JP4611963B2 - 排水処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、乳脂肪分および牛糞尿を含んだ排水を適切に浄化処理できる排水処理装置に関するものである。
従来、例えば牛等の家畜の畜舎からの尿を含む排水が流入される反応槽と、この反応槽に流入された排水を３５℃〜６５℃に加温して排水中に含まれる微生物により醗酵させて有機物を分解するための加温手段と、活性炭等の吸着剤が配置され反応槽から流入された排水中の有機物を吸着除去する吸着槽とを備える排水処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−１５２９６号公報
しかしながら、上記のような排水処理装置では、牧場等においてミルキングパーラー等から排出される乳脂肪分および牛糞尿等を含んだ排水（パーラー排水等）の浄化処理が不十分となる問題がある。
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、乳脂肪分および牛糞尿を含んだ排水を適切に浄化処理できる排水処理装置を提供することを目的とする。
請求項１記載の排水処理装置は、乳脂肪分および牛糞尿を含んだ排水を浄化処理する排水処理装置であって、水中ポンプの作動により浮上乳脂肪分を排水とともに吸込口部から吸い込んで界面活性機能を有するセラミックと接触させて乳化水溶液にしてこの乳化水溶液を吐出口部から吐き出す水中ポンプ手段が配置された第１処理槽と、曝気手段が配置され、前記第１処理槽からの排水を好気性微生物にて処理する第２処理槽と、この第２処理槽からの排水を藍藻類にて処理する第３処理槽と、曝気手段および活性化石炭が配置され、前記第３処理槽からの排水を活性化石炭にて処理する第４処理槽とを備え、前記水中ポンプ手段は、乳化水溶液を前記吐出口部から前記第１処理槽に吐き出すものである。
請求項２記載の排水処理装置は、請求項１記載の排水処理装置において、第２処理槽には、好気性微生物を活性化する活性液を供給する活性液供給手段が配置されているものである。
請求項３記載の排水処理装置は、請求項１または２記載の排水処理装置において、少なくとも第３処理槽を覆う透明ハウスを備えるものである。
請求項４記載の排水処理装置は、請求項１ないし３のいずれか一記載の排水処理装置において、第２処理槽内の曝気手段および第４処理槽内の曝気手段は、いずれも間欠曝気を行うものである。
本発明によれば、浮上乳脂肪分を乳化水溶液にして吐き出す水中ポンプ手段が配置された第１処理槽と、曝気手段が配置され第１処理槽からの排水を好気性微生物にて処理する第２処理槽と、第２処理槽からの排水を藍藻類にて処理する第３処理槽と、曝気手段および活性化石炭が配置され第３処理槽からの排水を活性化石炭にて処理する第４処理槽とを備えるため、乳脂肪分および牛糞尿を含んだ排水を適切に浄化処理できる。
本発明の排水処理装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１において、１は排水処理装置で、この排水処理装置１は、牧場等においてミルキングパーラー等から排出される乳脂肪分および牛糞尿を含んだ排水（パーラー排水等）を浄化処理するものである。
排水処理装置１は、流入管２から流入される排水（乳脂肪分および牛糞尿等を含んだもの）を一旦貯留し、浄化処理後の排水を処理済水として流出管３から流出する槽本体４を備えている。
槽本体４は、例えば３枚の仕切板５，６，７にて仕切られて形成された４つの槽、すなわち上流から下流に向って順に、第１処理槽（セラミック接触循環槽）11、第２処理槽（曝気槽）12、第３処理槽（沈殿槽）13および第４処理槽（活性化石炭接触曝気槽）14を有している。第１処理槽11と第２処理槽12とは連通管８にて連通され、第２処理槽12と第３処理槽13とは連通管９にて連通され、第３処理槽13と第４処理槽14とは連通管10にて連通されている。
第１処理槽11は、流入管２からの排水を受け入れて貯留し、排水中の乳脂肪分を浮上分離するものである。第１処理槽11には、水中ポンプ16の作動により浮上乳脂肪分を排水とともに吸込口部17から吸い込んで界面活性機能を有するセラミック18と接触させて乳化水溶液にしてこの乳化水溶液を吐出口部19から吐き出す水中ポンプ手段21が配置されている。
水中ポンプ手段21は、第１処理槽11に貯留された排水中に位置する水中ポンプ16と、水中ポンプ16に接続され吸込口部17を有する吸込側配管22と、水中ポンプ16に接続され吐出口部19を有する吐出側配管23と、吐出側配管23の途中に設けられ浮上乳脂肪分および排水と接触してこれら浮上乳脂肪分および排水を乳化水溶液にする界面活性機能を有するセラミック18とを備えている。セラミック18は、例えば活性化石炭等を利用してつくったもので、吐出側配管23の途中に脱着可能に装着された収容体（カートリッジ）内に収容されている。
第２処理槽12は、第１処理槽11からの排水を受け入れて貯留し、この貯留した排水を好気性微生物にて生物学的に処理するものである。第２処理槽12には、第２処理槽12に貯留された排水に空気を供給する曝気手段26、すなわち例えば多数の孔が形成されたエアー散気管27が配置されており、このエアー散気管27にエアー配管28が接続され、このエアー配管28にエアーポンプ29が接続されている。エアー配管28の途中にエアー調整用のエアーバルブ30が設けられている。また、第２処理槽12には、第２処理槽12に貯留された排水に好気性微生物を活性化する活性液（pH調整剤等）を供給する液タンク等の活性液供給手段31が配置されている。
第３処理槽13は、第２処理槽12からの排水を受け入れて貯留し、この貯留した排水を第３処理槽13内で繁殖する藍藻類にて生物学的に処理するものである。
第４処理槽14は、第３処理槽13からの排水を受け入れて貯留し、この貯留した排水を活性化石炭33，34にて吸着処理するものである。第４処理槽14には、第４処理槽14に貯留された排水に空気を供給する曝気手段35、すなわち例えば多数の孔が形成されたエアー散気管36が配置されており、このエアー散気管36にエアー配管37が接続され、このエアー配管37が第２処理槽12内のエアー散気管27に接続したエアー配管28の途中に接続され、このエアー配管37の途中にエアー調整用のエアーバルブ38が設けられている。また、第４処理槽14には、粒子径３〜５ｃｍの大粒状の活性化石炭33がエアー散気管36の上方に配置され、この大粒状の活性化石炭33の上方に粒子径０．５〜１ｃｍの小粒状の活性化石炭34が配置されている。
なお、図示しないタイマ機能等を有する制御手段によってエアーポンプ29が制御されることにより、第２処理槽12内の曝気手段26および第４処理槽14内の曝気手段35はいずれも間欠曝気を行う。すなわち例えばエアーポンプ29は、予め設定された設定時間（例えば２時間〜１６時間）が経過する度にオン・オフする。
また、排水処理装置１は、図２に示すように、少なくとも第３処理槽13を覆う透明ハウス、すなわち例えば槽本体４全体を覆う透明ハウス41を備えている。このため、第３処理槽13では、四季の変化に拘わらず、水温調整および太陽光により藍藻類の成育に適した状態に設定され、高濃度の有機物（ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ、リン、窒素等）が有効に除去される。なお、図示しないが、上面開口状の第３処理槽13のみを透明ハウスで覆うようにしてもよい。
次に、上記一実施の形態の作用等を説明する。
乳脂肪分および牛糞尿を含んだ排水（パーラー排水等）が流入管２を流れて第１処理槽11に流入すると、この第１処理槽11では、排水中の乳脂肪分が水面に浮上して分離される。
水中ポンプ手段21の水中ポンプ16の作動時には、浮上乳脂肪分が排水とともに吸込口部17から吸い込まれ、セラミック18と接触して乳化水溶液になり、この乳化水溶液が吐出口部19から吐き出される。このため、水面上の浮上乳脂肪分の腐敗が防止されるとともに、次工程で微生物分解され易い状態になる。
そして、排水が連通管８を流れて第２処理槽12に流入すると、この第２処理槽12では、排水中の有機物が好気性微生物にて生物学的に分解処理される。エアー散気管27による空気供給と、活性液供給手段31による活性液供給とにより、好気性微生物の活性化が促進される。
次いで、排水が連通管９を流れて第３処理槽13に流入すると、この第３処理槽13では、排水中の有機物が藍藻類にて生物学的に分解処理される。第３処理槽13では、藍藻類に属する藻類の成育条件がつくられるので、日中太陽光が差し込むにより、藻類が育ち、この藻類による分解が排水基準に近い状態まで行われる。
続いて、排水が連通管10を流れて第４処理槽14に流入すると、この第４処理槽14では、活性化石炭33，34にて吸着処理される。すなわち、第３処理槽13で排水基準に近い状態まで浄化処理されるが、リンおよび窒素が残存量が高いので、粒子径の異なる活性化石炭33，34を備え、全水接触曝気を行うことにより、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ、リンおよび窒素等の排水基準内の排水放流が可能となる。なお、活性化石炭33，34は、微生物培養基で、定期的に活性化石炭33，34に培養されたバイオフレームに吸着されたリンを容易に回収可能である。
そして、この排水処理装置１によれば、浮上乳脂肪分を乳化水溶液にして吐き出す水中ポンプ手段21が配置された第１処理槽11と、曝気手段26および活性液供給手段31が配置され第１処理槽11からの排水を好気性微生物にて処理する第２処理槽12と、第２処理槽12からの排水を藍藻類にて処理する第３処理槽13と、曝気手段35および活性化石炭33，34が配置され第３処理槽13からの排水を活性化石炭33，34にて処理する第４処理槽14とを備えるため、大型の排水設備を必要とすることなく、乳脂肪分および牛糞尿を含んだ排水を適切に浄化処理できる。
なお、排水処理装置１の流入管２から槽本体４内に流入する生牛乳、掬取ミルク等の含有物濃度は、一般排水とは比べものにならないほど高濃度である。その他流入する洗浄水および牛糞尿が混入し、その対比は全乳１：他の排水２０〜３０である。そして、例えば排水処理装置１を使用して排水処理した場合、第１処理槽11での水質がＢＯＤ２８００ｍｇ／Ｌ、窒素１７０ｍｇ／Ｌ、リン４９ｍｇ／Ｌで、第２処理槽12での水質がＢＯＤ６６０ｍｇ／Ｌ、窒素１３０ｍｇ／Ｌ、リン４６ｍｇ／Ｌで、第３処理槽13での水質がＢＯＤ８０ｍｇ／Ｌ、窒素２３ｍｇ／Ｌ、リン２２ｍｇ／Ｌで、第４処理槽14での水質がＢＯＤ８．２ｍｇ／Ｌ、窒素１７ｍｇ／Ｌ、リン１７ｍｇ／Ｌであった。
なお、図１において２点鎖線で示すように、活性化石炭33，34による処理後の排水を消毒する消毒器50を第４処理槽14内に配置してもよい。また、例えば第４処理槽14の下流に、活性化石炭33，34による処理後の排水を消毒する第５処理槽（消毒槽）を設けてもよい。
１ 排水処理装置
11 第１処理槽
12 第２処理槽
13 第３処理槽
14 第４処理槽
16 水中ポンプ
17 吸込口部
18 セラミック
19 吐出口部
21 水中ポンプ手段
26 曝気手段
31 活性液供給手段
33，34 活性化石炭
35 曝気手段
41 透明ハウス
11 第１処理槽
12 第２処理槽
13 第３処理槽
14 第４処理槽
16 水中ポンプ
17 吸込口部
18 セラミック
19 吐出口部
21 水中ポンプ手段
26 曝気手段
31 活性液供給手段
33，34 活性化石炭
35 曝気手段
41 透明ハウス
Claims (4)
- 乳脂肪分および牛糞尿を含んだ排水を浄化処理する排水処理装置であって、
水中ポンプの作動により浮上乳脂肪分を排水とともに吸込口部から吸い込んで界面活性機能を有するセラミックと接触させて乳化水溶液にしてこの乳化水溶液を吐出口部から吐き出す水中ポンプ手段が配置された第１処理槽と、
曝気手段が配置され、前記第１処理槽からの排水を好気性微生物にて処理する第２処理槽と、
この第２処理槽からの排水を藍藻類にて処理する第３処理槽と、
曝気手段および活性化石炭が配置され、前記第３処理槽からの排水を活性化石炭にて処理する第４処理槽とを備え、
前記水中ポンプ手段は、乳化水溶液を前記吐出口部から前記第１処理槽に吐き出す
ことを特徴とする排水処理装置。 - 第２処理槽には、好気性微生物を活性化する活性液を供給する活性液供給手段が配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の排水処理装置。 - 少なくとも第３処理槽を覆う透明ハウスを備える
ことを特徴とする請求項１または２記載の排水処理装置。 - 第２処理槽内の曝気手段および第４処理槽内の曝気手段は、いずれも間欠曝気を行う
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の排水処理装置。
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