JPH078991A - 嫌気式豚糞尿廃水処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 豚糞尿廃水を環境保全と経済効率の条件に合
致するように処理する。 【構成】 豚糞を嫌気醗酵と活性汚泥好気性分解を為さ
しめ、有効に微生物を取出して畜牧廃水の処理を行う嫌
気式の豚糞尿廃水処理方法及び装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一種の豚糞尿廃水処理方
法とその装置に関するもので、特に一種の嫌気式豚糞尿
廃水処理方法と装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】畜牧廃水によって環境水圧の汚染は相当
きびしくなっており、且つその汚染に基く危険性は極め
て大である。その例を挙げてみるとその汚染のきびしさ
が理解できる。政府の関連部署の統計では、現在の台湾
の豚養殖業の養殖総数量は約一千万匹で、平均して一人
当たり約５匹の豚を養殖している。この豚数と人口の比
率は世界最高で、そして平均して豚の毎日の排出物の重
量は約人体の６倍である。若しもその毎日の豚の排出物
が処理なしで直接川に廃棄されるとするならば、河川の
汚染による公害が甚大となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公害処理を為すた
めに従来採用されているメタンガスの醗酵処理は、一般
の固液分離の技術が確実に行うことができないため、水
中に排出したＢＯＤ（生物化学の酸素要求量）とＳＳ
（懸浮固形物）の値が高くて放流標準に合格できず、そ
の為に処理の効果が悪い。又、化学沈澱剤や凝結剤を添
加するので二次汚染が起こる虞れがある。又、この周知
の廃水処理の技術は、その主たる目的はメタンガスの副
製品を得ることである。然し、このメタンガスの応用の
例えば発電汽車、ボイラ等の燃料に使用するには設備投
資が大となり、更にその使用の効果も良好でない。斯く
の如く実用的でない為に政府でいくら奨励しても、この
周知技術は業者に広く採用されないので、廃水の問題は
現在になっても未解決の汚染問題になっている。

【０００４】又、現在での台湾の土壌は長年の化学肥料
の使用によって、土壌はますます酸化して植物の成長を
阻害しており、農産物が減少している。この為に多数の
農民は産出量を増加させる為に化学肥料の使用量をふや
し、この為に悪性の循環に成り、土壌の性質を更に酸化
させてしまうことになる。そこで、植物生態環境の悪化
を防ぐには化学肥料の使用を避けて、天然の有機肥料を
用いるべきである。但し、目前の畜牧廃水の処理過程中
の糞は、やはり機械式固液分離の方式を採用している。
豚糞を直接取り上げた後に外部に運んで別途に伝統式の
堆肥処理を行っている。然し、この取り上げた豚糞は非
常に不安定であるから、常温では直ちに悪臭が発生す
る。更に、それ自体の肥料価値も低いので、もし、直ち
に別の所に運んで処理しなければ環境衛生問題と負担が
起こるので、実に環境保全と経済効率の条件に合致しな
いことになる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】発明人は上記の従来の技
術の有する諸種の欠陥に対して研究を行い、試験と改良
を重ねてついに本発明の開発を完成した。本発明は嫌気
醗酵と活性汚泥好気性分解があるもので、有効に微生物
を取出して畜牧廃水の処理を行う嫌気式の豚糞尿廃水処
理方法及び装置である。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従って詳述
する。図１は本発明方法のフローシート、図２は本発明
の装置の平面フローシートである。この図面で示すのが
本発明の嫌気式豚糞尿廃水処理方法と装置のフローシー
トで、この方法は豚糞尿廃水を原廃水池、沈砂池、
嫌気醗酵池、調整池、曝気池、沈澱池等の六つ
部門で順序良く作用させて、廃水を国家の放流標準に処
理して排出するのである。この各部門の操作順序を詳細
に説明する。

【０００７】原廃水池１：豚養殖場Ｂ１の排水溝に配
合して豚の糞尿、洗浄水等の廃水を収集する。各一匹の
平均の一日に排放する糞尿廃水の量は約４５〜５０kg
で、原廃水池１の容量を設計するときは、養殖した豚数
によって決定する。この原廃水池１は下方に向って掘っ
た池で、構造は鉄筋コンクリートで池の深さは約１．８
メートルが適当で、長さと巾の寸法は容量と場所の大小
によって決定する。その原廃水池１の中には混合攪拌装
置１１が設けられている。豚糞等の固形物と尿水が充分
に混合して池の底に沈積しないようにする。この混合攪
拌装置１１はブロワーＡ１を利用して空気Ｂ２を導管か
ら池の中に打込み、乱流にして廃水を充分に混合させ
る。

【０００８】沈砂池２：地面から構築された略矩形状
になっている鉄筋コンクリート構造の水池で、沈砂池２
の中には粉砕管２１が配設されており、この粉砕管２１
はその直径が約３インチで長さが約１．５メートルを有
する円管である。その表面には若干の穴が均一に管体の
末端に分布されている。この粉砕管２１内をブロワーＡ
２によって原廃水池１の廃水を沈砂池２の中に送り込
む。又、固形状になっている豚糞をブロワーＡ２によっ
て生じた気体の圧力によって粉砕管２１の穴から外に射
出させて糞の固まりを粉砕する。この粉砕管２１は、池
の底から約１／３離れた所に放置して、粉砕して射出し
た後の比較的比重が重い泥砂が池底に沈澱し、そして粉
砕して射出された豚糞尿の廃水は、沈砂池２の上側に開
設した出口から溢流して流出する。

【０００９】導管から次の部門の醗酵池３の下側のその
醗酵池の底から約１／４の高さの離れた入口に進入す
る。この沈砂池２の外側の下側には出口弁２２を取付
け、そして、沈砂池内の積砂Ｃ１を清掃する時に、この
出口弁２２を経て池の中の砂を池の外に排出する。 醗酵池３：池の深さが約１．５〜２０メートルの四方
形の池で、その容量と長さ及び巾の寸法は、豚の数量と
その毎日に排放する廃量と廃水を畜存して嫌気醗酵反応
する時間等の条件で設計を行う。この中での嫌気醗酵に
必要なる反応時間は約１．８〜３日で且つ、この醗酵池
３の中に横向に等分した導流壁３１を設けて自然導流並
びに池の中の水流速度を下げて、廃水が醗酵池内で醗酵
する時間を増し、廃水中の豚糞醗酵反応を更に完全にす
る。

【００１０】この中の導流壁３１は池の底から池面の約
１／４の高さの所に作られる。そして、この醗酵池３に
は縦向に池面から垂直に下方に向って約４〜５メートル
離れた個所に流れ止め板３２が設けられている。この流
れ止め板３２は横に向って池面に跨がっている。その上
端と池面は同じ高さで、その下端は池の中に埋入して長
さは約３０〜６０cmである。この流れ止め板３２は左右
が違う長さに作ることができる。図３で示すように、こ
の流れ止め板３２の比較的短い部分は廃水の入口の所に
近い位置に設けて、これで進入する廃水に比較的大きい
流動の空間を与える。

【００１１】そして、醗酵を経た後では、この流れ止め
板３２の比較的長い部分は流速を下げて糞の醗酵時間を
増加させる。この醗酵池の醗酵反応は嫌気性醗酵を採用
しているので、沈澱した豚糞は嫌気菌の作用によって醗
酵分解して比較的軽い醗酵した豚糞になって醗酵池の表
面に浮き溜る。それで層状の天然の隠し層になって空気
を隔離して、液面下に嫌気菌が活躍する湿帯に成り、有
効に豚糞を完全醗酵分解させ、継続して上に浮き上がり
自然固液分離の効果に達する。この中の醗酵した豚糞は
嫌気菌の完全醗酵の分解によって極めて経済効果があ
り、直接使用できる有機肥料に成る。

【００１２】この醗酵池３の上は、この流れ止め板３２
を利用して支えベースにすることができる。これで一台
の自動糞取機３３を取付けて、液面に浮いた醗酵した豚
糞を掻き取って醗酵池３の外側の貯留槽３４の中に掻き
入れ、ここで有機肥料Ｃ２を生成し、これを乾燥した後
に包装して保存する。或いは球錠に成形して使用され
る。その自動糞取機３３が懸浮した醗酵済の豚糞層を掻
き取る時は、表層の醗酵した豚糞を掻き取るだけで一つ
の厚さの醗酵した豚糞層を残して、この自然の嫌気性隠
し層の隔離効果を助成して、良好なる嫌気醗酵の効果に
達する。又、この醗酵池３の廃水の入水口はできるだけ
池底にちかよせる。出水口は池の別の一端の地面に近接
させて水位計で自動的にこの醗酵池３の中の液位を自動
排水ができるように制御する。斯くして、醗酵池３の中
の嫌気醗酵して固液分解した後に排出した廃水が調整池
４の中に流れ込み、次の部門の処理を進める。

【００１３】調整池４：鉄筋コンクリートで構築した
池体で、約矩形になっている。この調整池４は嫌気醗酵
後の廃水が進入することができるもので、曝気池５に進
入する前に一時的に溜めておき、曝気池５に流れ込む水
量の調節をすることができる。必要の時は、水圧の調節
をすることもできる。この調整池４の中には曝気装置４
１が取付けられている。これでこの調整池４の中の廃水
は事前に比較的高い酸素容量を溶かして、池の中の有機
懸浮物が池の底に沈積しないように水と充分に混合し
て、次の部門の曝気池５の中の好気性活性汚泥Ｂ３と反
応する。この調整池４の中には一台の沈水ポンプＰ１が
あって、酸素含有量を高めた廃水を次の部門に送出して
反応させる。

【００１４】曝気池５：継続して操作する曝気の水池
で、池の中は大量培養した活性汚泥Ｂ３（一種の微生
物）によって好酸素性反応を進行して廃水中の有機物を
消化分解し、廃水中の有機懸浮物を活性汚泥Ｂ３によっ
て消化分解して沈下させ、水中のＢＯＤとＳＳ値を下げ
る。この曝気池５の中にも曝気装置５２があって、曝気
池５の中の酸素容量を増加させて、廃水がこの曝気池５
に進入する前にこの曝気池５の上に設けた小型畜水池５
１に進入して、水量の調節を行って少量の廃水が曝気池
５の中に進入して好酸素性活性汚泥Ｂ３の反応量を制御
し、これによって好酸素性反応を充分にして国家の放流
水の排放標準に合うようにする。

【００１５】沈澱池６：本発明の系統フローの最後の
一つの部門で、この池の底は約傾斜した漏斗形で、活性
汚泥Ｂ３を集積して沈澱させる。その中の廃水が曝気池
５の中で活性汚泥Ｂ３と完全反応して、清浄した反応水
と活性汚泥Ｂ３の混合体を生じて溢流口を経て沈澱池６
の中に流れ込んで静置して、この反応水中の活性汚泥Ｂ
３は自然に沈澱して池の底に溜まる。これで自然に活性
汚泥と排放待ちの清浄水Ｃ３が分離する。

【００１６】そして、この池底に沈澱した活性汚泥Ｂ３
は、導管で池の底に進入してポンプＰ２でその汚泥を抽
出し、並びに全部抽出した活性汚泥Ｂ３を約１／４曝気
池５に送り戻し、残りの約３／４の活性汚泥Ｂ３を醗酵
池３の中に送る。このようにこの活性汚泥Ｂ３は醗酵し
た豚糞の中に混合して、この有機肥料Ｃ２の製品の構成
要素となり、斯くして、全工程での廃量がゼロの最も良
好な経済効果に達することができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の廃水処理の全工程の反応に必要
なる時間は５．５日と極めて短く、従来の廃水処理方法
では、２０日以上ないし３０日の反応時間がかかるもの
と比較すれば、本発明は極めて大幅に反応時間を短縮す
る効果がある。又、本発明の専用する土地は極めて小さ
く、例えば毎１０００匹の養殖場での廃水処理設備は約
４０坪のみで足りることになる。

【００１８】又、本発明が醗酵後の固体豚糞の密度比重
が減る原理で醗酵した後の豚糞が自然に水面に浮き上が
り、廃水中の固液分離の目的に達する。又、本発明で生
じた醗酵後の豚糞は、高度の物理的及び化学的なる安定
性があるので悪臭がなく、蠅蚊を吸引しないので環境の
衛生に非常に貢献する。更に、醗酵後の豚糞の化学状態
は安定している。又、その含有している植物の生長栄養
分は極めて経済効果がある有機肥料で、これによって土
壌の酸化に対しての土壌品質の改善を行って、生態環境
の改善と擁護の効果に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法のフローシート。

【図２】本発明装置の平面フローシート。

【図３】本発明の醗酵池の断面図。

【符号の説明】

１ 原廃水池 ２ 沈砂池 ３ 醗酵池 ４ 調整池 ５ 曝気池 ６ 沈澱池 １１ 混合攪拌装置 ２１ 粉砕管 ２２ 出口弁 ３１ 導流壁 ３２ 流れ止め板 ３３ 自動糞取機 ４１ 曝気装置 Ａ２ ブロワー Ｂ１ 豚養殖場 Ｂ３ 活性汚泥

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 嫌気式豚糞尿廃水処理の装置で、下記の
   ものを含む： 原廃水池： 豚糞尿の廃水を収集する池であって、
   その池の深さが約１．８メートルで、その中には混合攪
   拌装置が設けられている。これによって豚糞などの固形
   物と尿水を十分に混合して、池の底に沈澱することがな
   いようにする。 沈砂池： 地面に築造した矩形の水池形状の構造物
   で、その下側の底には水出口が設けられていて、その水
   出口の外側に出口弁を設けて、池にたまった砂を池の外
   側に排出する。この中には粉砕管とブロワーがあって原
   廃水池の中の豚糞尿の混合液を吸送し並びにそれを粉砕
   する。 醗酵池： 池の深さが約１．５〜２メートルの矩形
   の池で、その中には導流壁、流れ止め板が設けられ、池
   の中の水流速度を下げて廃水が醗酵池で反応する時間を
   増加させ、更に、水位計を設けて水位の制御を行い、自
   動的に醗酵後の廃水を調整池の中に排入する。 調整池： 嫌気醗酵をした後の廃水を貯留して、曝
   気池に進入する前に先に短時間溜め、これによって水流
   をゆるめて水量と水圧を調整する。この調整池の中には
   曝気装置があって、先に水中の酸素含有量を高め、更
   に、沈水ポンプを設けて廃水を曝気池に送って反応させ
   る。 曝気池： 継続性操作の曝気水池で、池の中には曝
   気装置があって十分なる酸素含有量を供給し、更に、進
   水量を調節する小型の貯水池を設け、これで廃水の進入
   量を調節すると共に反応時間を制御する。 沈澱池： 池の底が略漏斗状になっている沈澱池
   で、曝気池で処理をした水が洩れ口からこの沈澱池の中
   に流れ込み、沈澱分離並びに水中の活性の汚泥を回収し
   て溜める。この外に沈澱池の外側に一つのポンプと一本
   の導管を設けて池の底に伸入し、ポンプの吸力によって
   汚泥を池の底から導管を経て抜き出す。 上記で述べた装置で順序よく組合せて豚糞尿廃水中の有
   機肥料を有効に回収し、且つ、水圧の浄化ができる。
2. 【請求項２】 請求項１で述べた嫌気式豚糞尿廃水処理
   の装置で、その中の原廃水池と醗酵池の容量は、処理す
   る豚の数量によって決定する。一日の各一匹の豚が排出
   する糞尿量と水洗する水量の平均は約４５〜５０キロで
   計算を行う。これによってその需要容量を推測する。こ
   の中の醗酵池の容量を計算する時は、約２．５〜４日溜
   める予定で計算を行う。
3. 【請求項３】 請求項１で述べた嫌気式豚糞尿廃水処理
   の装置で、その中の沈砂池の中の粉砕管は、長さが約
   １．５メートルで、末端の表面にはいくつかの小さい穴
   がある管体で構成されており、この粉砕管はブロワーの
   圧力によって原廃水池の中の豚糞のかたまりと尿水を粉
   砕管に設けた小さい穴から外に圧出し、糞のかたまりを
   粉砕して尿水と均一に混合し、更に比重が比較的重い泥
   砂を分散して池の底に沈積させる。
4. 【請求項４】 請求項１で述べた嫌気式豚糞尿廃水処理
   の装置で、その中の醗酵池の中の導流壁は醗酵池の横向
   きに等分して導流壁が設けられ、該導流壁の高さは約池
   の高さの３／４である。
5. 【請求項５】 請求項１で述べた嫌気式豚糞尿廃水処理
   の装置で、その中の醗酵池の中の流れ止め板は池面に横
   に跨がり、且つ、池面と同じ高さで約３〜５メートルの
   間隔で流れ止め板を設置し、この流れ止め板の長さは約
   ３０〜６０センチである。この流れ止め板は左右が同じ
   長さでない規格に作ることもできる。流れ止め板の比較
   的短い部分を廃水が進入する導流槽道の上側に設けて、
   廃水の進水速度を高める。そして比較的長い部分を排水
   口に近い槽道の上側に設けて、醗酵水の流れる速度と排
   出速度を下げる。
6. 【請求項６】 請求項１で述べた嫌気式豚糞尿廃水処理
   の装置で、その中の醗酵池の上に自動糞取り機を設け
   て、上に浮いている醗酵した豚糞を掻き集め、更にこの
   醗酵池の外側に貯留槽を設けて、掻き集めた醗酵済の豚
   糞を貯留する。この中のその自動糞取機の支え足は流れ
   止め板の上に架設することができて、これで架設した横
   梁を支える。
7. 【請求項７】 嫌気式豚糞尿の廃水処理方法で、その方
   法は下記の処理を含む： 原廃水池の収集混合処理： 先に豚糞尿廃水を原廃
   水池に収集してブロワーで気体を送り込み、気体の流れ
   で混合攪拌をする装置。これによって豚糞の固まり等の
   固形物が池の底に沈澱するのを避けて原廃水池の中の流
   動率を良好に保持する。 沈砂池の沈砂粉砕処理： ブロワーで原廃水池の中
   の廃水を粉砕管の中に送り、並びにこの粉砕管を沈砂池
   の底から約１／３の高さの所に設けて、豚糞の固まりと
   尿水をブロワーの気圧によって粉砕管上の小穴から吹き
   出して、比重が比較的重い泥砂が直接沈砂池の底に沈積
   し、並びに豚糞尿の液体が均一なる混合状態になって、
   次工程の嫌気醗酵分解をさせる。 醗酵池の嫌気性醗酵と有機肥料回収処理： 醗酵池
   に進入して導流壁と流れ止め板の流れと流速の制御によ
   って嫌気醗酵を進める。この嫌気醗酵の時間は約１．８
   〜３日かかる。豚糞の中の有機物質が完全に醗酵分解し
   て、液面に浮かんで溜まり、層状の醗酵した豚糞の天然
   隠れ層を形成して空気を隔離して液面の下に嫌気菌の温
   帯を形成し、これによって豚糞の完全醗酵を成し、これ
   は高価で、且つ、直接に使用することができる有機肥料
   で、自動糞取機を利用して自動的に上層にできた醗酵済
   の豚糞を掻き取り、並びにある厚さを残して醗酵する豚
   糞の隠れ層にし、醗酵分解の反応を継続し、分解後の醗
   酵水は液面計の流量制御によって調整池の中に流れ込
   む。 調整池の水量調節処理： 調整池を利用して醗酵水
   が曝気池に進入する流量を調節し、並びに調整池の中の
   曝気装置によって先に酸素を溶解し、沈水ポンプによっ
   て酸素の含有量が高い醗酵水を曝気池の上側の貯水池の
   中に送って、曝気池の中に流れ込む水量を調節する。 曝気池の活性汚泥の好気性の分解処理： 曝気池の
   中の大量に培養した活性汚泥によって好気性の分解反応
   を進行することにより一歩進んで水中の有機懸浮物を分
   解醗酵させ、並びに池の中の曝気装置によって継続して
   水中に必要なる酸素溶解量を提供して、水中の有機物と
   有機懸浮物を完全分解にして水中のＢＯＤとＳＳ値を最
   低に下げる。 沈澱池の活性汚泥の回収処理： 活性汚泥の完全分
   解反応をした後に生じた綺麗な水の部分は、その沈澱池
   の中で活性汚泥と徐々に分離することができ、清浄水は
   上面で溢流口から流れ出す。そして活性汚泥は自然に池
   の底に沈澱する。その中の沈積した活性汚泥は導管とポ
   ンプによって抽出されて、約１／４が曝気池の中に送り
   戻る。そしてその残りの約３／４の活性汚泥は醗酵池の
   中に送られて醗酵した豚糞と混合して有機肥料になる。