JP2574649B2

JP2574649B2 - 好気性畜産廃棄物浄化槽

Info

Publication number: JP2574649B2
Application number: JP18726294A
Authority: JP
Inventors: ▲うぁん▼ ▲ちょる▼ 朴; 泰亨金
Original assignee: KANKOKU KAGAKU GIJUTSU KENKYUSHO
Current assignee: KANKOKU KAGAKU GIJUTSU KENKYUSHO
Priority date: 1993-08-09
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 1997-01-22
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: KR950005759A; CN1074752C; KR950008048B1; JPH0760267A; TW257687B; CN1100069A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、畜産施設から排出され
る高濃度の有機物質を、好気的方法により処理する改良
された畜産廃棄物浄化槽に関する。更に具体的に言え
ば、本発明は畜産施設から排出される畜産廃水中の有機
物質を曝気槽に入れて、そこで好気性微生物の分解およ
び増殖作用により除去した後、未処理の有機物質を濾過
分解槽で除去し、窒素のような栄養物質は、曝気槽にお
ける窒酸化作用と、沈殿分離室における脱窒化作用によ
り除去されるように設計された畜産廃棄物浄化槽に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の畜産廃水処理方法での処理水は、
水質が良くなく、かつ非効率的であるため、畜産廃水に
よる水質悪化等の環境汚染が日増しに進んでいるのが実
情がある。この畜産廃水処理方法の半分程度は、処理効
率が非常に低く、処理施設とは言えない貯蔵液肥法であ
り、その他はインホフ・タンク法（Imhoff tank)、酸化
池法および単なる長期曝気方法である。

【０００３】また、生活汚水および畜産廃水をＢＯＤが
１，５００mg/l程度になるように一次処理した後、都市
の大規模下水処理場に移送して２次的に処理する簡易汚
水および畜産廃水処理施設が、小規模の生活汚水および
畜産廃水処理施設のために試みられている。しかし、こ
のような方法は廃水を二回にわたって処理する非経済性
および汚水管渠の未普及による種々な問題点が生じ、か
かる廃水の処理方法は畜産廃水の処理に余り役に立って
いないのが実情であり、また高濃度の廃水を希釈して処
理するために水質汚染の防止には大きな効果がなかっ
た。

【０００４】また、牛舎から出てくるＢＯＤが１，００
０mg/l程度の廃水を連続式と回分式で処理する微生物発
酵法がある。この方法によると、ＢＯＤは９０〜９７％
まで除去されるが、運転の際泡および微細泡の発生が頻
繁に生じ、汚泥の沈殿性が良くないことが知られてい
る。〔Nelson L. Nemerow, "Industrial Water Polluti
on Origins. Characteristics and Treatment", Syracu
se University, 1987, pp. 378〜382; Olesszkiewicz,
J.A. and S. Koziarski, "Optimization of Wastes Tre
atment with Reference to Biogas and Protein Recove
ry", USEPA, 600/2-82-023, 1983; Cumty. J., "Review
of Slurry Aeration: 2. Mixing and Foam Control",
J. Agri. Eng. Res., Vol.36, pp.157-174, 1987 参
照〕。

【０００５】さらに、散水ろ床を利用した改良された廃
水処理方法が最近報告されている。（韓国科学財団、
「中小規模畜産廃水の効率的処理方法に関する研究」１
９９２）。安価で購入容易な稲わらを濾材として用い豚
舎廃水を散水ろ床法により前処理した場合は、固形物の
除去効率は単純沈殿による処理効率とほぼ同一であった
が、該流出水に対する２次処理工程として生物学的処理
工程を適用する場合には稲わらカラムを使用した時より
効率的であった。また、濾材である稲わらから流出する
有機物は大きな問題を引き起こさないことがわかり、濾
材は後に残渣を堆肥化させるときの充填材として活用で
きることが知られている。しかしながら、前記の方法を
使用する場合においても、濾材を周期的に点検して交換
しなければならない等、施設の綿密な管理が要求される
のみならず、流出水を生物学的方法で再度処理しなけれ
ばならない等、全体的な浄化効率の改善には問題点があ
る。

【０００６】近年、開発された好気性畜産廃棄物浄化槽
は、有機物質の除去に大きく貢献しているが、小規模畜
舎から出てくる洗浄水と尿および糞屑等の畜産廃水を好
気性処理法により処理するのは非常に困難であり、畜産
廃水中の有機物質等の除去効率が劣る、最終沈殿池に汚
泥が溜るので定期的な清掃を要し非能率的であり、並び
に脱窒が行われない等の短所がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、畜産施設から排出される畜産廃水中の有機物質並び
に窒素や燐のような栄養物質も同時に除去可能な改良さ
れた畜産廃棄物浄化槽を提供することである。

【０００８】本発明の他の目的は、畜産廃棄物浄化槽の
掃除を簡易にするために、最終沈殿室の汚泥を自動的に
処理できる改良された畜産廃棄物浄化槽を提供するもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、一次の
工程で被処理水に含まれる砂、その他の夾雑物および最
終沈殿室から搬送された汚泥を沈殿させる沈砂・沈殿分
離槽、この沈砂・沈殿分離槽を経た被処理水に継続的に
酸素を供給して好気性活性微生物の物質代謝により有機
物質の分解反応を加速化させる曝気室、該曝気室を経た
被処理水から汚泥を分離する最終沈殿室、最終沈殿室の
下部に沈殿した汚泥を曝気用空気の一部を利用して脱窒
化作用および脱燐作用が起こる嫌気性条件の沈砂室に搬
送する汚泥搬送装置、該最終沈殿室を経た被処理水中の
未処理有機物質を表面に微生物膜が形成された濾材によ
り濾過・分解する濾過分解室により構成され、有機物お
よび栄養物質除去が高効率で行われる畜産廃棄物浄化槽
が提供される。

【００１０】以下、本発明を添付の図面と共に更に詳し
く説明する。なお、本発明の畜産廃棄物浄化槽を以下、
「畜産廃棄物浄化槽」という。

【００１１】図１と図２に示されるように、本発明の畜
産廃棄物浄化槽１００は大きく分けて、沈砂・沈殿分離
槽１と浄化槽２の２つの部分よりなっている。

【００１２】沈砂・沈殿分離槽１は、畜産廃水である被
処理水に含まれる砂および夾雑物並びに後述するように
最終沈殿室１１から搬送された汚泥を沈殿させる沈砂室
３と、この沈砂室３を経た被処理水中に残っている沈殿
可能な物質を沈殿させる沈殿分離室４からなっている。
沈砂・沈殿分離槽１には、流入管５と排気管６が沈砂室
３の入口側に配置され、移送管７が沈砂室３の出口側に
配置される。沈砂室３と沈殿分離室４とは、一体になっ
ている蓋９により上部を覆うことができる。沈砂室３と
沈殿分離室４は、沈殿分離室分離壁８により互いに分離
される。この分離壁８を脱着式にすることにより、沈砂
室３と沈殿分離室４を掃除する際、広い空間が確保でき
る。分離壁８の材料には、水圧による変形を防ぐことが
でき、脱着作業が容易なステンレス鋼または強化プラス
チック等を用いることができる。沈砂・沈殿分離槽１
は、幅と深さが１：１であり、沈砂室３と沈殿分離室４
との容積比が２：１となる形態とした。

【００１３】浄化槽２の形状は土圧を効果的に分散させ
てこの浄化槽２の形状の変形を最大に防ぎながら容量を
最も効果的に使用することができる円筒形にした。占有
面積を最小化するために、前述した沈砂・沈殿分離槽１
を浄化槽２に付設した。この浄化槽２は曝気室１０、最
終沈殿室１１および濾過分解室１２からなる。

【００１４】曝気室１０は、浄化槽２の曝気室流入管２
４を介して沈砂・沈殿分離槽１と連結している。浄化槽
２の入口側には、曝気室流入管２４および送風機２１が
配置され、出口側には排気管２０および吐出管１９が配
置される。送風機２１は空気移送管１３に連結され、こ
の空気移送管１３は曝気室１０の底において散気管１４
に直角に連結される。この際、３本の散気管１４は平行
に配置される。曝気室１０と最終沈殿室１１は、最終沈
殿室分離壁２５により仕切られている。この最終沈殿室
分離壁２５の下部には開口部があるので、曝気室１０と
最終沈殿室１１とは互いに連通している。

【００１５】最終沈殿室１１には、空気を利用した汚泥
搬送装置３０が配置されている。この汚泥搬送装置３０
は、空気注入管１７と汚泥搬送管１８とから構成されて
いる。空気注入管１７の直径は汚泥搬送管１８の直径の
１〜１／１０倍である。汚泥搬送管１８は、その一端が
最終沈殿室分離壁２５の基部と一致して配置され、ここ
から分離壁２５に平行して上部に伸びており、更に浄化
槽２の上部を経て、最終的にもう一端が沈砂室３に配置
されている。空気注入管１７と汚泥搬送管１８とは有効
水深の３／４の位置で連通している（図２および図５参
照）。

【００１６】最終沈殿室１１と濾過分解室１２は越流ウ
ェア１５により仕切られている。越流ウェア１５の形態
は図３に示されている通り三角形であって、濾過分解室
１２の接触濾材が最終沈殿室１１に越流せず、最終沈殿
室１１からの汚泥の流入が最小限になるような形態にな
っている。濾過分解室１２は曝気室１０に浸る状態であ
り、被処理水は自然流下により越流ウェア１５部分を越
流して循環する。濾過分解室１２には、接触濾材の流動
を防止するために、濾過分解室１２の中間に数個の濾材
流動防止板１６が設置されている。

【００１７】浄化槽２には、上部を覆う浄化槽蓋２２を
設けることができる。さらに、浄化槽蓋２２の一部に簡
易蓋２３をつけて、いつでも浄化槽の状態を点検できる
ようにした。

【００１８】本発明による沈砂・沈殿分離槽１と浄化槽
２からなる改良された畜産廃棄物浄化槽１００の全体容
量は、通常牛１０頭、豚３０頭を基準とするとき２．６
m³であって、その内浄化槽２のみの容積は２．０m³で、
沈砂・沈殿分離槽１の容積は０．６m³である。すなわ
ち、沈砂・沈殿分離槽１の容積は浄化槽２の容積の約１
／３である。

【００１９】沈砂・沈殿分離槽１に流入する被処理水
は、流入管５を通って沈砂室３に流入するが、この際流
入する被処理水の流動により沈砂室３に既に沈殿してい
る砂や夾雑物の再浮上を防ぐために、水面に対して垂直
方向に水深１／２の高さに流入管を設けた。

【００２０】沈砂室３で被処理水に含まれている砂や夾
雑物が沈殿し、残りの被処理水は移送管７を通って沈殿
分離室４に流入する。移送管７の構造は沈砂室３上部に
形成されるスカム（ｓｃｕｍ）の流入と沈殿物の流入を
防止するために、水面から水深の１／４の位置に半円型
の管構造で設けるのが好ましい。沈殿分離室４への他の
流入方法として、沈殿分離室の分離壁８全体を図４に示
されるようにスクリーン形状にして被処理水に含有され
ている夾雑物の濾過機能を追加する方法がある。沈砂室
３を経た被処理水は沈殿分離室４に流入し、再び沈殿処
理される。

【００２１】沈殿処理された被処理水は曝気室流入管２
４を通り曝気室１０に流入する。曝気室流入管２４の形
状は流入管５と同様であり、曝気室１０の水面は沈殿分
離室４の水面より低くしなければならない。その理由は
曝気室１０では曝気操作により水面の動揺と上昇が起こ
るため、曝気室１０の微生物が沈殿分離室４へ逆流する
ことを防ぐためである。沈殿分離室４から流入管２４を
介して曝気室１０に移送された被処理水は、浄化槽２に
連結されている送風機２１により発生した空気が空気移
送管１３を経て、平行に配置されている散気管１４を通
じて供給されるため、継続的に酸素供給を受ける。供給
された気泡による酸素伝達、上昇作用および微生物の沈
殿作用が繰り返されて曝気室１０は完全混合状態を維持
することになる。かかる継続的な酸素伝達により曝気室
１０では好気性微生物の活性が高まり有機物質が分解さ
れ、硝酸化微生物による硝酸化作用および燐の過剰摂取
が行われて窒素や燐のような栄養物質が除去される。な
お、被処理水の滞留期間を３〜４日の長期間にすること
により汚泥の発生量は極めて小さくなるので、高濃度の
廃水を効率的に処理するために、曝気室１０を被処理水
が３〜４日滞留できるように曝気室１０を設計した。散
気管１４の形状は、円滑な酸素伝達と曝気室１０内にお
ける完全混合が達成でき、気泡発生孔の詰まりを最小限
に抑えることができる構造ならばいかなる構造でも良
い。

【００２２】曝気室１０を経た被処理水は、最終沈殿室
分離壁２５下部の開口部を介して最終沈殿室１１に移送
される。最終沈殿室１１の底面は固形物質と微生物が容
易に沈殿し、これらの沈殿した固形物と微生物を円滑に
曝気室１０へ搬送できるように６０°の傾斜を与えた。
最終沈殿室１１に移送された微生物は短時間にフロック
（ｆｌｏｃ）を形成して重力により沈殿する。このよう
に被処理水は、最終沈殿室１１に移送されると同時にフ
ロック形成と沈殿を生じるため、最終沈殿室１１では被
処理水の流れによる沈殿不良が起こらない。

【００２３】最終沈殿室１１の下部に沈殿した汚泥は、
空気を利用した汚泥搬送装置３０により沈砂室３に搬入
される。この原理は空気注入管１７を通じて供給される
空気の上昇作用により被処理水が垂直に移動することに
伴って汚泥を移動させる原理である。沈砂室３では、搬
送された汚泥中の脱窒微生物により脱窒化作用が無酸素
状態で行われる。前述のように、本発明の改良された畜
産廃棄物浄化槽は、最終沈殿室１１の微生物を最終沈殿
室分離壁２５の下部開口部から曝気室１０に搬送させ、
増殖した微生物の一部を沈砂室３に搬送させるので、曝
気室１０の微生物濃度を一定に維持することができ処理
効率が向上する。また、汚泥が自動的に沈砂・沈殿分離
槽１に返送、廃棄されるので、曝気室１０および最終沈
殿室１１の掃除が不必要であり、沈砂・沈殿分離槽１の
み掃除すれば十分であるため、浄化槽の維持管理が有利
である。

【００２４】最終沈殿室１１を経た被処理水は、越流ウ
ェア（ｗｅｉｒ）１５を通って濾過分解室１２に流入す
る。濾過分解室１２の越流ウェア１５を経た被処理水
は、接触濾材が充填された濾過分解室１２を通過する間
に濾過され、この際未処理の有機物質は、接触濾材の表
面に付着されている微生物膜により分解・除去される。

【００２５】濾過分解室１２を通過する被処理水の流れ
による、接触濾材の流動を防ぐための濾材流動防止板１
６の形状は、図３に示されているように三角形が好まし
い。本発明に使用される接触濾材はいかなる形態でもよ
いが、特に多孔性で比表面積が大きく、かつ製品の生産
性および経済性に優れている塩化ビニル樹脂成型製品や
ポリエチレン樹脂製品等が優れた効果を発揮する。

【００２６】沈砂・沈殿分離槽１、曝気室１０および最
終沈殿室１１から発生する悪臭は、排気管６、２０によ
り外部に排出される。浄化処理された水は吐出管１９を
通じて排出される。

【００２７】実験例このような本発明の改良された好気性畜産廃棄物浄化槽
と、従来の浄化槽を、実験室で制作・設置して１９９２
年１１月から１９９３年４月まで運転した結果を表１に
示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１の値は、前記実験期間中に行った分析
結果の平均値である。また、被処理流入水は畜産農家か
ら直接採集したものを適正濃度で注入し、処理流出水は
一週間に二回採集・分析した。

【００３０】表１から分かるように、従来の畜産廃棄物
浄化槽は主に有機物質除去を目的とした浄化槽であるた
め、栄養物質（ＴＫＮおよびＴ−Ｐ）の除去効率が低い
のに対して、本発明の畜産廃棄物浄化槽はＴＫＮとＴ−
Ｐの平均除去効率が共に７７％以上と極めて高い値を示
した。また、本発明の畜産廃棄物浄化槽の平均ＢＯＤ除
去効率は９８％以上であり、流出水のＢＯＤが１００mg
/lを超過しない非常に満足な結果を得た。

【００３１】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、第１に、
沈砂・沈殿分離槽が浄化槽に付設されて占有面積を減ら
すことができるので経済的であり、第２に、最終沈殿室
に汚泥搬送装置を設けて増殖した微生物を沈砂室に搬送
することにより、曝気室の微生物濃度を一定水準に維持
して有機物質の処理効率を向上させ、第３に、好気性状
態と無酸素状態が反復するので栄養物質除去が効率良く
行われ、第４に、濾過分解室の接触濾材表面に形成され
た微生物膜により有機物の分解が効率的に行われて良い
処理水質を得ることができ、第５に、汚泥が最終沈殿室
から沈砂・沈殿分離槽に返送されるので、沈砂および沈
殿分離槽のみの掃除で済むという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による畜産廃棄物浄化槽の上面図であ
る。

【図２】本発明による畜産廃棄物浄化槽の断面図であ
る。

【図３】本発明による畜産廃棄物浄化槽の濾過分解室に
設けられた越流ウェアおよび濾材流動防止壁の斜視図で
ある。

【図４】沈砂室と沈殿分離室とを仕切る沈殿分離室分離
壁の一態様であるスクリーン型分離壁の斜視図である。

【図５】最終沈殿室の下部に沈殿した汚泥を沈砂室に移
送するために空気を利用した汚泥搬送装置の正面図であ
る。

【符号の説明】

１沈砂・沈殿分離槽２浄化槽３沈砂室４沈殿分離室１０曝気室１１最終沈殿室１２濾過分解室

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理水中に含まれる砂、夾雑物と最終
沈殿室から搬送された汚泥を沈殿させる沈砂室、および
該沈砂室を経た被処理水中の沈殿可能な物質を沈殿させ
る沈殿分離室からなる沈砂・沈殿分離槽、並びに該沈殿
分離室を経た被処理水に継続的に空気を供給して好気性
微生物の活性を高めて有機物質の分解を促進させる曝気
室、該曝気室を経た被処理水から汚泥を分離し、汚泥の
一部は空気を利用した汚泥搬送装置により該沈砂室に搬
送され、他は曝気室の内部に搬送されるようにした最終
沈殿室、および該最終沈殿室を経た被処理水中の未処理
有機物質を、表面に微生物膜が形成された濾材により濾
過および分解処理する濾過分解室より構成される浄化槽
からなる好気性畜産廃棄物浄化槽。
【請求項２】該沈砂・沈殿分離槽の容積は該浄化槽の
有効容積の１／３であり、該沈砂・沈殿分離槽は該浄化
槽に付設されており、該沈砂室と該沈殿分離室との容積
比は２：１であり、該曝気室は被処理水が３〜４日間滞
留できるように設計されている請求項１記載の好気性畜
産廃棄物浄化槽。
【請求項３】該沈砂室と該沈殿分離室との間に、脱着
式または全体スクリーン型脱着式であって、高強度材料
からなる沈殿分離室分離壁が設けられている請求項１記
載の好気性畜産廃棄物浄化槽。
【請求項４】該高強度材料がステンレス鋼または強化
プラスチックである請求項３記載の好気性畜産廃棄物浄
化槽。
【請求項５】該曝気室の内部に３本の散気管が平行に
設けられている請求項１記載の好気性畜産廃棄物浄化
槽。
【請求項６】該濾過分解室に充填された該濾材の流動
を防止する三角形の濾材流動防止板が設けられている請
求項１記載の好気性畜産廃棄物浄化槽。
【請求項７】該浄化槽が円筒形であり、該沈砂・沈殿
分離槽は半円筒形または矩形である請求項１記載の好気
性畜産廃棄物浄化槽。
【請求項８】該汚泥搬送装置が空気注入管および汚泥
搬送管からなり、該空気注入管の直径は該汚泥搬送管の
直径の１〜１／１０倍であり、該汚泥搬送管の一端は最
終沈殿室分離壁の基部と一致して配置され、該空気注入
管と該汚泥搬送管とは有効水深の３／４の位置で連通さ
れている請求項１記載の好気性畜産廃棄物浄化槽。