介類の飼育水の浄化に次亜塩素酸を利用する場合、魚介類から排出される有機物と次亜塩素酸の反応によって、有害な揮発性有機塩素化合物が生成する可能性が高い。特開２００２−３３５８１１号で提示されている方法では、有機塩素化合物についての配慮が全く行われておらず、飼育水の電解によって生成した次亜塩素酸は、魚介類から排出されたアンモニアや有機物と競争的に反応し、生成した有機塩素化合物は魚介類の飼育水槽に流入することになる。

特開２００７−２９７８４号で提案されている、アンモニア含有廃水にオゾンを添加して混合し、その混合液をオゾンの吸着材を充填した充填塔に流過させてアンモニアとオゾンを吸着させて、オゾンの酸化力によってアンモニアを酸化分解する方法では、オゾン吸着材を利用することで反応場の小容量化が図れるが、オゾン濃度の調整が困難であるため、魚介類等を生存させるための海水浄化装置としては適さない。魚介類等から排出されるアンモニアや有機物は、生物である魚介類等の体調や給餌の状況等によって変化し、常に一定の量が排出されているわけではない。従って、そのアンモニア量や有機物量に応じた処理を行う必要があるが、オゾンを発生させるオゾナイザは出力の調整が難しく、その処理能力を任意に変化させるのは困難である。負荷量に対してオゾン供給量が少なければ浄化能力が不足して汚濁が進行し、負荷量に対して過剰にオゾンを供給すると、魚介類に対して毒性の高いオゾンもしくはオゾンによる海水成分の酸化によって生じるオキシダントが魚介類の飼育水槽に流入することになり、飼育魚介類の斃死を招くことになる。

前述した課題を解決するために、本発明は魚介類等の活魚輸送用水槽、備蓄用水槽、種苗生産施設水槽、陸上養殖施設水槽、水族館の水槽等で、魚介類を種苗生産、もしくは飼育するため等の用途で魚介類等を生存させるための海水浄化システムにおいて、魚介類等を収容する水槽を経由して循環する飼育用海水の浄化経路中に、次亜塩素酸とアンモニアを効率的に吸着させる吸着材を入れた反応槽を配置した、魚介類等から排出されるアンモニアと次亜塩素酸を吸着材表面に吸着させて、効率良くアンモニアを除去することを特徴とする、魚介類等を生存させるための海水浄化装置、および同装置を用いた海水浄化方法を提供するものである。

本発明におけるアンモニアや有機物、次亜塩素酸を吸着させる吸着材としては、次亜塩素酸によって分解されず、汚濁物質であるアンモニアや有機物と、飼育海水の電気分解によって生成した次亜塩素酸を効率的に吸着できるものである必要があり、反応槽中に粒状もしくはハニカム構造等に代表される一定の構造を有する塊としてセットされる。好ましくは、通水抵抗の小さなハニカム構造等の構造物として反応塔に収めることが最も望ましい。具体的にはペンタシルゼオライト、ゼオライトβ、超安定Y型ゼオライト（USY）、メソポーラスシリケート、超安定モルデナイト（USM）等を一種類以上使用することができる。
次亜塩素酸と魚介類から排出される有機物の反応によって生成する有機塩素化合物の生成を抑制するために、特にアンモニアの吸着能が高く、有機物吸着能の低い吸着材を使用することで、有機塩素化合物の生成を抑制することもできる。

本発明における電気分解装置は、1対以上の電極とその電極を収納する１槽以上の電気分解槽で構成した。複数槽の電気分解槽で実施する場合、電気分解槽間をイオン交換膜あるいはセラミック等の多孔質板で仕切って使用することもできる。電極としては、海水電気分解で次亜塩素酸を生成できる電極であれば使用可能であり、代表的には白金修飾されたチタン板等に代表される金属電極および炭素電極等が使用できる。海水の直流電気分解においては、陰極側電極表面に水酸化マグネシウム等の析出物が生成することがあるため、その析出を防止するために電極の極性を一定時間毎に反転させることもできる外、これまで水酸化マグネシウム等の析出を防止するための考案されてきた様々な方法および電気分解槽構造を採用することもできる。

本発明における過剰なオキシダント成分や次亜塩素酸と有機物の分解反応において生成した有機塩素化合物等の副生成物を除去するための吸着材としては、活性炭等の多孔質吸着材等や、吸着物を分解する機能を備えた多孔質吸着材に加えて、各種ゼオライト等を使用することができる。

本発明において、魚介類等を収容する生産飼育用の水槽を経由して循環する生産飼育用水の浄化経路において、生産飼育用水を循環させるために、各種方式の循環ポンプを使用することができるが、活魚輸送用水槽のように使用できる電力量に限りがある場合には、エアレーションを利用して浄化経路に流れをつくることもできる。

本発明において、魚介類等の生産飼育用の水処理装置では、活魚輸送用水槽、備蓄用水槽、種苗生産施設水槽、陸上養殖施設水槽、水族館の水槽等の水槽から飼育海水を引き抜き、電気分解槽を経由して、水中に含まれる汚濁物質を次亜塩素酸とアンモニア及び又は有機物を効率的に吸着させる吸着材を入れた反応槽に導いて、電気分解槽中で飼育海水の電気分解によって生成された次亜塩素酸と汚濁物質を吸着材表面に吸着させ、吸着材無しの水溶液中で起こる反応よりも高濃度で汚濁物質の酸化分解反応を行なった。アンモニアは適切な条件下で次亜塩素酸と反応することにより、クロラミンを経由して直接窒素に変換され、飼育海水中に窒素成分が残ることはない。この反応は、吸着材表面で高濃度で行われるため、水中で起こる反応に比べて見かけの反応速度が速くなることから、反応槽容量を著しく小さくすることが可能となった。また、汚濁負荷量に応じて最適な電流値を設定することで、瞬時に分解能力を変更することができ、微生物群を用いる場合のような生物濾過槽の立ち上げに相当する無駄な時間も不要になった。

その結果、種苗生産施設水槽、陸上養殖施設水槽、水族館の水槽等では、実質的に亜硝酸や硝酸が生成しないことから、窒素成分濃度を低下させるための定期的な換水が大幅に低減できた。また、従来飼育水の再利用が不可能であった種苗生産場での稚魚の飼育にも飼育水の再利用が可能になった。更に、従来の微生物群を利用した生物濾過槽が、飼育水槽の３０％から４０％もの容量を必要としていたのに対して、数％の容量の反応槽で対応が可能となることから、海水魚飼育に必要な海水量が著しく少なくなり、飼育海水の加温や冷却、酸素供給のためのエネルギーが少なくなることや、濾過槽の事前立ち上げの操作が不要となり、電源を入れた直後から必要な能力を得ることができる等のメリットがあり、前述した（１）から（６）の全ての問題点を解決できた。

本発明において、最も効率良く最も安全に、魚介類等から排出される汚濁物質であるアンモニア及び又は有機物を除去するための最適な電流値を設定するために、反応槽から吐出された直後の海水中の次亜塩素酸濃度と、電気分解槽に入る直前の海水中のアンモニア濃度を測定し、電気分解槽の能力から計算して重量濃度でアンモニア濃度の６倍以上の濃度の次亜塩素酸が生成する電流値で、かつ反応槽から吐出された直後の次亜塩素酸濃度を１ｍｇ／L以下になるような電流値に設定するように、電気分解槽の電源の制御を行った。前記した設定条件以上に電流値を高くすると、過剰な次亜塩素酸が除去槽に流入することになり、除去槽の寿命低下と飼育水槽ｐHの低下を引き起こす。また、前記した設定条件以下での電気分解を行うと、アンモニアの除去効率が著しく低くなる。

以下、添付図面の実施態様を参照し、本発明について詳述する。

図１は、本発明の好適な態様による水処理装置を図示しており、魚介類等の種苗生産あるいは飼育に用いられる飼育用水槽１内で魚類等によって汚染された水は、魚介類飼育水槽１から越流しあるいは底部から引き抜かれて、物理濾過槽２にて魚の鱗や糞等の懸濁物質を濾過される。物理濾過槽２から循環ポンプ３にて引き抜かれた飼育水Wは、二方に分岐される。一方の飼育水W1は、電気分解装置４を経由した後、ゼオライトを入れた反応槽５にて飼育水中の汚濁物質中の有機物の分解とアンモニアから窒素への変換反応が行われる。反応槽５にて浄化された飼育水は、物理濾過槽２に戻される。残りの一方の飼育水W2は、活性炭槽８を通過して飼育用水槽１に戻る。反応槽５と活性炭槽８を合わせた容量は、魚介類の飼育水槽１の２％から８％程度であり、著しい小容量化が可能になった。
長期間に渡って魚介類等を飼育する場合、水分の蒸発や物理濾過槽中のフィルターの洗浄等によって、飼育水が減少することがあるため、減少分の海水を補給する必要に迫られる場合がある。海水を補給する場合に最も注意すべきことは、雑菌やウィルス等を入れないことである。本発明の水処理装置では、その浄化経路中の飼育水W1と飼育水W2に分岐した後であり、かつ電気分解槽４に入る前に、切り替えバルブ１０を設置して補給水が入るラインを設置することもできる。この場所に補給水ラインを設置することで、飼育水の浄化を行いながら、同時に補給水の殺菌を行うことが可能となる。
電気分解槽４における電流値の設定は、反応槽５から吐出された直後の海水中の次亜塩素酸濃度を次亜塩素酸定量装置６で測定した値と、電気分解槽４に入る直前の海水中のアンモニア濃度をアンモニア定量装置９で測定した値を用いて、電気分解槽４の能力から計算して重量濃度で電気分解槽４に入る直前のアンモニア濃度の６倍以上の濃度の次亜塩素酸が生成する電流値で、かつ反応槽から吐出された直後の次亜塩素酸濃度を１ｍｇ／L以下になるような電流値に設定するように、電気分解槽の電源４を制御装置７にて制御することが最も好ましいが、システム全体のコストを考慮して、前記した次亜塩素酸濃度とアンモニア濃度の測定を手動で行い、電気分解槽の電流値を算出し、手動で電流値を設定しても良い。なお、電気分解槽４に入る直前の海水中のアンモニア濃度は、実質的に物理濾過槽２と同じであるので、物理濾過槽２中の海水のアンモニア濃度で代替することもできる。
更に、電気分解に係る負担を減らすために、本発明のシステムでは、泡沫分離装置等の有機物を除去する装置を付与して使用することもできる。
図２は、反応槽と除去槽を縦列に接続したコンパクトシステムの縦断面模式図である。図中の実線は飼育水の循環経路（水路）を示し、点線は電気分解槽の制御のための電気配線（電線）を意味する。

図１に示した水処理システムにて本発明の効果を検証した。各装置の容量及び能力を次に示した。
・魚介類飼育水槽の容量は５００Ｌで、
・海水流量は、電気分解装置側で1Ｌ／分、活性炭槽側で８Ｌ／分。
・電気分解槽電極白金修飾チタン電極
5分おきに極性を反転させ、電流値を０．５〜２．５Ａで適宜調整した。
・反応槽ハニカム構造の超安定Y型ゼオライト
φ１０ｃｍ×１０ｃｍ（Ｈ）×２ヶ（１．６リットル）
・オキシダント除去槽 φ１０ｃｍ×３０ｃｍ（２．４リットル）
・物理濾過槽２の容量は５９リットルで、図示を省略したがフィルターマットを設置した
・飼育魚マハタ１２ｋｇ（５００ｇ×２４尾）

実験では、人工海水を満たした魚介類飼育水槽１にマハタ１２ｋｇを入れ、毎日飽食給餌により2ヶ月間の飼育を行った。飼育水槽１には図示省略のエアレーションポンプに接続したエアストーンを入れ、空気曝気を行った。物理濾過槽２には、市販のフィルターマットを設置し、１週間毎に洗浄した。マハタから排出される糞は、毎日小径のホースを用いて飼育水槽１の外に取り出し、その際に排出した海水量を補給した。補給水量は、１日約５リットルで、飼育水量５００リットルに対して約１％に相当する。
魚介類飼育水槽１中の水質については、水温、溶存酸素量（ＤＯ）、水素イオン濃度（ｐＨ）、アンモニア濃度、亜硝酸濃度、硝酸濃度、残留次亜塩素酸濃度を測定した。また、有機塩素化合物の指標として６０日目の魚介類飼育水槽１中の総トリハロメタン濃度を測定した。更に、マハタの成長の度合いを見るために、飼育開始時と６０日後の魚体重の平均を計測した。
吸着反応槽による効果を検証するために、反応槽５前後のアンモニア濃度と次亜塩素酸濃度についても測定し、アンモニア除去に必要な次亜塩素酸量を検証した。なお、反応槽５に入る前のアンモニア濃度については、物理濾過槽水の濃度で代替した。また、反応槽５に入る前の次亜塩素酸濃度については、事前に測定しておいた電気分解槽の能力から算出した。

実験期間中の1日目、２０日目、４０日目、６０日目の水質測定結果と、飼育開始前と６０日目の魚体重の平均の値、６０日目の水槽水中の総トリハロメタン濃度測定結果を表１に示す。魚体重の平均については、飼育開始時を１日目の欄に記入した。

表１において、電気分解槽に入る前である物理濾過槽のアンモニア濃度の６倍以上の濃度の次亜塩素酸濃度が生成する電流値で、かつ反応槽から吐出された直後の次亜塩素酸濃度が１ｍｇ／Ｌ以下となる電流値条件を選定することで、飼育開始から６０日目までの水質は、アンモニア濃度が数mg/Lと魚介類の飼育に問題無い程度で安定し、亜硝酸濃度、硝酸濃度共に飼育開始から６０日を経た後でも非常に低い値を示し、魚介類にとって有害な次亜塩素酸濃度も非常に低い値で推移した。
この結果は、本発明の海水浄化装置によって、魚介類から排出されたアンモニアが窒素に変換されたことを示しており、飼育水中に窒素成分の蓄積が無いことが確認された。

最も水質が悪化している可能性の高い６０日目の総トリハロメタン濃度の測定結果でも、水道水の規制値である０．１ｍｇ／Ｌ以下よりも著しく低い値となっており、適切な吸着材と反応副生成物の除去材を使用することで安全な飼育水をつくり出すことが可能であることが確認された。

今回の検証実験において、マハタの生存率は１００％で、表１の魚体重の平均からもマハタが順調に生育したことが確認され、本発明の海水浄化装置が有効であることが示された。

一般的な生物濾過槽による海水浄化を行う場合、飼育水槽容量の３０〜４０％に相当する生物濾過槽が必要となるが、本発明による海水浄化装置では、１％程度の容量で魚介類の飼育が可能であることを実証され、本発明の優位性を証明できた。

本発明では、海水の電気分解によって生成する次亜塩素酸を利用し、次亜塩素酸とアンモニア及び又は有機物を効率的に吸着させる吸着材と併用することで、著しく効率的な海水浄化を実現した。電気分解による次亜塩素酸の生成は電流値によって容易に制御できるため、負荷量に対して安定して処理を行うことができ、生物を扱う上で最も大事な有害物を飼育水槽内に流入させないことも実現することができた。

以上詳細に記述したとおり、本発明の海水浄化装置及び海水浄化方法によれば、魚介類等の活魚輸送用水槽、備蓄用水槽、種苗生産施設水槽、陸上養殖施設水槽、水族館の水槽等で、海水魚を生存させもしくは飼育する用途において、硝酸の蓄積による水換えを不要もしくは著しく軽減できること、海水浄化システム全体を著しく少容量化できるためにランニングコストを低減できること、吸着材がハニカム構造で小容量のために交換・洗浄の手間が著しく軽減できること、事前の微生物の立ち上げ期間が不要であること等、その技術的効果には極めて顕著なものがある。

本発明は、前記した優れた特徴を生かして、魚介類を生産地から消費地まで生きたまま輸送する活魚輸送に使用する水槽や、魚介類を販売するまで生かしておくため、もしくは生きたまま他に転送する前に一時的に貯め置くための備蓄水槽、陸上養殖あるいは放流に使用するための種苗生産に使用する水槽、陸上養殖水槽、水族館等で展示目的に使用する水槽等の、海水魚を陸上で生存させ、あるいは飼育するために用いる水槽の海水浄化を目的として使用することができ、従来の生物濾過やその他の方法に比べて、技術的、経済的に著しく優れた手法を提供するものである。

本発明の海水浄化装置の好適な例を表す縦断面模式図である。反応槽と除去槽を縦列に接続したコンパクトシステムの縦断面模式図である。

符号の説明

１：魚介類を生存もしくは飼育するための水槽
２：魚の鱗等の懸濁物質を除去するための物理濾過槽
３：循環ポンプ
４：電気分解槽および電気分解槽を制御する電源
５：反応槽
６：次亜塩素酸定量装置
７：制御装置
８：過剰なオキシダントと反応副生成物を除去する除去槽
９：アンモニア定量装置
１０：切り替えバルブ
W ：飼育水
図中の、実線は飼育水の循環経路（水路）を示し、点線は電気分解槽の制御のための電気配線（電線）を意味する。

Claims

魚介類等の活魚輸送用水槽、備蓄用水槽、種苗生産施設水槽、陸上養殖施設水槽、水族館の水槽等で、海水魚を種苗生産、もしくは飼育するため等の用途で魚介類等を生存させるための海水浄化システムにおいて、魚介類等を収容する水槽を経由して循環する飼育用海水の浄化経路中に、次亜塩素酸とアンモニア及び又は有機物を効率的に吸着させる吸着材を入れた反応槽を配置した、魚介類等から排出されるアンモニア及び又は有機物と次亜塩素酸を吸着材表面に吸着させて、効率良くアンモニア及び又は有機物を除去することを特徴とする、魚介類等を生存させるための海水浄化装置。
上記請求項１記載の魚介類等を生存させるための海水浄化装置において、魚介類等を収容する水槽を経由して循環する飼育用海水の浄化経路中に、飼育海水を電気分解して次亜塩素酸を供給することを目的とした電気分解槽を配置した、魚介類等から排出されるアンモニア及び又は有機物と次亜塩素酸を吸着材表面に吸着させて、効率良くアンモニア及び又は有機物を除去することを特徴とする、魚介類等を生存させるための海水浄化装置。
上記請求項１記載の魚介類等を生存させるための海水浄化装置において、魚介類等を収容する水槽を経由して循環する飼育用海水の浄化経路中に、過剰なオキシダント成分や、次亜塩素酸と有機物の分解反応において生成した副生成物を除去するための除去材を入れた除去槽を配置した、魚介類等から排出されるアンモニア及び又は有機物と次亜塩素酸を吸着材表面に吸着させて、効率良くアンモニア及び又は有機物を除去することを特徴とする、魚介類等を生存させるための海水浄化装置。
前記吸着材として、次亜塩素酸とアンモニアや有機物を効率的に吸着させる吸着材として、ペンタシルゼオライト、ゼオライトβ、超安定Y型ゼオライト（USY）、メソポーラスシリケート、超安定モルデナイト（USM）から選ばれた、少なくとも一種を用いることを特徴とする請求項１記載の魚介類等を生存させるための海水浄化装置。
上記請求項１記載の魚介類等を生存させるための海水浄化装置において、反応槽から吐出された直後の海水中の次亜塩素酸濃度と、電気分解槽に入る直前の海水中のアンモニア濃度を測定し、電気分解槽の能力から計算して重量濃度でアンモニア濃度の６倍以上の濃度の次亜塩素酸が生成する電流値で、かつ反応槽から吐出された直後の次亜塩素酸濃度を１ｍｇ／リットル（L）以下になるような電流値に設定するように電気分解槽の電源を制御することを特徴とする魚介類を生存させるための海水浄化装置。
魚介類等の活魚輸送用水槽、備蓄用水槽、種苗生産施設水槽、陸上養殖施設水槽、水族館の水槽等で、海水魚を種苗生産、もしくは飼育するため等の用途で魚介類等を生存させるための海水浄化システムにおいて、魚介類等を収容する水槽を経由して循環する飼育用海水の浄化経路中に、次亜塩素酸とアンモニア及び又は有機物を効率的に吸着させる吸着材を入れた反応槽を配置した、魚介類等から排出されるアンモニア及び又は有機物と次亜塩素酸を吸着材表面に吸着させて、効率良くアンモニア及び又は有機物を除去することを特徴とする、魚介類等を生存させるための海水方法。
上記請求項６記載の魚介類等を生存させるための海水浄化方法において、魚介類等を収容する水槽を経由して循環する飼育用海水の浄化経路中に、過剰なオキシダント成分や、次亜塩素酸と有機物の分解反応において生成した副生成物を除去するための除去材を入れた除去槽を配置した、魚介類等から排出されるアンモニア及び又は有機物と次亜塩素酸を吸着材表面に吸着させて、効率良くアンモニア及び又は有機物を除去することを特徴とする、魚介類等を生存させるための海水浄化方法。
上記請求項６記載の魚介類等を生存させるための海水浄化方法において、魚介類等を収容する水槽を経由して循環する飼育用海水の浄化経路中に、過剰なオキシダント成分や、次亜塩素酸と有機物の分解反応において生成した副生成物を除去するための除去材を入れた除去槽を配置した、魚介類等から排出されるアンモニアと次亜塩素酸を吸着材表面に吸着させて、効率良くアンモニアを除去することを特徴とする、魚介類等を生存させるための海水浄化方法。
前記吸着材として、次亜塩素酸とアンモニアを効率的に吸着させる吸着材として、ペンタシルゼオライト、ゼオライトβ、超安定Y型ゼオライト（USY）、メソポーラスシリケート、超安定モルデナイト（USM）から選ばれた、少なくとも一種を用いることを特徴とする請求項６記載の魚介類等を生存させるための海水浄化方法。
上記請求項６記載の魚介類等を生存させるための海水浄化方法において、反応槽から吐出された直後の海水中の次亜塩素酸濃度と、電気分解槽に入る直前の海水中のアンモニア濃度を測定し、電気分解槽の能力から計算して重量濃度でアンモニア濃度の６倍以上の濃度の次亜塩素酸が生成する電流値で、かつ反応槽から吐出された直後の次亜塩素酸濃度を１ｍｇ／リットル（L）以下になるような電流値に設定するように電気分解槽の電源を制御することを特徴とする魚介類を生存させるための海水浄化方法。