(57)【要約】【課題】養液栽培の養液調整に利用できる純水を効率的に且つ安定して製造する。【構成】養液栽培ハウス２７の屋根に降った雨２８を雨水貯留槽２１に貯え、その貯えた雨水を逆浸透膜式の純水製造装置２０に供給する。そして濾過水として得られた純水は養液栽培装置の養液貯留槽に移送し、純水製造装置２０で濾過されずに排出された濃縮水は雨水貯留槽２１に戻して再利用する。【選択図】　　　　図１
2004009032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雨水貯留槽２１に雨水を貯え、その貯えた雨水を逆浸透膜式の純水製造装置２０に供給し、得られた純水を回収すると共に、純水製造装置２０から排出される濃縮水を雨水貯留槽２１に戻すことを特徴とする純水の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、養液栽培ハウス２７の屋根に降った雨２８を雨水貯留槽２１に貯えることを特徴とする純水の製造方法。
【請求項３】
養液貯留槽から供給する養液を除菌装置により除菌して複数の栽培床に供給し、各栽培床から養液貯留槽に養液を回収するようにした養液栽培方法において、選択した栽培床５１へ除菌装置４８から養液を養液供給管４９で供給し、選択した栽培床５１から養液貯留槽４２へ養液回収管５５を経て養液を回収することを特徴とする養液栽培方法。
【請求項４】
請求項３において、除菌装置４８から各栽培床５１への養液供給管４９および各栽培床５１から養液貯留槽４２への養液回収管５５にそれぞれ流量制御手段５０、５３を設け、各養液供給管４９に設けた流量制御手段５０のいずれかを選択操作することにより、除菌装置４８から選択した栽培床５１へ養液を供給し、各養液回収管５５に設けた流量制御手段５３のいずれかを選択操作することにより、選択した栽培床５１から養液貯留槽４２へ養液を回収することを特徴とする養液栽培方法。
【請求項５】
請求項４において、各栽培床５１からの養液回収管５５にそれぞれ流路切換手段５４を設け、その流路切換手段５４を操作することにより、栽培床５１から排出する養液を養液貯留槽４２または当該栽培床５１のいずれかに戻すことを特徴とする養液栽培方法。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれかにおいて、純水に肥料成分を添加して養液を調整することを特徴とする養液栽培方法。
【請求項７】
養液貯留槽４２から供給する養液を除菌装置４８により除菌して複数の栽培床５１に供給し、各栽培床５１から養液貯留槽４２に養液を回収するようにした養液栽培方法において、複数の養液貯留槽４２を設けてそれぞれ肥料成分の異なる養液を貯留し、選択した養液貯留槽４２から共通の除菌装置４８に養液供給主管４５で養液を供給し、除菌装置４８で除菌した養液を選択した栽培床５１へ養液供給管４９で供給し、選択した栽培床５１から養液回収管５５および養液貯留装置に設けた養液回収主管５７を経て養液供給元の養液貯留槽４２に養液を回収することを特徴とする養液栽培方法。
【請求項８】
請求項７において、各養液貯留槽４２から除菌装置４８への養液供給主管４５に供給流路切換手段４７を設け、除菌装置４８から各栽培床５１への養液供給管４９および各栽培床５１から養液貯留槽４２への養液回収管５５にそれぞれ流量制御手段５０，５３を設け、各養液回収管５５と各養液回収主管５７を回収流路切換手段５６を介して互いに接続し、
各養液供給主管４５の供給流路切換手段４７を操作することにより選択した養液貯留槽４２から除菌装置４８へ養液を供給し、各養液供給管４９に設けた流量制御手段５０のいずれかを選択操作することにより、除菌装置４８から選択した栽培床５１へ養液を供給し、各養液回収管５５に設けた流量制御手段５３のいずれかを選択操作することにより、選択した栽培床５１から養液回収管５５に養液を流出させ、回収流路切換手段５６を操作して選択した養液供給元の養液貯留槽４２へその養液を回収することを特徴とする養液栽培方法。
【請求項９】
養液貯留槽から供給する養液を除菌装置により除菌して複数の栽培床に供給し、各栽培床から養液を養液貯留槽に回収するようにした養液栽培装置において、複数の養液貯留槽４２、共通の除菌装置４８および複数の栽培床５１を備え、各養液貯留槽４２から養液を除菌装置４８に供給する養液供給主管４５と、選択した養液貯留槽４２から除菌装置４８に養液を供給するために前記養液供給主管４５に設けた供給流路切換手段４７と、除菌装置４８から各栽培床５１へ養液を切り換えて供給する流量制御手段５０を設けた複数の養液供給管４９と、各栽培床５１から養液を回収するために流量制御手段５３を設けた複数の養液回収管５５と、各養液貯留槽４２に養液を回収する複数の養液回収主管５７と、前記各養液回収管５５からの養液を各養液回収主管５７のいずれかに切り換えて回収するための回収流路切換手段５６を有することを特徴とする養液栽培装置。
【請求項１０】
請求項９において、各養液貯留槽４２には肥料成分供給手段４４および純水供給管４０が接続されていることを特徴とする養液栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は雨水から純水を製造する方法、純水等により調整した養液を栽培床に循環して養液栽培する方法および養液栽培装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下水などの原水を逆浸透膜式の純水製造装置で脱塩し純水を製造する技術が知られている。純水は古くから半導体製造分野等に多く使用されていたが、近年になって養液栽培の養液用としての利用も拡大している。養液栽培は水に必要な肥料成分を添加して養液を調整し、その養液を栽培床に供給して植物を栽培する方法であり、無菌栽培法としても広く普及している。
【０００３】
無菌状態で養液栽培するために、養液調整用の水は出来るだけ雑菌等を含まないもの、例えば純水製造装置で製造された純水を使用することが望ましい。
本出願人は地下水を利用して純水製造装置で純水を製造し、その純水で調整した養液を栽培床に供給して養液栽培する方法を先に提案した（特開２００１−２９９１１６号公報）。
【０００４】
上記提案による純水の製造システムを図３に示し、その純水により調整した養液で養液栽培するシステムを図４に示す。
先ず図３において、１は地下水管、２は汲み上げポンプ、３は砂濾過装置、４は純水製造装置、５は加圧ポンプ、６は低圧逆浸透膜モジュール、７は濾過水管、８は濃縮水管、９は純水貯留槽である。
【０００５】
地下水は地下水管１から汲み上げポンプ２で汲み上げられ、砂濾過装置３で濾過してから純水製造装置４に供給される。純水製造装置４は複数の低圧逆浸透膜モジュール６を直列または、並列に接続して構成され、その原水導入側に加圧ポンプ５で加圧された地下水を導入すると、各逆浸透膜を一次側から二次側に浸透する間に濾過・脱塩される。濾過水として得られる純水は濾過水管７から純水貯留槽９に貯留され、濾過残渣としての濃縮水は濃縮水管８から流出して廃棄される。なお濃縮水を純水製造装置４の原水側に戻さない理由は、濃縮水は塩濃度が高いので逆浸透膜にダメージを与える恐れがあるためである。
【０００６】
塩濃度のレベルは電気伝導度を測定することによって知ることができる。一般的な地下水の電気伝導度は４００μＳ／ｃｍ程度のレベルであるが、逆浸透膜を通過した濾過水の電気伝導度は８μＳ／ｃｍ程度まで低下する。一方、濃縮水の電気伝導度は５００μＳ／ｃｍ程度に上昇する。逆浸透膜を使用した通常の純水製造装置４では供給する地下水の１５〜３０％程度の濾過水が得られ、残りの７０から８５％の濃縮水が廃棄される。
【０００７】
次に図４において、１０は純水供給管、１１は養液貯留槽、１２は養液供給主管、１３は除菌装置、１４は養液供給管、１５は供給ポンプ、１６は栽培床、１７は養液回収管である。
前記図３の純水貯留槽９からの純水は、図４に示すように純水供給管１０で養液貯留槽１１に供給され、そこで肥料成分が添加されて養液調整される。養液貯留槽１１の養液は限外濾過膜式などの除菌装置１３で除菌され、次いで供給ポンプ１５を設けた養液供給管１４で各栽培床１６に供給される。
【０００８】
各栽培床１６では一定期間植物を栽培した後、栽培床１６の養液を新しいものとした肥料成分の異なるものと交換することが多い。そのためには先ず回収ポンプ（図示せず）を設けた養液回収管１７で養液貯留槽１１に各栽培床１６の養液を回収する。次に回収した養液に肥料成分が添加されて養液調整され、それを除菌装置１３で再び除菌して各栽培床１６に戻す。
栽培床１６は少量の養液で栽培できるロックウールを利用したものと、養液槽に供給した比較的多量の養液で栽培する湛液式のものがあり、前者は一般の花卉栽培用などに利用され、後者は葉菜用などに利用される。
【０００９】
後者の湛液式の栽培床１６は前者のロックウールを利用した栽培床１６に比べて使用する養液が多く、多数の湛液式の栽培床１６を並べて植物栽培する場合は、除菌装置１３もその使用養液総量に対応する処理容量のものを設置する必要があり、養液貯留槽１１も各栽培床１６に必要な養液総量に比例した大容量のものを設置する必要があり、それらの容量に比例して純水製造装置４から補給する純水流量も多くなる。従って従来技術では、多数の湛液式の栽培床で植物栽培をする場合に、かなり処理容量が大きい純水製造装置や除菌装置、養液貯留槽等を設置する必要があった。
【００１０】
一方、前記のように地下水から純水を製造する場合には、供給される地下水の約８０％が濃縮水として排水路などに廃棄されるので、多数の湛液式の栽培床を並べて栽培するには、大量の純水を製造しなければならないので、膨大な地下水量を必要とし、地盤沈下などの問題を発生する恐れもある。
【００１１】
そこで、種々の問題を抱える地下水の代わりに上水道を利用して純水を製造する方法も考えられるが、通常、上水道の水料金は高価であるので、大量消費の用途には経済的な理由から採用し難い。しかも養液栽培環境に適した地域に必ずしも上水道が供給されているとは限らない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように栽培床として特に湛液式を採用する場合には、処理容量の大きな純水製造装置や除菌装置を設置する必要があった。そして純水製造用として地下水や上水道を使用する場合には、それぞれに上記のような諸問題を抱えている。そこで本発明は、これら従来の問題を解決することを課題とし、そのための新しい純水の製造方法および、その純水等を使用する養液栽培方法、養液栽培装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明に係る純水の製造方法は、雨水貯留槽に雨水を貯え、その貯えた雨水を逆浸透膜式の純水製造装置に供給し、得られた純水を回収すると共に、純水製造装置から排出される濃縮水を雨水貯留槽に戻すことを特徴とする。（請求項１）
【００１４】
上記純水の製造方法において、養液栽培ハウスの屋根に降った雨を雨水貯留槽に貯えることができる。（請求項２）
【００１５】
また、前記課題を解決する本発明に係る養液栽培方法は、養液貯留槽から供給する養液を除菌装置により除菌して複数の栽培床に供給し、各栽培床から養液を養液貯留槽に回収するようにした養液栽培方法である。そして本方法は、選択した栽培床へ除菌装置から養液を養液供給管で供給し、選択した栽培床から養液貯留槽へ養液回収管を経て養液を回収することを特徴とする。（請求項３）
【００１６】
上記養液栽培方法において、除菌装置から各栽培床への養液供給管および各栽培床から養液貯留槽への養液回収管にそれぞれ流量制御手段を設け、各養液供給管に設けた流量制御手段のいずれかを選択操作することにより、除菌装置から選択した栽培床へ養液を供給し、各養液回収管に設けた流量制御手段のいずれかを選択操作することにより、選択した栽培床から養液貯留槽へ養液を回収することができる。（請求項４）
【００１７】
上記養液栽培方法において、さらに各栽培床からの養液回収管にそれぞれ流路切換手段を設け、その流路切換手段を操作することにより、栽培床から排出する養液を養液貯留槽または当該栽培床のいずれかに戻すことができる。（請求項５）
【００１８】
上記いずれかの養液栽培方法において、純水に肥料成分を添加して養液を調整することができる。（請求項６）
【００１９】
前記課題を解決する本発明に係る別の養液栽培方法は、養液貯留槽から供給する養液を除菌装置により除菌して複数の栽培床に供給し、各栽培床から養液を養液貯留槽に回収するようにした養液栽培方法である。そして本方法は、複数の養液貯留槽を設けてそれぞれ肥料成分の異なる養液を貯留し、選択した養液貯留槽から共通の除菌装置に養液供給主管で養液を供給し、除菌装置で除菌した養液を選択した栽培床へ養液供給管で供給し、選択した栽培床から養液回収管および養液貯留装置に設けた養液回収主管を経て、養液供給元の養液貯留槽に養液を回収することを特徴とする。（請求項７）
【００２０】
上記養液栽培方法において、各養液貯留槽から除菌装置への養液供給主管に供給流路切換手段を設け、除菌装置から各栽培床への養液供給管および各栽培床から養液貯留槽への養液回収管にそれぞれ流量制御手段を設け、各養液回収管と各養液回収主管を回収流路切換手段を介して互いに接続し、
各養液供給主管の供給流路切換手段を操作することにより選択した養液貯留槽から除菌装置へ養液を供給し、各養液供給管に設けた流量制御手段のいずれかを選択操作することにより、除菌装置から選択した栽培床へ養液を供給し、各養液回収管に設けた流量制御手段のいずれかを選択操作することにより、選択した栽培床から養液回収管に養液を流出させ、回収流路切換手段を操作して選択した養液供給元の養液貯留槽へその養液を回収することができる。（請求項８）
【００２１】
さらに、前記課題を解決する本発明に係る養液栽培装置は、養液貯留槽から供給する養液を除菌装置により除菌して複数の栽培床に供給し、各栽培床から養液を養液貯留槽に回収するようにした養液栽培装置である。本装置は複数の養液貯留槽、共通の除菌装置および複数の栽培床を備えており、さらに各養液貯留槽から養液を除菌装置に供給する養液供給主管と、選択した養液貯留槽から除菌装置に養液を供給するために前記養液供給主管に設けた供給流路切換手段と、除菌装置から各栽培床へ養液を切り換えて供給する流量制御手段を設けた複数の養液供給管と、各栽培床から養液を回収するために流量制御手段を設けた複数の養液回収管と、各養液貯留槽に養液を回収する複数の養液回収主管と、前記各養液回収管からの養液を各養液回収主管のいずれかに切り換えて回収するための回収流路切換手段を有することを特徴とする。（請求項９）
【００２２】
上記養液栽培装置において、各養液貯留槽に肥料成分供給手段および純水供給管を接続することができる。（請求項１０）
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面により説明する。
図１は本発明に係る純水の製造方法を実施するシステムのプロセスフロー図である。図１において、２０は逆浸透膜式の純水製造装置、２１は地下式の雨水貯留槽、２２は汲み上げポンプ、２３は濾過水管、２４は濃縮水管、２５はオーバフロー管、２６は洗浄水排出管、２７は養液栽培ハウス、２８は雨、２９は樋、３０は雨水集合管、５１は栽培床である。
【００２４】
透明なガラスや硬質プラスチックで形成される広い面積の養液栽培ハウス２７は多数の山形の屋根を多数有し、内部に多数の栽培床５１が配置される。それら屋根に降った雨２８は樋２９から雨水集合管３０に集められて地下式の雨水貯留槽２１に集められる。なお一般的な雨水の電気伝導度は１μＳ／ｃｍ未満である。
雨水貯留槽２１に貯留された雨水はくみ上げポンプ２２で逆浸透膜式の純水製造装置２０に供給され、そこで逆浸透により濾過脱塩され、濾過水が濾過水管２３から排出して後述する養液栽培装置の養液貯留槽に送られる。なお純水製造装置２０は図３に示した純水製造装置４と同様に構成される。
【００２５】
純水製造装置２０から排出する濃縮水は濃縮水管２４を経て雨水貯留槽２１に戻されるが、この濃縮水の電気伝導度は最高値で１００μＳ／ｃｍ程度である。本実施の形態では雨水貯留槽２１に流入するその地域における雨水総量を濾過水として消費される総量より常に多くなるように設計するが、それによって雨水貯留槽２１に流入する雨水と濃縮水の混合液の一部はオーバフロー管２５から随時廃棄される。このオーバフローの流量はその時々の雨水の流入流量と濃縮水流量の差により変動し、それによってオーバフローは中断したり開始したりするが、時間的に平均化したときに雨水貯留槽２１内の水の一定量が結果としてオーバフローするように設定すればよい。
【００２６】
上記のように雨水貯留槽２１から部分的にオーバフローさせることにより、純水製造装置２０から回収する濃縮水はオーバフロー分だけ雨水による希釈割合が増加する。そのため逆浸透膜に悪影響を与えることがなく、純水製造装置２０を安定に連続運転することができる。
このように供給量の約８０％の割合を占める濃縮水を廃棄することなく循環使用することにより、廃棄する雨水量を著しく抑制することができる。なお雨水を利用して純水を製造する場合には、図３に示した従来のシステムで設置されている砂濾過装置３のような前処理装置は特に必要としない。
【００２７】
純水製造装置２０に使用される逆浸透膜は長期間濾過を続けると次第に目詰まりを起こし処理能力が低下する。そこで適当な間隔で逆浸透膜の表面（一次側）を高速の水流で洗うフラッシング操作を行う。その洗浄水は洗浄水排出管２６から外部に排出して廃棄されるが、フラッシング原水を雨水で行ったとしてもその量はごく僅かであり、養液供給の設計上に大きな影響を及ぼすことはない。
【００２８】
図２は本発明に係る養液栽培方法を実施する装置のプロセスフロー図である。図中、４０は純水供給管、４１は遠隔制御可能な電磁式の開閉弁からなる流量制御手段、４２は養液貯留槽、４３はボールタップ、４４は肥料成分供給手段、４５は養液供給主管、４６は遠隔制御可能な電磁式の開閉弁からなる流量制御手段、４７は遠隔制御可能な電磁式の三方切換弁からなる供給流路切換手段、４８は除菌装置である。
【００２９】
さらに、４９は養液供給管、５０は開閉弁からなる流量制御手段、５１は栽培床、５２は開閉弁、５３はポンプからなる流量制御手段、５４は遠隔制御可能な電磁式の三方切換弁からなる流路切換手段、５５は養液回収管、５６は遠隔制御可能な電磁式の三方切換弁からなる回収流路切換手段、５７は養液回収主管、５８は濃縮肥料収容タンク、５９は定量ポンプ，６０は制御装置である。
【００３０】
本実施の形態では２つの養液貯留槽４２が設置され、それぞれ肥料成分の異なる養液が貯留されるが、３つ以上の養液貯留槽４２を設けることもできる。肥料成分の異なる養液貯留槽４２を設ける理由は、栽培床５１で栽培する植物の生育段階の途中から供給する肥料成分を変える方法が良い場合があるためである。なお本発明の養液栽培方法を採用する場合は、各養液貯留槽４２の容量を１つの栽培床５１における養液槽容量と等しい値に設計するか、またはそれより僅かに大きい値に設計すれば十分である。
【００３１】
各養液貯留槽４２には図１の純水製造装置２０からの純水（濾過水）が純水供給管４０によって供給される。なお各養液貯留槽４２への純水供給および停止は純水供給管４０に設けた流量制御手段４１と各養液貯留槽４２内に設けたボールタップ４３により制御される。
【００３２】
養液内容は純水に添加する肥料成分の種類と量を変えることによって調整される。養液貯留槽４２への肥料成分は肥料成分供給手段４４から供給され、各肥料成分供給手段４４は複数の濃縮肥料収容タンク５８と、各濃縮肥料収容タンク５８の出口側に設けた定量ポンプ５９を有する。
【００３３】
定量ポンプ５９や前記流量制御手段４１の制御は制御装置６０により行われる。制御装置６０はマイクロコンピュータ装置等により構成され、その記憶部に格納された制御プログラムおよび条件設定等により、各養液貯留槽４２の養液調整や養液の供給、回収制御などを行う。なお制御装置にはその他の制御も行うように制御プログラムが格納されているが、その内容は後述する。
【００３４】
除菌装置４８は図４に示した従来の除菌装置１３と同様な装置を使用することができるが、具体的にいうと、例えば精密限外濾過膜などを用いた膜濾過方式、活性炭などの吸着剤を用いた吸着方式、紫外線ランプの紫外線またはオゾン発生器で発生したオゾンにより殺菌する放射殺菌方式などの除菌装置を使用することができる。除菌装置４８は２つの養液貯留槽４２に対して共通に１つ設けられ、図示しないポンプを内蔵している。そして除菌装置４８への養液導入先の選択は、養液供給主管４５に設けた供給流路切換手段４７の切換操作により行う。
【００３５】
除菌装置４８で除菌された養液は、養液供給管４９から各栽培床５１に選択的に供給される。すなわち、選択した栽培床５１に設けた流量制御手段５０を開操作することにより、当該栽培床５１に除菌された養液が供給される。１つの栽培床５１への養液供給が終了したら、その都度養液貯留槽４２に新しい養液調整をし、次の栽培床５１への養液供給を開始する。このようにして各栽培床５１に順次養液を供給する方法により、除菌装置４８の処理能力や養液貯留槽４２の容量を大きくしなくても各栽培床５１へ必要かつ十分な養液供給を行うことが可能になる。
【００３６】
各栽培床５１で所定の期間（例えば３週間）植物栽培に使用した養液を所望により選択的に供給元の養液貯留槽４２に戻すことができる。すなわち特定の栽培床５１に設けた流量制御手段５３を運転操作することにより、選択された栽培床５１から養液が養液回収管５５に流出し、回収流路切換手段５６を切換操作することにより、養液回収管５５の養液は選択した養液回収主管５７を経由して養液供給元の養液貯留槽４２に回収される。
【００３７】
各栽培床５１における流量制御手段５３の出口側の養液回収管５５には遠隔制御可能な電磁式の三方切換弁からなる流路切換手段５４が設けられ、この流路切換手段５４の切換操作により、栽培床５１から流出する養液を養液貯留槽４２に戻すか元の栽培床５１に戻すかを選択できる。植物の栽培中に栽培床５１における養液槽の酸素補給や攪拌等を目的として、養液を自己循環する場合があるが、上記構成はそのような目的に対応することができる。
【００３８】
すなわち流量制御手段５３を運転操作し、流路切換手段５４を循環方向に切換操作することにより、栽培床５１における養液の自己循環を行うことができる。この自己循環操作は手動または制御装置６０によって自動化して行うことができる。後者の場合には、制御装置６０にプログラムされた循環開始−停止時間信号により所定時期に所定時間だけ自己循環操作が自動的に行われる。
【００３９】
次に栽培床５１で所定期間植物を栽培し、次いで栽培床５１の養液を異なる肥料成分の養液への切り換え操作する方法を具体的に説明する。
前提として、図２の上側の養液貯留槽４２に養液Ａ、下側の養液貯留槽４２に養液Ａと肥料成分の異なる養液Ｂを貯留しているものとし、特定の栽培床５１を最初に養液Ａで植物栽培し、所定期間経過後に養液Ｂに切り換えるものとする。
【００４０】
（養液Ａの供給モード）
先ず供給流路切換手段４７をポートＡ−Ｂ側に切換操作し、選択した栽培床５１の流量制御手段５０を開ける操作を行う。次に上側の流量制御手段４６を開ける操作をして除菌装置４８を運転すると、養液貯留槽４２の養液Ａがその水頭圧差またはポンプ（図示せず）により除菌装置４８に供給され、そこで除菌された養液Ａが除菌装置４８に設けたポンプ（図示せず）により養液供給管４９に流出して選択した栽培床５１に供給される。なお栽培床５１への養液供給またはそれから養液回収する際には、開閉弁からなる流量制御手段５０は開けた状態としておく。なお、これらの制御は制御装置６０に格納されたプログラムにより行うことができる。
【００４１】
前記のように、養液貯留槽４２の容量を１つの栽培床５１に要する養液量とほぼ同じ大きさに設定することができる。その場合には栽培床５１への養液Ａの供給が完了したときに、上側の養液貯留槽４２の養液Ａレベルは下限になる。そこでその下限レベルをレベル検出器等により検出し、その検出信号を制御装置６０に伝送する。その検出信号を受けた制御装置６０は養液Ａの供給が完了したと判断して流量制御手段４６，５０を閉じる制御、および除菌装置４８の運転を停止する制御を行うことにより、養液供給を自動的停止することができる。
【００４２】
（養液Ａの回収モード）
特定の栽培床５１が養液Ａを使用して所定期間植物の栽培をした時点で、養液Ａから養液Ｂに切換操作を行う。それには先ず選択した栽培床５１における流路切換手段５４をポートＡ−Ｃ側に切り換え、回収流路切換手段５６をポートＡ−Ｂ側に切り換える。次に選択した栽培床５１の流量制御手段５３を運転操作することにより、選択した栽培床５１の養液Ａは養液回収管５５および養液回収主管５７を経て上側の養液貯留槽４２に回収される。回収が完了したら流量制御手段５３を停止操作し、上側の流量制御手段４１を操作して純水を上側の養液貯留槽４２に導入する。
【００４３】
上側の養液貯留槽４２の液レベルが上限（ほぼ満杯）に達すると、ボールタップ４３が作動してそれ以上の純水導入を阻止する。このように新しい純水を導入するのは、植物栽培に伴い蒸発や吸収によって回収される養液Ａは当初供給した量より減少しているからである。そして純水補給量に適合した肥料成分を肥料成分供給手段４４から上側の養液貯留槽４２に供給し、所定の養液Ａを調整して次の栽培床５１への供給に備える。
【００４４】
なお上記養液Ａの回収および肥料成分調整操作に際して、ボールタップ４３の閉鎖動作をリミットスイッチなどのレベル検出器で検出し、その検出信号を制御装置６０に伝達することができる。その場合、制御装置６０はその信号により流量制御手段４１を自動的に閉じる操作を行う。なお流量制御手段５３の制御、流路切換手段５４，回収流路切換手段５６の制御、および肥料成分の補給制御等も制御装置６０によって行うことができる。
【００４５】
（養液Ｂの供給モード）
次に供給流路切換手段４７をポートＡ−Ｃ側に切り換え、先に養液Ａを回収した栽培床５１の流量制御手段５０を開ける操作を行い、さらに除菌装置４８の運転を開始する。これによって除菌された養液Ｂが前記栽培床５１に供給され、養液Ｂへの切換操作が完了する。そして切換操作が完了すると除菌装置４８の運転を停止する。なお本モードにおける供給流路切換手段４７や流量制御手段５０の操作、除菌装置４８の運転−停止制御等も制御装置６０で自動的に行うことができる。
【００４６】
次に本発明に係る純水の製造方法によって得られた純水を利用して養液調整し、その養液を使用して本発明に係る養液栽培方法で植物を栽培した実施例を説明する。
【００４７】
【実施例】
（栽培条件）
栽培品目：ほうれん草（東洋系）
蒔種日：１２月２４日から３月３１日まで
栽培期間：冬季４５日間、春季３５日間
【００４８】
2004009032.tif 000003
【００４９】
図１の装置を使用して純水を製造した。長期間運転して得られた純水の伝導度は１〜４μｍ／ｃｍの範囲に収まった。
この純水を使用して養液Ａ，養液Ｂを調整し、前記の操作により養液Ａを除菌装置４８で除菌して各栽培床５１に順次供給し、栽培を開始した。
【００５０】
冬季の場合は蒔種日から４週間養液Ａで栽培し、それから前記操作により養液Ａから養液Ｂに切り換えて栽培を続け、２週間後に栽培が完了した。春季の場合は蒔種日から３週間養液Ａで栽培し、それから前記操作により養液Ａから養液Ｂに切り換えて栽培を続け、２週間後に栽培が完了した。
いずれの場合も通常の養液栽培と同等の育成効果を得られた上に、養液リサイクルにより雨水と肥料を従来法（養液切換時に使用済みの養液を廃棄）より５０％程度節約できた。また、ほうれん草の株に土壌病原菌等に感染したものは存在しなかった。
なお、前記養液を使用することにより、ほうれん草中のシュウ酸含量は３．２ｇ／Ｋｇと低い値に収まった。（硝酸態窒素のみで栽培した場合のシュウ酸含量は６．５ｇ／Ｋｇ程度になる。）
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る純水の製造方法は、雨水貯留槽に雨水を貯え、その貯えた雨水を逆浸透膜式の純水製造装置に供給し、得られた純水を回収すると共に、純水製造装置から排出される濃縮水を雨水貯留槽に戻すことを特徴とする。
【００５２】
このように雨水を利用することにより純水を安価に且つ安定して製造することができる。また純水製造装置から排出される濃縮水を純水製造に再利用するので、少ない雨水の消費量で純水を製造することができる。そして廃棄する雨水は極めて少ないので、雨水の一部をオーバフローさせて雨水貯留槽の電気伝導度の上昇を回避し、それによって逆浸透膜に損傷を与えることなく純水製造装置を連続運転することができる。
【００５３】
上記純水の製造方法において、養液栽培ハウスの屋根に降った雨を雨水貯留槽に貯えることができる。このようにすると、養液栽培ハウスの屋根を雨水収集と兼用できると共に、純水製造装置を養液栽培ハウスの近くに設置したとき、それを養液貯留槽に容易に移送することができる。
【００５４】
また、本発明に係る第１の養液栽培方法は、養液貯留槽から供給する養液を除菌装置により除菌して複数の栽培床に供給し、各栽培床から養液を養液貯留槽に回収するようにした養液栽培方法において、選択した栽培床へ除菌装置から養液を養液供給管で供給し、選択した栽培床から養液貯留装置へ養液を養液回収管で回収することを特徴とする。
【００５５】
このように養液貯留槽から除菌装置で除菌した養液を選択した栽培床へ供給し、選択した栽培床からの養液を養液貯留槽に回収することにより、多数の栽培床を使用する場合でも、養液貯留槽の養液収容容量および除菌装置の処理容量を共に１つの栽培床に要する養液量に相当する大きさで十分対応できる。そのため設備コストおよび運転コスト等を著しく低下させることができる。
【００５６】
本発明に係る第２の養液栽培方法は、養液貯留槽から供給する養液を除菌装置により除菌して複数の栽培床に供給し、各栽培床から養液を養液貯留槽に回収するようにした養液栽培方法において、複数の養液貯留槽を設けてそれぞれ肥料成分の異なる養液を貯留し、選択した養液貯留槽から共通の除菌装置に養液供給主管で養液を供給し、除菌装置で除菌した養液を選択した栽培床へ養液供給管で供給し、選択した栽培床から養液回収管および養液貯留装置に設けた養液回収主管を経て、養液供給元の養液貯留槽に養液を回収することを特徴とする。
【００５７】
上記方法においても、先ず、養液貯留槽から除菌装置で除菌した養液を選択した栽培床へ供給し、選択した栽培床からの養液を養液貯留槽に回収するようにしたので、多数の栽培床を使用する場合でも、養液貯留槽の養液収容容量および除菌装置の処理容量を共に１つの栽培床に要する養液量に相当する大きさで十分対応できる。そのため設備コストおよび運転コスト等を著しく低下させることができる。
さらに、複数の養液貯留槽を設けて肥料成分の異なる複数の養液を調整し、それを選択して各栽培床に供給し、また養液を供給した栽培床から選択的に供給元の養液貯留槽へ回収するようにしたので、養液切換を必要とする植物の養液栽培を効率的に行うことができる。
【００５８】
また、本発明に係る養液栽培装置によれば、前記本発明に係るいずれかの養液栽培方法を好適に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る純水の製造方法を実施するシステムのプロセスフロー図。
【図２】本発明に係る養液栽培方法を実施する装置のプロセスフロー図。
【図３】従来の純水製造システムのプロセスフロー図。
【図４】従来の養液栽培システムのプロセスフロー図。
【符号の説明】
１　地下水管
２　汲み上げポンプ
３　砂濾過装置
４　純水製造装置
５　加圧ポンプ
６　低圧逆浸透膜モジュール
７　濾過水管
８　濃縮水管
９　純水貯留槽
１０　純水供給管
１１　養液貯留槽
１２　養液供給主管
１３　除菌装置
１４　養液供給管
１５　供給ポンプ
１６　栽培床
１７　養液回収管
２０　純水製造装置
２１　雨水貯留槽
２２　汲み上げポンプ
２３　濾過水管
２４　濃縮水管
２５　オーバフロー管
２６　洗浄水排出管
２７　養液栽培ハウス
２８　雨
２９　樋
３０　雨水集合管
４０　純水供給管
４１　流量制御手段
４２　養液貯留槽
４３　ボールタップ
４４　肥料成分供給手段
４５　養液供給主管
４６　流量制御手段
４７　供給流路切換手段
４８　除菌装置
４９　養液供給管
５０　流量制御手段
５１　栽培床
５２　開閉弁
５３　流量制御手段
５４　流路切換手段
５５　養液回収管
５６　回収流路切換手段
５７　養液回収主管
５８　濃縮肥料収容タンク
５９　定量ポンプ
６０　制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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