(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭気を含む空気が導かれる散気配管と、該散気配管上に配置された玉石層と、
該玉石層上に配置され、前記散気配管から散気された前記臭気を含む空気を脱臭する、ロックウールを主体とする繊維体に微生物を固定化した脱臭材料層と、
該脱臭材料層の上面に散水する散水部とを具備し、
前記脱臭材料層は、ロックウールを主体とする繊維体に微生物を固定化した上側層と、ロックウールを主体とする繊維体に微生物を固定化したものに発泡弾性体のチップを配合した下側層との二層構造であることを特徴とする脱臭装置。
【請求項２】
散水部より散水され脱臭材料層及び玉石層を通過した排水を溜める排水槽と、該排水槽から前記散水部への循環水路と、
前記散水部からの散水量と前記排水の循環量との割合及び排水循環の機会を調節する散水制御部とを設けることを特徴とする請求項１記載の脱臭装置。
【請求項３】
散水部の散水配管が脱臭材料層中に配設され、散水配管の散水口が上向きに前記脱臭材料層の上面に露出するように形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は脱臭装置に関し、特に、家畜糞尿等から発生する高濃度のアンモニアを主体とした臭気等を微生物を利用して除去する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の微生物を利用した脱臭装置が使用されている。図６はこの微生物を利用した脱臭装置の従来例を示している。
図６において、脱臭槽４１は半地下式の建屋であり、その周囲がコンクリートブロック等の壁面５４で囲まれ、その上部に一般的な亜鉛鉄板葺の屋根４２が形成され、屋根４２の軒下に空気抜き用開放部４３が設けられている。
脱臭槽４１の底部全面に散気配管４４が配設されている。散気配管４４は硬質塩化ビニール製円筒であり、通気用細孔４５が散気配管４４の随所に形成されている。散気配管４１の上にロックウールを主原料とした脱臭材料層４７が堆積され、この脱臭材料層４７の上に所定間隔を置いて多数配置された散水部４８が設けられている。また、脱臭槽４１の底部は排水管４９によって排水ポンプ５０を設けた排水槽５１に通じている。
【０００３】
前記散気配管４４は、臭気供給管５２及び送風機５３を介して堆肥化装置５５に通じている。堆肥化装置５５には家畜の糞尿等の堆肥化材料５９を攪拌したものを堆積し発酵させる発酵槽５６が設けられ、発酵槽５６の底部には送風機５７から比較的高圧の送風がなされ、発酵槽５６の上方には、臭気補集フード５８が設けられている。
上記した構成であるから送風機５７からの送風は、矢印に示す方向に送られ、発酵槽５６の中の堆肥材料５９中を通り堆肥化材料５９の発酵を促進し、更に、発酵により発生した臭気物質を含む発酵ガスを伴い上方へ通り抜けて臭気補集フード５８へと送風機５３によって吸引され、臭気供給管５２から散気配管４４へと圧送される。
【０００４】
散気配管４４の通気用細孔４５から臭気を含んだ空気は、噴出して脱臭材料層４７に入り、ここで臭気物質が微生物により無臭物質に分解された後、矢印に示すように、無臭の空気として開放部４３より放出される。
脱臭材料層４７の主体はロックウールであって、これにアンモニア酸化細菌、硝酸化成菌及び脱窒菌を固定化したもので、臭気中のＮＨ3等の吸着、またＮＯ2・ＮＯ3を前記の菌によってＮ2・ＮＯに分解する。そして、これら菌の活性を保つために散水部４８による散水をするものとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の微生物を利用した脱臭装置では、脱臭槽４１の長期使用により底部排水残滓の蓄積や脱臭材料層４７の自重と散水による脱臭材料層４７の沈下に伴い、通気用細孔４５の詰まりや脱臭材料層４７の下層部圧縮による通気抵抗の増大という問題点があった。
また、脱臭材料層４７の生物活性保持用散水は、ドレンとして排出され、周辺の地面や発酵堆肥中へ散布することで処理されてきたが、近年の農作物残滓や家畜糞尿等の有機廃棄物の積極的かつ効果的な資源リサイクルが強調されるなか、堆肥化施設の大型化と臭気の発生量が増大していることから、脱臭槽４１が大型化される中で対応しきれないという問題点があり、また、排水の有効な再利用ということが要求されている。
【０００６】
本発明の課題は、このような従来の問題点を解決することであり、通常の排水残滓に影響されない散気配管を有し、経時変化による脱臭材料層の通気抵抗の増大を僅少にでき、更に、排水を再利用できる微生物利用脱臭装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の第１の発明の構成は、臭気を含む空気が導かれる散気配管と、該散気配管上に配置された玉石層と、該玉石層上に配置され、前記散気配管から散気された前記臭気を含む空気を脱臭する、ロックウールを主体とする繊維体に微生物を固定化した脱臭材料層と、該脱臭材料層の上面に散水する散水部とを具備し、前記脱臭材料層は、ロックウールを主体とする繊維体に微生物を固定化した上側層と、ロックウールを主体とする繊維体に微生物を固定化したものに発泡弾性体のチップを配合した下側層との二層構造であることを特徴とする脱臭装置である。
【０００８】
上記第１の発明の構成により、散気配管から散気するように放出された臭気を含む空気が玉石層によりガス拡散層を形成することによって平均して分散され、玉石層により分散された臭気を含む空気が、ロックウールを主体とする繊維体に微生物を固定化した脱臭材料層により脱臭される。また、散水部が該脱臭材料層の上面に散水することにより該脱臭材料層の生物活性を保つことができる。
更に、脱臭材料層は、ロックウールを主体とする繊維体に微生物を固定化した上側層と、ロックウールを主体とする繊維体に微生物を固定化したものに発泡弾性体のチップを配合した下側層との二層構造であるので、散水部による散水のために脱臭材料層の下側層が圧縮されて通気抵抗が大きくなることを防ぐことができる。
【００１１】
更に、第２の発明の構成は、上記第１の発明の構成において、散水部より散水され脱臭材料層及び玉石層を通過した排水を溜める排水槽と、該排水槽から前記散水部への循環水路と、前記散水部からの散水量と前記排水の循環量との割合及び排水循環の機会を調節する散水制御部とを設けることである。
【００１２】
上記第２の発明の構成により、上記第１の発明による作用とともに、散水部より散水され脱臭材料層及び玉石層を通過した排水が排水槽に溜められ、更に、散水制御部に制御されて該排水槽から散水部への循環水路を通って前記散水部へ送られるので、散水に使用する水を循環して使用することができる。
【００１３】
更に、第３の発明の構成は、上記第１又は第２の発明の構成において、散水部の散水配管が脱臭材料層中に配設され、散水配管の散水口が上向きに前記脱臭材料層の上面に露出するように形成されることである。
【００１４】
上記第３の発明の構成により、上記第１又は第２の発明による作用とともに、散水部の散水配管が脱臭材料層中に配設され、散水配管の散水口が上向きに前記脱臭材料層の上面に露出するように形成されているので、前記散水口当たりの散水半径が増加するとともに、散水配管がロックウールの保温性により脱臭材料層によって保温されるので、厳寒期においても散水配管を保温する必要がなくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本願発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は該実施の形態を一部分切り欠いて示し、図２は該実施の形態の一部分を示し、図３は該実施の形態の給水回路を示している。
【００１６】
図１〜図３において、家畜糞尿・厨芥等を堆肥化する発酵槽より発生する臭気を含む空気が、脱臭槽１内の散水加湿した、ロックウールを主体とする繊維体に微生物を固定化した脱臭材料層９を通過することにより、該空気の臭気成分を前記微生物によって生物学的に分解し無臭としている。
脱臭材料層９の主体はロックウールであって、これにアンモニア酸化細菌、硝酸化成菌及び脱窒菌を固定化したもので、臭気中のＮＨ3等の吸着、またＮＯ2・ＮＯ3を前記の菌によってＮ2・ＮＯに分解する。これら菌の活性を保つために後述する散水部としての散水配管１０による散水がなされる。
【００１７】
また、脱臭材料層９は、ロックウールを主体とする繊維体に微生物を固定化した上側層９ａと、ロックウールを主体とする繊維体に微生物を固定化したものに発泡弾性体のチップを配合した下側層９ｂとの二層構成である。下側層９ｂに発泡弾性体のチップを配合することにより脱臭材料層９の下層の沈下圧縮を発泡弾性体で阻止することができる。発泡弾性体のチップは、例えば径１から３cmの大きさのウレタンチップである。
また、散水部としての散水配管１０より脱臭材料層９の表面（上面）９ｘに散水した排水を溜める排水槽１３と散水配管１０を循環路で結び、散水制御部１７により排水の循環使用を調節するようにしているので、脱臭材料層９の微生物の活性を保つように新鮮な水（水道水も可）の供給も可能であると共に排水の使用もできる。
【００１８】
家畜糞尿・厨芥等を蓄積し堆肥化する発酵槽（発酵槽５６に相当する。）から発酵に伴い発生する臭気を脱臭する脱臭槽１の壁面２５は、上面を開口としたコンクリート又は合成樹脂製の箱体であり、該箱体の大部分は地面に埋設されている。
なお、壁面２５の外側を取り巻く保温用土盛り２６が形成されている。このため、脱臭槽１全体が半地下式になっているので、脱臭槽１を取り巻く土壌の保温性により冬季における脱臭材料層９の生物活性の低下を防ぐことができる。
更に、該箱体の上面開口部には屋根２が設けられ、屋根２の軒下には開放部３が設けられている。脱臭槽１は開放部３によって外気と流通している。
【００１９】
臭気供給口４が、壁面２５の下部を貫通するように設けられている。除塵部２３は臭気供給管５２により送風機５３に接続され、更に、送風機５３は臭気供給管５２により臭気供給口４に接続されている。
このため、入口２３ａから除塵部２３内に供給された臭気を含む空気（例えば、堆肥化装置から発酵過程で発生するもの）は、除塵装置２３により除塵され、送風機５３により臭気供給口４に送られる。
【００２０】
臭気供給口４は、脱臭槽１の底部全面に格子状に配置した散気配管５に接続されている。
散気配管５はコンクリート製若しくは合成樹脂製のＵ字管６を伏せて所定の間隔６ａにて並べるように配置したものである。散気配管５の内部の空洞が連続し、コンクリート製若しくは合成樹脂製の溝蓋７が散気配管５の十字に交わる交差点６ｂでできる空間の上面を被っている。なお、多数の通気用孔７ａが蓋７に散在するように形成されている。
【００２１】
このようにして形成された散気配管５の気道（気体の通路）の上を脱臭材料９の保持と臭気体を全面に分散させるための玉石層８が被っている。玉石層８は例えば二層構造とし、上層に小さな玉石を使用し、下層に大きな玉石を使用するのが好ましい。また、この玉石層８の玉石の粒径と前記Ｕ字管６の隣接する間隔６ａは関連し、脱臭処理量から決められる。更に、脱臭材料層９が玉石層８の上に配置されている。
【００２２】
脱臭材料層９中の生物活性を保持するためには湿度が必要である。このため散水配管１０が脱臭材料層９に散水する。散水配管１０が脱臭材料層９の上側層９ａ中の表面９ｘ下に位置して配設され、散水配管１０の散水口１１が上を向いて表面９ｘに多数突出している。
散水によって脱臭材料層９に浸透し滴下した水は排水として排水管１２を通って排水槽１３へ流出し貯溜される。排水槽１３は井戸状に地中へ埋めた貯水タンクであり、排水槽１３に溜まった水は貯水水位検知センサ１４を有する排水ポンプ１５によって上限水位１３ａになると送水管１６ｃ、電磁弁１８ａ及び送水管１６ｂを経て散水配管１０へ送水される。なお、１３ｂは下限水位である。
水道水や井戸水の送水管１６ａは電磁弁１８ｃを介して散水配管１０に接続されている。
【００２３】
上記構成において、図示しない発酵槽（発酵槽５６に相当する。）で発生した臭気を含む空気は送風機５３によって吸引され、除塵部２３及び臭気供給管５２を通って臭気供給口４へ圧送される。なお、該空気の攪拌時に発生する堆肥の粉塵は除塵部２３で除去される。
臭気供給口４に圧送された臭気を含む空気は、散気配管５によって脱臭槽１の底部全体に行き渡り、散気配管５を構成するＵ字管６の各間隔６ａと溝蓋７の通気孔７ａから玉石層８を通過することによって更に均等に分散し、脱臭材料層９の下側層９ｂから上側層９ａを通って上昇する。
この過程で、脱臭材料層９中の微生物によって前記臭気の成分が分解されるので、前記空気は不快で有害な成分を含まない空気となって開放部３から外部へ放散することとなる。
【００２４】
散気配管５は既製の市場品となっている複数のＵ字管６を脱臭槽１の床面に伏せて配設するものであるから、散気配管５の気道（空気の通路）の断面や通気間隔６ａを大きくすることができる。更に、脱臭槽１の規模に応じてＵ字管６の寸法の大小の選択・配置数を含む配置形態などを自由に簡単に設定できる。
更に、散気配管５を長期間使用しても、散気配管５の気道が目詰まりする恐れがなく、また、脱臭材料層９の更新時においても、散気配管５の底部まで分解清掃することが可能である。
【００２５】
なお、脱臭材料層９を二層化し、その下側層９ｂに発泡弾性体としてのウレタンのチップを配合しているので、散水配管１０の散水による重力沈下の加速で特に下側層９ｂが圧縮されることによる通気抵抗の増大が減少される。
すなわち、上記従来の１層型の脱臭材料層４７では、通称No.８のロックウールを用い、２〜２．５メートル堆積で通気抵抗が２００〜３００ｍｍＨ2Ｏであったが、本発明の実施の形態では、図５に示すように、通気抵抗が従来の１／２〜１／３となる。
【００２６】
このことにより、電力消費量等の脱臭装置のランニングコストが低下し、送風機５３の能力も小さくでき、設備費用も低減できることとなる。また、下からの噴水方式とし、脱臭材料層９中に設けられた散水配管１０は、散水口（ノズル）１１当たりの散水半径が大きく広がるから、散水口１１の必要数が上記従来例の６０％程度に減少する。
しかも、厳寒期においてもロックウールの保温性により散水配管１０が脱臭材料層９によって保温されるので、散水配管１０を保温する必要がなくなり、設備費・維持費とも低減できる。
【００２７】
図３の散水配管１０への給水回路では、散水口１１への送水は、送水管１６ａ〜１６ｃと排水槽１３の排水ポンプ１５によりなされる。そして、この送水の調節は散水制御部１７によってなされる。
散水制御部１７は給水路切替電磁弁１８ａと、マイクロコンピュータによる散水時間設定手段１９、排水水位検知手段２０、送水路切替手段２１及び排水ポンプ駆動手段２２を有し、散水時間設定手段１９による散水時間になったとき、散水水位検知手段２０が排水槽１３の貯水水位検知センサ１４からの信号で所定水位にあることを検知すると排水路切替手段２１が給水切替電磁弁１８ａを切り替えて排水ポンプ１５を散水配管１０へ接続し、排水ポンプ駆動手段２２が排水ポンプ１５を駆動する。
【００２８】
このように排水槽１３に貯溜した排水は定量散水される。その後電磁弁１８ａを閉じ、電磁弁１８ｃを開き送水管１６ａから清水（水道水、井戸水等）を散水配管１０に導き散水する。従来例の散水と同等になるように排水及び清水双方の散水のバランスをとる。排水を散水しても脱臭材料層９の表面９ｘからの臭気の発生は見られず、更に節水による水資源保全の一助とすることができる。
【００２９】
なお、散水配管１０から散水をする前において、排水槽１３の水位が下限水位１３ｂ以下のときは、電磁弁１８ａを閉じ、電磁弁１８ｃを開いて清水を散水配管１０から散水する。
また、排水槽１３内の排水の水位が上限水位１３ａ以上の場合、該排水のアンモニア濃度が所定値以上のときは電磁弁１８ａ、１８ｂにより送水管１６ｃと送水管１６ｄを接続し、該排水を肥料用として取り出すことができ、該排水のアンモニア濃度が所定値より少ないときは電磁弁１８ａ、１８ｂにより送水管１６ｃと送水管１６ｅを接続し、該排水を廃棄する。
【００３０】
更に、脱臭槽１の規模に応じて規格建材としてのＵ字管６の使用数量を調節するのみで散気配管５を敷設でき、また、排水残滓が滞留蓄積しても容易に通気・通水ができる家畜糞尿等の臭気処理装置がえられる。
更に、脱臭材料層９を上下に二層とし、動沈下圧力を受ける下側層９ｂに通気性大の弾性体を混入することにより圧縮作用を小さくできる。
更に、脱臭効果を変えずに通気抵抗の増大を阻止できる微生物利用脱臭装置が得られる。
更に、散水配管１０により散水した排水を排水槽１３に集め、この排水槽１３と散水配管１０を循環水路で結合し循環の制御が可能となる。このため、排水の再利用を有効にすることができる微生物利用脱臭装置が得られる。
【００３１】
なお、上記実施の形態において、▲１▼脱臭材料層９にウレタンチップを混入しロックウールを混入しないようにし、脱臭材料層９の下に玉石層８を配置する場合、▲２▼脱臭材料層９を従来例の通りとし、その下に玉石層８を配置した場合、▲３▼脱臭材料層９を二層とするが玉石層８を設けない場合、▲４▼脱臭材料層９を二層とし、その下に玉石層８を設けた場合、▲５▼脱臭材料層９にロックウールとウレタンチップの配合物を混入し、脱臭材料層９の下に玉石層８を配置する場合が考えられる。
このとき、アンモンニアの吸収は前記▲１▼〜▲５▼において良好である。アンモニア以外の臭気の吸収は前記▲２▼〜▲５▼では良好であるが、前記▲１▼では良くない。脱臭材料層９の沈下の大きい場合から順に挙げると、前記▲２▼、▲４▼、▲３▼、▲５▼の順となり、前記▲１▼では脱臭材料層９の沈下はない。また、通気抵抗の大きい場合から順に挙げると、前記▲２▼、▲４▼、▲３▼、▲５▼の順となり、前記▲１▼では通気抵抗が少ない。脱臭材料層９中の空気の吹き上がりは、前記▲２▼、▲３▼、▲４▼、▲５▼で良好であり、前記▲１▼では良くない。
【００３２】
脱臭槽１を６ヵ月間使用した後では、従来例（図６）では脱臭層４７の沈下は１０％であり、静圧は３００ｍｍＨ2Ｏ〜３５０ｍｍＨ2Ｏに変化した。一方、図１に示す実施の形態では、脱臭材料層９の沈下はなく、静圧は２５０ｍｍＨ2Ｏのままであった。
【００３３】
なお、図４は上記散気配管５の変形例を示している。図４において、臭気供給管３１（臭気供給管５２に相当する。）に散気配管３２が接続されている。散気配管３２は枝分かれしたパイプ状のものであり、多数の通気用孔３３が形成されている。散気配管３２内の臭気を含んだ空気は、通気用孔３３から玉石層８中に放出される。
なお、散気配管の形状は、上記散気配管５及び散気配管３２に限定されず、任意の形状でよい。
また、各種配管のヒーター加熱及び保温をすることにより冬季における前記各種配管の凍結を防止することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本願の第１の発明によれば、ロックウールを主体とする繊維体に微生物を固定し、堆積した下方より上方へ発酵堆肥の臭気を通過する脱臭槽の底部に散気配管を設け、その上に玉石層を設けて気道を配設したものであるから、脱臭槽の設置が簡単である。また散気配管から放出された気流が玉石層により平均して分散されるから、通気抵抗が少なく長期使用による目詰まりも起きにくく施工及び保全が簡単で省資源・省エネルギー効果のある脱臭装置を提供できる。
更に、堆積して使用する脱臭材料層を二層とし、圧縮され易い下層脱臭材料に発泡弾性体のチップを配合することで、脱臭材料層の圧縮による通気抵抗の増大を防止し、通気のための送風機の能力減少と運転エネルギーの節減効果のある物脱臭装置を提供できる。
【００３６】
更に、第２の発明によれば、上記第１の発明による効果とともに、脱臭材料層の生物活性のための散水による排水を再利用する循環水路を設けることで、水資源の有効利用による省エネルギー及び環境保全効果のある脱臭装置を提供できる。
【００３７】
更に、第３の発明によれば、上記第１又は第２の発明による効果とともに、脱臭槽への散水を下から噴き上げる噴水状態とし、その散水配管を脱臭材料層中に配設したことで、散水口当たりの散水半径が増大し、効率が向上し、厳寒期の保全が不要であることから、設備費及び運転費が低減できる脱臭装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態を一部分破断して示す斜視図である。
【図２】該実施の形態の散気配管の斜視図である。
【図３】該実施の形態の給水回路図である。
【図４】該実施の形態の変形例の斜視図である。
【図５】該実施の形態の性能を示す表である。
【図６】従来の微生物利用脱臭装置の断面図である。
【符号の説明】
１  脱臭槽
５  散気配管
８  玉石層
９  脱臭材料層
９ａ  上側層
９ｂ  下側層
１０  散水配管
１１  散水口
１２  排水管
１３  排水槽
１５  排水ポンプ
１７  散水制御部
【図１】
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【図２】
0003845683.tif 000003
【図３】
0003845683.tif 000004
【図４】
0003845683.tif 000005
【図５】
0003845683.tif 000006
【図６】
0003845683.tif 000007