特開 2024-168939 アクアポニックスシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024168939

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】アクアポニックスシステム

(51)【国際特許分類】

   A01K 63/04 20060101AFI20241128BHJP

   A01K 61/10 20170101ALI20241128BHJP

   A01G 31/00 20180101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

A01K63/04 F

A01K61/10

A01G31/00 601A

A01G31/00 601B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023086014

(22)【出願日】2023-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】390037154

【氏名又は名称】大和ハウス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100162031

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 豊彦

(74)【代理人】

【識別番号】100175721

【弁理士】

【氏名又は名称】高木 秀文

(72)【発明者】

【氏名】岡村 信弥

【テーマコード（参考）】

2B104

2B314

【Ｆターム（参考）】

2B104AA01

2B104CA07

2B104EA01

2B104EF01

2B314MA17

2B314MA52

2B314MA62

(57)【要約】

【課題】飼育水に含まれる硝酸等の濃度を適切に管理することが可能なアクアポニックスシステムを提供する。
【解決手段】飼育水Ｗによって魚Ｆ２１を養殖すると共に、当該飼育水Ｗに含まれるアンモニアを酸化させることで硝酸等を含む飼育水Ｗを生成して植物Ｐに供給するアクアポニックスエリア２０と、アクアポニックスエリア２０において、飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度に関する濃度情報を取得するセンサ４０と、飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度を調整可能な調整エリア３０と、アクアポニックスエリア２０及び調整エリア３０を接続する接続経路と、センサ４０によって測定された濃度情報に基づいて、接続経路における飼育水Ｗの流通可否を切り替える制御装置５０と、を具備する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

飼育水によって魚を養殖すると共に、当該飼育水に含まれるアンモニアを酸化させることで窒素化合物を含む飼育水を生成して植物に供給する第１エリアと、
前記第１エリアにおいて、飼育水に含まれる前記窒素化合物の濃度に関する濃度情報を取得する取得部と、
飼育水に含まれる前記窒素化合物の濃度を調整可能な調整部と、
前記第１エリア及び前記調整部を接続する接続経路と、
前記取得部によって取得された濃度情報に基づいて、前記接続経路における飼育水の流通可否を切り替える切替部と、
を具備する、
アクアポニックスシステム。

【請求項2】

前記取得部は、
前記濃度情報として、前記窒素化合物の濃度を取得するものであり、
前記切替部は、
前記取得部の取得結果が前記規定値を超える場合に、前記接続経路における飼育水の流通を許可することによって、飼育水に含まれる前記窒素化合物の濃度を低下させる、
請求項１に記載のアクアポニックスシステム。

【請求項3】

前記第１エリアは、
飼育水によって魚を養殖する第１養殖槽、及び前記第１養殖槽から排出される飼育水に含まれるアンモニアを酸化させることで生成された前記窒素化合物を含む飼育水によって植物を栽培する栽培槽を具備し、
前記接続経路は、
前記栽培槽から前記調整部へ飼育水を流通可能に前記栽培槽と前記調整部とを接続する第１経路、及び前記調整部から前記第１養殖槽へ飼育水を流通可能に前記調整部と前記第１養殖槽とを接続する第２経路を含む、
請求項２に記載のアクアポニックスシステム。

【請求項4】

前記取得部は、
前記濃度情報として、前記窒素化合物の濃度を取得するものであり、
前記切替部は、
前記取得部の取得結果が前記規定値未満の場合に、前記接続経路における飼育水の流通を許可することによって、飼育水に含まれる前記窒素化合物の濃度を上昇させる、
請求項１に記載のアクアポニックスシステム。

【請求項5】

前記調整部は、
飼育水によって魚を養殖すると共に、当該飼育水に含まれるアンモニアを酸化させることで窒素化合物を含む飼育水を生成可能な第２エリアを具備する、
請求項４に記載のアクアポニックスシステム。

【請求項6】

前記第１エリアは、
飼育水によって魚を養殖する第１養殖槽、及び前記第１養殖槽から排出される飼育水に含まれるアンモニアを酸化させることで生成された前記窒素化合物を含む飼育水によって植物を栽培する栽培槽を具備し、
前記第２エリアは、
飼育水によって魚を養殖する第２養殖槽、及び前記第２養殖槽から排出された飼育水に含まれるアンモニアを酸化させる硝化槽を具備し、
前記接続経路は、
前記硝化槽から前記栽培槽へ飼育水を流通可能に前記硝化槽と前記栽培槽とを接続する第３経路を含む、
請求項５に記載のアクアポニックスシステム。

【請求項7】

前記第１エリアは、
前記第１養殖槽と前記栽培槽との間を飼育水が流通する経路に設けられ、飼育水を貯留可能な貯留部をさらに具備する、
請求項６に記載のアクアポニックスシステム。

【請求項8】

前記接続経路は、
前記栽培槽から前記第２養殖槽へ飼育水を流通可能に、前記栽培槽と前記第２養殖槽とを接続する第４経路をさらに含む、
請求項６又は請求項７に記載のアクアポニックスシステム。

【請求項9】

前記第２エリアは、
前記硝化槽から排出された飼育水に含まれる硝酸を脱窒する脱窒槽をさらに具備し、
前記接続経路は、
前記栽培槽から前記脱窒槽へ飼育水を流通可能に前記栽培槽と前記脱窒槽とを接続する第１経路、及び前記脱窒槽から前記第１養殖槽へ飼育水を流通可能に前記脱窒槽と前記第１養殖槽とを接続する第２経路を含み、
前記切替部は、
前記取得部の取得結果が前記規定値を超える場合に、前記第１経路及び前記第２経路における飼育水の流通を許可する、
請求項６又は請求項７に記載のアクアポニックスシステム。

【請求項10】

前記第２養殖槽では、
稚魚が養殖される、
請求項９に記載のアクアポニックスシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、魚の養殖と植物の栽培とを組み合わせたアクアポニックスシステムの技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、魚の養殖と植物の栽培とを組み合わせたアクアポニックスシステムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

【0003】

特許文献１に記載のアクアポニックスシステムは、魚を育成する飼育水槽、植物を栽培する植物容器、及び飼育水槽から植物容器に原水を送るポンプを具備する。前記ポンプにより飼育水槽から植物容器に送られた原水は、植物容器内の濾床で浄化される。これによって魚の排泄物等が分解され、植物の栄養素を含む処理水が植物容器で生成される。例えば、硝酸、亜硝酸等の窒素化合物を含む処理水が生成される。前記アクアポニックスシステムでは、この栄養素を植物が吸収すると共に、処理水が飼育水槽に戻されることで、魚の養殖及び植物の栽培を同時に行うことができる。

【0004】

特許文献１にあるようなアクアポニックスシステムでは、魚及び植物の生育に悪影響が出るのを抑制するために、魚の養殖で生じる窒素化合物（硝酸、亜硝酸等）の発生量と、植物による窒素化合物の吸収量とを釣り合わせる必要がある。しかし、魚や植物の生育状態に応じて前記発生量及び吸収量は変化する。こうして前記発生量等が変化したとしても発生量と吸収量とのバランスを保てるように、飼育水に含まれる窒素化合物の濃度を適切に管理可能な技術が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許６５４８２２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、飼育水に含まれる窒素化合物の濃度を適切に管理することが可能なアクアポニックスシステムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

【0008】

即ち、請求項１においては、飼育水によって魚を養殖すると共に、当該飼育水に含まれるアンモニアを酸化させることで窒素化合物を含む飼育水を生成して植物に供給する第１エリアと、前記第１エリアにおいて、飼育水に含まれる前記窒素化合物の濃度に関する濃度情報を取得する取得部と、飼育水に含まれる前記窒素化合物の濃度を調整可能な調整部と、前記第１エリア及び前記調整部を接続する接続経路と、前記取得部によって取得された濃度情報に基づいて、前記接続経路における飼育水の流通可否を切り替える切替部と、を具備するものである。

【0009】

請求項２においては、前記取得部は、前記濃度情報として、前記窒素化合物の濃度を取得するものであり、前記切替部は、前記取得部の取得結果が前記規定値を超える場合に、前記接続経路における飼育水の流通を許可することによって、飼育水に含まれる前記窒素化合物の濃度を低下させるものである。

【0010】

請求項３においては、前記第１エリアは、飼育水によって魚を養殖する第１養殖槽、及び前記第１養殖槽から排出される飼育水に含まれるアンモニアを酸化させることで生成された前記窒素化合物を含む飼育水によって植物を栽培する栽培槽を具備し、前記接続経路は、前記栽培槽から前記調整部へ飼育水を流通可能に前記栽培槽と前記調整部とを接続する第１経路、及び前記調整部から前記第１養殖槽へ飼育水を流通可能に前記調整部と前記第１養殖槽とを接続する第２経路を含むものである。

【0011】

請求項４においては、前記取得部は、前記濃度情報として、前記窒素化合物の濃度を取得するものであり、前記切替部は、前記取得部の取得結果が前記規定値未満の場合に、前記接続経路における飼育水の流通を許可することによって、飼育水に含まれる前記窒素化合物の濃度を上昇させるものである。

【0012】

請求項５においては、前記調整部は、飼育水によって魚を養殖すると共に、当該飼育水に含まれるアンモニアを酸化させることで窒素化合物を含む飼育水を生成可能な第２エリアを具備するものである。

【0013】

請求項６においては、前記第１エリアは、飼育水によって魚を養殖する第１養殖槽、及び前記第１養殖槽から排出される飼育水に含まれるアンモニアを酸化させることで生成された前記窒素化合物を含む飼育水によって植物を栽培する栽培槽を具備し、前記第２エリアは、飼育水によって魚を養殖する第２養殖槽、及び前記第２養殖槽から排出された飼育水に含まれるアンモニアを酸化させる硝化槽を具備し、前記接続経路は、前記硝化槽から前記栽培槽へ飼育水を流通可能に前記硝化槽と前記栽培槽とを接続する第３経路を含むものである。

【0014】

請求項７においては、前記第１エリアは、前記第１養殖槽と前記栽培槽との間を飼育水が流通する経路に設けられ、飼育水を貯留可能な貯留部をさらに具備するものである。

【0015】

請求項８においては、前記接続経路は、前記栽培槽から前記第２養殖槽へ飼育水を流通可能に、前記栽培槽と前記第２養殖槽とを接続する第４経路をさらに含むものである。

【0016】

請求項９においては、前記第２エリアは、前記硝化槽から排出された飼育水に含まれる硝酸を脱窒する脱窒槽をさらに具備し、前記接続経路は、前記栽培槽から前記脱窒槽へ飼育水を流通可能に前記栽培槽と前記脱窒槽とを接続する第１経路、及び前記脱窒槽から前記第１養殖槽へ飼育水を流通可能に前記脱窒槽と前記第１養殖槽とを接続する第２経路を含み、前記切替部は、前記取得部の取得結果が前記規定値を超える場合に、前記第１経路及び前記第２経路における飼育水の流通を許可するものである。

【0017】

請求項１０においては、前記第２養殖槽では、稚魚が養殖されるものである。

【発明の効果】

【0018】

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

【0019】

請求項１においては、濃度情報に応じて飼育水に含まれる窒素酸化物の濃度を適宜調整することができるため、飼育水に含まれる窒素化合物の濃度を適切に管理することができる。

【0020】

請求項２においては、取得部の取得結果が規定値を超える場合に、飼育水に含まれる窒素化合物の濃度を低下させることにより、飼育水に含まれる窒素化合物の濃度を適切に管理することができる。

【0021】

請求項３においては、栽培槽から排出される飼育水を調整部に投入し、窒素化合物の濃度を下げてから第１養殖槽へ戻すことができるため、魚の生育に悪影響が出るのを効果的に抑制することができる。

【0022】

請求項４においては、取得部の取得結果が規定値未満の場合に、飼育水に含まれる窒素化合物の濃度を上昇させることにより、飼育水に含まれる窒素化合物の濃度を適切に管理することができる。

【0023】

請求項５においては、魚の養殖を利用して飼育水に含まれる窒素化合物の濃度を上昇させることができる。

【0024】

請求項６においては、第２エリアの硝化槽で生成された窒素化合物を第１エリアに融通し、第２エリアにおける脱窒を第１エリアでの植物の栽培に置き換えることができる。

【0025】

請求項７においては、第１エリアを流通する飼育水が溢れるのを抑制することができる。

【0026】

請求項８においては、第１エリアを流通する窒素化合物の濃度が低い飼育水を第２エリアに融通し、第２エリアの魚を適切に養殖することができる。

【0027】

請求項９においては、第２養殖槽の魚の生育に悪影響が出るのを抑制することができると共に、第１エリアを流通する飼育水が溢れるのを抑制することができる。

【0028】

請求項１０においては、脱窒槽を利用して稚魚を適切に養殖しながら、第１エリアを流通する飼育水に含まれる窒素化合物の濃度を調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の一実施形態に係るアクアポニックスシステムを示す説明図。

【図2】硝酸濃度の測定結果が規定値を外れていない場合における、飼育水の流通経路を示す説明図。

【図3】硝酸濃度の測定結果が規定値を超える場合における、飼育水の流通経路を示す説明図。

【図4】硝酸濃度の測定結果が規定値未満の場合における、飼育水の流通経路を示す説明図。

【図5】飼育水の流通経路を制御する流通経路制御処理を示すフローチャート。

【図6】変形例に係るアクアポニックスシステムを示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下では、本発明の第一実施形態に係るアクアポニックスシステム１０について説明する。アクアポニックスシステム１０は、魚Ｆ２１の養殖及び植物Ｐの栽培を同時に行うものである。まず、アクアポニックスシステム１０の概要について説明する。

【0031】

魚Ｆ２１を養殖する場合、魚Ｆ２１の排泄物等に含まれるアンモニアが魚Ｆ２１にとって有害であるため、魚Ｆ２１の養殖で使用する水を浄化する必要がある。具体的には前記水に含まれるアンモニアを硝酸や亜硝酸に酸化させ、この硝酸や亜硝酸を脱窒する必要がある。

【0032】

なお本実施形態では、後述するアクアポニックスエリア２０及び調整エリア３０で魚Ｆ２１・Ｆ３１を育てるための水を「飼育水Ｗ」と称する。また本実施形態では、飼育水Ｗ中のアンモニアを酸化させることによって生成される硝酸や亜硝酸等の窒素化合物を、「硝酸等」と称する。

【0033】

硝酸等は魚Ｆ２１にとっては弱毒性の物質であるが、植物Ｐにとっては栄養素となる。アクアポニックスシステム１０は、この点に着目し、上述した脱窒を植物Ｐの栽培に置き換えることで、魚Ｆ２１の養殖で汚れた飼育水Ｗを浄化（脱窒）しながら、魚Ｆ２１の養殖及び植物Ｐの栽培を同時に行うものである。以下、アクアポニックスシステム１０の構成を説明する。

【0034】

図１に示すように、アクアポニックスシステム１０は、アクアポニックスエリア２０、調整エリア３０、センサ４０及び制御装置５０を具備する。

【0035】

アクアポニックスエリア２０は、上述したアクアポニックスシステム１０の概要にあるような技術を利用して、魚Ｆ２１の養殖及び植物Ｐの栽培を同時に行うための場所である。アクアポニックスエリア２０は、第１養殖槽２１、第１硝化槽２２、栽培槽２３及び調整槽２４を具備する。

【0036】

第１養殖槽２１は、飼育水Ｗによって魚Ｆ２１を養殖するためのものである。なお、第１養殖槽２１で養殖される魚Ｆ２１の種類は特に限定されるものではなく、適宜の種類の魚Ｆ２１を養殖可能である。例えば第１養殖槽２１では、チョウザメ等の淡水魚が養殖されてもよいし、トラフグ等の海水魚が養殖されてもよい。こうして第１養殖槽２１で消費者ニーズの比較的高い魚を養殖することで、収益性を向上させることができる。

【0037】

第１養殖槽２１には、魚Ｆ２１を育てるのに適した水が、飼育水Ｗとして貯留される。例えば第１養殖槽２１で淡水魚が養殖される場合、第１養殖槽２１には、飼育水Ｗとして井水や水道水等が貯留される。また例えば第１養殖槽２１で海水魚が養殖される場合、第１養殖槽２１には、飼育水Ｗとして、天然海水よりも塩分濃度が低い人工海水等が貯留される。なお人工海水等によって海水魚を養殖する場合、ナトリウム、カルシウム及びカリウム等のミネラル成分（対象成分）の濃度管理を行う濃度管理機構を設けることも可能である。

【0038】

第１硝化槽２２は、第１養殖槽２１で養殖される魚Ｆ２１の排泄物等に含まれるアンモニアを酸化させるためのものである。第１硝化槽２２は、第１配管Ｋ２１を介して第１養殖槽２１と接続される。第１硝化槽２２では、硝化細菌の活動により、飼育水Ｗに含まれるアンモニアを硝酸、亜硝酸等に酸化させることができる。これによって第１硝化槽２２では、硝酸等を含む飼育水Ｗが生成される。

【0039】

栽培槽２３は、硝酸等を含む飼育水Ｗによって植物Ｐを栽培するためのものである。このように、アクアポニックスエリア２０では、魚Ｆ２１だけではなく、植物Ｐも飼育水Ｗで育てるため、魚Ｆ２１及び植物Ｐを育てるのに適した水（井水、水道水、人工海水等）が、飼育水Ｗとして用いられる。栽培槽２３では、当該飼育水Ｗを用いた水耕栽培によって植物Ｐを栽培することができる。また栽培槽２３では、飼育水Ｗに含まれる硝酸等が植物Ｐに吸収されることで、飼育水Ｗの脱窒を行うことができる。栽培槽２３は、第２配管Ｋ２２を介して第１硝化槽２２と接続される。

【0040】

なお、栽培槽２３で栽培される植物Ｐは特に限定されるものではないが、水耕栽培に適し、かつ、消費者ニーズが比較的高い植物であることが望ましい。例えば栽培槽２３で栽培される植物Ｐは、葉菜類、ハーブ類、トマト等であることが望ましい。こうした植物Ｐを栽培することで、収益性を向上させることができる。

【0041】

調整槽２４は、アクアポニックスエリア２０を流通する飼育水Ｗの量を調整するためのものである。調整槽２４は、飼育水Ｗを貯留可能に構成される。調整槽２４は、第３配管Ｋ２３を介して栽培槽２３と接続される。また調整槽２４は、第４配管Ｋ２４を介して第１養殖槽２１と接続される。

【0042】

アクアポニックスエリア２０では、所定の送水手段によって飼育水Ｗを流通させることができる。例えばアクアポニックスエリア２０では、ポンプによって飼育水Ｗを圧送したり、流通経路の上流側で溢れた飼育水Ｗを下流側へ案内したりすることで、飼育水Ｗを流通させることができる。

【0043】

上記送水手段により飼育水Ｗは、図２に示すように、第１配管Ｋ２１、第２配管Ｋ２２、第３配管Ｋ２３及び第４配管Ｋ２４を介して、アクアポニックスエリア２０内を循環することができる。より詳細には、飼育水Ｗは、第１養殖槽２１、第１硝化槽２２、栽培槽２３、調整槽２４を繰り返し循環することができる。

【0044】

これによって第１養殖槽２１の魚Ｆ２１の排泄物等に含まれるアンモニアを第１硝化槽２２で酸化させた（硝酸等を含む）飼育水Ｗを、栽培槽２３に供給することができる。また栽培槽２３の植物Ｐに硝酸等を吸収させ、飼育水Ｗを浄化することができる。また栽培槽２３で浄化された飼育水Ｗを、調整槽２４を介して第１養殖槽２１に戻すことができる。

【0045】

ここで、アクアポニックスエリア２０で魚Ｆ２１の養殖及び植物Ｐの栽培を同時に行う場合、魚Ｆ２１の養殖による硝酸等の発生量と植物Ｐの栽培による硝酸等の吸収量とを釣り合わせなければ、魚Ｆ２１及び植物Ｐの生育に悪影響が出る可能性がある。

【0046】

具体的には、上述の如く、硝酸等は魚Ｆ２１にとって弱毒性の物質であるため、例えば硝酸等の発生量が吸収量に対して過剰である場合（硝酸過多の場合）、魚Ｆ２１の生育に悪影響が出る可能性がある。一方、硝酸等は植物Ｐにとっての栄養素であるため、例えば硝酸等の発生量が吸収量に対して不足する場合（硝酸不足の場合）、植物Ｐの生育に悪影響が出る可能性がある。したがってアクアポニックスエリア２０では、硝酸等の発生量と吸収量とを釣り合わせる必要がある。

【0047】

しかしながら、硝酸等の発生量は魚Ｆ２１の生育状況によって変化する。また硝酸等の吸収量は、植物Ｐの生育状況によって変化する。例えば、植物Ｐが十分に生育して収穫されると、硝酸等の吸収量が低下する。

【0048】

こうした生育状況を考慮して硝酸等の発生量と吸収量とのバランスを保てるように、飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度を手動で調整するためには、知識や経験が必要となる。このため、経験の浅い作業者等では前記濃度を適切に管理できない可能性がある。そこで本実施形態では、図１に示す調整エリア３０、センサ４０及び制御装置５０によって前記濃度を自動的に調整し、前記濃度を適切に管理可能に構成される。以下、具体的に説明する。

【0049】

調整エリア３０は、飼育水Ｗの硝酸等の濃度を調整するための場所である。本実施形態の調整エリア３０は、陸上に設けられた設備で魚Ｆ３１を養殖する陸上養殖により、前記濃度を調整することができる。調整エリア３０は、第２養殖槽３１、第２硝化槽３２及び脱窒槽３３を具備する。

【0050】

第２養殖槽３１は、飼育水Ｗによって魚Ｆ３１を養殖するためのものである。第２養殖槽３１には、飼育水Ｗが貯留される。本実施形態の第２養殖槽３１では、第１養殖槽２１の魚Ｆ２１の稚魚（魚Ｆ３１）が養殖される。

【0051】

第２硝化槽３２は、第２養殖槽３１で養殖される魚Ｆ３１の排泄物等に含まれるアンモニアを酸化させるためのものである。第２硝化槽３２は、第５配管Ｋ２５を介して第２養殖槽３１と接続される。第２硝化槽３２では、硝化細菌の活動により、飼育水Ｗに含まれるアンモニアを硝酸、亜硝酸等に酸化させることができる。これによって第２硝化槽３２では、硝酸等を含む飼育水Ｗが生成される。

【0052】

脱窒槽３３は、第２硝化槽３２から排出された飼育水Ｗに含まれる硝酸等を脱窒するためのものである。脱窒槽３３では、脱窒細菌の活動により、飼育水Ｗに含まれる硝酸等を窒素にする（脱窒する）ことができる。調整エリア３０では、当該脱窒槽３３により、アクアポニックスエリア２０よりも安定して、硝酸等を除去することができる。脱窒槽３３は、第６配管Ｋ２６を介して第２硝化槽３２と接続される。また脱窒槽３３は、第７配管Ｋ２７を介して第２養殖槽３１と接続される。

【0053】

調整エリア３０では、アクアポニックスエリア２０と同様に、所定の送水手段（ポンプ等）によって飼育水Ｗを流通させることができる。上記送水手段により飼育水Ｗは、図２に示すように、第５配管Ｋ２５、第６配管Ｋ２６及び第７配管Ｋ２７を介して、調整エリア３０内を循環することができる。より詳細には、飼育水Ｗは、第２養殖槽３１、第２硝化槽３２、脱窒槽３３を繰り返し循環することができる。

【0054】

これによって第２養殖槽３１の魚Ｆ３１の排泄物等に含まれるアンモニアを第２硝化槽３２で酸化させると共に、アンモニアの酸化によって生じた硝酸等を脱窒槽３３で浄化することができる。また、浄化された飼育水Ｗを第２養殖槽３１に戻すことができる。

【0055】

このように、アクアポニックスシステム１０では、アクアポニックスエリア２０及び調整エリア３０で別々に飼育水Ｗを循環させ、魚Ｆ２１・Ｆ３１及び植物Ｐを生育することができる。

【0056】

本実施形態のアクアポニックスシステム１０には、アクアポニックスエリア２０及び調整エリア３０の間で飼育水Ｗが流通可能となるように、各エリア２０・３０を接続する複数の配管（接続経路）が設けられている。具体的には、図１に示すように、第１接続配管Ｋ３１、第２接続配管Ｋ３２、第３接続配管Ｋ３３及び第４接続配管Ｋ３４が設けられている。

【0057】

第１接続配管Ｋ３１は、調整槽２４と第２養殖槽３１とを接続する配管である。第１接続配管Ｋ３１では、上述したような送水手段（ポンプ等）により、調整槽２４から第２養殖槽３１へ飼育水Ｗを流通させることができる。

【0058】

第２接続配管Ｋ３２は、調整槽２４と脱窒槽３３とを接続する配管である。第２接続配管Ｋ３２では、前記送水手段により、調整槽２４から脱窒槽３３へ飼育水Ｗを流通させることができる。

【0059】

第３接続配管Ｋ３３は、脱窒槽３３と第１養殖槽２１とを接続する配管である。第３接続配管Ｋ３３では、前記送水手段により、脱窒槽３３から第１養殖槽２１へ飼育水Ｗを流通させることができる。

【0060】

第４接続配管Ｋ３４は、第２硝化槽３２と栽培槽２３とを接続する配管である。第４接続配管Ｋ３４では、前記送水手段により、第２硝化槽３２から栽培槽２３へ飼育水Ｗを流通させることができる。

【0061】

各接続配管Ｋ３１～Ｋ３４は、飼育水Ｗが流通可能な状態と流通不能な状態とを切替可能に構成される。例えば各接続配管Ｋ３１～Ｋ３４は、配管電磁弁により、飼育水Ｗが流通可能な状態と流通不能な状態とを切替可能に構成される。当該構成において、例えば第１接続配管Ｋ３１に設けられた配管電磁弁が開状態から閉状態に切り替えられた場合、第１接続配管Ｋ３１を飼育水Ｗが流通不能となって、調整槽２４から第２養殖槽３１への飼育水Ｗの流通が禁止される。なお、各接続配管Ｋ３１～Ｋ３４を飼育水Ｗが流通可能な状態と流通不能な状態とを切り替える方法は、配管電磁弁に限定されるものではなく、適宜変更可能である。

【0062】

本実施形態では、アクアポニックスエリア２０内の設備を接続する第４配管Ｋ２４、並びに、調整エリア３０内の設備を接続する第６配管Ｋ２６及び第７配管Ｋ２７も、各接続配管Ｋ３１～Ｋ３４と同様に、飼育水Ｗが流通可能な状態と流通不能な状態とを切替可能に構成される。

【0063】

センサ４０は、アクアポニックスエリア２０において飼育水Ｗの硝酸等の濃度に関する濃度情報を取得するためのものである。

【0064】

なお濃度情報は、アクアポニックスエリア２０を流通する飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度を判断可能な情報である。濃度情報には、硝酸濃度や亜硝酸濃度といった前記濃度を直接的に示す情報だけではなく、前記濃度を推測可能なその他の情報が含まれる。例えば、第１硝化槽２２に投入される飼育水Ｗのアンモニア濃度が比較的低い場合、第１硝化槽２２で比較的少量の硝酸等が生成されるため、飼育水Ｗの硝酸等の濃度が比較的低いと考えられる。こうした硝酸等の濃度と相関がある情報（例えばアンモニア濃度等）も、濃度情報に含まれる。

【0065】

本実施形態のセンサ４０は、調整槽２４に設けられ、調整槽２４に貯留される飼育水Ｗの硝酸等の濃度を測定（取得）する。具体的にはセンサ４０は、硝酸濃度を測定する。なおセンサ４０は、硝酸濃度ではなく、亜硝酸濃度を測定してもよいし、硝酸濃度及び亜硝酸濃度をそれぞれ測定してもよい。このように、センサ４０は、硝酸濃度又は亜硝酸濃度の少なくとも一方を測定可能である。

【0066】

なおセンサ４０の設置場所は、調整槽２４に限定されるものではない。センサ４０は、濃度情報を取得可能なその他の場所（調整槽２４以外の場所）に設けられてもよい。例えばセンサ４０は、第４配管Ｋ２４、第１養殖槽２１等に設けられてもよい。ただしセンサ４０は、調整槽２４や第１配管Ｋ２１等のように、魚Ｆ２１がいない場所に設置されることが望ましい。これによって魚Ｆ２１が誤ってセンサ４０に食いつく等して、センサ４０が破損するのを防止できる。

【0067】

制御装置５０は、アクアポニックスエリア２０及び調整エリア３０における飼育水Ｗの流通経路を制御するためのものである。制御装置５０は、演算装置及び記憶装置を具備し、記憶装置に記憶された情報を用いて演算処理を行うことで、アクアポニックスシステム１０に関する処理を行うことができる。

【0068】

制御装置５０は、センサ４０と通信可能に構成される。制御装置５０は、センサ４０から信号を受信することで、硝酸濃度の測定結果を取得することができる。また制御装置５０は、当該測定結果に基づいて、各接続配管Ｋ３１～Ｋ３４等における飼育水Ｗの流通可否を切り替えることができる。例えば制御装置５０は、第１接続配管Ｋ３１に設けられた配管電磁弁に信号を送信することで、当該配管電磁弁を開閉することができる。これによって制御装置５０は、飼育水Ｗの流通経路を制御することができる。

【0069】

以下では図２から図５を参照し、飼育水Ｗの流通経路を制御するための流通経路制御処理について説明する。図５に示す流通経路制御処理は、制御装置５０によって繰り返し実行される。

【0070】

制御装置５０は、図５に示す流通経路制御処理を開始するとステップＳ１１０へ移行する。ステップＳ１１０において制御装置５０は、センサ４０により測定された硝酸濃度が規定値を外れているか否か判定する。

【0071】

なおステップＳ１１０で用いられる規定値は、飼育水Ｗの硝酸濃度が正常であるか否かを判定するためのものである。本実施形態の規定値は、アクアポニックスエリア２０内を飼育水Ｗが循環する状態（図２の状態）であり、かつ、硝酸等の発生量と吸収量とが釣り合う場合の、調整槽２４内での飼育水Ｗの硝酸濃度の範囲を示すものとなっている。本実施形態では当該規定値が実験等により予め算出され、制御装置５０の記憶装置に記憶されている。

【0072】

ステップＳ１１０において制御装置５０は、センサ４０から硝酸濃度の測定結果を取得し、当該測定結果と記憶装置に記憶された規定値とを比較することで、硝酸濃度の測定結果が前記規定値を外れているか否か判定する。制御装置５０は、前記測定結果が前記規定値を外れていない場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、図５に示す流通経路制御処理を終了する。

【0073】

この場合制御装置５０は図２に示すように、各接続配管Ｋ３１～Ｋ３４における飼育水Ｗの流通を禁止すると共に、第４配管Ｋ２４、第６配管Ｋ２６及び第７配管Ｋ２７における飼育水Ｗの流通を許可する。これによって制御装置５０は、アクアポニックスエリア２０及び調整エリア３０で別々に飼育水Ｗを循環させる。

【0074】

一方制御装置５０は図５に示すように、ステップＳ１１０において硝酸濃度の測定結果が前記規定値を外れている場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２０以降の処理を行う。またこの場合制御装置５０は、硝酸濃度の測定結果と前記規定値との大小関係に応じて、適宜処理を行う。具体的には制御装置５０は、硝酸濃度の測定結果が前記規定値を超えている場合（ステップＳ１２０）、ステップＳ１３０～Ｓ１９０の処理を行う。一方制御装置５０は、硝酸濃度の測定結果が前記規定値未満の場合（ステップＳ２００）、ステップＳ２１０～Ｓ２９０の処理を行う。

【0075】

ここで、硝酸濃度の測定結果が前記規定値を超えている場合（ステップＳ１２０）、飼育水Ｗに含まれる硝酸等を除去しなければ、魚Ｆ２１の生育に悪影響が出ることが懸念される。そこで制御装置５０は、ステップＳ１３０～Ｓ１９０の処理により第２接続配管Ｋ３２等における飼育水Ｗの流通を適宜許可し、調整エリア３０の脱窒槽３３を利用して、飼育水Ｗから硝酸等を除去する。以下、ステップＳ１３０～Ｓ１９０の処理内容を説明する。

【0076】

図３及び図５に示すように、ステップＳ１３０において制御装置５０は、第４配管Ｋ２４における飼育水Ｗの流通を禁止し、調整槽２４から第１養殖槽２１への飼育水Ｗの送水を停止する。ステップＳ１３０の処理が終了すると、制御装置５０はステップＳ１４０へ移行する。

【0077】

ステップＳ１４０において制御装置５０は、第２接続配管Ｋ３２における飼育水Ｗの流通を許可し、調整槽２４から脱窒槽３３へ飼育水Ｗを送水させる。これによって、栽培槽２３から排出される飼育水Ｗは、調整槽２４及び第２接続配管Ｋ３２を介して脱窒槽３３に投入される。このように、本実施形態の第２接続配管Ｋ３２は、調整槽２４を介して間接的に栽培槽２３と脱窒槽３３とを接続する。ステップＳ１４０の処理が終了すると、制御装置５０はステップＳ１５０へ移行する。

【0078】

ステップＳ１５０において制御装置５０は、第３接続配管Ｋ３３及び第７配管Ｋ２７における飼育水Ｗの流通を許可し、脱窒槽３３から第１養殖槽２１及び第２養殖槽３１へ飼育水Ｗを送水させる。

【0079】

上述したステップＳ１３０～Ｓ１５０の処理により、図３に示すように、栽培槽２３から排出された飼育水Ｗは、調整槽２４を介して脱窒槽３３に投入される。これによって、栽培槽２３の植物Ｐだけでは吸収しきれない硝酸等を、脱窒槽３３で除去することができる。また脱窒槽３３で硝酸等が除去された飼育水Ｗを、第１養殖槽２１へ戻すことができる。これによって、飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度を脱窒槽３３で低下させ、硝酸等の影響で第１養殖槽２１の魚Ｆ２１の生育に悪影響が出るのを抑制することができる。

【0080】

なお図５に示すステップＳ１３０～Ｓ１５０の処理順序は、一例であり、適宜変更可能である。ステップＳ１５０の処理が終了すると、制御装置５０はステップＳ１６０へ移行する。

【0081】

ステップＳ１６０において制御装置５０は、ステップＳ１１０と同様の処理により、センサ４０による硝酸濃度の測定結果が前記規定値を超えているか否かを判定する。制御装置５０は、硝酸濃度の測定結果が前記規定値を超えている場合（ステップＳ１６０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２０へ移行する。一方制御装置５０は、硝酸濃度の測定結果が前記規定値を超えていない場合（ステップＳ１６０：Ｎｏ）、ステップＳ１７０へ移行する。

【0082】

図２及び図５に示すように、ステップＳ１７０において制御装置５０は、第３接続配管Ｋ３３における飼育水Ｗの流通を禁止し、脱窒槽３３から第１養殖槽２１への飼育水Ｗの送水を停止する。ステップＳ１７０の処理が終了すると、制御装置５０はステップＳ１８０へ移行する。

【0083】

ステップＳ１８０において制御装置５０は、第２接続配管Ｋ３２における飼育水Ｗの流通を禁止し、調整槽２４から脱窒槽３３への飼育水Ｗの送水を停止する。ステップＳ１８０の処理が終了すると、制御装置５０はステップＳ１９０へ移行する。

【0084】

ステップＳ１９０において制御装置５０は、第４配管Ｋ２４における飼育水Ｗの流通を許可し、調整槽２４から第１養殖槽２１への飼育水Ｗの送水を再開させる。これによって制御装置５０は、硝酸濃度の測定結果が前記規定値を超えなくなるまで下がった場合に（ステップＳ１６０：Ｎｏ）、アクアポニックスエリア２０及び調整エリア３０で別々に飼育水Ｗを循環させることができる。なおステップＳ１７０～Ｓ１９０の処理順序は、一例であり、適宜変更可能である。ステップＳ１９０の処理が終了すると、制御装置５０は流通経路制御処理を終了する。

【0085】

上述の如く、制御装置５０は、ステップＳ１１０でセンサ４０による硝酸濃度の測定結果が前記規定値未満の場合に（ステップＳ２００）、ステップＳ２１０～Ｓ２９０の処理を行う。ここで、硝酸濃度の測定結果が前記規定値未満の場合、飼育水Ｗに硝酸等を追加しなければ植物Ｐの栄養素が足りず、植物Ｐの生育に悪影響が出ることが懸念される。そこで制御装置５０は、ステップＳ２１０～Ｓ２９０の処理により各接続配管Ｋ３１～Ｋ３４における飼育水Ｗの流通を適宜許可し、調整エリア３０で生成された硝酸等を含む飼育水Ｗをアクアポニックスエリア２０に融通する。以下、ステップＳ２１０～Ｓ２９０の処理内容を説明する。

【0086】

図４及び図５に示すように、ステップＳ２１０において制御装置５０は、第６配管Ｋ２６における飼育水Ｗの流通を禁止し、第２硝化槽３２から脱窒槽３３への飼育水Ｗの送水を停止する。ステップＳ２１０の処理が終了すると、制御装置５０はステップＳ２２０へ移行する。

【0087】

ステップＳ２２０において制御装置５０は、第７配管Ｋ２７における飼育水Ｗの流通を禁止し、脱窒槽３３から第２養殖槽３１への飼育水Ｗの送水を停止する。ステップＳ２２０の処理が終了すると、制御装置５０はステップＳ２３０へ移行する。

【0088】

ステップＳ２３０において制御装置５０は、第４接続配管Ｋ３４における飼育水Ｗの流通を許可し、第２硝化槽３２から栽培槽２３へ飼育水Ｗを送水させる。ステップＳ２３０の処理が終了すると、制御装置５０はステップＳ２４０へ移行する。

【0089】

ステップＳ２４０において制御装置５０は、第４配管Ｋ２４及び第１接続配管Ｋ３１における飼育水Ｗの流通を許可し、調整槽２４から第１養殖槽２１及び第２養殖槽３１へ飼育水Ｗを送水させる。これによって、栽培槽２３から排出される飼育水Ｗの一部は、調整槽２４及び第１接続配管Ｋ３１を介して第２養殖槽３１に投入される。このように、本実施形態の第１接続配管Ｋ３１は、調整槽２４を介して間接的に栽培槽２３と第２養殖槽３１とを接続する。

【0090】

当該第１接続配管Ｋ３１を介して調整槽２４から第２養殖槽３１へ投入された飼育水Ｗは、図４に示すように、第２硝化槽３２を通って栽培槽２３へ供給される。こうして本実施形態では、アクアポニックスエリア２０で硝酸等が不足する場合に、調整エリア３０の第２硝化槽３２で生成された硝酸等がアクアポニックスエリア２０に追加（融通）される。

【0091】

当該構成によると、アクアポニックスエリア２０だけでは足りない硝酸等を調整エリア３０からの硝酸等で補うことができる。これによって飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度を第２養殖槽３１及び第２硝化槽３２で上昇させ、植物Ｐの生育に悪影響が出るのを抑制することができる。

【0092】

ここで、第２硝化槽３２から栽培槽２３に飼育水Ｗが送水されると、アクアポニックスエリア２０を流通する飼育水Ｗの量が増え、飼育水Ｗが溢れることが懸念される。本実施形態では、アクアポニックスエリア２０に調整槽２４が設けられているため、飼育水Ｗの量が増えたとしても、当該飼育水Ｗを調整槽２４で受けることができる。これによって飼育水Ｗが溢れるのを抑制することができる。

【0093】

また本実施形態では、調整槽２４から第２養殖槽３１へ飼育水Ｗの一部を投入することで、調整槽２４に貯留される飼育水Ｗの量を減らすことができる。これによって、調整槽２４（アクアポニックスエリア２０）で飼育水Ｗが溢れるのを抑制することができる。また栽培槽２３から排出された硝酸等の濃度が低い飼育水Ｗを第２養殖槽３１へ投入し、第２養殖槽３１で魚Ｆ３１を適切に養殖することができる。

【0094】

なお図５に示すステップＳ２１０～Ｓ２４０の処理順序は、一例であり、適宜変更可能である。ステップＳ２４０の処理が終了すると、制御装置５０はステップＳ２５０へ移行する。

【0095】

ステップＳ２５０において制御装置５０は、ステップＳ１１０と同様の処理により、センサ４０による硝酸濃度の測定結果が前記規定値未満であるか否かを判定する。制御装置５０は、硝酸濃度の測定結果が前記規定値未満の場合（ステップＳ２５０：Ｙｅｓ）、ステップＳ２００へ移行する。一方制御装置５０は、硝酸濃度の測定結果が前記規定値以上の場合（ステップＳ２５０：Ｎｏ）、ステップＳ２６０へ移行する。

【0096】

図２及び図５に示すように、ステップＳ２６０において制御装置５０は、第１接続配管Ｋ３１における飼育水Ｗの流通を禁止し、調整槽２４から第２養殖槽３１への飼育水Ｗの送水を停止する。ステップＳ２６０の処理が終了すると、制御装置５０はステップＳ２７０へ移行する。

【0097】

ステップＳ２７０において制御装置５０は、第４接続配管Ｋ３４における飼育水Ｗの流通を禁止し、第２硝化槽３２から栽培槽２３への飼育水Ｗの送水を停止する。ステップＳ２７０の処理が終了すると、制御装置５０はステップＳ２８０へ移行する。

【0098】

ステップＳ２８０において制御装置５０は、第６配管Ｋ２６における飼育水Ｗの流通を許可し、第２硝化槽３２から脱窒槽３３への飼育水Ｗの送水を再開する。ステップＳ２８０の処理が終了すると、制御装置５０はステップＳ２９０へ移行する。

【0099】

ステップＳ２９０において制御装置５０は、第７配管Ｋ２７における飼育水Ｗの流通を許可し、脱窒槽３３から第２養殖槽３１への飼育水Ｗの送水を再開する。これによって制御装置５０は、硝酸濃度の測定結果が前記規定値以上となるまで上昇した場合に（ステップＳ２５０：Ｎｏ）、アクアポニックスエリア２０及び調整エリア３０で別々に飼育水Ｗを循環させることができる。なおステップＳ２６０～Ｓ２７０の処理順序は、一例であり、適宜変更可能である。ステップＳ２９０の処理が終了すると、制御装置５０は流通経路制御処理を終了する。

【0100】

制御装置５０は、図５に示す流通経路制御処理を実行することによって、硝酸濃度の測定結果が前記規定値を外れている場合に（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、調整エリア３０を利用して飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度を適切に管理することができる。

【0101】

例えば植物Ｐが収穫されて硝酸等を植物Ｐだけでは吸収しきれない場合に（ステップＳ１２０）、調整エリア３０を利用して硝酸等を浄化し、飼育水Ｗの硝酸等の濃度を適切な濃度にまで下げることができる（図３参照）。これによって、魚Ｆ２１や植物Ｐの生育状態の変化によりアクアポニックスエリア２０で硝酸等の発生量と吸収量との釣り合いが取れなくなったとしても、魚Ｆ３１及び植物Ｐの生育に悪影響が出るのを抑制することができる。

【0102】

特に本実施形態では、調整エリア３０で陸上養殖を行うことで、陸上養殖の脱窒槽３３を利用して、硝酸等を除去することができる。こうしてアクアポニックスエリア２０と調整エリア３０とで脱窒槽３３を共用することで、脱窒槽３３の設置個数や面積を減らすことができる。これによって脱窒槽３３の設置費や管理費用を削減することができる。

【0103】

また調整エリア３０で陸上養殖を行うことで、アクアポニックスエリア２０で硝酸等が不足する場合に（ステップＳ２００）、陸上養殖で生じた硝酸等をアクアポニックスエリア２０に融通することができる（図４参照）。当該構成によると、窒素系肥料をアクアポニックスエリア２０に投入する必要がないため、魚Ｆ２１の養殖で汚れた飼育水Ｗを用いて植物Ｐの栽培を行うという、アクアポニックスの目的を満たすことができる。

【0104】

ここで、稚魚を養殖する場合、成魚を養殖する場合よりも硝酸等の発生量が不安定になり易い。また稚魚は、成魚よりも硝酸等による生育の影響を受け易い。このため稚魚は、植物Ｐよりも硝酸等を安定して除去可能な脱窒槽３３を用いた陸上養殖によって養殖されることが一般的である。本実施形態ではこうした稚魚の養殖で一般的に用いられる陸上養殖の設備（脱窒槽３３等）を利用して、飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度を調整することができるため、調整エリア３０の設置費を低減することができる。

【0105】

また本実施形態の制御装置５０は、アクアポニックスエリア２０と調整エリア３０との間だけではなく、アクアポニックスエリア２０内での飼育水Ｗの流通も制御している。具体的には制御装置５０は、硝酸濃度の測定結果が前記規定値を超える場合に（ステップＳ１２０）、調整槽２４から第１養殖槽２１への飼育水Ｗの流通を禁止している（図３参照）。これによって、硝酸等を比較的多く含んだ飼育水Ｗが第１養殖槽２１へ直接投入されないようにして、魚Ｆ２１の生育に悪影響が出るのを効果的に抑制することができる。

【0106】

また本実施形態の制御装置５０は、調整エリア３０内での飼育水Ｗの流通も制御している。具体的には制御装置５０は、硝酸濃度の測定結果が前記規定値未満の場合に（ステップＳ２００）、第２硝化槽３２から脱窒槽３３への飼育水Ｗの流通と、脱窒槽３３から第２養殖槽３１への飼育水Ｗの流通を禁止している（図４参照）。これによって、より多くの硝酸等を栽培槽２３に供給することができるため、植物Ｐの生育に悪影響が出るのを効果的に抑制することができる。

【0107】

以上の如く、本実施形態に係るアクアポニックスシステム１０は、飼育水Ｗによって魚Ｆ２１を養殖すると共に、当該飼育水Ｗに含まれるアンモニアを酸化させることで硝酸等（窒素化合物）を含む飼育水Ｗを生成して植物Ｐに供給するアクアポニックスエリア２０（第１エリア）と、前記アクアポニックスエリア２０（第１エリア）において、飼育水Ｗに含まれる前記硝酸等の濃度に関する濃度情報を取得するセンサ４０（取得部）と、飼育水Ｗに含まれる前記硝酸等の濃度を調整可能な調整エリア３０（調整部）と、前記アクアポニックスエリア２０及び前記調整エリア３０を接続する接続経路（各接続配管Ｋ３１～Ｋ３４の少なくともいずれか１つ）と、前記センサ４０によって測定された濃度情報に基づいて、前記接続経路における飼育水Ｗの流通可否を切り替える制御装置５０（切替部）と、を具備するものである。

【0108】

このように構成することにより、濃度情報に応じて飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度を適宜調整することができるため、飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度を適切に管理することができる。

【0109】

また、前記センサ４０は、前記濃度情報として、前記硝酸等の濃度を取得するものであり、前記制御装置５０は、前記センサ４０の取得結果が前記規定値を超える場合に（ステップＳ１２０）、前記接続経路における飼育水Ｗの流通を許可することによって、飼育水Ｗに含まれる前記硝酸等の濃度を低下させるものである（ステップＳ１４０・Ｓ１５０）。

【0110】

このように構成することにより、飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度を適切に管理することができる。

【0111】

また、前記アクアポニックスエリア２０は、飼育水Ｗによって魚Ｆ２１を養殖する第１養殖槽２１、及び前記第１養殖槽２１から排出される飼育水Ｗに含まれるアンモニアを酸化させることで生成された前記硝酸等を含む飼育水Ｗによって植物Ｐを栽培する栽培槽２３を具備し、前記接続経路は、前記栽培槽２３から前記調整エリア３０へ飼育水Ｗを流通可能に前記栽培槽２３と前記調整エリア３０とを接続する第２接続配管Ｋ３２（第１経路）、及び前記調整エリア３０から前記第１養殖槽２１へ飼育水Ｗを流通可能に前記調整エリア３０と前記第１養殖槽２１とを接続する第３接続配管Ｋ３３（第２経路）を含むものである。

【0112】

このように構成することにより、栽培槽２３から排出される飼育水Ｗを調整エリア３０に投入し、硝酸等の濃度を下げてから第１養殖槽２１へ戻すことができるため、魚Ｆ２１の生育に悪影響が出るのを効果的に抑制することができる。

【0113】

また、前記センサ４０は、前記濃度情報として、前記硝酸等の濃度を取得するものであり、前記制御装置５０は、前記センサ４０の取得結果が前記規定値未満の場合に（ステップＳ２００）、前記接続経路における飼育水Ｗの流通を許可することによって、飼育水Ｗに含まれる前記窒素化合物の濃度を上昇させるものである（ステップＳ２３０・Ｓ２４０）。

【0114】

このように構成することにより、飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度を適切に管理することができる。

【0115】

また、前記調整部は、飼育水Ｗによって魚Ｆ３１を養殖すると共に、当該飼育水Ｗに含まれるアンモニアを酸化させることで硝酸等を含む飼育水Ｗを生成可能な調整エリア３０（第２エリア）を具備するものである。

【0116】

このように構成することにより、魚Ｆ３１の養殖を利用して飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度を上昇させることができる。

【0117】

また、前記アクアポニックスエリア２０は、飼育水Ｗによって魚Ｆ２１を養殖する第１養殖槽２１、及び前記第１養殖槽２１から排出される飼育水Ｗに含まれるアンモニアを酸化させることで生成された前記硝酸等を含む飼育水Ｗによって植物Ｐを栽培する栽培槽２３を具備し、前記調整エリア３０は、飼育水Ｗによって魚Ｆ３１を養殖する第２養殖槽３１、及び前記第２養殖槽３１から排出された飼育水Ｗに含まれるアンモニアを酸化させる第２硝化槽３２（硝化槽）を具備し、前記接続経路は、前記第２硝化槽３２から前記栽培槽２３へ飼育水Ｗを流通可能に前記第２硝化槽３２と前記栽培槽２３とを接続する第４接続配管Ｋ３４（第３経路）を含むものである。

【0118】

このように構成することにより、調整エリア３０の第２硝化槽３２で生成された硝酸等をアクアポニックスエリア２０に融通し、調整エリア３０における脱窒をアクアポニックスエリア２０での植物Ｐの栽培に置き換えることができる。

【0119】

また、前記アクアポニックスエリア２０は、前記第１養殖槽２１と前記栽培槽２３との間を飼育水Ｗが流通する経路に設けられ、飼育水Ｗを貯留可能な調整槽２４（貯留部）をさらに具備するものである。

【0120】

このように構成することにより、アクアポニックスエリア２０を流通する飼育水Ｗが溢れるのを抑制することができる。

【0121】

また、前記接続経路は、前記栽培槽２３から前記第２養殖槽３１へ飼育水Ｗを流通可能に、前記栽培槽２３と前記第２養殖槽３１とを接続する第１接続配管Ｋ３１（第４経路）をさらに含むものである。

【0122】

このように構成することにより、アクアポニックスエリア２０を流通する硝酸等の濃度が低い飼育水Ｗを調整エリア３０に融通し、調整エリア３０の魚Ｆ３１を適切に養殖することができる。

【0123】

また、前記調整エリア３０は、前記第２硝化槽３２から排出された飼育水Ｗに含まれる硝酸を脱窒する脱窒槽３３をさらに具備し、前記接続経路は、前記栽培槽２３から前記脱窒槽３３へ飼育水Ｗを流通可能に前記栽培槽２３と前記脱窒槽３３とを接続する第２接続配管Ｋ３２（第１経路）、及び前記脱窒槽３３から前記第１養殖槽２１へ飼育水Ｗを流通可能に前記脱窒槽３３と前記第１養殖槽２１とを接続する第３接続配管Ｋ３３（第２経路）を含み、前記制御装置５０は、前記センサ４０の取得結果が前記規定値を超える場合に（ステップＳ１２０）、前記第２接続配管Ｋ３２及び前記第３接続配管Ｋ３３における飼育水Ｗの流通を許可するものである（ステップＳ１４０・Ｓ１５０）。

【0124】

このように構成することにより、第２養殖槽３１の魚Ｆ３１の生育に悪影響が出るのを抑制することができると共に、アクアポニックスエリア２０を流通する飼育水Ｗが溢れるのを抑制することができる。

【0125】

また、前記第２養殖槽３１では、稚魚が飼育されるものである。

【0126】

このように構成することにより、脱窒槽３３を利用して稚魚を適切に養殖しながら、アクアポニックスエリア２０を流通する飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度を調整することができる。

【0127】

なお、本実施形態に係るアクアポニックスエリア２０は、本発明に係る第１エリアの実施の一形態である。
また、本実施形態に係るセンサ４０は、本発明に係る取得部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る調整エリア３０は、本発明に係る調整部及び第２エリアの実施の一形態である。
また、本実施形態に係る各接続配管Ｋ３１～Ｋ３４の少なくともいずれか１つは、本発明に係る接続経路の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る制御装置５０は、本発明に係る切替部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る第２接続配管Ｋ３２は、本発明に係る第１経路の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る第３接続配管Ｋ３３は、本発明に係る第２経路の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る第２硝化槽３２は、本発明に係る硝化槽の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る第４接続配管Ｋ３４は、本発明に係る第３経路の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る調整槽２４は、本発明に係る貯留部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る第１接続配管Ｋ３１は、本発明に係る第４経路の実施の一形態である。

【0128】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

【0129】

例えば、本実施形態のアクアポニックスエリア２０及び調整エリア３０には、魚Ｆ２１・Ｆ３１の養殖及び植物Ｐの栽培に有効な各種機構を追加することも可能である。

【0130】

例えば、源水となる淡水中のカルキや不純物等を除去する不純物除去機構、飼育水Ｗ中の固形分を除去する固形分除去機構、飼育水Ｗの消毒や殺菌を行う除菌機構、飼育水Ｗの水温管理を行う水温管理機構、飼育水Ｗ中に酸素を供給する酸素供給機構等を追加することも可能である。

【0131】

前記固形分除去機構は、例えば沈殿ろ過、砂ろ過、膜ろ過、泡沫分離等の物理ろ過によって固形分を除去することができる。また前記除菌機構は、例えば飼育水Ｗに対する紫外線の照射やオゾンの添加等により、飼育水Ｗの消毒や殺菌を行うことができる。また前記水温管理機構は、例えばヒーターやチラー等を用いて飼育水Ｗの加熱及び冷却を行うことができる。また前記酸素供給機構は、例えばばっ気装置や酸素発生装置等を用いて、飼育水Ｗに酸素を供給することができる。

【0132】

また本実施形態では、調整エリア３０により、アクアポニックスエリア２０で生じた硝酸等の除去と、アクアポニックスエリア２０への硝酸等の追加と、をそれぞれ行うものとした（図３及び図４参照）。これは一例であり、アクアポニックスエリア２０における硝酸等の濃度変化の傾向等を考慮して、硝酸等の除去又は追加の少なくとも一方を調整エリア３０で行うことも可能である。例えば、アクアポニックスエリア２０を飼育水Ｗが循環することで硝酸濃度が高くなり易い場合、調整エリア３０は、硝酸等を除去可能、かつ硝酸等を追加不能に構成されていてもよい。これによって硝酸等を追加するための設備、及び当該設備とアクアポニックスエリア２０とを接続する配管を省くことができるため、設備の設置費や管理費用を削減することができる。

【0133】

また本実施形態では、陸上養殖（調整エリア３０）を利用して飼育水Ｗに含まれる硝酸等の濃度を調整するものとしたが、これは一例であり、前記濃度を調整する方法は、本実施形態に限定されるものではない。例えば調整エリア３０では、飼育水Ｗを淡水等で希釈することで、前記濃度を低下させることも可能である。また例えば調整エリア３０では、アクアポニックスエリア２０にあるような栽培槽２３を利用して、前記濃度を低下させることも可能である。

【0134】

また制御装置５０は、硝酸濃度の測定結果に応じて各エリア２０・３０間（各接続配管Ｋ３１～Ｋ３４）での飼育水Ｗの流通可否を制御するものであればよい。すなわち本実施形態における飼育水Ｗの流通経路の制御内容は一例であり、適宜変更可能である。

【0135】

例えば本実施形態では、硝酸濃度の測定結果が前記規定値を超える場合に（ステップＳ１２０）、第４配管Ｋ２４での飼育水Ｗの流通を禁止するものとしたが（図３参照）、当該制御を行わないようにすることも可能である。このように、制御装置５０は、アクアポニックスエリア２０内での飼育水Ｗの流通の可否を必ずしも制御する必要はない。

【0136】

また例えば本実施形態では、硝酸濃度の測定結果が前記規定値未満の場合に（ステップＳ２００）、第６配管Ｋ２６及び第７配管Ｋ２７での飼育水Ｗの流通を禁止するものとしたが（図４参照）、当該制御を行わないようにすることも可能である。このように、制御装置５０は、調整エリア３０内での飼育水Ｗの流通の可否を必ずしも制御する必要はない。

【0137】

また本実施形態では、硝酸濃度の測定結果が前記規定値を外れる場合に（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、アクアポニックスエリア２０から調整エリア３０へ向かう第１方向と、調整エリア３０からアクアポニックスエリア２０へ向かう第２方向と、のそれぞれで飼育水Ｗの流通を許可するものとした。例えば本実施形態では、硝酸濃度の測定結果が前記規定値未満の場合に、調整槽２４から第２養殖槽３１（第１方向）への飼育水Ｗの流通と、第２硝化槽３２から栽培槽２３（第２方向）への飼育水Ｗの流通と、をそれぞれ許可するものとした（図４参照）。これは一例であり、制御装置５０は、硝酸濃度の測定結果が前記規定値を外れる場合に、前記第１方向又は第２方向のいずれか一方において、飼育水Ｗの流通を許可することも可能である。

【0138】

また第２養殖槽３１では、第１養殖槽２１の魚Ｆ２１の稚魚が養殖されるものとしたが、第２養殖槽３１で養殖される魚Ｆ３１として、本実施形態とは異なる魚を養殖可能である。例えば第２養殖槽３１では、第１養殖槽２１の魚Ｆ２１の稚魚ではなく、成魚が養殖されてもよい。また第１養殖槽２１及び第２養殖槽３１では、必ずしも同じ魚が養殖される必要はなく、互いに異なる魚が養殖されるものであってよい。この場合、第１養殖槽２１及び第２養殖槽３１では、同じような水質（各エリア２０・３０での飼育水Ｗの融通により生育に悪影響が出ないような水質）で生育可能な魚Ｆ２１・Ｆ３１が養殖されることが望ましい。

【0139】

また本実施形態の各接続配管Ｋ３１～Ｋ３４の構成は一例であり、適宜変更可能である。例えば図６に示すように、第４接続配管Ｋ３４は、第２硝化槽３２と調整槽２４とを接続することも可能である。これによって調整エリア３０から飼育水Ｗをアクアポニックスエリア２０に融通する場合に、栽培槽２３で飼育水Ｗが溢れるのを抑制することができる。

【0140】

また本実施形態では、栽培槽２３から第１養殖槽２１へ飼育水Ｗが流通する経路上に調整槽２４が設置されるものとしたが、調整槽２４の設置場所は、アクアポニックスエリア２０内を飼育水Ｗが循環する経路上であれば、本実施形態に限定されるものではない。

【0141】

また本実施形態では、第２硝化槽３２から追加される飼育水Ｗを調整槽２４で受けることで、アクアポニックスエリア２０で飼育水Ｗが溢れるのを抑制するものとしたが、調整槽２４とは異なる方法により飼育水Ｗが溢れるのを抑制することも可能である。例えば調整槽２４にかえて、アクアポニックスエリア２０を流通する飼育水Ｗを外部に排出可能な排水経路を設けることで、飼育水Ｗが溢れるのを抑制することも可能である。こうしてアクアポニックスエリア２０に調整槽２４が設置されない場合、図１に示す第１接続配管Ｋ３１は、栽培槽２３と第２養殖槽３１とを直接接続することも可能である。また第２接続配管Ｋ３２は、栽培槽２３と脱窒槽３３とを直接接続することも可能である。

【符号の説明】

【0142】

１０ アクアポニックスシステム
２０ アクアポニックスエリア
３０ 調整エリア
４０ センサ
５０ 制御装置
Ｆ２１ 魚
Ｋ３１ 第１接続配管
Ｋ３２ 第２接続配管
Ｋ３３ 第３接続配管
Ｋ３４ 第４接続配管
Ｐ 植物
Ｗ 飼育水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】