JP7553233B2 - Water quality control system for land-based recirculating aquaculture and its operation method - Google Patents
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Description
本発明は、循環式陸上養殖に適した水生生物養殖用の飼育水質管理システムとその運転方法に関する。 The present invention relates to a water quality management system for cultivating aquatic organisms suitable for recirculating land-based aquaculture and its operating method.
循環式陸上養殖における飼育水の水浄化システムとして、物理システム、生物ろ過装置、紫外線殺菌装置、泡沫分離装置、脱窒装置および沈殿槽を備えたものが知られている(非特許文献1)。
しかし、上記のとおり装置が多く(工程が多く)、複雑であり、維持管理が煩雑で、運転コストが高くなる。養殖における膜ろ過技術は、従来は飼育水の供給のために海水ろ過として利用されており、飼育水の循環再利用のためのろ過方法としては、布やスクリーンなどのフィルター、砂ろ過、ドラムフィルターなどが用いられている。
Known water purification systems for breeding water in circulating land-based aquaculture include a physical system, a biological filtration device, an ultraviolet sterilization device, a foam separation device, a denitrification device, and a settling tank (Non-Patent Document 1).
However, as mentioned above, the system requires many devices (many processes), is complicated, and requires cumbersome maintenance and management, resulting in high operating costs. Conventionally, membrane filtration technology in aquaculture has been used to filter seawater to supply water for breeding, and filters such as cloth or screen filters, sand filters, and drum filters have been used as filtration methods for circulating and reusing the breeding water.
循環式陸上養殖において膜ろ過と生物処理を組み合わせた膜分離活性汚泥法を用いた発明が知られているが(特許文献1)、膜ろ過によるろ過流量と生物処理流量のバランスをとることが困難であり、コスト高となる。 An invention using a membrane separation activated sludge process that combines membrane filtration and biological treatment in a recirculating land-based aquaculture system is known (Patent Document 1), but it is difficult to balance the filtration flow rate through membrane filtration and the biological treatment flow rate, resulting in high costs.
本発明は、水生生物の循環式陸上養殖において使用する飼育水に含まれる、水生生物を死滅させる原因となる有害な細菌類、病原性原虫およびウィルス、養殖している水生生物から発生する細胞老廃物および不必要なプランクトンや飼料由来の有機物などを高度かつ効率的に除去することによって、安心・安全に水生生物を養殖することができる飼育水質管理システムと、その運転方法を提供することを課題とする。 The present invention aims to provide a water quality management system that can safely and securely cultivate aquatic organisms by highly and efficiently removing harmful bacteria, pathogenic protozoa and viruses that can cause the death of aquatic organisms, cellular waste generated by the cultivated aquatic organisms, unnecessary plankton, organic matter derived from feed, and other substances contained in the culture water used in the recirculating land-based aquaculture of aquatic organisms, and a method for operating the same.
本発明は、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムであって、
前記飼育水質管理システムが、送水ポンプを備えた水生生物の飼育水槽と、前記飼育水槽中の水生生物の排泄物を含む飼育水をろ過処理するための生物ろ過槽と、病原性微生物を除去するための分離膜モジュールおよび散気装置を備えており、
前記飼育水槽、前記生物ろ過槽および前記分離膜モジュールの接続順序が、
前記飼育水槽と前記生物ろ過槽が飼育水送水ラインで接続され、
前記生物ろ過槽と前記分離膜モジュールがろ過槽処理水ラインで接続され、
前記分離膜モジュールのろ過水出口と前記飼育水槽が分離膜処理水ラインで接続された第1接続形態であるか、または
前記飼育水槽と前記分離膜モジュールが飼育水送水ラインで接続され、
前記分離膜モジュールと前記生物ろ過槽が分離膜処理水ラインで接続され、
前記生物ろ過槽のろ過水出口と前記飼育水槽がろ過槽処理水ラインで接続された第2接続形態であり、
前記第1接続形態は、前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記ろ過槽処理水ライン、前記分離膜モジュール、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第1循環ラインを有しており、
前記第2接続形態は、前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記分離膜モジュール、前記分離膜処理水ライン、前記生物ろ過槽、前記生物ろ過槽処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第1循環ラインを有しているものであり、
さらに前記分離膜モジュールと逆圧洗浄排水の排水ラインが接続され、活性汚泥法を使用した生物処理槽を備えておらず、
前記分離膜モジュールが、飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日の処理能力を有しているものである、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムと、その運転方法を提供する。
The present invention provides a breeding water quality management system for aquatic organism recirculating land-based aquaculture,
The breeding water quality management system includes a breeding tank for aquatic organisms equipped with a water supply pump, a biological filtration tank for filtering the breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank, and a separation membrane module and an aeration device for removing pathogenic microorganisms;
The connection order of the breeding aquarium, the biological filtration tank, and the separation membrane module is
The breeding aquarium and the biological filtration tank are connected by a breeding water supply line,
The biological filtration tank and the separation membrane module are connected by a filtration tank treated water line,
a first connection form in which a filtrate outlet of the separation membrane module and the breeding aquarium are connected by a separation membrane treated water line, or the breeding aquarium and the separation membrane module are connected by a breeding water supply line,
The separation membrane module and the biological filtration tank are connected by a separation membrane treated water line,
A second connection form in which the filtrate outlet of the biological filtration tank and the breeding aquarium are connected by a filtration tank treated water line,
the first connection form has a first circulation line consisting of the breeding aquarium, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the filtration tank treated water line, the separation membrane module, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium,
The second connection form has a first circulation line consisting of the breeding aquarium, the breeding water supply line, the separation membrane module, the separation membrane treated water line, the biological filtration tank, the biological filtration tank treated water line, and the breeding aquarium,
Furthermore, the separation membrane module is connected to a drainage line for back pressure washing wastewater, and a biological treatment tank using the activated sludge method is not provided.
The present invention provides a breeding water quality management system for aquatic organism circulating land-based aquaculture, in which the separation membrane module has a treatment capacity of 0.2 to 8 V/day with respect to the breeding water volume (V) at the initial stage of operation of the breeding tank, and an operating method thereof.
また本発明は、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムであって、
前記飼育水質管理システムが、送水ポンプを備えた水生生物の飼育水槽と、前記飼育水槽中の水生生物の排泄物を含む飼育水を処理するための生物ろ過槽と、病原性微生物を除去するための分離膜モジュールおよび散気装置を備えており、
前記飼育水槽と前記生物ろ過槽が飼育水送水ラインで接続され、
前記生物ろ過槽と前記分離膜モジュールが、第1流量調整弁が配置された第1ろ過槽処理水ラインで接続され、
前記分離膜モジュールのろ過水出口と前記飼育水槽が分離膜処理水ラインで接続され、
さらに前記生物ろ過槽と前記分離膜処理水ラインが、第2流量調整弁が配置された第2ろ過槽処理水ラインで接続されており、
前記第1流量調整弁が開けられ、前記第2流量調整弁が閉じられた状態で、前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記第1ろ過槽処理水ライン、前記分離膜モジュール、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第1循環ラインを有し、
前記第1流量調整弁が閉じられ、前記第2流量調整弁が開けられた状態で、前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記第2ろ過槽処理水ライン、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第2循環ラインを有し、
前記第1流量調整弁と前記第2流量調整弁の両方が互いの流量が調整されるように開けられた状態で、前記第1循環ラインと前記第2循環ラインの両方を有しており、
さらに前記分離膜モジュールと逆圧洗浄排水の排水ラインが接続され、活性汚泥法を使用した生物処理槽を備えておらず、
前記分離膜モジュールが、飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日の処理能力を有しているものである、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムと、その運転方法を提供する。
The present invention also provides a breeding water quality management system for aquatic organism recirculating land-based aquaculture, comprising:
The breeding water quality management system includes a breeding tank for aquatic organisms equipped with a water supply pump, a biological filtration tank for treating the breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank, and a separation membrane module and an aeration device for removing pathogenic microorganisms;
The breeding aquarium and the biological filtration tank are connected by a breeding water supply line,
The biological filtration tank and the separation membrane module are connected by a first filtration tank treated water line having a first flow control valve disposed therein;
The filtrate outlet of the separation membrane module and the breeding aquarium are connected by a separation membrane treated water line,
Furthermore, the biological filtration tank and the separation membrane treated water line are connected by a second filtration tank treated water line in which a second flow control valve is disposed,
a first circulation line including the breeding aquarium, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the first filtration tank treated water line, the separation membrane module, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium when the first flow control valve is opened and the second flow control valve is closed;
a second circulation line including the breeding aquarium, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the second filtration tank treated water line, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium when the first flow control valve is closed and the second flow control valve is opened;
The first flow rate control valve and the second flow rate control valve are both opened so as to adjust the flow rates of each other, and the first circulation line and the second circulation line are both provided,
Furthermore, the separation membrane module is connected to a drainage line for back pressure washing wastewater, and a biological treatment tank using the activated sludge method is not provided.
The present invention provides a breeding water quality management system for aquatic organism circulating land-based aquaculture, in which the separation membrane module has a treatment capacity of 0.2 to 8 V/day with respect to the breeding water volume (V) at the initial stage of operation of the breeding tank, and an operating method thereof.
また本発明は、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムであって、
前記飼育水質管理システムが、送水ポンプを備えた水生生物の飼育水槽と、前記飼育水槽中の水生生物の排泄物を含む飼育水を処理するための生物ろ過槽と、病原性微生物を除去するための分離膜モジュールおよび散気装置を備えており、
前記飼育水槽と前記生物ろ過槽が三方弁を介して飼育水送水ラインで接続され、
前記飼育水槽と前記前記分離膜モジュールが三方弁を介して飼育水送水ラインで接続され、
前記分離膜モジュールのろ過水出口と前記飼育水槽が分離膜処理水ラインで接続され、
前記生物ろ過槽のろ過出口と前記分離膜処理水ラインがろ過槽処理水ラインで接続されており、
前記三方弁の開閉状態が調整されることで、
前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記分離膜モジュール、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第1循環ラインと、
前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記ろ過槽処理水ライン、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第2循環ラインと、
前記第1循環ラインと前記第2循環ラインの両方を有しており、
さらに前記分離膜モジュールと逆圧洗浄排水の排水ラインが接続され、活性汚泥法を使用した生物処理槽を備えておらず、
前記分離膜モジュールが、飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日の処理能力を有しているものである、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムと、その運転方法を提供する。
The present invention also provides a breeding water quality management system for aquatic organism recirculating land-based aquaculture, comprising:
The breeding water quality management system includes a breeding tank for aquatic organisms equipped with a water supply pump, a biological filtration tank for treating the breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank, and a separation membrane module and an aeration device for removing pathogenic microorganisms;
The breeding aquarium and the biological filtration tank are connected by a breeding water supply line via a three-way valve,
The breeding aquarium and the separation membrane module are connected by a breeding water supply line via a three-way valve,
The filtrate outlet of the separation membrane module and the breeding aquarium are connected by a separation membrane treated water line,
The filtration outlet of the biological filtration tank and the separation membrane treated water line are connected by a filtration tank treated water line,
The open/close state of the three-way valve is adjusted,
a first circulation line consisting of the breeding aquarium, the breeding water supply line, the separation membrane module, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium;
A second circulation line consisting of the breeding aquarium, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the filtration tank treated water line, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium;
The system includes both the first circulation line and the second circulation line,
Furthermore, the separation membrane module is connected to a drainage line for back pressure washing wastewater, and a biological treatment tank using the activated sludge method is not provided.
The present invention provides a breeding water quality management system for aquatic organism circulating land-based aquaculture, in which the separation membrane module has a treatment capacity of 0.2 to 8 V/day with respect to the breeding water volume (V) at the initial stage of operation of the breeding tank, and an operating method thereof.
また本発明は、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムであって、
前記飼育水質管理システムが、二つの送水ポンプを備えた水生生物の飼育水槽と、前記飼育水槽中の水生生物の排泄物を含む飼育水を処理するための生物ろ過槽と、病原性微生物を除去するための分離膜モジュールおよび散気装置を備えており、
前記飼育水槽と前記生物ろ過槽が第1飼育水送水ラインで接続され、さらに前記生物ろ過槽と前記飼育水槽が第1返送水ラインで接続され、
前記飼育水槽、前記第1飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記第1返送水ラインおよび前記飼育水槽からなるろ過槽循環ラインを有しており、
前記飼育水槽と前記分離膜モジュールが第2飼育水送水ラインで接続され、さらに前記分離膜モジュールのろ過水出口と前記飼育水槽が第2返送水ラインで接続され、
前記飼育水槽、前記第2飼育水送水ライン、前記分離膜モジュール、前記第2返送水ラインおよび前記飼育水槽からなる分離膜モジュール循環ラインを有しており、
さらに前記分離膜モジュールと逆圧洗浄排水の排水ラインが接続され、活性汚泥法を使用した生物処理槽を備えておらず、
前記分離膜モジュールが、飼育水槽の運転初期水量(V)に対して0.2~8V/日の処理能力を有しているものである、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムと、その運転方法を提供する。
The present invention also provides a breeding water quality management system for aquatic organism recirculating land-based aquaculture, comprising:
The breeding water quality management system includes a breeding tank for aquatic organisms equipped with two water pumps, a biological filtration tank for treating the breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank, a separation membrane module for removing pathogenic microorganisms, and an aeration device;
The breeding aquarium and the biological filtration tank are connected by a first breeding water supply line, and the biological filtration tank and the breeding aquarium are further connected by a first return water supply line,
a filtration tank circulation line consisting of the breeding aquarium, the first breeding water supply line, the biological filtration tank, the first return water line, and the breeding aquarium;
The breeding aquarium and the separation membrane module are connected by a second breeding water supply line, and a filtrate outlet of the separation membrane module and the breeding aquarium are connected by a second return water line,
a separation membrane module circulation line including the breeding aquarium, the second breeding water supply line, the separation membrane module, the second water return line, and the breeding aquarium;
Furthermore, the separation membrane module is connected to a drainage line for back pressure washing wastewater, and a biological treatment tank using the activated sludge method is not provided.
The separation membrane module has a treatment capacity of 0.2 to 8 V/day relative to the initial water volume (V) of the breeding tank during operation. The present invention also provides a breeding water quality control system for aquatic organism circulating land-based aquaculture and an operating method thereof.
本発明の水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムとその運転方法によれば、循環式陸上養殖において使用する飼育水中に存在する有害な細菌類、病原性原虫およびウィルス、養殖している水生生物から発生する細胞老廃物および不必要なプランクトンや飼料由来の有機物などを高度かつ効率的に除去することによって、養殖する海洋生物が死滅するリスクを低減し、かつ海洋生物を健康に育成するために有効である。 The water quality management system for recirculating land-based aquaculture of aquatic organisms and its operating method of the present invention effectively and highly removes harmful bacteria, pathogenic protozoa and viruses, cellular waste generated by the cultured aquatic organisms, unnecessary plankton, and organic matter derived from feed, etc., from the cultured water used in recirculating land-based aquaculture, thereby reducing the risk of the cultured marine organisms dying and helping to raise the marine organisms in a healthy manner.
本発明の水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システム(以下、「飼育水質管理システム」と略すことがある)は、生物ろ過槽2と分離膜モジュール3を備えることにより、水生生物の排泄物を含む飼育水処理と飼育水中に存在する有害な細菌類、病原性原虫およびウィルス、養殖している水生生物から発生する細胞老廃物および不必要なプランクトンや飼料由来の有機物などを高度かつ効率的に除去することがシンプルな設備構成によって低コストで実施でき、循環式陸上養殖として使用することができる。
本発明の飼育水質管理システムは、活性汚泥法を使用した生物処理槽は備えていない。
活性汚泥法を使用した生物処理槽を兼ね備えるシステムは、設備構成が複雑、高コストになるだけで、導入メリットは少ない。
なお、飼育水槽1には、水生生物を養殖するために必要な空気(酸素)を供給するための様々な形態の散気装置(空気または酸素供給装置)を備えることができるが、本発明の飼育水質管理システムは様々な形態の散気装置(空気または酸素供給装置)と組み合わせて使用することができる。
The breeding water quality management system for aquatic organism recirculating land-based aquaculture of the present invention (hereinafter sometimes abbreviated as "breeding water quality management system") is equipped with a
The breeding water quality management system of the present invention does not include a biological treatment tank using the activated sludge method.
Systems that incorporate a biological treatment tank using the activated sludge method have complex equipment configurations and are expensive, and there is little benefit to introducing them.
The
(1)図1に示す飼育水質管理システムと運転方法(補助送水ライン17がない実施形態)
図1により第1実施形態の飼育水質管理システムとその運転方法を説明する。
図1に示す飼育水質管理システムは、補助送水ライン17がないもの(第1実施形態の飼育水質管理システム)と、補助送水ライン17があるもの(第2実施形態の飼育水質管理システム)の二つを含んでいる。
さらに第1実施形態の飼育水質管理システムは、各装置の接続順序によって、第1接続形態と第2接続形態がある。
(1) The rearing water quality control system and its operating method shown in FIG. 1 (embodiment without the auxiliary water supply line 17)
The rearing water quality control system according to the first embodiment and its operating method will be described with reference to FIG.
The rearing water quality control system shown in Figure 1 includes two systems: one without an auxiliary water supply line 17 (the first embodiment of the rearing water quality control system) and one with an auxiliary water supply line 17 (the second embodiment of the rearing water quality control system).
Furthermore, the breeding water quality management system of the first embodiment has a first connection form and a second connection form depending on the connection order of each device.
第1実施形態(第1接続形態)の飼育水質管理システムを説明する。
水生生物の飼育水槽1は、主水槽1aと補助水槽1bからなっており、主水槽1aと補助水槽1bは、飼育水の移動可能にそれぞれの底部にて連結されている。飼育水槽1は、主水槽1aと補助水槽1bに分離されていない、全体が一つの水槽からなるものでもよい。
養殖対象となる水生生物は、主水槽1a内にて飼育される。主水槽1aの底部は、水生生物による飼料の食べ残しや水生生物の排泄物が沈殿し易いようにすり鉢状になっている。
飼育水槽1のすり鉢状の底部には、前記沈殿物を抜き取るための抜き取りラインを接続することができる。
主水槽1aには、飼育水の供給ライン11が接続されており、補助水槽1bでは、送水ポンプ20が飼育水中に浸漬されている。
このように飼育水槽1を主水槽1aと補助水槽1bに分かれた構造にして、補助水槽1bから飼育水を送水することで、沈殿物の抜き取りと上澄み水の送水がし易くなり、主水槽1a内で飼育されている水生生物に対する水流変化の影響を減少させることができる。
飼育水槽1は、飼育水の飼育水送水ライン12によりろ過処理をするろ過槽(生物ろ過槽2)に接続されている。
A breeding water quality management system according to a first embodiment (first connection form) will be described.
The
The aquatic organisms to be cultured are raised in the
A drainage line for draining the sediment can be connected to the cone-shaped bottom of the breeding
A breeding
In this way, by dividing the
The breeding
ろ過処理装置としての生物ろ過槽2は公知のものであり、飼育水槽1中の水生生物の排泄物などを含む飼育水を処理するためのものである。
生物ろ過槽は、好気性アンモニア酸化細菌(Nitrosomonas,Nitrosococcus,Nitrosospira,Nitrosolobus,Nitrosovibrio)と亜硝酸酸化細菌(Nitrosobacter,Nitrococcus,Nitrospira)が担持されたろ材を使用してろ過することで、アンモニア(NH3)→亜硝酸(NO2)→硝酸(NO3)の順に変化させるものである。
生物ろ過槽2は、アクアポニクスシステム(植物や藻類に窒素成分やリン成分などを吸収させるシステム)を含んでいてもよい。
本発明では、ろ過処理装置として、生物ろ過槽に加えて脱窒槽も使用することが好ましい。
脱窒槽は、嫌気性脱窒細菌(Pseudomonas,Achromobacter,Bacillus)が担持されたろ材を使用してろ過することで、硝酸(NO3)→窒素ガス(N2)の順に変化させるものである。
ろ過処理装置として生物ろ過槽と脱窒槽を組み合わせて使用するときは、生物ろ過槽と脱窒槽が一体となった一つのろ過槽として使用することもできるし、生物ろ過槽と脱窒槽を別々に配置して(例えば、飼育水槽1に対して並列配置して)、それらをまとめて一つのろ過槽として使用することもできる。
図1に示す飼育水質管理システムでは、生物ろ過槽と脱窒槽が組み合わされたろ過槽が
使用されているため、以下における生物ろ過槽2は脱窒槽を含むものである。
生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2は、ろ過槽処理水ライン13により分離膜モジュール3に接続されている。
The
The biological filtration tank uses a filter medium carrying aerobic ammonia oxidizing bacteria (Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus, Nitrosovibrio) and nitrite oxidizing bacteria (Nitrosobacter, Nitrococcus, Nitrospira) to filter the water, changing the water into the following compounds: ammonia ( NH3 ) → nitrite ( NO2 ) → nitrate ( NO3 ).
The
In the present invention, it is preferable to use a denitrification tank in addition to a biological filtration tank as the filtration treatment device.
The denitrification tank converts the water into nitric acid (NO 3 ) → nitrogen gas (N 2 ) by filtering using a filter medium carrying anaerobic denitrifying bacteria (Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus).
When a biological filtration tank and a denitrification tank are used in combination as a filtration treatment device, the biological filtration tank and the denitrification tank can be integrated into one filtration tank, or the biological filtration tank and the denitrification tank can be placed separately (for example, in parallel with the breeding tank 1) and used together as a single filtration tank.
In the breeding water quality management system shown in FIG. 1, a filtration tank that combines a biological filtration tank and a denitrification tank is used, so the
The biological filtration tank (including the denitrification tank) 2 is connected to the
分離膜モジュール3は、病原性微生物(細菌類、病原性原虫およびウィルスなど)や養殖している水生生物から発生する細胞老廃物などを分離除去するものである。それによって、水生生物の発病、寄生虫発生がなくなり、飼育水面の泡、着色、臭いの発生が抑えられ、飼育者の目視がし易いばかりでなく、水生生物の成長速度も速くなる。
分離膜モジュール3で使用する分離膜は、孔径0.005~0.5μmのMF膜またはUF膜が好ましく、孔径0.005~0.05μmのUF膜がより好ましい。
分離膜モジュール3で使用する分離膜は、中空糸膜または平膜を使用することができるが、中空糸膜が好ましい。
分離膜は親水性膜と疎水性膜のいずれでもよいが、親水性膜でマイナス帯電の膜が逆圧洗浄による透水速度の回復性が高いため好ましく、酢酸セルロース膜がより好ましい。
The
The separation membrane used in the
The separation membrane used in the
The separation membrane may be either a hydrophilic membrane or a hydrophobic membrane, but a negatively charged hydrophilic membrane is preferred because it has a high water permeability rate that can be restored by back pressure washing, and a cellulose acetate membrane is more preferred.
分離膜モジュール3は、飼育水槽1の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日の処理能力を有しているものが好ましく、1~4V/日の処理能力を有しているものがより好ましい。
前記処理能力を維持するためには、分離膜モジュール3の総膜面積や送水ポンプ能力を適宜設定する。
The
In order to maintain the above-mentioned treatment capacity, the total membrane area of the
分離膜モジュール3のろ過水出口には、分離膜処理水ライン14が接続されており、分離膜処理水ライン14の反対端部は飼育水槽1に接続されている。
さらに分離膜モジュール3のろ過水出口には、逆圧洗浄水を圧入するための逆圧洗浄水ライン15が接続されている。逆圧洗浄水ライン15には、図示していない逆圧洗浄ポンプが配置されている。
分離膜モジュール3には、逆圧洗浄排水の排水ライン16が接続されている。
A separation membrane-treated
Furthermore, a back pressure
A
第1実施形態の飼育水質管理システム(補助送水ライン17がない)は、飼育水槽1、飼育水の飼育水送水ライン12、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2、ろ過槽処理水ライン13、分離膜モジュール3、分離膜処理水ライン14および飼育水槽1からなる第1循環ラインを有している。
図1に示す分離膜処理水ライン14は、循環用ポンプ21と流量調整バルブ30を備えているが、送水ポンプ20の出力を調整して循環ポンプも兼ねるようにすることで循環ポンプ21、流量調整バルブ30を不要にすることもできる。
The first embodiment of the breeding water quality management system (without the auxiliary water supply line 17) has a
The separation membrane treated
第1実施形態(第2接続形態)の飼育水質管理システムを説明する。
第1実施形態の飼育水質管理システム(補助送水ライン17がない)は、飼育水槽1、分離膜モジュール3、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2の順に接続されていてもよい。
この実施形態を図1(補助送水ライン17がない)の括弧内の数字に対応させて説明すると、飼育水槽1と分離膜モジュール3は、飼育水送水ライン12で接続され、分離膜モジュール3と生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2は、分離膜処理水ライン14で接続され、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2と飼育水槽1は、ろ過槽処理水ライン13で接続されることになる。分離膜処理水ライン14には、図1には示していない流量調整バルブが配置されている。
なお、分離膜モジュール3には、ろ過水出口に逆圧洗浄水を圧入するための逆圧洗浄水ライン15が接続され、逆圧洗浄水ライン15には、図示していない逆圧洗浄ポンプが配置され、さらに逆圧洗浄排水の排水ライン16が接続される。
第1実施形態(第2接続形態)は、飼育水槽1、飼育水送水ライン12、分離膜モジュール3、分離膜処理水ライン14、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2、ろ過槽処理水ライン13および飼育水槽1からなる第1循環ラインを有している。
The breeding water quality management system of the first embodiment (second connection form) will be described.
In the breeding water quality management system of the first embodiment (without the auxiliary water supply line 17), the breeding
1 (without the auxiliary water supply line 17), the breeding
A backpressure
The first embodiment (second connection form) has a first circulation line consisting of a
第1実施形態の飼育水質管理システムは、必要に応じて、飼育水中の病原性微生物濃度、塩分濃度、アンモニア(NH3)濃度、亜硝酸(NO2)濃度、硝酸(NO3)濃度、全窒素濃度、全リン濃度、全カリウム濃度、懸濁物質(ss)濃度、BOD濃度、COD濃度、全炭素濃度(TOC)、有機物濃度、溶存酸素濃度(RO値)、水温、pH値、電気伝導度、色度(吸光度)、濁度、飼育水またはろ過槽2内に充填されているろ材の微生物活性値などから選ばれる水質管理項目を測定するための測定装置を備えることができる。
前記水質管理項目は、飼育水槽1、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2および分離膜モジュール3、またはそれらを接続する各ラインに設置された測定装置により測定することができるほか、飼育水質管理システムの外部に設置した測定装置により水質管理項目を測定することもできる。
The breeding water quality management system of the first embodiment can, as necessary, be equipped with a measuring device for measuring water quality control items selected from the following: pathogenic microorganism concentration in the breeding water, salinity concentration, ammonia ( NH3 ) concentration, nitrite ( NO2 ) concentration, nitrate ( NO3 ) concentration, total nitrogen concentration, total phosphorus concentration, total potassium concentration, suspended solids (ss) concentration, BOD concentration, COD concentration, total carbon concentration (TOC), organic matter concentration, dissolved oxygen concentration (RO value), water temperature, pH value, electrical conductivity, color (absorbance), turbidity, and microbial activity value of the breeding water or the filter material filled in the
The water quality control items can be measured by measuring devices installed in the
第1実施形態(第1接続形態)の飼育水質管理システム(補助送水ライン17がない)の運転方法を説明する。
第1実施形態(第1接続形態)の飼育水質管理システムの運転方法は、飼育水槽1内の飼育水を浄化処理した飼育水と置換する浄化工程と、分離膜モジュール3を洗浄する逆圧洗浄工程を有している。
An operation method of the rearing water quality management system of the first embodiment (first connection form) (without the auxiliary water supply line 17) will be described.
The operating method of the breeding water quality management system of the first embodiment (first connection form) includes a purification process of replacing the breeding water in the
浄化工程は、第1循環ラインを使用する運転方法である。
飼育水槽1には、所要量の飼育水が入っている。飼育水の量と種類(海水または淡水)は、飼育する水生生物の種類と量に応じて決められるものである。
飼育水は、水道水、地下水、河水、湖水、海水を水源(原水)として、これらの原水の単独物または2以上の混合物をそのまま淡水または海水として使用するか、前記原水(淡水)に対して市販の食塩または人工海水剤を添加して、塩分濃度を調整して人工海水にしたものである。
飼育水(人工海水)中の塩分濃度は、養殖する水生生物の種と、養殖目的に応じて適宜決定される。例えば、サケ類の場合は、淡水飼育に比べ海水飼育の方の成長速度が速く、生産性が向上するため塩分濃度の高い方が好ましい。
一般的に魚類の場合は、体内細胞の浸透圧にほぼ等しい塩分濃度1質量%付近の濃度での飼育が好ましい。
トラフグの場合は、塩分濃度1質量%付近の濃度での飼育が、体液浸透圧調整のためのエネルギーが少なくて済むことから海水飼育に比べ8%成長速度が向上し、その分飼育期間を短縮できるので好ましい。
また、水生生物の育成段階により、塩分濃度を調整することもできる。
塩分濃度の調整は、水源における飼育水をそのまま用いる方法、水源における飼育水の塩分濃度と異なる塩分濃度の水で混合して、塩分濃度を低下させたり、増加させたりする方法、市販の人工海水剤を塩分濃度の低い水で溶解する方法などで調整することができる。
The purification step is an operating method that uses the first circulation line.
A required amount of water is contained in the
The breeding water is made up of tap water, groundwater, river water, lake water, or seawater as a water source (raw water), and these raw waters, either alone or as a mixture of two or more, are used as freshwater or seawater as is, or commercially available table salt or artificial seawater additives are added to the raw water (freshwater) to adjust the salinity to make artificial seawater.
The salinity of the rearing water (artificial seawater) is determined appropriately depending on the species of aquatic organisms to be reared and the purpose of the rearing. For example, in the case of salmon, the growth rate is faster in seawater than in freshwater, and a higher salinity is preferable because this improves productivity.
In general, in the case of fish, it is preferable to raise them at a salt concentration of about 1% by mass, which is approximately equal to the osmotic pressure of the cells in their bodies.
In the case of tiger pufferfish, rearing in a salinity of around 1% by mass is preferable because less energy is required to adjust the osmotic pressure of the body fluids, resulting in an 8% increase in growth rate compared to rearing in seawater, and therefore the rearing period can be shortened accordingly.
Also, the salinity can be adjusted depending on the growth stage of the aquatic organisms.
The salinity can be adjusted by using the rearing water from the water source as is, by mixing it with water of a different salinity to decrease or increase the salinity, or by dissolving a commercially available artificial seawater agent in water with a lower salinity.
飼育水は、原水からの病原性微生物などの持ち込みを防止するため、分離膜モジュール3または別の分離膜モジュールでろ過分離後、飼育水槽1へ注水することが好ましい。
飼育水の原水として水道水を使用する場合は、長時間の解放放置、活性炭などの吸着処理、塩素中和剤添加などの処理を行った後、例えば、市販の人工海水剤で塩分濃度調整を行えば、分離膜モジュールでの分離操作は不要である。
また、原水(水道水を除く天然水)に病原性微生物がほとんど含まれていない場合は、飼育水の塩分調整後、そのまま飼育水槽へ注水してもよい。
飼育水槽1にて水生生物を飼育中は、底部側からエアレーション(散気)を実施する。
生物ろ過槽2内のろ材に担持された好気性アンモニア酸化細菌にも酸素供給が必要であるため、飼育水槽1に水生生物がいない場合でも、適度な散気と送水ライン11からの送水が必要である。
In order to prevent the introduction of pathogenic microorganisms and the like from the raw water, the breeding water is preferably filtered and separated using the
When using tap water as the raw water for rearing, if the water is left open for a long period of time, subjected to adsorption treatment using activated carbon or the like, or treated with a chlorine neutralizer, and then the salinity is adjusted using, for example, a commercially available artificial seawater agent, separation operations using a separation membrane module are not necessary.
In addition, if the raw water (natural water excluding tap water) contains almost no pathogenic microorganisms, the water may be poured directly into the breeding tank after adjusting the salinity of the breeding water.
While aquatic organisms are being raised in the
The aerobic ammonia oxidizing bacteria supported on the filter media in the
水生生物を飼育中の飼育水槽1内では、時間の経過と共に主水槽1aのすり鉢状の底部に水生生物の食べ残しや排泄物などが沈殿する。
沈殿物が生物ろ過槽2へ送られると、ろ材の空孔が沈殿物により閉塞されるおそれがあるため、沈殿物を抜き取ったあと、上澄み水を送水することが好ましい。
補助水槽1bが無く、飼育水槽1の底部から飼育水を送水する実施形態では、生物ろ過槽2や分離膜モジュール3の前においてプレろ過槽を設置することが好ましい。
飼育水槽1にて水生生物の飼育を開始するときは、飼育開始までの一定時間前から、補助水槽1b中に浸漬されている送水ポンプ20を作動させて、必要に応じて栄養分(通常運転時の水生生物の排泄物などに相当するもの)を添加した飼育水を飼育水送水ライン12からろ過槽2に送り、好気性アンモニア酸化細菌の担架濃度(ろ材に担持されている微生物の濃度)と活性状態をろ過槽2のろ材の微生物活性値測定によって確認し、飼育水水質管理を行うことが好ましい。
In the
If the sediment is sent to the
In an embodiment in which the
When breeding of aquatic organisms in the
生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2において、水生生物の排泄物を含む飼育水は、アンモニア(NH3)→亜硝酸(NO2)→硝酸(NO3)の順に変化される。
さらに生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2の脱窒槽において、硝酸(NO3)→窒素ガス(N2)の順に変化される。
生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2で得られたろ過槽処理水は、ろ過槽処理水ライン13により分離膜モジュール3に送る。
In the biological filtration tank (including the denitrification tank) 2, the breeding water containing waste products from aquatic organisms is converted to ammonia (NH 3 )→nitrite (NO 2 )→nitrate (NO 3 ) in that order.
Furthermore, in the denitrification tank of the biological filtration tank (including the denitrification tank) 2, the nitrate is changed in this order from nitric acid (NO 3 ) to nitrogen gas (N 2 ).
The filtration tank treated water obtained in the biological filtration tank (including the denitrification tank) 2 is sent to the
分離膜モジュール3において、飼育水と、水生生物を死滅させる原因となる有害な細菌類、病原性原虫およびウィルスのほか、飼育水槽1の水質を低下させる原因となる養殖している水生生物から発生する細胞老廃物および不必要なプランクトンや飼料由来の有機物などを分離する。
ろ過は、細菌類、病原性原虫、ウィルスなどを分離して取り除くため、全量ろ過をする。
分離膜モジュール3において、細菌などが分離されたろ過水(分離膜処理水)が得られる。
分離膜モジュール3の分離膜処理水は、分離膜処理水ライン14から飼育水槽1に返送し、水生生物飼育用の飼育水として使用する。
その後は、同様にして第1循環ラインを使用して、飼育水槽1の飼育水を処理して循環させる工程を繰り返す。
The
Filtration is performed by filtration of the entire amount in order to separate and remove bacteria, pathogenic protozoa, viruses, etc.
In the
The separation membrane-treated water from the
Thereafter, the process of treating and circulating the breeding water in the
第1実施形態(第2接続形態)の飼育水質管理システムの運転方法においては、飼育水槽1、分離膜モジュール3、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2の順に送水されて、それぞれにおいて第1実施形態(第1接続形態)の飼育水質管理システムと同様に処理する。
In the operation method of the breeding water quality management system of the first embodiment (second connection form), water is sent to the
浄化工程を継続して実施する間、分離膜モジュール3の分離膜が目詰まりなどしてろ過性能が低下するため、定期的に逆圧洗浄工程を実施する。
第1実施形態(第1接続形態)の飼育水質管理システムにおける逆圧洗浄工程は、送水ポンプ20と循環ポンプ21を止め、流量調整バルブ30を閉じた状態で逆圧洗浄ライン15と分離膜処理水ライン14により分離膜モジュール3のろ過水出口から洗浄水を圧入して分離膜を洗浄し、洗浄排水は排水ライン16から排水する。
洗浄排水には、全量ろ過により分離された細菌類、病原性原虫、ウィルスなどが含まれている。
第1実施形態(第2接続形態)の飼育水質管理システムにおける逆圧洗浄工程は、図1には示していない分離膜処理水ライン14流量調整バルブを閉じた状態で、分離膜処理水ライン14に接続された逆圧洗浄水ラインから洗浄水を圧入して洗浄し、洗浄排水は、分離膜モジュール3に接続された排水ライン16から排水する。
During the continuous purification process, the separation membrane of the
In the backpressure cleaning process in the rearing water quality management system of the first embodiment (first connection form), the
The cleaning wastewater contains bacteria, pathogenic protozoa, viruses, etc. that have been separated by full-volume filtration.
In the backpressure washing process in the rearing water quality management system of the first embodiment (second connection form), washing is performed by pressurizing washing water through a backpressure washing water line connected to the separation membrane treated
浄化工程と逆圧洗浄工程は、分離膜モジュール3を含めた浄化工程を0.5~2時間実施したあと、逆圧洗浄工程を0.5~2分間実施するサイクルを繰り返すことが好ましい。
The purification process and back pressure washing process are preferably performed in a cycle in which the purification process, including the
逆圧洗浄工程の実施により分離膜モジュール3の透水性能(透水速度)が回復されるが、予め定められた分離膜モジュール3の透水速度に回復するまでに要する逆圧洗浄水量が多くなり過ぎると、飼育水の一日当たりの回収率が低くなり運転コストへ影響するばかりでなく、適切な水質が保てなくなるリスクが発生する。
そのため、予め定められた逆圧洗浄水量による分離膜モジュール3の透水速度の回復率が、予め定められた閾値に達した時点で、速やかに分離膜モジュール3の分離膜を交換することが好ましい。
The backpressure washing process restores the water permeability (water permeability rate) of the
Therefore, it is preferable to replace the separation membrane of the
なお、別途清浄な飼育水が入ったタンクを設置しておき、逆圧洗浄に伴い発生した排水量に相当する量の清浄な飼育水を飼育水槽1に送ることもできる。
清浄な飼育水としては、分離膜モジュール3もしくは別の分離膜モジュールのろ過水に人工海水剤などを所定量溶解したものを使用することができる。
It is also possible to provide a separate tank containing clean breeding water and send to the
As the clean breeding water, water obtained by dissolving a predetermined amount of an artificial seawater agent or the like in filtrate from the
第1実施形態の飼育水質管理システムの運転方法では、飼育水槽1の運転初期水量(V)に対して、第1循環ラインを使用して循環浄化された飼育水量は、水生生物の種や量に応じて変わってくるものの0.2~8V/日が好ましく、0.5~6V/日がより好ましく、1~4V/日がさらに好ましい。
飼育水の循環浄化割合が1V/日のときは、飼育水槽1内の飼育水の全量が1日で循環浄化されることになる。
飼育水中の病原性微生物濃度、懸濁物質(ss)濃度、色度(吸光度)、濁度などの水質管理項目を高度に管理するためには循環浄化量が多いほうが好ましいが、運転コストを抑制する観点から、過剰な循環浄化量は好ましくない。
運転初期水量(V)は、飼育水質管理システムの運転における予め設定された飼育水槽1への注水量であり、飼育水槽1から送水されることで水量は減少され、分離膜モジュール3から処理水が戻されることで増加され、さらに排水量に相当する量が追加されて運転初期水量(V)になり、これが繰り返される。
水生生物の成長などに伴い運転水量(V)の設定注水量は変わることがあってもよい。
In the operating method of the breeding water quality management system of the first embodiment, the amount of breeding water circulated and purified using the first circulation line relative to the initial water volume (V) of the
When the circulating purification rate of the breeding water is 1 V/day, the entire amount of the breeding water in the
In order to precisely control water quality control items such as pathogenic microbial concentration, suspended solids (SS) concentration, color (absorbance), and turbidity in the rearing water, a large amount of circulating purification is preferable, but from the viewpoint of reducing operating costs, an excessive amount of circulating purification is not preferable.
The initial operation water volume (V) is the preset amount of water to be poured into the breeding
The set water supply amount of the operating water volume (V) may change due to the growth of aquatic organisms, etc.
第1実施形態の飼育水質管理システムの運転方法では、分離膜モジュール3において細菌などを含む逆圧洗浄により生じる排水(逆圧洗浄時に分離膜モジュール3内に存在する水)を排水ライン16から排水することも含めて、飼育水槽1の運転初期水量(V)の全量が回収されることはないが、運転コストを抑制する観点から、できるだけ回収率を高くすることが好ましい。
第1実施形態と第2実施形態の飼育水質管理システムの運転方法では、第1循環ラインを使用する飼育水の一日当たりの回収率が80%/日以上であることが好ましく、85%/日以上であることがより好ましく、90%/日以上であることがさらに好ましい。
逆圧洗浄工程の実施や蒸発などにより失われた飼育水は、飼育水の供給ライン11から飼育水槽1に注水するか、または分離膜処理水ライン14から注水して補う。
In the operation method of the breeding water quality control system of the first embodiment, the entire amount of water (V) at the beginning of operation in the
In the operating methods of the rearing water quality control systems of the first and second embodiments, it is preferable that the daily recovery rate of the rearing water using the first circulation line is 80%/day or more, more preferably 85%/day or more, and even more preferably 90%/day or more.
The breeding water lost during the back pressure washing process or due to evaporation is replenished by injecting water into the
(2)図1に示す飼育水質管理システムと運転方法(補助送水ライン17がある実施形態)
第2実施形態の飼育水質管理システムは、補助送水ライン17があることを除いて、第1実施形態(第1接続形態)の飼育水管理システムと同じである。
第2実施形態の飼育水質管理システムは、第1実施形態(第1接続形態)の飼育水管理システムと同じ第1循環ラインに加えて、飼育水槽1、飼育水送水ライン12、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2、補助送水ライン17、分離膜処理水ライン14および飼育水槽1からなる第2循環ラインを有している。
分離膜処理水ライン14は、補助送水ライン17との接続部分よりも飼育水槽1側に循環ポンプ21を備え、補助送水ライン17との接続部分よりも分離膜モジュール3側に流量調整バルブ30を備えている。
(2) The rearing water quality control system and its operating method shown in FIG. 1 (embodiment having the auxiliary water supply line 17)
The rearing water quality management system of the second embodiment is the same as the rearing water management system of the first embodiment (first connection form) except for the presence of an auxiliary
The breeding water quality management system of the second embodiment has, in addition to the same first circulation line as the breeding water management system of the first embodiment (first connection form), a second circulation line consisting of a
The separation membrane treated
第2実施形態の飼育水質管理システム(補助送水ライン17がある)の運転方法を説明する。
第2実施形態の飼育水質管理システム(補助送水ライン17がある)の運転方法おける浄化工程は、第1実施形態(第1接続形態)の飼育水質管理システム(補助送水ライン17がない)の運転方法における浄化工程と同じであるが、逆圧洗浄工程における処理の一部が異なっている。
The operation method of the rearing water quality management system of the second embodiment (having the auxiliary water supply line 17) will be described.
The purification process in the operating method of the rearing water quality management system of the second embodiment (having the auxiliary water supply line 17) is the same as the purification process in the operating method of the rearing water quality management system of the first embodiment (first connection form) (not having the auxiliary water supply line 17), but some of the processing in the backpressure cleaning process is different.
浄化工程を継続して実施する間、分離膜モジュール3の分離膜が目詰まりなどしてろ過性能が低下するため、定期的に逆圧洗浄工程を実施する。
逆圧洗浄工程は、流量調整バルブ30を閉じた状態で逆圧洗浄ライン15と送水ライン14により分離膜モジュール3のろ過水出口から洗浄水を圧入して分離膜を洗浄し、洗浄排水は排水ライン16から排水する。このとき、循環ポンプ21は停止されていない。
During the continuous purification process, the separation membrane of the
In the back pressure washing step, with the flow
浄化工程と逆圧洗浄工程は、分離膜モジュール3を含めた浄化工程を0.5~2時間実施したあと、逆圧洗浄工程を0.5~2分間実施するサイクルを繰り返すことが好ましい。
The purification process and back pressure washing process are preferably performed in a cycle in which the purification process, including the
逆圧洗浄運転の間、第2循環ラインを使用して、送水ポンプ20と循環ポンプ21を作動させながら、ろ過槽2により得た処理水を補助送水ライン17と分離膜処理水ライン14から飼育水槽1に戻す。
第1実施形態の飼育水質管理システム(補助送水ライン17がない)の運転方法では、逆圧洗浄工程の実施中には、送水ポンプ20と循環ポンプ21が停止されるため、飼育水槽1内の飼育水の浄化も停止される。
しかし、第2実施形態の飼育水質管理システム(補助送水ライン17がある)の運転方法では、逆圧洗浄工程の実施中には、送水ポンプ20と循環ポンプ21が停止されず、第2循環ラインを使用した循環運転が継続されるため、分離膜モジュール3の膜分離処理を除いた飼育水槽1内の飼育水の浄化処理も継続される。
During the back pressure cleaning operation, the second circulation line is used to operate the
In the operating method of the breeding water quality management system of the first embodiment (without the auxiliary water supply line 17), the
However, in the operating method of the rearing water quality management system of the second embodiment (having the auxiliary water supply line 17), the
(3)図2に示す飼育水質管理システムと運転方法
図2により第3実施形態の飼育水質管理システムとその運転方法を説明する。
図2に示す第3実施形態の飼育水質管理システムは、図1に示す第1実施形態(第1接続形態)と第2実施形態と同じ飼育水槽1、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2および分離膜モジュール3を有しているものであるが、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2と分離膜モジュール3のラインによる接続形態が異なっている。
(3) The rearing water quality control system shown in FIG. 2 and its operation method The rearing water quality control system of the third embodiment and its operation method will be described with reference to FIG.
The third embodiment of the breeding water quality management system shown in FIG. 2 has the
生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2と分離膜モジュール3は、第1流量調整弁31が配置されたろ過槽処理水ライン13で接続されている。
分離膜モジュール3のろ過水出口と飼育水槽1は、循環ポンプ21が配置された分離膜処理水ライン14で接続されている。なお、送水ポンプ20の出力を調整して循環ポンプも兼ねるようにすることで循環ポンプ21を不要にすることもできる。
生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2と分離膜処理水ライン14は、第2流量調整弁32が配置された補助送水ライン(第2ろ過槽処理水ライン)17で接続されている。
The biological filtration tank (including the denitrification tank) 2 and the
The filtrate outlet of the
The biological filtration tank (including the denitrification tank) 2 and the separation membrane treated
第3実施形態の飼育水質管理システムは、第1流量調整弁31と第2流量調整弁32の開閉状態を調整することで、第1循環ライン、第2循環ラインおよび第3循環ラインのいずれかの循環ラインを形成することができる。
第1循環ラインは、第1流量調整弁31が開けられ、第2流量調整弁32が閉じられた状態で、飼育水槽1、飼育水送水ライン12、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2、第1ろ過槽処理水ライン13、分離膜モジュール3、分離膜処理水ライン14および飼育水槽1からなる循環ラインである。
第2循環ラインは、第1流量調整弁31が閉じられ、第2流量調整弁32が開けられた状態で、飼育水槽1、飼育水送水ライン12、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2、第2ろ過槽処理水ライン(補助送水ライン)17、分離膜処理水ライン14および飼育水槽1からなる循環ラインである。
The third embodiment of the rearing water quality management system can form any one of the first circulation line, the second circulation line, and the third circulation line by adjusting the open/close state of the first
The first circulation line is a circulation line consisting of the breeding
The second circulation line is a circulation line consisting of the breeding
第3循環ラインは、第1流量調整弁31と第2流量調整弁32の両方が互いの流量が調整されるように開けられた状態で、前記第1循環ラインと前記第2循環ラインの両方を有している循環ラインである。
第1循環ラインでは、第1流量調整弁31が開けられ、第2流量調整弁32が閉じられているため、ろ過槽処理水の100%量が第1流量調整弁31を通ることになり、第2循環ラインでは、逆にろ過槽処理水の100%量が第2流量調整弁32を通ることになる。
第3循環ラインでは、第1流量調整弁31と第2流量調整弁32の開放状態を調整することで、例えば、第1流量調整弁31のろ過槽処理水の通過量を1~99%の範囲、第2流量調整弁32のろ過槽処理水の通過量を99~1%の範囲で所望割合(合計で100%)に調整することができる。
The third circulation line is a circulation line that has both the first circulation line and the second circulation line, with both the first
In the first circulation line, the first
In the third circulation line, by adjusting the open states of the first
第3実施形態の飼育水質管理システムの浄化工程は、第1循環ライン、第2循環ラインおよび第3循環ラインのいずれかの循環ラインを使用して実施することができるほか、第1循環ライン、第2循環ラインおよび第3循環ラインのそれぞれの循環ラインを使用した運転を組み合わせて実施することもできる。
逆圧洗浄工程では、第2循環ラインのみの運転になる。
The purification process of the rearing water quality management system of the third embodiment can be carried out using any one of the first circulation line, the second circulation line, and the third circulation line, or can be carried out by combining operations using each of the first circulation line, the second circulation line, and the third circulation line.
In the back pressure washing process, only the second circulation line is operated.
第3実施形態の飼育水質管理システムの浄化工程と逆圧洗浄工程は、例えば、浄化工程では第1循環ラインまたは第3循環ラインを使用して運転し、逆圧洗浄工程では第2循環ラインを使用して運転し、逆圧洗浄工程から浄化工程に移行する過程で第3循環ラインを使用して運転することができる。
このように各循環ラインを組み合わせて運転すると、実質的に飼育水質管理システムの運転が停止する時間が少なくなるため好ましい。
The purification process and back pressure cleaning process of the rearing water quality management system of the third embodiment can be operated, for example, using the first circulation line or the third circulation line in the purification process, using the second circulation line in the back pressure cleaning process, and using the third circulation line during the transition from the back pressure cleaning process to the purification process.
Operating each circulation line in combination in this manner is preferable because it substantially reduces the time that the rearing water quality control system is stopped.
(4)図3に示す飼育水質管理システムと運転方法
図3により第4実施形態の飼育水質管理システムとその運転方法を説明する。
図3に示す第4実施形態の飼育水質管理システムは、図1に示す第1実施形態(第1接続形態)と第2実施形態と同じ飼育水槽1、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2および分離膜モジュール3を有しているものであるが、飼育水槽1と生物ろ過槽2または分離膜モジュール3の接続形態が異なっている。
飼育水送水ラインは、飼育水槽1(補助水槽1b)から三方弁33までの主飼育水送水ライン12と、三方弁33から分離膜モジュール3までの第2補助飼育水送水ライン13aと、三方弁33から生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2までの第1補助飼育水送水ライン13bからなっている。
(4) The rearing water quality control system shown in FIG. 3 and its operation method The rearing water quality control system of the fourth embodiment and its operation method will be described with reference to FIG.
The breeding water quality management system of the fourth embodiment shown in Figure 3 has the
The breeding water supply lines consist of a main breeding
飼育水槽1と分離膜モジュール3は、三方弁33を介して、主飼育水送水ライン12、第1補助飼育水送水ライン13aで接続されている。
分離膜モジュール3のろ過水出口と飼育水槽1は、循環ポンプ21が配置された分離膜処理水ライン14で接続されている。なお、送水ポンプ20の出力を調整して循環ポンプも兼ねるようにすることで循環ポンプ21を不要にすることもできる。
飼育水槽1と生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2は、三方弁33を介して、主飼育水送水ライン12、第2助飼育水送水ライン13bで接続されている。
生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2のろ過出口と分離膜処理水ライン14は、ろ過槽処理水ライン(補助送水ライン)17で接続されている。
The breeding
The filtrate outlet of the
The
The filtration outlet of the biological filtration tank (including the denitrification tank) 2 and the separation membrane treated
第4実施形態の飼育水質管理システムは、三方弁33の開閉状態を調整することで、第1循環ライン、第2循環ラインおよび第3循環ラインを形成することができる。
第1循環ラインは、三方弁33の開放状態を調整して第1補助飼育水送水ライン13a側を開き、第2補助飼育水送水ライン13b側を閉じることで、飼育水槽1、主飼育水送水ライン12、第1補助飼育水送水ライン13a、分離膜モジュール3、分離膜処理水ライン14および飼育水槽1からなる循環ラインである。
The breeding water quality management system of the fourth embodiment can form a first circulation line, a second circulation line, and a third circulation line by adjusting the open/close state of the three-
The first circulation line is a circulation line consisting of the breeding
第2循環ラインは、三方弁33の開放状態を調整して第1補助飼育水送水ライン13a側を閉じ、第2補助飼育水送水ライン13b側を開くことで、飼育水槽1、主飼育水送水ライン12、第2補助飼育水送水ライン13b、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2、ろ過槽処理水ライン(補助送水ライン)17、分離膜処理水ライン14および飼育水槽1からなる循環ラインである。
The second circulation line is a circulation line consisting of the
第3循環ラインは、三方弁33の開放状態を調整して第1補助飼育水送水ライン13a側と第2補助飼育水送水ライン13b側の両方を開くことで、前記第1循環ラインと前記第2循環ラインの両方を有している循環ラインである。
第1循環ラインでは、第1補助飼育水送水ライン13a側が開けられ、第2補助飼育水送水ライン13b側が閉じられているため、飼育水の100%量が第1補助飼育水送水ライン13a側に流れることになり、第2循環ラインでは、逆に飼育水の100%量が第2補助飼育水送水ライン13b側に流れることになる。
第3循環ラインでは、三方弁33の開放状態を調整して第1補助飼育水送水ライン13a側と第2補助飼育水送水ライン13b側の両方を開くことで、例えば、第1補助飼育水送水ライン13a側の飼育水の流量を1~99%の範囲、第2補助飼育水送水ライン13b側の飼育水の流量を99~1%の範囲で所望量比に調整することができる。
The third circulation line is a circulation line that has both the first circulation line and the second circulation line by adjusting the opening state of the three-
In the first circulation line, the first auxiliary breeding
In the third circulation line, by adjusting the opening state of the three-
第4実施形態の飼育水質管理システムの浄化工程は、第1循環ライン、第2循環ラインおよび第3循環ラインのいずれかの循環ラインを使用して実施することができるほか、第1循環ライン、第2循環ラインおよび第3循環ラインのそれぞれの循環ラインを使用した運転を組み合わせて実施することもできる。
逆圧洗浄工程では、第2循環ラインのみの運転になる。
The purification process of the rearing water quality management system of the fourth embodiment can be carried out using any one of the first circulation line, the second circulation line, and the third circulation line, or can be carried out by combining operations using each of the first circulation line, the second circulation line, and the third circulation line.
In the back pressure washing process, only the second circulation line is operated.
第4実施形態の飼育水質管理システムの浄化工程と逆圧洗浄工程は、例えば、浄化工程では第1循環ラインまたは第3循環ラインを使用して運転し、逆圧洗浄工程では第2循環ラインを使用して運転し、逆圧洗浄工程から浄化工程に移行する過程で第3循環ラインを使用して運転することができる。
このように各循環ラインを組み合わせて運転すると、実質的に飼育水質管理システムの運転が停止する時間が少なくなるため好ましい。
The purification process and back pressure cleaning process of the rearing water quality management system of the fourth embodiment can be operated, for example, using the first circulation line or the third circulation line in the purification process, using the second circulation line in the back pressure cleaning process, and using the third circulation line during the transition from the back pressure cleaning process to the purification process.
Operating each circulation line in combination in this manner is preferable because it substantially reduces the time that the rearing water quality control system is stopped.
(5)図4に示す飼育水質管理システムと運転方法
図4により第5実施形態の飼育水質管理システムとその運転方法を説明する。
図4に示す第5実施形態の飼育水質管理システムは、図1に示す第1実施形態と第2実施形態と同じ飼育水槽1、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2および分離膜モジュール3を有しているものであるが、飼育水槽1に対する生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2と分離膜モジュール3のラインの配置形態および接続形態が異なっている。
(5) The breeding water quality control system shown in FIG. 4 and its operation method The breeding water quality control system of the fifth embodiment and its operation method will be described with reference to FIG.
The breeding water quality management system of the fifth embodiment shown in FIG. 4 has the
飼育水槽1は、主水槽1a、第1補助水槽1b、第2補助水槽1cからなるものであり、3つの槽は底部で飼育水の移動可能に連結されている。
主水槽1aには飼育水の供給ライン11が接続されている。第1補助水槽1bでは第1送水ポンプ20aが飼育水中に浸漬され、第2補助水槽1cでは第2送水ポンプ20bが飼育水中に浸漬されている。
飼育水槽1(第1補助水槽1b)と生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2は、第1飼育水送水ライン12aで接続され、さらに生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2と飼育水槽1は、第1循環ポンプ21aが配置された第1返送水ライン14aで接続されている。なお、送水ポンプ20aの出力を調整して循環ポンプも兼ねるようにすることで循環ポンプ21aを不要にすることもできる。
ろ過槽2の生物ろ過槽と脱窒槽は、別々に配置することができる。例えば、図4に示すろ過槽2の位置に生物ろ過槽のみを配置して、脱窒槽は、別途飼育水槽1に接続することもできる。
飼育水槽1(第1補助水槽1b)、第1飼育水送水ライン12a、生物ろ過槽(脱窒槽を含む)2、第1返送水ライン14aおよび飼育水槽1からなるろ過槽循環ラインを有している。
The
The
The breeding tank 1 (first
The biological filtration tank and the denitrification tank of the
It has a breeding tank 1 (first
飼育水槽1(第2補助水槽1c)と分離膜モジュール3は、第2飼育水送水ライン12bで接続され、さらに分離膜モジュール3のろ過水出口と飼育水槽1は、流量調整弁34、第2循環ポンプ21bが配置された第2返送水ラインで接続されている。なお、送水ポンプ20bの出力を調整して循環ポンプも兼ねるようにすることで循環ポンプ21bを不要にすることもできる。
飼育水槽1(第2補助水槽1c)、第2飼育水送水ライン12b、分離膜モジュール3、第2返送水ライン14bおよび飼育水槽1からなる分離膜モジュール循環ラインを有している。
The breeding aquarium 1 (second
It has a breeding aquarium 1 (second
第5実施形態の飼育水質管理システムは、飼育開始からの経過時間などに応じて、以下に示す5つの実施形態による浄化工程の運転を実施することができる。
1)ろ過槽循環ラインによる浄化工程のみを実施する方法、
2)分離膜モジュール循環ラインによる浄化工程のみを実施する方法(分離膜モジュールの逆圧洗浄時は、ろ過槽循環ラインによる浄化工程を実施することができる)、
3)一定時間、ろ過槽循環ラインによる浄化工程を実施後、それを停止して、分離膜モジュール循環ラインによる浄化工程を実施後、それを停止して、ろ過槽循環ラインによる浄化工程に移行し、前記運転サイクルを繰り返す浄化工程(但し、分離膜モジュールの逆圧洗浄時は、ろ過槽循環ラインのみの運転となる)、
4)分離膜モジュール循環ラインによる浄化工程を実施後、それを停止して、ろ過槽循環ラインによる浄化工程を実施後、それを停止して、分離膜モジュール循環ラインによる浄化工程に移行し、前記運転サイクルを繰り返す浄化工程(但し、分離膜モジュールの逆圧洗浄時は、ろ過槽循環ラインのみの運転となる)
5)ろ過槽循環ラインによる浄化工程と分離膜モジュール循環ラインによる浄化工程を並行して実施する運転方法(分離膜モジュールの逆圧洗浄時は、ろ過槽循環ラインのみの運転となる)。
The breeding water quality management system of the fifth embodiment can carry out the operation of the purification process according to the following five embodiments, depending on the elapsed time from the start of breeding, etc.
1) A method in which only the purification process is carried out using a filtration tank circulation line;
2) A method in which only the purification process is carried out using the separation membrane module circulation line (when the separation membrane module is back-pressure washed, the purification process can be carried out using the filtration tank circulation line);
3) A purification process in which a purification process using a filtration tank circulation line is carried out for a certain period of time, then stopped, a purification process using a separation membrane module circulation line is carried out, then stopped, and a purification process using the filtration tank circulation line is started, and the above operation cycle is repeated (however, during back pressure cleaning of the separation membrane module, only the filtration tank circulation line is operated);
4) A purification process in which a purification process using a separation membrane module circulation line is performed, then stopped, a purification process using a filtration tank circulation line is performed, then stopped, and a purification process using a separation membrane module circulation line is started, and the above operation cycle is repeated (however, during back pressure cleaning of the separation membrane module, only the filtration tank circulation line is operated).
5) An operating method in which a purification process using a filtration tank circulation line and a purification process using a separation membrane module circulation line are carried out in parallel (during back pressure cleaning of the separation membrane module, only the filtration tank circulation line is operated).
本発明の飼育水質管理システムとその運転方法は、水生生物を循環式により陸上養殖するものであることから、天候、気候による影響を受け難く、計画的な水生生物の供給が可能である点(安定)と、飼料や飼育環境の制御が容易である点(安心)がある。
他にも、地域で余裕のあるエネルギーや資源・施設を利用し易い点や、生物ろ過槽2において、アクアポニクスシステムの採用により植物や藻類の並列生産をし、生産した植物などを地域における他の産業へ利用し易い点も挙げられる。
The rearing water quality management system and its operating method of the present invention are used to cultivate aquatic organisms on land using a circulating system, and therefore are less affected by weather and climate, making it possible to supply aquatic organisms in a planned manner (stability), and it is easy to control feed and the rearing environment (peace of mind).
Other advantages include the ease of using energy, resources, and facilities that are in surplus in the region, and the adoption of an aquaponics system in the
従来のかけ流し型の養殖では、大雨が降った場合は、塩分濃度などの飼育水中成分濃度、水温、pH値などの水質管理値が急変することにより、病気が蔓延することもあるなど、飼育水質を一定管理するのは困難である。
一方、循環式陸上養殖では飼育水質管理を、比較的容易に実施できるため、前記のような問題が生じ難い。
水質管理項目の管理範囲(上下限閾値)は、水生生物の種や量と、養殖目的に応じて決定される。
In conventional free-flow aquaculture, when there is heavy rainfall, water quality control values such as the salinity and other water component concentrations, water temperature, and pH value can suddenly change, which can lead to the spread of disease, making it difficult to maintain a constant level of water quality.
On the other hand, in recirculating land-based aquaculture, the quality of the rearing water can be managed relatively easily, so the above-mentioned problems are less likely to occur.
The control ranges (upper and lower thresholds) for water quality control items are determined based on the species and quantity of aquatic organisms and the purpose of aquaculture.
本発明の飼育水質管理システムとその運転方法では、特に病原性微生物を除去するために分離膜モジュール3における運転条件を飼育水槽1の運転初期水量(V)に対して、0.2~8V/日になるよう循環流量を運転管理することによって、飼育水中の病原性微生物濃度および水生生物から発生する細胞老廃物に起因する懸濁物質(ss)濃度、色度、濁度を高度に管理することができる。
飼育水中の病原性微生物濃度は、監視対象となる病原性微生物の特定および微生物濃度分析に労力がかかるため、通常は、懸濁物質(ss)濃度、色度、濁度および飼育水の微生物活性値で監視・管理することが多い。
しかし、本発明の飼育水質管理システムとその運転方法では、必要に応じて分離膜モジュール3の孔径、材質、膜面積、透水速度、逆洗回復性、飼育水槽1の運転初期水量(V)に対する循環流量などから選択される項目を適切に決定した後は、日々、分離膜モジュールの破損も含めた運転管理を継続するだけで、病原性微生物の増殖を防ぐことができ、日常的に病原性微生物濃度を監視する必要はない。
また、本発明の飼育水質管理システムとその運転方法では、水生生物へストレスを与えることになる、アンモニア(NH3)濃度、亜硝酸(NO2)濃度、硝酸(NO3)濃度、全炭素濃度(TOC)などと、これらの水質管理値に影響を与える過槽のろ材の微生物活性値を重要な水質管理項目として位置付けることができる。
一般的に、投与する水生生物用飼料量が多いと水生生物の成長速度が高まるが、特に、濁度、硝酸(NO3)濃度、全炭素濃度(TOC)などが増えるなどの飼育水質の劣化が生じることから、病原性微生物に対する水生生物の抵抗力が落ち、エサ食いが悪くなることが多発する。
本発明の飼育水質管理システムとその運転方法では、特に病原性微生物を除去するために分離膜モジュール3における運転条件を飼育水槽1の運転初期水量(V)に対して、0.2~8V/日になるよう循環流量を運転管理することによって、投与する水生生物用飼料量が一般的な量の2倍になっても、水生生物のエサ食いが悪くなることがなく、水生生物の出荷サイズになるまでの飼育期間を大幅に短縮できることから好ましい。
さらに、生物ろ過槽2においてアクアポニクスシステムを採用する場合は、全窒素濃度、全リン濃度、全カリウム濃度、BOD濃度、COD濃度、全炭素濃度(TOC)などを重要な水質管理項目として位置付けることができる。
さらにまた、水生生物用飼料や飼育水へ意図的に添加する特定の有機物濃度を水質管理項目として位置付けることができる。
これらの水質管理項目は、塩分濃度、水温、溶存酸素濃度、pH値などの水質管理項目と併せて、AI、IoTによって管理することもできる。
In the breeding water quality management system and its operating method of the present invention, in particular for removing pathogenic microorganisms, the operating conditions in the
Because it is labor-intensive to identify the pathogenic microorganisms to be monitored and to analyze the microbial concentration, the concentration of pathogenic microorganisms in breeding water is usually monitored and managed using suspended solids (SS) concentration, color, turbidity, and the microbial activity value of the breeding water.
However, in the rearing water quality management system and its operating method of the present invention, after appropriately determining items selected as necessary from the pore size, material, membrane area, water permeability rate, backwash recovery, and circulation flow rate relative to the initial water volume (V) of the rearing
In addition, in the rearing water quality management system and its operating method of the present invention, ammonia ( NH3 ) concentration, nitrite ( NO2 ) concentration, nitrate ( NO3 ) concentration, total carbon concentration (TOC), etc., which cause stress to aquatic organisms, and the microbial activity value of the filter media in the filter tank, which affects these water quality control values, can be positioned as important water quality control items.
Generally, administering a large amount of feed to aquatic organisms increases the growth rate of the organisms; however, this can also cause a deterioration in the quality of the water, particularly increases in turbidity, nitrate (NO3) concentration, and total carbon concentration (TOC), which in turn reduces the organisms' resistance to pathogenic microorganisms and often leads to poor feeding.
In the rearing water quality management system and its operating method of the present invention, in particular for removing pathogenic microorganisms, the operating conditions in the
Furthermore, when an aquaponics system is adopted in the
Furthermore, the concentration of specific organic matter intentionally added to feed for aquatic organisms or to breeding water can be positioned as a water quality control item.
These water quality control items can also be managed using AI and IoT in addition to water quality control items such as salinity, water temperature, dissolved oxygen concentration, and pH value.
本発明の飼育水水質管理システムとその運転方法で飼育対象となる水生生物は特に制限されるものではなく、魚類、貝類、甲殻類(エビ、カニ、ヤドカリ、シャコ、フジツボ、カメノテなど)、藻類、軟体動物として、タコ類、イカ類や棘皮動物(ウニ、なまこなど)、刺胞動物(サンゴ、クラゲなど)などが対象となる。世界的に食用されているコイ類、ティラピア類、ウナギ類、サケ類、エビ類の他、飼育面積当たりの収益の観点から、フグ、ヒラメ、クエ、チョウザメ、サザエ、アワビ、ウニなどの市場価値の高い水生生物、生育速度が速い、食味が良い、卵・卵巣・精巣などの生産性が高い、などの品種改良種、さらには、水族館、一般大型施設、家庭などにおける鑑賞目的のもの、真珠や薬効成分、肥料、飼料、エネルギー生産等の食用以外の価値のため養殖されるもの、地球環境保全や資源保護のため初期飼育されるものが好ましい。
また、種や品種以外に、雌雄どちらか一方のみを選択して、飼育することができる。
The aquatic organisms to be reared by the rearing water quality management system and its operating method of the present invention are not particularly limited, and include fish, shellfish, crustaceans (shrimp, crab, hermit crab, mantis shrimp, barnacles, turtlenecks, etc.), algae, mollusks such as octopuses, squids, echinoderms (sea urchins, sea cucumbers, etc.), and cnidarians (corals, jellyfish, etc.). In addition to carp, tilapia, eels, salmon, and shrimp, which are eaten worldwide, aquatic organisms with high market value from the viewpoint of profit per rearing area, such as pufferfish, flounder, grouper, sturgeon, turban shell, abalone, and sea urchin, improved varieties with high growth rate, good taste, high productivity of eggs, ovaries, and testes, etc., and further, those for ornamental purposes in aquariums, general large facilities, and homes, those cultivated for values other than food, such as pearls, medicinal ingredients, fertilizer, feed, and energy production, and those initially reared for global environmental conservation and resource protection are preferred.
In addition to species and varieties, you can also select and raise only males or females.
実施例1
まず、図1に示す飼育水質管理システムから分離膜モジュール3が無い設備を使用して、循環式陸上養殖を開始した。
トラフグの稚魚500匹を飼育した。
容量2.5m3の円筒形の飼育水槽1に入れる飼育水として、塩分濃度0.9質量%になるよう地下水で人工海水剤を溶解した水2m3(運転初期水量V)を使用した。
飼育中は、飼育水槽1の底面付近からエアレーションした。
投入したトラフグ500匹の平均体重が150gまで成長した時点の飼育水は濃い茶褐色をしており、その濁度は7NTUであった。
Example 1
First, a recirculating land-based aquaculture was started using the rearing water quality management system shown in FIG. 1 without the
500 young tiger pufferfish were raised.
The breeding water to be placed in a
During breeding, aeration was performed from near the bottom of the
When the average weight of the 500 tiger pufferfish introduced had grown to 150 g, the breeding water was a deep brown color and its turbidity was 7 NTU.
次に、分離膜モジュール3をラインへ組入れ、図1に示す本発明の飼育水水質管理システムの運転を開始した。
分離膜モジュール3の分離膜は、合計膜面積5m2の酢酸セルロース製中空糸UF膜(孔径0.01μm)を使用した。
分離膜モジュール3の運転は、1時間のろ過運転と、1分間の逆圧洗浄運転を繰り返した。
分離膜モジュール3で処理した二次処理水(ろ過水)は、二次処理水ライン14から飼育水槽1に戻した。
ろ過によって浄化された正味のろ過流量(膜ろ過流量から逆圧洗浄流量を差し引いた値)は4.5m3/日であり、逆圧洗浄による排水量を差し引いた飼育水の1日当たりの回収率は90%であった。
分離膜モジュール3のろ過運転による浄化によって濁度が次第に低下して、運転開始から1日後には0.3NTUまで下がり、その運転開始時からの除去率は96%であった。また、同時に分光光度計(波長390nm)によって飼育水の色度測定し、その除去率を求めたところ約50%であった。
Next, the
The separation membrane of the
The
The secondary treated water (filtrate) treated in the
The net filtration flow rate (membrane filtration flow rate minus backwashing flow rate) was 4.5 m3 /day, and the daily recovery rate of the rearing water, excluding the amount of wastewater discharged by backwashing, was 90%.
The turbidity gradually decreased due to purification by the filtration operation of the
浄化システム全体による飼育水の浄化水量は4.5m3/日であり、これを初期飼育水量(V)で割った換水率は4.5/2=2.25V/日であった。これによってトラフグは死滅することなく、健康な成長が継続された。 The amount of water purified by the entire purification system was 4.5 m3 /day, and the water exchange rate, calculated by dividing this by the initial water volume (V), was 4.5/2 = 2.25 V/day. This allowed the tiger pufferfish to continue growing healthily without dying.
実施例2
図1に示す飼育水質管理システム(分離膜モジュール3がある)を2基使用して、2つの飼育水槽(第1水槽と第2水槽)による循環式陸上養殖を開始した。
投与する水生生物用飼料量を2倍量にする以外は、塩分濃度、水温などの飼育条件を実施例1と同一にして、トラフグの飼育を実施した。
飼育開始から1か月後の第1水槽と第2水槽の原水と飼育水をそれぞれ採取して、それらの生菌濃度を36℃、48時間寒天培地で培養した後の寒天培地中のコロニー数を観察することにより求めた。
飼育期間中、トラフグのエサ食いは継続して活発であり、トラフグが約1kgで出荷サイズになるまでの期間は、実施例1のおよそ半分の期間であった。
Example 2
Using two breeding water quality management systems (having separation membrane modules 3) shown in Figure 1, a recirculating land-based aquaculture was started with two breeding tanks (the first tank and the second tank).
Tiger pufferfish were reared under the same rearing conditions as in Example 1, including salinity and water temperature, except that the amount of aquatic organism feed administered was doubled.
One month after the start of rearing, the raw water and rearing water from the first and second tanks were collected, and their viable bacterial concentrations were determined by observing the number of colonies on the agar medium after culturing them on agar medium at 36°C for 48 hours.
During the rearing period, the tiger pufferfish continued to actively eat food, and the time it took for the tiger pufferfish to reach shipping size of about 1 kg was approximately half that of Example 1.
比較例1
実施例1における本発明の飼育水水質管理スステム運転前の濁度が7NTUの飼育水をサンプリングし、実施例1における分離膜モジュール3のUF膜と膜面積当たりの処理水量が同じになる条件で1日間、孔径1μmのMF膜を用いてろ過したところ、濁度の除去率は約10%、色度はほとんど除去できなかった。
Comparative Example 1
In Example 1, breeding water with a turbidity of 7 NTU before operation of the breeding water water quality control system of the present invention was sampled and filtered using an MF membrane with a pore size of 1 μm for one day under conditions that resulted in the same amount of treated water per membrane area as the UF membrane of
本発明の飼育水質管理システムと運転方法は、フグなどの高級魚を初めとする水生生物の養殖に利用することができる。 The water quality management system and operating method of the present invention can be used for cultivating aquatic organisms, including high-quality fish such as pufferfish.
1 飼育水槽
1a 主水槽
1b 補助水槽
2 生物ろ過槽
3 分離膜モジュール
1
Claims (15)
前記飼育水質管理システムが、送水ポンプを備えた水生生物の飼育水槽と、前記飼育水槽中の水生生物の排泄物を含む飼育水をろ過処理するための生物ろ過槽と、病原性微生物を除去するための分離膜モジュールおよび散気装置を備えており、
前記飼育水槽は水生生物を飼育する、底部がすり鉢状になっている主水槽と、飼育水中に前記送水ポンプが浸漬されている補助水槽からなり、
前記主水槽と前記補助水槽は、飼育水が移動可能になるようにそれぞれの底部にて連結され、
前記飼育水槽、前記生物ろ過槽および前記分離膜モジュールの接続順序が、
前記飼育水槽と前記生物ろ過槽が飼育水送水ラインで接続され、
前記生物ろ過槽と前記分離膜モジュールがろ過槽処理水ラインで接続され、
前記分離膜モジュールのろ過水出口と前記飼育水槽が分離膜処理水ラインで接続された第1接続形態であるか、または
前記飼育水槽と前記分離膜モジュールが飼育水送水ラインで接続され、
前記分離膜モジュールと前記生物ろ過槽が分離膜処理水ラインで接続され、
前記生物ろ過槽のろ過水出口と前記飼育水槽がろ過槽処理水ラインで接続された第2接続形態であり、
前記第1接続形態は、前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記ろ過槽処理水ライン、前記分離膜モジュール、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第1循環ラインを有しており、
前記第2接続形態は、前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記分離膜モジュール、前記分離膜処理水ライン、前記生物ろ過槽、前記生物ろ過槽処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第1循環ラインを有しているものであり、
さらに前記分離膜モジュールと逆圧洗浄排水の排水ラインが接続され、活性汚泥法を使用した生物処理槽を備えておらず、
前記分離膜モジュールが、飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日の処理能力を有しているものである、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システム。 A breeding water quality management system for aquatic organism recirculating land-based aquaculture, comprising:
The breeding water quality management system includes a breeding tank for aquatic organisms equipped with a water supply pump, a biological filtration tank for filtering the breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank, and a separation membrane module and an aeration device for removing pathogenic microorganisms;
The breeding tank includes a main tank having a cone-shaped bottom for breeding aquatic organisms, and an auxiliary tank in which the water supply pump is immersed in breeding water,
The main tank and the auxiliary tank are connected at their respective bottoms so that the rearing water can move,
The connection order of the breeding aquarium, the biological filtration tank, and the separation membrane module is
The breeding aquarium and the biological filtration tank are connected by a breeding water supply line,
The biological filtration tank and the separation membrane module are connected by a filtration tank treated water line,
a first connection form in which a filtrate outlet of the separation membrane module and the breeding aquarium are connected by a separation membrane treated water line, or the breeding aquarium and the separation membrane module are connected by a breeding water supply line,
The separation membrane module and the biological filtration tank are connected by a separation membrane treated water line,
A second connection form in which the filtrate outlet of the biological filtration tank and the breeding aquarium are connected by a filtration tank treated water line,
the first connection form has a first circulation line consisting of the breeding aquarium, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the filtration tank treated water line, the separation membrane module, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium,
The second connection form has a first circulation line consisting of the breeding aquarium, the breeding water supply line, the separation membrane module, the separation membrane treated water line, the biological filtration tank, the biological filtration tank treated water line, and the breeding aquarium,
Furthermore, the separation membrane module is connected to a drainage line for back pressure washing wastewater, and a biological treatment tank using the activated sludge method is not provided.
The separation membrane module has a treatment capacity of 0.2 to 8 V/day for the amount of rearing water (V) in the rearing tank at the initial stage of operation.
前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記補助送水ライン、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第2循環ラインを有している、請求項1記載の水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システム。 When the first type of connection order is used, an auxiliary water supply line is further provided to connect the biological filtration tank and the separation membrane treated water line,
2. The breeding water quality management system for aquatic organism circulation type land-based aquaculture according to claim 1, further comprising a second circulation line consisting of the breeding tank, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the auxiliary water supply line, the separation membrane treated water line and the breeding tank.
前記飼育水質管理システムが、送水ポンプを備えた水生生物の飼育水槽と、前記飼育水槽中の水生生物の排泄物を含む飼育水を処理するための生物ろ過槽と、病原性微生物を除去するための分離膜モジュールおよび散気装置を備えており、
前記飼育水槽は水生生物を飼育する、底部がすり鉢状になっている主水槽と、飼育水中に前記送水ポンプが浸漬されている補助水槽からなり、
前記主水槽と前記補助水槽は、飼育水が移動可能になるようにそれぞれの底部にて連結され、
前記飼育水槽と前記生物ろ過槽が飼育水送水ラインで接続され、
前記生物ろ過槽と前記分離膜モジュールが、第1流量調整弁が配置された第1ろ過槽処理水ラインで接続され、
前記分離膜モジュールのろ過水出口と前記飼育水槽が分離膜処理水ラインで接続され、
さらに前記生物ろ過槽と前記分離膜処理水ラインが、第2流量調整弁が配置された第2ろ過槽処理水ラインで接続されており、
前記第1流量調整弁が開けられ、前記第2流量調整弁が閉じられた状態で、前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記第1ろ過槽処理水ライン、前記分離膜モジュール、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第1循環ラインを有し、
前記第1流量調整弁が閉じられ、前記第2流量調整弁が開けられた状態で、前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記第2ろ過槽処理水ライン、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第2循環ラインを有し、
前記第1流量調整弁と前記第2流量調整弁の両方が互いの流量が調整されるように開けられた状態で、前記第1循環ラインと前記第2循環ラインの両方を有しており、
さらに前記分離膜モジュールと逆圧洗浄排水の排水ラインが接続され、活性汚泥法を使用した生物処理槽を備えておらず、
前記分離膜モジュールが、飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日の処理能力を有しているものである、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システム。 A breeding water quality management system for aquatic organism recirculating land-based aquaculture, comprising:
The breeding water quality management system includes a breeding tank for aquatic organisms equipped with a water supply pump, a biological filtration tank for treating the breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank, and a separation membrane module and an aeration device for removing pathogenic microorganisms;
The breeding tank includes a main tank having a cone-shaped bottom for breeding aquatic organisms, and an auxiliary tank in which the water supply pump is immersed in breeding water,
The main tank and the auxiliary tank are connected at their respective bottoms so that the rearing water can move,
The breeding aquarium and the biological filtration tank are connected by a breeding water supply line,
The biological filtration tank and the separation membrane module are connected by a first filtration tank treated water line having a first flow control valve disposed therein;
The filtrate outlet of the separation membrane module and the breeding aquarium are connected by a separation membrane treated water line,
Furthermore, the biological filtration tank and the separation membrane treated water line are connected by a second filtration tank treated water line in which a second flow control valve is disposed,
a first circulation line including the breeding aquarium, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the first filtration tank treated water line, the separation membrane module, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium when the first flow control valve is opened and the second flow control valve is closed;
a second circulation line including the breeding aquarium, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the second filtration tank treated water line, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium when the first flow control valve is closed and the second flow control valve is opened;
The first flow rate control valve and the second flow rate control valve are both opened so as to adjust the flow rates of each other, and the first circulation line and the second circulation line are both provided,
Furthermore, the separation membrane module is connected to a drainage line for back pressure washing wastewater, and a biological treatment tank using the activated sludge method is not provided.
The separation membrane module has a treatment capacity of 0.2 to 8 V/day with respect to the amount of rearing water (V) at the initial stage of operation of the rearing tank.
前記飼育水質管理システムが、送水ポンプを備えた水生生物の飼育水槽と、前記飼育水槽中の水生生物の排泄物を含む飼育水を処理するための生物ろ過槽と、病原性微生物を除去するための分離膜モジュールおよび散気装置を備えており、
前記飼育水槽は水生生物を飼育する、底部がすり鉢状になっている主水槽と、飼育水中に前記送水ポンプが浸漬されている補助水槽からなり、
前記主水槽と前記補助水槽は、飼育水が移動可能になるようにそれぞれの底部にて連結され、
前記飼育水槽と前記生物ろ過槽が三方弁を介して飼育水送水ラインで接続され、
前記飼育水槽と前記前記分離膜モジュールが三方弁を介して飼育水送水ラインで接続され、
前記分離膜モジュールのろ過水出口と前記飼育水槽が分離膜処理水ラインで接続され、
前記生物ろ過槽のろ過出口と前記分離膜処理水ラインがろ過槽処理水ラインで接続されており、
前記三方弁の開閉状態が調整されることで、
前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記分離膜モジュール、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第1循環ラインと、
前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記ろ過槽処理水ライン、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第2循環ラインと、
前記第1循環ラインと前記第2循環ラインの両方を有しており、
さらに前記分離膜モジュールと逆圧洗浄排水の排水ラインが接続され、活性汚泥法を使用した生物処理槽を備えておらず、
前記分離膜モジュールが、飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日の処理能力を有しているものである、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システム。 A breeding water quality management system for aquatic organism recirculating land-based aquaculture, comprising:
The breeding water quality management system includes a breeding tank for aquatic organisms equipped with a water supply pump, a biological filtration tank for treating the breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank, and a separation membrane module and an aeration device for removing pathogenic microorganisms;
The breeding tank includes a main tank having a cone-shaped bottom for breeding aquatic organisms, and an auxiliary tank in which the water supply pump is immersed in breeding water,
The main tank and the auxiliary tank are connected at their respective bottoms so that the rearing water can move,
The breeding aquarium and the biological filtration tank are connected by a breeding water supply line via a three-way valve,
The breeding aquarium and the separation membrane module are connected by a breeding water supply line via a three-way valve,
The filtrate outlet of the separation membrane module and the breeding aquarium are connected by a separation membrane treated water line,
The filtration outlet of the biological filtration tank and the separation membrane treated water line are connected by a filtration tank treated water line,
The open/close state of the three-way valve is adjusted,
a first circulation line consisting of the breeding aquarium, the breeding water supply line, the separation membrane module, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium;
A second circulation line consisting of the breeding aquarium, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the filtration tank treated water line, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium;
The system includes both the first circulation line and the second circulation line,
Furthermore, the separation membrane module is connected to a drainage line for back pressure washing wastewater, and a biological treatment tank using the activated sludge method is not provided.
The separation membrane module has a treatment capacity of 0.2 to 8 V/day with respect to the amount of rearing water (V) at the initial stage of operation of the rearing tank.
前記飼育水質管理システムが、二つの送水ポンプを備えた水生生物の飼育水槽と、前記飼育水槽中の水生生物の排泄物を含む飼育水を処理するための生物ろ過槽と、病原性微生物を除去するための分離膜モジュールおよび散気装置を備えており、
前記飼育水槽は水生生物を飼育する、底部がすり鉢状になっている主水槽と、飼育水中に前記送水ポンプが浸漬されている補助水槽からなり、
前記主水槽と前記補助水槽は、飼育水が移動可能になるようにそれぞれの底部にて連結され、
前記飼育水槽と前記生物ろ過槽が第1飼育水送水ラインで接続され、さらに前記生物ろ過槽と前記飼育水槽が第1返送水ラインで接続され、
前記飼育水槽、前記第1飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記第1返送水ラインおよび前記飼育水槽からなるろ過槽循環ラインを有しており、
前記飼育水槽と前記分離膜モジュールが第2飼育水送水ラインで接続され、さらに前記分離膜モジュールのろ過水出口と前記飼育水槽が第2返送水ラインで接続され、
前記飼育水槽、前記第2飼育水送水ライン、前記分離膜モジュール、前記第2返送水ラインおよび前記飼育水槽からなる分離膜モジュール循環ラインを有しており、
さらに前記分離膜モジュールと逆圧洗浄排水の排水ラインが接続され、活性汚泥法を使用した生物処理槽を備えておらず、
前記分離膜モジュールが、飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日の処理能力を有しているものである、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システム。 A breeding water quality management system for aquatic organism recirculating land-based aquaculture, comprising:
The breeding water quality management system includes a breeding tank for aquatic organisms equipped with two water pumps, a biological filtration tank for treating the breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank, and a separation membrane module and an aeration device for removing pathogenic microorganisms;
The breeding tank includes a main tank having a cone-shaped bottom for breeding aquatic organisms, and an auxiliary tank in which the water supply pump is immersed in breeding water,
The main tank and the auxiliary tank are connected at their respective bottoms so that the rearing water can move,
The breeding aquarium and the biological filtration tank are connected by a first breeding water supply line, and the biological filtration tank and the breeding aquarium are further connected by a first return water supply line,
a filtration tank circulation line consisting of the breeding aquarium, the first breeding water supply line, the biological filtration tank, the first return water line, and the breeding aquarium;
The breeding aquarium and the separation membrane module are connected by a second breeding water supply line, and a filtrate outlet of the separation membrane module and the breeding aquarium are connected by a second return water line,
a separation membrane module circulation line including the breeding aquarium, the second breeding water supply line, the separation membrane module, the second water return line, and the breeding aquarium;
Furthermore, the separation membrane module is connected to a drainage line for back pressure washing wastewater, and a biological treatment tank using the activated sludge method is not provided.
The separation membrane module has a treatment capacity of 0.2 to 8 V/day for the amount of rearing water (V) in the rearing tank at the initial stage of operation.
前記飼育水槽、前記生物ろ過槽および前記分離膜モジュールの接続順序が、
前記飼育水槽と前記生物ろ過槽が飼育水送水ラインで接続され、
前記生物ろ過槽と前記分離膜モジュールがろ過槽処理水ラインで接続され、
前記分離膜モジュールのろ過水出口と前記飼育水槽が分離膜処理水ラインで接続された第1接続形態であるか、または
前記飼育水槽と前記分離膜モジュールが飼育水送水ラインで接続され、
前記分離膜モジュールと前記生物ろ過槽が分離膜処理水ラインで接続され、
前記生物ろ過槽のろ過水出口と前記飼育水槽がろ過槽処理水ラインで接続された第2接続形態であり、
前記第1接続形態は、前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記ろ過槽処理水ライン、前記分離膜モジュール、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第1循環ラインを有しており、
前記第2接続形態は、前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記分離膜モジュール、前記分離膜処理水ライン、前記生物ろ過槽、前記生物ろ過槽処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第1循環ラインを有しているものであり、
さらに前記分離膜モジュールと逆圧洗浄排水の排水ラインが接続され、活性汚泥法を使用した生物処理槽を備えておらず、
前記分離膜モジュールが、飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日の処理能力を有している水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムの運転方法であって、
前記運転方法が、前記分離膜モジュールにおける運転条件を飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日になるよう循環流量を運転管理し、前記飼育水槽内の飼育水を浄化処理した飼育水と置換する浄化工程と、分離膜モジュールを洗浄する逆圧洗浄工程を有しており、
前記浄化工程が前記第1形態の接続順序のとき、前記第1循環ラインを使用して、
前記飼育水槽内の水生生物の排泄物を含む飼育水を前記生物ろ過槽に送水し、前記生物ろ過槽による処理をすることによってろ過槽処理水を得た後、
前記分離膜モジュールにより前記ろ過槽処理水を全量ろ過することによって、少なくとも病原性微生物が除去された分離膜処理水を得た後、
前記分離膜処理水を前記分離膜処理水ラインから前記飼育水槽に返送する工程を繰り返し実施する工程であり、
前記浄化工程が前記第2形態の接続順序のとき、前記第1循環ラインを使用して、
前記飼育水槽内の水生生物の排泄物を含む飼育水を前記分離膜モジュールに送水し、前記飼育水を全量ろ過することによって、少なくとも病原性微生物が除去された分離膜処理水を得た後、
前記分離膜処理水を前記生物ろ過槽に送水し、前記生物ろ過槽による処理をすることによってろ過槽処理水を得た後、
前記ろ過槽処理水を前記ろ過槽処理水ラインから前記飼育水槽に返送する工程を繰り返し実施する工程であり、
前記逆圧洗浄工程が、逆圧洗浄ラインと分離膜処理水ラインから分離膜モジュール内に洗浄水を圧入し、少なくとも病原性微生物を含む洗浄排水を排水ラインから排水する工程であり、
前記第1循環ラインまたは前記分離膜モジュールラインを使用する浄化された飼育水の回収率が80%以上である、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムの運転方法。 The present invention comprises a breeding tank for aquatic organisms equipped with a water pump, a biological filtration tank for filtering the breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank, and a separation membrane module and an aeration device for removing pathogenic microorganisms,
The connection order of the breeding aquarium, the biological filtration tank, and the separation membrane module is
The breeding aquarium and the biological filtration tank are connected by a breeding water supply line,
The biological filtration tank and the separation membrane module are connected by a filtration tank treated water line,
a first connection form in which a filtrate outlet of the separation membrane module and the breeding aquarium are connected by a separation membrane treated water line, or the breeding aquarium and the separation membrane module are connected by a breeding water supply line,
The separation membrane module and the biological filtration tank are connected by a separation membrane treated water line,
A second connection form in which the filtrate outlet of the biological filtration tank and the breeding aquarium are connected by a filtration tank treated water line,
the first connection form has a first circulation line consisting of the breeding aquarium, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the filtration tank treated water line, the separation membrane module, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium,
The second connection form has a first circulation line consisting of the breeding aquarium, the breeding water supply line, the separation membrane module, the separation membrane treated water line, the biological filtration tank, the biological filtration tank treated water line, and the breeding aquarium,
Furthermore, the separation membrane module is connected to a drainage line for back pressure washing wastewater, and a biological treatment tank using the activated sludge method is not provided.
A method for operating a rearing water quality control system for aquatic organism circulating land-based aquaculture, wherein the separation membrane module has a treatment capacity of 0.2 to 8 V/day with respect to a rearing water volume (V) at an initial operation stage of the rearing aquarium,
the operating method includes a purification step of replacing the breeding water in the breeding aquarium with purified breeding water by operating and controlling a circulation flow rate so that an operating condition in the separation membrane module is 0.2 to 8 V/day relative to a breeding water volume (V) in the breeding aquarium at an initial operation stage, and a back pressure washing step of washing the separation membrane module;
When the purification step is performed in the first form of connection sequence, the first circulation line is used to
The breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank is fed to the biological filtration tank, and the biological filtration tank is treated to obtain filtration tank treated water.
The separation membrane module is used to filter the entire amount of the filtration tank treated water to obtain separation membrane treated water from which at least pathogenic microorganisms have been removed, and then
a step of repeatedly returning the separation membrane-treated water from the separation membrane-treated water line to the breeding aquarium;
When the purification step is performed in the second connection sequence, the first circulation line is used to
The breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank is fed to the separation membrane module, and the breeding water is totally filtered to obtain separation membrane-treated water from which at least pathogenic microorganisms have been removed.
The separation membrane treated water is sent to the biological filtration tank and treated in the biological filtration tank to obtain filtration tank treated water.
a step of repeatedly returning the filtration tank treated water from the filtration tank treated water line to the breeding aquarium;
The back pressure washing step is a step of injecting washing water into the separation membrane module from a back pressure washing line and a separation membrane treated water line, and discharging washing wastewater containing at least pathogenic microorganisms from a drainage line ,
A method for operating a rearing water quality control system for aquatic organism circulating land-based aquaculture , wherein the recovery rate of purified rearing water using the first circulation line or the separation membrane module line is 80% or more .
前記飼育水槽、前記生物ろ過槽および前記分離膜モジュールの接続順序が、
前記飼育水槽と前記生物ろ過槽が飼育水送水ラインで接続され、
前記生物ろ過槽と前記分離膜モジュールがろ過槽処理水ラインで接続され、
前記分離膜モジュールのろ過水出口と前記飼育水槽が分離膜処理水ラインで接続され、
前記生物ろ過槽と前記分離膜処理水ラインが補助送水ラインで接続された第1接続形態であり、
前記第1接続形態は、前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記ろ過槽処理水ライン、前記分離膜モジュール、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第1循環ライン、及び
前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記補助送水ライン、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第2循環ラインを有しているものであり、
さらに前記分離膜モジュールと逆圧洗浄排水の排水ラインが接続され、活性汚泥法を使用した生物処理槽を備えておらず、
前記分離膜モジュールが、飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日の処理能力を有している水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムの運転方法であって、
前記運転方法が、前記飼育水槽内の飼育水を浄化処理した飼育水と置換する浄化工程と、分離膜モジュールを洗浄する逆圧洗浄工程を有しており、
前記分離膜モジュールにおける運転条件を飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日になるよう循環流量を運転管理し、
前記浄化工程が前記第1形態の接続順序のとき、前記第1循環ラインを使用して、
前記飼育水槽内の海洋生物の排泄物を含む飼育水を前記生物ろ過槽に送水し、前記生物ろ過槽による処理をすることによってろ過槽処理水を得た後、
前記分離膜モジュールにより前記ろ過槽処理水を全量ろ過することによって、少なくとも病原性微生物が除去された分離膜処理水を得た後、
前記分離膜処理水を前記分離膜処理水ラインから前記飼育水槽に返送する工程を繰り返し実施する工程であり、
前記逆圧洗浄工程が、第1循環ラインの循環運転を停止した状態で、逆圧洗浄ラインと分離膜処理水ラインから分離膜モジュール内に洗浄水を圧入し、病原性微生物を含む洗浄排水を排水ラインから排水する運転工程であり、
前記第1循環ラインまたは前記分離膜モジュールラインを使用する浄化された飼育水の回収率が80%以上であって、
前記逆圧洗浄運転の間、前記第2循環ラインを使用して、前記生物ろ過槽によるろ過槽処理水を前記補助送水ラインと前記分離膜処理水ラインから前記飼育水槽に戻す、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムの運転方法。 The present invention comprises a breeding tank for aquatic organisms equipped with a water pump, a biological filtration tank for filtering the breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank, and a separation membrane module and an aeration device for removing pathogenic microorganisms,
The connection order of the breeding aquarium, the biological filtration tank, and the separation membrane module is
The breeding aquarium and the biological filtration tank are connected by a breeding water supply line,
The biological filtration tank and the separation membrane module are connected by a filtration tank treated water line,
The filtrate outlet of the separation membrane module and the breeding aquarium are connected by a separation membrane treated water line,
A first connection form in which the biological filtration tank and the separation membrane treated water line are connected by an auxiliary water supply line,
the first connection form includes a first circulation line consisting of the breeding aquarium, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the filtration tank treated water line, the separation membrane module, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium, and a second circulation line consisting of the breeding aquarium, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the auxiliary water supply line, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium,
Furthermore, the separation membrane module is connected to a drainage line for back pressure washing wastewater, and a biological treatment tank using the activated sludge method is not provided.
A method for operating a rearing water quality control system for aquatic organism circulating land-based aquaculture, wherein the separation membrane module has a treatment capacity of 0.2 to 8 V/day with respect to a rearing water volume (V) at an initial operation stage of the rearing aquarium,
the operating method includes a purification step of replacing the breeding water in the breeding aquarium with purified breeding water, and a back pressure cleaning step of cleaning a separation membrane module,
The operating conditions in the separation membrane module are controlled so that the circulation flow rate is 0.2 to 8 V/day relative to the breeding water volume (V) at the initial operation of the breeding aquarium,
When the purification step is performed in the first form of connection sequence, the first circulation line is used to
The breeding water containing the excrement of marine organisms in the breeding tank is fed to the biological filtration tank, and the biological filtration tank is used for treatment to obtain filtration tank treated water.
The separation membrane module is used to filter the entire amount of the filtration tank treated water to obtain separation membrane treated water from which at least pathogenic microorganisms have been removed, and then
a step of repeatedly returning the separation membrane-treated water from the separation membrane-treated water line to the breeding aquarium;
The backpressure washing step is an operation step of injecting washing water into the separation membrane module from the backpressure washing line and the separation membrane treated water line while stopping the circulation operation of the first circulation line, and discharging the washing wastewater containing pathogenic microorganisms from the drainage line,
The recovery rate of the purified rearing water using the first circulation line or the separation membrane module line is 80% or more,
A method for operating a breeding water quality control system for aquatic organism circulation-type land-based aquaculture, wherein during the backpressure cleaning operation, the second circulation line is used to return the filtration tank treated water from the biological filtration tank through the auxiliary water supply line and the separation membrane treated water line to the breeding tank.
前記飼育水槽と前記生物ろ過槽が飼育水送水ラインで接続され、
前記生物ろ過槽と前記分離膜モジュールが、第1流量調整弁が配置された第1ろ過槽処理水ラインで接続され、
前記分離膜モジュールのろ過水出口と前記飼育水槽が分離膜処理水ラインで接続され、
さらに前記生物ろ過槽と前記分離膜処理水ラインが、第2流量調整弁が配置された第2ろ過槽処理水ラインで接続されており、
前記第1流量調整弁が開けられ、前記第2流量調整弁が閉じられた状態で、前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記第1ろ過槽処理水ライン、前記分離膜モジュール、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第1循環ラインを有し、
前記第1流量調整弁が閉じられ、前記第2流量調整弁が開けられた状態で、前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記第2ろ過槽処理水ライン、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第2循環ラインを有し、
前記第1流量調整弁と前記第2流量調整弁の両方が互いの流量が調整されるように開けられた状態で、前記第1循環ラインと前記第2循環ラインの両方を有しており、
さらに前記分離膜モジュールと逆圧洗浄排水の排水ラインが接続され、活性汚泥法を使用した生物処理槽を備えておらず、
前記分離膜モジュールが、飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日の処理能力を有している水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムの運転方法であって、
前記運転方法が、前記飼育水槽内の飼育水を浄化処理した飼育水と置換する浄化工程と、分離膜モジュールを洗浄する逆圧洗浄工程を有しており、
前記分離膜モジュールにおける運転条件を飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日になるよう循環流量を運転管理し、
前記浄化工程が、
前記第1循環ラインを使用して、前記飼育水槽内の海洋生物の排泄物を含む飼育水を前記生物ろ過槽に送水し、前記生物ろ過槽による処理をすることによってろ過槽処理水を得た後、
前記分離膜モジュールにより前記ろ過槽処理水を全量ろ過することによって、少なくとも病原性微生物が除去された分離膜処理水を得た後、
前記分離膜処理水を前記分離膜処理水ラインから前記飼育水槽に返送する工程を繰り返し実施する第1循環ライン処理工程と、
前記第2循環ラインを使用して、前記飼育水槽内の海洋生物の排泄物を含む飼育水を前記生物ろ過槽に送水し、前記生物ろ過槽による処理をすることによってろ過槽処理水を得た後、
前記ろ過槽処理水を前記ろ過槽処理水ラインと前記分離膜処理水ラインから前記飼育水槽に返送する工程を繰り返し実施する第2循環ライン処理工程と、
前記第1循環ライン処理工程と前記第2循環ライン処理工程を並行して実施する第3循環ライン処理工程を有しており、
前記第1循環ライン処理工程、前記第2循環ライン処理工程および前記第3循環ライン処理工程のいずれかを選択して実施するものであり、
前記逆圧洗浄工程が、前記第1循環ライン処理工程を停止し、前記第2循環ライン処理工程を実施した状態で、逆圧洗浄ラインと分離膜処理水ラインから分離膜モジュール内に洗浄水を圧入し、病原性微生物を含む洗浄排水を排水ラインから排水する工程であり、
前記第1循環ラインまたは前記分離膜モジュールラインを使用する浄化された飼育水の回収率が80%以上である、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムの運転方法。 The present invention comprises a breeding tank for aquatic organisms equipped with a water pump, a biological filtration tank for treating the breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank, and a separation membrane module and an aeration device for removing pathogenic microorganisms,
The breeding aquarium and the biological filtration tank are connected by a breeding water supply line,
The biological filtration tank and the separation membrane module are connected by a first filtration tank treated water line having a first flow control valve disposed therein;
The filtrate outlet of the separation membrane module and the breeding aquarium are connected by a separation membrane treated water line,
Furthermore, the biological filtration tank and the separation membrane treated water line are connected by a second filtration tank treated water line in which a second flow control valve is disposed,
a first circulation line including the breeding aquarium, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the first filtration tank treated water line, the separation membrane module, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium when the first flow control valve is opened and the second flow control valve is closed;
a second circulation line including the breeding aquarium, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the second filtration tank treated water line, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium when the first flow control valve is closed and the second flow control valve is opened;
The first flow rate control valve and the second flow rate control valve are both opened so as to adjust the flow rates of each other, and the first circulation line and the second circulation line are both provided,
Furthermore, the separation membrane module is connected to a drainage line for back pressure washing wastewater, and a biological treatment tank using the activated sludge method is not provided.
A method for operating a rearing water quality control system for aquatic organism circulating land-based aquaculture, wherein the separation membrane module has a treatment capacity of 0.2 to 8 V/day with respect to a rearing water volume (V) at an initial operation stage of the rearing aquarium,
the operating method includes a purification step of replacing the breeding water in the breeding aquarium with purified breeding water, and a back pressure cleaning step of cleaning a separation membrane module,
The operating conditions in the separation membrane module are controlled so that the circulation flow rate is 0.2 to 8 V/day relative to the breeding water volume (V) at the initial operation of the breeding aquarium,
The purification step comprises:
Using the first circulation line, the breeding water containing the excrement of the marine organisms in the breeding tank is sent to the biological filtration tank, and the biological filtration tank is treated to obtain filtration tank treated water.
The separation membrane module is used to filter the entire amount of the filtration tank treated water to obtain separation membrane treated water from which at least pathogenic microorganisms have been removed, and then
a first circulation line treatment step of repeatedly returning the separation membrane treated water from the separation membrane treated water line to the breeding aquarium;
Using the second circulation line, the breeding water containing the excrement of the marine organisms in the breeding tank is sent to the biological filtration tank, and the biological filtration tank is treated to obtain filtration tank treated water.
a second circulation line treatment step of repeatedly returning the filtration tank treated water from the filtration tank treated water line and the separation membrane treated water line to the breeding aquarium;
A third circulation line processing step is provided in which the first circulation line processing step and the second circulation line processing step are performed in parallel,
Any one of the first circulation line processing step, the second circulation line processing step, and the third circulation line processing step is selected and carried out,
The backpressure washing step is a step of injecting washing water into the separation membrane module from the backpressure washing line and the separation membrane treated water line while stopping the first circulation line treatment step and performing the second circulation line treatment step, and discharging washing wastewater containing pathogenic microorganisms from a drainage line ,
A method for operating a rearing water quality control system for aquatic organism circulating land-based aquaculture , wherein the recovery rate of purified rearing water using the first circulation line or the separation membrane module line is 80% or more .
前記飼育水槽と前記生物ろ過槽が三方弁を介して飼育水送水ラインで接続され、
前記飼育水槽と前記前記分離膜モジュールが三方弁を介して飼育水送水ラインで接続され、
前記分離膜モジュールのろ過水出口と前記飼育水槽が分離膜処理水ラインで接続され、
前記生物ろ過槽のろ過出口と前記分離膜処理水ラインがろ過槽処理水ラインで接続されており、
前記三方弁の開閉状態が調整されることで、
前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記分離膜モジュール、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第1循環ラインと、
前記飼育水槽、前記飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記ろ過槽処理水ライン、前記分離膜処理水ラインおよび前記飼育水槽からなる第2循環ラインと、
前記第1循環ラインと前記第2循環ラインの両方を有しており、
さらに前記分離膜モジュールと逆圧洗浄排水の排水ラインが接続され、活性汚泥法を使用した生物処理槽を備えておらず、
前記分離膜モジュールが、飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日の処理能力を有している水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムの運転方法であって、
前記運転方法が、前記飼育水槽内の飼育水を浄化処理した飼育水と置換する浄化工程と、分離膜モジュールを洗浄する逆圧洗浄工程を有しており、
前記分離膜モジュールにおける運転条件を飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日になるよう循環流量を運転管理し、
前記浄化工程が、
前記第1循環ラインを使用して、前記飼育水槽内の海洋生物の排泄物を含む飼育水を分離膜モジュールに送水し、前記分離膜モジュールにより前記飼育水を全量ろ過することによって、少なくとも病原性微生物が除去された分離膜処理水を得た後、
前記分離膜処理水を前記分離膜処理水ラインから前記飼育水槽に返送する工程を繰り返し実施する第1循環ライン処理工程と、
前記第2循環ラインを使用して、前記飼育水槽内の海洋生物の排泄物を含む飼育水を前記生物ろ過槽に送水し、前記生物ろ過槽による処理をすることによってろ過槽処理水を得た後、
前記ろ過槽処理水を前記ろ過槽処理水ラインと前記分離膜処理水ラインから前記飼育水槽に返送する工程を繰り返し実施する第2循環ライン処理工程と、
前記第1循環ライン処理工程と前記第2循環ライン処理工程を並行して実施する第3循環ライン処理工程を有しており、
前記第1循環ライン処理工程、前記第2循環ライン処理工程および前記第3循環ライン処理工程のいずれかを選択して実施するものであり、
前記逆圧洗浄工程が、前記第1循環ライン処理工程を停止し、前記第2循環ライン処理工程を実施した状態で、逆圧洗浄ラインと分離膜処理水ラインから分離膜モジュール内に洗浄水を圧入し、病原性微生物を含む洗浄排水を排水ラインから排水する工程であり、
前記第1循環ラインまたは前記分離膜モジュールラインを使用する浄化された飼育水の回収率が80%以上である、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムの運転方法。 The present invention comprises a breeding tank for aquatic organisms equipped with a water pump, a biological filtration tank for treating the breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank, and a separation membrane module and an aeration device for removing pathogenic microorganisms,
The breeding aquarium and the biological filtration tank are connected by a breeding water supply line via a three-way valve,
The breeding aquarium and the separation membrane module are connected by a breeding water supply line via a three-way valve,
The filtrate outlet of the separation membrane module and the breeding aquarium are connected by a separation membrane treated water line,
The filtration outlet of the biological filtration tank and the separation membrane treated water line are connected by a filtration tank treated water line,
The open/close state of the three-way valve is adjusted,
a first circulation line consisting of the breeding aquarium, the breeding water supply line, the separation membrane module, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium;
A second circulation line consisting of the breeding aquarium, the breeding water supply line, the biological filtration tank, the filtration tank treated water line, the separation membrane treated water line, and the breeding aquarium;
The system includes both the first circulation line and the second circulation line,
Furthermore, the separation membrane module is connected to a drainage line for back pressure washing wastewater, and a biological treatment tank using the activated sludge method is not provided.
A method for operating a rearing water quality control system for aquatic organism circulating land-based aquaculture, wherein the separation membrane module has a treatment capacity of 0.2 to 8 V/day with respect to a rearing water volume (V) at an initial operation stage of the rearing aquarium,
the operating method includes a purification step of replacing the breeding water in the breeding aquarium with purified breeding water, and a back pressure cleaning step of cleaning a separation membrane module,
The operating conditions in the separation membrane module are controlled so that the circulation flow rate is 0.2 to 8 V/day relative to the breeding water volume (V) at the initial operation of the breeding aquarium,
The purification step comprises:
The first circulation line is used to supply the breeding water containing excrement of marine organisms in the breeding tank to a separation membrane module, and the breeding water is totally filtered through the separation membrane module to obtain separation membrane-treated water from which at least pathogenic microorganisms have been removed.
a first circulation line treatment step of repeatedly returning the separation membrane treated water from the separation membrane treated water line to the breeding aquarium;
Using the second circulation line, the breeding water containing the excrement of the marine organisms in the breeding tank is sent to the biological filtration tank, and the biological filtration tank is treated to obtain filtration tank treated water.
a second circulation line treatment step of repeatedly returning the filtration tank treated water from the filtration tank treated water line and the separation membrane treated water line to the breeding aquarium;
A third circulation line processing step is provided in which the first circulation line processing step and the second circulation line processing step are performed in parallel,
Any one of the first circulation line processing step, the second circulation line processing step, and the third circulation line processing step is selected and carried out,
The backpressure washing step is a step of injecting washing water into the separation membrane module from the backpressure washing line and the separation membrane treated water line while stopping the first circulation line treatment step and performing the second circulation line treatment step, and discharging washing wastewater containing pathogenic microorganisms from a drainage line ,
A method for operating a rearing water quality control system for aquatic organism circulating land-based aquaculture , wherein the recovery rate of purified rearing water using the first circulation line or the separation membrane module line is 80% or more .
前記飼育水槽と前記生物ろ過槽が第1飼育水送水ラインで接続され、さらに前記生物ろ過槽と前記飼育水槽が第1返送水ラインで接続され、
前記飼育水槽、前記第1飼育水送水ライン、前記生物ろ過槽、前記第1返送水ラインおよび前記飼育水槽からなるろ過槽循環ラインを有しており、
前記飼育水槽と前記分離膜モジュールが第2飼育水送水ラインで接続され、さらに前記分離膜モジュールのろ過水出口と前記飼育水槽が第2返送水ラインで接続され、
前記飼育水槽、前記第2飼育水送水ライン、前記分離膜モジュール、前記第2返送水ラインおよび前記飼育水槽からなる分離膜モジュール循環ラインを有しており、
さらに前記分離膜モジュールと逆圧洗浄排水の排水ラインが接続され、活性汚泥法を使用した生物処理槽を備えておらず、
前記分離膜モジュールが、飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日の処理能力を有している水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムの運転方法であって、
前記運転方法が、前記飼育水槽内の飼育水を浄化処理した飼育水と置換する浄化工程と、分離膜モジュールを洗浄する逆圧洗浄工程を有しており、
前記分離膜モジュールにおける運転条件を飼育水槽の運転初期の飼育水量(V)に対して0.2~8V/日になるよう循環流量を運転管理し、
前記浄化工程が、
前記ろ過槽循環ラインを使用して、前記飼育水槽内の水生生物の排泄物を含む飼育水を前記生物ろ過槽に送水し、前記生物ろ過槽による処理をすることによってろ過槽処理水を得た後、前記ろ過槽処理水を第1返送水ラインで前記飼育水槽に戻す工程と、
前記分離膜モジュール循環ラインを使用して、前記飼育水槽内の水生生物の排泄物を含む飼育水を前記分離膜モジュールに送水し、前記分離膜モジュールによる処理をすることによって分離膜モジュール処理水を得た後、前記分離膜モジュール処理水を第2返送水ラインで前記飼育水槽に戻す工程を繰り返し実施する工程であり、
前記逆圧洗浄工程が、前記ろ過槽循環ラインの運転を継続した状態で、前記第2循環ポンプを止め、前記流量調整バルブを閉じた状態で逆圧洗浄ラインと第2返送水ラインから分離膜モジュール内に洗浄水を圧入し、病原性微生物を含む洗浄排水を排水ラインから排水する運転工程であり、
前記第1循環ラインまたは前記分離膜モジュールラインを使用する浄化された飼育水の回収率が80%以上である、水生生物循環式陸上養殖用の飼育水質管理システムの運転方法。 The present invention comprises a breeding tank for aquatic organisms having two water pumps, a biological filtration tank for treating the breeding water containing waste from the aquatic organisms in the breeding tank, and a separation membrane module and an aeration device for removing pathogenic microorganisms,
The breeding aquarium and the biological filtration tank are connected by a first breeding water supply line, and the biological filtration tank and the breeding aquarium are further connected by a first return water supply line,
a filtration tank circulation line consisting of the breeding aquarium, the first breeding water supply line, the biological filtration tank, the first return water line, and the breeding aquarium;
The breeding aquarium and the separation membrane module are connected by a second breeding water supply line, and a filtrate outlet of the separation membrane module and the breeding aquarium are connected by a second return water line,
a separation membrane module circulation line including the breeding aquarium, the second breeding water supply line, the separation membrane module, the second water return line, and the breeding aquarium;
Furthermore, the separation membrane module is connected to a drainage line for back pressure washing wastewater, and a biological treatment tank using the activated sludge method is not provided.
A method for operating a rearing water quality control system for aquatic organism circulating land-based aquaculture, wherein the separation membrane module has a treatment capacity of 0.2 to 8 V/day with respect to a rearing water volume (V) at an initial operation stage of the rearing aquarium,
the operating method includes a purification step of replacing the breeding water in the breeding aquarium with purified breeding water, and a back pressure cleaning step of cleaning a separation membrane module,
The operating conditions in the separation membrane module are controlled so that the circulation flow rate is 0.2 to 8 V/day relative to the breeding water volume (V) at the initial operation of the breeding aquarium,
The purification step comprises:
a step of feeding the breeding water containing excrement of the aquatic organisms in the breeding tank to the biological filtration tank using the filtration tank circulation line, obtaining filtration tank treated water by treating the filtration tank in the biological filtration tank, and then returning the filtration tank treated water to the breeding tank through a first return water line;
a step of repeatedly carrying out a step of feeding breeding water containing excrement of aquatic organisms in the breeding aquarium to the separation membrane module using the separation membrane module circulation line, treating the breeding water with the separation membrane module to obtain separation membrane module-treated water, and then returning the separation membrane module-treated water to the breeding aquarium through a second return water line,
The back pressure cleaning step is an operation step of: stopping the second circulation pump and closing the flow rate control valve while continuing the operation of the filtration tank circulation line; pressurizing cleaning water into the separation membrane module from the back pressure cleaning line and the second return water line; and discharging cleaning wastewater containing pathogenic microorganisms from a drainage line ;
A method for operating a rearing water quality control system for aquatic organism circulating land-based aquaculture , wherein the recovery rate of purified rearing water using the first circulation line or the separation membrane module line is 80% or more .
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