(57)【要約】【課題】  土壌による汚水処理をより簡単な構成で行い、特に窒素やリンを確実に除去できるようにした汚水処理方法およびその装置を提供する。【解決手段】  不透水性シートで底面および側面を被覆して漏水しないようにした素堀槽に、特定土壌を充填した土壌入りバッグを多数埋設し、この素堀槽の一方から尿汚水を投入し、特定土壌を経由して他方から排出放流するという尿汚水処理方法を採用した。また、この方法を実現する装置として、不透水性シートで底面および側面を被覆して漏水しないようにした素堀槽に、特定土壌を充填した土壌入りバッグを多数埋設して尿汚水処理装置を構成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不透水性シートで底面および側面を被覆して漏水しないようにした素堀槽に、特定土壌を充填した土壌入りバッグを多数埋設し、この素堀槽の一方から尿汚水を投入し、特定土壌を経由して他方から排出放流することを特徴とした尿汚水処理方法。
【請求項２】
不透水性シートで底面および側面を被覆して漏水しないようにした素堀槽に、特定土壌を充填した土壌入りバッグを多数埋設したことを特徴とする尿汚水処理装置。
【請求項３】
内部に超音波発振子を有する超音波槽と、不透水性シートで底面および側面を被覆して漏水しないようにした素堀槽に、特定土壌を充填した土壌入りバッグを多数埋設した素堀槽と、ばっき槽と、植物性有機物を充填した嫌気槽とを連続して設けたことを特徴とする尿汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主に畜産農家等から排出される尿汚水に含まれる窒素及びリンを特定土壌によって除去し浄化する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、尿汚水は、各種施設によって浄化され、その浄化水は一般河川に放流されている。この場合、一般河川の汚染を防止するため、放流に関しては種々の基準が定められており、その放流基準を満足させる必要がある。特に、放流水中の総窒素および総リンの量の規制は強く、一般的に、尿汚水の処理技術の経費の大半はこの除窒素、除リンに負うといっても過言ではなく、その経費は莫大なものとなっている。また、既存の汚水処理施設や技術は維持管理が大変であり、小規模畜産農家等によるこれらの施設の導入を妨げる要因ともなっており、結果として垂れ流しや不法投棄による環境の悪化を招来するものとなっている。
【０００３】
汚水の処理方法として、一般にトレンチ法と呼ばれる土壌浸潤処理方法がある（例えば特許文献１参照）。これは、土壌中に散水管と拡散層などを埋設し、散水管に供給した汚水を拡散層を介して周囲の土壌に拡散浸潤させて浄化処理を行うものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２１４０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この土壌浸潤処理方法は、比較的広大な面積の土地を必要とする他、装置の処理効率が数年程度の短期間で低下してしまうという耐用期間についての問題点を有している。即ち、土壌に物理的、化学的および生物学的な目詰まりが生じ、土壌が嫌気的状態になるなどして、処理効率が低下するのである。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、土壌による汚水処理をより簡単な構成で行い、特に窒素やリンを確実に除去できるようにした汚水処理方法およびその装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明においては、不透水性シートで底面および側面を被覆して漏水しないようにした素堀槽に、特定土壌を充填した土壌入りバッグを多数埋設し、この素堀槽の一方から尿汚水を投入し、特定土壌を経由して他方から排出放流するという尿汚水処理方法を採用した。
【０００８】
また、この方法を実現する装置として、不透水性シートで底面および側面を被覆して漏水しないようにした素堀槽に、特定土壌を充填した土壌入りバッグを多数埋設して尿汚水処理装置を構成した。
【０００９】
更に、具体的には、内部に超音波発振子を有する超音波槽と、不透水性シートで底面および側面を被覆して漏水しないようにした素堀槽に、特定土壌を充填した土壌入りバッグを多数埋設した素堀槽と、ばっき槽と、植物性有機物を充填した嫌気槽とを連続して設けて尿汚水処理装置を構成した。
【発明の効果】
【００１０】
上記方法および装置によれば、バッグに充填した特定土壌中を尿汚水が浸潤することによって、土壌に窒素やリンが吸着され、尿汚水の浄化を効果的に行うことができるものである。また、簡単な構成であるので、低廉で、かつ、維持管理が極めて容易な処理方法とすることができた。
【００１１】
また、極めて簡単な構成で、ランニング・コストが低く、維持管理が簡単なことから、中小の畜産農家や企業に導入しやすくなると共に、物理的構成が少ないので、廃業等の場合にも、簡単に廃棄できる。さらに、処理後の特定土壌はリンを多く含むので、自家に還元して耕土として利用することができる。
【００１２】
更に、特定土壌を個々のバッグに充填しているので、土壌交換の作業が容易であり、土壌交換中も尿汚水の処理が中断しないという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明にかかる汚水処理方法および処理装置の好ましい実施形態を図面に従って説明する。図１は汚水処理装置の基本的構成を示すもので、（Ａ）はその一部省略断面図、（Ｂ）は俯瞰平面図である。図１において、１は所望の大きさの素堀槽であって、その底面および側壁面を不透水性シートまたは遮水シート２で被覆して、水が漏れないようにしたものである。なお、素堀槽の底面は、下述する尿汚水が一定方向に流れやすいようにするために、長手方向に３パーセント程度の傾斜を設けることが好ましい。３は土壌入りバッグで、例えば図２に示すように、メッシュ地の袋体３ａに吊り紐３ｂを取り付けたバッグで、その中に、例えば関東ローム層に代表される黒色火山灰土壌、褐色火山灰土壌や黒ぼく土、その他これに準ずる土壌（この明細書で、これを「特定土壌」と定義する。）を充填したものである。そして、上記素堀槽１にこの土壌入りバッグ３を多数、埋設している。
【００１４】
尿汚水は、上記処理装置を利用してその中に含まれる窒素およびリンを除去して浄化する。即ち、上記処理装置の一方から尿汚水を投入し、多数の土壌入りバッグを経由して、他方から排出放流するのである。
【００１５】
この処理装置によって尿汚水中の窒素およびリンが除去されるメカニズムについて説明すると、一般に土壌粒子は−（マイナス）に帯電しており、リンもマイナスに帯電していることから、土壌粒子にリンが電気的に吸着されることはない。しかしながら、上述した関東ローム層に代表される特定土壌は、腐植が多く、かつ、鉄やアルミニウムなどの＋（プラス）に帯電した成分を多く含むことから、リンが電気的に吸着されやすいのである。特に関東ローム層は酸性の雰囲気にあることから、その吸着力は強いものとなっている。従って、リンを含む尿汚水を上記特定土壌に浸潤させるだけで、リンが除去される。
【００１６】
また、尿汚水や土壌中には、ニトロソナモスやアゾトバクターなどの脱窒菌が常在している。そのため、尿汚水が特定土壌中を浸潤していく過程で、徐々に生物学的に分解され、脱窒が行われるのである。
【００１７】
次に、図３は、第２の実施形態として、本発明にかかる尿汚水処理方法を具体的に適用した処理装置の構成を示すものである。４は超音波槽で、底部に超音波発振子４ａを設けたものであり、超音波によって、浮遊物や土砂等の比較的大きい物質を細かくして、目詰まりを防止するものである。５は上述した素堀槽であり、水が漏れないようにした槽内に上述の土壌入りバッグ５ａを多数埋設したものである。この素堀槽によって、前述の作用によりほとんどのリンが除去される。続いて、６はばっき槽、７は嫌気槽であり、ばっき槽６ではアンモニア態窒素が酸化され、硝酸態窒素に変換される。更に稲わらなど植物系有機物７ａを充填した嫌気槽７で完全に脱窒されるのである。なお、ＢＯＤ（生物学的酸素要求量）についても、上記素堀槽５、ばっき槽６、嫌気槽７を通過する過程で低濃度になるか消失していく。
【００１８】
上述したように、特定土壌をバッグに充填した状態で素堀槽に埋設したものにあっては、土壌に窒素やリンの処理能力に低下がみられた場合、土壌入りバッグの一部又は全部を吊り上げて取り出し、特定土壌を交換して再び埋設すれば、処理能力が直ちに回復する。また、従来の土壌浸潤処理方法では、土壌上面から汚水を万遍なく散布し、かつ、浸透速度に応じて汚水を投入しなければならなかったが、バッグを採用したことによって、バッグとバッグの間隙にある汚水が自然流下する際、引力となり、バッグの汚水の移動を促進するものと考えられる。さらに、土壌を全面に充填した際に考えられる短絡現象が、バッグを採用することによって、その発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明方法を適用した処理装置の基本的構成を示すものである。
【図２】土壌入りバッグの構成の一例を示すものである。
【図３】本発明装置の他の実施形態を示すものである。
【符号の説明】
【００２０】
１    素堀槽
２    不透水性シート
３    土壌入りバッグ
４    超音波槽
５    素堀槽
６    ばっき槽
７    嫌気槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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