(57)【要約】【課題】微生物の浄化作用を効率的に活用し、長期にわたって魚介類の飼育に適した環境を維持可能な養殖装置を提供すること。【解決手段】魚介類が飼育される飼育水層１６と、水を浄化する微生物が生息する微生物浄化層１８と、下段水層２０とを上から順次有する養殖槽１２を備えており、養殖槽１２は、飼育水層１６にエアーを供給して飼育水層１６の溶存酸素を保持する飼育水層用溶存酸素保持手段４０，４６，６６と、下段水層２０にエアーを供給して下段水層２０の溶存酸素を保持する下段水層用溶存酸素保持手段４０，４８と、下段水層２０の水を飼育水層１６に循環させる水循環手段３０，３２とを備えている養殖装置１０である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
魚介類が飼育される飼育水層と、水を浄化する微生物が生息する微生物浄化層と、下段水層とを上から順次有する養殖槽を備えた養殖装置であって、
前記養殖槽は、
前記飼育水層にエアーを供給して該飼育水層の溶存酸素を保持する飼育水層用溶存酸素保持手段と、
前記下段水層にエアーを供給して該下段水層の溶存酸素を保持する下段水層用溶存酸素保持手段と、
前記下段水層の水を飼育水層に循環させる水循環手段と、
を備えていることを特徴とする養殖装置。
【請求項２】
下段水層用溶存酸素保持手段が、下段水層に配置され、該下段水層に直接エアーを供給する下段水層用エアー供給手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の養殖装置。
【請求項３】
水循環手段が、
下段水層に一端が配置されると共に飼育水層又はその上方に他端が配置された水循環配管、及び該水循環配管にエアーを導入し揚水する循環用エアー供給手段を具備するエアーリフト式循環手段と、
下段水層に一端が配置されると共に飼育水層又はその上方に他端が配置された水循環配管、及び下段水層の水を吸引し水循環配管を介して飼育水層に揚水する循環用ポンプを具備するポンプ式循環手段とを備え、
下段水層用溶存酸素保持手段が、
前記エアーリフト式循環手段の循環用エアー供給手段と、
該循環用エアー供給手段のエアーを下段水層へ吸引する前記ポンプ式循環手段の循環用ポンプとを具備して構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の養殖装置。
【請求項４】
水循環手段が、
下段水層に一端が配置されると共に飼育水層又はその上方に他端が配置された水循環配管、及び下段水層の水を吸引し水循環配管を介して飼育水層に揚水する循環用ポンプを具備するポンプ式循環手段を備え、
下段水層用溶存酸素保持手段が、
微生物浄化層を貫通して下段水層及び飼育水層を連通する通水路と、
該通水路を介して飼育水層の水を下段水層へ吸引する前記ポンプ式循環手段の循環用ポンプとを具備して構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の養殖装置。
【請求項５】
ポンプ式循環手段が、養殖槽の中央部に配置されると共に、エアーリフト式循環手段が、養殖槽の周囲に配置されていることを特徴とする請求項３又は４記載の養殖装置。
【請求項６】
ポンプ式循環手段の水循環配管が、他端側にエアー導入部を具備することを特徴とする請求項３〜５のいずれか記載の養殖装置。
【請求項７】
微生物浄化層の下部又は下方に微生物浄化層用エアー供給手段を具備することを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の養殖装置。
【請求項８】
さらに、養殖槽から移送される一部の水を濾過する濾過槽と、該濾過槽で濾過した水を養殖槽に返送する水返送手段とを備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の養殖装置。
【請求項９】
水返送手段が、濾過槽に一端が配置されると共に、養殖槽に他端が配置された水返送配管と、該水返送配管を介して濾過槽の水を養殖槽へ返送する返送用ポンプとを具備することを特徴とする請求項８記載の養殖装置。
【請求項１０】
水返送配管が、他端側にエアー導入部を具備することを特徴とする請求項９記載の養殖装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚介類の陸上養殖を行うための養殖装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
世界の魚介類の需要が増大する中で、水産資源管理による制約等により、世界の海面漁業生産量の増加は見込めず、今後の魚介類の需要拡大に対しては、養殖が重要な役割を果たすと考えられる。養殖には、海面養殖と陸上養殖があるが、海面養殖は、養殖適地の制約等からその拡大には限界があり、また、自然界の影響により安定した養殖が難しいことから、陸上養殖に対する期待が高まっている。
【０００３】
この陸上養殖は、陸上に人工的に創設した環境下で養殖を行うもので、養殖水として海水等を継続的に引き込みながら循環・排水させるかけ流し式と、養殖水を濾過システムを用いて浄化しながら閉鎖系で循環利用する閉鎖循環式とがある。
【０００４】
従来、閉鎖循環式の養殖装置としては、例えば、魚介類及び養殖水が収容される養殖水槽と、中空状をなし略垂直向きに養殖水槽内に配置される中空管と、当該中空管内下端側に配置され、空気を吹出す気泡ポンプとよりなり、気泡ポンプから吹出された気泡により養殖水を曝気処理するとともに、前記気泡が中空管内の養殖水と混入されることにより当該養殖水を中空管内で上昇させて上部の吐出口から吐出させるエアレーション装置と、養殖水槽内で生じた養殖水中に含まれる魚介類の糞尿等を分解する生物分解層と、前記養殖水槽内で養殖水が一方向へ循環流動する循環流を形成する循環流形成手段とを備え、前記循環流形成手段により形成された循環流の流動方向に対して交差する方向へ流動する旋回流を形成する位置に前記エアレーション装置を設置して、前記循環流及び旋回流により養殖水槽内の養殖水全体を攪拌する魚介類養殖装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３２０４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の養殖装置は、エアーが溶け込んだ水が全体に行きわたるとされているが、生物分解層（微生物浄化層）の上方の水層にのみエアーが供給される構成となっており、微生物浄化層の浄化作用が十分でないと考えられる。実際、この特許文献１の養殖装置は、実用化に至っていない。
【０００７】
本発明の課題は、微生物の浄化作用を効率的に活用し、長期にわたって魚介類の飼育に適した環境を維持可能な養殖装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、閉鎖循環式養殖装置における水の浄化効果を向上すべく長年研究する中で、まず、微生物浄化層の下側にも水の層（下段水層）を設け、微生物浄化層による水の浄化作用をより効果的に発揮させることに着目した。しかし、微生物浄化層の下側に単に水の層を設けただけではその浄化作用の向上はあまりみられなかった。  
【０００９】
そこで、本発明者らはさらに鋭意研究したところ、微生物浄化層の下側の水の層に十分にエアー（酸素）を行きわたる構成とすることにより、微生物浄化層の浄化効率が劇的に向上することを見いだした。この浄化効率の劇的な向上は、従来、微生物浄化層の上部だけにしか微生物が生息できず、微生物浄化層の上部だけで浄化を行っていたものが、微生物浄化層の下部にも微生物の生息が可能となり、微生物浄化層の上部及び下部の広範囲にわたって効率的に浄化が行われるようになったことによるものと考えられる。
【００１０】
すなわち、本発明は、以下の通りのものである。
［１］  魚介類が飼育される飼育水層と、水を浄化する微生物が生息する微生物浄化層と、下段水層とを上から順次有する養殖槽を備えた養殖装置であって、
前記養殖槽は、
前記飼育水層にエアーを供給して該飼育水層の溶存酸素を保持する飼育水層用溶存酸素保持手段と、
前記下段水層にエアーを供給して該下段水層の溶存酸素を保持する下段水層用溶存酸素保持手段と、
前記下段水層の水を飼育水層に循環させる水循環手段と、
を備えていることを特徴とする養殖装置。
［２］  下段水層用溶存酸素保持手段が、下段水層に配置され、該下段水層に直接エアーを供給する下段水層用エアー供給手段を具備することを特徴とする上記［１］に記載の養殖装置。
［３］  水循環手段が、
下段水層に一端が配置されると共に飼育水層又はその上方に他端が配置された水循環配管、及び該水循環配管にエアーを導入し揚水する循環用エアー供給手段を具備するエアーリフト式循環手段と、
下段水層に一端が配置されると共に飼育水層又はその上方に他端が配置された水循環配管、及び下段水層の水を吸引し水循環配管を介して飼育水層に揚水する循環用ポンプを具備するポンプ式循環手段とを備え、
下段水層用溶存酸素保持手段が、
前記エアーリフト式循環手段の循環用エアー供給手段と、
該循環用エアー供給手段のエアーを下段水層へ吸引する前記ポンプ式循環手段の循環用ポンプとを具備して構成されることを特徴とする上記［１］又は［２］記載の養殖装置。
［４］  水循環手段が、
下段水層に一端が配置されると共に飼育水層又はその上方に他端が配置された水循環配管、及び下段水層の水を吸引し水循環配管を介して飼育水層に揚水する循環用ポンプを具備するポンプ式循環手段を備え、
下段水層用溶存酸素保持手段が、
微生物浄化層を貫通して下段水層及び飼育水層を連通する通水路と、
該通水路を介して飼育水層の水を下段水層へ吸引する前記ポンプ式循環手段の循環用ポンプとを具備して構成されることを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれか記載の養殖装置。
【００１１】
［５］  ポンプ式循環手段が、養殖槽の中央部に配置されると共に、エアーリフト式循環手段が、養殖槽の周囲に配置されていることを特徴とする上記［３］又は［４］記載の養殖装置。
［６］  ポンプ式循環手段の水循環配管が、他端側にエアー導入部を具備することを特徴とする上記［３］〜［５］のいずれか記載の養殖装置。
［７］  微生物浄化層の下部又は下方に微生物浄化層用エアー供給手段を具備することを特徴とする上記［１］〜［６］のいずれか記載の養殖装置。
［８］  さらに、養殖槽から移送される一部の水を濾過する濾過槽と、該濾過槽で濾過した水を養殖槽に返送する水返送手段とを備えていることを特徴とする上記［１］〜［７］のいずれか記載の養殖装置。
［９］  水返送手段が、濾過槽に一端が配置されると共に、養殖槽に他端が配置された水返送配管と、該水返送配管を介して濾過槽の水を養殖槽へ返送する返送用ポンプとを具備することを特徴とする上記［８］記載の養殖装置。
［１０］  水返送配管が、他端側にエアー導入部を具備することを特徴とする上記［９］記載の養殖装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の養殖装置によれば、微生物の浄化作用を効率的に活用し、長期にわたって魚介類の飼育に適した環境を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る養殖装置の概略側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る養殖装置の概略平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る養殖装置の微生物浄化層の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る養殖装置のエアーリフト式循環手段の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る養殖装置の水循環手段を利用した下段水層用溶存酸素保持手段の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る養殖装置の水返送手段の水返送配管の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の養殖装置は、魚介類が飼育される飼育水層と、水を浄化する微生物が生息する微生物浄化層と、下段水層とを上から順次有する養殖槽を備えており、養殖槽は、飼育水層にエアーを供給して飼育水層の溶存酸素を保持する飼育水層用溶存酸素保持手段と、下段水層にエアーを供給して下段水層の溶存酸素を保持する下段水層用溶存酸素保持手段と、下段水層の水を飼育水層に循環させる水循環手段とを備えている。
【００１５】
本発明の養殖装置は、下段水層用溶存酸素保持手段により下段水層にエアーを供給して、下段水層の溶存酸素を、所定量以上（微生物浄化層の少なくとも下部において微生物が生息可能な量以上）に保持することから、微生物浄化層の上部のみならず下部においても微生物が生息可能となり、微生物浄化層の機能を最大限活用して水の浄化を効果的に行うことができる。また、下段水層の水を飼育水層に循環させ、これに伴って酸素が豊富な飼育水層の水が下段水層に循環されることから、これによっても微生物浄化層の下部に酸素が十分に供給され、微生物浄化層の上部及び下部を含む広範囲にわたって微生物の生息が可能となり、微生物浄化層の機能を最大限に活用することができる。
【００１６】
本発明の養殖装置は、養殖槽を備えている。養殖槽は、上記のように飼育水層、微生物浄化層及び下段水層を有しているが、各層の間に各種機能層が設けられていてもよい。また、下段水層の下にさらに微生物浄化層が設けられていてもよく、微生物浄化層及び下段水層が繰り返し設けられていてもよい。
【００１７】
養殖槽には、養殖のための水（以下、養殖水ということがある）及び養殖対象の魚介類（以下、養殖魚ということがある）が収容されるが、その形状や大きさは、養殖魚の種類や量によって適宜設定することができる。例えば、縦１〜１５ｍ程度、横１〜１５ｍ程度、高さ１〜５ｍ程度の大きさの養殖槽を例示することができる。
【００１８】
本発明の養殖装置において用いられる養殖水としては、養殖魚を飼育（養殖）できるものであれば特に制限されるものではなく、養殖魚の種類に応じて、例えば、淡水、海水、人工海水等を用いることができる。海水や人工海水を用いる場合、塩分濃度は２．３〜３．０％に調整することが好ましく、２．５〜２．８％に調整することがより好ましい。
【００１９】
本発明の養殖対象となる魚介類としては、淡水魚介類、海水魚介類のいずれであってもよい。具体的に、クエ、マハタ、シマアジ、ヒラメ、ヒラマサ、カレイ、カワハギ、クルマエビ、アワビ等を例示することができる。
【００２０】
養殖槽における飼育水層は、微生物浄化層の上方の通常は最上段に位置する層であり、この飼育水層において、魚介類が飼育（養殖）される。
【００２１】
この飼育水層には、飼育水層用溶存酸素保持手段により、エアーが供給され、飼育水層の溶存酸素が所定濃度以上（例えば、７．５ｐｐｍ以上）に保持される。飼育水層用溶存酸素保持手段としては、飼育水層に酸素（空気）を導入できるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、飼育水層に配置されたエアーストーン、エアー供給パイプ等の飼育水層に直接エアーを供給する飼育水層用エアー供給手段を挙げることができる。なお、飼育水層に配置されたエアー供給手段とは、エアー発生部が飼育水層に配置されているものを意味する（以下、エアー供給手段については同様）。また、飼育水層用溶存酸素保持手段は、水循環手段や水返送手段を利用した手段であってもよい。水循環手段や水返送手段を利用した手段については、後述する。
【００２２】
微生物浄化層は、飼育水層と下段水層との間に位置する層である。微生物浄化層の厚さは、用途によって適宜設定することができ、例えば、１００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度であり、２００〜４００ｍｍ程度が好ましい。なお、この微生物浄化層は、通常、脚付ボード等の支持台上に設けられる。
【００２３】
微生物浄化層は、水を浄化する微生物が生息できる濾材を備えるものであり、濾材としては、例えば、サンゴ、貝殻、木炭、ゼオライト、石英、セラミックボール、麦飯石等を挙げることができる。これらの濾材は、例えば、３〜２０ｍｍ程度の大きさのものを用いることができる。微生物浄化層においては、濾材をより小さな網目のネット上に載置したり、濾材を収容したネット袋を積載したりすることにより構成することができる。
【００２４】
微生物浄化層に生息する微生物としては、水を浄化する微生物であれば特に制限はなく、例えば、残餌や魚介類の排泄物等に含まれるアンモニアを硝化するアンモニア酸化菌、亜硝酸酸化菌等の硝化菌や、脱窒菌を挙げることができる。
【００２５】
微生物浄化層は、上記のような濾材から構成されるものであることから、飼育水層の水は、微生物浄化層を通って下段水層へ移動する。養殖水が、この微生物浄化層の上面及び下面に接し、また、微生物浄化層を通過することにより、養殖水は浄化される。
【００２６】
この微生物浄化層には、微生物浄化層の下部又は下方に微生物浄化層用エアー供給手段が設けられていることが好ましい。微生物浄化層用エアー供給手段としては、例えば、エアー供給パイプ等を挙げることができる。この微生物浄化層用エアー供給手段を常時又は定期的に用いることにより、微生物浄化層の内部や上面に堆積した残餌や魚介類の排泄物等を吹き上げ、飼育水層に放出することができるため、微生物浄化層の目詰まりを防ぎ、通水性を維持することができる。
【００２７】
下段水層は、微生物浄化層の下方に位置する層であり、その厚さ（水深）としては、例えば、１００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度であり、２００〜４００ｍｍ程度が好ましい。この下段水層に十分に酸素（空気）が供給されることにより、微生物浄化層の下部の微生物が活性化され、微生物浄化層全体の浄化作用が飛躍的に向上する。
【００２８】
この下段水層には、下段水層用溶存酸素保持手段により、エアーが供給され、下段水層の溶存酸素が所定濃度以上（例えば、飼育水層と同程度）に保持される。下段水層用溶存酸素保持手段としては、下段水層に酸素（空気）を導入できるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、下段水層に配置されたエアーストーン、エアー供給パイプ等の下段水層に直接エアーを供給する下段水層用エアー供給手段を挙げることができる。また、下段水層用溶存酸素保持手段は、水循環手段を利用した手段であってもよい。水循環手段を利用した手段については、後述する。
【００２９】
本発明の養殖槽は、下段水層の水を飼育水層に循環させる水循環手段を備えており、かかる水循環手段は、例えば、下段水層に一端が配置されると共に、飼育水層又はその上方に他端が配置された水循環配管を具備している。したがって、養殖水は、飼育水層から微生物浄化層を介して下段水槽へ、下段水槽から飼育水層へと循環し、これにより、養殖槽内の水が効果的に浄化される。
【００３０】
本発明における水循環手段としては、具体的に、水循環配管、及び水循環配管にエアーを導入し揚水する循環用エアー供給手段を具備するエアーリフト式循環手段や、水循環配管、及び下段水層の水を吸引し水循環配管を介して飼育水層に揚水する循環用ポンプを具備するポンプ式循環手段を挙げることができる。これらの水循環手段は、単独又は組み合わせて、１又は複数設けることができる。なお、ポンプ式循環手段及びエアーリフト式循環手段を用いる場合、ポンプ式循環手段が、養殖槽の中央部に配置されると共に、エアーリフト式循環手段が、養殖槽の周囲に配置されることが好ましい。これにより、水循環手段を下段水層用溶存酸素保持手段としてより有効に利用することができる。
【００３１】
エアーリフト式循環手段は、上記のように、循環用エアー供給手段を具備するものであり、水循環配管内に導入されるエアーのリフト作用により、水循環配管内で上昇する水の流れを形成することで揚水し、下段水層の水を飼育水層に循環させる。このエアーリフト式循環手段は、エアーと混合された水を飼育水層に供給することができることから、飼育水層用溶存酸素保持手段としての機能も果たす。循環用エアー供給手段としては、水循環配管内に設けられたエアーストーン等を例示することができる。
【００３２】
ポンプ式循環手段は、下段水層の水を吸引し水循環配管を介して飼育水層に揚水する循環用ポンプを具備するものであり、循環用ポンプにより下段水層の水を吸引・揚水して、下段水層の水を飼育水層に循環させる。循環用ポンプとしては、下段水層に設けられた水中ポンプや、養殖槽の外部に設けられたジェットポンプ等を例示することができる。
【００３３】
ポンプ式循環手段を用いる場合、水循環配管の他端側（飼育水層側）にエアー導入部を設けることが好ましい。すなわち、水循環配管を介して下段水層の水を飼育水層に循環する際に、エアーを混合させることにより、ポンプ式循環手段を飼育水層用溶存酸素保持手段として機能させることができる。このエアーの導入は、エアーポンプ等による機械的なエアー導入方式であってもよいし、水流による吸引を利用した非機械的なエアー導入方式であってもよい。
【００３４】
上記のように、水循環手段を利用した飼育水層用溶存酸素保持手段を用いることにより、飼育水層に十分な量の溶存酸素を維持することができる。また、養殖水にエアーを混入させて循環させることにより、飼育水層の表面に大小からなる多数の泡沫が発生し浮遊する。この水面に浮遊する泡沫は、アンモニアの発生原因となる残餌や魚介類の排泄物を捕獲することができ、この泡沫を収集して除去することにより、アンモニアの発生原因を容易かつ迅速に取り除くことができる。例えば、養殖槽の濾過槽への排水口付近に、枠状浮体を浮遊させておくことにより、枠内に泡沫が収集され、この枠内の泡沫を除去することができる。
【００３５】
本発明の養殖装置においては、下段水層にエアーを十分に供給して下段水層の溶存酸素を所定濃度以上に保持することが重要である。このような下段水層にエアーを保持するための下段水層用溶存酸素保持手段としては、水循環手段を利用した手段が好ましい。
【００３６】
すなわち、下段水層用溶存酸素保持手段の一実施形態としては、エアーリフト式循環手段の循環用エアー供給手段と、循環用エアー供給手段のエアーを下段水層へ吸引するポンプ式循環手段の循環用ポンプとを具備して構成される。また、下段水層用溶存酸素保持手段の他の実施形態としては、微生物浄化層を貫通して下段水層及び飼育水層を連通する通水路と、通水路を介して飼育水層の水を下段水層へ吸引するポンプ式循環手段の循環用ポンプとを具備して構成される。これらの下段水層用溶存酸素保持手段は、組み合わせて用いることが好ましい。
【００３７】
本発明の養殖装置は、養殖槽の他に、養殖槽から移送される一部の水を濾過する濾過槽と、濾過槽で濾過した水を養殖槽に返送する水返送手段とを備えていることが好ましい。
【００３８】
濾過槽は、養殖槽から移送される水（例えば、養殖槽からオーバーフローした水）を濾過する槽であり、公知の濾過手段を備えている。この濾過槽においては、主として、飼育水層の泡沫と共に移送される残餌や魚介類の排泄物等を除去する。濾過手段としては、濾過マット等を例示することができる。濾過槽の形状、大きさやその数は、養殖槽の大きさ等に応じて適宜設定することができる。
【００３９】
水返送手段は、濾過槽に一端が配置されると共に、養殖槽に他端が配置された水返送配管と、水返送配管を介して濾過槽の水を養殖槽へ返送する返送用ポンプとを具備していることが好ましい。返送用ポンプとしては、濾過槽内に設けられた水中ポンプや、濾過槽の外部に設けられたジェットポンプ等を例示することができる。
【００４０】
また、水返送手段の水返送配管には、他端側（養殖槽側）にエアー導入部が設けられていることが好ましい。すなわち、水返送配管を介して濾過槽の水を養殖槽に返送する際に、エアーを混合させることにより、水返送手段を飼育水層用溶存酸素保持手段として機能させることができる。このエアーの導入は、エアーポンプ等による機械的なエアー導入方式であってもよいし、水流による吸引を利用した非機械的なエアー導入方式であってもよい。
【００４１】
以下、図面を用いて本発明の養殖装置をより具体的に説明するが、本発明の範囲は、本実施形態に制限されるものではない。図１は、本発明の一実施形態に係る養殖装置の概略側面図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る養殖装置の概略平面図であり、図３は、本発明の一実施形態に係る養殖装置の微生物浄化層の説明図である。図４は、本発明の一実施形態に係る養殖装置のエアーリフト式循環手段の説明図であり、図５は、本発明の一実施形態に係る養殖装置の水循環手段を利用した下段水層用溶存酸素保持手段の説明図であり、図６は、本発明の一実施形態に係る養殖装置の水返送手段の水返送配管の説明図である。
【００４２】
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係る養殖装置１０は、養殖槽１２と養殖槽１２に連通する濾過槽１４とを備えている。
【００４３】
図２に示すように、養殖槽１２は、上部が開放された平面視して矩形の槽であり、例えば、内部に５０ｔの養殖水が収容される。
【００４４】
図１に示すように、養殖槽１２は、養殖魚が飼育される飼育水層１６と、水を浄化する微生物が生息する微生物浄化層１８と、下段水層２０とを、上から順次有している。
【００４５】
飼育水層１６は、クエなどの養殖対象の魚介類が飼育される水層であり、養殖槽１２の最上段に位置する。その厚さ（水深）は、例えば１〜２ｍ程度である。
【００４６】
図１及び図３に示すように、微生物浄化層１８は、飼育水層１６と下段水層２０の中間に位置する層であり、脚付の格子状ボード２２上に目開き０．５〜３ｍｍ程度のネット２４を載置し、その上に３〜２０ｍｍ程度の大きさの濾過材２６を配置して、通水可能に構成されている。また、ネット２４上には、微生物浄化層用エアー供給手段としてのエアパイプ２８が微生物浄化層全体にわたって設けられている。微生物浄化層１８の厚さ（濾過材２６の厚さ）は、２００〜４００ｍｍ程度である。
【００４７】
この微生物浄化層１８においては、残餌や排泄物から生じるアンモニアが分解（硝化）される。また、微生物浄化層１８上や内部に堆積する残餌や排泄物は、定期的にエアパイプ２８のエアーにより吹き上げられ、これにより、微生物浄化層１８の目詰まりが防止され、通水性が維持される。
【００４８】
下段水層２０は、微生物浄化層１８下方に位置する層であり、その厚さ（水深）は、１５０〜４００ｍｍ程度である。
【００４９】
養殖槽１２においては、下段水層２０の水は、水循環手段の水循環配管３０、３２を介して飼育水層１６に循環されるように構成されている。本実施形態においては、このような水循環手段として、エアーリフト式循環手段３４（図２中、養殖槽１２の内側面に沿って、上下各４個、左右各２個の計１０個）と、ポンプ式循環手段３６（図２中、中央１個）が設けられている。
【００５０】
図４に示すように、エアーリフト式循環手段３４は、一端（下端）が下段水層２０に配置され、他端（上端）が飼育水層１６の上方に配置されており、その両端の開口部が養殖槽１２の内方を向いた水循環配管３０を具備している。水循環配管３０の下部には、外部のエアーポンプ３８に接続されたエアーストーン４０が設けられている。このエアーストーン４０の発生するエアーの上昇に伴って、下段水層２０の養殖水が水循環配管３０内に取り込まれると共に水循環配管３０内を上昇し、エアーが混合された養殖水が飼育水層１６内に循環される。したがって、飼育水層１６の養殖水には多量のエアーが混合され、飼育水層１６の溶存酸素を所定濃度以上に保持することができる。
【００５１】
また、図１及び図２に示すように、養殖槽１２の中央部に設けられたポンプ式循環手段３６は、一端（下端）が下段水層２０に配置され、他端（上端）が飼育水層１６に配置された水循環配管３２と、下段水層２０の養殖水を吸引し飼育水層１６まで揚水する吸水ポンプ４２とを備えている。水循環配管３２の飼育水層１６側は分岐し、４か所の放水口４４から四方から放水するようになっている。また、水循環配管３２の各放水口４４付近には、エアー導入部４６が設けられており、このエアー導入部４６より外気（エアー）が引き込まれ、水と混合されて、飼育水層１６内に放出される。したがって、このポンプ式循環手段３６によっても、飼育水層１６の養殖水に多量のエアーを混入させることが可能となる。
【００５２】
なお、ポンプ式循環手段３６は、脚付の格子状ボード２２の上から飼育水層１６の水面上方まで延びる枠体（本実施形態においては、平面視して正方形）に包囲されている。これにより、ポンプ式循環手段３６からより遠い周辺部からの水の引き込みを可能としている。
【００５３】
ここで、図５に示すように、このポンプ式循環手段３６の吸水ポンプ４２は、上記エアーリフト式循環手段３４のエアーストーン４０から放出されるエアーを、下段水層２０に吸引し、これにより、下段水層２０の溶存酸素濃度を高める（下段水層用溶存酸素保持手段）。
【００５４】
また、図１、図２及び図５に示すように、ポンプ式循環手段３６の近傍には、微生物浄化層１８を貫通し、飼育水層１６及び下段水層２０を連通する通水路４８が４つ設けられている。ポンプ式循環手段３６の吸水ポンプ４２は、この通水路４８から、溶存酸素の豊富な飼育水層１６の養殖水を下段水層２０に（微生物浄化層１８を介することなく）直接引き込み、これにより、下段水層２０の溶存酸素濃度を高める（下段水層用溶存酸素保持手段）。
このように養殖槽１２においては、水循環手段（エアーリフト式循環手段３４，ポンプ式循環手段３６）を利用して下段水層２０の溶存酸素濃度を高めている。
【００５５】
また、養殖装置１０は、上記のように濾過槽１４を備えている。図１及び図２に示すように、養殖槽１２の側壁上部の一部には、切欠き部５０が形成されており、この切欠き部５０に、濾過槽１４に養殖水を案内するオーバーフロー管５２が設けられている。
【００５６】
濾過槽１４は、上部に濾過マット５４が配置された第１濾過槽１４ａと、吸水ポンプ５６及び水返送配管５８が設けられた第２濾過槽１４ｂとが中央壁６０を隔てて併設されている。この第１濾過槽１４ａ及び第２濾過槽１４ｂは中央壁６０の中央部に設けられた通水口６２を介して連通している。
【００５７】
濾過槽１４においては、養殖槽１２から送られてきた養殖水が、第１濾過槽１４ａの濾過マット５４を通過する際、養殖水に含まれる残餌や排泄物等の大部分が濾過されると共に、濾過マット５４により捕獲されなかったより小さな残餌等は第１濾過槽１４ａの底部に沈殿する。第１濾過槽１４ａに溜まった養殖水は、通水口６２から第２濾過槽１４ｂに送られ、その後、第２濾過槽１４ｂの吸水ポンプ５６によって水返送配管５８を介して養殖槽１２の飼育水層１６に戻される（水返送手段）。
【００５８】
図６に示すように、水返送配管５８は、一端が第２濾過槽１４ｂに配置され、他端が養殖槽１２（飼育水層１６）に配置されている。水返送配管５８の放水口６４付近には、エアー導入部６６が設けられており、このエアー導入部６６より外気（エアー）が引き込まれ、水と混合されて、飼育水層１６内に放水される。したがって、この水返送手段としての水返送配管５８によっても、飼育水層１６の養殖水に多量のエアーを混入させて、溶存酸素濃度を高めることが可能となる。
【００５９】
続いて、上記説明した養殖装置１０の動作を説明する。
養殖槽１２においては、飼育水層１６の養殖水は、微生物浄化層１８を通過して下段水層２０に移送されると共に、中央近傍に設けられた通水路４８内を通過して直接下段水層２０に移送される。
【００６０】
下段水層２０まで到達した養殖水は、養殖槽１２の周囲に配置された水循環配管３０及び中央に配置された水循環配管３２により、飼育水層１６に戻される。この際、飼育水層１６に戻される水には、水循環配管３０のエアーストーン４０や水循環配管３２のエアー導入部４６によりエアーが混合される。したがって、飼育水層１６の溶存酸素濃度を高め、所定濃度以上に保持することができる。
【００６１】
一方、下段水層２０においては、吸水ポンプ４２により水循環配管３０のエアーストーン４０から下段水層２０に引き寄せたエアーや、吸水ポンプ４２により通水路４８を介して下段水層２０に引き寄せた溶存酸素濃度の高い飼育水層１６の養殖水によって、その溶存酸素濃度を高く保持することができる。したがって、微生物浄化層１８は、下方からもエアー（酸素）の供給を受けることが可能となり、微生物浄化槽１８の微生物の生息範囲やその活性を高め、効果的に養殖水を浄化することができる。
【００６２】
また、養殖槽１２の養殖水の一部はオーバーフローして、濾過槽１４へと移送される。濾過槽１４には、上記エアーストーン４０やエアー導入部４６によるエアーの混合により生じた水面上の泡沫により捕獲された残餌や排泄物等が運搬されてくる。この残餌や排泄物等を第１濾過槽１４ａの濾過マット５４で濾過する。また、濾過マット５４で濾過されない小さな残餌や排泄物等は第１濾過槽１４ａの底部に沈殿する。定期的に、濾過マット５４を交換し、第１濾過槽１４ａの沈殿物を取り除くことにより、水をきれいな状態に保つことができる。
【００６３】
第２濾過槽１４ｂに移送された養殖水は、吸水ポンプ５６により、水返送配管５８を介して、エアー導入部６６のエアーを混合した状態で飼育水層１６に戻される。したがって、この濾過槽１４からの返送によっても、養殖槽１２の飼育水層１６の溶存酸素濃度は高められる。
【００６４】
以上のように、養殖装置１０においては、水循環配管３０、３２や水返送配管５８から、エアーが混合された状態で、飼育水層１６に養殖水が戻されるので、飼育水層１６には十分な量のエアー（酸素）が供給され、飼育水層１６の溶存酸素濃度は高く維持される。
【００６５】
また、下段水層２０においては、エアーストーン４０によるエアーの一部を導入させると共に、通水路４８を通じて溶存酸素濃度の高い飼育水層１６の養殖水を積極的に導入することから、下段水層２０内の溶存酸素量が高く維持される。したがって、微生物浄化層１８は、下方からもエアー（酸素）の供給を受けることが可能となり、微生物浄化槽１８の微生物の生息範囲やその活性を高め、効果的に養殖水を浄化することができる。
【００６６】
本発明者らは、実際に、養殖装置１０と同様の装置を用いてクエ等の養殖を行っているが、養殖魚が病気にかかることなく、かつ、養殖水を長期間交換することなく、養殖を行っている。また、飼育水層での溶存酸素濃度が高いことから、撒き餌の際に養殖魚が酸素不足になるということがなく、養殖魚が大量の餌を食べることが可能となり、養殖魚は従来に比して早く大きく育つ。さらに、複雑な機器を用いることなく装置を構成することができるので、施設整備のイニシャルコスト、電気使用料等のランニングコストも従来の装置に比べて格段に安価である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の養殖装置は、魚介類を陸上養殖できるものであることから、産業上有用である。
【符号の説明】
【００６８】
１０    養殖装置
１２    養殖槽
１４    濾過槽
１４ａ  第１濾過槽
１４ｂ  第２濾過槽
１６    飼育水層
１８    微生物浄化層
２０    下段水層
２２    格子状ボード
２４    ネット
２６    濾過材
２８    エアパイプ
３０    水循環配管
３２    水循環配管
３４    エアーリフト式循環手段
３６    ポンプ式循環手段
３８    エアーポンプ
４０    エアーストーン
４２    吸水ポンプ
４４    放水口
４６    エアー導入部
４８    通水路
５０    切欠き部
５２    オーバーフロー管
５４    濾過マット
５６    吸水ポンプ
５８    水返送配管
６０    中央壁
６２    通水口
６４    放水口
６６    エアー導入部
【図１】
2020039296.tif 000003
【図２】
2020039296.tif 000004
【図３】
2020039296.tif 000005
【図４】
2020039296.tif 000006
【図５】
2020039296.tif 000007
【図６】
2020039296.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月18日(2019.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
魚介類が飼育される飼育水層と、水を浄化する微生物が生息する微生物浄化層と、下段水層とを上から順次有する養殖槽を備えた養殖装置であって、
前記養殖槽は、
前記飼育水層にエアーを供給して該飼育水層の溶存酸素を保持する飼育水層用溶存酸素保持手段と、
前記下段水層にエアーを供給して該下段水層の溶存酸素を保持する下段水層用溶存酸素保持手段と、
前記下段水層の水を飼育水層に循環させる水循環手段と、
を備え、
前記水循環手段が、
下段水層に一端が配置されると共に飼育水層又はその上方に他端が配置された水循環配管、及び該水循環配管にエアーを導入し揚水する循環用エアー供給手段を具備するエアーリフト式循環手段と、
下段水層に一端が配置されると共に飼育水層又はその上方に他端が配置された水循環配管、及び下段水層の水を吸引し水循環配管を介して飼育水層に揚水する循環用ポンプを具備するポンプ式循環手段とを備え、
前記下段水層用溶存酸素保持手段が、
前記エアーリフト式循環手段の循環用エアー供給手段と、
該循環用エアー供給手段のエアーを下段水層へ吸引する前記ポンプ式循環手段の循環用ポンプとを具備して構成されることを特徴とする養殖装置。
【請求項２】
下段水層用溶存酸素保持手段が、下段水層に配置され、該下段水層に直接エアーを供給する下段水層用エアー供給手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の養殖装置。
【請求項３】
ポンプ式循環手段が、養殖槽の中央部に配置されると共に、エアーリフト式循環手段が、養殖槽の周囲に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の養殖装置。
【請求項４】
ポンプ式循環手段の水循環配管が、他端側にエアー導入部を具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の養殖装置。
【請求項５】
微生物浄化層の下部又は下方に微生物浄化層用エアー供給手段を具備することを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の養殖装置。
【請求項６】
さらに、養殖槽から移送される一部の水を濾過する濾過槽と、該濾過槽で濾過した水を養殖槽に返送する水返送手段とを備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の養殖装置。
【請求項７】
水返送手段が、濾過槽に一端が配置されると共に、養殖槽に他端が配置された水返送配管と、該水返送配管を介して濾過槽の水を養殖槽へ返送する返送用ポンプとを具備することを特徴とする請求項６記載の養殖装置。
【請求項８】
水返送配管が、他端側にエアー導入部を具備することを特徴とする請求項７記載の養殖装置。