(57)【要約】      （修正有）【課題】飼育水の浄化処理におけるポンプ動力費及び曝気用ブロワ動力費が多額になり、陸上養殖経営を圧迫するので、動力費の低減を可能とした陸上養殖方法及び陸上養殖施設を提供する。【解決手段】物理浄化処理手段、生物浄化処理手段、化学浄化処理手段及び電気化学浄化処理手段等を一部又は全てを配設した魚介類陸上養殖施設において、飼育水槽１を含めた、各浄化処理槽間の水の移流を最大限に自然流下とするために、水面調整手段で調整する。水面調整手段としては、設置床面を上下調整する方法、槽有効容量を所要容量として、槽断面積及び槽有効高さを増減する方法等で出来る。又、曝気手段として、従来において多用されている、曝気効率の悪い散気水深の大きい位置でのブロワによる曝気を極力に削減する構成とする。【選択図】図１
2014209899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硝化槽、脱窒槽、固水分離手段、泡沫分離槽、熱交換器及び殺菌手段を全て又は一部を配設すると共に飼育水槽を配設した魚介類陸上養殖施設において、下端を逆錐状に閉じると共に上端を解放した槽内を、３面の水透過性網目状仕切部材を配設して、４層の空間とし、最下層の沈殿部と、第二層に硝化菌を坦持する比重が水とほぼ等しく槽内水と共に槽内を自由に流動する浮遊性充填材の表面や内部に硝化菌を付着させて硝化処理する生物担体流動床と、第三層に僅かに硝化菌を保持するが主に濾過機能を重視し、水よりも比重の小さい浮上性の濾過材を充填した生物担体濾過床と、最上層に越流堰を配設した処理水流出部と、流入原水を循環ポンプで加圧供給する吐出し口を沈殿部に配設するエジェクターに、吐出し口を垂直上方へ向けて前記生物担体流動床の底部に配設したディフューザーを連通接続した気水二相流を噴出する曝気装置とした縦長の硝化槽と、該硝化槽の越流堰から流出した処理水を流下するヘッドタンクへの水路の途中に、熱交換器と紫外線殺菌装置を直列に接続し、伏越流で流下してヘッドタンクへ向かう緩勾配水路と、前記ヘッドタンクの底部に連通接続した下降流管の内部で、前記ヘッドタンクの水面下に配設し、ブロワで空気を供給する散気装置から生成する気泡を下降流に随伴して気水二相流を生成して、前記下降流管の吐出口を前記飼育水槽１の底部水中に上向きに配設して、気水二相流を吐出し、前記下降流管内及び飼育水槽内の気水二相流における気水接触により効果的に曝気する曝気装置を配設した飼育水槽と、加圧ポンプの吐出側配管の途中にエジェクターを挿入し、該エジェクターの空気室に連通接続し、他端を大気に解放した空気導入管で吸入した空気を微細気泡とし、生成した気水二相流を底部の中心位置に連通接続した前記吐出側配管の吐出口から吐出し、上端を全開口した円筒状の遮蔽管を、前記底部の内部中心位置を同心として垂直に固着した泡沫分離槽を配設することを特徴とする魚介類陸上養殖施設。
【請求項２】
請求項１記載の加圧ポンプとエジェクターで生成する気水二相流を垂直上方へ吐出
する吐出口と、該吐出口と同心位置に垂直に固着し、上端を全開口した円筒状の遮
蔽管と、前記吐出口の上方で、該吐出口の口径以上に離隔すると共に前記遮蔽管
内の位置に配設した気水二相流に対する抗体を装備することを特徴とする請求項１
記載の魚介類陸上養殖施設。
【請求項３】
請求項１記載の加圧ポンプとエジェクターで生成する気水二相流を垂直上方へ吐出
する吐出口と、該吐出口と同心位置に垂直に固着し、上端を全開口した円筒状の遮
蔽管と、前記吐出口の上方で、該吐出口の口径以上に離隔すると共に前記遮蔽管
内の位置に配設した気水二相流に対する抗体と、前記遮蔽管の外側で泡沫分離槽
の外壁の内側前面に張設した多孔整流板と、二か所以上の流出口を装備することを
特徴とする請求項１又は２記載の魚介類陸上養殖施設。
【請求項４】
飼育水槽水面を低位置とし、硝化槽流出水が飼育水槽へ向かう下降流生成起点の高置水槽の水面を高位置とし、該高置水槽の底部に連通接続した下降流管に下降流を生成する下降流生成手段と、前記下降流管内に気泡を生成する散気手段と、前記下降流生成手段と散気手段とで生成する気水二相流を水平方向に吐出する下降流吐出口と、該下降流吐出口を水面下水中周壁内部の接線方向流となるように配設した円形状又は正方形状の飼育水槽と、前記円形飼育水槽の中心下部底に配設した沈降性粒子を集泥して排除する集泥排除手段を配設することを特徴とする請求項１または２記載の魚介類陸上養殖施設。
【請求項５】
飼育水槽水面を低位置とし、硝化槽流出水が飼育水槽へ向かう下降流生成起点の高置水槽の水面を高位置とし、該高置水槽の底部に連通接続した下降流管と、該下降流管に下降流を生成する下降流生成手段と、前記下降流管内に気泡を生成する散気手段と、前記下降流生成手段と散気手段とで生成する下降気水二相流を上昇気水二相流に反転する反転上昇流手段と、該上昇気水二相流を気水分離する気水分離手段と、脱離水を計量する流量測定手段と、該流量測定手段を越流下した飼育水の第二高置水槽と、該第二高置水槽の底部に連通接続した第二下降流管と、該第二下降流管に下降流を生成する下降流生成手段と、前記第二下降流管内に気泡を生成する散気手段と、前記第二下降流管の吐出口を円形状又は正方形状の飼育水槽の水中に水平且つ外周水域における接線方向へ向けて浸漬した円形状又は正方形状の飼育水槽と、前記飼育水槽の中心下部底に配設した沈降性粒子を集泥して排除する集泥排除手段を配設することを特徴とする請求項１または２記載の魚介類陸上養殖施設。
【請求項６】
飼育水槽水面を低位置とし、硝化槽流出水が飼育水槽へ向かう下降流生成起点の高置水槽の水面を高位置とし、該高置水槽の底部に連通接続した下降流管に下降流を生成する下降流生成手段と、前記下降流管内に気泡を生成する散気手段と、前記下降流生成手段と散気手段とで生成する下降気水二相流を上昇気水二相流に転回する転回手段と、該上昇気水二相流を気水分離する気水分離手段と、脱離水を計量する流量測定手段と、該流量測定手段を越流下した飼育水の第二高置水槽と、サイホン生成手段を装備し、吸込口を前記高置水槽の水中に浸漬し、吐出口を円形飼育水槽の水中に水平且つ外周円形水域に接線方向へ向けて浸漬したサイホン管と、該サイホン管に装備したサイホンプロペラ水車水力発電装置と、前記円形飼育水槽と、前記円形飼育水槽の中心下部底に配設した沈降性粒子を集泥して排除する集泥排除手段を配設することを特徴とする請求項１または２記載の魚介類陸上養殖施設。
【請求項７】
飼育水槽水面を低位置とし、硝化槽流出水が飼育水槽へ向かう下降流生成起点の高置水槽の水面を高位置とし、該高置水槽の底部に連通接続した下降流管に下降流を生成する下降流生成手段と、前記下降流管内に気泡を生成する散気手段と、前記下降流生成手段と散気手段とで生成する下降気水二相流を上昇気水二相流に転回する転回手段と、該上昇気水二相流を気水分離する気水分離手段と、脱離水を計量する流量測定手段と、該流量測定手段を越流下した飼育水の第二高置水槽と、一端を前記第二高置水槽の底部に連通接続し、吐水する他端を上掛け水車のバケット上方に配設した第二下降流管と、該第二下降流管からの吐水により回転する前記上掛け水車と、回転する該上掛け水車の最下部バケットだけを水中に水没して水面部をかき、反時計回りの水流を生成すると共に、該上掛け水車の回転に伴って増速手段を装備して発電する上掛け水車発電装置と、円形状又は正方形状の飼育水槽と、該円形状又は正方形状の飼育水槽の中心下部底に配設した沈降性粒子を集泥して排除する集泥排除手段を配設することを特徴とする請求項１または２記載の魚介類陸上養殖施設。
【請求項８】
飼育水に新しい海水を供給して換水する飼育水循環型陸上養殖としたものにおいて、沈砂池槽と、サイホン生成手段を装備したサイホン管の両端を海中と沈砂池槽水中に浸漬した前記サイホン管を配設して、潮汐により、満ち潮時に海水を汲み上げ、引潮時に排水する前記サイホン管を配設し、前記沈砂池槽の上方位置に配設した高置水槽を、フート弁を装備した連通接続管で接続して海水を高位置に貯水し、前記高置水槽から海水を自然流下で次工程に移流して換水することを特徴とする請求項１または２記載の魚介類陸上養殖施設。
【請求項９】
飼育水に新しい海水を供給して換水する飼育水循環型陸上養殖としたものにおいて、受水槽と、サイホン生成手段を装備したサイホン管の両端を海中と前記受水槽水中に浸漬した前記サイホン管を配設して、潮汐により、満ち潮時に海水を汲み上げ、引潮時に排水する前記サイホン管と、前記沈砂池槽と、該沈砂池槽よりも高位置に配設した高置水槽と、該高置水槽と前記沈砂池槽を連通接続すると共にフート弁を装備した連通管と、前記沈砂池槽の水位と受水槽の水位差検知制御手段と、サイホン生成手段を装備した前記サイホン管の両端を前記受水槽と沈砂池槽水中に浸漬すると共にサイホンプロペラ水車発電装置を配設し、前記高置水槽から海水を自然流下で次工程に移流して換水することを特徴とする請求項１または２記載の魚介類陸上養殖施設。
【請求項１０】
物理浄化処理手段、生物浄化処理手段、化学浄化処理手段及び電気化学処理手段等を全て又は一部を配設すると共に飼育水槽を配設した魚介類陸上養殖施設において、浄化処理対象水の移流に、設置高さ位置調整と、対象の槽の機能を阻害しない範囲で、槽断面積と槽水深を反比例した水面位置調整と、浅い配設水深の散気装置の酸素利用効率を向上する曝気と、エジェクターに連通接続したディフューザーを垂直上方へ向けて散気する曝気装置を配設した硝化槽と、熱交換器と紫外線殺菌装置を硝化槽の処理水放流水路に直列接続で、僅かな水勾配の伏し越流としての配設と、ポンプ圧送加圧水でエジェクターに生成した気水二相流を抗体で減流速し、処理水流出流を槽断面に偏りなくする整流流出手段を配設することを特徴とする魚介類陸上養殖方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚介類の陸上養殖システム及び養殖施設に係わり、特に海水を用いた飼育において、飼育水を浄化処理循環しながら、必要ならば、土地利用効率向上と、自然エネルギーを利用して魚介類を陸上飼育する養殖方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海洋汚染による影響で、海産魚介類の漁獲量や高級魚の養殖生産量が減少している。その対策として、経済的かつ安定的な供給体制を構築するために、陸上での養殖技術の研究開発が活発に進められ、輸送用コンテナを利用した陸上養殖システムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。又、海洋汚染の軽微な年代においては、海水をそのまま、又は簡易な浄化処理海水で養殖していたが、海洋汚染が進んだ今日においては、陸上養殖廃水による海域の汚染が許容できない状況が進展しているために、飼育水循環型陸上養殖パイプ構成の、生育及び汚濁状態を観察する陸上養殖システムが開示されている（例えば、特許文献２参照）。又、河川等に設けられた移動堰にサイホン管、水車発電機及びドラフト管を固定して設けて発電するサイホン型水力発電設備を開示している（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８―１７８３８２号公報
【特許文献２】特開２００２―０３４３８５号公報
【特許文献３】特開２００３―２３２２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来技術に鑑み、解決しようとする問題点は、飼育水の浄化処理におけるポンプ動力費及び曝気用ブロワ動力費が多額になり、陸上養殖経営を圧迫するので、動力費の低減を課題とする。生物担体流動床式硝化槽の曝気において、効果的な流動撹拌を省エネルギーで達成することも課題である。又、熱交換器及び殺菌手段を流下しても僅かな水位低下とすることも課題である。又、深い水深で散気して曝気する従来の所要動力の大きな曝気方法よりも省エネルギーである曝気方法とすることが課題である。又、気液接触時間の長い曝気方法とすることが課題である。又、流入水を減速すると共に乱流を生成して気泡と汚濁物の接触及び付着機会を増大した泡沫分離装置とすることも課題である。又、浄化処理における正常運転時と逆洗運転時におけるポンプ及びブロワの能力を制御することも課題である。又、生物担体流動床と生物担体濾過床を下段と上段に配設した縦長の硝化槽に揚水して高水頭となった前記硝化槽の流出水の位置エネルギーを利用することを課題とする。又、海水の換水において、潮汐を利用した動力費の低減も課題である。又、海水の換水量を下部水槽から高置水槽に自然受水し、下部水槽の水位が低下しても、高置水槽の貯水を継続する簡易な手段も課題である。又、再生可能な自然エネルギーを利用することを課題とする。そして又、海水の換水において、潮汐を利用した再生可能エネルギーを利用した発電することも課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、物理浄化処理手段、生物浄化処理手段、化学浄化処理手段及び電気化学浄化処理手段等を一部又は全てを配設した魚介類陸上養殖施設において、飼育水槽を含めた、各浄化処理槽の水面を、各槽間の水の移流を自然流下とするために、水面調整手段によって同一化する。水面調整手段としては、設置床面を上下調整する方法、槽有効容量を所要容量として、槽断面積及び槽有効高さを増減する方法等で出来る。又、曝気手段として、従来において多用されている、曝気効率の悪い散気水深の大きい位置でのブロワによる曝気を極力に削減する構成とする。
【０００６】
又、魚介類養殖の閉鎖循環式養殖システムにおいて、飼育水槽及び飼育水浄化処理槽を含めた全槽の中で、硝化槽の処理水を紫外線殺菌装置及び熱交換器を経て飼育水槽へ水頭差によって処理水が流下するに伴って、流下始点となる、ヘッドタンク直近の下降流管内の散気装置で生成する気泡を下降水流に随伴するに十分な流速を確保する水面高さを有する硝化槽とする。該硝化槽は水面高を大きくするに好都合となる、槽の最下部を沈殿槽とし、中間に担体流動層を配設し、上部に担体濾過層を配設し、最上部を流出水層とする構造とする。
【０００７】
即ち、生物浄化処理手段である硝化槽において、槽下端を閉じ、槽上端を解放した槽内を３段の水透過性網目状仕切り部材を配設して、第一段の水透過性網目状仕切り部材の最下部を沈殿槽とし、前記第一段の水透過性網目状仕切り部材と第二段の水透過性網目状仕切り部材の間の層に硝化菌を坦持する比重が水とほぼ等しく槽内液と共に槽内を自由に流動する浮遊性充填材の表面や内部に硝化菌を付着させて硝化処理する担体流動層とし、第二段と第三段の水透過性網目状仕切り部材の間の層に、わずかに硝化菌を保持するが主に濾過機能を重視し、水よりも比重の小さい浮上性の濾過材を充填した担体濾過層とし、第三段の水透過性網目状仕切り部材の上部から水面までを処理水層とし、該処理水層の上部には、越流堰を配設して、処理水を越流下し、前記硝化槽外に配設したヘッドタンクへ流下し、該ヘッドタンクに流入口を連通接続し、飼育水槽へ向かう下降流管の途中に、流水式紫外線殺菌装置及び流水式熱交換器を連通接続して挿設し、伏し越流で流下する。紫外線殺菌装置の代替としては、オゾン殺菌装置等も使用出来る。流入原水は、循環ポンプの吐出し側配管の先端部にエジェクターを連通接続し、該エジェクターのディフューザー部から、前記エジェクターの空気室部に連通接続した空気導入管から大気中空気を気泡として吸入混合して気水二相流として前記流動層へ流入する。前記浮遊性充填材と浮上性濾過材が生物膜の成長による目詰まりを解消するための逆洗空気を散気する逆洗装置を第一段及び第二段の水透過性網目状仕切り部材の直上に配設し、逆洗時には、前記循環ポンプの吐出側配管を前記エジェクターへの経路を遮断し、前記逆洗装置への経路へ変換すると共に前記沈殿層の底部に連通接続した前記固形物除去装置への配管の弁を開いて所定量を排水する。浮遊物が飼育水槽へ流出するのを防止するために、前記硝化槽の水位を前記第一段の水透過性網目状仕切り部材位置まで水位を低下させる。
【０００８】
そして、処理水は高置水槽を経由して飼育水槽へ向かい、該飼育水槽で生成する残餌及び糞等の沈降性固形物を含有した汚水は次処理工程の固形物処理手段へ移流する。
【０００９】
又、物理浄化処理手段である泡沫分離装置において、加圧ポンプでエジェクターに加圧水を供給し、該エジェクターに生成する負圧により大気を吸入し、気水二相流として泡沫分離槽の原水流入口に供給し、前記泡沫分離槽内に、気泡成長部、泡沫分離部、泡沫除去部及び処理水流出部を備えていて、気泡成長部では圧力が解放され、微細気泡が急激に膨張するために、帯電した水クラスターとなり、該水クラスターと反対に帯電した汚濁物を吸着して上昇する。泡沫分離部は、前記気泡成長部の延長で、上昇泡沫と分離した処理水は、泡沫分離槽の底部に配設した流出口へ向かう下降流を生成する。前記泡沫除去部は、下降流処理水を分離した多量の上昇泡沫を滞留して、さらに大きな泡沫を形成する。又、加圧ポンプでエジェクターに加圧水を供給し、該エジェクターに生成する負圧により大気を吸入し、気水二相流として泡沫分離槽の原水流入口に供給し、該原水流入口の上方で、該流入口の口径以上に離隔した位置に、上昇流に対する抗体を配設することで、突入流速を減速すると共に渦流を生成して、気泡と汚濁物の接触と付着を促進する。泡沫分離槽の処理水は泡沫を分離して下降し、前記泡沫分離槽と遮蔽管の間に配設した前記有孔整流板を通過した処理水は、前記泡沫分離装置本体である泡沫分離槽の底部側壁にバランスよく開口した複数の流出口に連通接続した複数の流出管をポンプの吸込み管に統合連通接続し、前記ポンプの吐出し管を前記エジェクターに連通接続する。
【００１０】
加圧ポンプの吐出側配管の途中にエジェクターを挿入し、該エジェクターの空気室に連通接続し、他端を大気に解放した空気導入管で吸入した空気を微細気泡とし、生成した気水二相流を底部の中心位置に連通接続した前記吐出側配管の吐出口から吐出し、上端を全開口した円筒状の遮蔽管を、前記底部の内部中心位置を同心として垂直に固着し、前記吐出側配管の吐出口の上方で、該吐出口の口径以上に離隔した位置に、上昇流に対する抗体と、該抗体の上方で、垂直方向に対して斜め方向に配設したスパイラル案内板を配設して、回転渦を生成し、気泡の生成と気泡相互の衝突会合を促進し、遮蔽管外側で前記槽底部の多孔整流板を配設して処理流出水流を整流して良好な処理水とする泡沫分離槽を構成する。
【００１１】
固形物除去装置及び硝化槽の目詰まりによる濾過処理水量の低下を抑止するために、循環ポンプをインバータによりモータの回転数制御をして、処理水量の減少を抑止する。又、複数の循環ポンプ管の濾過処理水量の不均衡を解消するために、各水量調整槽の水位を検出して、モータの回転数制御を微調整する。
【００１２】
又、高置水槽を飼育水槽水面に対して高位置落差を形成し、又は、該高位置落差に加えて、水中エアレータ等の押込み水頭により、下降流管に下降流を生成すると共に前記下降流管内に気泡を生成する散気手段を配設し、前記下降流管の下降流速を前記気泡の浮上流速以上とする断面積とすることにより、下降気水二相流を形成すると、気泡が下降するに従って、前記気泡は小さくなると共に水に溶解しやすくなる。前記散気手段としては、水面下の浅い位置に配設した散気管にブロワー等で空気を送気する従来の散気手段、水中エアレータの高速回転により、大気圧に対して負圧を生成することにより、空気を導入して散気する散気手段、加圧ポンプでエジェクターに加圧水を供給し、該エジェクターに生成する負圧により空気を吸入して散気する散気手段としてもよい。前記下降流生成手段と散気手段とで生成する気水二相流を円形状又は正方形状の、好ましくは円形状の飼育水槽の水面下又は水面上、好ましくは水面下且つ周壁水域に接線方向流となるように前記下降流管の吐出口から吐水すると水面に第一次の回転流を生成する。該回転流に伴って、二次流として、垂直方向流では、周辺の下降流が、中心の上昇流が生成する。又、水平方向流では、底部の周辺から中心へ向かう流れが、水面の中心から周辺へ向かう流れが生成する。しかし、二次流は、一次流に比較して低速流である。残餌及び魚粉等の沈降性固形物は、前記底部の周辺から中心へ向かう流れに随伴して底部中心位置に集まるので、前記底部中心位置に汚泥集積ピットを配設磨ると共に該汚泥集積ピットに配設する排泥管で排泥する。
【００１３】
又、前項の下降流管に下降流生成手段と、散気手段とで生成した下降気水二相流を、上昇流管に反転して上昇気水二相流となるように反転上昇流手段と気水分離手段を配設する。該気水分離手段で気泡を脱離した飼育水が流下して計量する越流堰を配設し、該越流堰を流下した飼育水は第二高置水槽へ向かい、該第二高置水槽と底部に連通接続する、下降流生成手段と散気手段を有する第二下降流管を配設し、気水二相流を円形状又は正方形状の、好ましくは円形状の飼育水槽の水面下又は水面上、好ましくは水面下且つ周壁水域に接線方向流となるように前記下降流管の吐出口から吐水すると水面に第一次の回転流を生成する。該回転流に伴って、二次流として、垂直方向流では、周辺の下降流が、中心の上昇流が生成する。又、水平方向流では、底部の周辺から中心へ向かう流れが、水面の中心から周辺へ向かう流れが生成する。しかし、二次流は、一次流に比較して低速流である。残餌及び魚粉等の沈降性固形物は、前記底部の周辺から中心へ向かう流れに随伴して底部中心位置に集まるので、前記底部中心位置に汚泥集積ピットを配設磨ると共に該汚泥集積ピットに配設する排泥管で排泥する。
【００１４】
又、サイホン生成手段を装備すると共にサイホンプロペラ水車を配設したサイホン管の吸込口を前項の第二高置水槽の水中に浸漬し、吐出口を円形状又正方形状の飼育水槽の水中又は水面上好ましくは水中に水平且つ外周水域に接線方向に向けて配設した吐水口から吐水する。前記サイホン管にサイホン作用で生成した下降流で、サイホンプロペラ水車を駆動し、サイホンプロペラ水車水力発電装置で発電する。前記サイホン管の吐出口から吐水すると水面に第一次の回転流を生成する。該回転流に伴って、二次流として、垂直方向流では、周辺の下降流が、中心の上昇流が生成する。又、水平方向流では、底部の周辺から中心へ向かう流れが、水面の中心から周辺へ向かう流れが生成する。しかし、二次流は、一次流に比較して低速流である。残餌及び魚粉等の沈降性固形物は、前記底部の周辺から中心へ向かう流れに随伴して底部中心位置に集まるので、前記底部中心位置に汚泥集積ピットを配設磨ると共に該汚泥集積ピットに配設する排泥管で排泥する。
【００１５】
又、前項の第二高置水槽にサイホン管を配設する代替として、前記第二高置水槽の底部に第二下降流管を連通接続し、該第二下降流管の吐出口から飼育水を上掛け水車のパドルに流下し、上掛け水車水力発電装置で発電すると共に前記パドルの一部で水面部を円形状又は正方形状の飼育水槽の水面を外周水域に接線方向に向けてかくと、前記外周水域水面に第一次の回転流を生成する。該回転流に伴って、二次流として、垂直方向流では、周辺の下降流が、中心の上昇流が生成する。又、水平方向流では、底部の周辺から中心へ向かう流れが、水面の中心から周辺へ向かう流れが生成する。しかし、二次流は、一次流に比較して低速流である。残餌及び魚粉等の沈降性固形物は、前記底部の周辺から中心へ向かう流れに随伴して底部中心位置に集まるので、前記底部中心位置に汚泥集積ピットを配設磨ると共に該汚泥集積ピットに配設する排泥管で排泥する。
【００１６】
又、飼育水の換水を目的とした新鮮な海水の汲み上げと排水の排出にポンプを用いず、海水を汲み上げる時には、潮汐水面を高位置とし、施設内の沈砂池槽を低位置とすると共に前記沈砂池槽の上方位置に配設した高置水槽を、フート弁を装備した連通接続管で接続して海水を高位置に貯水し、前記沈砂池槽の海水を海へ排出する時には、潮汐水面を低位置とし、施設内の沈砂池槽を高位置とし、注水手段を配設することで、サイホン作用を生成したサイホンポンプで取水及び排水する。
【００１７】
そして又、満ち潮の時は、海側の水位が上昇すると、海水注水手段で海水を充填したサイホン管のサイホン作用で、海側の海水が受水槽へ流入し、該受水槽と沈砂池槽との水位差が設定値に達すると、制御装置で、サイホン管に配設した電動開閉弁を開状態とし、前記サイホン管に配設した前記低落差水車水力発電装置で発電する。主に砂質を除去した処理水は、該沈砂池槽の上方に配設する高置水槽に、フート弁を装備した連通接続管を経て移流し、貯水する。  引潮の時には、海側の水位が低下すると、前記受水槽と沈砂池槽の水位差が設定値に達すると、制御装置で、サイホン管に配設した電動開閉弁を開状態とし、前記サイホン管に配設した前記サイホンプロペラ水車水力発電装置で発電する。
【発明の効果】
【００１８】
又、飼育水槽を含めて、各浄化処理槽の水面を、水面調整手段によって各槽間の水の移流を自然流下すれば、ポンプ所要動力を削減出来、又、ポンプを使用する場合においても、ポンプ所要動力を削減出来るので、省エネルギーとなる。
【００１９】
又、生物浄化処理手段である硝化槽において、槽下端を閉じ、槽上端を解放した槽内を３段の水透過性網目状仕切り部材を配設して、最下部を沈殿槽とし、該沈殿槽の上部に、槽内を自由に流動する浮遊性充填材の表面や内部に硝化菌を付着させて硝化処理する生物担体流動床とし、該生物担体流動床の上部に、わずかに硝化菌を保持するが主に濾過機能を重視し、水よりも比重の小さい浮上性の濾過材を充填した生物担体濾過床とし、さらに該生物担体濾過床の上部を処理水層とし、該処理水層の上部に越流堰を配設して処理水を越流下する。このような縦長の構造とすることにより、前記硝化槽の水面を飼育水槽、脱窒槽及び固水分離手段の水面に対して高水位となり、越流下した処理水が、熱交換器と殺菌手段を伏し越流で流下することにより、ヘッドタンクの水頭を僅かしか低下せず、前記硝化槽外に配設したヘッドタンクから下降流管を流下する該下降流管の浅層水中に配設する散気装置で散気した微細気泡が下降水流に随伴して曝気すると共に前記下降流管を前記飼育水槽の底部水中で上方に気液二相流を吐出して曝気するので、酸素利用効率が大きくなり、曝気所要動力を低減し、省エネルギーとなる。
【００２０】
又、物理浄化処理手段である泡沫分離装置において、加圧ポンプでエジェクターに加圧水を供給し、該エジェクターに生成する負圧により大気を吸入し、気水二相流として泡沫分離槽の原水流入口に供給し、該原水流入口の上方で、該流入口の口径以上に離隔した位置に、上昇流に対する抗体を配設することで、突入流速を減速すると共に渦流を生成して、気泡と汚濁物の接触と付着を促進する効果がある。泡沫分離槽の処理水は泡沫を分離して下降し、前記泡沫分離槽と遮蔽管の間に配設した多孔整流板と下部側壁に配設した複数の連通接続管を配設することにより、下降流速が平準化する。
【００２１】
又、泡沫分離装置において、処理水流出部には、有孔整流板を配設して前記処理水流出部の断面の流速を平準化し、処理水と泡沫との分離を効率よく行う手段となる。前記有孔整流板を通過した処理水は、前記泡沫分離装置の泡沫分離装置本体である泡沫分離槽の底部側壁にバランスよく開口した複数の流出口に連通接続した複数の流出管をポンプの吸込み管に直接に統合連通接続し、前記ポンプの吐出し管を硝化槽に配設した前記エジェクターに連通接続することで、縦長の前記泡沫分離槽の水面を循環ポンプへの押込み水頭とすることが出来るので、省エネルギーとなる。
【００２２】
又、  泡沫分離槽の底部に配設した吐出側配管の吐出口の上方で、該吐出口の口径以上に離隔した位置に、上昇流に対する抗体と、該抗体の上方で、垂直方向に対して斜め方向に配設したスパイラル案内板を配設して、回転渦を生成し、気泡の生成と気泡相互の衝突会合を促進するので、前記泡沫分離槽の上部に安定した気泡を生成し、不純物を効率よく分離して、良好な処理水とすることが出来る。
【００２３】
又、  固形物除去装置及び硝化槽の目詰まりによる濾過処理水量の低下を抑止するために、循環ポンプをインバータによりモータの回転数制御をすると共に複数の循環ポンプ管の濾過処理水量の不均衡を解消するために、各水量調整槽の水位を検出して、モータの回転数制御を微調整することにより、飼育水槽の飼育水の換水量を低減することがないので、魚介類を健康的に飼育することが出来る。
【００２４】
又、飼育水槽水面を低位置とし、硝化槽流出水が飼育水槽へ向かう下降流生成起点の高置水槽の水面を高位置とし、高置水槽の底部に流入口を連通接続した下降流管に、散気して曝気する散気手段を前記高置水槽の水面下に配設して前記飼育水槽の飼育水に溶存酸素を供給し、前記下降流管に生成する気水二相流を、前記飼育水槽へ流下する前記下降流管の下部吐出口を水平方向且つ接線方向に向け、水面下又は水面上好ましくは水面下で、円形状又は正方形状好ましくは円形状の前記飼育水槽の外周水域に配設することで、前記飼育水槽に旋回流を生成すると、二次流として周辺部では下向きの流れが、中心部では上向きの流れが生成し、又、半径方向流れは、水面では外向きに、下部では中心向きの流れとなる。魚糞固形物は前記飼育水槽の下部中心部へ集積するので、前記飼育水槽中心下部に排泥ピットを配設し、該排泥ピットから次処理工程の固水分離手段へ排泥すると、前記飼育水槽の中心位置の上向きの流速が魚糞固形物の沈降速度以下とすることが出来る。従って、浅い位置で散気することで散気動力を低減すると共に魚糞固形物は外部へ効率よく排出され、前記飼育水槽の飼育水は清浄となる効果がある。
【００２５】
又、下降流管に下降流生成手段と、散気手段とで生成した下降気水二相流を、上昇流管に反転して上昇気水二相流となるように反転上昇流手段と気水分離手段を配設する。該気水分離手段で気泡を脱離した飼育水が流下して計量する越流堰を配設し、該越流堰を流下した飼育水は第二高置水槽へ向かい、該第二高置水槽と底部に連通接続する、下降流生成手段と散気手段を有する第二下降流管を配設し、気水二相流を円形状又は正方形状の、好ましくは円形状の飼育水槽の水面下又は水面上、好ましくは水面下且つ周壁水域に接線方向流となるように前記下降流管の吐出口から吐水すると水面に第一次の回転流を生成する。該回転流に伴って、二次流として、垂直方向流では、周辺の下降流が、中心の上昇流が生成する。又、水平方向流では、底部の周辺から中心へ向かう流れが、水面の中心から周辺へ向かう流れが生成する。しかし、二次流は、一次流に比較して低速流である。残餌及び魚粉等の沈降性固形物は、前記底部の周辺から中心へ向かう流れに随伴して底部中心位置に集まるので、前記底部中心位置に汚泥集積ピットを配設磨ると共に該汚泥集積ピットに配設する排泥管で排泥するので、浅い位置で散気することで散気動力を低減すると共に魚糞固形物は外部へ効率よく排出され、前記飼育水槽の飼育水は清浄となる効果がある。
【００２６】
又、飼育水槽水面を低位置とし、硝化槽流出水が飼育水槽へ向かう下降流生成起点の高置水槽の水面を高位置とし、バキューム手段を配設することで、サイホン作用で生成した下降流で、サイホンプロペラ水車水力発電装置で発電するので、省エネルギーとなると共に再生可能な未利用エネルギーを利用した創エネルギーとなる。
【００２７】
又、飼育水槽水面を低位置とし、硝化槽流出水が飼育水槽へ向かう下降流生成起点の高置水槽の水面を高位置とし、上掛け水車のパドルに流下し、上掛け水車水力発電装置で発電すると共に前記パドルの一部で水面部をかき、水流を生成して時計方向の回転力を与えると、前記飼育水槽の底部からの引き抜き水による時計方向回りの渦流と相まって、槽内に時計方向の強い回転流が生成し、又、前記高置水槽からの下降流に随伴して生成する槽中央で上向きの気水二相流による噴流により生成する旋回流と相まって、槽内沈降性粒子が槽底の排水部へ集まり、沈降性粒子を効率よく槽外へ除去することが出来る。
【００２８】
又、飼育水の換水を目的とした新鮮な海水の汲み上げと排水の排出にポンプを用いず、海水を汲み上げる時には、潮汐水面を高位置とし、施設内の沈砂池槽を低位置とし、排水を海へ排出する時には、潮汐水面を低位置とし、施設内の沈砂池槽を高位置とし、注水手段を配設することで、サイホン作用を生成したサイホンポンプで取水及び排水することで、従来において使用されていたポンプを使用する必要がなくなり、省エネルギー効果がある。
【００２９】
又、沈砂池槽の上方位置に配設した高置水槽を、フート弁を装備した連通接続管で接続して海水を高位置に貯水すると、簡便な自動排水停止機能が備わると共に高位置水頭が確保出来るので、次工程への海水移流が自然流下出来るので、省エネルギーとなる。
【００３０】
又、新鮮な海水の汲み上げと排水の排出にポンプを用いず、海水を汲み上げる時には、潮汐水面を高位置とし、施設内の受水槽を低位置とし、排水を海へ排出する時には、潮汐水面を低位置とし、施設内の受水槽を高位置とし、バキューム手段を配設することで、サイホン作用を生成したサイホンプロペラ水車水力発電装置で海水を汲み上げ又は排水を排出すると共に発電するので、省エネルギーとなると共に再生可能な未利用エネルギーを利用した創エネルギーとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は飼育水槽を含めた飼育水の浄化処理の概略説明の工程図である。
【図２】図２は硝化槽の概略説明の（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）はＡ−Ａ線縦断面図である。
【図３】図３は飼育水槽の概略説明の（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図４】図４は泡沫分離槽の概略説明の（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図５】図５はスパイラル案内板を配設した泡沫分離槽の概略説明の（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図６】図６は下降流管内に散気して飼育水を曝気する概略説明の（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図７】図７は下降及び上昇流管を有する曝気槽で飼育水を曝気する概略説明の（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図８】図８は下降及び上昇流管を有する曝気槽で飼育水を曝気すると共にプロペラ水車で発電する概略説明の概略説明の（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図９】図９は下降及び上昇流管を有する曝気槽で飼育水を曝気すると共に上掛け水車で発電する概略説明の概略説明の（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図１０】図１０はサイホン管を利用した、（ａ）は海水の汲み上げ、（ｂ）は排水の概略説明縦断面図である。
【図１１】図１１はサイホン管を利用した、（ａ）は海水の汲み上げ発電、（ｂ）は排水発電（ｂ）の概略説明縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
魚介類の陸上養殖における飼育水の浄化処理の所要動力を低減して、陸上養殖コストを低減するという目的を、各浄化処理効率を損なわずに実現した。
【実施例１】
【００３３】
図１は、本発明の１実施例で、飼育水槽１を含めた飼育水の浄化処理の概略説明の工程図であり、図２は硝化槽２の概略説明の、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線縦断面図で熱交換器３と紫外線殺菌装置４を処理水が伏し越流下する概略説明図であり、図３は飼育水槽１の概略説明の、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【００３４】
魚介類の陸上養殖における飼育水の浄化処理の所要動力費が餌代費と共に飼育生産コストを押し上げていて、水温管理、感染症の防止、汚濁物環境負荷の低減、台風及び赤潮等の自然環境からの悪影響を受けにくいなどの利点の多い陸上養殖の発展のためには、所要動力費の低減が重要である。
【００３５】
そこで、前記飼育水槽１を含めた飼育水浄化処理施設６の設置及び構造において、各装置間の処理水の移流を可能な限りにおいて、自然移流とするか、又は、ポンプ移送とするにしても、出来る限りにおいて低揚程とし、又、曝気のための散気装置の配設水深を浅くする方策を鋭意検討した。
【００３６】
図２に示す硝化槽２は、槽底を閉じた沈殿部７とし、該沈殿部７の上段には、金属メッシュ、金属パンチング板製等の第一段水透過性仕切８と第二段水透過性仕切９の空間には、表面や内部に主に硝化菌を付着させる比重が１付近の高密度ポリエチレン等の直径５ないし６ｍｍ程度、長さ３ないし６ｍｍ程度のチューブや２ないし１０ｍｍ角裁断のポリウレタンフォーム製で流動性の生物坦体１０を２０ないし５０容量パーセントに充填した生物担体流動床１１とし、前記第二段水透過性仕切９と第三段水透過性仕切１２の空間には、発砲ポリスチレン製等で軽比重の直径３ないし４ｍｍ球体等とした浮上性の生物担体１３を充填した生物担体濾過床１４とし、前記第三水透過性仕切１２から水面までの空間は、上昇流の処理水が流出する処理水層１５とし、該処理水層１５の上部には、越流堰１６を配設して、トラフ１７へ処理水を越流下し、該トラフ１７から集水桝１８へ集水し、前記硝化槽２外に配設したヘッドタンク１９へ向かう。前記硝化槽２への原水供給は、泡沫分離槽２０外に配設した水位調整槽２１に吸込口２２を連通接続し、前記硝化槽２の沈殿部７に配設したエジェクター２３に吐出口２４を連通接続した循環ポンプ２５で行うと共に該循環ポンプ２５による圧力水が前記エジェクター２３のノズル２３ａで生成する高速水による負圧作用により、前記エジェクター２３の空気室２３ｂに連通接続し、他端を大気に解放した空気導入管２６で吸入した空気を微細気泡とし、気水二相流を、前記エジェクター２３に垂直上方へ開口して連通接続したディフューザー２７から前記生物担体流動床１１へ吐出して、該生物担体流動床１１に旋回流を生成すると共に該生物担体流動床１１と前記生物担体濾過床１４に溶存酸素を供給する。前記ディフューザー２７は、垂直に配設することにより気泡ポンプ作用が働き、気水二相流の吐出力が増大して、前記生物担体流動床１１内に強い旋回流を生成し、付着生物膜の成長を促進し浄化が促進されるので、低汚濁負荷となった環境下にある前記生物担体濾過床１４での付着生物膜の成長が抑制され目詰まり防止となり、逆洗回数の低減となる。前記生物担体流動床１１は、原水が流入して硝化菌の増殖が旺盛であるが、前記ディフューザー２７から気水二相流が上方へ勢いよく噴出しているので、肥厚生物膜が剥離しやすく、前記生物担体流動床１１での目詰まりは起きにくいが、逆洗が必要な時は、正常運転から濾過運転に切り替えるために、前記循環ポンプ２５の運転を停止すると共に正常運転電動開閉弁２８は閉じられ、逆洗運転電動開閉弁２９が開けられ、前記硝化槽２の水位をあらかじめ設定した水位まで低下後に、前記第一段水透過性仕切８の上部に配設した、ブロワ３０に連通接続した流動床逆洗散気装置３１から気泡を噴出して洗浄剥離し、静置後に沈降汚泥を前記沈殿部７の沈降汚泥集泥部７ａからドラムフイルター３２へ自然流下して排泥する。前記生物担体濾過床１４においては、生物膜の成長が遅いので目詰まりしにくいが、目詰まりした際には、正常運転から濾過運転に切り替えるために、前記循環ポンプ２５の運転を停止すると共に前記正常運転電動開閉弁２８は閉じられ、前記逆洗運転電動開閉弁２９が開けられ、前記硝化槽２の水位をあらかじめ設定した水位まで低下後に、前記第二段水透過性仕切９の上部に配設した、前記ブロワ３０に連通接続した濾過床逆洗散気装置３３から気泡を噴出して洗浄剥離し、静置後に沈降汚泥を前記沈殿部７の沈降汚泥集泥部７ａからドラムフイルター３２へ自然流下して排泥する。尚、前記ブロワ３０から空気を供給する前記流動床逆洗散気装置３１と濾過床逆洗散気装置３３の選択は前記生物担体流動床１１及び生物担体濾過床１４それぞれの流動床逆洗電動開閉弁３４Ａ、濾過床逆洗電動開閉弁３４Ｂの開閉を選択して行う。
【００３７】
図１、図２及び図３に示すごとく、  前記越流堰１６を越流下した水は、前記ヘッドタンク１９へ向かうのであるが、途中には、前記熱交換器３と紫外線殺菌装置４を伏越流で流下して、前記ヘッドタンク１９へ流達し、該ヘッドタンク１９の底部１９ａに連通接続した下降流管３６の内部で、前記ヘッドタンク１９の水面下に配設し、ブロワ３７で空気を供給する散気装置３８から生成する気泡を下降流に随伴して気水二相流を生成して、前記下降流管３６の吐出口３６ａを前記飼育水槽１の底部１ａの上方水中に上向きに配設して、気水二相流を吐出し、前記下降流管３６内及び飼育水槽１内の気水二相流における気水接触により効果的に曝気する。上向きの該気水二相流により、前記飼育水槽１には旋回流が生成し、残餌や糞等の沈降性固形物は、前記飼育水槽１の底部１ａが緩傾斜で中央の汚泥ピット１ｂへ向かう傾斜面１ｃに沿って前記汚泥ピット１ｂに集まり排泥管３９で前記ドラムフイルター３２へ自然流下で排泥される。固水分離手段としては、前記ドラムフイルター３２に限定するものではなく、原水水質及び必要な処理水質に応じて、砂濾過装置、精密濾過装置等を含めた固形物除去装置の中から選択して決定されるべきである。
【００３８】
図１に示すごとく、前記ドラムフイルター３２から流出する処理水は次工程の脱窒槽４０及び流量調整槽４１へ順次自然流下で流下して、それぞれで浄化又は調整処理される。
【実施例２】
【００３９】
図４の実施例は、流量調整槽４１に加圧ポンプ４２の吸込側配管４３を連通接続し、吐出側配管４４の途中にエジェクター４５を挿設し、該エジェクター４５の空気室４５ａに連通接続し、他端を大気に解放した空気導入管４６で吸入した空気を微細気泡とし、生成した気水二相流を前記泡沫分離槽２０の底部２０ａの中心位置に連通接続した前記吐出側配管４４の吐出口４４ａから吐出する。上端４７ａを全開口した円筒状の遮蔽管４７を、前記底部２０ａの内部中心位置を同心として垂直に固着してあり、又、前記吐出側配管４４の吐出口４４ａの上方で、該吐出口４４ａの口径以上に離隔した位置に、上昇流に対して抗力を生成する球状の抗体４８を配設してあり、前記吐出側配管４４内で高圧力状態にあった気水二相流が前記遮蔽管４７に流入して、前記抗体４８により渦流を生成し減速すると共に高圧力から解放されて低圧になると、微細気泡が急激に膨張する結果として帯電し、反対電荷の懸濁物を吸着した泡沫となり、前記遮蔽管４７の上端４７ａを脱してさらに上昇し、前記泡沫分離槽２０の本体胴部４９の断面積は大きくなり、上昇流速は急激に低下し、ついには、泡沫は徐々に上昇するものの、前記泡沫分離槽２０の処理水は泡沫を分離して下降し、前記底部２０ａの上方で、前記本体胴部４９と遮蔽管４７の間に配設した多孔整流板５０と下部側壁２０ｂの二か所に配設すると共に一本に統合した連通接続管５１を通り、前記泡沫分離槽２０外に配設する水位調整槽２１へ移流する。尚、前記抗体４８は球状に限定されず、又、多孔板であってもよい。
【実施例３】
【００４０】
図５の実施例は、加圧ポンプ４２の吐出側配管４４の途中にエジェクター２３を挿入し、該エジェクター２３の空気室２３ｂに連通接続し、他端を大気に解放した空気導入管４６で吸入した空気を微細気泡とし、生成した気水二相流を底部２０ａの中心位置に連通接続した前記吐出側配管４４の吐出口４４ａから吐出し、上端４７ａを全開口した円筒状の遮蔽管４７を、前記底部２０ａの内部中心位置を同心として垂直に固着し、前記吐出側配管４４の吐出口４４ａの上方で、該吐出口４４ａの口径以上に離隔した位置に、上昇流に対する抗体４８と、該抗体４８の上方で、垂直方向に対して斜め方向に配設したスパイラル案内板５２を配設して、回転渦を生成し、気泡の生成と気泡相互の衝突会合を促進する。
【実施例４】
【００４１】
図６の実施例は、ヘッドタンク１９に下降流管３６を連通接続すると共に前記ヘッドタンク１９の水面下で且つ底部１９ａに、ブロワ３７で供給する空気を散気装置３８で散気する前記下降流管３６を連通接続し、該下降流管３６に生成する気水二相流を円形状の飼育水槽１に供給する。前記下降流管３６の吐出口３６ａを、円形状の前記飼育水槽１の外壁１ｄ内側の周辺水域１ｅ水面直下位置で、接線水平方向に向けて配設し、酸素溶解飼育水を吐出している。前記飼育水槽１の水面に水平方向旋回流が生成すると、二次流として、垂直方向では、前記周辺水域１ｅの水面から垂直下方へ向かう下降流と、中心底部１ｆから水面へ向かう上昇流が生成し、水平方向では、前記中心底部１ｆへ向かう内向き流れと、水面の外向き流れを生成する。しかし、二次流であるから、流速は水平方向旋回流に比較すると極めて小さい。前記中心底部１ｆに配設した汚泥ピット１ｂに集積した残餌及び魚糞等からなる沈降性固形物を排泥管３９で排泥している。従って、前記中心底部１ｆから水面へ向かう上昇流速は残餌及び魚糞等の沈降性固形物の沈降速度以下となり、該残餌及び魚糞等の沈降性固形物は前記汚泥ピット１ｂに集積し、効率よく固水分離されて、排泥され、清浄な飼育水となる。
【実施例５】
【００４２】
図７の実施例は、ヘッドタンク１９に下降流管３６を連通接続すると共に前記ヘッドタンク１９の水面下で且つ底部１９ａに、羽根車が高速回転して生成する高速吐出流により、大気圧に対して負圧を生成した噴流中に、空気導入管２６で大気中空気を吸入して気水二相流として吐出する水中エアレータ５３を配設し、前記ヘッドタンク１９内の飼育水を前記下降流管３６に送水すると共に前記水中エアレータ５３で散気する気泡を下降流に随伴して下降気水二相流を生成し、気水分離計量槽５４に上昇流管５５を連通接続し、前記下降流管３６の下部３６ａと上昇流管５５の下部５５ａとをＵ字管５６で連通接続して曝気槽５７を構成し、前記気水分離計量槽５４で気水分離した酸素溶解飼育水は、超音波流量計５８を装備した越流堰３５を越流下して第二ヘッドタンク５９へ流入する。該第二ヘッドタンク５９に第二下降流管６０を連通接続して酸素溶解飼育水を円形状の飼育水槽１に供給する。前記第二下降流管６０の吐出口６０ａを前記飼育水槽１の外壁１ｄ内側の周辺水域１ｅ水面直下位置で、接線水平方向に向けて配設し、酸素溶解飼育水を吐出している。前記飼育水槽１の水面に水平方向旋回流が生成すると、二次流として、垂直方向では、前記周辺水域１ｅの水面から垂直下方へ向かう下降流と、中心底部１ｆから水面へ向かう上昇流が生成し、水平方向では、前記中心底部１ｆへ向かう内向き流れと、水面の外向き流れを生成する。しかし、二次流であるから、流速は水平方向旋回流に比較すると極めて小さい。前記中心底部１ｆに配設した汚泥ピット１ｂに集積した残餌及び魚糞等からなる沈降性固形物を排泥管３９で排泥している。従って、前記中心底部１ｆから水面へ向かう上昇流速は残餌及び魚糞等の沈降性固形物の沈降速度以下となり、該残餌及び魚糞等の沈降性固形物は前記汚泥ピット１ｂに集積し、効率よく固水分離されて、排泥され、清浄な飼育水となる。
【実施例６】
【００４３】
図８の実施例は、ヘッドタンク１９に下降流管３６を連通接続すると共に前記ヘッドタンク１９の水面下で且つ底部１９ａに、ブロワ３７で供給する空気を散気装置３８で散気する前記下降流管３６を連通接続して下降気水二相流を生成し、気水分離計量槽５４に上昇流管５５を連通接続し、前記下降流管３６の下部３６ａと上昇流管５５の下部５５ａとをＵ字管５６で連通接続して曝気槽５７を構成し、前記気水分離計量槽５４で気水分離した酸素溶解飼育水は、超音波流量計５８を装備した越流堰３５を越流下して第二ヘッドタンク５９へ流入する。バキューム装置６１を装備したサイホン管６２のサイホン作用で該サイホン管６２に下降流を生成し、前記サイホン管６２の吐出口６２aを前記飼育水槽１の外壁１ｄ内側の周辺水域１ｅ水面直下位置で、接線水平方向に向けて配設し、酸素溶解飼育水を吐出すると共に前記サイホン管６２に配設したプロペラ水車６３を駆動回転し、図示しない増速機構で増速して発電機６４を駆動回転して発電するサイホンプロペラ水車水力発電装置６５としている。前記飼育水槽１に吐出口６２ａから酸素溶解飼育水を吐出すると、前記飼育水槽１の水面に水平方向旋回流が生成し、二次流として、垂直方向では、前記周辺水域１ｅの水面から垂直下方へ向かう下降流と、中心底部１ｆから水面へ向かう上昇流が生成し、水平方向では、前記中心底部１ｆへ向かう内向き流れと、水面の外向き流れを生成する。しかし、二次流であるから、流速は水平方向旋回流に比較すると極めて小さい。前記中心底部１ｆに配設した汚泥ピット１ｂに集積した残餌及び魚糞等からなる沈降性固形物を排泥管３９で排泥している。従って、前記中心底部１ｆから水面へ向かう上昇流速は残餌及び魚糞等の沈降性固形物の沈降速度以下となり、該残餌及び魚糞等の沈降性固形物は前記汚泥ピット１ｂに集積し、効率よく固水分離されて、排泥され、清浄な飼育水となる。
【実施例７】
【００４４】
図９の実施例は、ヘッドタンク１９に下降流管３６を連通接続すると共に前記ヘッドタンク１９の水面下で且つ底部１９ａに、ブロワ３７で供給する空気を散気装置３８で散気する前記下降流管３６を連通接続して下降気水二相流を生成し、気水分離計量槽５４に上昇流管５５を連通接続し、前記下降流管３６の下部３６ａと上昇流管５５の下部５５ａとをＵ字管５６で連通接続して曝気槽５７を構成し、前記気水分離計量槽５４で気水分離した酸素溶解飼育水は、超音波流量計５８を装備した越流堰３５を越流下して第二ヘッドタンク５９へ流入する。該第二ヘッドタンク５９の底部５９ａに第二下降流管６０を連通接続し、該第二下降流管６０の吐出口６０aを上掛け水車６６のブレード６７の上方に配設し、該ブレード６７に散水して前記上掛け水車６６を駆動回転し、図示しない増速機構で増速して発電機６４を駆動回転して発電する上掛け水車水力発電装置６８としている。前記ブレード６７で、前記飼育水槽１の外壁１ｄ内側の周辺水域１ｅ水面を、接線水平方向に向けてかくと、前記飼育水槽１の水面に水平方向旋回流が生成し、二次流として、垂直方向では、前記周辺水域１ｅの水面から垂直下方へ向かう下降流と、中心底部１ｆから水面へ向かう上昇流が生成し、水平方向では、前記中心底部１ｆへ向かう内向き流れと、水面の外向き流れを生成する。しかし、二次流であるから、流速は水平方向旋回流に比較すると極めて小さい。前記中心底部１ｆに配設した汚泥ピット１ｂに集積した残餌及び魚糞等からなる沈降性固形物を排泥管３９で排泥している。従って、前記中心底部１ｆから水面へ向かう上昇流速は残餌及び魚糞等の沈降性固形物の沈降速度以下となり、該残餌及び魚糞等の沈降性固形物は前記汚泥ピット１ｂに集積し、効率よく固水分離されて、排泥され、清浄な飼育水となる。                                                                                
【実施例８】
【００４５】
図１０の実施例は、飼育水量の５ないし１０容量パーセントの海水を供給する飼育水循環型陸上養殖としたものにおいて、図ａは満ち潮を利用して海水の汲み上げ、図ｂは引潮を利用して排水を行う概略説明縦断面図である。
【００４６】
満ち潮の時は、サイホン管６２の空気を、詳細を省略したバキューム装置６１で排出すると前記サイホン管６２が海水で満たされ、海側の水位が上昇すると、サイホン作用で、海側の海水が沈砂池槽６９へ流入し、主に砂質を除去した処理水は、該沈砂池槽６９の上方で貯留され、満水になると、上方に配設し、フート弁７０を装備した連通接続管７１を通って高置水槽７２へ移流して貯水する。
【００４７】
引潮の時は、海側の水位が下降すると、サイホン作用で、前記沈砂池槽６９の海水が海側へ流出するが、前記高置水槽７２の海水はフート弁７０の逆止作用で、前記連通接続管７１を通って前記沈砂池槽６９へは流下せず、貯水機能が維持される。前記高置水槽７２からドラムフイルター３２へ向かう途中に、電動流量調整弁７３を装備した移流管７４で、超音波流量計５８を装備した越流堰３５を越流下して流量調整槽７５へ移流し、前記電動流量調整弁７３の開度を設定流量に合わせた開度に、図示してない制御装置で制御する。又、図２の硝化槽２の処理水を飼育水槽１へ流下させるためのヘッドタンク１９に海水交換のための排水用の、超音波流量計測装置５８を装備した越流堰３５を配設し、設定交換水量を分流し、排水管７６で排出する。尚、前記サイホン管６２のサイホン生成手段としては、前記バキューム装置６１に限定されず、ポンプ又は、容器を使い人力で海水を注水して行うことも出来る。
【実施例９】
【００４８】
図１１の実施例は、飼育水量の５ないし１０容量パーセントの海水を供給する飼育水循環型陸上養殖施設としたものにおいて、図ａは満ち潮を利用して海水の汲み上げると共にサイホンプロペラ水車水力発電装置６５Ｂで発電し、図ｂは引潮を利用して排水を行うと共にサイホンプロペラ水車水力発電装置６５Ｃで発電する概略説明縦断面図である。
【００４９】
満ち潮の時は、サイホン管６２Ａの空気をバキューム装置６１Ａで排出すると前記サイホン管６２Ａが海水で満たされ、海側の水位が上昇すると、サイホン作用で、海側の海水が受水槽７７へ流入し、該受水槽７７の水位と沈砂池槽６９との水位差が設定値に達すると、図示してない制御装置で、サイホン管６２Ｂに配設した電動開閉弁７８Ｂが開状態となり、前記サイホン管６２Ｂに配設した前記サイホンプロペラ水車水力発電装置６５Ｂで発電する。主に砂質を除去した処理水は、前記沈砂池槽６９の上方で貯留され、満水になると、上方に配設し、フート弁７０を装備した連通接続管７１を通って高置水槽７２へ移流して貯水する。  
【００５０】
引潮の時は、海側の水位が下降すると、サイホン作用で、前記受水槽７７の海水が海側へ流出し、該受水槽７７の水位と沈砂池槽６９との水位差が設定値に達すると、図示してない制御装置で、サイホン管６２Ｃに配設した電動開閉弁７８Ｃが開状態となり、前記サイホン管６２Ｃに配設した前記サイホンプロペラ水車水力発電装置６５Ｃで発電する。高置水槽７２の海水はフート弁７０の逆止作用で、前記沈砂池槽６９へは流下せず、貯水機能が維持される。前記高置水槽７２からドラムフイルター３２へ向かう途中に、前記電動流量調整弁７３を装備した前記移流管７４で、超音波流量計５８を装備した越流堰３５を越流下して流量調整槽７５へ移流し、前記電動流量調整弁７３の開度を設定流量に合わせた開度に、図示してない制御装置で制御する。又、図２の硝化槽２の処理水を飼育水槽１へ流下させるためのヘッドタンク１９に海水交換のための排水用の分流計量槽７８を配設し、設定交換水量を分流し、排水管７９で排出する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、魚介類の陸上養殖システム及び養殖施設に係わり、自然海域及ぶ水域における生簀養殖が、環境汚濁負荷が大きい、赤潮・アオコによる被害、病害、台風等の自然災害、過酷労働等を克服することが出来るので、閉鎖式又は換水式の海水性又は淡水性の魚介類の陸上養殖に利用出来る。
【符号の説明】
【００５２】
１    飼育水槽
２    硝化槽
３    熱交換機
４    紫外線殺菌装置
５    泡沫分離装置
６    飼育水浄化処理施設
７    沈殿部
８    第一段水透過性仕切
９    第二段水透過性仕切
１０    生物担体
１１    生物担体流動床
１２    第三段水透過性仕切
１３    生物担体
１４    生物担体濾過床
１５    処理水層
１６    越流堰
１７    トラフ
１８    集水桝
１９    ヘッドタンク
２０    泡沫分離槽    
２１    水位調整槽
２２    吸込口
２３    エジェクター
２４    吐出口
２５    循環ポンプ
２３ａ    ノズル
２３ｂ    空気室
２６    空気導入管
２７    ディフューザー
２８    正常運転電動開閉弁
２９    逆洗運転電動開閉弁
３０    ブロワ
３１    流動床逆洗散気装置
７ａ    沈降汚泥集泥部
３２    ドラムフイルター
３３    濾過床逆洗散気装置
３４Ａ    流動床逆洗電動開閉弁
３４Ｂ    濾過床逆洗電動開閉弁
３５    越流堰
１９ａ    底部
３６    下降流管
３７    ブロワ
３８    散気装置
３６ａ    吐出口
１ａ    底部
１ｂ    汚泥ピット
１ｃ    傾斜面
３９    排泥管
４０    脱窒槽
４１    流量調整槽
４２    加圧ポンプ
４３    吸込側配管
４４    吐出側配管
４５    エジェクター
４５ａ    空気室
４６    空気導入管
２０ａ    底部
４４ａ    吐出口
４７ａ    上端
４７    遮蔽管
４８    抗体
４９    本体胴部
５０    多孔整流板
２０ｂ    下部側壁
５１    連通接続管
５２    スパイラル案内板
１ｄ    外壁
１ｅ    周辺水域
１ｆ    中心底部
５３    水中エアレータ
５４    気水分離計量槽
５５    上昇流管
３６ａ    下部
５５ａ    下部
５６    Ｕ字管
５７    曝気槽
５８    超音波流量計
５９    第二ヘッドタンク
６０    第二下降流管
６０ａ    吐出口
６１    バキューム装置
６２    サイホン管
６２ａ    吐出口
６３    プロペラ水車
６４    発電機
６５    サイホンプロペラ水車水力発電装置
６６    上掛け水車
６７    ブレード
６８    上掛け水車水力発電装置
６９    沈砂池槽
７０    フート弁
７１    連通接続管
７２    高置水槽
７３    電動流量調整弁
７４    移流管
７５    流量調整槽
７６    排水管
６５Ｂ    サイホンプロペラ水車水力発電装置
７７    受水槽
６２Ｂ    サイホン管
７８Ｂ    電動開閉弁
６２Ｃ    サイホン管  
７８Ｃ    電動開閉弁
６５Ｃ    サイホンプロペラ水車水力発電装置
７９    分流計量槽
８０    排水管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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