WO2025057504A1 - System for monitoring water quality - Google Patents
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Definitions
- Patent Document 1 discloses a water quality measurement system that measures the water quality of the breeding water in which aquatic organisms are kept.
- This water quality measurement system includes an introduction section for introducing the breeding water, an addition section for adding a base to the introduced breeding water, and a diaphragm-type ion sensor that measures the concentration of the measurement target contained in the breeding water after the base has been added.
- a water quality monitoring system is provided.
- This water quality monitoring system is a water quality monitoring system for land-based aquaculture, and includes pipes each connected to a plurality of aquariums, a first valve provided in the pipes, a junction section that joins the plurality of pipes downstream of the plurality of pipes, a second valve provided downstream of the junction section, a measurement section for measuring water quality, and a control section, characterized in that the control section controls the first valve and the second valve to store the breeding water in the aquariums in the junction section, and the measurement section measures the water quality of the breeding water stored in the junction section.
- the breeding water is stored in the junction section that joins the plurality of pipes downstream of the plurality of pipes, and the water quality is measured, so that the number of measurement sections to be installed can be reduced. As a result, the complexity of the system can be suppressed.
- the confluence may include a manhole into which the breeding water can overflow.
- the confluence since the confluence includes a manhole, water quality can be easily measured even in a mode in which breeding water is collected and the water quality is measured. As a result, the complexity of the system can be further reduced.
- the piping may be a drain pipe for draining the breeding water from the aquarium.
- the piping also serves as a drain pipe for draining the breeding water from the aquarium, so that excessive withdrawal of breeding water from the aquarium for measuring the water quality can be suppressed.
- the measurement unit may measure the ammonium ion concentration. According to this form of water quality monitoring system, the measurement unit measures the ammonium ion concentration, so that the degree of contamination of the breeding water for each aquarium can be managed.
- the breeding water may be seawater. According to this form of water quality monitoring system, the water quality can be monitored even in a case where the breeding water is seawater containing various ions.
- control unit may open the second valve, drain the stored breeding water from the junction, close the second valve, and then open the first valve provided in the piping communicating with the aquarium for which water quality measurement has not been completed, to store the breeding water in the junction.
- the control unit may open the second valve, drain the stored breeding water from the junction, close the second valve, and then open the first valve provided in the piping communicating with the aquarium for which water quality measurement has not been completed, to store the breeding water in the junction.
- control unit may open the first valve provided in the piping that communicates with the aquarium for which water quality measurement has not been completed, and allow the rearing water to overflow in the manhole for a certain period of time, and then store the rearing water in the junction.
- the inside of the manhole can be washed together with the rearing water to be measured, thereby preventing a decrease in the accuracy of water quality measurement.
- This type of water quality monitoring system is equipped with a first junction that stores the water from the tank where immature individuals are kept, and a second junction that stores the water from the tank where more mature individuals are kept, so that the water from the tank where immature individuals are kept and the water from the tank where more mature individuals are kept can be prevented from mixing and being discharged.
- the measurement unit may have a diaphragm-type electrode.
- the measurement unit that measures the ammonium ion concentration has a diaphragm-type electrode, so that the influence of substances other than ammonia can be reduced, and as a result, a decrease in the measurement accuracy of the water quality can be suppressed.
- the present disclosure can be realized in various forms, such as a land-based aquaculture system, a manufacturing method for a water quality monitoring system, a water quality monitoring method, a method for producing aquatic organisms, a method for cultivating aquatic organisms, etc.
- FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a water quality monitoring system.
- FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the configuration of a junction section, a measurement section, and a control section. 4 is a flowchart showing an example of control of the water quality monitoring system.
- FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a water quality monitoring system according to a comparative example.
- FIG. 11 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a water quality monitoring system according to a second embodiment.
- FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a water quality monitoring system 100 according to an embodiment of the present disclosure.
- the water quality monitoring system 100 is a system for monitoring the water quality of aquatic organisms in a plurality of aquariums 200 in which aquatic organisms are cultured on land.
- the water quality monitoring system 100 constitutes a part of a land-based aquaculture system 300.
- the aquariums 200 included in the land-based aquaculture system 300 are shown by dashed lines.
- Target aquatic organisms in land-based aquaculture are not particularly limited, but include, for example, crustaceans such as shrimp and crabs, fish, shellfish, aquatic animals, marine mammals, and seaweed. Aquatic organisms may be immature individuals such as juvenile shrimp and juvenile fish, or may be mature individuals.
- the aquarium 200 is configured to store rearing water therein, and rears the aquatic organisms to be cultured.
- the rearing water is not particularly limited and is selected according to the aquatic organisms to be cultured.
- the rearing water is not particularly limited, but may be fresh water such as fresh water or well water, or salty water such as brackish water, seawater, or artificial seawater.
- the land-based aquaculture system 300 may be a closed circulation system in which all or almost all of the rearing water discharged from the aquarium 200 is circulated and returned to the aquarium 200, or may be a semi-closed circulation system in which a portion of the rearing water discharged from the aquarium 200 is circulated and returned to the aquarium 200. In FIG. 1, for convenience of illustration, the areas of eight aquariums 200 are shown out of the multiple aquariums 200 in the land-based aquaculture system 300.
- the water quality monitoring system 100 of this embodiment includes a pipe 20, a first valve 30, a junction 40, a second valve 50, a measurement unit 60, and a control unit 80.
- the pipes 20 are provided for each aquarium 200 and are connected to each of the aquariums 200.
- the first valve 30 is provided in the pipes 20.
- the first valve 30 is, for example, an electromagnetic valve, and the opening and closing state is controlled by the control unit 80.
- the control unit 80 controls the opening and closing state to control the control unit 80.
- the breeding water in the aquarium 200 is prevented from flowing out through the pipes 20.
- the first valve 30 is in the open state, the breeding water in the aquarium 200 is allowed to flow out through the pipes 20.
- a pump 210 for pumping the breeding water in the aquarium 200 is provided between the pipes 20 and the aquarium 200.
- the pipes 20 are drain pipes for draining the breeding water from the aquarium 200, and the pump 210 is a drain pump.
- the junction 40 joins the multiple pipes 20 downstream of the multiple pipes 20. A detailed description of the junction 40 will be given later.
- the second valve 50 is provided downstream of the junction 40.
- the second valve 50 is, for example, an electromagnetic valve, and the opening and closing state is controlled by the control unit 80.
- the control unit 80 controls the opening and closing state to the control unit 80.
- the second valve 50 is closed, the rearing water that flows in through the pipes 20 is stored in the junction 40.
- the second valve 50 is opened, the rearing water is discharged from the junction 40.
- the downstream side of the second valve 50 is connected to the wastewater storage unit 220.
- the wastewater storage unit 220 stores wastewater for a certain period of time.
- the wastewater storage unit 220 may be omitted, and the downstream side of the second valve 50 may be directly connected to the sewer system.
- FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the junction 40, the measurement unit 60, and the control unit 80.
- FIG. 2 shows one of the multiple pipes 20 and one water tank 200 connected to it.
- the confluence 40 of this embodiment includes a manhole 44 through which the breeding water can overflow.
- the manhole 44 is formed with an opening at the vertical top, and a certain amount of breeding water can be stored inside. Since the manhole 44 through which the breeding water can overflow is included in the confluence 40, the water quality can be easily measured even in a mode in which the breeding water is collected and the water quality is measured. As a result, the system can be prevented from becoming complicated.
- the inside of the manhole 44 may be washed together by overflowing the breeding water of the aquarium 200 to be measured.
- the breeding water that overflows from the manhole 44 flows through the overflow line 46 to the drainage storage section 220.
- the second valve 50 provided downstream of the manhole 44 is closed, the breeding water is stored in the manhole 44, and when the second valve 50 is opened, the breeding water stored in the manhole 44 is drained into the drainage reservoir 220.
- the second valve 50 may be closed to fill the confluence 40 with breeding water from the aquarium 200 to be measured, and then the second valve 50 may be opened to drain the water, thereby washing the inside of the confluence 40 together.
- the measuring unit 60 measures the water quality of the rearing water stored in the junction 40.
- the measuring unit 60 measures the water quality of the rearing water by sampling and processing the rearing water stored in the junction 40.
- the measuring unit 60 measures the ammonium ion concentration.
- the measuring unit 60 in this embodiment includes a water sampling unit 62, a processing unit 64, and a communication unit 66.
- the water sampling unit 62 has a pump (not shown) and samples the rearing water stored in the junction 40 for measurement.
- the processing unit 64 has a sensor such as a diaphragm-type ion sensor (not shown) and adds a reagent such as a base to the sampled rearing water to measure the water quality.
- the processing unit 64 has a diaphragm-type electrode. Therefore, the measuring unit 60 has an ammonia sensor including a diaphragm-type electrode.
- the ammonia contained in the sampled rearing water is gasified and dissolved in the internal liquid after passing through a diaphragm (not shown), and its concentration is measured. Therefore, in the case of a diaphragm-type electrode, only ammonia contained in the rearing water is gasified and reaches the electrode, so that the influence of substances other than ammonia contained in the rearing water can be reduced, and the deterioration of the accuracy of the water quality measurement can be suppressed.
- the communication unit 66 is configured to be able to communicate with the communication unit 86 of the control unit 80 wirelessly or by wire.
- the communication unit 66 receives a water quality measurement instruction from the control unit 80, and outputs the water quality measurement result to the control unit 80.
- the control unit 80 is a computer equipped with a CPU (Central Processing Unit) 82, a memory unit 84, and a communication unit 86, and can perform various calculations, controls, and information processing.
- the CPU 82 controls various operations in the water quality monitoring system 100 by executing a program previously stored in the memory unit 84. More specifically, the control unit 80 (CPU 82) controls the first valve 30 and the second valve 50 provided for each aquarium 200, thereby storing and discharging the breeding water of a specific aquarium 200 in the confluence unit 40 (manhole 44).
- CPU Central Processing Unit
- the storage unit 84 stores identification information related to the aquarium 200, such as an aquarium number and type for identifying the aquarium 200.
- the type of the aquarium 200 is not particularly limited, but may be, for example, a juvenile shrimp aquarium in the early stage of aquaculture, an intermediate aquarium in the middle stage of aquaculture, a shipping aquarium in the final stage of aquaculture, etc.
- the storage unit 84 also stores the water quality measurement results acquired by the communication unit 86 in association with each aquarium 200.
- the communication unit 86 is configured to be able to communicate with an external device, such as the communication unit 66 of the measurement unit 60, by wireless or wired communication.
- FIG. 3 is a flow chart showing an example of the control of the water quality monitoring system 100.
- the control is started in a state in which the first valve 30 and the second valve 50 are closed.
- the control unit 80 determines whether or not it is a predetermined set time (step S110). If it is determined that it is not a predetermined set time (step S110: NO), step S110 is repeated. On the other hand, if it is determined that it is a predetermined set time (step S110: YES), the control unit 80 outputs a drain command to the PLC to drain the rearing water from the manhole 44 of the confluence unit 40 (step S115). When the drain command is output, the second valve 50 is opened and drainage is performed (step S120).
- the control unit 80 determines whether or not the drainage is complete (step S125). Whether or not the drainage is complete may be detected by, for example, a water level sensor or the like provided inside the manhole 44, or the manhole may be determined to be complete when a predetermined period of time has passed. If it is determined that the drainage is not complete (step S125: NO), the process returns to step S120 to continue the drainage operation. If it is determined that the drainage is complete (step S125: YES), the control unit 80 outputs a cleaning command to the PLC to clean the manhole 44 of the confluence 40 (step S130). When the cleaning command is output, cleaning is performed (step S135).
- the second valve 50 In cleaning, the second valve 50 is closed, and the first valve 30 provided in the piping 20 communicating with the aquarium 200 to be measured is opened, so that the manhole 44 of the confluence 40 is washed with the breeding water. After that, the second valve 50 is opened and the breeding water used for the co-washing is drained, completing the washing.
- the washing may be a co-washing performed by opening both the second valve 50 and the first valve 30, or may be performed by using fresh water or the like instead of the breeding water in the aquarium 200 to be measured.
- the control unit 80 determines whether or not the cleaning is complete (step S140). The cleaning may be completed when a predetermined period of time has elapsed. If the cleaning is not complete (step S140: NO), the process returns to step S135 and the cleaning operation continues. If the cleaning is complete (step S140: YES), the control unit 80 outputs a water injection command to the PLC to store the breeding water in the aquarium 200 to be measured in the manhole 44 of the junction 40 (step S145). When the water injection command is output, water is injected (step S150). In the water injection, the second valve 50 is closed and the first valve 30 provided in the piping 20 communicating with the aquarium 200 to be measured is opened.
- the control unit 80 determines whether or not the water injection is complete (step S155). Whether or not the water injection is complete may be detected, for example, by a water level sensor provided inside the manhole 44, or the water injection may be determined to be complete after a predetermined period of time has elapsed. If it is determined that the water injection is not complete (step S155: NO), the process returns to step S150 to continue the water injection operation. When the water injection is complete, the first valve 30, which was open until then, is closed.
- step S155 If it is determined that the water injection is complete (step S155: YES), the control unit 80 outputs a calibration, measurement, and cleaning instruction to the measurement unit 60 to measure the ammonium ion concentration (step S160).
- This calibration, measurement, and cleaning instruction causes the measurement unit 60 to perform calibration, measurement, and cleaning (step S165).
- step S165 the processing unit 64 calibrates the sensor, and then the water collected in the manhole 44 is collected by the water collection unit 62. The processing unit 64 then measures the water quality, and when the measurement is complete, the sensor is cleaned.
- the water quality measurement results are output to the control unit 80 via the communication units 66, 86, and the memory unit 84 stores the water quality measurement results together with the identification information of the aquarium 200.
- the control unit 80 determines whether the calibration, measurement, and cleaning are complete (step S170). Whether the calibration, measurement, and cleaning are complete may be determined, for example, by whether the communication unit 86 has received the water quality measurement results. If it is determined that the calibration, measurement, and cleaning are not complete (step S170: NO), the process returns to step S165 and continues.
- step S170 determines whether there is a water quality measurement instruction for the next aquarium 200 (step S175). Whether there is a water quality measurement instruction for the next aquarium 200 may be determined, for example, based on the aquarium number stored in the memory unit 84. For example, if the program is programmed to perform measurements in ascending order of aquarium numbers, it may be determined whether there is an aquarium 200 to be measured after the aquarium 200 after the water quality measurement is completed.
- step S175 If it is determined that there is a water quality measurement instruction for the next aquarium 200 (step S175: YES), the process proceeds to step S115, where the control unit 80 outputs a drainage instruction to the PLC to drain the breeding water from the manhole 44 of the confluence unit 40 (step S115). On the other hand, if it is determined that there is no water quality measurement instruction for the next aquarium 200 (step S175: NO), the process returns to step S110 and waits.
- the breeding water is collected at the junction 40 where the multiple pipes 20 join downstream of the multiple pipes 20, and the water quality is measured. Therefore, it is not necessary to install multiple measurement units 60, for example, for each aquarium 200. As a result, the number of measurement units 60 to be installed can be reduced, and the system can be prevented from becoming complicated.
- the pipe 20 also serves as a drain pipe for draining the breeding water from the aquarium 200, excessive intake of the breeding water in the aquarium 200 for measuring the water quality can be prevented.
- the water quality monitoring system 100 monitors the ammonium ion concentration, the degree of contamination of the breeding water can be managed for each aquarium 200.
- the water quality monitoring system 100 can monitor the water quality of the breeding water even in an embodiment in which the breeding water is seawater containing various ions.
- control unit 80 opens the second valve 50 (steps S115, S120), drains the rearing water stored in the junction 40 from the junction 40 (step S125: YES), and then closes the second valve 50. Thereafter, the control unit 80 opens the first valve 30 provided in the piping 20 communicating with the aquarium 200 for which water quality measurement has not been completed, which was identified in step S175 (steps S145, S150), to store the rearing water in the junction 40.
- the control unit 80 opens the first valve 30 provided in the piping 20 communicating with the aquarium 200 for which water quality measurement has not been completed, which was identified in step S175 (steps S145, S150), to store the rearing water in the junction 40.
- the control unit 80 drains the stored breeding water from the junction 40 (step S125: YES), and then cleans the junction 40 (steps S130, S135).
- This control flow can prevent a decrease in the accuracy of the water quality measurement and a decrease in the cleaning efficiency.
- the inside of the junction 40 is cleaned using the breeding water to be measured, so that the breeding water can be washed together with the breeding water to be measured, and the decrease in the accuracy of the water quality measurement can be further prevented.
- a drain command is output to the PLC (step S115), and the water is drained (step S120).
- the measurement can be performed even when the breeding water is accumulated in the junction 40 due to an unexpected error or the like. For example, even if the control unit 80 stops when the manhole 44 is filled with breeding water, the manhole 44 is first drained, so the state of the manhole 44 can be reset.
- FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a water quality monitoring system 500 of the comparative example.
- the confluence section is omitted.
- a water sampling section 562 of the measurement section 560 is provided for each aquarium 200, and the entire system has multiple measurement sections 560.
- the system since it has multiple measurement sections 560, the system becomes complicated. As a result, the initial cost and running cost of the system increase.
- breeding water is sampled separately from the wastewater.
- the measurement section 560 has four water sampling sections 562, and one measurement section 560 is provided for each of the four aquariums 200, so the length of the water sampling section 562 becomes redundant. As a result, an excessive amount of rearing water in the aquarium 200 is taken, exceeding the allowable water intake amount of the aquarium 200, resulting in a situation in which water quality measurement is not possible.
- the breeding water of the aquarium 200 to be measured is stored in the confluence 40 and the water quality is measured, so the number of measuring units 60 to be installed can be reduced, simplifying the system.
- Second embodiment: 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a water quality monitoring system 100a of the second embodiment.
- the water quality monitoring system 100a of the second embodiment differs from the water quality monitoring system 100 of the first embodiment in the configurations of the confluence section 40a and the measurement section 60a. Since the other configurations are the same as those of the water quality monitoring system 100 of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and detailed descriptions thereof are omitted.
- the land-based aquaculture system 300a equipped with the water quality monitoring system 100a of the second embodiment is equipped with multiple tanks 200a of different types. More specifically, it is equipped with multiple baby shrimp tanks 250a, multiple intermediate tanks 260a, and multiple shipping tanks 270a.
- the baby shrimp tank 250a houses more immature individuals than those housed in the intermediate tanks 260a and the shipping tank 270a.
- the land-based aquaculture system 300a in the second embodiment is provided with a first wastewater storage section 221a that stores wastewater from the juvenile shrimp tank 250a, and a second wastewater storage section 222a that stores wastewater from the intermediate tank 260a and the shipping tank 270a.
- FIG. 5 shows the areas of nine tanks 200a out of the multiple tanks 200a in the land-based aquaculture system 300a.
- the confluence 40a in the second embodiment includes a first confluence 41a and a second confluence 42a.
- the first confluence 41a is connected to a pipe 20 that communicates with a juvenile shrimp tank 250a in which immature individuals are raised among the multiple tanks 200a. Therefore, the first confluence 41a stores the rearing water of the juvenile shrimp tank 250a.
- a second valve 51a is provided downstream of the first confluence 41a and is connected to a first drainage storage section 221a.
- the second confluence 42a is connected to a pipe 20 that communicates with an intermediate tank 260a and a shipping tank 270a in which more mature individuals are raised among the multiple tanks 200a. Therefore, the second confluence 42a stores the rearing water of the intermediate tank 260a and the shipping tank 270a.
- a second valve 52a is provided downstream of the second junction 42a and is connected to the second drainage reservoir 222a.
- the measuring unit 60a has two water sampling units 62a. One of the two water sampling units 62a samples the rearing water stored in the first junction 41a. The other of the two water sampling units 62a samples the rearing water stored in the second junction 42a. With this configuration, the measuring unit 60a measures the water quality of the rearing water stored in the first junction 41a and the water quality of the rearing water stored in the second junction 42a.
- the water quality monitoring system 100a of the second embodiment described above includes a first confluence section 41a for storing the rearing water of the tank 200a (baby shrimp tank 250a) in which immature individuals are reared, and a second confluence section 42a for storing the rearing water of the tank 200a (intermediate tank 260a, shipping tank 270a) in which more mature individuals are reared, so that the rearing water of the tank 200a in which immature individuals are reared and the rearing water of the tank 200a in which more mature individuals are reared are prevented from mixing and being discharged.
- the water quality monitoring system 100a may be provided with multiple confluence sections 40a depending on the purpose, etc.
- the configuration of the water quality monitoring system 100, 100a in the above embodiment is merely an example, and can be modified in various ways.
- the piping 20 in the above embodiment also serves as a drain pipe for draining rearing water from the aquarium 200, 200a, but is not limited to a drain pipe and may be any piping such as a water intake pipe provided for water quality measurement.
- the measurement unit 60, 60a in the above embodiment measures the ammonium ion concentration, but the present disclosure is not limited thereto.
- mineral concentrations such as calcium, magnesium, and sodium may be measured, and dissolved oxygen concentration, carbon dioxide concentration, nitrate concentration, oxidation-reduction potential, conductivity, pH, temperature, etc.
- the measurement unit 60, 60a may have a sensor according to the measurement item of water quality, and the water sampling unit 62, 62a may be omitted depending on the measurement method of water quality.
- the confluence unit 40, 40a has a manhole 44, but the manhole 44 may be omitted. In an embodiment in which the manhole 44 is omitted, any configuration capable of collecting the rearing water of the multiple aquariums 200, 200a in one place may be used, and for example, the confluence 40, 40a may be composed only of piping.
- the water quality monitoring system 100, 100a may include the aquariums 200, 200a.
- water quality monitoring is not limited to a preset time, but may be performed when any preset condition is met, such as every preset period of time or after the water in the aquariums 200, 200a has been replaced.
- water quality monitoring is not limited to sequentially measuring the water quality of the water in the aquariums 200, 200a where water quality measurement has not been completed, but may be performed according to a preset program.
- step S150 the breeding water may be allowed to overflow in the manhole 44 for a certain period of time to be washed together, and then stored in the confluence 40 (manhole 44). That is, the control unit 80 may close the first valve 30 after allowing the breeding water to overflow from the manhole 44 of the confluence 40, 40a for a certain period of time.
- This certain period may be, for example, a predetermined time, or a period during which a predetermined amount of breeding water overflows.
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be realized in various configurations without departing from the spirit of the present invention.
- the technical features in the embodiments and examples corresponding to the technical features in each aspect described in the Summary of the Invention column can be replaced or combined as appropriate to solve some or all of the above-described problems or to achieve some or all of the above-described effects.
- a technical feature is not described in this specification as essential, it can be deleted as appropriate.
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Abstract
Description
本開示は、水質モニタリングシステムに関する。 This disclosure relates to a water quality monitoring system.
特許文献1には、水生生物を飼育する飼育水の水質を計測する水質計測システムが開示されている。この水質計測システムは、飼育水を導入する導入部と、導入された飼育水に対して塩基を添加する添加部と、塩基を添加された後の飼育水に含まれる測定対象の濃度を測定する隔膜式イオンセンサと、を備える。
複数の水槽を用いて陸上養殖を行う場合には、複数の水槽における飼育水の水質をそれぞれモニタリングすることが望まれる。しかしながら、特許文献1に記載の水質計測システムを複数の水槽にそれぞれ適用した場合、システムが複雑化するおそれがあった。このため、陸上養殖における水質モニタリングシステムにおいて、システムの複雑化を抑制できる技術が求められていた。
When land-based aquaculture is carried out using multiple tanks, it is desirable to monitor the water quality in each of the tanks. However, if the water quality measurement system described in
本開示は、以下の形態として実現することができる。 This disclosure can be realized in the following forms:
(1)本開示の一形態によれば、水質モニタリングシステムが提供される。この水質モニタリングシステムは、陸上養殖における水質モニタリングシステムであって、複数の水槽とそれぞれ連通する配管と、前記配管に設けられた第1の弁と、複数の前記配管の下流において複数の前記配管を合流させる合流部と、前記合流部の下流に設けられた第2の弁と、水質を測定するための測定部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記第1の弁と前記第2の弁とを制御することによって、前記水槽の飼育水を前記合流部に貯留させ、前記測定部は、前記合流部に貯留された前記飼育水の水質を測定する、ことを特徴とする。この形態の水質モニタリングシステムによれば、複数の配管の下流において複数の配管を合流させる合流部に飼育水を貯留して水質を測定するので、設置する測定部の数を少なくできる。この結果として、システムの複雑化を抑制できる。 (1) According to one embodiment of the present disclosure, a water quality monitoring system is provided. This water quality monitoring system is a water quality monitoring system for land-based aquaculture, and includes pipes each connected to a plurality of aquariums, a first valve provided in the pipes, a junction section that joins the plurality of pipes downstream of the plurality of pipes, a second valve provided downstream of the junction section, a measurement section for measuring water quality, and a control section, characterized in that the control section controls the first valve and the second valve to store the breeding water in the aquariums in the junction section, and the measurement section measures the water quality of the breeding water stored in the junction section. According to this embodiment of the water quality monitoring system, the breeding water is stored in the junction section that joins the plurality of pipes downstream of the plurality of pipes, and the water quality is measured, so that the number of measurement sections to be installed can be reduced. As a result, the complexity of the system can be suppressed.
(2)上記(1)に記載の水質モニタリングシステムにおいて、前記合流部は、前記飼育水をオーバーフロー可能な桝を含んでいてもよい。この形態の水質モニタリングシステムによれば、合流部が桝を含むので、飼育水を採水して水質を測定する態様においても、水質の測定を容易に行うことができる。この結果として、システムの複雑化をさらに抑制できる。 (2) In the water quality monitoring system described in (1) above, the confluence may include a manhole into which the breeding water can overflow. In this form of water quality monitoring system, since the confluence includes a manhole, water quality can be easily measured even in a mode in which breeding water is collected and the water quality is measured. As a result, the complexity of the system can be further reduced.
(3)上記(1)または上記(2)に記載の水質モニタリングシステムにおいて、前記配管は、前記水槽から前記飼育水を排水するための排水管であってもよい。この形態の水質モニタリングシステムによれば、水槽から飼育水を排水するための排水管を配管が兼用しているので、水質の測定のために水槽内の飼育水が過度に取水されることを抑制できる。 (3) In the water quality monitoring system described in (1) or (2) above, the piping may be a drain pipe for draining the breeding water from the aquarium. According to this form of water quality monitoring system, the piping also serves as a drain pipe for draining the breeding water from the aquarium, so that excessive withdrawal of breeding water from the aquarium for measuring the water quality can be suppressed.
(4)上記(1)から上記(3)までのいずれか一項に記載の水質モニタリングシステムにおいて、前記測定部は、アンモニウムイオン濃度を測定してもよい。この形態の水質モニタリングシステムによれば、測定部がアンモニウムイオン濃度を測定するので、水槽毎に飼育水の汚れ度合いを管理できる。 (4) In the water quality monitoring system described in any one of (1) to (3) above, the measurement unit may measure the ammonium ion concentration. According to this form of water quality monitoring system, the measurement unit measures the ammonium ion concentration, so that the degree of contamination of the breeding water for each aquarium can be managed.
(5)上記(1)から上記(4)までのいずれか一項に記載の水質モニタリングシステムにおいて、前記飼育水は、海水であってもよい。この形態の水質モニタリングシステムによれば、各種イオンを含む海水が飼育水である態様においても、水質をモニタリングできる。 (5) In the water quality monitoring system described in any one of (1) to (4) above, the breeding water may be seawater. According to this form of water quality monitoring system, the water quality can be monitored even in a case where the breeding water is seawater containing various ions.
(6)上記(1)から上記(5)までのいずれか一項に記載の水質モニタリングシステムにおいて、前記制御部は、前記第2の弁を開状態として、貯留された前記飼育水を前記合流部から排水した後に、前記第2の弁を閉状態として、その後、水質測定の完了していない前記水槽に連通する前記配管に設けられた前記第1の弁を開状態として、前記飼育水を前記合流部に貯留させてもよい。この形態の水質モニタリングシステムによれば、複数の水槽をモニタリング対象とする場合に、水質測定の完了していない水槽の飼育水の水質を順次測定できるので、モニタリング効率の低下を抑制できる。 (6) In the water quality monitoring system described in any one of (1) to (5) above, the control unit may open the second valve, drain the stored breeding water from the junction, close the second valve, and then open the first valve provided in the piping communicating with the aquarium for which water quality measurement has not been completed, to store the breeding water in the junction. According to this form of water quality monitoring system, when multiple aquariums are to be monitored, the water quality of the breeding water in the aquariums for which water quality measurement has not been completed can be measured sequentially, thereby suppressing a decrease in monitoring efficiency.
(7)上記(6)に記載の水質モニタリングシステムにおいて、貯留された前記飼育水を前記合流部から排水した後に、前記合流部の洗浄を行ってもよい。この形態の水質モニタリングシステムによれば、飼育水を合流部から排水した後に合流部を洗浄するので、水質の測定精度の低下を抑制でき、また、洗浄効率の低下を抑制できる。 (7) In the water quality monitoring system described in (6) above, the stored breeding water may be drained from the junction, and then the junction may be cleaned. According to this form of water quality monitoring system, the junction is cleaned after the breeding water is drained from the junction, so that the deterioration of the water quality measurement accuracy can be suppressed, and the deterioration of the cleaning efficiency can also be suppressed.
(8)上記(2)に従属する上記(6)に記載の水質モニタリングシステムにおいて、前記制御部は、水質測定の完了していない前記水槽に連通する前記配管に設けられた前記第1の弁を開状態として、前記飼育水を前記桝において一定期間オーバーフローさせた後に、前記合流部に貯留させてもよい。この形態の水質モニタリングシステムによれば、測定対象の飼育水を用いて桝の内部を共洗いできるので、水質の測定精度の低下を抑制できる。 (8) In the water quality monitoring system described in (6) above, which is dependent on (2) above, the control unit may open the first valve provided in the piping that communicates with the aquarium for which water quality measurement has not been completed, and allow the rearing water to overflow in the manhole for a certain period of time, and then store the rearing water in the junction. With this form of water quality monitoring system, the inside of the manhole can be washed together with the rearing water to be measured, thereby preventing a decrease in the accuracy of water quality measurement.
(9)上記(1)から上記(8)までのいずれか一項に記載の水質モニタリングシステムにおいて、前記合流部は、第1の合流部と、第2の合流部と、を含み、前記第1の合流部は、複数の前記水槽のうち、より未成熟な個体が飼育されている前記水槽と連通する前記配管と接続されており、前記第2の合流部は、複数の前記水槽のうち、より成熟した個体が飼育されている前記水槽と連通する前記配管と接続されており、前記測定部は、前記第1の合流部に貯留された前記飼育水の水質と、前記第2の合流部に貯留された前記飼育水の水質とを、それぞれ測定してもよい。この形態の水質モニタリングシステムによれば、より未成熟な個体が飼育されている水槽の飼育水を貯留する第1の合流部と、より成熟した個体が飼育されている水槽の飼育水を貯留する第2の合流部とを備えるので、より未成熟な個体が飼育されている水槽の飼育水と、より成熟した個体が飼育されている水槽の飼育水とが混ざって排水されることを抑制できる。 (9) In the water quality monitoring system described in any one of (1) to (8) above, the junction includes a first junction and a second junction, the first junction is connected to the piping communicating with an aquarium among the multiple aquariums in which more immature individuals are kept, and the second junction is connected to the piping communicating with an aquarium among the multiple aquariums in which more mature individuals are kept, and the measurement unit may measure the water quality of the breeding water stored in the first junction and the water quality of the breeding water stored in the second junction, respectively. This type of water quality monitoring system is equipped with a first junction that stores the water from the tank where immature individuals are kept, and a second junction that stores the water from the tank where more mature individuals are kept, so that the water from the tank where immature individuals are kept and the water from the tank where more mature individuals are kept can be prevented from mixing and being discharged.
(10)上記(1)から上記(9)までのいずれか一項に記載の水質モニタリングシステムにおいて、さらに、複数の前記水槽を含んでいてもよい。この形態の水質モニタリングシステムによれば、複数の水槽を含むシステムにおいて、水槽毎に測定部を設置することを省略できるので、システムの複雑化を抑制できる。 (10) The water quality monitoring system described in any one of (1) to (9) above may further include a plurality of the aquariums. According to this form of water quality monitoring system, in a system including a plurality of aquariums, it is possible to omit the installation of a measuring unit for each aquarium, thereby suppressing the complication of the system.
(11)上記(4)に記載の水質モニタリングシステムにおいて、前記測定部は、隔膜式電極を有していてもよい。この形態の水質モニタリングシステムによれば、アンモニウムイオン濃度を測定する測定部が隔膜式電極を有しているので、アンモニア以外の物質による影響を低減できる結果、水質の測定精度の低下を抑制できる。 (11) In the water quality monitoring system described in (4) above, the measurement unit may have a diaphragm-type electrode. According to this form of water quality monitoring system, the measurement unit that measures the ammonium ion concentration has a diaphragm-type electrode, so that the influence of substances other than ammonia can be reduced, and as a result, a decrease in the measurement accuracy of the water quality can be suppressed.
なお、本開示は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、陸上養殖システム、水質モニタリングシステムの製造方法、水質モニタリング方法、水生生物の生産方法、水生生物の養殖方法等の形態で実現することができる。 The present disclosure can be realized in various forms, such as a land-based aquaculture system, a manufacturing method for a water quality monitoring system, a water quality monitoring method, a method for producing aquatic organisms, a method for cultivating aquatic organisms, etc.
A.第1実施形態:
A-1.システム構成:
図1は、本開示の一実施形態としての水質モニタリングシステム100の概略構成を模式的に示す説明図である。水質モニタリングシステム100は、陸上養殖において水生生物を飼育する複数の水槽200内の飼育水の水質をモニタリングするシステムである。水質モニタリングシステム100は、陸上養殖システム300の一部を構成している。図1では、説明の便宜上、陸上養殖システム300に含まれる水槽200を破線で示している。陸上養殖における対象の水生生物としては、特に限定されないが、例えば、エビやカニ等の甲殻類や、魚類、貝類、水産動物類、海産ほ乳類、海藻類等が挙げられる。水生生物としては、稚エビや稚魚等のような、より未成熟な個体であってもよく、成熟した個体であってもよい。
A. First embodiment:
A-1. System configuration:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a water
水槽200は、内部に飼育水を貯留可能に構成されており、養殖対象の水生生物を飼育する。飼育水としては、特に限定されず、養殖対象の水生生物に応じて選択される。飼育水としては、特に限定されないが、例えば、真水、井戸水等の淡水や、汽水、海水、人工海水等の塩分を含む水が挙げられる。なお、陸上養殖システム300は、水槽200から排水される飼育水の全部または略全部を循環させて水槽200内に戻す閉鎖型循環式のシステムであってもよく、水槽200から排水される飼育水の一部を循環させて水槽200内に戻す半閉鎖型循環式のシステムであってもよい。図1では、図示の便宜上、陸上養殖システム300が有する複数の水槽200のうち、8つの水槽200の領域が図示されている。
The
本実施形態の水質モニタリングシステム100は、配管20と、第1の弁30と、合流部40と、第2の弁50と、測定部60と、制御部80とを備える。
The water
配管20は、水槽200毎に設けられており、複数の水槽200とそれぞれ連通している。第1の弁30は、配管20に設けられている。第1の弁30は、例えば電磁弁等によって構成され、制御部80によって開閉状態が制御される。第1の弁30が閉状態とされることにより、その水槽200の飼育水が配管20を介して流れ出ることが止められる。第1の弁30が開状態とされることにより、その水槽200の飼育水が配管20を介して流れ出ることが許容される。図1に示す例において、配管20と水槽200との間には、水槽200内の飼育水を送り出すためのポンプ210が設けられている。図1に示す例において、配管20は、水槽200から飼育水を排水するための排水管であり、ポンプ210は、排水用ポンプである。
The
合流部40は、複数の配管20の下流において複数の配管20を合流させている。合流部40についての詳細な説明は、後述する。第2の弁50は、合流部40の下流に設けられている。第2の弁50は、例えば電磁弁等によって構成され、制御部80によって開閉状態が制御される。第2の弁50が閉状態とされることにより、配管20を介して流れ込んだ飼育水が合流部40に貯留される。第2の弁50が開状態とされることにより、合流部40から飼育水が排出される。図1に示す例において、第2の弁50の下流側は、排水貯留部220に接続されている。排水貯留部220には、排水が一定期間貯留される。なお、排水貯留部220が省略されて、第2の弁50の下流側が直接下水道に接続されていてもよい。
The
図2は、合流部40と測定部60と制御部80との構成を説明するための説明図である。図2では、説明の便宜上、複数の配管20のうちの1つと、それに連なる1つの水槽200とが図示されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the
本実施形態の合流部40は、飼育水をオーバーフロー可能な桝44を含む。桝44は、鉛直上方が開口して形成されており、一定量の飼育水を内部に貯留することができる。飼育水をオーバーフロー可能な桝44が合流部40に含まれていることにより、飼育水を採水して水質を測定する態様においても水質の測定を容易に行うことができる。この結果として、システムが複雑化することを抑制できる。また、測定対象の水槽200の飼育水をオーバーフローさせることによって、桝44の内部を共洗いしてもよい。桝44の内部を共洗いすることにより、測定対象の水槽200の飼育水と、測定が完了した水槽200の飼育水とが混ざり合うことを抑制できるので、水質の測定精度の低下を抑制できる。桝44からオーバーフローした飼育水は、オーバーフローライン46を通って排水貯留部220へと流れる。桝44の下流に設けられた第2の弁50が閉状態とされると、桝44に飼育水が貯留され、第2の弁50が開状態とされると、桝44に貯留されていた飼育水が排水貯留部220へと排水される。例えば、第2の弁50が閉状態とされて、測定対象の水槽200の飼育水が合流部40に満たされた後に、第2の弁50が開状態とされて排水されることにより、合流部40の内部が共洗いされてもよい。
The
測定部60は、合流部40に貯留された飼育水の水質を測定する。本実施形態において、測定部60は、合流部40に貯留された飼育水を採水して処理することによって、飼育水の水質を測定する。本実施形態において、測定部60は、アンモニウムイオン濃度を測定する。本実施形態の測定部60は、採水部62と、処理部64と、通信部66とを備える。採水部62は、図示しないポンプを有し、合流部40に貯留された飼育水を、測定のために採水する。処理部64は、図示しない隔膜式イオンセンサ等のセンサを有し、採水された飼育水に塩基等の試薬を添加して、水質を測定する。本実施形態において、処理部64は、隔膜式電極を有している。したがって、測定部60は、隔膜式電極を含むアンモニアセンサを有している。採水された飼育水に含まれるアンモニアは、ガス化されて、図示しない隔膜を通過した後に内部液に溶解し、その濃度が測定される。このため、隔膜式電極では、飼育水に含まれるアンモニアのみがガス化して電極に到達することとなるため、飼育水に含まれるアンモニア以外の物質による影響を低減できる結果、水質の測定精度の低下を抑制できる。より具体的には、例えば、海水を飼育水として用いる場合等、飼育水に大量の塩化ナトリウムや他の夾雑物が含まれる場合に、意図しない物質による誤検知を防ぐことができる。通信部66は、無線または有線によって制御部80の通信部86と通信可能に構成されている。通信部66は、水質の測定指示を制御部80から受け付け、また、水質の測定結果を制御部80に出力する。
The measuring
制御部80は、CPU(Central Processing Unit)82と記憶部84と通信部86とを備えるコンピュータであり、様々な演算、制御、情報処理を行い得る。CPU82は、記憶部84に予め記憶されているプログラムを実行することにより、水質モニタリングシステム100における各種動作を制御する。より具体的には、制御部80(CPU82)は、水槽200毎に対応して設けられた第1の弁30と、第2の弁50とを制御することによって、特定の水槽200の飼育水を合流部40(桝44)に貯留させ、また、排出させる。本実施形態において、制御部80(CPU82)による第1の弁30と第2の弁50との制御は、図示しないPLC(Programmable Logic Controller)を介して実行されるが、リレーシーケンス等、他の任意の方式によって第1の弁30と第2の弁50との開閉状態が制御されてもよい。制御部80は、通信部86を介して、測定部60に対して水質の測定指示を送る。水質の測定指示には、例えば、アンモニウムイオン濃度を測定する前の校正指示と、測定指示と、測定後の洗浄指示とが含まれ得る。記憶部84は、例えばROMやRAM等のメモリを含んで構成されている。記憶部84には、水槽200を識別するための水槽番号や種別等、水槽200に関する識別情報が記憶されている。水槽200の種別としては、特に限定されないが、例えば、養殖の初期の段階である稚エビ水槽、養殖の中期の段階である中間水槽、養殖の終期の段階である出荷水槽等が挙げられる。また、記憶部84は、通信部86が取得した水質測定結果を、水槽200毎に対応付けて記憶する。通信部86は、無線または有線によって、測定部60の通信部66等、外部の装置と通信可能に構成されている。
The
A-2.水質モニタリングシステムの制御:
図3は、水質モニタリングシステム100の制御の一例を示すフローチャートである。図3に示す例では、第1の弁30および第2の弁50が閉状態とされている状態において、制御が開始される。制御部80は、予め定められた設定時刻であるか否かを特定する(ステップS110)。予め定められた設定時刻でないと特定された場合(ステップS110:NO)、ステップS110を繰り返す。他方、予め定められた設定時刻であると特定された場合(ステップS110:YES)、制御部80は、飼育水を合流部40の桝44から排水させるために、PLCに排水指示を出力する(ステップS115)。排水指示が出力されると、第2の弁50が開状態とされて、排水が行われる(ステップS120)。
A-2. Control of water quality monitoring system:
FIG. 3 is a flow chart showing an example of the control of the water
制御部80は、排水完了状態であるか否かを特定する(ステップS125)。排水完了状態であるか否かは、例えば、桝44の内部に設けられた水位センサ等によって検出されてもよく、予め定められた期間が経過したことによって排水完了状態であると特定されてもよい。排水完了状態でないと特定された場合(ステップS125:NO)、ステップS120に戻って排水動作が継続される。排水完了状態であると特定された場合(ステップS125:YES)、制御部80は、合流部40の桝44を洗浄するために、PLCに洗浄指示を出力する(ステップS130)。洗浄指示が出力されると、洗浄が行われる(ステップS135)。洗浄においては、第2の弁50が閉状態とされ、測定対象の水槽200に連通する配管20に設けられた第1の弁30が開状態とされることにより、合流部40の桝44が飼育水で共洗いされる。その後、第2の弁50が開状態とされて、共洗いに用いられた飼育水が排水されることにより、洗浄が完了する。なお、洗浄は、第2の弁50と第1の弁30とが両方とも開状態とされることにより実行される共洗いであってもよく、測定対象の水槽200の飼育水に代えて真水等によって実行されてもよい。
The
制御部80は、洗浄完了状態であるか否かを特定する(ステップS140)。洗浄完了状態であるか否かは、例えば、予め定められた期間が経過したことによって洗浄完了状態であると特定されてもよい。洗浄完了状態でないと特定された場合(ステップS140:NO)、ステップS135に戻って洗浄動作が継続される。洗浄完了状態であると特定された場合(ステップS140:YES)、制御部80は、測定対象の水槽200の飼育水を合流部40の桝44に貯留させるために、PLCに注水指示を出力する(ステップS145)。注水指示が出力されると、注水が行われる(ステップS150)。注水においては、第2の弁50が閉状態とされ、測定対象の水槽200に連通する配管20に設けられた第1の弁30が開状態とされる。
The
制御部80は、注水完了状態であるか否かを特定する(ステップS155)。注水完了状態であるか否かは、例えば、桝44の内部に設けられた水位センサ等によって検出されてもよく、予め定められた期間が経過したことによって注水完了状態であると特定されてもよい。注水完了状態でないと特定された場合(ステップS155:NO)、ステップS150に戻って注水動作が継続される。注水が完了すると、それまで開状態とされていた第1の弁30が閉状態とされる。
The
注水完了状態であると特定された場合(ステップS155:YES)、制御部80は、測定部60に対して、アンモニウムイオン濃度を測定するための校正・測定・洗浄指示を出力する(ステップS160)。この校正・測定・洗浄指示によって、測定部60において校正・測定・洗浄が行われる(ステップS165)。ステップS165では、処理部64においてセンサの校正が実行された後に、桝44に貯留された飼育水が採水部62によって採水される。その後、処理部64において水質が測定され、測定が完了すると、センサの洗浄が実行される。なお、水質の測定結果は、通信部66、86を介して制御部80へと出力され、記憶部84は、水槽200の識別情報とともに水質測定結果を記憶する。
If it is determined that the water injection is complete (step S155: YES), the
制御部80は、校正・測定・洗浄が完了状態であるか否かを特定する(ステップS170)。校正・測定・洗浄が完了状態であるか否かは、例えば、通信部86が水質測定結果を受け付けたか否かによって特定されてもよい。校正・測定・洗浄が完了状態でないと特定された場合(ステップS170:NO)、ステップS165に戻ってこの動作が継続される。
The
校正・測定・洗浄が完了状態であると特定された場合(ステップS170:YES)、制御部80は、次の水槽200の水質測定指示があるか否かを特定する(ステップS175)。次の水槽200の水質測定指示があるか否かは、例えば、記憶部84に記憶された水槽番号に基づいて特定されてもよい。例えば、水槽番号の小さい順に測定が実行されるようにプログラムされている場合には、水質測定完了後の水槽200の次に測定対象となる水槽200が存在するか否かが特定されてもよい。次の水槽200の水質測定指示があると特定された場合(ステップS175:YES)、ステップS115に進み、制御部80は、飼育水を合流部40の桝44から排水させるために、PLCに排水指示を出力する(ステップS115)。他方、次の水槽200の水質測定指示がないと特定された場合(ステップS175:NO)、ステップS110に戻って待機する。
If it is determined that the calibration, measurement, and cleaning are complete (step S170: YES), the
以上説明した本実施形態の水質モニタリングシステム100によれば、複数の配管20の下流において複数の配管20を合流させる合流部40に飼育水を集水して水質を測定するので、測定部60を、例えば水槽200毎に分ける等、複数設置しなくてもよい。この結果として、設置する測定部60の数を少なくできるので、システムが複雑化することを抑制できる。また、水槽200から飼育水を排水するための排水管を配管20が兼用しているので、水質の測定のために水槽200内の飼育水が過度に取水されることを抑制できる。この結果として、水槽200の許容取水量の超過により水質測定ができなくなることを抑制でき、また、水槽200の許容取水量を超過しないように取水量を制御することを省略できる。また、水質モニタリングシステム100は、アンモニウムイオン濃度をモニタリングするので、水槽200毎に飼育水の汚れ度合いを管理できる。また、水質モニタリングシステム100は、各種イオンを含む海水が飼育水である態様においても、飼育水の水質をモニタリングできる。
According to the water
また、上記説明したフローにおいて、制御部80は、第2の弁50を開状態として(ステップS115、S120)、合流部40に貯留された飼育水を合流部40から排水した後に(ステップS125:YES)、第2の弁50を閉状態として、その後、ステップS175において特定された水質測定の完了していない水槽200に連通する配管20に設けられた第1の弁30を開状態として(ステップS145、S150)、飼育水を合流部40に貯留させる。このような制御フローによれば、複数の水槽200をモニタリング対象とする場合に、水質測定の完了していない水槽200の飼育水の水質を順次測定できるので、モニタリング効率の低下を抑制できる。
In addition, in the flow described above, the
また、上記説明したフローにおいて、制御部80は、貯留された飼育水を合流部40から排水した後に(ステップS125:YES)、合流部40の洗浄を行う(ステップS130、S135)。このような制御フローによれば、水質の測定精度の低下を抑制でき、また、洗浄効率の低下を抑制できる。また、上記説明したフローでは、測定対象の飼育水を用いて合流部40の内部を洗浄するので、測定対象の飼育水で共洗いでき、水質の測定精度の低下をより抑制できる。また、上記説明したフローでは、予め定められた設定時刻であると特定された場合に(ステップS110:YES)、PLCに排水指示が出力され(ステップS115)、排水が行われる(ステップS120)。このため、測定前に排水や洗浄を行うので、予期しないエラー等によって合流部40に飼育水が溜まっている状態においても、測定を行うことができる。例えば、桝44に飼育水が満たされている状態において制御部80が停止してしまった場合等においても、まず排水が行われるので、桝44の状態をリセットできる。
In the flow described above, the
B.比較例:
図4は、比較例の水質モニタリングシステム500の概略構成を模式的に示す説明図である。比較例の水質モニタリングシステム500は、合流部が省略されている。比較例の水質モニタリングシステム500では、水槽200毎に測定部560の採水部562が設けられており、システム全体として複数の測定部560を有する。比較例の水質モニタリングシステム500によれば、複数の測定部560を有するため、システムが複雑化する。この結果として、システムのイニシャルコストやランニングコストが増大する。また、図4に示す比較例の水質モニタリングシステム500では、排水とは別に飼育水が採水される。このような構成においては、水質の測定のために水槽200内の飼育水が過度に取水されることを回避するために、水槽200の許容取水量を超過しないように制御する必要がある。また、図4に示す構成では、測定部560が4つの採水部562を有し、4個の水槽200あたり1つの測定部560が設けられているので、採水部562の長さが冗長となる。この結果として、水槽200内の飼育水が過度に採水されて水槽200の許容取水量を超過し、水質測定ができない事態が発生する。
B. Comparative Example:
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a water
これに対し、図1に示す上記実施形態の水質モニタリングシステム100によれば、測定対象の水槽200の飼育水を合流部40に貯留して水質を測定するので、設置する測定部60の数を少なくでき、システムを簡略化できる。
In contrast, according to the water
C.第2実施形態:
図5は、第2実施形態の水質モニタリングシステム100aの概略構成を模式的に示す説明図である。第2実施形態の水質モニタリングシステム100aは、合流部40aおよび測定部60aの構成において、第1実施形態の水質モニタリングシステム100と異なる。その他の構成は第1実施形態の水質モニタリングシステム100と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。
C. Second embodiment:
5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a water
第2実施形態の水質モニタリングシステム100aを備える陸上養殖システム300aでは、種別が異なる複数の水槽200aを備える。より詳細には、複数の稚エビ水槽250aと、複数の中間水槽260aと、複数の出荷水槽270aとを備える。稚エビ水槽250aには、中間水槽260aおよび出荷水槽270aにおいて飼育されている個体よりも、未成熟な個体が飼育されている。一般に、輸入された稚エビを養殖する際には、稚エビ水槽250aの排水を所定期間保管しておくことが望まれる。このため、稚エビ水槽250aから排出された排水と、中間水槽260aや出荷水槽270aから排出された排水とは、分けられることが望まれる。第2実施形態における陸上養殖システム300aには、稚エビ水槽250aの排水が貯留される第1の排水貯留部221aと、中間水槽260aおよび出荷水槽270aの排水が貯留される第2の排水貯留部222aとが設けられている。なお、図5では、図示の便宜上、陸上養殖システム300aが有する複数の水槽200aのうち、9つの水槽200aの領域が図示されている。
The land-based
第2実施形態における合流部40aは、第1の合流部41aと、第2の合流部42aとを含む。第1の合流部41aは、複数の水槽200aのうち、より未成熟な個体が飼育されている稚エビ水槽250aと連通する配管20と接続されている。このため、第1の合流部41aには、稚エビ水槽250aの飼育水が貯留される。第1の合流部41aの下流には、第2の弁51aが設けられており、第1の排水貯留部221aと接続されている。第2の合流部42aは、複数の水槽200aのうち、より成熟した個体が飼育されている、中間水槽260aおよび出荷水槽270aと連通する配管20と接続されている。このため、第2の合流部42aには、中間水槽260aの飼育水および出荷水槽270aの飼育水が貯留される。第2の合流部42aの下流には、第2の弁52aが設けられており、第2の排水貯留部222aと接続されている。
The
測定部60aは、2つの採水部62aを有する。2つの採水部62aのうちの一方は、第1の合流部41aに貯留された飼育水を採水する。2つの採水部62aのうちの他方は、第2の合流部42aに貯留された飼育水を採水する。このような構成により、測定部60aは、第1の合流部41aに貯留された飼育水の水質と、第2の合流部42aに貯留された飼育水の水質とを、それぞれ測定する。
The measuring
以上説明した第2実施形態の水質モニタリングシステム100aによれば、より未成熟な個体が飼育されている水槽200a(稚エビ水槽250a)の飼育水を貯留する第1の合流部41aと、より成熟した個体が飼育されている水槽200a(中間水槽260a、出荷水槽270a)の飼育水を貯留する第2の合流部42aとを備えるので、より未成熟な個体が飼育されている水槽200aの飼育水と、より成熟した個体が飼育されている水槽200aの飼育水とが混ざって排水されることを抑制できる。このように、水質モニタリングシステム100aは、用途等に応じて複数の合流部40aを備えていてもよい。
The water
D.変形例:
上記実施形態の水質モニタリングシステム100、100aの構成は、あくまで一例であり、種々変更可能である。例えば、上記実施形態における配管20は、水槽200、200aから飼育水を排水するための排水管を兼用していたが、排水管に限らず、水質測定のために設けられた取水管等、任意の配管であってもよい。また、例えば、上記実施形態における測定部60、60aは、アンモニウムイオン濃度を測定していたが、本開示はこれに限定されるものではない。アンモニウムイオンに代えて、例えば、カルシウムやマグネシウム、ナトリウム等のミネラル濃度を測定してもよく、溶存酸素濃度、二酸化炭素濃度、硝酸濃度、酸化還元電位、導電率、pH、温度等を測定してもよい。測定部60、60aは、水質の測定項目に応じたセンサを有していてもよく、水質の測定方式に応じて採水部62、62aが省略されていてもよい。また、上記実施形態において、合流部40、40aは桝44を有していたが、桝44が省略されていてもよい。桝44が省略された態様においては、複数の水槽200、200aの飼育水を1箇所に集水可能な任意の構成を有していてもよく、例えば、合流部40、40aが配管のみによって構成されていてもよい。また、例えば、水質モニタリングシステム100、100aは、水槽200、200aを備えていてもよい。
D. Variations:
The configuration of the water
上記実施形態における水質モニタリングシステム100、100aの制御についても、あくまで一例であり、種々変更可能である。例えば、水質のモニタリングは、予め設定された時刻に限らず、予め設定された期間経過毎や、水槽200、200a内の飼育水の入れ替えが行われた後等、予め設定された任意の条件が成立した場合に実行されてもよい。また、例えば、水質のモニタリングは、水質測定の完了していない水槽200、200aの飼育水の水質を順次測定することに限らず、予め設定されたプログラムに沿って実行されてもよい。
The control of the water
また、例えば、上記制御フローでは、第2の弁50、51a、52aの開閉状態を制御することによって合流部40、40aの内部を洗浄していたが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、ステップS130、S135、S140が省略されて、注水(ステップS150)の際に洗浄が行われてもよい。より具体的には、ステップS150において、飼育水を、桝44において一定期間オーバーフローさせて共洗いした後に、合流部40(桝44)に貯留させてもよい。すなわち、制御部80は、飼育水を合流部40、40aの桝44から一定期間オーバーフローさせた後に、第1の弁30を閉状態としてもよい。この一定期間は、例えば、予め定められた時間であってもよく、予め定められた量の飼育水がオーバーフローする期間であってもよい。このような制御フローによっても、測定対象の飼育水を用いて桝44の内部を共洗いできるので、水質の測定精度の低下を抑制できる。
In addition, for example, in the above control flow, the inside of the
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be realized in various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features in the embodiments and examples corresponding to the technical features in each aspect described in the Summary of the Invention column can be replaced or combined as appropriate to solve some or all of the above-described problems or to achieve some or all of the above-described effects. Furthermore, if a technical feature is not described in this specification as essential, it can be deleted as appropriate.
20…配管、30…第1の弁、40、40a…合流部、41a…第1の合流部、42a…第2の合流部、44…桝、46…オーバーフローライン、50、51a、52a…第2の弁、60、60a…測定部、62、62a…採水部、64…処理部、66…通信部、80…制御部、82…CPU、84…記憶部、86…通信部、100、100a…水質モニタリングシステム、200、200a…水槽、210…ポンプ、220…排水貯留部、221a…第1の排水貯留部、222a…第2の排水貯留部、250a…稚エビ水槽、260a…中間水槽、270a…出荷水槽、300、300a…陸上養殖システム、500…水質モニタリングシステム、560…測定部、562…採水部 20...piping, 30...first valve, 40, 40a...junction, 41a...first junction, 42a...second junction, 44...manhole, 46...overflow line, 50, 51a, 52a...second valve, 60, 60a...measuring section, 62, 62a...water sampling section, 64...processing section, 66...communication section, 80...control section, 82...CPU, 84...storage section, 86...communication section, 100, 100a ...Water quality monitoring system, 200, 200a...Aquarium, 210...Pump, 220...Wastewater storage section, 221a...First wastewater storage section, 222a...Second wastewater storage section, 250a...Baby shrimp tank, 260a...Intermediate tank, 270a...Shipping tank, 300, 300a...Land-based aquaculture system, 500...Water quality monitoring system, 560...Measuring section, 562...Water sampling section
Claims (11)
複数の水槽とそれぞれ連通する配管と、
前記配管に設けられた第1の弁と、
複数の前記配管の下流において複数の前記配管を合流させる合流部と、
前記合流部の下流に設けられた第2の弁と、
水質を測定するための測定部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第1の弁と前記第2の弁とを制御することによって、前記水槽の飼育水を前記合流部に貯留させ、
前記測定部は、前記合流部に貯留された前記飼育水の水質を測定する、
ことを特徴とする、水質モニタリングシステム。 A water quality monitoring system for land-based aquaculture, comprising:
Pipes each connected to a plurality of water tanks;
a first valve provided in the piping;
A junction portion that joins the plurality of pipes downstream of the plurality of pipes;
a second valve provided downstream of the junction;
A measurement unit for measuring water quality;
A control unit;
Equipped with
the control unit controls the first valve and the second valve to cause the breeding water of the aquarium to be stored in the confluence portion;
The measurement unit measures the water quality of the breeding water stored in the confluence.
A water quality monitoring system comprising:
前記合流部は、前記飼育水をオーバーフロー可能な桝を含む、
ことを特徴とする、水質モニタリングシステム。 The water quality monitoring system according to claim 1,
The confluence portion includes a manhole through which the breeding water can overflow.
A water quality monitoring system comprising:
前記配管は、前記水槽から前記飼育水を排水するための排水管である、
ことを特徴とする、水質モニタリングシステム。 The water quality monitoring system according to claim 1,
The piping is a drain pipe for draining the breeding water from the aquarium.
A water quality monitoring system comprising:
前記測定部は、アンモニウムイオン濃度を測定する、
ことを特徴とする、水質モニタリングシステム。 The water quality monitoring system according to claim 1,
The measurement unit measures the ammonium ion concentration.
A water quality monitoring system comprising:
前記飼育水は、海水である、
ことを特徴とする、水質モニタリングシステム。 The water quality monitoring system according to claim 1,
The rearing water is seawater.
A water quality monitoring system comprising:
前記制御部は、
前記第2の弁を開状態として、貯留された前記飼育水を前記合流部から排水した後に、前記第2の弁を閉状態とし、その後、水質測定の完了していない前記水槽に連通する前記配管に設けられた前記第1の弁を開状態として、前記飼育水を前記合流部に貯留させる、
ことを特徴とする、水質モニタリングシステム。 The water quality monitoring system according to claim 1,
The control unit is
opening the second valve to drain the stored breeding water from the confluence, and then closing the second valve, and thereafter opening the first valve provided in the pipe communicating with the aquarium for which water quality measurement has not been completed, to store the breeding water in the confluence.
A water quality monitoring system comprising:
貯留された前記飼育水を前記合流部から排水した後に、前記合流部の洗浄を行う、
ことを特徴とする、水質モニタリングシステム。 The water quality monitoring system according to claim 6,
After the stored rearing water is drained from the confluence, the confluence is cleaned.
A water quality monitoring system comprising:
前記制御部は、
水質測定の完了していない前記水槽に連通する前記配管に設けられた前記第1の弁を開状態として、前記飼育水を前記桝において一定期間オーバーフローさせた後に、前記合流部に貯留させる、
ことを特徴とする、水質モニタリングシステム。 A water quality monitoring system according to claim 6 dependent on claim 2,
The control unit is
the first valve provided in the pipe communicating with the aquarium for which water quality measurement has not been completed is opened, the rearing water is allowed to overflow in the basin for a certain period of time, and then the rearing water is stored in the junction.
A water quality monitoring system comprising:
前記合流部は、第1の合流部と、第2の合流部と、を含み、
前記第1の合流部は、複数の前記水槽のうち、より未成熟な個体が飼育されている前記水槽と連通する前記配管と接続されており、
前記第2の合流部は、複数の前記水槽のうち、より成熟した個体が飼育されている前記水槽と連通する前記配管と接続されており、
前記測定部は、前記第1の合流部に貯留された前記飼育水の水質と、前記第2の合流部に貯留された前記飼育水の水質とを、それぞれ測定する、
ことを特徴とする、水質モニタリングシステム。 The water quality monitoring system according to claim 1,
The junction includes a first junction and a second junction,
The first junction is connected to the pipe communicating with the aquarium in which immature individuals are kept, among the plurality of aquariums;
the second junction is connected to the pipe communicating with the aquarium in which more mature individuals are kept, among the plurality of aquariums;
The measurement unit measures the water quality of the breeding water stored in the first junction and the water quality of the breeding water stored in the second junction,
A water quality monitoring system comprising:
複数の前記水槽を含む、
ことを特徴とする、水質モニタリングシステム。 The water quality monitoring system according to claim 1, further comprising:
A plurality of said water tanks,
A water quality monitoring system comprising:
前記測定部は、隔膜式電極を有している、
ことを特徴とする、水質モニタリングシステム。 The water quality monitoring system according to claim 4,
The measurement unit has a diaphragm electrode.
A water quality monitoring system comprising:
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2024
- 2024-05-31 WO PCT/JP2024/020124 patent/WO2025057504A1/en active Pending
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