(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濁水である原水を導入して固形分を分離する固形分分離機と、
前記固形分分離機により固形分を除去された原水を所定の割合で希釈する希釈槽と、
前記希釈槽から注水ポンプにより送られる希釈原水に凝集剤を添加する凝集剤添加槽と、
前記凝集剤添加槽で凝集剤が添加された前記希釈原水から凝集成分を濾過する濾過槽と、
前記濾過槽で濾過分離された固形分である凝集フロックから水分を分離するセパレータと、
前記濾過槽で分離された液体分及び前記セパレータで分離された水分を導入して活性炭で処理する活性炭処理槽とを具備し、
前記濾過槽は、前記希釈槽から注水ポンプを介して導入される希釈原水の水圧により凝集成分を濾過すると共に前記凝集フロックを前記セパレータに導入するものであり、
前記セパレータは、前記注入ポンプの水圧により前記凝集フロックから水分を分離するものであり、
前記活性炭処理槽は、前記濾過槽から送液ポンプにより導入される濾過水の水圧により活性炭処理して処理液を処理するものであることを特徴とする濁水浄化装置。
【請求項２】
請求項１において、前記活性炭処理された処理液を濁水源に送ることを特徴とする濁水浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記凝集剤添加槽は、螺旋状に設けられた螺旋流路に希釈原水及び前記凝集剤が供給されることを特徴とする濁水浄化装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記凝集剤添加槽と前記濾過槽の間に混合流路が設けられ、前記混合流路は凝集剤が添加された希釈原水が流通することにより凝集剤と希釈原水が混合される流路に形成されていることを特徴とする濁水浄化装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記濾過槽は、鉛直方向下方から上方に向かって濾過するフィルタを有すると共に当該フィルタの上方には所定の期間毎に当該フィルタの上方から逆洗水を供給する逆洗手段を具備することを特徴とする濁水浄化装置。
【請求項６】
請求項５において、前記逆洗手段は、前記フィルタの上方の濾過水内に設けられ且つ下向きの逆洗ノズルを複数有すると共に端部に水平方向に向かう水平ノズルを有するノズル部材を具備し、前記ノズル部材は、水平面内で回転自在に設けられると共に前記水平ノズルからの噴射液により回転しながら前記逆洗ノズルからの噴射水により前記フィルタを逆洗するものであり、濾過処理を止めることなく所定の期間毎に逆洗するものであることを特徴とする濁水浄化装置。
【請求項７】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記濾過槽は、前記希釈原水が導入される導入槽と、前記導入槽に導入された希釈原水から凝集成分を濾過して凝集成分を除いた液体分を流通させる筒状フィルタと、前記筒状フィルタを流通した液体分が貯留される貯留槽とを備えた濾過タンクにより構成され、前記導入槽に沈殿した凝集フロックが前記セパレータに送られると共に、前記貯留槽に貯留された液体分が前記活性炭処理槽に送られることを特徴とする濁水浄化装置。
【請求項８】
請求項７において、前記濾過タンクが直列に複数備えられ、前記筒状フィルタが一つの前記濾過タンクに対して複数備えられると共に前記筒状フィルタが取り外し自在に設けられていることを特徴とする濁水浄化装置。
【請求項９】
請求項７又は８において、前記筒状フィルタは、薄板状のリング板が多数積層されて一つの筒状フィルタが構成されていることを特徴とする濁水浄化装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れかにおいて、前記セパレータは、多数の平板部材が積層保持された濾過部が導入水側と濾過水側との間に設けられ、前記平板部材の隙間に導入水の水分だけを流通させることにより水分を分離することで濾過するものであることを特徴とする濁水浄化装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかにおいて、前記凝集剤は無機系凝集剤であることを特徴とする濁水浄化装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れかにおいて、前記濁水のもとには、マイナスイオン化されて水のクラスターが小さくされたアルカリイオン水が使用されていることを特徴とする濁水浄化装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れかにおいて、濁水である原水は家畜の糞尿の処理水であり、前記活性炭処理して処理液が送られる泥水源は前記家畜の糞尿の処理に用いられることを特徴とする濁水浄化装置。
【請求項１４】
固形分が除去されて希釈された濁水が送られる螺旋状に設けられた螺旋流路を備え、凝集剤を前記螺旋流路に添加する添加口を備え、前記螺旋流路で凝集剤が添加された希釈原水を流通させることで前記凝集剤と前記希釈原水とを混合すると共に混合流体を後処理工程槽に排出する混合流路を備え、請求項１〜１３の何れかに記載の濁水浄化装置に適用されることを特徴とする凝集剤添加設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、濁水浄化装置に関し、濁水の浄化のための動力を要することなく処理水を得ることを企図したものである。また、処理水の再利用が可能な循環型の浄化装置を構築できるようにしたものである。更に、濁水の浄化のための動力を要することなく処理水を得ることができる濁水浄化装置に適用できる凝集剤添加設備に関する。
【背景技術】
【０００２】  濁水の浄化装置として、赤土の流出による赤水の処理や、醸造工場における廃液処理、豚等の家畜の糞尿処理を行う浄化装置が知られている。家畜の糞尿処理としては、糞尿を含んだ洗浄水を固形物と液状物に分離し、固形物は攪拌・発酵処理して堆肥化して肥料とすると共に、液状物は浄化処理して放流する糞尿分離処理が知られている（特許文献１参照）。また、糞と尿および洗浄水などを混合し、微生物の作用によって腐熟させる糞尿混合処理が知られている（特許文献２参照）。【０００３】  糞尿処理装置においては、大量の洗浄水が使用されて糞尿等が洗い流されて濁水とされ、濁水は様々な機械設備を用いて浄化される。そして、浄化された水は放流されるようになっている。このため、大量の洗浄水と浄化のための動力が必要となっていた。近年、自然環境への意識が高まる中で、水質汚濁等の自然環境への悪影響が問題になってきており、浄化の基準も厳しくなる情勢にある。また、資源の無駄に関する意識も高まる情勢になってきており、洗浄に使用する洗浄水の再利用や循環利用に対しても感心が高まってきているのが実情である。【０００４】
【特許文献１】特公昭５５−８８６３７号公報
【特許文献２】特公平５−１６１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明は、上記状況に鑑みてなされてもので、濁水の浄化のための動力を要することなく処理水を得ることができる濁水浄化装置を提供することを目的とする。【０００６】  また、処理水の再利用が可能な循環型の濁水浄化装置を提供することを目的とする。【０００７】  更に、濁水の浄化のための動力を要することなく処理水を得ることができる濁水浄化装置に適用できる凝集剤添加設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明の第１の態様は、
濁水である原水を導入して固形分を分離する固形分分離機と、
前記固形分分離機により固形分を除去された原水を所定の割合で希釈する希釈槽と、
前記希釈槽から注水ポンプにより送られる希釈原水に凝集剤を添加する凝集剤添加槽と、
前記凝集剤添加槽で凝集剤が添加された前記希釈原水から凝集成分を濾過する濾過槽と、
前記濾過槽で濾過分離された固形分である凝集フロックから水分を分離するセパレータと、
前記濾過槽で分離された液体分を導入して活性炭で処理する活性炭処理槽とを具備し、
前記濾過槽は、前記希釈槽から注水ポンプを介して導入される希釈原水の水圧により凝集成分を濾過すると共に前記凝集フロックを前記セパレータに導入するものであり、
前記セパレータは、前記注入ポンプの水圧により前記凝集フロックから水分を分離するものであり、
前記活性炭処理槽は、前記濾過槽から送液ポンプにより導入される濾過水の水圧により活性炭処理して処理液を処理するものであることを特徴とする。【０００９】  第１の態様では、濾過槽における凝集成分の濾過、セパレータでの凝集フロックからの水分の分離、濾過槽で分離された液体分及びセパレータで分離された水分の活性炭処理は、液体が送られる水圧により液体の移動の過程で行われるため、それぞれの処理のための動力が不要になるので、濁水の浄化のための動力を要することなく処理水を得ることができる濁水浄化装置となる。【００１０】  本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記活性炭処理された処理液を濁水源に送ることを特徴とする。【００１１】  第２の態様では、活性炭処理された処理液が濁水源に送られるため、処理水の再利用が可能な循環型の濁水浄化装置となる。【００１２】  本発明の第３の態様は、第１又は第２の形態において、前記凝集剤添加槽は、螺旋状に設けられた螺旋流路に希釈原水及び前記凝集剤が供給されることを特徴とする。【００１３】  第３の態様では、螺旋流路を流通する際に遠心力により凝集剤が希釈原水に添加されるので、凝集剤を確実に希釈原水に添加することができる。【００１４】  本発明の第４の態様は、第１〜第３の形態において、前記凝集剤添加槽と前記濾過槽の間に混合流路が設けられ、前記混合流路は凝集剤が添加された希釈原水が流通することにより凝集剤と希釈原水が混合される流路形状に形成されていることを特徴とする。【００１５】  第４の態様では、凝集剤が添加された希釈原水が流通することにより凝集剤と希釈原水が混合されるので、凝集剤と希釈原水の混合が十分に行える。【００１６】  本発明の第５の態様は、第１〜第４の態様において、前記濾過槽は、鉛直方向下方から上方に向かって濾過するフィルタを有すると共に当該フィルタの上方には所定の期間毎に当該フィルタの上方から逆洗水を供給する逆洗手段を具備することを特徴とする。【００１７】  第５の態様では、下から上に希釈原水を流通させることによりフィルタで凝集成分を補足し、所定の期間毎にフィルタの上方から逆洗水を供給するようにしたので、濾過槽のフィルタの目詰まりをなくすことができる。【００１８】  本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記逆洗手段は、前記フィルタの上方の濾過水内に設けられ且つ下向きの逆洗ノズルを複数有すると共に端部に水平方向に向かう水平ノズルを有するノズル部材を具備し、前記ノズル部材は、水平面内で回転自在に設けられると共に前記水平ノズルからの噴射液により回転しながら前記逆洗ノズルからの噴射水により前記フィルタを逆洗するものであり、濾過処理を止めることなく所定の期間毎に逆洗するものであることを特徴とする。【００１９】  第６の態様では、動力を用いることなくノズル部材を回転させて万遍なくフィルタの逆洗を行うことができる。【００２０】  本発明の第７の態様は、第１〜４の態様の何れかにおいて、前記濾過槽は、前記希釈原水が導入される導入槽と、前記導入槽に導入された希釈原水から凝集成分を濾過して凝集成分を除いた液体分を流通させる筒状フィルタと、前記筒状フィルタを流通した液体分が貯留される貯留槽とを備えた濾過タンクにより構成され、前記導入槽に沈殿した凝集フロックが前記セパレータに送られると共に、前記貯留槽に貯留された液体分が前記活性炭処理槽に送られることを特徴とする。【００２１】  第７の態様では、濾過タンクの筒状フィルタを通して凝集成分を捕捉することができるので、簡単な構成の濾過槽とすることができる。【００２２】  本発明の第８の態様は、第７の態様において、前記濾過タンクが直列に複数備えられ、前記筒状フィルタが一つの前記濾過タンクに対して複数備えられると共に前記筒状フィルタが取り外し自在に設けられていることを特徴とする。【００２３】  第８の態様では、濾過タンクを複数備えて流速を確保することができると共に、複数の筒状フィルタを備えて凝集成分の補足を確実に行うことができ、しかも、筒状フィルタの交換を容易に行うことができる。【００２４】  本発明の第９の態様は、第７又は８の態様の何れかにおいて、前記筒状フィルタは、薄板状のリング板が多数積層されて一つの筒状フィルタが構成されていることを特徴とする。【００２５】  第９の態様では、リング板が多数積層されて構成されているので、容易に取り外して分解して洗浄することができる。【００２６】  本発明の第１０の態様は、第１〜第９の態様の何れかにおいて、前記セパレータは、多数の平板部材が積層保持された濾過部が導入水側と濾過水側との間に設けられ、前記平板部材の隙間に導入水の水分だけを流通させることにより水分を分離することで濾過するものであることを特徴とする。【００２７】  第１０の態様では、微粒子の固まりとなった凝集フロックから水分だけを平板部材の隙間に流通させることができ、セパレータの構成を簡素化することができる。【００２８】  本発明の第１１の態様は、第１〜第１０の態様の何れかにおいて、前記凝集剤は無機系凝集剤であることを特徴とする。【００２９】  第１１の態様では、細くされた凝集成分を再利用することが可能になる。【００３０】
本発明の第１２の態様は、第１〜第１１の態様の何れかにおいて、前記濁水のもとには、マイナスイオン化されて水のクラスターが小さくされたアルカリイオン水が使用されていることを特徴とする。
【００３１】  第１２の態様では、マイナスイオン化されてクラスターが小さい活性化された水を使用することができる。【００３２】  本発明の第１３の態様は、第１〜第１２の態様の何れかにおいて、濁水である原水は家畜の糞尿の処理水であり、前記活性炭処理して処理液が送られる泥水源は前記家畜の糞尿の処理に用いられることを特徴とする。【００３３】  第１３の態様では、糞尿を処理した水の浄化のための動力を要することなく浄化処理した処理水を得ることができる家畜の糞尿処理装置となる。また、糞尿を処理するための水として処理水を再利用することで、循環型の家畜の糞尿処理装置となる。【００３４】
本発明の第１４の態様は、固形分が除去されて希釈された濁水が送られる螺旋状に設けられた螺旋流路を備え、凝集剤を前記螺旋流路に添加する添加口を備え、前記螺旋流路で凝集剤が添加された希釈原水を流通させることで前記凝集剤と前記希釈原水とを混合すると共に混合流体を後処理工程槽に排出する混合流路を備え、第１〜第１３の何れかの態様の濁水浄化装置に適用されることを特徴とする。
【００３５】  第１４の態様では、螺旋流路を流通する際に遠心力により凝集剤が希釈原水に添加されるので、凝集剤を確実に希釈原水に添加することができ、凝集剤が添加された希釈原水が流通することにより凝集剤と希釈原水が混合されるので、凝集剤と希釈原水の混合が十分に行える。【００３７】
そして、凝集剤を確実に希釈原水に添加することができ、凝集剤と希釈原水の混合が十分に行える凝集剤添加設備を有する濁水浄化装置を構築することができる。
【発明の効果】
【００３８】  本発明の濁水浄化装置は、濁水の浄化のための動力を要することなく処理水を得ることができる。また、処理水の再利用が可能な循環型の濁水浄化装置となる。【００３９】  また、本発明の凝集剤添加設備は、濁水の浄化のための動力を要することなく処理水を得ることができる濁水浄化装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】［図１］本発明の一実施形態例に係る濁水浄化装置を家畜の糞尿処理のシステムに適用した場合の全体系統図である。
［図２］凝集槽の構造説明図である。
［図３］凝集剤添加槽及び混合流路の断面図である。
［図４］図３中の平面視図である。
［図５］図３中のＶ−Ｖ線矢視図である。
［図６］混合流路の分解斜視図である。
［図７］ノズル部材の側面図である。
［図８］ノズル部材の平面図である。
［図９］セパレータの一部破断側面図である。
［図１０］図９中のＸ−Ｘ線矢視図である。
［図１１］他の実施形態例に係る濾過槽の全体構成図である。
［図１２］濾過タンクの断面図である。
［図１３］図１２中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線矢視図である。
［図１４］筒状フィルタの分解斜視図である。
［図１５］豚舎の概略説明図である。
［図１６］図１５中のＸＶＩ−ＸＶＩ線矢視図である。
【符号の説明】
【００４１】    １  豚舎
２  原水タンク
３  処理水タンク
４  水中ポンプ
５  遠心分離機
６  希釈槽
７  ポンプ
８  バルブ
９  注水ポンプ
１０  凝集剤添加槽
１１、１０１  濾過槽
１２  凝集フロック
１３  セパレータ
１４  送液ポンプ
１５  活性炭処理槽
２１  フィルタ
２５  逆洗タンク
３４  逆洗手段
８２  飼育スペース
８４  豚
８６  ピット
８７  パイプ材
８８  処理水パイプ
９４  駆動桿
９５  往復駆動手段
９８  ノズル
１０２  濾過タンク
１０８  筒状フィルタ
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】  以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。本実施形態例は、濁水浄化装置（システム）として、家畜（例えば、豚）の糞尿を処理するシステムに適用した例を説明してある。本発明の濁水浄化装置としては、家畜の糞尿を処理するシステムに限らず、赤土の流出による赤水の処理や、海洋へどろの処理、工場排水、ビール工場や醸造工場の廃液処理等大量の濁水を処理する施設の濁水を処理するシステムに適用することが可能である。【００４３】  図１には本発明の一実施形態例に係る凝集剤添加設備を有する濁水浄化装置を家畜の糞尿処理のシステムに適用した場合の全体系統、図２には凝集槽の構造説明、図３には凝集剤添加槽及び混合流路の断面、図４（ａ）には図３中のＩＶ−ＩＶ線矢視、図４（ｂ）には図３中のＢ−Ｂ線矢視、図５には図３中のＶ−Ｖ線矢視、図６には混合流路の分解斜視、図７にはノズル部材の側面、図８にはノズル部材の平面、図９にはセパレータの一部破断側面、図１０には図９中のＸ−Ｘ線矢視、図１１には他の実施形態例に係る濾過槽の全体構成、図１２には濾過タンクの断面、図１３には図１２中のＸＩＩＩ−ＭＩＩＩ線矢視、図１４には筒状フィルタの分解斜視、図１５には豚舎の概略説明、図１６には図１５中のＸＶＩ−ＸＶＩ線矢視を示してある。【００４４】  図１に基づいて家畜の糞尿処理システム、即ち、豚舎の糞尿処理システムの全体構成を説明する。【００４５】  豚舎１には糞尿を洗い流したあとの濁水（原水）が貯留される原水タンク２が設けられ、豚舎１には処理水タンク３からの処理水が供給されて糞尿の洗い流しに使用される。原水タンク２に貯留された原水は水中ポンプ４により固形分分離機である遠心分離装置５に導入される。遠心分離機５では固形分が除去され、固形分が除去された原水は希釈槽６に送られる。希釈槽６には処理水タンク３からの処理水がポンプ７により圧送され、処理水はバルブ８により流量が制御されて希釈槽６の原水が所定割合で希釈されて希釈原水とされる。【００４６】  希釈槽６の希釈原水は注水ポンプ９により凝集剤添加槽１０に送られ、凝集剤添加槽１０では希釈原水に凝集剤が添加される。凝集剤は、例えば、天然の無機系材料の凝集剤が使用され、後述するスラッジを再利用可能にしている。凝集剤添加槽１０で凝集剤が添加された希釈原水は濾過槽１１に送られ、濾過槽１１では希釈原水から凝集成分がフィルタ２１を通して濾過される。濾過槽１１に送られた希釈原水のうちの余剰部分は、循環ポンプ２０によって凝集剤添加槽１０の希釈原水の供給口に送られる。【００４７】  濾過槽１１で濾過分離された固形分である凝集フロック１２（後述する図２参照）はセパレータ１３に送られ、セパレータ１３では凝集フロック１２（後述する図２参照）から水分が除去される。凝集フロック１２（後述する図２参照）から分離された水分は濾過槽１１で凝集成分が濾過された希釈原水の液体に混入される。【００４８】  濁水中に懸濁する浮遊物の大きさが小さくなると、沈降速度には限界があるので、通常の沈殿、濾過等の方法だけでは分離が困難となる。このため、本願発明では、凝集剤を添加して微粒子を大きな固まり（フロック）とすることで沈降速度を速くし、効率の良���分離を可能にしている。【００４９】  詳細は後述するが、濾過槽１１では、希釈槽６から注水ポンプ９を介して導入される希釈水の水圧により凝集成分を除去すると共に、濾過分離された凝集フロック１２（後述する図２参照）をセパレータ１３に導入する。そして、セパレータ１３は注水ポンプ９を介して導入される希釈水の水圧により凝集フロック１２（後述する図２参照）から水分を分離する。尚、セパレータ１３に溜まったスラッジはバルブ２２の開閉によりし尿かす貯２３に送られ、再利用する等適宜処理される。【００５０】  濾過槽１１における希釈原水の液体（凝集フロック１２から分離された水分が混入された液体）である濾過水は、送液ポンプ１４により活性炭処理槽１５に送られる。活性炭処理槽１５には筒状の本体１６の内部に導入路１７が設けられ、本体１６内における導入路１７の外側に活性炭１８が充填されている。導入路１７の上方には濾過水の導入口１７ａが設けられ、導入路１７の下部には本体１６の内側に濾過水を発泡状態で噴出させるためのラテラル１９が設けられている。【００５１】  本体１６の上方には処理水の排出口１６ａが設けられ、ラテラル１９から発泡状態で噴出した濾過水は活性炭１８で活性炭処理され、活性炭処理された処理水は本体１６の排出口１６ａから処理水タンク３に送られる。活性炭処理槽１５では、送液ポンプ１４により導入される濾過水の水圧により活性炭処理が行われる。【００５２】  そして、処理水タンク３の処理水が豚舎１に送られて糞尿等の洗い流しに使用される。つまり、活性炭処理された処理液が濁水源に送られるようになっている。【００５３】  従って、濾過槽１１における凝集成分の濾過、セパレータ１３での凝集フロック１２からの水分の分離、濾過槽１１で分離された液体分及びセパレータ１３で分離された水分の活性炭処理槽１５での活性炭処理は、注水ポンプ９及び送液ポンプ１４で送られる液体の水圧により液体の移動の過程で行われるため、それぞれの処理のための動力が不要になる。このため、濁水の浄化のための動力を要することなく処理水を得ることができる濁水浄化装置となる。また、活性炭処理された処理液が濁水源に送られるため、処理水の再利用が可能な循環型の濁水浄化装置となる。【００５４】  尚、活性炭処理した処理水タンク３の処理水を二次的に活性炭処理する第２の活性炭処理槽を設け、処理水タンク３の処理水を再度活性炭処理して後述する逆洗タンクに送ったり処理水タンク３に戻したりすることも可能である。活性炭処理槽は必要に応じて３槽以上を適宜部位に備えることも可能である。【００５５】  原水タンク２に溜められた原水と、活性炭処理槽１５の排出口１６ａから排出される処理水の分析試験結果を説明する。採取した原水と処理水について、水素イオン濃度（ｐＨ）、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）、全窒素の量（Ｔ−Ｎ）、全リンの量（Ｔ−Ｐ）を検査した。水素イオン濃度は、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  １２  １ガラス電極法で分析し、生物化学的酸素要求量は、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  ２１、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  ３２．３隔膜電極法で分析し、全窒素の量は、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  ２１、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  ４５．４銅・カドニウムカラム還元法で分析し、全リンの量は、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  ４６．３−１ペルオキソ二硫酸カリウム分解法で分析した。【００５６】  原水の水素イオン濃度（ｐＨ）は７．８、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）は１３１０（ｍｇ／Ｌ）、全窒素の量（Ｔ−Ｎ）は２３５０（ｍｇ／Ｌ）、全リンの量（Ｔ−Ｐ）は４９２（ｍｇ／Ｌ）であった。これに対し、処理水の水素イオン濃度（ｐＨ）は８．０、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）は３６．８（ｍｇ／Ｌ）、全窒素の量（Ｔ−Ｎ）は３８．０（ｍｇ／Ｌ）、全リンの量（Ｔ−Ｐ）は１．７５（ｍｇ／Ｌ）であった。このため、水質が改善されると共に、有機物（汚れ）が格段に少なくなったことが判る。また、浮遊物（ＳＳ）質量に関しても格段に少なくなったことが確認されている。【００５７】  また、第２の活性炭処理槽を設けた場合の二次処理水の分析結果を示す。二次処理水の水素イオン濃度（ｐＨ）は８．１、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）は５．２（ｍｇ／Ｌ）、全窒素の量（Ｔ−Ｎ）は１７．５（ｍｇ／Ｌ）、全リンの量（Ｔ−Ｐ）は０．９９３（ｍｇ／Ｌ）であった。このため、水質が更に改善されると共に、有機物（汚れ）が更に少なくなったことが判る。【００５８】  一方、図１に示すように、濾過槽１１のフィルタ２１の逆洗（水を逆流させての洗浄）を行う逆洗水を供給するため、及び、活性炭処理槽１５の活性炭１８、ラテラル１９、導入路１７の逆洗を行う逆洗水を供給するための逆洗タンク２５が備えられている。【００５９】
マイナスイオン化されて水のクラスターが小さいアルカリイオン水が貯留される波動水タンク２６が備えられ、逆洗タンク２５には波動水タンク２６からのアルカリイオン水が供給バルブ２７の操作によって適宜供給されると共に、処理水タンク３には波動水タンク２６からのアルカリイオン水が供給バルブ２７の操作によって適宜補充される。また、波動水タンク２６からのアルカリイオン水は供給バルブ２７の操作によって遠心分離機５に送られる。波動水タンク２６からのアルカリイオン水が濁水側に使用されているので、マイナスイオン化されて水のクラスターが小さい活性化された水（アルカリイオン水）を濁水浄化装置に使用することができる。
【００６０】
逆洗タンク２５からのアルカリイオン水は第１逆洗ポンプ２８により濾過槽１１のフィルタ２１側（後述する逆洗手段）に供給され、フィルタ２１側への供給は所定の期間毎に行われる。また、逆洗タンク２５からのアルカリイオン水は第２逆洗ポンプ２９により活性炭処理槽の活性炭１８の上側における本体１６の内部に送られる。本体１６の内部に送られたアルカリイオン水は、活性炭１８、ラテラル１９、導入路１７を逆洗して排出される。排出されたアルカリイオン水は処理水タンク３から希釈槽６への流路に送られ、ポンプ７の駆動により希釈槽６に送られる。
【００６１】  逆洗タンク２５（逆洗手段）を備えたことにより、浄化処理のシステムの一環としてフィルタ２１の逆洗が行え、目詰まりを防いで浄化処理を連続して行うことができる。【００６２】  次に、図２乃至図１０に基づいて凝集剤添加槽１０、濾過槽１１及びセパレータ１３の構成を説明する。【００６３】  図２に基づいて濾過槽１１を説明する。【００６４】  図２に示すように、濾過槽１１は第１タンク部３１及び第２タンク部３２によって構成され、第１タンク部３１はフィルタ２１を介して上部室３１ａ及び下部室３１ｂに分けられていると共に、第２タンク部３２はフィルタ２１を介して上部室３２ａ及び下部室３２ｂに分けられている。また、濾過槽１１には凝集成分が濾過された濾過水が溜められる濾過水タンク４１が備えられている。【００６５】
凝集剤添加槽１０の出口部１０ａと第１タンク部３１の下部室３１ｂとの間は混合流路３３によって接続され、凝集剤が添加された希釈原水は混合流路３３を通って第１タンク部３１の下部室３１ｂに送られる。そして、下部室３１ｂを溢れた希釈原水はフィルタ２１で凝集成分が濾過されて上部室３１ａに送られる。つまり、フィルタ２１は、凝集剤が添加された希釈原水を鉛直方向下方から上方に向かって濾過するようになっている。フィルタ２１の上方には所定の期間毎にフィルタ２１の上方から逆洗水を供給する逆洗手段３４が設けられ、逆洗手段３４には前述した逆洗タンク２５からのアルカリイオン水が送られる。
【００６６】
第１タンク部３１の上部室３１ａと第２タンク部３２の下部室３２ｂとの間は第１移送管３５によって接続され、第１タンク部３１で濾過された希釈原水は第１移送管３５を通って第２タンク部３２の下部室３２ｂに送られる。そして、下部室３２ｂを溢れた希釈原水はフィルタ２１で凝集成分が濾過されて上部室３２ａに送られる。つまり、第１タンク部３１と同様に、フィルタ２１は、凝集剤が添加された希釈原水を鉛直方向下方から上方に向かって濾過するようになっている。フィルタ２１の上方には所定の期間毎にフィルタ２１の上方から逆洗水を供給する逆洗手段３４が設けられ、逆洗手段３４には前述した逆洗タンク２５からのアルカリイオン水が送られる。
【００６７】  第２タンク部３２の上部室３２ａと濾過水タンク４１との間は第２移送管３６によって接続され、第２タンク部３２で濾過された希釈原水は第２移送管３６を通って濾過水タンク４１に送られる。第１タンク部３１及び第２タンク部３２の底部に沈殿した凝集フロック１２は水分と共にセパレータ１３に送られ、セパレータ１３で除去された水分が濾過水タンク４１に送られる。【００６８】  凝集剤添加槽１０での希釈水の流通、濾過槽１１での希釈水の濾過処理のための流通、セパレータ１３での水分の分離のための水分の流通は、注水ポンプ９の駆動により発生する水圧によって行われる。【００６９】  図３、図４に基づいて凝集剤添加槽１０を説明する。【００７０】  凝集剤添加槽１０は、筒状の本体４５内に下方に向かう螺旋状の螺旋流路４６が設けられている。螺旋流路４６には希釈原水の供給管６１が接続され、希釈原水は供給管６１から螺旋流路４６の円弧の接線方向に希釈原水が供給されて螺旋流路４６に沿って供給される。供給管６１の上方の本体は螺旋流路４６に連通する筒部６２とされ、筒部６２は上部が開口とされて開口には蓋６３が取り付けられている。蓋６３には凝集剤が投入されるための添加口６４が設けられ、凝集剤は添加口６３から筒部６２内に投入され、螺旋流路４６で希釈原水に添加される。【００７１】  希釈原水及び凝集剤は螺旋流路４６に供給され、螺旋流路４６を下方に流通する過程で遠心力により凝集剤が希釈原水に添加される。このため、凝集剤を確実に希釈原水に添加することができる。【００７２】  図３、図５、図６に基づいて混合流路３３を説明する。【００７３】  混合流路３３は凝集剤添加槽１０と濾過槽１１の第１タンク部３１との間に設けられている。混合流路３３は、円筒状の本体管４８内に半円状の邪魔板部材４９が軸方向に交互に配置され、邪魔板部材４９は本体管４８の中心部を貫通する固定ロッド５０に円弧中心部が固定されている。本体管４８の内部は邪魔板部材４９によって軸方向に沿って上下交互の流路４８ａが形成された状態になっている。本体管４８を流通する凝集剤が添加された希釈原水は、邪魔板部材４９によって形成された上下交互の流路４８ａを流通することにより、添加剤の混合が促進される。このため、希釈原水への凝集剤の混合が十分に行える。【００７４】  尚、混合流路の構成としては、邪魔板部材４９によって流路を左右交互に形成したり、内部に仕切りを設けて流路幅を変化させて流通抵抗を与えるなどの構成を採用することも可能である。【００７５】  上述した凝集剤添加槽１０及び混合流路３３により凝集剤添加設備が構成され、後処理工程槽が第１タンク部３１となっている。【００７６】  図７、図８に基づいて第１タンク部３１の上部室３１ａ及び第２タンク部３２の上部室３２ａに設けられた逆洗手段３４を説明する。【００７７】  第１タンク部３１、第２タンク部３２の上部室３１ａ及び上部室３２ａと下部室３１ｂ及び下部室３２ｂはフィルタ２１によって仕切られている。フィルタ２１は、上部室３１ａ及び上部室３２ａと下部室３１ｂ及び下部室３２ｂとを仕切るパンチングメタル５１を有し、パンチングメタル５１には多数の穴５１ａが形成されている。パンチングメタ��５１の下部室３１ｂ及び下部室３２ｂ側の面にはフィルタ材５２が取り付けられている。【００７８】  凝集剤が添加された希釈原水は、下部室３１ｂ及び下部室３２ｂからフィルタ材５２を通してパンチングメタル５１の穴５１ａを通って上部室３１ａ及び上部室３２ａに送られる（溢れ出る）。フィルタ材５２を流通する過程で凝集フロック１２が分離され、分離された凝集フロック１２が上部室３１ａ及び上部室３２ａに沈殿する。濾過処理が長時間になるとフィルタ材５２及びパンチングメタル５１の穴５１ａに目詰まりが生じることが考えられる。このため、所定の期間毎に逆洗手段３４によってパンチングメタル５１側から逆洗水を供給して穴５１ａ及びフィルタ材５２に付着した凝集フロック１２を下部室３１ｂ及び下部室３２ｂ側に流し落としている。【００７９】  逆洗手段３４を説明する。パンチングメタル５１の上方における濾過水内にはノズル部材である水平ノズル管５５が水平面内で回転自在に設けられ、水平ノズル管５５には下向きの逆洗ノズル５６が複数設けられている。水平ノズル管５５の両端部には、互いに逆向きの水平方向に向かう水平ノズル５７ａ、５７ｂが設けられ、水平ノズル５７ａ、５７ｂから逆洗水を互いに逆向きに噴出させることで水平ノズル管５５が噴射液による推力によって回転する。水平ノズル５７ａ、５７ｂ及び逆洗ノズル５６から所定の期間毎に逆洗水を噴出させることで、水平ノズル管５５が回転しながら下向きに逆洗水をフィルタ２１に供給し、パンチングメタル５１の全面に対して逆洗水が送られる。【００８０】  フィルタ２１は鉛直方向下方から上方に向かって希釈原水を濾過するフィルタ材５２及びパンチングメタル５１を有し、下から上に希釈原水を流通させることによりフィルタ材５２で凝集成分を補足し、所定の期間毎にフィルタ２１の上方から逆洗水を供給するようにしたので、濾過処理を止めることなく、フィルタ材５２及びパンチングメタル５１の穴５１ａの目詰まりをなくすことができる。そして、水平ノズル５７ａ、５７ｂから逆洗水を互いに逆向きに噴出させることで水平ノズル管５５を回転させて逆洗を行うので、機械的な動力を用いることなく水平ノズル管５５を回転させてフィルタ２１の全面に亘り逆洗を満遍なく行うことができる。【００８１】  図９、図１０に基づいてセパレータ１３を説明する。【００８２】  セパレータ１３は筒状のタンク本体７１を有し、中央部が濾過部７２によって上下２室に仕切られている。下側の室が導入水側である導入室７３となり、上側の室が濾過水側である濾過水室７４となっている。図１０に示すように、タンク本体７１の中央の左右の内壁にはタンク本体７１の長手方向に伸びる突起状のガイド部７５が形成されている。濾過部７２は多数の矩形長尺状態の平板部材７６が積層されて構成され、タンク本体７１の内部を上下に仕切る板状をなすと共に、積層面が上下に延びる状態になっている。そして、図１０に示すように、平板部材７６の端部にはガイド部７５に嵌合する切欠部７７が形成されている。【００８３】  積層された多数の平板部材７６は２本のボルト軸７８によって一体的に密着保持されると共に、端部の切欠部７７がガイド部７５に嵌合されることで、積層された多��の平板部材７６がタンク本体７１の中央部に保持される。ボルト軸７８をフランジ部７９に固定することで積層された多数の平板部材７６がフランジ部７９の間でタンク本体７１の所定位置に固定される。【００８４】  凝集フロック１２を含む導入水が導入室７３に送られ、導入水が濾過室７４に溢れることで、平板部材７６の隙間を導入水の水分だけが流通して水分が濾過水室７４に移動して凝集フロック１２から水分が分離される。分離された水分は濾過槽１１の凝集タンク４１（図２参照）に送られ、送液ポンプ１４の駆動により活性炭処理槽１５（図２参照）に送られる。【００８５】  セパレータ１３は、微粒子の固まりとなった凝集フロック１２から水分だけを平板部材７６の隙間に流通させて水分を分離することができ、セパレータ１３の構成を簡素化することができる。【００８６】  上述したように、豚舎１の糞尿を洗い流した後の原水が、希釈された後に凝集剤が添加されて濾過されると共に凝集フロック１２から水分が除去され、更に、活性炭処理槽１５で活性炭処理された処理水が処理水タンク３に送られる。このとき、濾過処理や水分の分離処理、活性炭処理は、水圧により送られる水の流通過程で行われるため、濾過や水分の分離及び活性炭処理を行うための動力を必要としない。また、処理後の処理水タンク３の処理水が再び豚舎１の糞尿を洗い流す水として使用されるため、循環型の家畜の糞尿処理浄化のシステムが構築され、処理水を放出して自然環境に悪影響を与えたり、洗浄に使用する洗浄水を別途大量に確保する必要がなく、環境にやさしく資源を有効に利用することができるシステム（処理装置）となる。【００８７】  図１１乃至図１４に基づいて濾過槽の他の実施形態例を説明する。本実施形態例の濾過槽１０１は、図２に示した濾過槽１１に代えて設置されるものである。【００８８】  図１１に示すように、３台の濾過タンク１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが直列に連結され、最上流側の濾過タンク１０２ａには混合流路３３を介して凝集剤添加槽１０からの希釈原水が送られる。隣接する濾過タンク１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ同士は連結管１０４により連結され、濾過水を順次入口側に送るようになっている。最下流側の濾過タンク１０２ｃからの濾過水は、送液ポンプ１４により活性炭処理槽１５に送られる。尚、濾過タンク１０２の数は少なくとも１台設置されていれば、２台、４台以上の設置であってもよい。【００８９】  濾過タンク１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃには後述する筒状フィルタが備えられ、筒状フィルタにより分離された凝集成分は濾過タンク１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの下部に沈殿して凝集フロック１２（図１２参照）とされ、凝集フロック１２（図１２参照）は集合管１０３を介してセパレータ１３に送られる。セパレータ１３で分離された凝集フロック１２からの水分は活性炭処理槽１５に送られる。【００９０】  図１２、図１３に基づいて濾過タンク１０２の構成を説明する。【００９１】  図に示すように、濾過タンク１０２には導入槽１０５が備えられ、導入槽１０５には、凝集剤添加槽１０からの混合流路３３（隣接する濾過タンク１０２からの連結管１０４）から希釈原水が導入される。また、濾過タンク１０２の上部の隅部���は仕切壁１０６により導入槽１０５と仕切られた貯留槽１０７が備えられている。仕切壁１０６には筒状フィルタ１０８が取り外し自在に設けられている。筒状フィルタ１０８は上下２段に４列、即ち、８個設けられている。【００９２】  導入槽１０５に導入された希釈原水は筒状フィルタ１０８で濾過されて凝集成分が分離され、液体分が貯留槽１０７に送られる。即ち、筒状フィルタ１０８はフィルタ部が導入槽１０５に位置して設けられている。尚、筒状フィルタ１０８の配置状態や数は図示例に限定されず少なくとも一つ設けられていればよい。【００９３】  図１４に基づいて筒状フィルタ１０８の構成を説明する。【００９４】  図に示すように、筒状フィルタ１０８は、薄板状のプラスチック製のリング板１１１が多数積層されて、例えば、ねじ止めにより一体化されて、フィルタ部１１２が構成され、フィルタ部１１２の端部（図中右端部）に円盤状の止板１１３が設けられている。フィルタ部１１２には筒状の治具１１４が設けられ、治具１１４にはねじ部１１５が形成されている。ねじ部１１５を仕切壁１０６に螺合することにより筒状フィルタ１０８が仕切壁１０６に取り付けられる。リング板１１１の間の隙間を希釈原水が流通することにより凝集成分が濾過され、凝集成分が分離された流体分が貯留タンク１０７に溜められる。【００９５】  尚、ねじ部１１５によらず嵌めこみ等により筒状フィルタ１０８を仕切壁１０６に取り付けることも可能である。【００９６】  濾過タンク１０２に送られた希釈原水は筒状フィルタ１０８で凝集成分が分離されて順次下流側の濾過タンク１０２に送られ、分離された凝集成分である凝集フロック１２は沈降して集合管１０３からセパレータ１３に送られて前述同様に水分が除去される。最下流側の濾過タンク１０２ｃで筒状フィルタ１０８を流通した希釈原水は送液ポンプ１４（図１参照）により活性炭処理槽１５に送られる。【００９７】  濾過タンク１０２を備えた濾過槽１０１を適用することにより、簡単な構成で取り外し可能な筒状フィルタ１０８を用いて希釈原水の濾過が可能になる。また、筒状フィルタ１０８はプラスチック製のリング板１１１を積層して構成したので、容易に取り外して分解して洗浄することができ、メンテナンス性が極めて高い濾過槽１０１とすることができる。また、濾過タンク１０２を直列に３台設置したことにより、希釈原水の流速を確保してフィルタを複数回通すことができ、極めて簡単な構成の濾過槽１０１であっても凝集成分の分離を確実に行うことができる。【００９８】  上述した家畜の糞尿処理のシステムにおける豚舎１の状況の一例を図１５、図１６に基づいて説明する。【００９９】  図１５に示すように、柵８１によって複数の飼育スペース８２が区切られて一方向に並設されて一列の飼育スペース群８３が構築され、それぞれの飼育スペース８２には複数頭又は１頭の豚８４が飼育されている。一つの豚舎１は複数列の飼育スペース群８３が集まって構築され、各飼育スペース群８３の間には餌を与える等の世話をする人間が移動するための通路８５が設けられている。【０１００】  飼育スペース群８３の一方側（図１５では左側）には各飼育スペース８２で共通のピット８６が形成され、一列の���育スペース群８３の各飼育スペース８２の糞尿処理水は一つのピット８６から原水タンク２（図１参照）に送られる。飼育スペース群８３の他方側（図１５では右側）の上方部には各飼育スペース８２に沿って延びるパイプ材８７が設けられ、パイプ材８７には処理水タンク３（図１参照）からの処理水が供給される。【０１０１】  飼育スペース群８３に沿って（図１５では左右方向）処理水パイプ８８が設けられ、処理水タンク３からの処理水はポンプ８９の駆動によって処理水パイプ８８に供給される。処理水パイプ８８にはパイプ材８７の一端がロータリジョイント９０により接続され、処理水パイプ８８に供給された処理水がロータリジョイント９０を介してパイプ材８７に送られる。パイプ材８７に送られた処理水は各飼育スペース８２に向けて噴射され、飼育スペース８２内の糞尿や豚８４の身体を洗い流してピット８６に送り込まれる。【０１０２】  一方、パイプ材８７の他端は支持部材９１によって回動自在に支持されている。即ち、パイプ材８７はロータリジョイント９０及び支持部材９１を介して軸心回りで回動支持されている。飼育スペース群８３は長く延びているためパイプ材８７も長尺になっている。このため、パイプ材８７は途中の部位（例えば柵８１の部位）等で回動支持されている（図示省略）。【０１０３】  支持部材９１側のパイプ材８７の上部には連結金具９２がそれぞれ固定され、連結金具９２には縦方向に長い長孔９３が設けられている。パイプ材８７の支持部材９１側には、パイプ材８７に直交する方向に伸びる駆動桿９４が設けられ、駆動桿９４は往復駆動手段９５によって軸方向に往復駆動される。駆動桿９４にはパイプ材８７に対応して連結ピン９６が設けられ、連結ピン９６はそれぞれの連結金具９２の長孔９３に相対的に回転自在に嵌合されている。つまり、往復駆動手段９５の駆動で駆動桿９４が往復移動すると、連結ピン９６、長孔９３を介して連結金具９２が揺動し、連結金具９２の揺動によりパイプ材８７が一斉に軸心回りで回動される。【０１０４】  図１６に示すように、パイプ材８７の飼育スペース８２側には各飼育スペース８２に対応してノズル９８が設けられ、ノズル９８から飼育スペース８２に向けて処理水が噴射される。このとき、往復駆動手段９５の駆動によりパイプ材８７を一斉に軸心回りで回動させることでノズル９８の向きを変えることができ、飼育スペース８２の床面方向から豚８４の身体の方向に向けて連続して処理水を噴射させることができる。【０１０５】  このため、大掛かりな設備にすることなく飼育スペース８２の広い範囲に向けて処理水を噴出させることができ、糞尿の洗い流しや豚８４の身体の洗い流しを無人で確実に実施することができる。洗い流した後の処理水はピット８６に集められ、原水タンク２に送られる。【０１０６】  尚、パイプ材８７の回動機構は、往復駆動手段９５による往復運動を連結ピン９６及び長孔９３によりパイプ部材８７の回動機構に変換しているが、クランク機構やカム機構を用いて回転力をパイプ部材８７の回動機構に変換する機構を用いることも可能である。【０１０７】  上述した洗浄の機構は、豚舎１と同じように、牛舎等の他の家畜の糞尿の処理にも適用することができる。��た、図１に示した本発明の洗浄処理装置を牛舎等の他の家畜の糞尿の処理に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】  濁水の浄化のための動力を要することなく処理水を得ることができる濁水処理装置の分野に利用することができる。また、処理水の再利用が可能な循環型の浄化装置の分野に利用することができる。更に、濁水の浄化のための動力を要することなく処理水を得ることができる濁水処理装置に適用できる凝集剤添加設備に利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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