JP3923788B2 - 糞尿処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、糞尿処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年環境保全に関する問題がクローズアップされ、人と動物等の共生化を図るために、人の生活環境を壊さない状態を維持しながら如何にお互いに満足できるような環境を創るかが真剣に議論されるようになってきた。その際、人の排泄物はもちろんのこと家畜の排泄物の処理についても注目されるようになってきた。
【０００３】
一般に牛、豚、その他の家畜等の糞尿を処理する場合、排泄された糞尿から固形物を除去した後、大型タンクにこの糞尿液を貯留して曝気処理を行うことにより糞尿液の臭いを軽減しかつ微生物の自己分解能を促して酸化発酵処理を行い、沈殿所望の曝気糞尿処理液に加工し、これを肥料等に使っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来方法では、曝気処理を行うために粘度の高い糞尿液をタンクに投入すると、糞尿液は粘度が高いために曝気処理されずにタンク底部に滞留してしまい、その結果、微生物の自己分解能を促して酸化発酵処理する効率が悪くなり、また所望の曝気処理糞尿流体に加工するのに時間を要していた。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、曝気処理槽底部に滞留した糞尿粘体を効率よく除去し、糞尿流体に従来よりも効率よく曝気処理を行うことができる糞尿処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の一実施の形態に係る糞尿処理装置は、曝気処理槽の底部に沈殿したあるいは滞留した糞尿粘体を処理槽外部に取り出すドレインパイプと、このドレインパイプから外部に取り出された糞尿粘体を貯蔵する密閉型ドレインタンクと、このドレインタンクに貯蔵された糞尿粘体の上部に分離して貯留する糞尿流体を前記曝気処理槽内に戻すフィードバックパイプとを有することを特徴とする。この糞尿処理装置によれば、曝気処理槽底部に滞留した糞尿粘体は、ドレインパイプによりドレインタンクに排出されてドレインタンク内で固液分離され、ドレインタンク内上方に分離された糞尿液は、フィードバックパイプにより曝気処理槽に戻される。
【０００７】
上記糞尿処理装置において、曝気処理槽およびドレインタンクのそれぞれは、ステンレス構造体によって構成してもよい。この糞尿処理装置によれば、耐久性に優れた糞尿処理装置が短期間で建設できる。
【０００８】
上記糞尿処理装置において、曝気処理槽の底部に配置されかつ前記ドレインパイプの取り入れ口に向かって沈殿あるいは底部に滞留した糞尿粘体を導く糞尿粘体誘導装置をさらに備えてもよい。この糞尿処理装置によれば、曝気処理槽底部に滞留した糞尿粘体は、糞尿粘体誘導装置によりドレインパイプの取り入れ口に導かれる。
【０００９】
上記糞尿処理装置において、糞尿粘体誘導装置は、空気を噴射するノズルでもよい。この糞尿処理装置によれば、曝気処理槽底部に滞留した糞尿粘体は、ノズルから噴射される空気により、ドレインパイプの取り入れ口に導かれる。
【００１０】
上記糞尿処理装置において、糞尿粘体誘導装置は、曝気処理槽の底部において前記ドレインパイプと長手方向に対向するミキサーでもよい。この糞尿処理装置によれば、曝気処理槽底部に滞留した糞尿粘体は、ミキサーによりドレインパイプの取り入れ口に導かれる。
【００１１】
上記糞尿処理装置において、糞尿粘体誘導装置は、糞尿粘体をドレインパイプの取り入れ口に向かって案内する螺旋状の羽を持った糞尿粘体ガイド軸と、このガイド軸を収容する長尺溝と、糞尿粘体ガイド軸を駆動する装置とを備えてもよい。この糞尿処理装置によれば、曝気処理槽底部に滞留した糞尿粘体は、ドレインパイプの取り入れ口に導かれる。
【００１２】
上記糞尿処理装置において、ドレインパイプからドレインタンクに送られる糞尿粘体の供給を確実にするポンプをさらに備えてもよい。この糞尿処理装置によれば、曝気処理槽底部に滞留した糞尿粘体は、ポンプによりドレインパイプから確実にドレインタンクへ送出される。
【００１３】
上記糞尿処理装置において、曝気処理槽は、槽の上部に配置された少なくとも１個の拡散部をさらに備え、フィードバックパイプは、拡散部にドレインタンク内の糞尿流体を導くようにしてもよい。この糞尿処理装置によれば、ドレインタンク内の液体成分は、フィードバックパイプにより拡散部に導かれる。
【００１４】
上記糞尿処理装置において、フィードバックパイプは、前記曝気処理槽の糞尿液中に前記ドレインタンクの液を導くようにしてもよい。この糞尿処理装置によれば、ドレインタンク内の糞尿流体は、フィードバックパイプにより曝気処理槽の糞尿流体中に導かれる。
【００１５】
上記糞尿処理装置において、ドレインタンク内の糞尿流体を曝気処理槽に導くポンプ手段をさらに設けてもよい。この糞尿処理装置によれば、ドレインタンク内の糞尿流体は、ポンプ手段により曝気処理槽の糞尿流体に導かれる。
【００１６】
上記糞尿処理装置において、曝気処理槽は、曝気処理槽の上部に配置された少なくとも１個の消泡部と、この消泡部から生じる消泡水を曝気処理槽自身あるいは他の部分に供給する消泡水供給手段とをさらに有するようにしてもよい。この糞尿処理装置によれば、消泡部から送出される消泡水は、消泡水供給手段により曝気処理槽自身あるいは他の部分に送出される。
【００１７】
上記糞尿処理装置において、消泡水供給手段は、消泡水を貯留する消泡水タンクをさらに備え、この消泡水タンクから曝気処理槽あるいは他の部分に消泡水を供給するようにしてもよい。
【００１８】
上記糞尿処理装置において、ドレインタンク底部付近からドレインタンク内部の糞尿流体および糞尿粘体に必要に応じて空気を供給する空気供給装置をさらに備えてもよい。この糞尿処理装置によれば、ドレインタンク内部の糞尿流体および糞尿粘体に必要に応じて空気が供給される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１ないし図４に示された本発明が適用された糞尿処理装置は、糞尿流体の曝気処理を行う第１曝気処理槽１と、この第１曝気処理槽１の後段に配置された第２曝気処理槽２と、上述した曝気処理槽１，２で曝気処理された糞尿流体を所定特性を有した状態で貯留する第１熟成槽３と、この第１熟成槽３の後段に配置された第２熟成槽４と、排泄物から固液分離された糞尿流体を投入して第１曝気処理槽１に糞尿流体を供給する前貯留槽５と、第２熟成槽４からの曝気処理液を貯留する処理液貯留槽６と、上述した曝気処理槽１，２の槽下部に滞留した糞尿粘体を貯留するドレインタンク７と、ドレインタンク７下部に沈殿した粘体を貯留する粘体貯留槽８と、処理槽全体の各部の動作制御を行う制御装置９とから構成されている。なお、第１曝気処理槽１、第２曝気処理槽２、第１熟成槽３、第２熟成槽４、前貯留槽５およびドレインタンク７は、ステンレスユニット構造体によって構成されている。
【００２０】
ドレインタンク７について図２を用いて具体的に説明すると、ドレインタンク７の外形を定める密閉型のタンク１５１は、全体として筒状であり、上部にはパイプ１５２と、排気管１５３、空気供給装置１５５が配設されている。また、タンク１５１の側壁にはフィードバックパイプ１５６と、後述するドレインパイプ２７が接続されており、タンク１５１内部にはポンプ１５８が配設されており、タンク１５１の内部下方には排出装置１５４が設けられている。そして、タンク１５１の外面は保温材１５７により被覆されている。
【００２１】
タンク１５１上部から垂下されているパイプ１５２は、ドレインタンク７外部に導出されて、第１曝気処理槽１に接続されており、ドレインタンク７内部に発生した泡およびガスを第１曝気処理槽１に送出する。
排気管１５３は、タンク１５１内部の圧力をバルブ１４３により調節する。
【００２２】
ドレインパイプ１５４ａとポンプ１５４ｂからなる排出装置１５４は、タンク１５１底部に滞留した粘体を粘体貯留槽８に送出する。
空気供給装置１５５は、タンク１５５上部からタンク１５１底部付近に垂下されたパイプ１５５ａと、このパイプ１５５ａが接続されたポンプ１５５ｂとから構成され、ポンプ１５５ｂから供給される空気をタンク１５１底部から出力する。これにより、タンク１５１底部に滞留している糞尿粘体が固化するのを防ぎかつ流動性を維持することができる。
フィードバックパイプ１５６は、タンク１５１上方の側壁と第１曝気処理槽１の側壁とを接続しており、タンク１５１内部の糞尿流体が所定量を超えると、その糞尿流体を第１曝気処理槽１に送出する。フィードバックパイプ１５６には、逆止弁１５６ａが設けられており、第１曝気処理槽１からドレインタンク７に糞尿流体が逆流するのを防ぐ。
ポンプ手段を実現するポンプ１５８は、タンク１５１内部に貯留された糞尿流体を第１曝気処理槽１へパイプ１５８ａを介して送出する。
保温材１５７は、タンク１５１の外面を被覆することにより、低温下での糞尿流体および糞尿粘体を貯留を可能にする。
ドレインタンク７を構成する各要素は、それぞれ公知の材料から構成される。
【００２３】
次に、第１曝気処理槽１について、図２を用いて具体的に説明すると、第１曝気処理槽１の外形を定める箱体１０は、全体として直方体であり隔壁１１により内部が曝気処理部１ａと循環部１ｂに仕切られている。曝気処理部１ａの上方には、拡散部１２と、出力装置１３、１４、消泡された糞尿流体（消泡水）を貯留する消泡水タンク２５が設けられている。曝気処理部１ａおよび循環部１ｂの内部上方には、糞尿流体を出力するシャワー１５が配設され、曝気処理部１ａの内部下方には、糞尿流体と空気を混ぜ合わせて吐出する曝気レータ１６と曝気処理部１ａ内の糞尿流体中に直接供給されて曝気処理をさらに促進させる空気供給装置１７が配設され、曝気処理槽１底部には、曝気処理槽１底部の糞尿粘体を循環部１ｂに移動させるミキサー１８が配設されている。曝気処理部１ａに併設された循環部１ｂの内部下方には、曝気処理部１ａから移動してきた糞尿流体を拡散部１２へ送出するポンプ１９、曝気処理部２ａから移動してきた糞尿流体をシャワー１５および消泡水タンク２５もしくは後述する第２曝気処理槽２のシャワー３７へ送出するポンプ２０、ミキサー１８により循環部２ｂに導かれた糞尿粘体に空気を噴射して後述するドレインパイプ２７へ送出するノズル装置２６が配設され、循環部２ｂの下部側壁には、糞尿流体を第１曝気処理槽１と第２曝気処理槽２との間を往来させるパイプ２２、ミキサー１８およびノズル装置２６により送出されてくる糞尿粘体をドレインタンク７へ導出するドレインパイプ２７が接続されている。また、箱体１０底部外周には、加熱パイプ２３が配設されており、箱体１０の露出した外面は保温材２４により被覆されている。
【００２４】
拡散部１２は、拡散板１２ｃが軸１２ｅにより曝気処理部１ａ上部より垂下されており、この軸１２ｅはモーター１２ｄに取り付けられている。
図１および図２によく示されるように、拡散部１２から箱体１０外部に導出されているパイプ１２ａは、バルブ１１４を介して第１曝気処理槽１の循環部１ｂに配設されたポンプ１９のパイプ１９ｂに接続されている。これにより第１曝気処理槽１内部において、曝気処理部１ａから循環部１ｂに導かれた糞尿流体は、拡散部１２から再び曝気処理部１ａに導かれ、第１曝気処理槽１内部を循環して連続的な曝気処理が施される。
また、パイプ１２ａは、バルブ１１１、１１２、１１３、１１４を介して後述する第２曝気処理槽２、前貯留槽５およびドレインタンク７にも接続されている。図２において符号▲１▼で示す第２曝気処理槽２内部の糞尿流体、前貯留槽５に投入された糞尿流体およびドレインタンク７内の糞尿流体は、パイプ１２ａを経由して第１曝気処理槽１に送出される。
【００２５】
引き込み管１２ｂは、前述したパイプ１２ａに接続され、このパイプ１２ａから送られてきた糞尿流体が、拡散部１２の下端部に設けられた複数の孔からその下方に垂下された拡散板１２ｃに向けて放出される。
ここに示される拡散板１２ｃは、大小２個の円盤からなり、モーター１２ｄにより回転されると、拡散板１２ｃに衝突した糞尿流体は、拡散板１２ｃの遠心力によって周方向に飛ばされ、曝気処理部１ａ内に効果的に拡散される。
【００２６】
なお、図２に示される本実施の形態において、拡散板１２ｃは、モーター１２ｄにより回転されているが、この拡散板１２ｃは回転しなくてもよい。第１曝気処理槽１の他の実施の形態における断面図である図４に、回転しない拡散板１２ｃ’を有する拡散部１２’を示す。拡散部１２’には、モーターが設けられていない。拡散板１２ｃ’は、中央部が中空に加工された大きさの異なる３個の円盤からなり、引き込み管１２ｂ’から放出されて拡散板１２ｃ’に衝突した糞尿流体は、大きさの異なる３個の円盤により曝気処理部１ａ内に効果的に拡散される。
【００２７】
また、図２に示される本実施の形態において、拡散部１２に引き込み管１２ｃが設けられているが、この引き込み管１２ｃは設けられていなくてもよい。パイプ１２ａから送られてくる糞尿流体を、曝気処理部１ａ上部から直接拡散板１２ｃに落とし込むようにしてもよい。また、拡散板１２ｃに糞尿流体が確実に衝突するようガイド等を設けるようにすることもできる。
【００２８】
曝気処理部１ａ底部にドレインパイプ２７と対向して配設されたミキサー１８は、羽根１８ａとモーター１８ｂから構成され、後述する制御装置９により制御される。第１曝気処理槽１底部に停留している糞尿粘体は、ミキサー１８のモーター１８ｂが羽根１８ａを回転させることにより第１曝気処理槽１底部に流れを作り、循環部１ｂの方へ移動させられる。
【００２９】
消泡部を実現する出力装置１３、１４は、上端が開口に向かって狭められるテーパを有する筒状ガイド部１３ａ、１４ａの上部に筒状の外囲器１３ｂ、１４ｂが設けられ、この外囲器１３ｂ、１４ｂには曝気処理されて発生した泡を消泡する消泡部材１３ｃ、１４ｃが内設されている。また、外囲器１３ｂ、１４ｂの側壁には出口部１３ｄ、１４ｄとガス出力部１３ｅ、１４ｅが設けられ、それぞれはパイプ１３ｇ、１４ｇに接続されている。パイプ１３ｇ、１４ｇの片方の端部にはガス排気口１３ｆ、１４ｆが設けられ、もう片方の端部は後述する第２曝気処理槽２の消泡水タンク３６に接続されている。そして、外囲器１３ａ、１３ｂの上部には、ガス排気管１３ｈ、１４ｈが少なくとも一つ設けられている。
【００３０】
曝気処理部１ａで曝気処理されて発生した大量の泡は、筒状ガイド部１３ａ、１４ａに導かれ、この筒状ガイド部１３ａ、１４ａ内を上昇してきた泡は、円錐状の消泡部材１３ｃ、１４ｃにより液化され、液化した糞尿流体（消泡水）は出口部１３ｄ、１４ｄに滴下し、パイプ１３ｇ、１４ｇから後述する消泡水タンク２５に送出される。
ガス排気口１２ｆ、１３ｆは、筒の形状を有し、パイプ１２ｇ、１３ｇの上端に接続されている。このガス排気口１２ｆ、１３ｆを設けることにより、消泡部１２ｃ、１３ｃにより液化された糞尿流体がパイプ１２ｇ、１３ｇから効率的に出力される。
上述した出力装置１３、１４のそれぞれの部品は、公知の材料から構成される。
【００３１】
図１および図２によく示されるように示すように第１曝気処理槽１の出力装置１３、１４のパイプ１３ｇ、１４ｇから送出される消泡された糞尿流体（消泡水）は、公知のタンクからなる消泡水タンク２５に導かれる。この消泡水タンク２５に導かれた糞尿流体は、消泡水タンク２５の底部に片方の端部が接続された設けられたパイプ２５ａまたはポンプ２５ｂに接続されたパイプ２５ｃから曝気処理部１ａ底部に放出される。これにより糞尿流体は、第１曝気処理槽１内部で行われている曝気処理の促進を妨げることなく曝気処理部１ａの内部を循環し、連続的に曝気処理が施される。
【００３２】
なお、パイプ２５ａおよびパイプ２５ｃは、片方の端部を曝気レータ１６に接続するようにしてもよい。このような構成にすると、パイプ２５ａおよびパイプ２５ｃから送出される糞尿流体は、曝気レータ１６により空気と混合され、より効率よく曝気処理が施される。
また、消泡水タンク２５に消泡水タンク２５の所定量より多くの消泡水が送出されてくると、図２において符号▲４▼で示す過剰の消泡水は、消泡水タンク２５の側壁に接続されたパイプ２５ｄから第１熟成槽３へ送出される。
また、消泡水タンク２５上部にはガス排気管２５ｅが設けられており、このガス排気管２５ｅにより消泡水タンク２５内部に発生したガスは消泡水タンク２５外部に放出される。
上述した消泡水タンク２５は、接触する流体と化学反応せずに長期にわたって腐食が起きない材料であるステンレスによって構成されている。
【００３３】
糞尿粘体誘導装置を実現する曝気処理部１ａ底部に配設されたミキサー１８は、羽根１８ａとモーター１８ｂから構成され、後述する制御装置８により制御される。第１曝気処理槽１底部に停留している沈殿物は、ミキサー１８のモーター１８ｂが羽根１８ａを回転させることにより第１曝気処理槽１底部に流れを作り、循環部１ｂの方へ移動させられる。
【００３４】
他の形態の糞尿粘体誘導装置を実現するノズル装置２６は、空気を噴射するノズル２６ａと、ノズル２６ａに空気を供給するポンプ２６ｂを、箱体１０外部に導出されてポンプ２６ｂに空気を導く通気管２６ｃとから構成される。このノズル装置２６は、曝気処理部１ａから送出されてくる糞尿粘体を、ノズル２６ａから噴射する空気によりドレインパイプ２７に送出する。これにより、循環部１ｂ底部に導かれた糞尿粘体は、効果的にドレインパイプ２７に導かれる。
なお、このノズル装置は、曝気処理部１ａ底部に配設することもできる。
【００３５】
ドレインパイプ２７は、図１および図２に示すように循環部１ｂ底部側壁から箱体１０外部に導出され、バルブ１３５およびポンプ９８を介してドレインタンク７に接続される。循環部１ｂ底部に滞留している糞尿粘体は、ドレインパイプ２７とポンプ９８によりドレインタンク７へ導出される。これにより、第１曝気処理槽１底部の糞尿粘体は第１曝気処理槽１外部に送出され、第１曝気処理槽１は、糞尿流体のみに曝気処理を施すことになり、曝気処理の効率が向上する。
【００３６】
なお、本実施の形態において、ドレインパイプ２７にはポンプ９８が接続されているが、このポンプ９８は接続されていなくてもよい。第１曝気処理槽１では、糞尿流体に曝気処理が施されており、このとき第１曝気処理槽１内部は第１曝気処理槽１外部と比較して高圧になっている。そのため、循環部１ｂ底部ｂに滞留した糞尿粘体は、第１曝気処理槽１の内圧によりドレインパイプ２７からドレインタンク７に導出される。
【００３７】
また、ポンプ９８は、例えばエジェクターポンプ等から構成され、必要に応じて循環部１ｂ底部に滞留している糞尿粘体に空気を混ぜ合わせてドレインタンク７に出力することができる。これにより、ドレインタンク７に出力された糞尿粘体が固化し流動性を失うことを防ぐことができる。
【００３８】
上述した第１曝気処理槽１の各部分はそれぞれ公知の材料から構成される。
【００３９】
第２曝気処理槽２は、第１曝気処理槽１とほぼ同等の構成をなしており、同等の構成要素については同じ名前を付して、説明を適宜省略する。
【００４０】
次に、第１熟成槽３について説明する。図１に示すように、箱体５１は、隔壁５２により内部を熟成部３ａと熟成部３ｂに仕切られている。熟成部３ａの内部上方にはパイプ５３が配設され、熟成部３ａの下方側壁には前述した第２曝気処理槽２の消泡水タンク３６のパイプ３６ｄが接続されている。熟成部３ａおよび熟成部３ｂの底部にはポンプ５４、５５が設置され、このポンプ５４、５５に接続されたシャワー５６、５７が熟成部３ａ、３ｂの内部上方に配設されている。また、ポンプ５４に接続されたパイプ５８は、熟成部３ｂの内部上方に導出され、ポンプ５５に接続されたパイプ５９は、第１熟成槽３外部に導出されている。また、熟成部３ａおよび３ｂの両方において、内部下方には空気供給装置６０が配設され、底部には図示しない加熱パイプ６１が設けられている。箱体５１の外部は、保温材６２により被覆されている。
【００４１】
箱体５１は、箱状の形状を有し、その内部は板状隔壁５２により熟成部３ａと熟成部３ｂに仕切られており、箱体１０、３１と同様ステンレスから構成されている。
箱体５１の熟成部３ａの下方側壁にはパイプ３６ｄが接続されており、このパイプ３６ｄからは、図２および図３において符号▲４▼で示す前述した消泡水タンク３６の所定量を越えた消泡された糞尿流体（消泡水）が送出されてくる。
【００４２】
パイプ５３は、片方の端部は熟成部３ａ上部に配設され、もう片方の端部は箱体５１外部に導出されて第２曝気処理槽２のポンプ４１のパイプ４１ｂに接続されている。前述したように第２曝気処理槽２のポンプ４１から送出される曝気処理が施された糞尿流体（曝気処理液）は、パイプ５３を経由して熟成槽３ａに送出される。
【００４３】
ポンプ部５４ａとパイプ５４ｂから構成されるポンプ５４は、図１および図３に示されるように、パイプ５４ｂがバルブ１２２を介してシャワー５６に接続されており、ポンプ５４から送出される曝気処理液は、シャワー５６から放出される。これにより曝気処理液は、熟成部３ａを循環して所定の特性を有した状態で熟成部３ａ内部に貯留される。
また、パイプ５４ｂは、バルブ１２３を介してパイプ５８に接続されており、熟成部３ａに貯留された曝気処理液は、ポンプ５４により隔壁５２によって隔てられた熟成部３ｂに送出される。
【００４４】
ポンプ５５は、上述したポンプ５４と同等の構成を有し、パイプ５５ｂはバルブ１２４を介してシャワー５７に接続されており、パイプ５８により熟成部３ｂに送出された曝気処理液は、ポンプ５５とシャワー５７により熟成部３ｂを循環して、所定の特性を有した状態で熟成部３ｂに貯留される。
また、パイプ５５ｂは、バルブ１２５を介して第２熟成槽４に接続されたパイプ５９に接続されており、熟成部３ｂに貯留された曝気処理液は、ポンプ５５によって第２熟成槽４に送出される。
【００４５】
空気供給装置６０は、その表面に複数の空気供給口６０ａが形成され、箱体５１下方に配設されている。空気供給装置６０の一端は、箱体６１の外部に導出され、後述する制御装置９の空気供給口１０５に接続されており、この空気供給口１０５から図１および図３において符号▲５▼で示す空気が供給される。空気供給装置６０が曝気処理液中に空気を供給することにより曝気処理液は、所定の特性を保った状態で第１熟成槽３内部に貯留される。
【００４６】
箱体５１の底部に張り巡らされている加熱パイプ６１は、両方の端部が後述する制御装置９の流体出力口１０６および流体入力口１０７に接続されている。図１および図３において符号▲６▼で示す流体出力口１０６から出力された加熱された流体は、加熱パイプ６１内部を通り、図１および図３において符号▲７▼で示す加熱パイプ６１内部を通って、流体入力口１０７に出力される。このように加熱パイプ６１は、制御装置９から送出される加熱された流体を循環させることにより、第１曝気処理槽内部を加熱する。
【００４７】
上述した第１熟成槽３の各構成要素は、公知の材料から構成されている。
【００４８】
次に、第２熟成槽４について説明する。第２熟成槽４は、前述した第１熟成槽３と同等の構成をなしており、同じ機能を有するものには同じ名称を用いており、したがって説明は適宜省略する。
【００４９】
パイプ５９は、片方の端部は熟成槽４ａ上部に接続され、もう片方の端部は箱体６５の外部に導出され、バルブ１２５を介して第１熟成槽３のポンプ５５のパイプ５５ｂに接続されている。第１熟成槽３の熟成部３ｂに貯留された曝気処理液は、パイプ５９を経由して熟成槽４ａに送出される。
【００５０】
ポンプ６９の片方の端部は、図１に示すように箱体５１外部に導出され、後述する前貯留槽５から導出されているパイプ８５および処理液貯留槽６から導出されているパイプ９１に接続されている。熟成部４ｂに貯留された曝気処理液は、前貯留槽５もしくは処理液貯留槽６に送出される。
第２熟成槽を構成する全ての要素は、公知の材料で構成されている。
【００５１】
上述した第１熟成槽３、第２熟成槽４は、第１曝気処理槽１および第２曝気処理槽２において所定の特性を有するよう曝気処理が施された曝気処理液を、空気供給装置により空気を供給しかつ補助的に曝気処理を行うことよって、所定の特性を有した状態のままで貯留する。
【００５２】
次に、前貯留槽５について説明する。図１に示すように、箱体８１は、隔壁８２により前貯留部５ａ、５ｂに糞尿流体がそれぞれの前貯留部を移動可能なように仕切られている。前貯留部５ａ上部には投入口８３が、前貯留部５ａ底部には糞尿流体を攪拌する図示しないミキサー８４が設置されており、前貯留部５ｂ上方にはパイプ８５が、前貯留部５ｂ底部にはポンプ８６が配設されている。また、前貯留部５ａおよび５ｂの底部には加熱パイプ８７が配設されている。箱体８１の外部は、保温材８８により被覆されている。
【００５３】
上述した前貯留槽５の各構成要素は、公知の材料から構成される。
【００５４】
次に、処理液貯留槽６について説明する。処理液貯留槽６は、公知のタンク９０から構成され、その内部上方にパイプ９１、内部下方にはポンプ９２が配設されている。
図１に示すように、パイプ９１は、第２熟成槽４のパイプ６９ａに接続されており、ポンプ６９から送出される曝気処理液を貯留する。
また、ポンプ部９２ａとパイプ９２ｂから構成されるポンプ９２は、図１に示すようにパイプ６９ａとパイプ８５に接続されている。これにより処理液貯留槽６に貯留されている曝気処理液は、第２熟成槽４または前貯留槽５に選択的に送出される。
【００５５】
図１および図２に示すように、粘体貯留槽８は、公知のタンクからなり、前述したドレインタンク７の排出装置１５４により送出される粘体を貯留する。
【００５６】
次に、制御装置９について説明する。図１に示すように制御装置９は、空気供給口１０５に空気を供給するコンプレッサー１０１、流体出力口１０６から出力される流体を貯留するタンク１０２、タンク１０２に貯留されている流体を温めるボイラー１０３、糞尿処理装置の各要素に電気的な信号を与える制御盤１０４、コンプレッサー１０１から供給される空気を各槽の空気供給装置に出力する空気供給口１０５、タンク１０２内の流体またはボイラー１０３により温められた流体を各槽の加熱パイプに出力する流体出力口１０６、流体出力口１０６から出力されて加熱パイプ内を循環しこの加熱パイプから出力される流体を取り込む流体入力口１０７から構成されている。この制御装置９は、本発明の糞尿処理装置の動作およびこれに付随する制御全般を司る。
コンプレッサー１０１、タンク１０２、ボイラー１０３は公知の材料から構成される。
なお、ボイラー１０３は、電気温水器から構成されるようにしてもよい。
【００５７】
次に、本発明の糞尿処理装置の動作について説明する。
家畜が排泄した糞尿は、一般に用いられている固液分離装置により、固体成分と液体成分に分離される。次いで液体成分（糞尿流体）は、前貯留槽５の上部に設けられている投入口８３より箱体４８内部の前貯留部５ａに投入される。
【００５８】
前貯留部５ａに投入された糞尿流体は、固液分離されたばかりであるため、糞尿流体中に残留固形物が混じっていて、粘性が高い。そこで、前貯留部５ａに投入した糞尿流体を、ミキサー８４で攪拌する。このようにすると、糞尿流体は、糞尿流体中の液体成分と残留固液物が攪拌されて粘性が低くなり、後の曝気処理が効果的に行われる。
【００５９】
前貯留槽５に投入されてミキサー８４により攪拌された糞尿流体は、ポンプ８６により、パイプ８６ｂおよびパイプ１２ａを経由して、第１曝気処理槽１の拡散部１２に送出される。
【００６０】
前貯留槽５から送出された糞尿流体は、拡散部１２のパイプ１２ａから引き込み管１２ｂ内部を通り、引き込み管１２ｂの下端部から拡散板１２ｃに向けて放出される。モーター１２ｄにより回転させられている拡散板１２ｃに衝突した糞尿流体は、曝気処理部１ａ内部に効果的に拡散する。これにより、第１曝気処理槽１内部に放出された糞尿流体が１ヶ所に堆積してしまうのを防ぐことができ、糞尿流体全体が効果的に曝気処理される。
【００６１】
拡散部１２により曝気処理部１ａ内部に拡散された糞尿流体は、曝気処理部１ａ底部に貯留し、曝気レータ１６により曝気処理が行われる。このとき、空気供給装置１７により補助的に空気が糞尿流体中に供給されることにより、糞尿流体の曝気処理の効率が向上する。
【００６２】
糞尿流体に曝気処理を施すと、糞尿流体は大量の泡を発生する。この泡は、出力装置１３、１４の筒状ガイド部１３ａ、１４ａを通って消泡部１３ｃ、１４ｃに達し、この消泡部１３ｃ、１４ｃにより消泡されて液体となり、出口部１３ｄ、１４ｄを通ってパイプ１３ｇ、１４ｇを経由し、消泡水タンク２５に出力される。
【００６３】
パイプ１３ｇ、１４ｇから消泡水タンク２５へ送出された糞尿流体は、消泡水タンク２５の底部に片方の端部が接続された設けられたパイプ２５ａまたはポンプ２５ｂに接続されたパイプ２５ｃから曝気処理部１ａ底部に放出され、曝気処理部１ａにおいて曝気処理が施される。
曝気処理部１ａで糞尿流体が曝気処理が施されることにより発生した泡は、出力装置１３、１４により消泡水タンク２５に出力される。これにより曝気処理部１ａ内部の糞尿流体は、曝気処理部１ａ内部を循環し、連続的に曝気処理が施される。
なお、消泡水タンク２５に消泡水タンク２５の所定量より多くの糞尿流体が送出されてきたときには、過剰の糞尿流体は、消泡水タンク２５の側壁に接続されたパイプ２５ｄから第１熟成槽３へ送出される。
【００６４】
曝気処理部１ａ底部に溜まっている糞尿流体は、ミキサー１８により隔壁１１の下端部と箱体１０から構成される隙間を通過して循環部１ｂに送出される。この循環部１ｂに送出された糞尿流体は、ポンプ１９によりパイプ１９ｂを経由してパイプ１２ａを通り、再び拡散部１２に送られ、曝気処理部１ａ内部に拡散される。これにより、糞尿流体全体が効果的に曝気処理される。
また、循環部１ｂに侵入した糞尿流体は、ポンプ２０によりパイプ２０ｂを経由してシャワー１５に送られ、曝気処理部１ａ内部に放出されるか、もしくはポンプ２０によりパイプ２０ｂおよびパイプ４７を経由して第２曝気処理槽２の曝気処理部２ａ底部もしくは糞尿流体拡散部３３に導かれる。
【００６５】
曝気処理部１ａ底部に滞留している糞尿粘体は、ミキサー１８により隔壁１１の下端部と箱体１０から構成される隙間を通過して、循環部１ｂに送出される。循環部１ｂに導かれた糞尿粘体は、ノズル装置２６から噴射される空気によりドレインパイプ２７に導かれ、ポンプ９８によりドレインタンク７に送出される。
なお、ポンプ９８は、必要に応じて第１曝気処理槽１の糞尿粘体を空気と混合してドレインタンク７に出力することもできる。このようにすることによりドレインパイプ２７から出力される糞尿粘体が固化し、流動性を失うことを防ぐことができる。
また、第２曝気処理槽２底部に滞留している糞尿粘体も、上述したのと同様にドレインタンク７に送出される。
【００６６】
ドレインタンク７に送出される糞尿粘体は、固体成分と流体成分の混合物であり、ドレインタンク７に貯留されることにより固体成分が多く含まれる粘体はドレインタンク７底部に堆積し、流体成分が多い糞尿流体はドレインタンク７上部に貯留される。
ドレインタンク７底部に堆積している粘体は、排出装置１５４により粘体貯留槽８に送出される。しかし、ドレインタンク７底部に滞留している糞尿粘体は、固化しやすく、一度固化してしまうと排出装置１５４により粘体貯留槽８に送出するのが困難になる。これを解消すべくドレインタンク７には空気供給装置１５５が設けられている。必要に応じてドレインタンク７底部から空気を供給することによりドレインタンク７中の糞尿粘体が固化するのを防ぎ、流動性を保たせることができる。これにより、排出装置８は、ドレインタンク７に底部に堆積している糞尿粘体を効率的に粘体貯留槽８に送出することができる。
【００６７】
タンク１５１内部の糞尿流体は、所定量貯留されると、フィードバックパイプ１５６により第１曝気処理槽１の循環部１ｂへ送出される。このように第１曝気処理槽１および第２曝気処理槽から送出される糞尿粘体のうち流体成分である糞尿流体を第１曝気処理槽１に送出することにより、本発明の糞尿処理装置は、糞尿流体のみを効率よく曝気処理することができる。
また、ポンプ１５８もタンク１５１内部の糞尿流体を第１曝気処理槽１へ送出することができる。これにより、タンク１５１内部の糞尿流体をより確実に第１曝気処理槽１へ送出することが可能となる。
なお、本実施の形態では、タンク１５１内部の糞尿流体を第１曝気処理槽１の循環部１ｂに送出しているが、パイプ１５６またはポンプ１５８のパイプ１５８ａをパイプ１２ａに接続し、ポンプ等の送出手段を付加することにより、タンク１５１内部の糞尿流体を拡散部１２から出力することもできる。
【００６８】
タンク１５１上部は、ドレインパイプ２７から糞尿粘体および空気などが送出されかつ空気供給装置１５５から糞尿粘体および糞尿流体に空気が供給されるために微生物の酸化発酵が行われ、泡とガスが充満している。このタンク１５１上部に発生した泡は、タンク１５１内部に発生したガスの圧力によりによりパイプ１５２を介して第１曝気処理槽１へ送出される。これにより、本発明の糞尿処理装置は、糞尿流体のみに効率よく曝気処理を施すことができる。
なお、通気管１５３、パイプ１５２に設けられているバルブ１４３、１４２を調整することにより、タンク１５１内部に発生したガスをタンク１５１外部に放出することにより、ドレインタンク７内部に発生した泡を第１曝気処理槽１へ送出するのを制御することができる。
【００６９】
ポンプ２０により第２曝気処理槽２の曝気処理部２ａに放出された糞尿流体は、第１曝気処理槽１と同様の曝気処理が行われる。
隔壁３２の下端部と箱体３１から構成される隙間から出力部２ｂに侵入した糞尿流体のうち出力部２ｂの下方にある糞尿流体は、ポンプ４２により拡散部３３に送出され、この拡散部３３から曝気処理部２ａ内部に拡散されるか、もしくは第１曝気処理槽１の拡散部１２に送出され、第１曝気処理槽１と第２曝気処理槽２を循環し連続的に曝気処理が行われる。これにより所定の特性を有する曝気処理液を得ることができる。
隔壁３２の下端部と箱体３１から構成される隙間から出力部２ｂに侵入した糞尿流体のうち出力部２ｂの液面に近い糞尿流体は、ポンプ４１によりシャワー３７に送出され、このシャワー３７から第２曝気処理槽２内部に放出されるか、もしくは第１熟成槽３の熟成部３ａに送出される。
また、必要に応じてパイプ２２により第２曝気処理槽２の糞尿流体を第１曝気処理槽１に送出することができる。これにより本発明の糞尿処理装置は、投入される糞尿流体の量が少ない場合でも常に曝気処理槽で処理する糞尿流体を確保でき、糞尿流体中の菌の死滅を防ぐことができる。
【００７０】
ポンプ４１によりパイプ４１ｂおよびパイプ５３を経由して第１熟成槽に送出された曝気処理液およびパイプ２５ｄおよび３６ｄにより消泡水タンク２５および３６から送出された曝気処理液は、熟成部３ａに貯留される。熟成部３ａに貯留された曝気処理液は、必要に応じて空気供給装置６０により空気を供給することにより、曝気処理液中の菌が死滅を防ぎかつ曝気処理液が有する所定の特性有した状態に維持することができる。また、熟成部３ａに貯留された曝気処理液は、必要に応じてポンプ５４によりシャワー５６から熟成部３ａに放出することにより、熟成部３ａ内部を循環させることができる。これによっても曝気処理液中の菌が死滅を防ぎかつ曝気処理液が有する所定の特性有した状態に維持することができる。
【００７１】
所定の期間熟成部３ａに貯留された曝気処理液は、ポンプ５４により熟成部３ｂに送出される。熟成部３ｂに送出された曝気処理液は、熟成部３ｂにおいて熟成部３ａと同様に所定の特性を有した状態で貯留され、第２熟成槽の熟成部４ａに送出される。以下同様に熟成部４ａおよび４ｂにおいても熟成部３ａと同様に貯留されて、最終的に曝気処理液は、所定の特性を有した状態で熟成部４ｂから処理液貯留槽６に出力され、液肥として耕種作物の栽培に用いる。
また、必要に応じて曝気処理液は、ポンプ６９により前貯留槽５に送出される。これにより前貯留槽５は、投入される糞尿流体の量が少ない場合でも常に糞尿流体を確保でき、糞尿流体中の菌の死滅を防ぐことができる。
【００７２】
次に、第１曝気処理槽１の変形例を図３に示す。図２に示す第１曝気処理槽１と同等の要素については同じ符号および名前を付し、適宜説明を省略する。
図３に示す第１曝気処理槽１には、図２に示す第１曝気処理槽１に設けられていた消泡水タンク２５が設けられていない。そして、消泡部１３、１４のパイプ１３ｇ、１４ｇが、バルブ１４５、１４７を介して拡散部１２のパイプ１２ａおよびバルブ１４４、１４６を介してシャワー１５に接続されている。これにより、消泡部１３，１４から出力される消泡水は、拡散部１２またはシャワー１５から曝気処理部１ａ内部に拡散される。このような構成にしても、本発明の糞尿処理装置は、糞尿流体に効率よく曝気処理を施すことができる。
【００７３】
なお、消泡部１３，１４から出力される消泡水は、自身の曝気処理槽に出力するのみならず、例えば第２曝気処理槽２の拡散部３３またはシャワー３７などの他の槽に出力することもできる。
また、消泡部１３，１４から出力される消泡水は、拡散部やシャワー等を介せずに直接槽上部から槽内部に落とし込むこともできる。これは、他の処理槽に消泡水を出力する場合も同様に行える。
【００７４】
次に、図４および５を参照して、他の形態の糞尿粘体誘導装置について説明する。図４および５に示すように、糞尿粘体誘導装置１６０は、螺旋状の羽根を有する糞尿粘体ガイド軸１６０ａと、この糞尿粘体ガイド軸を収容する箱体１０底部の長手方向に形成された長尺溝１６０ｂと、糞尿粘体ガイド軸１６０ａを駆動させるモーター等の駆動装置１６０ｃから構成される。曝気処理槽底部に滞留している糞尿粘体は、糞尿粘体誘導装置１６０が駆動すると、糞尿粘体ガイド軸１６ａの羽根に案内されて、ドレインパイプ２７に効果的に導かれる。このように本発明の糞尿処理装置は、曝気処理槽底部に滞留している糞尿粘体を曝気処理槽外部に出力することにより、糞尿流体のみに曝気処理を施すことができるため、曝気処理効率が向上する。
【００７５】
なお、本実施の形態は、第１曝気処理槽１、第２曝気処理槽２、第１熟成槽３、第２熟成槽４、前貯留槽５、処理液貯留槽６、ドレインタンク７、粘体貯留槽８および制御装置９から構成されているが、これらの構成要素の数量は本実施の形態に限定されず、例えば曝気処理槽を１個にするなど適宜自由に変更することができる。また、本実施の形態では、図２に示した第１曝気処理槽１および第２曝気処理槽２を適用したが、図３に示す曝気処理槽を適用することもできる。さらに、図２に示す曝気処理槽と図３に示す曝気処理槽を組み合わせて構成することも可能である。その際の数量等は自由に変更することが可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、曝気処理槽の底部に沈殿したあるいは滞留した糞尿粘体を処理槽外部に取り出すドレインパイプと、このドレインパイプから外部に取り出された糞尿粘体を貯蔵する密閉型ドレインタンクと、このドレインタンクに貯蔵された糞尿粘体の上部に分離して貯留される糞尿流体を曝気処理槽内に戻すフィードバックパイプとを備えることにより、曝気処理槽底部に沈殿あるいは滞留した糞尿粘体を効率よく除去し、糞尿流体に従来よりも効率よく曝気処理を行うことができる。
さらに、ドレインタンクに貯留された糞尿流体を曝気処理槽に出力することにより、糞尿流体のみを選択的に曝気処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における糞尿処理装置の一実施の形態を示す概略図である。
【図２】 図１におけるII−II線方向断面図である。
【図３】 第１曝気処理槽１の変形例の断面図である。
【図４】 図１におけるIV−IV線方向断面図である。
【図５】 図４におけるV−V線方向断面図である。
【符号の説明】
１…第１曝気処理槽、１ａ…曝気処理部、１ｂ…循環部、２…第２曝気処理槽、２ａ…曝気処理部、２ｂ…循環部、３…第１熟成槽、３ａ、３ｂ…熟成部、４…第２熟成槽、４ａ、４ｂ…熟成部、５…前貯留槽、５ａ、５ｂ…前貯留部、６…処理液貯留槽、７…ドレインタンク、８…粘体貯留槽、９…制御装置、１８、４０、８４…ミキサー、１８ａ、４０ａ…羽根、１８ｂ、４０ｂ…モーター、２６、４８…ノズル装置、２６ａ、４８ａ…ノズル、２６ｂ、４８ｂ…ポンプ、２６ｃ、４８ｃ…通気管、２７、４９…ドレインパイプ、１５１…タンク、１５２…パイプ、１５３…排気管、１５４…排出装置、１５４ａ…ドレインパイプ、１５４ｂ…ポンプ、１５５…空気供給装置、１５５ａ…パイプ、１５５ｂ…ポンプ、１５６…フィードバックパイプ、１５６ａ…逆止弁、１５７…保温材、１５８…ポンプ、１５８ａ…パイプ、１６０…糞尿粘体誘導装置、１６０ａ…糞尿粘体ガイド軸、１６０ｂ…長尺軸、１６０ｃ…駆動装置。

Claims (11)

1. 曝気処理槽の底部に沈殿したあるいは滞留した糞尿粘体を処理槽外部に取り出すドレインパイプと、
   このドレインパイプから外部に取り出された糞尿粘体を貯蔵する密閉型ドレインタンクと、
   このドレインタンクに貯蔵された糞尿粘体の上部に分離して貯留される糞尿流体を前記曝気処理槽内に戻すフィードバックパイプと、
   前記曝気処理槽の上部に配置された少なくとも１個の消泡部と、
   この消泡部から生じる消泡水を前記曝気処理槽自身に供給する消泡水供給手段と
   を有することを特徴とする糞尿処理装置。
2. 請求項１において、
   前記曝気処理槽および前記ドレインタンクのそれぞれは、ステンレス構造体によって構成されていることを特徴とする糞尿処理装置。
3. 請求項１において、
   前記曝気処理槽の底部に配置されかつ前記ドレインパイプの取り入れ口に向かって沈殿あるいは底部に滞留した糞尿粘体を導く糞尿粘体誘導装置をさらに備えたことを特徴とする糞尿処理装置。
4. 請求項３において、
   前記糞尿粘体誘導装置は、前記曝気処理槽の底部において前記ドレインパイプと長手方向に対向するミキサーであることを特徴とする糞尿処理装置。
5. 請求項３において、
   前記糞尿粘体誘導装置は、糞尿粘体をドレインパイプの取り入れ口に向かって案内する螺旋状の羽を持った糞尿粘体ガイド軸と、
   このガイド軸を収容する長尺溝と、
   前記糞尿粘体ガイド軸を駆動する装置と
   を備えたことを特徴とする糞尿処理装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
   前記ドレインパイプから前記ドレインタンクに送られる糞尿粘体の供給を確実にするポンプをさらに備えたことを特徴とする糞尿処理装置。
7. 請求項１において、
   前記曝気処理槽は、槽の上部に配置された少なくとも１個の拡散部をさらに備え、
   前記フィードバックパイプは、前記拡散部にドレインタンク内の糞尿流体を導くことを特徴とする糞尿処理装置。
8. 請求項１において、
   前記フィードバックパイプは、前記曝気処理槽の糞尿流体中に前記ドレインタンク内の糞尿流体を導くことを特徴とする糞尿処理装置。
9. 請求項１、７および８のいずれか１項において、
   前記ドレインタンク内の糞尿流体を前記曝気処理槽に導くポンプ手段をさらに設けたことを特徴とする糞尿処理装置。
10. 請求項１において、
    前記消泡水供給手段は、消泡水を貯留する消泡水タンクをさらに備え、
    この消泡水タンクから前記曝気処理槽に前記消泡水を供給することを特徴とする糞尿処理装置。
11. 請求項１において、
    前記ドレインタンク底部付近からドレインタンク内部の糞尿流体および糞尿粘体に必要に応じて空気を供給する空気供給装置をさらに備えたことを特徴とする糞尿処理装置。

Images