JP2625561B2

JP2625561B2 - 飼育装置

Info

Publication number: JP2625561B2
Application number: JP1224490A
Authority: JP
Inventors: 敏昭小林; 初男四元; 建樹小沢; 利彦佐々木; 繁樹中山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1997-07-02
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JPH03216131A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は飼育装置、とくに魚介類などの水棲動物を
人工的手段を講じて飼育、栽培する飼育装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

わが国は周囲がすべて海で囲まれていることから、昔
から水産業が盛んである。しかし、環境汚染、乱獲や領
海の問題から、近年、漁獲量が激減し、漁場の確保も困
難な状況になってきたのは周知の通りである。

このような問題を解決するために、栽培漁業が盛んに
なりつつある。立地条件が整った静かな湾などの海域、
湖沼や河川の一部を網などで閉鎖し、給餌や薬剤投与を
計画的に行うことで効率よく生産しようとするものであ
る。しかし、このような栽培漁業は、一方で環境破壊の
問題を引き起こしている。すなわち、海底などに沈降し
た餌の残りや魚類などが排泄する代謝物が周囲の水域を
汚染することが問題になる。

このようなことから、陸上に飼育用の飼育水槽を設置
し、用水を引き込んで栽培する方法が一部で実用されて
いる。この方法によれば、廃水浄化装置の設置が可能に
なり、環境汚染の問題がかなり解決できるばかりでな
く、色々の工業技術による合理的な栽培ができるように
なる。

この考え方をさらに発展させた閉鎖系での飼育が注目
されている。これは、高度な水浄化装置を設置し、飼育
用水の交換量を極力少なくして、廃水をできるだけ出さ
ないようにしたものである。この技術が開発されると、
環境汚染が解消されるばかりでなく、立地条件を問わな
い計画的な生産と新鮮な水産物の安定供給、温度調節を
経済的に行うことができるようになるので飼育魚種が豊
富になり、生産量が増えるなど数々の利点が出て、新た
な漁業の発展が期待できる。

このような閉鎖系での飼育に用いられている用水浄化
装置としては、従来の水処理技術をそのまま踏襲したも
のが多く、砂などによる濾過装置を基本とし、一部で消
毒装置が付加されているものがある。消毒が行われてい
る例は必ずしも多くないが、行われている場合は塩素系
薬剤による消毒が多く、比較的新しい方法として紫外線
やオゾンが一部で用いられたり、検討されたりしてい
る。

第５図は、例えば「水産養殖と水」第II集（サイエン
ティス社1987年P.111）に記載された、水族館などで従
来から実施されている飼育装置の一例を示す構成図であ
る。図において、１は飼育水槽、２は飼育用水循環ポン
プ、３は砂濾過装置、４はブロワー、５は散気装置であ
る。

飼育魚の代謝物および餌の残渣などにより水質が低下
した飼育水槽１の飼育用水は、循環ポンプ２により砂濾
過装置３に送られ、浮遊性固形物の除去、および砂表面
に付着している微生物により、有機物およびアンモニア
性窒素などの溶解汚濁成分が除去されて浄化され、再び
飼育水槽１に戻るようになっている。一方、ブロワー４
は魚の生存および生育に必要な酸素を供給するためのも
ので、ブロワー４で送気された空気は、散気装置５を介
して飼育水中に散気され、飼育用水に酸素供給してい
る。飼育中浄化できない成分が蓄積し、用水の水質が悪
化して飼育に不適になれば、新水の補給や交換が行われ
る。

その他の従来例として、上記例に塩素系薬剤による消
毒が付加される場合がある。この場合、消毒は飼育水槽
の前段で行われるのが一般である。消毒法として、塩素
系薬剤の代わりに、紫外線やオゾンが用いられることが
あるのは上述した通りである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の循環式飼育装置は以上のように構成されている
ので、一定の浄化性能を持っているが、給餌量を多く
し、できるだけ高密度で栽培することが要求される汚染
量の多い実用的な飼育においては、まだ実用できるもの
はなかった。その大きな理由として飼育魚の病気感染が
ある。

すなわち、第５図の従来例では消毒手段がないため、
なんらかの原因で病原菌が飼育水槽に侵入した場合、飼
育している魚がそれに感染することがある。病気の感染
を防ぐには消毒が必要であり、水の消毒剤としては塩素
系薬剤がよく用いられている。しかし、これは残留性が
あり、飼育魚類に対して毒性が強いので、添加量が制限
され、充分な消毒効果を発揮することができない場合が
多い。紫外線消毒は残留毒性が全く無い特長をもつが、
ランプ面の汚れ、水質悪化にともなう紫外線の透過率減
少による効果低下、ランプ寿命が問題になり、飼育装置
に使う実用装置としては信頼性および維持管理面で難点
がある。オゾンは塩素系薬剤に比べて消毒力が強く残留
性が少ない（酸素分子に分解）特長を持ち、その上塩素
系薬剤と違って汚濁成分も酸化分解する作用があるの
で、閉鎖系での飼育装置における浄化に好都合な特性を
持っている。しかし、飼育用水の一部もしくは全部が海
水である場合には、海水中に存在する臭素イオンとオゾ
ンとの反応により生成される残留酸化性生成物の毒性が
問題になり、結果的には塩素系薬剤と同様、残留毒性の
問題があった。

以上のような課題を総合的に検討すると、閉鎖系にお
ける飼育に対するオゾンの消毒および浄化機能は捨て難
いものがあり、海水を飼育用水とする場合の、残留酸化
性生成物の問題が解決できれば、閉鎖系での飼育が実現
に向けて大きく前進すると考えられる。残留酸化性生成
物は還元剤の添加で容易に除去できるが、安定性や維持
管理の面で実用的ではない。

この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、オゾンを用いたときの残留酸化性生成物の実
用的な除去を行うことができるとともに、用水の循環に
一般に付随する好ましくない微生物の繁殖を防止できる
ようにした飼育装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１に記載した発明に係る飼育装置は、飼育水
槽、オゾン処理装置、および活性炭処理装置から構成さ
れ、飼育用水がこれらの各装置をこの順序で流通した
後、飼育水槽に戻されるように飼育用水循環装置の作用
で循環させる飼育装置において、活性炭処理装置で処理
された処理水中に少量のオゾンまたはオゾンとの反応に
よって生じた酸化性生成物を注入する手段を設けたもの
である。

請求項２に記載した発明に係る飼育装置は、飼育水
槽、オゾン処理装置、および活性炭処理装置から構成さ
れ、飼育用水がこれらの各装置をこの順序で流通した
後、飼育水槽に戻されるように飼育用水循環装置の作用
で循環させる飼育装置において、活性炭処理装置に比較
的速い流速で処理済みの用水の全量を必要に応じて流通
させる手段を設けたものである。

〔作用〕

請求項１に記載した発明に係る飼育装置によれば、活
性炭処理装置で処理された処理水中に少量のオゾンまた
はオゾンとの反応によって生じた酸化性生成物を注入す
ることにより、活性炭処理装置内における好ましくない
微生物の繁殖が効果的に防止される。

オゾン処理などの消毒処理水を活性炭処理装置に導入
した場合、活性炭の作用によって消毒処理水中の消毒剤
成分が速やかに消滅するため、活性炭処理装置中に微生
物が繁殖し、活性炭処理装置を出た処理水中の微生物濃
度が処理前に比べて増加することが判明した。本発明者
は、上記の活性炭処理水の消毒剤による消毒特性を詳細
に調べた結果、残留濃度が魚類飼育で許容される程度の
低濃度の消毒剤を活性炭処理水に添加することにより、
充分な消毒効果が得られることを見出し、この発明を完
成するに至った。

請求項２に記載した発明に係る飼育装置によれば、活
性炭処理装置に比較的速い流速で処理済みの用水の全量
を必要に応じて流通させることによって、活性炭処理装
置に導入される循環水の流速を、所定の期間だけ、それ
以前に流通していた流速より速くし、ついで元の流速に
戻すことにより、完成炭処理装置から流出する微生物濃
度が低下する。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、１は飼育水槽、２は循環ポンプ、３は砂
濾過装置のような濾過装置、４はブロワー、５は散気装
置、６はオゾン処理装置、７はオゾン発生装置、８は活
性炭処理装置、９はpH調整装置、10はオゾン分岐装置、
11は分岐管である。オゾン分岐装置10は、オゾン発生装
置７で発生されたオゾン処理装置６導入し、他の一部を
活性炭処理装置８から出た処理水に、例えばpH調整装置
９の前の位置で混合するためのものである。

次に動作について説明する。飼育水槽１で魚の代謝、
排泄等で汚濁した飼育水は、循環ポンプ２で濾過装置３
に移送され、ここで浮遊性固形物が除去されるとともに
生物処理により有機物、アンモニア性窒素等の溶解性の
汚濁成分が除去される。この処理水は次にオゾン処理装
置６に入り、オゾン発生装置７からオゾン分岐装置10を
介して供給されるオゾン含有気体と接触して消毒される
とともに、汚濁成分の一部も酸化処理される。なお、用
水が海水の場合、このオゾン処理の過程で酸化性生成物
が生じることは前述した通りである。オゾン供給量は飼
育密度、飼育段階、給餌量などによる汚濁負荷量と生物
処理の程度を勘案して決められる。この処理水はオゾン
処理装置６、配管などを適当な滞留時間をもって流通す
る間に消毒および浄化が進み、次に活性炭処理装置８に
入る。そこで残留している酸化性生成物のほとんどが極
めて確実かつ安定して除去されるとともに、一部の汚濁
成分も除去される。したがって、仮にオゾン注入量が過
大であっても、オゾンおよび酸化性生成物が漏洩して飼
育の障害になる危険性はない。また、酸化性生成物は臭
素イオンに戻される。ここで使われる活性炭の量は通常
の水処理で使われる量より少なくてよい。消毒剤が除去
された活性炭処理水は、最後にpH調整装置９で所定のpH
に調整された後、飼育水槽１に戻される循環が繰り返し
行われる。

さらにオゾン発生装置７からのオゾン含有気体の一部
は、オゾン分岐装置10で分岐され、分岐管11を介して、
活性炭処理直後の任意の箇所、この例では、pH調整装置
９の前の位置で循環水に混合される。第１図ではオゾン
含有気体が直接循環経路に導入されるよう表現されてい
るが、実際にはラインミキサーやエゼクター（エゼクタ
ー駆動用ポンプが必要）により気液混合される。また、
pH調整装置９に散気装置を介して導入してもよい。注入
されるオゾン量は残留する酸化性生成物の濃度がオゾン
換算で0.08mg/l程度となるようオゾン含有気体の供給を
調整する。活性炭処理水中には、活性炭で繁殖した微生
物が流出して混入するが、それを消毒するのに必要なオ
ゾン濃度は、上述したように、飼育水槽の中の用水を消
毒するのに必要なそれより低くてよい。活性炭処理水中
のオゾンまたは酸化性生成物の濃度は無視できるくらい
低いので、上記条件を満たすのに必要なオゾン注入量の
制御は簡単である。

マダイの仔魚による実験の結果、残留する酸化性生成
物のオゾン換算濃度が、0,0.04,0.08,0.16および0.32mg
/lのもとでの一定時間後の生存率は、それぞれ、100,9
3,97,60および０％であり、いかに残留毒性が強いかが
わかった。活性炭処理水は0.08mg/lあるいはそれ以下で
消毒効果が認められた。

なお、分岐するオゾン含有気体として、オゾン処理装
置６において、水中に吸収されなかった廃棄オゾン（図
示されていない）を用いてもよい。この場合、廃棄オゾ
ン濃度が計測されていることが前提になる。

この発明の第２の実施例を第２図に示す。図において
12はオゾン処理装置６を出たオゾン処理水の一部を取り
出すための分岐装置である。主な動作は第１図の実施例
と同様であるが、ここではオゾン処理水の一部が活性炭
処理装置８をバイパスして、分岐管13を介して活性炭処
理水の出口で循環水と混合される。分岐水量は、混合水
中の残留酸化性生成物の濃度が前記実施例で示した濃度
になるよう設定する。分岐水と循環水の混合は、特に手
段を限定する必要はなく、速やかに混合されるものであ
ればよい。

上記の各実施例では殺菌剤としてオゾンのみについて
説明したが、本発明はそれに限られるものではなく、他
の殺菌剤を使用しても同様の効果が得られることが容易
に推察できる。

次にこの発明の第３の実施例を第３図について説明す
る。この実施例では、第１図の実施例の構成において、
pH調整装置９から飼育水槽１に循環水を戻す系路に、洗
浄用循環ポンプ14および仕切弁15が設けられる。通常の
運転状態での動作は第１図の実施例の場合と同じである
が、循環水の汚染を防止するために、汚染度が所定の値
を越えたとき、あるいはあらかじめ定めた所定の間隔で
定期的に、仕切弁15を閉じ、同時に洗浄用循環ポンプ14
を作動させる操作が行われる。これによってオゾン処
理、活性炭処理およびpH調整装置の順で水が循環するル
ープが形成される。このとき、循環する水の流速は、通
常の動作の時よりも速くなるように設定される。また、
pH調整装置でのpH調整はこの間行われず、pH調整装置は
この循環系でバランシングタンクとして働く。この動作
中、活性炭層に付着していた微生物のなかで、離脱され
易い状態にあったものは離脱され、離脱されたものはオ
ゾン処理装置で消毒される。この離脱過程の時間は循環
水の流速に関係するので、pH調整装置の容量などを考慮
して循環水量を決め、それから離脱時間が決められる。
用水に海水が含まれる場合、流速によっては酸化性生成
物が活性炭の全域に行き渡るので、消毒効果は更に高ま
る。離脱動作は通常１日に１ないし２回で充分である。

上記循環過程（通常の循環浄化でない過程）中、オゾ
ン注入が行われているが、流速が速く、酸化性生成物が
活性炭処理装置から漏出する流速で運転した場合、この
過程終了の直前の短時間オゾン注入を停止し、経路内滞
留部にある酸化性生成物の濃度を十分低下させた後、通
常過程に入り、酸化性生成物の飼育水槽への混入を防
ぐ。

通常の浄化でない循環過程における活性炭処理装置を
流通する流れ方向が、通常の過程と同方向の場合につい
て説明したが、逆方向あるいは交互にしてもよい。活性
炭処理装置の圧力損失が高い場合有効になる。

第４図に第４の実施例を示した。同図で、16,17,18,1
9は三方弁を示す。通常の循環処理においては、循環ポ
ンプ14は停止し、飼育用水は、１→２→16→６→17→19
→８→18→１→の経路で処理される。活性炭処理装置の
殺菌を行う場合には、循環ポンプ２は停止し、循環ポン
プ14を駆動して、水の流れを14→18→８→19→16→６→
17→14→として、閉回路内を高流速で繰り返し循環する
ことによって、活性炭装置内部および活性炭装置から離
脱した生物などを消毒・殺菌するようにした構成例であ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、請求項１に記載された発明によれば、
閉鎖型飼育装置の循環浄化系において、活性炭処理の直
後の処理水に少量の消毒剤を添加できるように構成した
ことにより、残留毒性の問題が無視できる程度の低濃度
においても、十分な消毒効果が得られ、飼育水槽中のバ
クテリア濃度を低いレベルに維持できるという効果があ
る。

また請求項２に記載された発明によれば、活性炭処理
装置に処理水を導入する手段を設け、通常の浄化過程を
一時中断して活性炭層を高速流の処理水で洗浄するよう
に構成したので、活性炭層における微生物の繁殖を防止
でき、また通常の浄化動作時に活性炭層からの微生物の
離脱が抑制できるため、飼育用水中のバクテリア濃度を
低く抑えられるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例による飼育装置を示す
系統図、第２図はこの発明の第２の実施例による飼育装
置を示す系統図、第３図はこの発明の第３の実施例によ
る飼育装置を示す系統図、第４図はこの発明の第４の実
施例による飼育装置を示す系統図、第５図は従来の飼育
装置を示す系統図である。図において、１は飼育水槽、２は循環ポンプ、３は濾過
装置、４はブロワー、５は散気装置、６はオゾン処理装
置、７はオゾン発生装置、８は活性炭処理装置、９はpH
調整装置、10はオゾン分岐装置、11は分岐管、12は分岐
装置、13は分岐管、14は循環ポンプ、15は仕切弁。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木利彦兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号三菱電機株式会社制御製作所内 (72)発明者中山繁樹兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】飼育水槽、オゾン処理装置、活性炭処理装
置、およびこれらの各要素をこの順序で流通させるとと
もに、前記活性炭処理装置で処理された処理水を前記飼
育水槽に戻すための飼育用水循環装置を備えた飼育装置
において、前記活性炭処理装置で処理された処理水中
に、オゾン換算で0.08mg/もしくはそれ以下のオゾン
およびオゾンとの反応により生成した酸化性生成物を注
入させる手段を設けたことを特徴とする飼育装置。
【請求項２】飼育水槽、オゾン処理装置、活性炭処理装
置、およびこれらの各要素をこの順序で流通させるとと
もに、前記活性炭処理装置で処理された処理水を前記飼
育水槽に戻すための飼育用水循環装置を備えた飼育装置
において、前記活性炭処理装置で処理された処理水の全
量を必要に応じて前記活性炭処理装置に導入する切り替
え手段を設けたことを特徴とする飼育装置。