特表 2019-537505 水からの硝酸塩の除去

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2019-537505(P2019-537505A)

(43)【公表日】2019年12月26日

(54)【発明の名称】水からの硝酸塩の除去

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/34 20060101AFI20191129BHJP

   A01K 63/04 20060101ALI20191129BHJP

   C12M 1/00 20060101ALI20191129BHJP

   C12N 1/20 20060101ALI20191129BHJP

【ＦＩ】

   C02F3/34 101A

   C02F3/34 101B

   C02F3/34 Z

   C02F3/34 101D

   A01K63/04 A

   C12M1/00 Z

   C12N1/20 D

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2019-519231(P2019-519231)

(86)(22)【出願日】2017年10月3日

(85)【翻訳文提出日】2019年5月22日

(86)【国際出願番号】US2017054958

(87)【国際公開番号】WO2018067581

(87)【国際公開日】20180412

(31)【優先権主張番号】15/284,720

(32)【優先日】2016年10月4日

(33)【優先権主張国】US

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT

(71)【出願人】

【識別番号】519122116

【氏名又は名称】ジョージア アクアリウム インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ドーヴ， アリステア

(72)【発明者】

【氏名】ホール， エリック

【テーマコード（参考）】

2B104

4B029

4B065

4D040

【Ｆターム（参考）】

2B104CA01

2B104CA03

2B104ED05

2B104ED08

2B104EF09

2B104EF10

2B104EF13

4B029AA02

4B029BB02

4B029CC02

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4B065BB02

4B065BC02

4B065BC03

4B065BC04

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4B065BD22

4B065CA01

4B065CA56

4D040AA01

4D040AA12

4D040AA13

4D040AA23

4D040AA31

4D040AA48

4D040AA62

4D040AA63

4D040BB93

4D040DD03

(57)【要約】

硫黄脱窒システムは、硝酸塩を含む塩水源に流体的に結合された液体供給口；塩水源に流体的に結合された液体取出口；複数の垂直配向タンクであって、該タンクのうちの少なくとも１つが、塩水の流れを受け取るように液体供給口に流体的に結合された液体注入口と、硝酸塩を亜酸化窒素又は窒素ガスのうちの少なくとも一方へと生物学的に変換する脱窒菌を担持する複数の硫黄粒子を封入するように構成された容積と、タンクの液体取出口及び液体注入口に流体的に結合された液体排出口とを含むタンク；並びに、液体供給口を通じて複数のタンクの液体注入口へ、複数のタンクを通り、かつ、該タンクの液体排出口から該タンクの液体取出口及び液体注入口へと、塩水の一部を循環させるように構成された循環システムを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

硫黄脱窒システムであって、
硝酸塩を含む塩水源に流体的に結合された液体供給口と、
塩水源に流体的に結合された液体取出口と、
複数の垂直配向タンクであって、該タンクのうちの少なくとも１つが、
塩水の流れを受け取るように液体供給口に流体的に結合された液体注入口と、
硝酸塩を亜酸化窒素又は窒素ガスのうちの少なくとも一方へと生物学的に変換する脱窒菌を担持する複数の硫黄粒子を封入するように構成された容積と、
タンクの液体取出口及び液体注入口に流体的に結合された液体排出口と
を含むタンクと、
液体供給口を通じて複数のタンクの液体注入口へ、複数のタンクを通り、かつ、該タンクの液体排出口から該タンクの液体取出口及び液体注入口へと、塩水の一部を循環させるように構成された循環システムと
を含む硫黄脱窒システム。

【請求項2】

複数のタンクが、液体供給口と液体取出口との間に並列に流体的に結合されている、請求項１に記載の硫黄脱窒システム。

【請求項3】

複数のタンクのうちの少なくとも１つが、複数の炭酸カルシウム粒子を封入するように構成された容積を含む、請求項１に記載の硫黄脱窒システム。

【請求項4】

複数の炭酸カルシウム粒子を封入するように構成された容積に流体的に結合された二酸化炭素注入装置であって、二酸化炭素の流れを容積内へと循環させるように構成された二酸化炭素注入装置をさらに含む、請求項３に記載の硫黄脱窒システム。

【請求項5】

タンクの液体排出口と複数のタンクの液体注入口との間に流体的に結合された流量制御装置をさらに含む、請求項１に記載の硫黄脱窒システム。

【請求項6】

流量制御装置が、タンクの液体排出口と複数のタンクの液体注入口との間に結合されたバイパス導管に配置された調節弁を含む、請求項１に記載の硫黄脱窒システム。

【請求項7】

脱窒菌がチオバシラス・デニトリフィカンス（Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ・ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ）を含む、請求項１に記載の硫黄脱窒システム。

【請求項8】

複数のタンクのうちの少なくとも１つが、タンクの上部又はその近くに配置されたガス放出装置であって、タンク内の容積を開放し、かつ、その容積内の設定圧力以上の周囲環境に流体的に結合するように構成されたガス放出装置をさらに含む、請求項１に記載の硫黄脱窒システム。

【請求項9】

液体取出口が、循環システム内の塩水の圧力を周囲圧力又はその近くへと低下させるように構成された膨張弁と、該膨張弁に隣接して配置されたガス放出装置とを含む、請求項１に記載の硫黄脱窒システム。

【請求項10】

循環システムが、液体供給口、液体取出口、及び複数のタンクに流体導管で流体的に結合された１つ以上のポンプを含む、請求項１に記載の硫黄脱窒システム。

【請求項11】

液体供給口、液体取出口、又は液体排出口のうちの少なくとも１つに取り付けられた、少なくとも１つの温度センサ；及び
液体供給口、液体取出口、又は液体排出口のうちの少なくとも１つに取り付けられ、かつ、塩水の流れの温度を上昇させるように構成されたヒーター
を備えた温度制御システムをさらに含む、請求項１に記載の硫黄脱窒システム。

【請求項12】

液体供給口、液体取出口、又は液体排出口のうちの少なくとも１つに取り付けられた、少なくとも１つの酸化還元電位センサ；及び
液体取出口に取り付けられ、かつ、オゾンを塩水の流れへと注入するように構成された、１つ以上のオゾン接触装置
を含むオゾンシステムをさらに含む、請求項１に記載の硫黄脱窒システム。

【請求項13】

塩水源が、人工の動物生息環境を含む、請求項１に記載の硫黄脱窒システム。

【請求項14】

人工の動物生息環境が、水族館又は再循環水産養殖システムのうちの少なくとも一方を含む、請求項１３に記載の硫黄脱窒システム。

【請求項15】

硫黄脱窒方法であって、
塩水を、硝酸塩を含む塩水源から液体供給口を通じて複数の垂直配向タンクへと循環させること；
塩水の少なくとも一部を、複数のタンクのうちの少なくとも１つの液体注入口を通じて、かつ、タンク内の脱窒菌を担持する複数の硫黄粒子を通じて循環させること；
硝酸塩の少なくとも一部を、脱窒菌を用いて、亜酸化窒素又は窒素ガスのうちの少なくとも一方へと変換させること；
塩水の一部を、複数のタンクの容積から該複数のタンクの液体排出口を通して循環させること；
液体排出口から循環した塩水の一部を塩水の第１の流れ及び塩水の第２の流れに配分すること；
塩水の第１の流れを液体排出口から塩水源へと循環させること；及び
塩水の第２の流れを複数のタンクの液体注入口へと循環させること
を含む方法。

【請求項16】

塩水の一部を垂直配向タンクに通して並行に循環させることをさらに含む、請求項１５に記載の硫黄脱窒方法。

【請求項17】

塩水の別の一部分を、複数のタンクのうちの別のタンクの液体注入口を通じて、かつ、他のタンク内に封入された炭酸カルシウムを通じて循環させることをさらに含む、請求項１５に記載の硫黄脱窒方法。

【請求項18】

炭酸カルシウムを封入する他のタンクに二酸化炭素を注入すること；及び
注入された二酸化炭素に基づいて、塩水の他の部分への炭酸カルシウムの溶解速度を増加させること
をさらに含む、請求項１７に記載の硫黄脱窒方法。

【請求項19】

炭酸カルシウムを封入する他のタンクに二酸化炭素を注入することが、
塩水のｐＨレベルを閾値ｐＨと比較すること；
比較に基づいて、炭酸カルシウムを封入する他のタンクに二酸化炭素を注入すること
を含む、請求項１８に記載の硫黄脱窒方法。

【請求項20】

液体排出口から液体注入口への塩水の第２の流れの流量を制御することをさらに含む、請求項１５に記載の硫黄脱窒方法。

【請求項21】

脱窒菌が、チオバシラス・デニトリフィカンス（Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ・ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ）を含む、請求項１５に記載の硫黄脱窒方法。

【請求項22】

少なくとも１つのタンクから周囲環境へと窒素ガスを放出することをさらに含む、請求項１５に記載の硫黄脱窒方法。

【請求項23】

塩水源へと循環する塩水の第１の流れの圧力を、周囲圧力又はその近くまで低下させること；及び
圧力の低下に基づいて、塩水の第１の流れから窒素ガスを放出すること
をさらに含む、請求項１５に記載の硫黄脱窒方法。

【請求項24】

複数のタンクの液体注入口へと循環する塩水の第２の流れの圧力を、周囲圧力又はその近くまで低下させること；及び
圧力の低下に基づいて、塩水の第２の流れから窒素ガスを放出すること
をさらに含む、請求項１５に記載の硫黄脱窒方法。

【請求項25】

塩水源が人工の動物生息環境を含む、請求項１５に記載の硫黄脱窒方法。

【請求項26】

硝酸塩を含む、ある容積の水を含む保水タンクと、
保水タンクから水の流れを受け取り、水の流れを複数の脱窒チャンバに通して循環させ、チャンバ内で硝酸塩の少なくとも一部を窒素ガスへと変換するように、保水タンクに流体的に結合された脱窒システムと、
制御システムであって、
水の流れに配置された少なくとも１つのセンサ；
１つ以上のハードウェアプロセッサ；及び
１つ以上のハードウェアプロセッサに結合され、かつ、１つ以上のハードウェアプロセッサによって実行されると、１つ以上のハードウェアプロセッサに、
少なくとも１つのセンサから、水の流れの硝酸塩濃度に関連した測定値を受け取り；
測定値を硝酸塩濃度設定値と比較し；かつ
硝酸塩濃度設定値を超える測定値に基づいて、脱窒システムの構成要素を調整すること
を含む動作を実行させる命令を保存するデータストア；
を含む制御システムと
を備えたシステム。

【請求項27】

脱窒システムの構成要素を調整することが、
脱窒システムの少なくとも１つの弁を調節して、複数の脱窒タンクの排出口から脱窒タンクの注入口へと直接再循環する水の流量を低下させること
を含む、請求項２６に記載のシステム。

【請求項28】

脱窒システムの構成要素を調整することが、
脱窒システムのポンプの速度を調整して、保水タンクから脱窒システムへの水の流量を低下させること
を含む、請求項２６に記載のシステム。

【請求項29】

脱窒システムの構成要素を調整することが、
脱窒システムのｐＨバランシングタンク内に二酸化炭素流体を注入して、水流への炭酸カルシウム又はアラゴナイトの溶解速度を増加させること
を含む、請求項２６に記載のシステム。

【請求項30】

脱窒システムの構成要素を調整することが、
脱窒システムの膨張弁を調整して、脱窒システムから保水タンクへと戻るように循環する水の流れの圧力を低下させること
を含む、請求項２６に記載のシステム。

【請求項31】

塩水保持タンクから複数のタンクへと塩水を循環させること；
塩水の第１の部分を、複数のタンクのうちの少なくとも１つに保管された硫黄及び脱窒菌を通して循環させて、硝酸塩濃度の低下速度で塩水中の硝酸塩濃度を低下させること；
塩水の第２の部分を、複数のタンクのうちの少なくとも別のタンクに保管された炭酸カルシウム又はアラゴナイトを通して循環させること；
複数のタンクの下流で、塩水の第１の部分及び第２の部分を混合すること；
複数のタンクのうちの別のタンクに二酸化炭素流体を注入すること；及び
少なくとも部分的に二酸化炭素流体の注入に基づいて、塩水中の硝酸塩濃度の低下速度を増加させること
を含む方法。

【請求項32】

注入された二酸化炭素流体に基づいて、塩水の第１の部分と第２の部分を混合した溶液に溶解させる炭酸カルシウム又はアラゴナイトの濃度を増加させること
をさらに含む、請求項３１に記載の方法。

【請求項33】

少なくとも部分的に二酸化炭素流体の注入に基づいて、塩水中の硝酸塩濃度の低下速度を増加させることが、
塩水の第１の部分と第２の部分を混合した溶液中に溶解する炭酸カルシウム又はアラゴナイトの濃度の増加に基づいて、塩水中の硝酸塩濃度の低下速度を増加させること
を含む、請求項３２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、水から硝酸塩を除去するためのシステム及び方法に関し、より詳細には、飼育観賞用の水槽又は再循環水産養殖システム、若しくはその両方のための脱窒システム用のシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

飼育観賞用の水槽及び動物生息環境を形成する他の容器などの保水タンクは、タンク内の水（例えば、塩水又は淡水）をリサイクル及び再利用することが多い。幾つかの事例では、リサイクル水の洗浄及び処理に幾つかの処理技術を使用することができる。例えば、不要な微粒子を除去することができ、水の化学組成を調整することができる。幾つかの事例では、タンク内に生息する動物並びにそれらが消費する食物は、例えば、食べ残しの飼料分解物及び動物の排泄物による水中の有害物質の発生源である。例えば、硝酸塩は、このような食べ残しの動物飼料及び動物の排泄物の副産物でありえ、水中に望ましくない濃度で発生すると、動物の健康に影響を与える可能性がある。

【発明の概要】

【0003】

一般的な実施形態では、硫黄脱窒システムは、硝酸塩を含む塩水源に流体的に結合された液体供給口；塩水源に流体的に結合された液体取出口；複数の垂直配向タンクであって、該タンクのうちの少なくとも１つが、塩水の流れを受け取るように液体供給口に流体的に結合された液体注入口と、硝酸塩を亜酸化窒素又は窒素ガスのうちの少なくとも一方へと生物学的に変換する脱窒菌を担持する複数の硫黄粒子を封入するように構成された容積と、タンクの液体取出口及び液体注入口に流体的に結合された液体排出口とを備えている、タンク；並びに、液体供給口を通じて複数のタンクの液体注入口へ、複数のタンクを通り、かつ、該タンクの液体排出口から該タンクの液体取出口及び液体注入口へと、塩水の一部を循環させるように構成された循環システムを含む。

【0004】

一般的な実施形態と組み合わせることができる態様では、複数のタンクが、液体供給口と液体取出口との間に並列に流体的に結合されている。

【0005】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、複数のタンクのうちの少なくとも１つは、複数の炭酸カルシウム粒子を封入するように構成された容積を含む。

【0006】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様は、複数の炭酸カルシウム粒子を封入するように構成された容積に流体的に結合された二酸化炭素注入装置であって、二酸化炭素の流れを容積内へと循環させるように構成された二酸化炭素注入装置をさらに含む。

【0007】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様は、タンクの液体排出口と複数のタンクの液体注入口との間に流体的に結合された流量制御装置をさらに含む。

【0008】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、流量制御装置は、タンクの液体排出口と複数のタンクの液体注入口との間に結合されたバイパス導管に配置された調節弁を含む。

【0009】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、脱窒菌は、チオバシラス・デニトリフィカンス（Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ・ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ）を含む。

【0010】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、複数のタンクのうちの少なくとも１つは、タンクの上部又はその近くに配置されたガス放出装置であって、タンク内の容積を開放し、その容積内の設定圧力以上の周囲環境に流体的に結合するように構成されたガス放出装置をさらに含む。

【0011】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、液体取出口は、膨張弁及び該膨張弁に隣接して配置されたガス放出装置を含み、該膨張弁は、循環システム内の塩水の圧力を周囲圧力又はその近くへと低下させるように構成されている。

【0012】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、循環システムは、液体供給口、液体取出口、及び複数のタンクに流体導管で流体的に結合された１つ以上のポンプを含む。

【0013】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様は、液体供給口、液体取出口、又は液体排出口のうちの少なくとも１つに取り付けられた、少なくとも１つの温度センサと、液体供給口、液体取出口、又は液体排出口のうちの少なくとも１つに取り付けられ、かつ、塩水の流れの温度を上昇させるように構成されたヒーターとを含む温度制御システムをさらに含む。

【0014】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様は、液体供給口、液体取出口、又は液体排出口のうちの少なくとも１つに取り付けられた、少なくとも１つの酸化還元電位センサと、液体取出口に取り付けられ、オゾンを塩水の流れへと注入するように構成された、１つ以上のオゾン接触装置とを含むオゾンシステムをさらに含む。

【0015】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、塩水源は、人工の動物生息環境を含む。

【0016】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、人工の動物生息環境は、水族館又は再循環水産養殖システムのうちの少なくとも一方を含む。

【0017】

別の一般的な実施形態では、硫黄脱窒プロセスは、塩水を、硝酸塩を含む塩水源から液体供給口を通じて複数の垂直配向タンクへと循環させること；塩水の少なくとも一部を、複数のタンクのうちの少なくとも１つの液体注入口を通じて、かつ、タンク内の脱窒菌を担持する複数の硫黄粒子を通じて循環させること；硝酸塩の少なくとも一部を、脱窒菌を用いて、亜酸化窒素又は窒素ガスのうちの少なくとも一方へと変換させること；塩水の一部を、複数のタンクの容積から該複数のタンクの液体排出口を通して循環させること；液体排出口から循環した塩水の一部を塩水の第１の流れ及び塩水の第２の流れに配分すること；塩水の第１の流れを液体排出口から塩水源へと循環させること；及び、塩水の第２の流れを複数のタンクの液体注入口へと循環させることを含む。

【0018】

一般的な実施形態と組み合わせ可能な態様は、塩水の一部を垂直配向タンクに通して並行に循環させることをさらに含む。

【0019】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様はさらに、塩水の別の一部分を、複数のタンクのうちの別のタンクの液体注入口を通じて、かつ、他のタンク内に封入された炭酸カルシウムを通じて循環させることを含む。

【0020】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様はさらに、炭酸カルシウムを封入する他のタンクに二酸化炭素を注入すること；及び、注入された二酸化炭素に基づいて、塩水の他の部分への炭酸カルシウムの溶解速度を増加させることを含む。

【0021】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、炭酸カルシウムを封入する他のタンクに二酸化炭素を注入することは、塩水のｐＨレベルを閾値ｐＨと比較すること；及び、比較に基づいて、炭酸カルシウムを封入する他のタンクに二酸化炭素を注入することを含む。

【0022】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様はさらに、液体排出口から液体注入口への塩水の第２の流れの流量を制御することを含む。

【0023】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、脱窒菌は、チオバシラス・デニトリフィカンス（Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ・ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ）を含む。

【0024】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様はさらに、少なくとも１つのタンクから周囲環境へと窒素ガスを放出することを含む。

【0025】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様はさらに、塩水源へと循環する塩水の第１の流れの圧力を、周囲圧力又はその近くまで低下させること；及び、圧力の低下に基づいて、塩水の第１の流れから窒素ガスを放出することを含む。

【0026】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様はさらに、複数のタンクの液体注入口へと循環する塩水の第２の流れの圧力を、周囲圧力又はその近くまで低下させること；及び、圧力の低下に基づいて、塩水の第２の流れから窒素ガスを放出することを含む。

【0027】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、塩水源は、人工の動物生息環境を含む。

【0028】

別の一般的な実施形態では、システムは、硝酸塩を含む、ある容積の水を含む保水タンク；保水タンクから水の流れを受け取り、水の流れを複数の脱窒チャンバに通して循環させ、チャンバ内で硝酸塩の少なくとも一部を窒素ガスへと変換するように、保水タンクに流体的に結合された脱窒システム；及び、制御システムを含む。該制御システムは、水の流れに位置するセンサ；１つ以上のハードウェアプロセッサ；及び、１つ以上のハードウェアプロセッサに結合され、かつ、１つ以上のハードウェアプロセッサによって実行されると、センサから、水の流れの硝酸塩濃度に関連した測定値を受け取ること；測定値を硝酸塩濃度設定値と比較すること；及び、硝酸塩濃度設定値を超える測定値に基づいて、脱窒システムの構成要素を調整することを含む動作を１つ以上のハードウェアプロセッサに実行させる命令を保存する、データストアを含む。

【0029】

一般的な実施形態と組み合わせ可能な態様では、脱窒システムの構成要素を調整することは、脱窒システムの少なくとも１つの弁を調節して、複数の脱窒タンクの排出口から脱窒タンクの注入口へと直接再循環する水の流量を低下させることを含む。

【0030】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、脱窒システムの構成要素を調整することは、脱窒システムのポンプの速度を調整して、保水タンクから脱窒システムへの水の流量を低下させることを含む。

【0031】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、脱窒システムの構成要素は、脱窒システムのｐＨバランシングタンク内に二酸化炭素流体を注入して、水流への炭酸カルシウム又はアラゴナイトの溶解速度を増加させることを含む。

【0032】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、脱窒システムの構成要素を調整することは、脱窒システムの膨張弁を調整して、脱窒システムから保水タンクへと戻るように循環する水の流れの圧力を低下させることを含む。

【0033】

別の一般的な実施形態では、方法は、塩水保持タンクから複数のタンクへと塩水を循環させること；塩水の第１の部分を、複数のタンクのうちの少なくとも１つに保管された硫黄及び脱窒菌を通して循環させて、硝酸塩濃度の低下速度で塩水中の硝酸塩濃度を低下させること；塩水の第２の部分を、複数のタンクのうちの少なくとも別のタンクに保管された炭酸カルシウム又はアラゴナイトを通して循環させること；複数のタンクの下流で、塩水の第１の部分及び第２の部分を混合すること；複数のタンクのうちの別のタンクに二酸化炭素流体を注入すること；及び、二酸化炭素流体の注入に基づいて、塩水中の硝酸塩濃度の低下速度を増加させることを含む。

【0034】

一般的な実施形態と組み合わせ可能な態様はさらに、注入された二酸化炭素流体に基づいて、塩水の第１の部分と第２の部分を混合した溶液に溶解させる炭酸カルシウム又はアラゴナイトの濃度を増加させることを含む。

【0035】

前述の態様のいずれかと組み合わせ可能な別の態様では、少なくとも部分的に二酸化炭素流体の注入に基づいて塩水中の硝酸塩濃度の低下速度を増加させることは、塩水の第１の部分と第２の部分を混合した溶液中に溶解する炭酸カルシウム又はアラゴナイトの濃度の増加に基づいて、塩水中の硝酸塩濃度の低下速度を増加させることを含む。

【0036】

本開示に従う脱窒システムの一、幾つか、又はすべての実施形態は、次の特徴の１つ以上を含みうる。例えば、本開示の脱窒システムは、例えば、より少ない水をポンプで送り、より小さいサイズの機器を使用して、より効率的に脱窒プロセスを実行することにより、従来の脱窒システムと比較して、動物生息環境から硝酸塩を除去することができる。別の例として、本開示の脱窒システムは、従来の脱窒システムよりも絶対基準でより多くの硝酸塩を除去することができる。さらに別の例として、本開示の脱窒システムは、従来の脱窒システムと比較して、動物生息環境のためのより大きな水処理システム内で途切れなく実施することができる。別の例として、本開示の脱窒システムは、より確実に動作し、より少ないサービスまたはプロセス中断をもたらすことができ、それによって、脱窒の生存し、呼吸する生物学的プロセスのための非常に安定した動作条件を提供することができる。脱窒システムの実施形態は、より長いプロセス寿命のためにこれらのパラメータを最適化することができる。別の例として、例示的な実施形態は、脱窒システムをスキッドユニットとして構成し、現在提供されているものよりも広範囲の水源及びパラメータタイプのための「プラグアンドプレイ」システムの提供を可能にしうることから、本開示の脱窒システムは、より大きな統合能力を提供することができる。別の例として、本開示の脱窒システムは、従来の脱窒と比較して、より低保守又はオペレータが扱い易いバージョンを提供することができる。別の例として、本開示の脱窒システムは、塩水又は淡水の水源で動作させることができる。

【0037】

１つ以上の実施態様の詳細が、添付の図面及び以下の説明に記載されている。他の特徴、目的、及び利点は、その説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明白になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本開示に従う塩水処理システムの例となる実施形態の概略図である。

【図2A】本開示に従う塩水処理システムのための脱窒システムの例となる実施形態の概略図である。

【図2B】本開示に従う塩水処理システムのための脱窒システムの例となる実施形態の概略図である。

【図3A】本開示に従う脱窒システムのためのタンクの例となる実施形態を示している。

【図3B-C】本開示に従う脱窒システムのためのタンクの例となる実施形態を示している。

【図4】本開示に従う脱窒システムのための制御システムの概略図である。

【図5】本開示に記載されているコンピュータ実施方法及び他の技術のいずれかに適用することができる制御システムのコントローラの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

本明細書は、水の流れの硝酸塩濃度を低下させるように、水流中の硝酸塩（例えば、可溶性）を亜硝酸塩へと変換し、その後、例えば亜酸化窒素（Ｎ_ｘＯ_ｘ）へ、その後に窒素ガス（Ｎ_２）へと変換するように動作する、脱窒システムの実施形態について論じる。幾つかの態様では、水の流れは、動物生息環境又は、製造量の塩水（又はある量の淡水）で海水魚及び他の動物を支援する他の再循環する水生動物保持システムに由来する。本開示に記載される脱窒システムは、例えば、再循環ループを利用して、脱窒システム内の水流の水理学的滞留時間を増加させ、それによって脱窒プロセスの効率を高める。幾つかの態様では、脱窒プロセスは、該脱窒プロセスの効率を高めるために水のｐＨ平衡化も含めた、独立栄養硫黄脱窒方法である。

【0040】

図１は、塩水処理システム１００の例となる実施形態の概略図を示している。概して、塩水処理システム１００は、塩水１０１の流れがその水源に戻る前に、塩水１０１の流れを受け入れ、塩水１０１の流れを濾過し、塩水１０１の流れを（例えば、機械的に、化学的に、生物学的に、又はそれらの組合せで）処理するように、塩水源１０２などの塩水源を含みうる、若しくはそれに流体的に結合されうる。幾つかの態様では、塩水源は、水族館又は再循環水産養殖システムなどの閉鎖タンクでありうる。閉鎖タンクは、幾つかの態様では、天然の海水源（例えば、大洋、海、又は他の起源）に流体的に結合されうる。代替的な態様では、閉鎖タンクは、天然の海水源に流体的に結合されていなくてもよく、例えば、天然の海水源に直接隣接していない地理的地域（例えば内陸地域）に位置していてもよい。幾つかの態様では、水族館又は再循環水産養殖システムとしての閉鎖タンクは、魚、哺乳類、甲殻類、及び他の動物などの生きた動物を支援することができる。

【0041】

幾つかの態様では、飼育観賞用水槽システム及び再循環水産養殖システムは、このようなシステムのさまざまな目的に基づいて、さまざまな構成を有することができる。例えば、水族館は、単一の動物生息タンク、若しくは、水源を共有するように流体的に結合されているが、一のタンクに由来する動物は、典型的には又は決して別のタンクに移動しないであろうという点で独立している、複数の独立した動物生息タンクで構成することができる。幾つかの態様では、一又は複数の特定の動物は、その一生又はその一生の大部分を水族館システムの単一のタンク内で過ごしうる。水族館システムについての懸念は、タンク内の動物密度が特定の閾値を超えないように（例えば、動物の鑑賞が妨げられないように、動物の平均余命を最長化するようになど）、特定のタンク内で低い動物個体数を維持することを含みうる。

【0042】

対照的に、再循環水産養殖システム（ＲＡＳ）は、動物を収容又は飼育する、１つ以上の淡水、汽水、又は塩水（人工型又は天然型）のタンクのシステム又は一連のシステムを含みうる。これらのタンクは、必ずしも生息地ではないが、最終的な収穫及び人間が消費するための動物の生命（例えば魚）の準備を目的として、動物の生活を支援する目的及び動物の急速な成長の目的で利用することができる。ＲＡＳは、水１立方メートルあたりの魚の質量が数百キログラムなど、飼育観賞用水槽システムと比較して高い、一又は複数の動物飼養密度を有しうる。このようなＲＡＳ動物密度は、典型的な飼育観賞用水槽の設定の１００倍超になりうる。

【0043】

これらの動物飼養密度は、しばしば、硝酸塩となる高レベルの溶存窒素並びに動物の呼吸による大量の二酸化炭素を生成する飼育観賞用水槽システムに対する動物飼料量(animal feed rates)を必要とする。飼育観賞用水槽システムなどのＲＡＳの濾過構成要素には、機械的、生物学的、及び化学的濾過が含まれうる。ＲＡＳの幾つかの態様では、塩水源１０２内の高レベルの溶存二酸化炭素によるガス交換システムが（例えば、システム１００内に）含まれうる。二酸化炭素は、ＲＡＳ中での急速攪拌を利用して塩水１０１から機械的に除去され、負圧ダクトシステムで収集されうる。

【0044】

システム１００は、図１の例となる実施に示されるように、導管１０７（例えば配管）を通じて、砂濾過システム１０８、気泡分別システム１１０、脱窒システム１１２、オゾンシステム１１４、脱気システム１２０、及びリターンサンプ１２２などの複数の処理サブシステムに流体的に結合された、塩水源１０２を含む。システム１００はさらに、この例では、塩水源１０２に由来する塩水の流れをシステム１００の１つ以上の構成要素へと循環するように配置されている、ポンプ１０６ａ、１０６ｂ、１１６、及び１１８も含む。

【0045】

塩水源１０２は、この例では、魚及び他の動物などの動物の生命を支援する水族館又は再循環水産養殖システムを含む閉鎖タンク（例えば、周囲環境に対して上部が開放されている）である。導管、配管、及び上述のサブシステムを含むシステム１００は、６００万ガロン超の塩水１０１を保持又は含有できるのに対し、この例となる実施態様では、塩水源１０２は、約４００万ガロンの塩水１０１を保持又は含有できる。システム１００に囲まれた塩水１０１は、最初は淡水、塩、及び他の添加剤（例えば、化学物質）から製造することができ、あるいは、（利用可能な場合には）海水の天然資源からシステム１００へと循環させてもよい。簡略化するために、化学添加剤システム、補給（make-up）塩水システム、栄養添加剤システム（動物飼育及び植物栽培用）などのシステム１００のある特定の構成要素は、図１の概略図では省略されている。

【0046】

示されるように、流体導管１０３及び１０５は、塩水源１０２をリターンサンプ１２２に連結している。流体導管１０５が塩水１０１の底の部分（例えば、塩水１０１の上面よりも３０から４０フィート深い）をリターンサンプ１２２に連結するのに対し、流体導管１０３は、塩水源１０２の塩水１０１の上面をリターンサンプ１２２に連結していている。幾つかの実施形態では、塩水１０１は、例えば、重力によって、塩水源１０２から表面スキマー（導管１０３）及び底部ドレーン（導管１０５）を通ってリターンサンプ１２２へと流れうる。リターンサンプ１２２は、この例では、壁で仕切られた２つのセクションである、チャンバ１２４ａとチャンバ１２４ｂに分けられている。チャンバ１２４ａは、導管１０３及び１０５によって、塩水源１０２に流体的に結合されている。チャンバ１２４ａはまた、ポンプ１０６ａを通じて、気泡分別システム１１０にも流体的に結合されている。チャンバ１２４ｂは、気泡分別システム１１０、並びにシステム１００の他の構成要素から塩水１０１の流れを受け取るように流体的に結合されている。

【0047】

気泡分別システム１１０（すなわち、タンパク質スキミングシステム）は、概して、リターンサンプ１２２のチャンバ１２４ａからチャンバ１２４ｂへと戻る再循環プロセスループを備えた複数のタンクを含む。気泡分別システム１１０は、気泡を生成するために空気／水を取り込むことによる溶存する有機廃棄物又は廃液の除去を目標としており、図示されるように、システム１１０のタンクを通じて塩水１０１の少なくとも一部を再循環するポンプ１１９を含みうる。水分子の極性及び気泡の表面張力は、これらの廃棄物に対する親和性を生み出し、これにより、システム１１０のタンクの上部から汚れた気泡を「分別」できるようにし、それによってプロセスから廃棄物を除去する。幾つかの態様では、このプロセスを強化するために、少量のオゾンガスを気泡分別システム１１０内の空気／水の流れに投入してもよく、また、塩水１０１の他の処理に役立つマイクロ凝集も作り出すことができる（例えば、砂濾過システム１０８内で）。

【0048】

砂濾過システム１０８は、リターンサンプ１２２のチャンバ１２４ｂに流体的に結合されており、塩水１０１の流れからの迅速な微粒子除去のために複数のタンクを含んでいる。砂濾過システム１０８は、ひとたび微粒子物質が充填されると、それらを浄化するために定期的に逆洗することもできる。水から粒子を機械的に濾過するほかに、砂濾過システム１０８はまた、後に詳しく説明するように、好気性従属栄養細菌の繁殖場所も作り出す。例えば、砂濾過システム１０８の各タンク内の速い水の流れ及び大きい表面積に起因して、幾つかの生物学的濾過、並びに機械的濾過が、動作中に行われる。例えば、砂濾過システム１０８のタンク内のバイオフィルムは、窒素、リン、及び有機炭素などの栄養素を合成することができる。幾つかの例では、砂濾過システム１０８は、およそ２０μｍ以上の塩水流中の粒子を除去することができる。

【0049】

この例に示されるように、脱窒システム１１２及びオゾンシステム１１４は、砂濾過システム１０８からシステム１００を通じて塩水１０１の流れの一部を受け取るように流体的に結合されている。例えば、ポンプ１１８は、脱窒システム１１２を通じて塩水１０１の流れの一部を循環するように配置されているとともに、ポンプ１１６は、オゾンシステム１１４を通じて塩水１０１の流れの一部を循環するように配置されている。

【0050】

脱窒システム１１２は、示されるように、システム１００を通って循環する塩水１０１の流れの一部を受け取る。概して、脱窒システム１１２は、塩水１０１の硝酸塩を亜硝酸塩へと生物学的に変換し、その後、亜酸化窒素へ、その後（潜在的に）窒素ガスへと変換する。例えば、飼育観賞用水槽及び再循環水産養殖システムでは、水を塩水源１０２の塩水１０１に取り換えるなど、水源の交換は、最終的に溶存硝酸塩（ＮＯ_３）の形態となる食物及び動物の排泄物に由来する窒素をベースとした生成物の蓄積の理由から、必要でありうる。この硝酸塩は、窒素サイクルの硝化部の最終生成物として形成される場合があり、高濃度において、魚及び無脊椎動物などの飼育観賞用水槽内の動物に慢性的な健康問題を引き起こしうる。窒素サイクルの硝化部は好気性であり、水中で、並びに、好気性細菌及び溶存酸素の存在及び豊富さに起因して、閉じられた水族館又は再循環水産養殖システム内の物質上で容易に発生する。このような条件下で、硝化細菌と呼ばれるこれらの環境細菌は、主に排泄される動物老廃物であるアンモニアを亜硝酸塩へと、その後に硝酸塩へと容易に酸化する。硝酸塩をガス状窒素へと還元する窒素サイクルの脱窒部は、脱窒菌によって行われうる。脱窒菌は、幾つかの態様では、低酸素環境で硝酸塩化合物などの代替酸素源を利用する通性嫌気性細菌でありうる。これは、例えば、他の好気性環境では再現及び維持が困難である、望ましい又は要求された嫌気性条件を理由として、閉鎖系の水槽では達成がより困難でありうる。

【0051】

塩水（又は淡水）中の高い硝酸塩濃度に関連する問題は、塩水（又は淡水）源では、１週間あたりの総量の１０−３０％の割合の水を取り換えることによって対処することができる。水の変化は、例えば、新しい塩水（例えば、製造された又は天然の塩水源に由来する）の別の一部もシステム内に循環させつつ、塩水の一部を閉鎖系の外へと循環させることを含む。新しい塩水（又は淡水）は、過剰の硝酸塩濃度の希釈に役立ち、したがって、動物のための健康な水化学を維持する。代替的に、脱窒システム１１２などの脱窒システムは、塩水中の硝酸塩のすべて又は一部を窒素ガスへと変換するために使用することができ、その後、塩水から除去することができる。

【0052】

例となる実施形態では、脱窒システム１１２は硫黄脱窒システム１１２でありうる。例えば、硫黄脱窒（ＳＤＮ）システムは、外部給餌又は炭素エネルギー源の補給をほとんど又は全く必要としない、独立栄養プロセスを実施することができる。対照的に、従属栄養性脱窒は、反応のエネルギー源とするために、通常は、エタノール又はメタノールの形態の炭素の外部補給に依存している。ＳＤＮプロセスは、硝酸塩（ＮＯ_３）を亜酸化窒素（Ｎ_ｘＯ_ｘ）へと還元し、最終的には窒素ガス（Ｎ_２）へと還元する、硫黄を好む通性嫌気性細菌を培養する。それらの嫌気性の性質に起因して、ＳＤＮの適用は、低酸素圧を保持するように決定された水の流量で、元素硫黄を含む密閉型反応器内で行われうる。このような条件下で、チオバシラス・デニトリフィカンス（Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ・ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ）及び他の同様の硫黄を好む細菌などの細菌は、元素硫黄上で繁殖し、式１に示すように、硝酸塩を窒素ガスへと還元する：

【0053】

硫黄は、細菌が生息する媒体であり、細菌の電子供与体又はエネルギー源としても機能する。脱窒プロセスはまた、利用可能な炭素を、二酸化炭素、炭酸塩及び重炭酸塩の形態で、反応の主要成分として消費する。天然海水中では容易に入手可能であるが、炭酸塩は、再循環ＳＤＮプロセスループ内では枯渇する可能性がある。塩水処理システム１００の幾つかの態様では、ＳＤＮプロセスを補充し最適化するために、アラゴナイトなどの炭酸カルシウム源を、システム１００内（又は脱窒システム１１２などのシステム１００に流体的に結合された別のシステム内）に入れてもよい。

【0054】

オゾンシステム１１４は、示されるように、システム１００を通って循環する塩水１０１の流れの一部を受け取る。幾つかの態様では、オゾンガスをオンサイトで発生させて、システム１００内の塩水に注入することができる。オゾンは、幾つかの例では、気泡分別システム１１０と、砂濾過システム１０８の下流のシステム１００に位置するオゾンシステム１１４の一部としてのオゾン接触装置の両方において、注入することができる。オゾン接触装置は、色の除去、有機の除去及び塩水源１０２の消毒を含めた化学的濾過の形態として機能しうる。オゾンの酸化効果は、オゾンシステム１１４内のオゾン接触装置へのオゾンガスの流れを制御する酸化還元電位（ＯＲＰ）センサを使用して測定される。気泡分別システム１１０（砂濾過システム１０８及び脱窒システム１１２を通じて）並びにオゾンシステム１１４からのオゾン化塩水は、脱気システム１２０へと循環される。

【0055】

塩水源１０２に戻る前に、システム１００の塩水１０１は、脱気システム１２０へと循環される。脱気システム１２０は、酸素及び二酸化炭素など、塩水１０１中の溶存ガスが大気と平衡になるようにバランスをとる、１つ以上の脱気塔を含む。幾つかの態様では、脱気システム１２０はまた、生物学的濾過が塩水中で生じるために有益なバイオフィルム成長場所でもありうる。処理された塩水１０１は、脱気システム１２０から、例えば導管１０９での重力送給によって、塩水源１０２へと戻るように循環されうる。

【0056】

図１には示されていないが、１つ以上の追加のシステム及びサブシステムもまた、塩水処理システム１００の一部でありうる。例えば、１つ以上の熱交換器（例えば、プレート及びフレーム、シェル及びチューブ、又は他の形態の熱交換器）を、システム１００内に、かつ、１つ以上の熱源（例えば、ボイラー）及び１つ以上の冷却源（例えば、冷却機）にも、熱的に結合することができる。例えば、幾つかの態様では、１つ以上の熱交換器の第１の側を、システム１００内で導管１０７に流体的に結合することができるとともに、１つ以上の熱交換器の第２の側を、熱源、冷却源、又は両方に流体的に結合することができる。熱交換器の第１及び第２の側は、塩水１０１と加熱又は冷却源との間で熱を交換するように熱的に結合されうる。

【0057】

塩水処理システム１００はまた、１つ以上の濾過池（basins）に砂濾過逆洗排水を捕捉することができる、逆洗回収システムも含みうる。幾つかの態様では、少なくとも１つの「清浄な」濾過池及び少なくとも１つの「汚い」濾過池が存在しうる。一又は複数の汚い濾過池及び一又は複数の清浄な濾過池を使用して、砂濾過逆洗水を、システム１００内の（これらの特徴について記載したように動作する）回収システムのための専用の砂濾過、気泡分別、及びオゾン接触を用いてバッチ処理することができる。ひとたびバッチ濾過され、一又は複数の清浄な濾過池へと回収されると、逆洗水は、再利用されて、塩水源１０２へと循環させることができる。

【0058】

塩水処理システム１００はまた、流量制御システムも含みうる。流量制御システムは、例えば、システム内の塩水１０１の細流をポンプで送るためのポンプ１０６ａ、１０６ｂ、１１６、１１８、及び１１９、そこを通って細流が流れる導管１０３、１０５、１０７、及び１０９などの１つ以上のフロー管、並びに、管を通る塩水１０１の流れを調整するための１つ以上の弁を含みうる。幾つかの実施形態では、流量制御システムは、手動で操作することができる。例えば、オペレータは、各ポンプの流量を設定し、弁の開閉位置を設定することによって、流量制御システム内の管を通る塩水１０１の流れを調整することができる。ひとたびオペレータが塩水処理システム１００に分散するすべての流量制御システムについて流量及び弁の開閉位置を設定すると、流量制御システムは、例えば、一定の容積率などの一定の流動条件又は他の流動条件下で、システム１００内に塩水１０１を流すことができる。流動条件を変更するために、オペレータは、例えば、ポンプの流量又は弁の開閉位置を変更することによって、流量制御システムを手動で操作することができる。

【0059】

幾つかの実施形態では、流量制御システムを自動的に操作することができる。例えば、流量制御システムをコンピュータシステムに接続して、流量制御システムを操作することができる。コンピュータシステムは、操作（流れ制御操作など）を実行するために１つ以上のプロセッサによって実行可能な命令（流れ制御命令及び他の命令など）を保存するコンピュータ可読媒体を含みうる。オペレータは、コンピュータシステムを使用して、塩水処理システム１００に分散するすべての流量制御システムについての流量及び弁の開閉位置を設定することができる。このような実施形態では、オペレータは、コンピュータシステムを通して入力を提供することによって、流動条件を手動で変更することができる。また、このような実施形態では、コンピュータシステムは、流量制御システムの１つ以上を、例えば、塩水処理システム１００内で実施され、かつコンピュータシステムに接続される、フィードバックシステムを使用して、自動的に（すなわち、手動介入することなく）制御することができる。例えば、センサ（例えば、圧力センサ、温度センサ、流量センサ、硝酸塩センサ、又は他のセンサ）を、そこを通って塩水１０１が流れる管に接続することができる。一又は複数のセンサは、塩水１０１の流動条件（例えば、圧力、温度、流量、硝酸塩濃度、又は他の流動条件）を監視し、コンピュータシステムに提供することができる。閾値（例えば、閾値圧力値、閾値温度値、閾値流量値、閾値硝酸塩濃度値、又は他の閾値）を超える流動条件に応答して、コンピュータシステムは、動作を自動的に行うことができる。

【0060】

塩水処理システム１００の例となる動作では、塩水１０１は、塩水源１０２からチャンバ１２４ａへと循環される。幾つかの態様では、塩水源１０２は、約４００万ガロンの塩水１０１を含んでよく、塩水の一部は、チャンバ１２４ａへと連続的又は周期的に循環される。塩水１０１は、その後、気泡分別システム１１０へと循環されてよく、そこで、例えば、溶存する有機液及び廃液を除去することができ、オゾンを塩水１０１に入れることができる。幾つかの態様では、気泡分別システム１１０に循環される塩水１０１の量は、毎分約６５，０００ガロン（ｇｐｍ）である。

【0061】

塩水１０１は、気泡分別システム１１０からチャンバ１２４ｂに戻るように循環され、その後、砂濾過システム１０８へと循環され、そこで粒子状物質が塩水１０１から除去される。気泡分別システム１１０と同様に、砂濾過システム１０８は、約６５，０００ｇｐｍの塩水１０１を扱うことができる。

【0062】

砂濾過システム１０８から循環された塩水１０１は、その後、脱気システム１２０へと循環される。例えば、気泡分別システム１１０及び砂濾過システム１０８を通って流れる６５，０００ｇｐｍの一部など、塩水１０１の一部は、脱窒システム１１２へと循環され、その後、オゾンシステム１１４に循環される。幾つかの実施形態では、脱窒システム１１２を循環し、その後、オゾンシステム１１４へと循環する小部分（例えば、５０ｇｐｍ、１００ｇｐｍ、２００ｇｐｍ、３００ｇｐｍ、４００ｇｐｍ又は別の体積流量）は、その後、脱気システム１２０へと循環する（塩水１０１の主流とともに）。ひとたびオゾンが塩水１０１に接触すると、硝酸塩は塩水１０１から除去され、塩水１０１中の溶存ガスは平衡化され、塩水１０１の流れは塩水源１０２へと戻される。

【0063】

図２Ａ−２Ｂは、塩水処理システムのための脱窒システムの例となる実施形態の概略図を示している。図２Ａは、例えば、幾つかの態様では図１に示される脱窒システム１１２として実施されうる、硫黄脱窒システム２００の例となる実施形態を示している。例えば、図２Ａに示されるように、脱窒システム２００は、塩水源１０２から塩水１０１の流れを受け取り、塩水１０１の流れを処理（例えば、脱窒プロセスを実施）し、処理された塩水１０１を塩水源１０２へと戻すように流体的に結合されている。

【0064】

図示するように、概して、脱窒システム２００は、塩水源１０２に流体的に結合された再循環ループを含み、その再循環ループ内に、複数のタンク２０６を含む。再循環ループは、塩水源１０２に流体的に結合され、かつ、弁２１２を通って、タンク２０６の注入口に流体的に結合された、入口ヘッダ２０２を含む。再循環ループはまた、塩水源１０２に流体的に結合され、かつ、弁２１４を通って、タンク２０６の排出口に流体的に結合された、出口ヘッダ２０４も含む。出口ヘッダ２０４もまた同様に、例えば、バイパスヘッダ２２０及び弁２２２によって、入口ヘッダ２０２に流体的に結合されている。

【0065】

この例では、タンク２０６の少なくとも幾つかは、脱窒プロセスに用いられる媒体２３０及び細菌を保持することができる容積を画成する。例えば、幾つかの態様では、タンク２０６の少なくとも幾つかは、ＳＤＮ中に、硝酸塩を、例えば、亜酸化窒素及び／又は窒素ガスへと変換するのに用いられる細菌（例えば、チオバシラス・デニトリフィカンス（Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ・ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ））を担持する硫黄媒体２３０を保持しうる。幾つかの例では、媒体２３０は、９９．９％の元素硫黄の「プリル」で構成された硫黄媒体を含みうる。

【0066】

さらには、この例では、該タンク２０６のうちの少なくとも１つは、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）又はアラゴナイト（すなわち、天然のＣａＣＯ_３）などの炭酸カルシウム媒体２４０を保持することができる容積を画成しうる。例えば、示されるように、タンク２０６は、入口及び出口ヘッダ２０２及び２０４に対して並列に結合されており、及び幾つか（例えば、４つ）のタンク２０６が脱窒媒体２３０を保持するとともに、１つのタンク２０６は炭酸カルシウム媒体２４０を保持する。代替的な実施形態では、脱窒媒体２３０を保持する、より多くの又はより少ないタンク２０６が存在してもよく、炭酸カルシウム媒体２４０を保持する、より多くの又はより少ないタンク２０６が存在していてもよい。

【0067】

この例では、炭酸カルシウム媒体２４０を保持するタンク２０６はまた、二酸化炭素（ＣＯ_２）注入システム２２８も含む。例えば、幾つかの態様では、ＳＤＮは、ｐＨ約５．５の水ｐＨで、さらに実施することができる。炭酸カルシウム媒体２４０（例えば、ＣａＣＯ_３、アラゴナイト、又は他の媒体）は、塩水１０１の特定の又は所定のｐＨの維持を助けることができるが、溶存する炭酸塩及び重炭酸塩を塩水１０１に提供すること（並びに、幾つかの事例では、豊富なこのような材料）によって、ＳＤＮプロセスに影響を与える可能性がある。幾つかの態様では、このような溶存する炭酸塩及び重炭酸塩は、効率（例えば、硝酸塩が亜酸化窒素又は窒素ガスへと変化する割合）を増加させることができる。幾つかの態様では、ＳＤＮ反応は、ＣａＣＯ_３がタンク２０６の１つ以上に加えられた場合に、３０−６０％の間でより効率的になされうる（例えば、窒素ガス又はＮ_ｘＯ_ｘに対する硝酸塩の割合を増加させる）。

【0068】

さらには、幾つかの態様では、ＣＯ_２ガスの流れをタンク２０６へと送達する炭酸カルシウム媒体２４０を含むＣＯ_２注入システム２２８が、タンク２０６に流体的に結合されうる。ガス状ＣＯ_２は、幾つかの実施形態では、塩水１０１の流れ内の炭酸カルシウム媒体２４０を溶解させるか、あるいはその溶解速度を増加させることができ、それによって、ＳＤＮの効率を増加させる（例えば、窒素ガスに対する硝酸塩の割合を増加させる）。幾つかの態様では、例えばＲＡＳでは、ＣＯ_２の流れは、塩水１０１から溶存するＣＯ_２を除去するガス交換システム（この図には示されていない）から送達されうる。例えば、捕集されたＣＯ_２（例えば、ガス交換システムから）は、炭酸カルシウム媒体２４０を含むタンク２０６内の注入されたＣＯ_２を通じてシステム２００内に導入されうる。

【0069】

幾つかの実施形態では、特定のタンク２０６（又は複数のタンク２０６）は、硫黄媒体２３０と炭酸カルシウム媒体２４０をともに保持しうる。例えば、幾つかの実施形態では、硫黄媒体２３０、脱窒菌、及びＣａＣＯ_３（例えば、アラゴナイト）を、１つ以上のタンク２０６内で混合することができる。幾つかの態様では、細菌は自然に硫黄顆粒上に存在し、システム１００のオペレータからの他の形態の追加又は補足を必要としないことがありうる。幾つかの態様では、複数のタンク２０６は、媒体２３０、細菌、及びアラゴナイトを含む場合があるとともに、他のタンク２０６は、硫黄媒体２４０／細菌又はアラゴナイトの一方又は他を含む場合がある。媒体２４０／細菌及びアラゴナイトの両方を含むタンク２０６では、炭酸カルシウム媒体２４０を硫黄媒体２３０の上に、例えば、８対１の硫黄のアラゴナイトに対する比で、配置することができる。媒体２３０及び２４０は、この構成で層別化かつ層状化されたままでありえ、よって、アラゴナイトの量を監視し、必要に応じて補充することを可能にする。他の態様では、アラゴナイトと硫黄媒体２３０を、同一のタンク２０６（又は複数のタンク２０６）内に、例えば、１対１の硫黄対アラゴナイトの割合で、この混合物の層別化又は層状化なしに、一緒にブレンドすることができる。

【0070】

この例では、各タンク２０６は、タンク２０６の排出口（例えば、タンク２０６と出口ヘッダ２０４の間）に逆洗ライン２１８を含む。幾つかの態様では、例えば、逆洗ライン２１８は、タンク２０６内で硫黄及びアラゴナイト媒体を（個別に又は組合せのいずれかで）洗い流し、したがって浄化可能になるように、開放されていてもよい。例えば、細菌性汚泥（例えば、従属栄養性）による媒体（例えば、媒体２３０又は２４０又は両方）の生物的汚染を低減するために、各タンク２０６への上昇流を別々に逆洗するか又は増加させること、並びに、回収システム（例えば、塩水源１０２で再利用するため）又は汚水渠に塩水１０１の一部を排出することが望ましい場合がある。幾つかの態様では、逆洗又は排出は、頻繁に起こりうる硫黄媒体２３０のチャネル化を元に戻すのに役立ちうる。例えば、逆洗は、水を安定して移動させ、できるだけ多くの硫黄と接触させるのに役立ちうる。チャネル化は、しばしば、効率を低下させ、有害な硫化水素ガスを放出しうる、過度に無酸素なゾーンを生じさせる可能性がある。

【0071】

この例では、各タンク２０６はまた、タンク２０６の内容積に流体的に結合されたガス放出装置２１６も含む。幾つかの態様では、ガス放出装置２１６をタンクの容積２０６内の所定の圧力又は現在の圧力に基づいて自動的に操作して、ガス２３２の流れを周囲環境に放出することができる。例えば、ガス２３２は、タンク２０６内での脱窒プロセスによって生じる、亜酸化窒素及び／又は窒素ガスでありうる。別の例として、ＣＯ_２などの他のガスを、ガス放出装置２１６を介して放出することができる。

【0072】

追加のガス放出装置２２４は、この例に示されるように、バイパス導管２２０及び弁２３４の下流の出口ヘッダ２０４に配置される。膨張弁などのオリフィス２３４もまた、ガス放出装置２２４の上流の出口ヘッダ２０４に配置される。組合せにおいて、ガス放出装置２２４とオリフィス２３４は、窒素などのガスを周囲環境へとさらに放出するために、圧力降下をもたらすように動作しうる。例えば、システム２００内の高い位置（及び、幾つかの態様ではシステム２００内の最も高い位置）に配置されうる、オリフィス２３４及び隣接するガス放出装置２２４の組み込みにより、再循環ループの圧力が、ループの他の部分（例えば、タンク２０６、入口ヘッダ２０２）に比べて、低いか又は低下した領域を生じうる。この高位置低圧力領域において、塩水１０１内の窒素及び他のガスは、液体の外へと泡立ち、周囲環境へと放出されうる。例えば、圧力低下の結果としての相変化によって、新たに放出された窒素及び同様のガスは、再循環ループから直ちに排気することができ、したがって、このようなガスが溶液に溶解して戻る（例えば、ポンプ２０８によるループを介した塩水１０１のポンピングによる）のを防ぐことができる。

【0073】

示されるように、別のガス放出装置２２４もまた、バイパス導管２２０（この例では、バイパス弁２２２の下流）に配置することができる。バイパス弁２２２及びガス放出装置２４２もまた、システム２００の高い位置（及び、幾つかの態様ではシステム２００内の最も高い位置）に配置することができる。述べたように、この高い配置により、ループの他の部分（例えば、タンク２０６、入口ヘッダ２０２）に比べて、再循環ループの圧力が、低いか又は低下した領域を生じうる。この高位置低圧力領域では、塩水１０１内の窒素及び他のガスは、液体の外へと泡立ち、バイパス導管２２０におけるガス放出装置２２４と連結して又は組み合わせて動作するバイパス弁２２２のすぐ下流に位置する周囲環境へと放出されうる。

【0074】

例となるシステム２００は、ポンプ２０８及び弁２１０を含む。ポンプ２０８（例えば、遠心ポンプ又は他の形態のポンプであり、ポンプ１１８と同じであってもよい）は、再循環ループを介して流れるように、（例えば、図１に示すように）塩水源１０２から塩水１０１を入口ヘッダ２０２内へと循環させることができる。幾つかの態様では、弁２１０を制御（例えば、調節）して、すべてのタンク２０６に循環する塩水１０１の流量を変動させることができる。代替的な態様では、弁２１０は、遮断弁又は調節弁であってよく、塩水１０１の流量を変動させるために、ポンプ２０８を（例えば、可変周波数駆動装置、ステップモーター、又は他の方法で）制御可能に変化させることができる。他の代替的な実施形態では、ポンプ２０８及び弁２１０は、再循環ループを介して、一定又は実質的に一定の流量の塩水１０１をもたらすことができる。

【0075】

述べたように、弁２１２及び２１４は、それぞれ、タンク２０６の注入口及び排出口に配置される。幾つかの態様では、弁２１２及び２１４は、動作時に（例えば、手動又は自動）、再循環ループからタンク２０６を（個別に又は組み合わせて）流動的に隔離することができる、シャットオフ遮断弁（例えば、全閉又は全開可能）でありうる。代替的な態様では、弁２１２及び２１４の１つ以上は、動作時に、タンクへの塩水１０１の流量を（個別に又は組み合わせて）調節することができる、調節制御弁でありうる。

【0076】

他の弁又は流量制御装置も、同様に、再循環ループ内に配置されうる。例えば、示されるように、調節弁２２２（例えば、自動又は手動、若しくはその両方）は、出口ヘッダ２０４から入口ヘッダ２０２へと循環する塩水１０１の流量を制御するように配置される。よって、制御弁２２２は、さらなる処理（例えば、硝酸塩のさらなる除去、炭酸塩添加、若しくはその両方）のために再循環ループ内を再循環する塩水１０１の流量を変動させるように、並びに、脱窒プロセスにおける展示水（exhibit water）の最適な水理学的滞留時間（ＨＲＴ）を提供するように、制御されうる。よって、例となる脱窒システム２００によれば、２つのループが存在してもよい。第１のループは、それぞれ、入口及び出口ヘッダ２０２及び２０４を含み、かつ、バイパスヘッダ２２０も含む。第２のループは、それぞれ、入口及び出口ヘッダ２０２及び２０４を含むが、バイパスヘッダ２２０は含まない。第１のループは、ポンピングされ、かつ、タンク２０６を介して再循環される（例えば、連続的に）とともに、第２のループは、塩水源１０２から第１のループへと流れ、再び塩水源１０２に戻る、少量の塩水１０１（例えば、塩水１０２中の塩水１０１の総体積に対して、又は塩水処理システム１００を通って循環する塩水１０１の量に対して）を滴定する。

【0077】

幾つかの態様では、第１のループは、タンク２０６内の脱窒媒体２３０（例えば、硫黄）及び細菌の全容積及び表面積を効率的に利用するために、特定のパラメータ（例えば、圧力、速度）で循環される塩水１０１を含む。幾つかの態様では、このようなパラメータが満たされることを確実にするために、特定の容積の塩水１０１を、複数の通路内にタンク２０６を介してループさせて、その容積の塩水１０１の有効な（例えば、特定の硝酸塩濃度を達成する）脱窒を達成してもよい。幾つかの態様では、このような複数の通路は、例えば、タンク２０６内の媒体体積量に対して、より良好に有効な脱窒を達成することができる。よって、有効な脱窒を、従来の脱窒システムと比較して、より小さいタンクを有するシステム２００で達成することができる。

【0078】

幾つかの態様では、第２のループ（例えば、塩水源１０２からの及び塩水源１０２への）を通る塩水１０１の流量は、第１のループ内の塩水の流れ１０１に負担をかけないように制御されうる。例えば、第２のループ内へと循環する塩水１０１が多すぎると、第１のループで有効な脱窒が起こらないかもしれず、溶存酸素レベルが上昇する可能性があり、全体の硝酸塩濃度は、例えば、塩水１０１中の食物及び動物の排泄物に起因して、上昇するか、あるいは低下しない可能性もある。

【0079】

システム２００の例となる動作において、塩水源１０２からの塩水１０１は、入口ヘッダ２０２内へ、かつ、並行して、タンク２０６へと循環される。幾つかの態様では、各タンク２０６を循環する塩水１０１の流量は、同様、実質的に同様、又は同一である。少なくとも一部のタンク２０６内で、塩水１０１は、媒体２３０及び脱窒菌を通って流れ、脱窒プロセスは、前述のように、塩水１０１内の硝酸塩を窒素ガスへと変換する。亜酸化窒素又は窒素ガスは、ガス放出装置２１６を通ってタンク２０６から放出される。示されるように、少なくとも１つのタンク２０６内で、塩水１０１は、媒体２４０を通って流れ、それを通して炭酸カルシウム（例えばアラゴナイト）添加プロセス並びにｐＨ平衡化プロセス（例えば、ｐＨは最低でも少なくとも５．５に維持される）が起こる。さらには、媒体２４０は、ＣａＣＯ_３又はアラゴナイトを含むことから、このような媒体は、少々、塩水１０１に溶解する。幾つかの態様では、ＣＯ_２注入装置は、ガス状のＣＯ_２を炭酸カルシウム媒体２４０を保持するタンク２０６内に導入し、それによって、さらに、塩水１０１にＣＯ_２及び炭酸塩を溶解させるか、あるいはそれらの溶解速度を増加させる。処理された塩水１０１は、タンク２０６から出口ヘッダ２０４内へと流れる。処理された塩水１０１の一部は、バイパスヘッダ２２０を介して入口ヘッダ２０２へと戻るように流れるとともに、処理された塩水１０１の別の一部分は、塩水源１０２へと戻るように流れる。バイパスヘッダ２２０を通って流れる処理された塩水１０１の一部は、塩水源１０２からの塩水１０１の追加の流れに合流してよく、タンク２０６へと戻るように循環されうる。

【0080】

この例の追加の動作又は態様では、温度制御システム２４２が、例えばバイパス導管２２０内など、システム２００内に含まれていてもよい。例えば、温度制御システム２４２内の熱源は、システム２００の再循環ループ内の塩水１０１を加熱するように動作しうる（例えば、ガス、電気、太陽、又は他のエネルギー形態によって作動する）。例えば、温度制御システム２４２は、再循環ループ内の塩水の温度を（例えば、設定温度として）２０℃又は約２０℃から２２℃に維持するように、（例えば、自動又は手動で）動作しうる。温度制御システム２４２は、バイパス導管２２０内の塩水１０１及び熱源の温度を測定するサーモスタットを含みうる。幾つかの態様では、温度制御システム２４２は、熱源を含まなくてもよいが、システム２４２からの温度測定値に基づいてシステム２００内の熱源を制御するコントローラに通信可能に接続されうる。

【0081】

この例の別の例となる動作又は態様では、オゾンガス注入及び加圧タンク接触システム２４４は、塩水１０１をタンク１０２へと戻す前に処理するために、システム２００内（例えば、オリフィス２３４及びガス放出装置２２４の下流）に含まれうる。幾つかの態様では、このオゾンガス注入及び加圧タンク接触システム２４４を、図１に示されるオゾンシステム１１４に加えて、動作させることができる。幾つかの態様では、このオゾンガス注入及び加圧タンク接触システム２４４を、図１に示されるオゾンシステム１１４の代わりに動作させることができ、幾つかの事例では、オゾンシステム１１４に代えて使用することができる。よって、幾つかの態様では、脱窒システム２００は、単一のパッケージとしてオゾンシステム（本開示による）を含みうる。動作中、硫黄脱窒プロセスは、未処理のままにしておくと塩水源１０２に生息する動物にとって有害になりうる化学種の減少を生じうる。塩水源１０２に戻る前に塩水１０１を酸化させることによって、例えば、塩水源１０２（例えば、水族館又は水産養殖環境）に生息する動物への有害な影響を与えないことを確実にするために、このような廃水を処理することができる。オゾンガス注入及び加圧タンク接触システム２４４は、システム２４４から塩水１０１へのオゾンの用量を制御するために、塩水１０１が酸化又は還元剤として作用する能力を測定する、酸化還元電位（ＯＲＰ）センサを含みうる。ＯＲＰセンサは、動作中、コントローラへのフィードバックを提供し、これにより、今度は、システム２４４、オゾンシステム１１４、若しくはその両方が制御されて、塩水１０１のＯＲＰ値を、２００ミリボルトを上回るが４００ミリボルトを超えないように維持することができる。

【0082】

図２Ｂを見ると、この図は、幾つかの態様では、図１に示される脱窒システム１１２として実施することができる、硫黄脱窒システム２５０の例となる実施形態を示している。図２Ｂに示されるように、システム２５０は、概して、塩水源１０２から塩水１０１の流れを受け取り、塩水１０１の流れを処理し（例えば、脱窒プロセス及びｐＨ平衡化プロセスを通じて）、処理された塩水１０１の少なくとも一部を塩水源１０２へと戻すように流体的に結合された、２つの脱窒システム２００を含む。よって、脱窒システム２５０内では、各システム２００は、独立して、あるいは、塩水１０１の脱窒、ｐＨ平衡化、又はその両方を提供するように協力して、動作及び制御することができる、サブシステムでありうる。さらなる例となる脱窒システムは、例えば、塩水源１０２と並列に流体的に結合されている、３つ以上のサブシステム２００を含みうる。また、システム２５０内の各サブシステム２００は、脱窒媒体２３０を有するより多くの又はより少ないタンク２０６、並びに、炭酸カルシウム媒体２４０を含むより多くの又はより少ないタンク２０６を含めた、より多くのタンク２０６又はより少ないタンク２０６を含みうる。システム２５０内の各サブシステム２００の例となる動作は、先に説明したものと同様であってよく、サブシステム２００ごとに独立して（例えば、各サブシステム２００の構成要素は、異なるパラメータ又は所望の出力に制御されうる）又はタンデムで（例えば、各サブシステム２００の構成要素は、同一又は同様のパラメータ又は所望の出力に制御されうる）、実施することができる。

【0083】

図３Ａ−３Ｃは、脱窒システムのためのタンク３００の例となる実施形態を示している。幾つかの態様では、タンク３００は、図２Ａ及び２Ｂに示されるタンク２０６の１つ以上と同様又は同一でありうる。よって、タンク３００は、脱窒プロセス（例えば、脱窒媒体２３０を用いる）、ｐＨ平衡化及びアラゴナイト添加プロセス（例えば、炭酸カルシウム媒体２４０を用いる）、若しくはその両方似利用されうる。図３Ａは、タンク３００の側面断面図を示している。図３Ｂは、塩水注入マニホールド３１２を含むタンク３００の底の部分の平断面図を示している。図３Ｃは、塩水排出口３１０を含むタンク３００の頂部の平断面図を示している。

【0084】

タンク３００は、この例では、容積を取り囲み、基部３０６に支持されているシェル３０２を含む。この図では、タンク３００は垂直に配向されるように示されているが、例えば、容積の長軸は、タンク３００を支持する床に対して垂直に配向される。よって、長軸は、重力の方向に位置合わせされる。幾つかの態様では、図２Ａ−２Ｂに示されるタンク２０６の各々もまた、垂直に位置合わせされる。タンク３００を垂直に位置合わせすることによって、タンク３００内で処理される塩水の流れは、プロセス媒体３２２（例えば、脱窒菌を担持する硫黄などの脱窒媒体、又はＣａＣＯ_３などの炭酸カルシウム媒体）との十分な接触及び十分な接触時間を達成する。例となるタンク３００では、媒体３２２は、脱窒菌を担持する硫黄でありうる。硫黄３２２はまた、シェル３０２の底の部分に配置された玉砂利３２４床に担持されていてもよい。

【0085】

シェル３０２は、複数の付属物を含む。例えば、アクセスパネル３０４及び３０８は、示されるように、それぞれ、シェル３０２の下側及び上側部分に配置されうる。このようなアクセスパネル３０４及び３０８は、人によるアクセス又はシェル３０２の容積への視覚的アクセス（例えば、検査のため、清掃のためなど）を提供するように開閉可能でありうる。さらには、試料ポート３２０は、例えば、媒体３２２並びに該媒体３２２中を流れる塩水の採水を手動で行うために、シェル３０２に沿って垂直に配置されうる。

【0086】

図３Ｂにより明確に示されるように、塩水注入マニホールド３１２は、ヘッダ３１６を介して複数の排出口分岐３１４と流体的に結合されている注入口３１８を含む。シェル３０２に近接している排出口分岐３１４の終端は、塩水が注入口３１８から、ヘッダ３１６を介して、及び分岐３１４を通じてシェル３０２の容積内へと流れることができるように開口部を含む。示されるように、排出口分岐３１４は、玉砂利３２４内にシェル３０２の容積にわたり（例えば、均等に）分散される。幾つかの態様では、このような分散は、容積を通じてシェル３０２の底の部分から鉛直上方に、塩水排出口３１０への塩水の均一又は実質的に均一な流れを提供しうる。幾つかの態様では、１つ以上の排出口分岐３１４は、分岐３１４の長さに沿って配置された穿孔又は微細加工したスリットを有してよく、それによって、媒体が排出口分岐３１４に流れ込む又は入ることなく、穿孔からの塩水取出口を提供する。代替的な実施形態では、複数の排出口を有するマニホールドではなく、シェル３０２内への単一の塩水注入口が存在しうる。さらなる代替的な実施形態では、排出口分布マニホールドを、注入マニホールド排出口３１２と同様に、穿孔又は細断されたスリットとともに利用することができる。例えば、排出マニホールドを、容器３０２内の媒体３２２が排出口３１０に逃げるのを防止するか、あるいは防止に役立てることができる。追加的に、この目的のため、スクリーン、有孔板、又は他の封じ込め機構を利用して、媒体３２２がタンク３００から逃げるのを防ぐことができる。

【0087】

この例では、塩水排出口３１０は、容器側壁３０２の上部に配置され、シェル３０２の垂直軸と一直線になっている。代替的な実施形態では、塩水排出口３１０は、シェル３０２の上部に配置することができるが、シェル３０２の垂直軸から、若しくは上部近くのシェル３０２の側面からオフセットされてもよい。

【0088】

動作中、塩水は、注入口３１８を通して塩水注入マニホールド３１２内へと循環される（例えば、強制的に）。塩水は、例えば、分岐３１４における貫通孔又は微細加工したスリットなどのマニホールド３１２の分岐３１４、該分岐３１４の終端の排出口、又はその両方から出る。塩水は、玉砂利３２４を通って媒体３２２内へと循環される。脱窒タンク３００の場合には、塩水は、脱窒菌を担持する媒体３２２を通じて循環される。脱窒プロセスは、前述のように、媒体３２２において生じる。硝酸塩は、細菌によって、亜硝酸塩へと変換され、その後、亜酸化窒素及び／又は窒素ガスへと変換され、これは、シェル３０２の上部に配置されたガス排出接続３２６に接続可能なガス放出装置を通じてタンク３００から出ることができる。ｐＨバランシングタンク３００の場合には、媒体３２２は、塩水に溶解するＣａＣＯ_３又はアラゴナイトを含みうる。処理された塩水は、媒体３２２からシェル３０２の上部へと流れ、塩水排出口３１０を通ってタンク３００から出る。

【0089】

図４は、脱窒システムのための制御システム４００の概略図を示している。例えば、制御システム４００は、例えば、脱窒システム１１２、脱窒システム２００、脱窒システム２５０、又は本開示に従う他の脱窒システムを制御するために用いることができる。図示するように、制御システム４００は、データベース４０４に通信可能に接続されたコントローラ４０２（例えば、マイクロプロセッサベース、ＰＬＣ、電気機械式、空気圧式、又は他の形態のコントローラ）、並びに、供給口（コントローラ４０２への接続矢印で示される）及び取出口（コントローラ４０２から離れる接続矢印で示される）を含む。コントローラ４０２及びデータベース４０４の一方又は両方は、コントローラ４０２を用いて、（例えば、制御システム４００のオペレータによって提供される）入力および設定値を出力に変換して、脱窒システムの１つ以上の構成要素を制御する、非一時的コンピュータ可読媒体にコード化された命令を保存することができる。

【0090】

図示するように、コントローラ４０２に供給口を提供する、脱窒システムの複数の構成要素が存在する。例えば、硝酸塩濃度センサ４０６は、塩水の流れの硝酸塩濃度を測定するために（例えば、ｐｐｍ又は他の単位で）、脱窒システム内（例えば、硝酸塩を含む塩水又は淡水の流れを運ぶ流れ導管内、脱窒タンク内、若しくは塩水と接触する他の場所）に位置付けられうる。硝酸塩濃度の測定値（例えば、パーセンテージ又は絶対値として）は、コントローラ４０２に送信されうる。幾つかの態様では、硝酸塩濃度センサ４０６は、脱窒システムに入る塩水の流れと脱窒システムを離れる塩水の流れとの硝酸塩濃度の差を測定することができる。幾つかの例では、硝酸塩濃度センサ４０６は、Ｈａｃｈ ＣｏｍｐａｎｙのＮＩＴＲＡＴＡＸでありうる。別の例として、センサ４０６は、ＯＴＴ Ｈｙｄｒｏｍｅｔ社のＳｅａ−Ｂｉｒｄ Ｃｏａｓｔａｌ ＳＵＮＡ光学式硝酸塩センサでありうる。幾つかの態様では、センサ４０６は、硝酸塩を測定するための光電池を備えた試薬ベースの分析装置を含みうる。センサ４０６は、例えばコントローラ４０２を介した、プロセス機器の制御のためのオンボード２４ＶＤＣリレーで、４−２０ｍＡの信号を出力することができる。

【0091】

コントローラ４０２はまた、１つ以上の差圧センサ４０８（例えば、本明細書には２つのセンサとして示されている）からの差圧（ＤＰ）測定値も受け取ることができる。例えば、図２Ａに示される脱窒システム２００に関して、ＤＰセンサ４０８は、ポンプ２０８にわたる、並びに、出口ヘッダ２０４と入口ヘッダ２０２との間の流体圧力差を測定するように配置されうる。このような測定値は、例えば、システム２００の再循環ループを通って流れる塩水の相対的な流量を決定するために、コントローラ４０２において使用することができる。

【0092】

コントローラ４０２はまた、１つ以上の流量計４１０（例えば、ここで示されているのは５つであるが、それより多い又は少ない数もまた予定されている）及び４１２（示されているのは２つであるが、それより多くても少なくてもよい）からの入力も受け取りうる。例えば、幾つかの態様では、流量計４１０は、各個別のタンク２０６を通る塩水の流量を測定するために、図２Ａに示されるシステム２００の各タンク２０６の注入口又は排出口に配置されうる。幾つかの態様では、流量計４１２は、例えば、再循環ループの入口ヘッダ２０２、出口ヘッダ２０４、又はバイパスヘッダ２２０の１つ以上にも配置されうる。各流量計４１０／４１２は、流量計４１０／４１２が配置される特定の場所における塩水の流量を（ｇｐｍ又は他の単位で）測定し、コントローラ４０２に測定値を提供することができる。

【0093】

コントローラ４０２はまた、温度制御システム（例えば、図２Ａに示される温度制御システム２４２）の一部であるサーモスタット又は温度センサ４２８からの入力も受け取ることができる。サーモスタット４２８は、例えば、脱窒システム内の塩水の流れの温度の測定値を周期的に提供することができる。今度は、コントローラ４０２は、脱窒システムの再循環ループ（例えば、ループのバイパス導管内又は他の場所）に配置された温度制御システムのヒーターシステム４２４にも通信可能に接続されうる。

【0094】

コントローラ４０２はまた、ＯＲＰセンサ４３０からの入力も受け取ることができる（例えば、図２Ａに示されるオゾンガス注入及び加圧タンク接触システム２４４の一部として）。ＯＲＰセンサ４３０は、酸化又は還元剤として作用する塩水１０１の能力を測定することができる。今度は、コントローラ４０２は、２つの別々のオゾンシステムを含む場合に、例えば、オゾンガス注入及び加圧タンク接触システム２４４、オゾンシステム１１４、若しくはその両方など、オゾンシステム４２６を制御するために、通信可能に接続される。

【0095】

コントローラ４０２はまた、溶存酸素（ＤＯ）センサ４３２からの入力も受け取りうる。ＤＯセンサ４３２は、塩水中の溶存酸素の量を測定するように、脱窒システムに配置されてもよい。例えば、幾つかの態様では、酸素センサは、塩水中の溶存酸素の濃度を測定するために、再循環ループ内（例えば、入口ヘッダ、出口ヘッダ、バイパスヘッダにおけるタンクの１つ以上の注入口又は排出口又はその近く）に置かれてもよい。幾つかの態様では、例えば、脱窒システムが通性脱窒菌を使用する独立栄養脱窒システムである場合などでは、脱窒プロセスは、酸素濃度が比較的低く保たれているときに最も有効でありうる。例えば、通性嫌気性細菌は、嫌気性環境に存在する場合には、代替的な酸素源として、硝酸塩などの代替的な酸素源を利用する。よって、硫黄脱窒システム内の細菌は、環境が嫌気性の場合に、硝酸塩を窒素ガスへと、より効率的に変換することができる。しかしながら、このような生息場所に要求される嫌気性条件（例えば、動物の要求）に起因して、嫌気性条件は閉鎖系の飼育観賞用水槽では達成することが困難でありうる。

【0096】

図示するように、コントローラ４０２は、脱窒システム２００などの脱窒システムの複数の構成要素の動作を制御するように通信可能に接続されうる（例えば、無線又は有線）。例えば、コントローラ４０２は、例えば、図２Ａに記載のＣＯ_２注入装置２２８でありうる、ＣＯ_２注入装置４１４に通信可能に接続されうる。コントローラ４０２は、それぞれ、例えば、バイパスヘッダ２２０及び脱窒システム２００の入口ヘッダ２０２に配置された、制御弁４１６にも通信可能に接続されうる。コントローラ４０２はまた、脱窒システム２００のタンク２０６の注入口及びタンク２０６の排出口にそれぞれ配置された、制御弁４１８及び４２０にも通信可能に接続されうる。コントローラ４０２はまた、１つ以上のポンプ４２２にも通信可能に接続されうる（ここでは１つ表示されているが、それより多くても少なくてもよい）。例えば、ポンプ４２２は、脱窒システム２００に示される再循環ポンプ２０８を表しうる。

【0097】

幾つかの態様では、弁４１６は、それを通って循環する塩水の流量を調節するために、全開と全閉の間で制御可能に調節することができる。対照的に、弁４１８及び４２０は、全閉又は全開するように制御可能に動作させることができる。しかしながら、代替的な実施形態では、各弁４１６／４１８／４２０は、調節弁でありうる（例えば、全開と全閉の間で調節するように制御される）。

【0098】

幾つかの態様では、ポンプ４２２もまた、オン（例えば、フルパワー又は銘板電力）又はオフ（例えば、無電力）になるように制御されうる。よって、弁４１６／４１８／４２０の１つ以上の動作により、脱窒システムを循環する塩水の流量を制御することができる。弁４１６／４１８／４２０の各々の動作に基づいて、塩水の一部は、脱窒システム内の塩水の他の部分と比較して、異なる流量で流れうる。特定の例となる実施形態では、ポンプ４２２は、塩水を一定又は実質的に一定の流量で循環させるように制御することができると同時に、バイパスヘッダ（例えば、バイパスヘッダ２２０）に配置された弁４１６は、脱窒システム内を通る塩水の流量を制御するように調節される。弁４１８／４２０は、この例となる実施形態では、全開又は全閉となるように制御される（制御システム４００を用いて又は手動で）、遮断弁でありうる。

【0099】

別の特定の例となる実施形態では、ポンプ４２２は、可変周波数駆動、ステップモーター、又は他のモーターコントローラなどによって、塩水の流量を変動させるように制御することができる。この特定の実施形態では、弁４１６／４１８／４２０はすべて、遮断弁（例えば、全開又は全閉）であってよく、ポンプ４２２は、脱窒システムの再循環ループ内の塩水の流量の制御かつ調節する責を負う。幾つかの事例では、この例においても、バイパスヘッダ内の弁４１６は調節弁でありうる。

【0100】

コントローラ４０２は、先に記載した例となる入力を受け取り、コントローラ４０２に命令として保存された１つ以上の運用アルゴリズムにおけるデータベース４０４に保存された入力値及び設定値の１つ以上を使用して、脱窒システムの構成要素を制御することができる。コントローラ４０２の例となる動作では、硝酸塩濃度測定値は、硝酸塩濃度４０６からコントローラ４０２へと送られうる。幾つかの事例では、この測定値は、動的に（例えば、塩水が脱窒システムを通って流れる際にリアルタイムで）、かつ周期的に（例えば、毎分、毎時、毎日、または他の期間）、送信されうる。コントローラ４０２は、塩水中の測定された硝酸塩濃度を、例えば、オペレータによって設定され、コントローラ４０２又はデータベース４０４に保存された、硝酸塩の設定値（又は設定範囲）と比較する。測定された濃度が設定値以下の場合には、コントローラ４０２は何も実行しない。

【0101】

測定された濃度が設定値又は設定範囲の上限を超えている場合には、コントローラ４０２は、塩水内の硝酸塩の濃度を低下させるために、脱窒システムの１つ以上の構成要素に信号を供給しうる。例えば、コントローラ４０２は、弁の開放状態のパーセントを増加させるために、バイパスヘッダの弁４１６（あるいは、独立して又は組み合わせて弁４１６／４１８／４２０のいずれか）に信号を送ることができる。幾つかの態様では、例えば、バイパスヘッダの弁４１６が開くと、脱窒タンクの排出口からより多くの塩水が、脱窒タンクの注入口に戻るように循環する。これにより、脱窒システム内（例えば、脱窒システムの再循環ループ内）の塩水の水理学的滞留時間が増加しうる。脱窒システム内の塩水の水理学的滞留時間が増加すると（例えば、複数回通過すると、特定の容積の塩水が、脱窒タンクを通って流れる）、より多くの硝酸塩が、亜硝酸塩へ、その後、窒素ガスへと変化し、それによって、塩水中の硝酸塩濃度を低下させることができる。コントローラ４０２が硝酸塩濃度センサ４０６から追加の硝酸塩濃度測定値を受け取ると、コントローラ４０２は、弁４１６を開放し続けるか、あるいは、弁４１６の開放を終止することができる（例えば、測定された値が設定値未満のとき）。

【0102】

コントローラ４０２はまた、脱窒システムの再循環ループ内を循環する塩水の流量を低下させるために、ポンプ４２２にも、若しくは代替的にポンプ４２２に、信号を送ってもよい。例えば、ポンプ２２０の速度が落ちると、再循環ループ内の塩水は、脱窒タンクを通って（例えば、底部から上部へと垂直に）循環するのに、より長い時間がかかる。これにより、脱窒システム内（例えば、脱窒システムの再循環ループ内）の塩水の水理学的滞留時間も増加させることができ、それによって、前述のとおり、脱窒プロセスにおける硝酸塩の窒素ガスへの変化の速度を増加させることができる。コントローラ４０２が硝酸塩濃度センサ４０６から追加の硝酸塩濃度測定値を受け取ると、コントローラ４０２は、ポンプ４２２のスピードを低下させ続けるか、あるいは、ポンプ４２２のスピードの変更を終止することができる（例えば、測定値が設定値未満のとき）。

【0103】

コントローラ４０２は、脱窒システムのｐＨバランシングタンクに注入されるＣＯ_２の量を増加させるために、ＣＯ_２注入装置４１４にも、若しくは代替的にＣＯ_２注入装置４１４に、信号を送ってもよい。例えば、より多くのＣＯ_２がｐＨバランシングタンク内に注入されると、タンク内のＣａＣＯ_３又はアラゴナイトは、より迅速に塩水中に溶解しうる。再循環ループの塩水内のＣａＣＯ_３又はアラゴナイトの濃度が増加するにつれて、脱窒プロセスもまた増加しうる。コントローラ４０２が硝酸塩濃度センサ４０６から追加の硝酸塩濃度測定値を受け取ると、コントローラ４０２は、ｐＨバランシングタンク内に注入される速度を増加させ続けるか、あるいは、ＣＯ_２の注入速度を一定に保つことができる（例えば、測定値が設定値未満のとき）。

【0104】

別の例となる動作では、コントローラ４０２は、センサ４２８からの温度測定値を設定温度と比較し、該比較に基づいて、ヒーター４２４（又は、１つ以上の弁４１６／４１８などの他の構成要素）を動作させて、塩水の流れを所定の設定点又はそれ以上に維持することができる。例えば、測定された温度が低すぎる場合には、ヒーター４２４は、作動させるか、又は電力を増加させることができ、あるいは、１つ以上の弁４１６／４１８は、流れを制限して、塩水の流れを加熱するように調整することができる。

【0105】

他の例となる動作では、ＤＯセンサ４３２は、塩水中の溶存酸素の量を測定し、コントローラ４０２に測定値を提供する。コントローラ４０２は、測定されたＤＯを、例えば、オペレータによって設定され、コントローラ４０２又はデータベース４０４に保存されたＤＯの設定値に対して比較することができる。幾つかの態様では、設定値は、脱窒が起こるための最小値と考えられる、約３．０ｍｇ／ｌ又は４０％の飽和を下回りうる。幾つかの態様では、設定値は、理想的なＳＤＮが起こるためには、約０．１０ｍｇ／ｌから２．０ｍｇ／ｌの間でありうる。

【0106】

ＤＯの測定値は、センサ４３２からコントローラ４０２へと動的に（例えば、塩水が脱窒システムを通って流れる際にリアルタイムで）、かつ周期的に（例えば、毎分、毎時、毎日、または他の期間）、送信されうる。測定されたＤＯが設定値以下（又は設定範囲内）の場合には、コントローラ４０２は何も実行しなくてよい。測定された濃度が設定値より大きいか、又は設定範囲外の場合には、コントローラ４０２は、塩水内の酸素の濃度を低下させるために、脱窒システムの１つ以上の構成要素に信号を提供しうる。例えば、ＤＯ濃度を低下させるために、コントローラ４０２は、入口ヘッダにおいて弁４１６を制御して、供給源から脱窒システムへと、より少ない塩水を循環させることができる。脱窒システムへの塩水の流量を低減することによって、循環する塩水の水理学的滞留率は増加し、ＤＯは低下する。

【0107】

他の例となる動作では、理論的な硝酸塩除去をコントローラ４０２によって計算することができる。例えば、コントローラ４０２は、脱窒システムを通過し、塩水の水源へと戻る（例えば、第２のループ）流量の測定値、並びに、入ってくる硝酸塩濃度と出ていく硝酸塩濃度（例えば、第２のループに入り、第２のループから出ていくなど）との差異を使用して、理論的な硝酸塩除去を計算することができる。このような差異は、ＳＤＮプロセスのデルタ硝酸塩であってよく、コントローラ４０２で使用して、ＳＤＮプロセスの正味の硝酸塩フラックスを計算することができる。この正味の硝酸塩フラックスは、入力として表示することができ、場合によってはコントローラ４０２の設定値として入力され、したがってコントローラ４０２が達成又は維持しようと試みるための出力を作成することができる。

【0108】

コントローラ４０２は、これらのプロセス中に、センサ４０８からの差圧値及びセンサ４１０及び４１２からの流量値など、他の値も周期的に受け取ることができ、このような値を差圧及び流量の対応する設定値（又は設定範囲）と比較して、このような測定値が許容範囲内にあることを確実にすることができる。例えば、コントローラ４０２は、脱窒システム内のセンサから差圧値、流量、温度、及び他の測定値などのこのような測定値を周期的に受け取り、このような値を、これらの値に関連した保存された設定値（又は設定範囲）（例えば、制御システム４００のオペレータによって設定される）と比較する、フィードバックループを実行することができる。測定された値が設定値を満たさない（又は設定範囲外にある）場合には、コントローラ４０２は、測定値が設定値を満たすまで、又は設定範囲内になるまで、１つ以上の構成要素（例えば、弁４１６／４１８／４２０、ポンプ４２２、又は他の構成要素）を調整することができる。

【0109】

幾つかの態様では、コントローラ４０２は、流量、温度、溶存酸素、ｐＨ、又はＯＲＰなどの入力装置の値を比較することができ、また、測定値を、データベース４０４に設定可能な所定の警報パラメータと比較することができる。入力パラメータが安全範囲外であると測定された場合には、実行可能なアクションを実行してシステムをシャットダウンするか、あるいは、通常の運転状態が再確立される前にオペレータがクリアしなければならない「ロックアウト」状態を作り出すことができる。警報はまた、無線またはＩＰ接続を使用して、電話またはテキストベースのメッセージとして送信される可視、可聴、又は通知アラームを含む取り出し装置として生成することもできる。

【0110】

図５は、制御システム４００のコントローラ４０２など、制御システムのためのコントローラ５００の概略図である。コントローラ５００を使用して、注入物質検出システム及びプロセスの実行など、幾つかの実行に従う、前述のコンピュータ実行方法のいずれかに記載される動作を行うことができる。幾つかの実施形態では、本明細書に記載されるコンピューティングシステム及び装置、並びに機能動作は、本明細書に開示される構造（例えば、制御システム４００）及びそれらの構造的な等価物を含む、デジタル電子回路内、有形に具現化されたコンピュータソフトウェア又はファームウェア内、コンピュータハードウェア内、若しくはそれらの１つ以上の組合せで実行されうる。コントローラ５００は、ラップトップ、デスクトップ、ワークステーション、携帯情報端末、サーバー、ブレードサーバー、メインフレーム、及びモジュール式車両のベースユニット又はポッドユニットに取り付けられた車両を含めた他の適切なコンピュータなど、さまざまな形態のデジタルコンピュータを含むことが意図されている。コントローラ５００には、携帯情報端末、携帯電話、スマートフォン、及び他の同様のコンピューティング機器などの携帯機器もまた含まれうる。追加的に、システムは、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）フラッシュドライブなどの可搬記憶媒体を含みうる。例えば、ＵＳＢフラッシュドライブは、オペレーティング・システム及び他のアプリケーションを保存することができる。ＵＳＢフラッシュドライブは、別のコンピューティングデバイスのＵＳＢポートに挿入可能な無線送信機又はＵＳＢコネクタなどの入力／出力構成要素を含みうる。

【0111】

コントローラ５００は、プロセッサ５１０、メモリ５２０、記憶装置５３０、及び入力／出力装置５４０を含む。構成要素５１０、５２０、５３０、及び５４０の各々は、システムバス５５０を使用して相互接続されている。プロセッサ５１０は、コントローラ５００内で実行する命令を処理することができる。プロセッサは、複数のアーキテクチャのいずれかを使用して設計することができる。例えば、プロセッサ５１０は、ＣＩＳＣ（複合命令セットコンピュータ）プロセッサ、ＲＩＳＣ（縮小命令セットコンピュータ）プロセッサ、又はＭＩＳＣ（最小命令セットコンピュータ）プロセッサでありうる。

【0112】

実施形態では、プロセッサ５１０はシングルスレッドプロセッサである。別の実施形態では、プロセッサ５１０は、マルチスレッドプロセッサである。プロセッサ５１０は、入力／出力装置５４０上にユーザインタフェースのためのグラフィック情報を表示するために、メモリ５２０又は記憶装置５３０に保存されている命令を処理することができる。

【0113】

メモリ５２０は、コントローラ５００内に情報を保存する。一実施形態では、メモリ５２０は、コンピュータ可読媒体である。一実施形態では、メモリ５２０は揮発性メモリユニットである。別の実施形態では、メモリ５２０は不揮発性メモリユニットである。

【0114】

記憶装置５３０は、コントローラ５００のための大容量記憶を提供することができる。一実施形態では、記憶装置５３０は、コンピュータ−可読媒体である。さまざまな異なる実施形態では、記憶装置５３０は、フロッピーディスク装置、ハードディスク装置、光ディスク装置、又はテープ装置でありうる。

【0115】

入力／出力装置５４０は、システム５００の入力／出力操作を提供する。一実施形態では、入力／出力装置５４０は、キーボード及び／又はポインティング装置を含む。別の実施形態では、入力／出力装置５４０は、グラフィカルユーザインターフェースを表示するための表示装置を含む。

【0116】

記載される機能は、デジタル電子回路で、又はコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアで、又はそれらの組合せで実施することができる。装置は、例えば、プログラマブルプロセッサで実行するための機械可読記憶装置など、情報キャリアに有形に具現化されたコンピュータプログラム製品に実装することができる；並びに、方法ステップは、入力データを操作し、出力を生成することによって、記載される実施形態の機能を実行するための命令プログラムを実行する、プログラマブルプロセッサによって行うことができる。記載される機能は、データ記憶システム、少なくとも１つの入力装置、及び少なくとも１つの出力装置からデータ及び命令を受け取り、かつ、それらにデータ及び命令を送信するように結合された少なくとも１つのプログラマブルプロセッサを含むプログラマブルシステムで実行可能な１つ以上のコンピュータプログラムで、有利に実施することができる。コンピュータプログラムは、ある特定のアクティビティを実行するため、又はある特定の結果をもたらすために、コンピュータで直接的又は間接的に使用することができる命令セットである。コンピュータプログラムは、コンパイル言語又はインタープリタ型言語を含む任意の形式のプログラミング言語で作成することができ、それは、独立型プログラムとして又はモジュールとして、構成要素、サブルーチン、又はコンピューティング環境での使用に適した他のユニットを含む任意の形態で展開することができる。

【0117】

命令プログラムの実行に適したプロセッサとしては、例えば、汎用マイクロプロセッサ及び特殊用途のマイクロプロセッサの両方、並びに任意の種類のコンピュータの単一のプロセッサ又は複数のプロセッサのうちの１つが挙げられる。概して、プロセッサは、リードオンリーメモリ又はランダムアクセスメモリ若しくはその両方から命令及びデータを受け取る。コンピュータの本質的な要素は、命令を実行するためのプロセッサと、命令及びデータを保存するための１つ以上のメモリである。概して、コンピュータはまた、データファイルを保存するための１つ以上の大容量記憶装置を含むか、あるいは、該装置と通信するように動作可能に結合される；このような装置としては、内蔵ハードディスク及びリムーバブルディスクなどの磁気ディスク；光磁気ディスク；及び、光ディスクが挙げられる。有形に具現化するコンピュータプログラム命令及びデータに適した記憶装置としては、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイス；内蔵ハードディスク及びリムーバブルディスクなどの磁気ディスク；光磁気ディスク；及び、ＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭディスクなど、すべての形態の不揮発性メモリが挙げられる。プロセッサ及びメモリは、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）で補完するか、あるいはＡＳＩＣに組み込むことができる。

【0118】

ユーザーとの対話を提供するため、ユーザーに情報を表示するためのＣＲＴ（ブラウン管）又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニターなどの表示装置、並びに、ユーザーがコンピュータに入力を提供できる、キーボード及びマウス又はトラックボールなどのポインティング装置を有するコンピュータで機能を実施することができる。追加的に、このようなアクティビティは、タッチスクリーン・フラットパネルディスプレイ及び他の適切な機構を介して実施することができる。

【0119】

機能は、データサーバなどのバックエンドコンポーネントを含む、若しくはアプリケーションサーバ又はインターネットサーバなどのミドルウェアコンポーネントを含む、若しくはグラフィカルユーザインターフェース又はインターネットブラウザを有するクライアントコンピュ-タなどのフロントエンドコンポーネントを含むコンピュータシステム、あるいはそれらの任意の組合せで実施することができる。システムのコンポーネントは、通信ネットワークなど、デジタルデータ通信の任意の形態又は媒体で接続することができる。通信ネットワークの例としては、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、ピアツーピアネットワーク（アドホック又は静的メンバを有する）、グリッドコンピューティングインフラストラクチャー、及びインターネットが挙げられる。

【0120】

コンピュータシステムは、クライアント及びサーバーを含みうる。クライアント及びサーバーは、通常、互いに遠く離れており、典型的には、記載されたものなど、ネットワークを通して対話する。クライアントとサーバーとの関係は、それぞれのコンピュータ上で実行され、互いにクライアントとサーバーの関係を有する、コンピュータプログラムによって生じる。

【0121】

本明細書は、多くの具体的な実施形態の詳細を含むが、これらは、発明の範囲又は主張されうるものに対する限定としてではなく、むしろ特定の発明の特定の実施形態に特有の特徴の説明として解釈されるべきである。本明細書において別々の実施形態の文脈で説明されているある特定の特徴は、単一の実施の組合せで実施することもできる。逆に、単一の実施形態の文脈で説明されているさまざまな特徴は、別々に又は任意の適切な部分的組合せで、複数の実施形態において実施することもできる。さらには、特徴は、ある特定の組み合わせで作用するものとして先に記載され、最初にそのように主張されることもあるが、主張される組合せに由来する１つ以上の特徴は、幾つかの事例では、組合せから削除することができ、該主張される組合せは、部分的組合せ又は該部分的組合せのバリエーションを対象とする場合がある。

【0122】

同様に、動作は特定の順序で図面に描かれているが、望ましい結果を達成するためには、このような動作が示された特定の順序で又は順次に実行されること、若しくは図示されたすべての動作が実行されることが必要であると理解されるべきではない。ある特定の状況では、マルチタスク及び並列処理が有利でありうる。さらには、前述の実施形態における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実施形態においてこのような分離を必要とすると理解されるべきではなく、記載されるプログラム構成要素及びシステムは、概して、単一のソフトウェア製品に統合されるか、若しくは、複数のソフトウェア製品へとパッケージ化されうる。

【0123】

よって、主題の特定の実施形態が説明されている。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内にある。幾つかの事例では、請求項に記載される動作は、異なる順序で実行することができ、それでもなお望ましい結果を達成することができる。加えて、添付の図面に示されたプロセスは、望ましい結果を達成するために、示された特定の順序、又は連番であることを必ずしも必要としない。ある特定の実施形態では、マルチタスク及び並列処理が有利でありうる。

【0124】

よって、本開示の特定の実施形態を説明してきたが、他のものも同様に本開示によって企図されている。例えば、本開示は、例えば脱窒、ｐＨ平衡化、及び他の処理によって処理される例となる液体として塩水を使用しているが、本明細書で論じられる概念は、魚及び他の動物を支える淡水の生息場所を含む非塩水源にも同様に適用することができる。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内にある。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B-C】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】