JP2021126089A - Water purification device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水生生物を保管もしくは輸送でき水生生物収容装置に適した水生生物収容装置用の水質浄化装置に関する。 The present invention relates to a water purification device for an aquatic organism accommodating device capable of storing or transporting aquatic organisms and suitable for the aquatic organism accommodating device.
様々な種類の水生生物を、一定時間において保管したり輸送したりすることが求められるようになってきている。例えば、食用に供される水生生物(食用の魚類や魚介類など)を、漁獲地において一定時間(数日から数週間など、種類や必要性に応じて様々)で、保管することが求められることがある。漁獲から販売や輸送までの待機時間があり、この待機時間において、漁獲された水生生物を活かしておく必要があるからである。この活かしておくための保管においても、水生生物の健康状態や鮮度を維持することが求められる。 There is an increasing demand for storage and transportation of various types of aquatic organisms in a certain period of time. For example, it is required to store edible aquatic organisms (edible fish, seafood, etc.) at the fishing site for a certain period of time (several days to several weeks, depending on the type and need). Sometimes. This is because there is a waiting time from catch to sale and transportation, and it is necessary to utilize the caught aquatic organisms in this waiting time. It is required to maintain the health condition and freshness of aquatic organisms even in the storage for keeping them alive.
ここで、保管とは上述のような漁獲後の一定時間の保管もありえるし、漁獲地以外での一定時間の保管もありえる。あるいは、養殖や蓄養などにおいて、成長まであるいは出荷までの間において保管する場合も含む。すなわち、出荷用として漁獲された水生生物を保管(あるいは輸送)する場合もあり得るし、養殖や蓄養のために、ある程度の期間において保管する場合もありえる。これらのいずれの意味でも、ここでいう保管は対応する。 Here, the storage may be the above-mentioned storage for a certain period of time after fishing, or may be storage for a certain period of time outside the fishing area. Alternatively, it also includes the case of storage until growth or shipment in aquaculture or farming. That is, aquatic organisms caught for shipping may be stored (or transported), or may be stored for a certain period of time for aquaculture or aquaculture. In any of these senses, storage here corresponds.
例えば、いけす料理などを提供する飲食店において、かなりの長い期間で食事用の魚介類を生きたまま保管することもある。このような保管でも、魚介類をはじめとする水生生物を、新鮮かつ健康な状態で保管することが求められる。 For example, in a restaurant that serves fish dishes, edible fish and shellfish may be stored alive for a considerably long period of time. Even in such storage, it is required to store aquatic organisms such as fish and shellfish in a fresh and healthy state.
あるいは、漁獲地や集積地から、水生生物を生きたまま輸送することが求められるようになってきている。例えば、地方の漁港で漁獲された水生生物を、消費地である都市部に活きたまま輸送することが求められている。輸送では、水生生物を生きたまま輸送することに加えて、その鮮度や健康状態を維持することが重要である。 Alternatively, it is becoming necessary to transport aquatic organisms alive from fishing areas and accumulation areas. For example, it is required to transport aquatic organisms caught in local fishing ports to urban areas where they are consumed while they are still alive. In transportation, it is important to maintain the freshness and health of aquatic organisms in addition to transporting them alive.
輸送中においては、輸送の特性上、水生生物に様々なストレスが掛かるからである。このストレスに対して、鮮度や健康状態をきちんと維持することが求められる。 This is because various stresses are applied to aquatic organisms during transportation due to the characteristics of transportation. In response to this stress, it is required to properly maintain freshness and health.
更には、輸送された水生生物を、消費地において実際の用途に供されるまでの間において、一定時間保管することが求められる。水生生物が食用に供される場合には、実際に食事に供されるまでの時間は、保管が求められることがある。生きた状態で調理されて食事に供される必要のある魚介類の場合などである。あるいは、観賞用の水生生物を販売するまでの時間において、健康状態を維持しつつ保管することが求められる。 Furthermore, it is required to store the transported aquatic organisms for a certain period of time until they are put to practical use in the place of consumption. When aquatic organisms are used for food, storage may be required for the time until they are actually used for food. For example, in the case of fish and shellfish that need to be cooked alive and served for meals. Alternatively, it is required to store the ornamental aquatic organisms while maintaining their health condition before selling them.
このような保管あるいは輸送においては、次のような事情がある。 In such storage or transportation, there are the following circumstances.
漁獲地において生きたまま保管するのは、実際の消費する場所に輸送するタイミングや間隔に合わせて運び出す必要があるからである。これは消費地における事情(購入するための条件が整う必要性や、消費に最適なタイミング)や、輸送が可能となるタイミングなどの事情による。このような事情によって、漁獲地において、水生生物の鮮度や健康状態を維持して保管する必要がある。 The reason for keeping it alive in the fishing area is that it needs to be carried out at the timing and interval of transportation to the place where it is actually consumed. This depends on the circumstances in the place of consumption (necessity of meeting the conditions for purchase, the optimum timing for consumption) and the timing when transportation becomes possible. Under these circumstances, it is necessary to maintain and store the freshness and health of aquatic organisms in the fishing area.
あるいは、生きたまま輸送する必要があるのは、食用であれば、新鮮な状態で食事として供する(場合によっては活き造りで)必要があることで、生きた状態で水生生物を輸送する必要があるからである。特に、鮮度や健康状態を維持して輸送することが求められる。このとき、漁獲地と消費地が遠いことが多い。食用(かつ、活き造りや新鮮な状態で食する)の水生生物は、地方の沿岸部で水揚げされる。 Alternatively, if it is edible, it needs to be transported alive because it needs to be served as a meal (in some cases, ikizukuri) in a fresh state, so it is necessary to transport aquatic organisms alive. Because there is. In particular, it is required to maintain freshness and health for transportation. At this time, the fishing area and the consuming area are often far from each other. Edible (and eaten live or fresh) aquatic organisms are landed in rural coastal areas.
一方で、消費地としては、漁獲地周辺の都市部あるいは、関東、近畿、中京といった三大都市圏である。このような都市部や三大都市圏は、漁獲地と遠隔であることが多い。例えば活き造りなどの新鮮な状態で食されることの多いイカは、九州、中国地方、北海道などが代表的な漁獲地である。イカに限らず、他の魚介類も、漁獲地と消費地とが遠隔になっていることが多い。もちろん、消費地の近隣でも水揚げされることがあるが、量の不足、品質の不足などの問題があり、消費地の多くでは、より品質の高い魚介類を食したいとの高い要望をもっている。 On the other hand, the consumption areas are the urban areas around the fishing areas or the three major metropolitan areas such as Kanto, Kinki, and Chukyo. Such urban areas and the three major metropolitan areas are often remote from fishing areas. For example, squid, which is often eaten in a fresh state such as ikizukuri, is typically caught in Kyushu, the Chugoku region, and Hokkaido. Not only squids, but also other fish and shellfish, the catching area and the consuming area are often remote. Of course, it may be landed in the vicinity of the consumption area, but there are problems such as insufficient quantity and quality, and many of the consumption areas have a high desire to eat higher quality seafood.
このような事情があり、漁獲地から消費地まで、鮮度と健康状態を維持して輸送を行う必要がある。これは、観賞用の水生生物であっても同様である。 Under these circumstances, it is necessary to maintain freshness and health for transportation from the fishing area to the consumption area. This also applies to ornamental aquatic organisms.
また、輸送された消費地においても、実際の食用に供されるまでの間、生きたまま保管される必要がある。輸送された生きた状態の水生生物を、実際に調理して供するまでの期間においては、鮮度や健康状態を維持して保管する必要があるからである。 In addition, even in the place of consumption where it is transported, it is necessary to keep it alive until it is actually used for food. This is because it is necessary to maintain the freshness and health of the transported live aquatic organisms until they are actually cooked and served.
このように、漁獲された水生生物の鮮度と健康状態を維持して、保管や輸送することが求められている。特に、専用の生簀、水槽、などの施設で保管が行われるまでの間の保管や輸送が必要となりうる。 In this way, it is required to maintain the freshness and health of the caught aquatic organisms for storage and transportation. In particular, it may be necessary to store and transport the fish until it is stored in a facility such as a dedicated cage or a water tank.
ここで、輸送は、トラックや列車などの輸送機器で輸送される必要がある。この輸送においては、種々の状況が発生し、輸送される水生生物の健康状態を維持することが難しいことが多い。例えば、魚介類であれば、魚介類が必要とする酸素量の維持、魚介類からの排泄物や老廃物の処理、水質の維持などが必要条件となるからである。ストレスなく水生生物を生きたまま輸送することも大切である。 Here, transportation needs to be carried by transportation equipment such as trucks and trains. In this transport, various situations occur and it is often difficult to maintain the health of the aquatic organisms being transported. For example, in the case of fish and shellfish, maintenance of the amount of oxygen required by fish and shellfish, treatment of excrement and waste products from fish and shellfish, maintenance of water quality, and the like are necessary conditions. It is also important to transport aquatic organisms alive without stress.
輸送において、水生生物にストレスを与えにくい環境を実現する必要がある。例えば、酸素量(水中の溶存酸素)の維持、水生生物の排泄物や老廃物の除去、水質の維持などの必要性がある。 In transportation, it is necessary to realize an environment that does not easily stress aquatic organisms. For example, it is necessary to maintain the amount of oxygen (dissolved oxygen in water), remove excrement and waste products of aquatic organisms, and maintain water quality.
同様に、定置された場所での保管においても、水生生物の鮮度や健康状態を維持することが必要である。このため、水生生物にストレスを与えにくい環境を実現する必要がある。例えば、酸素量(水中の溶存酸素)の維持、水生生物の排泄物や老廃物の除去、水質の維持などの必要性がある。 Similarly, it is necessary to maintain the freshness and health of aquatic organisms even when stored in a stationary place. Therefore, it is necessary to realize an environment that does not easily stress aquatic organisms. For example, it is necessary to maintain the amount of oxygen (dissolved oxygen in water), remove excrement and waste products of aquatic organisms, and maintain water quality.
ここで、水生生物を保管する容器の水質を汚損する要因としては、水生生物の呼吸、排泄、体液等の分泌、産卵、水生生物の損傷による生体組織などがある。これらの中でも、水にアンモニアが蓄積(排泄による)されていく問題が大きい。アンモニアが水に蓄積されれば、水質が汚損されてしまう。アンモニアによる汚損は、水質汚濁において非常に大きな問題であり、水生生物への悪影響が大きい。 Here, factors that pollute the water quality of the container for storing aquatic organisms include respiration and excretion of aquatic organisms, secretion of body fluids, spawning, and biological tissues due to damage to aquatic organisms. Among these, the problem of ammonia accumulation (due to excretion) in water is significant. If ammonia accumulates in water, the quality of the water will be polluted. Ammonia pollution is a very big problem in water pollution and has a great adverse effect on aquatic organisms.
このような状況において、魚介類の保管や輸送における水質改善の技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Under such circumstances, a technique for improving water quality in the storage and transportation of fish and shellfish has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1は、隔膜2で仕切られた陽極室3と陰極室4とを備え、飼育水槽1から供給される海水Sを電気分解する電解槽5。陽極室3から海水Sが供給される曝気槽8。水面より上の空間部14が曝気槽8の水面より上の空間部15と連通され、水Wが貯溜あるいは通水されている塩素溶解槽10。塩素溶解槽10の空間部14の空気を曝気槽8の海水S中及び塩素溶解槽10の水W中に噴出して曝気する散気装置16。曝気槽8から供給される海水S中に残留する活性塩素を炭化剤6で中和する中和槽7。陰極室4から供給される海水Sと中和槽7から供給される海水Sを混合して飼育水槽1に返送する混合槽9。これらを備えて形成されるpH調整装置100を具備する。海水Sの電気分解で、海水SのpH調整を行なうことができる閉鎖式循環養殖システムを開示する。
特許文献1は、電気分解を用いて、海水のPH調整を行うことを開示している。すなわち、特許文献1の技術は、水質浄化を実現することを開示していない。
仮に、電気分解を水質浄化に用いるとしても、水質浄化は不十分である問題がある。上述したように、水生生物を保管する容器内部の水質悪化の主原因は、排泄などによるアンモニアである。電気分解では、このアンモニアを分解するために、次亜塩素酸を必要とする。しかしながらこの次亜塩素酸そのものも、収容容器に戻されると、水生生物に悪影響を与える。電気分解による水質浄化は、収容容器の水を電気分解に取り込んで、分解後の水を収容容器に循環させるからである。 Even if electrolysis is used for water purification, there is a problem that water purification is insufficient. As described above, the main cause of deterioration of water quality inside the container for storing aquatic organisms is ammonia due to excretion and the like. In electrolysis, hypochlorous acid is required to decompose this ammonia. However, this hypochlorous acid itself also has an adverse effect on aquatic organisms when returned to the storage container. This is because water purification by electrolysis takes the water in the storage container into electrolysis and circulates the decomposed water in the storage container.
この循環によって、次亜塩素酸が収容容器に還流されることは、水生生物への悪影響をもたらす点で好ましくない。 It is not preferable that hypochlorous acid is returned to the storage container by this circulation because it has an adverse effect on aquatic organisms.
一方で、この次亜塩素酸を除去するために、除去機構を設ける必要があるが、この除去機構がコストや装置規模の点で大きくなってしまう問題もある。 On the other hand, in order to remove this hypochlorous acid, it is necessary to provide a removal mechanism, but there is also a problem that this removal mechanism becomes large in terms of cost and device scale.
また、電気分解は、収容容器の水のアンモニアを分解できるが、収容容器の水量が大きくなったりアンモニア量が多くなったりすると、電気分解の能力を上げる必要がある。この場合には、電気分解のコストが増加する問題がある。また、能力不足に備えて、予めオーバースペックの電気分解装置を設ける必要があり、コストやサイズの面で、保管や輸送に向かない問題がある。 Further, electrolysis can decompose ammonia in the water of the storage container, but when the amount of water in the storage container increases or the amount of ammonia increases, it is necessary to increase the electrolysis capacity. In this case, there is a problem that the cost of electrolysis increases. In addition, it is necessary to install an over-engineered electrolyzer in advance in preparation for insufficient capacity, and there is a problem that it is not suitable for storage or transportation in terms of cost and size.
以上のように、従来技術においては、水質浄化の能力が不十分であったり、そのコストが大きくなったり、輸送や保管に向きにくかったりする問題がある。 As described above, in the prior art, there are problems that the ability of water purification is insufficient, the cost is increased, and it is difficult to transport and store.
本発明は、これらの課題に鑑み、水生生物の収容容器の水を最適なタイミングで最適な手法で浄化して、コスト面でも低下できる水生生物収容装置用の水質浄化装置を提供することを目的とする。 In view of these problems, it is an object of the present invention to provide a water purification device for an aquatic organism storage device that can purify water in an aquatic organism storage container at an optimum timing and by an optimum method to reduce costs. And.
上記課題に鑑み、水生生物収容装置用の水質浄化装置は、水生生物を収容可能な収容容器から排出される排出水を輸送する輸送機構と、
水生生物を収容可能な収容容器から排出される排出水を輸送する輸送機構と、
輸送機構により輸送される排出水を生物学的に浄化する生物浄化槽と、
輸送機構により輸送される排出水および生物浄化槽から排出される水の少なくとも一部の水を電気分解によって浄化する電気分解槽と、
排出水中の溶存酸素濃度を計測する濃度計測部と、
濃度計測部で計測された濃度結果に基づいて、生物浄化槽および電気分解槽のそれぞれへの排出水の輸送先および流量の少なくとも一方を制御する輸送制御部と、
生物浄化槽で浄化されて得られる生物浄化水および電気分解槽で浄化されて得られる分解浄化水を、収容容器に還流させる還流機構と、を備え、
輸送制御部は、濃度結果に基づいて、排出水の略全量を生物浄化槽に輸送させる、排出水を生物浄化槽および電気分解槽のそれぞれに輸送させることを選択する。
In view of the above problems, the water purification device for the aquatic organism accommodating device includes a transportation mechanism for transporting the discharged water discharged from the accommodating container capable of accommodating aquatic organisms.
A transportation mechanism that transports discharged water discharged from a storage container that can accommodate aquatic organisms,
A biological septic tank that biologically purifies the discharged water transported by the transportation mechanism,
An electrolysis tank that purifies at least a part of the discharged water transported by the transportation mechanism and the water discharged from the biological septic tank by electrolysis,
A concentration measuring unit that measures the dissolved oxygen concentration in the discharged water,
A transport control unit that controls at least one of the transport destination and flow rate of discharged water to each of the biological septic tank and the electrolysis tank based on the concentration result measured by the concentration measurement unit.
It is equipped with a reflux mechanism for returning the biological purified water obtained by purifying in the biological septic tank and the decomposed purified water obtained by purifying in the electrolysis tank to the storage container.
Based on the concentration result, the transport control unit selects to transport substantially the entire amount of the discharged water to the biological septic tank, and to transport the discharged water to each of the biological septic tank and the electrolysis tank.
本発明の水生生物収容装置用の水質浄化装置は、微生物の働きによる生物浄化槽と電気分解による電気分解槽の必要な切り替えを行い、より効果的な水の浄化を実現できる。 The water purification device for the aquatic organism accommodating device of the present invention can realize more effective water purification by performing necessary switching between the biological septic tank by the action of microorganisms and the electrolysis tank by electrolysis.
また、収容装置内部の水の汚濁レベルが強くなるタイミングを高い精度で推定して、汚濁レベルが高くなるのに合わせて、生物浄化槽と電気分解槽の両方を用いた浄化を行う。これにより、汚濁レベルが高い場合には、生物浄化槽と電気分解槽の両方を用いて、十分な浄化を実現することができる。 In addition, the timing at which the water pollution level inside the containment device becomes strong is estimated with high accuracy, and as the pollution level rises, purification is performed using both the biological septic tank and the electrolysis tank. As a result, when the pollution level is high, sufficient purification can be realized by using both the biological septic tank and the electrolysis tank.
また、汚濁レベルが高まるまでにおいては、生物浄化槽を用いることで、電気分解槽の動作に必要となる電力エネルギーを抑えることができる。これにより、水質浄化装置および水生生物収容装置全体のエネルギーコストを抑えることができる。 Further, until the pollution level increases, the electric power energy required for the operation of the electrolysis tank can be suppressed by using the biological septic tank. As a result, the energy cost of the water purification device and the aquatic organism storage device as a whole can be suppressed.
また、上述のように、低エネルギー、低コスト、小型化が実現できることで、輸送機器に設置される水生生物収容装置に、本発明の水質浄化装置を取り付けることが容易である。この結果、活魚輸送などでの水生生物の健康状態を維持した輸送のレベルを上げることができる。もちろん、定置型の水生生物収容装置でも同様である。 Further, as described above, since low energy, low cost, and miniaturization can be realized, it is easy to attach the water purification device of the present invention to the aquatic organism storage device installed in the transportation equipment. As a result, it is possible to raise the level of transportation that maintains the health condition of aquatic organisms, such as transportation of live fish. Of course, the same applies to the stationary aquatic organism storage device.
本発明の第1の発明に係る水生生物収容装置用の水質浄化装置は、水生生物を収容可能な収容容器から排出される排出水を輸送する輸送機構と、
水生生物を収容可能な収容容器から排出される排出水を輸送する輸送機構と、
輸送機構により輸送される排出水を生物学的に浄化する生物浄化槽と、
輸送機構により輸送される排出水および生物浄化槽から排出される水の少なくとも一部の水を電気分解によって浄化する電気分解槽と、
排出水中の溶存酸素濃度を計測する濃度計測部と、
濃度計測部で計測された濃度結果に基づいて、生物浄化槽および電気分解槽のそれぞれへの排出水の輸送先および流量の少なくとも一方を制御する輸送制御部と、
生物浄化槽で浄化されて得られる生物浄化水および電気分解槽で浄化されて得られる分解浄化水を、収容容器に還流させる還流機構と、を備え、
輸送制御部は、濃度結果に基づいて、排出水の略全量を生物浄化槽に輸送させる、排出水を生物浄化槽および電気分解槽のそれぞれに輸送させることを選択する。
The water purification device for the aquatic organism storage device according to the first aspect of the present invention includes a transport mechanism for transporting discharged water discharged from a storage container capable of containing aquatic organisms.
A transportation mechanism that transports discharged water discharged from a storage container that can accommodate aquatic organisms,
A biological septic tank that biologically purifies the discharged water transported by the transportation mechanism,
An electrolysis tank that purifies at least a part of the discharged water transported by the transportation mechanism and the water discharged from the biological septic tank by electrolysis,
A concentration measuring unit that measures the dissolved oxygen concentration in the discharged water,
A transport control unit that controls at least one of the transport destination and flow rate of discharged water to each of the biological septic tank and the electrolysis tank based on the concentration result measured by the concentration measurement unit.
It is equipped with a reflux mechanism for returning the biological purified water obtained by purifying in the biological septic tank and the decomposed purified water obtained by purifying in the electrolysis tank to the storage container.
Based on the concentration result, the transport control unit selects to transport substantially the entire amount of the discharged water to the biological septic tank, and to transport the discharged water to each of the biological septic tank and the electrolysis tank.
この構成により、直接的に計測しにくいアンモニア濃度を、溶存酸素濃度から測定することで、汚濁のレベルによって、浄化手段を生物浄化槽のみとするか、生物浄化槽と電気分解槽の両方とするかを切り替えることができる。これにより、適切な浄化と消費エネルギーの抑制とのバランスを実現できる。 With this configuration, the ammonia concentration, which is difficult to measure directly, is measured from the dissolved oxygen concentration, and depending on the level of pollution, whether the purification means is only the biological septic tank or both the biological septic tank and the electrolysis tank. You can switch. This makes it possible to achieve a balance between appropriate purification and reduction of energy consumption.
本発明の第2の発明に係る水生生物収容装置用の水質浄化装置では、第1の発明に加えて、輸送制御部は、濃度結果が所定値以上の場合には、収容容器からの排出水の略全量を、生物浄化槽に輸送させる。 In the water purification device for the aquatic organism storage device according to the second invention of the present invention, in addition to the first invention, the transport control unit generates water discharged from the storage container when the concentration result is equal to or higher than a predetermined value. Almost all of the above is transported to the biological septic tank.
この構成により、汚濁レベルが基準以下であれば、生物浄化槽のみで浄化する。これにより、消費エネルギーを抑制できる。 With this configuration, if the pollution level is below the standard, it is purified only by the biological septic tank. As a result, energy consumption can be suppressed.
本発明の第3の発明に係る水生生物収容装置用の水質浄化装置では、第2の発明に加えて、輸送制御部は、濃度結果が所定値未満の場合には、収容容器からの排出水を、生物浄化槽および電気分解槽の両方に輸送させる。 In the water purification device for the aquatic organism storage device according to the third invention of the present invention, in addition to the second invention, the transport control unit discharges water from the storage container when the concentration result is less than a predetermined value. Is transported to both the biological septic tank and the electrolysis tank.
この構成により、汚濁レベルが高い場合には、生物浄化槽と電気分解槽の両方を用いて浄化できる。これにより、汚濁が高い場合でも、十分かつ確実な浄化を行うことができる。 With this configuration, when the pollution level is high, it can be purified by using both the biological septic tank and the electrolysis tank. As a result, even when the pollution is high, sufficient and reliable purification can be performed.
本発明の第4の発明に係る水生生物収容装置用の水質浄化装置では、第2または第3のいずれかの発明に加えて、輸送制御部は、濃度結果が所定値未満となった第1タイミングで、収容容器からの排出水を、生物浄化槽および電気分解槽の両方に輸送させる。 In the water purification device for the aquatic organism accommodating device according to the fourth invention of the present invention, in addition to the second or third invention, the transport control unit has a concentration result of less than a predetermined value. At the timing, the discharged water from the containment vessel is transported to both the biological septic tank and the electrolysis tank.
この構成により、汚濁レベルが高い場合には、生物浄化槽と電気分解槽の両方を用いて浄化できる。これにより、汚濁が高い場合でも、十分かつ確実な浄化を行うことができる。 With this configuration, when the pollution level is high, it can be purified by using both the biological septic tank and the electrolysis tank. As a result, even when the pollution is high, sufficient and reliable purification can be performed.
本発明の第5の発明に係る水生生物収容装置用の水質浄化装置では、第2または第3の発明に加えて、輸送制御部は、濃度結果が所定値未満となった第1タイミングから、所定時間経過した第2タイミングで、収容容器からの排出水を、生物浄化槽および電気分解槽の両方に輸送させる。 In the water purification device for the aquatic organism accommodating device according to the fifth aspect of the present invention, in addition to the second or third invention, the transport control unit starts from the first timing when the concentration result becomes less than a predetermined value. At the second timing after the lapse of a predetermined time, the discharged water from the storage container is transported to both the biological septic tank and the electrolysis tank.
この構成により、アンモニア濃度を中心とする汚濁レベルが、非常に上がったことを確実に推定してから、電気分解槽での浄化も併用できる。これにより、消費エネルギーの抑制を更に高めることができる。 With this configuration, it is possible to reliably estimate that the pollution level centered on the ammonia concentration has risen significantly, and then purify it in the electrolysis tank. As a result, the suppression of energy consumption can be further enhanced.
本発明の第6の発明に係る水生生物収容装置用の水質浄化装置では、第5の発明に加えて、第1タイミングから第2タイミングまでの時間量は、収容容器に収容されている水生生物の種類および水生生物の食餌から消化開始までの時間の少なくとも一方に基づいて定められる。 In the water purification device for the aquatic organism storage device according to the sixth invention of the present invention, in addition to the fifth invention, the amount of time from the first timing to the second timing is the aquatic organisms housed in the storage container. It is determined based on at least one of the type of aquatic organism and the time from the diet of the aquatic organism to the start of digestion.
この構成により、生体活動や消化活動による汚濁の高まりに合わせた最適なタイミングで電気分解槽での浄化も併用できる。消費エネルギーの抑制の最適化も高めることができる。 With this configuration, purification in the electrolysis tank can also be used at the optimum timing according to the increase in pollution due to biological activity and digestive activity. The optimization of energy consumption control can also be enhanced.
本発明の第7の発明に係る水生生物収容装置用の水質浄化装置では、第1の発明に加えて、濃度計測部は、収容容器に水生生物用の餌を投入する投入時刻に基づいて、水生生物の種類によって定まる消化開始時刻を算出し、
輸送制御部は、消化開始時刻に基づいて、排出水の略全量を生物浄化槽に輸送させる、排出水を生物浄化槽および電気分解槽のそれぞれに輸送させることを選択する。
In the water purification device for the aquatic organism storage device according to the seventh invention of the present invention, in addition to the first invention, the concentration measuring unit is based on the charging time when the food for aquatic organisms is charged into the storage container. Calculate the digestion start time determined by the type of aquatic organism,
The transport control unit selects to transport substantially the entire amount of the discharged water to the biological septic tank and to transport the discharged water to each of the biological septic tank and the electrolysis tank based on the digestion start time.
この構成により、消化活動による汚濁の高まりに合わせた最適なタイミングで電気分解槽での浄化も併用できる。消費エネルギーの抑制の最適化も高めることができる。 With this configuration, purification in the electrolysis tank can also be used at the optimum timing according to the increase in pollution due to digestive activity. The optimization of energy consumption control can also be enhanced.
本発明の第8の発明に係る水生生物収容装置用の水質浄化装置では、第7の発明に加えて、輸送制御部は、消化開始時刻までは、排出水の略全量を生物浄化槽に輸送させ、消化開始時刻以降は、排出水を生物浄化槽および電気分解槽のそれぞれに輸送させ、
あるいは、
輸送制御部は、消化開始時刻から所定時間を経過した第3タイミングまでは、排出水の略全量を生物浄化槽に輸送させ、第3タイミング以降は、排出水を生物浄化槽および電気分解槽のそれぞれに輸送させる。
In the water purification device for the aquatic organism accommodating device according to the eighth invention of the present invention, in addition to the seventh invention, the transport control unit transports substantially all of the discharged water to the biological septic tank until the digestion start time. After the start time of digestion, the discharged water is transported to each of the biological septic tank and the electrolysis tank.
or,
The transport control unit transports almost all of the discharged water to the biological septic tank from the digestion start time to the third timing when a predetermined time has passed, and after the third timing, the discharged water is sent to each of the biological septic tank and the electrolysis tank. Let it be transported.
この構成により、より汚濁レベルが高まることに合わせて電気分解槽を併用することができるので、消費エネルギーの抑制を更に高めることができる。 With this configuration, the electrolysis tank can be used in combination as the pollution level increases, so that the suppression of energy consumption can be further enhanced.
本発明の第9の発明に係る水生生物収容装置用の水質浄化装置では、第3から第8のいずれかの発明に加えて、輸送制御部は、収容容器からの排出水を、生物浄化槽および電気分解槽の両方に輸送させる場合において、生物浄化槽および電気分解槽のそれぞれへの流量を制御する。 In the water purification device for the aquatic organism storage device according to the ninth aspect of the present invention, in addition to any of the third to eighth inventions, the transport control unit collects the discharged water from the storage container into the biological septic tank and the biological septic tank. When transporting to both the electrolysis tank, the flow rate to each of the biological septic tank and the electrolysis tank is controlled.
この構成により、生物浄化槽と電気分解槽のそれぞれの能力に合わせた排出水の供給を実現できる。 With this configuration, it is possible to supply discharged water according to the capacities of the biological septic tank and the electrolysis tank.
本発明の第10の発明に係る水生生物収容装置用の水質浄化装置では、第1から第9のいずれかの発明に加えて、収容容器からの排出水は、水生生物に由来する汚濁を含んでおり、
生物浄化槽および電気分解槽は、汚濁を浄化もしくは分解する。
In the water purification device for the aquatic organism storage device according to the tenth invention of the present invention, in addition to any one of the first to ninth inventions, the discharged water from the storage container contains pollution derived from aquatic organisms. And
Biological septic tanks and electrolysis tanks purify or decompose pollution.
この構成により、水生生物を収容している収容容器からの排出水において、水生生物に由来する汚濁を浄化できる。この浄化された水が還流するので、水生生物収容装置では、清浄な水が常に使用可能になる。 With this configuration, pollution derived from aquatic organisms can be purified in the discharged water from the container containing the aquatic organisms. As this purified water recirculates, clean water is always available in the aquatic organism containment device.
本発明の第11の発明に係る水生生物収容装置用の水質浄化装置では、第10の発明に加えて、汚濁は、アンモニア成分を含み、
生物浄化槽は、微生物によりアンモニア成分を分解し、
電気分解槽は、電気分解による次亜塩素酸の発生により、アンモニア成分を分解する。
In the water purification device for the aquatic organism accommodating device according to the eleventh invention of the present invention, in addition to the tenth invention, the pollution contains an ammonia component.
The biological septic tank decomposes the ammonia component by microorganisms and
The electrolysis tank decomposes the ammonia component by generating hypochlorous acid by electrolysis.
この構成により、生物浄化槽及び電気分解槽のそれぞれで、それぞれのメカニズムでアンモニア成分を分解する。 With this configuration, each of the biological septic tank and the electrolysis tank decomposes the ammonia component by their respective mechanisms.
本発明の第12の発明に係る水生生物収容装置用の水質浄化装置では、第11の発明に加えて、濃度結果は、収容容器の水におけるアンモニア成分濃度の増加に関連する。 In the water purification device for the aquatic organism storage device according to the twelfth invention of the present invention, in addition to the eleventh invention, the concentration result is related to the increase in the concentration of the ammonia component in the water of the storage container.
この構成により、溶存酸素濃度からアンモニア成分濃度を推定して、汚濁レベルを図ることができる。 With this configuration, the ammonia component concentration can be estimated from the dissolved oxygen concentration to determine the contamination level.
本発明の第13の発明に係る水生生物収容装置用の水質浄化装置では、第11または第12の発明に加えて、電気分解槽で発生する次亜塩素酸を除去する活性炭槽を、更に備える。 In addition to the eleventh or twelfth invention, the water purification device for the aquatic organism accommodating device according to the thirteenth invention of the present invention further includes an activated carbon tank for removing hypochlorous acid generated in the electrolysis tank. ..
この構成により、電気分解槽で用いられた次亜塩素酸を、除去したうえで電解浄化水を収容容器に還流させる。 With this configuration, hypochlorous acid used in the electrolysis tank is removed, and then electrolytically purified water is refluxed into the storage container.
本発明の第14の発明に係る水生生物収容装置用の水質浄化装置では、第11から第13のいずれかの発明に加えて、微生物は、アンモニア成分を分解する第1微生物群と、アンモニア成分が分解されて生じる亜硝酸を分解する第2微生物群と、を含む。 In the water purification device for the aquatic organism accommodating device according to the fourteenth invention of the present invention, in addition to any one of the eleventh to thirteenth inventions, the microorganisms include a first microorganism group that decomposes an ammonia component and an ammonia component. Includes a second group of microorganisms that decompose nitrite, which is produced by the decomposition of ammonia.
この構成により、微生物によるアンモニア成分の確実な分解を実現できる。 With this configuration, reliable decomposition of the ammonia component by microorganisms can be realized.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(発明者の解析) (Inventor's analysis)
図1は、発明者の解析における水生生物収容容器内部におけるアンモニア濃度の変化を示すグラフである。水生生物収容容器の内部においては、魚介類などを始めとする水生生物が収容されている。例えば、イカ類が収容されていたり、食用に供される鯵や鯖といった魚類が収容されていたりする。あるいは、観賞用の水生生物(熱帯魚)などが収容されている。このような水生生物収容容器は、漁獲地から消費地への移動において使用されたり、活魚料理を提供する飲食店に設置されて使用されたりする。 FIG. 1 is a graph showing changes in ammonia concentration inside an aquatic organism container in the inventor's analysis. Inside the aquatic organism storage container, aquatic organisms such as seafood are stored. For example, squids are housed, and fish such as horse mackerel and mackerel used for food are housed. Alternatively, ornamental aquatic organisms (tropical fish) are housed. Such aquatic organism storage containers are used in the movement from the fishing area to the consumption area, or are installed and used in restaurants serving live fish dishes.
このような水生生物収容容器においては、収容されている水生生物の活動によって、排泄物、体液、卵、その他の排出物が生じる。これらの排出物は、収容容器内の水質汚濁に繋がる。特に、排出物によって、収容容器内部には、アンモニアが増加していくことがある。特に、水生生物が餌を食することによる生体活動によって、アンモニアが増加していくことが、発明者によって解析された。 In such aquatic organism storage containers, the activity of the contained aquatic organisms produces excrement, body fluids, eggs, and other excrement. These emissions lead to water pollution in the containment vessel. In particular, depending on the discharge, ammonia may increase inside the storage container. In particular, it was analyzed by the inventor that ammonia increases due to the biological activity of aquatic organisms eating food.
このアンモニア濃度が増加していく状態が、図1のグラフに示されている。図1のグラフに示されるように、収容容器内部において、アンモニア濃度が増加していく。 The state in which the ammonia concentration is increasing is shown in the graph of FIG. As shown in the graph of FIG. 1, the ammonia concentration increases inside the storage container.
ここで、このようなアンモニア濃度が増加した収容容器内部の水を浄化して、収容している水生生物の生活環境を維持することが必要である。もちろん、収容容器内部の水は、アンモニア以外によっても汚濁しており、この汚濁した水を浄化することが必要である。この浄化によって、図1のグラフのように、一旦増加したアンモニア濃度が、やがて低下していくことができる。 Here, it is necessary to purify the water inside the containment container in which the ammonia concentration has increased to maintain the living environment of the aquatic organisms contained in the container. Of course, the water inside the storage container is polluted by other than ammonia, and it is necessary to purify this polluted water. By this purification, as shown in the graph of FIG. 1, the once increased ammonia concentration can be gradually decreased.
ここで、発明者は、アンモニアを含む汚濁した水を浄化するのに、(1)バクテリアなどの生物分解を利用する生物浄化、(2)電気分解による生物浄化、の2つを検討した。これらは、方法は異なるものの、アンモニアなどを始めとする汚濁を浄化する機能を発揮する。 Here, the inventor examined two methods for purifying polluted water containing ammonia: (1) biodegradation using biodegradation of bacteria and the like, and (2) biodegradation by electrolysis. Although these methods are different, they exert a function of purifying pollution such as ammonia.
生物浄化と、電気分解による浄化とは、方法が異なることでの、それぞれの特徴がある。特に、その能力的な相違、あるいは、必要とするエネルギー量での相違などがある。 Biological purification and purification by electrolysis have different characteristics due to their different methods. In particular, there are differences in their abilities or the amount of energy required.
ここで、生物浄化は、微生物であるバクテリアを利用するために、その浄化能力には限界がある(生物浄化装置の大型化やバクテリア数の増加により、浄化能力を上げていくことはできるが、コストや装置サイズの限界などの点で、結局は生物浄化の浄化能力には限界がある。) Here, since biological purification uses bacteria, which are microorganisms, its purification capacity is limited (although it is possible to increase the purification capacity by increasing the size of the biological purification equipment and the number of bacteria). In the end, there is a limit to the purification capacity of biological purification in terms of cost and equipment size limits.)
一方で、電気分解による浄化は、海水中に含まれる塩素を用いて電気分解を行うことにより、汚濁した水の浄化を行う。この電気分解において、次亜塩素酸が発生し、これにより汚濁した水の浄化を行う。このため、電気分解に係るエネルギーを上げていけば、浄化能力を高めることができる。また、微生物であるバクテリアを用いることはないので、機械的あるいは電気的な人工装置によって、その浄化能力を高めることもできる。 On the other hand, purification by electrolysis purifies polluted water by electrolyzing using chlorine contained in seawater. In this electrolysis, hypochlorous acid is generated, which purifies polluted water. Therefore, if the energy related to electrolysis is increased, the purification capacity can be increased. Moreover, since bacteria, which are microorganisms, are not used, the purification ability can be enhanced by a mechanical or electrical artificial device.
しかしながら、電気分解による浄化能力を高めようとすると、必要とするエネルギー量を高くしなければならない問題がある。エネルギー量を高くすることは、多くの電力(およびそれに伴う機械的負担)を増やすことになり、水生生物収容装置の運転コストを高め、環境負荷にも悪影響である問題がある。もちろん、水生生物収容装置が設置されている場所によっては、大きな電力供給を持続させることが難しく、電気分解による浄化能力を上げることについて、困難となることもあり得る。 However, in order to increase the purification capacity by electrolysis, there is a problem that the amount of energy required must be increased. Increasing the amount of energy increases a large amount of electric power (and the mechanical burden associated therewith), increases the operating cost of the aquatic organism containment device, and has a problem of adversely affecting the environmental load. Of course, depending on the location where the aquatic organism containment device is installed, it may be difficult to sustain a large power supply, and it may be difficult to increase the purification capacity by electrolysis.
加えて、生物浄化による水の浄化と、電気分解による水の浄化とは、その方法の違いによる精度や効果に違いもあり得る。それぞれにメリットとデメリットがある。特に生物浄化による水の浄化は、微生物であるバクテリアを利用するので、直接的な電力エネルギーを必要としない。また、バクテリアの生存維持がなされれば、永続的かつ繰り返しの浄化を実現できる。このため、生物浄化による水の浄化は、より主体的に利用されることが好ましいと、発明者は解析した。一方で、上述したように、浄化能力の限界に対応することを併せて含むことが、水生生物収容装置においては必要であると、発明者は解析した。 In addition, the purification of water by biological purification and the purification of water by electrolysis may differ in accuracy and effect due to the difference in the method. Each has its advantages and disadvantages. In particular, purification of water by biological purification uses bacteria, which are microorganisms, and therefore does not require direct power energy. In addition, if the survival of bacteria is maintained, permanent and repeated purification can be realized. Therefore, the inventor analyzed that it is preferable that the purification of water by biological purification is used more proactively. On the other hand, as described above, the inventor has analyzed that it is necessary for the aquatic organism containment device to also include corresponding to the limit of the purification capacity.
このような解析結果に基づいて、発明者は、「消費エネルギーを抑制しつつ十分な汚濁成分を分解する」ために、生物浄化による浄化で対応できる期間においては生物浄化のみ(あるいは主として)で収容容器からの排出水を浄化し、生物浄化のみでは対応できない期間においては、生物浄化と電解浄化とを併用することで排出水を浄化することが、適切であると判断した。この生物浄化のみでの浄化と併用での浄化とを、適切なタイミングで切り替えることが、消費エネルギー抑制にも適切である。 Based on such analysis results, the inventor accommodates only (or mainly) biological purification during the period that can be dealt with by biological purification in order to "decompose sufficient pollutant components while suppressing energy consumption". It was judged that it is appropriate to purify the discharged water from the container and purify the discharged water by using both biological purification and electrolytic purification during the period when biological purification alone cannot be used. It is also appropriate to reduce energy consumption by switching between purification using only biological purification and purification using combined use at an appropriate timing.
しかしながら、図1を用いて説明したようなアンモニア成分の濃度変化を、収容容器からの排出水で測定することは難しい問題がある。特に、アンモニア濃度をリアルタイムに計測することは難しい。アンモニア濃度の計測は、pHをアルカリ側にして排出水を発色させて、吸光光度計で測定する必要がある。このため、排出水をサンプル抽出して、別の装置に移動させて、試薬投入、反応、計測を行う別ルートの処理が必要となる。この結果、水質浄化装置において、排出水を直接取り扱ってアンモニア濃度を計測できず、別の装置と処理ルートを作る必要がある問題がある。すなわち、装置が大掛かりになったり、コストを増加させたりするからである。 However, there is a problem that it is difficult to measure the change in the concentration of the ammonia component as described with reference to FIG. 1 with the discharged water from the storage container. In particular, it is difficult to measure the ammonia concentration in real time. To measure the ammonia concentration, it is necessary to set the pH to the alkaline side, develop the color of the discharged water, and measure it with an absorptiometer. Therefore, it is necessary to take a sample of the discharged water, move it to another device, and process another route for charging reagents, reacting, and measuring. As a result, there is a problem that the water purification device cannot directly handle the discharged water and measure the ammonia concentration, and it is necessary to create a treatment route with another device. That is, the device becomes large-scale and the cost increases.
加えて、試薬投入に反応時間を確保する必要もあるので、排出水のアンモニア濃度を計測しても、リアルタイム性が悪くなる問題がある。実際の計測結果が出たときのタイミングの排出水は、すでにアンモニア濃度が変化している可能性があるからである。このため、次々と出る排出水のアンモニア濃度を計測して、水質浄化装置での浄化方法を切り替えることは、水生生物収容装置での水生生物の生存にとっては適していない。 In addition, since it is necessary to secure a reaction time for adding the reagent, there is a problem that the real-time property is deteriorated even if the ammonia concentration of the discharged water is measured. This is because there is a possibility that the ammonia concentration has already changed in the discharged water at the timing when the actual measurement result is obtained. Therefore, it is not suitable for the survival of aquatic organisms in the aquatic organism storage device to measure the ammonia concentration of the discharged water one after another and switch the purification method in the water quality purification device.
発明者は、このアンモニア成分の濃度変化を、別のパラメーターからアンモニア成分の濃度変化を推定し、浄化方式の切り替えを行うことを検討した。 The inventor estimated the change in the concentration of the ammonia component from another parameter and considered switching the purification method.
なお、生物浄化による浄化能力および電気分解による浄化能力は、汚濁成分の分解能力として把握することができる。以下では、そのような把握に基づいて説明できる。 The purification ability by biological purification and the purification ability by electrolysis can be grasped as the decomposition ability of pollutant components. In the following, it can be explained based on such a grasp.
以上のような解析および検討に基づいて、発明者は、本発明に至った。 Based on the above analysis and examination, the inventor has arrived at the present invention.
(全体概要)
図2は、本発明の実施の形態1における水生生物収容装置用の水質浄化装置のブロック図である。以下、必要に応じて、「水生生物収容装置用の水質浄化装置」を、「水質浄化装置」として、略す。水質浄化装置1は、水生生物収容装置100に用いられる。ここで、水生生物収容装置100は、図2において、水生生物を収容する収容容器101と、それに必要な要素を含む。図2では、この範囲を示しているが、厳密に解釈される必要はなく、水生生物を収容する収容容器101とこれに必要となる要素とを、水生生物収容装置100として把握すればよい。
(Overview)
FIG. 2 is a block diagram of a water purification device for an aquatic organism accommodating device according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, if necessary, the "water quality purification device for aquatic organism containment devices" will be abbreviated as "water quality purification device". The water
また、水質浄化装置1は、この水生生物収容装置100と組み合わされることで、実際の使用となる。輸送機構2や還流機構6などのように、収容容器101との間での水のやり取りを行う要素については、水質浄化装置1および水生生物収容装置100とにまたがっている。このため、これら水質浄化装置1と水生生物収容装置100との間をつなぐ要素については、水質浄化装置1の構成要素と把握されてもよいし、水生生物収容装置100の構成要素と把握されてもよい。水質浄化装置1は、水生生物収容装置100に使用されるので、図2に示されるように、水生生物収容装置100に組み合わされて使用される。
Further, the water
水質浄化装置1は、輸送機構2、生物浄化槽3、電気分解槽4、輸送制御部5、還流機構6、濃度計測部20を備える。
The water
輸送機構2は、収容容器101から排出される排出水を輸送する。収容容器101は、水生生物を収容する。また、水生生物を生きた状態で収容するので、水生生物に必要となる水を収容している。このため、収容容器101内部では、水生生物が生体活動を行っており、上述したように、生体活動により汚濁が発生する。すなわち、収容容器101に収容されている水は、汚濁を含んでいる。言い換えれば、収容容器101からの排出水には、汚濁が含まれている。
The
後述するが、汚濁成分はアンモニア成分を含んでいる。このアンモニア成分を分解して浄化し、浄化された浄化水を収容容器101に還流させることを連続することが求められる。
As will be described later, the pollutant component contains an ammonia component. It is required to continuously decompose and purify the ammonia component and return the purified purified water to the
輸送機構2は、この排出水を収容容器101から水質浄化装置1に輸送する。収容容器101には排出部102が備わっており、輸送機構2は、この排出部102と接続されている。この排出部102から排出される排出水を、排出部102に接続される輸送機構2が、水質浄化装置1に輸送する。この輸送は、連続的であってもよいし、断続的であってもよい。輸送機構2は、排出水を輸送する管路や、この輸送を促進する圧力ポンプなどを備えている。
The
生物浄化槽3は、排出水を、生物学的に浄化する。バクテリアなどの微生物の生体活動により、排出水に含まれる汚濁を浄化もしくは分解する。生物浄化槽3で使用される微生物の種類や数は、水生生物の汚濁の種類によって、あるいは汚濁の濃度によって、適宜定められれば良い。生物浄化槽3は、このような微生物の活動に基づいて、排出水の汚濁を浄化もしくは分解して、排出水を浄化する。
The biological
また、輸送機構2は、収容容器101からの排出水を生物浄化槽3に輸送する。後述するが、輸送機構2は、基本的に、排出水を常に生物浄化槽3に輸送する。すなわち、生物浄化槽3には、常に排出水が供給され、生物浄化槽3は、排出水を常に浄化している状態にある。
Further, the
電気分解槽4は、輸送機構2から輸送される排出水および生物浄化槽3から排出される水の少なくとも一部が供給される。すなわち、電気分解槽4には、収容容器101から排出される排出水の少なくとも一部が、供給される。あるいは、電気分解槽4には、生物浄化槽3からの水の少なくとも一部が供給される。すなわち、2つのルートからの水が供給される。
The
このように、電気分解槽4には、いずれかのルートの少なくとも一部の水が供給される。後述する輸送制御部5での働きによって、電気分解槽4には、排出水の少なくとも一部が供給されるので、状況によっては、排出水(生物浄化槽3からの水も含めて)が、供給される状態と、まったく供給されない状態とがあり得る。
In this way, the
電気分解槽4は、供給される排出水を電気分解によって浄化する。具体的には、排出水に含まれる汚濁を、塩素を含む排出水が電気分解される段階で発生する次亜塩素酸が浄化する。この汚濁の分解により、排出水が浄化される。もちろん、生物浄化槽3から供給される水も、電気分解によって浄化される。
The
ここで、電気分解槽4は、電気分解により汚濁を分解する。このため、電気分解においては、電力エネルギーを必要とする。このため、電気分解槽4での浄化する排出水の量や時間を増加させると、電力エネルギーの消費量が増加する問題がある。増加することは、コストや環境負荷の面で好ましくない。
Here, the
濃度計測部20は、排出水中の溶存酸素濃度を計測する。排出水は、水生生物が活動している収容容器101から排出される。収容容器101においては、水生生物が活動しており、活動の結果、溶存酸素濃度が変化していく。水生生物は、当然に収容容器101内部で呼吸しているので、収容容器101に収容されている水に溶け込んでいる溶存酸素を消費していく。水生生物の通常の活動は、排せつなども含んでいるので、溶存酸素を消費するのに合わせて、汚濁の主成分であるアンモニア成分が増えていく。
The
また、収容容器101には、水生生物に定期的にえさが与えられる。餌が与えられることで、水生生物の生体活動を持続させるためである。この餌が与えられると、水生生物はこれを食す。食した結果、消化活動も開始する。この消化活動によって、溶存酸素を消費する。さらには、消化に続く排せつなどで溶存酸素を消費する。
In addition, the
ここで、上述のような通常の生体活動、餌を食する活動、食した餌を消化する活動、消化によって排せつ等を行う活動などにより、溶存酸素濃度が減少する。これと併せて、このような活動によって、汚濁であるアンモニア成分が増加していく。生体活動による呼吸や排せつに対応して、アンモニア成分が増加するからである。すなわち、アンモニア成分の増加と溶存酸素濃度の減少とは逆相関関係を有している。 Here, the dissolved oxygen concentration is reduced by the above-mentioned normal biological activity, the activity of eating the food, the activity of digesting the food, the activity of excreting by digestion, and the like. At the same time, such activities increase the polluted ammonia component. This is because the ammonia component increases in response to respiration and excretion due to biological activity. That is, there is an inverse correlation between the increase in the ammonia component and the decrease in the dissolved oxygen concentration.
濃度計測部20は、溶存酸素濃度を計測することで、アンモニア成分濃度を推測することができる。すなわち、濃度計測部20で計測される溶存酸素濃度により、排出水(すなわち収容容器101内部の水)におけるアンモニア成分の濃度を推測できる。濃度計測部20は、この計測結果である濃度結果を、輸送制御部5に出力する。
The
輸送制御部5は、濃度計測部20での濃度結果に基づいて、生物浄化槽3および電気分解槽4のそれぞれへの水の流量を制御する。より具体的には、輸送制御部5は、濃度結果に基づいて、収容容器101からの排出水の略全量を生物浄化槽3に輸送させる、あるいは排出水を生物浄化槽3および電気分解槽4のそれぞれに輸送させることを選択する。
The
発明者の解析で説明したように、排出水の十分な浄化をしつつ消費エネルギーを抑制するには、生物浄化槽3での浄化で十分な状態では生物浄化槽3のみで排出水を浄化し、生物浄化槽3では不足となる状態では生物浄化槽3と電気分解槽4とで並列して浄化することが好適である。
As explained in the inventor's analysis, in order to suppress energy consumption while sufficiently purifying the discharged water, if the purification in the biological
このため、濃度結果に基づいて、生物浄化槽3のみに排出水の略全量を輸送させる場合と、生物浄化槽3および電気分解槽4との両方に排出水を輸送させる場合とを、輸送制御部5が制御する。既述したように、排出水のアンモニア成分濃度を直接的に計測することは難しい。これに対して、溶存酸素濃度を計測することは容易である。計測される溶存酸素濃度の濃度結果は、アンモニア成分濃度と逆相関関係を有している。この逆相関関係をベースにして、輸送制御部5は、濃度結果に基づいて、排出水の輸送先を選択する。
Therefore, based on the concentration result, the
生物浄化槽3で浄化されることで、排出水は浄化されて生物浄化水が得られる。同様に、電気分解槽4で排出水は電気分解されて浄化され、分解浄化水が得られる。生物浄化槽3は、浄化後に、生物浄化水を出力する。電気分解槽4は、浄化後に、電解浄化水を出力する。還流機構6は、これらの生物浄化水および電解浄化水を、収容容器101に還流させる。すなわち、収容容器101から排出された汚濁を含む排出水を、浄化した後の浄化水を、収容容器101に還流させる。これにより、水生生物を収容する収容容器101内部の水は、清浄状態が保たれる。
By purifying in the biological
還流機構6によって、生物浄化槽3および電気分解槽4によって浄化されて得られる浄化水は、再び収容容器101に送り戻される。戻されることにより、浄化された水が、収容容器101に再供給される。こうして、収容容器101には、恒常的に浄化水が供給されて水生生物の生体活動や生存が維持される。
The purified water purified by the biological
特に、水生生物収容装置100が輸送機器に備えられる場合には、水生生物に必要となる水(例えば海水)を、収容容器101に適宜供給できるのは難しい。このような場合でも、水質浄化装置1によって浄化された水が次々と還流するシステムであることは便利である。
In particular, when the aquatic
もちろん、飲食店や養殖施設で据え置きされる水生生物収容装置100であっても、水生生物の生体活動に必要となる水を常に供給することは難しいこともある。海水であれば、水生生物の種類や漁獲地に適した海水を、頻繁に輸送して供給することは難しいからである。このような場合でも、水質浄化装置1により、排出水が次々と浄化されて収容容器101に還流することは便利である。水生生物の生体活動や生存維持において、必要となる水を、恒常的に供給できるからである。
Of course, even with the aquatic
この還流させる浄化水を生成するプロセスにおいて、十分な浄化レベルの維持と消費エネルギーとのバランスを最適に撮ることができる。 In the process of producing purified water to be recirculated, the balance between maintaining a sufficient purification level and energy consumption can be optimally taken.
このように、実施の形態1における水質浄化装置1は、溶存酸素濃度に基づいて、浄化能力と消費エネルギーとのバランスを有した排出水の浄化を実現できる。
As described above, the water
(溶存酸素濃度とアンモニア成分濃度)
図3は、溶存酸素濃度とアンモニア成分濃度との逆相関関係を示すグラフである。上述したように、収容容器101に収容されている水生生物の種々の生体活動に伴って、溶存酸素が消費されていく。この消費に従って、アンモニア成分濃度は高まっていく。生体活動が活発になれば当然に溶存酸素が消費されて、溶存酸素濃度は下がっていく。一方で、生体活動が活発になれば(あるいは積分的に進んでいけば)、水生生物からの排せつなどによりアンモニア成分濃度は高まっていく。
(Dissolved oxygen concentration and ammonia component concentration)
FIG. 3 is a graph showing an inverse correlation between the dissolved oxygen concentration and the ammonia component concentration. As described above, dissolved oxygen is consumed with various biological activities of aquatic organisms contained in the
このように、溶存酸素濃度が下がればアンモニア成分濃度が高まる(逆も然り)との逆相関関係を有している。このため、図3のようなグラフの関係を有するようになる。溶存酸素濃度が下がってくるとアンモニア成分濃度が高まり、浄化された浄化水が収容容器101に還流していくと溶存酸素濃度が高まっていきアンモニア成分濃度が下がっていく関係である。
As described above, there is an inverse correlation with the decrease in the dissolved oxygen concentration and the increase in the ammonia component concentration (and vice versa). Therefore, it has a graph relationship as shown in FIG. When the dissolved oxygen concentration decreases, the ammonia component concentration increases, and when the purified purified water returns to the
アンモニア成分濃度を直接的に測定することは、装置が大掛かりとなったりコスト増になったりして困難である。加えて、計測のリアルタイム性も悪い(発明者の解析において説明した通りである)。これに対して、溶存酸素濃度の測定は容易である。 It is difficult to directly measure the ammonia component concentration because the equipment becomes large and the cost increases. In addition, the real-time performance of the measurement is also poor (as explained in the inventor's analysis). On the other hand, it is easy to measure the dissolved oxygen concentration.
例えば、溶存酸素濃度の計測には、隔膜電極法を利用するセンサーデバイスや蛍光法を利用するセンサーデバイスをもちいることができる。 For example, a sensor device that uses the diaphragm electrode method or a sensor device that uses the fluorescence method can be used to measure the dissolved oxygen concentration.
隔膜電極法を利用するセンサーデバイスの場合には、これが排出水の中に漬けられると、デバイスを構成する電極間を電気が通電する。この通電での電流値は、溶存酸素濃度により変化するので、電流値の測定により溶存酸素濃度を計測することができる。電流値からの溶存酸素濃度の計測であるので、排出水の溶存酸素濃度は、高いリアルタイム性をもって計測される。 In the case of a sensor device that uses the diaphragm electrode method, when it is immersed in discharged water, electricity is applied between the electrodes that make up the device. Since the current value when energized changes depending on the dissolved oxygen concentration, the dissolved oxygen concentration can be measured by measuring the current value. Since the dissolved oxygen concentration is measured from the current value, the dissolved oxygen concentration in the discharged water is measured with high real-time performance.
蛍光法を利用するセンサーデバイスでは、青色LED(発光ダイオード)の光で励起された蛍光物質より発せられる蛍光が、透過してきた酸素により消光(クエンチング)される現象を利用して溶存酸素濃度が計測される。すなわち、溶存酸素濃度が高いほど消光現象が強くなるため検出器(受光ダイオード)で検出される蛍光が少なくなる。この変化に基づいて、溶存酸素濃度を計測することができる。 In a sensor device that uses the fluorescence method, the dissolved oxygen concentration is increased by utilizing the phenomenon that the fluorescence emitted from the fluorescent substance excited by the light of the blue LED (light emitting diode) is quenched by the transmitted oxygen. It is measured. That is, the higher the dissolved oxygen concentration, the stronger the quenching phenomenon, so that the fluorescence detected by the detector (light receiving diode) decreases. Based on this change, the dissolved oxygen concentration can be measured.
このような蛍光法を利用するセンサーデバイスが用いられる場合も、高いリアルタイム性により、溶存酸素濃度を計測することができる。これら以外の方法がもちいられてもよい。また、いずれの方法でも、溶存酸素濃度が計測されれば、これと逆相関を持つアンモニア濃度を高い精度で推定して、水質浄化装置1での排出水の輸送先の切り替えにつなげることができる。
Even when a sensor device using such a fluorescence method is used, the dissolved oxygen concentration can be measured due to its high real-time performance. Methods other than these may be used. In addition, if the dissolved oxygen concentration is measured by either method, the ammonia concentration having an inverse correlation with this can be estimated with high accuracy, which can be used to switch the transport destination of the discharged water in the
このように、濃度計測部20は、溶存酸素濃度を計測して、輸送制御部5に出力する。
In this way, the
(輸送制御部での制御)
輸送制御部5は、濃度結果に基づいて、収容容器101からの排出水を生物浄化槽3のみ、もしくは生物浄化槽3と電気分解槽4の両方に輸送させる。図4は、本発明の実施の形態1における濃度計測部での濃度結果を示すグラフである。収容容器101からの排出水の溶存酸素濃度を計測すると、図4のグラフのようになる。
(Control by transport control unit)
Based on the concentration result, the
収容容器101での水生生物の生体活動に伴い溶存酸素濃度が下がっていく。水質浄化装置1での浄化水が還流することで(浄化水に酸素供給部110で酸素が溶存させられてから還流することで)、収容容器101内部の水の溶存酸素濃度は再び上がっていく。排出水は、収容容器101内部の水と同等の状態であるから、排出水の溶存酸素濃度を計測すれば、収容容器101内部の水の溶存酸素濃度を計測していることと同様である。
The dissolved oxygen concentration decreases with the biological activity of aquatic organisms in the
図4では、溶存酸素濃度の濃度結果において、所定値のラインを示している。所定値は、溶存酸素濃度がある基準に達しており、これは汚濁成分であるアンモニア成分濃度が基準を超えるレベルとなることを示している。この所定値未満となると、アンモニア成分濃度が高くなって、生物浄化槽3のみの浄化だけでは不十分となる。
FIG. 4 shows a line of predetermined values in the concentration result of the dissolved oxygen concentration. The predetermined value reaches a certain standard for the dissolved oxygen concentration, which indicates that the concentration of the ammonia component, which is a pollutant component, exceeds the standard. If it is less than this predetermined value, the concentration of ammonia components becomes high, and purification of only the biological
所定値は、このように生物浄化槽3のみでの浄化で充分であるのか、不十分であるのかを判断する基準値である。所定値は、収容容器101の容量、水生生物の種類や数、生物浄化槽3および電気分解槽4の浄化能力などによって適宜定められれば良い。また、変更されてもよいし、使用されながら変化させられてもよい。
The predetermined value is a reference value for determining whether the purification only in the biological
輸送制御部5は、濃度結果が所定値以上の場合には、収容容器101からの排出水の略全量を生物浄化槽3に輸送させる。濃度結果である溶存酸素濃度が所定値以上である場合には、汚濁レベルがまだ高くなりすぎておらず、生物浄化槽3のみで十分に浄化できるからである。輸送制御部5は、輸送機構2の管路を制御することで(例えば、弁の切り替えなどで)、収容容器101からの排出水の略全量を、生物浄化槽3に輸送させる。
図4に示されるように、濃度結果が所定値以上の期間では、輸送制御部5は排出水の略全量を生物浄化槽3に輸送する。この輸送により、排出水の略全量は、生物浄化槽3においてそのアンモニア成分の分解が行われて浄化が行われる。浄化されると、生物浄化槽3から生物浄化水が出力されて、還流機構6によって収容容器101に還流する。この還流の過程で、酸素供給部110により生物浄化水に酸素が供給される。酸素が溶存させられて、溶存酸素濃度が高まった生物浄化水が、収容容器101に還流する。
When the concentration result is equal to or higher than a predetermined value, the
As shown in FIG. 4, during the period when the concentration result is equal to or higher than a predetermined value, the
一方、輸送制御部5は、濃度結果が所定値未満の場合には、収容容器101からの排出水を、生物浄化槽3および電気分解槽4の両方に輸送させる。図4には、この両方への輸送期間が示されている。
On the other hand, when the concentration result is less than a predetermined value, the
濃度結果が所定値未満ということは、アンモニア成分濃度がかなり高まっていることを示している。特に、生物浄化槽3のみでは浄化が不十分となりえる状態であることを示している。このため、輸送制御部5は、濃度結果が所定値未満の場合には、収容容器101からの排出水を、生物浄化槽3および電気分解槽4の両方に輸送させる。
If the concentration result is less than the predetermined value, it indicates that the ammonia component concentration is considerably increased. In particular, it shows that purification can be insufficient only with the biological
ここで、輸送制御部5は、生物浄化槽3と電気分解槽4のそれぞれへの流量も制御することもよい。流量を制御することで、生物浄化槽3の浄化能力を超えることを防止しつつ、浄化能力を超える量の排出水を電気分解槽4に輸送させる。浄化能力を超える量だけを電気分解槽4に輸送するので、電気分解槽4の消費エネルギーを最小限に抑制できる。
Here, the
例えば、生物浄化槽3で浄化可能な量の排出水を生物浄化槽3に輸送し、残りの量の排出水を、電気分解槽4に輸送する。輸送制御部5は、このように輸送先に加えて、輸送先への水量も制御する。あるいは、生物浄化槽3で浄化可能な量よりも少ない量の排出水を生物浄化槽3に輸送し、残量を電気分解槽4に輸送することでもよい。あるいは、排出水を所定割合に分けて、ある割合を生物浄化槽3に輸送し、残りの割合の排出水を電気分解槽4に輸送することでもよい。
For example, the amount of discharged water that can be purified in the biological
このような輸送制御部5による輸送先と水量の制御によって、浄化能力を超える量を電気分解槽4に輸送して、電気分解槽4の消費エネルギーを最小限に抑制できる。
By controlling the transportation destination and the amount of water by the
(排出水)
排出水は、収容容器101から排出される。この排出水は、収容容器101で生体活動を営んでいる水生生物に由来する汚濁を含んでいる。汚濁は、水生生物の通常の生体活動、排せつ、排卵、餌を食することによる消化活動などにより生じる。
(Discharged water)
The discharged water is discharged from the
水生生物収容装置100が、水生生物を生きたまま収容して保管や運搬することで、収容容器101において、水生生物由来の汚濁は必ず発生する。このため、排出水は、この汚濁を含んでいる。
When the aquatic
図5は、本発明の実施の形態1における収容容器の模式図である。水生生物収容装置100を構成する要素である収容容器101を、模式的に示している。収容容器101は、内部に水生生物を収容する。図5では、一例としてイカ類200が収容されている。当然に、収容容器100には、イカ類200の生体活動に必要な水が収容されている。また、イカ類200の生体活動に必要な餌なども供給される。
FIG. 5 is a schematic view of the storage container according to the first embodiment of the present invention. The
イカ類200は、この餌を食すことで、排泄物を出したりする。また、体液などの分泌物を出したり、排卵による卵を排出したりする。さらに、生体活動を通じて、種々の排出物を出す。これらの排出物が相まって、水生生物に由来する汚濁が、収容容器101内部にたまっていく。
The
収容容器101は、排出部102を備えている。収容容器101は、蓋103を備えており、内部を密閉状態とできる。この密閉状態において、還流機構6を介して、浄化された浄化水(あるいは別ルートから供給される新しい水)が、収容容器101内部に供給される。供給口104から、これら浄化水などが供給される。
The
蓋103によって密閉されていることで、浄化水などが供給され続けると、収容容器101においては水があふれる状態となる。このあふれる水は、排出部102からあふれ出す。このあふれ出しによって、余分な量の水が輸送機構2に排出される。これが、排出水となって、水質浄化装置1に輸送される。
Since it is sealed by the
この排出水は、上述の水生生物由来の汚濁を含んでいる。汚濁成分は、その種類によっては、収容容器101の上方に移動しやすく、上方にある排出部102から余分な水があふれ出るのに合わせて、汚濁を含んだ排出水が、輸送機構2に排出されるようになる。もちろん、密閉による水のあふれ出し以外の、ポンプなどでの吸引で排出水が排出されることでもよい。
This discharged water contains the above-mentioned pollution derived from aquatic organisms. Depending on the type of pollutant component, the pollutant component easily moves above the
この排出水が、上述のように汚濁を含んでおり、汚濁を含んだ排出水が、生物浄化槽3および電気分解槽4に輸送される生物浄化槽3および電気分解槽4は、この汚濁を浄化もしくは分解する。
The discharged water contains pollution as described above, and the biological
ここで、濃度計測部20で計測される溶存酸素濃度の濃度結果は、収容容器101の水におけるアンモニア成分濃度の増加に関連する。関連することで、図3、図4を用いて説明した処理が実現される。
Here, the concentration result of the dissolved oxygen concentration measured by the
(生物浄化槽および電気分解槽での浄化) (Purification in biological septic tank and electrolysis tank)
生物浄化槽3は、微生物の生体活動によって、この排出水に含まれる汚濁を分解する。電気分解槽4は、電気分解の作用によって、この排出水に含まれる汚濁を分解する。
The biological
汚濁は、アンモニア成分を含む。もちろん、他の成分も含んでいる。生物浄化槽3は、微生物によりアンモニア成分を分解する。電気分解槽4は、電気分解による次亜塩素酸の発生により、アンモニア成分を分解する。
Pollution contains an ammonia component. Of course, it also contains other ingredients. The biological
生物浄化槽3は、水生生物由来の汚濁の種類や量などに適した微生物を収容している。あるいは、水生生物の種類や特徴に適した微生物を収容している。この選択された微生物の生体活動によって、アンモニア成分を分解する。アンモニア成分の分解を通じて、生物浄化槽3は、供給された排出水の汚濁を浄化する。浄化によって、浄化された後の生物浄化水を、出力する。この生物浄化水が、還流機構6によって収容容器101に還流される。
The biological
ここで、生物浄化槽3に含まれる微生物は、アンモニア成分を分解する第1微生物群と、アンモニア成分が分解されて生じる亜硝酸を分解する第2微生物群を含んでいる。第1微生物群と第2微生物群は、それぞれの役割が異なる。
Here, the microorganisms contained in the biological
第1微生物群がアンモニア成分を分解して亜硝酸に変化させる。第2微生物群は、亜硝酸を分解する。これらの2段階での分解の結果、アンモニア成分は無害な成分に変化させられる。このようにして、生物浄化槽3は、汚濁を浄化して、浄化された後の生物浄化水を得る。これが、収容容器101に還流することで、収容容器101には、水生生物が生活するのに適した浄化水が供給され続けるようになる。
The first group of microorganisms decomposes the ammonia component and changes it to nitrite. The second group of microorganisms decomposes nitrite. As a result of these two-step decomposition, the ammonia component is transformed into a harmless component. In this way, the biological
電気分解槽4は、次亜塩素酸が発生した状態で、アンモニア成分を分解する。水質浄化装置1において、電気分解槽4は、海水中に含まれる塩素を電気分解に利用し、これにより次亜塩素酸が発生する。この次亜塩素酸によって、汚濁が浄化される。
The
次亜塩素酸の発生を利用して、電気分解槽4は、アンモニア成分を分解する。この分解により汚濁を浄化する。この浄化によって、浄化された後の電解浄化水を生成して、還流機構6を通じて、浄化された水を収容容器101に還流させることができる。
Utilizing the generation of hypochlorous acid, the
生物浄化水と同様に、一度汚濁された後の排出水は、浄化された電解浄化水に変化させられて、水生生物が生活するのに適した浄化水が供給されるようになる。 Similar to biological purified water, the discharged water once polluted is changed to purified electrolytic purified water, and purified water suitable for living aquatic organisms is supplied.
このように、生物浄化槽3と電気分解槽4のそれぞれは、異なるメカニズムで、アンモニア成分を分解する。このアンモニア成分の分解を通じて、汚濁を分解して排出水を浄化する。
In this way, each of the biological
電気分解槽4には、常に排出水が供給されるわけではなく、ある場合において、排出水が供給される。この供給される場合のみ、電気分解槽4は、電気分解を実行すればよい。このため、例えば、輸送制御部5は、電気分解槽4に排出水を供給(輸送)する場合に、電気分解槽4の電気分解の電力起動を行わせることも好適である。電気分解槽4での電気分解が必要な状態においてのみ、電気分解槽4では電力エネルギーを消費するようになる。結果として、水質浄化装置1での電力消費量を低減できる。
The
生物浄化槽3および電気分解槽4のそれぞれからの浄化された後の水が、収容容器101に供給され続けることで、水生生物収容装置100は、水生生物の生体活動を維持できる。特に、収容容器101に収容されていた水を、汚濁から浄化までを循環させることで、収容容器101に外部から水を供給することが難しい状態でも、水生生物の生活を維持させることができる。
The aquatic
例えば、水生生物収容装置100が、トラックなどの輸送機器に備えられて輸送に用いられる場合には、水生生物に必要となる海水などが適宜供給されることは難しい。あるいは、生け簀などとして飲食店などに設置されている場合でも、水生生物に必要となる海水などが、適宜供給されることは難しい。このような場合でも、水質浄化装置1によって、最初に収容容器101に収容されていた水が浄化されて還流するサイクルが続けられる。これにより、新たな海水などの供給を続けることを低減して、水生生物収容装置100での、水生生物の健康的に生きた状態を維持させることができる。
For example, when the aquatic organism
なお、電気分解槽4には、収容容器101からの排出水だけでなく、生物浄化槽3からの水も供給されることがある。この場合には、生物浄化槽3での処理を超える水あるいは生物浄化槽3で微生物による分解を経た生物浄化水が、電気分解槽4に供給される。この供給により、電気分解槽4は、生物浄化槽3からの水も、電気分解により浄化する。
The
(活性炭槽)
図6は、本発明の実施の形態1における水質浄化装置のブロック図である。図6の水質浄化装置1は、活性炭槽8を備えている。活性炭槽8は、電気分解槽4で発生する次亜塩素酸を除去する。このため、電気分解槽4からの出力の先に備わっている。電気分解槽4では、電気分解の過程で、次亜塩素酸を発生させる。この次亜塩素酸が利用されて、電気分解槽4では、アンモニア成分などの汚濁が分解されて浄化される。
(Activated carbon tank)
FIG. 6 is a block diagram of the water quality purification device according to the first embodiment of the present invention. The water
この浄化により、電気分解槽4は、浄化後の電解浄化水を出力する。しかし、この出力される電解浄化水は、電気分解槽4から出力された次亜塩素酸を含んだまままの状態である。活性炭槽8は、電気分解槽4の出力の先に備わるので、電気分解槽4から出力される電解浄化水は、活性炭槽8を経由する。
By this purification, the
活性炭槽8は、活性炭を備えている。この活性炭は、電解浄化水に含まれる次亜塩素酸を還元する。この還元により、活性炭槽8は、電解浄化水から次亜塩素酸を除去できる。
The activated
この除去によって、最終的に還流機構6から収容容器101に還流される電解浄化水は、次亜塩素酸をほとんど含まない状態となって還流する。これにより、収容容器101には、浄化されていることに加えて、次亜塩素酸も除去された、水生生物の生活により適した水が、循環しつつ供給されることになる。
As a result of this removal, the electrolytically purified water that is finally refluxed from the
(酸素供給部)
また、水質浄化装置1は、図6に示されるように、酸素供給部110を備えていることも好適である。酸素供給部110は、水質浄化装置1に含まれる要素として把握されてもよいし、水生生物収容装置100に含まれる要素として把握されてもよい。
(Oxygen supply section)
Further, as shown in FIG. 6, it is also preferable that the water
酸素供給部110は、生物浄化槽3および電気分解槽4のそれぞれで浄化された、生物浄化水および電解浄化水が、収容容器101に還流する過程で、これらの浄化水に酸素を溶存させる。浄化されて還流する浄化水は、この酸素供給部110による酸素の供給を受けて、酸素濃度を高めて収容容器101に還流する。
The
収容容器101には、水生生物が収容されている。水生生物の生体活動により、収容容器101内部の水の溶存酸素は減少している。この溶存酸素が減少した後の状態で、排出水が浄化される。このため、浄化されて汚濁成分が減少していても、溶存酸素の濃度は下がったままである。
Aquatic organisms are contained in the
この浄化水に、酸素供給部110が、酸素を溶存させることで、収容容器101に還流する水の溶存酸素濃度は、適切なレベルに復帰できる。浄化と合わせて、溶存酸素濃度も復帰することで、水質浄化装置1を循環した水は、収容容器101にて再び水生生物の生体活動のために使用可能となる。
When the
これらの結果、水生生物の生存に必要となる水が、外部から十分に供給できない環境であっても、水の浄化を繰り返して循環させることで、収容容器101での水生生物の生体活動を維持して保管を実現できる。
As a result, even in an environment where the water necessary for the survival of aquatic organisms cannot be sufficiently supplied from the outside, the biological activity of aquatic organisms in the
以上のように、実施の形態1における水質浄化装置1は、溶存酸素濃度を計測することで、直接的に計測しにくいアンモニア成分の濃度増加を検出して、最適な方法で排出水を浄化できる。特に、濃度結果に基づき、生物浄化槽3のみであるか、生物浄化槽3と電気分解槽4の両方を使用するかを切り替えることで、消費エネルギーの節減と確実な浄化とのバランスを実現できる。
As described above, the
(実施の形態2) (Embodiment 2)
次に、実施の形態2について説明する。実施の形態2では、排出水を生物浄化槽3のみから、生物浄化槽3と電気分解槽4の両方に排出水を輸送するように切り替えるタイミングの、種々のバリエーションについて説明する。
Next, the second embodiment will be described. In the second embodiment, various variations of the timing of switching the discharged water from only the biological
(その1:濃度悔過が所定値未満となった第1タイミングでの切り替え)
図7は、本発明の実施の形態2における排出水の輸送先の切り替えを示す模式図である。図7においては、輸送制御部5は、濃度計測部20で計測される溶存酸素濃度の濃度結果が、所定値未満となった第1タイミングを切り替えのタイミングとしている。
(Part 1: Switching at the first timing when the concentration regret becomes less than the predetermined value)
FIG. 7 is a schematic view showing switching of the transport destination of the discharged water in the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the
濃度結果が第1タイミングとなるまでは、輸送制御部5は、収容容器101からの排出水の略全量を生物浄化槽3に輸送する。輸送制御部5は、第1タイミングとなったところで、収容容器101からの排出水を、生物浄化槽3と電気分解槽4の両方に(それぞれに)輸送する。
Until the concentration result reaches the first timing, the
このように、濃度結果が所定値未満ということは、図4でも説明した通り、汚濁の中心であるアンモニア成分が所定値を超えたことを示している。アンモニア濃度を直接的に測定するのは難しいが、溶存酸素濃度の計測から、アンモニア濃度を間接的に測定できる。これを利用して、濃度計測部20での溶存酸素濃度を計測した濃度結果から、排出水の浄化の能力を考慮して、輸送先を両方にすることができる。
As described above, the fact that the concentration result is less than the predetermined value indicates that the ammonia component, which is the center of pollution, exceeds the predetermined value, as explained in FIG. Although it is difficult to measure the ammonia concentration directly, the ammonia concentration can be measured indirectly from the measurement of the dissolved oxygen concentration. Utilizing this, from the concentration result obtained by measuring the dissolved oxygen concentration in the
この第1タイミングで輸送制御部5が、排出水の輸送先を生物浄化槽3と電気分解槽4との両方とにすることで、アンモニア濃度が高まって、生物浄化槽3の浄化能力を超える汚濁状態の排出水を、電気分解槽4も用いて浄化することができるようになる。これが、自動的に切り替わることで、汚濁レベルに適した輸送先の切り替えができる。
At this first timing, the
汚濁レベルが一定以下であれば、消費エネルギーを抑えることのできる生物浄化槽3のみで排出水を浄化する。汚濁レベルが一定を超えれば、生物浄化槽3と電気分解槽4との両方で排出水を浄化する。これにより、高い汚濁レベルの排出水に対しても、十分な浄化を実現できる。加えて、全体として消費エネルギーを抑制することもできる。結果として、汚濁の浄化と消費エネルギーの抑制とのバランスを実現できる。
If the pollution level is below a certain level, the discharged water is purified only by the biological
(その2:第1タイミングより後の第2タイミングでの切り替え)
図8は、本発明の実施の形態2における排出水の輸送先の切り替えを示す模式図である。図8では、図7で説明した第1タイミングから所定時間経過した第2タイミングで、収容容器101からの排出水を、生物浄化槽3および電気分解槽4の両方に輸送させる。すなわち、第2タイミングまでは、輸送制御部5は、排出水の略全量を生物浄化槽3に輸送する。第2タイミングとなると、輸送制御部5は、収容容器101からの排出水を、生物浄化槽3と電気分解槽4の両方に輸送するように切り替える。
(Part 2: Switching at the second timing after the first timing)
FIG. 8 is a schematic view showing switching of the transport destination of the discharged water according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 8, the discharged water from the
第1タイミングよりも所定時間経過した後の第2タイミングで切り替えることで、生物浄化槽3での浄化能力を十分に活用しつつ、電力エネルギーを消費する電気分解槽4の動作時間をなるべく節減することができる。結果として、消費エネルギーの抑制をより強めることができる。
By switching at the second timing after a predetermined time has elapsed from the first timing, the operating time of the
また、濃度結果が所定値未満となっても、溶存酸素濃度からアンモニア濃度を推定することとのずれがある場合もある。このため、溶存酸素濃度を示す濃度結果が所定値未満となってから、所定時間後の第2タイミングのほうが、アンモニア濃度が所定値以上であると判断することが好ましい場合もありえる。 Further, even if the concentration result is less than a predetermined value, there may be a deviation from the estimation of the ammonia concentration from the dissolved oxygen concentration. Therefore, it may be preferable to determine that the ammonia concentration is equal to or higher than the predetermined value at the second timing after the predetermined time after the concentration result indicating the dissolved oxygen concentration becomes less than the predetermined value.
このような状況を鑑みて、第1タイミングから所定時間経過した第2タイミングで、輸送制御部5は、排出水の輸送先を切り替えることも好適である。
In view of such a situation, it is also preferable that the
また、第1タイミングから第2タイミングまでの時間量(所定時間経過する所定時間)は、収容容器101に収容されている水生生物の種類および水生生物の食餌から消化開始までの時間の少なくとも一方に基づいて定められることも好適である。
Further, the amount of time from the first timing to the second timing (predetermined time after a predetermined time elapses) is at least one of the type of aquatic organism contained in the
溶存酸素濃度である濃度結果が、所定値未満となる第1タイミングから、輸送先を切り替えるべき第2タイミングまでの時間量は、水生生物の種類によって変化しうる。時間量は、溶存酸素濃度と実際の汚濁であるアンモニア成分濃度との逆相関関係のずれを吸収する。このため、この時間量は、水生生物の種類によって定められることが好適である。あるいは、水生生物の食餌から消化開始までの時間に基づいて、時間量が定められてもよい。もちろん、種類および消化開始までの時間の両方に基づいてもよい。 The amount of time from the first timing when the concentration result, which is the dissolved oxygen concentration, becomes less than a predetermined value to the second timing when the transportation destination should be switched, may change depending on the type of aquatic organism. The amount of time absorbs the deviation of the inverse correlation between the dissolved oxygen concentration and the actual pollution ammonia component concentration. Therefore, it is preferable that this amount of time is determined by the type of aquatic organism. Alternatively, the amount of time may be determined based on the time from the diet of the aquatic organism to the start of digestion. Of course, it may be based on both the type and the time to start digestion.
このように、水生生物の特性を溶存酸素濃度の濃度結果に合わせた第2タイミングを基準とすることで、より適切なタイミングで、排出水の輸送先を切り替えることができる。 In this way, by using the second timing in which the characteristics of the aquatic organism are matched with the concentration result of the dissolved oxygen concentration as a reference, the transport destination of the discharged water can be switched at a more appropriate timing.
(その3:餌の投入時刻に基づく切り替え)
図9は、本発明の実施の形態2における排出水の輸送先の切り替えを示す模式図である。図9では、収容容器101に水生生物用の餌を投入する投入時刻と、水生生物の種類によって定まる消化開始時刻の算出結果に基づいて、輸送先の切り替えタイミングを設定する。
(Part 3: Switching based on the feeding time)
FIG. 9 is a schematic view showing switching of the transport destination of the discharged water in the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, the transportation destination switching timing is set based on the calculation result of the charging start time of feeding the bait for aquatic organisms into the
収容容器101に餌を投入した投入時刻は把握できる。餌が投入されると、水生生物は、これを食べる。食べると、食べ始めてからある時間経過後に水生生物は消化活動を開始する。消化を行うと、活動が活発になりさらに排せつも始まる。これにより、収容容器101内部の水のアンモニア成分濃度が上がっていく。
The time at which the bait is charged into the
餌の投入時刻から、消化開始までの時間量は、水生生物の種類によって逆相関関係を有している。このため、投入時刻に基づいて、消化開始時刻を算出することは可能である。例えば、水生生物がイカ類である場合、サバ類である場合などに応じて、消化開始時刻を算出できる。 The amount of time from the feeding time to the start of digestion has an inverse correlation depending on the type of aquatic organism. Therefore, it is possible to calculate the digestion start time based on the input time. For example, the digestion start time can be calculated depending on whether the aquatic organism is a squid or a mackerel.
この消化開始時刻は、上述の通り、収容容器101内部の水の汚濁レベル(アンモニア成分濃度)の増加を示す。このことに基づいて、輸送制御部5は、この消化開始時刻に基づいて、排出水の略全量を生物浄化槽3に輸送する、あるいは排出水を生物浄化槽3と電気分解槽4のそれぞれに輸送することを選択する。
As described above, this digestion start time indicates an increase in the contamination level (ammonia component concentration) of the water inside the
図9のように、輸送制御部5は、消化開始時刻までは、排出水の略全量を生物浄化槽3に輸送させる。消化開始時刻までは、排出水を生物浄化槽3および電気分解槽4のそれぞれに輸送させる。
As shown in FIG. 9, the
これにより、消化開始時刻以降の汚濁濃度の増加に対応して、十分な排出水の浄化を実現できる。 As a result, sufficient purification of discharged water can be realized in response to an increase in the contamination concentration after the digestion start time.
図10は、本発明の実施の形態2における排出水の輸送先の切り替えを示す模式図である。図10は、消化開始時刻から所定時間を経過した第3タイミングで、輸送先を切り替えるバリエーションである。 FIG. 10 is a schematic view showing switching of the transport destination of the discharged water in the second embodiment of the present invention. FIG. 10 shows a variation in which the transportation destination is switched at the third timing when a predetermined time has elapsed from the digestion start time.
輸送制御部は、図9のように、消化開始時刻までは、排出水の略全量を生物浄化槽3へ輸送し、消化開始時刻以降は、排出水を生物浄化槽3と電気分解槽4とに輸送することでもよい。
As shown in FIG. 9, the transport control unit transports substantially all of the discharged water to the biological
これに対して、図10のように消化開始時刻から所定時間経過した第3タイミングを基準としてもよい。この第3タイミングまでは、排出水の略全量を生物浄化槽3に輸送し、第3タイミング以降は、排出水を生物浄化槽3と電気分解槽4との両方に輸送させる。この第3タイミングを基準とすることで、消化活動によるアンモニア濃度の高まりに、より適切に対応でき、かつ電気分解槽4の動作時間を短縮して、消費エネルギーを抑制できるようになる。
On the other hand, as shown in FIG. 10, the third timing in which a predetermined time has elapsed from the digestion start time may be used as a reference. Until this third timing, substantially the entire amount of the discharged water is transported to the biological
図10のような第3タイミングを基準とすることで、汚濁濃度の高まりにより合わせた浄化を実現しつつ、水質浄化装置1全体での消費エネルギーのさらなる抑制を実現できる。
By using the third timing as shown in FIG. 10 as a reference, it is possible to further suppress the energy consumption of the entire water
(輸送機器における適用)
図11は、本発明の実施の形態2における輸送機器に水生生物収容装置が備わっている模式図である。実施の形態1、2で説明した水質浄化装置1およびこれと接続する水生生物収容装置100とが、輸送機器300に積載されている。輸送機器300は、例えば、トラックや活魚輸送車などである。もちろん、船舶や鉄道車両であってもよい。
(Application in transportation equipment)
FIG. 11 is a schematic view in which the transport device according to the second embodiment of the present invention is provided with an aquatic organism accommodating device. The water
このような輸送機器300によって水生生物が生きた状態で輸送される必要性は、多々ある。漁獲地から消費地へ輸送する必要だったり、ある保管地区から消費される店舗などに輸送される場合だったりである。図11では、水生生物としてイカ類200が収容されている。輸送先において生きたまま必要となることで、生きたイカ類200が、水生生物収容装置100に収容されている。この状態で、輸送機器300によって輸送される。
There are many needs for aquatic organisms to be transported alive by such a
また、輸送機器300で輸送されることで、水生生物収容装置100には、外部から必要となる海水などを供給し続けることが困難である。このため、水生生物収容装置100の収容容器101に、最初に供給された海水などを、浄化しながら繰り返し使用することが求められる。
Further, it is difficult to continue to supply seawater or the like required from the outside to the aquatic organism
輸送機器300には、実施の形態1、2で説明した水質浄化装置1が一緒に積載されている。水質浄化装置1は、輸送機構2と還流機構6とによって、水生生物収容装置100と接続されている。この接続は、水の循環のやり取りを実現する。
The water
水質浄化装置1は、実施の形態1、2で説明した通り、水生生物収容装置100からの排出水を浄化して還流させる。この循環により、輸送機器300に積載されて輸送される場合に、外部からの海水などの供給が難しくても、水生生物を生かしたまま輸送できる。水生生物収容装置100および水質浄化装置1は、実施の形態1、2で説明したような動作を行う。これらの結果、外部からの水の供給が難しい輸送においても、水生生物の生体活動を維持することができる。
As described in the first and second embodiments, the water
なお、実施の形態1〜2で説明された水質浄化装置1は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
The water
1 水質浄化装置
2 輸送機構
3 生物浄化槽
4 電気分解槽
5 輸送制御部
6 還流機構
8 活性炭槽
9 計測部
10 電気分解槽制御部
11 輸送路
20 濃度計測部
100 水生生物収容装置
101 収容容器
102 排出部
103 蓋
104 供給口
1
Claims (14)
水生生物を収容可能な収容容器から排出される排出水を輸送する輸送機構と、
前記輸送機構により輸送される排出水を生物学的に浄化する生物浄化槽と、
前記輸送機構により輸送される排出水および前記生物浄化槽から排出される水の少なくとも一部の水を電気分解によって浄化する電気分解槽と、
前記排出水中の溶存酸素濃度を計測する濃度計測部と、
前記濃度計測部で計測された濃度結果に基づいて、前記生物浄化槽および前記電気分解槽のそれぞれへの排出水の輸送先および流量の少なくとも一方を制御する輸送制御部と、
前記生物浄化槽で浄化されて得られる生物浄化水および前記電気分解槽で浄化されて得られる分解浄化水を、前記収容容器に還流させる還流機構と、を備え、
前記輸送制御部は、前記濃度結果に基づいて、前記排出水の略全量を前記生物浄化槽に輸送させる、前記排出水を前記生物浄化槽および前記電気分解槽のそれぞれに輸送させることを選択する、水生生物収容装置用の水質浄化装置。 A transportation mechanism that transports discharged water discharged from a storage container that can accommodate aquatic organisms,
A transportation mechanism that transports discharged water discharged from a storage container that can accommodate aquatic organisms,
A biological septic tank that biologically purifies the discharged water transported by the transportation mechanism,
An electrolysis tank that purifies at least a part of the discharged water transported by the transportation mechanism and the water discharged from the biological septic tank by electrolysis.
A concentration measuring unit that measures the dissolved oxygen concentration in the discharged water,
A transport control unit that controls at least one of the transport destination and the flow rate of the discharged water to each of the biological septic tank and the electrolysis tank based on the concentration result measured by the concentration measuring unit.
A recirculation mechanism for returning the biological purified water purified in the biological septic tank and the decomposed purified water purified in the electrolysis tank to the storage container is provided.
Based on the concentration result, the transport control unit selects to transport substantially the entire amount of the discharged water to the biological septic tank, and to transport the discharged water to each of the biological septic tank and the electrolysis tank. Water purification device for biological containment device.
前記輸送制御部は、前記消化開始時刻に基づいて、前記排出水の略全量を前記生物浄化槽に輸送させる、前記排出水を前記生物浄化槽および前記電気分解槽のそれぞれに輸送させることを選択する、請求項1記載の水生生物収容装置用の水質浄化装置。 The concentration measuring unit calculates the digestion start time determined by the type of the aquatic organism based on the charging time when the bait for the aquatic organism is charged into the storage container.
Based on the digestion start time, the transport control unit selects to transport substantially the entire amount of the discharged water to the biological septic tank, and to transport the discharged water to each of the biological septic tank and the electrolysis tank. The water purification device for the aquatic organism containment device according to claim 1.
あるいは、
前記輸送制御部は、前記消化開始時刻から所定時間を経過した第3タイミングまでは、前記排出水の略全量を前記生物浄化槽に輸送させ、前記第3タイミング以降は、前記排出水を前記生物浄化槽および前記電気分解槽のそれぞれに輸送させる、請求項7記載の水生生物収容装置用の水質浄化装置。 The transport control unit transports substantially the entire amount of the discharged water to the biological septic tank until the digestion start time, and after the digestion start time, transports the discharged water to the biological septic tank and the electrolysis tank, respectively. Let me
or,
The transport control unit transports substantially the entire amount of the discharged water to the biological septic tank until the third timing when a predetermined time elapses from the digestion start time, and after the third timing, the discharged water is transported to the biological septic tank. The water purification device for the aquatic organism storage device according to claim 7, which is transported to each of the electrolysis tanks.
前記生物浄化槽および前記電気分解槽は、前記汚濁を浄化もしくは分解する、請求項1から9のいずれか記載の水生生物収容装置用の水質浄化装置。 The discharged water from the storage container contains pollution derived from the aquatic organism.
The water purification device for an aquatic organism accommodating device according to any one of claims 1 to 9, wherein the biological septic tank and the electrolysis tank purify or decompose the pollution.
前記生物浄化槽は、微生物により前記アンモニア成分を分解し、
前記電気分解槽は、電気分解による次亜塩素酸の発生により、前記アンモニア成分を分解する、請求項10記載の水生生物収容装置用の水質浄化装置。 The pollution contains an ammonia component and contains
The biological septic tank decomposes the ammonia component by microorganisms and decomposes the ammonia component.
The water purification device for an aquatic organism accommodating device according to claim 10, wherein the electrolysis tank decomposes the ammonia component by generating hypochlorous acid by electrolysis.
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