JP5566331B2

JP5566331B2 - 排水処理設備

Info

Publication number: JP5566331B2
Application number: JP2011101155A
Authority: JP
Inventors: 紀一渡部; 美次兼築; 俊哲中野
Original assignee: 紀一渡部
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2031-04-28
Also published as: JP2012232241A

Description

本発明は、各種産業施設、特に畜産施設において発生するし尿排水のような有機性汚濁物を多量に含む排水の処理に好適な排水処理設備に関するものである。

各種産業施設には、畜産施設などのように、有機性汚濁物を多量に含む排水を伴う施設が多く存在する。このような排水は、含まれる有機性汚濁物の浄化・除去のための処理を行ってから再利用したり放流しているが、この排水中に含まれる有機性汚濁物の浄化・除去のための排水処理方法として、主に排水中に自然発生する各種の微生物や細菌の浄化能力を利用する活性汚泥法が、特許文献１、その他の多くの文献により一般に知られている。しかしながら、従来周知の活性汚泥法による排水処理では、大規模な畜産施設から発生する大量のし尿排水を処理するために広大な面積を占有する排水処理設備が必要になると共に、処理済み排水を河川などに放流しようとすると、環境基準に適合するように殺菌消毒剤や脱臭剤による後処理が必要になるなど、実用化の面で改善すべき点が多くあった。

上記のような活性汚泥法の問題点を解消するため、近年、新活性汚泥法と称される新しい処理方法が考えられている。この新活性汚泥法と称される処理方法は、排水中の有機物を好気性微生物により分解させる生物処理槽内へバチルス属細菌又はバチルス属細菌の増殖を推進させる添加物を補給することにより、処理排水中のバチルス属細菌の優占化を図る方法である。この新活性汚泥法によれば、従来の活性汚泥法と比較して、設備のコンパクト化や汚泥発生量の大幅減少に伴ってイニシャルコスト及びランニングコストの大幅ダウンが実現出来るだけでなく、処理済み排水の水質を、例えば原水レベルでＢＯＤ値
5,000mg/l の水質をＢＯＤ値10mg/l 以下１mg/l 程度の水質まで、大幅に改善することが出来、塩素消毒をしなくとも大腸菌3,000個/ml 以下を達成出来る。従って、その処理済み排水は、環境基準に照らしてもそのまま河川に放流することが出来るほどのものであるが、周辺及び下流域の住民や自治体の理解が得られず、処理済み排水をそのまま河川に放流することが出来ないのが実情である。

特開２００８−３６５８０号公報

従って、新活性汚泥法で処理した、飲用も可能なほどの良水質の処理済み排水といえどもこれを何らかの手段で消滅させる必要があるが、従来は、上記の処理済み排水を施設内で再利用するとしても、最終的にはトレンチ蒸散方式により消滅させる方法を採用せざるを得なかった。トレンチ蒸散方式とは、地表面からの処理済み排水の蒸散や植物の根からの吸い上げが可能であって且つ処理済み排水が不飽和の状態で流動する領域、即ち、毛管湿潤トレンチを土壌の表層に形成させる方式であるが、大規模な畜産施設などから発生する大量の処理済み排水を蒸散させるためには、極めて広大な表面積のトレンチが必要となり、経済的負担はかなり大きい。

本発明は、上記のような従来の問題点を解消することのできる排水処理方法を提案するものであって、請求項１に記載の本発明に係る排水処理設備は、後述する実施例の参照符号を括弧書きで付して示すと、施設から生じる排水中の有機物を好気性微生物により分解させる生物処理槽(6)と、当該生物処理槽(6)内へバチルス属細菌又はバチルス属細菌の増殖を推進させる添加物を補給して処理排水中のバチルス属細菌の優占化を図る手段(12)を備えた、排水処理装置(4)が設置され、この施設における畜舎や工場などの建屋の外側には、処理済み排水を霧状に噴霧するノズル(17)が地上一定高さに配設され、前記排水処理装置(4)からのバチルス属細菌が優占する処理済み排水を前記ノズル(17,18)に圧送する送水手段(20)が設けられ、前記ノズル(17)を前記地上一定高さと地上に近い保守作業レベルとの間で上げ下げ自在に支持するノズル支持手段(23)が設けられた構成となっている。

上記本発明を実施する場合、具体的には請求項２に記載のように、前記ノズル支持手段(23)は、架台(24)に垂直起立姿勢と地面側に倒伏した倒伏姿勢との間で起伏自在に支承された支柱兼用配管(25)と、この支柱兼用配管(25)を垂直起立姿勢に固定する固定具(26)とから構成し、前記ノズル(17)は、前記支柱兼用配管(25)の上端部に取り付け、当該支柱兼用配管(25)を経由して前記ノズル(17)に処理済み排水が圧送されるように構成することが出来る。

上記本発明の排水処理設備によれば、施設から生じる排水を生物処理槽に送給して、当該排水中の有機物を好気性微生物により分解させる活性汚泥法による排水処理方法において、その生物処理槽内へのバチルス属細菌の補給又はバチルス属細菌の増殖を推進させる添加物の補給により処理排水中のバチルス属細菌の優占化を図り、そのバチルス属細菌が優占する処理済み排水を希釈することなく前記施設内で霧状に噴霧蒸散させることを特徴とする排水処理方法が実施出来る。この排水処理方法によれば、生物処理槽内へのバチルス属細菌の補給又はバチルス属細菌の増殖を推進させる添加物の補給により、当該生物処理槽内で処理排水中の有機物を好気性微生物により分解させるときの環境を、バチルス属細菌が優占化された環境として、所謂新活性汚泥法による排水処理を実行するのであるから、自然発生する好気性微生物により処理排水中の有機物を分解させる活性汚泥法による場合と比較して、処理済み排水の水質は、先に説明したようにそのまま河川に放流することが出来るほどに、ＢＯＤ値や大腸菌数から見ても良好なものとなっている。このように、そのまま河川に放流することが出来るほどに水質が良好な処理済み排水を施設内で霧状に噴霧蒸散させるのであるから、前記生物処理槽で処理されて排出される１日当たりの処理済み排水量に見合った１日当たりの噴霧処理能力さえ確保すれば、施設内の雰囲気環境を悪化させることなく、しかもトレンチ蒸散方式と比較して極めて安価に、河川などに全く放流せずに排水処理を施設内で完結させることが出来る。勿論、処理済み排水の一部を施設内で再利用することも可能である。

しかも、本発明排水処理設備によって処理された処理済み排水は、バチルス属細菌が優占する性状のものである。従ってこの処理済み排水には、バチルス属細菌が生産する iturin A などの強力な抗菌物質が多量に含まれており、更には、バチルス属細菌の分泌物には界面活性物質（surfactin）が含まれている。又、このバチルス属細菌が優占する処理済み排水を希釈することなく噴霧するのであるから、噴霧された水滴は正又は負に帯電することと、前記界面活性物質（surfactin）が含まれていることとにより、噴霧エリアに浮遊する細菌などの異物は、噴霧された水滴に吸着されると共に直ちにその水滴内に取り込まれる。そしてこの噴霧された水滴の水分が蒸発する過程で当該水滴に含まれる前記抗菌物質が濃縮され、当該水滴中に取り込まれた細菌に対する抗菌効果が有効に発揮され、噴霧エリアの雰囲気環境が改善される。勿論、噴霧された水滴の蒸発に伴う気化熱により噴霧エリアの雰囲気温度を下げる効果も期待出来る。

尚、上記排水処理方法を実施する場合に、処理済み排水を、30μm〜80μmの水滴にして噴霧蒸散させることにより、霧状に噴霧された処理済み排水のほぼ全量を空中において完全に蒸散消滅させることが出来、建屋や機器などを噴霧された処理済み排水で濡らすことによる悪影響を解消できる。又、前記処理済み排水を、畜舎や工場など、施設内の建屋の周囲に噴霧蒸散させることにより、施設内の畜舎や工場などの建屋の周囲(屋外)に噴霧蒸散させることによって、特に畜産施設の場合、畜舎内の環境や設備、作業者に負担を掛けないで済み、特に湿度管理を妨げないで済む。又、畜舎周辺の見過ごされ易い狭小な空間内に対しても容易に抗菌処理することが出来る。更に、夏季に屋根が太陽熱で高温になり、その影響が建屋内に及ぶような場合には、建屋の屋根上の空間に噴霧蒸散させることによって、気化熱により屋根の温度を下げる効果も得られる。勿論、畜産施設の場合で、夏季に畜舎内部の温度上昇を抑える必要があるような場合には、前記処理済み排水を畜舎の内部に噴霧蒸散させることにより、気化熱により畜舎内部の雰囲気温度を下げる効果も期待出来る。

以上のような排水処理方法が実施出来る本発明の排水処理設備によれば、排水処理装置からの処理済み排水を建屋の外側で霧状に噴霧するノズルが、処理済み排水を噴霧するための地上一定高さと地上に近い保守作業レベルとの間で上げ下げ自在であるから、処理済み排水を噴霧するときには前記ノズルを効果的な霧状噴霧が可能な地上一定高さに位置させながら、当該ノズルの詰りなどの点検保守作業時やノズルの交換作業時には、当該ノズルを地上に近い保守作業レベルまで下げて、これら点検保守作業やノズルの交換作業を容易且つ安全に行える。更にこの場合、請求項２に記載の構成によれば、処理済み排水を噴霧するための地上一定高さと地上に近い保守作業レベルとの間で上げ下げされるノズルの支持用支柱と当該ノズルに対する処理済み排水の送給用配管とを兼用させることが出来、設備のコストダウンを図ることが出来ると共に、ノズルに対する処理済み排水の送給を可撓性のあるホースで行う場合と比較して、耐久性も高めることが出来る。

図１は、本発明の一実施例に係る排水処理設備の構成を説明する模式図である。図２Ａは、処理済み排水を噴霧する装置の一部切欠き正面図、図２Ｂは、同一部切欠き側面図である。同上装置の保守点検作業時の状態を示す一部切欠き側面図である。

図１において、１は畜産施設における畜舎であって、屎尿や場内洗浄水など、当該畜舎１内で発生する排水が排水回収枡２に収集され、この排水回収枡２に収集された排水が配管３を経由して排水処理装置４に送り込まれる。

排水処理装置４は、排水回収枡２からの排水を受け入れる流量調整槽５、次段の生物処理槽６、及び終段の処理済み排水貯蔵槽７から構成されている。生物処理槽６は、連通路８によって互いに連通する前段槽部９と後段槽部１０とに区画され、後段槽部１０から前段槽部９に処理排水を戻すポンプを含む戻し流路１１の途中に、バチルス属細菌又はバチルス属細菌の増殖を推進させる添加物、例えば珪酸とミネラル（鉄・マグネシウムなど）を供給するための添加物供給手段１２が設けられている。生物処理槽６の後段槽部１０と処理済み排水貯蔵槽７とは、後段槽部１０内に配設された固液分離用フィルター１３を介して処理済み排水を後段槽部１０内から汲み上げて処理済み排水貯蔵槽７に送給するポンプ１４を備えた配管１５により接続されている。

尚、図示省略しているが、排水回収枡２から流量調整槽５への配管３には、必要に応じてポンプを介装することが出来る。

処理済み排水貯蔵槽７には処理済み排水の噴霧装置１６が接続されている。この噴霧装置１６は、処理済み排水を霧状に噴霧するノズル１７〜１９と、処理済み排水貯蔵槽７内の処理済み排水を前記ノズル１７〜１９に圧送する送水手段２０から構成され、当該送水手段２０は、ポンプ２１を備えた配管２２によって構成されている。前記ノズル１７〜１９としては、畜舎１の外側周囲で地上一定高さに配置されたノズル１７、畜舎１の屋根上一定高さに配置されたノズル１８、及び畜舎１内の天井近くに配置されたノズル１９などを採用することが出来るが、これら全てのノズル１７〜１９を設ける必要はなく、ノズル１７〜１９の内、状況に応じて必要と思われる場所に配置されるノズルのみを採用すれば良い。

上記構成によれば、畜舎１内で発生するあらゆる排水は、排水回収枡２から配管３を経由して排水処理装置４の流量調整槽５に供給され、ここで流量と負荷を一定に調整された後、生物処理槽６の前段槽部９及び後段槽部１０に供給される。生物処理槽６内では、戻し流路１１を経由して処理排水が前段槽部９→後段槽部１０→前段槽部９と循環流動することになるが、この循環流動する処理排水は、前段槽部９及び後段槽部１０内において周知のように曝気手段によって曝気されると同時に、添加物供給手段１２からバチルス属細菌又はバチルス属細菌の増殖を推進させる添加物が加えられるので、自然発生する各種の微生物や細菌の他、投入されたバチルス属細菌又はその増殖を推進させる添加物の作用によって、生物処理槽６内の処理排水はバチルス属細菌が優占する性状になっている。従って、その処理排水中の有機性汚濁物は、先に説明した新活性汚泥法によって分解され、ＢＯＤ値10mg/l 以下１mg/l 程度で且つ大腸菌3,000個/ml 以下の、塩素消毒をしなくともそのまま河川に放流できるほどの水質の処理済み排水に変えることが出来る。

上記のように生物処理槽６において処理された良水質の処理済み排水は、多量のバチルス属細菌、その分泌物である界面活性物質（surfactin）、生産される抗菌物質（iturin Aなど）を含んでおり、この処理済み排水が固液分離用フィルター１３及び配管１５を経由して処理済み排水貯蔵槽７に送り込まれ、一時貯留される。そして送水手段２０のポンプ２１の稼働により、処理済み排水貯蔵槽７内の上記性状の処理済み排水が配管２２を経由してノズル１７〜１９に圧送され、当該ノズル１７〜１９から霧状に噴霧され、蒸散消滅する。尚、生物処理槽６内や処理済み排水貯蔵槽７内で沈殿する余剰汚泥は、従来周知のように適時に排出される。

尚、畜舎１の外側周囲で地上一定高さに配置されるノズル１７の具体的な設置構造について、図２及び図３に基づいて説明すると、当該ノズル１７は、図２に示す地上一定高さと、図３に示す地上に近い保守作業レベルとの間で、上げ下げ自在に支持するノズル支持手段２３に支持されている。このノズル支持手段２３は、地面上に設置される架台２４、当該架台２４に垂直起立姿勢(図２)と地面側に倒伏した倒伏姿勢(図３)との間で起伏自在に支承された支柱兼用配管２５、及びこの支柱兼用配管２５を垂直起立姿勢に固定する固定具２６から構成され、前記ノズル１７は、前記支柱兼用配管２５の上端部に取り付けられ、当該支柱兼用配管２５を経由して前記ノズル１７に処理済み排水が圧送されるように構成されている。

更に、具体構造を説明すると、前記架台２４は地面上に設置される基板２４ａ上に左右一対の支持柱体２４ｂ，２４ｃを立設すると共に、これら左右一対の支持柱体２４ｂ，２４ｃの中間位置で基板２４ａ上に立設した支柱兼用配管２５の固定用柱体２４ｄから構成されている。支柱兼用配管２５は、架台２４の左右一対の支持柱体２４ｂ，２４ｃの上端に受け部材２４ｅ，２４ｆを介して自転可能に支承された水平配管部２５ａ、この水平配管部２５ａの中間位置から十字継手２５ｂを介して直角上方に延出する配管本体部２５ｃ、水平配管部２５ａの中間位置から前記十字継手２５ｂを介して直角下方に延出する固定用支柱部２５ｄ、配管本体部２５ｃの上端にＴ字状に接続された水平配管部２５ｅ、この水平配管部２５ｅの左右両端近傍位置で上下両側に連通連設した上下分岐管部２５ｆ、及び各上下分岐管部２５ｆに接続した二股アダプター２５ｇから構成され、ノズル１７が、水平配管部２５ｅの両端と各二股アダプター２５ｇの両端とに、合計１０個取り付けられている。

固定具２６は、支柱兼用配管２５の配管本体部２５ｂを垂直上向きに起立させたときに架台２４側の固定用柱体２４ｄの側面に当接することになる固定用支柱部２５ｃを前記固定用柱体２４ｄに固定するもので、この実施例では、固定用支柱部２５ｃに外嵌させて両端螺軸部を固定用柱体２４ｄに設けられた取付け孔に水平に挿通させることが出来る上下２つのＵボルト２６ａと、固定用柱体２４ｄの取付け孔から突出したＵボルト２６ａの両端螺軸部に螺合締結するナット２６ｂから構成している。

支柱兼用配管２５は、水平配管部２５ａの一端にスイベルジョイント２７を介して、図１に示す噴霧装置１６の配管２２が接続されるものであり、従って、この配管２２から各ノズル１７に処理済み排水が送給されるように、スイベルジョイント２７から水平配管部２５ａ内、配管本体部２５ｃ内、及び水平配管部２５ｅ内を経由して各ノズル１７に至る流路が形成されている。従って、水平配管部２５ａの他端は閉じられ、固定用支柱部２５ｄが水平配管部２５ａ（配管本体部２５ｃ）と連通しているときは、その遊端は閉じられている。尚、水平配管部２５ａに対して上下２本の配管本体部２５ｃと固定用支柱部２５ｄとを接続するように説明したが、配管本体部２５ｃと固定用支柱部２５ｄとを１本の管体で構成し、その両側に水平配管部２５ａを構成する左右２本の管体を接続して構成することも出来る。

上記構成のノズル支持手段２３によれば、図２に示すように、支柱兼用配管２５（配管本体部２５ｃ）を垂直に起立させて、固定具２６により架台２４に固定した状態では、配管本体部２５ｃの上端に取り付けられた各ノズル１７が地上一定高さ（例えば地上４ｍ程度の高さ）に配置され、圧送されてくる処理済み排水を各ノズル１７から霧状に噴霧することが出来る。このとき噴霧される処理済み排水の水滴が30μm〜80μmの微細粒子となるようなノズル１７を使用するのが望ましい。そして、ノズル１７の保守点検や交換の作業を行うときは、図３に示すように、固定具２６を取り外して支柱兼用配管２５を、架台２４に対し水平配管部２５ａを中心に回倒させて、地面側に倒伏した倒伏姿勢に切り換えれば良い。このとき、支柱兼用配管２５が地面とほぼ平行な水平倒伏姿勢で架台２４側に受け止められるように構成することも出来る。何れにしても、上記のノズル支持手段２３の構成は一例に過ぎず、本発明の技術的範囲内で任意に変更することが出来る。

本発明の排水処理設備は、特に畜産施設における尿廃水を含む排水の完全消滅処理に効果的に活用出来る。

１畜舎
２排水回収枡
３，１５，２２，配管
４排水処理装置
５流量調整槽
６生物処理槽
７処理済み排水貯蔵槽
１１戻し流路
１２添加物供給手段
１３固液分離用フィルター
１６噴霧装置
１７〜１９ノズル
２０送水手段
２３ノズル支持手段
２４架台
２５支柱兼用配管
２６固定具
２７スイベルジョイント

Claims

施設から生じる排水中の有機物を好気性微生物により分解させる生物処理槽と、当該生物処理槽内へバチルス属細菌又はバチルス属細菌の増殖を推進させる添加物を補給して処理排水中のバチルス属細菌の優占化を図る手段を備えた、排水処理装置が設置され、この施設における畜舎や工場などの建屋の外側には、処理済み排水を霧状に噴霧するノズルが地上一定高さに配設され、前記排水処理装置からのバチルス属細菌が優占する処理済み排水を前記ノズルに圧送する送水手段が設けられ、前記ノズルを前記地上一定高さと地上に近い保守作業レベルとの間で上げ下げ自在に支持するノズル支持手段が設けられている、排水処理設備。
前記ノズル支持手段は、架台に垂直起立姿勢と地面側に倒伏した倒伏姿勢との間で起伏自在に支承された支柱兼用配管と、この支柱兼用配管を垂直起立姿勢に固定する固定具とから構成され、前記ノズルは、前記支柱兼用配管の上端部に取り付けられ、当該支柱兼用配管を経由して前記ノズルに処理済み排水が圧送されるように構成されている、請求項１に記載の排水処理設備。