(57)【要約】      （修正有）【課題】容易に設置および移動を行うことができる酪農排水浄化装置を提供する。【解決手段】酪農排水を活性汚泥によって浄化する酪農排水浄化装置１であって、酪農排水から固形物を分離する固液分離機２と、固形物を分離した酪農排水を一時的に貯留して供給する流量を調整する流量調整槽３と、この流量調整槽３から供給される酪農排水を活性汚泥により分解処理するとともにその処理水と活性汚泥とを膜分離処理する膜分離処理槽４と、流量調整槽３および膜分離処理槽４を収容する格子状に形成された収容フレームとを有しており、流量調整槽３および膜分離処理槽４が収容フレーム内に並設されているとともに、流量調整槽３の上方に固液分離機２が配置され、全体としてユニット化されてなる。【選択図】図１
0003210728.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
酪農排水を活性汚泥によって浄化する酪農排水浄化装置であって、
前記酪農排水から固形物を分離する固液分離機と、前記固形物を分離した酪農排水を一時的に貯留して供給する流量を調整する流量調整槽と、この流量調整槽から供給される酪農排水を前記活性汚泥により分解処理するとともにその処理水と前記活性汚泥とを膜分離処理する膜分離処理槽と、前記流量調整槽および前記膜分離処理槽を収容する格子状に形成された収容フレームとを有しており、
前記流量調整槽および前記膜分離処理槽が前記収容フレーム内に並設されているとともに、前記流量調整槽の上方に前記固液分離機が配置され、全体としてユニット化されてなる、前記酪農排水浄化装置。
【請求項２】
前記流量調整槽および前記膜分離処理槽は、前記収容フレームの内側に張られたボード材により外壁が構成されているとともに、この外壁の内面には合成樹脂材が塗布されている、請求項１に記載の酪農排水浄化装置。
【請求項３】
前記流量調整槽および前記膜分離処理槽の外壁の外壁面には、断熱材が被覆されている、請求項１または請求項２に記載の酪農排水浄化装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、牛舎や搾乳設備から排出される酪農排水を浄化する酪農排水浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、牛舎や搾乳設備から排出される酪農排水は、公共用水域（河川、湖沼、港湾、沿岸海域その他公共の用に供される水域及びこれに接続する公共溝渠、かんがい用水路その他公共の用に供される水路）に排水する場合、環境保全の観点から、アンモニア等の含有量を排水基準値以下に浄化しなければならない。
【０００３】
このため、これまでに酪農排水を浄化するための大規模な浄化システムが提案されている。例えば、特開２００７−１６０２７０号公報には、温度が一定となりやすいように地中に埋設させた生物処理槽を有する汚水処理方法が開示されており、異物を確実に除去して長期間、安定した水質の計測を可能とする発明が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６０２７０号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１を含め、従来の浄化システムは、生物処理槽をコンクリートの打設により地中に埋設させており、施設が大規模にならざるを得ず、施工にも多くの時間を必要とし、工費も高額にならざるを得なかった。また、上述のとおり、生物処理槽は地中に固定されるため設置後の移動は不可能であった。
【０００６】
本考案は、このような問題点を解決するためになされたものであって、容易に設置および移動を行うことができる酪農排水浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案に係る酪農排水浄化装置は、容易に設置および移動を行うことができるという課題を解決するために、酪農排水を活性汚泥によって浄化する酪農排水浄化装置であって、前記酪農排水から固形物を分離する固液分離機と、前記固形物を分離した酪農排水を一時的に貯留して供給する流量を調整する流量調整槽と、この流量調整槽から供給される酪農排水を前記活性汚泥により分解処理するとともにその処理水と前記活性汚泥とを膜分離処理する膜分離処理槽と、前記流量調整槽および前記膜分離処理槽を収容する格子状に形成された収容フレームとを有しており、前記流量調整槽および前記膜分離処理槽が前記収容フレーム内に並設されているとともに、前記流量調整槽の上方に前記固液分離機が配置され、全体としてユニット化されてなる。
【０００８】
また、本考案の一態様として、軽量でかつ高強度であるとともに安価な流量調整槽および膜分離処理槽を構成するという課題を解決するために、前記流量調整槽および前記膜分離処理槽は、前記収容フレームの内側に張られたボード材により外壁が構成されているとともに、この外壁の内面には合成樹脂材が塗布されていてもよい。
【０００９】
さらに、本考案の一態様として、地上に設置された場合に外気温の影響を抑制して安定して連続的な浄化処理を行うことができるという課題を解決するために、前記流量調整槽および前記膜分離処理槽の外壁の外壁面には、断熱材が被覆されていてもよい。
【考案の効果】
【００１０】
本考案によれば、酪農排水浄化装置を容易に設置および移動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案に係る酪農排水浄化装置の一実施形態の構成を示すとともに酪農排水の処理の流れを示すブロック図である。
【図２】本実施形態における収容フレーム内に流量調整槽および膜分離処理槽の外壁を構築する過程を示すデジタルカメラ画像である。
【図３】本実施形態における流量調整槽および膜分離処理槽の外壁面を断熱材で被覆するとともに、収容フレームを化粧板およびアルミ枠で覆う過程を示すデジタルカメラ画像である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下、本考案に係る酪農排水浄化装置の一実施形態について図面を用いて説明する。なお、本考案において、酪農排水とは、牛舎や搾乳設備から排出される汚水であり、牛の糞尿、乳成分および牛舎・搾乳設備の洗浄水等からなる。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態の酪農排水浄化装置１は、主として、酪農排水中の固形物を分離除去する固液分離機２と、固液分離後の酪農排水を一時的に貯留して次の処理工程に供給するための流量を調整する流量調整槽３と、前記処理された酪農排水を活性汚泥により分解処理するとともにその処理水から活性汚泥を膜分離する膜分離処理槽４と、前記固液分離機２、前記流量調整槽３および前記膜分離処理槽４を一体的にユニット化する収容フレーム５とを有している。以下、各構成部について詳細に説明する。
【００１４】
固液分離機２は、活性汚泥を用いた分解処理の前処理として酪農排水に含まれる比較的大きな固形物を分離除去するものであり、本実施形態では、ろ過機の一種であるロータリーフィルターが用いられている。この固液分離機２は、流量調整槽３の上方に配置されており、固形物を分離した後の酪農排水が前記流量調整槽３に流れ落ちるように構成されている。また、分離された固形物は、装置外に設置された除去箱６に排出されるようになっている。なお、固液分離機２は、ロータリーフィルターに限定されるものではなく、流量調整槽３の上方に配置可能な大きさのふるいやスクリーンをはじめ、酪農排水を固液分離処理可能な装置から適宜選択してもよい。
【００１５】
流量調整槽３は、固形物を分離した後の酪農排水を一時的に貯留し、次の処理工程で用いられる膜分離処理槽４へ供給する流量を調整するためのものである。つまり、酪農排水は、牛舎や搾乳設備における作業に応じて汚水量の増減があるが、膜分離処理槽４による処理能力には上限があるため、前記酪農排水を直接的に膜分離処理槽４に流入させてその処理能力を超えると充分に浄化できない。特に、牛舎や搾乳設備の洗浄作業が行われた際には、大量の酪農排水が排出される。
【００１６】
そこで、流量調整槽３は、膜分離処理槽４へ供給する流量を当該膜分離処理槽４の処理能力に応じて時間的に平均化させてバッファとして機能し、流量を調整するようになっている。
【００１７】
また、本実施形態における流量調整槽３には、活性汚泥が投入されるように構成されており、膜分離処理槽４による活性汚泥処理に先立って、前記流量調整槽３においても活性汚泥による生物処理が進行されるようになっている。前記流量調整槽３に投入される活性汚泥は、後述する膜分離処理槽４で使用された後に分離された活性汚泥の一部を再利用している。なお、前記流量調整槽３に活性汚泥を投入せずに単なる一次貯留として機能させてもよいし、活性汚泥処理以外の処理手段を設けてもよい。
【００１８】
また、本実施形態における流量調整槽３は、図２に示すように、収容フレーム５の内側に複数枚のボード材７を箱状に配置して外壁を構成し、この外壁の内面に繊維強化プラスチック（Fiber-Reinforced Plastics：ＦＲＰ）等の合成樹脂材を塗布することにより内壁面が形成されている。前記ボード材７は、木質ボードやポリ塩化ビニル製ボード等、種々の板材から適宜選択される。また、流量調整槽３は、図１および図３に示すように、その上方に配置される固液分離機２が装置全体から外側に突出して移動時の邪魔にならないようにするため、前記膜分離処理槽４に比べて高さが低く形成されている。さらに、流量調整槽３の内部には、図１に示すように、酪農排水を攪拌し活性汚泥の活性を高める曝気を行う散気管３１と、並設される膜分離処理槽４に酪農排水を送水するための送水ポンプ３２とが設置されている。前記散気管３１は、空気を供給するブロア８に接続されている。本実施形態におけるブロア８は、固液分離機２と同様、流量調整槽３の上方に配置されている。
【００１９】
なお、流量調整槽３は、上述したボード材７と繊維強化プラスチックとにより形成されたものに限定されるものではなく、酪農排水を貯留可能な市販の水槽などから適宜選択し、収容フレーム５内に配置してもよい。
【００２０】
つぎに、膜分離処理槽４は、活性汚泥処理から膜分離処理までの高度処理を行うのものであり、前記膜分離を行うための膜分離ユニット９が内装されている。本実施形態における膜分離処理槽４は、流量調整槽３と同様、収容フレーム５の内側に複数枚のボード材７を箱状に配置して外壁を構成し、この外壁の内面に繊維強化プラスチック等の合成樹脂材を塗布することにより内壁面が形成されている。なお、膜分離処理槽４は、ボード材７と繊維強化プラスチックとにより形成されたものに限定されるものではなく、酪農排水を貯留可能な市販の水槽などから適宜選択し、収容フレーム５内に配置してもよい。
【００２１】
つぎに、膜分離処理槽４内に配置されている膜分離ユニット９は、多孔質材料によって形成された膜シートおよびろ板とを組み合わせたユニット本体９１と、このユニット本体９１を透過した処理水を吸い上げる吸引ポンプ９２と、図示しないが前記膜シートから散気して膜面の洗浄と活性汚泥への酸素の供給を行う散気管とを有している。散気管は、流量調整槽３内の散気管３１と同様、ブロア８に接続されている。なお、このような膜分離ユニット９には、例えば、特開昭６１−１２９０９４号公報に記載された膜分離装置のような既知の膜分離ユニット９を用いることができる。
【００２２】
また、膜分離処理槽４には、図１に示すように、前記膜分離ユニット９よりも高い任意の高さ位置に、酪農排水が過供給された際にオーバーフローさせて流量調整槽３にリターンさせるオーバーフロー管（図示しない）と、分離された活性汚泥を流量調整槽３に返送可能な返送バルブ４１と、余剰汚泥を排出バルブ４２の開閉により除去箱６に排出可能な排出管（図示しない）とが設けられている。
【００２３】
つぎに、収容フレーム５は、固液分離機２、流量調整槽３および膜分離処理槽４を一体的にユニット化することにより移動および設置を容易にするとともに、装置全体の強度を補強する機能を備えている。前記収容フレーム５は、クレーン等によって持ち上げ移動可能な強度を備えるため、軽量でかつ高強度の構造を構築し易く、さらに安価に入手可能なフレーム材により形成されており、本実施形態では、図２および図３に示すように、アングル材を格子状に溶接して床面、側面および天面を構成している。このとき、収容フレーム５は、格子の各辺に相当する長さのアングル材を互いの端部同士で突き合わせるように接合して形成されてもよく、各面の上下幅または左右幅と同等の長さのアングル材を互いに交差するように接合して形成されてもよい。また、床面の下部には柱状に形成された脚部５１が設けられており、水平を保ちながら任意の場所に設置し、固定できるようになっている。
【００２４】
また、収容フレーム５内に設置された流量調整槽３および膜分離処理槽４の外壁の外面には断熱材１０が被覆されており、活性汚泥に含まれる微生物や菌体が活性しやすい温度を保持できるようにされている。本実施形態では、発泡ウレタンフォームを収容フレーム５の格子の大きさに合わせてカットし、前記格子に嵌め入れることにより、流量調整槽３および膜分離処理槽４の露出した外壁面を被覆するようになっている。なお、断熱材１０は、発泡ウレタンフォームに限定されるものではなく、フェノールフォーム、ポリスチレンフォーム、ビーズ法ポリスチレン、押し出し法ポリスチレン、発泡ゴム等の発泡系断熱材やグラスウール、ロックウール、セルローズファイバー等の繊維系断熱材から適宜選択してもよい。また、本実施形態では、収容フレーム５の格子から露出した部分を後から断熱材１０で被覆するようになっているが、予め収容フレーム５内に断熱材１０を張って断熱層を構成し、その内側にボード材７を張って流量調整槽３および膜分離処理槽４の外壁を構成するようにしてもよい。
【００２５】
さらに、本実施形態における収容フレーム５の外周面は、図３に示すように、前記断熱材１０を収容フレーム５に押さえ付けておくとともに外観の美感をよくするため、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂により形成された化粧板５２によって覆われている。また、角部には補強と美感向上のため、アングル状に形成されたアルミ枠５３が設けられている。
【００２６】
つぎに、以上の構成を備えた本実施形態の酪農排水浄化装置１による作用について、説明する。
【００２７】
本実施形態の酪農排水浄化装置１は、牛舎や搾乳設備の近傍等における任意の場所に設置される。本実施形態では、軽量かつ比較的強度の高いフレーム材により形成された収容フレーム５を用いてユニット化されているため、クレーン等による運搬にも耐えられる。このとき固液分離機２が流量調整槽３の上方において収容フレーム５の外側に突出しないように配置されているため、運搬時の邪魔にならない。また、全体的にコンパクトにユニット化されているためトラック等の車両に載せて移動することができる。さらに、脚部５１により水平を保つことができるようになっているため、多少ぬかるんだ場所でも安定させて設置することができる。以上のように本実施形態の酪農排水浄化装置１は、設置場所の自由度が高い。
【００２８】
設置後の酪農排水浄化装置１では、酪農排水を処理するためのセッティングを行う。図１に示すように酪農排水を貯留している原水槽１１に原水ポンプ１２を設置し、固液分離機２に接続する。また、流量調整槽３および膜分離処理槽４に活性汚泥を充填する。本考案における活性汚泥とは、人為的・工学的に培養・育成された好気性（酸素に基づく代謝機構の性能）を有する微生物群や菌体群を繁殖させたものである。
【００２９】
酪農排水は、固液分離機２、流量調整槽３、膜分離処理槽４の順で処理される。まず、固液分離機２では、原水槽１１から原水ポンプ１２により汲み上げられた酪農排水に含まれる藁等の比較的大きな固形物を分離する。分離された固形物は、図１に示すように、除去箱６に排出され、焼却等により別途処理される。一方、固形物が分離除去された後の酪農排水は、固液分離機２の下方から流量調整槽３に向けられた実線の矢印に示すように、流量調整槽３へ流れ落ちる。
【００３０】
流量調整槽３では、固形物が分離された酪農排水を一時的に貯留する。流量調整槽３には、活性汚泥が充填されているため、貯留されている間も前記活性汚泥による分解処理が進行する。また、散気管３１は、破線の矢印に示すように、ブロア８から空気が供給されており、その空気を流量調整槽３内に放出して曝気を行う。これにより固形物が分離された酪農排水は攪拌されて固液分離機２で分離しきれなかった微小固形物の沈殿を防ぐとともに、活性汚泥には酸素が供給されるので、活性が高められて分解処理が促進する。
【００３１】
送水ポンプ３２は、実線の矢印で示すように、膜分離処理槽４の処理能力に応じて適量の酪農排水を前記膜分離処理槽４に供給する。つまり、流量調整槽３では、酪農排水を一時的に貯留させつつ一次活性汚泥処理を進めた後に膜分離処理槽４に供給するため、膜分離処理槽４の処理能力を越えた流入を防止しつつ、膜分離処理槽４の処理能力を最大限に発揮できるようになっている。
【００３２】
膜分離処理槽４は、活性汚泥による酪農排水の最終的な分解処理を行うとともに、膜分離ユニット９を用いて処理水と活性汚泥との分離を行う。本実施形態における流量調整槽３および膜分離処理槽４は、外壁面が断熱材１０で覆われており、外気温による影響を抑制している。よって、気温の低い場所に設置したとしても、活性汚泥により分解処理に適した温度を保持しやすく、安定的に連続した活性汚泥による分解処理を行うことができる。
【００３３】
また、膜分離ユニット９における散気管は、膜面の下方から曝気することにより上昇流を発生させる。これにより、膜シートの表面は、上昇流により洗浄されて目詰まりが防止される。よって、前記膜分離ユニット９では、安定的に連続して膜分離処理を行うことができる。
【００３４】
膜分離ユニット９により分離された処理水は、吸引ポンプ９２により吸い上げられ、前記処理水を溜めるタンクまたは直接的に公共用水域等に放流される。一方、分離して膜分離処理槽４内に残った活性汚泥は、返送バルブ４１を開放することにより流量調整槽３に返送される。さらに、余剰汚泥については、排出バルブ４２を開放することにより除去箱６に排出され、分離された固形物とともに焼却処理等される。
【００３５】
以上のような本実施形態の酪農排水浄化装置１によれば、以下のような効果を奏する。
１．クレーンやトラックなどによる移動が可能であるため、設置が容易であるとともに設置場所の自由度が高い。
２．比較的外気温の低い場所に設置されても、安定して連続的な分解処理を行うことができる。
【００３６】
なお、本考案は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、上述した実施形態において、流量調整槽３の上方が開放空間となっており、当該空間に固液分離機２を配置しているが、このような構成に限定されるものではなく、前記空間を収容フレーム５で覆い、閉空間とした中に前記固液分離機２を配置してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  酪農排水浄化装置
２  固液分離機
３  流量調整槽
４  膜分離処理槽
５  収容フレーム
６  除去箱
７  ボード材
８  ブロア
９  膜分離ユニット
１０  断熱材
３１  散気管
３２  送水ポンプ
４１  返送バルブ
４２  排出バルブ
５１  脚部
５２  化粧板
５３  アルミ枠
【図１】
0003210728.tif 000003
【図２】
0003210728.tif 000004
【図３】
0003210728.tif 000005