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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-12
(45)【発行日】2023-05-22
(54)【発明の名称】排水処理システム
(51)【国際特許分類】
C02F 1/00 20230101AFI20230515BHJP
B01D 24/02 20060101ALI20230515BHJP
B01D 24/00 20060101ALI20230515BHJP
C02F 1/52 20230101ALI20230515BHJP
C02F 1/56 20230101ALI20230515BHJP
A01K 1/01 20060101ALI20230515BHJP
【ＦＩ】
C02F1/00 L
B01D23/10 A
B01D25/06
C02F1/52 K
C02F1/56 K
A01K1/01 F
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022071740
(22)【出願日】2022-04-25
【審査請求日】2022-12-05
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】522166840
【氏名又は名称】株式会社令和コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100153497
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 信男
(72)【発明者】
【氏名】小林 勇
(72)【発明者】
【氏名】平田 敏子
【審査官】池田 周士郎
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５１－１４８６６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３０８７３６６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０７－３２７５３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１４４３３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０７－０３１１１３（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０２Ｆ １／００－ １／７８
Ｃ０２Ｆ ３／００－ ３／３４
Ａ０１Ｋ １／００－ １／１２
Ｃ０２Ｆ １１／００－１１／２０
Ｂ０１Ｄ ２３／００－２３／２８
Ｂ０１Ｄ ２５／００－２５／３８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
畜舎から排出される洗浄廃水の排水を分離、浄化処理する排水処理システムであって、排水が導入され、沈殿分離が行われる複数の原水槽と、
前記原水槽の沈殿成分が汚泥移送ユニットによって導入される汚泥槽と、
排水の上澄成分が上澄移送ユニットによって導入される処理水槽と、
前記処理水槽の上澄成分が第１処理水移送ユニットによって導入される第１濾過槽と、
前記第１濾過槽を通過した液体成分が第２処理水移送ユニットによって導入される第２濾過槽とを有し、
前記第１濾過槽と前記第２濾過槽は、同一の濾過材を有することを特徴とする排水処理システム。
【請求項2】
前記第１濾過槽及び前記第２濾過槽は、濾過材として多孔質化した木質砕片を有することを特徴とする請求項１に記載の排水処理システム。
【請求項3】
前記汚泥槽は、前記原水槽の底部よりも下に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の排水処理システム。
【請求項4】
前記複数の原水槽は、凝集剤を投入して撹拌する撹拌ユニットを有することを特徴とする請求項１に記載の排水処理システム。
【請求項5】
前記撹拌ユニットは、導入された排水が原水槽に満たされると排水の導入を停止して所定時間撹拌を行うように構成された撹拌制御部を有することを特徴とする請求項４に記載の排水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、畜舎から排出される洗浄廃水の排水を分離、浄化処理する排水処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
畜舎から排出される洗浄廃水の排水は、強い異臭と汚濁、着色があり、高ＢＯＤ値を有する。
これらを処理する際に、固形物と液状排水とに分別し、その排水に希釈水を加えて放流したり地下に浸透させる等の方法が取ることも考えられるが、環境汚染を来さない放流可能な浄水とすることは困難であった。
また、環境負荷が小さくなるようＢＯＤ値を低下させる方法として、有機物を処理する微生物有し曝気させる曝気槽で排水を処理するもの等が知られている。
これらを処理する際に、固形物と液状排水とに分別し、その排水に希釈水を加えて放流したり地下に浸透させる等の方法が取ることも考えられるが、環境汚染を来さない放流可能な浄水とすることは困難であった。
また、環境負荷が小さくなるようＢＯＤ値を低下させる方法として、有機物を処理する微生物有し曝気させる曝気槽で排水を処理するもの等が知られている。
【0003】
例えば、特許文献１等で公知の廃水処理システムでは、パーラー廃水を一時ストックする原水槽と、パーラー廃水に含まれる粗大固形物を除去するスクリーンと、前記粗大固形物を除去したパーラー廃水を蓄える貯留槽と、パーラー廃水を分離沈殿させる第一沈殿槽と、前記パーラー廃水に含まれる有機物を処理する微生物を有し曝気させる曝気槽と、処理したパーラー廃水を分離沈殿させる第二沈殿槽を備えることで、固形物と分離した液体成分を曝気槽中の微生物により浄化処理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００６－８７９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
公知の廃水処理システムにおいて、曝気槽において充分に有機物を分解することでＢＯＤ値を低下させることが可能であるが、大量の排水を処理するためには、設置面積を多く要し、処理に長時間を要し、曝気のためのポンプ設備等の設備コストや運転コストも高いものとなっていた。
【0006】
そこで、本発明は、簡単な設備で処理時間が短く、設備コストや運転コストが少なく、処理後の排水のＢＯＤ値を充分に低下させることができる排水処理システム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】
【0007】
本発明は、畜舎から排出される洗浄廃水の排水を分離、浄化処理する排水処理システムであって、排水が導入され、沈殿分離が行われる複数の原水槽と、前記原水槽の沈殿成分が汚泥移送ユニットによって導入される汚泥槽と、排水の上澄成分が上澄移送ユニットによって導入される処理水槽と、前記処理水槽の上澄成分が第１処理水移送ユニットによって導入される第１濾過槽と、前記第１濾過槽を通過した液体成分が第２処理水移送ユニットによって導入される第２濾過槽とを有し、前記第１濾過槽と前記第２濾過槽は、同一の濾過材を有することにより、前記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【0008】
請求項１に係る発明の排水処理システムによれば、連続的に第１濾過槽及び第２濾過槽を通過しながら排水の液体成分を浄化することができるため、曝気のためのポンプ設備等の設備コストや運転コストを低減することができる。
また、排水の上澄成分が上澄移送ユニットによって導入される処理水槽を有することにより、処理水槽の上流で固液分離処理が断続的に行われても排水の上澄成分を処理水槽に蓄えてバッファとして第１濾過槽及び第２濾過槽に連続的に送ることができる。
このことで、第１濾過槽及び第２濾過槽を常に連続稼働状態とすることができ設備を有効活用できる。
また、複数の原水槽と、原水槽の沈殿成分が第１汚泥移送ユニットによって導入される汚泥槽とを有することで、排水を１つの原水槽に導入し所定の時間沈殿させている間に他の原水槽に排水の導入が可能となり、沈殿による固液分離を十分に行いつつ排水の連続導入を行って処理効率を向上することができる。
また、排水の上澄成分が上澄移送ユニットによって導入される処理水槽を有することにより、処理水槽の上流で固液分離処理が断続的に行われても排水の上澄成分を処理水槽に蓄えてバッファとして第１濾過槽及び第２濾過槽に連続的に送ることができる。
このことで、第１濾過槽及び第２濾過槽を常に連続稼働状態とすることができ設備を有効活用できる。
また、複数の原水槽と、原水槽の沈殿成分が第１汚泥移送ユニットによって導入される汚泥槽とを有することで、排水を１つの原水槽に導入し所定の時間沈殿させている間に他の原水槽に排水の導入が可能となり、沈殿による固液分離を十分に行いつつ排水の連続導入を行って処理効率を向上することができる。
【0009】
請求項２に記載の構成によれば、濾過材として多孔質化した木質砕片を有することで、有機物を分解する微生物が最適に保持され、ＢＯＤ値をさらに低下させることができる。
請求項３に記載の構成によれば、流動性の低い沈殿成分を、少ない動力で効率よく汚泥槽に移送することができる。
請求項４、５に記載の構成によれば、原水槽における固体成分の沈殿分離をより確実に行うことが可能となる。
請求項３に記載の構成によれば、流動性の低い沈殿成分を、少ない動力で効率よく汚泥槽に移送することができる。
請求項４、５に記載の構成によれば、原水槽における固体成分の沈殿分離をより確実に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【実施例1】
【0011】
本発明の一実施形態の排水処理システム１００は、図１、２に示すように、畜舎から排出される洗浄廃水の排水が排水導入ユニット１１１によって導入され、処理剤を投入して撹拌ユニット１１２により撹拌された後、沈殿分離が行われる複数の原水槽１１０と、原水槽１１０の上澄成分が上澄移送ユニット１２１によって導入される処理水槽１２０と、処理水槽１２０の上澄成分が第１処理水移送ユニット１３１によって導入される第１濾過槽１３０と、第１濾過槽１３０を通過した液体成分が第２処理水移送ユニット１４１によって導入される第２濾過槽１４０とを有している。
また、複数の原水槽１１０の沈殿成分が泥移送ユニット１５１によって導入される汚泥槽１５０を有している。
また、複数の原水槽１１０の沈殿成分が泥移送ユニット１５１によって導入される汚泥槽１５０を有している。
【0012】
汚泥槽１５０は、原水槽１１０及び処理水槽１２０の底部よりも下に配置されており、本実施形態では、原水槽１１０、処理水槽１２０、第１濾過槽１３０及び第２濾過槽１４０は、床面から立ち上がる隔壁によって区分され、汚泥槽１５０は床面より下に暗渠として配置されている。
原水槽１１０の底部には、沈殿成分である固形物を含む汚泥が集積される汚泥桝１１５が設けられており、汚泥移送ユニット１５１は、汚泥桝１１５に集積された汚泥を汚泥槽１５０に移送するように構成されている。
原水槽１１０の底部には、沈殿成分である固形物を含む汚泥が集積される汚泥桝１１５が設けられており、汚泥移送ユニット１５１は、汚泥桝１１５に集積された汚泥を汚泥槽１５０に移送するように構成されている。
【0013】
第１濾過槽１３０及び第２濾過槽１４０には、多孔質化した木質砕片からなる濾過材が充填されており、第１処理水移送ユニット及び第２処理水移送ユニットから導入される液体成分は、濾過材の上面にシャワーリングされることで均等に浸透するように構成されている。
また、第１濾過槽１３０及び第２濾過槽１４０の底部には側面に多数の流入孔が設けられたパイプ部材で構成された底部配管１３５、１４５が配置されており、濾過材を通過した液体成分を効率よく回収できるように構成されている。
本実施形態では、２槽の原水槽１１０が設けられているが、３槽以上としてもよい。
また、第１濾過槽１３０が２槽に区分され、合計で第２濾過槽１４０の倍の容量で構成されているが、それぞれの液体成分の通過速度に応じて適宜容量比を設定すればよい。
また、第１濾過槽１３０、第２濾過槽１４０は、わずかに混じる固形物による目詰まりの防止及び微生物の活性の維持のため、中間高さ部にブロアー配管を設けるのが望ましい。
また、第１濾過槽１３０及び第２濾過槽１４０の底部には側面に多数の流入孔が設けられたパイプ部材で構成された底部配管１３５、１４５が配置されており、濾過材を通過した液体成分を効率よく回収できるように構成されている。
本実施形態では、２槽の原水槽１１０が設けられているが、３槽以上としてもよい。
また、第１濾過槽１３０が２槽に区分され、合計で第２濾過槽１４０の倍の容量で構成されているが、それぞれの液体成分の通過速度に応じて適宜容量比を設定すればよい。
また、第１濾過槽１３０、第２濾過槽１４０は、わずかに混じる固形物による目詰まりの防止及び微生物の活性の維持のため、中間高さ部にブロアー配管を設けるのが望ましい。
【0014】
以上のように構成された排水処理システム１００で牛舎内パーラー（牛乳を取り出す場所）から出た排水の処理を行う際の具体的な処理の流れについて説明する。
各槽の容量は以下の通りである。
原水槽 ・・約３５ｍ３*２
第１濾過槽 ・・約４０ｍ３*２
第２濾過槽 ・・約４０ｍ３
処理水槽 ・・約９０ｍ３
また、第１濾過槽１３０、第２濾過槽１４０の濾過材として「マートンチップ」（登録商標）を使用した。
各槽の容量は以下の通りである。
原水槽 ・・約３５ｍ３*２
第１濾過槽 ・・約４０ｍ３*２
第２濾過槽 ・・約４０ｍ３
処理水槽 ・・約９０ｍ３
また、第１濾過槽１３０、第２濾過槽１４０の濾過材として「マートンチップ」（登録商標）を使用した。
【0015】
まず、牛舎内パーラーから出た排水を排水導入ユニット１１１に備えられたポンプによって一方の原水槽１１０に３０ｔになるまで入れる。
一方の原水槽１１０に３０ｔの排水が導入されると、一方の原水槽１１１に繋がる電動ボール弁が閉じられ、他方の原水槽１１１に繋がる電動ボール弁が開放される。
次に撹拌ユニット１１２によって一方の原水槽１１０の撹拌しながら処理剤を投入する。
本実施形態では処理剤として、ポリ硫酸第二鉄液、苛性ソーダ溶液、高分子凝集促進剤（ＺフロックＣ－１０１）を使用した。
定量ポンプ（図示せず）を使用してポリ硫酸第二鉄を２分間で４５Ｌ注入し、その後、苛性ソーダ液を２分間で２０Ｌ注入し、最後に、高分子凝集促進剤４５０Ｌを３分で注入する。
原水槽１１０に薬品が注入されたら、定量ポンプの配管も一方の原水槽１１１に繋がる電動ボール弁が閉じられ、他方の原水槽１１１に繋がる電動ボール弁が開放される。
一方の原水槽１１０に３０ｔの排水が導入されると、一方の原水槽１１１に繋がる電動ボール弁が閉じられ、他方の原水槽１１１に繋がる電動ボール弁が開放される。
次に撹拌ユニット１１２によって一方の原水槽１１０の撹拌しながら処理剤を投入する。
本実施形態では処理剤として、ポリ硫酸第二鉄液、苛性ソーダ溶液、高分子凝集促進剤（ＺフロックＣ－１０１）を使用した。
定量ポンプ（図示せず）を使用してポリ硫酸第二鉄を２分間で４５Ｌ注入し、その後、苛性ソーダ液を２分間で２０Ｌ注入し、最後に、高分子凝集促進剤４５０Ｌを３分で注入する。
原水槽１１０に薬品が注入されたら、定量ポンプの配管も一方の原水槽１１１に繋がる電動ボール弁が閉じられ、他方の原水槽１１１に繋がる電動ボール弁が開放される。
【0016】
さらに２分ほど撹拌して撹拌ユニット１１２の動作を一旦停止し、１分後に逆回転で撹拌した後に撹拌ユニット１１２の動作を停止して３０分～１時間静置する。
次に、上澄移送ユニット１２１のポンプが稼働して上澄成分を処理水槽１２０に移送するとともに、汚泥移送ユニット１５１のポンプが稼働して沈殿成分を汚泥槽１５０に移送する。
この時、汚泥移送ユニット１５１のポンプは、上澄移送ユニット１２１のポンプが稼働を停止するまで、１０秒駆動２０秒停止の間欠動作を繰り返す。
その後、原水槽１１０の底部に残った汚泥を撹拌モーターを約２０秒作動させた後に汚泥移送ユニット１５１のポンプを連続作動させて原水槽１１０に残った内容物を全て汚泥槽１５０に移送する。
上記処理を２つの原水槽１１０で交互に行うことで、処理水槽１２０に所定の量の液体を常に貯留させる、以降の連続処理を効率良く行うことが可能となる。
次に、上澄移送ユニット１２１のポンプが稼働して上澄成分を処理水槽１２０に移送するとともに、汚泥移送ユニット１５１のポンプが稼働して沈殿成分を汚泥槽１５０に移送する。
この時、汚泥移送ユニット１５１のポンプは、上澄移送ユニット１２１のポンプが稼働を停止するまで、１０秒駆動２０秒停止の間欠動作を繰り返す。
その後、原水槽１１０の底部に残った汚泥を撹拌モーターを約２０秒作動させた後に汚泥移送ユニット１５１のポンプを連続作動させて原水槽１１０に残った内容物を全て汚泥槽１５０に移送する。
上記処理を２つの原水槽１１０で交互に行うことで、処理水槽１２０に所定の量の液体を常に貯留させる、以降の連続処理を効率良く行うことが可能となる。
【0017】
処理水槽１２０に貯留された液体成分は、第１処理水移送ユニット１３１のポンプによって第１濾過槽１３０に移送される。
この時、わずかに残留する固体成分が汚泥として処理水槽１２０の底部に沈殿しても混じらないよう、処理水槽１２０の底部より５００ｍｍ上方から取水するのが望ましい。
また、１年に２回程度メンテナンスとして、処理水槽１２０の底部に沈殿した汚泥を汚泥槽１５０に移送するのが望ましい。
第１濾過槽１３０を通過した液体成分は、第２処理水移送ユニット１４１のポンプによって第２濾過槽１４０に移送される。
第２濾過槽１４０から排出される処理水は、大幅にＢＯＤ値が低下しており、その水を牛舎内パーラーの洗浄水として再利用することも可能であり、そのまま放流することも可能となる。
この時、わずかに残留する固体成分が汚泥として処理水槽１２０の底部に沈殿しても混じらないよう、処理水槽１２０の底部より５００ｍｍ上方から取水するのが望ましい。
また、１年に２回程度メンテナンスとして、処理水槽１２０の底部に沈殿した汚泥を汚泥槽１５０に移送するのが望ましい。
第１濾過槽１３０を通過した液体成分は、第２処理水移送ユニット１４１のポンプによって第２濾過槽１４０に移送される。
第２濾過槽１４０から排出される処理水は、大幅にＢＯＤ値が低下しており、その水を牛舎内パーラーの洗浄水として再利用することも可能であり、そのまま放流することも可能となる。
【0018】
本実施形態で処理した結果を以下に示す。
【表1】
【0019】
上記の表からも分かる通り、第１濾過槽１３０を通過することでＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、ＳＳ（浮遊物質・懸濁物質）、リンのいずれも水質汚濁防止法に基づき環境省の定める一般排水基準を下回る値まで低下し、第２濾過槽１４０を通過することでＳＳ、リンがさらに低下している。
【符号の説明】
【0020】
１００ ・・・ 排水処理システム
１１０ ・・・ 原水槽
１１１ ・・・ 排水導入ユニット
１１２ ・・・ 撹拌ユニット
１１５ ・・・ 汚泥桝
１２０ ・・・ 処理水槽
１２１ ・・・ 上澄移送ユニット
１２５ ・・・ 汚泥桝
１３０ ・・・ 第１濾過槽
１３１ ・・・ 第１処理水移送ユニット
１３５ ・・・ 底部配管
１４０ ・・・ 第２濾過槽
１４５ ・・・ 底部配管
１４１ ・・・ 第２処理水移送ユニット
１５０ ・・・ 汚泥槽
１５１ ・・・ 第１汚泥移送ユニット
１５２ ・・・ 第２汚泥移送ユニット
１１０ ・・・ 原水槽
１１１ ・・・ 排水導入ユニット
１１２ ・・・ 撹拌ユニット
１１５ ・・・ 汚泥桝
１２０ ・・・ 処理水槽
１２１ ・・・ 上澄移送ユニット
１２５ ・・・ 汚泥桝
１３０ ・・・ 第１濾過槽
１３１ ・・・ 第１処理水移送ユニット
１３５ ・・・ 底部配管
１４０ ・・・ 第２濾過槽
１４５ ・・・ 底部配管
１４１ ・・・ 第２処理水移送ユニット
１５０ ・・・ 汚泥槽
１５１ ・・・ 第１汚泥移送ユニット
１５２ ・・・ 第２汚泥移送ユニット
【要約】
【課題】簡単な設備で処理時間が短く、設備コストや運転コストが少なく、処理後の排水のＢＯＤ値を充分に低下させることができる排水処理システムを提供すること。
【解決手段】畜舎等から排出される洗浄廃水等の排水を分離、浄化処理する排水処理システムであって、排水の上澄成分が上澄移送ユニット１２１によって導入される処理水槽１２０と、処理水槽１２０の上澄成分が第１処理水移送ユニット１３１によって導入される第１濾過槽１３０と、第１濾過槽１３０を通過した液体成分が第２処理水移送ユニットに１４１よって導入される第２濾過槽１４０とを有すること。
【選択図】図１
【解決手段】畜舎等から排出される洗浄廃水等の排水を分離、浄化処理する排水処理システムであって、排水の上澄成分が上澄移送ユニット１２１によって導入される処理水槽１２０と、処理水槽１２０の上澄成分が第１処理水移送ユニット１３１によって導入される第１濾過槽１３０と、第１濾過槽１３０を通過した液体成分が第２処理水移送ユニットに１４１よって導入される第２濾過槽１４０とを有すること。
【選択図】図１
【図1】
【図2】