專利名稱：魚的飼養(yǎng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有使飼養(yǎng)水槽的飼養(yǎng)用水循環(huán)的設(shè)備的養(yǎng)魚裝置，特別是涉及，通過合理的設(shè)備組合，能夠以低廉的費用，進行水質(zhì)管理的飼養(yǎng)裝置。
背景技術(shù)：
以往，已知一種養(yǎng)魚裝置，它具有可挑出從設(shè)在飼養(yǎng)水槽底部的排出部流出的飼養(yǎng)用水，并將排出的水再次供給上述飼養(yǎng)水槽的循環(huán)設(shè)備。
這種飼養(yǎng)裝置，因為是在飼養(yǎng)水槽內(nèi)養(yǎng)魚，因此，對于由魚的新陳代謝帶來的水質(zhì)污染，要特別予以考慮。這樣，先前提出的技術(shù)也必須考慮如何在飼養(yǎng)水槽和飼養(yǎng)用水循環(huán)設(shè)備等有限的空間中，高效率地除去水質(zhì)污染。
為了在清除水質(zhì)污染的同時，調(diào)整飼養(yǎng)環(huán)境，提高設(shè)備的效率，以往一般，作為養(yǎng)魚裝置應(yīng)適當?shù)卦O(shè)置收集水中殘余餌料和魚糞的過濾器，向飼養(yǎng)用水供給氧的曝氣裝置，處理飼養(yǎng)中產(chǎn)生的氨的氨處理裝置或臭氧供給裝置等。
在飼養(yǎng)裝置的水質(zhì)管理上，在鹽，無機物，殘余餌料和魚糞，蛋白質(zhì)，氨的分解過程中所產(chǎn)生的三氧化氮和二氧化氮，碳酸氣與氧的處理特別重要。例如，眾所周知，氨態(tài)氮對魚是有害的。對于某種魚，當飼養(yǎng)水中的氨態(tài)氮濃度超過3ppm(百萬分之三)時，魚吃餌料的情況就急劇變壞。另外，已知在硝化分解氨態(tài)氮時所產(chǎn)生的硝酸態(tài)氮，對魚是沒有害處的，但是，作為養(yǎng)魚的容許量，根據(jù)魚種的不同是不同的，其限度為50ppm～500ppm。
由殘余餌料與魚的生物代謝生成的糞，蛋白質(zhì)等有機物和氨等，對水質(zhì)污染的影響特別顯著，因此，在飼養(yǎng)裝置的水質(zhì)管理上，要利用各個處理裝置除去這些影響因素，或利用在循環(huán)路徑中存在的生物代謝機能，對這些影響因素加以凈化。一般，采用生物化學(xué)的氧要求量(以下稱為”BOD”)作為水質(zhì)污染的指標。BOD表示水中存在的細菌等的增殖，或呼吸作用所消耗的溶解在水中的氧量(毫克/升)。
例如，由魚的代謝等產(chǎn)生的，成為生物生產(chǎn)的主要限制因素之一的氮化合物(氨態(tài)，亞硝酸態(tài)，硝酸態(tài))，可以利用循環(huán)路徑徑中存在的好氣性微生物，或嫌氣性微生物等所謂脫氮菌和硝化菌等的代謝機能，加以凈化。氨態(tài)氮(NH4-N)可以利用好氣性的細菌的硝化作用被用生物方法氧化，變成亞硝酸態(tài)氮或硝酸態(tài)氮(NO2-N，NO3-N)。另外，利用嫌氣性細菌，也可以用生物方法還原至氧化氮氣體(N2O)或氮氣(N2)。這時，為了獲得生物還原所必需的能量，嫌氣性細菌必須作為氫的供給體的有機碳源存在。
在利用這些生物的代謝機能的情況下，必須考慮生理活性，使代謝能在對生物合適的條件下進行。
例如，當硝化氨態(tài)氮(NH4-N)時，在BOD負荷低的情況下，硝化率大約可達100％。而當BOD負荷接近某個值時，硝化率急速地降低。又，當對亞硝酸態(tài)氮或硝酸態(tài)氮(NO2-N，NO3-N)進行脫氮時，在BOD負荷高時，脫氮速度快。即，對硝化作用和脫氮作用合適的BOD負荷值是相反的。
再者，在這種飼養(yǎng)裝置中，例如，利用一個處理裝置能同時達到消除水質(zhì)污染和飼養(yǎng)環(huán)境的調(diào)整，對設(shè)備的省力化是好的。另外，各個處理裝置還必須相互地對用其它的處理裝置進行的處理進行修正和補充。
本發(fā)明是考慮到上述的問題而提出的，它提出了一個通過合理地組合設(shè)備，能用低廉的費用，進行水質(zhì)管理的飼養(yǎng)裝置。
發(fā)明梗概本發(fā)明提供了這樣一種養(yǎng)魚裝置，它具有循環(huán)設(shè)備，該設(shè)備可以排出從設(shè)在飼養(yǎng)水槽底部的排出部放出的飼養(yǎng)用水，并將排出的水再次供給上述飼養(yǎng)水槽；在上述循環(huán)設(shè)備上還設(shè)有捕獲裝置，殘余餌料檢測傳感器，脫氮裝置，泡沫浮起裝置，紫外線殺菌裝置，氨處理裝置和曝氣裝置；該捕獲裝置可收集水中所含的殘余餌料和糞等；該殘余餌料檢測傳感器可檢測水中所含的殘余餌料，脫氮裝置可對水中所含的氮化合物進行脫氮；泡沫浮起裝置可供給空氣和/或臭氧，產(chǎn)生氣泡，收集氣泡，并除去水中的表面活性物質(zhì)；紫外線殺菌裝置可對循環(huán)的飼養(yǎng)用水進行殺菌；氨處理裝置可分解處理水中的氨；曝氣裝置可將氧溶解在水中；上述脫氮裝置配置在上述泡沫浮起裝置的上游，從成為主流的循環(huán)路徑徑分支出來的循環(huán)路徑上。
在全面進行水質(zhì)管理之前，要求設(shè)置收集水中的殘余餌料和魚糞的捕獲物。另外，通過檢測水中所含的殘余餌料，可以調(diào)整給餌量的增減。由于要將作為氨的最終產(chǎn)物的硝酸態(tài)氮，分解為氮氣，必須要有脫氮裝置。供給空氣，對飼養(yǎng)環(huán)境的調(diào)整是好的，而且不僅僅是調(diào)整飼養(yǎng)環(huán)境，通過供給空氣和/或臭氧，產(chǎn)生氣泡，收集氣泡，還可以除去附著在氣泡上的脂肪酸，蛋白質(zhì)等有機物。紫外線殺菌裝置可以殺滅飼養(yǎng)水中所含的魚的病原菌等。通過紫外線照射，可以使飼養(yǎng)水中所含的臭氧等分解。另外，為了凈化處理由魚的生理活性產(chǎn)生的，成為水質(zhì)污染原因的氨，要設(shè)置氨處理裝置。曝氣裝置可將魚生存所必需的氧溶解在水中。
這樣，當將上述脫氮裝置配置在泡沫浮起裝置的上游時，可以通過循環(huán)水中所含的有機物，供給進行利用嫌氣性細菌脫氮所必需的有機碳源。因而，可以省去補充脫氮所必需的有機物用的添加劑的費事的工作，或者，在必須要添加劑的情況下，由于只需要添加極小的量，因此，可以高效率地進行脫氮處理，同時，處理的價格也可以便宜，水質(zhì)管理的效率可提高。另外，當將上述脫氮裝置配置在分支的循環(huán)路徑上，減少在分支的循環(huán)路徑中流動的水量，延長在脫氮裝置內(nèi)的滯留時間時，由于脫氮作用充分，同時，脫氮裝置內(nèi)的溶解在水中的氧絕對量不足，容易變成嫌氣狀態(tài)，因此，上述嫌氣性細菌被激活，可以進行高效率的脫氮。
再有，本發(fā)明中上述氨處理裝置配置在上述泡沫浮起裝置的下游，同時，它由非浸漬處理裝置和浸漬處理裝置兩個處理裝置構(gòu)成。
這樣，當將氨處理裝置配置在泡沫浮起裝置的下游時，在除去蛋白質(zhì)等的狀態(tài)下，飼養(yǎng)用水與氨處理裝置連通。由于這樣，氨處理裝置的負荷減輕，可促進氨的分解。另外，上述氨處理裝置由兩個處理裝置構(gòu)成，當在其中的一個處理裝置上使用與空氣接觸的部分較大的非浸漬處理裝置時，由于可以利用空氣中的氧，因此，可以減小昂貴的氧的使用量。同時，由于可以首先將從上游流出的，具有高濃度的氨的飼養(yǎng)用水分解至非浸漬處理裝置那樣大小的濃度，然后再利用浸漬處理裝置分解至更低的濃度，因此，可以比用一階段處理更能提高氨的分解效率。
另外，本發(fā)明中上述捕獲裝置由將殘余餌料和魚糞等沉淀物堆積在飼養(yǎng)水槽下部的粒子收集器，將通過從上述粒子收集器分支出來的循環(huán)路徑流入的沉淀物，從水中分離出來的沉淀物收集器和收集用粒子收集器，和沉淀物收集器沒有收集到的水中細小的殘余餌料和魚糞的過濾器構(gòu)成；另外，上述殘余餌料檢測傳感器為超聲波傳感器，這個傳感器設(shè)在沉淀物收集器的上游，從粒子收集器分支出來，與沉淀物收集器連通的循環(huán)路徑徑上。
這樣，為了利用上述粒子收集器，沉淀物收集器和過濾器收集殘余餌料和魚糞等沉淀物，必須要能除去飼養(yǎng)用水中的固體物品，使飼養(yǎng)用水保持清潔狀態(tài)，進行循環(huán)。另外，為了利用特定的超聲波傳感器作為殘余餌料檢測傳感器，使可以在混有殘余餌料和糞等沉淀物的狀態(tài)下，容易檢測殘余餌料，可以將上述殘余餌料檢測傳感器的檢測結(jié)果，與外部計算機產(chǎn)生聯(lián)系，控制餌料的供給。當將上述殘余餌料檢測傳感器設(shè)置在從粒子收集器分支出來的循環(huán)路徑徑中時，在分支的循環(huán)路徑中流動的水的流量減小。當通過設(shè)置滯留部分等，使流速減慢時，由于可以在小流量下，測定緩慢流動的水中的殘余餌料，因此，可提高殘余餌料檢測傳感器的測量精度。
上述脫氮裝置和上述浸漬處理裝置具有流動床式過濾器，非浸漬處理裝置具有回轉(zhuǎn)圓盤式氧化槽，曝氣裝置具有加壓型氧溶解裝置。
細菌收納在上述脫氮裝置和上述浸漬處理裝置上用的流動床式過濾器上。在這里，飼養(yǎng)用水中所含的氨由細菌進行分解。另外，通過在非浸漬處理裝置上設(shè)置回轉(zhuǎn)圓盤式氧化槽，增大與空氣的接觸部分，可以有效地利用和處理空氣中的氧。再者，通過在曝氣裝置上設(shè)置加壓溶解裝置，或通過設(shè)置中空的線制成的膜組件，通過從中空線制的膜的微小孔供給氧，并使氧從上述微小孔吹出，可以高效率地使氧溶解在水中，可以將成本降低至比使用液體氧還便宜。
此外，本發(fā)明中上述紫外線殺菌裝置配置在上述泡沫浮起裝置的下游。
這樣，當將紫外線殺菌裝置配置在泡沫浮起裝置的下游時，可以殺滅循環(huán)飼養(yǎng)用水中存在的魚的病原菌等。另外，在泡沫浮起裝置中，還可以分解所供給的臭氧。當高濃度的臭氧溶解在水中時，在氨處理裝置中，進行硝化作用的好氣性細菌死滅，對魚的毒性增大，這是不好的，但為了能用紫外線殺菌裝置分解，臭氧量可能需要調(diào)整。
這樣，本發(fā)明的養(yǎng)魚裝置，考慮到凈化飼養(yǎng)用水中的氨等的硝化作用和對于脫氮作用所要求的BOD負荷值是相反的條件，其硝化作用由設(shè)在泡沫浮起裝置下游，成為主流的循環(huán)路徑上的氨處理裝置進行，而脫氮作用由設(shè)在泡沫浮起裝置的上游，成為上述主流的分流的分支循環(huán)路徑上的脫氮裝置來進行。
如上所述，由于本發(fā)明是由收集殘余餌料和糞等的捕獲裝置和設(shè)在氨處理裝置上游的泡沫浮起裝置構(gòu)成，并用上述捕獲裝置和泡沫浮起裝置，可以除去固體形的有機物和90％的溶解在水中的有機物，在除去氨態(tài)氮的氨處理裝置中，可以更有效地進行硝化作用。即，利用設(shè)在成為主流的循環(huán)路徑中的氨處理裝置，通過物理處理，可以在硝化處理前，大量除去成為BOD負荷最大的因素的有機體(殘余餌料，糞，魚生理上排出的蛋白質(zhì)等)，有效地進行硝化作用。另外，由于在尚未除去有機體狀態(tài)的水中，還存在有機體，不需另外加入有機體，或者，即使加入有機體，加入量也很少，因此，可以利用設(shè)在泡沫浮起裝置上游，成為分流的分支循環(huán)路徑上的脫氮裝置，有效地進行脫氮。必須利用嫌氣性細菌，在起脫氮作用的脫氮裝置內(nèi)，保持嫌氣狀態(tài)。但是，當殘余著濃度較高的溶解在水中的氧的循環(huán)飼養(yǎng)用水的全流量，或接近全流量的流量與脫氮裝置內(nèi)部連通時，由于水中所含溶解在水中的氧的作用，脫氮裝置內(nèi)部變成好氣狀態(tài)，嫌氣性細菌的活性受到損害。因此，本發(fā)明的養(yǎng)魚裝置在從成為主流的循環(huán)路徑徑上分支出來的循環(huán)路徑徑上，設(shè)置脫氮裝置，減少通向脫氮裝置內(nèi)部的飼養(yǎng)用水流量，使脫氮裝置內(nèi)的絕對氧含量不足，保持嫌氣狀態(tài)，從而提高進行飼養(yǎng)用水凈化的細菌的活性。
因為高純度的氧很昂貴，因此，在各個處理裝置中，必須有效地利用空氣中的氧，使費用降低。在處理氨態(tài)氮的氨處理裝置中，在處理氨態(tài)氮的同時，不可避免地，飼養(yǎng)用水中所含的有機物等也被氧化。由于這樣，不可避免地要在因飼養(yǎng)用水中含有有機物而BOD負荷增大的上游，配置與空氣接觸部分大的非浸漬處理裝置，以便充分利用空氣中的氧，進行硝化作用，和除去有機物等，以達到減少昂貴的氧的消耗量，使費用降低的目的。另外，在上述非浸漬處理裝置的下游，配置浸漬處理裝置，可以提高與細菌的接觸率，減少氨態(tài)氮的濃度。
這樣，利用本發(fā)明，通過合理地組合設(shè)備，可得到能以較低的費用，進行水質(zhì)管理的飼養(yǎng)裝置。
附圖的簡單說明


圖1為表示根據(jù)本發(fā)明的飼養(yǎng)裝置的具體實施例的總體構(gòu)成圖；圖2為含有根據(jù)本發(fā)明的飼養(yǎng)裝置的管路的一部的截面圖的殘余餌料檢測傳感器的概略構(gòu)成圖；圖3為殘余餌料檢測傳感器的流程圖；圖4為表示糞，殘余餌料和管路內(nèi)面的信號反射強度的圖。
優(yōu)選實施例以下，根據(jù)具體例子來說明本發(fā)明。
圖1為表示根據(jù)本發(fā)明的飼養(yǎng)裝置的具體例子的總體構(gòu)成圖。
在
圖1中，本實施例的飼養(yǎng)裝置在飼養(yǎng)水槽1的底部設(shè)有粒子收集器2，從粒子收集器2再連出兩根管路3，4。
粒子收集器2在成為飼養(yǎng)用水的主流出口的管路3的周圍，形成倒圓錐形的腔，使飼養(yǎng)水槽1內(nèi)的殘余餌料和魚糞等沉淀粒子沉降在上述腔內(nèi)，從與粒子移動方向垂直設(shè)置的管路4中，使上述沉淀粒子流出。
收集在粒子收集器2內(nèi)的沉淀粒子，在管路4中流動，通過設(shè)在管路4上的后述的殘余餌料傳感器5之后，流入沉淀物收集器6中。作為這個沉淀物收集器6，例如可以使用旋風分離器。這個管路4的結(jié)構(gòu)應(yīng)使從上述管路3流出的水的流量少，例如，只有全流量的1％～5％左右的飼養(yǎng)用水，在管路4中流動。水槽中的殘余餌料和魚糞等沉淀物的大約90％收集在粒子收集器2中，通過管路4，運送至沉淀物收集器6，在沉淀物收集器6中，利用沉淀物的比重差別，與水分離開來，另作處理。
其次，來說明利用上述殘余餌料檢測傳感器5，檢測飼養(yǎng)用水中所含的殘余餌料和糞等，利用其檢測結(jié)果，控制餌料的供給方法。在本發(fā)明中，例如，使餌料供給裝置8間歇地動作(例如，每隔一個規(guī)定的時間，動作一段規(guī)定的時間)，將餌料供給至飼養(yǎng)水槽1中，同時，測出供給餌料時，飼養(yǎng)用水中的殘余餌料量，基于這個量，控制餌料的供給。
圖2表示殘余餌料檢測傳感器5的大致構(gòu)成。
如圖2所示，殘余餌料檢測傳感器5具有信號發(fā)生器58，振子51，信號接收器59和信號處理回路52。信號發(fā)生器58發(fā)送電能放大至規(guī)定電能的高頻無線電脈沖信號；振子51設(shè)在管路4的內(nèi)圓周面上，它將上述無線電脈沖信號經(jīng)過電氣/音響變換，發(fā)送至管路4內(nèi)，又將從殘余餌料或糞發(fā)出的反射信號，經(jīng)過音響/電氣變換。信號接收器59則接收變換過的電氣信號，將它放大至所希望的電平，然后輸出至信號處理回路52。信號處理回路52對經(jīng)信號接收器59放大的電氣信號進行處理。殘余餌料檢測傳感器5與控制回路55連接，該控制回路基于由信號處理回路52處理過的信號進行處理，將控制信號輸出給外部計算機。信號處理回路52由對從殘余餌料26反射出來的信號進行處理的殘余餌料檢測回路53，和對糞27反射出來的信號進行處理的糞檢測回路54構(gòu)成。控制回路55由殘余餌料檢測的脈沖回路56和糞檢測脈沖回路57構(gòu)成。該殘余餌料檢測脈沖回路，基于構(gòu)成信號處理回路52的各個回路輸出的電氣信號，輸出控制信號。另外，由控制回路55處理的電氣信號輸出至在循環(huán)部的外面操作的計算機(圖中省略了)。在上述計算機中，基于上述信號，控制給餌量，將從餌料供給裝置8送出的適當量的餌料供給飼養(yǎng)水槽1內(nèi)。
圖3表示殘余餌料檢測傳感器5的檢測方法的流程圖。
由信號發(fā)生器58發(fā)出的無線電脈沖信號，被振子51變換為音響(超聲波)信號，在管路4內(nèi)傳遞。在管路4內(nèi)傳遞的音響信號，被在管路4內(nèi)流動的飼養(yǎng)用水中所含的殘余餌料26，糞27和管路4的內(nèi)表面反射出來。被這些物質(zhì)反射出來的信號，再次由振子51接收，變換為電氣信號E(S1)。變換過的電氣信號(E)由信號接收器59接收。反射的信號用脈沖表示，與各種物質(zhì)相應(yīng)的反射信號的反射強度，根據(jù)反射物質(zhì)的不同而不同。按照糞27，殘余餌料26和管路4的內(nèi)表面的次序，反射強度逐漸增高(參見圖4)。
在信號接收器59中，按殘余餌料的反射強度和糞的反射強度之差最大的方法來設(shè)定放大率。從信號接收器59輸出的電氣信號E(S1)，與在殘余餌料檢測回路53中，作為殘余餌料測定的電平的基準值E1比較(S2)，當電氣信號E比基準值E1大時(E＞E1)，殘余餌料的檢測脈沖輸出至控制回路55(S3)。這個殘余餌料檢測脈沖，在殘余餌料檢測脈沖處理回路56中計數(shù)(S4)，計數(shù)的結(jié)果N與相當于殘余餌料適當?shù)碾娖交鶞手礜o比較(S5)，當計數(shù)結(jié)果N比基準值No多時，將停止信號輸出給計算機(圖中省略了)(S6)。
另一方面，從信號接收器59輸出的電氣信號E(S1)，與利用糞檢測回路54，作為糞檢測的電平的基準值E2比較，當電氣信號E比基準值E2大，又比上述基準值E1小時(E1＞E＞E2)，糞檢測脈沖輸出至控制回路55(S8)，再繼續(xù)上述動作(S1)。
這樣，如果采用殘余餌料檢測傳感器，由于利用殘余餌料和糞反射的音響(超聲波)信號的反射強度不同，可以區(qū)別殘余餌料和糞，因此能夠正確地檢測殘余餌料量。如上所述，當在管路4中含有沉淀物的小流量的飼養(yǎng)用水流過殘余餌料檢測傳感器5時，由于當在殘余餌料檢測傳感器5內(nèi)設(shè)置滯留部分等，使流速減慢時，可以測定在小流量下，緩慢流動的水中的殘余餌料，因此，可以提高殘余餌料檢測傳感器5的檢測精度。并且，利用基于上述殘余餌料檢測傳感器5檢出的信息，在循環(huán)部分外部操作的計算機，可以停止從餌料供給裝置8向飼養(yǎng)水槽1供給餌料。
另外，沉淀物收集器6內(nèi)的飼養(yǎng)用水，再通過管路4，流入微網(wǎng)過濾器7中，而粒子收集器2內(nèi)的飼養(yǎng)用水，通過管路3，流入上述微網(wǎng)過濾器7中。在這里，將在粒子收集器2和沉淀物收集器6中沒有捕獲的大約10％的殘余細小沉淀物捕獲。為此，作為微網(wǎng)過濾器7，例如，可以使用孔徑為10～100微米(最好為50微米以下)的樹脂制的過濾布。
這樣，捕獲裝置由粒子收集器2，沉淀物收集器6和微網(wǎng)過濾器7構(gòu)成，可以利用這個捕獲裝置，捕獲飼養(yǎng)用水中的殘余餌料等沉淀物，使循環(huán)水凈化。降低水處理系統(tǒng)的負荷。另外，通過設(shè)在管路4中的殘余餌料檢測傳感器5，和設(shè)置的餌料供給裝置8及計算機，可以正確地從含有殘余餌料和糞的混合狀態(tài)的沉淀物的飼養(yǎng)用水中，檢測出殘余餌料量，從而可以適當?shù)毓┙o餌料。
通過微網(wǎng)過濾器7的飼養(yǎng)用水，經(jīng)過管路9流入泡沫浮起裝置11中。旁通管10從泡沫浮起裝置的上游管路9分支出來。在這個旁通管10上配置著脫氮裝置12。通過這個脫氮裝置12的飼養(yǎng)用水，與通過管路9的飼養(yǎng)用水合流，流入泡沫浮起裝置11中。泡沫浮起裝置11具有帶有氣泡發(fā)生裝置的攪拌葉片11a。這個氣泡發(fā)生裝置，例如可與放電式臭氧化器25連接。另外，氣泡發(fā)生裝置的攪拌葉片也可以另外設(shè)置。
這樣，飼養(yǎng)用水的一部分，通過管路9直接與泡沫浮起裝置11連通，飼養(yǎng)用水的另一部分通過旁通管10，與脫氮裝置12連通。
上述旁通管10的結(jié)構(gòu)應(yīng)使從管路9流出的水流量少，例如，只有全流量的1％～10％左右的飼養(yǎng)用水，流過旁通管10和脫氮裝置12。通過旁通管10，在脫氮裝置12中流動的飼養(yǎng)用水的流量由包括飼養(yǎng)水槽1的大小等在內(nèi)的飼養(yǎng)裝置本身的大小決定。
脫氮裝置12具有利用嫌氣性細菌還原飼養(yǎng)用水中所含的亞硝酸態(tài)氮和硝酸態(tài)氮，將它們分解為氮氣的功能。嫌氣性細菌，為了獲得還原所需要的能量，作為氫供給體的有機碳源是很必要的。脫氮裝置12，與后面所述的浸漬處理裝置15一樣，具有流動床式過濾器12a。
由于上述脫氮裝置12配置在泡沫浮起裝置11的上游，因此，飼養(yǎng)用水可在不除去水中所含有機物的狀態(tài)下，流過脫氮裝置12。因此，進行脫氮的嫌氣性細菌，能夠容易地從飼養(yǎng)用水所含的有機物中獲得分解時必需的有機碳源，或者，即使需要加入添加劑，量也非常少。因此可以高效率地進行脫氮處理，并可以比較便宜，提高水質(zhì)管理的效率。
另外，當有殘余的高濃度的溶解于水中的氧的飼養(yǎng)用水的上述流量流入脫氮裝置12中時，由于脫氮裝置12內(nèi)成為好氣狀態(tài)，脫氮作用降低，因此，將脫氮裝置12配置在從管路9分支出來的旁通管10上，可使小流量的飼養(yǎng)用水流入脫氮裝置12中。這樣，脫氮裝置12內(nèi)，溶解于水中的氧的絕對量不足，容易保持嫌氣狀態(tài)，使嫌氣性細菌活性提高，提高脫氮處理的效率。
然后，飼養(yǎng)用水，通過管路9流入用于捕獲水中的脂肪酸和蛋白質(zhì)等有機物(表面活性物質(zhì))的泡沫浮起裝置11中。這個泡沫浮起裝置11，將空氣和/或臭氧(空氣和臭氧混合物，但臭氧濃度在0～100％范圍內(nèi)調(diào)整)供給攪拌葉片，產(chǎn)生氣泡，同時，利用攪拌裝置，將氣泡集中在水面上，排出槽外。因此，當氣泡上升時，可以使附著在其上的蛋白質(zhì)和油脂等浮游物質(zhì)，與氣泡一起除去。此外，如果給泡沫浮起裝置供給臭氧，可以使有機物分解和殺菌，促進飼養(yǎng)用水的凈化。
上述泡沫浮起裝置11內(nèi)的飼養(yǎng)用水，通過管路9與紫外線殺菌裝置13連通。紫外線殺菌裝置13，將紫外線照射至水中，進行殺菌。
將紫外線照射至水中進行殺菌的紫外線裝置13，不僅僅是單純地殺菌，當利用上述泡沫浮起裝置11供給臭氧時，通過紫外線照射，還可使所含的臭氧分解。就是說，當臭氧濃度過高時，利用氨處理裝置進行硝化作用的好氣性細菌會死滅，對魚的毒性增強，會妨礙魚的健全飼養(yǎng)，但用紫外線照射，可使剩余的臭氧分解，將臭氧濃度調(diào)整至適當?shù)闹怠?br> 另外，也可以在泡沫浮起裝置11的下游設(shè)置檢測臭氧濃度的傳感器(圖中省略了)。根據(jù)檢測出的臭氧濃度的大小，可以調(diào)節(jié)泡沫浮起裝置11的臭氧供給量。
流過上述泡沫浮起裝置11和紫外線殺菌裝置13的飼養(yǎng)用水，通過管路9與非浸漬處理裝置14連通；另外，非浸漬處理裝置14內(nèi)的飼養(yǎng)用水，通過管路9與浸漬處理裝置15連通。上述非浸漬處理裝置14和浸漬處理裝置15構(gòu)成進行飼養(yǎng)用水中的氨的分解處理的氨處理裝置。
在本實施例中，將泵16和曝氣裝置17設(shè)在連通非浸漬處理裝置14和浸漬處理裝置15之間的管路9上。另外，曝氣裝置17與后述的氧制造裝置23聯(lián)系。
在本實施例中，在非浸漬處理裝置14上采用了回轉(zhuǎn)圓盤式接觸氧化槽，該氧化槽在回轉(zhuǎn)軸上，安裝著表面具有刷帚形的濾材(樹脂等)的多個圓盤。上述濾材，除了刷帚形以外的形狀(例如海綿狀，網(wǎng)狀，纖維狀或峰窩狀等形狀)當然也是沒有妨礙的。取代回轉(zhuǎn)圓盤式接觸氧化槽，用得最多的是多重機槽。在浸漬處理裝置15上，可以采用流動床式過濾器。
飼養(yǎng)用水中所含的氨可以利用非浸漬處理裝置14和浸漬處理裝置15中存在的好氣性細菌進行分解。例如，構(gòu)成浸漬處理裝置15的流動床式過濾器18，可用在樹脂管內(nèi)給定厚度的濾材(例如，硅砂)填充，同時，好氣性細菌也可收容在流動床式過濾器18中。從上述曝氣裝置17出來的飼養(yǎng)用水，從流動床式過濾器18的下方，流至上方，并利用細菌在流動床式過濾器18中，對氨進行分解。本實施例中，由于曝氣裝置17設(shè)在浸漬處理裝置15的上游，大量的氮可供給在流動床式過濾器18中流動的水，因此，可更加激活細菌的活動。
為了根據(jù)需要，收集砂和細菌，也可以在流動床式過濾器18的下游設(shè)置網(wǎng)眼比微網(wǎng)過濾器粗的濾網(wǎng)過濾器19。這個濾網(wǎng)過濾器19可以收集從流動床式過濾器18流出的砂，并將所收集的砂和細菌送回上述流動床式過濾器18中。另外，在沒有設(shè)置濾網(wǎng)過濾器19的情況下，為了抑制砂從流動床式過濾器18流出，再搬送至下一工序，最好設(shè)置一個粗濾器。
此外，在濾網(wǎng)過濾器19的下游，根據(jù)需要，也可設(shè)置污泥沉淀槽20，將污泥除去。在上述脫氮裝置12中，根據(jù)需要，也可設(shè)置濾網(wǎng)過濾器12b和污泥沉淀槽12c。另外，在不設(shè)這些裝置的情況下，最好設(shè)置一個粗濾器。
當由非浸漬處理裝置14和浸漬處理裝置15構(gòu)成的氨處理裝置配置在上述泡沫浮起裝置11和紫外線殺菌裝置13的下游時，由于飼養(yǎng)用水在其它細菌被殺滅的狀態(tài)下，與氨處理裝置連通，因此，好氣性細菌的活動不會受到其它細菌氧化反應(yīng)的妨害，可在好氣性狀態(tài)下活化，可以更有效地進行氨的分解處理。
首先，氨在非浸漬處理裝置14中被分解至一定的濃度，然后，如上所述，在浸漬處理裝置15中分解至更低的濃度。因而，可以將氨分解至比用一階段處理更低的濃度。由于高純度氧價格昂貴，因此，希望好氣性細菌代謝用的氧盡可能有效地利用空氣中的氧。如上所述，在除去有機物狀態(tài)下，在氨處理裝置中流動的飼養(yǎng)用水，不可避免地含有有機物。用于氧化有機物所需要的氧大約為用于分解處理氨所需的氧的1.5倍。由于這樣，在氨處理裝置中，將與空氣接觸部分大的回轉(zhuǎn)圓盤式接觸氧化槽或多重機槽等非浸漬處理裝置配置在上游，可以有效地利用和處理空氣中的氧。
另外，為了有效地處理在上述非浸漬處理裝置中被分解變成低濃度的氨，將采用與氧和細菌接觸機會多的流動床式過濾器的浸漬處理裝置配置在下游。再者，為了保持適合養(yǎng)魚的水溫，在連通浸漬處理裝置15和曝氣裝置21的管路9中設(shè)有熱泵22。根據(jù)水溫的不同，用熱交換器代替熱泵也可以。
如上所述，曝氣裝置17為將促進氨分解用的氧溶解在水中的裝置，另一方面，曝氣裝置21為將魚的生存所必要的氧溶解在水中的裝置。由于氧供給至飼養(yǎng)用水中，因此可以省略任何一個曝氣裝置，不一定必須使用兩個曝氣裝置。在本實施例中，由氧制造裝置23制造的氧，供給曝氣裝置17和曝氣裝置21。壓縮機24與氧制造裝置23連接。例如，通過設(shè)置加壓溶入裝置，上述曝氣裝置17和曝氣裝置21可以高效率地進行氧的溶解?；蛘?，也可以將具有多個微細孔的許多U字形中空線制的膜作成一束，保持束的各端部的開口狀態(tài)，將這個中空線制的膜束設(shè)置在通流管內(nèi)部，將氧供給各中空線制的膜內(nèi)，通過從上述微細孔中吹出，可將氧溶解在水中。當采用中空線制的膜時，可以效率非常高地溶解氧，同時，可以比使用液體氧更便宜。
上述的中空線制的膜，例如，可用纖維素系，聚烯烴系或聚砜系等樹脂制成，孔徑為0.02～1.0微米，空孔率為20～90％，外徑為0.1～0.5毫米，膜厚為10～100微米的膜比較合適。另外，將端部進行密封處理的中空線制的膜束，代替U字形的中空線制膜束，放置在流通管內(nèi)也可以。
在本實施例中，假設(shè)在一個曝氣裝置中出了事故等情況，因此設(shè)置了兩個曝氣裝置17，21，以便能夠供給魚生存所必要的氧，但是，利用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，即使在循環(huán)部分只配置一個曝氣裝置，也可以高效率地進行飼養(yǎng)裝置的水質(zhì)管理。
上述曝氣裝置21內(nèi)的飼養(yǎng)用水，通過管路再次供給至飼養(yǎng)水槽1中。
另外，在本實施例中，在循環(huán)路徑徑的各個規(guī)定地點，還設(shè)置了圖中省略掉的氨測定器，測定溶解于水中的氧的DO計，流量計，溶解于水中的臭氧測定器，pH計等各種測量儀器。各種測定器檢測出的數(shù)據(jù)與外部計算機產(chǎn)生聯(lián)系，根據(jù)這些信息，可以控制本實施例的飼養(yǎng)裝置的泵的轉(zhuǎn)動，曝氣和溫度等。
這樣，利用本發(fā)明，通過合理的組合設(shè)備，可以得到能用低廉的費用進行水質(zhì)管理的飼養(yǎng)裝置。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的飼養(yǎng)裝置，不管魚的種類和地理條件如何，都可以實施，特別是適合于天然飼養(yǎng)和因氣象條件或地理因素影響而比較困難的場合。
權(quán)利要求
1.一種養(yǎng)魚裝置，其特征為，它具有循環(huán)設(shè)備，該設(shè)備可以排出從設(shè)在飼養(yǎng)水槽底部的排出部放出的飼養(yǎng)用水，并將排出的水再次供給上述飼養(yǎng)水槽；在上述循環(huán)設(shè)備上還設(shè)有捕獲裝置，殘余餌料檢測傳感器，脫氮裝置，泡沫浮起裝置，紫外線殺菌裝置，氨處理裝置和曝氣裝置；該捕獲裝置可收集水中所含的殘余餌料和糞等；該殘余餌料檢測傳感器可檢測水中所含的殘余餌料，脫氮裝置可對水中所含的氮化合物進行脫氮；泡沫浮起裝置可供給空氣和/或臭氧，產(chǎn)生氣泡，收集氣泡，并除去水中的表面活性物質(zhì)；紫外線殺菌裝置可對循環(huán)的飼養(yǎng)用水進行殺菌；氨處理裝置可分解處理水中的氨；曝氣裝置可將氧溶解在水中；上述脫氮裝置配置在上述泡沫浮起裝置的上游，從成為主流的循環(huán)路徑徑分支出來的循環(huán)路徑上。
2.如權(quán)利要求1所述的養(yǎng)魚裝置，其特征為，上述氨處理裝置配置在上述泡沫浮起裝置的下游，同時，它由非浸漬處理裝置和浸漬處理裝置兩個處理裝置構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的養(yǎng)魚裝置，其特征為，上述捕獲裝置由將殘余餌料和魚糞等沉淀物堆積在飼養(yǎng)水槽下部的粒子收集器，將通過從上述粒子收集器分支出來的循環(huán)路徑流入的沉淀物，從水中分離出來的沉淀物收集器，和收集用粒子收集器和沉淀物收集器沒有收集到的水中細小的殘余餌料和魚糞的過濾器構(gòu)成；另外，上述殘余餌料檢測傳感器為超聲波傳感器，這個傳感器設(shè)在沉淀物收集器的上游，從粒子收集器分支出來，與沉淀物收集器連通的循環(huán)路徑徑上。
4.如權(quán)利要求2所述的養(yǎng)魚裝置，其特征為，上述脫氮裝置和上述浸漬處理裝置具有流動床式過濾器，非浸漬處理裝置具有回轉(zhuǎn)圓盤式氧化槽，曝氣裝置具有加壓型氧溶解裝置。
5.如權(quán)利要求2所述的養(yǎng)魚裝置，其特征為，上述脫氮裝置和上述浸漬處理裝置具有流動床式過濾器，非浸漬處理裝置具有回轉(zhuǎn)圓盤式氧化槽，曝氣裝置具有中空線制的膜組件。
6.如權(quán)利要求1所述的養(yǎng)魚裝置，其特征為，上述紫外線殺菌裝置配置在上述泡沫浮起裝置的下游。
全文摘要
具有水循環(huán)設(shè)備的飼養(yǎng)裝置具有收集水中殘余餌料和糞的粒子收集器2,堆積飼養(yǎng)槽內(nèi)的沉淀物,把沉淀物與水分離的沉淀物收集器6;設(shè)在連通粒子收集器2和沉淀物收集器6的管路4上的殘余餌料檢測傳感器5;由微網(wǎng)過濾器7構(gòu)成的捕獲裝置;對溶解在水中的氮化合物進行脫氮的脫氮裝置12;供給空氣和/或臭氧,產(chǎn)生氣泡、收集氣泡,并除去水中表面活性物質(zhì)的泡沫浮起裝置11;對循環(huán)的飼養(yǎng)用水進行殺菌的紫外線殺菌裝置13;由非浸漬處理裝置14和浸漬處理裝置15構(gòu)成,具有分解水中的氨的功能的氨處理裝置和將氧溶解在水中的曝氣裝置21。脫氮裝置12配置在泡沫浮起裝置11的上游,分支的旁通路10上。通過合理的設(shè)備組合,可以得到能用低廉的費用,進行水質(zhì)管理的飼養(yǎng)裝置。
文檔編號A01K63/04GK1198074SQ97190994
公開日1998年11月4日 申請日期1997年7月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月30日
發(fā)明者丹尼爾·愛德華·格倫伯格, 守村慎次, 河口真一郎, 南章雄 申請人:株式會社吉發(fā)斯, 日立金屬株式會社