JPH1157779A - 家畜排泄物浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 家畜排泄物浄化装置において、装置の小型化
を図るとともに、液状の家畜排泄物を効率良く浄化処理
できるようにする。 【解決手段】 液状の家畜排泄物が無希釈で供給される
脱窒槽５と、その脱窒槽５内の液が供給される硝化槽６
と、硝化槽６内の液を脱窒槽５へ戻す循環手段８が設け
られ、硝化槽６内の液中の活性汚泥を通過させずに液分
を通過させる濾過体１１が、硝化槽６内の液中に浸漬す
る状態で設けられ、濾過体１１を通して硝化槽６内の液
を吸引して槽外に排出する吸引手段１３が設けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液状の家畜排泄物
を浄化処理する家畜排泄物浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、図３に示すように、希釈調整槽
４１、曝気槽４２及び沈澱槽４３を備えていた。そし
て、液状の家畜排泄物（以下、液状排泄物と略記する場
合がある）を希釈調整槽４１に供給して、希釈水によっ
て希釈し、そのように希釈された希釈液状排泄物が曝気
槽４２に流入する。その曝気槽４２内においては、槽内
の液に対して曝気が行われて、液状排泄物中の有機物が
活性汚泥によって酸化分解される。曝気槽４２内の液
は、沈澱槽４３に流入して、沈澱槽４３においては、活
性汚泥が沈降して底に溜まる。そして、沈澱槽４３内の
上澄液を槽外に抽出して、その上澄液に対して、消毒槽
（図示せず）における塩素殺菌処理、及び、希釈水によ
る希釈処理（図示せず）等を施した後、放流する。更
に、沈澱槽４３内に沈澱した活性汚泥の一部は、希釈調
整槽４１に戻す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は、液状排泄物を希釈して浄化処理する必要があるた
め、希釈調整槽４１、曝気槽４２及び沈澱槽４３等が大
型化して、ひいては装置全体が大型化するという問題が
あった。又、沈澱槽４３内の活性汚泥の一部を、希釈調
整槽４１に戻すにしても、上澄液とともに排出される活
性汚泥の量が多いため、曝気槽４２内の活性汚泥の濃度
（以下、ＭＬＳＳと記載する場合がある）が低くなり、
浄化処理効率が低くなるという問題もあった。

【０００４】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、装置の小型化を図るとともに、
液状の家畜排泄物を効率良く浄化処理できるようにする
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の特徴構
成によれば、液状排泄物が無希釈で脱窒槽に供給され
る。そして、脱窒槽において、液状排泄物が脱窒素菌に
よって脱窒され、脱窒槽内の液は、硝化槽に供給され
る。硝化槽においては、液中の窒素化合物が硝化菌の酸
化作用によって硝酸化合物や亜硝酸化合物に分解され
る。更に、硝化槽内の液の一部は、循環手段によって脱
窒槽に戻され、戻された液中の硝酸化合物や亜硝酸化合
物が、脱窒槽において、脱窒素菌の還元作用によって窒
素ガスに還元されて除去される。更に、硝化槽におい
て、吸引手段によって、槽内の液が濾過体を通して吸引
されて、濾過体を通過しない活性汚泥は槽内に残り、活
性汚泥が除去された液が槽外に排出される。

【０００６】つまり、濾過体によって硝化槽内の液から
活性汚泥を分離して、活性汚泥が除去された液を槽外に
排出するので、浄化処理のために液状排泄物を希釈する
必要がなく、液状排泄物を無希釈で浄化処理することが
できるのである。従って、脱窒槽及び硝化槽を小型化す
ることができるので、ひいては装置全体を小型化するこ
とができるようになった。又、濾過体によって硝化槽内
の液から活性汚泥を分離して、活性汚泥が除去された液
を槽外に排出するので、脱窒槽及び硝化槽の活性汚泥が
系外に排出されるのを防止することができる。従って、
脱窒槽及び硝化槽のＭＬＳＳを高い値に維持することが
できて、脱窒槽における脱窒反応、及び、硝化槽におけ
る硝化反応が促進するので、浄化処理効率を向上させる
ことができるようになった。

【０００７】請求項２に記載の特徴構成によれば、限外
濾過用の濾過体を用いて、硝化槽内の液と活性汚泥とを
分離する。限外濾過用の濾過体は、こし分け可能な粒子
の最小粒径が、活性汚泥の粒径よりやや小さくなるよう
に形成されているので、限外濾過用の濾過体は、活性汚
泥の系外への流出の防止、及び、槽内の液を濾過体を通
過させて槽外へ排出する排出効率低下の抑制の両立を図
るうえで、好適なものである。従って、本発明を実施す
るに当たって、濾過体として限外濾過用の濾過体を採用
すると、浄化処理効率を向上させる上で好適である。ち
なみに、濾過体として、こし分け可能な最小粒径が限外
濾過用よりも大きい精密濾過用の濾過体を用いると、槽
内の液を濾過体を通過させて槽外へ排出する排出効率は
向上するものの、活性汚泥の流出の防止性能が低下す
る。一方、濾過体として、こし分け可能な最小粒径が限
外濾過用よりも小さい超濾過用の濾過体を用いると、活
性汚泥の流出の防止性能は向上するものの、槽内の液を
濾過体を通過させて槽外へ排出する排出効率が低下す
る。

【０００８】請求項３に記載の特徴構成によれば、濾過
体が、内部に吸引用の中空部を備える状態で偏平形状に
形成されているので、１個の濾過体において、吸引用の
中空部の体積を可及的に小さくしながら、濾過作用させ
る濾過面の面積を可及的に大きくすることができる。つ
まり、所定の濾過性能を得るために設置する濾過体の個
数を少なくすることができる。従って、液状排泄物に混
入している藁屑等が濾過体間に詰まるのを抑制すること
ができる。ちなみに、濾過体が、中空糸状や管状に形成
されている場合は、所定の濾過性能を得るために設置す
る濾過体の個数が多くなり、藁屑等が濾過体間に詰まり
易くなる。

【０００９】又、その偏平形状の濾過体が、その面方向
を鉛直方向に向けた状態で、硝化槽内の液中に浸漬する
状態で設けられ、噴気手段によって、気体が濾過体の下
方からその面に沿う状態で噴出されるので、濾過体の濾
過面に沿う上昇流が生じ、その上昇流によって濾過面に
付着している活性汚泥を剥離させることができる。従っ
て、藁屑等が濾過体間に詰まるのを抑制することができ
ること、及び、濾過面に付着している活性汚泥を剥離さ
せることができることによって、メンテナンスに要する
作業負担を軽減することができる。

【００１０】又、噴気手段によって、空気等の酸素含有
ガスを噴出することにより、本来必要である、硝化槽内
の液に対する曝気も行うことができる。従って、コスト
アップを防止しながら、メンテナンスに要する作業負担
を軽減することができる。

【００１１】ところで、畜舎等に排泄された家畜排泄物
を集める作業は、１日における所定の時間帯に集中して
実施されるので、浄化処理対象となる液状排泄物は、１
日における所定の時間帯に集中して現出する。請求項４
に記載の特徴構成によれば、液状排泄物は、脱窒槽に供
給される前に調節槽において貯留され、吸引手段によっ
て硝化槽から槽外に排出される液量に見合った量の液状
排泄物を、供給手段によって、調節槽から脱窒槽へ供給
することができる。従って、１日における所定の時間帯
に集中して現出する液状排泄物を、長時間にわたって押
し並べて浄化処理することができるので、小規模の装置
で、確実に浄化処理することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。図１に示すように、家畜排泄物
浄化装置には、無希釈で供給される家畜の排泄物を固状
排泄物と液状排泄物に分離する固液分離機１と、その固
液分離機１にて分離された液状排泄物が無希釈で供給さ
れる調節槽２と、その調節槽２内の液状排泄物が供給手
段としての原液供給用ポンプ３によって原液供給路４を
通じて供給される脱窒槽５と、その脱窒槽５内の液が供
給される硝化槽６と、その硝化槽６内の液を循環路７を
通じて脱窒槽５へ戻す循環手段としての循環ポンプ８を
設けてある。脱窒槽５と硝化槽６とは、脱窒槽５の液面
が設定高さに維持される状態で脱窒槽５内の液が硝化槽
６に流入するように、連通路９にて連通接続してある。
原液供給路４の途中には、そこを通流する液状排泄物に
混入している藁屑等の粗大混入物を除去するスクリーン
１０を設けてある。

【００１３】更に、硝化槽６内の液中の活性汚泥を通過
させずに液分を通過させる限外濾過用の濾過体１１を、
硝化槽６内の液中に浸漬する状態で設けてある。その濾
過体１１を通して硝化槽６内の液を吸引路１２を通じて
吸引して槽外に排出する吸引手段としての吸引ポンプ１
３を設けてある。

【００１４】図２に示すように、濾過体１１は、濾板１
１ａの両面夫々に略全面にわたる状態で網材１１ｂを付
設し、更に、網材１１ｂを覆う状態で限外濾過用の濾過
膜１１ｃを付設して形成してある。つまり、濾板１１ａ
と濾過膜１１ｃとの間に網材１１ｂによって吸引用の中
空部を形成してあり、濾過体１１は、そのような中空部
を内部に備える状態に板状に形成してある。更に、濾過
体１１には、両側の前記中空部夫々と連通する吸引管１
１ｄを設けてある。複数の濾過体１１を、夫々の面方向
が鉛直方向を向く姿勢で、互いに間隔を隔ててケーシン
グ１４に支持させて、濾過体セットＳを形成してある。
複数の噴気孔１５ａが長手方向に沿って形成された噴気
管（噴気手段に相当する）１５の２本を、複数の濾過体
１１の下方において、夫々の長手方向を複数の濾過体１
１の並び方向に沿わせて、且つ、互いに間隔を隔てて平
行に位置させた状態で、ケーシング１４に支持させてあ
る。

【００１５】そして、上記の濾過体セットＳを、硝化槽
６内の液中に浸漬する状態で設けてある。吸引路１２
は、各濾過体１１の吸引管１１ｄ夫々に連通接続してあ
る。各噴気管１５には、洗浄用ブロア１６が接続された
洗浄用空気路１７を連通接続してある。つまり、噴気管
１５によって、空気を濾過体１１夫々の下方から夫々の
面に沿わせる状態で噴出するようにしてある。従って、
濾過体１１同士のあいだに上昇流が生じ、これによっ
て、濾過体１１の濾過面に付着している活性汚泥が剥離
される。尚、噴気管１５からは、濾過体１１の濾過膜１
枚当たりに換算して１０リットル／分以上になる量の空
気を噴出するようにしてある。これによって、供給され
る液状排泄物が無希釈であって、含有有機物の濃度が高
くても、各濾過体１１の濾過面に付着している活性汚泥
を効果的に剥離することができるので、濾過体１１を洗
浄するためのメンテナンスを軽減することができる。

【００１６】図１に示すように、脱窒槽５及び硝化槽６
夫々の槽内底部には、散気管２７，２８を設け、各散気
管２７，２８には、曝気用ブロア２９が接続された曝気
用空気路３０を連通接続してある。

【００１７】更に、吸引ポンプ１３にて吸引された硝化
槽６内の液が、吸引路１２を通じて供給される混合反応
槽１８と、その混合反応槽１８内の液が供給される凝集
沈澱槽１９と、その凝集沈澱槽１９内の液が供給される
消毒槽２０と、その消毒槽２０内の液が供給される放流
槽２１を設けてある。混合反応槽１８と凝集沈澱槽１９
とは、混合反応槽１８の液面が設定高さに維持される状
態で混合反応槽１８内の液が凝集沈澱槽１９に流入する
ように、連通路２２にて連通接続し、同様に、凝集沈澱
槽１９と消毒槽２０とは連通路２３にて、消毒槽２０と
放流槽２１とは連通路２４にて夫々連通接続し、放流槽
２１には、その液面が設定高さに維持される状態で液が
流出するように、放流路２５を連通接続してある。消毒
槽２０には、連通路２３を通じて流入する液を塩素殺菌
する塩素殺菌機３３を設けてあり、更に、消毒槽２０に
は、希釈水路３４を通じて希釈水が供給されるようにな
っている。

【００１８】更に、循環路７を通流する液の一部が供給
される汚泥貯留槽２６を設けてある。更に、凝集沈澱槽
１９内底部の沈澱部分を汲み取って、沈澱槽液路３２を
通じて汚泥貯留槽２６に供給する汚泥回収ポンプ３１を
設けてある。

【００１９】以下、上記のように構成した家畜排泄物浄
化装置によって、液状排泄物が浄化処理される作用を説
明する。固液分離機１にて分離された液状排泄物は無希
釈で調節槽２に供給されて、そこで貯留される。調節槽
２からは、吸引ポンプ１３によって硝化槽６から槽外に
排出される液量に見合った量の液状排泄物が、混入して
いる藁屑等がスクリーン１０にて除去される状態で、原
液供給用ポンプ３によって原液供給路４を通じて脱窒槽
５へ供給される。脱窒槽５において、液状排泄物が脱窒
素菌によって脱窒され、脱窒槽５内の液は、連通路９を
通じて硝化槽６に供給される。硝化槽６においては、液
中の窒素化合物が硝化菌の酸化作用によって硝酸化合物
や亜硝酸化合物に分解される。

【００２０】更に、硝化槽６内の液の一部は、循環ポン
プ８によって循環路７を通じて脱窒槽５に戻され、戻さ
れた液中の硝酸化合物や亜硝酸化合物が、脱窒槽５にお
いて、脱窒素菌の還元作用によって窒素ガスに還元され
て除去される。硝化槽６内の活性汚泥も、循環ポンプ８
によって液とともに脱窒槽５に戻される。

【００２１】尚、系内において余剰となる活性汚泥を排
出すべく、循環路７を通流する液のうち、余剰活性汚泥
の量に見合う分は、汚泥貯留槽２６に供給されて、そこ
で貯留された後、固液分離等の所定の処理（図示せず）
が行われる。

【００２２】更に、硝化槽６において、吸引ポンプ１３
によって、槽内の液が濾過体１１を通して吸引されて、
濾過体１１を通過しない活性汚泥は槽内に残り、活性汚
泥が除去された液が吸引路１２を通じて、混合反応槽１
８に供給される。従って、活性汚泥が系外に排出される
のを防止することができて、脱窒槽５内及び硝化槽６内
のＭＬＳＳを高い値に維持することができるので、脱窒
槽５内での脱窒反応、及び、硝化槽６内での硝化反応が
促進して、浄化処理効率を向上させることができる。

【００２３】混合反応槽１８には、別途、薬剤タンク
（図示せず）から高分子凝集剤が供給される。凝集沈澱
槽１９内の上澄み液は、連通路２３を通じて塩素殺菌機
３３に流入し、そこで塩素殺菌されて、消毒槽２０に流
入する。消毒槽２０においては、凝集沈澱槽１９から流
入した液が、希釈水路３４を通じて供給される希釈水に
よって希釈される。そして、消毒槽２０内の液は、連通
路２４を通じて放流槽２１に流入し、その放流槽２１内
の液が、放流路２５を通じて放流される。凝集沈澱槽１
９内底部の沈澱部分は、汚泥回収ポンプ３１によって汲
み取られて、沈澱槽液路３２を通じて汚泥貯留槽２６に
供給され、そこで、上記のように処理される。

【００２４】〔別実施形態〕次に別実施形態を説明す
る。 （イ） 上記の実施形態においては、濾過体１１を、内
部に吸引用の中空部を備える状態で偏平形状に形成する
場合について例示した。これに代えて、濾過体１１を、
中空糸状や管状に形成してもよい。但し、液状排泄物に
混入している藁屑等が濾過体１１同士の間に詰まるのを
抑制する面では、濾過体１１を、上記の実施形態のよう
に偏平形状に形成するのが好ましい。

【００２５】（ロ） 噴気管１５からの空気の噴出によ
って、硝化槽６内の液に対する曝気も行うことができる
ので、上記の実施形態において、硝化槽６内に設けた散
気管２８を省略することができる。

【００２６】（ハ） 本発明による家畜排泄物浄化装置
により、牛、豚、馬等、各種家畜の液状排泄物を浄化処
理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】家畜排泄物浄化装置の全体構成を示すブロック
図

【図２】濾過体セット及び濾過体の構成を示す斜視図

【図３】従来の家畜排泄物浄化装置の要部の構成を示す
ブロック図

【符号の説明】

２ 調節槽 ３ 供給手段 ５ 脱窒槽 ６ 硝化槽 ８ 循環手段 １１ 濾過体 １３ 吸引手段 １５ 噴気手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液状の家畜排泄物が無希釈で供給される
   脱窒槽と、 その脱窒槽内の液が供給される硝化槽と、 硝化槽内の液を前記脱窒槽へ戻す循環手段が設けられ、 前記硝化槽内の液中の活性汚泥を通過させずに液分を通
   過させる濾過体が、前記硝化槽内の液中に浸漬する状態
   で設けられ、 前記濾過体を通して前記硝化槽内の液を吸引して槽外に
   排出する吸引手段が設けられている家畜排泄物浄化装
   置。
2. 【請求項２】 前記濾過体が、限外濾過用である請求項
   １記載の家畜排泄物浄化装置。
3. 【請求項３】 前記濾過体が、内部に吸引用の中空部を
   備える状態で偏平形状に形成され、 その偏平形状の濾過体が、その面方向を鉛直方向に向け
   た状態で、前記硝化槽内の液中に浸漬する状態で設けら
   れ、 気体を前記濾過体の下方からその面に沿わせる状態で噴
   出する噴気手段が設けられている請求項２記載の家畜排
   泄物浄化装置。
4. 【請求項４】 液状の家畜排泄物を前記脱窒槽に供給さ
   れる前に貯留する調節槽と、 その調節槽内の液状の家畜排泄物を前記脱窒槽へ供給す
   る供給手段が設けられている請求項１〜３のいずれか１
   項に記載の家畜排泄物浄化装置。