(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ピットに受け入れた原料の家畜糞尿を加温後に固液分離機を通してメタン発酵槽へ供給し、メタン発酵槽で発酵した発酵液を送液ポンプにより原料ピットに配置した所定伝熱面積を有する管路を通して液肥貯槽へ供給し、発酵液が有する熱で原料ピット内の原料を加温して凍結した原料の氷塊を融解することを特徴とする家畜糞尿処理方法。
【請求項２】
原料の家畜糞尿を受け入れる原料ピットと、原料を固液分離する固液分離機と、原料ピットの加温後の原料を固液分離機へ供給する送泥系と、固液分離機で分離した液相分を受け入れてメタン発酵を行うメタン発酵槽と、メタン発酵槽の発酵液を貯留する液肥貯槽と、原料ピット内に配置した所定伝熱面積を有する放熱管路と、メタン発酵槽の発酵液を原料ピットの放熱管路を通して液肥貯槽へ供給する送液ポンプを有した発酵液取出系とを備えたことを特徴とする家畜糞尿処理設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は家畜糞尿処理方法および設備に関し、寒冷地において家畜の糞尿を処理する技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、畜産場の畜舎から排出する家畜糞尿を処理する技術としてメタン発酵がある。このメタン発酵による処理工程では、家畜糞尿をローラプレス、スクリュープレスなどの固液分離機で固液分離し、液相分の家畜糞尿を発酵槽に投入してメタン発酵させる。発酵過程においてはメタン菌の活性を高めるために発酵槽を３５℃〜５５℃程度に加温しており、３５℃前後に加温して消化を促進させる中温発酵方式と、５５℃前後に加温する高温発酵方式がある。発酵済みの液は液肥として農地に散布・還元したり、さらに浄化処理して放流している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、寒冷地においては冬季間に畜舎から排出された糞尿が原料ピットで凍結することがあり、凍結した糞尿を固液分離機であるローラプレスやスクリュープレスに供給されると、固い氷塊によって移送ポンプやスクリーンなどを破壊する問題がある。また、機器が破損した場合には部品の取り替え・補修を要するので、手間と費用が発生するとともに、その間において発酵槽へ原料を投入することができず、連続した発酵を阻害する要因となる。このため、畜産農家は糞尿が凍結しないように留意しなければならず、凍結した場合には別途のエネルギーで加温して氷塊を溶かして機器が損傷しないようにする必要あり、溶解に必要なエネルギー費用が余分に発生する問題があった。
【０００４】
本発明は上記した課題を解決するものであり、系内の熱で凍結した原料を融解させることができる家畜糞尿処理方法および設備を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、請求項１に係る本発明の家畜糞尿処理方法は、原料ピットに受け入れた原料の家畜糞尿を加温後に固液分離機を通してメタン発酵槽へ供給し、メタン発酵槽で発酵した発酵液を送液ポンプにより原料ピットに配置した所定伝熱面積を有する管路を通して液肥貯槽へ供給し、発酵液が有する熱で原料ピット内の原料を加温して凍結した原料の氷塊を融解するものである。
【０００６】
上記した構成により、メタン発酵槽では一般的にメタン菌の活性を高めるために、ヒーター等の熱源によって発酵槽を３５℃もしくは５５℃程度に加温している。このため発酵槽出口における発酵液は３５℃または５５℃程度の熱を有している。
【０００７】
このため、原料ピットに配置する放熱管路に、その口径と長さを適宜に設定することで所定伝熱面積を確保し、この管路に発酵液を通液することで発酵液の熱が管壁を通して原料ピット内の原料に放熱され、原料の温度が零度以上に上昇して凍結した氷塊が融解する。
【０００８】
したがって、固液分離機に流入する原料には氷塊が存在せず、氷塊を原因とする破損や故障を防止してメタン発酵槽へ安定して原料を供給でき、凍結した原料を融解させるのに必要なエネルギーに系内の熱を利用することで余分なエネルギー費用の発生を抑制できる。
【０００９】
請求項２に係る本発明の家畜糞尿処理設備は、原料の家畜糞尿を受け入れる原料ピットと、原料を固液分離する固液分離機と、原料ピットの加温後の原料を固液分離機へ供給する送泥系と、固液分離機で分離した液相分を受け入れてメタン発酵を行うメタン発酵槽と、メタン発酵槽の発酵液を貯留する液肥貯槽と、原料ピット内に配置した所定伝熱面積を有する放熱管路と、メタン発酵槽の発酵液を原料ピットの放熱管路を通して液肥貯槽へ供給する送液ポンプを有した発酵液取出系とを備えたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、原料ピット１は原料としての家畜糞尿を受け入れるものであり、内部に所定伝熱面積を有する放熱管路２を配置している。放熱管路２における伝熱面積は配管の口径と長さによって設定する。
【００１１】
原料ピット１は糞尿を移送するための汚泥ポンプ３を有した送泥系４を通して固液分離機５に接続しており、固液分離機５はローラプレスやスクリュープレス等からなるもので原料の家畜糞尿を固液分離する。
【００１２】
固液分離機５は分離した液相分の脱離液を排出する脱離液排出系６を通してメタン発酵槽７へ連通し、固相分の分離汚泥を排出する汚泥排出系８を通して次工程に接続している。
【００１３】
メタン発酵槽７は受け入れた家畜糞尿の液相分をメタン発酵するものであり、ヒーター等の加温手段（図示省略）を備えている。メタン発酵槽７は送液ポンプ９を有する発酵液取出系１０を通して原料ピット１の放熱管路２に連通し、発酵液取出系１０は放熱管路２を経た後に発酵液を貯留する液肥貯槽１１に連通している。
【００１４】
以下、上記した構成における作用を説明する。原料ピット１に受け入れた原料の家畜糞尿は送泥系４を通して固液分離機５に供給し、固液分離した家畜糞尿の液相分を脱離液排出系６を通してメタン発酵槽７へ供給する。
【００１５】
メタン発酵槽７では一般的にメタン菌の活性を高めるために、ヒーター等の熱源によって発酵槽を３５℃もしくは５５℃程度に加温してメタン発酵を行っており、発酵槽出口における発酵液は３５℃または５５℃程度の熱を有している。
【００１６】
メタン発酵槽７で発酵した発酵液は発酵液取出系１０を通して送液ポンプ９で放熱管路２に供給し、放熱管路２を経た発酵液は液肥貯槽１１に貯留する。原料ピット１では所定伝熱面積を有する放熱管路２の管壁を通して発酵液の熱が放熱されることで、原料ピット１の原料が加温されて原料の温度が零度以上に上昇して凍結した氷塊が融解する。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、寒冷地において冬季間に畜舎から排出された糞尿が凍結しても、原料ピットに配置する所定伝熱面積の放熱管路に発酵槽出口の発酵液を通液し、発酵液の熱を管壁を通して原料ピット内の原料に放熱することで、原料の温度を零度以上に昇温して凍結した氷塊を融解することができ、固液分離機に流入する原料に氷塊が存在しないので氷塊を原因とする破損や故障を防止してメタン発酵槽へ安定して原料を供給でき、凍結した原料を融解させるのに必要なエネルギーに系内の熱を利用することで余分なエネルギー費用の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における家畜糞尿処理方法および設備を示すフローシート図である。
【符号の説明】
１    原料ピット
２    放熱管路
３    汚泥ポンプ
４    送泥系
５    固液分離機
６    脱離液排出系
７    メタン発酵槽
８    汚泥排出系
９    送液ポンプ
１０    発酵液取出系
１１    液肥貯槽
【図１】
0003756060.tif 000002