水棲動物の飼育方法及び硝酸性窒素の除去方法
【課題】水に白濁現象が生じ難く、硝酸性窒素を含む多くの水を脱窒処理できる硝酸性窒素の除去方法、及び飼育水に白濁現象が生じ難く、飼育水の交換回数を少なくできる水棲動物の飼育方法を提供することを目的とする。
【解決手段】水棲動物を飼育している水槽又は池の飼育水Ｗ１を、硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材２３に接触させて、飼育水Ｗ１に溶存している硝酸性窒素を除去し、除去後の処理水Ｗ２を戻した飼育水Ｗ１の中で水棲動物を飼育する水棲動物の飼育方法であって、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている脱窒材２３が充填されている処理槽２１に流入する飼育水Ｗ１の一日分の体積を脱窒材２３の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であり、処理槽２１から流出する処理水Ｗ２の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする水棲動物の飼育方法。
【解決手段】水棲動物を飼育している水槽又は池の飼育水Ｗ１を、硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材２３に接触させて、飼育水Ｗ１に溶存している硝酸性窒素を除去し、除去後の処理水Ｗ２を戻した飼育水Ｗ１の中で水棲動物を飼育する水棲動物の飼育方法であって、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている脱窒材２３が充填されている処理槽２１に流入する飼育水Ｗ１の一日分の体積を脱窒材２３の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であり、処理槽２１から流出する処理水Ｗ２の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする水棲動物の飼育方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水に溶存している硝酸性窒素を除去する方法、及び飼育水に溶存している硝酸性窒素を除去して水棲動物を飼育する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
魚類等の水棲動物を飼育する、水族館、観賞魚水槽、活魚水槽、観賞魚池、養殖魚池等においては、水の交換（換水）の回数を少なくするため、砂等を用いたろ過や微生物による浄化等により水の処理が行われている。このうち、残餌や魚類等のふん尿等から発生する窒素成分については、微生物により、アンモニア性窒素、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素へと酸化されることで、より安全な窒素形態に変化して処理されている。しかし、溶存酸素の濃度が高い環境では、硝酸性窒素は増え続けることから、動物の適応濃度を何れは超えてしまう。そのため、水棲動物に障害が起こらないよう、水の交換が行われている。
【０００３】
ところで、硝酸性窒素を除去する方法としては、嫌気性条件の処理槽にメタノール等の水素供与体を投入して生物脱窒する方法がある。しかし、この方法では、メタノール等の水素供与体を多く使用することから、処理費用が高いものとなっていた。
【０００４】
そこで、処理費用が安い方法として、特許文献１に記載の硫黄と炭酸カルシウムとからなる脱窒材を用い、この脱窒材が充填されている処理槽に流入する水量を少なく（例えば、一日に流入する海水量を脱窒材の重量の約２０倍以下）にすることで、処理槽内の溶存酸素量を少なくして嫌気性状態にして硝酸性窒素を除去（脱窒）する方法が特許文献２、３に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４３０３６４号公報
【特許文献２】特許第４５６２９３５号公報
【特許文献３】特開２００２−３７００９７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】新日鐵化学株式会社技術開発本部開発企画部編「硫黄カルシウム剤による脱窒法」化学工業日報社、２００４年４月２８日、ｐ５９−６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２、３の方法は、脱窒処理された水に白濁現象が生じることがあった（表１の比較例２、３参照）。その上、硫化水素を発生することがあり、水棲動物を弱らせたり、死滅させたりするおそれがあった。また、単位時間当りに脱窒処理される水の量が少ないことから、多くの脱窒材及び大きな処理槽が必要となっていた。特に、魚類等の水棲動物を飼育している水槽等の水の脱窒処理に用いる場合には、硝酸性窒素が増えないよう、日々の給餌量に見合うだけの脱窒処理をする能力が最低限求められているが、特許文献２、３の方法では、脱窒処理される水の量が少ないことから、脱窒処理しきれないおそれがあった。
【０００８】
そこで、本発明は、水に白濁現象が生じ難く、硝酸性窒素を含む多くの水を脱窒処理（溶存している硝酸性窒素を窒素ガスにして水から除去する処理）できる硝酸性窒素の除去方法、及び飼育水に白濁現象が生じ難く、飼育水の交換回数を少なくできる水棲動物の飼育方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
硫黄と炭酸カルシウムとを含む脱窒材を用いた硝酸性窒素の脱窒は、硫黄酸化細菌によって行われることから、硫黄酸化細菌が硝酸性窒素の酸素を取り込むよう、雰囲気を嫌気性状態にする、即ち、処理される水を嫌気性（溶存酸素濃度１ｍｇ／Ｌ未満）にすることが好ましいとされている（非特許文献１）。そのため、魚類等の水棲動物を飼育している水槽等の水を脱窒処理する場合には、従来は、脱窒材が充填されている処理槽へ流入する水の量を少なくしたり、処理槽へ流入する前に水を嫌気性にする等して、処理槽内が嫌気性状態になるようにしていた。
【００１０】
しかし、本発明の発明者らは、脱窒材が充填された処理槽内の水の溶存酸素濃度を低くして、処理槽内の雰囲気を嫌気性状態にすることが、白濁現象を生じさせる原因であると推測した。
【００１１】
そこで、本発明の発明者らは、処理される水を好気性（溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上）にしたまま処理槽に流入させて、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを共存させることで、白濁現象が生じないことを見出した。
【００１２】
また、処理槽内の雰囲気を好気性状態にすることから、多くの水を処理槽に流入させることができ、多くの水を脱窒処理できることを見出した。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の第１の硝酸性窒素の除去方法は、硝酸性窒素が溶存している水を硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材に接触させて前記硝酸性窒素を除去する硝酸性窒素の除去方法であって、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材が充填されている処理槽から流出する、硝酸性窒素が除去された水の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の第２の硝酸性窒素の除去方法は、硝酸性窒素が溶存している水を硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材に接触させて前記硝酸性窒素を除去する硝酸性窒素の除去方法であって、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材が充填されている処理槽に流入する前記水の一日分の体積を前記脱窒材の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の第３の硝酸性窒素の除去方法は、硝酸性窒素が溶存している水を硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材に接触させて前記硝酸性窒素を除去する硝酸性窒素の除去方法であって、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材が充填されている処理槽に流入する前記水の一日分の体積を前記脱窒材の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であり、前記処理槽から流出する、硝酸性窒素が除去された水の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の水棲動物の飼育方法は、水棲動物を飼育している水槽又は池の飼育水を、硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材に接触させて、前記飼育水に溶存している硝酸性窒素を除去し、前記除去後の処理水を戻した前記飼育水の中で前記水棲動物を飼育する水棲動物の飼育方法であって、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材が充填されている処理槽から流出する前記処理水の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の第２の水棲動物の飼育方法は、水棲動物を飼育している水槽又は池の飼育水を、硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材に接触させて、前記飼育水に溶存している硝酸性窒素を除去し、前記除去後の処理水を戻した前記飼育水の中で前記水棲動物を飼育する水棲動物の飼育方法であって、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材が充填されている処理槽に流入する前記飼育水の一日分の体積を前記脱窒材の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であることを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明の第３の水棲動物の飼育方法は、水棲動物を飼育している水槽又は池の飼育水を、硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材に接触させて、前記飼育水に溶存している硝酸性窒素を除去し、前記除去後の処理水を戻した前記飼育水の中で前記水棲動物を飼育する水棲動物の飼育方法であって、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材が充填されている処理槽に流入する前記飼育水の一日分の体積を前記脱窒材の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であり、前記処理槽から流出する前記処理水の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする。
【００１９】
本発明の硝酸性窒素の除去方法及び水棲動物の飼育方法の各要素の態様を以下に例示する。
【００２０】
１．脱窒材
脱窒材は、特に限定されないが、硫黄の含有量が炭酸カルシウムの含有量より少ないことが好ましい。これは、処理槽内の雰囲気が嫌気性状態になったときに、硫酸イオンが有機物と反応して硫化水素を発生する危険性があり、その硫化水素により、水棲動物が死滅するおそれがあるからである。硫黄の含有量と炭酸カルシウムの含有量との質量比（硫黄：炭酸カルシウム）は、特に限定されないが、上記理由により、３０〜４９．９：７０〜５０．１が好ましく、４０〜４９：６０〜５１がより好ましい。
【００２１】
脱窒材の粒度は、特に限定されないが、５〜２００ｍｍであることが好ましい。これは、５ｍｍ未満では、脱窒材間の隙間が狭くなるため、水中を浮遊する固形物や有機物等が嵌り込むことにより、又は、脱窒材の表面に生息する微生物により、目詰まりを生じ易くなり、脱窒処理の効率が低下するとともに、局所的な嫌気性状態が生じ易くなって硫化水素が発生し易くなる。一方、２００ｍｍを超えると、表面積が小さくなり、脱窒処理の効率が低下する。硫黄酸化細菌と好気性微生物とが共存し易くなり、脱窒処理の効率が高くなることから、１０〜５０ｍｍであることがより好ましい。
【００２２】
２．処理水（硝酸性窒素が除去された水）
処理水の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることで、処理槽内の雰囲気が好気性状態になり、脱窒材に生息している好気性微生物を活性化する。これにより、水に白濁現象が生じないようにできる。好ましくは、５ｍｇ／Ｌ以上である。処理水の溶存酸素濃度の上限は、特に限定されないが、敢えて言うならば、８ｍｇ／Ｌ以下が例示できる。なお、処理水の溶存酸素濃度は、処理槽から流出した処理水を温度や圧力を操作することなく測定した値である。
【００２３】
３．流入水量
流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であることで、処理槽内の雰囲気を好気性状態にでき、脱窒材に生息している好気性微生物を活性化する。これにより、水に白濁現象が生じないようにできる。また、多くの水の脱窒処理が行えることから、処理槽に充填する脱窒材の量を少なくでき、処理槽を小さくすることができる。脱窒材の量が同じであれば、従来に比べて脱窒処理する水の量を多くすることができる。流入水量の上限は、特に限定されないが、敢えて言うならば、１００００Ｌ／Ｋｇ日以下が例示できる。
【００２４】
４．飼育水（硝酸性窒素が溶存している水）
飼育水は、特に限定されないが、海水であってもよいし、淡水であってもよい。また、処理槽に流入する前に溶存酸素濃度を高める操作をしなくてもよいことから、好気性（溶存酸素濃度が３ｍｇ／Ｌ以上）のものであることが好ましく、水棲動物が飼育し易いことから、溶存酸素濃度が５ｍｇ／Ｌ以上のものであることがより好ましい。溶存酸素濃度の上限は、特に限定されないが、敢えて言うならば、８ｍｇ／Ｌ以下が例示できる。また、飼育水の温度は、特に限定されないが、水族館等で水棲動物を飼育している水槽の水温、例えば、１５〜３０℃が挙げられる。
【００２５】
飼育水の量は、特に限定されないが、入れ替えを行わず繰り返し使用する場合には、発生する硝酸性窒素の量にも因るが、処理槽に一日に流入する水の量の１０倍以下であることが好ましい。１０倍を超えると、発生した分の硝酸性窒素が処理できなくなるおそれがある。
【００２６】
５．水棲動物
水棲動物としては、特に限定されないが、魚、海獣、貝、タコ、イカ、カニ、エビ、ヒトデ、サンゴ、ハナギンチャク、イソギンチャク等が例示できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、水に白濁現象が生じ難く、硝酸性窒素を含む多くの水を脱窒処理できる硝酸性窒素の除去方法、及び飼育水に白濁現象が生じ難く、飼育水の交換回数を少なくできる水棲動物の飼育方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】脱窒能力試験の試験設備の図である。
【図２】飼育試験の試験設備の図である。
【図３】飼育試験に用いた処理槽の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
１）硫黄酸化細菌及び好気性微生物の馴化
硫黄酸化細菌と好気性微生物とが表層に生息している脱窒材を得るために、硫黄酸化細菌及び好気性微生物の馴化を脱窒材へ行った。
この硫黄酸化細菌及び好気性微生物の馴化が行われた脱窒材を、後述する実施例及び比較例の脱窒材として用いた。
【００３０】
海水、脱窒材及び活性汚泥には次のものを用いた。
海水には、水族館において、魚介類や哺乳類等の海洋動物を飼育している水槽から採取した、硝酸性窒素濃度が５６．６ｍｇ／Ｌのものを用いた。
脱窒材には、硫黄と炭酸カルシウムとの質量比（硫黄：炭酸カルシウム）が４５：５５、粒度が１０〜５０ｍｍ、見かけ比重が１．３５Ｋｇ／Ｌのものを用いた。
活性汚泥には、下水処理場のばっき槽に浮遊しているものを用いた。
【００３１】
脱窒材への硫黄酸化細菌及び好気性微生物の馴化は、次のように行った。
１０Ｌ（容量）のポリ容器に、１０Ｋｇの脱窒材を充填した後、１００ｍＬの活性汚泥を上から脱窒材に振り掛けた。
その後、約１５０Ｌの海水（硝酸性窒素濃度が５６．６ｍｇ／Ｌ）が入れられた水槽（Ｗ４５０ｍｍ×Ｌ９００ｍｍ×Ｈ４５０ｍｍ）から、ポンプを用いて、海水を６Ｌ／ｍｉｎの流量でポリ容器に常時通水した（なお、海水は、ポリ容器内の脱窒材充填層を上向流で通水され、ポリ容器から溢れ出たものを水槽へと戻し、循環させた）。
そして、海水の硝酸性窒素濃度が１ｍｇ／Ｌ以下になるまで（５日目に硝酸性窒素濃度が１ｍｇ／Ｌ以下になった）通水を続けた。
【００３２】
その後、全ての海水（約１５０Ｌ）を硝酸性窒素濃度が５６．６ｍｇ／Ｌのものに入れ替えた後、再度、ポリ容器への通水（流量が６Ｌ／ｍｉｎ）をし、この海水の硝酸性窒素濃度が１ｍｇ／Ｌ以下になるまで通水を続けた。
そして、海水の入れ替えを三回繰り返すことで、約４５０Ｌの海水（硝酸性窒素濃度が５６．６ｍｇ／Ｌ）をその硝酸性窒素濃度が１ｍｇ／Ｌになるまでポリ容器に通水して、脱窒材への硫黄酸化細菌及び好気性微生物の馴化を行った。
【００３３】
２）脱窒能力試験
上記、硫黄酸化細菌及び好気性微生物の馴化を行うことにより、硫黄酸化細菌と好気性微生物とが表層に生息している脱窒材を用い、この脱窒材が充填されている処理槽に流入する海水の量（流入水量）を変えた３種類の実施例と３種類の比較例とにより、それぞれの脱窒能力と水の白濁状態とを評価し、その結果を表１に示す。また、それぞれの流入水量及び溶存酸素濃度も表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
海水には、水族館において、魚介類や哺乳類等の海洋動物を飼育している水槽から採取した、硝酸性窒素濃度が約４０〜７０ｍｇ／Ｌのものを用いた。
【００３６】
試験方法
硫黄酸化細菌と好気性微生物とが表層に生息している１０Ｋｇの脱窒材１３を、側面上部に処理水出口１２が穿設された１０Ｌ（容量）のポリ容器１１に充填した。このポリ容器１１が処理槽である。
そして、図１に示すように、約１５０Ｌの海水Ｗ１が入れられた水槽１０（Ｗ４５０ｍｍ×Ｌ９００ｍｍ×Ｈ４５０ｍｍ）内に、水槽１０内の海水Ｗ１がポリ容器１１内に直接流入しないようにするとともに、処理水出口１２から溢れ出た海水が水槽１０に戻るよう、処理水出口１２が水面より上方に位置するようにして、ポリ容器１１を配設した。
吸入ホース１６の先端部を水槽１０内の海水Ｗ１中に入れた、送水能力が６Ｌ／ｍｉｎのポンプ１５により海水Ｗ１を汲み上げてポリ容器１１内に入れた。
【００３７】
そして、ポンプ１５を間欠運転（５分間の運転と２〜３６０分間の停止とが１サイクル）することで、水槽１０内の海水Ｗ１をポリ容器１１内に送るとともに、脱窒処理されて溶存している硝酸性窒素が除去された処理海水Ｗ２を処理水出口１２から溢れ出させて海水Ｗ１へと戻し、海水Ｗ１の脱窒処理を行った。ポンプ１５の停止時間を変えることで、ポリ容器１１に流入する海水の一日分の量（体積）を変え、この一日分の海水の体積をポリ容器に充填された脱窒材の質量で割った値である流入水量を変えた。なお、試験中は、エアレーションにより、海水Ｗ１に酸素を供給した。また、海水に対して温度調整を行わなかったことから、海水Ｗ１及びＷ２の温度は室温（約２５℃）であった。
【００３８】
評価
脱窒能力
試験開始時及び試験開始３日後の水槽１０内の海水Ｗ１の硝酸性窒素濃度を測定した。そして、試験開始３日後の測定値を基に、◎：５ｍｇ／Ｌ以下、○：５〜２０ｍｇ／Ｌ、△：２０ｍｇ／Ｌ超と評価した。
【００３９】
白濁状態
試験開始３日後の水槽１０内の海水Ｗ１の白濁現象の程度を目視で判断し、白濁がない場合をなしと、白濁が少しある場合を少しと、白濁が濃い場合を濃いと評価した。
【００４０】
溶存酸素濃度
試験開始３日後における２〜３６０分間の停止後にポンプを運転した直後の処理水出口１２の海水を、温度及び圧力を操作することなく、測定した。
【００４１】
表１に示すように、実施例は、３日後には、硝酸性窒素濃度が３．２ｍｇ／Ｌ以下であり、脱窒する能力が高かった。溶存酸素濃度が３．５ｍｇ／Ｌ以上であり、白濁現象が生じなかった。流入水量が６６．５Ｌ／Ｋｇ日以上と大きいことから、硝酸性窒素の脱窒処理される海水の量を多くできた。一方、比較例は、３日後には、硝酸性窒素濃度が７．６ｍｇ／Ｌ以上であり、脱窒する能力が十分ではなかった。溶存酸素濃度が２．２ｍｇ／Ｌ以下であり、白濁現象が生じた。これは、流入水量が３４．６Ｌ／Ｋｇ日以下と小さいことから、ポリ容器内に海水が滞留する時間が長くなってしまった。そのため、脱窒菌による酸素消費が高くなり、海水の溶存酸素濃度が低くなって、白濁状態になりやすくなったと考えられる。
【００４２】
３）飼育試験
水棲動物を飼育している水槽の飼育水に本発明の実施例の硝酸性窒素の除去方法を用いて、溶存している硝酸性窒素の除去を行った。具体的には、次にように行った。
【００４３】
図２に示すように、円筒状の水槽２０（直径：１０００ｍｍ、水深６００ｍｍ）に入れられた約５７０Ｌの海水Ｗ１を、３２Ｋｇの珊瑚レキ２２（ろ過材）が充填された処理槽２１（Ｗ８００ｍｍ×Ｌ４５０ｍｍ×Ｈ４５０ｍｍ）に流下させるとともに、処理槽２１内の海水Ｗ１を、ポンプ２５により、水槽２０に汲み上げることで、水槽２０と処理槽２１との間で海水Ｗ１を循環させた。なお、水槽２０内の海水Ｗ１には、エアレーションにより、酸素を供給した。
【００４４】
この循環を詳述すると、所定の容量を超えた分の水槽２０内の海水Ｗ１は下降管２７内を流下する。そして、図３のａに示すように、処理槽２１内に放出され、上方から珊瑚レキ２２に掛けられて、ろ過処理等が行われる。その後、処理槽２１内に溜まった海水Ｗ１は、処理槽２１の底付近からポンプ２５により２０Ｌ／ｍｉｎの流量で汲み上げられ、上昇管２８内を通って上方へと送られ、上方から水槽２０内へと吐出される。
【００４５】
そして、１０日間循環させた後、ポンプ２５による海水Ｗ１の循環を続けたまま、イヌザメ（ＴＬ（全長）６０ｃｍ、ＢＷ（体重）８５０ｇ、オス）１尾を水槽２０に入れて飼育を開始した。なお、この日が飼育開始日（飼育日数０日）である。餌として、シシャモや甘エビを１０〜１５ｇ／日給餌した。
飼育開始から３２日目（飼育日数３２日）に、サンゴトラザメ（ＴＬ（全長）４５ｃｍ、ＢＷ（体重）４００ｇ）１尾とルリスズメ（ＴＬ（全長）２５ｍｍ、ＢＷ（体重）１ｇ）２０尾とを水槽２０に入れ、飼育開始から３３日目（飼育日数３３日）に、ヒメハナギンチャク２個体を水槽２０に入れて飼育した。餌として、シシャモや冷凍エビを２０〜３０ｇ／日と、ルリ用フレークを０．５〜１ｇ／日と給餌した。
なお、海水の温度は、２５〜２６℃を保つよう、ヒーター・クーラー２６で調整した。
【００４６】
この期間の海水中の各成分の濃度を表２に示す。なお、それぞれの濃度の測定は、上昇管２８の吐出口で、温度及び圧力を操作することなく、行った。
この期間は、飼育日数が増えることで、硝酸性窒素濃度は上昇し、硝酸性窒素が蓄積された。また、残渣や水棲動物（イヌザメ、サンゴトラザメ、ルリスズメ、ヒメハナギンチャク）からのふん尿による窒素は、処理槽２１で全て硝酸性窒素に硝化されていた。そのため、水槽の海水Ｗ１は常に透明度が高く、有機物も処理槽２１に生息する好気性微生物によって除去できていた。
【００４７】
【表２】
【００４８】
次に、上記の飼育を継続したまま（従って、飼育条件等は変更していない）、処理槽２１の珊瑚レキ２２の上に、１）の馴化により、硫黄酸化細菌と好気性微生物とが表層に生息している脱窒材２３を１０Ｋｇ入れた網袋２４（５ｍｍメッシュ）を置いて、処理槽２１に脱窒材２３を充填し、海水Ｗ１の硝酸性窒素の除去を行った。これが本発明の実施例の水棲動物の飼育方法である。このときの流入水量は、１０Ｋｇの脱窒材が充填された処理槽２１に２０Ｌ／ｍｉｎの流量で海水Ｗ１が流入され、循環されていることから、２８８０Ｌ／Ｋｇ日であった。なお、処理槽２１の珊瑚レキ２２の上に網袋２４を置いた日が、脱窒処理開始日（脱窒日数０日）である。
【００４９】
この循環を詳述すると、所定の容量を超えた分の水槽２０内の海水Ｗ１は下降管２７内を流下する。そして、図３のｂに示すように、海水Ｗ１は、処理槽２１内に放出され、上方から脱窒材２３に掛けられて、脱窒処理された後、珊瑚レキ２２でろ過処理等が行われ、溶存している硝酸性窒素が除去された処理海水Ｗ２になる。その後、処理槽２１内に溜まった処理海水Ｗ２は、処理槽２１の底付近からポンプ２５により２０Ｌ／ｍｉｎの流量で汲み上げられ、上昇管２８内を通って上方へと送られ、上方から水槽２０内へと吐出されて、海水Ｗ１に戻された。
【００５０】
この期間の海水中の各成分の濃度を表３に示す。なお、それぞれの濃度の測定は、上昇管２８の吐出口で、温度及び圧力を操作することなく、行った。
処理槽２１に脱窒材２３を設けることで硝酸性窒素の除去が進み、脱窒日数９日には、硝酸性窒素の濃度が１ｍｇ／Ｌ程度となった。そして、それ以後、硝酸性窒素濃度が上昇することはなく、同レベル（約１ｍｇ／Ｌ前後）を推移し、白濁現象も生じなかった。また、水棲動物も餌喰も良く、健康に飼育できた。
【００５１】
【表３】
【００５２】
以上より、本実施例の水棲動物の飼育方法によれば、溶存酸素濃度が５．８ｍｇ／Ｌ以上の高い状態で水槽２０に入れられた海水Ｗ１の硝酸性窒素を除去でき、水槽２０で飼っている水棲動物を安全に飼育できた。また、海水Ｗ１に硝酸性窒素の増加蓄積がなく、換水を減らすこともできた。さらに、従来行われていた、処理層内の溶存酸素濃度を低位に嫌気性条件を維持管理することと、水棲動物に影響する硫化水素の発生を抑制すること等をしなくてよくなった。
【００５３】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 水槽
１１ ポリ容器
１３ 脱窒材
２０ 水槽
２１ 処理槽
２３ 脱窒材
Ｗ１ 海水
Ｗ２ 処理海水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水に溶存している硝酸性窒素を除去する方法、及び飼育水に溶存している硝酸性窒素を除去して水棲動物を飼育する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
魚類等の水棲動物を飼育する、水族館、観賞魚水槽、活魚水槽、観賞魚池、養殖魚池等においては、水の交換（換水）の回数を少なくするため、砂等を用いたろ過や微生物による浄化等により水の処理が行われている。このうち、残餌や魚類等のふん尿等から発生する窒素成分については、微生物により、アンモニア性窒素、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素へと酸化されることで、より安全な窒素形態に変化して処理されている。しかし、溶存酸素の濃度が高い環境では、硝酸性窒素は増え続けることから、動物の適応濃度を何れは超えてしまう。そのため、水棲動物に障害が起こらないよう、水の交換が行われている。
【０００３】
ところで、硝酸性窒素を除去する方法としては、嫌気性条件の処理槽にメタノール等の水素供与体を投入して生物脱窒する方法がある。しかし、この方法では、メタノール等の水素供与体を多く使用することから、処理費用が高いものとなっていた。
【０００４】
そこで、処理費用が安い方法として、特許文献１に記載の硫黄と炭酸カルシウムとからなる脱窒材を用い、この脱窒材が充填されている処理槽に流入する水量を少なく（例えば、一日に流入する海水量を脱窒材の重量の約２０倍以下）にすることで、処理槽内の溶存酸素量を少なくして嫌気性状態にして硝酸性窒素を除去（脱窒）する方法が特許文献２、３に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４３０３６４号公報
【特許文献２】特許第４５６２９３５号公報
【特許文献３】特開２００２−３７００９７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】新日鐵化学株式会社技術開発本部開発企画部編「硫黄カルシウム剤による脱窒法」化学工業日報社、２００４年４月２８日、ｐ５９−６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２、３の方法は、脱窒処理された水に白濁現象が生じることがあった（表１の比較例２、３参照）。その上、硫化水素を発生することがあり、水棲動物を弱らせたり、死滅させたりするおそれがあった。また、単位時間当りに脱窒処理される水の量が少ないことから、多くの脱窒材及び大きな処理槽が必要となっていた。特に、魚類等の水棲動物を飼育している水槽等の水の脱窒処理に用いる場合には、硝酸性窒素が増えないよう、日々の給餌量に見合うだけの脱窒処理をする能力が最低限求められているが、特許文献２、３の方法では、脱窒処理される水の量が少ないことから、脱窒処理しきれないおそれがあった。
【０００８】
そこで、本発明は、水に白濁現象が生じ難く、硝酸性窒素を含む多くの水を脱窒処理（溶存している硝酸性窒素を窒素ガスにして水から除去する処理）できる硝酸性窒素の除去方法、及び飼育水に白濁現象が生じ難く、飼育水の交換回数を少なくできる水棲動物の飼育方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
硫黄と炭酸カルシウムとを含む脱窒材を用いた硝酸性窒素の脱窒は、硫黄酸化細菌によって行われることから、硫黄酸化細菌が硝酸性窒素の酸素を取り込むよう、雰囲気を嫌気性状態にする、即ち、処理される水を嫌気性（溶存酸素濃度１ｍｇ／Ｌ未満）にすることが好ましいとされている（非特許文献１）。そのため、魚類等の水棲動物を飼育している水槽等の水を脱窒処理する場合には、従来は、脱窒材が充填されている処理槽へ流入する水の量を少なくしたり、処理槽へ流入する前に水を嫌気性にする等して、処理槽内が嫌気性状態になるようにしていた。
【００１０】
しかし、本発明の発明者らは、脱窒材が充填された処理槽内の水の溶存酸素濃度を低くして、処理槽内の雰囲気を嫌気性状態にすることが、白濁現象を生じさせる原因であると推測した。
【００１１】
そこで、本発明の発明者らは、処理される水を好気性（溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上）にしたまま処理槽に流入させて、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを共存させることで、白濁現象が生じないことを見出した。
【００１２】
また、処理槽内の雰囲気を好気性状態にすることから、多くの水を処理槽に流入させることができ、多くの水を脱窒処理できることを見出した。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の第１の硝酸性窒素の除去方法は、硝酸性窒素が溶存している水を硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材に接触させて前記硝酸性窒素を除去する硝酸性窒素の除去方法であって、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材が充填されている処理槽から流出する、硝酸性窒素が除去された水の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の第２の硝酸性窒素の除去方法は、硝酸性窒素が溶存している水を硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材に接触させて前記硝酸性窒素を除去する硝酸性窒素の除去方法であって、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材が充填されている処理槽に流入する前記水の一日分の体積を前記脱窒材の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の第３の硝酸性窒素の除去方法は、硝酸性窒素が溶存している水を硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材に接触させて前記硝酸性窒素を除去する硝酸性窒素の除去方法であって、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材が充填されている処理槽に流入する前記水の一日分の体積を前記脱窒材の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であり、前記処理槽から流出する、硝酸性窒素が除去された水の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の水棲動物の飼育方法は、水棲動物を飼育している水槽又は池の飼育水を、硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材に接触させて、前記飼育水に溶存している硝酸性窒素を除去し、前記除去後の処理水を戻した前記飼育水の中で前記水棲動物を飼育する水棲動物の飼育方法であって、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材が充填されている処理槽から流出する前記処理水の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の第２の水棲動物の飼育方法は、水棲動物を飼育している水槽又は池の飼育水を、硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材に接触させて、前記飼育水に溶存している硝酸性窒素を除去し、前記除去後の処理水を戻した前記飼育水の中で前記水棲動物を飼育する水棲動物の飼育方法であって、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材が充填されている処理槽に流入する前記飼育水の一日分の体積を前記脱窒材の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であることを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明の第３の水棲動物の飼育方法は、水棲動物を飼育している水槽又は池の飼育水を、硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材に接触させて、前記飼育水に溶存している硝酸性窒素を除去し、前記除去後の処理水を戻した前記飼育水の中で前記水棲動物を飼育する水棲動物の飼育方法であって、硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材が充填されている処理槽に流入する前記飼育水の一日分の体積を前記脱窒材の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であり、前記処理槽から流出する前記処理水の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする。
【００１９】
本発明の硝酸性窒素の除去方法及び水棲動物の飼育方法の各要素の態様を以下に例示する。
【００２０】
１．脱窒材
脱窒材は、特に限定されないが、硫黄の含有量が炭酸カルシウムの含有量より少ないことが好ましい。これは、処理槽内の雰囲気が嫌気性状態になったときに、硫酸イオンが有機物と反応して硫化水素を発生する危険性があり、その硫化水素により、水棲動物が死滅するおそれがあるからである。硫黄の含有量と炭酸カルシウムの含有量との質量比（硫黄：炭酸カルシウム）は、特に限定されないが、上記理由により、３０〜４９．９：７０〜５０．１が好ましく、４０〜４９：６０〜５１がより好ましい。
【００２１】
脱窒材の粒度は、特に限定されないが、５〜２００ｍｍであることが好ましい。これは、５ｍｍ未満では、脱窒材間の隙間が狭くなるため、水中を浮遊する固形物や有機物等が嵌り込むことにより、又は、脱窒材の表面に生息する微生物により、目詰まりを生じ易くなり、脱窒処理の効率が低下するとともに、局所的な嫌気性状態が生じ易くなって硫化水素が発生し易くなる。一方、２００ｍｍを超えると、表面積が小さくなり、脱窒処理の効率が低下する。硫黄酸化細菌と好気性微生物とが共存し易くなり、脱窒処理の効率が高くなることから、１０〜５０ｍｍであることがより好ましい。
【００２２】
２．処理水（硝酸性窒素が除去された水）
処理水の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることで、処理槽内の雰囲気が好気性状態になり、脱窒材に生息している好気性微生物を活性化する。これにより、水に白濁現象が生じないようにできる。好ましくは、５ｍｇ／Ｌ以上である。処理水の溶存酸素濃度の上限は、特に限定されないが、敢えて言うならば、８ｍｇ／Ｌ以下が例示できる。なお、処理水の溶存酸素濃度は、処理槽から流出した処理水を温度や圧力を操作することなく測定した値である。
【００２３】
３．流入水量
流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であることで、処理槽内の雰囲気を好気性状態にでき、脱窒材に生息している好気性微生物を活性化する。これにより、水に白濁現象が生じないようにできる。また、多くの水の脱窒処理が行えることから、処理槽に充填する脱窒材の量を少なくでき、処理槽を小さくすることができる。脱窒材の量が同じであれば、従来に比べて脱窒処理する水の量を多くすることができる。流入水量の上限は、特に限定されないが、敢えて言うならば、１００００Ｌ／Ｋｇ日以下が例示できる。
【００２４】
４．飼育水（硝酸性窒素が溶存している水）
飼育水は、特に限定されないが、海水であってもよいし、淡水であってもよい。また、処理槽に流入する前に溶存酸素濃度を高める操作をしなくてもよいことから、好気性（溶存酸素濃度が３ｍｇ／Ｌ以上）のものであることが好ましく、水棲動物が飼育し易いことから、溶存酸素濃度が５ｍｇ／Ｌ以上のものであることがより好ましい。溶存酸素濃度の上限は、特に限定されないが、敢えて言うならば、８ｍｇ／Ｌ以下が例示できる。また、飼育水の温度は、特に限定されないが、水族館等で水棲動物を飼育している水槽の水温、例えば、１５〜３０℃が挙げられる。
【００２５】
飼育水の量は、特に限定されないが、入れ替えを行わず繰り返し使用する場合には、発生する硝酸性窒素の量にも因るが、処理槽に一日に流入する水の量の１０倍以下であることが好ましい。１０倍を超えると、発生した分の硝酸性窒素が処理できなくなるおそれがある。
【００２６】
５．水棲動物
水棲動物としては、特に限定されないが、魚、海獣、貝、タコ、イカ、カニ、エビ、ヒトデ、サンゴ、ハナギンチャク、イソギンチャク等が例示できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、水に白濁現象が生じ難く、硝酸性窒素を含む多くの水を脱窒処理できる硝酸性窒素の除去方法、及び飼育水に白濁現象が生じ難く、飼育水の交換回数を少なくできる水棲動物の飼育方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】脱窒能力試験の試験設備の図である。
【図２】飼育試験の試験設備の図である。
【図３】飼育試験に用いた処理槽の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
１）硫黄酸化細菌及び好気性微生物の馴化
硫黄酸化細菌と好気性微生物とが表層に生息している脱窒材を得るために、硫黄酸化細菌及び好気性微生物の馴化を脱窒材へ行った。
この硫黄酸化細菌及び好気性微生物の馴化が行われた脱窒材を、後述する実施例及び比較例の脱窒材として用いた。
【００３０】
海水、脱窒材及び活性汚泥には次のものを用いた。
海水には、水族館において、魚介類や哺乳類等の海洋動物を飼育している水槽から採取した、硝酸性窒素濃度が５６．６ｍｇ／Ｌのものを用いた。
脱窒材には、硫黄と炭酸カルシウムとの質量比（硫黄：炭酸カルシウム）が４５：５５、粒度が１０〜５０ｍｍ、見かけ比重が１．３５Ｋｇ／Ｌのものを用いた。
活性汚泥には、下水処理場のばっき槽に浮遊しているものを用いた。
【００３１】
脱窒材への硫黄酸化細菌及び好気性微生物の馴化は、次のように行った。
１０Ｌ（容量）のポリ容器に、１０Ｋｇの脱窒材を充填した後、１００ｍＬの活性汚泥を上から脱窒材に振り掛けた。
その後、約１５０Ｌの海水（硝酸性窒素濃度が５６．６ｍｇ／Ｌ）が入れられた水槽（Ｗ４５０ｍｍ×Ｌ９００ｍｍ×Ｈ４５０ｍｍ）から、ポンプを用いて、海水を６Ｌ／ｍｉｎの流量でポリ容器に常時通水した（なお、海水は、ポリ容器内の脱窒材充填層を上向流で通水され、ポリ容器から溢れ出たものを水槽へと戻し、循環させた）。
そして、海水の硝酸性窒素濃度が１ｍｇ／Ｌ以下になるまで（５日目に硝酸性窒素濃度が１ｍｇ／Ｌ以下になった）通水を続けた。
【００３２】
その後、全ての海水（約１５０Ｌ）を硝酸性窒素濃度が５６．６ｍｇ／Ｌのものに入れ替えた後、再度、ポリ容器への通水（流量が６Ｌ／ｍｉｎ）をし、この海水の硝酸性窒素濃度が１ｍｇ／Ｌ以下になるまで通水を続けた。
そして、海水の入れ替えを三回繰り返すことで、約４５０Ｌの海水（硝酸性窒素濃度が５６．６ｍｇ／Ｌ）をその硝酸性窒素濃度が１ｍｇ／Ｌになるまでポリ容器に通水して、脱窒材への硫黄酸化細菌及び好気性微生物の馴化を行った。
【００３３】
２）脱窒能力試験
上記、硫黄酸化細菌及び好気性微生物の馴化を行うことにより、硫黄酸化細菌と好気性微生物とが表層に生息している脱窒材を用い、この脱窒材が充填されている処理槽に流入する海水の量（流入水量）を変えた３種類の実施例と３種類の比較例とにより、それぞれの脱窒能力と水の白濁状態とを評価し、その結果を表１に示す。また、それぞれの流入水量及び溶存酸素濃度も表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
海水には、水族館において、魚介類や哺乳類等の海洋動物を飼育している水槽から採取した、硝酸性窒素濃度が約４０〜７０ｍｇ／Ｌのものを用いた。
【００３６】
試験方法
硫黄酸化細菌と好気性微生物とが表層に生息している１０Ｋｇの脱窒材１３を、側面上部に処理水出口１２が穿設された１０Ｌ（容量）のポリ容器１１に充填した。このポリ容器１１が処理槽である。
そして、図１に示すように、約１５０Ｌの海水Ｗ１が入れられた水槽１０（Ｗ４５０ｍｍ×Ｌ９００ｍｍ×Ｈ４５０ｍｍ）内に、水槽１０内の海水Ｗ１がポリ容器１１内に直接流入しないようにするとともに、処理水出口１２から溢れ出た海水が水槽１０に戻るよう、処理水出口１２が水面より上方に位置するようにして、ポリ容器１１を配設した。
吸入ホース１６の先端部を水槽１０内の海水Ｗ１中に入れた、送水能力が６Ｌ／ｍｉｎのポンプ１５により海水Ｗ１を汲み上げてポリ容器１１内に入れた。
【００３７】
そして、ポンプ１５を間欠運転（５分間の運転と２〜３６０分間の停止とが１サイクル）することで、水槽１０内の海水Ｗ１をポリ容器１１内に送るとともに、脱窒処理されて溶存している硝酸性窒素が除去された処理海水Ｗ２を処理水出口１２から溢れ出させて海水Ｗ１へと戻し、海水Ｗ１の脱窒処理を行った。ポンプ１５の停止時間を変えることで、ポリ容器１１に流入する海水の一日分の量（体積）を変え、この一日分の海水の体積をポリ容器に充填された脱窒材の質量で割った値である流入水量を変えた。なお、試験中は、エアレーションにより、海水Ｗ１に酸素を供給した。また、海水に対して温度調整を行わなかったことから、海水Ｗ１及びＷ２の温度は室温（約２５℃）であった。
【００３８】
評価
脱窒能力
試験開始時及び試験開始３日後の水槽１０内の海水Ｗ１の硝酸性窒素濃度を測定した。そして、試験開始３日後の測定値を基に、◎：５ｍｇ／Ｌ以下、○：５〜２０ｍｇ／Ｌ、△：２０ｍｇ／Ｌ超と評価した。
【００３９】
白濁状態
試験開始３日後の水槽１０内の海水Ｗ１の白濁現象の程度を目視で判断し、白濁がない場合をなしと、白濁が少しある場合を少しと、白濁が濃い場合を濃いと評価した。
【００４０】
溶存酸素濃度
試験開始３日後における２〜３６０分間の停止後にポンプを運転した直後の処理水出口１２の海水を、温度及び圧力を操作することなく、測定した。
【００４１】
表１に示すように、実施例は、３日後には、硝酸性窒素濃度が３．２ｍｇ／Ｌ以下であり、脱窒する能力が高かった。溶存酸素濃度が３．５ｍｇ／Ｌ以上であり、白濁現象が生じなかった。流入水量が６６．５Ｌ／Ｋｇ日以上と大きいことから、硝酸性窒素の脱窒処理される海水の量を多くできた。一方、比較例は、３日後には、硝酸性窒素濃度が７．６ｍｇ／Ｌ以上であり、脱窒する能力が十分ではなかった。溶存酸素濃度が２．２ｍｇ／Ｌ以下であり、白濁現象が生じた。これは、流入水量が３４．６Ｌ／Ｋｇ日以下と小さいことから、ポリ容器内に海水が滞留する時間が長くなってしまった。そのため、脱窒菌による酸素消費が高くなり、海水の溶存酸素濃度が低くなって、白濁状態になりやすくなったと考えられる。
【００４２】
３）飼育試験
水棲動物を飼育している水槽の飼育水に本発明の実施例の硝酸性窒素の除去方法を用いて、溶存している硝酸性窒素の除去を行った。具体的には、次にように行った。
【００４３】
図２に示すように、円筒状の水槽２０（直径：１０００ｍｍ、水深６００ｍｍ）に入れられた約５７０Ｌの海水Ｗ１を、３２Ｋｇの珊瑚レキ２２（ろ過材）が充填された処理槽２１（Ｗ８００ｍｍ×Ｌ４５０ｍｍ×Ｈ４５０ｍｍ）に流下させるとともに、処理槽２１内の海水Ｗ１を、ポンプ２５により、水槽２０に汲み上げることで、水槽２０と処理槽２１との間で海水Ｗ１を循環させた。なお、水槽２０内の海水Ｗ１には、エアレーションにより、酸素を供給した。
【００４４】
この循環を詳述すると、所定の容量を超えた分の水槽２０内の海水Ｗ１は下降管２７内を流下する。そして、図３のａに示すように、処理槽２１内に放出され、上方から珊瑚レキ２２に掛けられて、ろ過処理等が行われる。その後、処理槽２１内に溜まった海水Ｗ１は、処理槽２１の底付近からポンプ２５により２０Ｌ／ｍｉｎの流量で汲み上げられ、上昇管２８内を通って上方へと送られ、上方から水槽２０内へと吐出される。
【００４５】
そして、１０日間循環させた後、ポンプ２５による海水Ｗ１の循環を続けたまま、イヌザメ（ＴＬ（全長）６０ｃｍ、ＢＷ（体重）８５０ｇ、オス）１尾を水槽２０に入れて飼育を開始した。なお、この日が飼育開始日（飼育日数０日）である。餌として、シシャモや甘エビを１０〜１５ｇ／日給餌した。
飼育開始から３２日目（飼育日数３２日）に、サンゴトラザメ（ＴＬ（全長）４５ｃｍ、ＢＷ（体重）４００ｇ）１尾とルリスズメ（ＴＬ（全長）２５ｍｍ、ＢＷ（体重）１ｇ）２０尾とを水槽２０に入れ、飼育開始から３３日目（飼育日数３３日）に、ヒメハナギンチャク２個体を水槽２０に入れて飼育した。餌として、シシャモや冷凍エビを２０〜３０ｇ／日と、ルリ用フレークを０．５〜１ｇ／日と給餌した。
なお、海水の温度は、２５〜２６℃を保つよう、ヒーター・クーラー２６で調整した。
【００４６】
この期間の海水中の各成分の濃度を表２に示す。なお、それぞれの濃度の測定は、上昇管２８の吐出口で、温度及び圧力を操作することなく、行った。
この期間は、飼育日数が増えることで、硝酸性窒素濃度は上昇し、硝酸性窒素が蓄積された。また、残渣や水棲動物（イヌザメ、サンゴトラザメ、ルリスズメ、ヒメハナギンチャク）からのふん尿による窒素は、処理槽２１で全て硝酸性窒素に硝化されていた。そのため、水槽の海水Ｗ１は常に透明度が高く、有機物も処理槽２１に生息する好気性微生物によって除去できていた。
【００４７】
【表２】
【００４８】
次に、上記の飼育を継続したまま（従って、飼育条件等は変更していない）、処理槽２１の珊瑚レキ２２の上に、１）の馴化により、硫黄酸化細菌と好気性微生物とが表層に生息している脱窒材２３を１０Ｋｇ入れた網袋２４（５ｍｍメッシュ）を置いて、処理槽２１に脱窒材２３を充填し、海水Ｗ１の硝酸性窒素の除去を行った。これが本発明の実施例の水棲動物の飼育方法である。このときの流入水量は、１０Ｋｇの脱窒材が充填された処理槽２１に２０Ｌ／ｍｉｎの流量で海水Ｗ１が流入され、循環されていることから、２８８０Ｌ／Ｋｇ日であった。なお、処理槽２１の珊瑚レキ２２の上に網袋２４を置いた日が、脱窒処理開始日（脱窒日数０日）である。
【００４９】
この循環を詳述すると、所定の容量を超えた分の水槽２０内の海水Ｗ１は下降管２７内を流下する。そして、図３のｂに示すように、海水Ｗ１は、処理槽２１内に放出され、上方から脱窒材２３に掛けられて、脱窒処理された後、珊瑚レキ２２でろ過処理等が行われ、溶存している硝酸性窒素が除去された処理海水Ｗ２になる。その後、処理槽２１内に溜まった処理海水Ｗ２は、処理槽２１の底付近からポンプ２５により２０Ｌ／ｍｉｎの流量で汲み上げられ、上昇管２８内を通って上方へと送られ、上方から水槽２０内へと吐出されて、海水Ｗ１に戻された。
【００５０】
この期間の海水中の各成分の濃度を表３に示す。なお、それぞれの濃度の測定は、上昇管２８の吐出口で、温度及び圧力を操作することなく、行った。
処理槽２１に脱窒材２３を設けることで硝酸性窒素の除去が進み、脱窒日数９日には、硝酸性窒素の濃度が１ｍｇ／Ｌ程度となった。そして、それ以後、硝酸性窒素濃度が上昇することはなく、同レベル（約１ｍｇ／Ｌ前後）を推移し、白濁現象も生じなかった。また、水棲動物も餌喰も良く、健康に飼育できた。
【００５１】
【表３】
【００５２】
以上より、本実施例の水棲動物の飼育方法によれば、溶存酸素濃度が５．８ｍｇ／Ｌ以上の高い状態で水槽２０に入れられた海水Ｗ１の硝酸性窒素を除去でき、水槽２０で飼っている水棲動物を安全に飼育できた。また、海水Ｗ１に硝酸性窒素の増加蓄積がなく、換水を減らすこともできた。さらに、従来行われていた、処理層内の溶存酸素濃度を低位に嫌気性条件を維持管理することと、水棲動物に影響する硫化水素の発生を抑制すること等をしなくてよくなった。
【００５３】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 水槽
１１ ポリ容器
１３ 脱窒材
２０ 水槽
２１ 処理槽
２３ 脱窒材
Ｗ１ 海水
Ｗ２ 処理海水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水棲動物を飼育している水槽（２０）又は池の飼育水（Ｗ１）を、硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材（２３）に接触させて、前記飼育水（Ｗ１）に溶存している硝酸性窒素を除去し、前記除去後の処理水（Ｗ２）を戻した前記飼育水（Ｗ１）の中で前記水棲動物を飼育する水棲動物の飼育方法であって、
硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材（２３）が充填されている処理槽（２１）から流出する前記処理水（Ｗ２）の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする水棲動物の飼育方法。
【請求項２】
水棲動物を飼育している水槽（２０）又は池の飼育水（Ｗ１）を、硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材（２３）に接触させて、前記飼育水（Ｗ１）に溶存している硝酸性窒素を除去し、前記除去後の処理水（Ｗ２）を戻した前記飼育水（Ｗ１）の中で前記水棲動物を飼育する水棲動物の飼育方法であって、
硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材（２３）が充填されている処理槽（２１）に流入する前記飼育水（Ｗ１）の一日分の体積を前記脱窒材（２３）の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であることを特徴とする水棲動物の飼育方法。
【請求項３】
水棲動物を飼育している水槽（２０）又は池の飼育水（Ｗ１）を、硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材（２３）に接触させて、前記飼育水（Ｗ１）に溶存している硝酸性窒素を除去し、前記除去後の処理水（Ｗ２）を戻した前記飼育水（Ｗ１）の中で前記水棲動物を飼育する水棲動物の飼育方法であって、
硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材（２３）が充填されている処理槽（２１）に流入する前記飼育水（Ｗ１）の一日分の体積を前記脱窒材（２３）の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であり、
前記処理槽（２１）から流出する前記処理水（Ｗ２）の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする水棲動物の飼育方法。
【請求項４】
前記脱窒材（２３）は、前記硫黄の含有量が前記炭酸カルシウムの含有量より少ない請求項１〜３のいずれか一項に記載の水棲動物の飼育方法。
【請求項５】
前記脱窒材（２３）は、粒度が５〜２００ｍｍである請求項１〜４のいずれか一項に記載の水棲動物の飼育方法。
【請求項６】
硝酸性窒素が溶存している水（Ｗ１）を硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材（１３、２３）に接触させて前記硝酸性窒素を除去する硝酸性窒素の除去方法であって、
硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材（１３、２３）が充填されている処理槽（１１、２１）から流出する、前記硝酸性窒素が除去された水（Ｗ２）の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする硝酸性窒素の除去方法。
【請求項７】
硝酸性窒素が溶存している水（Ｗ１）を硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材（１３、２３）に接触させて前記硝酸性窒素を除去する硝酸性窒素の除去方法であって、
硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材（１３、２３）が充填されている処理槽（１１、２１）に流入する前記水（Ｗ１）の一日分の体積を前記脱窒材（１３、２３）の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であることを特徴とする硝酸性窒素の除去方法。
【請求項８】
硝酸性窒素が溶存している水（Ｗ１）を硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材（１３、２３）に接触させて前記硝酸性窒素を除去する硝酸性窒素の除去方法であって、
硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材（１３、２３）が充填されている処理槽（１１、２１）に流入する前記水（Ｗ１）の一日分の体積を前記脱窒材（１３、２３）の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であり、
前記処理槽（１１、２１）から流出する、前記硝酸性窒素が除去された水（Ｗ２）の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする硝酸性窒素の除去方法。
【請求項９】
前記脱窒材（１３、２３）は、前記硫黄の含有量が前記炭酸カルシウムの含有量より少ない請求項６〜８のいずれか一項に記載の硝酸性窒素の除去方法。
【請求項１０】
前記脱窒材（１３、２３）は、粒度が５〜２００ｍｍである請求項６〜９のいずれか一項に記載の硝酸性窒素の除去方法。
【請求項１】
水棲動物を飼育している水槽（２０）又は池の飼育水（Ｗ１）を、硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材（２３）に接触させて、前記飼育水（Ｗ１）に溶存している硝酸性窒素を除去し、前記除去後の処理水（Ｗ２）を戻した前記飼育水（Ｗ１）の中で前記水棲動物を飼育する水棲動物の飼育方法であって、
硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材（２３）が充填されている処理槽（２１）から流出する前記処理水（Ｗ２）の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする水棲動物の飼育方法。
【請求項２】
水棲動物を飼育している水槽（２０）又は池の飼育水（Ｗ１）を、硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材（２３）に接触させて、前記飼育水（Ｗ１）に溶存している硝酸性窒素を除去し、前記除去後の処理水（Ｗ２）を戻した前記飼育水（Ｗ１）の中で前記水棲動物を飼育する水棲動物の飼育方法であって、
硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材（２３）が充填されている処理槽（２１）に流入する前記飼育水（Ｗ１）の一日分の体積を前記脱窒材（２３）の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であることを特徴とする水棲動物の飼育方法。
【請求項３】
水棲動物を飼育している水槽（２０）又は池の飼育水（Ｗ１）を、硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材（２３）に接触させて、前記飼育水（Ｗ１）に溶存している硝酸性窒素を除去し、前記除去後の処理水（Ｗ２）を戻した前記飼育水（Ｗ１）の中で前記水棲動物を飼育する水棲動物の飼育方法であって、
硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材（２３）が充填されている処理槽（２１）に流入する前記飼育水（Ｗ１）の一日分の体積を前記脱窒材（２３）の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であり、
前記処理槽（２１）から流出する前記処理水（Ｗ２）の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする水棲動物の飼育方法。
【請求項４】
前記脱窒材（２３）は、前記硫黄の含有量が前記炭酸カルシウムの含有量より少ない請求項１〜３のいずれか一項に記載の水棲動物の飼育方法。
【請求項５】
前記脱窒材（２３）は、粒度が５〜２００ｍｍである請求項１〜４のいずれか一項に記載の水棲動物の飼育方法。
【請求項６】
硝酸性窒素が溶存している水（Ｗ１）を硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材（１３、２３）に接触させて前記硝酸性窒素を除去する硝酸性窒素の除去方法であって、
硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材（１３、２３）が充填されている処理槽（１１、２１）から流出する、前記硝酸性窒素が除去された水（Ｗ２）の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする硝酸性窒素の除去方法。
【請求項７】
硝酸性窒素が溶存している水（Ｗ１）を硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材（１３、２３）に接触させて前記硝酸性窒素を除去する硝酸性窒素の除去方法であって、
硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材（１３、２３）が充填されている処理槽（１１、２１）に流入する前記水（Ｗ１）の一日分の体積を前記脱窒材（１３、２３）の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であることを特徴とする硝酸性窒素の除去方法。
【請求項８】
硝酸性窒素が溶存している水（Ｗ１）を硫黄と炭酸カルシウムとを含んでなる脱窒材（１３、２３）に接触させて前記硝酸性窒素を除去する硝酸性窒素の除去方法であって、
硫黄酸化細菌と好気性微生物とを生息させている前記脱窒材（１３、２３）が充填されている処理槽（１１、２１）に流入する前記水（Ｗ１）の一日分の体積を前記脱窒材（１３、２３）の質量で割った流入水量が５０Ｌ／Ｋｇ日以上であり、
前記処理槽（１１、２１）から流出する、前記硝酸性窒素が除去された水（Ｗ２）の溶存酸素濃度を３ｍｇ／Ｌ以上にすることを特徴とする硝酸性窒素の除去方法。
【請求項９】
前記脱窒材（１３、２３）は、前記硫黄の含有量が前記炭酸カルシウムの含有量より少ない請求項６〜８のいずれか一項に記載の硝酸性窒素の除去方法。
【請求項１０】
前記脱窒材（１３、２３）は、粒度が５〜２００ｍｍである請求項６〜９のいずれか一項に記載の硝酸性窒素の除去方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−６３０３６（Ｐ２０１３−６３０３６Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３５０４（Ｐ２０１１−２０３５０４）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００１８５９４９）クリオン株式会社 (105)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００１８５９４９）クリオン株式会社 (105)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]