(57)【要約】【課題】  本発明が解決しようとする課題は、従来の大がかりな設備を必要としないもので、屎尿原水に凝集剤を投入して反応させ、汚泥と水とに分離してそれぞれを排出する屎尿処理に専用の処理タンクを提供することにある。【解決手段】    本発明の屎尿処理タンクは原水導入口と、攪拌手段とタンク中層位置に配置された中間水排出口と、タンク下層位置に配置された固形物排出手段並びに固形物排出口とを備えるようにした。また、更なる機能向上のため、中間水排出口の排出位置を可変構造とする、攪拌手段と固形物排出手段はスクリュー構造で兼用したものとする、底部は舟形形状とし、攪拌手段と固形物排出手段を兼用したスクリュー構造はこの船底位置に配置するといった構成を採用した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水導入口と、攪拌手段とタンク中層位置に配置された中間水排出口と、タンク下層位置に配置された固形物排出手段並びに固形物排出口とを備えた屎尿処理タンク。
【請求項２】
中間水排出口は排出位置が可変構造となっている請求項１に記載の屎尿処理タンク。
【請求項３】
攪拌手段と固形物排出手段はスクリュー構造で兼用したものである請求項１または２に記載の屎尿処理タンク。
【請求項４】
底部は舟形形状とし、攪拌手段と固形物排出手段を兼用したスクリュー構造はこの船底位置に配置された請求項３に記載の屎尿処理タンク。
【請求項５】
攪拌手段と固形物排出手段を駆動するモーターは回転伝達機構を介してタンク上部に設置した請求項１乃至４のいずれかに記載の屎尿処理タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は養豚場等の畜舎から出される屎尿を大量に含む汚水を簡便に処理する機能を備えた処理タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
畜舎から出る屎尿処理は、まず屎尿原水を原水槽に貯留して、そこからポンプにより固液分離装置に供給して糞等の固形分と液分に分離してそれぞれを処理する方法が採られている。従来の活性汚泥法による汚水処理装置に採用されている振動篩方式及び傾斜スクリーン方式の固液分離システムは、ホッパー状の汚水受けの傾斜開口部に傾斜状の網目スクリーンを配置してなり、傾斜スクリーンの上部に糞尿を含む原水をポンプにより供給して、網目スクリーンに沿って落下させることにより、液分はスクリーンの網目より落下しホッパー状の汚水受けから濾液槽に一旦ためてから、曝気槽等の次処理工程に送られる。一方、固形分はスクリーンに沿って流れてスクリーンの下端部から固形分収納ピッチに落下して堆積される。曝気槽では、エアレータにより曝気が行なわれて汚水中の汚泥物が活性汚泥微生物により分解される。曝気槽には一般には固定式のエアレータが設けられ、このエアレータにより微細な気泡を尿汚水に吹き込むことにより槽内を一定流速で攪拌して槽内の溶存酸素濃度を一定にし、活性汚泥微生物を培養して汚水処理をするのであるが、各自治体が定める排水基準を満たすまで約１週間かけて処理する。
【０００３】
ところで、従来からこの種糞尿が含まれる汚水を取り扱う活性汚泥処理は大がかりな設備が必要となって、土地の確保とその設備に莫大な費用が掛かるものであった。例えば特許文献１には畜産廃水等を浄化する工程において、曝気槽内の混合液の活性汚泥濃度の制御及び管理を煩雑な作業をすることなく簡単に、かつ効率よく行うことができるようにすることを課題とした廃水処理システムとして、廃水から固形物を除去するスクリーンと、該スクリーンで処理した廃水を攪拌する攪拌槽と、該攪拌槽から送られる廃水の残余固形物を除去する初期沈殿槽と、該初期沈殿槽から送られる廃水の曝気処理と分離膜による固液分離処理を行う曝気槽と、該曝気槽から送られる余剰汚泥と前記初期沈殿槽から送られる沈殿物を含む混合汚泥を曝気処理する汚泥貯留槽と、該汚泥貯留槽から送られる汚泥を脱水するフィルタープレスを備えたものが提示されている。曝気槽は、曝気を所定時間ごとに停止し、曝気停止後、所定時間静置して活性汚泥を沈殿させ、沈殿した活性汚泥を所定量残して抜き取り、曝気から活性汚泥の抜き取りまでの工程を繰り返すように制御されるものであり、設備的にはやはり大がかりなものとなっている。
【０００４】
この様な状況の中で、動物性有機物を含む汚水である原水に無機系の凝集剤を加えて攪拌反応させ、その後有機系の凝集剤を加えて攪拌ししばらく放置すると、原水が上層のスカム層と中間層の水と下層の固形沈殿物とに分離されるという現象が発見された。しかも中間層の水はそのままでほぼ排出基準を満たすレベルに達している。この現象を利用して大量に排出される動物性有機物を含む汚水を汚泥と迅速に処理する方法が最近開発された。この処理方法は従来の大がかりの施設は必要でなく簡単に処理タンクの中で行えるものであるが、この画期的な処理方法に適した処理タンクというものは未だ存在していない。
【特許文献１】特開２００３−５３３６４号公報  「曝気槽内の混合液の活性汚泥濃度を制御する方法及び廃水処理システム」  平成１５年２月２５日公開
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、従来の大がかりな設備を必要としない、上記した屎尿原水に凝集剤を投入して反応させ、汚泥と水とに分離してそれぞれを排出する屎尿処理専用の処理タンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の屎尿処理タンクは原水導入口と、攪拌手段とタンク中層位置に配置された中間水排出口と、タンク下層位置に配置された固形物排出手段並びに固形物排出口とを備えるようにした。
また、更なる機能向上のため、中間水排出口の排出位置を可変構造とする、攪拌手段と固形物排出手段はスクリュー構造で兼用したものとする、底部は舟形形状とし、攪拌手段と固形物排出手段を兼用したスクリュー構造はこの船底位置に配置する、攪拌手段と固形物排出手段を駆動するモーターは回転伝達機構を介してタンク上部に設置するといった構成を採用した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の屎尿処理タンクは原水導入口と、攪拌手段とタンク中層位置に配置された中間水排出口と、タンク下層位置に配置された固形物排出手段並びに固形物排出口とを備えるようにしたものであるから、大型施設を必要とせずこのタンク内で攪拌手段によって凝集剤を原水中に均一に混合でき、凝集反応を促進させ、効果的に上層のスカム層と中間層の水と下層の固形沈殿物とに分離させることができ、タンク中層位置に配置された中間水排出口によって中間水を容易に排出でき、残った汚泥はタンク下層位置に配置された固形物排出手段によって固形物排出口から容易に排出させることが出来る。広い土地も必要なく設備も簡単なもので済むため設置者の負担は大幅に軽減される。
【０００８】
また、中間水排出口は排出位置が可変構造となった構成を採用することにより、分離された中層の水位が変動してもその時々の水位に対応でき、排出すべき水を確実に排出させることが出来る。
攪拌手段と固形物排出手段をスクリュー構造で兼用する構成を採用することにより、より簡素な装置で攪拌処理と分離排出を行わせることが出来る。
底部を舟形形状とし、攪拌手段と固形物排出手段を兼用したものをこの船底位置に配置する構成を採用することにより、沈殿固形物が固形物排出手段近傍に集まるため効果的に汚泥排出が出来る。
攪拌手段と固形物排出手段を駆動するモーターをタンク上部に設置する構成を採用したことにより、稼働状態を外から容易に検知することができ、モータの維持管理も簡便に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明者は従来の大がかりな浄化処理設備を要する廃水処理を抜本的に改革するものとして、屎尿原水に直接凝集剤を投下して上層のスカム層と中間層の水と下層の固形沈殿物とに分離させ、分離されたものを固体である汚泥と液体である中間層の水とに別々に排出する新しい処理方法を実施するために適した装置を開発した。基本的に原水を収納する槽において、投入する凝集剤を原水と混合する機能、反応が進み上層のスカム層と中間層の水と下層の固形沈殿物に分離した段階で、固液を別個に排出する機能を備えることが求められることに鑑み、まず装置をタンク形態としタンク内に必要部材を設置するものとし、原水を取り入れるタンクに、原水導入口と、攪拌手段とタンク中層位置に配置された中間水排出口と、タンク下層位置に配置された固形物排出手段並びに固形物排出口とを備える構成とした。
【００１０】
原水導入口は特別に設置しなくてもタンク上面に開放部分があればよい。また、凝集剤の投入もこの部分から行えばよい。攪拌手段はタンク内の原水が全体的にかき混ぜられることが求められるだけで、適宜のものが採用できる。タンク中層位置に配置された中間水排出口は配水管をタンク内に導入し、その開口端位置が中間水の層内で沈殿物層との境界付近にくるように設置する。この開口端が沈殿物層との境界より上方に位置した場合、その間の水がタンク内に残留してしまうため、この位置決めは重要となる。レベルゲージを用いて沈殿物層との境界位置を検出し、排出口の開口端位置を調整すると良い。中間水が排出されると上層のスカム層は下降して下層の固形沈殿物の上に重なることになって、二層形態でタンク内底部に残留される。タンク底部に残されたこの固形物をタンクから排出するために固形物排出手段はタンク底部近傍に配置するのが適当であり、固形物排出口もタンク底部近傍に設けてあるのが適当である。固形物排出手段は固形物を固形物排出口に向けて押し出すものであればよく適宜のものが採用できる。
【実施例】
【００１１】
本発明の１実施例を図１を参照しながら説明する。１はタンク本体であり、底部1aを船底形状にしてある。２は排水管であり、タンク本体１を貫通して開口端部が中間水排出口2aとなっている。この実施例では中間水排出口2aの高さ位置を可変とするためＬ字状エルボ構造とし、該エルボ2b部分を回動自在構造としている。回動角を変えることで、中間水排出口2aの高さ位置は調整できる。排出口2aの高さ位置の調整機構はこれに限らずエルボ管を回動自在構造とせず、振出形態として引出し／押し込みによって行うようにしても良い。３は固形物排出手段としてスクリューコンベアーを採用したものであるが、この実施例では攪拌手段を兼ねたものとし、装置の簡略化を図っている。また、このスクリューコンベアー３は長手方向でスクリューの捻れ方向が反転する形態となっている。４はスクリューコンベアー３を駆動させるモーターであって、タンク本体１の上部に設置する。この実施例では0.75ｋＷのギヤーモーターを採用した。５はモーター４の回転をスクリューコンベアー３に伝達する伝動チェーンであり、６はタンク本体１の底部1a中央部分に設けられた固形物排出口である。
【００１２】
この実施例の装置を用いて行う屎尿処理を説明する。図２にフローチャートで示すようにステップ１でタンク本体１内に原水導入を開始する。この実施例では原水導入口は特別に設けておらずタンク上面の開放部分から入れる。原水導入が開始されたならステップ２で選ばれた適宜の凝集剤を指定量投入して、攪拌するのであるが、この凝集剤もタンク上面の開放部分から投入する。投入したら、モーター４を駆動させ、攪拌手段としてスクリューコンベアー３を回転させて原水を攪拌し投入された凝集剤とよく混合させて凝集反応を行わせる。凝集反応が完結した後、ステップ３としてモーター４の駆動すなわち、攪拌を停止して３０〜４０分放置する。すると上層にスカム層が、中間層に水が、そして下層に沈殿固形物と３層に分離される。ステップ４でレベルゲージをタンク上方から差し入れ中間水と沈殿物との境界位置を計測する。ステップ５では排水管２のエルボ2b部分を回動し、中間水排出口2aの高さ位置を計測した境界位置に調整した後、中間層の水を排水管２を通してタンク外へ排出させる。中間水が抜かれると上層のスカム層は下層の沈殿固形物の上に重ねられて積層形態となる。このときタンク本体１の底部は船底形状になっているため、タンク本体１内に残った上層のスカム層と下層の沈殿固形物とが一緒になった汚泥は最も深くなっている底部1aに自然に集められる。ステップ６で固形物排出手段であるスクリューコンベアー３を駆動させ汚泥をタンク外に排出させるが、スクリューコンベアー３はタンク内で最も深くなっている底部1aの長手方向に配置されているので、排出すべき汚泥はこのスクリューコンベアー３の周辺に寄せ集められる。この状態でモーター４を再度駆動させると、捻れ方向を逆にしてあるスクリューコンベアー３の作動により汚泥は中央部分に集められるが、この部分には固形物排出口６が設けられているので、ここを解放すると汚泥はタンク外に押し出され排出される。汚泥が排出される過程でタンク本体１内に残っている汚泥は底部1aの舟形形状によって、このスクリューコンベアー３の近傍に集められるため残らず効果的に排出される。以上のフローによってこのバッチの処理作業を終了する。
【００１３】
図３に中間水排出口2aの高さを調整する具体例を示す。Ａは排水管２をＬ字状のエルボ2b構造とすると共にこのエルボ2b部分を回動可能とし、タンク本体１の外側部分を回動させることによって、タンク内の排出口2aの高さ位置を変えるようにしたものである。この先端排出口2aは更にエルボ構造としＢと同様のＺ字型としても良い。Ｂに示す例は位置を排水管２のＬ字状のエルボ2b構造立ち上がり部分の管を振出形態として可動管側に取り付けられたロッドを上下に操作して高さを摺動調整するものである。この場合にはエルボ2b部分を回動可能とする必要がないことは当然である。いずれも高さ調整による位置の差はΔＬで表している。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る屎尿処理タンクの１実施例を示す図である。
【図２】本発明の装置を用いて汚水処理する際の手順を説明するフローチャートである。
【図３】本発明に係る屎尿処理タンクにおける中間水排出口の高さを調整する機構の具体例を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  タンク本体                      1a  底部
２  排水管                          2a  中間水排出口
2b  エルボ                          ３  スクリューコンベアー
４  モーター                        ５  伝動チェーン
６  固形物排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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