(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】P2024043710
(43)【公開日】2024-04-02
(54)【発明の名称】湿泥状態の管理システム
(51)【国際特許分類】
G01N 33/24 20060101AFI20240326BHJP
G01N 21/17 20060101ALN20240326BHJP
【ＦＩ】
G01N33/24 B
G01N21/17 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022148856
(22)【出願日】2022-09-20
(71)【出願人】
【識別番号】000116574
【氏名又は名称】愛三工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000394
【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】宮部 善和
【テーマコード（参考）】
2G059
【Ｆターム（参考）】
2G059AA03
2G059AA05
2G059BB04
2G059CC20
2G059DD12
2G059EE01
2G059FF01
2G059KK04
(57)【要約】
【課題】水中の湿泥から発生する気泡の状態から湿泥の状態を判定する。
【解決手段】湿泥状態の管理システム１０は、干潟槽２０の水中の湿泥２２から発生する気泡２４を含む気泡含有水を回収する回収手段３０と、回収手段３０により回収された気泡含有水に含まれる気泡２４の状態を計測する計測手段４０と、計測手段４０により計測された気泡２４の状態に基づいて湿泥２２の状態を判定する判定手段６４と、を備える。さらに、判定手段６４の判定結果に基づいて湿泥２２の状態を調整する調整手段５０を備える。
【選択図】図１
【解決手段】湿泥状態の管理システム１０は、干潟槽２０の水中の湿泥２２から発生する気泡２４を含む気泡含有水を回収する回収手段３０と、回収手段３０により回収された気泡含有水に含まれる気泡２４の状態を計測する計測手段４０と、計測手段４０により計測された気泡２４の状態に基づいて湿泥２２の状態を判定する判定手段６４と、を備える。さらに、判定手段６４の判定結果に基づいて湿泥２２の状態を調整する調整手段５０を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水中の湿泥から発生する気泡を含む気泡含有水を回収する回収手段と、
前記回収手段により回収された前記気泡含有水に含まれる気泡の状態を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された前記気泡の状態に基づいて前記湿泥の状態を判定する判定手段と、
を備える、湿泥状態の管理システム。
前記回収手段により回収された前記気泡含有水に含まれる気泡の状態を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された前記気泡の状態に基づいて前記湿泥の状態を判定する判定手段と、
を備える、湿泥状態の管理システム。
【請求項2】
請求項１に記載の湿泥状態の管理システムであって、
前記判定手段の判定結果に基づいて前記湿泥の状態を調整する調整手段を備える、湿泥状態の管理システム。
前記判定手段の判定結果に基づいて前記湿泥の状態を調整する調整手段を備える、湿泥状態の管理システム。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の湿泥状態の管理システムであって、
前記回収手段は、長手方向に延びる頂部を有するフード状に形成されかつ水面付近で前記気泡含有水を捕集する捕集容器と、前記捕集容器の頂部に沿って延在しかつ該捕集容器の内部空間の前記気泡含有水をベンチュリ効果を利用して吸引する捕集配管と、を備える、湿泥状態の管理システム。
前記回収手段は、長手方向に延びる頂部を有するフード状に形成されかつ水面付近で前記気泡含有水を捕集する捕集容器と、前記捕集容器の頂部に沿って延在しかつ該捕集容器の内部空間の前記気泡含有水をベンチュリ効果を利用して吸引する捕集配管と、を備える、湿泥状態の管理システム。
【請求項4】
請求項３に記載の湿泥状態の管理システムであって、
前記捕集配管の上部内壁面は平滑面とされている、湿泥状態の管理システム。
前記捕集配管の上部内壁面は平滑面とされている、湿泥状態の管理システム。
【請求項5】
請求項１又は２に記載の湿泥状態の管理システムであって、
前記計測手段は、前記回収手段により回収されて移送配管を流れる前記気泡含有水の画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段により取得した画像から前記気泡の状態を計測する状態計測手段と、を備える、湿泥状態の管理システム。
前記計測手段は、前記回収手段により回収されて移送配管を流れる前記気泡含有水の画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段により取得した画像から前記気泡の状態を計測する状態計測手段と、を備える、湿泥状態の管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書に開示の技術は湿泥状態の管理システムに関する。詳しくは、干潟、水田等の湿泥状態の管理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、湿泥中の有機物を微生物（バクテリア）が分解することで発電する微生物燃料電池が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－１２２６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１では、湿泥の状態を判定する手段を備えていないため、湿泥の状態の可否を判定することができない。
【0005】
本明細書に開示の技術が解決しようとする課題は、水中の湿泥から発生する気泡の状態から湿泥の状態を判定することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するため、本明細書が開示する技術は次の手段をとる。
【0007】
第１の手段は、水中の湿泥から発生する気泡を含む気泡含有水を回収する回収手段と、前記回収手段により回収された前記気泡含有水に含まれる気泡の状態を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された前記気泡の状態に基づいて前記湿泥の状態を判定する判定手段と、を備える、湿泥状態の管理システムである。
【0008】
第１の手段によると、回収手段により水中の湿泥から発生する気泡を含む気泡含有水を回収し、その気泡含有水に含まれる気泡の状態を計測手段により計測し、その計測された気泡の状態に基づいて判定手段が湿泥の状態を判定する。これにより、水中の湿泥から発生する気泡の状態から湿泥の状態を判定することができる。
【0009】
第２の手段は、第１の手段の湿泥状態の管理システムであって、前記判定手段の判定結果に基づいて前記湿泥の状態を調整する調整手段を備える、湿泥状態の管理システムである。
【0010】
第２の手段によると、判定手段の判定結果に基づいて調整手段が湿泥の状態を調整する。これにより、湿泥の状態を適正化することができる。
【0011】
第３の手段は、第１又は２の手段の湿泥状態の管理システムであって、前記回収手段は、長手方向に延びる頂部を有するフード状に形成されかつ水面付近で前記気泡含有水を捕集する捕集容器と、前記捕集容器の頂部に沿って延在しかつ該捕集容器の内部空間の前記気泡含有水をベンチュリ効果を利用して吸引する捕集配管と、を備える、湿泥状態の管理システムである。
【0012】
第３の手段によると、長手方向に延びる頂部を有するフード状に形成された捕集容器により、水面付近で気泡含有水が捕集される。捕集容器により捕集された気泡含有水は、捕集容器の頂部に沿って延在する捕集配管によりベンチュリ効果を利用して吸引される。よって、気泡含有水を効率良く回収することができる。
【0013】
第４の手段は、第３の手段の湿泥状態の管理システムであって、前記捕集配管の上部内壁面は平滑面とされている、湿泥状態の管理システムである。
【0014】
第４の手段によると、捕集配管の上部内壁面が平滑面つまり絞り部のない平滑面とされていることにより、捕集配管の上部内壁面における絞り部による気泡の滞留を抑制し、気泡含有水の流動性を向上することができる。
【0015】
第５の手段は、第１又は２の手段の湿泥状態の管理システムであって、前記計測手段は、前記回収手段により回収されて移送配管を流れる前記気泡含有水の画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段により取得した画像から前記気泡の状態を計測する状態計測手段と、を備える、湿泥状態の管理システムである。
【0016】
第５の手段によると、計測手段の画像取得手段により移送配管を流れる気泡含有水の画像を取得し、その画像から状態計測手段が気泡の状態を計測する。これにより、気泡含有水を水と気泡とに分離することなく、速やかに気泡の状態を計測することができる。
【発明の効果】
【0017】
本明細書に開示の技術によると、水中の湿泥から発生する気泡の状態から湿泥の状態を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】実施形態１にかかる湿泥状態の管理システムを示す模式図である。
【図2】捕集装置を示す正断面図である。
【図3】捕集装置を一部破断して示す平面図である。
【図4】捕集装置を示す下面図である。
【図5】捕集装置を示す左側面図である。
【図7】計測手段を示す模式図である。
【図8】実施形態２にかかる捕集装置の位置調整装置を示す模式図である。
【図9】実施形態３にかかるメタン捕集装置を示す模式図である。
【図10】メタン捕集装置の制御動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
［実施形態１］
本実施形態に係る湿泥状態の管理システムは、水槽内に干潟を再現した干潟槽の湿泥状態を管理するシステムである。図１は湿泥状態の管理システムを示す模式図である。
本実施形態に係る湿泥状態の管理システムは、水槽内に干潟を再現した干潟槽の湿泥状態を管理するシステムである。図１は湿泥状態の管理システムを示す模式図である。
【0020】
（湿泥状態の管理システム１０）
図１に示すように、湿泥状態の管理システム１０は、大別すると、干潟槽２０と回収手段３０と計測手段４０と調整手段５０と制御装置６０とを備える。制御装置６０は、プロセッサ、メモリ、入出力インターフェース、およびこれらを接続するバス等を備えたマイクロコンピュータを含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit）からなる。制御装置６０は、管理システム１０の電気機器及び電子機器等を制御する。制御装置６０は本明細書でいう「制御手段」に相当する。なお、図１では、制御装置６０と電気機器及び電子機器等との電気的な接続の一部が省略されている。
図１に示すように、湿泥状態の管理システム１０は、大別すると、干潟槽２０と回収手段３０と計測手段４０と調整手段５０と制御装置６０とを備える。制御装置６０は、プロセッサ、メモリ、入出力インターフェース、およびこれらを接続するバス等を備えたマイクロコンピュータを含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit）からなる。制御装置６０は、管理システム１０の電気機器及び電子機器等を制御する。制御装置６０は本明細書でいう「制御手段」に相当する。なお、図１では、制御装置６０と電気機器及び電子機器等との電気的な接続の一部が省略されている。
【0021】
（干潟槽２０）
干潟槽２０は、例えば特有な底生生物を飼育するための干潟を再現する設備である。干潟槽２０は、水槽２１と、水槽２１内に貯留された湿泥２２及び水２３と、を有する。干潟槽２０で飼育される底生生物にはシャコ等の甲殻類やアサリ等の貝類が挙げられるが、これらに限定されない。
干潟槽２０は、例えば特有な底生生物を飼育するための干潟を再現する設備である。干潟槽２０は、水槽２１と、水槽２１内に貯留された湿泥２２及び水２３と、を有する。干潟槽２０で飼育される底生生物にはシャコ等の甲殻類やアサリ等の貝類が挙げられるが、これらに限定されない。
【0022】
水槽２１内には、湿泥２２が層状に堆積されている。図１では満潮時の水位で表されている。すなわち、湿泥２２上に水２３が層状に貯留されている。湿泥２２中には、天然の干潟由来の微生物が生息している。水２３は海水と同程度の塩分を含むことが好ましいが、干潟槽２０で飼育する底生生物の種類によっては淡水でもよい。なお、説明の都合上、図１を基に水槽２１の上下左右の方位を定める。また、水槽２１の底部には、図示しない砂、礫岩等が含まれている。
【0023】
本明細書における「湿泥」は、微生物にとって栄養分となる有機物を含むものを意味する。本明細書における「有機物」とは微生物が分解可能な状態のものを意味する。そのため、生物の死骸を構成する有機物は本明細書の「有機物」に含まれるが、生体を構成する有機物は除外される。また、干潟槽２０には、必要に応じて日照用ライト、酸素濃度計、塩分濃度計、ヒータ等の干潟槽２０内の環境状態を測定および調整するための装置を設置することができる。また、干潟槽２０内で飼育する生物に餌を供給するための給餌装置を設置してもよい。
【0024】
（回収手段３０）
回収手段３０は、干潟槽２０の水中の湿泥２２から発生する気泡（ガス）２４を含む気泡含有水を回収するものである。回収手段３０は、大別すると、水槽２１の上部に設置された捕集装置３１と、気泡含有水を移送する移送配管３６と、気泡含有水を吸引しかつ圧送する移送用ポンプ３７と、気泡含有水を気液に分離する気液分離器３８と、を備えている。図１に気泡含有水の流れが矢印Ｙで示されている。
回収手段３０は、干潟槽２０の水中の湿泥２２から発生する気泡（ガス）２４を含む気泡含有水を回収するものである。回収手段３０は、大別すると、水槽２１の上部に設置された捕集装置３１と、気泡含有水を移送する移送配管３６と、気泡含有水を吸引しかつ圧送する移送用ポンプ３７と、気泡含有水を気液に分離する気液分離器３８と、を備えている。図１に気泡含有水の流れが矢印Ｙで示されている。
【0025】
捕集装置３１は、水槽２１の水面付近で気泡含有水を捕集する長尺状の捕集容器３２と、捕集容器３２の内部空間の気泡含有水をベンチュリ効果を利用して吸引する捕集配管３３と、を備えている。図２は捕集装置を示す正断面図、図３は同じく捕集装置を一部破断して示す平面図、図４は同じく下面図、図５は同じく左側面図、図６は図３のVI－VI線矢視断面図である。
【0026】
図２及び図４に示すように、捕集容器３２は、長手方向（図２及び図４において左右方向）に延びる頂部３２ａを有するフード状に形成されている（図５及び図６参照）。本実施形態の捕集容器３２は、下面を開口しかつ両端面を閉鎖する半円筒状に形成されている。
【0027】
捕集容器３２は、干潟槽２０の満潮時において下面開口部が水２３で閉塞される（図１参照）。これにより、捕集容器３２の内部空間には、湿泥２２から発生する気泡２４を含む気泡含有水が浸入する。また、捕集容器３２が頂部３２ａを有するフード状に形成されていることにより、捕集容器３２の内部空間における気泡含有水中の全ての気泡２４が頂部３２ａに向けて誘導される（図６参照）。
【0028】
図２、図３及び図６に示すように、捕集配管３３は丸型パイプ材からなる。捕集配管３３は、捕集容器３２の頂部３２ａ上に沿って直線状に設置されている。捕集容器３２と捕集配管３３との接合部の両側（図５及び図６において左右両側）の生じる隙間は、封止部材３４によって封止されている。捕集配管３３の一端部（図２において左端部）は閉鎖されている。捕集配管３３の他端部（図２において右端部）の端末部３３ａ（図１参照）は上方へ向けて折り曲げられている。
【0029】
図２に示すように、捕集配管３３の直線状部分（端末部３３ａを除いた部分）の下部内壁面には、山形形状の複数の絞り部３３ｂが形成されている。絞り部３３ｂは、捕集配管３３の長手方向に所定の間隔を隔てて複数配置されている。絞り部３３ｂは、平面視で捕集配管３３の長手方向を長くする長円形状に形成されている（図３参照）。また、捕集配管３３の直線状部分（端末部３３ａを除いた部分）の上部内壁面３３ｃは、絞り部３３ｂのない平滑面とされている（図２及び図６参照）。
【0030】
捕集装置３１には、捕集容器３２の頂部３２ａ、捕集配管３３の下端部、及び、絞り部３３ｂの中心部（頂部）を上下方向に貫通する通気孔３５が形成されている（図６参照）。通気孔３５は、例えば円形孔である。捕集配管３３は、捕集容器３２の内部空間の気泡含有水を、絞り部３３ｂにより発生するベンチュリ効果を利用して通気孔３５から吸引する。捕集装置３１は、全体的に透明なアクリル樹脂等の樹脂材料により形成することにより、光を遮らないように構成することができる。
【0031】
図１に示すように、捕集配管３３の端末部３３ａには、計測用配管４１を介して移送配管３６の一端部（上流側端部）３６ａが接続されている。移送配管３６の他端部（下流側端部）３６ｂは、水槽２１の左端部において水槽２１内に向けられている。計測用配管４１は移送配管３６の一部とみなすことができる。
【0032】
移送用ポンプ３７は移送配管３６の途中すなわち計測用配管４１よりも下流側に配置されている。移送用ポンプ３７は制御装置６０によって制御される。移送用ポンプ３７は、例えば干潟槽２０の満潮時に運転される。移送用ポンプ３７が運転されることにより、捕集容器３２の内部空間の気泡含有水が捕集配管３３を介して移送配管３６に吸引されて圧送される。
【0033】
気液分離器３８は、移送配管３６の途中すなわち移送用ポンプ３７よりも下流側に配置されている。気液分離器３８は、気泡含有水を気体（ガス）と液体（水２３）に分離する機能を有する。分離された水２３は、移送配管３６を介して干潟槽２０の水槽２１に戻される。図１に水２３の流れが矢印Ｙ１で示されている。また、分離されたガス（メタン、硫化水素、窒素、二酸化炭素等）は、ガス移送配管３９を介して次工程へ移送されて回収あるいは処理される。回収されたガスは、用途に応じて利用される。例えば、メタンは、吸着器により吸着し、その吸着器から脱離して利用することが可能である。
【0034】
ガス移送配管３９の途中には、メタン検知器３９ａ、硫化水素検知器３９ｂ等が接続されている。メタン検知器３９ａ、硫化水素検知器３９ｂ等の検知信号は制御装置６０に入力される。制御装置６０は、メタン、硫化水素が検知された際に、計測手段４０により気泡２４の状態を計測する。
【0035】
（計測手段４０）
計測手段４０は、気泡含有水に含まれる気泡（ガス）２４の状態を計測するものである。図７は計測手段を示す模式図である。図７に示すように、計測手段４０は、大別すると、気泡含有水が流れる計測用配管４１と、計測用配管４１内を流れる気泡含有水を撮影するためのカメラ４３と、カメラ４３が撮影した画像から気泡含有水に含まれる気泡２４の状態を計測する状態計測手段６２と、を備えている。状態計測手段６２は制御装置６０に含まれる。
計測手段４０は、気泡含有水に含まれる気泡（ガス）２４の状態を計測するものである。図７は計測手段を示す模式図である。図７に示すように、計測手段４０は、大別すると、気泡含有水が流れる計測用配管４１と、計測用配管４１内を流れる気泡含有水を撮影するためのカメラ４３と、カメラ４３が撮影した画像から気泡含有水に含まれる気泡２４の状態を計測する状態計測手段６２と、を備えている。状態計測手段６２は制御装置６０に含まれる。
【0036】
計測用配管４１は、略Ｚ字状に形成されており、下縦管部４１ａと横管部４１ｂと上縦管部４１ｃとを有する。下縦管部４１ａには捕集配管３３の端末部３３ａが接続されている。上縦管部４１ｃには移送配管３６の上流側端部３６ａが接続されている。横管部４１ｂ内の天井部には、下方を開口する断面円弧状の泡受け板４２が配置されている。泡受け板４２は、捕集配管３３から下縦管部４１ａを流れてくる気泡２４を受け止めることにより大型化を促進してから上縦管部４１ｃへ逃がすものである。計測用配管４１は、光を遮らない透明なアクリル樹脂等の樹脂材料により形成されている。
【0037】
カメラ４３は、計測用配管４１の上縦管部４１ｃ内を流れる気泡含有水を撮影する。カメラ４３が撮影（取得）した画像は、制御装置６０へ電子信号として送られる。カメラ４３による画像の取得は、制御装置６０によって制御される。制御装置６０は、例えば、メタン検知器３９ａ、硫化水素検知器３９ｂ等（図１参照）によりメタンや硫化水素が検知された際に、カメラ４３による画像の取得を行う。カメラ４３は本明細書でいう「画像取得手段」に相当する。
【0038】
状態計測手段６２は、カメラ４３の中心軸線４３Ｌを横切る気泡２４の検知と、その気泡２４の径φＤと、次の気泡２４を検知するまでの検知時間Ｔ（ms）と、に基づいて、気泡含有水に含まれる気泡２４の状態すなわち気泡２４の径φＤ、気泡２４同士間の間隔（距離）、ガスの流量等を計測する。
【0039】
（調整手段５０）
図１に示すように、調整手段５０は、制御装置６０の判定手段６４の判定結果に基づいて干潟槽２０の湿泥２２の状態を調整するものである。調整手段５０は、メタン菌が活性化する有機物を含む調整水を貯留する貯留槽５１と、貯留槽５１の有機物を干潟槽２０の湿泥２２の下部に供給する供給配管５２と、供給配管５２の途中に設けられた調整用ポンプ５３と、を備えている。調整用ポンプ５３は、制御装置６０によって制御される。
図１に示すように、調整手段５０は、制御装置６０の判定手段６４の判定結果に基づいて干潟槽２０の湿泥２２の状態を調整するものである。調整手段５０は、メタン菌が活性化する有機物を含む調整水を貯留する貯留槽５１と、貯留槽５１の有機物を干潟槽２０の湿泥２２の下部に供給する供給配管５２と、供給配管５２の途中に設けられた調整用ポンプ５３と、を備えている。調整用ポンプ５３は、制御装置６０によって制御される。
【0040】
（判定手段）
図１に示すように、制御装置６０は、計測手段４０により計測された結果（気泡２４の状態）に基づいて湿泥２２の状態が適正か否かを判定する判定手段６４を備えている。例えば、貧酸素や酸素がない嫌気状態では、主としてメタンや硫化水素が発生する。このため、判定手段６４は、計測手段４０により計測した気泡２４の状態が、予め設定された湿泥２２の適正な環境（例えば天然環境）における気泡２４の適正状態から外れた場合に、湿泥２２の状態が悪化したと判断する。例えば、計測による気泡２４の径φＤ、気泡２４同士間の間隔、ガスの流量等のいずれかが適正範囲外の場合に、湿泥２２の状態が悪化したと判断する。この場合、制御装置６０は、管理者（ユーザー）へ通知するとともに、調整手段５０の調整用ポンプ５３を駆動させる。
図１に示すように、制御装置６０は、計測手段４０により計測された結果（気泡２４の状態）に基づいて湿泥２２の状態が適正か否かを判定する判定手段６４を備えている。例えば、貧酸素や酸素がない嫌気状態では、主としてメタンや硫化水素が発生する。このため、判定手段６４は、計測手段４０により計測した気泡２４の状態が、予め設定された湿泥２２の適正な環境（例えば天然環境）における気泡２４の適正状態から外れた場合に、湿泥２２の状態が悪化したと判断する。例えば、計測による気泡２４の径φＤ、気泡２４同士間の間隔、ガスの流量等のいずれかが適正範囲外の場合に、湿泥２２の状態が悪化したと判断する。この場合、制御装置６０は、管理者（ユーザー）へ通知するとともに、調整手段５０の調整用ポンプ５３を駆動させる。
【0041】
制御装置６０は、判定手段６４が湿泥２２の状態が悪化したと判断した際に、調整用ポンプ５３を駆動させる。調整用ポンプ５３の駆動によって、貯留槽５１に貯留されていた有機物を含む調整水が湿泥２２に供給される。これにより、湿泥２２のメタン菌が活性化される。すなわち、湿泥２２の状態が適正化されるように調整することができる。
【0042】
（本実施形態の利点）
本実施形態の湿泥状態の管理システム１０によると、回収手段３０により水中の湿泥２２から発生する気泡２４を含む気泡含有水を回収し、その気泡含有水に含まれる気泡２４の状態を計測手段４０により計測し、その計測された気泡２４の状態に基づいて判定手段６４が湿泥２２の状態を判定する。これにより、水中の湿泥２２から発生する気泡２４の状態から湿泥２２の状態を判定することができる。
本実施形態の湿泥状態の管理システム１０によると、回収手段３０により水中の湿泥２２から発生する気泡２４を含む気泡含有水を回収し、その気泡含有水に含まれる気泡２４の状態を計測手段４０により計測し、その計測された気泡２４の状態に基づいて判定手段６４が湿泥２２の状態を判定する。これにより、水中の湿泥２２から発生する気泡２４の状態から湿泥２２の状態を判定することができる。
【0043】
したがって、本管理システム１０を、例えば、水田、干潟等の湿泥２２の状態の適正化に用いることで、イネや生物の育成環境を長期に亘って良好に保持することができる。また、湿泥２２に微生物燃料電池を備える場合には、微生物燃料電池の発電量低下を未然に防止することができる。
【0044】
また、判定手段６４の判定結果に基づいて調整手段５０が湿泥２２の状態を調整する。これにより、湿泥２２の状態を適正化することができる。
【0045】
回収手段３０の長手方向に延びる頂部３２ａを有するフード状に形成された捕集容器３２により、水面付近で気泡含有水が捕集される。その捕集容器３２により捕集された気泡含有水は、捕集容器３２の頂部３２ａに沿って延在する捕集配管３３によりベンチュリ効果を利用して吸引される。よって、気泡含有水を効率良く回収することができる。
【0046】
また、捕集配管３３の上部内壁面３３ｃが平滑面つまり絞り部３３ｂのない平滑面とされていることにより、捕集配管３３の上部内壁面３３ｃにおける絞り部３３ｂによる気泡２４の滞留を抑制し、気泡含有水の流動性を向上することができる。
【0047】
また、計測手段４０のカメラ４３により移送配管３６の計測用配管４１を流れる気泡含有水の画像を取得し、その画像から状態計測手段６２が気泡２４の状態を計測する。これにより、気泡含有水を水と気泡２４とに分離することなく、速やかに気泡２４の状態を計測することができる。
【0048】
（実施形態２）
本実施形態は、実施形態１の捕集装置３１を水平状態を保持したまま昇降させる位置調整装置を例示するものであるから、その変更部分について説明し、実施形態１と同一部位については同一符号を付して重複する説明を省略する。図８は捕集装置の位置調整装置を示す模式図である。図８に示すように、位置調整装置７０は、一対のモータ７２と、一対のシャフト７３と、を備えている。
本実施形態は、実施形態１の捕集装置３１を水平状態を保持したまま昇降させる位置調整装置を例示するものであるから、その変更部分について説明し、実施形態１と同一部位については同一符号を付して重複する説明を省略する。図８は捕集装置の位置調整装置を示す模式図である。図８に示すように、位置調整装置７０は、一対のモータ７２と、一対のシャフト７３と、を備えている。
【0049】
両モータ７２は、干潟槽２０の上方に配置された固定部材７１に設置されている。両モータ７２は、捕集装置３１の長手方向（図８において左右方向）の両端部の上方に配置されている。モータ７２の出力軸７２ａは下方に向けられている。両モータ７２は、制御装置６０によって制御される。
【0050】
両モータ７２の出力軸７２ａには、ネジ軸を有するシャフト７３の基端部（上端部）がそれぞれ同軸状に結合されている。シャフト７３は、捕集装置３１の捕集容器３２の両端部に螺合されている。両シャフト７３は、捕集容器３２の内部空間を貫通しないように配置されている。
【0051】
干潟槽２０の水槽２１の一側壁（図８において左側壁）には、水２３の液面を検出する液面検出装置としてのセンダゲージ７５が設置されている。センダゲージ７５の検出信号は制御装置６０に入力される。
【0052】
制御装置６０は、捕集容器３２の下面開口部が水２３で閉塞されるように、両モータ７２を駆動させる。すなわち、両モータ７２の駆動によりシャフト７３が回転されることで、捕集装置３１が水平状態を保持したまま昇降される。また、捕集装置３１の昇降に移送配管３６（図１参照）が追従できるように、移送配管３６の一部にはフレキシブル配管が用いられるものとする。
【0053】
（実施形態２の利点）
本実施形態によると、干潟槽２０の水２３の液面に応じて捕集装置３１が昇降することにより、気泡含有水の吸引不足あるいは吸引不能を抑制することができる。また、制御装置６０は、センダゲージ７５に代え、干潟槽２０の水面を撮影するカメラ４３の画像に基づいて両モータ７２の駆動を制御してもよい。
本実施形態によると、干潟槽２０の水２３の液面に応じて捕集装置３１が昇降することにより、気泡含有水の吸引不足あるいは吸引不能を抑制することができる。また、制御装置６０は、センダゲージ７５に代え、干潟槽２０の水面を撮影するカメラ４３の画像に基づいて両モータ７２の駆動を制御してもよい。
【0054】
（実施形態３）
本実施形態は、実施形態１で捕集されたガス（例えば、メタン）を捕集するメタン捕集装置を例示するものであるから、その変更部分について説明し、実施形態１と同一部位については同一符号を付して重複する説明を省略する。図９はメタン捕集装置を示す模式図である。
本実施形態は、実施形態１で捕集されたガス（例えば、メタン）を捕集するメタン捕集装置を例示するものであるから、その変更部分について説明し、実施形態１と同一部位については同一符号を付して重複する説明を省略する。図９はメタン捕集装置を示す模式図である。
【0055】
図９に示すように、メタン捕集装置ＭＣは、気液分離器３８（図１参照）に接続されたガス移送配管３９の途中に設けられている。ガス移送配管３９の下流端は大気口３９ｃとされている。ガス移送配管３９の途中には、第１配管８０と第２配管９０が並列的に接続されている。第１配管８０には、第１配管８０を開閉する第１開閉弁８１と、捕集ガス（例えば、メタン）を吸着可能な吸着材が充填された第１吸着器８２と、が直列的に接続されている。第２配管９０には、第２配管９０を開閉する第２開閉弁９１と、捕集ガス（例えば、メタン）を吸着可能な吸着材が充填された第２吸着器９２と、が直列的に接続されている。両配管８０，９０、両開閉弁８１，９１及び両吸着器８２，９２は同一構成である。
【0056】
第１配管８０と第２配管９０との合流部には三方弁１００が設けられている。三方弁１００は、第１配管８０を大気口３９ｃに連通しかつ第２配管９０を遮断するオフ状態（第１状態）と、第２配管９０を大気口３９ｃに連通しかつ第１配管８０を遮断するオン状態（第２状態）と、に切替える。第１開閉弁８１、第２開閉弁９１及び三方弁１００は、制御装置６０によって切替えタイミングが制御される電磁弁である。
【0057】
ガス移送配管３９の三方弁１００と大気口３９ｃとの間には、捕集ガス（メタン）の吸着後のガスの濃度（メタン濃度）を検知する捕集ガス検知センサ１０２が設けられている。捕集ガス検知センサ１０２の検知信号は、制御装置６０に入力される。制御装置６０は、捕集ガス検知センサ１０２の検知信号に基づいて、第１吸着器８２又は第１吸着器８２がメタンの吸着限界いわゆる破過に至る直前にあると判定した際に、第１開閉弁８１、第２開閉弁９１及び三方弁１００を制御する。
【0058】
（メタン捕集装置ＭＣの制御）
図１０はメタン捕集装置の制御動作を示すタイムチャートである。いま、第１開閉弁８１及び第２開閉弁９１がオフ状態（閉弁状態）にあるものとする。図１０に示すように、湿泥状態の管理システム１０の移送用ポンプ３７（図１参照）の運転開始と同時（時刻ｔ０参照）に、第１開閉弁８１がオン（開弁）されるとともに三方弁１００はオフ状態（第１状態）とされる。これにより、第１吸着器８２にメタンが吸着されていく（図１０の特性線Ｌ１参照）。
図１０はメタン捕集装置の制御動作を示すタイムチャートである。いま、第１開閉弁８１及び第２開閉弁９１がオフ状態（閉弁状態）にあるものとする。図１０に示すように、湿泥状態の管理システム１０の移送用ポンプ３７（図１参照）の運転開始と同時（時刻ｔ０参照）に、第１開閉弁８１がオン（開弁）されるとともに三方弁１００はオフ状態（第１状態）とされる。これにより、第１吸着器８２にメタンが吸着されていく（図１０の特性線Ｌ１参照）。
【0059】
そして、捕集ガス検知センサ１０２により測定されたガス濃度（特性線Ｌ３参照）が規定値α（％）に達する（時刻ｔ１参照）。規定値α（％）は、第１吸着器８２がメタンの吸着限界（いわゆる破過）に至る直前のガス濃度である。つまり、時刻ｔ１を経過すると、第１吸着器８２がメタンの吸着限界に達し、破過する（時刻ｔ２参照）。このため、第１吸着器８２が破過する直前（時刻ｔ１参照）において、第１開閉弁８１がオフ（閉弁）され、第２開閉弁９１がオン（開弁）されるとともに、三方弁１００がオン状態（第２状態）に切替えられる。これにより、第１吸着器８２に代えて第２吸着器９２にメタンが吸着されていく（図１０の特性線Ｌ２参照）。第２吸着器９２にメタンが吸着されている間に、第１吸着器８２からメタンを脱離する処理が行われる。
【0060】
以降、同様に、捕集ガス検知センサ１０２により測定されたガス濃度が規定値α（％）に達すると、第２開閉弁９１がオフ（閉弁）され、第１開閉弁８１がオン（開弁）されるとともに三方弁１００がオフ状態（第１状態）に切替えられる。これにともない、第２吸着器９２に代えて第１吸着器８２にメタンが吸着されていく。第１吸着器８２にメタンが吸着されている間に、第２吸着器９２からメタンを脱離する処理が行われる。
【0061】
（実施形態３の利点）
本実施形態によると、第１吸着器８２と第２吸着器９２とを交互に切替えることによって、メタンを継続的に吸着することができる。また、第１吸着器８２と第２吸着器９２との一方の吸着器が破過に至る直前に他方の吸着器に切り替えることにより、第１吸着器８２及び第２吸着器９２の破過を抑制することができる。なお、両吸着器８２，９２による吸着開始から終了までの時間を湿泥２２の状態の判定に使用することもできる。
本実施形態によると、第１吸着器８２と第２吸着器９２とを交互に切替えることによって、メタンを継続的に吸着することができる。また、第１吸着器８２と第２吸着器９２との一方の吸着器が破過に至る直前に他方の吸着器に切り替えることにより、第１吸着器８２及び第２吸着器９２の破過を抑制することができる。なお、両吸着器８２，９２による吸着開始から終了までの時間を湿泥２２の状態の判定に使用することもできる。
【0062】
（他の実施形態）
本明細書に開示の技術は、前記した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の形態で実施可能である。例えば、管理者（ユーザー）が、判定手段６４からの湿泥２２の環境悪化の通知を受けた際、管理者によって湿泥２２の改善（調整）の手を加えてもよい。また、調整手段５０は、有機物の他、海水の温度、塩分濃度等の環境を調整するものでもよい。
本明細書に開示の技術は、前記した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の形態で実施可能である。例えば、管理者（ユーザー）が、判定手段６４からの湿泥２２の環境悪化の通知を受けた際、管理者によって湿泥２２の改善（調整）の手を加えてもよい。また、調整手段５０は、有機物の他、海水の温度、塩分濃度等の環境を調整するものでもよい。
【符号の説明】
【0063】
１０ 湿泥状態の管理システム
２０ 干潟槽
２２ 湿泥
２４ 気泡
３０ 回収手段
３２ 捕集容器
３２ａ 頂部
３３ 捕集配管
３３ｂ 絞り部
３３ｃ 上部内壁面
３６ 移送配管
４０ 計測手段
４３ カメラ（画像取得手段）
５０ 調整手段
６０ 制御装置（制御手段）
６２ 状態計測手段
６４ 判定手段
２０ 干潟槽
２２ 湿泥
２４ 気泡
３０ 回収手段
３２ 捕集容器
３２ａ 頂部
３３ 捕集配管
３３ｂ 絞り部
３３ｃ 上部内壁面
３６ 移送配管
４０ 計測手段
４３ カメラ（画像取得手段）
５０ 調整手段
６０ 制御装置（制御手段）
６２ 状態計測手段
６４ 判定手段
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】