(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
家畜ふん尿などの有機性濃厚排水から糞などの固形汚泥を分離して、これを腐植土を利用した発酵処理により消滅分解すると共に、上記有機性濃厚排水から固形汚泥を分離した汚水を、腐植土を利用した生物処理により分解する有機性濃厚排水の処理方法において、上記汚水を、ばっ気処理して汚泥と処理水に沈殿分離し、該汚泥の一部を上記ばっ気処理用に返送すると共に、腐植処理して上記有機性濃厚排水中に戻し、さらに、余剰汚泥を上記発酵処理に供することを特徴とする有機性濃厚排水の処理方法。
【請求項２】
上記固形汚泥を菌床の中に投入して発酵処理することを特徴とする請求項１に記載の有機性濃厚排水の処理方法。
【請求項３】
上記菌床が、リグニンタンパク複合体とバチルス属細菌を含む菌床であることを特徴とする請求項２に記載の有機性濃厚排水の処理方法。
【請求項４】
上記処理水を腐植処理して、その処理水を畜舎などの脱臭力のある洗浄水や農地などの液肥として利用することを特徴とする請求項１、２または３に記載の有機性濃厚排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家畜ふん尿などの有機性濃厚排水の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機性濃厚排水を処理する場合、嫌気性消化法と好気性処理法を組合わせる方法や、好気性処理だけで処理する方法があるが、いずれも長い処理時間を要し、多量の汚泥からの悪臭発生量も多かった。また、汚泥を堆肥化するにも貯留時間が長くて、その悪臭対策が問題となっていた。さらに、悪臭を除去する方法としては、発生ガスを捕集して脱臭装置に送気して脱臭していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、有機性濃厚排水中の固形汚泥を分離して素早く分解消滅せしめると共に、汚水の生物処理の負担を軽減して施設の規模を小さくし、しかも、脱臭を効果的に行うことができる有機性濃厚排水の処理方法を提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機性濃厚排水の処理方法は、家畜ふん尿などの有機性濃厚排水から糞などの固形汚泥を分離して、これを腐植土を利用した発酵処理により消滅分解すると共に、上記有機性濃厚排水から固形汚泥を分離した汚水を、腐植土を利用した生物処理により分解する有機性濃厚排水の処理方法において、上記汚水を、ばっ気処理して汚泥と処理水に沈殿分離し、該汚泥の一部を上記ばっ気処理用に返送すると共に、腐植処理して上記有機性濃厚排水中に戻し、さらに、余剰汚泥を上記発酵処理に供することを特徴とする。上記固形汚泥を菌床の中に投入して発酵処理することを特徴とする。また、上記菌床が、リグニンタンパク複合体とバチルス属細菌を含む菌床であることを特徴とする。さらに、上記処理水を腐植処理して、その処理水を畜舎などの脱臭力のある洗浄水や農地などの液肥として利用することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
図１は、ＢＯＤやＳＳ値が高くて汚泥排出量が多い有機性濃厚排水の処理システムを説明するもので、調整槽１に導入される有機性濃厚排水は、振動脱水機２により固形汚泥が分離されて発酵処理装置３に送られる。
【０００７】
上記調整槽１では、有機性濃厚排水中の固形汚泥の凝集化を進めて、振動脱水機２での脱水を容易にする。脱水機としては、上記振動脱水機２以外のものでもよいが、全自動運転で脱水できることが望ましい。脱水ケーキの含水率は、できるだけ低いのが好ましいが８５〜９５％の高含水率でも構わない。
【０００８】
図２は、上記発酵処理装置３の一実施例を示すもので、内部に種菌を担持した菌床３ａを貯蔵しておく。菌床３ａとしては、例えばオガクズに、腐植土に含まれるバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属などの細菌を種菌として付着させたものを用いる。種菌は１０８個／ｇ程度の菌数が付着している。菌床３ａの含水率は５０〜６０％に保持しておき、発酵処理装置３に投入する汚泥量を、例えば２００ｋｇ／日とすると、菌床３ａには約１０倍の２，０００ｋｇを貯蔵しておく。発酵処理装置３は、撹拌手段３ｂにより撹拌を行いながらブロワー３ｃにより空気吹込みをする。空気吹込量は、菌床３ａの含水率を６０％に維持しながら細菌を好気状態にするために、菌床の単位容積ｍ３当たり１００〜３００リットル／分の外気を吹込む。３ｄは汚泥投入ホッパー、３ｅは上記撹拌手段３ｂの駆動部、３ｆは熱交換器である。発酵処理装置３への空気の出入りは上記熱交換器３ｆを通じて行われる。発酵処理装置３には菌床３ａの温度を４０℃前後に維持するための電熱板と制御器を設けておく。
【０００９】
上記発酵処理装置３は菌床量を多く包含しているので、有機物の分解能力が高く、水分調整の役割も果たすことができる。菌床量２，０００ｋｇ、含水率６０％に対し、投入汚泥２００ｋｇ／日、含水率９０％とすると、投入時の混合菌床含水率は計算上６２％となる。この程度の含水率変化であるので、温度コントロールが行われていれば、分解作用は円滑に進行する。分解が円滑に進行すれば、温度上昇と同時に水分も蒸発し、蒸発水分に見合う湿り空気を熱交換器３ｆを通じて排気すれば、菌床３ａの含水率を好適に維持することができる。湿り空気の排気は、温度と絶対湿度から演算して排気量をコントロールすればよいことになる。菌床３ａの含水率６０％、温度を３０〜４０℃、ｐＨを７〜９に維持することにより、投入汚泥中の易分解性有機物は１日間でＣＯ２とＨ２Ｏに分解し、消滅する。難分解性有機物が残留したとしても有機物の９０％は消滅する。従って、１ヶ月に一度の割合で増量分を堆肥として排出するだけでよい。本発酵処理装置３によれば、汚泥が消滅する利点と汚泥の滞留時間が非常に短い。なお、投入汚泥によっては、重金属、塩類等の蓄積により種菌の活性度が低減することがあるので、６ヶ月に１〜２度の割合で菌床３ａの交換が必要になることがある。
【００１０】
菌床３ａは、オガクズと腐植土を混合して腐植土中の細菌のよりオガクズの分解を促進させているので、リグニンの分解もしている。分解したグリニンは、タンパク質とリグニンタンパク複合体を作る。このリグニンタンパク複合体は、腐植質となり、菌床３ａ中には腐植質含量が多くなる。腐植質は土壌に還元されると、大きなｐＨ緩衝作用、キレート反応、高い陽イオン交換容量、団粒構造の形成、生理活性機能、植物病原菌の抑制、植物生育障害の防止、保肥力、保水力、排水性の改善など、多くの効果が知られているので、排出する菌床、堆肥は良好な土壌効果を示す。
【００１１】
上記調整槽１により固形汚泥を分離した汚水は、ばっ気槽４に送られて好気性菌による生物処理を受け、沈殿槽５において汚泥と処理水に沈殿分離される。処理水は、系外に排出される。汚泥の一部は、返送汚泥として上記ばっ気槽４に返送されると共に、腐植リアクター６に送られる。処理系内に腐植リアクター６を用いることにより水質浄化を図ると共に系内で臭気を低減する。余剰汚泥は、上記振動脱水機２から上記発酵処理装置３に送られる。
【００１２】
図３は、豚舎などの畜舎７において、スクレーパー方式により糞と尿を分離して排出される場合の処理システムを示すもので、糞は上記発酵処理装置３に直接送られる。また、尿は、調整槽１により分離された固形汚泥が振動脱水機２を通じて発酵処理装置３に投入され。
【００１３】
尿の液部分は、ばっ気槽４に送られて好気性菌による生物処理を受け、沈殿槽５において汚泥と処理水に沈殿分離される。処理水は、系外に排出される。汚泥の一部は、返送汚泥として上記ばっ気槽４に返送されると共に、腐植リアクター６に送られる。
【００１４】
上記沈殿槽５の上澄液は、腐熟化槽８に送られる。腐植ペレットを腐熟化槽８では腐植ペレットを吊下げて、０．２〜０．５ＶＶＨ程度の弱いエアレーションをすると、腐熟化した無臭の液肥ができる。この液肥は、畜舎の洗浄に使用すると畜舎の脱臭ができる。また、この液肥がふん尿と混じることにより、脱臭の他に脱水機による汚泥分離に効果を示す。液肥が多いときには蒸発させるか、農地に散布する。特に、処理水中の分子量１，０００以下の汚染物は、腐植中のフルボ酸と結合して高分子化され、腐植含量も多くなるので、土壌効果のある液肥となる。
【００１５】
本実施例のように、糞尿処理で糞を最初から分散して消滅させることができる豚舎の場合、表１に示す通り、糞の汚濁量が大部分であるので、１頭当たりでは、排出量は５．４ｋｇ／日のうち１．９ｋｇ／日、ＢＯＤは１３０ｇ／日のうち１１４ｇ／日、ＳＳは４３０ｇ／日のうち４１８ｇ／日が発酵処理装置で消滅分解し、残りの尿の汚泥量を処理すればよいことになるので、設備を大幅に縮小することができる。
【００１６】
【表１】
0004540180.tif 000002
【００１７】
また、実際には豚舎の洗浄に１頭当たり、洗浄水３〜５リットル／日を必要とするのに対して、液肥で洗浄することにより、この分の汚水処理が不要になると共に脱臭効果があるので汚水処理に腐植リアクターを用いることにより大きな利点が生ずる。腐植リアクターを用いた活性汚泥法処理によると、汚水は高度に処理され、実施例で表２に示す良好な水質が得られた。
【００１８】
【表２】
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【００１９】
図４は、豚舎などの畜舎７において、スラリーストック方式で糞と尿の混合物で排出される場合の処理システムを示すもので、畜舎７から排出される糞尿の混合物を調整槽１および振動脱水機２により分離して、固形汚泥を発酵処理装置３により処理する点が、図３に示す第２の実施例と異なる以外は、同じである。
【００２０】
【発明の効果】
１）有機性濃厚排水中の固形汚泥を最初に分離して、種菌の豊富な菌床に投入することにより、素早くＣＯ２とＨ２Ｏにまで分解して有機物を消滅させることにより、脱臭が行われ、汚泥を減少させる。固形汚泥を最初に分離するので、汚水の汚濁量が大幅に減少し、生物処理施設の規模を大幅に小さくすることができる。
２）規模の小さくなった生物処理施設において、腐植リアクターを用いて液体の状態で臭気を低減させるので、水質と臭気を同時に処理して環境全体に役立てることができる。
３）発酵処理装置から排出される堆肥は少量となるが、腐植含量に富んだ土壌効果が大きいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】の一実施例を示すフロー図である。
【図２】発酵処理装置の一実施例を示す説明図である。
【図３】の別の実施例を示すフロー図である。
【図４】のさらに別の実施例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１  調整槽
２  振動脱水機
３  発酵処理装置
３ａ  菌床
３ｂ  撹拌手段
３ｃ  ブロワー
３ｄ  投入ホッパー
３ｅ  駆動部
３ｆ  熱交換器
４  ばっ気槽
５  沈殿槽
６  腐植リアクター
７  畜舎
８  腐熟化装置
【図１】
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【図２】
0004540180.tif 000005
【図３】
0004540180.tif 000006
【図４】
0004540180.tif 000007