JPH01240126A - 無公害家畜舎 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、畜房の床の下方に、畜産汚水を生物学的に浄
化するための、生物処理槽を備えた家畜舎に関づる。

従来、有機性排水を生物学的に浄化処理するための一つ
の方法としてオキシデーションディッチ法（以下ＯＤ法
と略す）がある。このＯＤ法は、汚水と活性汚泥の混合
液に酸素を供給しつつ、強制循環流動装置により強制的
にこの混合液を無終端水路にそって循環的に流動させる
ことにより汚水を浄化処理する方法である。強制循環流
動装置としては、通常横軸ローターあるいは縦軸ロータ
ー等の機械的曝気装置が用いられ、これらは空気中の酸
素を効率的に混合物に溶解させることもできる。無終端
水路の水深は約２ｍが限度で、これ以下の水深で水路内
にほぼ均一な循環流が得られ、効率的に処理がなされる
。

ＯＤ法は、ＢＯＤ源およびＮ源の除去を同時に達成でき
る、動力費が安価で省エネルギー的である、維持管理が
容易である、また水深が小さいため簡単な構造で建設で
きるので建設費が安価である、等の利点を有し、近年、
下水道事業の重点が地方市町村に移行するに及んで、中
小規模の下水処理に適するとの評価を受は注目されると
ともに、畜産汚水の浄化処理にも利用されつつある。

逆に、ＯＤ法は、水深が小さいため広い敷地を必要とし
、また大気と汚水の接触面積が大きいため、液温の低下
、臭気およびエアロゾルの飛散等の二次公害の発生、等
の心配がある欠点も有する。

一方、糞尿等大量の環境汚染物質を排出する畜産事業場
に目を向けると、ここでは、厳しい経営環境の中で、直
接的な経演価値を産み出さない糞尿処理施設の設置は、
施設の建設およびｉ段のための敷地の確保に多大の費用
を必要とし、さらに設置後もその維持管理に多大の労力
を必要とし、経営を圧迫している。

このような情況の中で、ＯＤ法は、その広い敷地を必要
とするという欠点さえ補えれば、非常に有効な処理法と
なり得る。

第１図および第２図は、ＯＤ法において一般に用いられ
ている浄化槽の、それぞれ平面図、Ａ−へ縦断面図であ
る。側壁１と仕切り壁３により形成された無終端水路の
一部に、汚水と活性汚泥の混合液に空気中の酸素を供給
し、混合液を無終端水路に沿って循環して流動させるた
めの横軸ローター２が設けられている。平面Ｘで示され
る部分の無終端水路には、水路を構成する壁面以外に、
他の機器類あるいは操作部等を設ける必要もなく、この
部分の水路上部を床版で覆っても維持管理上の支障もな
く、この上部床版を底壁として上方を他の構築物のため
に簡単に利用できる。

本発明は、平面Ｘで示される部分を家畜舎に利用するこ
とにより、畜産事業場における施設面積の節約を計ろう
とするものである。

すなわら、本発明は、家畜を飼育するための家畜舎であ
って、その畜房の床の下方に、畜産汚水を生物学的に浄
化処理するための、無終端水路として構成された、生物
処理槽を備えるとともに、該無終端水路にそって水を循
環させるための、強制循環流動装置を備えることを特徴
とする無公害家畜舎であり、畜房の床の下方に、無終端
水路として構成された、生物処理槽を備えるため、前述
の敷地問題が解消される。

つぎに、図面により、本発明をざらに詳しく説明する。

第３図乃至第６図は、本発明の一実施例を示す図面であ
り、第３図は平面図、第４図はＢ　−Ｂ　！ＡＩ断面図
、第５図はＣ−Ｃ縦断面図、第６図はＤ−Ｄ横断面図で
おる。

家畜舎は、畜房の中央下方に立設された２つの平行な側
壁５および側壁６の上端に支えられたすのこ７が設けら
れ、その下方に、すのこ７の隙間から落下した糞が堆積
する傾斜面８および傾斜面９が側壁５および側壁６から
中央に低く傾斜して設けられ、この中央に原潜１０が設
けられた、いわゆるすのこ式畜舎として構成されている
。すのこ７の両側下方には、それぞれ側壁５および側壁
６を側壁の一部とし、その上部が畜房の床版１１で覆わ
れた生物処理槽ｂ１および生物処理４ｇｂ２が形成され
ている。原潜１０の一端は汚水桝１２に連絡され、傾斜
面５および傾斜面６は糞東積揚１３に連絡されている。

傾斜面５および傾斜面６上には集糞仮２１が移動可能な
状態で設置され、この集央板２１はワイヤーロープ（図
示せず）で牽引され、前後に往復して移動する。この果
央装置は既に養豚場で一般的に利用されている−しので
あり、当該業者によれば容易に形成できるものである。

生物処理槽ｂ１内は、隔壁１４が側壁５と平行に立設さ
れ、これによって無終端水路ｒ１が形成されている。こ
の水路の一部に、水路を横断して、阻流壁１５が設けら
れ、この阻流壁１５の両側は下方に延び屈曲し再び上方
に延びる導水路１６で連通され、この導水路１６の下方
に、空気を圧入するための通気管１７が開口配備され、
これによって強制循環流動装置兼曝気装置が形成されて
いる。通気管１７の開口部には散気管１８が設けられ、
また通気管１１は弁１９を介して送風機２０に連絡され
ている。

導水路１６の流出部のやや下流には、水路を横断し、そ
の下端が水面よりやや下方である、板状の泡ストッパー
２９が設けられている。

生物処理槽ｂ２内もこの生物処理槽ｂ１と同様に構成さ
れている。

無終端水路ｒ１およびｒ２２上の床版１１上には柵２２
が設けられ、これによって床版１１上は多数の畜房に区
画されている。畜房は上屋２３で覆われている。

すのこ７上で糞尿が排泄されると、糞は傾斜面８および
傾斜面９上に落下堆積し、尿は傾斜面８および傾斜面９
上に落下し、原潜１０まで流下する。

尿は原潜１０を通って汚水桝１２に流入する。傾斜面８
および傾斜面９上に落下堆積した糞は、集糞板２１によ
り、定期的に糞集積場１３まで運ばれる。

通常、家畜に給水するための自動給水器がすのこ７上方
に設けられ、こぼれ水も原潜１０に流下する。また、畜
房の清掃時には洗浄水も原潜１０に流下する。尿、こぼ
れ水および洗浄水は傾斜面８Ｉ−３よび傾斜面９上等で
糞と接触するので、糞の一部が原潜１０に混入し、汚水
桝１２に流入する。通常、糞の混入率は１０〜２０％程
度である。

このようにして、汚水桝１２内には、尿、混入糞、こぼ
れ水、および洗浄水の混合物（以下汚水と呼ぶ）が流入
する。

この汚水は、最初沈降槽等の固液分離装置（図示せず）
で糞等固形物が可能な限り除かれ、適当に稀釈された後
、生物処理槽ｂ１および生物処理槽ｂ２内に均等に投入
される。

生物処理槽ｂ１では、活性汚泥が保有され、いわゆる好
気性処理が行なわれる。送風機２０の作動により、空気
が弁１９で調節された流量で通気管１７を通り、散気管
１８の細孔より活性汚泥と汚水の混合液中に噴出する。

散気管１８上方の混合液は、エアリフト効果により、気
泡とともに上昇し、水平な水路に移動する。同時に、導
水路１６内の、散気管１８の設けられていない部分から
、散気管１８の設（）られている部分へ、混合液がすみ
やかに移動する。これによって、混合液は無終端水路ｒ
１内を循環して流動する。散気管１８より噴出された空
気は、混合液に酸素を供給しつつ、導水路１６内を上昇
し、上方の開口部分から大気中へ放出される。

混合液に溶解した酸素は、混合液とともに水路を移動し
ながら、順次に活性汚泥に吸収され、流入する汚水の浄
化に利用される。

混合液中の溶存酸素濃度は導水路１６の流出部でもっと
も高く、流下するにしたがい低下し、導水路１６の流入
部付近で最低となる。通常、導水路１６の流入部に近い
一定の範囲に、溶存酸素が存在しない嫌気ゾーンが形成
され、導水路１６の流出部から嫌気ゾーンまでの範囲は
、溶存酸素が存在する好気ゾーンとなる。好気ゾーンで
は主として８０Ｄ源の除去および硝化反応が行なわれ、
嫌気ゾーンで、は主として脱窒反応が行なわれる。混合
液は、強制循環流動装置兼曝気装置により無終端水路ｒ
１内を良く攪拌された状態で循環しながら、この好気−
嫌気を周期的に繰り返され、浄化される。

浄化された混合液は、汚水流入流量に相当する流量で、
適宜に扱き取られ、汚泥沈降槽等固液分離装置で、汚泥
が除かれ、処理が完了する。

生物処理槽ｂ２においても、同様にして浄化が行なわれ
る。

散気管１８は水平水路底面より１ｍ以上下方に設けるこ
とが望ましい。散気管１８がより下方に設けられる程、
気液接触時間がより増加し、酸素の溶前動率がより増大
する。

空気の圧入によって導水路１６上面に泡が生じる。

この泡は、泡ストッパー２９によって、下流への移行を
止められ、ここに蓄積する。蓄積した泡は導水路１６か
らの噴流によって順次消泡され、通常は外に溢れること
はない。泡の発生が激しい場合は、この部分に消泡装置
を設ければよい。

床版１１は畜房の床および生物処理槽の蓋として両面の
役割を担い、効果的に構成されている。このため、混合
液から発生する臭気を処理する場合は、臭気の発生が導
水路１６上方の開口部分に限られているので、この部分
に蓋をして、管を挿入し、脱臭装置に導くなど、簡単に
かつ安価に、臭気の捕集および処理が行なえ、また、保
温性に優れ、寒冷時においても、効率的に浄化が行なえ
る。

畜房の床版および生物処理槽上部の床版は、それぞれ別
々に設けることも可能であるが、本実施例の如く、床版
１１が畜房の床および生物処理槽の蓋として両面の役割
を担うよう構成したほうが、より安価な形態で、エアロ
ゾル、臭気の飛散等２次公害の防止および生物処理槽内
混合液の保温を行なうことができる。

また、本実施例では、すのこ式畜舎と無終端水路を組み
合わせであるが、本発明はこれに限定されるものではな
く、すのこを設けず、全面を床版とした水洗式畜舎と無
終端水路を組み合わせることもできる。しかし、現在は
、汚水処理の負担を軽減するため、糞混入の少ないすの
こ式畜舎が好まれる傾向にあり、本実施例では、このす
のこ式畜舎に不可欠な側壁５および側壁６を無終端水路
の側壁としても利用し、極めて効果的に構成されている
。

前記の実施例において、生物処理槽ｂ１およびｂ２は、
それぞれ水平方向に循環する無終端水路ｒ１およびｒ２
に構成されているが、これは鉛直方向に循環する無終端
水路に構成することもできる。

第７図および第８図は、第３図乃至第６図に示した装置
を一部改変した、実施例を示す図面であり、生物処理槽
ｂ１およびｂ２内が、それぞれ隔壁２８および３１によ
り上下に区画された、鉛直方向に循環する無終端水路ｒ
１およびｒ２に構成されている点が異なる。

本実施例においては、第３図乃至第６図に示した装置と
比較して、施工はややむずかしくなるが、水深をより大
きくできる、水路屈曲部での汚泥の沈降堆積がより少な
い、等の利点がある。

強制循環流動装置兼曝気装置についても、第３図乃至第
６図に示したものの代りに、従来からよく利用されてい
るものを利用することもできる。

第９図乃至第１１図は、第３図乃至第６図に示した実施
例における強制循環流動装置兼曝気装置を改変した実施
例を示し、第４図に対応する図面で必る。

第９図に示した実施例においては、第４図にあける送風
機２０および散気管１８が除かれ、散気管１８の代りに
水中曝気ポンプ３２か設（プられ、これによって強制循
環流動装置兼曝気装置が形成されている点が第３図乃至
第６図に示した実施例と異なる。

水中嘔気ポンプ３２は下方から混合液を吸入し、上方へ
空気とともに混合液を噴出する。本実施例では、モータ
ーが混合液中に存在し、混合液が加温される効果がある
。

第１０図に示した実施例においては、導水路１６の上方
に、ケーシング３３、インペラー３４およびモーター３
５よりなる軸流ポンプが設けられ、このインペラー３４
の下方に通気管１７が開口配備され、これによって強制
循環流動装置兼曝気装置が形成されている点が、第３図
乃至第６図に示した実施例と異なる。インペラー３４の
回転により、混合液は下方に流され、無終端水路ｒ１内
に循環流が生じる。

通気管１７から送られる空気は、インペラー３４の回転
による流れの剪断力により微細気泡化され、混合液と接
触し、これに駿素を供給しながら、導水路１６内を移行
し、水面から放出される。本実施例では、混合液の循環
流速と空気供給量を別々に制御できる。

第１０図に示した実施例においては、第４図における導
水路１６、阻流壁１５、通気管１７、散気管１８、送風
は２０および弁１９は設けずに、単に、通常のＯＤでよ
く用いられている横軸ローター３６が水面付近に設けら
れ、これによって強制循環流動装置兼曝気装置が形成さ
れている点が、第３図乃至第６図に示した実施例と異な
る。横軸ローター３６の回転により、混合液は下流に押
しやられ、無終端水路型式内に循環流が形成されるとと
もに、混合液の一部が液膜として空気中へ放り出され、
この液膜に酸素が供給される。横軸ローター３６は最も
よく研究されているので、利用しやすい。

このように、強制循環流動装置兼曝気装置に関して、種
々の代替えがあるが、第３図乃至第６図に示した実施例
では、混合液中には散気管１８を設けるだけでよいので
、施工、交換および修理も簡単であり、送風機２０は、
外部に設けられるので腐蝕を受けにくく、他の用途にも
同時に利用できるとともに、混合液の流速および酸素供
給量も弁１９の操作で簡単に制御できる。

導水路の上方の開口部分に蓋を設け、生物処理槽を密閉
式水槽に構成すれば、生物処理槽内でメタン醗酵等嫌気
性処理を行なうこともできる。

第１２図は、第３図乃至第６図に示した実施例における
生物処理槽ｂ１を密閉式のメタン醗酵槽に改変した実施
例を示す、第４図に対応する、図面である。導水路１６
上方の開口部分にＭ２Ｏが設けられ、生物処理槽ｂ１内
は密閉され、阻流壁１５の上端はＭ２Ｏに接合し、管３
７は生物処理槽ｂ１内気相と送風機２０吸引部を連絡し
、ガスを外部へ持出し利用するための管３９が生物処理
槽ｂ１内気相に開口配備されている点が、第３図乃至第
６図に示した実施例と異なる。管１７、管３７および送
風機２０により気体の循環系が形成され、これによって
混合液が効率的に攪拌されると同時に嫌気条件が形成さ
れる。本実施例では、汚水の無稀釈処理が可能であると
ともに、メタンガスを１１られる。

いづれにしても、本発明は、畜房の床の下方に畜産汚水
を浄化する生物処理槽を備え、さらに、生物処理槽が、
たとえ広い面積の水槽であっても、極く一部の部分に設
けた装置で槽内液の攪拌が省エネルギー的に行なえ、そ
の上部を塞いでも維持管理上の支障のない強制循環流動
装置付き無終端水路に構成されている点に最大の特長を
有するものであり、これによって、畜産事業場における
施設面積を大巾に節約できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、従来のオキシデーションディッ
チ法で用いられる無終端水路型式の処理槽を示す図面で
あり、第１図は平面図、第２図はＡ−Ａ縦断面図である
。第３図乃至第６図は、本発明の一実施例を示す図面で
あり、第３図は平面図、第４図はＢ−Ｂ縦断面図、第５
図はＣ−Ｃ縦断面図、第６図はＤ−Ｄ横断面図である。 第７図および第８図は、第３図乃至第６図に示した装置
を一部改変した、実施例を示す図面であり、第７図は平
面図、第８図はＥ−Ｅ縦断面図である。第９図、第１０
図および第１１図は、それぞれ第３図乃至第６図に示し
た装置を一部改変した、実施例を示す図面であり、それ
ぞれ第４図に対応する一部縦断面図である。第１２図は
、第３図乃至第６図に示した装置を一部改変した、実施
例を示す図面であり、第４図に対応する縦断面図である
。 １は側壁、２は横軸ローター、３は仕切り壁、４は整流
壁、５は側壁、６は側壁、７はすのこ、８は傾斜面、９
は傾斜面、１０は原潜、１１は床版、１２は汚水桝、１
３は糞集積場、１４は隔壁、１５は阻流壁、１６は導水
路、１７は通気管、１８は散気管、１９は弁、２０は送
風機、２１は集糞板、２２は欄、２３は上屋、２４は散
気管、２５は阻流壁、２６は通気管、２７は弁、２８は
隔壁、２９および３０は泡ストッパー、３１は隔壁、３
２は水中曝気ポンプ、３３はケーシング、３４はインペ
ラー、３５はモーター、３６は横軸ローター、３７は管
、３８は脱硫装置、３９は管、４０は蓋、ｂｌおよびｂ
２は生物処理槽、ｒｌおよびｒ２は無終端水路、Ｘは平
面である。矢印は混合液の流れる方向を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、家畜を飼育するための家畜舎であつて、その畜房の
   床の下方に、畜産汚水を生物学的に浄化処理するための
   、無終端水路として構成された、生物処理槽を備えると
   ともに、該無終端水路にそって水を循環させるための、
   強制循環流動装置を備えることを特徴とする無公害家畜
   舎。 ２、前記畜房の床が、前記無終端水路の上部床版として
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の無公害家畜舎。 ３、前記無終端水路が水平方向に循環するものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の無公害家畜舎。 ４、前記無終端水路が鉛直方向に循環するものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の無公害家畜舎。 ５、前記無終端水路として構成された生物処理槽が、該
   槽内液に酸素を供給する曝気装置を備え、好気性処理を
   行なうための水槽であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項または第３項または第４項記載の
   無公害家畜舎。 ６、前記無終端水路として構成された生物処理槽が、嫌
   気性処理を行なうための、密閉式水槽であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項または第３項
   または第４項記載の無公害家畜舎。 ７、該無終端水路を横断して阻流壁を設け、該阻流壁の
   両側を、下方に延び屈曲し再び上方に延びる導水路で連
   通し、該導水路の下方に、気体を圧入するための通気管
   を開口させることにより、前記強制循環流動装置を形成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項または第３項または第４項または第５項または第６項
   記載の無公害家畜舎。