JP7025752B2 - Psychodidae generation suppression device - Google Patents
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Description
本発明は、チョウバエ発生抑制装置に関する。 The present invention relates to a device for suppressing the occurrence of butterfly flies .
チョウバエは、下水汚泥をはじめとする汚水系において大量発生することがあり、不快害虫として知られている。チョウバエ以外にも、汚泥から発生する害虫が知られている。従来は薬物散布によりこれらの害虫の駆除が行われていた。しかし薬物散布による駆除では、一度の散布では完全な駆除が困難であり、何度も薬剤散布が必要になる。また、薬物散布による駆除では、薬物である殺虫剤に含まれる化学物質の環境中への拡散などのリスクが懸念されていた。 Psychodidae can occur in large numbers in sewage systems such as sewage sludge, and are known as unpleasant pests. In addition to Psychodidae, pests generated from sludge are known. Conventionally, these pests have been exterminated by spraying drugs. However, in extermination by drug spraying, complete extermination is difficult with one spraying, and it is necessary to spray the drug many times. In addition, there was concern about the risk of chemical substances contained in pesticides, which are drugs, spreading into the environment when exterminating by spraying drugs.
薬物散布による駆除以外の害虫の駆除の方法として、電気を用いて害虫を殺虫する方法が知られている。例えば、農地、緑地、水田などの害虫が棲息する場所に導電可能な程度に水を張り、水を張った場所の互いに異なる一方の位置に正極を、他方の位置に負極を配置して両電極に高電圧を印加することにより棲息する害虫を電撃により殺虫する方法が知られている(特許文献1)。 As a method of exterminating pests other than extermination by spraying a drug, a method of killing pests by using electricity is known. For example, pest-dwelling areas such as agricultural land, green areas, and paddy fields are filled with water to the extent that they are conductive, and a positive electrode is placed at one of the different positions of the watered place, and a negative electrode is placed at the other position. There is known a method of killing inhabiting pests by electric shock by applying a high voltage to the (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の殺虫方法では、高圧電流を利用するため大がかりな発電機や高圧電源を必要とし、簡便に害虫の発生を抑制できなかった。
However, the insecticidal method described in
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡便に汚泥中のチョウバエの発生を抑制できるチョウバエ発生抑制装置を提供する。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a Psychodidae generation suppression device capable of simply suppressing the generation of Psychodidae in sludge.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、正電極と、有機物と前記有機物を分解する微生物とを含む汚泥内に備えられ、前記微生物が前記有機物を分解することによって前記有機物が発生させる電子を吸着することにより前記正電極との間に起電力を生じさせる負電極と、前記正電極と前記負電極とに挟まれ、前記微生物が前記有機物を分解することによって前記有機物が発生させる水素イオンを媒介する絶縁層と、を備えるチョウバエ発生抑制装置である。 The present invention has been made to solve the above problems, and one aspect of the present invention is provided in a sludge containing a positive electrode and an organic substance and a microorganism that decomposes the organic substance, and the microorganism is the organic substance . It is sandwiched between a negative electrode that generates an electromotive force between the positive electrode and the positive electrode by adsorbing electrons generated by the organic substance by decomposing the substance , and the microorganism causes the organic substance to be sandwiched between the positive electrode and the negative electrode. It is a butterfly fly generation suppression device including an insulating layer that mediates hydrogen ions generated by the organic substance by decomposition .
また、本発明の一態様は、上記のチョウバエ発生抑制装置において、前記正電極及び前記負電極は炭素を含む。 Further, in one aspect of the present invention, in the above-mentioned psychodidae generation suppressing device, the positive electrode and the negative electrode contain carbon.
また、本発明の一態様は、上記のチョウバエ発生抑制装置において、前記絶縁層は、前記汚泥に含まれる水分を重力によって透過させて前記汚泥を脱水する濾材を兼ねる。 Further, in one aspect of the present invention, in the above-mentioned psychodidae generation suppressing device, the insulating layer also serves as a filter medium for allowing moisture contained in the sludge to permeate by gravity to dehydrate the sludge .
本発明によれば、簡便に汚泥中のチョウバエの発生を抑制できる。 According to the present invention, the generation of Psychodidae in sludge can be easily suppressed.
(第1の実施形態)
(生物発生抑制装置の構成)
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。図1は、本実施形態に係る生物発生抑制装置D1を含む汚泥脱水装置1の概要を示す図である。本実施形態では、汚泥脱水装置1は、一例として下水道における下水汚泥MWの処理施設に設置される。
汚泥脱水装置1は、例えば、ポリエチレン製の筒状容器VC(例えば、ゴミ箱)を利用して構成され、その内部に汚泥堆積部Mと、絶縁体濾材Fと、水収容部Aとが備えられている。
(First Embodiment)
(Configuration of biological development control device)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a
The
汚泥脱水装置1の汚泥堆積部Mの上部投入口から水分を含む下水汚泥MWが投入される。投入された下水汚泥MWは、絶縁体濾材Fの上部に層状に堆積する。絶縁体濾材Fは、下水汚泥MWの水分は通過させるが、下水汚泥MW中の固形物は通過させない程度の網目構造を有する。具体的には、絶縁体濾材Fには、産業廃棄物からリサイクルされたガラスカレットや銅スラグなどが用いられる。絶縁体濾材Fの上部に堆積した下水汚泥MWに含まれる水分は、重力により鉛直下方向に移動する。この水分は、絶縁体濾材Fを通過して水収容部Aに落下する。つまり、絶縁体濾材Fは、下水汚泥MWに含まれる水分を重力によって透過させて下水汚泥MWを脱水する濾材である。
このように汚泥脱水装置1は、下水汚泥MWから水分を取り除き下水汚泥MWを軽量化することにより下水汚泥MWを廃棄しやくする。
The sewage sludge MW containing water is charged from the upper input port of the sludge accumulation portion M of the
In this way, the
ここで、下水汚泥MWには害虫の卵が含まれることがある。害虫とは、例えば、チョウバエである。チョウバエの種類には、ホシチョウバエやオオチョウバエが知られている。チョウバエの幼虫は、浄化槽、下水滞留層、畜舎、及び農園などの不完全な側溝の汚泥中に生息している。上述の汚泥脱水装置1による下水汚泥MWの脱水作業には、ある程度の時間を要するため、脱水作業中に下水汚泥MW中の害虫の卵が孵化し、害虫の幼虫や成虫が発生することがある。
本実施形態の生物発生抑制装置D1は、汚泥脱水装置1の一部として構成され、脱水作業中において害虫の卵が孵化することを抑制する。
以下、この生物発生抑制装置D1の構成について説明する。生物発生抑制装置D1は、アノードEAと、カソードECと、電流回路Cとを備える。電流回路Cは、導線CD1と、抵抗Rと、導線CD2とを含んで構成される。
Here, the sewage sludge MW may contain pest eggs. The pest is, for example, a butterfly fly. Psychodidae and Psychodidae are known as the types of butterfly flies. Psychodidae larvae live in the sludge of imperfect gutters such as septic tanks, sewage retention layers, barns, and farms. Since it takes a certain amount of time to dehydrate the sewage sludge MW by the
The biological development control device D1 of the present embodiment is configured as a part of the
Hereinafter, the configuration of the biological development suppression device D1 will be described. The biological development suppression device D1 includes an anode EA, a cathode EC, and a current circuit C. The current circuit C includes a conductor CD1, a resistor R, and a conductor CD2.
次に図2を参照し、生物発生抑制装置D1が汚泥堆積部Mの下水汚泥MW中に微弱な電圧を発生させる仕組みについて説明する。
図2は、本実施形態に係る生物発生抑制装置D1の構成の一例を示す図である。汚泥堆積部Mの下方には絶縁体濾材Fが設けられる。絶縁体濾材Fの下方には水収容部Aが設けられる。汚泥堆積部Mの中にはアノード(負極)EAが、絶縁体濾材Fと接して設けられる。水収容部Aには、絶縁体濾材Fと接してカソード(正極)ECが設置される。水収容部Aは空気層を形成する。なお、カソードECは、水収容部Aに設けられた支持部(不図示)に支持されて絶縁体濾材Fと接してもよい。ここで指示部とは、例えば人口芝生である。
Next, with reference to FIG. 2, the mechanism by which the biological generation suppression device D1 generates a weak voltage in the sewage sludge MW of the sludge deposit portion M will be described.
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the biological development suppression device D1 according to the present embodiment. An insulator filter medium F is provided below the sludge accumulation portion M. A water accommodating portion A is provided below the insulator filter medium F. An anode (negative electrode) EA is provided in the sludge depositing portion M in contact with the insulator filter medium F. A cathode (positive electrode) EC is installed in the water accommodating portion A in contact with the insulator filter medium F. The water accommodating portion A forms an air layer. The cathode EC may be supported by a support portion (not shown) provided in the water accommodating portion A and may be in contact with the insulator filter medium F. Here, the indicator is, for example, an artificial lawn.
生物発生抑制装置D1は、微生物燃料電池の仕組みを利用し汚泥堆積部Mの下水汚泥MW中に微弱な電圧を発生させる。汚泥堆積部Mの中にアノードEAが設置されていることにより、汚泥堆積部Mの下水汚泥MW中に微弱な電圧が発生する。 The biological generation suppression device D1 generates a weak voltage in the sewage sludge MW of the sludge accumulation portion M by utilizing the mechanism of the microbial fuel cell. Since the anode EA is installed in the sludge depositing portion M, a weak voltage is generated in the sewage sludge MW of the sludge depositing portion M.
ここで微生物燃料電池の動作原理は次の通りである。
下水汚泥MWには、有機物Oと、この有機物Oを分解する微生物とが含まれている。下水汚泥MWに含まれる微生物は、有機物Oを酸化分解することにより、水素イオン(プロトン)と、電子とを生成する。生成された電子は、汚泥堆積部Mの下水汚泥MW中に設置されているアノードEAに回収される。一方、生成された水素イオンは、重力による水分の移動に伴って絶縁体濾材Fを通過し、絶縁体濾材Fの水収容部A側に設置されているカソードECに到達する。つまり、カソードECとアノードEAとに挟まれた絶縁体濾材Fは、水素イオンを媒介する。
アノードEA及びカソードECは、電流回路Cを介して互いに電気的に接続されている。アノードEAによって回収された電子は、電流回路Cを介してカソードECに供給される。電流回路Cの導線(導線CD1及び導線CD2)を介して供給される電子と、絶縁体濾材Fを通過する水分によって供給される水素イオンと、カソードECの周囲の空気に含まれる酸素とが結合することにより水が生成される。電流回路Cの導線(導線CD1及び導線CD2)をアノードEAからカソードECに向けて電子が移動することにより、電流Iが生じる。つまり、アノードEAは、下水汚泥MWに含まれる微生物が有機物Oを分解することにより有機物Oが発生させる電子を吸着することによりカソードECとの間に起電力を生じさせる。
すなわち、生物発生抑制装置D1は、下水汚泥MWに含まれる有機物Oを燃料とする微生物燃料電池として機能する。
Here, the operating principle of the microbial fuel cell is as follows.
The sewage sludge MW contains an organic matter O and a microorganism that decomposes the organic matter O. Microorganisms contained in sewage sludge MW generate hydrogen ions (protons) and electrons by oxidatively decomposing organic matter O. The generated electrons are collected by the anode EA installed in the sewage sludge MW of the sludge deposit portion M. On the other hand, the generated hydrogen ions pass through the insulator filter medium F with the movement of water due to gravity, and reach the cathode EC installed on the water accommodating portion A side of the insulator filter medium F. That is, the insulator filter medium F sandwiched between the cathode EC and the anode EA mediates hydrogen ions.
The anode EA and the cathode EC are electrically connected to each other via the current circuit C. The electrons recovered by the anode EA are supplied to the cathode EC via the current circuit C. Electrons supplied through the conductors of the current circuit C (conductors CD1 and CD2), hydrogen ions supplied by water passing through the insulator filter medium F, and oxygen contained in the air around the cathode EC are combined. By doing so, water is produced. The current I is generated by the movement of electrons from the anode EA to the cathode EC on the conductors (lead wire CD1 and lead wire CD2) of the current circuit C. That is, the anode EA generates an electromotive force with the cathode EC by adsorbing the electrons generated by the organic matter O by the microorganisms contained in the sewage sludge MW decomposing the organic matter O.
That is, the biological generation suppression device D1 functions as a microbial fuel cell using organic matter O contained in the sewage sludge MW as fuel.
図3は、本実施形態に係る生物発生抑制装置D1の層の構成の一例を示す図である。生物発生抑制装置D1に流入する下水汚泥MWに含まれる水分は、絶縁体濾材Fにより濾過され、濾過水FWとして水収容部Aへと染み出す。アノードEAは、堆積物Mとして堆積する汚泥により還元状態が維持される。一方、カソードECは、水収容部Aと接しており酸化状態が維持される。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the structure of the layer of the biological development suppression device D1 according to the present embodiment. The water contained in the sewage sludge MW flowing into the biological generation suppression device D1 is filtered by the insulator filter medium F and exudes into the water storage portion A as filtered water FW. The anode EA is maintained in a reduced state by the sludge deposited as the deposit M. On the other hand, the cathode EC is in contact with the water accommodating portion A, and the oxidized state is maintained.
アノードEA及びカソードECは、例えば、炭素棒や白金である。アノードEA及びカソードECは、炭素棒であることがコストの点において好ましい。つまり、アノードEA及びカソードECは、炭素を含むことが好ましい。
絶縁体濾材Fは、ガラスや銅スラグなどの絶縁体である。絶縁体濾材Fがガラスである場合、このガラスはリサイクルガラスであることがコストの点において好ましい。
The anode EA and cathode EC are, for example, carbon rods and platinum. It is preferable that the anode EA and the cathode EC are carbon rods in terms of cost. That is, the anode EA and the cathode EC preferably contain carbon.
The insulator filter medium F is an insulator such as glass or copper slag. When the insulator filter medium F is glass, it is preferable that the glass is recycled glass in terms of cost.
(実験結果)
図4~図9を参照して、生物発生抑制装置D1が発生させる電圧が、下水汚泥MW中の害虫の発生を抑制する効果をもつことを示す結果について説明する。
図4は、本実施形態に係る電圧測定開回路C1の構成の一例を示す図である。電圧測定開回路C1では、図1~図3において示した生物発生抑制装置D1の電流回路Cから抵抗Rを外し、アノードEAとカソードECとが電圧計Vにより接続されている。電圧計Vは、アノードEAとカソードECとの間の電位差を測定する。第1絶縁体濾材F1は、一例としてガラスである。
電圧計Vの内部抵抗は、電圧計Vに流れる電流が微弱である程度に大きい。
(Experimental result)
With reference to FIGS. 4 to 9, the results showing that the voltage generated by the biological generation suppression device D1 has the effect of suppressing the generation of pests in the sewage sludge MW will be described.
FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the voltage measurement open circuit C1 according to the present embodiment. In the voltage measurement open circuit C1, the resistor R is removed from the current circuit C of the biological generation suppression device D1 shown in FIGS. 1 to 3, and the anode EA and the cathode EC are connected by a voltmeter V. The voltmeter V measures the potential difference between the anode EA and the cathode EC. The first insulator filter medium F1 is glass as an example.
The internal resistance of the voltmeter V is such that the current flowing through the voltmeter V is weak and large to some extent.
図5は、本実施形態に係る閉回路C2の構成の一例を示す図である。閉回路C2では、抵抗Rを外さずに電圧計Vが、抵抗Rと並列に接続されている。第2絶縁体濾材F2は、一例として銅スラグまたはガラスである。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the closed circuit C2 according to the present embodiment. In the closed circuit C2, the voltmeter V is connected in parallel with the resistance R without removing the resistance R. The second insulator filter medium F2 is, for example, copper slag or glass.
図6は、本実施形態に係る発電の結果の一例を示す図である。図6に示すグラフは、電圧計Vの測定値の、生物発生抑制装置D1を設置してから経過した日数に対する関係を示している。なお、下水汚泥MWは、汚泥堆積部Mの下水汚泥MW中の微生物の餌、すなわち燃料が不足しないように、電圧が低下した時期において所定の量が投入されている。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the result of power generation according to the present embodiment. The graph shown in FIG. 6 shows the relationship between the measured values of the voltmeter V and the number of days elapsed since the biological generation suppression device D1 was installed. The sewage sludge MW is charged in a predetermined amount at a time when the voltage is lowered so that the feed for microorganisms in the sewage sludge MW of the sludge accumulation portion M, that is, the fuel is not insufficient.
第1電圧グラフG1は、電圧測定開回路C1の電圧計Vの計測値を示す。第2電圧グラフG2は、第2絶縁体濾材F2として銅スラグを用いた場合の閉回路C2の電圧計Vの計測値を示す。第3電圧グラフG3は、第2絶縁体濾材F2としてガラスを用いた場合の閉回路C2の電圧計Vの計測値を示す。 The first voltage graph G1 shows the measured value of the voltmeter V of the voltage measurement open circuit C1. The second voltage graph G2 shows the measured value of the voltmeter V of the closed circuit C2 when the copper slag is used as the second insulator filter medium F2. The third voltage graph G3 shows the measured value of the voltmeter V of the closed circuit C2 when the glass is used as the second insulator filter medium F2.
第1電圧グラフG1では、4回目の下水汚泥MWを投入した後、電圧計Vの計測値は最大の約0.5ボルトとなった。4回目以降の下水汚泥MWの投入においても電圧計Vの計測値は0.3ボルト前後の値となった。
第2電圧グラフG2では、4回目の下水汚泥MWを投入した後、電圧計Vの計測値は最大の約0.5ボルトとなった。4回目以降の下水汚泥MWの投入において電圧計Vの計測値は低下したが、下水汚泥MWの度に電圧計Vの計測値は増加した。
第3電圧グラフG3では、2回目の下水汚泥MWを投入した後、電圧計Vの計測値は最大の約0.1ボルトとなった。4回目以降の下水汚泥MWの投入において電圧計Vの計測値は増加しなかった。
In the first voltage graph G1, after the fourth sewage sludge MW was charged, the measured value of the voltmeter V became the maximum of about 0.5 volt. Even when the sewage sludge MW was added after the 4th time, the measured value of the voltmeter V was around 0.3 volt.
In the second voltage graph G2, the measured value of the voltmeter V became the maximum of about 0.5 volt after the fourth sewage sludge MW was charged. The measured value of the voltmeter V decreased in the fourth and subsequent injections of the sewage sludge MW, but the measured value of the voltmeter V increased with each sewage sludge MW.
In the third voltage graph G3, after the second sewage sludge MW was charged, the measured value of the voltmeter V became the maximum of about 0.1 volt. The measured value of the voltmeter V did not increase when the sewage sludge MW was added after the 4th time.
図7は、本実施形態に係る電圧測定開回路C1における害虫の発生数の一例を示す図である。第1個数グラフN1は、害虫の発生数の生物発生抑制装置D1を設置してから経過した日数に対する関係を示している。本実施形態における害虫であるチョウバエは、卵、幼虫、蛹を経て成虫となる。卵から成虫になるまでの期間は、ホシチョウバエ、オオチョウバエとも約20日である。
第1個数グラフN1から、100日以上が経過しても害虫は発生していないことがわかる。電圧測定開回路C1において、電圧計Vの内部抵抗は大きいため、微弱な電流しか流れず電力はほとんど消費されないが、生物発生抑制装置D1は、電圧を発生しさえすれば堆積物M中の害虫の発生を抑制することができる。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the number of pests generated in the voltage measurement open circuit C1 according to the present embodiment. The first number graph N1 shows the relationship between the number of pests generated and the number of days elapsed since the biological generation control device D1 was installed. Psychodidae, which is a pest in this embodiment, becomes an adult through eggs, larvae, and pupae. The period from egg to adult is about 20 days for both Psychodidae and Psychodidae.
From the first number graph N1, it can be seen that no pests have occurred even after 100 days or more have passed. In the voltage measurement open circuit C1, since the internal resistance of the voltmeter V is large, only a weak current flows and almost no electric power is consumed. However, the biological generation suppression device D1 is a pest in the deposit M as long as it generates a voltage. Can be suppressed.
図8は、本実施形態に係る閉回路C2において銅スラグを用いた場合の害虫の発生数の一例を示す図である。第2個数グラフN2は、害虫の発生数の生物発生抑制装置D1を設置してから経過した日数に対する関係を示している。
第2個数グラフN2から、100日以上が経過しても害虫は発生していないことがわかる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the number of pests generated when copper slag is used in the closed circuit C2 according to the present embodiment. The second number graph N2 shows the relationship between the number of pests generated and the number of days elapsed since the biological generation control device D1 was installed.
From the second number graph N2, it can be seen that no pests have occurred even after 100 days or more have passed.
図9は、本実施形態に係る閉回路C2においてガラスを用いた場合の害虫の発生数の一例を示す図である。第3個数グラフN3は、害虫の発生数の生物発生抑制装置D1を設置してから経過した日数に対する関係を示している。
第3個数グラフN3から、32日目に害虫が発生し、57日目以降に急激に増加したことがわかる。90日目には約700匹の害虫が発生した。図9に示す第3個数グラフN3と、図6に示す第3電圧グラフG3とから、害虫の発生を抑制するためには電圧の発生が必要であることがわかる。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the number of pests generated when glass is used in the closed circuit C2 according to the present embodiment. The third number graph N3 shows the relationship between the number of pests generated and the number of days elapsed since the biological generation control device D1 was installed.
From the third number graph N3, it can be seen that the pests occurred on the 32nd day and increased sharply after the 57th day. On the 90th day, about 700 pests occurred. From the third number graph N3 shown in FIG. 9 and the third voltage graph G3 shown in FIG. 6, it can be seen that the generation of voltage is necessary in order to suppress the generation of pests.
ここで比較のために、図11、図12を参照し、配線のない開回路C0を用いた結果を説明する。
図11は、比較対象の開回路C0の構成の一例を示す図である。開回路C0では、図1~図3において示した生物発生抑制装置D1の電流回路Cから抵抗Rが外されている。そのため、アノードEAとカソードECとの間に電位差は発生しない。
図12は、比較対象の開回路C0における害虫の発生数の一例を示す図である。比較個数グラフN0は、害虫の発生数の生物発生抑制装置D1を設置してから経過した日数に対する関係を示している。
比較個数グラフN0から、27日目に害虫が発生し、59日目以降に急激に増加したことがわかる。90日目には約300匹の害虫が発生した。比較個数グラフN0から、害虫の発生を抑制するためには電圧の発生が必要であることがわかる。
Here, for comparison, FIGS. 11 and 12 will be referred to, and the result of using the open circuit C0 without wiring will be described.
FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of the open circuit C0 to be compared. In the open circuit C0, the resistance R is removed from the current circuit C of the biological generation suppression device D1 shown in FIGS. 1 to 3. Therefore, no potential difference is generated between the anode EA and the cathode EC.
FIG. 12 is a diagram showing an example of the number of pests generated in the open circuit C0 to be compared. The comparative number graph N0 shows the relationship between the number of pests generated and the number of days elapsed since the biological generation control device D1 was installed.
From the comparative number graph N0, it can be seen that the pests occurred on the 27th day and increased sharply after the 59th day. On the 90th day, about 300 pests occurred. From the comparative number graph N0, it can be seen that the generation of voltage is necessary to suppress the generation of pests.
(まとめ)
以上に説明したように、本実施形態に係る生物発生抑制装置D1は、正電極(カソードEC)と、負電極(アノードEA)と、絶縁層(絶縁体濾材F)とを備える。
負電極(アノードEA)は、有機物Oと生物とを含む物質(堆積物M)内に備えられ、有機物Oが発生させる電子を吸着することにより正電極(カソードEC)との間に起電力を生じさせる。
絶縁層(絶縁体濾材F)は、正電極(カソードEC)と負電極(アノードEA)とに挟まれ有機物Oが発生させる水素イオンを媒介する。
(summary)
As described above, the biological generation suppression device D1 according to the present embodiment includes a positive electrode (cathode EC), a negative electrode (anode EA), and an insulating layer (insulator filter medium F).
The negative electrode (anode EA) is provided in a substance (sediment M) containing an organic substance O and a living thing, and an electromotive force is generated between the negative electrode (cathode EC) and the positive electrode (cathode EC) by adsorbing electrons generated by the organic substance O. Cause.
The insulating layer (insulator filter medium F) is sandwiched between a positive electrode (cathode EC) and a negative electrode (anode EA) and mediates hydrogen ions generated by an organic substance O.
この構成により、本実施形態に係る生物発生抑制装置D1では、汚泥中に微弱な電圧を発生させることができるため、簡便に汚泥中の害虫の発生を抑制できる。本実施形態に係る生物発生抑制装置D1では、殺虫剤を用いずに微弱な電流により汚泥中の害虫の発生を抑制できる。 With this configuration, the biological generation suppression device D1 according to the present embodiment can generate a weak voltage in the sludge, so that the generation of pests in the sludge can be easily suppressed. In the biological generation suppression device D1 according to the present embodiment, the generation of pests in sludge can be suppressed by a weak electric current without using an insecticide.
また、本実施形態の正電極(カソードEC)及び負電極(アノードEA)は炭素を含む。
この構成により、本実施形態に係る生物発生抑制装置D1は、正電極(カソードEC)及び負電極(アノードEA)が炭素を含まない場合に比べて低いコストにおいて汚泥中の害虫の発生を抑制できる。
Further, the positive electrode (cathode EC) and the negative electrode (anode EA) of the present embodiment contain carbon.
With this configuration, the biological generation suppression device D1 according to the present embodiment can suppress the generation of pests in sludge at a lower cost than when the positive electrode (cathode EC) and the negative electrode (anode EA) do not contain carbon. ..
また、本実施形態の絶縁層(絶縁体濾材F)は、物質(下水汚泥MW)に含まれる水分を重力によって透過させて物質(下水汚泥MW)を脱水する濾材を兼ねる。
一般的に、微生物燃料電池は、アノード側からカソード側への電子の移動を阻害しつつ、水素イオン(プロトン)を選択的に移動させるために、アノード側とカソード側との間にプロトン交換膜(PEM:Proton Exchange Membrane)を備える場合がある。
本実施形態の生物発生抑制装置D1は、下水汚泥MWの脱水のための濾材である絶縁体濾材Fが絶縁層を構成しており、重力により落下する水分を水素イオンの移動手段として用いている。したがって、本実施形態の生物発生抑制装置D1は、従来の一般的な微生物燃料電池において必要とされるプロトン交換膜を必要としない。
このため、本実施形態の生物発生抑制装置D1によれば、リサイクルガラスや銅スラグなど、簡易な材料により微生物燃料電池を構成することができる。
また、本実施形態の生物発生抑制装置D1によれば、脱水のための濾材である絶縁体濾材Fが絶縁層を兼ねているため、汚泥脱水装置1と生物発生抑制装置D1とを一つの装置として構成しやすい。このため、本実施形態の生物発生抑制装置D1によれば、汚泥の脱水による廃棄物の軽量化と、脱水中の汚泥からの害虫の発生の抑制とを一つの装置により両立することができる。
Further, the insulating layer (insulator filter medium F) of the present embodiment also serves as a filter medium for dehydrating the substance (sewage sludge MW) by allowing water contained in the substance (sewage sludge MW) to permeate by gravity.
Generally, in a microbial fuel cell, a proton exchange membrane is used between the anode side and the cathode side in order to selectively move hydrogen ions (protons) while inhibiting the movement of electrons from the anode side to the cathode side. (PEM: Proton Exchange Membrane) may be provided.
In the biological generation suppression device D1 of the present embodiment, the insulator filter medium F, which is a filter medium for dehydrating the sewage sludge MW, constitutes an insulating layer, and the water falling due to gravity is used as a means for moving hydrogen ions. .. Therefore, the biodevelopment suppression device D1 of the present embodiment does not require the proton exchange membrane required in the conventional general microbial fuel cell.
Therefore, according to the biological generation suppression device D1 of the present embodiment, the microbial fuel cell can be constructed of a simple material such as recycled glass or copper slag.
Further, according to the biological generation suppression device D1 of the present embodiment, since the insulator filter medium F, which is a filter medium for dehydration, also serves as an insulating layer, the
(変形例)
上記の実施形態においては、一例として、生物発生抑制装置D1が汚泥脱水装置1に含まれ下水道における下水汚泥MWの処理施設に設置される場合について説明したが、生物発生抑制装置D1の設置方法及び設置場所はこれに限らない。生物発生抑制装置D1は、生ゴミなどの入ったゴミ収集容器に設置されてもよい。また、生物発生抑制装置D1は、水田に設置されてもよい。ここでは上記の実施形態の変形例として、水田に設置される水田用生物発生抑制装置D2について説明する。
(Modification example)
In the above embodiment, as an example, the case where the biological generation control device D1 is included in the
図10は、本変形例に係る水田用生物発生抑制装置D2の構成の一例を示す図である。図10に示す水田用生物発生抑制装置D2と、図2に示す生物発生抑制装置D1とを比較すると、アノードEAが設けられる汚泥堆積部Mが水田用生物発生抑制装置D2の下側にあり、堆積物Mの上方に水層Wが設けられている点、及び絶縁体濾材Fが設けられていない点が異なる。 FIG. 10 is a diagram showing an example of the configuration of the paddy field biological generation suppression device D2 according to the present modification. Comparing the biological growth control device D2 for paddy fields shown in FIG. 10 with the biological growth control device D1 shown in FIG. 2, the sludge accumulation portion M provided with the anode EA is located below the biological growth control device D2 for paddy fields. The difference is that the aqueous layer W is provided above the deposit M and the insulator filter medium F is not provided.
カソードECは水層Wに設けられ、アノードEAの側において発生した水素イオンは水層W中を上方へと移動する。ここで水層Wは、水田に張られた水である。水層Wは、真水ではないが、水層W内に設けられたカソードECと、堆積物M内に設けられたアノードEAとをほとんど絶縁する。なお、堆積物Mと水層Wとの間に絶縁体濾材Faが設けてられてもよい。堆積物Mと水層Wとの間に設けられる絶縁体濾材Faが設けられる場合、絶縁体濾材Faは、例えば、薄膜状の絶縁体である。
水田用生物発生抑制装置D2は、水田において簡便に泥の中の害虫の発生を抑制することができる。
The cathode EC is provided in the water layer W, and hydrogen ions generated on the side of the anode EA move upward in the water layer W. Here, the water layer W is the water spread over the paddy field. Although the water layer W is not fresh water, it almost insulates the cathode EC provided in the water layer W and the anode EA provided in the deposit M. An insulator filter medium Fa may be provided between the deposit M and the aqueous layer W. When the insulator filter medium Fa provided between the deposit M and the aqueous layer W is provided, the insulator filter medium Fa is, for example, a thin-film insulator.
The biological generation suppression device D2 for paddy fields can easily suppress the generation of pests in mud in paddy fields.
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like are made without departing from the gist of the present invention. It is possible to do.
D1…生物発生抑制装置、VC…筒状容器、M…汚泥堆積部、F…絶縁体濾材、A…水収容部、EA…アノード、EC…カソード、C…電流回路、C1…電圧測定開回路、F1…第1絶縁体濾材、C2…閉回路、F2…第2絶縁体濾材、V…電圧計、D2…水田用生物発生抑制装置、W…水層 D1 ... Biological suppression device, VC ... Cylindrical container, M ... Sludge deposit part, F ... Insulator filter medium, A ... Water accommodating part, EA ... Anode, EC ... Cathode, C ... Current circuit, C1 ... Voltage measurement open circuit , F1 ... 1st insulator filter medium, C2 ... closed circuit, F2 ... 2nd insulator filter medium, V ... voltmeter, D2 ... paddy field biogenic suppression device, W ... water layer
Claims (3)
有機物と前記有機物を分解する微生物とを含む汚泥内に備えられ、前記微生物が前記有機物を分解することによって前記有機物が発生させる電子を吸着することにより前記正電極との間に起電力を生じさせる負電極と、
前記正電極と前記負電極とに挟まれ、前記微生物が前記有機物を分解することによって前記有機物が発生させる水素イオンを媒介する絶縁層と、
を備えるチョウバエ発生抑制装置。 With a positive electrode,
It is provided in a sludge containing an organic substance and a microorganism that decomposes the organic substance, and the microorganism adsorbs an electron generated by the organic substance by decomposing the organic substance to generate an electromotive force between the positive electrode and the positive electrode. With negative electrodes,
An insulating layer sandwiched between the positive electrode and the negative electrode, which mediates hydrogen ions generated by the organic substance by the microorganism decomposing the organic substance,
A device for suppressing the occurrence of butterfly flies .
請求項1に記載のチョウバエ発生抑制装置。 The butterfly fly generation suppressing device according to claim 1, wherein the positive electrode and the negative electrode contain carbon.
請求項1または請求項2に記載のチョウバエ発生抑制装置。 The butterfly fly generation suppressing device according to claim 1 or 2, wherein the insulating layer also serves as a filter medium for allowing moisture contained in the sludge to permeate by gravity to dehydrate the sludge .
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