技術概要

世界の水産養殖業界は、バイオセキュリティの向上、環境負荷の低減、および消費地に近い生産を可能にするために、閉鎖循環式陸上養殖（RAS）へとシフトしています。安定的で高品質な水中環境を維持することが、RAS における主要なエンジニアリング上の課題です。

生物ろ過ループ

従来の開放式ケージシステムとは異なり、RAS は代謝廃棄物（アンモニア、CO2、固形物）を除去し、酸素を再供給するための複雑な水処理ループに依存しています。システムの核となるのは生物ろ過装置（ビオフィルター）であり、そこで硝化細菌（Nitrosomonas および Nitrobacter）が毒性のあるアンモニア（TAN）を亜硝酸塩に、次いで害の少ない硝酸塩へと変換します。硝化プロセスはアルカリ度を消費し酸を生成するため、適切なビオフィルターの設計には、担体の比表面積（SSA）、酸素レベル、および pH を考慮する必要があります。

固形物除去と殺菌

通常、ドラムフィルタやディスクフィルタを使用した機械的ろ過が、糞便や残餌を除去するための第一防衛線となります。溶存有機物（DOM）や微細粒子は、プロテインスキマー（泡沫分離装置）とオゾンによって管理されます。オゾンはタンニンを分解して水を透明にするだけでなく、ウイルスや細菌に対する強力な殺菌剤としても機能します。ただし、残留オゾンは魚にとって毒性があるため、水が飼育槽に戻る前に（多くの場合 GAC または UV を通じて）除去する必要があります。

オフフレーバー管理と持続可能性

陸上養殖のサケやマスにおける大きな障害は、ジェオスミンと MIB（2-メチルイソボルネオール）の蓄積です。RAS 内の特定の細菌や藻類によって生成されるこれらの化合物は、魚肉に「土臭い」または「カビ臭い」風味を与えます。現在の緩和戦略には、数日間きれいな水で魚を「蓄養（浄化）」することが含まれますが、これらの化合物を循環水から直接除去するために高度酸化プロセス（AOP）などの新技術が模索されています。持続可能性の観点からは、嫌気性脱窒とリン沈殿を使用して補給水の必要性を最小限に抑え、栄養分に富んだ廃水の量を減らす「ゼロ・エクスチェンジ」RAS に焦点が当てられています。