(57)【要約】【課題】            各工程に基づく処理槽の機能に基づき、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳを目標値に至るように組み合わせることによって、家畜の糞尿から、所定の基準に達している浄化水を得ること。【解決手段】        畜舎から貯留槽に流出した糞尿による処理対象物を曝気槽に移動し、循環空気との接触に基づく撹拌を行いながら、当該処理対象物の一部を下方に沈殿させ、ＢＯＤが所定の値以下となっている上側部分を沈殿槽に移行したうえで、当該処理対象物の一部を下方に沈殿させ、ＳＳが所定の値以下となっている上側部分を第１濾過槽に移行し、分子ふるい剤粒子による濾過に基づいて、ＢＯＤを更に低い所定の値としたうえで、当該液体を第２濾過槽に移行し、多孔質の粒子又は微粉体による濾過に基づいて、ＢＯＤ、ＣＯＤ、及びＳＳを更に低い所定の値以下とすることによって、前記課題を達成することを可能とする家畜の糞尿浄化処理装置。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
畜舎から貯留槽に流出した糞尿による液体と固体との混合物から浄化水を得る家畜糞尿浄化処理装置において、当該混合物による処理対象物を前記貯留槽から曝気槽に移動し、循環空気との接触に基づく撹拌を行いながら、当該処理対象物の一部を下方に沈殿させ、ＢＯＤが所定の値以下となっている上側部分を沈殿槽に移行し、沈殿槽において当該処理対象物の一部を下方に沈殿させ、ＳＳが所定の値以下となっている上側部分を第１濾過槽に移行し、第１濾過槽において分子ふるい剤粒子による濾過に基づいて、ＢＯＤを更に低い所定の値としたうえで、当該液体を第２濾過槽に移行し、第２濾過槽において多孔質の粒子又は微粉体による濾過に基づいて、ＢＯＤ、ＣＯＤ、及びＳＳを所定の値以下にすると共に、曝気槽及び沈殿槽において、下方に沈殿し、かつ槽内に残留している部分を外部に排出することに基づく家畜の糞尿浄化処理装置。
【請求項２】
空気の循環量を所定以上と設定したうえで、曝気槽の容積／沈殿槽の容積の比率を所定値以下に設定し、沈殿槽の容積／第１濾過槽の容積の比率を所定値以下と設定し、第１濾過槽の容積／第２濾過槽の容積を所定値以下と設定すると共に、各槽におけるＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳにつき、常時の計測、及び当該計測に基づく制御を伴わずに処理対象物を順次移行させることを特徴とする請求項１記載の家畜の糞尿浄化処理装置。
【請求項３】
曝気槽に、１日当り所定量以上の天然水、又は地下水、又は水道水を注入することを特徴とする請求項１記載の家畜の糞尿浄化処理装置。
【請求項４】
空気の循環量、及び天然水、又は地下水、又は水道水の注入量を所定以上と設定したうえで、曝気槽の容積／沈殿槽の容積の比率を所定値以下に設定し、沈殿槽の容積／第１濾過槽の容積の比率を所定値以下と設定し、第１濾過槽の容積／第２濾過槽の容積を所定値以下と設定すると共に、各槽におけるＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳにつき、常時の計測、及び当該計測に基づく制御を伴わずに処理対象物を順次移行させることを特徴とする請求項３記載の家畜の糞尿浄化処理装置。
【請求項５】
曝気槽において、１ｍ３の処理対象物に対し、６５ｍ３／日の空気を循環させ、かつ１ｍ３の処理対象物に対し、４００Ｌ／日の天然水、又は地下水、又は水道水を注入したうえで、曝気槽において、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２の測定によるＢＯＤが１１００ｍｇ／Ｌ以下であり、昭和４６年環境庁告示第５９号の規格によるＳＳが１７０以下である上側部分を沈殿槽に移動させ、沈殿槽において、前記ＪＩＳ規格によるＢＯＤが１０００ｍｇ／Ｌ以下であり、前記規格によるＳＳが１４０以下である上側部分を第１濾過槽に移行させ、第１濾過槽において、前記ＪＩＳ規格によるＢＯＤを１９０ｍｇ／Ｌとし、前記規格によるＳＳを１３０ｍｇ／Ｌ以下としたうえで、処理対象物を第２濾過槽に移行させ、第２濾過槽において、前記ＪＩＳ規格によるＣＯＤを１１０ｍｇ／Ｌ以下とし、ＢＯＤを０．５ｍｇ／Ｌ以下とし、前記規格によるＳＳを６８ｍｇ／Ｌ以下とすることを実現するために、曝気槽の容積／沈殿槽の容積を３以下とし、沈殿槽の容積／第１濾過槽の容積を４以下とし、第１濾過槽の容積／第２濾過槽の容積を３以下とするような容積比率であることを特徴とする請求項４記載の家畜の糞尿浄化処理装置。
【請求項６】
第１濾過槽においてゼオライトを濾過剤として使用し、第２濾過槽において活性炭を濾過剤として使用することを特徴とする請求項１、２、３、４、５記載の家畜の糞尿浄化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、畜舎から貯留槽に流出した糞尿による液体及び固体の混合物質から浄化水を得る家畜の糞尿浄化処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
牛、馬、豚などの畜舎において飼育した家畜が排出した糞尿を貯留槽に流出させた場合には、当該貯留槽には、糞尿による液体及び固体の混合物質が貯留されている。
【０００３】
前記混合物を浄化する装置においては、曝気、沈殿、濾過の何れか、又は全ての工程が採用されている。
【０００４】
他方、家畜の糞尿の浄化処理装置に基づく浄化水においては、生物化学的酸素要求量（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎｄｅｍａｎｄ：以下、通称名に従い、「ＢＯＤ」と略称する。）、化学的酸素要求量（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ：以下、通称名に従って、「ＣＯＤ」と略称する。）、懸濁物質（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ：以下、通称名に従って、「ＳＳ」と略称する。）を所定値以下とすることが要求されている。
【０００５】
しかるに、従来の浄化装置においては、前記各工程において、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳを所定量以下とするような機能分担を考慮したことによる具体的な構成は、これまで特に提唱されている訳ではない。
【０００６】
他方、生活汚泥から浄化水を得る一般的構成は提唱されているが、このような構成においては、生化学的又は化学的な反応工程を前提としており、大掛かりな装置を必要とし、簡便な処理工程にて浄化水を得ることができない。
【０００７】
【特許文献１】特公平０５−１０９９４号公報。
【０００８】
【特許文献２】特開２０００−３１７４７８号公報。
【０００９】
【特許文献３】特開２００３−１１２９８６号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来から存在する前記各工程に基づく処理槽の機能に基づき、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳを目標値に至るように組み合わせることによって、家畜の糞尿からＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳに関し、所定の基準に達し得るような浄化処理装置の構成を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明の構成は、
（１）畜舎から貯留槽に流出した糞尿による液体と固体との混合物から浄化水を得る家畜糞尿浄化処理装置において、当該混合物による処理対象物を前記貯留槽から曝気槽に移動し、循環空気との接触に基づく撹拌を行いながら、当該処理対象物の一部を下方に沈殿させ、ＢＯＤが所定の値以下となっている上側部分を沈殿槽に移行し、沈殿槽において当該処理対象物の一部を下方に沈殿させ、ＳＳが所定の値以下となっている上側部分を第１濾過槽に移行し、第１濾過槽において分子ふるい剤粒子による濾過に基づいて、ＢＯＤを更に低い所定の値としたうえで、当該液体を第２濾過槽に移行し、第２濾過槽において多孔質の粒子又は微粉体による濾過に基づいて、ＢＯＤ、ＣＯＤ、及びＳＳを所定の値以下にすると共に、曝気槽及び沈殿槽において、下方に沈殿し、かつ槽内に残留している部分を外部に排出することに基づく家畜の糞尿浄化処理装置、
（２）曝気槽に、１日当り所定量以上の天然水、又は地下水、又は水道水を注入することを特徴とする前記（１）による家畜の糞尿浄化処理装置、
からなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、比較的簡単な構成でありながら、各処理槽の機能分担の組み合わせによって、家畜の糞尿から、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳにつき、目標とする基準に基づく浄化水を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の全装置の基本形態を示しているが、図１からも明らかなように、本発明においては、畜舎から流出した糞尿による液体及び固体の混合物を貯留槽１中に貯留させたうえで、曝気槽２→沈殿槽３→第１濾過槽４→第２濾過槽５の順序にて、貯留した糞尿を順次浄化処理を行うことによって、浄化水を形成している。
【００１４】
一般に、貯留槽１の段階では、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳは、相当高い状態にあり、例えば牛舎から排出され、かつ貯留槽１に貯留している前記混合物による糞尿の場合には、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２の規格によるＢＯＤは、約１２０００ｍｇ／Ｌであり、前記ＪＩＳ規格によるＣＯＤは、約４０００ｍｇ／Ｌであり、昭和４６年環境庁告示第５９号が定める規格によるＳＳは、約３０００ｍｇ／Ｌである。
【００１５】
曝気槽２においては、槽内に順次空気を循環させながら、前記貯留した混合物による糞尿中の臭気を循環空気と共に外部に放出する（無論、必要に応じて脱臭処理を行う。）一方、空気の循環によって曝気槽２内における糞尿を撹拌するが、当該撹拌に伴って、前記混合物中の固体を下方に沈殿させ、かつ液体を上方に貯留させるという固液分離としての機能をも発揮することが可能である。
【００１６】
曝気槽２においては、このような固液分離機能に基づき、ＢＯＤを低下させるが、当該低下と共に、実際にはＳＳ及びＣＯＤをも低下させている。
【００１７】
曝気槽２内において、下方に沈殿した固体及びこれと一体となった液体は、外部に排出されるか、又は貯留槽１に還元されることになる（但し、浄化水を得るという基本的な目的に即するならば、可能な限り外部に放出することが好ましい。）。
【００１８】
曝気槽２の処理対象物の内、上側部分のＢＯＤが所定の値以下となっている場合には、当該上側部分を沈殿槽３に移動することになる。
【００１９】
沈殿槽３においては、静止した状態にて、処理対象物に対し、固体の多い部分を下方に沈殿させ、かつ固体の少ない部分を上方に貯留させることによって更なる固液分離を行い、上側部分のＳＳが所定の値以下となっている場合には、当該上側部分を第１濾過槽４に移行させるが、ＳＳが所定の値以下となっている場合には、ＢＯＤ、ＣＯＤも更に低下した状態となっている。
【００２０】
沈殿槽３においても、下方に沈殿した固体が多い部分は、外部に放出させるか、再び貯留槽１に還元させることになる。
【００２１】
第１濾過槽４においては、分子ふるい剤粒子４１の濾過作用によって、処理対象物中の微生物（バクテリア）を吸着し、ＢＯＤを大幅に低下させることができ、濾過された処理対象物のＢＯＤが所定の値以下である場合には、当該処理対象物は、第２濾過槽５に移行することになる。
【００２２】
尚、分子ふるい剤粒子４１の濾過作用によって、単にＢＯＤが低下するだけでなく、実際には、ＣＯＤも大幅に低下すると共に、ＳＳもまた若干低下する場合がある。
【００２３】
第２濾過槽５においては、多孔質状の粒子又は微粉体５１の濾過作用によって、処理対象物中の有機物質を吸着することによって、ＣＯＤを低下させると共に、微生物の吸着によってＢＯＤを大幅に低下させると共に、その余の懸濁物質をも吸着することによって、ＳＳをも大幅に低下させることができる。
【００２４】
第２濾過槽５において、濾過した処理対象物のＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳがそれぞれ所定値以下の場合には、処理対象物は、浄化水として処理することが可能となる。
【００２５】
前記のような一連の各槽の機能によって、本発明の装置においては、貯留槽１に貯留した液体及び固体の混合物となっている家畜の糞尿から、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳについて、各槽に対応して所定の値以下に低下させることに基づき、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳについて目標として設定した基準による浄水を得ることができる。
【００２６】
尚、前記（２）のように、曝気槽２において、天然水、又は地下水、又は水道水を所定量注入し、しかも必要に応じて、当該注入量を調整した場合には、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳを目標値以下とするうえで、極めて好都合である。
【００２７】
各槽において目標として設定されているＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳの何れか、又は全てを所定の値以下とするために、常時各槽において、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳの何れか、又は全てについて計測を行い、当該所定値以下となった段階において、処理対象物を次の槽に移行させ、かつ第２濾過槽５において浄化水として処理し、逆に、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳの何れかが目標とする所定の値を超えている場合には、曝気槽２、沈殿槽３においては、次の槽への移行を中止すると共に、第１濾過槽４、及び第２濾過槽５においては、改めて処理対象物の濾過を繰り返すという自動制御を行うような実施形態もまた、本発明に包摂される。
【００２８】
しかしながら、上記実施形態において採用される自動制御においては、特に第１濾過槽４及び第２濾過槽５において、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳの何れかが所定の値を超えている場合に、処理対象物を改めて濾過以前の状態に戻すという複雑な作業を必要とせざるを得ない。
【００２９】
このような状況を考慮し、本発明においては、空気の循環量を所定以上と設定したうえで、曝気槽の容積／沈殿槽の容積の比率を所定値以下に設定し、沈殿槽の容積／第１濾過槽の容積の比率を所定値以下と設定し、第１濾過槽の容積／第２濾過槽の容積を所定値以下と設定すると共に、各槽におけるＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳについて常時計測をせずとも処理対象物を順次移行させることによる実施形態が好ましい。
【００３０】
当該好ましい実施形態を、前記（２）の実施形態に適用する場合には、天然水、又は地下水、又は水道水の曝気槽２に対する注入量を所定値以上と設定することを不可欠とする。
【００３１】
これらの好ましい実施形態においては、各槽における処理、即ち曝気槽２、及び沈殿槽３における固液分離、第１濾過槽４及び第２濾過槽５における濾過が、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳの何れか、又は全てを目標とする所定値以下とするように機能させることを前提としているが、そのためには、処理対象物が各槽に移行する量が、各槽において処理し得る容量の範囲内にあることを不可欠とする。
【００３２】
したがって、前記実施形態においては、貯留槽１と曝気槽２との間に計量槽６を設け、各槽の容量以上の前記混合物による家畜の糞尿が曝気槽２に移動しないように設定すると良い。
【００３３】
尚、第１濾過槽４の濾過剤である分子ふるい剤粒子４１としては、ゼオライトが好適であり、第２濾過槽５の濾過剤である多孔質の粒子又は微粉体５１としては、活性炭が好適である。
【００３４】
以下、実施例に従って説明する。
【実施例】
【００３５】
実施例においては、曝気槽２において、１ｍ３の処理対象物に対し、６５ｍ３／日の空気を循環させ、かつ１ｍ３の処理対象物に対し、４００Ｌ／日の天然水、又は地下水、又は水道水を注入したうえで、曝気槽２において、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２の測定によるＢＯＤが１１００ｍｇ／Ｌ以下であり、昭和４６年環境庁告示第５９号の規格によるＳＳが１７０以下である上側部分を沈殿槽３に移動させ、沈殿槽３において、前記ＪＩＳ規格によるＢＯＤが１０００ｍｇ／Ｌ以下であり、前記規格によるＳＳが１４０以下である上側部分を第１濾過槽４に移行させ、第１濾過槽４において、前記ＪＩＳ規格によるＢＯＤを１９０ｍｇ／Ｌとし、前記規格によるＳＳを１３０ｍｇ／Ｌ以下としたうえで、処理対象物を第２濾過槽５に移行させ、第２濾過槽５において、前記ＪＩＳ規格によるＣＯＤを１１０ｍｇ／Ｌ以下とし、ＢＯＤを０．５ｍｇ／Ｌ以下とし、前記規格によるＳＳを６８ｍｇ／Ｌ以下とすることを実現するために、曝気槽の容積／沈殿槽の容積を３以下とし、沈殿槽の容積／第１濾過槽の容積を４以下とし、第１濾過槽の容積／第２濾過槽の容積を３以下とするような容積比率であることを特徴としている。
【００３６】
実施例においては、常時の計測、及び当該計測に基づく制御を伴わずに、処理対象物を順次移行させることが可能であるが、このような実施例の構成及び当該構成を実現する設計は、発明者の試行錯誤を伴う実験に由来している。
【００３７】
前記実施例の構成に基づき、出願人は、千葉県において、家畜の糞尿による混合物が浄化水を得る装置として許認定を得るに至ったが、このような官公庁の厳しい認定基準に達し得たのは、本願発明の具体的形態が優れた浄化機能を有すると共に、その構成が簡便であって、決して高価な装置を必要とする訳ではないことにも由来している。
【００３８】
尚、前記実施例において、出願人が設計した各槽の容量は、曝気槽につき６．４ｍ３であり、沈殿槽につき２．６ｍ３であり、第１濾過槽につき、５２８Ｌであり、第２濾過槽につき１４０Ｌであり、曝気槽における空気の循環量は、４３７．５ｍ３／日であり、天然水、又は地下水、又は水道水の注入量は、２８００Ｌ／日であり、最終的に得られる浄化水は、３５００Ｌ／日であるが、このような数量は、概略乳牛３５頭から排出される糞尿を前提とした設計に該当する。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、畜舎から排出され、各貯留した液体及び固体の混合物による糞尿から浄化水を得ることだけではなく、工程の途中にて、排気された固体を貯留させたうえで、有機肥料として使用するような産業分野にも応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の処理装置の概略を示すブロック図である。尚、Ｐは、処理対象物を次の槽に移行させるために必要に応じて設けられるポンプを示している。
【符号の説明】
【００４１】
１  貯留槽
２  曝気槽
２１  空気の循環パイプ
２２  天然水、又は地下水、又は水道水の注入パイプ
３  沈殿槽
４  第１濾過槽
４１  分子ふるい剤粒子
５  第２濾過槽
５１  多孔質の粒子又は微粉体
６  計量槽
【図１】
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