循環式水槽およびこれを用いた魚介類の飼育方法
【課題】
魚介類の排泄物等に由来する有機物を吸収する機構を備え、長期間にわたり魚介類の飼育を継続することができる循環式水槽を提供する。
【解決手段】
魚介類を飼育する飼育槽の排水を循環水として浄化する循環式水槽において、淡水性の珪酸塩鉱物を設けて植物が繁茂する植物槽を飼育槽の手前に設けることを特徴とする循環式水槽である。
魚介類の排泄物等に由来する有機物を吸収する機構を備え、長期間にわたり魚介類の飼育を継続することができる循環式水槽を提供する。
【解決手段】
魚介類を飼育する飼育槽の排水を循環水として浄化する循環式水槽において、淡水性の珪酸塩鉱物を設けて植物が繁茂する植物槽を飼育槽の手前に設けることを特徴とする循環式水槽である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚介類の飼育ないし養殖のための循環式水槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らは、魚介類の飼育、特に陸上での養殖や長期畜養に適した水槽からの排水を循環させて再使用する循環式水槽を開発している（特許文献）。一般に水槽で魚介類の飼育を長期間にわたって継続すると、水中には餌の残りや老廃物などの粗粒体、塵埃等の微細物や、排泄物等に由来する有機物が残留、増加する。本発明者らは、水中の粗粒体や微細物を濾過するシステムに加えて、有機物を好気性微生物によって分解、浄化する生物濾過槽を備える循環式水槽を開発し、魚介類を飼育する効率的且つ小型化した循環式水槽を実用化している。
【０００３】
【特許文献１】特許第２５８３４９５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献の循環式水槽を用いても、長期の飼育のうちに水中にわずかな有機物が残るため、月に１回以上といった頻度で定期的に、水槽の水替えを行う必要が生じていた。
【０００５】
発明者らは、この水替えの頻度や、水替えの際に生じる人為的ミスなどによる危険を減少させるため、循環式水槽をさらに改良することを目的として鋭意研究を進めていった。そして、自然の海水や淡水の環境によく似た、植物を備える水質改善システムを循環式水槽に備えることが好ましい点に想到し、本発明を得るに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成すべく、本発明に係る循環式水槽及びこれを用いた魚介類の飼育方法は、次のような手段を選択する。
【０００７】
すなわち、請求項1に記載の循環式水槽は、魚介類を飼育する飼育槽の排水を循環水として浄化する循環式水槽において、淡水性の珪酸塩鉱物を設けて植物が繁茂する植物槽を飼育槽の手前に設けることを特徴とする。
【０００８】
そして、この循環式水槽では、植物槽では淡水性の珪酸塩鉱物が好気性微生物を繁殖させ、それを養分とする植物が生育する。さらに、その植物槽を飼育槽の手前に設けることで、循環水中に有機物が残っていたとしてもこれを植物に吸着させる。ここで植物は草類と藻類、また淡水性と海水性を含む。
【０００９】
また、請求項２に記載の循環式水槽は、上記珪酸塩鉱物が細孔を有する珪藻岩であることを特徴とする。
【００１０】
そして、この植物槽では、珪藻岩の表面積が大きいため、好気性微生物の増殖率が高く、植物が盛んに繁茂し、循環水の有機物が吸着される。また、その微生物と植物が生息する珪藻岩が自然の水環境での岩石に相当する役割となる。
【００１１】
また、請求項３に記載の循環式水槽は、上記植物槽に通水性の床を設けて上記床の上に上記珪酸塩鉱物を配置し、循環水を上記床の下部から供給することを特徴とする。
【００１２】
そして、この植物槽では、床下から珪酸塩鉱物に均等に循環水が供給され、また植物槽の下から上部へと水流が発生することで植物槽全体に循環水がゆきわたる。
【００１３】
また、請求項４に記載の循環式水槽は、魚介類の飼育槽と、循環水中の粗粒体を濾過する第一濾過槽と、循環水中の有機物を除去する生物濾過槽と、上記植物槽とが夫々独立して備えられ、循環水が第一濾過槽、生物濾過槽、植物槽、飼育槽の順に循環することを特徴とする。
【００１４】
そして、この循環式水槽では、独立した工程で夫々循環水が疎から密へと浄化され、最後に植物槽に循環水中の有機物を吸着させることができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の循環式水槽は、魚介類の飼育槽の排水を循環水として浄化する循環式水槽において、淡水性の珪酸塩鉱物を設けて植物が繁茂する植物槽を飼育槽の内部に配置したことを特徴とする。
【００１６】
そして、この循環式水槽では、飼育槽の内部において好気性微生物と植物を生息させて自然な水中環境で魚類を飼育させるようにし、循環水中の有機物が吸着される。
【００１７】
また、請求項６に記載の循環式水槽は、上記珪酸塩鉱物が細孔を有する珪藻岩であることを特徴とする。
【００１８】
そして、この植物槽では好気性微生物の増殖率が高く、植物が盛んに繁茂し、飼育槽からの循環水が植物槽と行き来して有機物が吸着される。
【００１９】
また、請求項７に記載の循環式水槽は、上記植物槽は上記飼育槽の循環水を通水する通水壁であることを特徴とする。
【００２０】
そして、この植物槽では、循環水が恒常的に飼育槽へと行き来する状態となる。
【００２１】
また、請求項８に記載の循環式水槽は、通水壁が支持材を井状に組み合わせて間隙を有していることを特徴とする。
【００２２】
そして、この植物槽では、通水壁の底部の内側や外部に上記珪酸塩鉱物が配置でき、間隙を通じて通水する。
【００２３】
また、請求項９に記載の循環式水槽は、上記植物槽の上部に生物濾過槽の少なくとも上部を水面より突出させ、飼育槽から生物濾過槽に上向きの水流を設けて、生物濾過槽の上部よりオーバーフローさせたことを特徴とする。
【００２４】
そして、この循環式水槽によれば、上部よりオーバーフローする構造をとることで、生物濾過槽内の水圧を緩やかに設定できる。さらに、生物濾過槽から流れ落ちた循環水が下部の植物槽に広くゆきわたる。
【００２５】
また、請求項１０に記載の循環式水槽は、通水壁が仕切網であることを特徴とする。
【００２６】
そして、この循環式水槽では、仕切網を通じて植物槽と飼育槽を循環水が行き来し、仕切網にも植物が繁茂する。
【００２７】
また、請求項１１に記載の魚介類の飼育方法では、請求項１から１０のいずれかに記載の魚介類の循環式水槽を使用して飼育槽で魚介類を飼育することを特徴とする。
【００２８】
そして、この循環式水槽では、有機物を吸着する植物が繁茂した植物槽を備えた循環式水槽で魚介類が飼育される。そして、個別独立した工程で循環水を浄化する循環式水槽、または植物を有する自然環境に近い飼育槽を備えた循環式水槽において、魚介類が飼育される。
【発明の効果】
【００２９】
以上のとおり、請求項１に係る循環式水槽によれば、植物槽の中に植物が繁茂し、その植物は水中の排泄物等に由来する残留物を養分として消費し、水中の有機物の濃度を低減させることができる。また、植物の光合成によって水中に酸素も供給され、飼育に適した循環水を飼育槽に供給することができる。そのため、魚介類の飼育における水替えの頻度を植物槽を設けないシステムの場合の１０〜２０％へと、顕著に減少させることができる。
【００３０】
また、請求項２に係る循環式水槽によれば、珪酸塩鉱物の細孔を通じて水が通るため水中の溶残酸素が珪酸塩鉱物の表面に供給されやすく、珪酸塩鉱物に好気性微生物が好適に繁殖するため、植物が繁茂しやすい植物槽を得ることができる。
【００３１】
また、請求項３に係る循環式水槽によれば、床の下部の空間に対して循環水を供給することで、循環水を珪酸塩鉱物に効率的にゆきわたらせることができる。また植物槽の下部に対して循環水を供給する形になるため、循環水が植物槽の下部から上部へとまんべんに循環させ、上昇水流を起こさせることができる。
【００３２】
また、請求項４に係る循環式水槽によれば、第一濾過槽によって水中の粗粒体が濾過され、濾過された循環水が生物濾過槽によって水中の有機物が除去され、有機物が除去された循環水が植物槽によってさらに有機物が残っていても吸着されるという機構が備えられ、それぞれ独立した工程で浄化された循環水が再び飼育槽へと循環することができる。
【００３３】
また、請求項５に係る循環式水槽によれば、飼育槽内に有機物の吸着と光合成の効果を持つ植物槽を得られ、植物の繁茂による自然に近い環境によって、魚介類をストレスなく飼育できるようにすることができる。
【００３４】
また、請求項６に係る循環式水槽によれば、多孔性の珪藻岩に微生物と植物が繁殖しやすいため、自然の環境に近い有機物の除去、吸着機能が得られる。
【００３５】
また、請求項７に係る循環式水槽によれば、飼育槽の循環水に対して恒常的に植物槽の植物や好気性微生物による水質改善が行われる。
【００３６】
また、請求項８に係る循環式水槽によれば、また通水壁の内部に珪酸塩鉱物を設けることで生物濾過槽からの浄化された水に曝されやすい、豊富な植物の生息スペースを設けることができる。さらに、井桁状は容易に作り設置することができる構造であり、充分な通水ができる間隔を持ち、かつ、生物濾過槽の重量に耐えられる通水壁が得られる。
【００３７】
また、請求項９に係る循環式水槽によれば、生物濾過槽からオーバーフローする構造のため、生物濾過槽内の水流を緩やかにすることができるので、時間をかけて微生物による浄化が行われ、生物濾過槽の目詰まりが少ない。また、生物濾過槽による生物濾過を受けた循環水が、植物槽にゆきわたり、さらに残った有機物が吸着される。
【００３８】
また、請求項１０に係る循環式水槽によれば、仕切網の通水構造のために循環水が飼育槽と植物槽を恒常的に行き来することができる。また仕切り網に繁茂した植物にも有機物を吸着させることができる。
【００３９】
また、請求項１１に係る循環式水槽によれば、魚介類を独立した工程により浄化された水質によって魚介類の健康を保ち、または、自然の海水や淡水に近い環境によって魚介類のストレスが少なく、大量の水替えを頻繁に行う必要がなく、安全に長期間飼育することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、具体例を示して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜３は、実施の形態（１）を示す。図１は循環式水槽の概略図、図２は設置時の植物槽の断面図、図３は使用時の植物槽の断面図を示す。
【００４１】
循環式水槽１００は、魚介類を飼育ないし養殖する飼育槽１０００と、飼育槽１０００からの排水に接続する第一濾過槽２と、第一濾過槽２からの排水に接続する生物濾過槽４を備え、生物濾過槽４と飼育槽１０００の間には、植物槽１が接続されて構成されている。この場合、生物濾過槽４の前に気泡発生槽３と、第二濾過槽５を備えることが可能である。
【００４２】
植物槽１は、植物槽本体１０が側壁１０１と底部１０２を有するボックス形を呈し、底部１０２に淡水性の珪酸塩鉱物１１を設置されている。上記珪酸塩鉱物１１には、珪藻岩１１Ａを用い、植物槽１の底部１０２の上に隙間１２ができるよう設けた通水性の床１６の上に配置されている。隙間１２に循環水を供給するパイプ１７、気泡供給装置１４を備えて概略構成される。
【００４３】
まず、淡水性の珪酸塩鉱物１１について詳しく説明する。淡水性の珪酸塩鉱物１１は図２に示すように、多孔質であることが好ましく、さらに一方の面から他方の面に連通する細孔１１１を多数有することがより好ましい。特に、微細孔は径が５〜５０μｍ前後で、５〜１５μｍ前後が望ましく、鉱物表面積あたりの細孔数は０．５〜１．０ｘ１０４／ｍｍ２前後、また珪酸塩鉱物の一方から他方へと通じるトンネル状のものを多く含むのが望ましい。
【００４４】
上記珪酸塩鉱物１１には、淡水性の珪藻岩１１Ａを用いる。珪藻岩（diatomite）は、主に小型のものでは珪藻石、珪藻土と通称されるものを含む。淡水性の珪藻岩１１Ａは、陸上の湖等で産出され、珪酸塩を５０重量％以上含有している。上記珪藻岩１１Ａは、直径５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の大きさが好適である。なお、この珪藻岩の（シリカゲル含む）シリカ成分は、吸着性に優れ、水中に浮遊するカドミウム、水銀、亜鉛、リンといった重金属を吸着する。
【００４５】
淡水性の珪藻岩１１Ａは、塩化ナトリウム濃度が一般的に約３重量％と低いため、循環水の塩分濃度をあまり増加させず、好適に使用される。一方で海水性の珪藻岩は、海水を処理する場合であっても、塩化ナトリウム濃度が一般的に１５〜１６重量％と高く、塩分濃度を増加させるため、好ましくない。なお、淡水性の珪藻岩１１Ａに、海水性のものが一部混入しても植物槽１に使用可能であるが、淡水性の珪藻岩１１Ａが９０重量％以上であることが好ましい。
【００４６】
上記珪藻岩１１Ａの総量は、好ましくは飼育槽１０００の容量と魚介類の飼育規模によって、植物槽１の水質改善能力を予想して決定するのが望ましい。図に示した例では、植物槽１の容積の２０〜２５％前後の重量の珪酸岩１１Ａを用いている。
【００４７】
上記珪藻岩１１Ａは、植物の最適な生育状況となる厚みを予想して、その一定の厚みで堆積することが望ましい。例えば、分厚く堆積すれば、好気性微生物の生育量および植物の量が増加するが、下部の珪酸塩鉱物に光があたらなくなる。図２では、植物槽１の通水性の床１６の上には、直径５〜３０ｍｍの珪藻岩１１Ａを数層、２０〜２５ｃｍの厚さになるよう積層している。
【００４８】
これに対して、例えば植物槽１が循環水を下部から供給しない構造である場合、厚く堆積しても下部の珪酸塩鉱物には循環水が供給されなくなる可能性があるため、重ならないように堆積するのが望ましい。このほか珪酸塩鉱物１１を堆積する厚みや量は、繁茂させたい草類、藻類のそれぞれの割合や種類に応じても調整できる。
【００４９】
次に、通水性の床１６は、珪藻石１１Ａが通過しない充分な目の細かさで、循環水からの微粒や、植物槽１の細かい植物や微生物の残骸などの塵で詰まらないような目の大きさが必要である。図に示した例では、通水性の床１６は目が２〜３ｍｍの粗さのナイロン製の網を用いている。
【００５０】
通水性の床１６は、植物槽本体１０の側壁１０１に枠状に突出されたフィルター受１０３の上に設置される。フィルター受１０３は、下部に隙間１２ができるように通水性の床１６を保持し、下部から供給される循環水は通過可能となっているものである。図では、フィルター受枠１０４に目が２〜３ｃｍの荒さの木製のスノコのフィルター受１０５が嵌合されている。フィルター受１０５の上部に、通水性の床１６を設置する。
【００５１】
次に、パイプ１７は通水性の床１６の下部の隙間１２に渡され、植物槽本体１０の入水口１０６を通じて配管３１と連通している。上記パイプ１７には穴１８が備えられ、配管３１から、ポンプ９により循環水が圧送される。排水口１０７は側壁１０２の上部に設けられ、配管３２と連通している。
【００５２】
植物槽本体１０は、飼育の規模に応じ、循環水を連続処理するために、十分な容量をもつことが好ましい。図２に示す例では、容量５０−１００ｔの飼育槽に対して、植物槽は２−３ｋＬ前後で形状を直方体としているが、設置条件にあわせて任意の容量と形状を選択できる。植物槽本体１０は、植物の光合成が可能なように、全部、又は部分的に光透過性があることが好ましい。材質は、ガラス、アクリル、ＦＲＰ、その他の樹脂製品で透明度の高い材質を使用する。なお、植物槽本体１０の機械的強度を向上させるために、アルミニウム、又はステンレスなどの金属又は合金で、植物槽本体１０を補強することもでき、さらに、植物槽本体１０を上記金属又は合金で形成し、植物槽１を照らす照明を形成することもできる。
【００５３】
植物槽１の内部には気泡供給装置１４が設けられる。気泡供給装置１４としては微細気泡を発生するポンプが最も好ましいが、植物槽１の内部に直接にポンプを設置しなくとも、外部に設置した空気ポンプ等から配管を通じて直接空気を送り込む、微細気泡を伴った水流を送り込む、といった手段で気泡を供給することもできる。
【００５４】
図に示した例では、気泡供給装置１４として微細気泡を発生する曝気ポンプが、位置を保持できる台などと共に備えられている。曝気ポンプは、植物槽本体１０の中の循環水を通して珪藻岩１１Ａに気泡を供給可能な位置に設けられる。図に示した例では、気泡が植物槽１全体にゆきわたるよう、上記フィルター受１０３の略々中央部に備えられる。
【００５５】
次に、飼育槽１０００は、魚介類の飼育の規模や種類に応じて選択できる。図１に示した例では、飼育槽１０００には仕切り１０８を設けて複数種の魚介類の飼育に用いている。この実施例での飼育方法は浄化作用の高さによって、自然の海水により近い条件が得られる方法であるため、条件調整の困難な複数種の飼育において特に有効である。
【００５６】
第一濾過槽２を構成する濾過槽２Ａ、２Ｂは、排水中の魚介類排泄物等や食べカス等の粗粒体を大量に除去可能な寸法のメッシュ構造が内蔵されて構成される。メッシュ孔径は、例えば０．１〜２．０ｍｍ程度とする。この濾過槽２Ａ、２Ｂの次には水位調節と粗粒体の除去を行うオーバーフロー式の二重管２０を併設可能である。
【００５７】
気泡発生槽３は、キャビテーション効果等によって超微粒気泡を発生させて循環水中に大量に酸素供給できるものである。なお、必要に応じて、第一濾過槽２に気泡発生槽３を組み込む形で一体化する形態をとることもできる。
【００５８】
前記第二濾過槽５Ａ、５Ｂには循環水が第二循環ポンプ９１によって圧送される。上記第二濾過槽５Ａ、５Ｂは第一濾過槽２よりも細かいメッシュのフィルタが用いられ、微生物が除去される。
【００５９】
生物濾過槽４は、酸素供給され微細物を除去された後に、水中有機物を除去するためのもので、好気性微生物を繁殖させ易いメッシュの粗い素材の一種又は数種で一定厚みに形成された濾過材４０が、本体の内部で多段重ねされて成る。濾過材４０としては、好気性微生物を多孔内にきわめて繁殖させやすい素材として、植物槽１に用いられているのと同じ淡水性の珪藻岩１１Ａが特に好適である。他にも、他の珪酸塩鉱物や、同様に微生物が繁殖しやすい多孔性のセラミックや活性炭などの素材も組み合わせて用いることもできる。
【００６０】
上記生物濾過槽４で処理された循環水は、配管３０、３１、バルブ２１、及びポンプ９を通って、植物槽１に供給可能に構成されている。
【００６１】
上記植物槽１で処理された循環水は、配管３２、バルブ２２を介して、飼育槽１０００に供給可能に構成されている。
【００６２】
さらに、上記植物槽１には、水の交換用に配管３３及びバルブ２３がバイパス接続されている。
【００６３】
植物槽１と飼育槽１０００の間には、冷却装置７とｐＨ調整槽８とを付加できる。これらは主に、循環水を飼育槽１０００の外に引き出しているため、循環水を飼育槽１０００に戻す際にふたたび飼育槽１０００内の水に近い条件へと調整するためのものである。上記冷却槽には殺菌装置や酸素供給装置をも付随させることが可能である。
【００６４】
前記循環水は、配管３４から飼育槽１０００の縁部に還流可能に供給されて循環するが、配管３５によって飼育槽中央部にも供給可能となっている。
【００６５】
次に、植物槽１の機能について説明する。飼育槽からの循環水には、食べ残された餌や魚介類の排泄物等に由来する有機物が含まれている。
【００６６】
植物槽１の使用法は、図３に示すように、植物槽本体１０に天然の海水又は淡水を供給し、気泡供給装置１４で水に気泡１５を与え放置する。
【００６７】
この状態に置かれると、珪藻岩１１Ａの表面外部および細孔１１１には、海水又は淡水由来の好気性微生物１１２が繁殖する。特に、図３の拡大図に示す例では、細孔１１１が他方の面に連通している珪藻石１１を用いているため、珪藻岩内の水流１１３によって溶残酸素が細孔１１１内に供給され、また好気性微生物１１２が移動可能になる。従って、珪藻岩１１Ａの表面における好気性微生物１１２の繁殖がより効果的になされる。
【００６８】
この状態で、例えば１週間ほど放置することで、水中に含まれる草類、藻類の種子、胞子をもとに、珪藻岩１１Ａに発生する好気性微生物１１２と循環水中の有機物などを養分として、珪藻岩１１Ａに草類１３Ａ、藻類１３Ｂが繁殖する。この状態になった植物槽１を通った循環水は、上記草類１３Ａ又は藻類１３Ｂの繁殖によって有機物が吸着される。さらに、上記草類１３Ａ又は藻類１３Ｂは、光合成を行ない、循環水に酸素を供給することで、魚介類の養殖に適した水質を作る効果もある。なお、迅速に植物１３を繁殖させるために、珪藻岩１１Ａには予め好気性微生物１１２が繁殖したものを用いることも可能である。
【００６９】
草類１３Ａの種子、又は藻類１３Ｂの胞子は、天然の海水あるいは淡水中に含まれているため、特に種子や胞子を加えなくても、植物槽１の内部で草類１３Ａや藻類１３Ｂの繁殖は始まり得る。なお、より早く草類１３Ａ又は藻類１３Ｂを繁殖させるために、以下に述べるような草類１３Ａの種子、又は藻類１３Ｂの胞子を加えておくことも可能である。
【００７０】
草類１３Ａは、海草又は淡水草のいずれでもよいが、花を咲かせ、種子を作って繁殖するものである。海草としては、スガモ、アマモ、コアマモ、イトモなどが、淡水草としては、アヌビアス・ナナ、ロタラ・インディカ、スクリューバリスネリア、ウォーターウィステリア、ピグミーチェーンサジタリア、ウィローモスなどが挙げられる。
【００７１】
藻類１３Ｂは、海藻又は淡水藻のいずれでもよいが、藻類を指し、花は咲かず、胞子によって増殖するものである。海藻としては、緑藻類のアオサ、アオノリ、褐藻類のコンブ、ワカメ、ヒジキ、モズク、紅藻類のアサクサノリ、テングサなどが、淡水藻としては、藍藻、珪藻、緑藻、鞭毛藻などが挙げられる。
【００７２】
上記草類１３Ａ又は藻類１３Ｂの種類としては、一般的な魚の飼育温度１８〜２０℃程度に対応して、１５〜２０℃くらいで繁殖するものが好ましい。
【００７３】
草類１３Ａ又は藻類１３Ｂの繁殖に必要な、珪藻岩１１Ａに生息する好気性微生物１１２は、気泡供給装置１４から供給される気泡１５、魚介類の排泄物等に由来する有機物などによっても増殖を続け、植物１３の繁茂を助けるほか、微生物自体による浄化作用も維持する。
【００７４】
また、この実施の形態（１）では、循環水が通水性の床１６を通して植物槽１に供給され、植物槽１の下部から上部への水流が発生するため、循環水は植物槽１において、最初に珪藻岩１１Ａの好気性微生物や植物１３による作用を経る。また、配置された珪酸塩鉱物１１にむらなく循環水が供給され、珪藻岩１１Ａによる好気性微生物や植物１３による作用が効率的に発揮できる。
【００７５】
気泡供給装置１４は、微細な気泡を発生することで、植物槽１内に好気性微生物１１２の繁殖を促すことの他に、水底に溶残酸素量の増加、水のクラスター分子の細分化、ｐＨの調整、また、マイナスの電位を帯びたヒドロキシルイオンの効果によってヘドロ、アオコを分解すること、貪酸素水塊をなくし、いわゆる赤潮の原因を解消すること、魚介類の寄生虫を駆除し病気の予防をすることなどの役割も果たし、薬浴に頼ることを必要としない。
【００７６】
次に、循環式水槽１００の機能について説明する。飼育槽１０００からの排水は、第一循環ポンプ９０により第一濾過槽２Ａ又は２Ｂに供給されるので、食べカス等の粗粒体が大部分除去される。第一濾過槽２Ａ、２Ｂと２個設けることにより、第一濾過槽のメンテナンスが容易となる。次いで、二重管２０のオーバーフローによって、水槽の水位調節と粗粒体の除去とが行われる。
【００７７】
第一濾過槽２Ａ又は２Ｂからの循環水は、気泡発生槽３で酸素供給される。溶存酸素は生物濾過を行う好気性微生物に十分な飽和量が望ましい。その際、気泡によってその界面に微細物のほかに油や有機物が除去される。有機物は約３０〜４０％程度除去される。
【００７８】
気泡発生槽３からの循環水は、必要に応じて第二濾過槽５Ａ又は５Ｂに供給される。第二濾過槽槽５Ａ又は５Ｂでは微細物が除去される。
【００７９】
生物濾過槽４で、循環水は濾過材４０の好気性微生物によって、溶残酸素が消費されてアンモニア等の有機物が処理される。
【００８０】
循環水は生物濾過槽４を通った後に、植物槽１によってさらに有機物が吸着され、光合成により酸素が供給される。
【００８１】
さらに、冷却装置７による冷却殺菌と合わせて酸素供給を行うと同時に、ｐＨ調整槽８で最適なｐＨ状態として再度飼育用水槽１に還流する。
【００８２】
この実施の形態では、各浄化機能を持つ槽の配置により、循環水から粗粒と微細粒、アンモニア等、さらに残った有機物の順に除去されることで、それぞれの作用が最大限発揮できるようになっている。
【００８３】
特に、生物濾過槽４の直後に植物槽１が設けられていることで、生物濾過槽４の好気性微生物による分解作用を経た循環水が供給され、植物槽１の植物の繁茂が盛んに起こる。ここには、微生物の作用によって植物に吸着される形となった有機物が、植物に栄養として吸着されるといった働きも含まれると考えられる。
【００８４】
また、植物槽１は最後に設けられていることで、透明度が高くなった水が供給されるため、植物の光合成が活発に行われる点でも好適である。加えて、植物槽１は飼育槽の手前に設けられており、植物槽１で処理された循環水は有機物が吸着され、酸素を多く含むため、魚介類の成育に好ましい。
【００８５】
なお、本発明の循環式水槽は、ここでは主な産業上の利用目的として陸上での魚介類養殖である養殖用をはじめ、成魚の比較的長期間の畜養の目的など、魚介類の飼育一般に広く用いることができる。
【００８６】
この実施の形態では、淡水性の珪酸塩鉱物１１として淡水性の珪藻岩１１Ａを用いているが、それ以外の珪酸塩鉱物には、カンラン石、花崗岩、長石、堆積岩、火成岩などがあげられる。
【００８７】
植物槽１には、通水性の床１６を用いずに、植物槽１の下部から珪酸塩鉱物１１にゆきわたるように循環水を供給する方法として、パイプ１８を一ないし複数、植物槽１の底の珪酸塩鉱物１１の積み重なった層の中に直接、底部に張り巡らせるように埋めるといった手段もある。
【００８８】
植物槽１には、淡水性の珪酸塩鉱物１１の設置に加えて、カンラン石１９を、循環水に各種イオンを供給可能となるよう備えることもできる。カンラン石１９は、フィルター１６を通過しないで、かつ３２５メッシュ（目開き：４５μｍ）のふるいを通過する粉体〜５０ｍｍ程度の大きさが好適に用いられる。
【００８９】
カンラン石は遠赤外線の放射率が高く、その育成光線は、植物の光合成を促進し、カルシウムイオンの増加を促す。また、このカンラン石の主成分には、鉄分、アルミナ、マグネシウムなどがバランス良く含まれ、これらが循環水に供給される。これらのミネラルは珪酸塩鉱物からの珪素に加えて草類、藻類の生育、生命活動に有益な役割を果たす。また循環水へのミネラルの供給は飼育する魚介類の栄養としても効果が期待できる。さらに、カンラン石以外に、玄武岩、黒鉛珪石、電気石、石英、または珪石などを使用することができる。
【００９０】
図４、５は実施の形態（２）を示す。図４は、植物槽を飼育槽の内部に設ける植物槽内蔵型循環式水槽の平面図、図５はそのＡ−Ａ’断面の側面図を示す。なお、図１〜３とは同一符号は同等部分を示すので、重複説明を省略する。
【００９１】
植物槽内蔵型循環式水槽１２０は、魚介類の飼育槽１０００と、飼育槽の内部に配置された内蔵式植物槽５０から概略構成されている。飼育槽１０００には、排水に接続する第一濾過槽２、第一濾過槽２からの排水に接続する気泡発生槽３を付設することができる。
【００９２】
まず、内蔵式植物槽５０は、珪藻岩１１Ａを設けられ、飼育槽１０００の循環水を通水する通水壁として、支持材１２２、１２３を井状に組み合わせて間隙１２４を有する井桁状構造体１２１を持つ。植物槽５０の上部には生物濾過槽４が少なくとも上部を水面より突出する形で設けられ、生物濾過槽４には上部よりオーバーフローする水流１２５を生じさせている。通水壁として別に、仕切網１２６も備える。
【００９３】
通水壁は、内蔵式植物槽５０を構成する通水性の構造体について呼ぶものである。上記珪酸塩鉱物１１を配置するための構造、植物を繁茂させる構造、植物が飼育する魚介類から干渉されずに繁茂できるよう内蔵式植物槽５０を飼育槽の中で分断する構造などを設けることができるが、いずれも、飼育槽内の循環水が恒常的に内蔵式植物槽５０と行き来し、水質が改善されるよう、通水性の構造である必要がある。
【００９４】
図に示した例では、通水壁として、まず井桁状構造体１２１を内蔵式植物槽５０の中に配置している。井桁状構造体１２１は、防水塗装された金属の角柱による２本ずつの縦の支持材１２２と横の支持材１２３を交差して交互に積み重ね、隙間１２０３が構成されるようにしてある。この井桁状構造体１２１は、内蔵式植物槽５０内に一ないし複数設けることが可能で、飼育の規模に応じた内蔵式植物槽５０の浄化能力の規模にあわせて選択することが望ましい。図に示した例では２箇所に設置している。
【００９５】
井桁状構造体１２１の支持材１２２、１２３で囲まれた内部の床面、および井桁状構造体１２１の周囲の外部の床面には、珪藻岩１１Ａを配置する。図に示した例では、丈の長い海草が繁茂した場合の水面との距離を考慮し、床面や井桁状構造体１２１の最下部の支持材１２３にのみ配置している。井桁状構造体１２１の周囲の外部の床面には、繁茂柵１２６に囲まれた範囲内に珪藻石１１Ａを配置している。
【００９６】
なお、井桁状構造体１２１は樹脂、金属、コンクリートなどで構成することもでき、また井桁以外にも同様の作用を有するものとして、充分に隙間のある骨組状、枠状、檻状、網棚、孔の多い直方体といった形状で構成することもでき、生物濾過槽４の重量や飼育槽１０００の規模に応じて、強度や通水性などから選択する。
【００９７】
内蔵式植物槽５０の上辺に設けられた生物濾過槽４は、生物濾過槽４で生物濾過された水が、内蔵式植物槽５０に流れ落ちるようにしているものである。開口部が水面１２７よりも上であればよく、生物濾過槽４全体が水上でも、上部のみが突出していてもよい。内蔵式植物槽５０の床には、生物濾過槽４の下部を通じて飼育槽１０００からの循環水を引き込み、生物濾過槽４内に上向きの水流を発生させるポンプ９２が配置されている。
【００９８】
次に、別の通水壁である仕切網１２６は、井桁状構造体１２１の外側周囲を囲むように水底から水面まで渡して配置されている。仕切網１２６は循環水を通すが魚介類を通さないもので、内蔵式植物槽５０を魚介類が回遊する部分または貝類の飼育や魚類の産卵を行う部分と分断し、植物を密集させると同時に魚介類に干渉されないように繁茂させる、といった目的がある。しかし、飼育槽１０００の規模等によっては内蔵式植物槽５０に仕切網１２６を設けない構成も可能である。また仕切網１２６を一部のみに設ける、繁茂柵１０００の外部にも珪藻岩１１Ａを配置する構成も可能である。
【００９９】
仕切網１２６には、樹脂や細い金属のネットおよびメッシュの他に、金属や樹脂や木製の柵や檻を基礎として、繊維製のネットやメッシュ、麻や綿や藁製の縄などを絡み付けたものなども使用できる。繁茂柵の網の目は、飼育する魚介類の大きさにより、魚介類を通さない目の粗さを選択すればよく、目の大きさが飼育する魚介類の通過可能な大きさよりも若干小さいくらいのものが好適に用いられる。目の大きさはおよそ１〜１２ｃｍ前後のものが選択でき、５〜１０ｃｍが望ましい。
【０１００】
図に示した例では、仕切網１２６には合成繊維の撚り縄によって編まれた漁網を、水槽中に浮き１２９で設置したものを用いている。浮き１２９は飼育槽１０００の水底に沈めた重り１３０で位置を保持している。図に示した例では、魚網はナイロン製で目の大きさがおよそ５ｃｍのものを用いている。
【０１０１】
図に示した例では、気泡供給装置１４には微細気泡を発生する曝気ポンプを、井桁状構造体１２１の周囲に配置されている。この曝気ポンプのかわりに、配管を通じて直接空気や微細気泡を伴った水流を送り込む、といった手段で気泡を供給することもできる。
【０１０２】
この実施の形態（２）では、飼育槽１０００からポンプ９２により引き込まれた循環水が、生物濾過槽４の上部の開口部４１から出水し、循環するようになっている。この際、魚類排泄物などに由来する有機物を含んだ飼育槽１０００の循環水は、気泡供給装置１４から発生する気泡により充分に酸素が供給されて、生物濾過槽４に吸入されることとなる。そのため、生物濾過槽４内の好気性微生物の繁殖が盛んに起こり、生育も活性化され、有機物の生物濾過も盛んに起こる。
【０１０３】
さらに、生物濾過槽４の循環水は、水流１２５として飼育槽１０００内の周囲一体へ流れ込む形となっている。そのため、生物濾過された循環水が周囲一帯、特に井桁状構造物１２１の周囲に配置された珪藻岩１１Ａへと充分にゆきわたる。
【０１０４】
図６に示すように、この状態で放置することで、水中に含まれる植物の種子や胞子をもとに、生物濾過された循環水中の有機物を養分として、珪藻石１１Ａには植物１３が繁殖する。さらに、仕切網１２６にも種子や胞子が付着、循環水中の養分によって、植物１３が繁茂する。
【０１０５】
なお、配置時に草類、藻類をあらかじめ珪藻岩１１Ａや仕切網１２６に繁茂させ、あるいはそれらの種子、胞子を付着させておくことで、迅速に植物が繁茂するようにしておくことも可能である。その際は、養殖する魚の種類に合わせて水質を予想し、植物の種類や繁茂させる量を選択するのが望ましい。
【０１０６】
また、このとき、仕切網１２６の草類または藻類は、魚の産卵場となり得、稚魚を孵化させ、飼育することが可能となる。仕切網１２６には漁網を用いているので、繁茂する草類や藻類は飼育槽１０００内の水流によって、海流によるのと同様に微動する。また合成繊維の撚り縄には凹凸が多いので、草類の根や藻類が定着しやすく、また魚が産卵しやすい。さらに、魚類の飼育と同時に、アワビ等の貝類及び稚貝類を飼育することが可能となる。
【０１０７】
また、飼育によって成魚となったもの、または成魚の長期間の飼育に、この飼育槽１０００を用いることで、成魚によって仕切網１２６に産卵させることもできる。そのあと、飼育槽１０００内から親魚を取り出し、その後は飼育槽１０００を稚魚を飼育するためのシステムとして用いることができる。すなわち、外から成魚や魚卵を追加しなくとも、恒久的に稚魚、成魚の世代を重ね養殖を続けることが可能な、養殖システムとすることもできる。
【０１０８】
なお、この実施の形態（２）では、内蔵式植物槽５０と生物濾過槽４が水槽内に設けられているため、水槽外部の浄化装置へと循環水を引き出す構造に比べて、水温の変化が少なく、飼育環境の恒常制が保持される。
【０１０９】
図４では、珪藻岩１１Ａや仕切網１２６などに繁茂する植物が浄化の働きを持つため、飼育槽１０００の外部には実施の形態（１）のような植物槽１は設けられていないが、外部にも植物槽を配置することはでき、あるいは、水槽内部に植物が充分に繁茂する前は外部に配置しておいて、必要に応じて取り除くこともできる。
【０１１０】
なお、この実施の形態では、内蔵式植物槽５０と生物濾過槽４が水槽の内部に設けられているため、水槽外部には第一濾過槽２と気泡発生槽３のみが設けられている。この２槽の設置は、図４に示した例では、飼育槽１０００の一部が出っ張り、通水性の分離柵１３１によって区分けされた部分が、第一濾過槽２になっている。気泡発生槽３は第一濾過槽２に対して配管の接続ではなく、分離柵１３１を設けられて互いの壁面を連通された形になっている。第一濾過槽２の濾過フィルタ２Ｃは、飼育槽１０００から気泡発生槽３に向かって仕切りを設ける形で、目が粗いものから細かいものへと順に設置されている。このため最も細かいフィルタで濾過された循環水が気泡発生槽３に届く。気泡発生槽３で気泡を供給された循環水は、ポンプ９によって取水口１３２より飼育槽１０００に戻される。
【０１１１】
この形態によって、第一濾過槽２と気泡発生槽３の間に水圧を設けるポンプなどを用いていないこと、一体化している部分が多いことで、システム全体の規模を小さくすることが可能となっている。各々の槽が小型の場合は特に、スペースを節約することができ、また水流も頻繁となる。これらの装置の選択は循環式水槽の立地規模や飼育の規模などにあわせて、適宜行うことができる。
【０１１２】
この実施の形態（２）は、飼育槽１０００内に循環水を浄化、水質を改善し循環し続ける機構を備え、なおかつそれらが微生物、植物といった生物生命科学（バイオテクノロジー）の機能によるものであり、自然の淡水、海水環境に近い状態を作っていることに大きな特色がある。従来技術による比較的長期の魚介類の飼育においては、飼育する魚介類の性質にあわせた、また飼育用水を長期間再利用するための水質成分の調整が人為的に行われており、特に食用の魚介類の養殖においては、それが品質に影響していることが考えられたが、この実施の形態（２）では基本的にそれらの人為的な調整を要さず、自然の環境に近い水質が長期間保たれ、その環境内で魚介類の飼育を行うことができる。
【０１１３】
また、飼育槽１０００中に植物の繁茂する部分があることによって、循環水中の微生物や微量成分が自然の水環境により近づき、飼育される魚介類の生態に良影響を与えていると考えられる。
【０１１４】
続いて図７、８は実施の形態（３）を示す。図７は植物槽を多数配置した大規模循環式水槽の形態の平面図、図８はそのＡ−Ａ’断面の側面図を示す。
【０１１５】
この実施の形態の大規模循環式水槽１５０は、金網式植物槽６０を、図７に示すように、生物濾過槽４と珪藻岩１１Ａを通水壁を用いずに設置し、生物濾過槽４の開口部４１が水槽の水面上になるようにし、四方を囲む金網状仕切網１５１で囲ったのみの単純な構造としており、この構造を図７のように大型の飼育槽１０００内に多数配置している。
【０１１６】
金網状仕切網１５１は、配置や撤去が簡易な定型性の柵で生物濾過槽４の側面周囲を囲んだものである。図に示した例では、最初に直方体状で上部の蓋のみがない金網の檻を飼育槽１０００に配置し、その檻の底部の金網に、生物濾過槽４や珪藻岩１１Ａ、ポンプ９２、気泡発生装置１４を配置している。他に、生物濾過槽４の周囲に長方形の枠状に金網を組み、金網を重りや杭などを介して飼育槽１０００の底面に固定する、金網の枠を生物濾過槽４に対してロープ等で保持するといった手段がある。
【０１１７】
この実施の形態（３）では、金網式植物槽６０を多数配置すると、柵の間を飼育している魚類が泳ぎ回る回遊路１５２などが生じ、さらに魚介類の自然の繁殖環境に近い、大規模な飼育が可能である。
【実施例】
【０１１８】
図３に示す装置を用い、ヒラメの養殖試験を行うために、まず、植物槽１に草類１３Ａおよび藻類１３Ｂの繁殖を行った。内容積が約２．４ｋＬの植物槽１に大きさが２．５ｃｍ程度のオーストラリア産淡水性オレイ型珪藻岩を約２０ｋｇと、大きさが３２５メッシュの粉体の韓国産希土類アルカリカンラン石を約６ｋｇ入れ、海水を約２ｋＬ入れた。その後、気泡供給装置１４で気泡１５を供給し続けたところ、約１週間後にアマモ、イトモが繁殖を開始した。繁殖を始めたアマモ、イトモは、繁殖開始後約数週間で、槽内の略々全体に繁殖した。この状態で、植物槽１の使用を開始した。
【０１１９】
上記植物槽１を備えた循環式水槽１００を用いて、ヒラメの養殖試験を行った。飼育槽１０００には内容積が約５０ｋＬ、第一濾過槽２には内容積が約１ｋＬ、気泡発生槽３には内容積が約２ｋＬ、第二濾過槽５には内容積が約２ｋＬ、生物濾過槽４には内容積が約２ｋＬ、植物槽１には上記内容積約２ｋＬのものを使用し、飼育槽１０００には約１万匹のヒラメの稚魚を入れた。
【０１２０】
飼育槽１００には、揮発した分の海水を定期的に補給するだけで、水の取替えが年間２〜３回程度まで減少した。従来の植物槽１を設けていない循環式水槽の水の取替え頻度と比較して、１／５〜１／１０程度となり、大幅に水の取替え頻度を改良することができた。
【０１２１】
また、植物槽１を供えることにより、ヒラメの餌の摂取量が１．２〜１．３倍程度増加し、１．０〜１．２ｋｇまで成長するために、従来は１年３ヶ月〜１年半程度を要していたが、３ヶ月程度短縮することが可能となった。また、従来の循環式水槽で１年半程度飼育されたヒラメには養殖魚独特の臭いが発生していたが、本発明に係る循環式水槽１００で養殖されたヒラメには、異臭が感じられず、肉質も味覚も良くなり、十分に成長したヒラメを出荷することが可能となった。
【０１２２】
また、ヒラメの免疫力が高まり、病気になるヒラメが従来の養殖に比べて約１／１００に減った。
【０１２３】
さらに、上記循環式水槽１００では、ヒラメとアワビとの共栄が可能となり、また、トラフグ、ナマコ、カサゴなどの複数種の魚類とサザエ、ツブ貝などの複数種の貝類との共栄も可能となった。
【０１２４】
比較例として、植物槽１に、淡水性の珪酸塩鉱物の変わりに、市販の燃料用炭を用いた。上記炭から、海草、海藻の発生は確認されたが、海草、海藻は槽の略々全体まで繁殖することはなく、約１／１００程度であった。さらに、約２ヵ月後に、海草及び海藻は減少傾向に転じていった。上記墨の細孔は他方の面に連通しておらず、炭中に発生した好気性微生物が、炭中の穴である程度死滅し、海草及び海藻の栄養分が十分に供給されなくなったためと推測される。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】実施の形態（１）の概略図
【図２】配置時の植物槽の断面図
【図３】使用時の植物槽の断面図
【図４】実施の形態（２）の配置時の平面図
【図５】実施の形態（２）の配置時のＡ−Ａ’ 断面の側面図
【図６】実施の形態（２）の使用時のＡ−Ａ’ 断面の側面図
【図７】実施の形態（３）の配置時の平面図
【図８】実施の形態（３）の配置時のＢ−Ｂ’断面の側面図
【符号の説明】
【０１２６】
１ 植物槽
１０ 植物槽本体
１１ 珪酸塩鉱物
１１Ａ 珪藻岩
１２ 植物槽の下部の隙間
１３ 植物
１３Ａ 草類
１３Ｂ 藻類
１４ 気泡供給装置
１５ 気泡
１６ 通水性の床
１７ パイプ
１８ 穴
１９ カンラン石
１００ 循環式水槽Ａ
１０１ 側壁
１０２ 底面
１０３ フィルター受
１０４ フィルター受枠
１０５ フィルター受
１０６ 入水口
１０７ 排水口
１０８ 仕切り
１１１ 細孔
１１２ 好気性微生物
１１３ 珪藻岩内の水流
１２０ 植物槽内蔵型循環式水槽
１２１ 井桁状構造物
１２２ 縦の支持材
１２３ 横の支持材
１２４ 支持材の間隙
１２５ 水流
１２６ 仕切網
１２７ 水面
１２９ 浮き
１３０ 重り
１３１ 分離柵
１３２ 取水口
１５０ 大規模循環式水槽
１５１ 金網状仕切網
１５２ 回遊路
２０ 二重管
２１〜２４ バルブ
３０〜３５ 配管
１０００ 飼育槽
２（２Ａ，２Ｂ） 濾過槽
３ 気泡発生槽
４ 生物濾過槽
４０ 生物濾過材
４１ 開口部
５（５A、５B） 第二濾過槽
５０ 内蔵式植物槽
６０ 金網式植物槽
７ 冷却装置
８ ｐH調整槽
９、９０、９１、９２ ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚介類の飼育ないし養殖のための循環式水槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らは、魚介類の飼育、特に陸上での養殖や長期畜養に適した水槽からの排水を循環させて再使用する循環式水槽を開発している（特許文献）。一般に水槽で魚介類の飼育を長期間にわたって継続すると、水中には餌の残りや老廃物などの粗粒体、塵埃等の微細物や、排泄物等に由来する有機物が残留、増加する。本発明者らは、水中の粗粒体や微細物を濾過するシステムに加えて、有機物を好気性微生物によって分解、浄化する生物濾過槽を備える循環式水槽を開発し、魚介類を飼育する効率的且つ小型化した循環式水槽を実用化している。
【０００３】
【特許文献１】特許第２５８３４９５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献の循環式水槽を用いても、長期の飼育のうちに水中にわずかな有機物が残るため、月に１回以上といった頻度で定期的に、水槽の水替えを行う必要が生じていた。
【０００５】
発明者らは、この水替えの頻度や、水替えの際に生じる人為的ミスなどによる危険を減少させるため、循環式水槽をさらに改良することを目的として鋭意研究を進めていった。そして、自然の海水や淡水の環境によく似た、植物を備える水質改善システムを循環式水槽に備えることが好ましい点に想到し、本発明を得るに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成すべく、本発明に係る循環式水槽及びこれを用いた魚介類の飼育方法は、次のような手段を選択する。
【０００７】
すなわち、請求項1に記載の循環式水槽は、魚介類を飼育する飼育槽の排水を循環水として浄化する循環式水槽において、淡水性の珪酸塩鉱物を設けて植物が繁茂する植物槽を飼育槽の手前に設けることを特徴とする。
【０００８】
そして、この循環式水槽では、植物槽では淡水性の珪酸塩鉱物が好気性微生物を繁殖させ、それを養分とする植物が生育する。さらに、その植物槽を飼育槽の手前に設けることで、循環水中に有機物が残っていたとしてもこれを植物に吸着させる。ここで植物は草類と藻類、また淡水性と海水性を含む。
【０００９】
また、請求項２に記載の循環式水槽は、上記珪酸塩鉱物が細孔を有する珪藻岩であることを特徴とする。
【００１０】
そして、この植物槽では、珪藻岩の表面積が大きいため、好気性微生物の増殖率が高く、植物が盛んに繁茂し、循環水の有機物が吸着される。また、その微生物と植物が生息する珪藻岩が自然の水環境での岩石に相当する役割となる。
【００１１】
また、請求項３に記載の循環式水槽は、上記植物槽に通水性の床を設けて上記床の上に上記珪酸塩鉱物を配置し、循環水を上記床の下部から供給することを特徴とする。
【００１２】
そして、この植物槽では、床下から珪酸塩鉱物に均等に循環水が供給され、また植物槽の下から上部へと水流が発生することで植物槽全体に循環水がゆきわたる。
【００１３】
また、請求項４に記載の循環式水槽は、魚介類の飼育槽と、循環水中の粗粒体を濾過する第一濾過槽と、循環水中の有機物を除去する生物濾過槽と、上記植物槽とが夫々独立して備えられ、循環水が第一濾過槽、生物濾過槽、植物槽、飼育槽の順に循環することを特徴とする。
【００１４】
そして、この循環式水槽では、独立した工程で夫々循環水が疎から密へと浄化され、最後に植物槽に循環水中の有機物を吸着させることができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の循環式水槽は、魚介類の飼育槽の排水を循環水として浄化する循環式水槽において、淡水性の珪酸塩鉱物を設けて植物が繁茂する植物槽を飼育槽の内部に配置したことを特徴とする。
【００１６】
そして、この循環式水槽では、飼育槽の内部において好気性微生物と植物を生息させて自然な水中環境で魚類を飼育させるようにし、循環水中の有機物が吸着される。
【００１７】
また、請求項６に記載の循環式水槽は、上記珪酸塩鉱物が細孔を有する珪藻岩であることを特徴とする。
【００１８】
そして、この植物槽では好気性微生物の増殖率が高く、植物が盛んに繁茂し、飼育槽からの循環水が植物槽と行き来して有機物が吸着される。
【００１９】
また、請求項７に記載の循環式水槽は、上記植物槽は上記飼育槽の循環水を通水する通水壁であることを特徴とする。
【００２０】
そして、この植物槽では、循環水が恒常的に飼育槽へと行き来する状態となる。
【００２１】
また、請求項８に記載の循環式水槽は、通水壁が支持材を井状に組み合わせて間隙を有していることを特徴とする。
【００２２】
そして、この植物槽では、通水壁の底部の内側や外部に上記珪酸塩鉱物が配置でき、間隙を通じて通水する。
【００２３】
また、請求項９に記載の循環式水槽は、上記植物槽の上部に生物濾過槽の少なくとも上部を水面より突出させ、飼育槽から生物濾過槽に上向きの水流を設けて、生物濾過槽の上部よりオーバーフローさせたことを特徴とする。
【００２４】
そして、この循環式水槽によれば、上部よりオーバーフローする構造をとることで、生物濾過槽内の水圧を緩やかに設定できる。さらに、生物濾過槽から流れ落ちた循環水が下部の植物槽に広くゆきわたる。
【００２５】
また、請求項１０に記載の循環式水槽は、通水壁が仕切網であることを特徴とする。
【００２６】
そして、この循環式水槽では、仕切網を通じて植物槽と飼育槽を循環水が行き来し、仕切網にも植物が繁茂する。
【００２７】
また、請求項１１に記載の魚介類の飼育方法では、請求項１から１０のいずれかに記載の魚介類の循環式水槽を使用して飼育槽で魚介類を飼育することを特徴とする。
【００２８】
そして、この循環式水槽では、有機物を吸着する植物が繁茂した植物槽を備えた循環式水槽で魚介類が飼育される。そして、個別独立した工程で循環水を浄化する循環式水槽、または植物を有する自然環境に近い飼育槽を備えた循環式水槽において、魚介類が飼育される。
【発明の効果】
【００２９】
以上のとおり、請求項１に係る循環式水槽によれば、植物槽の中に植物が繁茂し、その植物は水中の排泄物等に由来する残留物を養分として消費し、水中の有機物の濃度を低減させることができる。また、植物の光合成によって水中に酸素も供給され、飼育に適した循環水を飼育槽に供給することができる。そのため、魚介類の飼育における水替えの頻度を植物槽を設けないシステムの場合の１０〜２０％へと、顕著に減少させることができる。
【００３０】
また、請求項２に係る循環式水槽によれば、珪酸塩鉱物の細孔を通じて水が通るため水中の溶残酸素が珪酸塩鉱物の表面に供給されやすく、珪酸塩鉱物に好気性微生物が好適に繁殖するため、植物が繁茂しやすい植物槽を得ることができる。
【００３１】
また、請求項３に係る循環式水槽によれば、床の下部の空間に対して循環水を供給することで、循環水を珪酸塩鉱物に効率的にゆきわたらせることができる。また植物槽の下部に対して循環水を供給する形になるため、循環水が植物槽の下部から上部へとまんべんに循環させ、上昇水流を起こさせることができる。
【００３２】
また、請求項４に係る循環式水槽によれば、第一濾過槽によって水中の粗粒体が濾過され、濾過された循環水が生物濾過槽によって水中の有機物が除去され、有機物が除去された循環水が植物槽によってさらに有機物が残っていても吸着されるという機構が備えられ、それぞれ独立した工程で浄化された循環水が再び飼育槽へと循環することができる。
【００３３】
また、請求項５に係る循環式水槽によれば、飼育槽内に有機物の吸着と光合成の効果を持つ植物槽を得られ、植物の繁茂による自然に近い環境によって、魚介類をストレスなく飼育できるようにすることができる。
【００３４】
また、請求項６に係る循環式水槽によれば、多孔性の珪藻岩に微生物と植物が繁殖しやすいため、自然の環境に近い有機物の除去、吸着機能が得られる。
【００３５】
また、請求項７に係る循環式水槽によれば、飼育槽の循環水に対して恒常的に植物槽の植物や好気性微生物による水質改善が行われる。
【００３６】
また、請求項８に係る循環式水槽によれば、また通水壁の内部に珪酸塩鉱物を設けることで生物濾過槽からの浄化された水に曝されやすい、豊富な植物の生息スペースを設けることができる。さらに、井桁状は容易に作り設置することができる構造であり、充分な通水ができる間隔を持ち、かつ、生物濾過槽の重量に耐えられる通水壁が得られる。
【００３７】
また、請求項９に係る循環式水槽によれば、生物濾過槽からオーバーフローする構造のため、生物濾過槽内の水流を緩やかにすることができるので、時間をかけて微生物による浄化が行われ、生物濾過槽の目詰まりが少ない。また、生物濾過槽による生物濾過を受けた循環水が、植物槽にゆきわたり、さらに残った有機物が吸着される。
【００３８】
また、請求項１０に係る循環式水槽によれば、仕切網の通水構造のために循環水が飼育槽と植物槽を恒常的に行き来することができる。また仕切り網に繁茂した植物にも有機物を吸着させることができる。
【００３９】
また、請求項１１に係る循環式水槽によれば、魚介類を独立した工程により浄化された水質によって魚介類の健康を保ち、または、自然の海水や淡水に近い環境によって魚介類のストレスが少なく、大量の水替えを頻繁に行う必要がなく、安全に長期間飼育することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、具体例を示して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜３は、実施の形態（１）を示す。図１は循環式水槽の概略図、図２は設置時の植物槽の断面図、図３は使用時の植物槽の断面図を示す。
【００４１】
循環式水槽１００は、魚介類を飼育ないし養殖する飼育槽１０００と、飼育槽１０００からの排水に接続する第一濾過槽２と、第一濾過槽２からの排水に接続する生物濾過槽４を備え、生物濾過槽４と飼育槽１０００の間には、植物槽１が接続されて構成されている。この場合、生物濾過槽４の前に気泡発生槽３と、第二濾過槽５を備えることが可能である。
【００４２】
植物槽１は、植物槽本体１０が側壁１０１と底部１０２を有するボックス形を呈し、底部１０２に淡水性の珪酸塩鉱物１１を設置されている。上記珪酸塩鉱物１１には、珪藻岩１１Ａを用い、植物槽１の底部１０２の上に隙間１２ができるよう設けた通水性の床１６の上に配置されている。隙間１２に循環水を供給するパイプ１７、気泡供給装置１４を備えて概略構成される。
【００４３】
まず、淡水性の珪酸塩鉱物１１について詳しく説明する。淡水性の珪酸塩鉱物１１は図２に示すように、多孔質であることが好ましく、さらに一方の面から他方の面に連通する細孔１１１を多数有することがより好ましい。特に、微細孔は径が５〜５０μｍ前後で、５〜１５μｍ前後が望ましく、鉱物表面積あたりの細孔数は０．５〜１．０ｘ１０４／ｍｍ２前後、また珪酸塩鉱物の一方から他方へと通じるトンネル状のものを多く含むのが望ましい。
【００４４】
上記珪酸塩鉱物１１には、淡水性の珪藻岩１１Ａを用いる。珪藻岩（diatomite）は、主に小型のものでは珪藻石、珪藻土と通称されるものを含む。淡水性の珪藻岩１１Ａは、陸上の湖等で産出され、珪酸塩を５０重量％以上含有している。上記珪藻岩１１Ａは、直径５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の大きさが好適である。なお、この珪藻岩の（シリカゲル含む）シリカ成分は、吸着性に優れ、水中に浮遊するカドミウム、水銀、亜鉛、リンといった重金属を吸着する。
【００４５】
淡水性の珪藻岩１１Ａは、塩化ナトリウム濃度が一般的に約３重量％と低いため、循環水の塩分濃度をあまり増加させず、好適に使用される。一方で海水性の珪藻岩は、海水を処理する場合であっても、塩化ナトリウム濃度が一般的に１５〜１６重量％と高く、塩分濃度を増加させるため、好ましくない。なお、淡水性の珪藻岩１１Ａに、海水性のものが一部混入しても植物槽１に使用可能であるが、淡水性の珪藻岩１１Ａが９０重量％以上であることが好ましい。
【００４６】
上記珪藻岩１１Ａの総量は、好ましくは飼育槽１０００の容量と魚介類の飼育規模によって、植物槽１の水質改善能力を予想して決定するのが望ましい。図に示した例では、植物槽１の容積の２０〜２５％前後の重量の珪酸岩１１Ａを用いている。
【００４７】
上記珪藻岩１１Ａは、植物の最適な生育状況となる厚みを予想して、その一定の厚みで堆積することが望ましい。例えば、分厚く堆積すれば、好気性微生物の生育量および植物の量が増加するが、下部の珪酸塩鉱物に光があたらなくなる。図２では、植物槽１の通水性の床１６の上には、直径５〜３０ｍｍの珪藻岩１１Ａを数層、２０〜２５ｃｍの厚さになるよう積層している。
【００４８】
これに対して、例えば植物槽１が循環水を下部から供給しない構造である場合、厚く堆積しても下部の珪酸塩鉱物には循環水が供給されなくなる可能性があるため、重ならないように堆積するのが望ましい。このほか珪酸塩鉱物１１を堆積する厚みや量は、繁茂させたい草類、藻類のそれぞれの割合や種類に応じても調整できる。
【００４９】
次に、通水性の床１６は、珪藻石１１Ａが通過しない充分な目の細かさで、循環水からの微粒や、植物槽１の細かい植物や微生物の残骸などの塵で詰まらないような目の大きさが必要である。図に示した例では、通水性の床１６は目が２〜３ｍｍの粗さのナイロン製の網を用いている。
【００５０】
通水性の床１６は、植物槽本体１０の側壁１０１に枠状に突出されたフィルター受１０３の上に設置される。フィルター受１０３は、下部に隙間１２ができるように通水性の床１６を保持し、下部から供給される循環水は通過可能となっているものである。図では、フィルター受枠１０４に目が２〜３ｃｍの荒さの木製のスノコのフィルター受１０５が嵌合されている。フィルター受１０５の上部に、通水性の床１６を設置する。
【００５１】
次に、パイプ１７は通水性の床１６の下部の隙間１２に渡され、植物槽本体１０の入水口１０６を通じて配管３１と連通している。上記パイプ１７には穴１８が備えられ、配管３１から、ポンプ９により循環水が圧送される。排水口１０７は側壁１０２の上部に設けられ、配管３２と連通している。
【００５２】
植物槽本体１０は、飼育の規模に応じ、循環水を連続処理するために、十分な容量をもつことが好ましい。図２に示す例では、容量５０−１００ｔの飼育槽に対して、植物槽は２−３ｋＬ前後で形状を直方体としているが、設置条件にあわせて任意の容量と形状を選択できる。植物槽本体１０は、植物の光合成が可能なように、全部、又は部分的に光透過性があることが好ましい。材質は、ガラス、アクリル、ＦＲＰ、その他の樹脂製品で透明度の高い材質を使用する。なお、植物槽本体１０の機械的強度を向上させるために、アルミニウム、又はステンレスなどの金属又は合金で、植物槽本体１０を補強することもでき、さらに、植物槽本体１０を上記金属又は合金で形成し、植物槽１を照らす照明を形成することもできる。
【００５３】
植物槽１の内部には気泡供給装置１４が設けられる。気泡供給装置１４としては微細気泡を発生するポンプが最も好ましいが、植物槽１の内部に直接にポンプを設置しなくとも、外部に設置した空気ポンプ等から配管を通じて直接空気を送り込む、微細気泡を伴った水流を送り込む、といった手段で気泡を供給することもできる。
【００５４】
図に示した例では、気泡供給装置１４として微細気泡を発生する曝気ポンプが、位置を保持できる台などと共に備えられている。曝気ポンプは、植物槽本体１０の中の循環水を通して珪藻岩１１Ａに気泡を供給可能な位置に設けられる。図に示した例では、気泡が植物槽１全体にゆきわたるよう、上記フィルター受１０３の略々中央部に備えられる。
【００５５】
次に、飼育槽１０００は、魚介類の飼育の規模や種類に応じて選択できる。図１に示した例では、飼育槽１０００には仕切り１０８を設けて複数種の魚介類の飼育に用いている。この実施例での飼育方法は浄化作用の高さによって、自然の海水により近い条件が得られる方法であるため、条件調整の困難な複数種の飼育において特に有効である。
【００５６】
第一濾過槽２を構成する濾過槽２Ａ、２Ｂは、排水中の魚介類排泄物等や食べカス等の粗粒体を大量に除去可能な寸法のメッシュ構造が内蔵されて構成される。メッシュ孔径は、例えば０．１〜２．０ｍｍ程度とする。この濾過槽２Ａ、２Ｂの次には水位調節と粗粒体の除去を行うオーバーフロー式の二重管２０を併設可能である。
【００５７】
気泡発生槽３は、キャビテーション効果等によって超微粒気泡を発生させて循環水中に大量に酸素供給できるものである。なお、必要に応じて、第一濾過槽２に気泡発生槽３を組み込む形で一体化する形態をとることもできる。
【００５８】
前記第二濾過槽５Ａ、５Ｂには循環水が第二循環ポンプ９１によって圧送される。上記第二濾過槽５Ａ、５Ｂは第一濾過槽２よりも細かいメッシュのフィルタが用いられ、微生物が除去される。
【００５９】
生物濾過槽４は、酸素供給され微細物を除去された後に、水中有機物を除去するためのもので、好気性微生物を繁殖させ易いメッシュの粗い素材の一種又は数種で一定厚みに形成された濾過材４０が、本体の内部で多段重ねされて成る。濾過材４０としては、好気性微生物を多孔内にきわめて繁殖させやすい素材として、植物槽１に用いられているのと同じ淡水性の珪藻岩１１Ａが特に好適である。他にも、他の珪酸塩鉱物や、同様に微生物が繁殖しやすい多孔性のセラミックや活性炭などの素材も組み合わせて用いることもできる。
【００６０】
上記生物濾過槽４で処理された循環水は、配管３０、３１、バルブ２１、及びポンプ９を通って、植物槽１に供給可能に構成されている。
【００６１】
上記植物槽１で処理された循環水は、配管３２、バルブ２２を介して、飼育槽１０００に供給可能に構成されている。
【００６２】
さらに、上記植物槽１には、水の交換用に配管３３及びバルブ２３がバイパス接続されている。
【００６３】
植物槽１と飼育槽１０００の間には、冷却装置７とｐＨ調整槽８とを付加できる。これらは主に、循環水を飼育槽１０００の外に引き出しているため、循環水を飼育槽１０００に戻す際にふたたび飼育槽１０００内の水に近い条件へと調整するためのものである。上記冷却槽には殺菌装置や酸素供給装置をも付随させることが可能である。
【００６４】
前記循環水は、配管３４から飼育槽１０００の縁部に還流可能に供給されて循環するが、配管３５によって飼育槽中央部にも供給可能となっている。
【００６５】
次に、植物槽１の機能について説明する。飼育槽からの循環水には、食べ残された餌や魚介類の排泄物等に由来する有機物が含まれている。
【００６６】
植物槽１の使用法は、図３に示すように、植物槽本体１０に天然の海水又は淡水を供給し、気泡供給装置１４で水に気泡１５を与え放置する。
【００６７】
この状態に置かれると、珪藻岩１１Ａの表面外部および細孔１１１には、海水又は淡水由来の好気性微生物１１２が繁殖する。特に、図３の拡大図に示す例では、細孔１１１が他方の面に連通している珪藻石１１を用いているため、珪藻岩内の水流１１３によって溶残酸素が細孔１１１内に供給され、また好気性微生物１１２が移動可能になる。従って、珪藻岩１１Ａの表面における好気性微生物１１２の繁殖がより効果的になされる。
【００６８】
この状態で、例えば１週間ほど放置することで、水中に含まれる草類、藻類の種子、胞子をもとに、珪藻岩１１Ａに発生する好気性微生物１１２と循環水中の有機物などを養分として、珪藻岩１１Ａに草類１３Ａ、藻類１３Ｂが繁殖する。この状態になった植物槽１を通った循環水は、上記草類１３Ａ又は藻類１３Ｂの繁殖によって有機物が吸着される。さらに、上記草類１３Ａ又は藻類１３Ｂは、光合成を行ない、循環水に酸素を供給することで、魚介類の養殖に適した水質を作る効果もある。なお、迅速に植物１３を繁殖させるために、珪藻岩１１Ａには予め好気性微生物１１２が繁殖したものを用いることも可能である。
【００６９】
草類１３Ａの種子、又は藻類１３Ｂの胞子は、天然の海水あるいは淡水中に含まれているため、特に種子や胞子を加えなくても、植物槽１の内部で草類１３Ａや藻類１３Ｂの繁殖は始まり得る。なお、より早く草類１３Ａ又は藻類１３Ｂを繁殖させるために、以下に述べるような草類１３Ａの種子、又は藻類１３Ｂの胞子を加えておくことも可能である。
【００７０】
草類１３Ａは、海草又は淡水草のいずれでもよいが、花を咲かせ、種子を作って繁殖するものである。海草としては、スガモ、アマモ、コアマモ、イトモなどが、淡水草としては、アヌビアス・ナナ、ロタラ・インディカ、スクリューバリスネリア、ウォーターウィステリア、ピグミーチェーンサジタリア、ウィローモスなどが挙げられる。
【００７１】
藻類１３Ｂは、海藻又は淡水藻のいずれでもよいが、藻類を指し、花は咲かず、胞子によって増殖するものである。海藻としては、緑藻類のアオサ、アオノリ、褐藻類のコンブ、ワカメ、ヒジキ、モズク、紅藻類のアサクサノリ、テングサなどが、淡水藻としては、藍藻、珪藻、緑藻、鞭毛藻などが挙げられる。
【００７２】
上記草類１３Ａ又は藻類１３Ｂの種類としては、一般的な魚の飼育温度１８〜２０℃程度に対応して、１５〜２０℃くらいで繁殖するものが好ましい。
【００７３】
草類１３Ａ又は藻類１３Ｂの繁殖に必要な、珪藻岩１１Ａに生息する好気性微生物１１２は、気泡供給装置１４から供給される気泡１５、魚介類の排泄物等に由来する有機物などによっても増殖を続け、植物１３の繁茂を助けるほか、微生物自体による浄化作用も維持する。
【００７４】
また、この実施の形態（１）では、循環水が通水性の床１６を通して植物槽１に供給され、植物槽１の下部から上部への水流が発生するため、循環水は植物槽１において、最初に珪藻岩１１Ａの好気性微生物や植物１３による作用を経る。また、配置された珪酸塩鉱物１１にむらなく循環水が供給され、珪藻岩１１Ａによる好気性微生物や植物１３による作用が効率的に発揮できる。
【００７５】
気泡供給装置１４は、微細な気泡を発生することで、植物槽１内に好気性微生物１１２の繁殖を促すことの他に、水底に溶残酸素量の増加、水のクラスター分子の細分化、ｐＨの調整、また、マイナスの電位を帯びたヒドロキシルイオンの効果によってヘドロ、アオコを分解すること、貪酸素水塊をなくし、いわゆる赤潮の原因を解消すること、魚介類の寄生虫を駆除し病気の予防をすることなどの役割も果たし、薬浴に頼ることを必要としない。
【００７６】
次に、循環式水槽１００の機能について説明する。飼育槽１０００からの排水は、第一循環ポンプ９０により第一濾過槽２Ａ又は２Ｂに供給されるので、食べカス等の粗粒体が大部分除去される。第一濾過槽２Ａ、２Ｂと２個設けることにより、第一濾過槽のメンテナンスが容易となる。次いで、二重管２０のオーバーフローによって、水槽の水位調節と粗粒体の除去とが行われる。
【００７７】
第一濾過槽２Ａ又は２Ｂからの循環水は、気泡発生槽３で酸素供給される。溶存酸素は生物濾過を行う好気性微生物に十分な飽和量が望ましい。その際、気泡によってその界面に微細物のほかに油や有機物が除去される。有機物は約３０〜４０％程度除去される。
【００７８】
気泡発生槽３からの循環水は、必要に応じて第二濾過槽５Ａ又は５Ｂに供給される。第二濾過槽槽５Ａ又は５Ｂでは微細物が除去される。
【００７９】
生物濾過槽４で、循環水は濾過材４０の好気性微生物によって、溶残酸素が消費されてアンモニア等の有機物が処理される。
【００８０】
循環水は生物濾過槽４を通った後に、植物槽１によってさらに有機物が吸着され、光合成により酸素が供給される。
【００８１】
さらに、冷却装置７による冷却殺菌と合わせて酸素供給を行うと同時に、ｐＨ調整槽８で最適なｐＨ状態として再度飼育用水槽１に還流する。
【００８２】
この実施の形態では、各浄化機能を持つ槽の配置により、循環水から粗粒と微細粒、アンモニア等、さらに残った有機物の順に除去されることで、それぞれの作用が最大限発揮できるようになっている。
【００８３】
特に、生物濾過槽４の直後に植物槽１が設けられていることで、生物濾過槽４の好気性微生物による分解作用を経た循環水が供給され、植物槽１の植物の繁茂が盛んに起こる。ここには、微生物の作用によって植物に吸着される形となった有機物が、植物に栄養として吸着されるといった働きも含まれると考えられる。
【００８４】
また、植物槽１は最後に設けられていることで、透明度が高くなった水が供給されるため、植物の光合成が活発に行われる点でも好適である。加えて、植物槽１は飼育槽の手前に設けられており、植物槽１で処理された循環水は有機物が吸着され、酸素を多く含むため、魚介類の成育に好ましい。
【００８５】
なお、本発明の循環式水槽は、ここでは主な産業上の利用目的として陸上での魚介類養殖である養殖用をはじめ、成魚の比較的長期間の畜養の目的など、魚介類の飼育一般に広く用いることができる。
【００８６】
この実施の形態では、淡水性の珪酸塩鉱物１１として淡水性の珪藻岩１１Ａを用いているが、それ以外の珪酸塩鉱物には、カンラン石、花崗岩、長石、堆積岩、火成岩などがあげられる。
【００８７】
植物槽１には、通水性の床１６を用いずに、植物槽１の下部から珪酸塩鉱物１１にゆきわたるように循環水を供給する方法として、パイプ１８を一ないし複数、植物槽１の底の珪酸塩鉱物１１の積み重なった層の中に直接、底部に張り巡らせるように埋めるといった手段もある。
【００８８】
植物槽１には、淡水性の珪酸塩鉱物１１の設置に加えて、カンラン石１９を、循環水に各種イオンを供給可能となるよう備えることもできる。カンラン石１９は、フィルター１６を通過しないで、かつ３２５メッシュ（目開き：４５μｍ）のふるいを通過する粉体〜５０ｍｍ程度の大きさが好適に用いられる。
【００８９】
カンラン石は遠赤外線の放射率が高く、その育成光線は、植物の光合成を促進し、カルシウムイオンの増加を促す。また、このカンラン石の主成分には、鉄分、アルミナ、マグネシウムなどがバランス良く含まれ、これらが循環水に供給される。これらのミネラルは珪酸塩鉱物からの珪素に加えて草類、藻類の生育、生命活動に有益な役割を果たす。また循環水へのミネラルの供給は飼育する魚介類の栄養としても効果が期待できる。さらに、カンラン石以外に、玄武岩、黒鉛珪石、電気石、石英、または珪石などを使用することができる。
【００９０】
図４、５は実施の形態（２）を示す。図４は、植物槽を飼育槽の内部に設ける植物槽内蔵型循環式水槽の平面図、図５はそのＡ−Ａ’断面の側面図を示す。なお、図１〜３とは同一符号は同等部分を示すので、重複説明を省略する。
【００９１】
植物槽内蔵型循環式水槽１２０は、魚介類の飼育槽１０００と、飼育槽の内部に配置された内蔵式植物槽５０から概略構成されている。飼育槽１０００には、排水に接続する第一濾過槽２、第一濾過槽２からの排水に接続する気泡発生槽３を付設することができる。
【００９２】
まず、内蔵式植物槽５０は、珪藻岩１１Ａを設けられ、飼育槽１０００の循環水を通水する通水壁として、支持材１２２、１２３を井状に組み合わせて間隙１２４を有する井桁状構造体１２１を持つ。植物槽５０の上部には生物濾過槽４が少なくとも上部を水面より突出する形で設けられ、生物濾過槽４には上部よりオーバーフローする水流１２５を生じさせている。通水壁として別に、仕切網１２６も備える。
【００９３】
通水壁は、内蔵式植物槽５０を構成する通水性の構造体について呼ぶものである。上記珪酸塩鉱物１１を配置するための構造、植物を繁茂させる構造、植物が飼育する魚介類から干渉されずに繁茂できるよう内蔵式植物槽５０を飼育槽の中で分断する構造などを設けることができるが、いずれも、飼育槽内の循環水が恒常的に内蔵式植物槽５０と行き来し、水質が改善されるよう、通水性の構造である必要がある。
【００９４】
図に示した例では、通水壁として、まず井桁状構造体１２１を内蔵式植物槽５０の中に配置している。井桁状構造体１２１は、防水塗装された金属の角柱による２本ずつの縦の支持材１２２と横の支持材１２３を交差して交互に積み重ね、隙間１２０３が構成されるようにしてある。この井桁状構造体１２１は、内蔵式植物槽５０内に一ないし複数設けることが可能で、飼育の規模に応じた内蔵式植物槽５０の浄化能力の規模にあわせて選択することが望ましい。図に示した例では２箇所に設置している。
【００９５】
井桁状構造体１２１の支持材１２２、１２３で囲まれた内部の床面、および井桁状構造体１２１の周囲の外部の床面には、珪藻岩１１Ａを配置する。図に示した例では、丈の長い海草が繁茂した場合の水面との距離を考慮し、床面や井桁状構造体１２１の最下部の支持材１２３にのみ配置している。井桁状構造体１２１の周囲の外部の床面には、繁茂柵１２６に囲まれた範囲内に珪藻石１１Ａを配置している。
【００９６】
なお、井桁状構造体１２１は樹脂、金属、コンクリートなどで構成することもでき、また井桁以外にも同様の作用を有するものとして、充分に隙間のある骨組状、枠状、檻状、網棚、孔の多い直方体といった形状で構成することもでき、生物濾過槽４の重量や飼育槽１０００の規模に応じて、強度や通水性などから選択する。
【００９７】
内蔵式植物槽５０の上辺に設けられた生物濾過槽４は、生物濾過槽４で生物濾過された水が、内蔵式植物槽５０に流れ落ちるようにしているものである。開口部が水面１２７よりも上であればよく、生物濾過槽４全体が水上でも、上部のみが突出していてもよい。内蔵式植物槽５０の床には、生物濾過槽４の下部を通じて飼育槽１０００からの循環水を引き込み、生物濾過槽４内に上向きの水流を発生させるポンプ９２が配置されている。
【００９８】
次に、別の通水壁である仕切網１２６は、井桁状構造体１２１の外側周囲を囲むように水底から水面まで渡して配置されている。仕切網１２６は循環水を通すが魚介類を通さないもので、内蔵式植物槽５０を魚介類が回遊する部分または貝類の飼育や魚類の産卵を行う部分と分断し、植物を密集させると同時に魚介類に干渉されないように繁茂させる、といった目的がある。しかし、飼育槽１０００の規模等によっては内蔵式植物槽５０に仕切網１２６を設けない構成も可能である。また仕切網１２６を一部のみに設ける、繁茂柵１０００の外部にも珪藻岩１１Ａを配置する構成も可能である。
【００９９】
仕切網１２６には、樹脂や細い金属のネットおよびメッシュの他に、金属や樹脂や木製の柵や檻を基礎として、繊維製のネットやメッシュ、麻や綿や藁製の縄などを絡み付けたものなども使用できる。繁茂柵の網の目は、飼育する魚介類の大きさにより、魚介類を通さない目の粗さを選択すればよく、目の大きさが飼育する魚介類の通過可能な大きさよりも若干小さいくらいのものが好適に用いられる。目の大きさはおよそ１〜１２ｃｍ前後のものが選択でき、５〜１０ｃｍが望ましい。
【０１００】
図に示した例では、仕切網１２６には合成繊維の撚り縄によって編まれた漁網を、水槽中に浮き１２９で設置したものを用いている。浮き１２９は飼育槽１０００の水底に沈めた重り１３０で位置を保持している。図に示した例では、魚網はナイロン製で目の大きさがおよそ５ｃｍのものを用いている。
【０１０１】
図に示した例では、気泡供給装置１４には微細気泡を発生する曝気ポンプを、井桁状構造体１２１の周囲に配置されている。この曝気ポンプのかわりに、配管を通じて直接空気や微細気泡を伴った水流を送り込む、といった手段で気泡を供給することもできる。
【０１０２】
この実施の形態（２）では、飼育槽１０００からポンプ９２により引き込まれた循環水が、生物濾過槽４の上部の開口部４１から出水し、循環するようになっている。この際、魚類排泄物などに由来する有機物を含んだ飼育槽１０００の循環水は、気泡供給装置１４から発生する気泡により充分に酸素が供給されて、生物濾過槽４に吸入されることとなる。そのため、生物濾過槽４内の好気性微生物の繁殖が盛んに起こり、生育も活性化され、有機物の生物濾過も盛んに起こる。
【０１０３】
さらに、生物濾過槽４の循環水は、水流１２５として飼育槽１０００内の周囲一体へ流れ込む形となっている。そのため、生物濾過された循環水が周囲一帯、特に井桁状構造物１２１の周囲に配置された珪藻岩１１Ａへと充分にゆきわたる。
【０１０４】
図６に示すように、この状態で放置することで、水中に含まれる植物の種子や胞子をもとに、生物濾過された循環水中の有機物を養分として、珪藻石１１Ａには植物１３が繁殖する。さらに、仕切網１２６にも種子や胞子が付着、循環水中の養分によって、植物１３が繁茂する。
【０１０５】
なお、配置時に草類、藻類をあらかじめ珪藻岩１１Ａや仕切網１２６に繁茂させ、あるいはそれらの種子、胞子を付着させておくことで、迅速に植物が繁茂するようにしておくことも可能である。その際は、養殖する魚の種類に合わせて水質を予想し、植物の種類や繁茂させる量を選択するのが望ましい。
【０１０６】
また、このとき、仕切網１２６の草類または藻類は、魚の産卵場となり得、稚魚を孵化させ、飼育することが可能となる。仕切網１２６には漁網を用いているので、繁茂する草類や藻類は飼育槽１０００内の水流によって、海流によるのと同様に微動する。また合成繊維の撚り縄には凹凸が多いので、草類の根や藻類が定着しやすく、また魚が産卵しやすい。さらに、魚類の飼育と同時に、アワビ等の貝類及び稚貝類を飼育することが可能となる。
【０１０７】
また、飼育によって成魚となったもの、または成魚の長期間の飼育に、この飼育槽１０００を用いることで、成魚によって仕切網１２６に産卵させることもできる。そのあと、飼育槽１０００内から親魚を取り出し、その後は飼育槽１０００を稚魚を飼育するためのシステムとして用いることができる。すなわち、外から成魚や魚卵を追加しなくとも、恒久的に稚魚、成魚の世代を重ね養殖を続けることが可能な、養殖システムとすることもできる。
【０１０８】
なお、この実施の形態（２）では、内蔵式植物槽５０と生物濾過槽４が水槽内に設けられているため、水槽外部の浄化装置へと循環水を引き出す構造に比べて、水温の変化が少なく、飼育環境の恒常制が保持される。
【０１０９】
図４では、珪藻岩１１Ａや仕切網１２６などに繁茂する植物が浄化の働きを持つため、飼育槽１０００の外部には実施の形態（１）のような植物槽１は設けられていないが、外部にも植物槽を配置することはでき、あるいは、水槽内部に植物が充分に繁茂する前は外部に配置しておいて、必要に応じて取り除くこともできる。
【０１１０】
なお、この実施の形態では、内蔵式植物槽５０と生物濾過槽４が水槽の内部に設けられているため、水槽外部には第一濾過槽２と気泡発生槽３のみが設けられている。この２槽の設置は、図４に示した例では、飼育槽１０００の一部が出っ張り、通水性の分離柵１３１によって区分けされた部分が、第一濾過槽２になっている。気泡発生槽３は第一濾過槽２に対して配管の接続ではなく、分離柵１３１を設けられて互いの壁面を連通された形になっている。第一濾過槽２の濾過フィルタ２Ｃは、飼育槽１０００から気泡発生槽３に向かって仕切りを設ける形で、目が粗いものから細かいものへと順に設置されている。このため最も細かいフィルタで濾過された循環水が気泡発生槽３に届く。気泡発生槽３で気泡を供給された循環水は、ポンプ９によって取水口１３２より飼育槽１０００に戻される。
【０１１１】
この形態によって、第一濾過槽２と気泡発生槽３の間に水圧を設けるポンプなどを用いていないこと、一体化している部分が多いことで、システム全体の規模を小さくすることが可能となっている。各々の槽が小型の場合は特に、スペースを節約することができ、また水流も頻繁となる。これらの装置の選択は循環式水槽の立地規模や飼育の規模などにあわせて、適宜行うことができる。
【０１１２】
この実施の形態（２）は、飼育槽１０００内に循環水を浄化、水質を改善し循環し続ける機構を備え、なおかつそれらが微生物、植物といった生物生命科学（バイオテクノロジー）の機能によるものであり、自然の淡水、海水環境に近い状態を作っていることに大きな特色がある。従来技術による比較的長期の魚介類の飼育においては、飼育する魚介類の性質にあわせた、また飼育用水を長期間再利用するための水質成分の調整が人為的に行われており、特に食用の魚介類の養殖においては、それが品質に影響していることが考えられたが、この実施の形態（２）では基本的にそれらの人為的な調整を要さず、自然の環境に近い水質が長期間保たれ、その環境内で魚介類の飼育を行うことができる。
【０１１３】
また、飼育槽１０００中に植物の繁茂する部分があることによって、循環水中の微生物や微量成分が自然の水環境により近づき、飼育される魚介類の生態に良影響を与えていると考えられる。
【０１１４】
続いて図７、８は実施の形態（３）を示す。図７は植物槽を多数配置した大規模循環式水槽の形態の平面図、図８はそのＡ−Ａ’断面の側面図を示す。
【０１１５】
この実施の形態の大規模循環式水槽１５０は、金網式植物槽６０を、図７に示すように、生物濾過槽４と珪藻岩１１Ａを通水壁を用いずに設置し、生物濾過槽４の開口部４１が水槽の水面上になるようにし、四方を囲む金網状仕切網１５１で囲ったのみの単純な構造としており、この構造を図７のように大型の飼育槽１０００内に多数配置している。
【０１１６】
金網状仕切網１５１は、配置や撤去が簡易な定型性の柵で生物濾過槽４の側面周囲を囲んだものである。図に示した例では、最初に直方体状で上部の蓋のみがない金網の檻を飼育槽１０００に配置し、その檻の底部の金網に、生物濾過槽４や珪藻岩１１Ａ、ポンプ９２、気泡発生装置１４を配置している。他に、生物濾過槽４の周囲に長方形の枠状に金網を組み、金網を重りや杭などを介して飼育槽１０００の底面に固定する、金網の枠を生物濾過槽４に対してロープ等で保持するといった手段がある。
【０１１７】
この実施の形態（３）では、金網式植物槽６０を多数配置すると、柵の間を飼育している魚類が泳ぎ回る回遊路１５２などが生じ、さらに魚介類の自然の繁殖環境に近い、大規模な飼育が可能である。
【実施例】
【０１１８】
図３に示す装置を用い、ヒラメの養殖試験を行うために、まず、植物槽１に草類１３Ａおよび藻類１３Ｂの繁殖を行った。内容積が約２．４ｋＬの植物槽１に大きさが２．５ｃｍ程度のオーストラリア産淡水性オレイ型珪藻岩を約２０ｋｇと、大きさが３２５メッシュの粉体の韓国産希土類アルカリカンラン石を約６ｋｇ入れ、海水を約２ｋＬ入れた。その後、気泡供給装置１４で気泡１５を供給し続けたところ、約１週間後にアマモ、イトモが繁殖を開始した。繁殖を始めたアマモ、イトモは、繁殖開始後約数週間で、槽内の略々全体に繁殖した。この状態で、植物槽１の使用を開始した。
【０１１９】
上記植物槽１を備えた循環式水槽１００を用いて、ヒラメの養殖試験を行った。飼育槽１０００には内容積が約５０ｋＬ、第一濾過槽２には内容積が約１ｋＬ、気泡発生槽３には内容積が約２ｋＬ、第二濾過槽５には内容積が約２ｋＬ、生物濾過槽４には内容積が約２ｋＬ、植物槽１には上記内容積約２ｋＬのものを使用し、飼育槽１０００には約１万匹のヒラメの稚魚を入れた。
【０１２０】
飼育槽１００には、揮発した分の海水を定期的に補給するだけで、水の取替えが年間２〜３回程度まで減少した。従来の植物槽１を設けていない循環式水槽の水の取替え頻度と比較して、１／５〜１／１０程度となり、大幅に水の取替え頻度を改良することができた。
【０１２１】
また、植物槽１を供えることにより、ヒラメの餌の摂取量が１．２〜１．３倍程度増加し、１．０〜１．２ｋｇまで成長するために、従来は１年３ヶ月〜１年半程度を要していたが、３ヶ月程度短縮することが可能となった。また、従来の循環式水槽で１年半程度飼育されたヒラメには養殖魚独特の臭いが発生していたが、本発明に係る循環式水槽１００で養殖されたヒラメには、異臭が感じられず、肉質も味覚も良くなり、十分に成長したヒラメを出荷することが可能となった。
【０１２２】
また、ヒラメの免疫力が高まり、病気になるヒラメが従来の養殖に比べて約１／１００に減った。
【０１２３】
さらに、上記循環式水槽１００では、ヒラメとアワビとの共栄が可能となり、また、トラフグ、ナマコ、カサゴなどの複数種の魚類とサザエ、ツブ貝などの複数種の貝類との共栄も可能となった。
【０１２４】
比較例として、植物槽１に、淡水性の珪酸塩鉱物の変わりに、市販の燃料用炭を用いた。上記炭から、海草、海藻の発生は確認されたが、海草、海藻は槽の略々全体まで繁殖することはなく、約１／１００程度であった。さらに、約２ヵ月後に、海草及び海藻は減少傾向に転じていった。上記墨の細孔は他方の面に連通しておらず、炭中に発生した好気性微生物が、炭中の穴である程度死滅し、海草及び海藻の栄養分が十分に供給されなくなったためと推測される。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】実施の形態（１）の概略図
【図２】配置時の植物槽の断面図
【図３】使用時の植物槽の断面図
【図４】実施の形態（２）の配置時の平面図
【図５】実施の形態（２）の配置時のＡ−Ａ’ 断面の側面図
【図６】実施の形態（２）の使用時のＡ−Ａ’ 断面の側面図
【図７】実施の形態（３）の配置時の平面図
【図８】実施の形態（３）の配置時のＢ−Ｂ’断面の側面図
【符号の説明】
【０１２６】
１ 植物槽
１０ 植物槽本体
１１ 珪酸塩鉱物
１１Ａ 珪藻岩
１２ 植物槽の下部の隙間
１３ 植物
１３Ａ 草類
１３Ｂ 藻類
１４ 気泡供給装置
１５ 気泡
１６ 通水性の床
１７ パイプ
１８ 穴
１９ カンラン石
１００ 循環式水槽Ａ
１０１ 側壁
１０２ 底面
１０３ フィルター受
１０４ フィルター受枠
１０５ フィルター受
１０６ 入水口
１０７ 排水口
１０８ 仕切り
１１１ 細孔
１１２ 好気性微生物
１１３ 珪藻岩内の水流
１２０ 植物槽内蔵型循環式水槽
１２１ 井桁状構造物
１２２ 縦の支持材
１２３ 横の支持材
１２４ 支持材の間隙
１２５ 水流
１２６ 仕切網
１２７ 水面
１２９ 浮き
１３０ 重り
１３１ 分離柵
１３２ 取水口
１５０ 大規模循環式水槽
１５１ 金網状仕切網
１５２ 回遊路
２０ 二重管
２１〜２４ バルブ
３０〜３５ 配管
１０００ 飼育槽
２（２Ａ，２Ｂ） 濾過槽
３ 気泡発生槽
４ 生物濾過槽
４０ 生物濾過材
４１ 開口部
５（５A、５B） 第二濾過槽
５０ 内蔵式植物槽
６０ 金網式植物槽
７ 冷却装置
８ ｐH調整槽
９、９０、９１、９２ ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
魚介類の飼育槽からの排水を循環水として浄化する循環式水槽において、
淡水性の珪酸塩鉱物を設けて植物が繁茂する植物槽を上記飼育槽の手前に設けることを特徴とする循環式水槽。
【請求項２】
上記珪酸塩鉱物が細孔を有する珪藻岩であることを特徴とする請求項１に記載の循環式水槽。
【請求項３】
上記植物槽に通水性の床を設けて上記床の上に上記珪酸塩鉱物を配置し、循環水を上記床の下部から供給することを特徴とする請求項１または２に記載の循環式水槽。
【請求項４】
魚介類の飼育槽と、
循環水中の粗粒体を濾過する第一濾過槽と、
循環水中の有機物を除去する生物濾過槽と、
上記植物槽とが夫々独立して備えられ、循環水が第一濾過槽、生物濾過槽、植物槽、飼育槽の順に循環することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の循環式水槽。
【請求項５】
魚介類の飼育槽の排水を循環水として浄化する循環式水槽において、
淡水性の珪酸塩鉱物を設けて植物が繁茂する植物槽を飼育槽の内部に配置したことを特徴とする循環式水槽。
【請求項６】
上記珪酸塩鉱物が細孔を有する珪藻岩であることを特徴とする請求項５に記載の循環式水槽。
【請求項７】
上記植物槽は上記飼育槽の循環水を通水する通水壁であることを特徴とする請求項５または６に記載の循環式水槽。
【請求項８】
通水壁が支持材を井状に組み合わせて間隙を有していることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の循環式水槽。
【請求項９】
上記植物槽の上部に生物濾過槽の少なくとも上部を水面より突出させ、飼育槽から生物濾過槽に上向きの水流を設けて、生物濾過槽の上部よりオーバーフローさせたことを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載の循環式水槽。
【請求項１０】
通水壁が仕切網であることを特徴とする請求項５から９のいずれかに記載の循環式水槽。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の魚介類の循環式水槽を使用して飼育槽で魚介類を飼育することを特徴とする魚介類の飼育方法。
【請求項１】
魚介類の飼育槽からの排水を循環水として浄化する循環式水槽において、
淡水性の珪酸塩鉱物を設けて植物が繁茂する植物槽を上記飼育槽の手前に設けることを特徴とする循環式水槽。
【請求項２】
上記珪酸塩鉱物が細孔を有する珪藻岩であることを特徴とする請求項１に記載の循環式水槽。
【請求項３】
上記植物槽に通水性の床を設けて上記床の上に上記珪酸塩鉱物を配置し、循環水を上記床の下部から供給することを特徴とする請求項１または２に記載の循環式水槽。
【請求項４】
魚介類の飼育槽と、
循環水中の粗粒体を濾過する第一濾過槽と、
循環水中の有機物を除去する生物濾過槽と、
上記植物槽とが夫々独立して備えられ、循環水が第一濾過槽、生物濾過槽、植物槽、飼育槽の順に循環することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の循環式水槽。
【請求項５】
魚介類の飼育槽の排水を循環水として浄化する循環式水槽において、
淡水性の珪酸塩鉱物を設けて植物が繁茂する植物槽を飼育槽の内部に配置したことを特徴とする循環式水槽。
【請求項６】
上記珪酸塩鉱物が細孔を有する珪藻岩であることを特徴とする請求項５に記載の循環式水槽。
【請求項７】
上記植物槽は上記飼育槽の循環水を通水する通水壁であることを特徴とする請求項５または６に記載の循環式水槽。
【請求項８】
通水壁が支持材を井状に組み合わせて間隙を有していることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の循環式水槽。
【請求項９】
上記植物槽の上部に生物濾過槽の少なくとも上部を水面より突出させ、飼育槽から生物濾過槽に上向きの水流を設けて、生物濾過槽の上部よりオーバーフローさせたことを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載の循環式水槽。
【請求項１０】
通水壁が仕切網であることを特徴とする請求項５から９のいずれかに記載の循環式水槽。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の魚介類の循環式水槽を使用して飼育槽で魚介類を飼育することを特徴とする魚介類の飼育方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−６０８３０（Ｐ２００９−６０８３０Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３０８４４（Ｐ２００７−２３０８４４）
【出願日】平成１９年９月５日（２００７．９．５）
【出願人】（５０７２９８６５８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月５日（２００７．９．５）
【出願人】（５０７２９８６５８）
【Ｆターム（参考）】
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