循環水内の固形粒子のプロセス制御（Ⅲ）：マイクロろ過装置とビーム式沈降機でTTSを制御！

(1) 微細ろ過装置の故障モニタリング      

微細ろ過装置は、懸濁粒子処理におけるコア機器であり、着脱可能なデバイスです。微細ろ過装置の逆洗回数は、水中の懸濁粒子濃度と正の相関があります。水槽内でTSSが上昇した場合、まずは微細ろ過装置に故障がないか確認することを推奨します。

1. 微細ろ過装置のフィルタースクリーンが破損している

まず、マイクロフィルターの逆洗が正常かどうかを確認してください。濁度が増しても逆洗が増加しない場合は、マイクロフィルタースクリーンが破損している可能性があります。異常が見つかった場合、スクリーンを適切に交換することで問題を解決できます。

2. 懸濁粒子の総量がマイクロろ過装置の処理能力を超えた

マイクロフィルタースクリーンが目詰まりすると、マイクロフィルターは継続的に逆洗を行います。しかし、懸濁粒子の総量がマイクロフィルターの負荷を超えると、逆洗を行っても効果がありません。このような状態になると、水はマイクロフィルターの入口にある仕切りを越えて直接ポンプ槽へと流れ込み、養殖池のTSSが基準値を超える原因となります。

3. スマートマイクロろ過機

当社は、逆洗回数をリアルタイムで監視できる知能型微細ろ過装置を新たに発売しました。また、濁度データと逆洗回数に基づいてフィルターが破損または詰まりの状態にあるかを判定する独自のアルゴリズムも開発しました。これによりユーザーは問題を早期に検出でき、養殖業における故障を回避することが可能になります。

(2) 濃縮槽の排出頻度を加速してTSS濃度を制御

再循環式水産養殖システム（RAS）において、垂直流沈殿槽は浮遊固体粒子（TSS）を取り除くための主要機器の一つです。垂直流沈殿槽の排出頻度を高めることにより、水質中のTSS濃度を効果的に管理し、水質の安定および養殖生物の健康維持を実現できます。以下に具体的な方法と戦略を示します：

1. 垂直流沈殿槽の動作原理

垂直流沈殿槽は、水中に浮遊する固体粒子を重力沈降の原理により底部に沈殿させ、その後、下水システムを通じて排出します。その作動効果は主に以下の要素に依存します：

沈殿効率：粒子の沈降速度と沈殿槽の設計

排出頻度：沈殿したスラッジを定期的に排出し、粒子が再び浮遊しないようにすること

2. 排出頻度の増加による効果

垂直流沈殿槽の排出頻度を高めることで次のようになります：

スラッジ蓄積の低減：沈殿した粒子の再浮遊を防止し、水中のTSS濃度を低下させます。

沈殿効率の向上：沈殿槽を清潔に保ち、粒子の沈殿効果を高めます。

ろ過負荷の低減：後段のろ過装置への負荷を軽減し、装置の寿命を延ばします。

3. 排せつ頻度を速めるための具体的な措置

1) 適切な排せつサイクルの設定

TSS濃度に応じて調整：

TSS濃度が高い場合、排せつサイクルを短くする（例：2時間ごとに1回排せつ）

TSS濃度が低い場合、排せつサイクルを延長する（例：4時間ごとに1回排せつ）

飼育密度および給餌量に応じた調整：

飼育密度および給餌量が多いと懸濁粒子の発生が増加するため、排せつ頻度を速める必要がある

2) 自動排せつシステム

自動排せつ弁の設置：予め設定した排せつサイクルに基づき、排せつ弁が自動的に開閉し、定時排せつを実現する

TSSセンサーとの連携：TSS濃度のリアルタイム監視データに基づいて、排せつ頻度を自動調整する

3) 排水操作の最適化

排水時間：大量の水損を避けるため、一回の排水時間が長くなりすぎないようにする必要があります。

排水量：沈殿槽内のスラッジ量に応じて、一度に排出する排水量を調整し、効果的なスラッジ除去を確保します。

4. 排水頻度を速めることによる効果

TSS濃度の低減：排水頻度を速めることにより、水中のTSS濃度を効果的に低減し、水質を改善できます。

システムの安定性向上：浮遊粒子の蓄積を抑え、水質変動を減少させ、システム運転の安定性を高します。

機器寿命の延長：ろ過装置の負荷を軽減し、機器寿命を延ばし、メンテナンスコストを削減します。

5. 注意事項

排水頻度とエネルギー消費のバランス：排水頻度を速めるとエネルギー消費が増加するため、排水サイクルは実際の状況に応じて最適化する必要があります。

排水制御：過剰な排水により水が失われ、生育環境が不安定にならないように避けてください。

6. 概要

垂直流沈殿槽の排水頻度を速めることにより、再循環型水産養殖システム内のTSS濃度を効果的に制御し、水質を改善してシステムの安定性および養殖効率を高めることができます。自動排水システムとリアルタイムのTSSモニタリングを組み合わせることで、排水戦略をさらに最適化し、高効率かつ省エネルギーな水質管理を実現できます。ただし、排水頻度を増加させると水とエネルギーの消費が増える可能性があります。したがって、まず給餌戦略を調整し、その後に排水戦略を検討する必要があります。