JP4018410B2 - Manure processing equipment - Google Patents
Manure processing equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP4018410B2 JP4018410B2 JP2002048506A JP2002048506A JP4018410B2 JP 4018410 B2 JP4018410 B2 JP 4018410B2 JP 2002048506 A JP2002048506 A JP 2002048506A JP 2002048506 A JP2002048506 A JP 2002048506A JP 4018410 B2 JP4018410 B2 JP 4018410B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tank
- aeration
- aeration treatment
- fluid
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/20—Sludge processing
Landscapes
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
- Removal Of Floating Material (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
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停留してしまい、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。
さらに従来のシステムでは、糞尿流体に曝気処理を施したとはいえ曝気処理が安定せず、糞尿流体を所望するpH値やBOD(Biological Oxygen Demand)値等の所定特性を有した曝気処理液に加工するのが困難であり、場合によってはタンク内部の圧力が上昇し、タンク内部の糞尿液がタンク外部に噴き出すことがあった。
【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、糞尿流体に従来よりも効率よく曝気処理を行って所定の特性を持った曝気処理糞尿流体を得ることができ、かつ安定した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に係る糞尿処理装置は、固形物がほぼ除去された糞尿流体を貯留する前貯留槽と、この前貯留槽から供給される糞尿流体を曝気処理する少なくとも1個の曝気処理槽と、曝気処理槽からの出力を貯留する少なくとも1個の熟成槽とを備え、曝気処理槽は、槽内の圧力が所定値を超えたときに減圧する減圧手段と、槽内底部付近に配置された曝気レータと、槽内で発生した泡を消泡する少なくとも1個の出力装置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、前貯留槽に投入された糞尿流体は、曝気処理槽内部で所定の圧力内で安定した曝気処理が行われる。
【0007】
上記糞尿処理装置において、曝気処理槽の液面より高い位置に設けられ、出力装置からの消泡水を受ける少なくとも1個の消泡水タンクと、この消泡水タンクに溜められた消泡水を曝気処理槽の槽内底部の曝気レータあるいはその付近の糞尿流体中に導くパイプ手段とをさらに有してもよい。この糞尿処理装置によれば、曝気処理中に曝気処理槽内部に発生した泡は、出力装置により消泡され、消泡水として消泡水タンクに貯留される。この消泡水タンクに貯留された消泡水は、パイプ手段により必要に応じて曝気処理槽底部の曝気レータあるいはその付近の糞尿流体中に導出される。
【0008】
上記糞尿処理装置において、曝気処理槽は、第1と第2の曝気処理槽からなり、この第1と第2の曝気処理槽の液面より高い位置に第1および第2の曝気処理槽のそれぞれに設けられて、対応した出力装置からの消泡水を受ける消泡水タンクと、各消泡水タンクから対応した曝気処理槽の曝気レータまたはその付近の糞尿流体中に消泡水を導くパイプ手段とをさらに有してもよい。この糞尿処理装置によれば、第1と第2曝気処理槽の出力装置から出力される消泡水は、第1および第2曝気処理槽のそれぞれに設けられた消泡水タンクに貯留され、この消泡水タンクから必要に応じてそれぞれの曝気処理槽の曝気レータまたはその付近の糞尿流体中に出力される。
【0009】
上記糞尿処理装置において、減圧手段は、内部に可動仕切壁を有する減圧室を有し、可動仕切壁によって仕切られた一室は曝気処理槽に接続され、可動仕切壁によって仕切られた他室は、可動仕切壁を一室方向に押すバネを有してもよい。この糞尿処理装置によれば、曝気処理槽内の圧力は、減圧手段により所定の範囲内に保たれる。
【0010】
上記糞尿処理装置において、減圧手段は、曝気処理槽と前貯留槽とを連絡するパイプと、このパイプの適当な箇所に設けられた弁とを備え、この弁は、曝気処理槽の圧力が所定値より大きくなったときに曝気処理槽と前貯留槽とを接続してもよい。この糞尿処理装置によれば、曝気処理槽内の圧力が所定値を超えると、弁が開かれ、曝気処理槽と前貯留槽とがパイプにより接続される。
【0011】
【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6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前述した第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外部貯留槽6と、上述した曝気処理槽1、2の槽下部の沈殿物を貯留するドレーンタンク7と、処理槽全体の各部の動作制御を行うコントローラ8と、制御装置9とから構成されている。
なお、本実施の形態は曝気処理槽が2つ設けられているが、曝気処理槽の数は2つに限定されず例えば1つなど適宜自由に変更することができる。
【0012】
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、糞尿流体拡散部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底部の沈殿物を循環部1bに移動させるミキサ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糞尿流体拡散部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、第1曝気処理槽1下部の沈殿物を第1曝気処理槽1外部に排出するするドレーンパイプ21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が接続されている。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。箱体10上部には減圧弁201が設けられ、箱体10側壁には前貯留槽5と接続されている減圧パイプ205が配設されている。
【0013】
糞尿流体拡散部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、箱体10内部から糞尿流体拡散部12付近で箱体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、糞尿流体拡散部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およびドレーンタンク7にも接続されている。
【0014】
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、糞尿流体拡散部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。
【0015】
なお、図2に示される本実施の形態において、糞尿流体拡散部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。
【0016】
シャワー15は、図2に示すようにバルブ115介してポンプ20と接続されており、ポンプ20から送出される糞尿流体を曝気処理部1aおよび循環部1b内部に複数のノズル15aから出力する。これにより第1曝気処理槽1底部の糞尿流体は、シャワー15から第1曝気処理槽1上方から出力されることにより、空気との接触面積が大きくなり、効果的に曝気処理が施されることになる。
また、シャワー15は、バルブ116を介して消泡水タンク25に接続されたパイプ15bを有し、このパイプ15bにより第1曝気処理槽1内部の糞尿流体は選択的に消泡水タンク25に出力される。
【0017】
曝気レータ16は、図2に示すように曝気処理部1a下方の中央付近に配設されており、この曝気レータ16から箱体10外部に空気導入管16aが導出されている。曝気レータ16は、コントローラ8の指示により曝気レータ16付近の糞尿流体と空気導入管16aから取り込まれた空気を混合し、この混合物を糞尿流体中に放出する。
【0018】
空気供給装置17は、筒の形状を有し、曝気処理部1a下方付近に配設された端部には空気供給口17aが形成され、この空気供給口17aから糞尿流体中に空気が放出される。また、空気供給装置17の一端は箱体10の外部に導出されて、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2において符号▲5▼で示す空気が供給される。このように第1曝気処理槽1内部に曝気レータ16に加えて空気供給装置17を設けることにより、曝気処理部1a内の糞尿流体中に空気が十分に供給されて、糞尿流体は効果的に曝気処理される。
【0019】
ポンプ部19aとパイプ19bから構成されるポンプ19は、図1および図2に示すように、パイプ19bがバルブ114を介して糞尿流体拡散部12のパイプ12aに接続されており、ポンプ19から送出される糞尿流体は、糞尿流体拡散部12から曝気処理部1aに放出される。これにより糞尿流体は、曝気処理部1aと循環部1bを循環し、連続的に曝気処理が施される。
【0020】
また、ポンプ19は、バルブ114、112、134を介して第1熟成槽3のパイプ53に接続されており、第1曝気処理槽1内部の糞尿流体を第1熟成槽3に送出することができる。これにより第1曝気処理槽1のメンテナンスは、容易に行うことができる。
【0021】
ポンプ部20aとパイプ20bから構成されるポンプ20は、図1および図2に示すように、パイプ20bがバルブ115を介してシャワー15に接続されており、ポンプ20から送出される糞尿流体は、シャワー15から曝気処理部1a、循環部1bおよびバルブ116を介して消泡水タンク25に放出される。これにより糞尿流体は、曝気処理部1aと循環部1bを循環し、連続的に曝気処理が施される。
なお、ポンプ20は、シャワー15に設けられているバルブ116により、消泡水タンク25に糞尿流体を送出するかどうかを選択することができる。
また、パイプ20bは、バルブ117を介して後述する第2曝気処理槽2のパイプ47に接続されており、ポンプ20から送出される糞尿流体を第2曝気処理槽2に送出することができる。これにより糞尿流体は、第1曝気処理槽1から第2曝気処理槽2に送出され、段階的に曝気処理が施される。
【0022】
なお、ポンプ19bは、ポンプ20bより循環部1b内において上方に配設されている。このようにポンプ19bと20bが循環部1b内において異なる高さに配設されることにより、曝気処理を施された度合いが異なる糞尿流体を選択的に第1曝気処理槽内部で循環させることができる。
【0023】
ドレーンパイプ21は、図1および図2に示すように循環部1b下方から箱体10外部に導出され、バルブ135およびポンプ98を介してドレーンタンク7に接続される。循環部1b底部に堆積している沈殿物は、ドレーンパイプ21によりドレーンタンク7へ送出される。これにより、第1曝気処理槽1底部の沈殿物は第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。
【0024】
パイプ22は、図1および図2に示すように片方の端部を循環部1b下方の箱体10側壁に、もう片方の端部を後述する第2曝気処理槽2の循環部2b下方の箱体31の側壁にバルブ119を介して接続されており、同図において符号▲2▼で示す第1曝気処理槽および第2曝気処理槽内部の糞尿流体を移動させる。
第1曝気処理槽1内部の糞尿流体が第2曝気処理槽2内部の糞尿流体の量より少ないときに、バルブ119を開放すると、第2曝気処理槽2から糞尿流体が第1曝気処理槽1に送出される。このようにパイプ22により第1曝気処理槽1と第2曝気処理槽2の糞尿流体の量を調節することにより、糞尿流体の曝気処理効率を安定させることができる。
なお、このパイプ22は、第1曝気処理槽1内部の糞尿流体を、第2曝気処理槽2に送出することもできる。
【0025】
加熱パイプ23は、図1および図2に示すように、箱体10底部の側壁に沿って箱体10底部に配設され、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2において符号▲6▼で示す流体出力口106出力された加熱された流体は、加熱パイプ23内部を通り、図1および図2において符号▲7▼で示す加熱パイプ23内部を通ってきた流体は、流体入力口107に出力される。このように加熱パイプ23は、この加熱パイプ23内部に制御装置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。
【0026】
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13b、14b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。
【0027】
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13f、14fは、筒の形状を有し、パイプ13g、14gの上端に接続されている。このガス排気口13f、14fを設けることにより、消泡部13c、14cにより液化された糞尿流体がパイプ13g、14g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。
【0028】
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。
【0029】
なお、パイプ手段として作用するパイプ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。
【0030】
減圧手段として作用する減圧弁201は、図1および図2に示すように、箱体10上部に設けられている。減圧弁201は、図5に示すように筒状の形状を有した外囲器201aの内部を、可動仕切壁201bにより箱体10に面した圧力室と外囲器201aの端部と可動仕切壁201bとを接続するバネ201eが格納されているバネ室201dとに仕切られている。また、外囲器201a側壁には、パイプ201fが設けられている。
可動仕切壁201bは、第1曝気処理槽1内部の泡などがバネ室201dに進入しないよう外囲器201aと接触する面が外囲器201aの長手方向に伸びた形状を有する。
【0031】
可動仕切壁201bは、バネ201eにより圧力室201cの方向に押されており、箱体10内部の圧力に応じて外囲器201aの長手方向を移動する。箱体10内部の圧力が高くなると、可動仕切壁201bはバネ201eが接続されている外囲器201aの端部側に移動する。可動仕切壁201bがパイプ201fの開口部まで移動すると、箱体10内部のガスは、パイプ201fから箱体10外部に放出されることにより、箱体10内部の圧力は所定の範囲内に保たれる。これにより、第1曝気処理槽1では安定した曝気処理が行われる。
【0032】
減圧手段として作用する減圧パイプ205は、図1および図2に示すように箱体10側壁に配設され、バルブ206を介して第1曝気処理槽1と前貯留槽5とを接続する。第1曝気処理槽1内部の圧力が所定値より高くなると、バルブ206が開かれ、第1曝気処理槽1内部に発生したガス、泡、糞尿流体等が前貯留槽5へ送出される。これにより、第1曝気処理槽1内部の圧力が所定の範囲内に保たれ、糞尿流体に安定した曝気処理を行うことができる。
なお、減圧パイプ205を配設する位置は、第1曝気処理槽1のどの場所でも必要に応じて自由に変更することができる。
【0033】
上述したそれぞれの部品は、公知の材料から構成される。
【0034】
次に、第2曝気処理槽2について説明する。なお、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。
糞尿流体拡散部33のパイプ33aは、バルブ113を介して後述する前貯留槽5のポンプ86に接続されており、前貯留槽5に投入された糞尿流体は、選択的に第2曝気処理槽2に導かれる。
【0035】
パイプ47は、前述したように端部が第1曝気処理槽1のポンプ20に接続されており、第1曝気処理槽1で曝気処理を施された糞尿流体を第2曝気処理槽2へ送出する。パイプ47は、その開口した端部がバルブ137を介して曝気処理部2a底部の曝気レータ38付近に配設されており、第1曝気処理槽1から送出されてくる糞尿流体を、曝気レータ38付近に出力する。これにより、第1曝気処理槽1から送出されてくる糞尿流体は、曝気レータ38に取り込まれ、第2曝気処理槽2においても曝気処理が施される。
また、パイプ47は、バルブ138を介して糞尿流体拡散部33にも接続されている。これにより第1曝気処理槽1から送出されてくる糞尿流体は、第2曝気処理槽2の糞尿流体拡散部33から第2曝気処理槽2内部に放出され、第1曝気処理槽1に引き続いて第2曝気処理槽2で段階的に曝気処理が施される。
なお、パイプ47から出力される糞尿流体は、バルブ138および139により選択的に第2曝気処理槽2内部に出力される。
【0036】
消泡水タンク36に消泡水タンク36の所定量より多くの消泡水が送出されてくると、過剰の消泡水は、消泡水タンク36の側壁および前述した第1曝気処理槽1の消泡水タンク25のパイプ25dに接続されたパイプ36dから第1熟成槽3へ送出される。
【0037】
ポンプ部41aとパイプ41bから構成されるポンプ41は、図1に示すように、パイプ41bがバルブ120を介してシャワー37に接続されており、ポンプ41から送出される糞尿流体は、シャワー37から第2曝気処理槽2およびバルブ139を介して消泡水タンク36に放出される。これにより糞尿流体は第2曝気処理槽2内部を循環し、連続的に曝気処理が施される。
なお、ポンプ41は、シャワー37に設けられているバルブ139により、消泡水タンク36に糞尿流体を送出するかどうかを選択することができる。
また、パイプ41bは、バルブ121を介して後述する第1熟成槽3に接続されたパイプ53に接続されており、ポンプ41から送出される糞尿流体は、第1熟成槽3に導かれる。
【0038】
ポンプ部42aとパイプ42bから構成されるポンプ42は、図1に示すように、パイプ42bがバルブ118を介して糞尿流体拡散部33のパイプ33aに接続されており、ポンプ42から送出される糞尿流体は、糞尿流体拡散部33から曝気処理部2aに放出される。これにより糞尿流体は、曝気処理部2aと循環部2bを循環し、連続的に曝気処理が施される。
さらに、パイプ42bは、バルブ118、113、134、112を介して第1曝気処理槽1の糞尿流体拡散部12のパイプ12aに接続されており、ポンプ42から送出される糞尿流体は、選択的に第1曝気処理槽1に導かれる。
なお、ポンプ42は、ポンプ41より下方に配設される。
【0039】
前述したように箱体31の循環部2bの下方側壁には第1曝気処理槽1の循環部1bと第2曝気処理槽2の循環部を接続するパイプ22の片方の端部が接続されている。このパイプ22は、第1曝気処理槽1内部の糞尿流体が第2曝気処理槽2内部の糞尿流体より少ないときにバルブ119を開放することにより、第2曝気処理槽2内部の糞尿流体を選択的に第1曝気処理槽1に送出する。
【0040】
減圧手段として作用する減圧パイプ207は、図1に示すように箱体31側壁に配設され、バルブ208,206を介して前述した減圧パイプ205に接続され、第2曝気処理槽2と前貯留槽5とを接続する。第2曝気処理槽2内部の圧力が所定値より高くなると、バルブ208および206が開かれ、第2曝気処理槽2内部に発生したガスや糞尿流体等が前貯留槽5へ送出される。これにより、第2曝気処理槽2内部の圧力が所定の範囲内に保たれ、糞尿流体に安定した曝気処理を行うことができる。
【0041】
次に、第1熟成槽3について説明する。図3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、底部には加熱パイプ61が設けられている。また、箱体51の外部は、保温材62により被覆されている。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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内部を通ってきた流体として、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。
【0048】
上述したそれぞれの部品は、公知の材料から構成されている。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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および外部貯留槽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もしくは外部貯留槽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。
【0052】
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。
【0053】
次に、前貯留槽5について説明する。図4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底部にはミキサ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、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。また、箱体81の側壁には、減圧パイプ205が接続され、外部は保温材88により被覆されている。
【0054】
隔壁82は、板状の形状を有し、箱体81を前貯留部5aと5bに仕切る。この隔壁82には、糞尿流体が前貯留部5aと5bのそれぞれの間を移動できるように複数の孔が形成されている。
【0055】
投入口83は、前貯留部5a上部に形成され、ここから固液分離された糞尿流体が前貯留槽5に投入される。
ミキサ84は、前貯留部5aに設置され前貯留槽5内の糞尿流体を攪拌する。パイプ85は、片方の端部は前貯留部5b上部に接続され、もう片方の端部は図1に示すように箱体81の外部に導出され、バルブ128、130、131を介して第2熟成槽4のポンプ69のパイプ69bと、バルブ131、133を介して後述する外部貯留槽6のポンプ92のパイプ92bに接続されている。これにより、第2熟成槽4の熟成部4bに貯留されている曝気処理液は、選択的に前貯留槽5に送出される。また、外部貯留槽6に貯留されている曝気処理液も、選択的に前貯留槽5に送出される。
【0056】
ポンプ86は、ポンプ部86aとパイプ86bから構成され、パイプ86bは、片方の端部はポンプ部86aに接続され、もう片方の端部は図1に示すように箱体81外部に導出されてバルブ112、134を介して第1曝気処理槽1のパイプ12aに接続されている。これにより、前貯留槽5に投入された糞尿流体は、第1曝気処理槽1に送出される。
【0057】
加熱パイプ87は、前述した加熱パイプ61、75と同等の構成を有する。この加熱パイプ87により前貯留槽5内部の糞尿流体を加熱することができる。
【0058】
箱体81の側壁には、減圧パイプ205が接続されており、この減圧パイプ205は、第1曝気処理槽1または第2曝気処理槽2で発生したガスや糞尿流体を箱体81内部に出力する。
【0059】
上述した隔壁82、投入口83、ミキサ84、パイプ85、ポンプ86、加熱パイプ87、保温材88は、公知の材料から構成される。
【0060】
次に、外部貯留槽6について説明する。外部貯留槽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。これにより外部貯留槽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。
【0061】
次に、ドレーンタンク7について説明する。図1に示すようにドレーンタンク7は、公知のタンク95から構成され、タンク95上部にはポンプ98に接続されたパイプ96が配設され、タンク95内部上方にはポンプ部97aとパイプ97bからなるポンプ97が配設されている。ドレーンタンク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。
【0062】
パイプ96は、第1曝気処理槽1のドレーンパイプ21と第2曝気処理槽2のドレーンパイプ43にバルブ135、136およびポンプ98を介して接続されており、第1曝気処理槽1および第2曝気処理槽2底部に停留している沈殿物をポンプ98によりタンク97に送出する。
【0063】
パイプ97bは、ドレーンタンク7外部に導出され、バルブ111を介して第1曝気処理槽1のパイプ12aに接続されている。これによりタンク95内部に貯留された沈殿物の上澄みの流体成分は、第1曝気処理槽1に送出されて、曝気処理が施される。
【0064】
次に、コントローラ8について説明する。図1に示すようにコントローラ8は、モーター12d、33d、曝気レータ16、38、ミキサ18、40、ポンプ19、20、41、42、54、55、68、69、86、92、97、バルブ111〜141、206、208と電気的に接続され、それぞれの制御を行う。このコントローラ8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。
また、コントローラ8は、コンプレッサー101、タンク102、ボイラー103の制御も行う。
なお、コントローラ8およびバルブ111〜141、206,208は公知の材料から構成される。
【0065】
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、コンプレッサー101、タンク102、ボイラー103、空気供給口105、流体出力口106、流体入力口107から構成されている。
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。
【0066】
空気供給口105は、空気供給装置17、39、60、74に接続されており、コントローラ8の指示に基づいてそれぞれにコンプレッサー101から図1〜4において符号▲5▼で示す空気を供給する。
流体出力口106は、加熱パイプ23、45、61、75、87の片方の端部に接続されており、コントローラ8の指示に基づいてそれぞれにボイラー103により図1〜6において符号▲6▼で示す加熱した水や不凍液等の流体を出力する。流体入力口107は、加熱パイプ23、45、61、75、87の片方の端部に接続されており、コントローラ8の指示に基づいてそれぞれから図1〜6において符号▲7▼で示す流体出力口106が出力した水や不凍液等の流体を回収する。
【0067】
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。この前貯留槽5に投入された糞尿流体のpH値は、約5.0〜7.0である。
【0068】
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。
また、隔壁82が孔82aを有しているので、糞尿流体は、ミキサ84で攪拌されるときに孔82aを通過し、前貯留部5aおよび前貯留部5bの間を移動することにより効果的に攪拌される。
【0069】
上述したように前貯留槽5に投入されてミキサ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の糞尿流体拡散部12に送出される。
【0070】
前貯留槽5から送出された糞尿流体は、糞尿流体拡散部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。
【0071】
糞尿流体拡散部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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
曝気処理部1a底部に溜まっている糞尿流体は、ミキサ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に侵入する。この循環部1bに侵入した糞尿流体は、ポンプ19によりパイプ19bを経由してパイプ12aを通り、再び糞尿流体拡散部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、第1曝気処理槽1内部を循環して曝気処理が施される。
【0075】
第1曝気処理槽1において曝気処理が行われているときに、内部の圧力が所定値を超えると、減圧弁201により第1曝気処理槽1内部に発生したガスが第1曝気処理槽1外部に放出される。これにより、第1曝気処理槽1は、内部の圧力が所定の範囲内に保たれ、糞尿流体に安定した曝気処理を行うことができる。
【0076】
また、曝気処理が行われているときに、第1曝気処理槽1内部の圧力が所定値を超えると、バルブ206を開くことにより減圧パイプ205により第1曝気処理槽1内部に発生したガスや糞尿流体を前貯留槽5へ送出することができる。これによっても第1曝気処理槽1は、第1曝気処理槽1内部の圧力を所定の範囲内に保ち、糞尿流体に安定した曝気処理を行うことができる。
【0077】
第1曝気処理槽1内部の糞尿流体は、pH値が約7.5〜8.5になるまで上述したような方法で曝気処理が行われた後、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。
【0078】
なお、第1曝気処理槽1内部の糞尿流体は、必要に応じてポンプ19によりパイプ19bおよびパイプ86bを経由してパイプ53を通り、第1熟成槽3に送出される。このようにすることにより、第1曝気処理槽1と第2曝気処理槽2の両方で2倍の量の糞尿流体の曝気処理を行うことが可能となる。また、第1曝気処理槽1内部の糞尿流体を第2曝気処理槽を経由せずに第1熟成槽3に糞尿流体を送出することができるので、第2曝気処理槽2内部を空にして、メンテナンスを行うことができる。
【0079】
なお、曝気処理部1a底部に溜まっている堆積物は、ドレーンパイプ21によりドレーンタンク7に送出される。
また、ドレーンタンク7に部に貯留された沈殿物の上澄みの流体成分は、ポンプ97により第1曝気処理槽1に送出されて、曝気処理が施される
【0080】
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により糞尿流体拡散部33に送出され、この糞尿流体拡散部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の糞尿流体拡散部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。
【0081】
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、第2曝気処理槽2内部を循環して効果的に曝気処理が施される。
なお、第2曝気処理槽2内部の圧力が所定値を超えた場合には、第1曝気処理槽1と同様に減圧弁202および減圧パイプ207により第2曝気処理槽2内部の圧力は所定の範囲内に保たれ、第2曝気処理槽2内部の糞尿流体に安定した曝気処理が行われる。
【0082】
第2曝気処理槽2内部の糞尿流体は、pH値が約8.3〜8.5になると、ポンプ41によりパイプ41bを経由してパイプ53から第1熟成槽3の熟成部3aに送出される。
【0083】
なお、本発明の糞尿処理装置は、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。
【0084】
第1曝気処理槽1および第2曝気処理槽2で曝気処理が行われると、微生物が酸化発酵する際に熱を放出し、そのときの糞尿流体の温度は、約50〜53℃になる。寒冷下で曝気処理を行う際には、微生物の酸化発酵を促進させるために、加熱パイプ23、45で曝気処理槽内部を加熱することにより、糞尿流体を効果的に曝気処理することができる。
【0085】
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3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、すなわち所定のpH値を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。
【0086】
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から外部貯留槽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。
【0087】
本実施の形態において、例えば搾乳牛100頭の糞尿処理を行うとすると、1日につき搾乳牛は1頭あたり60kgの糞尿(内訳は糞40kg、尿20kg)を排出し、この糞尿を固液分離装置で固液分離すると搾乳牛1頭あたり50kgの糞尿流体が得られるので、搾乳牛100頭では1日につき5t(5m3)の糞尿流体が排出されることになる。この場合は、第1曝気処理槽1および第2曝気処理槽2の容量を15m3、第1熟成槽3、第2熟成槽4および前貯留槽5の容量を10m3と設定すると、それぞれの糞尿処理装置が1日につき5m3ずつ糞尿流体を次段階処理装置に移行することになり、その結果約6日間という短期間で1日分の糞尿流体の曝気処理が完了する。
上述したように最初に糞尿流体を前貯留槽5に投入してから6日以降は、毎日5m3の糞尿流体を前貯留槽5に投入すると、毎日5m3の曝気処理液が第2熟成槽4から得られることになり、糞尿流体の曝気処理を連続的に行うことが可能となる。
【0088】
次に、第1曝気処理槽1の変形例を図6に示す。図5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5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。
【0089】
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。
また、消泡部13、14から出力される消泡水は、曝気レータ16あるいは曝気レータ16付近の糞尿流体中に出力することもできる。これにより、消泡部13、14から出力される消泡水は、曝気処理槽内を循環し、連続して曝気処理が行われる。
【0090】
また、図5において、曝気レータ16には、パイプ16bが設けられており。このパイプ16bは、前貯留槽5のパイプ86bに接続されている。このような構成にすることにより、符号▲1▼で示す前貯留槽5に貯留されている糞尿流体は、曝気レータ16に送出され、この曝気レータ16により空気と効果的に攪拌される。なお、図2に示した第1曝気処理槽1も同様の構成にすることができる。
【0091】
なお、本実施の形態において減圧弁201、202は、第1曝気処理槽1および第2曝気処理槽2の箱体10、31上部に配設されているが、減圧弁201、202を配設する場所はこれに限定されず、例えば、消泡部の上端など適宜自由に変更することができる。
また、本実施の形態において減圧弁は201,202は、バネが伸縮することにより曝気処理槽内部のガスなどが曝気処理槽外部に放出されるように構成されているが、減圧弁の構成はこれに限定されず、バネの替わりに手動の弁などにより曝気処理槽内部のガス等を曝気処理槽外部に放出するよう構成を変更することは自由である。
【0092】
また、減圧弁201、202のパイプ201f、202fを前貯留槽5に接続するように変形することもできる。この場合、減圧弁201,202を箱体10,31の側壁の液面より下の位置に配設すると、箱体10,31内部の圧力が所定値を超えたときに、箱体10,31内部の糞尿流体、泡およびガス等が前貯留槽5に出力される。これによっても、第1曝気処理槽1および第2曝気処理槽2内部の圧力が所定の範囲内に保たれ、糞尿流体に安定した曝気処理を行うことができる。
【0093】
本実施の形態において第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のそれぞれがステンレスユニット構造体によって構成されている。これにより、各ユニットを予め工場で作っておき、設置現場では、このユニットの設置と各ユニット間の接続を行うだけでよく、工期を従来工法より格段に短くすることが可能となる。
【0094】
本実施の形態では、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、外部貯留槽6、ドレーンタンク7、コントローラ8および制御装置9から構成されたが、処理槽の数および容量、糞尿処理の曝気処理の順番およびそれぞれの槽のレイアウト等は、これに限定されず、頭数、設置場所等必要に応じて自由に変形、変更することができる。
【0095】
また、本実施の形態において消泡水タンクは、第1曝気処理槽1および第2曝気処理槽2の両方に設けられているが、第1曝気処理槽1または第2曝気処理槽2のどちらか一方に設けられるようにしてもよい。
また、本実施の形態において、第1曝気処理槽1および第2曝気処理槽2にはには減圧弁と減圧パイプの両方が設けられているが、どちらか一方を設けるようにしてもよい。
【0096】
【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、固形物がほぼ除去された糞尿流体を貯留する前貯留槽と、この前貯留槽から供給される糞尿流体を曝気処理する少なくとも1個の曝気処理槽と、曝気処理槽からの出力を貯留する少なくとも1個の熟成槽とを備え、曝気処理槽は、槽内の圧力が所定値を超えたときに減圧する減圧手段と、槽内底部付近に配置された曝気レータと、槽内で発生した泡を消泡する少なくとも1個の消泡部とを有することにより、糞尿流体に効率よく曝気処理を行って所定の特性を持った曝気処理糞尿流体を得ることができ、かつ安定した曝気処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の糞尿処理装置の概略図である。
【図2】 図1におけるII−II線断面図である。
【図3】 図1におけるIII−III線断面図である。
【図4】 図1におけるIV−IV線断面図である。
【図5】 減圧弁201の構成を示す断面図である。
【図6】 第1曝気処理槽1の変形例を示す図である。
【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…外部貯留槽、7…ドレーンタンク、8…コントローラ、9…制御装置、13,14,34,35…消泡部、16,38…曝気レータ、25,36…消泡水タンク、25a,36a…パイプ、25c、36c…パイプ、201、202…減圧弁、201a,202a…外囲器、201b、202b…可動仕切壁、201c、202c…圧力室、201d、202d…バネ室、201e,202e…バネ、201f、202f…パイプ、205,207…減圧パイプ、206,208…バルブ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a manure processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, issues related to environmental conservation have been highlighted, and serious discussions have been held on how to create an environment that can satisfy each other while maintaining a state in which people's living environments are not destroyed in order to coexist with humans and animals. It has come to be. At that time, attention has been given to the treatment of livestock excreta as well as human excreta.
[0003]
In general, when manure from cattle, pigs, other livestock, etc. is processed, the solid matter is removed from the excreted excreta and then stored in a large tank and aerated to reduce the smell of manure. In addition, oxidative fermentation treatment is carried out by promoting the self-decomposition of microorganisms, processed into a desired aerated manure treatment solution, and used as fertilizer.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional method, when a high-viscosity manure liquid is put into the tank to perform the aeration process, the manure liquid remains at the bottom of the tank without being aerated because the viscosity is high, and as a result, The efficiency of the oxidative fermentation process is deteriorated by promoting the self-decomposition of microorganisms, and it takes time to process it into a desired aeration-processed manure fluid.
Furthermore, in the conventional system, although the aeration treatment is performed on the manure fluid, the aeration treatment is not stable, and the aeration treatment liquid having predetermined characteristics such as a desired pH value and BOD (Biological Oxygen Demand) value is obtained. It is difficult to process, and in some cases, the pressure inside the tank rises, and manure liquid inside the tank may spout outside the tank.
[0005]
The present invention has been made in order to solve such problems, and an object of the present invention is to obtain an aeration-processed manure fluid having predetermined characteristics by performing an aeration process on manure fluid more efficiently than before. An object is to provide a feces and urine treatment apparatus capable of performing a stable aeration process.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, an excrement disposal apparatus according to the present invention includes a pre-reservoir for storing excrement fluid from which solids are substantially removed, and at least one for aeration processing of the excrement fluid supplied from the pre-retention tank An aeration treatment tank and at least one aging tank for storing the output from the aeration treatment tank, wherein the aeration treatment tank is decompressed when the pressure in the tank exceeds a predetermined value; It has an aerator disposed in the vicinity of the bottom, and at least one output device for eliminating bubbles generated in the tank. According to this manure processing apparatus, the manure fluid input into the pre-storage tank is subjected to a stable aeration process within a predetermined pressure inside the aeration processing tank.
[0007]
In the manure processing apparatus, at least one antifoaming water tank provided at a position higher than the liquid level of the aeration tank and receiving the defoaming water from the output device, and the defoaming water stored in the defoaming water tank And an aerator at the bottom of the inside of the aeration treatment tank or pipe means for guiding it into the excrement fluid in the vicinity thereof. According to this manure processing apparatus, the foam generated inside the aeration treatment tank during the aeration process is defoamed by the output device and stored in the defoaming water tank as defoaming water. The defoamed water stored in the defoamed water tank is led out into the aerator at the bottom of the aeration treatment tank or the manure fluid in the vicinity thereof as needed by the pipe means.
[0008]
In the manure processing apparatus, the aeration treatment tank includes first and second aeration treatment tanks, and the first and second aeration treatment tanks are positioned higher than the liquid levels of the first and second aeration treatment tanks. A defoaming water tank that is provided in each of the defoaming water tanks for receiving defoaming water from the corresponding output device, and for introducing the defoaming water from each defoaming water tank into the aerator of the corresponding aeration treatment tank or the manure fluid in the vicinity thereof. And pipe means. According to this manure processing apparatus, the defoamed water output from the output devices of the first and second aeration treatment tanks is stored in the defoaming water tank provided in each of the first and second aeration treatment tanks, The defoamed water tank is output to the aerator of each aeration treatment tank or the manure fluid in the vicinity thereof as necessary.
[0009]
In the manure processing apparatus, the decompression means includes a decompression chamber having a movable partition wall therein, one chamber partitioned by the movable partition wall is connected to the aeration treatment tank, and the other chamber partitioned by the movable partition wall is A spring that pushes the movable partition wall in one chamber direction may be provided. According to this manure processing apparatus, the pressure in the aeration processing tank is maintained within a predetermined range by the decompression means.
[0010]
In the manure processing apparatus, the decompression means includes a pipe connecting the aeration treatment tank and the pre-storage tank, and a valve provided at an appropriate position of the pipe, and the pressure of the aeration treatment tank is predetermined. When it becomes larger than the value, the aeration treatment tank and the previous storage tank may be connected. According to this manure processing apparatus, when the pressure in the aeration treatment tank exceeds a predetermined value, the valve is opened, and the aeration treatment tank and the pre-storage tank are connected by the pipe.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
A feces and urine treatment apparatus to which the present invention shown in FIGS. 1 to 6 is applied includes a first
In this embodiment, two aeration treatment tanks are provided. However, the number of aeration treatment tanks is not limited to two, and may be freely changed, for example, one.
[0012]
The first
[0013]
In the excrement
As well shown in FIGS. 1 and 2, the
The
[0014]
The lead-in
The
[0015]
In the present embodiment shown in FIG. 2, the lead-in
[0016]
As shown in FIG. 2, the
The
[0017]
As shown in FIG. 2, the
[0018]
The
[0019]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0020]
The
[0021]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
Further, the
[0022]
In addition, the
[0023]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0024]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
When the valve 119 is opened when the amount of manure fluid in the first
The
[0025]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0026]
The
[0027]
A large amount of bubbles generated by aeration processing in the aeration processing unit 1a are guided to the
The
Each component of the
[0028]
As shown well in FIGS. 1 and 2, the defoamed manure fluid (antifoam water) delivered from the
[0029]
Note that one end of the
When a larger amount of defoaming water than the predetermined amount of the
A
[0030]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
[0031]
The
[0032]
The
In addition, the position where the
[0033]
Each of the above-described parts is made of a known material.
[0034]
Next, the second aeration treatment tank 2 will be described. Note that the second aeration treatment tank 2 has substantially the same configuration as the first
The pipe 33a of the excrement fluid diffusing unit 33 is connected to a
[0035]
As described above, the end of the
The
The manure fluid output from the
[0036]
When more defoaming water is sent to the
[0037]
As shown in FIG. 1, the
The
The
[0038]
As shown in FIG. 1, the
Further, the pipe 42b is connected to the
The
[0039]
As described above, one end of the
[0040]
The decompression pipe 207 acting as decompression means is disposed on the side wall of the
[0041]
Next, the first aging tank 3 will be described. As shown in FIG. 3, the
[0042]
A
[0043]
One end of the
[0044]
As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the
The
[0045]
The
The
[0046]
The
[0047]
Both ends of the
[0048]
Each of the above-described parts is made of a known material.
[0049]
Next, the
[0050]
One end of the
[0051]
One end of the
All the elements constituting the second aging tank are made of known materials.
[0052]
The first aging tank 3 and the
[0053]
Next, the
[0054]
The
[0055]
The
The
[0056]
The
[0057]
The
[0058]
A
[0059]
The
[0060]
Next, the
As shown in FIG. 1, the
Further, the
[0061]
Next, the drain tank 7 will be described. As shown in FIG. 1, the drain tank 7 is composed of a known tank 95, and a pipe 96 connected to a
[0062]
The pipe 96 is connected to the
[0063]
The
[0064]
Next, the controller 8 will be described. As shown in FIG. 1, the controller 8 includes
The controller 8 also controls the
The controller 8 and the valves 111 to 141, 206, 208 are made of known materials.
[0065]
Next, the control device 9 will be described. As shown in FIG. 1, the control device 9 includes a
The
The
[0066]
The
The
[0067]
Next, the operation of the manure processing apparatus of the present invention will be described.
Manure excreted by livestock is separated into a solid component and a liquid component by a commonly used solid-liquid separator. Next, the liquid component (feces and urine fluid) is introduced into the
[0068]
Since the excrement fluid put into the pre-reservoir 5a has just been separated into solid and liquid, the residual solid matter is mixed in the excrement fluid and has high viscosity. Therefore, the manure fluid charged into the
Further, since the
[0069]
As described above, the excrement fluid introduced into the
[0070]
The excrement fluid delivered from the pre-reservoir 5 passes through the inside of the
[0071]
The excrement fluid diffused into the aeration processing unit 1a by the excrement
[0072]
When an aeration process is performed on the excrement fluid, the excrement fluid generates a large amount of bubbles. The bubbles pass through the
[0073]
The excreta fluid sent from the
Foam generated by the aeration processing of the excrement fluid in the aeration processing unit 1 a is output to the
In addition, when more excrement fluid than the predetermined amount of the
[0074]
The excrement fluid accumulated at the bottom of the aeration processing unit 1a passes through the gap formed by the lower end of the partition wall 11 and the
The excrement fluid that has entered the
[0075]
When the internal pressure exceeds a predetermined value when the aeration process is performed in the first
[0076]
When the aeration process is being performed and the pressure inside the first
[0077]
The excrement fluid in the first
[0078]
In addition, the excrement fluid in the 1st
[0079]
The deposits accumulated at the bottom of the aeration processing unit 1a are sent to the drain tank 7 through the
Further, the supernatant fluid component stored in the drain tank 7 is sent to the
The excrement fluid discharged to the aeration processing unit 2a of the second aeration processing tank 2 by the
Of the excrement fluid that has entered the output unit 2b through the gap formed by the lower end of the
[0081]
Of the excrement fluid that has entered the output unit 2 b through the gap formed by the lower end of the
When the pressure inside the second aeration treatment tank 2 exceeds a predetermined value, the pressure inside the second aeration treatment tank 2 is set to a predetermined value by the
[0082]
When the pH value becomes about 8.3 to 8.5, the excrement fluid in the second aeration treatment tank 2 is sent from the
[0083]
In addition, the excrement processing apparatus of this invention can send the excrement fluid of the 2nd aeration processing tank 2 to the 1st
[0084]
When the aeration treatment is performed in the first
[0085]
The aeration treatment liquid sent to the first aging tank 3 via the
[0086]
The aeration treatment liquid stored in the aging unit 3 a for a predetermined period is sent to the aging
Further, the aeration treatment liquid is sent to the
[0087]
In the present embodiment, for example, when manure processing is performed on 100 milking cows, the milking cow discharges 60 kg of manure per head (breakdown is 40 kg of shit and 20 kg of urine), and this manure is separated into solid and liquid. When solid-liquid separation is performed by the apparatus, 50 kg of manure fluid is obtained per milking cow, and therefore 5 t (5 m 3 ) of manure fluid is discharged per day for 100 milking cows. In this case, when the capacities of the first
As described above, when the manure fluid is first introduced into the
[0088]
Next, a modification of the first
The first
[0089]
The defoamed water output from the
Moreover, the defoaming water output from the
Further, the defoamed water output from the
[0090]
In FIG. 5, the
[0091]
In the present embodiment, the
In this embodiment, the
[0092]
Further, the
[0093]
In the present embodiment, each of the first
[0094]
In the present embodiment, the first
[0095]
Moreover, in this Embodiment, although the defoaming water tank is provided in both the 1st
In the present embodiment, the first
[0096]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the pre-reservoir for storing the manure fluid from which the solid matter is substantially removed, and at least one for aeration processing the manure fluid supplied from the pre-reservoir An aeration treatment tank and at least one aging tank for storing the output from the aeration treatment tank, wherein the aeration treatment tank is decompressed when the pressure in the tank exceeds a predetermined value; Aeration having a predetermined characteristic by efficiently performing aeration processing on manure fluid by having an aerator disposed in the vicinity of the bottom and at least one defoaming section that defoams bubbles generated in the tank A treated manure fluid can be obtained, and a stable aeration process can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a manure processing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
5 is a cross-sectional view showing a configuration of a
6 is a view showing a modified example of the first
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
この前貯留槽から供給される糞尿流体を曝気処理する少なくとも1個の曝気処理槽と、
前記曝気処理槽からの出力を貯留する少なくとも1個の熟成槽と
を備え、
前記曝気処理槽は、
この曝気処理槽内部に配設され、前記曝気処理槽下部に孔を有し、曝気処理槽内部を曝気処理部と循環部に仕切る隔壁と、
槽内の圧力が所定値を超えたときに減圧する減圧手段と、
前記曝気処理部の底部付近に配置された曝気レータと、
前記曝気処理部上方に設けられ、糞尿流体を前記曝気処理部内に拡散する糞尿流体拡散部と、
前記循環部に設けられ、この循環部に導かれた糞尿流体を前記糞尿流体拡散部に出力する出力装置と
を有することを特徴とする糞尿処理装置。A pre-reservoir for storing excrement fluid from which solids are substantially removed;
At least one aeration treatment tank for aeration treatment of manure fluid supplied from the pre-storage tank;
And at least one aging tank for storing the output from the aeration tank,
The aeration tank is
A partition disposed inside the aeration treatment tank, having a hole in the lower part of the aeration treatment tank, and partitioning the inside of the aeration treatment tank into an aeration treatment section and a circulation section,
Pressure reducing means for reducing the pressure when the pressure in the tank exceeds a predetermined value;
An aerator disposed near the bottom of the aeration treatment unit ;
A manure fluid diffusing section provided above the aeration processing section and diffusing manure fluid into the aeration processing section;
An excrement processing apparatus comprising: an output device provided in the circulation unit and outputting the excrement fluid guided to the circulation unit to the excrement fluid diffusion unit .
前記曝気処理槽は、槽内で発生した泡を消泡する少なくとも1個の出力装置と、
前記曝気処理槽の液面より高い位置に設けられ、前記出力装置からの消泡水を受ける少なくとも1個の消泡水タンクと、
この消泡水タンクに溜められた消泡水を前記曝気処理槽の槽内底部の前記曝気レータあるいはその付近の糞尿流体中に導くパイプ手段と
をさらに有することを特徴とする糞尿処理装置。In the manure processing apparatus of Claim 1,
The aeration treatment tank includes at least one output device for eliminating bubbles generated in the tank;
At least one defoaming water tank provided at a position higher than the liquid level of the aeration treatment tank and receiving defoaming water from the output device;
A feces and urine treatment apparatus, further comprising pipe means for guiding the defoamed water stored in the defoaming water tank into the aerator at the bottom of the aeration treatment tank or the excrement fluid in the vicinity thereof.
前記曝気処理槽は、第1と第2の曝気処理槽からなり、
この第1と第2の曝気処理槽は、それぞれの槽内で発生した泡を消泡する少なくとも1個の出力装置と、
それぞれ液面より高い位置に設けられ、対応した前記出力装置からの消泡水を受ける消泡水タンクと、
各前記消泡水タンクから対応した曝気処理槽の曝気レータまたはその付近の糞尿流体中に前記消泡水を導くパイプ手段とを有することを特徴とする糞尿処理装置。In the manure processing apparatus of Claim 1,
The aeration treatment tank comprises first and second aeration treatment tanks,
The first and second aeration treatment tanks include at least one output device for defoaming bubbles generated in the respective tanks;
A defoaming water tank that is provided at a position higher than the liquid level and receives defoaming water from the corresponding output device;
A feces and urine treatment apparatus, comprising: an aerator in a corresponding aeration treatment tank from each of the antifoam water tanks or pipe means for guiding the antifoam water into the excrement fluid in the vicinity thereof.
前記減圧手段は、内部に可動仕切壁を有する減圧室を有し、
前記可動仕切壁によって仕切られた一室は前記曝気処理槽に接続され、可動仕切壁によって仕切られた他室は、前記可動仕切壁を前記一室方向に押すバネを有することを特徴とする糞尿処理装置。In the excrement processing device according to each of claims 1 to 3,
The decompression means has a decompression chamber having a movable partition wall inside,
One chamber partitioned by the movable partition wall is connected to the aeration treatment tank, and the other chamber partitioned by the movable partition wall has a spring that pushes the movable partition wall toward the one chamber. Processing equipment.
前記減圧手段は、前記曝気処理槽と前記前貯留槽とを連絡するパイプと、このパイプの適当な箇所に設けられた弁とを備え、
この弁は、前記曝気処理槽の圧力が所定値より大きくなったときに前記曝気処理槽と前記前貯留槽とを接続することを特徴とする糞尿処理装置。In the excrement processing device according to each of claims 1 to 3,
The decompression means includes a pipe communicating the aeration treatment tank and the pre-storage tank, and a valve provided at an appropriate location of the pipe,
This valve connects the aeration treatment tank and the pre-storage tank when the pressure of the aeration treatment tank becomes larger than a predetermined value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002048506A JP4018410B2 (en) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | Manure processing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002048506A JP4018410B2 (en) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | Manure processing equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003245694A JP2003245694A (en) | 2003-09-02 |
JP4018410B2 true JP4018410B2 (en) | 2007-12-05 |
Family
ID=28661285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002048506A Expired - Fee Related JP4018410B2 (en) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | Manure processing equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4018410B2 (en) |
-
2002
- 2002-02-25 JP JP2002048506A patent/JP4018410B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003245694A (en) | 2003-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4139471A (en) | Sewage treatment unit | |
EP0563434A1 (en) | Digester including sludge recirculator with gas supplement | |
US6123747A (en) | Apparatus and method for manufacturing barnyard manure using sewage and sludge | |
US6375844B1 (en) | Method for treatment of animal waste | |
JP4018410B2 (en) | Manure processing equipment | |
CA1092730A (en) | Process for the continuous treatment of wet sludge from a sewage treatment plant | |
JP4018411B2 (en) | Manure processing equipment | |
JP4018409B2 (en) | Manure processing equipment | |
JP3982614B2 (en) | Manure processing equipment | |
JP3878463B2 (en) | Manure processing equipment | |
JPS605294A (en) | Organic substance treating plant | |
JP4772230B2 (en) | Manure processing equipment | |
JP3923775B2 (en) | Manure processing equipment | |
JP3939134B2 (en) | Manure processing equipment | |
JP3923788B2 (en) | Manure processing equipment | |
US4243521A (en) | Method and apparatus for aerobically treating wastewater | |
JP4804370B2 (en) | Manure processing equipment | |
KR0182839B1 (en) | Apparatus for producing fertilizer of domestic animal's excrement | |
JP2003010876A (en) | Excretion treatment apparatus | |
JP3923776B2 (en) | Manure processing equipment | |
CN210065295U (en) | Circulating flow aeration disinfection sewage treatment device | |
SU1139716A1 (en) | Device for processing high-concentrated discharges | |
KR102348840B1 (en) | Eco-friendly toilet with circulating water for treatment | |
KR200221249Y1 (en) | Thermophilic Aerobic Digestion System | |
KR790001469B1 (en) | Method and apparatus for intergrated local treatment of biologically degradable waste |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041110 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061019 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070529 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070730 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070821 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070920 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100928 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110928 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees | ||
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |