JP2005246349A - 有機性スラリーの処理設備 - Google Patents

Abstract

【課題】建設コストが安価であり、しかも家畜の糞尿等を十分に処理することができる有機性スラリーの処理設備を提供する。
【解決手段】家畜の糞尿などの有機性スラリーが流入口３、管路４及び導入口５を介して処理槽１に導入され、貯留される。この処理槽内の有機性スラリーを処理するためにポンプ１５が間欠的に作動される。処理槽１内の液は、その後、連絡管２５から貯留槽２６へ溢流し、貯留される。処理槽１は遮水シート８で覆われている。この遮水シート８は、ネット７により支承されており、処理槽１内の液面よりも十分上方に配置されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、有機性スラリーを処理するための設備に関するものであり、特に家畜の糞尿を処理するのに好適な設備に関する。

北海道地方における牛舎等の畜舎から排出される糞尿による河川の汚染は深刻な状態となっており、根室川等にあっては、河口よりも内陸へ遡上した鮭は汚染により食用に供し得ない程になっていることは広くマスコミ報道されているところである。

スラリー状の有機性廃棄物を保温発酵させて処理する装置として、特開２００３−１０８９４号公報には、地面を掘削してくぼみを設け、このくぼみに下部遮水シートを敷設して貯留槽を形成し、この貯留槽に有機性スラリーを導入して発酵処理する装置が記載されている。

同号公報の処理装置では、この貯留槽内の液面に上部遮水シートを浮かせるように配置して液面を覆っている。また、この貯留槽全体を上屋で覆い、保温を図ると共に雨水が貯留槽に掛からないようにしている。

なお、液面を覆う上部遮水シートにはドーム状のガス抜き部が設けられ、このガス抜き部にバルブ付きガス抜きパイプが接続されている。

この上部遮水シートは、端部をパイプに巻き付け固定し、このパイプを盛土に埋込むことにより貯留槽周囲に固定されている。
特開２００３−１０８９４号公報

I. 上記特開２００３−１０８９４号公報では液面上に直に浮かせて上部遮水シートを配設しているため、液中から発生したガスが液面と上部遮水シートとの間に溜る。同号公報では、上部遮水シートにガス抜き部を設けており、このガス抜き部及びその近傍にあってはガスを遮水シート下側から排出することができるが、ガス抜き部から離隔した箇所では遮水シート下側にガスが溜り、遮水シートを部分的に上方へ膨出させるようになる。そして、このガス溜りが過大に膨満すると遮水シートが破れてしまう。
II. また、上記特開２００３−１０８９４号公報では、上記の通り遮水シートの下側からガスを抜き出しにくいため、有機性スラリーを曝気することができず、有機性スラリーは嫌気処理によってしか処理できない。
III. 上記特開２００３−１０８９４号公報にあっては、液面を覆う上部遮水シートに加え、さらに上屋を建造しており、建設コストが嵩む。特に、貯留槽を大型とした場合には、貯留槽を跨ぐスパンが長大となり、建設コストが著しく高額となる。

同号公報において上屋を取り払うことにより建設コストの低減を図ることも考えられるが、この場合には雨水が上部遮水シートに直接に掛かって該上部遮水シート上に溜る。この溜水の量が多くなると、貯留槽に液を追加できなくなる。また、この溜水量が多くなると、貯留槽内の液が溢れ出るようになる。

また、寒冷期にはこの溜水が凍結して固体盤状となるため、槽内の液を出し入れすることができなくなる。

本発明は、上記従来の問題点を解決し、建設コストが低廉であると共に、遮水シートがガス圧で破れたりすることがなく耐久性も良好である有機性スラリーの処理設備を提供することを目的とする。

また、本発明は、有機性スラリーを曝気処理するよう構成することも可能な有機性スラリーの処理設備を提供することを目的とする。

本発明（請求項１）の有機性スラリーの処理設備は、有機性スラリーを受け入れる処理槽と、該処理槽を覆う覆蓋手段とを備えてなる有機性スラリーの処理設備において、該覆蓋手段は、該処理槽の液面レベルよりも上方に張設されたネットと、該ネットに支承された遮水シートとを備えてなり、該遮水シートが野天状に配置されていることを特徴とするものである。

請求項２の有機性スラリーの処理設備は、請求項１において、該ネット及び遮水シートが流水勾配を有するように設けられていることを特徴とするものである。

請求項３の有機性スラリーの処理設備は、請求項１又は２において、該処理槽内の有機性スラリーを曝気する曝気手段を備えたことを特徴とするものである。

請求項４の有機性スラリーの処理設備は、請求項３において、該曝気手段を所定時間をおいて間欠作動させる手段を備えたことを特徴とするものである。

請求項５の有機性スラリーの処理設備は、請求項１ないし４のいずれか１項において、該処理槽が直列に複数段設置されていることを特徴とするものである。

請求項６の有機性スラリーの処理設備は、請求項１ないし５のいずれか１項において、該処理槽は、液面面積２５ｍ^２以上のラグーンであることを特徴とするものである。

請求項７の有機性スラリーの処理設備は、請求項６において、該ラグーンを取り囲むように複数のアンカーが設置され、これらのアンカーに通された線状体がラグーンを取り囲んでおり、前記ネットの周縁部が該線状体に留め付けられていることを特徴とするものである。

請求項８の有機性スラリーの処理設備は、請求項１ないし７のいずれか１項において、該シートの下側の空間部を大気に連通するガス抜き配管が該遮水シートの周縁部の下側を通って配設されていることを特徴とするものである。

請求項９の有機性スラリーの処理設備は、請求項１ないし８のいずれか１項において、該処理槽からの液を受け入れる貯留槽を備えたことを特徴とするものである。

本発明の有機性スラリーの処理設備にあっては、処理槽を覆う遮水シートが野天状に配置されており、建屋が不要であるので、建設コストが低い。また、遮水シートをネットで支承する構造であるため、資材コスト及び建設作業コストが共に安価であり、建設作業期間も短くて足りる。

この遮水シートは、液面より上方に張設されたネットによって支承されており、遮水シートと液面全体との間に空間が存在する。そのため、液から発生したガスは、この空間を通って遮水シート周囲から大気に放散する。従って、遮水シートが部分的に膨満して破れることがない。

この遮水シートは、ネットによって支承されており遮水シートの上に雨水が溜っても、遮水シートが液面に接する程には垂れ下ることはない。また、遮水シート上に溜った雨水が凍結しても、処理槽内の液と遮水シートとの間に空間が存在するので、液の出し入れは自在に行うことができる。

なお、遮水シート上に溜った雨水が遮水シートの側方へ流れ落ち易くするために、ネット及び遮水シートに流水勾配をつけることが好ましい（請求項２）。

本発明では、処理槽内の液面と遮水シートとの間から気体を大気へ十分に放散させることができるので、処理槽内の有機性スラリーを曝気する曝気手段を設けることもできる（請求項３）。このように有機性スラリーを曝気することにより、有機性スラリーを好気性処理することができる。また、曝気を間欠的に行うことにより、好気性処理と嫌気性処理とを繰り返し行い、効率よく有機性スラリーを硝化脱窒処理することも可能である。

本発明では、処理槽は単段に設けられてもよく、多段に直列に設けられてもよい。処理槽を多段に直列に設ける（請求項５）ことにより、処理水質が向上する。また、処理される有機性スラリーを連続的に流すようにした場合でも、十分に優れた処理水質となるように有機性スラリーを処理することができる。

本発明は、処理槽が液面面積２５ｍ^２以上のラグーンである（請求項６）大形の施設として建設、運用する場合に好適である。

この場合、ラグーンを取り囲むように複数のアンカーが設置され、これらのアンカーに通された線状体がラグーンを取り囲んでおり、ネットの周縁部が該線状体に留め付けられている構成とすることが好ましい。この構成は、資材コストを含めた建設コストが著しく低廉であると共に、建設工期も著しく短くて済む。

本発明の有機性スラリーの処理設備にあっては、遮水シートの周縁部からガスが外部に放出されるので、ガス抜き管は設けなくてもよい。ただし、処理槽周囲の土質によっては、遮水シートと処理槽周囲の地盤とが気密に密着することも考えられるので、このような場合には、ガス抜き配管を遮水シートの周縁部の下側に配設してもよい。

本発明では、処理槽で処理された液を受け入れる貯留槽を設けてもよい。この貯留槽から適時に処理液を液肥として取り出して利用することができる。この貯留槽は無蓋であってもよく、処理槽と同様にネット及び遮水シートを用いて覆蓋してもよい。

以下、図面を参照して実施の形態に係る有機性スラリーの処理設備について説明する。第１図は実施の形態に係る有機性スラリーの処理設備の処理槽の平面図、第２図（ａ），（ｂ）は第１図のIIa−IIa線、IIb−IIb線に沿う断面図、第３図は第１図のIII−III線に沿う断面図、第４図は第１図のIV−IV線に沿う断面図、第５図は有機性スラリーの処理設備を示す全体断面図である。なお、第１図、第３図及び第４図では遮水シートの図示が省略されている。また、第５図における処理槽の断面は第１図のＶ−Ｖ線に沿うものとなっている。

第５図の通り、この有機性スラリーの処理設備は、家畜の糞尿等の有機性スラリーを受け入れて処理する処理槽１と、この処理槽１を覆う遮水シート８と、この遮水シート８を支承するネット７と、処理槽１から液が連絡管２５へオーバーして流入する貯留槽２６とを有する。

第１，２図の通り、処理槽１は、地面を掘り下げて形成した浅い池状の凹所の底面及び法面に遮水性のシート材料を敷くことにより形成されたものである。なお、必要に応じこのシート材料の下側に発泡スチロール等の断熱材を敷設してもよい。

この実施の形態では、凹所を掘削した際の土の一部を凹所周囲に土盛りして堤２を設け、周囲地表から水が処理槽１内に流れ込まないようにしている。

この処理槽１は、平面視形状が方形ないし台形のものであり、第２図（ｂ）の通り、その対向する一辺側の堤２ａは他辺側の堤２ｂよりも高くなっている。このため、遮水シート８は堤２ａ側が高位となり、堤２ｂ側が低位となるように流水勾配がつけられている。

この処理槽１へは、スラリー流入口３から管路４及び処理槽１の底面の導入口５を介して有機性スラリーが流入する。このスラリー流入口３には、好ましくは蓋が設けている。

この処理槽１は、液面面積が２５ｍ^２以上例えば２５〜２０００ｍ^２程度のラグーンとして構成されている。例えば、液面が長方形の場合は、縦が５ｍ以上、横が５ｍ以上であるものが例示できるが、円形や、楕円形など他の形状のものであってもよい。

処理槽１の全体を覆うようにネット７が張設され、このネット７に支承されて遮水シート８が処理槽１を覆蓋している。

この実施の形態では、堤２の外側に、アンカー金具１１を有したコンクリート製アンカーブロック１０が多数設置され、このアンカー金具１１に線状体としてネット支持ワイヤ９が引き通されている。アンカーブロック１０は、処理槽１の全周を取り巻くように配置され、ワイヤ９は処理槽を取り巻いている。ネット７は、その周縁部を該ワイヤ９に留め付けられることにより、所定張力を有するように張設されている。このネット７は、堤２の上面を乗り越えるようにして張設されており、当然ながら処理槽２内の液面レベルよりも上方に配置されている。

遮水シート８は、このネット７に被さるように配置される。この遮水シート８は、ワイヤ８に留め付けられてもよく、またネット７の外側において遮水シート８の周縁を土中に埋めるようにして固定されてもよい。遮水シート８の周縁をパイプ等の棒状体に巻き付け等により結び付けることにより遮水シート８を固定してもよく、この棒状体を土中に埋設してもよい。

処理槽１内の液を曝気するために曝気装置１３が設けられている。この曝気装置１３は、処理槽１内の液を吸入ホース１４を介して吸入するポンプ１５と、このポンプ１５の吐出液が吐出ホース１６を介して供給されるエジェクタ１７とを有する。図示は省略するが、このポンプ１５を制御するための制御盤がポンプ近傍に設置されている。この制御盤には、ポンプ１５を間欠作動させるための制御器が設けられている。

このポンプ１５は、メンテナンスを容易に行えるようにするために処理槽１外に配置されている。なお、エジェクタ１７は、処理槽１の法面に設けられたラダー１８に取り付けられているが、ラダー１８とは別個に設置されてもよい。ラダー１８の代りに階段が設けられてもよい。符号１７ａはエジェクタ１７に接続された空気供給ホースを示す。

各ホース１４，１６，１７ａは、処理槽１の法面に沿って引き回され、堤２の上面に凹設された溝部１９を通って処理槽１の外方に引き出されている。

この実施の形態では、処理槽１内の液面と遮水シート８との間の空間からガスを大気に放散させるためにガス抜き配管２０が設けられている。第３図の通り、このガス抜き配管２０は、堤２の上面の溝部２２内に通されている。ガス抜き配管２０の上面は堤２の上面と略面一状となっている。ガス抜き配管２０の先端は処理槽１内に臨んでおりガス抜き配管２０の後端側は堤２外において支持部材２１によって支持されている。ガス抜き配管２０の後端側は一旦上方に立ち上げられた後、下向きに開口する略Ｊ字形とされ、降雨がガス抜き配管２０内に入り込まないよう構成されている。

この処理槽１内の液は、処理槽１の法面に上流端が開口する連絡管２５を介して貯留槽２６へ溢出する。この連絡管２５の下流端は貯留槽２６の底面の法尻近傍に開口している。連絡管２５は、上流側から下流側に向って下り勾配となっている。

この貯留槽２６も地面を掘削して形成した凹所の底面及び法面に遮水性のシート材を敷設して形成したラグーンよりなる。貯留槽２６の周囲にも、土盛りにより堤２７を形成している。この貯留槽２６は蓋がない無蓋構造となっているが、処理槽１と同様にして遮水シートで覆ってもよい。この場合、処理槽１と同様にガス抜き配管が設けられているのが好ましい。

貯留槽２６の底面は、該貯留槽２６内から液を汲み出し易くするために一方の側が深くなるように傾斜している。更に、該貯留槽２６には、処理槽１と同様、曝気装置が設けられているのが好ましい。

このように構成された有機性スラリーの処理設備において、家畜の糞尿などの有機性スラリーが流入口３、管路４及び導入口５を介して処理槽１に導入され、貯留される。この処理槽内の有機性スラリーを処理するためにポンプ１５が間欠的に作動される。例えば、ポンプ１５は６時間作動された後、６時間休止し、これを交互に繰り返す。ただし、この時間は一例であり、本発明がこれに限定されるものではない。

ポンプ１５が作動すると、処理槽１内の液がエジェクタ１７から噴出し、この際、この噴出液に空気供給ホース１７ａからの空気が混入し、処理槽１内液が攪拌曝気され、通性嫌気性菌により好気性処理される。この好気性処理により、液中の有機成分が好気的に分解されると共に、アンモニア成分が硝酸イオンに酸化される。曝気を停止すると、通性嫌気性菌により発酵処理され液中の有機成分が嫌気的に分解されると共に、硝酸イオンが窒素に還元されて液外に放出される。なお、この発酵時に熱が出るので、この熱により、遮水シート８上に積雪があっても融けて流れる。

このようにして有機性スラリーが好気性処理及び嫌気性処理を繰り返し受けて浄化される。

処理槽１内の液は、その後、連絡管２５から貯留槽２６へ溢流し、貯留される。この貯留槽２６内の液は液肥として利用することができる。

この有機性スラリーの処理設備にあっては、処理槽１は遮水シート８で覆われているものであり、処理槽１を覆う建屋が不要であり、建設コストが安価であり、建設工期も短い。この遮水シート８はネットで支承されており、降雪があっても垂れ下ったりすることはない。

また、遮水シート８には流水勾配がつけられているので、雨水や融雪水は速やかに側方へ流れ落ちる。

この遮水シート８の全体が処理槽１内の液面と離隔しており、液から発生したガスや曝気空気は速やかにガス抜き配管２０を介して外部に放出される。また、仮に遮水シート８上で水が凍結しても、有機性スラリーは処理槽１内に管路４からスムーズに流入すると共に、処理槽１内の液は連絡管２５からスムーズに貯留槽２６へ流出する。

図示の実施の形態では処理槽１は単段に設けられているが、処理槽１を直列に多段に、例えば２段に設けてもよい。このようにすれば、糞尿等を時間をかけて十分に処理することができる。また、処理槽に糞尿等が連続的に流れ込む場合、上流側の処理槽を糞尿等が短絡的に通過しても次段の処理槽で十分に処理することができる。

特に本発明を限定するものではないが、遮水シート８としては耐アルカリ性（例えば耐アンモニア性）及び耐酸性（例えば耐硫化水素性）に優れているところから、ポリエチレンシート、特にメタロセン触媒を用いて重合して得られた直鎖状低密度ポリエチレン等の低密度ポリエチレンシートが好適である。このポリエチレンシートは、カーボンブラックを添加して強度を高めたものであってもよい。

ネットとしては、魚網などを用いることができる。

ポンプ１５の吸込側には、ワラなどの繊維状物質や固形物質を細かくする砕断装置を設けるのが好ましい。

実施の形態に係る有機性スラリーの処理設備の処理槽の平面図である。 第２図（ａ），（ｂ）は第１図のIIa−IIa線、IIb−IIb線に沿う断面図である。 第１図のIII−III線に沿う断面図である。 第１図のIV−IV線に沿う断面図である。 有機性スラリーの処理設備を示す全体断面図である。

符号の説明

１ 処理槽
２ 堤
７ ネット
８ 遮水シート
１０ アンカーブロック
１１ アンカー金具
１３ 曝気装置
１５ ポンプ
１７ エジェクタ
１８ ラダー
２０ ガス抜き配管
２６ 貯留槽

Claims (9)

1. 有機性スラリーを受け入れる処理槽と、該処理槽を覆う覆蓋手段とを備えてなる有機性スラリーの処理設備において、
   該覆蓋手段は、該処理槽の液面レベルよりも上方に張設されたネットと、該ネットに支承された遮水シートとを備えてなり、
   該遮水シートが野天状に配置されていることを特徴とする有機性スラリーの処理設備。
2. 請求項１において、該ネット及び遮水シートが流水勾配を有するように設けられていることを特徴とする有機性スラリーの処理設備。
3. 請求項１又は２において、該処理槽内の有機性スラリーを曝気する曝気手段を備えたことを特徴とする有機性スラリーの処理設備。
4. 請求項３において、該曝気手段を所定時間をおいて間欠作動させる手段を備えたことを特徴とする有機性スラリーの処理設備。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、該処理槽が直列に複数段設置されていることを特徴とする有機性スラリーの処理設備。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、該処理槽は、液面面積２５ｍ^２以上のラグーンであることを特徴とする有機性スラリーの処理設備。
7. 請求項６において、該ラグーンを取り囲むように複数のアンカーが設置され、これらのアンカーに通された線状体がラグーンを取り囲んでおり、
   前記ネットの周縁部が該線状体に留め付けられていることを特徴とする有機性スラリーの処理設備。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項において、該遮水シートの下側の空間部を大気に連通するガス抜き配管が該遮水シートの周縁部の下側を通って配設されていることを特徴とする有機性スラリーの処理設備。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項において、該処理槽からの液を受け入れる貯留槽を備えたことを特徴とする有機性スラリーの処理設備。

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