JP2003251400A - 家畜糞尿処理システム - Google Patents
家畜糞尿処理システムInfo
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- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
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- Treatment Of Sludge (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
性」及び「強アルカリ」資材を利用して、機械的固液分
離後の糞尿液から、さらに尿と糞とに分離するととも
に、尿から有機物を除去し、加えて、分離された上澄み
液及び糞について、リサイクル製品化を図り、有益な利
用・活用機能を発揮した後に最終的に全て「土壌」に還
元するシステムの提供を目的とする。 【解決手段】家畜の糞尿混合物から有機物質を除去する
方法として、家畜の糞と尿とが混合して排出された糞尿
混合物を機械的分離手段にて固形糞と糞尿液に分離し、
この分離された糞尿液に、鉱石を酸性水溶液にて溶解し
て得られた酸性資材を混合して糞尿液を酸性にし、次に
アルカリ性資材を添加して上記糞尿酸性液をアルカリ性
にすることにより、糞尿液に混合又は溶解して存在して
いた有機及び無機成分を沈殿分離する糞尿処理システム
とした。
Description
が排泄する糞尿を簡単な構造の処理施設を用いて安価に
処理が出来て、ほぼ完全に各種産業資材として、リサイ
クル利用を可能にした糞尿処理システムに関する。。
は、各牛がストールを介して繋がれているので糞尿は、
混合してバン・クリーナシステム等によって集められ、
スクリュープレス等の固液分離機にかけられて糞と尿に
分けられ、糞は堆肥施設に運ばれ、尿は尿貯留槽に流入
させて一時的に貯留した後に農地への散布又は河川放流
水質基準に適合すれば、河川等へ放流するのが一般的で
あった。糞と尿は、一応分離されるが完全な分離ではな
く、高性能のフィルタープレス機であっても2%程度、
通常のスクリュープレス及びロールプレスでは10%程
度の糞が尿液に混入しているのが実態である。この糞が
除去されないと尿液の多様なリサイクル活用も困難であ
り、また、河川等への放流についても放流水質基準に達
しない。従来、この糞尿液を活性汚泥処理後に無機質系
又は高分子系の凝集剤を添加してフロックを形成して浮
上又は沈降処理されているが、設備が複雑でランニング
コストが高価である。従ってこの糞尿液について、今日
まで低コストで効率的な処理方法が開発されていないの
が現状であった。
方式に活用されていなかった「強酸性」及び「強アルカ
リ」資材を利用して、機械的固液分離後の糞尿液から、
さらに尿と糞とに分離するとともに、尿から有機物を除
去し、加えて、分離された上澄み液及び糞について、リ
サイクル製品化を図り、有益な利用・活用機能を発揮し
た後に最終的に全て「土壌」に還元するシステムの提供
を目的とする。
合物から有機物質を除去する方法として、請求項1に記
載したように、家畜の糞と尿とが混合して排出された糞
尿混合物を機械的分離手段にて固形糞と糞尿液に分離
し、この分離された糞尿液に、鉱石を酸性水溶液にて溶
解して得られた酸性資材を混合して糞尿液を酸性にし、
次にアルカリ性資材を添加して上記糞尿酸性液をアルカ
リ性にすることにより、糞尿液に混合又は溶解して存在
していた有機及び無機成分を沈殿分離する糞尿処理シス
テムとした。
硫酸等の強酸性水溶液に溶解させて得たものをいう。酸
性鉱石を溶解する酸は、この硫酸又は塩酸に限定される
ものでは無いが、硫酸を用いると、酸性鉱石を紛状にし
たものを濃硫酸に入れ、水で希釈すると自然発熱するの
で加温しなくても溶解反応が進行する。また、希釈倍率
は用途に合わせて任意に調整されるが、実用的にはpH
0.5〜1.0にするのが好ましい。
は、「石英片岩」(主産地:岐阜県)ケイ酸塩及びアル
ミナが多く含有する「戸室石」(主産地:石川県)、
「蛭石」(主産地:福島県)、全国で産出される「珪藻
土」が上げられる。
記強酸性水溶液にて処理した糞尿液に添加して強アルカ
リ性側に戻すのが第一の目的である。従って、アルカリ
性に戻すことが出来るものであれば石灰及び苛性ソーダ
に限定されるものでは無いが、実用的には安価に入手出
来、後で肥料に再利用しやすい石灰が好ましい。
用いて、家畜から排泄される糞と尿の混合物から上澄み
液と沈殿物とを分離して、上澄み液及び沈殿物をそれぞ
れ産業資材として利用することにより、最終的には、全
て「土壌」に還元する処理システムの提供を目的にされ
た発明が請求項6に記載の発明である。即ち、請求項1
記載の機械的分離手段にて得られた固形糞を堆肥化手段
にて堆肥使用し、糞尿液を処理して得られた上澄み液を
液体肥料又は土壌改良材等の産業資材に利用し、上記糞
尿液を処理して得られた沈殿物を肥料用資材、堆肥化資
材、あるいは、培養土資材等の産業資材に利用するリサ
イクル型糞尿処理システムとした。
例えば、牛舎から排出される糞尿の例にて示したのが図
1及び図2に示す処理システム例である。図1は、糞尿
液の処理を共同施設で行う場合で、図2は、この糞尿液
処理を各畜産農家で処理する場合の例である。酪農家の
畜舎から、バン・クリーナシステム等によって集められ
た糞と尿の混合物は、スクリュープレス等にて機械的に
固形分と液体分に分離される(以下、第1次糞・尿分離
という)。この場合に、固形分として取り出される糞の
含水率は、約70〜80%程度になる。これを堆肥施設
に運び、若干の水分調整資材を混合し、自然発酵させ、
堆肥として再利用される。なお、この堆肥施設は、一般
的に牛舎施設として整備されている場合が多い。
糞尿液には、なお糞が約10%程度含まれている場合が
殆どである。これを糞尿液貯留槽に一時的に貯留され
る。これを図1に示すように、共同施設で処理する場合
には、その糞尿液処理槽に運搬移送し、図2に示すよう
に各畜産農家で処理する場合には、その糞尿液処理槽に
移送し、酸性資材を投入し、撹拌後にpHを確認し、ア
ルカリ資材を投入して、強アルカリ性になるようにす
る。すると、糞尿液から糞の固形分及び糞尿液中に溶解
していた炭水化物、蛋白質や脂肪類がヘドロ状に沈殿分
離してくる。
処理により無菌、無臭の透明な液体となり、液肥原料等
として図1に示すように再利用出来る。なお、pH調整
が必要な場合には、本発明における酸性資材を活用する
ことができ、土壌改良資材(水成石灰)として利用でき
る。また、他の成分を添加調整して殺菌剤、除草剤、消
臭剤への利用も可能である。
は、一部糞尿液の再利用又は堆肥醗酵促進資材に再利用
出来るとともに、乾燥させることにより、有機石灰肥料
や、配合肥料原料に利用できる。また、堆肥、珪藻土、
戸室石等を混合することにより、培養土、土壌化資材等
として利用できる。
は、各酪農家にて実施してもよいが、複数の酪農家から
回収して集中的に処理できる処理装置を設けると、より
効果的で経済的である。その後の産業資材への再利用に
おいても、それぞれの専門分野の企業がサポートするこ
とが、本発明のリサイクル型糞尿処理システムの効果的
運用に結び付く。
資材とアルカリ資材としての石灰を用いて再度、糞尿液
に含まれている糞及び有機成分を分離することによっ
て、上澄み部分は河川放流水質基準以下に浄化し、無臭
・無菌・透明で有機成分を殆ど含まない液体に変質させ
るように作用する。この液体のpHは、12〜13の強
アルカリ性液であるが、リサイクルの用途に応じて必要
な場合には、再度、酸性資材を添加することによってp
Hの調整ができる。
ると窒素・燐酸・加里等の肥料成分は乾物換算で1%前
後含有している。また、石灰の残渣が混合しているの
で、この特徴を活用して多様な用途の開発が可能とな
る。
態を説明するが、まず、処理工程の流れを説明する。機
械的に糞・尿を分離した糞尿液を糞尿貯留槽から糞尿処
理槽に移す(以下、処理原液という)。次に、図3の酸
性及びアルカリ性資材投入比率によるpH及び沈殿率の
比較調査結果に示すように、処理原液にpH0.5〜
1.0の酸性資材を処理原液の2.0%〜3.5%を混
入し、撹拌することによって処理液の均質化を促進し、
pH3.0〜3.5のヘドロ状の処理液となる。ここ
で、酸性資材は、次のように製造した。戸室石を紛状に
粉砕し、これに約同重量の濃硫酸を加えて撹拌混合す
る。次に、先の混合液と重量にして約同量の珪藻土処理
水を添加すると発熱反応し、溶解したものを珪藻土処理
水をさらに約10〜15倍量加えて、pH0.5〜1.
0に調整して酸性資材を得た。上記処理液にアルカリ性
資材としての石灰を処理液の2.0%〜3.5%を混入
し、撹拌することにって処理液の均質化を促進し、図3
に示すようにpH11〜13のアルカリ性の処理液とな
った。処理液は、30分〜2時間後に処理槽の中で固形
部分は、分離・沈殿し、液体成分は、透明で無菌の上澄
み液となって分離した。図3にて、SV30が所定量の
糞尿液にそれぞれ所定割合の酸性資材とアルカリ性資材
を投入後30分経過時の沈殿量を、SV60が60分経
過時の沈殿量を比較調査した値を示す。なお、図3にお
けるSV30及びSV60の数値は、1000ml当た
りの糞尿液に対する下に形成した沈殿層の容量を示す。
この上澄み液を測定した結果、BOD及びSS等が河川
の水質基準濃度以下であった。分離した上澄み部分と、
分離・沈殿したヘドロ状部分は、各々別の取り出し口か
ら取り出し、リサイクルの用途に応じて容器に移し替え
る。上澄み液について、pHを調節する必要がある場合
には、処理槽から取り出した後のリサイクル用途に対応
して、酸性資材を添加する。なお、処理後の上澄み液が
無菌・無臭となるのは、強酸性及び強アルカリ性資材の
使用によって糞尿中の微生物が死滅することによるもの
である。
5%程度になる。尿は、10%程度の固形物(糞)を含
んだ液となり、従来の方法では処理の極めて困難な糞尿
液となる。 (イ)糞尿液貯留槽 固・液分離した糞尿液は、この貯留槽に貯留される。糞
尿液貯留槽は、牛舎の基本施設の一部であり、一般的に
牛舎施設として建設されている。既設の牛舎を利用する
場合には、新しい処理方法による必要な処理能力に、つ
い、十分検討して既施設と新規追加施設との整合性のあ
る設計がされなければならない。一般的に糞尿液貯留槽
の容量は、飼養頭数・1頭当たり1日の尿排泄量(畜舎
清掃用水を含む)・貯留期間によって計算できるが、糞
尿の最終的な活用方法・処理槽の容量・利用回転日数・
処理能力等の整合性を十分に考慮して設定されなければ
ならない。 (ウ)堆肥施設 機械的に糞尿分離された糞の部分は、水分75%程度の
糞となって堆肥施設に運ばれ、自然醗酵して堆肥化され
る。堆肥施設は、一般的に牛舎施設として整備されてい
る。 (エ)糞尿液処理槽 糞尿液処理槽は、貯留槽からくみ出された処理原液を強
酸性資材及び強アルカリ性資材を混入して、撹拌、沈殿
ができ、糞尿液中の固形物を分離する施設である。
する鉱石を酸性溶液に溶解させて添加することにより、
これら鉱石に含まれるケイ酸イオンやアルミイオン等を
中心に複合化された各種イオンの働きにより、処理原液
中から固形分を分離し、河川等への放流基準以下に清浄
度を上げることができる。また、酸性資材及びアルカリ
性資材も天然に産出するものである。従って、これらを
添加して沈殿分離させた有機物等の固形分も上澄み液に
残留している成分も天然成分である。即ち、上記にて得
られた上澄み液や固形分を図1又は図2に示した各種産
業資材として再利用することにより、全て最終的には土
壌に還元出来ることになる。
において、糞尿液処理を共同施設で行う場合の例を示
す。
において、糞尿液処理を畜産農家で行う場合の例を示
す。
及び沈殿率の比較結果を示す。
Claims (7)
- 【請求項1】家畜の糞と尿とが混合して排出された糞尿
混合物を機械的分離手段にて固形糞と糞尿液に分離し、
この分離された糞尿液に、鉱石を酸性水溶液にて溶解し
て得られた酸性資材を混合して糞尿液を酸性にし、次に
アルカリ性資材を添加して上記糞尿酸性液をアルカリ性
にすることにより、糞尿液に混合又は溶解して存在して
いた有機及び無機成分を沈殿分離することを特徴とする
糞尿処理システム。 - 【請求項2】請求項1記載の酸性資材が、酸性鉱石を酸
性水溶液に溶解したものである糞尿処理システム。 - 【請求項3】請求項1記載の酸性資材が、ケイ酸塩及び
アルミナを含有する鉱石を酸性水溶液に溶解したもので
ある糞尿処理システム。 - 【請求項4】請求項1〜請求項3記載の酸性水溶液が、
硫酸又は塩酸水溶液である糞尿処理システム。 - 【請求項5】請求項1記載のアルカリ性資材が石灰又は
苛性ソーダである糞尿処理システム。 - 【請求項6】請求項1記載の機械的分離手段にて得られ
た固形糞を堆肥化手段にて堆肥使用し、糞尿液を処理し
て得られた上澄み液を液体肥料又は土壌改良材等の産業
資材に利用し、上記糞尿液を処理し、得られた沈殿物を
肥料用資材、堆肥化資材、あるいは、培養土資材等の産
業資材に利用するリサイクル型糞尿処理システム。 - 【請求項7】請求項1〜請求項6記載の糞尿が、牛又は
豚の糞尿である糞尿処理システム。
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JP3979571B2 JP3979571B2 (ja) | 2007-09-19 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005080275A1 (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-01 | Seishiro Murakami | 汚泥物の浄化方法 |
KR101290636B1 (ko) | 2011-08-25 | 2013-07-29 | 김기범 | 공기정화 및 수질개선을 포함하는 축분을 이용한 컬러펠렛의 제조방법 |
CN107055657A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-08-18 | 中国计量大学 | 排泄物无害化处理装置 |
DE102018123081A1 (de) * | 2018-09-19 | 2020-03-19 | Helmut Georg Döhler | System zum Behandeln von Harn |
-
2002
- 2002-03-04 JP JP2002057472A patent/JP3979571B2/ja not_active Expired - Fee Related
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DE102018123081A1 (de) * | 2018-09-19 | 2020-03-19 | Helmut Georg Döhler | System zum Behandeln von Harn |
EP3626685A3 (de) * | 2018-09-19 | 2020-04-08 | Helmut Georg Döhler | System zum behandeln von harn |
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