JP2007075691A - 排気浄化建屋 - Google Patents

Abstract

【課題】大容量の排気を浄化および脱臭処理する。
【解決手段】畜舎２０から吸引ファン３４により吸引した排気を、吸水性の濾過材が積層されて成る第１フィルタ壁２０２および同第２フィルタ壁２０４を通過させることにより排気中から粉塵およびアンモニア等の悪臭源を分離処理する。その際、第１フィルタ壁２０２および第２フィルタ壁２０４に対しては、第１散水パイプ２０６および第２散水パイプ２１２を介して常時加水すると共に、加水した水は第１貯水槽２１０および第２貯水槽２１６に集水し、第１ポンプ２０８および第２ポンプ２１４によって再び第１散水パイプ２０６および第２散水パイプ２１２を介して第１フィルタ壁２０２および第２フィルタ壁２０４を加水する。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気浄化建屋、特に、大規模商業経営の家畜舎から排出される大容量の排気を効率よく浄化および脱臭処理する排気浄化建屋に関するものである。

例えば、畜舎の内部には、粉塵が浮遊し種々の雑菌が多数生息している。雑菌は粉塵の中に含まれており、粉塵を介して伝染している。雑菌の主なものとしては、カビ類、コケ類、ウィルス、バクテリア等が挙げることができる。畜舎内の粉塵の発生は、家畜そのものによる所が大きいがその他に飼料、敷きワラ、糞尿等にも依っている。また、悪臭の場合、そのほとんどが、粉塵および有機物による。ところで、粉塵中の雑菌の占める割合は約８０％にも達する。従って、単位立方メートル当たりの畜舎内の空気中に含まれる細菌の量は、飼育されている家畜の種類によっても異なるが、粉塵の凝集量とほぼ等しくなる。畜舎内の粉塵の凝集量は、その飼育数、活動性、舎内の機能、給餌システム、空調、季節、時間帯による所が大きい。一方、畜舎内の細菌、例えば、スタフィロコッケン菌やステロプトコッケン菌等は、家畜そのものに寄生している。糞尿からは腸中バクテリアや芽胞性等が排出される。また、飼料、敷きワラからはカビ等が畜舎内に粉塵として付着する。言うまでもなく、これらの細菌は家畜のみならず人に対しても健康上好ましいものではない。
また、家畜より出る悪臭のほとんどは空調による所が大きく、その他糞泥溜め施設等からも発生する。ところで、悪臭は複数の物質から成るが、その主なものはアンモニアである。アンモニアは無色かつ刺激臭のガスである。アンモニアガスは畜舎内でタンパク質が分解される時または嫌気性細菌によって尿素が分解された時に発生する。従って、畜舎からの排気として粉塵およびアンモニアガスが大気中に排出されると、粉塵およびアンモニアガス等が人間や動物の肺に入り、人間や動物の器官を害することになる。
ところで、このような畜舎内の空気を浄化する装置としては、浄化媒液を毛細管現象により吸い上げ、その浄化媒液が最上点に達すると、今度は重力の作用により畜舎の壁に沿って流下させるようにし、空気と浄化媒液を接触させることにより浄化処理するように構成された空気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開平１０−５５３５号公報

上記空気浄化装置では、畜舎内の空気が「浄化媒液分散流下帯」と称する親水性に富む織布または金網等の幅広帯状体を通過することにより、浄化媒液と接触させて畜舎内の空気を浄化処理するようになっている。つまり、その浄化媒液分散流下帯が濾過材（フィルタ材）として機能していると考えられる。そして、その浄化機能が効率良く発揮されるためには、浄化媒液が織布等を満遍なく加湿することが必要となる。その加湿する手段として重力の作用を用いている。
しかしながら、浄化媒液を重力の作用だけで流下させるという構成では、幅広帯状体の全面にわたり満遍なく加湿することは難しく、結果として、畜舎内の空気を十分に浄化処理することが出来ないという問題がある。また、畜舎内の空気を十分に浄化処理するためには、畜舎の内壁面にわたりその「浄化媒液分散流下帯」を設置しなければならず、特に大規模畜舎の場合は経済的負担が大きくなるという問題がある。
そこで、本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであって、大規模商業経営の家畜舎から排出される大容量の排気を効率よく浄化および脱臭処理する排気浄化建屋を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の排気浄化建屋は、畜舎の排気を吸引して浄化処理する排気浄化建屋であって、濾過材が積層されて成る１又は複数のフィルタ壁によって複数のフィルタ室に仕切られ、前記フィルタ壁は加水されながら畜舎の排気を浄化処理することを特徴とする。
上記排気浄化建屋では、フィルタ壁は加水されながら排気を浄化処理するため、濾過サイズよりも小さい粉塵を好適に捕集することができ、更にアンモニアガス等の悪臭源を好適に水に溶解させて排気中から分離除去することが可能となる。

請求項２に記載の排気浄化建屋では、前記フィルタ壁の濾過材は吸水性の素材から成ることとした。
上記排気浄化建屋では、濾過材が好適に加湿されるので粉塵等が濾過材に吸着され、更にアンモニアガス等を濾過材に溶解させることが可能となる。

請求項３に記載の排気浄化建屋では、大気を取り入れるエアフラップを前記フィルタ壁の上流側に備えることとした。
上記排気浄化建屋では、排気は浄化処理される前に大気の空気と混合されてフィルタ壁に吸引されるため、新鮮な空気によって排気が希薄され、フィルタ壁が目詰まりを起こしにくくなると共にフィルタ壁を通過した後の浄化空気の浄化レベルが向上するようになる。

請求項４に記載の排気浄化建屋では、前記フィルタ壁の壁面は排気の吸引方向に対し直交して配設されていることとした。
上記排気浄化建屋では、前記フィルタ壁を通過する排気の流量が最大となるため粉塵等を好適に除去することが出来るようになる。

請求項５に記載の排気浄化建屋では、前記フィルタ壁に対する加水は、該フィルタ壁の上部且つ長手方向に敷設された複数の散水パイプによって行われることとした。
上記排気浄化建屋では、フィルタ壁が満遍なく加湿されることになる。

請求項６に記載の排気浄化建屋では、前記散水パイプは外周面に小孔を有し、水溶液が該小孔を介して前記フィルタ壁に散水されることとした。
上記排気浄化建屋では、水が微粒化されてフィルタ壁に加水されるので、フィルタ壁が満遍なく加湿される共に、微粒化した水に対しても粉塵やアンモニアが吸着するので、結果的に粉塵等が吸着する吸着面積が増大するという効果をもたらすことになる。

請求項７に記載の排気浄化建屋では、前記フィルタ壁を加水した水溶液は貯水槽に集水されて循環ポンプによって再びフィルタ壁に加水されることとした。
上記排気浄化建屋では、フィルタ壁を加水した水はリサイクルされるので、運転コストの節約につながる。

請求項８に記載の排気浄化建屋では、前記貯水槽は、上部で連通した複数の小貯水槽に分割されていることとした。
上記排気浄化建屋では、フィルタ壁を加水して復水した水は粉塵等を含むため汚れているが、その汚水が小貯水槽に集められては、固形分は下方に沈殿しながら上水液は順次オーバフローしてゆき、結果として、汚れが除去された水が再びフィルタ壁に供されることになる。

請求項９に記載の排気浄化建屋では、前記貯水槽は、水素イオン濃度を検知するｐＨセンサと、液位を検知する液位センサとを備えていることとした。
上記排気浄化建屋では、ｐＨセンサを通して畜舎内の排気のアンモニア濃度、即ち悪臭の強さを把握することが出来る。また、液位センサを通して貯水槽の液位を把握することができ、ポンプの空運転を防止することが可能となる。

請求項１０に記載の排気浄化建屋では、前記貯水槽は、水素イオン濃度を所定の範囲内に調整するｐＨ調整手段と、液位を所定の範囲内に調整する液位調整手段とを備えることとした。
上記排気浄化建屋では、ｐＨ調整手段によってアンモニアが処理されるので、アンモニア濃度が好適に低下し、結果として悪臭が消臭されることになる。また、液位調整手段によって貯水槽の液位は所定の範囲内に調整されるので、安定してフィルタ壁を加水することができる。

請求項１１に記載の排気浄化建屋では、前記貯水槽に雑菌を死滅させる消毒剤を注入する消毒剤注入手段を備えていることとした。
上記排気浄化建屋では、消毒剤注入手段によって貯水槽に注された消毒剤は、フィルタ壁に加水されるので、フィルタ壁に吸引された排気中の雑菌を好適に死滅させることができる。

請求項１２に記載の排気浄化建屋では、前記フィルタ室は圧力センサを備え、該圧力センサと連動した、前記フィルタ壁を洗浄するフィルタ壁洗浄手段を備えていることとした。
上記排気浄化建屋では、圧力検知手段によってフィルタ壁の目詰まりの状態を把握することができ、フィルタ壁が目詰まりを起こした場合、フィルタ壁洗浄手段によってフィルタ壁が洗浄され、畜舎の排気の浄化処理が滞ることがなくなる。

請求項１３に記載の排気浄化建屋では、前記フィルタ壁洗浄手段は、高圧水を製造する高圧水製造装置と、高圧水の供給を断続する高圧バルブと、高圧水を移送する高圧ホースと、前記フィルタ壁の壁面に対し平行して移動しながら前記フィルタ壁に高圧水を噴射する洗浄レールとを備えることとした。
上記排気浄化建屋では、高圧水でフィルタ壁の壁面を洗浄するので、フィルタ壁に付着した汚物を好適に除去し、フィルタ壁の目詰まりを解消する。

請求項１４に記載の排気浄化建屋では、前記洗浄レールは、前記フィルタ壁の壁面縦方向に並行して配設され且つ前記フィルタ壁の壁面に対し垂直に噴射する多連の噴射ノズルを備えることとした。
上記排気浄化建屋では、フィルタ壁に付着した汚物を満遍なく好適に除去することができる。

請求項１５に記載の排気浄化建屋では、前記フィルタ壁を洗浄した水は、前記貯水槽に集水されることとした。
上記排気浄化建屋では、フィルタ壁を加水した水の一部は、蒸発または排気中に取り込まれ、結果として、貯水槽の水量は漸次減少してゆくことになるが、フィルタ壁を洗浄した水が集水されると、結果的に、貯水槽に水が補充されて水量の低下を防ぐことになり、ひいては排気に対する浄化処理が円滑に行われることになる。

請求項１６に記載の排気浄化建屋では、前記洗浄レールは、前記フィルタ壁の壁面横方向に対してワイヤ駆動される走行手段を備えていることとした。
上記排気浄化建屋では、ワイヤ駆動という簡易な機構によって洗浄レールが遠隔操作されることが可能となる。

請求項１７に記載の排気浄化建屋では、フィルタ室のなかで最下流のフィルタ室はアンモニアを分解するバイオフィルタ部を備えることとした。
上記排気浄化建屋では、不可溶性のアンモニア化合物が排気中に含まれる場合であっても、バイオの作用により好適にアンモニアを分解することができる。

請求項１８に記載の排気浄化建屋では、前記バイオフィルタ部は、微生物が生息する有機材が積層されたフィルタ壁から成ることとした。
上記排気浄化建屋では、可溶性または不可溶性に関わらずアンモニア化合物を好適に分解し、排気中から除去することができる。

請求項１９に記載の排気浄化建屋では、前記バイオフィルタ部は、箱形フィルタであることとした。
上記排気浄化建屋では、バイオフィルタ部の形状を箱形とすることにより、濾過面積を大きく確保することができ、アンモニアの除去が好適に行われる。

本発明の排気浄化建屋によれば、吸水性の素材が積層されたフィルタ壁に対して上部から散水パイプによって散水することにより、排気中の雑菌源となる粉塵や悪臭源となるアンモニアを好適に除去し、排気を高レベルに浄化処理することができる。また、フィルタ壁を複数にわたり配設し且つ最下流のフィルタ室にバイオフィルタ部を設けることにより、排気を更に浄化処理することが可能となる。また、その浄化処理された空気を内気として畜舎内に還元することにより、家畜の病気予防につながり、或いは外気として大気に放出することにより、畜舎近辺の大気汚染を防止し、人の健康が害されなくなる。
そして、フィルタ壁を加水した水は、貯水槽に集水されてポンプによって再びフィルタ壁を加水するというように水のリサイクルシステムが構成されているため、運転コストを大幅に節約することが可能となる。
また、フィルタ壁が目詰まりを起こした場合は、フィルタ室に設置された圧力検知手段によってその目詰まりが好適に検知され、同時にフィルタ壁洗浄手段によってフィルタ壁の洗浄が行われ、結果として、排気の浄化処理が円滑に行われるようになり、排気中の粉塵やアンモニアを高レベルに除去することができるようになる。

以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の第１実施形態に係る排気浄化建屋１０を示す要部平面説明図である。
この排気浄化建屋１０は、畜舎２０に隣接し、吸引ファン３４によって畜舎２０の排気を取り込み、その排気中に含まれる粉塵や雑菌ならびにアンモニアを主成分とする悪臭源を分離除去し、その排気を家畜および人体に対し無害なレベルまで浄化および脱臭処理した後に内気として畜舎２０に戻し又は外気として畜舎２０の外に排気するシステムである。
排気浄化建屋１０は、主として散水分離部２００と、バイオフィルタ部３００と、高圧洗浄部４００と、中央制御部５００とを具備して構成されている。

散水分離部２００は、第１フィルタ壁２０２と第２フィルタ壁２０４とから成っている。これらのフィルタ壁２０２,２０４は、吸水性の素材、例えばクーリングパド等の紙製のフィルタ材を複数枚積層して作られている。これらのフィルタ壁２０２,２０４は排気の流れ方向に対して垂直に配設され、それに対応して内部の空間が第１フィルタ室３０、第２フィルタ室４０および第３フィルタ室５０に３分割されることになる。なお、詳細については後述するが、第１フィルタ壁２０２は、畜舎２０からの排気に含まれる粉塵や雑菌を分離して捕集する一方、第２フィルタ壁２０４は、第１フィルタ壁２０２が捕集することが出来なかった残りの粉塵や雑菌を排気中から分離して捕集するのと同時にアンモニアを主成分とする悪臭源をも除去する。

また、各フィルタ壁２０２,２０４上部にはそれぞれ第１散水パイプ２０６および第２散水パイプ２１２が敷設され、貯水槽２１０,２１６からポンプ２０８,２１４で吸い上げた水、例えば工業用水を各フィルタ壁２０２,２０４に加水している。また、各フィルタ壁２０２,２０４を加水した水は、それぞれ第１貯水槽２１０および第２貯水槽２１６に復水され、第１ポンプ２０８および第２ポンプ２１４によって再び各フィルタ壁２０２,２０４を加水することになる。

また、各フィルタ室３０,４０,５０には圧力センサ２３０,２３２,２３４が設けられ、各フィルタ室の内部圧力を監視している。

第１フィルタ壁２０２の両側には、フィルタ壁面と平行して洗浄レール４０４,４０６が、第２フィルタ壁２０４の両側には同洗浄レール４０８,４１０が配設され、第１フィルタ壁２０２または第２フィルタ壁２０４が粉塵等により目詰まりを起こした場合は、例えば洗浄ノズル４２０の先端より高圧水が噴射され、粉塵等を除去するようになっている。

酸ポンプ２２２は、図示されてはいないが、吐出部を第２散水パイプ２１２に接続されかつ吸入部を酸タンク２２４に接続され、第２フィルタ壁２０４に散水される水に対し酸を注入する。これにより、酸が注入された水が第２散水パイプ２１２を介して第２フィルタ壁２０４に散水され、第２フィルタ壁２０４に付着した或いは第２貯水槽２１６に溶解するアンモニアを好適に中和することになる。また、ｐＨセンサ２２８は、第２貯水槽２１６の水素イオン濃度を監視している。すなわち、第２フィルタ壁２０４がアンモニアを捕集し、第２貯水槽２１６のｐＨセンサ２２８のｐＨ値が規定値を超える場合は、上述した通り酸ポンプ２２２により、酸タンク２２４から第２散水パイプ２１２へ酸が注入され、第２フィルタ壁２０４および第２貯水槽２１６のアンモニアを中和し、ｐＨ値を規定値まで下げることになる。

バイオフィルタ部３００は、第３フィルタ壁３０２と第３散水パイプ３０４とから成っている。この第３フィルタ壁は、微生物有機素材等のバイオフィルタから成っている。このフィルタにはバクテリア等の細菌が住み着いており、これらの細菌によりアンモニア又は非溶性の窒素化合物が分解され無害な物質となる。また、第３フィルタ壁３０２の上部にも、例えば２本の第３散水パイプ３０４,３０４が敷設され、蒸留水が第３散水パイプ３０４を介して第３フィルタ壁３０２に散水される。

高圧洗浄部４００は、詳細については図３を参照しながら後述するが、第１フィルタ壁２０２の両側に平行して配設された洗浄レール４０４,４０６と、第２フィルタ壁２０４の両側に平行して配設された洗浄レール４０８,４１０とに高圧水を供給し、洗浄ノズルより高圧水を噴射することにより、第１フィルタ壁２０２および第２フィルタ壁２０４の壁面を洗浄するためのシステムである。

中央制御部５００は、詳細については図４を参照しながら後述するが、畜舎２０からの排気が第１フィルタ壁２０２、第２フィルタ壁２０４および第３フィルタ壁３０２によって好適に濾過され浄化処理されるように、各圧力センサ２３０,２３２,２３４、ｐＨセンサ２２８およびドア開閉センサ（図示せず）等の検知情報に基づいて各ポンプ２０８,２１４,２２２および高圧洗浄部４００を作動させる電子制御システムである。

図２は、図１のII−II断面図である。
各フィルタ室３０,４０,５０は、第１フィルタ壁２０２、第２フィルタ壁２０４および第３フィルタ壁３０２によって仕切られた部屋になっており、各フィルタ壁２０２,２０４,３０２は互いに平行して取り付けられている。

第１フィルタ室３０は、第１フィルタ壁２０２を加水する第１散水パイプ２０６、第１ポンプ２０８および第１貯水槽２１０を有している。また、第１フィルタ壁２０２および第２フィルタ壁２０４は、吸水性の素材、例えばペーパセルのクーリングパド（商品名）から作られている。第１ポンプ２０８によって吸い上げられた水が第１散水パイプ２０６を介して第１フィルタ壁２０２に散水される。そして、散水された水は第１フィルタ壁２０２を加水しながら第１貯水槽２１０に溜まることになる。そして、溜まった水は再び第１ポンプ２０８によって第１散水パイプ２０６を介して第１フィルタ壁２０２に散水される。このように、第１フィルタ壁２０２に対する加水は所定の時間、例えば２４時間循環される。

また、第１フィルタ室３０は、第１圧力センサ２３０を有している。圧力センサ２３０は、第１フィルタ室３０内部の圧力を常時監視するためのものである。第１圧力センサ２３０の計測値が所定の閾値を越える場合は、第１フィルタ壁２０２または第２フィルタ壁２０４の何れか或いは双方が目詰まりを起こしていると考えられるため、中央制御部５００によって高圧洗浄部４００が稼働され、洗浄レール４０４,４０６,４０８,４１０に高圧水が給水されて洗浄ノズルより高圧水が噴射され、フィルタ壁面が洗浄されることになる。第１フィルタ壁２０２を洗浄した水は、第１貯水層２１０に貯水される。各貯水槽２１０,２１６は液位センサ２１８,２２０を有している。洗浄水の量が所定の水位以下に低下した場合は、各液位センサ２１８,２２０によって検知されて、その検知信号は中央制御部５００に送信されて、各ポンプ２０８,２１４および高圧洗浄部４００の稼働が停止されるのと同時にアラーム（警報）が作動することになる。

また、第１貯水槽２１０は、第１フィルタ壁２０２を加水するための水を溜めているが、例えば３から４個の小貯水槽に分割し各小貯水槽は上部で連通するという構成を採用することも可能である。このように構成することにより、上澄み液と固形分を分離し、更に上澄み液はオーバフローしながら次の小貯水槽に順次移送されるので最終の小貯水槽においては浄化された上澄み液が得られることになる。また、３から４個の沈殿槽を貯水槽とは別に取り付けることも可能である。

第１散水パイプ２０６の外周面には、例えば３.０ｍｍから６ｍｍ径の小孔が開けられ、その小孔を介して水が微粒化されながら散水される。また、第１散水パイプ２０６の材質としては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）が好ましいが、ステンレス等のスチール管でも良い。その内径は例えば４.２ｍｍ以上である。また、第１散水パイプ２０６は第１ポンプ２０８に接続されて、第１散水パイプ２０６から散水された水は、第１フィルタ壁２０２を加水した後、第１貯水槽２１０に復水される。そして、その水は、第１ポンプ２０８によって、再び第１散水パイプ２０６を通り、第１フィルタ壁２０２を加水する。以上の操作を、所定の間、例えば２４時間繰り返しながら、第１フィルタ壁２０２は十分に加水され、排気中の粉塵や雑菌並びにアンモニア等の悪臭源を好適に捕集する。

また、図示上、第１散水パイプ２０６は単管となっているが、多岐管または複管とした上で各管に対し開閉弁を設けた構成としても良い。

酸ポンプ２２２および酸タンク２２４は、第２フィルタ壁２０４および第２貯水槽２１６のアンモニア濃度を低下させるためのものである。具体的には、第２貯水槽２１６の水素イオン濃度はｐＨセンサ２２８によって検知され、そのｐＨセンサ２２８の計測値は中央制御部５００に常時送信され、その計測値が閾値を超える場合は、中央制御部５００は酸ポンプ２２２を稼働させて、酸を第２散水パイプ２１２に注入し、その酸が注入された水が第２ポンプ２１４によって第２散水パイプ２１２を介して第２フィルタ壁２０４に散水されることになる。その結果、第２フィルタ壁２０４および第２貯水槽２１６のアンモニアが酸によって中和されアンモニア濃度が低下することになる。

第２散水パイプ２１２に注入される酸としては、例えば硫酸Ｈ₂ＳＯ₄が好ましい。

第２フィルタ室４０では、第１フィルタ室３０と同様に、第２貯水槽２１６の水は第２ポンプ２１４で吸い上げられ第２散水パイプ２１２を介して第２フィルタ壁２０４に散水される。そして、第２フィルタ壁２０４の目詰まりが発生した場合は、第２圧力センサ２３２によって検知され、その検知信号を基に中央制御部５００が高圧洗浄部４００を稼働させ、例えば洗浄レール４０８および洗浄レール４１０から高圧水が噴射されて、第２フィルタ壁２０４の壁面を洗浄し、第２フィルタ壁２０４の目詰まりを解消する。

排気中から雑菌や粉塵やアンモニアを分離して捕集するという点においては、第１フィルタ壁２０２と第２フィルタ壁２０４はともに同じ機能を有していると言えるが、第２フィルタ壁２０４は、第１フィルタ壁２０２によって除去されなかった雑菌および粉塵を捕らえると共に悪臭源であるアンモニアガスを捕集する。

第２散水パイプ２１２の外周面には、例えば３.０ｍｍから６ｍｍの小孔が開けられ、その小孔を介して水が微粒化されながら散水される。また、第２散水パイプ２１２の材質としては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）が好ましいが、ステンレス等のスチール管でも良い。その内径は例えば４.２ｍｍ以上である。また、第２散水パイプ２１２は第２ポンプ２１４に接続されて、第２散水パイプ２１２から散水された水は、第２フィルタ壁２０４を加水した後、第２貯水槽２１６に復水される。そして、その水は、第２ポンプ２１４によって、再び第２散水パイプ２１２を介して第２フィルタ壁２０４を加水する。以上の操作を、所定の間、例えば２４時間繰り返しながら、第２フィルタ壁２０４は十分に加水され、排気中の粉塵や雑菌並びにアンモニア等の悪臭源を好適に捕集する。また、必要に応じ、第２散水パイプ２１２に、例えば硫酸Ｈ₂ＳＯ₄が注入されて、その硫酸水が第２ポンプ２１４によって循環され第２フィルタ壁２０４を加水し、第２フィルタ壁２０４に付着するアンモニア又は第２貯水槽２１６に溶解するアンモニアを好適に中和する。また、図示上、第２散水パイプ２１２は単管となっているが、多岐管または複管とした上で各管に対し開閉弁を設けた構成としても良い。

バイオフィルタ部３００は、散水分離部２００により捕集されなかったアンモニアおよび非溶性の窒素化合物を第３フィルタ壁３０２によって分解処理するために、第２フィルタ壁２０４の下流に設けられている。第３フィルタ３０２は、アンモニアおよび窒素化合物を分解する微生物が生息するバイオフィルタ材から作られている。

第３フィルタ壁３０２の上部には、第３散水パイプ３０４が敷設されている。上記第１散水パイプ２０６および第２散水パイプ２１２から散水される水は、第１フィルタ壁２０２および第２フィルタ壁２０４の壁面を流下して粉塵や雑菌等が溶け込んだ水であるのに対し、この第３散水パイプ３０４から散水される水は蒸留水または真水である。これは、第３フィルタ壁３０４が、例えばバクテリア等の細菌等が生息するバイオフィルタであるからである。また、上記第１フィルタ壁２０２および第２散水パイプ２０４に対する加水は例えば２４時間の間連続しておこなわれるが、第３フィルタ壁３０２に対する加水は一定間隔で断続的におこなわれる。

第３散水パイプ３０４は、例えば内径１.２７ｃｍの通常の散水パイプである。また、この散水パイプ３０４の水圧は、例えば０.３〜１.０[bar]である。

また、第３散水パイプ３０４から散水された蒸留水または真水は、第３フィルタ壁３０２を加水した後、第３貯水槽３０６に溜められる。また、この第３貯水槽３０６の水位がある一定に達した時には排水されるようになっている。

その他、第３フィルタ室５０には、上記第１フィルタ室３０および第２フィルタ室４０と同様に、圧力センサ２３４を有し、第３フィルタ室５０内部の圧力が中央制御部５００によって監視されている。そして、第３圧力センサ２３４の指示値が所定の閾値を越える場合は、第３フィルタ壁３０２が目詰まりを起こしていると考えられるため、中央制御部５００によってアラーム（警報）が発動されることになる。

図３は、高圧洗浄部４００を示す構成説明図である。
この高圧洗浄部４００は、高圧水を製造する高圧水製造装置４０２と、高圧水の供給を断続する高圧バルブ４３４,４３６,４３８,４４０と、高圧ホース４４２,４４４,４４６,４４８と、洗浄レール４０４,４０６,４０８,４１０とを具備して構成されている。なお、各高圧バルブ、各高圧ホースおよび各洗浄レールは構成において同一であるため、ここでは、代表として高圧バルブ４３４、高圧ホース４４２、洗浄レール４０４について説明する。

高圧水製造装置４０２は、蒸留水パイプ４３２から蒸留水または真水が供給され、その蒸留水等を下流へ圧送する。圧送するために内部に回転式または往復式のポンプが内蔵されている。また、その稼働は、中央制御部５００からの制御信号によって行われる。

高圧バルブ４３４は、例えば電磁弁または気圧作動弁等の遠隔操作弁である。また、高圧バルブ４３４も、中央制御部５００からの制御信号に基づいて開または閉動作するように構成されている。

高圧ホース４４２は、高圧水を洗浄レール４０４に移送するホースであり、例えばフレキシブルホースである。

洗浄レール４０４は、高圧ホース４４２と接続した洗浄水パイプ４１２と、フィルタ壁の壁面に高圧水を噴射する４個の洗浄ノズル４１４,４１６,４１８,４２０と、上部走行レール４２６に対して移動可能な上部車輪４２２,４２２と、下部走行レール４２８に対して移動可能な下部車輪４２４,４２４と、上部車輪４２２,４２２および下部車輪４２４,４２４を駆動する移動用ワイヤ４３０とを具備して構成されている。

洗浄ノズル４１４,４１６,４１８,４２０としては、例えば高圧平面水圧ノズルを使用することができる。また、これら洗浄ノズルのアライメントは、フィルタ壁の壁面縦方向に対し並行に配設され且つ噴射方向がフィルタ壁面に対し垂直となるように調節されている。

移動用ワイヤ４３０は、第１フィルタ壁２０２の壁面の横方向に対して並行に敷設されている。また、図示されてはいないが移動用ワイヤ４３０の両端は各々電動回転ドラムに止められて、何れか一方の電動回転ドラムが回転し移動用ワイヤが巻かれることにより、洗浄レール４０４は、上部走行レール４２６および下部走行レール４２８に沿って第１フィルタ壁２０２の壁面に対し平行に移動することになる。また、電動回転ドラムの制御も中央制御部５００によって行われることになる。

図４は、中央制御部５００の入出力系統を示す説明図である。
この中央制御盤部５００は、入退出扉３２,４２,５２の状態信号、各差圧センサ２３０,２３２,２３４の検知信号、ｐＨセンサ２２８の検知信号および酸タンク２２４の液位信号、第１貯水槽２１０の液位センサ２１８の検知信号、第２貯水槽２２０の液位センサ２２０の検知信号といった各センサの検知信号と、第１ポンプ２０８及び第２ポンプ２１４並びに酸ポンプ２２２の駆動信号、各高圧バルブ４３４,４３６,４３８,４４０の駆動信号、高圧水製造装置４０２の駆動信号、洗浄レール４０４,４０６,４０８,４１０の各駆動信号といったアクチュエータの駆動信号とを送受信するデータＩ／Ｏ部５０４と、各センサからのデータを取り込み保存し又は各アクチュエータの制御用ソフトが組込まれたコンピュータ５０２とを具備して構成されている。なお、図示されてはいないが、データＩ／Ｏ部はＡ／Ｄ変換器およびＤ／Ａ変換器が内蔵されているものとする。

特に、各圧力センサ２３０,２３２,２３４の検知信号は一定間隔でコンピュータ５０２に取り込まれる。従って、各圧力センサの計測値が所定の閾値を超える場合は、コンピュータ５０２から高圧水製造装置４０２、高圧バルブ４３４,４３６,４３８,４４０、洗浄レール４０４,４０６,４０８,４１０に対し必要な駆動信号がデータＩ／Ｏ部５０４を介して送信され、その結果、高圧水が噴射されフィルタ壁２０２,２０４の壁面が洗浄されることになる。

各ポンプ２０８,２１４,２２２のオン（ＯＮ）信号またはオフ（ＯＦＦ）信号の履歴は全てコンピュータ５０２に記録および保存され、必要に応じて呼び出すことができるようになっている。

また、酸の注入量は、酸ポンプ２２２の稼働時間から算出される。それに加えて、酸タンク２２４の液位センサからの検知信号からも計測される。

ｐＨセンサ２２８の検知信号も一定間隔でコンピュータ５０２に取り込まれる。従って、例えば第２貯水槽２１６の水素イオン濃度が所定のｐＨの範囲内にない場合は、コンピュータ５０２から酸ポンプ２２２に対して駆動信号がデータＩ／Ｏ部５０４を介して送信され、その結果、第２散水パイプ２１２に酸が注入され、第２貯水槽２１６の水素イオン濃度が所定のｐＨの範囲内に調整されることになる。

また、第１貯水槽２１０の液位センサ２１８および第２貯水槽２１６の液位センサ２２０の検知信号も一定間隔でコンピュータ５０２に取り込まれる。従って、例えば第１貯水槽２１０の水位が所定の範囲を下回る場合は、第１ポンプ２０８に対して停止信号がデータＩ／Ｏ部５０４を介して送信され、その結果、第１ポンプ２０８が停止して第１フィルタ壁２０２に対する加水も停止し、外部水源（図示せず）から水が補充されることになる。そして、コンピュータ５０２から第１ポンプ２０８に対する駆動信号が再び送信され、第１フィルタ壁２０２に対する加水が再開されることとなる。

各高圧バルブ４３４,４３６,４３８,４４０の開閉は、コンピュータ５０２によって電子制御されているため、各高圧バルブ４３４,４３６,４３８,４４０の開閉ステータスは、コンピュータ５０２によって把握されている。また、各高圧バルブ４３４,４３６,４３８,４４０は、手動またはタイマーによって、あるいは圧力センサからの検知信号をトリガとして動作するように構成することも可能である。

各高圧バルブ４３４,４３６,４３８,４４０は各洗浄レール４０４,４０６,４０８,４１０と連動している。すなわち、高圧バルブがコンピュータ５０２によって開駆動されると、移動ワイヤが作動し、その結果、それに対応する洗浄レールが車輪４２２,４２２,４２４,４２４で走行レール４２６,４２８を走行しながらフィルタ壁の壁面に平行して移動しながら壁面を洗浄する。

なお、コンピュータ５０２とデータＩ／Ｏ部５０４との間におけるデータの送受信は有線によらなければならない必要性はなく、モデムを介して無線によって行うようにしても良い。

図５は、本発明の第２実施形態に係る排気浄化建屋１２を示す要部平面説明図である。
この排気浄化建屋１２は、第１フィルタ室３０を設けることなく、畜舎２０からの排気を第１フィルタ壁２０２によって直に濾過し、次いで第２フィルタ壁２０４によって濾過し、更に第３フィルタ壁３０２によってバイオ処理して浄化するという構成である。なお、第３フィルタ室５０は、壁６６によって２分割され、壁６６に吸引ファン３４が配設されている。すなわち、上記排気浄化建屋１０との主要な相異点は、吸引ファン３４を第２フィルタ壁２０４と第３フィルタ壁３０２との間に位置する壁６６に取り付けた点である。また、畜舎２０からの排気は、入気用ファン６８によって取り込まれた外気と混合されて第１フィルタ壁２０２に濾過される。

図６は、図５のVI−VI断面図である。
上記排気浄化建屋１２では、壁６６には吸引ファン３４が配設されており、第２フィルタ壁２０４によって濾過処理された内気が第３フィルタ室５０に導入されて、第３フィルタ壁３０２によってバイオ処理される。なお、フィルタ壁２０２,２０４を加水しながら排気を濾過処理し、第１フィルタ壁２０２および第２フィルタ壁２０４に対する加水はポンプ２０８,２１４で貯水槽２１０,２１６の水を循環させながら第１散水パイプ２０６および第２散水パイプ２１２を介して行う点は、上記排気浄化建屋１０と同じである。

また、差圧センサ２３０は、畜舎２０の圧力を監視し、圧力の計測値が１０[Pa]以下に低下した場合は、高圧洗浄部４００が中央制御部５００によって駆動され、高圧洗浄部４００は第１フィルタ壁２０２および第２フィルタ壁２０４を洗浄することになる。なお、高圧洗浄部４００は、上記第１の実施形態の高圧洗浄部と形式的に多少異なっている。

圧力センサ２３２は、第１フィルタ壁２０２と第２フィルタ壁２０４との間の第２フィルタ室の圧力を監視し、更に圧力センサ２３４は、第２フィルタ壁２０４と壁６６との間の圧力を監視している。少なくともどちらか一方の圧力センサの計測値が異常の場合も、中央制御部５００は高圧洗浄部４００を駆動し、高圧洗浄部４００は、第１フィルタ壁２０２および第２フィルタ壁２０４の壁面を洗浄することになる。

また、圧力センサ２３６は、第３フィルタ室５０の圧力を監視している。仮に圧力センサ２３６の計測値が異常の場合は、アラーム（警報）が作動して異常を知らせることになる。

図７は、本発明の第３実施形態に係る排気浄化建屋１４を示す要部平面説明図である。
この排気浄化建屋１４は、バイオフィルタ部３００以外は上記排気浄化建屋１０と同一の構成である。バイオフィルタ部３００は、濾過面積を大きく確保するために箱型フィルタとなっている。

図８は、図７のVIII−VIII断面図である。また、図９は、図７のXI−XI断面図である。
このバイオフィルタ部３００は、濾過面積を大きく確保するために、中央壁フィルタ３０２ａと、天壁フィルタ３０２ｂと、左側壁フィルタ３０２cと、右側壁フィルタ３０２ｄとから構成される箱型フィルタとなっている。

天壁フィルタ３０２ｂの内部には、例えば５本の第３散水パイプ３０４が敷設されて、バイオフィルタ部３００を加水している。このように、バイオフィルタ部３００を箱型フィルタとすることで、アンモニアや非溶性の窒素化合物等の悪臭源を精度良く分解除去することが可能となる。

図１０は、本発明の第４実施形態に係る排気浄化建屋１６を示す要部平面説明図である。
この排気浄化建屋１６は、畜舎２０の４隅に入気浄化室８０を設けた構成である。この入気浄化室８０は、フィルタ壁２０３から成る散水分離部２００と、サービスルーム３１とから構成されている。

散水分離部２００は、上記排気浄化建屋１０,１２,１４と異なり、１つのフィルタ壁２０３によって排気中の粉塵やアンモニア等の悪臭源を分離処理する構成である。すなわち、フィルタ壁２０３の上部には、散水パイプ２０７が敷設されて、貯水槽２１１からポンプ２０９によって吸い上げられた水が散水パイプ２０７からフィルタ壁２０３に散水される構成になっている。また、貯水槽２１１の量は液位センサ２１９によって監視されている。

また、サービスルーム３１の前段には、循環ファン２４４が配設されて、畜舎２０の排気をサービスルーム３１に送風している。

また、サービスルーム３１にはエアフラップ８２が備わっている。従って、畜舎２０の排気は、循環ファン２４４によってサービスルーム３１に導入され、そこでフレッシュな外気と混合されることになる。これにより、畜舎２０の排気は、ある程度希釈された後にフィルタ壁２０３に送風される。フィルタ壁２０３によって排気中の粉塵やアンモニア等が分離処理された後、浄化空気は畜舎２０内に戻され、畜舎内の排気の一部を掃き出し、掃き出された排気は排気ファン２４６によって畜舎外に送り出されることになる。これにより、粉塵やアンモニア等の悪臭源が除去された浄化空気で畜舎２０の内部が充たされることになる。

図１１は、図１０のXI−XI断面図である。また、図１２は、図１０のIIX−IIX断面図である。
４つの入気浄化室８０,８０,８０,８０はどれも同一の構成であるため、右側の入気浄化室８０について説明する。
畜舎８０の排気が、循環ファン２４４によってフィルタ室８０に導入されると、エアフラップ８２から入る外気と混合する。その混合気はフィルタ壁２０３を通過することにより、その混合気中の粉塵や雑菌が分離処理され、浄化空気として再び畜舎内に戻ることになる。また、上記フィルタ壁２０２,２０３と同様に散水パイプ２０７によりフィルタ壁２０３は散水され加水される。また、散水された水の一部はフィルタ壁２０３に沿って流下し貯水槽２１１に溜まる。そして、ポンプ２０９によって再びフィルタ壁２０３を加水するようになる。

また、必要に応じ貯水槽２１１に消毒剤ポンプから消毒剤が注入されて、フィルタ壁２０３によって分離された雑菌を死滅させると共に、その消毒剤が注入された水がポンプ２０９によって散水パイプ２０７からフィルタ壁２０３に散水されることにより、フィルタ壁２０３に付着した雑菌をも死滅させる。

保護網７０は畜舎内のワラ等が入ることを防ぐためのものである。一方、保護網８４は、野鳥等の浸入を阻止するためのものである。

図１３は、本発明の第５実施形態に係る排気浄化建屋１８を示す要部平面説明図である。
この排気浄化建屋１８は、上記第２実施形態の排気浄化建屋１２および第４実施形態の排気浄化建屋１６が組み合わされた排気浄化建屋である。

図１４は、図１３のXIV−XIV断面図である。構成については、図１１と同一なので、説明は省略する。

図１５は、図１３のXV−XV断面図である。構成については、図１２と同一なので、説明は省略する。

図１６は、図１３のXVI−XVI断面図である。構成については、図６と同一なので、説明は省略する。

図１７は、本発明の第６実施形態に係る排気浄化建屋１９を示す要部平面説明図である。
この排気浄化建屋１９は、例えば４つの循環気浄化室１００とから構成され、各循環気浄化室１００は、畜舎２０の排気を吸引する循環ファン２４４と、粉塵や雑菌並びにアンモニア等の悪臭源を除去するフィルタ壁２０３と、フィルタ壁２０３の上部に配設された散水パイプ２０７と、浄化された内気を畜舎２０に送風する送風ダクト２４８とを具備して構成されている。なお、送風ダクトの詳細については図１８を参照しながら後述する。

散水ポンプ２０７には、例えば径が３.０ｍｍから６.０ｍｍの小孔が設けられ、水が微細化されながら散水される。また、散水パイプ２０７の内径は、例えば３.８１ｃｍである。また、循環ファン２４４の送風能力は、例えば１０,０００ｍ³／ｈである。

図１８は、図１７のXVII−XVII断面図である。
散水パイプ２０７にはポンプ２０９が接続されており、ポンプ２０９は沈殿槽２５２から水を吸い上げて散水パイプ２０７に給水し、給水された水は散水パイプ２０７を介してフィルタ壁２０３に散水されることになる。そして、散水された水は、フィルタ壁２０３を加水した後、貯水槽２１１に集められる。そして、その集水された汚水は、貯水槽２１１から沈殿槽２５０に給水され、そこで上澄み液と固形成分が分離される。そして、その上澄み液はオーバフローして連結パイプ２５３を介して沈殿槽２５２に流れ込むことになる。そして、流れ込んだ上澄み液は、ポンプ２０９によって再び、散水パイプ２０７を介してフィルタ壁２０３に散水される。このように、ポンプ２０９によってフィルタ壁２０３は浄化された上澄み液によって加水されることになる。

また、散水パイプ２０７には酸ポンプ２２２が分岐接続されており、酸ポンプ２２２を作動させることにより酸タンク２２４から散水パイプ２０７へ酸を注入することができる。酸を注入するのは悪臭源であるアンモニアを中和するためである。また、循環水の水素イオン濃度はｐＨセンサ２２８によってチェックされ、その検知結果により、酸ポンプ２２２による酸の注入量が決定され、所定の水素イオン濃度にコントロールされている。なお、水素イオン濃度は、例えばｐＨ２.０から５.５の間にあることが好ましい。

また、酸としては、例えば硫酸を使用することができる。

また、上記ポンプ２０９によるフィルタ壁２０３に対する加水は、例えば常時（２４時間を通して）行われ、その動作は中央制御部５００によって制御監視されている。

また、フィルタ室４０の上部（天井側）には円形断面の送風ダクト２４８が配設されている。従って、畜舎２０から吸引された排気は、フィルタ壁２０３によって粉塵や悪臭源を分離除去され浄化された後は、送風ダクト２４８を介して畜舎２０にフィードバックされることになる。

図１９は、図１７のXIX−XIX断面図である。

図２０は、本発明の第７の実施形態に係る可搬型排気浄化建屋５０６を示す四面説明図である。なお、図２０の（ａ）は、背面図、同（ｂ）は正面図、同（ｃ）は左側面図、同（ｄ）は平面図である。
この排気浄化建屋５０６は、上記第６の実施形態に係る排気浄化建屋１９を移動可能な可搬型に構成した可搬型排気浄化建屋である。また、図示することは省略するが、上記第１から第５の実施形態に係る排気浄化建屋１０,１２,１４,１６,１８についても、同様に可搬型排気浄化建屋に構成することが可能である。

図２１は、本発明の第８の実施形態に係るモジュール型排気浄化建屋５０８を示す説明図である。
この排気浄化建屋５０８は、上記第７の実施形態に係る可搬型排気浄化建屋５０６をモジュールで構成した排気浄化建屋である。。また、図示することは省略するが、上記第１から第５の実施形態に係る排気浄化建屋１０,１２,１４,１６,１８についても、同様にモジュールで構成することが可能である。

本発明の排気浄化建屋は、牛豚等の畜舎、特に大規模商業経営の畜舎内気の浄化および脱臭処理に対し適用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る排気浄化建屋を示す要部平面説明図である。 図１のII−II断面図である。 高圧洗浄部を示す構成説明図である。 中央制御部の入出力系統を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る排気浄化建屋を示す要部平面説明図である。 図５のVI−VI断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る排気浄化建屋を示す要部平面説明図である。 図７のVIII−VIII断面図である。 図７のXI−XI断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る排気浄化建屋を示す要部平面説明図である。 図７のXI−XI断面図である。 図７のIIX−IIX断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る排気浄化建屋を示す要部平面説明図である。 図１３のXIV−XIV断面図である。 図１３のXV−XV断面図である。 図１３のXVI−XVI断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る排気浄化建屋を示す要部平面説明図である。 図１７のXVII−XVII断面図である。 図１７のXIX−XIX断面図である。 本発明の第７の実施形態に係る可搬型排気浄化建屋を示す四面説明図である。 本発明の第８の実施形態に係るモジュール型排気浄化建屋を示す説明図である。

符号の説明

２０２ 第１フィルタ壁
２０３ フィルタ壁
２０４ 第２フィルタ壁
２０６ 第１散水パイプ
２０８ 第１ポンプ
２１０ 第１貯水槽
２１２ 第２散水パイプ
２１４ 第２ポンプ
２１６ 第２貯水槽
２３０,２３２,２３４,２３６ 圧力センサ
３０２ 第３フィルタ壁
３０４ 第３散水パイプ
３０６ 第３貯水槽
４００ 高圧洗浄部
５００ 中央制御部
１０,１２,１４,１６,１８,１９,５０６,５０８ 排気浄化建屋

Claims (19)

1. 畜舎の排気を吸引して浄化処理する排気浄化建屋であって、濾過材が積層されて成る１又は複数のフィルタ壁によって複数のフィルタ室に仕切られ、前記フィルタ壁は加水されながら畜舎の排気を浄化処理することを特徴とする排気浄化建屋。
2. 前記フィルタ壁の濾過材は吸水性の素材から成る請求項１に記載の排気浄化建屋。
3. 大気を取り入れるエアフラップを前記フィルタ壁の上流側に備える請求項１又は２に記載の排気浄化建屋。
4. 前記フィルタ壁の壁面は排気の吸引方向に対し直交して配設されている請求項１から３の何れかに記載の排気浄化建屋。
5. 前記フィルタ壁に対する加水は、該フィルタ壁の上部且つ長手方向に敷設された複数の散水パイプによって行われる請求項１から４の何れかに記載の排気浄化建屋。
6. 前記散水パイプは外周面に小孔を有し、水溶液が該小孔を介して前記フィルタ壁に散水される請求項５に記載の排気浄化建屋。
7. 前記フィルタ壁を加水した水溶液は貯水槽に集水されて循環ポンプによって再びフィルタ壁に加水される請求項１から６の何れかに記載の排気浄化建屋。
8. 前記貯水槽は、上部で連通した複数の小貯水槽に分割されている請求項７に記載の排気浄化建屋。
9. 前記貯水槽は、水素イオン濃度を検知するｐＨセンサと、液位を検知する液位センサとを備えている請求項７又は８に記載の排気浄化建屋。
10. 前記貯水槽は、水素イオン濃度を所定の範囲内に調整するｐＨ調整手段と、液位を所定の範囲内に調整する液位調整手段とを備える請求項７から９の何れかに記載の排気浄化建屋。
11. 前記貯水槽に雑菌を死滅させる消毒剤を注入する消毒剤注入手段を備えている請求項７から１０の何れかに記載の排気浄化建屋。
12. 前記フィルタ室は圧力センサを備え、該圧力センサと連動した、前記フィルタ壁を洗浄するフィルタ壁洗浄手段を備えている請求項１に記載の排気浄化建屋。
13. 前記フィルタ壁洗浄手段は、高圧水を製造する高圧水製造装置と、高圧水の供給を断続する高圧バルブと、高圧水を移送する高圧ホースと、前記フィルタ壁の壁面に対し平行して移動しながら前記フィルタ壁に高圧水を噴射する洗浄レールとを備える請求項１２に記載の排気浄化建屋。
14. 前記洗浄レールは、前記フィルタ壁の壁面縦方向に並行して配設され且つ前記フィルタ壁の壁面に対し垂直に噴射する多連の噴射ノズルを備える請求項１２又は１３に記載の排気浄化建屋。
15. 前記フィルタ壁を洗浄した水は、前記貯水槽に集水される請求項７から１３の何れかに記載の排気浄化建屋。
16. 前記洗浄レールは、前記フィルタ壁の壁面横方向に対してワイヤ駆動される走行手段を備えている請求項１３から１５の何れかに記載の排気浄化建屋。
17. フィルタ室のなかで最下流のフィルタ室はアンモニアを分解するバイオフィルタ部を備える請求項１に記載の排気浄化建屋。
18. 前記バイオフィルタ部は、微生物が生息する有機材が積層されたフィルタ壁から成る請求項１７に記載の排気浄化建屋。
19. 前記バイオフィルタ部は、箱形フィルタである請求項１７又は１８に記載の排気浄化建屋。

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