JP2006150197A - ウィンドウレス舎換気管理システム、およびウィンドウレス舎管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 脱臭剤や悪臭ガスの管理が容易であり、また、システム施工時の設備が簡易で安価なシステムを提供する。また、効率よく悪臭物質の脱臭を行いながら安全性が高いウィンドウレス舎換気管理システムを提供することを目的とする。
【解決手段】 家畜や家禽の畜室を複数設けたウィンドウレス舎１とウィンドウレス舎２と、オゾンにより悪臭物質を脱臭する脱臭槽３と、を備え、畜舎１および２が、脱臭槽３と壁面４、５をそれぞれ共用し、壁面４を隔てて畜舎１と脱臭槽３とが隣接し、脱臭槽３の壁面４と対向する位置の壁面５を隔てて畜舎２と脱臭槽３とが隣接し、壁面４、５を介して畜舎１、２の夫々から脱臭槽３への強制掃気を行う掃気手段と、脱臭槽３に排気口を設け排気を行う排気手段と、脱臭槽３にオゾンを供給する消臭剤供給手段と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウィンドウレス舎の換気を行い、ウィンドウレス舎の排気に含まれる悪臭物質を消臭剤により酸化して脱臭するウィンドウレス舎換気管理とウィンドウレス舎管理に関する。

環境に関する規制の強化から、たとえば畜産業における畜舎や食肉工場などの臭気管理が課題となってきていて、養豚や養鶏などの大規模肥育畜舎においては、臭気管理のために換気を厳密にするウィンドウレス舎が普及し、徹底した臭気管理が可能になってきている。

ウィンドウレス舎では舎内の空気を厳密に管理するとともに、舎内から排出される空気に含まれる悪臭成分（以下、この悪臭成分を含む空気を悪臭ガスという。）を脱臭処理する。たとえば畜舎における、悪臭の原因となる物質としてはアンモニア、低級アミン類、硫化水素、カプタン類などの悪臭物質が知られ、それらの悪臭物質に対しての脱臭処理方法として水洗法、燃焼法、吸着法、生物脱臭法、薬液処理法などの方法が知られている。また、消臭剤としてオゾンなどを用いて脱臭を行う方法も有効であり、オゾンをもちいる場合には、悪臭物質の硫化水素、カプタン類等の硫化物などに起因する臭気を効果的に脱臭する。

オゾンを用いた脱臭処理によれば、オゾンの酸化力により硫化物などの悪臭物質を改質して無臭化する効果と共に、オゾンの殺菌作用により菌類に起因する悪臭物質の発生を抑制する効果や、オゾンの気体臭により人の感じる官能臭が低下する芳香効果などにより、ウィンドウレス舎の有効な臭気管理が可能となる。

またオゾンは、空気中の酸素を用いて簡易で安価に生成することができ、さらに脱臭処理後にはオゾンが酸素へと還元されるのみであるため、非特許文献１のように、ウィンドウレス舎にオゾン発生装置を備え付け、発生オゾン気体をウィンドウレス舎内へと導入するのみで、脱臭を簡易に実施できる。このオゾン気体を用いた脱臭処理は、乾式オゾン処理と呼ばれ、従来の他の処理法では必要であった処理剤の交換や反応生成物の廃棄処理などを必要としない低コストな脱臭処理である。

また、オゾンによる脱臭処理には、上記のように気体を用いる乾式オゾン処理以外にもオゾン水を用いる湿式オゾン処理という処理もある。一般に湿式オゾン処理は蒸散するオゾン気体により硫化物などの悪臭物質を酸化させる効果や、オゾン水の液中に悪臭の要因となる糞塵やアンモニアなどが溶解する効果や、その溶解した物質を溶解オゾンにより酸化することによる効果などを利用するもので、悪臭ガスの消臭効果がさらに高いものである。
神奈川県畜産研究所・企画経営部・畜産環境グループ、"オゾンを利用した豚舎臭気の脱臭及び殺菌効果 "、農林水産研究ＷＷＷサーバー・研究成果情報データベース、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１４年１１月１７日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http://www.naro.affrc.go.jp/top/seika/1999/kan-tou/narc99K243.html〉

上述のようにオゾンなどの脱臭剤による脱臭処理を、大規模なウィンドウレス舎に適用する場合、脱臭装置の処理能力の限界により、複数の掃気口ごとに一つ一つ脱臭装置を設けて脱臭処理が行われる。また、複数のウィンドウレス舎がある場合、さらに多くの脱臭装置が必要となり、ウィンドウレス舎ごとに複数の脱臭装置が設けられる。そのため、脱臭処理の設備コストや、さまざまな設備管理コストなどが問題となり、脱臭効果の高く、管理が容易で、低コストな手法が提案されていなかった。

そこで本発明は、オゾンなどの脱臭剤や悪臭ガスの濃度管理が容易であり、また、システム施工時の設備が簡易で安価なシステムを提供する。さらには、脱臭剤を用いて効率よく悪臭ガスの脱臭を行いながら安全性が高いウィンドウレス舎換気管理システムを提供することを目的とする。

また、さらに本発明は、家畜や家禽などの畜舎の換気管理を行いながら、屎尿処理などの悪臭を伴う処理においても悪臭の漏出を抑制し、畜舎全体の防臭を行うウィンドウレス舎管理システムを提供することも目的とする。

本発明は、悪臭物質の蒸散を伴う物を取り扱う第一のウィンドウレス舎と第二のウィンドウレス舎と、消臭剤により悪臭物質を脱臭する脱臭槽と、を備え、第一及び第二のウィンドウレス舎が、脱臭槽と夫々ひとつの壁面を共用し、第一の壁面を隔てて第一のウィンドウレス舎と脱臭槽とが隣接し、脱臭槽の第一の壁面と対向する位置の第二の壁面を隔てて第二のウィンドウレス舎と前記脱臭槽とが隣接し、第一の壁面と第二の壁面とを介して第一のウィンドウレス舎と第二のウィンドウレス舎との夫々から脱臭槽への強制掃気を行う掃気手段と、脱臭槽に排気口を設け排気を行う排気手段と、脱臭槽に消臭剤を供給する消臭剤供給手段と、を有する。

そのため、ウィンドウレス舎と分離して脱臭槽が設置され、家畜類や作業者を悪臭ガスやオゾンなどの消臭剤から乖離して脱臭処理を行う。すると、家畜類や作業者に対する消臭剤や悪臭ガスによる影響をなくすことができるため悪臭ガス、消臭剤の管理を容易に行うことができる。また、第一及び第二のウィンドウレス舎と脱臭槽とが壁面を共用する。すると、脱臭槽に第一の壁面と第二の壁面とに相応する壁面を余分に設置する必要が無くなり、一つの脱臭槽で２つの畜舎の脱臭処理を行えるため設備コストと設備管理コストを低減することができる。また、ウィンドウレス舎からの排気を強制掃気により行うことでウィンドウレス舎内に負圧を発生させ、負圧により畜舎内への外気を吸気する。すると、畜舎内の換気管理を前記強制掃気のみの管理に一元化できる。

また、本発明は、消臭剤供給手段でオゾンを含有したオゾン水を消臭剤として前記脱臭槽に噴霧し、脱臭槽からオゾン水を回収するオゾン水回収手段と、回収されたオゾン水を再生して前記消臭剤供給手段に循環させるオゾン水循環手段とを有する。

そのため、オゾン水から蒸散するオゾン気体により硫化物等が酸化する。すると、硫化物等に起因する悪臭が抑制できる。また、オゾン水に粉塵やアンモニアなどが溶解することでそれら物質が大気中へ飛散することを抑制できる。また、それらをオゾン水中の溶解オゾンにより酸化して脱臭できる。

また、本発明は、消臭剤供給手段でオゾン気体を消臭剤として発生させ脱臭槽に供給する。

そのため、オゾン気体により硫化物等を酸化させ、硫化物等に起因する悪臭を低減することができる。

また、本発明の排気手段は、第一の壁面と第二の壁面とに夫々複数の掃気口を備え、第一の壁面の掃気口と第二の壁面とのそれぞれの掃気口を交互にずれるように配置する。

第一の壁面の掃気口と第二の壁面の掃気口とが向かい合わず、互いの掃気が抵抗とならないため脱臭槽への掃気の妨げとならない。そのため、スムーズに脱臭槽への掃気することができ、悪臭ガスとオゾンなどの脱臭剤とを効率よく攪拌することができる。

また、本発明は、第一のウィンドウレス舎と第二のウィンドウレス舎とを、家畜や家禽の畜室を複数設けた畜舎とする。

さらに、本発明は、各畜室の底面から、屎尿を除去するための屎尿運搬手段と、ウィンドウレス舎底部に設けられ、屎尿を収集する屎尿槽と、屎尿槽に集積された屎尿から液肥とメタンとを生成して汚水を排出する発酵手段と、瀑気処理を行い汚水を浄化する浄化手段と、を有する。

そのため、屎尿から液肥とメタンを生成することができるとともに、発酵手段により臭気が抑えられた汚水のみに浄化処理を行う。すると、浄化槽などからの悪臭の発生を略なくす事ができる。また、畜室内から悪臭源である屎尿を効果的に除去することができる。

この発明によれば、システム施工時の設備が簡易で安価なウィンドウレス舎の換気管理を提供する。さらには、オゾンなどの消臭剤を用いて効率よく悪臭物質の脱臭を行いながら安全性が高く周囲への防臭の効果が高いウィンドウレス舎を提供することができる。

家畜や課金などの畜舎に適用すると畜舎内の臭気を畜舎外部に漏らさずに、さらに家畜類の排泄物および畜舎の洗浄後の汚水などに起因する悪臭も畜舎外に漏らさない。また、液肥やメタンをリサイクルすることにより、循環型の畜産を行うことができる。

本発明は、家畜や家禽の大規模な肥育畜舎に適用することが好適であり、以下にその例を示す。なお、食肉工場や、他の悪臭を伴う工場などに適用してもよい。

以下に本発明の第一の実施形態を示す。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではない。

この実施形態においてはウィンドウレス舎と脱臭槽とを並列に配置し、ウィンドウレス舎を複数階で構成し、夫々の階には複数の畜室を設けている。図１（ａ）には畜舎と脱臭槽との並びに垂直な面からの概観図を示している。また、図１（ｂ）には畜舎と脱臭槽との並びに平行な面からの、脱臭槽側から見たウィンドウレス舎の壁面を概観図で示している。また、図２（ａ）は畜舎と脱臭槽との並びに垂直なウィンドウレス舎の断面、図２（ｂ）は畜舎と脱臭槽との並びに平行なウィンドウレス舎の断面を示している。また、図３には、脱臭槽におけるオゾン脱臭の概念図を示している。

図１のように、第一のウィンドウレス舎１と第二のウィンドウレス舎２とに挟まれた位置に脱臭槽３を設置する。ウィンドウレスの畜舎とすることで畜舎内の臭気を外部にほとんど漏出させずに換気を行う。ウィンドウレス舎の第一の壁面４と第二の壁面５とを、脱臭槽３の壁面としても用いるために脱臭槽３の設備コストを低減する。なお、脱臭槽の壁面６と、それに対向する壁面７と、天井面８とは、例えばスレート板などをもちい、且つ気密性を高めて施設する。また、ウィンドウレス舎と脱臭槽とが共用する第１の壁面４には、畜舎内の空気を脱臭槽へと掃気する複数の掃気口９を設けている。このように脱臭槽を施設することで大規模な肥育畜舎においても簡易にオゾン脱臭設備を設けることができ、設備コストを低減することができる。

また、ウィンドウレス舎１と脱臭槽３とが共有する第一の壁面４には、複数の畜室１０ごとに一定の間隔で脱臭槽３への掃気口９を設ける。この掃気口への掃気を動力を用いた強制掃気とし、ウィンドウレス舎１内の気圧が大気圧以下に維持されるようにウィンドウレス舎１の吸気を調整する。すると、ウィンドウレス舎１内の悪臭物質を畜舎外へと漏出させることが無くなり、さらに畜舎の換気管理を容易に行うことができる。

また、ウィンドウレス舎の底部には屎尿槽１３を設け、さらに、汚水浄化槽２３とメタン貯蔵タンク２４を設ける。ウィンドウレス舎１から糞尿を改修し、回収した糞尿は屎尿槽１３において嫌気性細菌による発酵により発酵処理し、メタンガスを回収すると共に液肥も回収する。屎尿槽１３のなかで糞尿が発酵分離してできたガス層と液肥層以外の層の汚水は汚水浄化槽２３へと送り、汚水浄化槽２３において好気性細菌による瀑気処理を行い汚水中のＢＯＤ値を減少させて廃棄する。精製されるメタンガスはメタン貯蔵タンク２４に一度貯蔵し、例えばメタンガス発電に用い、液肥は農作に用いる。このようにして循環型の畜産を実現することもできる。

このように、浄化槽へと送る前に屎尿槽１３において発酵処理させることにより浄化槽における瀑気処理での瀑気空気への悪臭の漏出をなくすことができ、畜舎全体からの悪臭の漏洩を略完全に防ぐことができる。

また、第一のウィンドウレス舎１について図2に基づいて畜舎内の設備を説明する。第一のウィンドウレス舎１は複数階から成り、夫々の階ごとに畜舎の長手方向に畜室１０を２列で並べる。また、夫々の畜室の底部にはピット１１を設けていて、ピット１１内に溜まった家畜類の糞尿を自走式スクレーバーを用いてダストシュート１２へ収集し、屎尿槽１３に回収する。

次に脱臭槽３の設備について図３に基づいて説明する。脱臭槽３は中空の直方体形状であり、脱臭槽３の天井面８付近にはオゾン水噴霧設備１４を設け、オゾン水を脱臭槽３内に噴霧する。ここで、オゾン水の噴霧量を調整することで、糞塵やアンモニアなどの除去率を調整することができる。噴霧量を多くすれば、より有効に粉塵とアンモニアを除去でき、噴霧量を小さくすれば、脱臭槽３の底部にオゾン水の廃水が貯留されることが無く処理が簡易に行える。

オゾン水の噴霧により脱臭槽３の底部に廃水が貯留された場合には、廃水回収ポンプ１５により廃水を回収し廃水浄化装置１６を介して汚泥やスラリーを回収した後、オゾン水の溶媒として再び用いる。廃水浄化装置１６により浄化されたオゾン水とオゾン発生装置１７により製造したオゾン気体とからオゾン水生成装置１８によりオゾン水を再生する。このように、オゾン水を用いて脱臭処理を行うことで、硫化水素、カプタン類などの硫化物性の悪臭物質を効率よく酸化し脱臭すると共に、糞塵とアンモニア気体を回収し、噴霧するオゾン水の含有オゾンにより酸化し畜舎からの排気を略完全に脱臭することができる。

また、脱臭槽の一方の端部付近に脱臭槽３からの排気手段である排風ガラリ１９を設ける。一方の端部のみに排気手段を設けることで、脱臭槽内にガスの流路を長く確保することができ、効率よくオゾン気体を混合することができる。

排風ガラリ１９からの排気に含まれるオゾン濃度は、紫外線吸収式のオゾン濃度測定装置２１などの計測装置を用いて計測する。計測されたオゾン濃度が環境基準以下であれば消臭剤供給手段により供給するオゾン量を増加させ、環境基準以上であれば供給するオゾン量を減少させる。供給オゾン量の調整のためには、ＰＩＤ制御を用いたオゾン濃度制御装置２２をコントローラとして用いる。コントローラからの制御信号により、電気放電式のオゾン発生器１７の放電量を制御し供給オゾン量を調整する。すると、オゾン水に含有される含有オゾン量が多くなり、脱臭槽中の悪臭物質を効率よく酸化することができる。脱臭槽内に噴霧したオゾン水からはオゾン気体が蒸散するとともに、悪臭物質の酸化によりオゾン気体が還元され、気体中のオゾン濃度が低下し、環境基準濃度以下となった希薄なオゾン気体が脱臭槽から排気される。

以上のような設備を本実施形態の第一のウィンドウレス舎１は備える。なお、第二のウィンドウレス舎２も第一のウィンドウレス舎１と略同様な設備を備える。

また、第二の壁面５に設けた掃気口９は第一の壁面に設けた掃気口とは位置が上下にずれる図４（ａ）のように施設している。そのため、第一の壁面４の掃気口９と第二の壁面５の掃気口９とが向かい合わず、それぞれの掃気口９からの互いの掃気が抵抗とならないため脱臭槽３への掃気の妨げとならない。そのため、スムーズに脱臭槽３への掃気することができ、悪臭ガスとオゾンとが効率よく攪拌される。

なお、図４（ｂ）のように、第一の壁面４の掃気口９と、第二の壁面５の掃気口９とが前後にずれるように配置しても、図４（ａ）の配置と同様に、それぞれの掃気口９からの掃気が互いの抵抗とならないため脱臭槽３への掃気の妨げとならない。そのため、スムーズに脱臭槽３への掃気することができ、悪臭ガスとオゾンとが効率よく攪拌される。

なお、上述したようにオゾンを用いて脱臭処理を行う例を示したが、複合科学脱臭剤や酸性脱臭剤なども本発明に好適である。

次に本発明の第二の実施形態を示す。

本実施形態においては、前記第一の実施形態とオゾンの供給形態において相違し、オゾン気体を供給することに特徴を有する。

脱臭槽内の設備について図５に基づいて説明する。脱臭槽は中空の直方体形状であり、脱臭槽には悪臭物質を含んだ悪臭ガスが掃気口９から流入する。また、天井面８付近には、オゾン気体のオゾン噴気設備２０を設ける。オゾン噴気設備２０はオゾン発生装置１７に連結し、高濃度オゾン気体を脱臭槽３に噴気させる。オゾン気体は通常の気体よりも重く沈降し易いため、天井付近に噴気設備２０を設けることでより効果的に悪臭ガスとオゾン気体とを混合することができる。

また、反対側の端部付近に脱臭槽３からの排気手段である排風ガラリ１９を設ける。一方の端部に排気手段を設けることで脱臭槽内にガスの流路を長く確保することができ、効率よくオゾン気体を混合すると共に、ガス中の糞塵等の浮遊粒子を沈降させ、より脱臭効果を高めることができる。また、排風ガラリ１９にフィルターを設けると、浮遊粒子の分離をさらに助けることができる。

排風ガラリ１９からの排気に含まれるオゾン濃度は、紫外線吸収式のオゾン濃度測定装置２１などの計測装置を用いて計測する。計測されたオゾン濃度が環境基準以下であればオゾン発生装置１７により供給するオゾン量を増加させ、環境基準以上であれば供給するオゾン量を減少させる。供給オゾン量の調整のためには、ＰＩＤ制御を用いたオゾン濃度制御装置２２をコントローラとして用いる。コントローラからの制御信号により、電気放電式のオゾン発生装置１７の放電量を制御し供給オゾン量を調整する。すると、脱臭槽内に高濃度のオゾン気体が供給される。高濃度のオゾン気体により脱臭槽中の悪臭物質が効率よく酸化され、同時にオゾンが還元され、オゾン濃度が低下する。そして、環境基準濃度以下となった希薄オゾン気体が脱臭槽３から排気される。

脱臭槽３からの排気中のオゾン濃度を環境基準以下の所定の濃度となるようにオゾン濃度制御装置２２を設定し、脱臭反応により消費されるオゾン量と、混合による希薄割合とを補正して最大限に高濃度なオゾン気体を供給することで効率的に脱臭が行うことができる。

第一の実施形態に係るウィンドウレス舎と脱臭槽との概観図 第一の実施形態に係る第一のウィンドウレス舎の断面図 第一の実施形態に係る脱臭処理を示す図 第一の実施形態に係る、第一の壁面と第二の壁面の掃気口の位置を示す図 第二の実施形態に係る脱臭処理を示す図

符号の説明

１ 第一のウィンドウレス舎
２ 第二のウィンドウレス舎
３ 脱臭槽
４ 第一の壁面
５ 第二の壁面
６、７ 壁面
８ 天井面
９ 掃気口
１０ 畜室
１１ ピット
１２ ダストシュート
１３ 屎尿槽
１４ オゾン水噴霧施設
１５ 廃水回収ポンプ
１６ 廃水浄化装置
１７ オゾン発生装置
１８ オゾン水生成装置
１９ 排風ガラリ
２０ オゾン噴気装置
２１ オゾン濃度測定装置
２２ オゾン濃度制御装置
２３ 汚水浄水層
２４ メタン貯蔵タンク

Claims (6)

1. 悪臭物質の蒸散を伴う物を取り扱う第一のウィンドウレス舎と第二のウィンドウレス舎と、消臭剤により悪臭物質を脱臭する脱臭槽と、を備え、
   前記第一及び第二のウィンドウレス舎が、前記脱臭槽と夫々ひとつの壁面を共用し、第一の壁面を隔てて第一のウィンドウレス舎と前記脱臭槽とが隣接し、前記脱臭槽の第一の壁面と対向する位置の第二の壁面を隔てて第二のウィンドウレス舎と前記脱臭槽とが隣接し、
   第一の壁面と第二の壁面とを介して第一のウィンドウレス舎と第二のウィンドウレス舎との夫々から脱臭槽への強制掃気を行う掃気手段と、前記脱臭槽に排気口を設け排気を行う排気手段と、前記脱臭槽に消臭剤を供給する消臭剤供給手段と、を有するウィンドウレス舎換気管理システム。
2. 請求項１に記載のウィンドウレス舎換気管理システムにおいて、前記消臭剤供給手段はオゾンを含有したオゾン水を前記消臭剤として前記脱臭槽に噴霧し、
   前記脱臭槽からオゾン水を回収するオゾン水回収手段と、前記回収されたオゾン水を再生して前記消臭剤供給手段に循環させるオゾン水循環手段とを有する。
3. 請求項１に記載のウィンドウレス舎換気管理システムにおいて、前記消臭剤供給手段はオゾン気体を前記消臭剤として発生させ前記脱臭槽に供給する。
4. 前記排気手段は、第一の壁面と第二の壁面とに夫々複数の掃気口を備え、第一の壁面と第二の壁面とのそれぞれの掃気口を交互にずれるように配置した請求項１〜３のいずれかに記載のウィンドウレス舎換気管理システム。
5. 第一のウィンドウレス舎と第二のウィンドウレス舎とは、家畜や家禽の畜室を複数設けた畜舎である請求項１〜４のいずれかに記載のウィンドウレス舎換気管理システム。
6. 請求項５に記載のウィンドウレス舎換気管理システムを含み、各畜室の底面から、屎尿を除去するための屎尿運搬手段と、ウィンドウレス舎底部に設けられ、前記屎尿運搬手段により運搬した屎尿を収集する屎尿槽と、屎尿槽に集積された屎尿から液肥とメタンとを生成して汚水を排出する発酵手段と、瀑気処理を行い汚水を浄化する浄化手段と、を有するウィンドウレス舎管理システム。

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