JP2010201300A

JP2010201300A - 畜舎排水浄化方法

Info

Publication number: JP2010201300A
Application number: JP2009047446A
Authority: JP
Inventors: Seigi Nishimei; 生義西銘
Original assignee: KANKYO HOZEN KENKYUSHO KK
Current assignee: KANKYO HOZEN KENKYUSHO KK
Priority date: 2009-02-28
Filing date: 2009-02-28
Publication date: 2010-09-16

Abstract

【課題】排泄された糞尿や洗浄水を簡単かつ迅速に処理することができ、しかもこれらをろ過する際に用いた用土を堆肥用処理材もしくは生ゴミ用処理材として利用することができる畜舎排水浄化システムを提供することを目的としている。
【解決手段】一般家庭用浄化槽からの放流水を畜舎の用水として利用し、その排水を用土を用いてろ過するとともに、ろ過処理済みの用土に家畜の糞尿やぬか、もみがら、おがくず等を配合して混練し、さらに所定時間熟成して堆肥用処理材もしくは生ゴミ用処理材を得るようにするに際し、一般家庭用浄化槽からの放流水、畜舎の用水、および／または用土に、光触媒を含む触媒を配合したことを特徴とする畜舎排水浄化システム。
【選択図】図１

Description

この発明は、養豚農場や養鶏場、牛や馬の牧場その他の畜舎において生じる排水等を効率的に処理するための畜舎排水浄化方法に関する。

従来の養豚農場や養鶏場、牛や馬の牧場その他の畜舎において使用される畜舎排水浄化システムでは、畜舎内で排泄された糞尿や洗浄水などを畜舎の外に排出した後に汚水の浄化処理、固形物の堆肥化発酵処理などの処理を行っていた。

一般的にこれらの畜舎排水浄化システムは、床を細い隙間（スリット）のあるコンクリートスノコや網目状の隙間のある金属または合成樹脂製としたもの（以下、これらを一括して「スノコなど」という）とし、その下にスクレーパーと呼ばれる糞の掻き取り装置と尿排出管を設け、糞と尿を畜舎内で分離して畜舎外に取出している畜舎排水浄化システムや、床下に槽を設け糞尿混合で受けて畜舎外に取出して処理している例が多い。

いずれの場合も、豚やその他の家畜が糞尿を排泄した後、所定の処理がなされるまでに相当の時間が経過し、且つこれらが開放的空間においてなされるため、腐敗による畜舎内外での悪臭の発生やハエなど衛生害虫の発生による公害苦情が多く、また畜舎内でのアンモニアなどガスの発生は豚等の生育の障害となっており、養豚農場等で従事している作業者の労働環境としても好ましくない。また畜舎内での糞尿分離型畜舎排水浄化システムの場合、上記スクレーパーなど除糞機が故障した場合の修理作業は大変苦痛を伴うものであり、またスクレーパーの存在は畜舎の床下と畜舎外での糞尿取出し口とが繋がっているため畜舎の密閉性を保つことが困難であり、それ故、畜舎内の温度、湿度の調整が難しい。さらに、畜舎外での浄化槽に要する用地面積も少なからず必要であり、寒冷地においては戸外の浄化槽内の水温を適性に保つことが極めて困難であって浄化槽機能の維持に苦労が伴う。

以上の畜舎内外での悪性ガスの発生やハエなど衛生害虫の発生及びこれから派生する豚等の家畜、人間にとっての環境悪化、公害問題は、排泄された糞尿が浄化、堆肥発酵などの処理がなされるまでの間畜舎内外で滞留しているために起きる現象である。

そこで出願人は、特開２００４−３３８６４号公報（特許文献１）において、一般家庭用浄化槽からの放流水を畜舎の用水として利用し、その放流水を用土を用いてろ過するとともに、ろ過処理済みの用土に家畜の糞尿やぬか、もみがら、おがくずを配合して混練し、さらに所定時間熟成して堆肥用処理材もしくは生ゴミ用処理材を得るようにするに際し、一般家庭用浄化槽からの放流水、および／または用土に、ガマ科植物微粉末を配合したことを特徴とする畜舎排水浄化方法を提案した。

特開２００４−３３８６４号公報

しかしながら、ガマ科植物微粉末によって初期の効果は得られたものの、より一層の効率アップを図るために種々研究した結果本発明に想到したものであり、排泄された糞尿や洗浄水を簡単かつ迅速に処理することができ、しかもこれらをろ過する際に用いた用土を堆肥用処理材もしくは生ゴミ用処理材として利用することができる畜舎排水浄化方法を提供することを目的としている。

すなわち、この発明の畜舎排水浄化方法は、一般家庭用浄化槽からの放流水を畜舎の用水として利用し、その放流水を用土を用いてろ過するとともに、ろ過処理済みの用土に家畜の糞尿やぬか、もみがら、おがくずを配合して混練し、さらに所定時間熟成して堆肥用処理材もしくは生ゴミ用処理材を得るようにするに際し、一般家庭用浄化槽からの放流水、および／または用土に、光触媒を含む触媒を配合したことを特徴とするものである。

この発明の畜舎排水浄化方法は、前記一般家庭用浄化槽からの放流水が、光触媒を含む触媒を含有する洗剤、シャンプー、トイレットペーパー等の廃液を含むものからなることをも特徴とするものである。

この発明の畜舎排水浄化方法は、前記光触媒が、アパタイト被覆二酸化チタンに高分子シルクを融合させたものからなることをも特徴とするものである。

この発明は以上のように構成したので、排泄された糞尿や洗浄水を簡単かつ迅速に処理することができ、しかもこれらをろ過する際に用いた用土を非常に付加価値の高い堆肥用処理材もしくは生ゴミ用処理材として利用することができる畜舎排水浄化方法を提供することが可能となった。

またこの発明によれば、畜舎等で排泄された糞尿や洗浄水を悪臭を出さずに処理することができ、しかも用土を用いたろ過を省スペースで行なうことができる畜舎排水浄化方法を提供することが可能となった。

この発明の畜舎排水浄化方法の全体構成を示す説明図である。浄化槽から排出される放流水をガラス温室内でろ過する工程を示す説明図である。畜舎の用水として利用した放流水をビニールハウス内でろ過する工程を示す説明図である。

以下、この発明の畜舎排水浄化方法を図面に基づいて詳細に説明する。
図１はこの発明の畜舎排水浄化方法の全体構成を示す説明図、図２は浄化槽から排出される放流水を用土を用いてろ過する工程を示す説明図、図３は畜舎の用水として利用した放流水を用土を用いてビニールハウス内でろ過する工程を示す説明図である。

この発明の畜舎排水浄化方法の全体構成を示す説明図において、養豚農場における豚舎１１は、実験的に豚６匹を飼育するものとし、飲み水のための上水用配管系や糞尿処理のための汚水処理設備等が設置されている。そして上記上水用配管系には水道管のみならず、あるいは水道管に代えて一般家庭用浄化槽から排出された放流水を導入できるようにしてもよい。また汚水処理設備等としては、通常の糞尿等を洗浄して排出するための洗浄用配管系のみならず、固液分離設備やろ過用の設備等を備えることもできる。

例えば上記上水用配管系に、アパートや社員寮等の集合住宅等に設置された大型の浄化槽１２から排出される放流水を導入したり、またこの放流水を糞尿等を洗浄して排出するための洗浄用配管系に導入したりすることができる。もちろん、上記浄化槽１２と各配管系とを直接接続しても、一旦汲み上げて豚舎１１の近傍に設置した放流水タンクに貯留した上で利用するようにしてもよい。

上記一般家庭用浄化槽１２としては、活性汚泥法浄化槽（以下「ＯＤ法」という）が利用できる。この活性汚泥浄化槽は歴史のある浄化法であり、水深１．５〜２ｍ程度の水深の浅い処理槽をドーナッツ型長円形に構築し、水面に設置するケスナーブラシなどにより活性汚泥液を空中にはねあげて空気と接触させ酸素を取り込む（曝気）とともに、水平方向に水流を起こさせ活性汚泥液と流入原水を攪拌・混和することが本方式の原形である。ひとつの処理槽で曝気、曝気停止・汚泥沈澱、処理水取出しを行う回分式と、連続して曝気し別に設けた沈殿槽で処理水を取出す連続式がある。

汚水処理設備等として用いられるろ過用の設備１３としては、畑等から採取した用土をろ材として大型容器に収納したものが好適に利用できる。この大型容器内に洗浄用配管系から排出される糞尿等を洗浄した前記放流水を投入し、用土からなるろ材でろ過させるものである。ちなみに、用土１ｔにつきろ過後の放流水１ｔ（ほぼ等量）をろ過することが可能であった。

この発明の畜舎排水浄化方法は、一般家庭用浄化槽１２からの放流水、および／または用土に、光触媒を含む触媒を配合したことを特徴の１つとしている。

前記光触媒として望ましい種類について以下に説明する。
シルク粉末として、絹糸もしくは天然の蚕を使用し、シルク繊維に含まれているフィブロインという絹タンパク質を分解抽出したあとに、分子レベルのアミノ酸パウダーに加熱処理したものを使用する。これをアパタイトに対して０．１〜数％（重量）の割合で混合し、シルク粉末含有アパタイトの微細粉末を得る。
次に、シルク粉末含有アパタイトで光触媒機能を有する金属酸化物を被覆する。この金属酸化物としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化タングステン、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化ゲルマニウム、酸化鉛、酸化カドミウム、酸化銅、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ロジウム、酸化レニウム、酸化ビスマス、チタン酸ストロンチウムからなる群より選ばれる少なくとも1種類の酸化物が混合されている。なお本実施例では二酸化チタンを使用した。
前記実施例の光触媒からなる環境浄化素材は、シルク含有アパタイトで被覆を施した光触媒機能を有する金属酸化物からなり、これを添加剤として放流水、および／または用土に添加混合するものである。
前記放流水、および／または用土に光触媒を含む触媒からなる環境浄化素材を添加混合するタイミングとしては、例えば一般家庭用浄化槽１２や、豚舎１１等の畜舎の排水設備、用土を用いたろ過用の設備１３等の適所に光触媒を含む触媒を投入する機構を設けることをいう。この機構を用いて、通常の粉末状、溶液状で各処理工程において適宜添加すればよい。
例えば、光触媒からなる環境浄化素材の微細粉末０．０１〜１％の水溶液を前記放流水に対して３０〜５０％添加することができる。

また、家庭において一般に使用されている肌用の、ローションやスキンクリーム、洗顔クリーム、メイク落としや、毛髪用のシャンプー、リンス、整髪料等、種々の化粧料基材、あるいはトイレットペーパー等に添加しておき、これを一般家庭で使用した排水を放流水として使用することによっても適用可能である。
前記化粧料基材にシルク含有アパタイトで被覆を施した光触媒機能を有する金属酸化物を０．１〜５％（重量）混合する方法としては、すでに完成した化粧料基材に配合して攪拌混合する方法や、化粧料素材の製造工程中において添加混合する方法を採用することができる。

前記光触媒を含む触媒とともにガマ科植物微粉末を添加することもできる。
このガマ科植物微粉末のヒメガマとは、ガマ科（typha angustifolia）の植物であり、日本全国の水辺に広く分布する多年生の抽水植物である。霞ヶ浦には、ヒメガマの他、コガマ、ガマ等の種類も見受けられるが、ヒメガマの数が圧倒的である。大型の抽水植物のなかでは、最も沖側に生える。7〜8月頃、茎の先端に花穂をつけるが、上が雄花穂、下が雌花穂と2段に分かれる。十分成長した葉や茎を乾かし、粉末化する。

一般家庭用浄化槽からの放流水、および／または用土に、光触媒を含む触媒とともにガマ科植物微粉末を配合するとは、例えば一般家庭用浄化槽１２や豚舎１１等の畜舎の排水設備、用土を用いたろ過用の設備１３等の適所に光触媒を含む触媒とともにガマ科植物微粉末を投入する機構を設けることをいう。また一般家庭用浄化槽１２を用いる人員が、ガマ科植物微粉末を食したり、光触媒を含む触媒とともに洗浄剤として、あるいは浴用剤等として利用する習慣を備えていてもよい。

上記ろ過処理済みの用土は、家畜の糞尿やぬか、もみがら、おがくずを配合して混練し、さらに所定時間熟成して望ましくは醗酵させることにより、堆肥用処理材もしくは生ゴミ用処理材を得ることができる。また、放流水と混合する資材の種類に応じ、家畜の飼料に配合可能な飼料（ぬか＋ふすま）、生ゴミ用処理材（用土＋もみがら＋おがくず）、堆肥用処理剤（用土＋家畜糞等＋もみがら＋おがくず）、畜舎用敷き材（用土＋家畜糞＋もみがら＋おがくず）、産業廃棄物処理材（用土＋産業廃棄物＋もみがら＋おがくず）等として好適に利用することができる。上記もみがら、おがくず等は水分調整材としても機能する。なお、上記醗酵は好気的に行なっても、また嫌気的に行なってもよい。特に、上記醗酵に際して光触媒を含む触媒が配合されていることにより、醗酵に伴なう腐敗臭を押さえ、しかも醗酵の速度を飛躍的に高める作用のあることが認められた。

前記堆肥用処理材もしくは生ゴミ用処理材は、堆肥の醗酵を助けたり、生ゴミの醗酵処理を助ける役目を持つものであり、一般にぼかし肥料と称されている。このぼかし肥料とは、発酵資材（コーラン、ＥＭ菌など）を使って、有機物（米ぬか、油かす、魚粉等）を発酵させた肥料のことである。

一方、前記用土を用いてろ過した放流水は、再度畜舎の用水として再利用することができる。すなわち、畜舎において糞尿等を洗浄して排出するための洗浄水としてばかりか、家畜の飲み水として利用しても何ら問題のないことが判明した。

図２に、浄化槽から排出される放流水をガラス温室内でろ過する工程を示す。この図２において、２１は一般家庭用の単独浄化槽で、放流水は一旦水位調整タンク２２に集められ、あふれた放流水は適時下水道で放出される。一方、再利用される放流水は、例えば農業用の１ｔタンク等からなる複数の貯水タンク２３を経て、圃場内に複数配置した各ガラス温室２４に供給される。

各ガラス温室２４内でろ過された放流水は、農業用の１ｔタンク等からなる複数の排水タンク２５を経て再度水位調整タンク２２へ送られたり、あるいは畜舎やガラス温室２４へ送られて再利用される。すなわち、この放流水の利用形態は循環型の放流水再利用システムである。

図３に畜舎の用水として利用した放流水を、用土を用いてビニールハウス内でろ過する工程を示す。この図３において、３１は一般家庭用浄化槽から搬入された放流水であり、この放流水３１は一旦水位調整タンク（図示せず）を経て貯水タンク３２等に集められ、例えば豚舎３３等において糞尿等の洗浄水として利用される。この洗浄水は、豚房内の各飼育室ａ〜ｈ内を経て、ビニールハウス３４内に供給されたり、再度各飼育室ａ〜ｈへ供給される。

ビニールハウス３４においては、上記放流水を順次花卉や野菜等を栽培する用土ｉ〜ｍに施用してろ過する。各用土でろ過された放流水は、次のビニールハウス３５に設けた人工の川に近似する放流溝３６に放流される。そしてその上澄み液は再度ビニールハウス３４の用土ｋ等に送られて利用されたり、豚舎３３に設けた飲み水タンク３７に送られて飲み水として利用される。

この発明によれば、養豚農場や養鶏場、牛や馬の牧場その他の畜舎において生じる排水等を効率的に処理するための畜舎排水浄化方法を提供することが可能であり、家畜の飼育に際して発生する排水のみならず、例えば食品産業において発生する産業廃棄物を起源とする排水の処理にも適用することが可能である。

また、河川や湖沼の水の有効利用に際しても、この発明の排水浄化方法を好適に適用することができる。

１１豚舎
１２浄化槽
１３ろ過用の設備
２１一般家庭用の単独浄化槽
２２水位調整タンク
２３貯水タンク
２４ガラス温室
２５排水タンク
３１放流水
３２貯水タンク
３３豚舎
３４ビニールハウス
３５ビニールハウス
３６放流溝
３７飲み水タンク

Claims

一般家庭用浄化槽からの放流水を畜舎の用水として利用し、その放流水を用土を用いてろ過するとともに、ろ過処理済みの用土に家畜の糞尿やぬか、もみがら、おがくずを配合して混練し、さらに所定時間熟成して堆肥用処理材もしくは生ゴミ用処理材を得るようにするに際し、一般家庭用浄化槽からの放流水、および／または用土に、光触媒を含む触媒を配合したことを特徴とする畜舎排水浄化方法。
前記一般家庭用浄化槽からの放流水が、光触媒を含む触媒を含有する洗剤、シャンプー、トイレットペーパー等の廃液を含むものからなる請求項１に記載の畜舎排水浄化方法。
前記光触媒を含む触媒が、アパタイト被覆二酸化チタンに高分子シルクを融合させたものからなる請求項１に記載の畜舎排水浄化方法。