JP5174849B2 - 家畜糞尿等の固液分離処理構造物 - Google Patents

Description

本発明は、牛舎等の畜舎から日々大量に排出される家畜糞尿及びこれに混合した敷き藁（以下、単に糞尿等という。）を水分と固形分に分離して水分及び固形分の有効利用を図り、また環境汚染も防止する家畜糞尿等の固液分離処理構造物に関する。

従来、例えば牛の糞尿を処理する施設は、牛舎に隣接する地盤にコンクリート製の平板からなる堆肥板を略水平に打設して構成してあり、コンベア装置やホイールローダー等の作業機で牛舎内の糞尿等を堆肥板上に搬出して野積みし、腐食させて堆肥化させている。

しかし、従来の堆肥板は外縁に突堤部分を設けていないため、堆積した糞尿等から尿等の水分が周囲に流出して地盤に浸透する問題があった。また、糞尿等に雨水が混入すると流動性が増して低地側に流下し、河川に流入して汚染する事態を起こし、悪臭源にもなり、大腸菌等が河川水や周辺の土壌を汚染するといった事態を招いていた。更には、汚染水が地盤に浸透して地下水に混入し、数キロメートル先の市街地の生活用水を汚染するという極めて重大な事態をも招いている。

そこで、糞尿等の廃棄物の処理については管理基準が定められているが、設備費や作業の負担等から十分には実施できないという問題があることから、牧草地に直接投棄することも行われており、降雨時に低地側に流出して河川や地下水汚染の原因になっている。しかし、上記した水質汚染や土壌汚染の問題の解決は、健康及び環境に多大な影響を与えるものであり、より実効性のある解決手段が求められる。

そこで、本件出願人は、畜舎の廃棄物排出口寄りに位置する基端堤面と、該基端堤面に対向する先端堤面と、基端堤面から先端堤面に向かって上り傾斜面となった底面と、両側の側方堤面を有する構造体により廃棄物収容部を形成し、地盤に凹状に設けた溢出瀝汁収容部は底面と、側面を有する収容体により形成し、地盤に凹状に設けた連通路を介して溢出瀝汁収容部と廃棄物収容部を連通させた家畜の糞尿等廃棄物の処理構造物からなる考案を実用新案登録した。

登録実用新案第３０６０２０９号公報

上述した従来技術は、糞尿等廃棄物を完熟した堆肥に処理し、尿等の汚水である瀝汁が周囲の環境を汚染するのを防止し、しかも低廉な工事費で設置できるという優れた効果を奏するものであるが、固形分を完熟した堆肥にするために日数を要するという点で未解決な問題がある。

本発明は上述した従来技術の未解決の問題点に鑑みなされたもので、糞や敷き藁等の固形分と尿等の水分を分離して固形分の堆肥化に要する期間を短縮し、また堆肥化を促進する環境を形成すると共に、汚染水が地下に浸透するのを確実に防止して環境汚染と異臭の発生を防止し、更には固形分を再度敷き料に利用する処理もできる家畜糞尿等の固液分離処理構造物を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために構成した本発明の手段は、先端に向けて下りに傾斜し、かつ先端に向けて横幅を窄めた台形状に形成してある床部と、該床部の両側縁から起立する左右の横壁部と、該左右の横壁部に連結して前記床部の先端から起立する前壁部とからなり、後端側が開放した構造物本体と、前記前壁部に形成され、該構造物本体に設けたシャッターにより開閉可能に構成してある複数の液流出穴と、該液流出穴の下方に位置して前記構造物本体の外側に配設した液収容槽とからなる。

そして、前記床部は、下り傾斜方向の略中間から前記前壁部に向けて傾斜角を大きく設定するとよい。

また、前記床部は、放熱可能に構成するとよい。

更に、前記横壁部は、放熱可能に構成するとよい。

本発明は上述の如く構成したから、下記の諸効果を奏する。
（１）糞尿等を堆積する床部は先端に向けて下向きに傾斜させ、かつ先端に向けて横幅を窄めた台形状に形成したから、水分が分離した糞尿等の固形分は床部上に堆積している間に腐食して堆肥化し、固形分から分離した水分は集約されて流下することで液流出穴が固形分で目詰まりする事態を水勢によって可及的に防止できるし、流通性を維持する作業の間隔を長くできる。また、水分は液収容槽に回収することにより、畑に散布する肥料として夫々有効に使用することができる。
しかも、液流出穴は、構造物本体に設けたシャッターにより開閉可能に構成したから、糞尿等の水分含有率や多雨或いは乾燥といった気候に応じて水分の流出を制御し、固形分の水分含有率を堆肥化や敷き料の用途に応じて調整することができる。
（２）糞尿等の水分は、床部と横壁部を有する構造物本体から液収容槽に流入させて回収する構成にしたから、水分が地盤に浸透して河川や地下水を汚染するという事態を確実に防止することができる。
（３）傾斜している床部は略中間から前半側は傾斜角の大きい急斜面にしたから、搬入した糞尿等が順次前側に流動することで糞尿等を移動させる作業が不用であり作業性に優れているし、液流出穴が固形分によって次第に詰まりだしても水分の流通性を維持することができる。
（４）床部は放熱可能に構成したから、堆積した糞尿等が凍結して流動性が失われる事態を防止できるし、固形分を加温することにより冬季でも微生物を活動させて固形分の堆肥化を進めることができる。また、固形分を加温して水分含有率を低下させることにより敷き料として再度利用することができる。
（５）横壁部は放熱可能に構成し、糞尿等を下方からだけでなく左右の両側方から加温するようにしたから、確実に糞尿等を加温することで凍結を防止して流動性を確保し、また冬季でも微生物を活動させて固形分の堆肥化を進めることができる。また、糞尿等を早期に乾燥して敷き料に再生できる。

図１乃至図３は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は家畜糞尿等の固液分離処理構造物の外観斜視図である。 家畜糞尿等の固液分離処理構造物の平面図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ矢示方向断面図である。 図４及び図５は第２の実施の形態に係り、図５は家畜糞尿等の固液分離処理構造物の外観斜視図である。 家畜糞尿等の固液分離処理構造物の平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。図１乃至図３は第１の実施の形態を示す。図において、１は家畜糞尿等の固液分離処理構造物を構成するコンクリート製の構造物本体、２は該構造物本体１を構成する床部で、該床部２は先端２Ａから後端２Ｂまでの長さを約８ｍ、横幅を約４ｍとする長方形に形成してある。そして、床部２は後端２Ｂから先端２Ａに向けて約１０度の角度で前下がりに傾斜させ、かつ略中間から先端２Ａ側は約２０度の大きい傾斜角度θに傾斜させることにより、前半側は急斜面２Ｃに、後半側は緩斜面２Ｄにしてある。

３、３は前記床部２の両側縁に起立した左右の横壁部で、該各横壁部３は先端側３Ａを高さ約２ｍ、後端側３Ｂを高さ約１，５ｍに設定してある。４は前壁部で、該前壁部４は前記横壁部３、３の先端側３Ａに連結して床部２の先端２Ａから横壁部３と同じ高さに起立している。

かくして、構造物本体１は、床部２、左右の横壁部３、３及び前壁部４によって後方が開放した略コ字状の長方形に構成してある。そして、床部２内には電熱線からなる床部発熱体５、左右の横壁部３、３内には電熱線からなる壁部発熱体６が夫々配設してあり、該各電熱線を同時に或いは選択的に通電して発熱させることにより、構造物本体１の床部２と両横壁部３、３が放熱するようにしてある。

７、７、・・・は前壁部４の下端から上部側にかけた略全面に形成した複数の液流出穴を示し、該各液流出穴７は尿や雨水の水分のみが流通するように穴径を約１０ｍｍに設定してある。ここで、液流出穴７の穴径を約１０ｍｍに設定したのは、糞、敷き藁からなる固形分は構造物本体１上に残留させ、水分のみを流出させて水分と固形分を可及的に確実に分離することにあり、１０ｍｍより小さいと早期に目詰まりすることになり、１０ｍｍより大きいと固形分も水分と一緒に流出する可能性が高くなることを考慮したものである。

また、液流出穴７を前壁部４の略全面に形成したのは、畜舎から日々搬入されて床部２上に堆積する糞尿等Ａは、堆積量が増大するのにつれて下側の固形分が圧縮状態になり、水分の流動性が次第に悪くなる。そこで、液流出穴７を上方にも形成することにより、山状に堆積する上部側の糞尿等Ａからも水分が流出できるようにしたことにある。これにより、水分を構造物本体１内から速やかに排出することができる。

８は前壁部４の外側面に昇降可能に設けた横長長方形の平板からなるシャッターである。該シャッター８は図示しないブラケットによって前壁部４に昇降可能に設けてあり、昇降操作して液流出穴７、７、・・・の全部或いは一部を開閉することにより糞尿等Ａの水分の流出量を制御し、固形分の水分含有率を調整するものである。

９は構造物本体１の外側で、前記液流出穴７、７、・・・の下方に位置して地盤Ｂに埋設した液収容槽で、該液収容槽９は底板９Ａ、４面の壁板９Ｂによって上方が開放した箱状に形成してある。なお、図３中破線で示すように、液収容槽９の上端に前壁部４との間に水分が流下する隙間を存して蓋体１０を設け、人や家畜の転落事故を防止して安全性を図るようにしてもよい。

本実施の形態に係る家畜糞尿等の固液分離処理構造物は上述の構成からなるが、次にその作用について説明する。畜舎から排出される糞尿等Ａは例えばホイールローダー等の作業機で構造物本体１の床部２上に搬入して堆積する。床部２は先端２Ａに向けて前下がりの傾斜面になっているから、水分を含有して流動性のある糞尿等Ａは先端２Ａに向けて序々に流動して前壁部４側に滞留した状態になる。この間に糞尿等Ａの水分が固形分から流出して分離し、液流出穴７から液収容槽９に流入して貯留される。

しかも、床部２は後半側の緩斜面２Ｄに対して前半側を急斜面２Ｃに形成してあるから、床部２上に糞尿等Ａの固形分が次第に堆積して水分の流動性が損なわれて来ても、水分が先端側２Ａに流下するようにして固形分から確実に分離するようにしてある。

床部２上の固形分は、その上に順次搬入される糞尿等Ａが堆積することで内部は保温状態になり、微生物の活動の活発化により分解されて更に温度が上昇して腐食が促進されて堆肥化する。この際、外気温の高低に応じて電熱線に通電して床部発熱体５や必要により壁部発熱体６から放熱することにより、固形分の温度を高めて分解、発酵を促進することができる。

また、寒冷期にも床部発熱体５や壁部発熱体６から放熱することにより、糞尿等Ａが凍結するのを防止して堆肥化することができる。これらの場合の床部２や横壁部３の放熱温度は約３５度であるが、外気温度に応じて温度を適宜上下させて調整するとよい。

また、床部２に搬入した時の糞尿等Ａは水分含有率が約８２〜９２％であるが、これから水分と固形分を上述の如くして分離することにより、固形分の水分含有率を低下させることでメタンガスの発生を抑制することができる。そして、糞尿等Ａから水分を流失させて水分含有率を約７０％にまで低下させると、微生物が活性化して固形分は自然発酵して堆肥化するのに好適な状態になる。

他方、糞尿等Ａの水分含有率が約５０％以下と低い場合には、床部２や横壁部３からの放熱により乾燥を促進し、固形分を再度敷き料に再生することができる。このように、床部２及び横壁部３を放熱可能に構成してあるから、糞尿等Ａを効率良く堆肥化することも敷き料に再生することも可能であり、糞尿等Ａの有効利用を図ることができる。

また、上述の場合以外にも、家畜の体調から糞尿等Ａの水分含有率は日々
変動があるし、年間の天候も多雨の時期や乾燥の時期があり、年毎に気象条件も異なるから、構造物本体１内に堆積する糞尿等Ａの水分含有率の調整は重要である。そこで、液流出穴７、７、・・・を開閉するシャッター８を構造物本体１に設け、液流出穴７の全部或いは一部を開閉して水分の流出量を制御することで、糞尿等Ａの水分含有率の調整を可能にしてある。

図４及び図５は第２の実施の形態を示す。なお、本実施の形態において第１の実施の形態の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して援用し、その説明を省略する。図において、１１は家畜糞尿の固液分離処理構造物を構成する構造物本体、１２は該構造物本体１１を構成する床部で、該床部１２は先端１２Ａから後端１２Ｂまでの長さを約８ｍ、先端１２Ａの横幅を約３ｍ、後端１２Ｂの横幅を約４ｍに設定することにより、後端１２Ｂから先端１２Ａに向けて先窄まりの略台形状に形成してある。
そして、床部１２は後端１２Ｂから先端１２Ａに向けて約１０度の角度で前下がりに傾斜させ、かつ長さ方向の略中間から先端１２Ａ側は約２０度の大きい傾斜角度θで傾斜させることにより、前半側は急斜面１２Ｃに、後半側は緩斜面１２Ｄにした構成は第１の実施の形態と同じである。

１３、１３は前記床部１２の両側縁に起立した左右の横壁部で、該各横壁部１３は先端側１３Ａを高さ約２ｍ、後端側１３Ｂを高さ約１，５ｍに設定してある。１４は前壁部で、該前壁部１４は前記横壁部１３、１３の先端側１３Ａに連結して床部１２の先端１２Ａから横壁部１３と同じ高さに起立している。

かくして、構造物本体１１は、床部１２、左右の横壁部１３、１３及び前壁部１４によって後方が開放した略台形状に構成してある。そして、床部１２内には電熱線からなる床部発熱体５、左右の横壁部１３、１３内には電熱線からなる壁部発熱体６が夫々配設してあり、該電熱線５、６を同時に或いは選択的に通電して発熱させることにより、構造物本体１１の床部１２と両横壁部１３、１３が放熱するようにしてある。

１５、１５、・・・は前壁部１４の下端から上部側にかけた略全面に形成した複数の液流出穴を示し、該各液流出穴１５は尿や雨水の水分のみが流通するように穴径を約１０ｍｍに設定してある。穴径の値の意義は第１の実施の形態と同じである。

１６は構造物本体１１の前端に位置して地盤Ｂに埋設した液収容槽で、該液収容槽１６は四角形の床板１６Ａと、４面の壁板１６Ｂとから上方が開放した直方体に構成してある。

本実施の形態に係る家畜糞尿の固液分離処理構造物は上述の構成からなるもので、糞尿等を水分と固形分とに分離して堆肥化し、また土壌や河川の汚染を防止する作用・効果は第１の実施の形態と同じである。本実施の形態の特徴は、構造物本体１１を先端の前壁部１４に向けて先窄まりの形状にすることにより、構造物本体１１内の水分を先端側に向けて集約するようにしたことにある。これにより、固形分の堆積によって床部１２上の水分の流動性が低下し始めても、当分の間は水分が流動するのを確保して固形分と水分の分離をすることができる。

なお、第１の実施の形態では、床部２の長さを約８ｍ、横幅を約４ｍに設定し、第２の実施の形態では、床部の長さを約８ｍ、横幅は先端２Ａ側を約３ｍ、後端２Ｂ側を約４ｍに設定したが、これらの数字は例示であり、飼育する家畜の頭数に応じて構造物本体の大きさは適宜決めることができるものである。

１、１１ 構造物本体
２、１２ 床部
２Ａ、１２Ａ 先端
２Ｂ、１２Ｂ 後端
２Ｃ、１２Ｃ 急斜面
３、１３ 横壁部
４、１４ 前壁部
７、１５ 液流出穴
８ シャッター
９、１６ 液収容槽

Claims (4)

1. 先端に向けて下りに傾斜し、かつ先端に向けて横幅を窄めた台形状に形成してある床部と、該床部の両側縁から起立する左右の横壁部と、該左右の横壁部に連結して前記床部の先端から起立する前壁部とからなり、後端側が開放した構造物本体と、前記前壁部に形成され、該構造物本体に設けたシャッターにより開閉可能に構成してある複数の液流出穴と、該液流出穴の下方に位置して前記構造物本体の外側に配設した液収容槽とから構成してなる家畜糞尿等の固液分離処理構造物。
2. 前記床部は、下り傾斜方向の略中間から前記前壁部に向けて傾斜角を大きく設定してあることを特徴とする請求項１記載の家畜糞尿等の固液分離処理構造物。
3. 前記床部は、放熱可能に構成してあることを特徴とする請求項１記載の家畜糞尿等の固液分離処理構造物。
4. 前記横壁部は、放熱可能に構成してあることを特徴とする請求項１記載の家畜糞尿等の固液分離処理構造物。

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