(57)【要約】【課題】豚その他の家畜の屎尿処理にあたって、生物学的処理のような多額の設備投資と高度の技術を必要としない比較的簡単な設備で効果的な処理方法及び処理装置を開発する。【解決手段】豚その他の家畜屎尿から固形物を除去した液体を凝集反応槽に入れ、凝集剤を加えてフロックを生成させるとともに、強く撹拌して発泡させ、生成したフロックを泡とともに浮上分離させる。次に、フロックが除去された液体を炭と砂をろ材とした第１ろ過槽と、炭をろ材に用いた第２ろ過槽を通過させて浄化する。  凝集剤としては、アルミ系凝集剤，ゼオライト，炭，軽石およびシラスの混合物が用いられ、ゼオライト，軽石，およびシラスは８００℃〜１０００℃に加熱したものを用いるとよい。【選択図】図１
2007000700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
豚その他の家畜の屎尿処理方法であって、
（１）前記屎尿に固液分離処理を施して、屎尿中に含まれる固形分を除去する工程と、
（２）固液分離によって分離された液体に凝集剤を加えてフロックを生成させると同時に前記液体を強く撹拌して発泡させ、生成したフロックを泡とともに浮上分離させる工程と、
（３）フロックが除去された液体を炭と砂をろ材に用いた、ろ過槽で浄化する工程
とからなることを特徴とする豚その他家畜の屎尿処理方法。
【請求項２】
前記凝集剤は、アルミニウム系凝集剤５０〜７０質量％，ゼオライト１〜２０質量％，炭１〜２０質量％，軽石０〜２５質量％，シラス１〜２０質量％からなることを特徴とする請求項１記載の豚その他の家畜の屎尿処理方法。
【請求項３】
ゼオライト，軽石及びシラスは、８００℃〜１０００℃に加熱処理されたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の豚その他の家畜の屎尿処理方法。
【請求項４】
凝集剤を加えて生成したフロックを浮上分離する際、海藻又は海藻抽出物あるいは高分子凝集剤を加え、フロックの浮上を促進させることを特徴とする請求項１乃至３記載の豚その他の家畜の屎尿処理方法。
【請求項５】
豚その他家畜の屎尿処理方法であって、
（１）前記屎尿中の固形分と液体を分離するための固液分離装置と、
（２）固液分離装置で分離された液体と、凝集剤を加え混合撹拌して発泡させ、生成したフロックを泡とともに浮上分離させる凝集反応槽と、
（３）フロックが分離された液体をろ過するろ過槽からなることを特徴とする豚その他の家畜の屎尿処理装置。
【請求項６】
前記ろ過槽は砂と炭を用いる第１ろ過槽と、炭を用いる第２ろ過槽とからなることを特徴とする請求項５記載の豚その他の家畜の屎尿処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、豚その他の家畜の屎尿を処理するにあたって、固形物を分離した後の液体に凝集剤を加えるとともに強く撹拌して発泡させ、生成したフロックを泡とともに浮上分離させ、フロックを除去した液体をさらにろ過処理して浄化する方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
豚その他の家畜の屎尿処理として、現在広く実施されているのは、各種活性汚泥法と散水ろ床法その他生物学的処理法がある（非特許文献１参照）。
また、通常の生物学的処理法のほか、紅色土壌細菌や放線菌を作用させる方法も開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、凝集剤，活性炭による処理として大阪府立食とみどりの総合技術センターの発表がある（非特許文献２及び３参照）。しかし、この方法では未だ十分な処理効果は得られていない。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３３５８８号，特許３１８２５１１号公報
【非特許文献１】化学工学協会編，「水質汚濁防止技術概論」１２５〜１２８ｐ，培風館，１９７８.
【非特許文献２】大阪府立食とみどりの総合技術センター，ｈｔｔｐ：／／ｌｅｉｏ.ｌｉｎ.ｇｏ.ｊｐ／ｓｈｋ／ｓｈｋ＿２００４／ｏｓａｋａ＿ｓｈｏｋｕｍｉｄｏｒｉ.ｈｔｍｌ  ２００５／０５／２８
【非特許文献３】大阪府立食とみどりの総合技術センター，ｈｔｔｐ：／／ｌｅｉｏ.ｌｉｎ.ｇｏ.ｊｐ／ｔｋｊ／ｔｋｊ２４／ｓｈｉｎｇｉ２＿２４.ｈｔｍｌ  ２００５／０５／２８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
活性汚泥法や散水ろ床法等の一般的生物学的処理法は設備費が高くなり、処理には十分な知識と熟練が要求され、零細な畜産農家に適用するのは難点がある。
紅色土壌細菌等を利用する方法（特許文献１）は比較的設備費が少なくてすむが、細菌の状態を良好に保つためには十分な管理が必要となる。
本発明は、多額の設備投資を必要とせず、管理のしやすい効果的な豚その他の家畜の屎尿処理方法と処理装置を提供するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するための方法及び処理装置として、
第１に、豚その他の家畜の屎尿処理方法であって、
（１）前記屎尿に固液分離処理を施して、屎尿中に含まれる固形分を除去する工程と、
（２）固液分離によって分離された液体に凝集剤を加えてフロックを生成させると同時に前記液体を強く撹拌して発泡させ、生成したフロックを泡とともに浮上分離させる工程と
（３）フロックが除去された液体を炭と砂をろ材に用いたろ過槽で浄化する工程とからなることを特徴とする豚その他の家畜の屎尿処理方法である。
第２に、前記凝集剤は、アルミニウム系凝集剤５０〜７０質量％，ゼオライト１〜２０質量％，炭１〜２０質量％，軽石０〜２５質量％，シラス１〜２０質量％からなることを特徴とする前段第１に記載の豚その他の家畜の屎尿処理方法である。
第３に、ゼオライト，軽石及びシラスは、８００℃〜１０００℃に加熱処理されたものであることを特徴とする前段第１及び第２に記載の豚その他の家畜の屎尿処理方法である。
第４に、凝集剤を加えて生成したフロックを浮上分離する際、海藻又は海藻抽出物を加え、フロックの浮上分離を促進させることを特徴とする前段第１乃至第３記載の豚その他の家畜の屎尿処理方法である。
第５に、豚その他の家畜の屎尿処理装置であって、
（１）前記屎尿中の固形分と液体を分離するための固液分離装置と、
（２）固液分離装置で分離された液体と、凝集剤を加え混合撹拌して発泡させ、生成したフロックを泡とともに浮上分離させる凝集反応槽と、
（３）フロックが分離された液体をろ過するろ過槽とからなることを特徴とする豚その他の家畜の屎尿処理装置である。
第６に、前記ろ過槽は、砂と炭をろ材として用いる第１ろ過槽と、炭をろ材として用いる第２ろ過槽とからなることを特徴とする前段第５記載の豚その他の家畜の屎尿処理装置である。
【０００７】
豚その他の屎尿処理にあたって、屎尿を分別処理することが有利であることから、畜舎廃水には清掃方法等に留意し、固形分が含まれないようにすることが望ましい。固形分が少なくなると最初の固液分離装置は簡単な物でよい。
【０００８】
凝集剤として用いるアルミ系凝集剤は硫酸アルミニウムや、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等特に限定するものではない。アルミ系凝集剤を固形分が除去された液体に添加するとフロックが生成するが、これだけでは汚濁成分の除去効果は十分でなく残液の濁りは大きく透明度は十分ではない。
アルミニウム系凝集剤の量を５０〜７０質量％としたのは、５０％以下ではフロックの形成が不十分となり、７０％以上となると処理水が白濁する傾向が生じるためである。ゼオライト及び炭は汚濁物質の吸着を目的とし、２０％以上加えても効果の向上が認められないので最小１％で最大２０％までとした。
軽石０〜２５％としたのは、軽石を加えるとフロックの浮上が促進されることから、フロックの浮上の状態をみて、添加量を増加し、最大２５％までとした。
２５％以上添加しても効果が増大することは期待できなかったからである。
シラス１〜２０％としたのは、シラスの量が２０％以上になると、他の物質の添加量が削減されることになり効果が減少するためである。
【０００９】
アルミ系凝集剤のほかにゼオライト，炭，軽石，シラス等の混合物をさらに加えると透明度は向上する。
このとき、用いるゼオライト，軽石及びシラスは８００℃〜１０００℃に加熱すると効果が大きくなる。８００℃以上加熱することで水分等が完全に除去され、部分的に発泡して多孔質化が促進され汚濁物質を除去する作用が促進されるものと考えられる。１０００℃以下としたのは、これ以上温度を上昇させると表面がガラス化するため、表面積が減少し、汚濁物質を除去する作用が低下するおそれがある。
【００１０】
凝集剤を添加して強く液体を撹拌すると、発泡するとともに生成した泡にフロックが吸着される。約１０分間撹拌してから海藻又は海藻抽出物あるいはポリアクリル酸ソーダ等の高分子凝集剤を添加すると泡の浮上分離が促進される。海藻又は海藻抽出物であるアルギン酸ソーダは、液体の透明度をあげるには、他の合成高分子凝集剤よりも効果があった。しかし、フロックの大きさや固さは合成高分子凝集剤の方がすぐれていた。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の豚その他の家畜の屎尿処理方法と処理装置により、畜舎廃水を臭いのない清澄な水に浄化することができ、家畜屎尿によって引き起こされていた環境汚染問題を解決する手段が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
発明を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施工程を示すフローチャートである。畜舎から排出される排水は、まず汚水槽に貯留される。汚水槽から凝集反応槽へ汚水を送水するとき、固形物があれば、固液分離装置にかけて固形物を十分に除去し、液体のみを凝集反応槽に送る。分離された固形物を堆肥として利用される。
【００１３】
凝集反応槽に投入された液体にアルミ系凝集剤，ゼオライト，軽石又はシラスを投入し、強く撹拌する。フロックが生成し、液が盛に発泡する状態になると撹拌を緩やかにし、海藻又は海藻抽出物を添加するとフロックを吸着した泡の浮上が促進される。浮上したフロックは分離して堆肥などに利用する。
【００１４】
凝集反応槽でフロックが浮上分離された液体は第１ろ過槽の槽底に設けたディフューザーにより導入される。第１ろ過槽は約１／３の高さ迄、炭、好ましくは竹炭または活性炭が充填され、その上を砂が覆っている。砂の上には水層があり、砂が直接空気に触れないようになっている。
【００１５】
第１ろ過槽の中を上昇流で通過した液体は、第２ろ過槽の上から槽内に入る。
第２ろ過槽は底部に炭、好ましくは竹炭または活性炭の層があり、炭の層が浮上しないよう網で押えられている。炭層の上には常に水がはられており、炭が直接空気に触れないようになっている。液体は第２ろ過槽の中を下降流で通過する。
【００１６】
第２ろ過槽を通過した液体は調整槽に入る。液体の一部分は汚水槽、凝集反応槽に還流されるほか、排水として放流される。
【００１７】
図２は、本発明の豚その他の家畜の屎尿処理装置の平面図で、図３は、前記処理装置の側面図である。
架台上に設置された凝集反応槽１があって、その中に撹拌機６が設置され、撹拌機６はモーター５によって８００〜１８００ｒｐｍで回転する。
【００１８】
凝集反応槽１から流下した液体は第１ろ過槽２の槽底に設けられたディフューザー７から槽内に流入する。槽内に流入した液体は、炭と砂からなるろ材中を上昇して溢流し、第２ろ過槽に上から入る。第２ろ過槽には炭で構成されるろ材が敷きつめてあり、液体は炭の層中を流下して調整槽４に入る。このとき、液体はほとんど無色透明で臭いもない状態に浄化されている。
【００１９】
調整槽４から流出した液体は、一部は汚水槽又は凝集反応槽に還流され、他は排水として放流される。
【実施例】
【００２０】
宮崎県西諸県郡野尻町の養豚場において豚尿４５００ｍｌ，水１５００ｍｌを混合し１分間撹拌したものを処理することとした。
凝集反応槽中の汚水６０００ｍｌに対してＰＡＣ５０％溶液６０ｇ，ゼオライト１０ｇ，シラス１０ｇ，炭１０ｇを投入し、１８００〜２０００ｒｐｍで１０分間撹拌混合した。小さな粒状に凝集したフロックが生成するとともに著しく発泡が起こった。
【００２１】
次にテングサ２０ｇを添加し２〜３分撹拌した後、静置するとフロックが浮上分離し、下の液体は透明になった。浮上したフロックは分離除去して堆肥とした。
【００２２】
凝集反応槽から流下した液体は、第１ろ過槽を経て第２ろ過槽を通過して調整槽に入り、一部は還流されて凝集反応槽等に入り、他は放流される。
【００２３】
【表１】
2007000700.tif 000003
註：※１は、（株）鹿児島環境測定分析センター
※２は、（財）宮崎環境科学協会
※３は、凝集反応槽出口
※４は、第１ろ過槽出口
※５は、第２ろ過槽出口
この間の水質の変化を表１で示す。
【００２４】
【表２】
2007000700.tif 000004
豚尿処理水の色度、濁度は表２のとおりであった。
【００２５】
【表３】
2007000700.tif 000005
さらに、処理水の水質変動を把握するため平成１７年５月３１日再び豚尿処理水の水質を測定した結果を表３に示す。測定は、（株）鹿児島環境測定分析センターである。
【００２６】
【表４】
2007000700.tif 000006
【００２７】
【表５】
2007000700.tif 000007
※（株）大館分析技術センター測定
本実施例で使用したゼオライトは、ゼオライト質凝灰岩であって主要化学組成等は表３及び表４に示すとおりである。
【００２８】
次に本実施例において用いた軽石の化学組成値を表６に、シラスの化学組成を表７に、このシラスの粒度分析結果を表８に示した。また、使用した砂のふるいわけ試験の結果は表９に示した。
【００２９】
【表６】
2007000700.tif 000008
【００３０】
【表７】
2007000700.tif 000009
註、試料は鹿児島市武岡地区，分析は鹿児島県工業技術センター
【００３１】
【表８】
2007000700.tif 000010
【００３２】
【表９】
2007000700.tif 000011
註、ふるいわけ試験はＪＩＳ  Ａ  １１０９：１９９９による。産地は、宮崎県西諸県郡野尻。測定者は（財）鹿児島県建設技術センター。
【００３３】
次に、参考として非特許文献２及び非特許文献３に発表された大阪府立食とみどりの総合技術センターが発表した凝集剤、活性炭による簡易牛舎排水処理施設の処理水の分析結果を表１０に示す。
【００３４】
【表１０】
2007000700.tif 000012
【００３５】
表１０において、汚水の凝集剤及び活性炭による処理では、ＳＳ、ＣＯＤ及びリンの除去についてはかなりの効果があったが、ＢＯＤ及び窒素の除去は不完全であった。
本発明は、ＰＡＣ等の凝集剤と炭、とくに竹炭又は活性炭の作用とともに発泡による汚濁成分の除去効果を利用して比較的簡単な処理装置で畜産排水の浄化に優れた効果が得られることを見出したものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】豚その他の家畜の屎尿処理方法を示す工程図である。
【図２】豚その他の家畜の屎尿処理装置の平面図である。
【図３】豚その他の家畜の屎尿処理装置の側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  凝集反応槽
２  第１ろ過槽
３  第２ろ過槽
４  調整槽
５  モーター
６  撹拌機
７  ディフューザー
【図１】
2007000700.tif 000013
【図２】
2007000700.tif 000014
【図３】
2007000700.tif 000015