(57)【要約】　　　（修正有）【課題】汚水を受容して、その一部を大気中に蒸散させ、残りを土壌浸透により浄化して放流または再利用できるようにした建設費、維持コストの安い蒸散槽およびそれを利用した汚水処理装置を提供する。【解決手段】上面が開放した槽本体１５と、該槽本体内に設けた土壌の層２３と、さらに、該土壌の層２３の上に設けた多孔性物質の槽２５と、該多孔性物質の槽２５に汚水を送り出す散水管１７と、散水管１７の下側に設けた樋２０との間に活性炭２１を入れ、該槽本体の底から処理水を取り出すための排出管とからなる汚水蒸散槽１５、および嫌気処理槽と好気処理槽の組合せからなる生物処理槽で処理した処理水を、該汚水蒸散槽１５に自然流下によって移動するように上記各槽を配置して供給するようにした汚水処理装置。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が開放した槽本体と、該槽本体内に設けた土壌の層と、さらに、該土壌の層の上に設けた多孔性物質の層と、該多孔性物質の層に汚水を送り出すの散水管と、該槽本体の底から処理水を取り出すための排出管から成る汚水蒸散槽。
【請求項２】
該散水管から出た汚水をその直下で受け止める樋を該散水管に沿って設け、該樋の中に活性炭または木炭を収めた請求項１に記載の汚水蒸散槽。
【請求項３】
請求項１、２または３の汚水蒸散槽に、生物処理槽で処理した汚水を供給するようにした汚水処理装置。
【請求項４】
該生物処理槽が、嫌気処理槽および好気処理槽の組み合わせからなる請求項３に記載の汚水処理装置。
【請求項５】
該処理槽から他の処理槽さらには該蒸散槽への処理水の移動が自然流下によって行われるように各槽を配置した請求項４に記載の汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、処理水を受容して、その一部を大気中に蒸散させ、残りの水を土壌浸透により浄化して放流または再利用できるようにした蒸散装置およびそれを利用した汚水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、下水処理は生物処理が主流であり、その中でも活性汚泥法が広く使用されている。この方法によれ放流基準を充分クリアすることが可能であるが、半面、設備が大掛かりで高額であり、また、工程が多いため運転管理も複雑である。さらには、ばっ気のための電力および排出される大量の汚泥処理に高い維持費がかかる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
小規模酪農家では、最近では家畜の糞のほとんどを簡易コンポストを使って処理するようになってきたが、尿および畜舎の汚水に関しては、処理が不十分な例も少なくない。これは、従来の汚水処理施設は、導入したくても多額の建設・維持費用と高度の運転管理技術を要するため、小規模の酪農家では実際上導入が難しいためである。
【０００４】
この発明は、小規模酪農家でも負担できるような建設および維持コストの安い、汚水蒸散槽を用いた汚水処理装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る汚水蒸散槽は、上面が開放した槽本体の内部に土壌の層を設け、この土壌の層の上にさらに多孔性物質の層を設ける。この多孔性物質の層に散水管から汚水を送り出す。槽本体の底に溜まった処理水を取り出すための排出管を設ける（請求項１）。
【０００６】
この蒸散槽では、散水管から送り出された汚水が、多孔性物質（例えば石炭灰）の層に吸収され、天日に晒されて空気中に蒸散する。多孔性物質が吸収し切れなかった汚水は、一部は土壌層の上に溜まり、さらには、土壌の中に浸透する。この土壌浸透で、汚水が、土壌の粒子に固着して生育している微生物や土壌自体と接触してリンや有機物が除去され、槽の底に溜まる。
【０００７】
雨が蒸散槽の上に降り注ぐように、蒸散槽には屋根は掛けないことが好ましい。長い年月が経つと多孔性物質および土壌の各層が目詰まりを起こすようになるが、その目詰まりを降雨で洗い流すようにする。
【０００８】
大雨の後など、槽の底に溜まる処理水の水位が高くなったら、槽の外に取り出し、再利用したり、河川に放流したりする。
【０００９】
この蒸散槽は以上のように、汚水を空気中に蒸散させることができ、蒸散し切れなかった汚水も土壌浸透による三次処理を施すことができ、放流や再利用を可能にする。また、構造が簡単なので設備費が安く、動力を要しないので維持費も安く済む。
【００１０】
なお、散水管から出た汚水をその直下で受け止める樋を散水管に沿って設け、この樋の中に活性炭（木炭）を収めて、処理水中に僅かに残存するＣＯＤ成分や色素成分を活性炭に吸着させるようにしてもよい（請求項２）。
【００１１】
蒸散層に送る汚水は、一次および二次の処理を終えたものであることが必要であり、二次処理として生物処理槽を用いるのがよい（請求項３）。また生物処理は、嫌気処理槽と好気処理槽の組み合わせから行うことが好ましい（請求項４）。嫌気処理は汚泥の発生量が小さく、汚泥処理にかかるランニングコストを低減することができる。また、ばっ気しないのでコンプレッサの運転経費がかからないというメリットもある。好気処理は、嫌気処理で処理しきれない有機物を分解する荷に効果がある。
【００１２】
槽から槽への処理水の移送は動力を用いないで、自然流下によって行うようにすることが好ましい（請求項５）。こうすることで、ポンプの設置費用および駆動電力が節約できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
牛舎から出る汚水を処理するためのこの装置は、図１に示すように、第１処理槽（嫌気処理）、第２処理槽（好気処理）、第３処理槽（嫌気処理）、および蒸散槽の順で連なる４つの槽から成り、牛５０頭から出る１日あたり約６５０リットルの汚水を処理する。
【００１４】
第１嫌気槽１は、容量６０トンほどのコンクリート製の細長い槽であり、上面は蓋２で閉じて、槽内を嫌気的雰囲気に保つ。蓋２にはガス抜きの小さな孔３が一面に空けてあり、蓋には数十ｃｍの厚さに土が被せてある。牛舎から出る汚水はごみなどの固形分を濾してから、流入管５を通ってこの第１処理槽に流れ込んで来る。そして、反対側の排出管から出て行くが、この間、槽内に約５５日滞在する。槽の中では嫌気性気菌の働きで汚水中の有機物はゆっくりと還元的分解を受け、ガス化分解する。最終生成物はほとんどがメタンと炭酸ガスであり、蓋の小孔３から外に排出される。嫌気性処理であるので、余剰汚泥の量は好気性処理の場合に比べ数分の１くらいと少ない。槽に沈殿した余剰汚泥（消化汚泥）は数年おきに排出する程度で足りる。
【００１５】
処理水は、次に、管８を通って第２好気槽６に入る。この槽は地面を浅く掘り下げて表面を遮水シートで覆っただけのラグーンであり、容量は５０トンほどである。ラグーンに雨が振り込まないよう、簡単な屋根７が掛けてある。ばっ気装置はあった方がいいが、悪臭が出るのを防ぐためと、維持費（電気代）節約のため設けていない。この槽における処理水の滞留時間は約４５日間であり、この間、処理水はばっ気を行わない場合は主に嫌気性菌の働きで有機物が分解される。
【００１６】
第２槽６からの処理水は管９を通じて第３第３嫌気槽１０に自然流下する。第３槽は容量１０トンほどのコンクリート製の槽で、上面は蓋１１で閉じて空気を絶つ。蓋にはガス抜きの小さな孔１３が一面に空けてあり、蓋１１には数十ｃｍの厚さに土が被せてある。槽１０の中には、微生物が付着してよく繁殖するよう、接触材（ここでは網状パイプ型のもの）を納めてある。この槽ではこれまでに分解されなかった有機物を分解すると共に、汚泥を沈殿させて処理水を次段に送る。
【００１７】
第４槽（蒸散槽）１５は、図２、図３にも示すように、地面を浅く掘り下げて遮水シートで覆っただけの長方形の槽（面積は約１６０ｍ２）であり、屋根は設けない。蒸散槽１５を挟んで対向する格好で振分け槽１６を設け、両槽を平行な３本の管（散水管）１７で結ぶ。一方の振分け槽１６には、第３槽１０から管１４で処理水が自然流下する。
【００１８】
散水管１７は直径７５ｍｍの塩ビ管で、図４に示すように、断面上部には１００ｍｍの間隔を置いて１０ｍｍの孔１９があけてあり、これらの孔から処理水が自然流下によってじわじわと湧き出す。この湧き出した処理水を受け止められるように、噴出管に沿って樋２０を吊設する。この樋の中に活性炭２１（木炭でもよい。）を入れ、活性炭で散水管を取り囲むようにする。活性炭の山は布（不織布）２２で覆い、異物が入らないようにする。蒸散槽１５の中には土壌２３を入れ、土壌に中に水が浸透にくいよう、転圧して締め固める。この土壌の層２３の上に、石炭灰等の多孔性物質２５を積み上げ、前記散水管１７がこの多孔性物質の層の中に埋もれるようにする。多孔性物質は、他に、パルプ焼却灰、鉄鋼スラグなども使える。槽１５の底には溝２６を設け、該溝の一端から排出管２７を立ち上げる。第３槽から振分け槽１６に流れ込んだ処理水は、散水管１７に流れ込み、管の上面の孔１９からじわじわと湧き出て、活性炭２１と接触し、悪臭などが吸着除去される。その後、多孔性物質２５の間を通って、土壌層２３の上に溜まる。溜まった処理水は、一部が土壌２３の中に浸透し、残りは、毛細管現象により多孔性物質２５に吸い上げられ、天日に晒されるなどして、多孔性物質の層の表面から空気中に蒸発していく。土壌２３の中に染み込んだ処理水は、土壌の粒子に固着して生育している微生物や土壌自体と接触してリンや有機物が除去され、槽１５の底に溜まる。
【００１９】
雨が降ると、降った雨は多孔性物質２５の目詰まりを洗い流して、土壌層２３の上に溜まり、さらに、土壌の中に浸透していき、このときにも同上の目詰まりを洗い流して、槽１５の底に溜まる。このように、目詰まりは雨で洗い流されるので、多孔性物質および土壌の交換は数年に一度で足りる。
【００２０】
大雨が続が続いたりすると、槽１５の底に溜まる水のレベルが上昇する。この場合は、溜まった水を排出管２７から汲み上げて、川に放流したり、再利用する。なお、本装置の約１年間の試験運用では、汲出しは１回だけで足り、その量は約６５０リットルであった。蒸散量は、蒸散槽の面積１ｍ２あたり４リットル／日程度と推定される。
【００２１】
表１は水質検査の結果である。処理前の汚水（Ａ）からは、ＢＯＤ、全窒素、アンモニア値ともに高い値が検出されたが、畜舎汚水としては一般的なレベルである。第１槽および第２槽において合計滞留時間約１００日経過した汚水が第３槽に流入するが、この第３槽から採取した処理水（Ｂ）は、原汚水に比べ、ＣＯＤ、ＢＯＤ、全窒素ともに低い値を示し、特にＳＳ（懸濁物質）は総理府令の一律排水基準を下まわった。第４槽の処理水（Ｃ）は、蒸散せず土壌層に浸透したものと雨水が槽底部に溜まったもので、土壌浸透の効果が顕著に見られる。ＳＳ、ＣＯＤ、ＢＯＤ、全窒素、アンモニアの各値が一律排水基準以下になっている。特に、リンは土壌吸着による効果が顕著であり、第３槽の０．４％まで低下した。本装置は約１年間、試験運用しただけで、各層の微生物馴致は充分ではなく、今後馴致が進むことにより、さらに処理水質が向上する可能性もある。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【図１】汚水処理装置の概念図である。
【図２】蒸散槽の横断面図である。
【図３】蒸散槽の縦断面図である。
【図４】散水パイプ周りの斜視図である。
【符号の説明】
１　第１槽（嫌気処理槽）
６　第２槽（好気処理槽）
１０　第３槽（嫌気処理槽）
１５　第４槽（蒸散槽）
１７　散水管
２０　樋
２１　活性炭
２３　土壌
２５　多孔性物質
２７　排出管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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