JP3586454B2 - 養殖用海水循環装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、魚介類を養殖するための装置に関し、詳しくは、陸上において魚介類を養殖するために用いられる養殖用海水循環装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
海水（ここで、「海水」とは、天然海水のみではなく人工海水をも含む概念である。以下、同様。）を利用した魚介類の陸上養殖に関する装置としては、従来から、微生物等を用いて海水の浄化を行う装置が知られている。この従来技術にかかる装置は、通常、魚介類を有する水槽内の海水を循環すべく構成されており、この海水を循環する過程において、微生物等を用いて海水中の排泄物・残餌の除去等が行われている。
【０００３】
この従来技術にかかる装置は、具体的には、飼育水槽内の海水を循環させる際の循環経路に、沈殿槽、泡沫分離槽、硝化槽、および脱窒槽等を設けて構成されている。そして、沈殿槽においては、海水中における魚介類の排泄物・残餌等の除去、泡沫分離装置においては、タンパク質および浮遊物の除去、硝化槽においては、微生物を用いて海水中に溶けているアンモニア等の分解除去、脱窒槽においては、海水中からの硝酸性窒素の除去が行われている。
【０００４】
以上のように、従来技術にかかる装置は、飼育水槽内の海水を魚介類の養殖を行うのに適した状態に保つべく、海水を循環させて微生物を用いた浄化処理等を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、アンモニア等の分解を行うために、微生物を用いている。このように微生物を用いる方法は、し尿処理や下水処理には有効であるが、海水中（いわゆる食塩濃度が高い場合）での処理には適していない。つまり、上記従来技術においては、海水（塩水）中にて微生物を用いた処理を行うように構成されているが、海水中における微生物のアンモニア等の分解処理能力は低いため、アンモニア等に対して高い浄化能力を期待できないという問題があった。また、処理水量の増加等に対して、即座に微生物を増殖等させるのは困難である。したがって、従来技術にかかる装置においては、処理水量の変動に容易に対応できないという問題があった。
さらに、従来技術においては、微生物等を用いているため、海水の濃度等に応じた装置の自動制御を行うことが困難であるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術にかかる問題を解決するためになされたものであって、海水中のアンモニア等を効率よく分解し、処理水量の増加に容易に対応可能であると共に、装置の自動制御を実現することができる、養殖用海水循環装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、魚介類を養殖している養殖槽内の海水を循環利用する養殖用海水循環装置であって、前記海水を循環させる循環経路中に、前記海水中のアンモニアの分解処理等を行う電解手段を備えており、前記電解手段が、一対の電極と、前記一対の電極に供給される電流の極性を切替可能な切替手段とを有し、前記電解手段には、前記電解手段内の前記海水を循環させ得る循環手段が設けられ、前記電解手段の上流側に、濾過手段が設けられ、前記電解手段にて遊離塩素を生成する電解処理を受けた海水の一部が、前記濾過手段の上流側から前記濾過手段に注入されることを特徴としている。
【０００８】
このように構成された養殖用海水循環装置であれば、従来技術のごとく海水中のアンモニアの分解処理等に微生物を用いず、前記電解手段による電気分解を行っているため、海水中にて強い酸化還元反応が起こるため、アンモニアを完全に分解することができる。また、このように強い酸化還元反応によってアンモニアを分解すれば、魚介類にとって有害な亜硝酸が生じないので、養殖に適した海水を得ることができる。さらに、前記電解手段を用いているため、海水濃度あるいは処理水量等に増減が生じたとしても、前記電解手段に供給される電流量を制御することによって、その増減に対して容易に対応可能である。また、このように前記電解手段は電流を可変するだけで、前記電解手段におけるアンモニアの分解能力を調整可能であるため、濃度センサあるいは流量計等と組み合わせて、容易に自動化を実現することができる。
【０００９】
つまり、本発明によれば、前記電解手段を用いることにより、アンモニアの分解等を効率よく行い、処理水量の増加等に容易に対応でき、装置の自動制御を実現できる養殖用海水循環装置を得ることができる。
【００１０】
さらに、このように構成された養殖用海水循環装置は、前記一対の電極の極性を切替可能な切替手段を有しているため、電解処理を行うことによっていずれかの電極に付着物が生じた場合であっても、その電極極性を切り替えることによって、かかる付着物を電極から剥離させることができる。加えて、この電極手段には前記循環手段が設けられているため、海水と共に剥離した付着物を前記電解手段内から適切に導出させて、かかる海水等を再利用することができる。
【００１１】
また、本発明にかかる養殖用海水循環装置においては、前記電解手段の上流側に、濾過手段が設けられている構成により、前記電解手段における電気分解処理において障害となる浮遊物等を前記濾過手段にて除去するので、前記電解手段によって効率よく電気分解処理を行い、アンモニアの分解等を適切に行うことができる。
【００１２】
また、本発明にかかる養殖用海水循環装置においては、前記電解手段にて遊離塩素を生成する電解処理を受けた海水の一部が、前記濾過手段の上流側から前記濾過手段に注入されている構成により、海水（いわゆる遊離塩素を含む溶液）の一部を前記濾過手段の上流側に戻しているため、この海水が、濾過手段において目詰まりの原因となっていたスライム状の有機物質破壊し、微量の沈殿物を残すだけの溶液状態とすることができる。つまり、この構成によれば、海水の一部を前記濾過手段に戻すことにより、前記濾過手段の目詰まり等を解消することができる。このことから、この構成によれば、濾過手段の能力を最大限に生かすことができ、濾過手段の再生回数を大幅に削減することが可能となると共に、濾過手段の耐久性を向上させることができる。なお、上記のように濾過手段の能力を最大限に生かすことができるため、このように海水の一部を戻す構成によれば、比較的小型の濾過手段を用いて養殖用海水循環装置を実現することが可能となる。
【００１３】
また、本発明にかかる養殖用海水循環装置においては、前記循環手段が、前記電解手段内部と前記電解手段に前記海水を供給する配管部との間を接続する循環配管部と、前記循環配管部上に設けられた循環ポンプとを用いて構成されていることが好ましい。
【００１４】
この好ましい構成によれば、前記循環手段を簡単な構成にて実現し、適切に付着物を含有した海水の循環処理を行うことができる。
【００１５】
また、本発明にかかる養殖用海水循環装置においては、前記電解手段の下流側に、気液分離器が設けられている構成が好ましい。
【００１６】
前記電解手段によって海水中のアンモニアが分解されると、その反応の結果として窒素ガスが生ずる。したがって、この好ましい構成のごとく、前記電解手段の下流側に前記気液分離器を設ければ、前記気液分離器を介して、海水中から窒素ガスを効果的に排出できるため、海水中に窒素ガスを残存させることなく、アンモニアを完全に分解除去することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる養殖用海水循環装置の概略構成図を示したものである。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態にかかる養殖用海水循環装置は、養殖槽１内の海水１ａを循環して浄化処理を行うべく構成されている。
具体的には、養殖槽１内の海水１ａを、養殖槽１から取り出した後に、種々の処理を行って再び養殖槽１に注入すべく循環させる循環経路Ｌ１中に、循環ポンプ２、濾過装置３（本発明の「濾過手段」に相当）、泡沫分離槽４、電解槽５（本発明の「電解手段」に相当）、エアレーション部６、殺菌装置７、および滞留槽８を設けて、養殖用海水循環装置が構成されている。養殖槽１内の海水１ａは、循環ポンプ２を用いて養殖槽１の外部に取り出され、この循環ポンプ２の吐出圧力によって、濾過装置３、泡沫分離槽４、電解槽５、エアレーション部６、殺菌装置７、滞留槽８の順番に各装置等に送られ、各装置等において後述する種々の処理が行われた後に、養殖槽１に再度注入される。また、電解槽５には、電解槽循環手段９が取り付けられている。
【００１９】
養殖槽１は、その内部が魚介類が健康に育つ環境を維持すべく構成されているが、コストの面等から、養殖槽１内には、できるだけ多くの魚介類を投入しなければならない場合がある。このように、養殖槽１内に多くの魚介類が投入されると、魚同士の接触は避けられず、これによって、魚の鱗の表面を覆い保護膜としての役目を成す「ぬめり物質」が剥離して、浮遊物（ＳＳ）、スライム等が養殖槽１内に生成され、養殖槽１内の汚染の要因となる。また、養殖槽１内においては、残餌や排泄物等の腐敗によって、魚介類にとっては非常に毒性の高いアンモニア（ＮＨ３）が発生し、養殖槽１内の魚介類に大きなダメージを与える場合がある。
【００２０】
本実施形態にかかる養殖用海水循環装置は、養殖槽１内の海水１ａを循環させ、その循環過程において、上記浮遊物等を除去すると共にアンモニア等を分解除去等することにより、養殖槽１内の海水を魚介類の養殖を行うのに適した状態に保持すべく構成されたものである。
以下、各構成要素について具体的に説明する。
【００２１】
循環ポンプ２は、養殖槽１内の海水１ａを吸い出して、この吸い出した海水１ａを循環ポンプ２の下流側に吐出すべく構成されたものである。本実施形態にかかる養殖用海水循環装置においては、この循環ポンプ２の駆動状態に応じて海水１ａの循環量が定められ、循環ポンプ２の吐出圧によって装置を構成する循環経路Ｌ１中を海水１ａが循環する。
【００２２】
濾過装置３（本発明の「濾過手段」に相当）は、養殖槽１から取り出された海水１ａの濾過処理を行う装置である。養殖槽１の海水１ａ中には、浮遊物、残餌、および排泄物等の腐敗によって、多くの汚泥が生成される。これらの汚泥を有したままの海水１ａに対して種々の処理を施すと、各装置等が適切な処理を行うことができない。特に、後述する電解槽５においては、このような汚泥を有したままでは、適切にアンモニア等の分解処理を行うことが困難となる。
そこで、本実施形態においては、海水１ａに対して種々の処理を行う際の第一の工程として、濾過装置３を用いた濾過処理を行っている。
【００２３】
また、本実施形態にかかる養殖用海水循環装置を構成する濾過装置３は、連続運転が行われるため、わずかな時間（２〜３分）を利用して逆洗を行って濾過装置３の再生処理を行い、耐久性を向上させるべく構成されている。しかし、この濾過装置３にて濾過されるのは、ぬめり物質等のスライム状の物質であるため、逆洗を行うだけでは、濾過装置３の濾過性能を復帰させることができない場合がある。つまり、この濾過装置３を用いた濾過の際には、海水１ａ中のスライム状の物質等が、濾過装置３を構成する濾過助剤の表面を覆い、延いては濾過助剤間の隙間に付着することとなるため、濾過作用面積を増大させるために用いられる濾過助剤（砂、珪藻土等）そのものが機能しなくなり、このような状態になったものを、逆洗のみで再生することは困難である。
【００２４】
そこで、本実施形態においては、上記問題を解決するために、電解槽５にて電解処理された海水の一部を、一部循環経路Ｌ２を用いて、濾過装置３の上流側から濾過装置３に注入すべく構成されている。
【００２５】
通常、上記スライム状の物質等は有機物質であり、しかもその表面は表面積が大きく、遊離塩素を含む溶液と接触させると簡単にスライム状態が壊れる。このようにスライム状態が壊れると、スライム状の物質は、微量の沈殿物を残すだけの溶液状態となり、濾過助剤の目詰まりには至らないこととなる。つまり、本実施形態の構成によれば、上記一部循環経路Ｌ２を介して注入された海水の一部によって、濾過装置３内のスライム状物質のスライム状態が壊され、濾過助剤に目詰まりが生じないこととなるため、濾過装置３の能力を最大限に生かすことが可能となり、濾過装置３の再生回数を大幅に削減すると共に、濾過装置３の耐久性を向上させることができる。
【００２６】
また、上述したように、濾過装置３に海水の一部（遊離塩素を含む溶液）を注入してスライム状物質が分解されて削減されることとなるため、このように一部循環経路Ｌ２を設ける構成によれば、比較的小さな濾過装置を用いて養殖用海水循環装置を実現することが可能となる。
【００２７】
次に、泡沫分離槽４は、循環処理される海水１ａの泡の除去を行うために設けられたものである。本実施形態において処理される、養殖槽１内の海水１ａ中には、上述したようにぬめり物質を有する有機物が存在しているため、海水１ａは発泡が起こりやすい。そこで、この発泡を除去すべく、この泡沫分離槽４が設けられている。
なお、上述した一部循環経路Ｌ２を有する構成によれば、この一部循環経路Ｌ２を介して戻され、濾過装置３の上流側に注入される海水によって、ぬめりが除去される。このような場合には、海水１ａの発泡が抑制されるため、必要に応じて（例えば、海水の戻し量に基づくぬめりの除去状態等に応じて）、この泡沫分離槽４を省略することも可能である。
【００２８】
次に、電解槽５について説明する。ここで図２は、本実施形態において用いられる電解槽およびその周辺要素の一例を示したものである。
本実施形態にかかる養殖用海水循環装置を構成する電解槽５は、図２に示すように、ケーシング５１を用いて本体部が構成されており、このケーシング５１は、例えばガスケット等（図示省略）を用いて、組み立ておよび分解可能に構成されている。また、ケーシング５１には、泡沫分離槽４にて処理された海水を電解槽５内部に導入するための流入口５１ａが形成されており、この流入口５１ａは循環経路Ｌ１に接続されている。さらに、ケーシング５１には、電解槽５にて処理された海水を電解槽５から流出させるための流出口５１ｂが形成されており、この流出口５１ｂは、エアレーション部６等に連通する循環経路Ｌ１に接続されている。
【００２９】
さらに、本体部（ケーシング５１）内には、一対の電極（陽極５４，メッシュ陰極５５）が設けられている。本実施形態においては、この一対の電極５４，５５に対して、制御部（図示省略）からの制御信号に応じて、適切な電流が供給される。つまり、電解槽５内にて処理される海水の流量変化等を制御部にて制御・管理して、この処理水量の変化に対応すべく、電解槽５中の電極５４，５５に電流が供給される。また、制御部には、一対の電極５４，５５に供給される電流の極性を必要に応じて切り替えるべく、電極切替機能が設けられている。つまり、制御部は、本発明の「切替手段」としても機能する。
【００３０】
ここで、例えば、陽極５４は、金属チタンの表面に白金属類のＰｔ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｒｕ等の酸化物を焼成コートしたものが使用される。また、メッシュ陰極５５は、Ｆｅ、ＳＵＳ、Ｎｉ等を用いてメッシュ状に構成されている。そして、陽極５４の電流密度は、０．１〜２００Ａ／ｄｍ２の範囲内で設定されることが好ましい。これは、前記範囲内であれば、限界電流密度まで通電可能だからである。ただし、この設定範囲は、濃度等の条件によって最適電流密度が決定されるものであって、より好ましくは、１〜５０Ａ／ｄｍ２の範囲内で設定されることである。電流密度は、あまりに高く設定すると、電極の寿命が短くガスの発生量も多くなるので、効率が悪くなる。また、あまりに低くすると、適切に分解処理を行うことができない。そこで、必要に応じて、上述した範囲内で適切な設定を行う。
【００３１】
また、本実施形態においては、電解槽５に対して、電解槽５内の海水を電解槽５外に導出後、再び電解槽５内に導入すべく、電解槽循環手段９（本発明の「循環手段」に相当）が設けられている。この電解槽循環手段９は、電解槽外循環経路９１（本発明の「循環配管部」に相当）と、電解槽外循環ポンプ９２（本発明の「循環ポンプ」に相当）とを用いて構成されている。電解槽外循環経路９１は、ケーシング５１の底部に形成された下方流出口５１ｃと、電解槽５の上流側に接続された循環経路Ｌ１とを連通させるべく設けられており、電解槽外循環ポンプ９２は、この電解槽外循環経路９１上に設けられている。
なお、この電解槽循環手段９の作用等については、後述する。
【００３２】
さて、この電解槽５内に導入された海水に対して行われる電解（電気分解）処理は、本実施形態にかかる養殖用海水循環装置にて行われる種々の処理の中でも重要な工程の一つであって、具体的には、この電解槽５内に導入された海水に電気分解を行うことによって、アンモニアの分解処理および脱色等が行われる。そして、この電解槽５においては、アンモニアを分解して窒素ガス（Ｎ２）とし、この窒素ガスを気液分離器（図示省略）およびガス排出管（図示省略）等を介して放出することによって、アンモニアを完全に分解させている。以下、アンモニア（ＮＨ３）の分解のメカニズムを具体的に説明する。
【００３３】
電解槽５内において、アンモニア（ＮＨ３）を分解する際の反応式は次式の通りである。
２ＮＨ３＋３ＮａＣｌＯ → ３Ｈ２Ｏ＋３ＮａＣｌ＋Ｎ２↑
【００３４】
上記反応式においては、次亜塩素酸ナトリウムとアンモニアとの反応で表記したが、あくまでも電解槽５内でのアンモニアの分解反応は、発生基の酸素（Ｏ）あるいは塩素（Ｃｌ２）酸化によって強力な反応が進行するものと考えられる。つまり、上記電解槽５を用いれば、強い酸化還元反応によってアンモニアを完全に分解することができる。
【００３５】
なお、従来技術にかかる、いわゆる微生物を応用した装置においては、アンモニアが簡単に完全に分解された例はなく、上述した反応とは異なる弱い酸化還元反応を起こさせる場合には、魚介類にとって非常に毒性の高い亜硝酸（ＮＯ２）が生成され、魚介類に障害を与えることとなる。因みに亜硝酸の影響は、３ｍｇ／Ｌで魚は餌を食べなくなり、１５ｍｇ／Ｌで魚は死亡してしまう。
【００３６】
アンモニアが完全に分解され窒素が放出された海水は、電解槽５における処理が終了した後、次いで、エアレーション部６に導入される。このエアレーション部６においては、海水中に空気を吹き込んで、窒素ガス等の追い出しを図ると共に、海水中の溶存酸素の増加を図る。なお、先の電解槽５において、海水中のガス抜きを十分に行うことができれば、このエアレーション部６については、小型化等を実現することが可能である。
【００３７】
次いで、殺菌装置７においては、紫外線等を用いて海水中の殺菌処理が行われる。ただし、本実施形態においては、電解槽５を用いているため、この殺菌装置７についても小型化が可能であり、場合によっては省略も可能である。
【００３８】
次いで、滞留槽８においては、海水中の残存遊離塩素を還元剤を用いて還元し、遊離塩素の除去を行う。還元剤（脱塩素剤）としては、亜硫酸ナトリウムや過酸化水素があげられる。この滞留槽８における遊離塩素の除去については、残留塩素計等を用いて、薬品注入コントロールを行うことが可能である。すなわち、この残留塩素計にて得られた測定値に基づいて、適切な還元剤を投入可能なように構成することによって、滞留槽８の遊離塩素の除去についての自動化を実現することができる。
【００３９】
そして、滞留槽８にて遊離塩素の除去が行われた海水は、再び養殖槽１内に注入される。つまり、養殖槽１内の海水１ａは、本実施形態にかかる養殖用海水循環装置を用いて、海水中の汚泥、アンモニア等の除去が行われた後に、再度養殖槽１内に戻され、魚介類の養殖のために使用される。
【００４０】
本実施形態にかかる養殖用海水循環装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
【００４１】
まず、本実施形態にかかる養殖用海水循環装置は、アンモニア等の分解を行うために電解槽５を用いているため、海水の汚染状態（例えばアンモニア濃度）あるいは海水流量等に変動があった場合であっても、電解槽５を構成する電極５４，５５に供給する電流を変更させることによって、その変動に対して容易に対応可能である。
また、電解槽５に供給する電流を可変するだけで簡単に制御を行うことが可能であるため、濃度センサ等と組み合わせて容易に自動制御を行うことができる。さらに、本実施形態にかかる電解槽５を用いた電解処理によれば、非常に酸化力が強いので、アンモニアを完全に窒素に分解することが可能となり、その窒素を放出することによって、海水中のアンモニアを完全に分解除去することができる。また、長期間の使用によって若干の硝酸が発生したとしても、酸化力が強力であるため、魚介類に悪影響を及ぼす亜硝酸が生成されることはない。
【００４２】
また、本実施形態にかかる養殖用海水循環装置においては、電解槽５にて処理された海水の一部を濾過装置３の上流側に戻し、濾過装置３に注入すべく構成されているため、先に説明したように、スライム状物質の分解を行うことが可能となり、濾過装置３の目詰まり等を防止することができる。さらに、このような構成によれば、スライム状物質が削減されることとなるため、濾過装置３の小型化を実現することができる。また、この海水の一部を循環させる際のスライム状物質の削減によって海水の発泡が抑制されるので、泡沫分離槽４の小型化、あるいは省略を図ることができる。
【００４３】
さらに、本実施形態にかかる養殖用海水循環装置においては、この装置を継続的に使用すると、図２に示すように、電解槽５内のメッシュ陰極５５表面に水酸化マグネシウム結晶Ｋが付着する場合がある。本実施形態にかかる電解槽５内では、このメッシュ陰極５５の空隙部を通液路として、電解槽５内に導入された海水をその下流側に通液させているため、メッシュ陰極５５にこのような結晶Ｋが付着すると、メッシュ陰極５５の通液路が遮断されることとなって、養殖用海水循環装置を運転（連続運転）することができなくなる。また、かかる結晶Ｋがメッシュ陰極５５に付着すると、場合によってはショートしたり、ＰＨが下がる等の問題も生ずる。
そこで、本実施形態においては、先に説明した電解槽循環手段９および制御手段（極性切替機能）を用いて、この水酸化マグネシウム結晶Ｋの削減を図っている。具体的には、各構成要素を次のように機能させて、かかる結晶Ｋのメッシュ陰極５５に対する付着を削減している。
【００４４】
まず、電極５４，５５に対する電流の供給量および極性等の制御を行っている制御手段を用いて、各電極５４，５５に供給される電極の極性を反転させる。つまり、先にも説明した通り、通常運転時においては、図２の左側の電極５４が陽極であり、右側の電極５５が陰極であるが、水酸化マグネシウム結晶Ｋの削減を行う場合には、この極性を反転させ、左側の電極５４を陰極とし、右側の電極５５を陽極とする。
このように、電極５４，５５の極性を反転させれば、電極５５の表面に付着していた結晶Ｋは、電解槽５内の海水中に剥離する。
【００４５】
次に、電解槽循環手段９を成す電解槽外循環ポンプ９２を駆動させ、電解槽５内の海水を、下方流出口５１を介して導出し、電解槽外循環経路９１およびこれに接続された循環経路Ｌ１を介して再び電解槽５内に導入する。つまり、本実施形態は、電解槽外循環ポンプ９２等を用いて、電極５５の表面から剥離させた水酸化マグネシウム結晶Ｋを海水と共に電解槽５外に導出した後に、再度電解槽５内に導入して、この海水等に対して電解処理を施すべく構成されている。
【００４６】
本実施形態にかかる養殖用海水循環装置は、以上のように、制御部を用いた電極５４，５５の極性反転と、電解槽循環手段９を用いた電解槽５内の海水（結晶Ｋを含有した海水）の循環とを実施可能に構成されているので、メッシュ電極５５に対する水酸化マグネシウム結晶Ｋの付着を適切に削減することができる。つまり、結晶Ｋを適切に剥離しつつ、剥離した結晶Ｋを含有する海水を電解槽外循環ポンプ９２を用いて循環させることによって、メッシュ電極５５の通液路を確保して、養殖用海水循環装置の連続運転を実施することができる。
【００４７】
また、電極の極性反転のタイミングおよび反転時間等は、海水の通液量、電極５４，５５の大きさ等に応じて、適宜設定可能であるが、例えば、１時間毎に１回（１０秒間）の電極極性の反転を行うことによって、付着した結晶Ｋの削減に大きな効果をあげることが確認されている。
【００４８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
例えば、図１等を用いて説明した本実施形態においては、循環ポンプ２、濾過装置３、泡沫分離槽４、電解槽５、エアレーション部６、殺菌装置７、および滞留槽８を用いて養殖用海水循環装置を構成する場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。つまり、先に説明したように、泡沫分離槽、エアレーション部、および殺菌装置は、他の要素との関係等から省略することも可能であるので、例えば、循環ポンプ、濾過装置、電解槽、および滞留槽を用いて養殖用海水循環装置を構成してもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、アンモニアの分解等に電解手段（電解槽）を用いているため、海水中のアンモニア等を効率よく分解し、処理水量の増加に容易に対応可能であると共に、装置の自動制御を実現することができる、養殖用海水循環装置を得ることができる。
また、電解手段を用いることによって、上述したように従来技術において必須であった構成要素を削除することも可能であるため、養殖用海水循環装置全体の小型化、省スペース化を実現することができる。さらに、微生物等に左右されずに処理を行うことができるので、運転管理が容易で且つ安定した運転を実現可能な養殖用海水循環装置を得ることができる。
さらに、電解手段（電解槽）に電解槽循環手段が設けられているため、電解槽を成す電極に対する付着物質（水酸化マグネシウム結晶等）を削減することが可能となって、適切に養殖用海水循環装置を連続運転することができる。
また、電解手段の上流側に濾過手段が設けられ、電解手段における電気分解処理において障害となる浮遊物等を濾過手段にて除去するようになっているため、電解手段によって効率よく電気分解処理を行い、アンモニアの分解等を適切に行うことができる。
さらに、電解手段にて電解処理を受けた海水の一部が、濾過手段の上流側から濾過手段に注入されてようになっているため、遊離塩素を含む海水が濾過手段において目詰まりの原因となっていたスライム状の有機物質破壊し、微量の沈殿物を残すだけの溶液状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる養殖用海水循環装置の概略構成図
【図２】本実施形態にかかる養殖用海水循環装置を構成する電解槽の概略図
【符号の説明】
１…養殖槽
２…循環ポンプ
３…濾過装置
４…泡沫分離槽
５…電解槽
６…エアレーション部
７…殺菌装置
８…滞留槽
９…電解槽循環手段
Ｌ１…循環経路
【発明の属する技術分野】
本発明は、魚介類を養殖するための装置に関し、詳しくは、陸上において魚介類を養殖するために用いられる養殖用海水循環装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
海水（ここで、「海水」とは、天然海水のみではなく人工海水をも含む概念である。以下、同様。）を利用した魚介類の陸上養殖に関する装置としては、従来から、微生物等を用いて海水の浄化を行う装置が知られている。この従来技術にかかる装置は、通常、魚介類を有する水槽内の海水を循環すべく構成されており、この海水を循環する過程において、微生物等を用いて海水中の排泄物・残餌の除去等が行われている。
【０００３】
この従来技術にかかる装置は、具体的には、飼育水槽内の海水を循環させる際の循環経路に、沈殿槽、泡沫分離槽、硝化槽、および脱窒槽等を設けて構成されている。そして、沈殿槽においては、海水中における魚介類の排泄物・残餌等の除去、泡沫分離装置においては、タンパク質および浮遊物の除去、硝化槽においては、微生物を用いて海水中に溶けているアンモニア等の分解除去、脱窒槽においては、海水中からの硝酸性窒素の除去が行われている。
【０００４】
以上のように、従来技術にかかる装置は、飼育水槽内の海水を魚介類の養殖を行うのに適した状態に保つべく、海水を循環させて微生物を用いた浄化処理等を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、アンモニア等の分解を行うために、微生物を用いている。このように微生物を用いる方法は、し尿処理や下水処理には有効であるが、海水中（いわゆる食塩濃度が高い場合）での処理には適していない。つまり、上記従来技術においては、海水（塩水）中にて微生物を用いた処理を行うように構成されているが、海水中における微生物のアンモニア等の分解処理能力は低いため、アンモニア等に対して高い浄化能力を期待できないという問題があった。また、処理水量の増加等に対して、即座に微生物を増殖等させるのは困難である。したがって、従来技術にかかる装置においては、処理水量の変動に容易に対応できないという問題があった。
さらに、従来技術においては、微生物等を用いているため、海水の濃度等に応じた装置の自動制御を行うことが困難であるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術にかかる問題を解決するためになされたものであって、海水中のアンモニア等を効率よく分解し、処理水量の増加に容易に対応可能であると共に、装置の自動制御を実現することができる、養殖用海水循環装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、魚介類を養殖している養殖槽内の海水を循環利用する養殖用海水循環装置であって、前記海水を循環させる循環経路中に、前記海水中のアンモニアの分解処理等を行う電解手段を備えており、前記電解手段が、一対の電極と、前記一対の電極に供給される電流の極性を切替可能な切替手段とを有し、前記電解手段には、前記電解手段内の前記海水を循環させ得る循環手段が設けられ、前記電解手段の上流側に、濾過手段が設けられ、前記電解手段にて遊離塩素を生成する電解処理を受けた海水の一部が、前記濾過手段の上流側から前記濾過手段に注入されることを特徴としている。
【０００８】
このように構成された養殖用海水循環装置であれば、従来技術のごとく海水中のアンモニアの分解処理等に微生物を用いず、前記電解手段による電気分解を行っているため、海水中にて強い酸化還元反応が起こるため、アンモニアを完全に分解することができる。また、このように強い酸化還元反応によってアンモニアを分解すれば、魚介類にとって有害な亜硝酸が生じないので、養殖に適した海水を得ることができる。さらに、前記電解手段を用いているため、海水濃度あるいは処理水量等に増減が生じたとしても、前記電解手段に供給される電流量を制御することによって、その増減に対して容易に対応可能である。また、このように前記電解手段は電流を可変するだけで、前記電解手段におけるアンモニアの分解能力を調整可能であるため、濃度センサあるいは流量計等と組み合わせて、容易に自動化を実現することができる。
【０００９】
つまり、本発明によれば、前記電解手段を用いることにより、アンモニアの分解等を効率よく行い、処理水量の増加等に容易に対応でき、装置の自動制御を実現できる養殖用海水循環装置を得ることができる。
【００１０】
さらに、このように構成された養殖用海水循環装置は、前記一対の電極の極性を切替可能な切替手段を有しているため、電解処理を行うことによっていずれかの電極に付着物が生じた場合であっても、その電極極性を切り替えることによって、かかる付着物を電極から剥離させることができる。加えて、この電極手段には前記循環手段が設けられているため、海水と共に剥離した付着物を前記電解手段内から適切に導出させて、かかる海水等を再利用することができる。
【００１１】
また、本発明にかかる養殖用海水循環装置においては、前記電解手段の上流側に、濾過手段が設けられている構成により、前記電解手段における電気分解処理において障害となる浮遊物等を前記濾過手段にて除去するので、前記電解手段によって効率よく電気分解処理を行い、アンモニアの分解等を適切に行うことができる。
【００１２】
また、本発明にかかる養殖用海水循環装置においては、前記電解手段にて遊離塩素を生成する電解処理を受けた海水の一部が、前記濾過手段の上流側から前記濾過手段に注入されている構成により、海水（いわゆる遊離塩素を含む溶液）の一部を前記濾過手段の上流側に戻しているため、この海水が、濾過手段において目詰まりの原因となっていたスライム状の有機物質破壊し、微量の沈殿物を残すだけの溶液状態とすることができる。つまり、この構成によれば、海水の一部を前記濾過手段に戻すことにより、前記濾過手段の目詰まり等を解消することができる。このことから、この構成によれば、濾過手段の能力を最大限に生かすことができ、濾過手段の再生回数を大幅に削減することが可能となると共に、濾過手段の耐久性を向上させることができる。なお、上記のように濾過手段の能力を最大限に生かすことができるため、このように海水の一部を戻す構成によれば、比較的小型の濾過手段を用いて養殖用海水循環装置を実現することが可能となる。
【００１３】
また、本発明にかかる養殖用海水循環装置においては、前記循環手段が、前記電解手段内部と前記電解手段に前記海水を供給する配管部との間を接続する循環配管部と、前記循環配管部上に設けられた循環ポンプとを用いて構成されていることが好ましい。
【００１４】
この好ましい構成によれば、前記循環手段を簡単な構成にて実現し、適切に付着物を含有した海水の循環処理を行うことができる。
【００１５】
また、本発明にかかる養殖用海水循環装置においては、前記電解手段の下流側に、気液分離器が設けられている構成が好ましい。
【００１６】
前記電解手段によって海水中のアンモニアが分解されると、その反応の結果として窒素ガスが生ずる。したがって、この好ましい構成のごとく、前記電解手段の下流側に前記気液分離器を設ければ、前記気液分離器を介して、海水中から窒素ガスを効果的に排出できるため、海水中に窒素ガスを残存させることなく、アンモニアを完全に分解除去することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる養殖用海水循環装置の概略構成図を示したものである。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態にかかる養殖用海水循環装置は、養殖槽１内の海水１ａを循環して浄化処理を行うべく構成されている。
具体的には、養殖槽１内の海水１ａを、養殖槽１から取り出した後に、種々の処理を行って再び養殖槽１に注入すべく循環させる循環経路Ｌ１中に、循環ポンプ２、濾過装置３（本発明の「濾過手段」に相当）、泡沫分離槽４、電解槽５（本発明の「電解手段」に相当）、エアレーション部６、殺菌装置７、および滞留槽８を設けて、養殖用海水循環装置が構成されている。養殖槽１内の海水１ａは、循環ポンプ２を用いて養殖槽１の外部に取り出され、この循環ポンプ２の吐出圧力によって、濾過装置３、泡沫分離槽４、電解槽５、エアレーション部６、殺菌装置７、滞留槽８の順番に各装置等に送られ、各装置等において後述する種々の処理が行われた後に、養殖槽１に再度注入される。また、電解槽５には、電解槽循環手段９が取り付けられている。
【００１９】
養殖槽１は、その内部が魚介類が健康に育つ環境を維持すべく構成されているが、コストの面等から、養殖槽１内には、できるだけ多くの魚介類を投入しなければならない場合がある。このように、養殖槽１内に多くの魚介類が投入されると、魚同士の接触は避けられず、これによって、魚の鱗の表面を覆い保護膜としての役目を成す「ぬめり物質」が剥離して、浮遊物（ＳＳ）、スライム等が養殖槽１内に生成され、養殖槽１内の汚染の要因となる。また、養殖槽１内においては、残餌や排泄物等の腐敗によって、魚介類にとっては非常に毒性の高いアンモニア（ＮＨ３）が発生し、養殖槽１内の魚介類に大きなダメージを与える場合がある。
【００２０】
本実施形態にかかる養殖用海水循環装置は、養殖槽１内の海水１ａを循環させ、その循環過程において、上記浮遊物等を除去すると共にアンモニア等を分解除去等することにより、養殖槽１内の海水を魚介類の養殖を行うのに適した状態に保持すべく構成されたものである。
以下、各構成要素について具体的に説明する。
【００２１】
循環ポンプ２は、養殖槽１内の海水１ａを吸い出して、この吸い出した海水１ａを循環ポンプ２の下流側に吐出すべく構成されたものである。本実施形態にかかる養殖用海水循環装置においては、この循環ポンプ２の駆動状態に応じて海水１ａの循環量が定められ、循環ポンプ２の吐出圧によって装置を構成する循環経路Ｌ１中を海水１ａが循環する。
【００２２】
濾過装置３（本発明の「濾過手段」に相当）は、養殖槽１から取り出された海水１ａの濾過処理を行う装置である。養殖槽１の海水１ａ中には、浮遊物、残餌、および排泄物等の腐敗によって、多くの汚泥が生成される。これらの汚泥を有したままの海水１ａに対して種々の処理を施すと、各装置等が適切な処理を行うことができない。特に、後述する電解槽５においては、このような汚泥を有したままでは、適切にアンモニア等の分解処理を行うことが困難となる。
そこで、本実施形態においては、海水１ａに対して種々の処理を行う際の第一の工程として、濾過装置３を用いた濾過処理を行っている。
【００２３】
また、本実施形態にかかる養殖用海水循環装置を構成する濾過装置３は、連続運転が行われるため、わずかな時間（２〜３分）を利用して逆洗を行って濾過装置３の再生処理を行い、耐久性を向上させるべく構成されている。しかし、この濾過装置３にて濾過されるのは、ぬめり物質等のスライム状の物質であるため、逆洗を行うだけでは、濾過装置３の濾過性能を復帰させることができない場合がある。つまり、この濾過装置３を用いた濾過の際には、海水１ａ中のスライム状の物質等が、濾過装置３を構成する濾過助剤の表面を覆い、延いては濾過助剤間の隙間に付着することとなるため、濾過作用面積を増大させるために用いられる濾過助剤（砂、珪藻土等）そのものが機能しなくなり、このような状態になったものを、逆洗のみで再生することは困難である。
【００２４】
そこで、本実施形態においては、上記問題を解決するために、電解槽５にて電解処理された海水の一部を、一部循環経路Ｌ２を用いて、濾過装置３の上流側から濾過装置３に注入すべく構成されている。
【００２５】
通常、上記スライム状の物質等は有機物質であり、しかもその表面は表面積が大きく、遊離塩素を含む溶液と接触させると簡単にスライム状態が壊れる。このようにスライム状態が壊れると、スライム状の物質は、微量の沈殿物を残すだけの溶液状態となり、濾過助剤の目詰まりには至らないこととなる。つまり、本実施形態の構成によれば、上記一部循環経路Ｌ２を介して注入された海水の一部によって、濾過装置３内のスライム状物質のスライム状態が壊され、濾過助剤に目詰まりが生じないこととなるため、濾過装置３の能力を最大限に生かすことが可能となり、濾過装置３の再生回数を大幅に削減すると共に、濾過装置３の耐久性を向上させることができる。
【００２６】
また、上述したように、濾過装置３に海水の一部（遊離塩素を含む溶液）を注入してスライム状物質が分解されて削減されることとなるため、このように一部循環経路Ｌ２を設ける構成によれば、比較的小さな濾過装置を用いて養殖用海水循環装置を実現することが可能となる。
【００２７】
次に、泡沫分離槽４は、循環処理される海水１ａの泡の除去を行うために設けられたものである。本実施形態において処理される、養殖槽１内の海水１ａ中には、上述したようにぬめり物質を有する有機物が存在しているため、海水１ａは発泡が起こりやすい。そこで、この発泡を除去すべく、この泡沫分離槽４が設けられている。
なお、上述した一部循環経路Ｌ２を有する構成によれば、この一部循環経路Ｌ２を介して戻され、濾過装置３の上流側に注入される海水によって、ぬめりが除去される。このような場合には、海水１ａの発泡が抑制されるため、必要に応じて（例えば、海水の戻し量に基づくぬめりの除去状態等に応じて）、この泡沫分離槽４を省略することも可能である。
【００２８】
次に、電解槽５について説明する。ここで図２は、本実施形態において用いられる電解槽およびその周辺要素の一例を示したものである。
本実施形態にかかる養殖用海水循環装置を構成する電解槽５は、図２に示すように、ケーシング５１を用いて本体部が構成されており、このケーシング５１は、例えばガスケット等（図示省略）を用いて、組み立ておよび分解可能に構成されている。また、ケーシング５１には、泡沫分離槽４にて処理された海水を電解槽５内部に導入するための流入口５１ａが形成されており、この流入口５１ａは循環経路Ｌ１に接続されている。さらに、ケーシング５１には、電解槽５にて処理された海水を電解槽５から流出させるための流出口５１ｂが形成されており、この流出口５１ｂは、エアレーション部６等に連通する循環経路Ｌ１に接続されている。
【００２９】
さらに、本体部（ケーシング５１）内には、一対の電極（陽極５４，メッシュ陰極５５）が設けられている。本実施形態においては、この一対の電極５４，５５に対して、制御部（図示省略）からの制御信号に応じて、適切な電流が供給される。つまり、電解槽５内にて処理される海水の流量変化等を制御部にて制御・管理して、この処理水量の変化に対応すべく、電解槽５中の電極５４，５５に電流が供給される。また、制御部には、一対の電極５４，５５に供給される電流の極性を必要に応じて切り替えるべく、電極切替機能が設けられている。つまり、制御部は、本発明の「切替手段」としても機能する。
【００３０】
ここで、例えば、陽極５４は、金属チタンの表面に白金属類のＰｔ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｒｕ等の酸化物を焼成コートしたものが使用される。また、メッシュ陰極５５は、Ｆｅ、ＳＵＳ、Ｎｉ等を用いてメッシュ状に構成されている。そして、陽極５４の電流密度は、０．１〜２００Ａ／ｄｍ２の範囲内で設定されることが好ましい。これは、前記範囲内であれば、限界電流密度まで通電可能だからである。ただし、この設定範囲は、濃度等の条件によって最適電流密度が決定されるものであって、より好ましくは、１〜５０Ａ／ｄｍ２の範囲内で設定されることである。電流密度は、あまりに高く設定すると、電極の寿命が短くガスの発生量も多くなるので、効率が悪くなる。また、あまりに低くすると、適切に分解処理を行うことができない。そこで、必要に応じて、上述した範囲内で適切な設定を行う。
【００３１】
また、本実施形態においては、電解槽５に対して、電解槽５内の海水を電解槽５外に導出後、再び電解槽５内に導入すべく、電解槽循環手段９（本発明の「循環手段」に相当）が設けられている。この電解槽循環手段９は、電解槽外循環経路９１（本発明の「循環配管部」に相当）と、電解槽外循環ポンプ９２（本発明の「循環ポンプ」に相当）とを用いて構成されている。電解槽外循環経路９１は、ケーシング５１の底部に形成された下方流出口５１ｃと、電解槽５の上流側に接続された循環経路Ｌ１とを連通させるべく設けられており、電解槽外循環ポンプ９２は、この電解槽外循環経路９１上に設けられている。
なお、この電解槽循環手段９の作用等については、後述する。
【００３２】
さて、この電解槽５内に導入された海水に対して行われる電解（電気分解）処理は、本実施形態にかかる養殖用海水循環装置にて行われる種々の処理の中でも重要な工程の一つであって、具体的には、この電解槽５内に導入された海水に電気分解を行うことによって、アンモニアの分解処理および脱色等が行われる。そして、この電解槽５においては、アンモニアを分解して窒素ガス（Ｎ２）とし、この窒素ガスを気液分離器（図示省略）およびガス排出管（図示省略）等を介して放出することによって、アンモニアを完全に分解させている。以下、アンモニア（ＮＨ３）の分解のメカニズムを具体的に説明する。
【００３３】
電解槽５内において、アンモニア（ＮＨ３）を分解する際の反応式は次式の通りである。
２ＮＨ３＋３ＮａＣｌＯ → ３Ｈ２Ｏ＋３ＮａＣｌ＋Ｎ２↑
【００３４】
上記反応式においては、次亜塩素酸ナトリウムとアンモニアとの反応で表記したが、あくまでも電解槽５内でのアンモニアの分解反応は、発生基の酸素（Ｏ）あるいは塩素（Ｃｌ２）酸化によって強力な反応が進行するものと考えられる。つまり、上記電解槽５を用いれば、強い酸化還元反応によってアンモニアを完全に分解することができる。
【００３５】
なお、従来技術にかかる、いわゆる微生物を応用した装置においては、アンモニアが簡単に完全に分解された例はなく、上述した反応とは異なる弱い酸化還元反応を起こさせる場合には、魚介類にとって非常に毒性の高い亜硝酸（ＮＯ２）が生成され、魚介類に障害を与えることとなる。因みに亜硝酸の影響は、３ｍｇ／Ｌで魚は餌を食べなくなり、１５ｍｇ／Ｌで魚は死亡してしまう。
【００３６】
アンモニアが完全に分解され窒素が放出された海水は、電解槽５における処理が終了した後、次いで、エアレーション部６に導入される。このエアレーション部６においては、海水中に空気を吹き込んで、窒素ガス等の追い出しを図ると共に、海水中の溶存酸素の増加を図る。なお、先の電解槽５において、海水中のガス抜きを十分に行うことができれば、このエアレーション部６については、小型化等を実現することが可能である。
【００３７】
次いで、殺菌装置７においては、紫外線等を用いて海水中の殺菌処理が行われる。ただし、本実施形態においては、電解槽５を用いているため、この殺菌装置７についても小型化が可能であり、場合によっては省略も可能である。
【００３８】
次いで、滞留槽８においては、海水中の残存遊離塩素を還元剤を用いて還元し、遊離塩素の除去を行う。還元剤（脱塩素剤）としては、亜硫酸ナトリウムや過酸化水素があげられる。この滞留槽８における遊離塩素の除去については、残留塩素計等を用いて、薬品注入コントロールを行うことが可能である。すなわち、この残留塩素計にて得られた測定値に基づいて、適切な還元剤を投入可能なように構成することによって、滞留槽８の遊離塩素の除去についての自動化を実現することができる。
【００３９】
そして、滞留槽８にて遊離塩素の除去が行われた海水は、再び養殖槽１内に注入される。つまり、養殖槽１内の海水１ａは、本実施形態にかかる養殖用海水循環装置を用いて、海水中の汚泥、アンモニア等の除去が行われた後に、再度養殖槽１内に戻され、魚介類の養殖のために使用される。
【００４０】
本実施形態にかかる養殖用海水循環装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
【００４１】
まず、本実施形態にかかる養殖用海水循環装置は、アンモニア等の分解を行うために電解槽５を用いているため、海水の汚染状態（例えばアンモニア濃度）あるいは海水流量等に変動があった場合であっても、電解槽５を構成する電極５４，５５に供給する電流を変更させることによって、その変動に対して容易に対応可能である。
また、電解槽５に供給する電流を可変するだけで簡単に制御を行うことが可能であるため、濃度センサ等と組み合わせて容易に自動制御を行うことができる。さらに、本実施形態にかかる電解槽５を用いた電解処理によれば、非常に酸化力が強いので、アンモニアを完全に窒素に分解することが可能となり、その窒素を放出することによって、海水中のアンモニアを完全に分解除去することができる。また、長期間の使用によって若干の硝酸が発生したとしても、酸化力が強力であるため、魚介類に悪影響を及ぼす亜硝酸が生成されることはない。
【００４２】
また、本実施形態にかかる養殖用海水循環装置においては、電解槽５にて処理された海水の一部を濾過装置３の上流側に戻し、濾過装置３に注入すべく構成されているため、先に説明したように、スライム状物質の分解を行うことが可能となり、濾過装置３の目詰まり等を防止することができる。さらに、このような構成によれば、スライム状物質が削減されることとなるため、濾過装置３の小型化を実現することができる。また、この海水の一部を循環させる際のスライム状物質の削減によって海水の発泡が抑制されるので、泡沫分離槽４の小型化、あるいは省略を図ることができる。
【００４３】
さらに、本実施形態にかかる養殖用海水循環装置においては、この装置を継続的に使用すると、図２に示すように、電解槽５内のメッシュ陰極５５表面に水酸化マグネシウム結晶Ｋが付着する場合がある。本実施形態にかかる電解槽５内では、このメッシュ陰極５５の空隙部を通液路として、電解槽５内に導入された海水をその下流側に通液させているため、メッシュ陰極５５にこのような結晶Ｋが付着すると、メッシュ陰極５５の通液路が遮断されることとなって、養殖用海水循環装置を運転（連続運転）することができなくなる。また、かかる結晶Ｋがメッシュ陰極５５に付着すると、場合によってはショートしたり、ＰＨが下がる等の問題も生ずる。
そこで、本実施形態においては、先に説明した電解槽循環手段９および制御手段（極性切替機能）を用いて、この水酸化マグネシウム結晶Ｋの削減を図っている。具体的には、各構成要素を次のように機能させて、かかる結晶Ｋのメッシュ陰極５５に対する付着を削減している。
【００４４】
まず、電極５４，５５に対する電流の供給量および極性等の制御を行っている制御手段を用いて、各電極５４，５５に供給される電極の極性を反転させる。つまり、先にも説明した通り、通常運転時においては、図２の左側の電極５４が陽極であり、右側の電極５５が陰極であるが、水酸化マグネシウム結晶Ｋの削減を行う場合には、この極性を反転させ、左側の電極５４を陰極とし、右側の電極５５を陽極とする。
このように、電極５４，５５の極性を反転させれば、電極５５の表面に付着していた結晶Ｋは、電解槽５内の海水中に剥離する。
【００４５】
次に、電解槽循環手段９を成す電解槽外循環ポンプ９２を駆動させ、電解槽５内の海水を、下方流出口５１を介して導出し、電解槽外循環経路９１およびこれに接続された循環経路Ｌ１を介して再び電解槽５内に導入する。つまり、本実施形態は、電解槽外循環ポンプ９２等を用いて、電極５５の表面から剥離させた水酸化マグネシウム結晶Ｋを海水と共に電解槽５外に導出した後に、再度電解槽５内に導入して、この海水等に対して電解処理を施すべく構成されている。
【００４６】
本実施形態にかかる養殖用海水循環装置は、以上のように、制御部を用いた電極５４，５５の極性反転と、電解槽循環手段９を用いた電解槽５内の海水（結晶Ｋを含有した海水）の循環とを実施可能に構成されているので、メッシュ電極５５に対する水酸化マグネシウム結晶Ｋの付着を適切に削減することができる。つまり、結晶Ｋを適切に剥離しつつ、剥離した結晶Ｋを含有する海水を電解槽外循環ポンプ９２を用いて循環させることによって、メッシュ電極５５の通液路を確保して、養殖用海水循環装置の連続運転を実施することができる。
【００４７】
また、電極の極性反転のタイミングおよび反転時間等は、海水の通液量、電極５４，５５の大きさ等に応じて、適宜設定可能であるが、例えば、１時間毎に１回（１０秒間）の電極極性の反転を行うことによって、付着した結晶Ｋの削減に大きな効果をあげることが確認されている。
【００４８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
例えば、図１等を用いて説明した本実施形態においては、循環ポンプ２、濾過装置３、泡沫分離槽４、電解槽５、エアレーション部６、殺菌装置７、および滞留槽８を用いて養殖用海水循環装置を構成する場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。つまり、先に説明したように、泡沫分離槽、エアレーション部、および殺菌装置は、他の要素との関係等から省略することも可能であるので、例えば、循環ポンプ、濾過装置、電解槽、および滞留槽を用いて養殖用海水循環装置を構成してもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、アンモニアの分解等に電解手段（電解槽）を用いているため、海水中のアンモニア等を効率よく分解し、処理水量の増加に容易に対応可能であると共に、装置の自動制御を実現することができる、養殖用海水循環装置を得ることができる。
また、電解手段を用いることによって、上述したように従来技術において必須であった構成要素を削除することも可能であるため、養殖用海水循環装置全体の小型化、省スペース化を実現することができる。さらに、微生物等に左右されずに処理を行うことができるので、運転管理が容易で且つ安定した運転を実現可能な養殖用海水循環装置を得ることができる。
さらに、電解手段（電解槽）に電解槽循環手段が設けられているため、電解槽を成す電極に対する付着物質（水酸化マグネシウム結晶等）を削減することが可能となって、適切に養殖用海水循環装置を連続運転することができる。
また、電解手段の上流側に濾過手段が設けられ、電解手段における電気分解処理において障害となる浮遊物等を濾過手段にて除去するようになっているため、電解手段によって効率よく電気分解処理を行い、アンモニアの分解等を適切に行うことができる。
さらに、電解手段にて電解処理を受けた海水の一部が、濾過手段の上流側から濾過手段に注入されてようになっているため、遊離塩素を含む海水が濾過手段において目詰まりの原因となっていたスライム状の有機物質破壊し、微量の沈殿物を残すだけの溶液状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる養殖用海水循環装置の概略構成図
【図２】本実施形態にかかる養殖用海水循環装置を構成する電解槽の概略図
【符号の説明】
１…養殖槽
２…循環ポンプ
３…濾過装置
４…泡沫分離槽
５…電解槽
６…エアレーション部
７…殺菌装置
８…滞留槽
９…電解槽循環手段
Ｌ１…循環経路
Claims (3)
- 魚介類を養殖している養殖槽内の海水を循環利用する養殖用海水循環装置であって、
前記海水を循環させる循環経路中に、前記海水中のアンモニアの分解処理等を行う電解手段を備えており、
前記電解手段が、一対の電極と、前記一対の電極に供給される電流の極性を切替可能な切替手段とを有し、
前記電解手段には、前記電解手段内の前記海水を循環させ得る循環手段が設けられ、
前記電解手段の上流側に、濾過手段が設けられ、
前記電解手段にて遊離塩素を生成する電解処理を受けた海水の一部が、前記濾過手段の上流側から前記濾過手段に注入される
ことを特徴とする養殖用海水循環装置。 - 前記循環手段が、前記電解手段内部と前記電解手段に前記海水を供給する配管部との間を接続する循環配管部と、前記循環配管部上に設けられた循環ポンプとを用いて構成されている
請求項１に記載の養殖用海水循環装置。 - 前記電解手段の下流側に、気液分離器が設けられている請求項１または２に記載の養殖用海水循環装置。
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