(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形分と液分とが非分離の状態で槽内に貯留された家畜糞尿を回転翼の回転により吸入して、その吸入糞尿をノズルから槽内に噴出するとともに、それに並行して吸入糞尿の固形分を付帯の回転カッターにより破砕するカッターポンプと、
ブロアから供給される曝気用の加圧空気を前記ノズルからの噴出糞尿に対し、前記ノズルの噴出口近傍に配置した吹込口から吹き込む送気手段とを備え、
前記送気手段における前記吹込口の形成部を前記ノズルに一体化してある家畜糞尿用曝気装置。
【請求項２】
請求項１記載の家畜糞尿用曝気装置により槽内の家畜糞尿を曝気処理する曝気槽と、
この曝気槽で曝気処理した固液非分離の家畜糞尿を貯留して熟成発酵させる貯留槽と、
前記曝気槽から前記貯留槽への糞尿移送、及び、前記貯留槽から前記曝気槽への糞尿返送を行う移送手段とを設けてある家畜糞尿処理設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は家畜糞尿用の曝気装置、及び、それを用いた家畜糞尿処理設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、糞尿用の曝気装置としては、槽内に貯留した糞尿中に空気を吹き込むことで糞尿を曝気するとともに、この吹き込み空気の気泡の上昇作用により糞尿を槽内循環させ、これにより、槽内糞尿の全体を極力均一に曝気処理するようにしたものがあり、家畜糞尿の曝気処理にも同種のものが用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、固形分濃度が高い家畜糞尿の場合、槽内の一部箇所に空気を吹き込むだけでは、その吹き込み箇所の近傍で局部的に糞尿への酸素の溶け込みが進むだけで、槽内糞尿の全体を効率良く曝気処理することができず、この為、処理に長時間を要して処理設備が大型化するとともに、嫌気性発酵が目立って強い悪臭が発生する問題があった。
【０００４】
また、空気を吹き込む散気手段を槽底部の全体にわたらせて施設することで、槽内糞尿の全体を均一に曝気処理する方式もあるが、この場合、散気手段を槽底部の全体にわたらせて施設するため設備コストが極めて高く付き、一般の酪農畜産家での実用は難しい問題があった。
【０００５】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、合理的な装置構成を採ることにより上記問題を解消する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔１〕請求項１に係る発明では、家畜糞尿用の曝気装置において、
固形分と液分とが非分離の状態で槽内に貯留された家畜糞尿を回転翼の回転により吸入して、その吸入糞尿をノズルから槽内に噴出するとともに、それに並行して吸入糞尿の固形分を付帯の回転カッターにより破砕するカッターポンプと、ブロアから供給される曝気用の加圧空気を前記ノズルからの噴出糞尿に対し、前記ノズルの噴出口近傍に配置した吹込口から吹き込む送気手段とを備える構成にする。
【０００７】
この構成によれば、固形分濃度の高い家畜糞尿についても、回転カッターによる固形分の粉砕とノズルからの糞尿の噴出とにより、槽内の広範囲にわたって糞尿を効率良く攪拌することができ、また、ノズルから噴出される糞尿に対しブロアから供給される曝気用の加圧空気をノズル噴出口の近傍で吹き込むことにより、その吹き込み空気をノズルの噴出力により微細化した状態で固形分が粉砕された噴出糞尿に効率的に含ませて、その噴出糞尿に随伴させることができ、これらのことから、槽内糞尿の全体を効率良く曝気処理することができる。
【０００８】
したがって、槽内の一部箇所に単に空気を吹き込むだけの従来装置に比べ、処理に要する時間を短縮して処理設備を小型化するとともに、嫌気性発酵を抑制して悪臭発生を効果的に無くすことができる。また、ノズルからの噴出をもって糞尿の攪拌と微細化空気の拡散を促進する形態を採ることから、空気を吹き込む散気手段を槽底部の全体にわたらせて施設する形式に比べ、設備コストを大幅に低減できるとともに、装置のメンテナンス等の取り扱いも簡便にすることができる。
【０００９】
ちなみに、微細化した曝気用空気を噴出糞尿に随伴させるには、別法として、糞尿を吸入して噴出するポンプの回転翼室に曝気用空気を供給することで、微細化空気を含む糞尿をポンプ吐出口から吐出させる方式も考えられるが、この場合、ポンプの回転翼室に圧縮性の高い空気を供給することが原因でポンプの糞尿に対する吸入・吐出性能が低下してしまう。
【００１０】
これに対し、上記の如く、ノズルの噴出口の近傍位置でノズルからの噴出糞尿に曝気用空気を吹き込む構成を採れば、糞尿に対する吸入・吐出性能を低下させずにポンプを運転でき、このことから、糞尿噴出による槽内糞尿の攪拌をより効率的に行うことができる。
【００１１】
また、請求項１に係る発明では、前記送気手段における前記吹込口の形成部を前記ノズルに一体化した構成にする。
【００１２】
この構成によれば、例えば、上記ノズルとは別体とした吹込口形成部材をノズル噴出口近傍の適当位置を選んでその位置に適宜配置するに比べ、吹込口形成部材のノズルに対する一体化により、吹込口からの吹き込み空気を最も効率良くノズルからの噴出糞尿に含ませ得るノズルと吹込口との最適相対位置を確実に維持でき、これにより、前述の如き高い曝気性能を確実かつ安定的に得ることができる。
【００１３】
また、ノズルを向き変更ないし移動が自在なものとする場合、それらノズルの向き変更や移動に伴い吹込口も上記の最適相対位置を保ちながら共に向き変更ないし移動させることができ、これにより、ノズルの向き変更や移動に対し、それとは別に吹込口の向き変更操作や移動操作を行うに比べ、取り扱いを簡便にすることができる。
【００１４】
〔２〕請求項２に係る発明では、家畜糞尿処理設備において、
上記した請求項１に係る発明の家畜糞尿用曝気装置により槽内の家畜糞尿を曝気処理する曝気槽と、
この曝気槽で曝気処理した固液非分離の家畜糞尿を貯留して熟成発酵させる貯留槽と、
前記曝気槽から前記貯留槽への糞尿移送、及び、前記貯留槽から前記曝気槽への糞尿返送を行う移送手段とを設ける。
【００１５】
つまり、この構成では、家畜糞尿を固形分と液分とへの分離処理を施さず固液非分離の状態のままで、曝気槽において上記した請求項１又は２に係る発明の家畜糞尿用曝気装置により効率的に曝気処理し、この曝気後の糞尿を上記移送手段により貯留槽へ移して、この貯留槽で熟成発酵させる。そして、この熟成期間中に嫌気性発酵が生じることで、そのまま肥料として使用するのでは悪臭が発生するが、これに対しては、熟成発酵させた糞尿を上記移送手段により貯留槽から曝気槽へ返送して、曝気槽で再度曝気処理した上で肥料として取り出すことにより、肥料として使用において悪臭が発生するのを防止できる。
【００１６】
すなわち、この構成によれば、固液非分離の状態のままで糞尿を処理できることから、固形分と液分とに分離して各別の処理を施す処理設備に比べ、設備を簡略にし得るとともに高い処理能率を得ることができ、また、曝気槽を発酵前の曝気処理と発酵後の無臭化のための再曝気処理とに効率的に用いることからも、設備を一層簡略なものにすることができ、これらのことから、設備コストが安価で必要スペースも小さい設備でありながら、無臭の肥料を能率良く生成できる優れた家畜糞尿処理設備となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は家畜糞尿処理設備を示し、１は流入槽を兼ねる第１曝気槽、２は第２曝気槽であり、牛舎３から排出される飼育牛の糞尿を固形分と液分とへの分離処理を施さず、そのまま流入路４を通じ第１曝気槽１に流入させて、先ず、この第１曝気槽１での貯留過程で糞尿に曝気処理を施し、続いて、第１曝気槽１で曝気処理した糞尿を第２曝気槽２へ移して、この第２曝気槽２での貯留過程で糞尿にさらに曝気処理を施す。
【００１８】
５は第２曝気槽２で曝気処理した固液非分離の糞尿を第２曝気槽２から移して熟成発酵させる貯留槽であり、この貯留槽５には、槽内の貯留糞尿を攪拌してスカムの発生を抑制するための攪拌機６を装備してある。
【００１９】
７，８は第１曝気槽１及び第２曝気槽２の夫々に装備した曝気装置であり、両曝気装置７，８は図３及び図４に示す如く、トラクタ等により牽引する台車９に装置本体を搭載した移動可能な装置にしてある。
【００２０】
これら曝気装置７，８において、１０はスライド移動操作自在に台車９に取り付けた支持フレーム、１１は支持フレーム１０の先端に取り付けたカッターポンプ、１２はカッターポンプ１１から送出される糞尿を導く揚送管、１３は揚送管１２のカッターポンプ寄り箇所に設けたノズル、１４はカッターポンプ１１に回転動力を伝達する伝動軸１５を内装した伝動ケースであり、揚送管１２及び伝動ケース１４はカッターポンプ１１とともに支持フレーム１０に連結支持し、この支持フレーム１０のスライド移動操作により、装置本体を構成するカッターポンプ１１、揚送管１２、伝動ケース１４を一体的に台車９上の格納位置と台車９から降下させた使用位置とにわたり位置変更できるようにしてある。
【００２１】
カッターポンプ１１は、そのポンプケース１１ａに内装した回転翼１１ｂを伝動軸１５からの回転動力により回転させることで、吸入口１１ｃから第１及び第２曝気槽１，２における固液非分離の糞尿を吸入して、その吸入糞尿を揚送管１２へ吐出するとともに、それに並行して、吸入口１１ｃに装備の回転カッター１１ｄを上記回転翼１１ｂとともに回転させることで、吸入糞尿の固形分を破砕する構造にしてある。
【００２２】
揚送管１２におけるノズル１３の付設部には、カッターポンプ１１から吐出される糞尿を揚送管１２の上端側への送出は停止してノズル１３から曝気槽１、２の槽内に噴出させる状態と、ノズル１３からの噴出は停止して揚送管１２の上端側へ送出する状態とに切り換える切換弁１６を装備してあり、各曝気槽１、２での曝気処理時には、ノズル１３からの糞尿噴出により槽内の貯留糞尿を大きく攪拌して貯留糞尿の曝気を促進し、また、第１曝気槽１から第２曝気槽２への糞尿移送や第２曝気槽２から貯留槽５への糞尿移送では、揚送管１２の上端側への糞尿送出により、揚送管１２に接続のホース１７を通じて糞尿を移送するようにしてある。
【００２３】
そして、ノズル１３には、図５に示す如く、別置のブロア１８から曝気用の加圧空気を導く送気管１９の先端部を、その先端の吹込口１９ａがノズル１３の噴出口１３ａに隣接する状態で一体的に取り付け、その吹込口１９ａからノズル噴出口１３ａの近傍位置でノズル１３からの噴出糞尿に対しブロア１８からの曝気用加圧空気を吹き込むようにしてあり、これにより、その吹き込み空気をノズル１３の噴出力により微細化した状態で固形分が粉砕された噴出糞尿に効率的に含ませて噴出糞尿に随伴させることで、槽内糞尿の全体を効率良く曝気処理するようにしてある。
【００２４】
なお、２０は切換弁１６を切り換える操作レバー、２１はノズル１３を横向き軸心ｐ周りで回動させて向き変更させる操作レバー、２２はノズル１３を縦軸心ｑ周りで回動させて向き変更させる操作ハンドル、２３はトラクタからの取り出し動力やモータ動力を伝動軸１５への伝達動力として入力する入力部である。
【００２５】
図１及び図２において、２４は貯留槽５で熟成発酵させた糞尿を流下により第２曝気槽２に返送する返送路、２５はこの返送路２４を開閉する開閉弁であり、この返送路２５を設けることにより、貯留槽５で熟成発酵させた糞尿を肥料として取り出す際には、槽内の曝気済み糞尿を貯留槽５に移した状態にある第２曝気槽２へ上記返送路２４を通じ貯留槽５から所要量の糞尿を返送して、その返送糞尿を第２曝気槽２で曝気装置８により再曝気処理した上で、曝気装置８の揚送管１２から肥料として運搬車等へ取り出すようにしてある。
【００２６】
つまり、貯留槽５ではスカム発生の防止のために攪拌を行うだけであることから、嫌気性発酵が生じ、この為、貯留槽５で熟成発酵させた糞尿をそのまま肥料として使用するのでは悪臭が発生するが、上記の如く第２曝気槽２を利用して貯留槽５の糞尿を第２曝気槽２で再度曝気処理した上で肥料として取り出すことにより、肥料として使用において悪臭が発生するのを防止できる。
【００２７】
以上の構成において、曝気装置７，８に接続した送気管１９は、ブロア１８から供給される曝気用の加圧空気をノズル１３からの噴出糞尿に対し、ノズル１３の噴出口近傍に配置した吹込口１９ａから吹き込む送気手段を構成し、また、曝気装置７，８のカッターポンプ１１、ホース１７、及び、返送路２４は、曝気槽１，２から貯留槽５への糞尿移送、及び、貯留槽５から曝気槽８（本例では第２曝気槽）への糞尿返送を行う移送手段を構成する。
【００２８】
〔別実施形態〕
次に別の実施形態を列記する。
【００２９】
家畜糞尿用曝気装置のカッターポンプにおける回転翼の構造や回転カッターの構造、さらにノズルの装備構造は種々の構成変更が可能であり、また、前述の実施形態の如くカッターポンプをノズルから糞尿を槽内に噴出させる曝気用と糞尿を槽内から取り出す移送用とに兼ねるに代え、吸入糞尿をノズルから槽内に噴出させるだけの曝気専用機にしてもよい。
【００３０】
ブロアから供給される曝気用の加圧空気をノズルからの噴出糞尿に対し、ノズルの噴出口近傍に配置した吹込口から吹き込む送気手段の具体的構造、特に吹込口部分の構造は前述の実施形態で示した構造に限らず種々の構成変更が可能である。
【００３１】
家畜糞尿処理設備について、前述の実施形態では、固液非分離の糞尿を２段階にわたって曝気処理する第１及び第２の曝気槽を設ける例を示したが、これに代え、３以上の曝気槽で多段に曝気処理を施して貯留槽に移すようにしたり、一段の曝気処理だけで貯留槽に移すようにしてもよい。
【００３２】
前述の実施形態では、曝気槽から貯留槽への糞尿移送を曝気用を兼ねるカッターポンプにより行い、また、貯留槽から曝気槽への糞尿返送を流下式の返送路により行う例を示したが、これら糞尿の移送や返送を行う移送手段には、その他、種々の形式もものを適用できる。
【００３３】
処理対象の糞尿は牛の糞尿に限られるものではなく、その他、どのような家畜の糞尿であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】家畜糞尿処理設備の設備構成を示す平面図
【図２】家畜糞尿処理設備の設備構成を示す側面図
【図３】家畜糞尿用曝気装置を示す側面図
【図４】家畜糞尿用曝気装置の平面図及び拡大断面図
【図５】ノズル部分の拡大図
【符号の説明】
１，２                曝気槽
５                    貯留槽
７，８                家畜糞尿用曝気装置
１１                  カッターポンプ
１１ｄ                回転カッター
１１ｂ                回転翼
１３                  ノズル
１３ａ                ノズル噴出口
１８                  ブロア
１９                  送気手段
１９ａ                吹込口
１１，１７，２４      移送手段
【図１】
0003549411.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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