JP2017023206A - 畜産環境保全設備 - Google Patents

Abstract

【課題】開口部を密閉した畜舎内における悪臭物の発生規模に柔軟に対応して、外部への悪臭の拡散を防止しながら畜舎内からの悪臭物の搬出及び畜舎内の換気を行って畜舎内の衛生状態を低コストで維持すると共に、設備の保守及び管理を低コストで行うことが可能な畜産環境保全設備を提供する。【解決手段】畜産環境保全設備１０は、開口部を密閉した畜舎１１内で発生した家畜起源の悪臭物を、悪臭の拡散を防止しながら畜舎１１の外部に搬出して貯留する悪臭物処理装置１３と、畜舎１１内の内部空気の一部を畜舎１１の外部に取出し、太陽光で活性化する第１の光触媒１４を用いて脱臭処理を行って浄化空気として畜舎１１内に戻す循環式空気清浄装置１５と、畜舎１１の外部から取込んだ外気を畜舎１１内に吹込みながら、畜舎１１内の内部空気の別の一部を取出し、太陽光で活性化する第２の光触媒１６を用いて脱臭処理して畜舎１１の外部に放出する換気装置１７とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、開口部を密閉した畜舎（例えば、無窓畜舎）内の換気及び畜舎内からの糞尿等の悪臭物の排出を、畜舎の外部への悪臭の拡散を防止しながら低コストで効率的に行う畜産環境保全設備に関する。

住民の居住区域が郊外に拡大して住居と畜舎が混在化すると共に畜舎規模の大型化に伴い、畜舎周辺での悪臭対策等の住民に対する畜産環境保全は、住居と畜舎の共存を図る上で喫緊の課題となっている。そこで、畜舎由来の悪臭成分が畜舎外に拡散し難い構造を有する、例えば、無窓畜舎は、悪臭対策の一つとして注目されている。
一方、無窓畜舎では糞尿等の悪臭物から発生する悪臭が構造上滞留するので、無窓畜舎内で発生した悪臭物の処理、無窓畜舎内の換気、無窓畜舎内における衛生状態の維持向上等の動物に対する畜産環境保全は、動物の健康維持（疾病予防）を図って生産性を向上させる観点から重要となっている。

そこで、悪臭を周囲に拡散させないで無窓畜舎内の換気を行う装置として、例えば、特許文献１には、無窓畜舎の外に隣接して設置された脱臭室と、脱臭室の内部に配設されて無窓畜舎の換気扇から排出された排気に含まれる塵等を除去する除塵装置と、脱臭室の内部に配設されて除塵された排気を脱臭する脱臭材層とを備える悪臭発生施設の排気脱臭装置が開示されている。ここで、除塵装置は、換気扇の下流側に配置されて換気扇から排出された排気が通過する多数の通気孔を備えた除塵本体部と、除塵本体部と換気扇の間に配置されて除塵本体部の側面に均一に散水する第１の散水装置と、除塵本体部の下方位置に設けられて、散水された水を回収して第１の散水装置用の水として貯留する貯水槽とを有している。なお、脱臭材層は、有機物及び微生物が添加された非熱処理のヤシガラチップを含む脱臭材を積層して形成されている。

特開２００７−１９０５３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の排気脱臭装置では、長期間稼働を続けると貯水槽内に塵がたまるという問題、ヤシガラチップの経年変化により脱臭材が目減りするという問題が生ずる。このため、定期的にメンテナンス（貯水槽内の塵の除去、ヤシガラチップの交換）を行わなければならず、排気脱臭装置を安定して稼働させるためには、排気脱臭装置の保守及び管理の負担が大きくなるという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、開口部を密閉した畜舎内における悪臭物の発生規模に柔軟に対応して、畜舎の外部への悪臭の拡散を防止しながら畜舎内からの悪臭物の搬出及び畜舎内の換気を行って畜舎内の衛生状態を低コストで維持すると共に、設備の保守及び管理を低コストで行うことが可能な畜産環境保全設備を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る畜産環境保全設備は、開口部を密閉した畜舎内で発生した家畜起源の悪臭物を、悪臭の拡散を防止しながら該畜舎の外部に搬出して貯留する悪臭物処理装置と、
前記畜舎内の内部空気の一部を前記畜舎の外部に取出し、太陽光で活性化する第１の光触媒を用いて第１の脱臭処理を行って浄化空気として該畜舎内に戻す循環式空気清浄装置と、
前記畜舎の外部から取込んだ外気を該畜舎内に吹込みながら、該畜舎内の内部空気の別の一部を取出し、太陽光で活性化する第２の光触媒を用いて第２の脱臭処理を行って該畜舎の外部に放出する換気装置とを有している。

本発明に係る畜産環境保全設備においては、畜舎の開口部を密閉しているので、畜舎内に悪臭物が存在していても、悪臭が周囲に拡散する（漏れ出す）ことを防止できる。そして、悪臭物処理装置により、畜舎内から悪臭物を、悪臭の拡散を防止しながら畜舎の外部に搬出して貯留することができるので、畜舎内における悪臭の発生期間を短くして、畜舎内の悪臭を抑制することが可能になる。また、循環式空気清浄装置により、畜舎内の内部空気中に含まれる悪臭物質を削減し、細菌の発生と増殖を防止することができ、畜舎内の衛生状態を維持すると共に病原菌の空気感染による発病を防止することが可能になる。更に、換気装置により、畜舎内に外気を取入れて、畜舎内の内部空気の一部を排気することができるので、畜舎内の内部空気の状態（例えば、二酸化炭素濃度）を外気と同程度に維持することが可能になる。
ここで、循環式空気清浄装置による第１の脱臭処理は太陽光で活性化する第１の光触媒を用いて、換気装置による第２の脱臭処理は太陽光で活性化する第２の光触媒を用いてそれぞれ行うので、設備のランニングコストを低減することができる。また、悪臭物質は触媒を介して分解され、分解物は内部空気中に混入して畜舎外に排出され畜舎内には残留しないので、設備の保守コスト及び管理コストを低減することができる。

（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る畜産環境保全設備の南側面図、（Ｂ）は同畜産環境保全設備の北側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＰ−Ｐ矢視図、（Ｄ）は（Ａ）のＱ−Ｑ矢視図ある。 同畜産環境保全設備のブロック図である。 同畜産環境保全設備の排気室側のブロック図である。 脱臭殺菌エレメントの説明図である。 第２の脱臭フィルター及び悪臭吸着材の部分拡大図である。 実施例の試験群と対照群における床面付着菌数の比較結果を示すグラフである。 実施例の試験群と対照群における浮遊菌及び浮遊粒子数の比較結果を示すグラフである。 実施例の試験群と対照群における臭気濃度の比較結果を示すグラフである。 実施例の試験群と対照群における飼育期間中のアンモニア濃度の変化を示すグラフである。 実施例の試験群と対照群における飼育期間中の無窓畜舎内に付着した一般細菌の生菌数の変化を示すグラフである。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）〜（Ｄ）、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る畜産環境保全設備１０は、開口部を密閉した畜舎の一例である無窓畜舎１１の中で発生した家畜起源の悪臭物、例えば、糞尿１２（図３参照）を、無窓畜舎１１内から外部への悪臭の拡散を防止しながら無窓畜舎１１の外部に搬出して貯留する悪臭物処理装置１３と、無窓畜舎１１内の内部空気の一部を無窓畜舎１１の外部に取出し、太陽光で活性化する第１の光触媒１４（図４参照）を用いて悪臭物質の脱臭処理（第１の脱臭処理）を行って浄化空気として無窓畜舎１１内に戻す循環式空気清浄装置１５とを有している。
ここで、内部空気に含まれる悪臭物質の脱臭は、活性化した第１の光触媒１４により、空気中の酸素が還元されて生成した活性酸素や、空気中の水分に含まれる水酸基が酸化されて生成した水酸ラジカルにより、悪臭物質の酸化分解によるものである。従って、内部空気中に細菌やウイルスが存在すると、悪臭物質の脱臭（酸化分解）と共に、細菌やウイルスを構成しているたんぱく質が酸化分解される。このため、浄化空気中の細菌やウイルスは不活化される（浄化空気は殺菌される）。

更に、畜産環境保全設備１０は、無窓畜舎１１の一端側に設けられ、無窓畜舎１１の外部から外気を取入れる吸気室１８と、無窓畜舎１１の他端側に設けられ、取込んだ外気を無窓畜舎１１内に吹込みながら無窓畜舎１１内の内部空気の別の一部を取出し、太陽光で活性化する第２の光触媒１６（図５参照）を用いて脱臭処理（第２の脱臭処理）を行った後に、放出口１９を介して無窓畜舎１１の外部に放出する排気室２０とを備えた換気装置１７を有している。
ここで、無窓畜舎１１は、例えば、長手方向を東西方向に向けて構築された基礎２１の長手方向両側を除いた領域に設けられている。また、基礎２１の長手方向の一端側には、外周側と上面側が閉じられた吸気室１８が無窓畜舎１１の一端側と仕切り壁２２を介して連接して設けられ、吸気室１８の一端側の壁面４３には、外気を取入れる、例えば、２つの開口部４４、４５が設けられている。一方、基礎２１の長手方向の他端側には、外周側と上面側が閉じられた排気室２０が無窓畜舎１１の他端側と仕切り壁２３を介して設けられ、排気室２０の他端側の壁面４９には、複数の放出口１９が設けられている。以下、詳細に説明する。

図２、図３に示すように、悪臭物処理装置１３は、無窓畜舎１１の床２４下に設けられて、排泄された糞尿１２を収容（収集）する床下ピット２５と、床下ピット２５の一端側（吸気室１８側）から他端側（排気室２０側）に向けて洗浄水を流して収容した糞尿１２を床下ピット２５の他端側から排出させる洗浄排出手段２６と、床下ピット２５から排出した糞尿１２を回収して貯留する密閉貯留槽（図示せず）とを有している。
ここで、床２４は、基礎２１の上面と高さ位置を一致させて無窓畜舎１１内に配置され、開口部２４ａが分散して形成された網状板からなっている。網状板とすることで、排泄された尿は床下ピット２５内に容易に収容することができ、排泄された糞は開口部２４ａから床下ピット２５内に落下させて収容することができる。
また、洗浄排出手段２６は、吸気室１８内の上側に配置された洗浄水タンク２７と、開閉バルブ（図示せず）を備え、落差を利用して洗浄水タンク２７から洗浄水を床下ピット２５の一端側に供給する導水配管２８と、洗浄水タンク２７に洗浄水を供給する給水ポンプを備えた給水配管（図示せず）とを有している。床下ピット２５内で糞尿１２を洗浄水と共に移動させることにより、床下ピット２５内の洗浄と移動に伴う発塵防止が可能になる。

図１（Ａ）、（Ｂ）、図２に示すように、循環式空気清浄装置１５は、例えば、無窓畜舎１１の長手方向に沿って間隔を設けて複数配置されている。
そして、図３に示すように、循環式空気清浄装置１５は、無窓畜舎１１内の内部空気の一部を無窓畜舎１１の外部に取出すフード付きファン２９（第１の排気手段の一例）と、フード付きファン２９で取出した内部空気中の塵を除去する除塵フィルター３０と、除塵フィルター３０を通過して無窓畜舎１１外、例えば、無窓畜舎１１の屋根３１の上に設けられて、取出された内部空気の脱臭殺菌処理を行って浄化空気に変える第１の脱臭フィルター３２と、第１の脱臭フィルター３２から排出される浄化空気を無窓畜舎１１内に戻す浄化空気導入管３３（浄化空気吹込み手段の一例）とを有している。なお、符号３４は、除塵フィルター３０を通過した内部空気を第１の脱臭フィルター３２に流入させる内部空気導出管である。

第１の脱臭フィルター３２は、中央部で折り曲げられて内部空気の流れ方向に対してそれぞれ傾斜する上流側処理部３５及び下流側処理部３６を備えた複数の脱臭殺菌エレメント３７と、複数の脱臭殺菌エレメント３７を収納する箱体３８とを有している。
ここで、脱臭殺菌エレメント３７の上流側処理部３５と下流側処理部３６の幅は等しく、脱臭殺菌エレメント３７を箱体３８内に収納する際、内部空気の流れ方向に沿って隣り合う脱臭殺菌エレメント３７の端部同士は当接（連結）している。箱体３８は、無窓畜舎１１の屋根３１の南側面上に長手方向を東西方向に向けて設置され、長手方向の両端面には浄化空気導入管３３、内部空気導出管３４の接続口がそれぞれ形成されている。また、箱体３８の上面及び、南側面は、太陽光を効率的に透過させる透明部材で構成されている。そして、箱体３８内に上流側処理部３５（下流側処理部３６）を挿入した際に、箱体３８の内面と上流側処理部３５（下流側処理部３６）の外周面との間に僅少の隙間が形成されるように、箱体３８の内側幅に対して上流側処理部３５（下流側処理部３６）の幅を調整し、箱体３８の内側高さに対して脱臭殺菌エレメント３７の中央部と上流側端部（下流側端部）との間の高さを調整することにより、箱体３８の内面と上流側処理部３５の外周部との間及び箱体３８の内面と下流側処理部３６の外周部との間にそれぞれガスシール部材（図示せず）を挿入することができる。このような構成とすることにより、箱体３８内に導入された内部空気は、確実に脱臭殺菌エレメント３７を順次通過することができる。

図４に示すように、上流側処理部３５（下流側処理部３６も同様）は、内部空気の流れ方向に交差させて配置された第１の平板状通気性容器３９と、第１の平板状通気性容器３９内に収納され、通過する内部空気に含まれる悪臭物質を吸着して表面に担持されている第１の光触媒１４によって分解する第１の粒状処理材４０とを有している。従って、第１の平板状通気性容器３９の外周面と箱体３８の内面との間に、ガスシール部材が挿入されている。
第１の粒状処理材４０は、内部に連通する細孔（図示せず）を有する吸着剤、例えば、活性炭、ゼオライト、セピオライト、シリカゲルの粉末をそれぞれ所定形状（例えば、直径が０．５〜４ｍｍ、長さが１．５〜６ｍｍの円柱状、又は外径が０．５〜４ｍｍの粒状）に成形した活性炭ペレット、ゼオライトペレット、セピオライトペレット、及びシリカゲルペレットのいずれか１又は２以上の組合わせから構成される。そして、第１の粒状処理材４０に対して第１の光触媒１４（例えば、アナターゼ型の二酸化チタン）を溶射することにより、第１の粒状処理材４０の表面に第１の光触媒１４を担持させている。
ここで、第１の粒状処理材４０のサイズが一定範囲内になるように粒度調整を行う（粒サイズをそろえる）ことで、第１の粒状処理材４０を第１の平板状通気性容器３９内に収納（充填）した際、第１の粒状処理材４０同士の間に隙間を効率的に形成することができる。

第１の平板状通気性容器３９は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成することができ、第１の平板状通気性容器３９の表面には、アルマイト処理又はベーマイト処理が施されていることが好ましい。これによって、悪臭物質が腐食性を有していても、第１の平板状通気性容器３９の損傷を防止できる。また、第１の平板状通気性容器３９内には、縦横に網板状の仕切り壁４１が設けられており、平面視して複数の区画に分割されている。第１の平板状通気性容器３９内を仕切り壁４１により分割することにより、第１の平板状通気性容器３９を傾けても収納された第１の粒状処理材４０が下方側に移動することを防止し、第１の平板状通気性容器３９内に第１の粒状処理材４０を一様に収納することができる。

第１の平板状通気性容器３９の網目の間隔は第１の粒状処理材４０のサイズに応じて（第１の粒状処理材４０が第１の平板状通気性容器３９内から流出しないように）設定する。また、仕切り壁４１の網目の間隔も、第１の粒状処理材４０が仕切り壁４１を通過しないように設定する。なお、上流側処理部３５を通過する内部空気量（通気性）は、第１の平板状通気性容器３９内における第１の粒状処理材４０同士の間に形成される隙間の断面積（第１の粒状処理材４０の充填性）により決まるので、第１の平板状通気性容器３９の網目の開口率は、第１の粒状処理材４０の充填層の通気性を下回らない範囲内で自由に設定できる。

上流側処理部３５（下流側処理部３６でも同様）では、太陽光に照射される表側に存在する第１の粒状処理材４０において、その表面に固着している第１の光触媒１４により吸着された悪臭物質の分解が行われるので、上流側処理部３５（第１の平板状通気性容器３９）の内側高さ（平形網状容器３５内の第１の粒状処理材４０の充填層の厚さ）は、悪臭物質の分解能力に直接影響は及ぼさないが、上流側処理部３５において太陽光に照射される連続した表面層が安定して形成されるためには、第１の粒状処理材４０の充填層の厚さは、例えば、５〜１０ｍｍとするのがよい。

第１の粒状処理材４０を構成するペレットの種類は、内部空気に含まれる悪臭物質の組成に応じて選択することが好ましく、複数の悪臭物質が含まれる場合、臭気強度の閾値が低い（悪臭と感じ易い）悪臭物質に対する吸着性に特に優れた吸着剤からなるペレットと広範囲の悪臭物質に対して吸着性に優れた吸着剤からなるペレットを組合わせて第１の粒状処理材４０を構成することが好ましい。アンモニア臭物質を多く含む内部空気の場合は、吸着剤として、例えば、ゼオライトやセピオライトを使用したペレットを含む第１の粒状処理材４０を用いることが効果的であり、アルデヒド臭物質類を多く含む内部空気の場合は、吸着剤として、例えば、セピオライトを使用したペレットを含む第１の粒状処理材４０を用いることが効果的である。また、硫化物臭物質を多く含む内部空気の場合は、吸着剤として、例えば、活性炭を使用したペレットを含む第１の粒状処理材４０を用いることが効果的である。

図１（Ａ）〜（Ｃ）、図２に示すように、換気装置１７は、無窓畜舎１１の外部から外気を取入れる吸気室１８と、無窓畜舎１１内の上側に、無窓畜舎１１の長手方向に沿って配置され、吸気室１８に取入れた外気を複数の吹出し口（図示せず）を介して無窓畜舎１１内に導くダクト４２（外気導入手段の一例）と、無窓畜舎１１内の内部空気を放出口１９から放出する排気室２０とを有している。
ここで、吸気室１８の一端側の壁面４３に形成された開口部４４、４５には、壁面４３に取付けられたリフタ―４６の動作に連動して昇降するカーテン４７、４８がそれぞれ取付けられている。また、図１（Ｄ），図２に示すように、排気室２０には、放出口１９にそれぞれ取付けられて、無窓畜舎１１内から床２４の開口部２４ａを介し床下ピット２５を経由して排気室２０に流入する内部空気を排気室２０を通過させて放出口１９から放出する、例えば、排気能力が異なる２種類の排気ファン５０、５１（第２の排気手段の一例）と、内部空気を外部に放出する際に（内部空気が放出口１９に流入する前に）脱臭処理を行う第２の脱臭フィルター５２が設けられている。

第２の脱臭フィルター５２は、図３、図５に示すように、無窓畜舎１１に設けた床下ピット２５内を経由して排気室２０内に流入した内部空気が放出口１９に向けて移動する際の内部空気の流れ方向に交差させて排気室２０内に配置された第２の平板状通気性容器５３と、第２の平板状通気性容器５３内に収納され、内部空気中の悪臭物質を吸着（捕捉）して表面に担持されている第２の光触媒１６によって分解する第２の粒状処理材５４とを有している。そして、第２の脱臭フィルター５２（即ち、第２の平板状通気性容器５３）の上流側には、排気室２０内の内部空気の流れ方向に交差させて網状ケース５５が配置され、網状ケース５５内には内部空気に含まれる悪臭物質を吸着する塊状の悪臭吸着材５６が収納（充填）されている。なお、排気室２０の屋根５７の一部は、太陽光を効率的に透過させる透明部材５８を用いて構成されており、排気室２０内に太陽光が入射可能になっている。
ここで、第２の光触媒１６による悪臭物質の脱臭は、第１の光触媒１４による悪臭物質の脱臭と同じ酸化分解によるものなので、排気室２０内に流入する内部空気中に細菌やウイルスが存在すると、悪臭物質の脱臭（酸化分解）と共に細菌やウイルスの不活化が行われ、脱臭及び殺菌された内部空気が外部に放出されることになる。

第２の平板状通気性容器５３及び網状ケース５５は、それぞれ図示しない取付け部材を介して排気室２０の内周面にガスシール部材を介して密着させて配置されている。このような構成とすることにより、悪臭吸着材５６同士の隙間（悪臭吸着材５６の充填層）を通過した内部空気のみを第２の脱臭フィルター５２の上流側に到達させることができ、更に、第２の脱臭フィルター５２を通過した（即ち、第２の粒状処理材５４同士の隙間を通過した）内部空気のみを放出口１９より外部に放出させることができる。
なお、図３に示すように、第２の平板状通気性容器５３と網状ケース５５との間には隙間を設けたが、第２の平板状通気性容器５３と網状ケース５５を当接させて配置してもよい。

図５に示すように、第２の粒状処理材５４は、内部に連通する細孔（図示せず）を有する吸着剤、例えば、活性炭、ゼオライト、セピオライト、シリカゲルの粉末をそれぞれ所定形状（例えば、直径が０．５〜４ｍｍ、長さが１．５〜６ｍｍの円柱状、又は外径が０．５〜４ｍｍの粒状）に成形した活性炭ペレット、ゼオライトペレット、セピオライトペレット、及びシリカゲルペレットのいずれか１又は２以上の組合わせから構成される。そして、第２の粒状処理材５４に対して第２の光触媒１６（例えば、アナターゼ型の二酸化チタン）を溶射することにより、第２の粒状処理材５４の表面に第２の光触媒１６を担持させている。なお、第２の粒状処理材５４のサイズが一定範囲内になるように粒度調整を行う（粒サイズをそろえる）ことで、第２の粒状処理材５４を第２の平板状通気性容器５３内に収納（充填）した際、第２の粒状処理材５４同士の間に隙間を効率的に形成することができる。

第２の平板状通気性容器５３は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成することができ、第２の平板状通気性容器５３の表面には、アルマイト処理又はベーマイト処理が施されていることが好ましい。これによって、悪臭物質が腐食性を有していても、第２の平板状通気性容器５３の損傷を防止できる。また、第２の平板状通気性容器５３内には、縦横に網板状の仕切り壁５９が設けられており、平面視して複数の区画に分割されている。第２の平板状通気性容器５３内を仕切り壁５９により分割することにより、第２の平板状通気性容器５３を傾けても収納された第２の粒状処理材５４が下方側に移動することを防止し、第２の平板状通気性容器５３内に第２の粒状処理材５４を一様に収納することができる。

第２の平板状通気性容器５３の形状及び寸法は、排気室２０での使用状況に応じて任意に設定でき、第２の平板状通気性容器５３の網目の間隔は第２の粒状処理材５４のサイズに応じて（第２の粒状処理材５４が第２の平板状通気性容器５３内から流出しないように）設定する。また、仕切り壁５９の網目の間隔も、第２の粒状処理材５４が仕切り壁５９を通過しないように設定する。なお、第２の脱臭フィルター５２を通過する内部空気量（通気性）は、第２の平板状通気性容器５３内における第２の粒状処理材５４同士の間に形成される隙間の断面積（第２の粒状処理材５４の充填性）により決まるので、第２の平板状通気性容器５３の網目の開口率は、第２の粒状処理材５４の充填層の通気性を下回らない範囲内で自由に設定できる。

排気室２０内には太陽光が入射するので、第２の脱臭フィルター５２の上面側は太陽光に照射される。このため、第２の脱臭フィルター５２の上面側に存在する第２の粒状処理材５４において、その表面に固着している第２の光触媒１６により、吸着された悪臭物質の分解が行われる。なお、第２の脱臭フィルター５２の厚さ（第２の平板状通気性容器５３内の第２の粒状処理材５４の充填層の厚さ）は、悪臭物質の分解能力に直接影響は及ぼさないが、第２の脱臭フィルター５２において太陽光に照射される連続した表面層が安定して形成されるためには、第２の粒状処理材５４の充填層の厚さは、例えば、５〜１０ｍｍとするのがよい。

第２の粒状処理材５４を構成するペレットの種類は、内部空気に含まれる悪臭物質の組成に応じて選択することが好ましく、複数の悪臭物質が含まれる場合、臭気強度の閾値が低い悪臭物質に対する吸着性に特に優れた吸着剤からなるペレットと広範囲の悪臭物質に対して吸着性に優れた吸着剤からなるペレットを組合わせて第２の粒状処理材５４を構成することが好ましい。
アンモニア臭物質を多く含む内部空気の場合は、吸着剤として、ゼオライトを使用したペレットを含む第２の粒状処理材５４を用いることが効果的であり、アルデヒド臭物質類を多く含む内部空気の場合は、吸着剤として、例えば、セピオライトを使用したペレットを含む第２の粒状処理材５４を用いることが効果的である。また、硫化物臭物質を多く含む内部空気の場合は、吸着剤として、例えば、活性炭を使用したペレットを含む第２の粒状処理材５４を用いることが効果的である。

悪臭吸着材５６は、活性炭ペレット、ゼオライトペレット、セピオライトペレット、及びシリカゲルペレットのいずれか１又は２以上の組合わせから構成することができ、悪臭吸着材５６のサイズは、第２の粒状処理材５４のサイズより大きく、例えば、直径が２〜６ｍｍ、長さが３〜１５ｍｍの円柱状、又は外径が３〜５ｍｍの球状である。悪臭吸着材５６のサイズを第２の粒状処理材５４のサイズより大きくすることにより、第２の粒状処理材５４の間に形成される隙間の断面積（第２の粒状処理材５４の充填層の通気性）より、悪臭吸着材５６の間に形成される隙間の断面積（悪臭吸着材５６の充填層の通気性）を大きくすることができる。これにより、第２の脱臭フィルター５２の上流側に悪臭吸着材５６を配置しても、第２の脱臭フィルター５２における内部空気の通気性に影響を及ぼさないようにすることができる。

網状ケース５５は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成することができ、網状ケース５５の表面には、アルマイト処理又はベーマイト処理が施されていることが好ましい。これによって、悪臭物質が腐食性を有していても、網状ケース５５の損傷を防止できる。また、網状ケース５５内には、縦横に網板状の仕切り壁６０が設けられており、平面視して複数の区画に分割されている。網状ケース５５内を仕切り壁６０により分割することにより、網状ケース５５を傾けても収納された悪臭吸着材５６が下方側に移動することを防止し、網状ケース５５内に悪臭吸着材５６を一様に収納することができる。
網状ケース５５の形状及び寸法は、排気室２０での使用状況に応じて設定し、網状ケース５５の網目の間隔は悪臭吸着材５６のサイズに応じて（悪臭吸着材５６が網状ケース５５内から流出しないように）設定する。なお、網状ケース５５の網目の開口率は、悪臭吸着材５６の充填層の通気性を下回らない範囲内で自由に設定できる。

悪臭吸着材５６を構成する吸着剤の種類は、内部空気に含まれる悪臭物質の組成に応じて選択することが好ましく、複数の悪臭物質が含まれる場合、臭気強度の閾値が低い悪臭物質に対する吸着性に特に優れた吸着剤からなるペレットと広範囲の悪臭物質に対して吸着性に優れた吸着剤からなるペレットを組合わせて悪臭吸着材５６を構成することが好ましい。
アンモニア臭物質を多く含む内部空気の場合は、吸着剤として、例えば、ゼオライトを使用したペレットを用いた悪臭吸着材５６を用いることが効果的であり、アルデヒド臭物質類を多く含む内部空気の場合は、吸着剤として、例えば、セピオライトを使用したペレットを用いた悪臭吸着材５６を用いることが効果的である。また、硫化物臭物質を多く含む内部空気の場合は、吸着剤として、例えば、活性炭を使用したペレットを用いた悪臭吸着材５６を用いることが効果的である。

続いて、本発明の一実施の形態に係る畜産環境保全設備１０の作用について説明する。
無窓畜舎１１のため、無窓畜舎１１内に糞尿１２が存在していても、無窓畜舎１１内から外部に悪臭が直接拡散する（漏れ出す）ことを防止できる。そして、悪臭物処理装置１３により、無窓畜舎１１内から糞尿１２を、悪臭の拡散を防止しながら無窓畜舎１１の外部に搬出して貯留することができるので、無窓畜舎１１内における悪臭の発生期間を短くして、無窓畜舎１１内の悪臭を抑制することが可能になる。また、循環式空気清浄装置１５により、無窓畜舎１１内の内部空気中に含まれる悪臭物質の削減、細菌の発生と増殖を防止することができ、無窓畜舎１１内の衛生状態を維持すると共に病原菌の空気感染による発病を防止することが可能になる。このため、無窓畜舎１１内の悪臭発生防止と衛生状態の維持を図ると共に、病原菌の空気感染による家畜の発病を防止することが可能になる。更に、換気装置１７により、無窓畜舎１１内に外気を取入れて、無窓畜舎１１内の内部空気の一部を排気することができるので、無窓畜舎１１内の内部空気の状態（例えば、二酸化炭素濃度）を外気と同程度に維持することが可能になる。なお、無窓畜舎１１内から排出される内部空気は脱臭、殺菌された後、大気中に放出するので、悪臭、細菌やウイルスが無窓畜舎１１の周囲に拡散することはない。
ここで、循環式空気清浄装置１５による脱臭処理及び殺菌処理は太陽光で活性化する第１の光触媒１４を用いて、換気装置１７による脱臭処理及び殺菌処理は太陽光で活性化する第２の光触媒１６を用いてそれぞれ行うので、脱臭処理のランニングコストを低減することができる。また、悪臭物質は触媒を介して分解され、分解物は内部空気中に混入して無窓畜舎１１の外に排出され無窓畜舎１１内には残留しないので、循環式空気清浄装置１５の保守コスト及び管理コストを低減することができる。

循環式空気清浄装置１５の第１の脱臭フィルター３２において、脱臭殺菌エレメント３７は太陽光に照射されているので、太陽光照射側に存在する第１の粒状処理材４０の第１の光触媒１４は活性状態が維持され、太陽光照射側に存在する第１の粒状処理材４０では再生処理が自動的に行われる。そして、内部空気に含まれる悪臭物質の含有量が低下すると、脱臭殺菌エレメント３７の太陽光照射側では悪臭物質の濃度が低下する。その結果、脱臭殺菌エレメント３７の太陽光照射側とそれ以外の領域との間で悪臭物質の濃度勾配が発生して、悪臭物質は太陽光照射側に向けて移動し、太陽光照射側に到達した悪臭物質は第１の光触媒１４により分解除去される。これにより、脱臭殺菌エレメント３７においても再生処理が自動的に行われる。
なお、夜間や天候等の関係で悪臭物質の分解が行われない場合、悪臭物質は第１の粒状処理材４０に吸着されるので、無窓畜舎１１内には脱臭処理された浄化空気が戻される。

換気装置１７では、無窓畜舎１１内から排気した内部空気に含まれる悪臭物質が多い場合は、悪臭物質の一部が悪臭吸着材５６に吸着し（内部空気に含まれる悪臭物質の悪臭吸着材５６に対する吸着量が、悪臭吸着材５６に吸着されている悪臭物質が悪臭吸着材５６から離脱して内部空気に混入する離脱量より多くなって）、内部空気に含まれる悪臭物質の含有量が少ない場合は、悪臭吸着材５６に吸着されている悪臭物質の一部が悪臭吸着材５６から離脱して内部空気中に混入する（悪臭吸着材５６に吸着されている悪臭物質が悪臭吸着材５６から離脱して内部空気中に混入する離脱量が、内部空気に含まれる悪臭物質の悪臭吸着材５６に対する吸着量より多くなる）ので、悪臭吸着材５６を通過した、従って、第２の脱臭フィルター５２に流入する内部空気中に含まれる悪臭物質の含有量変動が抑制される。

このため、悪臭吸着材５６による悪臭物質の吸着能力と、第２の脱臭フィルター５２による悪臭物質の吸着解能力を組合わせて、第２の脱臭フィルター５２に流入する内部空気中に含まれる悪臭物質の含有量が、第２の脱臭フィルター５２の分解能力範囲内の値になるようにすることにより、第２の脱臭フィルター５２の大型化を図らず、更に、内部空気をタンク等に一旦貯留することを行わないで、悪臭物質の発生量変動に迅速に対応して悪臭物質の安定した分解除去を連続的に行うことが可能となる。更に、悪臭吸着材５６では、内部空気中に含まれる悪臭物質の含有量が低下すると、悪臭吸着材５６に吸着している悪臭物質の一部が離脱して内部空気中に混入するので、悪臭吸着材５６の再生処理が自動的に行われる。

第２の脱臭フィルター５２は太陽光に照射されているので、太陽光照射側に存在する第２の粒状処理材５４の第２の光触媒１６は活性状態が維持され、太陽光照射側に存在する第２の粒状処理材５４では再生処理が自動的に行われる。そして、内部空気中に含まれる悪臭物質の含有量が低下すると、第２の脱臭フィルター５２の太陽光照射側では悪臭物質の濃度が低下する。その結果、第２の脱臭フィルター５２の太陽光照射側とそれ以外の領域との間で悪臭物質の濃度勾配が発生して、悪臭物質は太陽光照射側に向けて移動し、太陽光照射側に到達した悪臭物質は第２の光触媒１６により分解除去される。これにより、第２の脱臭フィルター５２においても再生処理が自動的に行われる。
なお、夜間や天候等の関係で悪臭物質の分解が行われない場合、悪臭物質は悪臭吸着材５６と第２の脱臭フィルター５２に吸着されるので、放出口１９からは、脱臭処理された内部空気が放出される。

飼育実験に使用する同一タイプの無窓畜舎を２つ準備し、一方の無窓畜舎には循環式空気清浄装置（第１の粒状処理材はゼオライトペレット、第１の光触媒はアナターゼ型の二酸化チタン）を取付けて試験群とし、他方の無窓畜舎を対照群とした。そして、試験群及び対照群では、同一体型の子豚を同一頭数、１か月間に亘ってそれぞれ飼育した。なお、飼育期間中、畜舎内の換気は行わず、糞尿の排出も行わなかった。
そして、飼育期間の終了後に、試験群と対照群における床面付着菌数、浮遊菌及び浮遊粒子数、臭気濃度をそれぞれ測定し、測定値の比較を行った。また、試験群と対照群において、飼育期間中のアンモニア濃度変化と無窓畜舎内に付着した一般細菌の生菌数変化をそれぞれ求めた。

図６に示すように、床面付着菌数の比較では、対照群に対して試験群においては、一般細菌（ＭＨＡ）では３．５桁低下（約１／３０００）、腸内細菌群（ＤＨＬ）では５．３桁低下（約１／２０００００）、黄色ブドウ球菌（マンニット）では４桁低下（約１／１００００）、ポテトデキストロース（ＰＤ）では２．５桁低下（約１／３００）している。
図７に示すように、浮遊菌数及び浮遊粒子数の比較では、対照群に対して試験群においては、浮遊菌数では２９％、浮遊粒子数では５３％それぞれ低下している。
図８に示すように、臭気濃度の比較では、対照群に対して試験群においては、アンモニアでは８４％、アセトアルデヒドでは９０％以上、ノルマル酪酸では７８％それぞれ低下している。

図９に示すように、試験群では、アンモニア濃度は飼育期間の経過と共に徐々に増加するが、無窓畜舎の周辺におけるアンモニア濃度と比較しても大幅に増加することはない。一方、対照群では、アンモニア濃度は飼育期間の経過と共に大きく増加している。なお、試験群では、循環式空気清浄装置の脱臭殺菌エレメントに対して太陽光を遮断すると、アンモニア濃度が急増することが確認できた。
図１０に示すように、試験群では、生菌数は飼育期間の経過と共に徐々に増加するが、対照群では、生菌数は飼育を開始して短期間に飽和状態に達することが確認できた。なお、試験群では、循環式空気清浄装置の脱臭殺菌エレメントに対して太陽光を遮断すると、生菌数が急増することが確認できた。

以上のように、無窓畜舎を用いて子豚の飼育を行う際、無窓畜舎内の換気を行わず、無窓畜舎内からの糞尿の排出を行わなくても、無窓畜舎に循環式空気清浄装置を設置することにより、無窓畜舎内の床面付着菌数、浮遊菌数及び浮遊粒子数、臭気濃度を低減できると共に、無窓畜舎内のアンモニア濃度及び生菌数の低減を達成できることが確認できた。
従って、無窓畜舎に、更に、悪臭物処理装置と換気装置を設置することにより、無窓畜舎周辺での悪臭対策等の住民に対する畜産環境保全を図りながら、無窓畜舎内における衛生状態の維持向上等の動物に対する畜産環境保全を実現できると考えられる。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。

１０：畜産環境保全設備、１１：無窓畜舎、１２：糞尿、１３：悪臭物処理装置、１４：第１の光触媒、１５：循環式空気清浄装置、１６：第２の光触媒、１７：換気装置、１８：吸気室、１９：放出口、２０：排気室、２１：基礎、２２、２３：仕切り壁、２４：床、２４ａ：開口部、２５：床下ピット、２６：洗浄排出手段、２７：洗浄水タンク、２８：導水配管、２９：フード付きファン、３０：除塵フィルター、３１：屋根、３２：第１の脱臭フィルター、３３：浄化空気導入管、３４：内部空気導出管、３５：上流側処理部、３６：下流側処理部、３７：脱臭殺菌エレメント、３８：箱体、３９：第１の平板状通気性容器、４０：第１の粒状処理材、４１：仕切り壁、４２：ダクト、４３：壁面、４４、４５：開口部、４６：リフタ―、４７、４８：カーテン、４９：壁面、５０、５１：排気ファン、５２：第２の脱臭フィルター、５３：第２の平板状通気性容器、５４：第２の粒状処理材、５５：網状ケース、５６：悪臭吸着材、５７：屋根、５８：透明部材、５９、６０：仕切り壁

Claims (12)

1. 開口部を密閉した畜舎内で発生した家畜起源の悪臭物を、悪臭の拡散を防止しながら該畜舎の外部に搬出して貯留する悪臭物処理装置と、
   前記畜舎内の内部空気の一部を前記畜舎の外部に取出し、太陽光で活性化する第１の光触媒を用いて第１の脱臭処理を行って浄化空気として該畜舎内に戻す循環式空気清浄装置と、
   前記畜舎の外部から取込んだ外気を該畜舎内に吹込みながら、該畜舎内の内部空気の別の一部を取出し、太陽光で活性化する第２の光触媒を用いて第２の脱臭処理を行って該畜舎の外部に放出する換気装置とを有することを特徴とする畜産環境保全設備。
2. 請求項１記載の畜産環境保全設備において、前記循環式空気清浄装置は、前記第１の脱臭処理を行いながら殺菌処理を行うことを特徴とする畜産環境保全設備。
3. 請求項１又は２記載の畜産環境保全設備において、前記悪臭物処理装置は、前記畜舎の床下に設けられ、前記悪臭物を収集する床下ピットと、該床下ピットの一端側から他端側に向けて洗浄水を流して収集した前記悪臭物を該床下ピット内から排出させる洗浄排出手段と、前記床下ピットから排出した前記悪臭物を回収する密閉貯留槽とを有していることを特徴とする畜産環境保全設備。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の畜産環境保全設備において、前記循環式空気清浄装置は、前記内部空気の一部を前記畜舎の外部に取出す第１の排気手段と、該第１の排気手段で取出した該内部空気中の塵を除去する除塵フィルターと、該除塵フィルターを通過した該内部空気を前記浄化空気に変える第１の脱臭フィルターと、該浄化空気を前記畜舎内に戻す浄化空気吹込み手段とを有していることを特徴とする畜産環境保全設備。
5. 請求項４記載の畜産環境保全設備において、前記第１の脱臭フィルターは、中央部で折り曲げられて前記内部空気の流れ方向に対してそれぞれ傾斜する上流側処理部及び下流側処理部を備えた複数の脱臭殺菌エレメントが、該内部空気の流れ方向に沿って隣り合う該脱臭殺菌エレメントの端部同士を連結させることにより形成され、
   前記上流側処理部及び前記下流側処理部はそれぞれ、前記内部空気の流れ方向に交差させて配置された第１の平板状通気性容器と、該第１の平板状通気性容器内に収納され、該内部空気中の悪臭物質を吸着して表面に担持されている前記第１の光触媒によって分解する第１の粒状処理材とを有していることを特徴とする畜産環境保全設備。
6. 請求項５記載の畜産環境保全設備において、前記第１の平板状通気性容器内は、平面視して複数の区画に分割されていることを特徴とする畜産環境保全設備。
7. 請求項５又は６記載の畜産環境保全設備において、前記第１の粒状処理材は、活性炭ペレット、ゼオライトペレット、セピオライトペレット及びシリカゲルペレットのいずれか１又は２以上の組合わせから構成されることを特徴とする畜産環境保全設備。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の畜産環境保全設備において、前記換気装置は、前記畜舎の外部から外気を取入れる吸気室と、該吸気室から前記畜舎内に外気を導く外気導入手段と、前記畜舎内の内部空気を放出口から放出する排気室とを有し、該排気室には、該畜舎内の内部空気を該排気室を通過させて該放出口から放出させる第２の排気手段と、該内部空気を外部に放出する際に前記第２の脱臭処理を行う第２の脱臭フィルターが設けられていることを特徴とする畜産環境保全設備。
9. 請求項８記載の畜産環境保全設備において、前記第２の脱臭フィルターは、前記排気室内に、前記内部空気の流れ方向に交差させて配置された第２の平板状通気性容器と、該第２の平板状通気性容器内に収納され、前記内部空気中の悪臭物質を捕捉して表面に担持されている前記第２の光触媒によって分解する第２の粒状処理材とを有し、更に、前記第２の平板状通気性容器の上流側には、前記内部空気に含まれる悪臭物質を吸着する塊状の悪臭吸着材が配置されていることを特徴とする畜産環境保全設備。
10. 請求項９記載の畜産環境保全設備において、前記第２の平板状通気性容器内は、平面視して複数の区画に分割されていることを特徴とする畜産環境保全設備。
11. 請求項９又は１０記載の畜産環境保全設備において、前記第２の粒状処理材のサイズは前記悪臭吸着材のサイズより小さく、該第２の粒状処理材と該悪臭吸着材はそれぞれ、活性炭ペレット、ゼオライトペレット、セピオライトペレット及びシリカゲルペレットのいずれか１又は２以上の組合わせから構成されることを特徴とする畜産環境保全設備。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の畜産環境保全設備において、前記開口部を密閉した前記畜舎は、無窓畜舎であることを特徴とする畜産環境保全設備。
    

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