JP2003206194A

JP2003206194A - 難分解性有機廃棄物のコンポスト装置

Info

Publication number: JP2003206194A
Application number: JP2002006550A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shimizu; 浩清水
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2003-07-22

Abstract

(57)【要約】【構成】密閉容器内の所定高の堆積層へ１ｍ^３当たり７
ｋｇ位（６〜１０ｋｇ）に限定した難分解性有機廃棄物
を、堆積層の７５％位（６０〜８５％）を占める主発酵
室の広域な上表面へ投入し、主発酵室で均一に攪拌して
希薄に混合するよう電気制御し、残余容積の熟成室では
斉一に攪拌し順次に移送して貯留室へ溢流し、主発酵室
と熟成室へは堆積層下面から均斉な通気を確実に実施す
る。【効果】微生物分解が困難とされる難分解性有機廃棄物
を長期安定して活発に好気性分解し、更に良く熟成分解
して投入量の１／５０にまで減量化し、有機物の乾物分
解率を高め化学肥料に相応する価値で消費向上し、リサ
イクルを容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業状の利用分野】本発明は、澱粉や蛋白や脂肪など
の成分比率が高い生ごみや硬質外皮を被覆する余剰活性
汚泥などの難分解性有機廃棄物を、長期間安定持続して
高率に乾物分解処理することで、リサイクル可能とする
コンポスト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】家畜糞などを対象として例えば特公昭６
３−１４７８８７の如く、堆積層の一端側から投入して
攪拌・通気しつつ他端側へ移送して排出し、当初の投入
部へは多量の木質助材などを投入して６０％位へ水分調
整するため全体容積が過大と成り、熟成後も乾物残量が
多大に残留して排出されるのが一般であり、特公昭５４
−１１４７２の如く堆積層の上端面から上端面へ移送し
て一部返送しつつ排出する場合も在るが同様で、特公昭
５８−１９９０９３や実願昭５７−１１１８２９の如く
上面の随所から堆積層へ投入して移送せずに排出部を設
ける場合は、未熟物が混合して排出する劣悪装置に止ま
っていた。生ごみ対象では例えば特公平１−１４５３８
８の如く、堆積処理層の一端側に投入口を備えて小容積
の第１層へ投入し、順次に移送して最終層から排出し一
部を第１層へ返送する場合も、堆積層の外周を電熱加温
して小容積で高能率を図る急速発酵式が一般だが、実の
伴わぬ状態にあった。堆積層を主堆積室と熟成室に区分
して投入物を順次移送する独自の例でも、特公昭６０−
２４１９９９や特公平３−９３６８８やＥＰＣ０５９９
６６１の如く主発酵室の一端側に投入口を備え、返送機
や破砕室を備える例でも同様で、難分解性有機廃棄物を
対象に電熱加温せぬ自然発酵を旨とするには投入量と発
酵層容積の必要条件や活性発酵の維持に不備があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】コンポスト装置の開発
例は数多いが、難分解性有機廃棄物を長期間安定処理す
る能力には欠け、良いと自称しても２ヶ月程度で能力劣
化して発酵層の更新を要し、更新時には近日投入の未熟
物も混合するから装置外で熟成処理するか焼却処分を要
し、その程度の稼働すら不善で装置の使用を中止する実
例も数多く、難分解性有機廃棄物の発酵処理へは解決課
題が大であった。また、家畜糞の堆肥すら生産過剰の現
状だから、農業外の有機廃棄物を耕地へリサイクルする
には、化学肥料に近い価値へまで充分に乾物分解率を増
加する必要があり、現状はなお極めて不備であった。一
方、電熱加温での高速発効式などは高温条件だけで微生
物の増殖維持が出来ぬのだから正に欺瞞だし、ＰＨを単
に自動制御しても条件不備で在れば忽ち劣化するのだか
らナンセンスであり、元来、５０度以上の高温度で増殖
可能な微生物は繊維質分解菌のみであり、４５度以下で
は嫌気性腐敗菌も繁殖して温度とＰＨは低下して遂に劣
化状態へ至るので、問題解決の為、好気性発酵を安定維
持する装置の必要条件は数量的にも明確に整備すること
で、難分解性有機廃棄物をも微生物による自然発酵で高
温度へ確実に維持し、乾物分解率を高めてリサイクル可
能にすることを本発明は目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】密閉容器の一端側へ所定
高の溢流板を設置して容器内に堆積層を形成し、堆積層
の下面に吸気管を設置して上部空間から排気管へ連結
し、堆積層の１ｍ^３当たり有機廃棄物の乾物投入量を７
ｋｇ位（６〜１０ｋｇ）に保持し、堆積層の７５％位
（６０〜８５％）を占める主発酵室と残余容積の熟成室
へ堆積層を区分し、処理原料の投入口は主発酵室の充分
な上表面積へ開口連結し、制御計による攪拌軸の攪拌で
主発酵室内の堆積層を水平移動させて上記の規定による
必要な充分量のベースコンポストと均一に混合し、熟成
室内の堆積層は回転軸の攪拌で斉一に移動し、主発酵室
から熟成室を経た後に溢流板上で貯留室へ連結すること
を特徴とする。

【０００５】小型装置の場合は、密閉容器内へ回転軸を
水平貫徹に固定設置し、回転軸へは先端部で堆積層を切
削しつつ水平へ移送する長爪と、長爪とは逆方向へ水平
移送する短爪を併設して主発酵室を構成し、回転軸へは
水平移送を抑制した長爪の設置で熟成室を構成し、主発
酵室の中央部上方へ広幅の投入口を固定設置するが、回
転軸の駆動モータへ正回転と逆回転を時間調節する制御
計を設置することで、投入物を主発酵室内へ均一に攪拌
混合することを特徴とする。

【０００６】大規模装置の場合には、堆積層の上方で前
後移動する主台車を密閉容器の左右端へ接続して設置
し、主台車上には縦型回転軸を搭載して左右移動する従
台車を設置し、主・従台車の移動を制御計で規制して生
じる回転軸の移動軌跡の差から堆積層を主発酵室と熟成
室へ区分し、投入口は密閉容器内で前後移動する移送機
上へ開口連結し、移送機の先端へ設置した投入端は主台
車の前側で主発酵室内の設定域へ制御計で移動を調整し
て、密閉容器内へ全装置を収納して目的達成することを
特徴とする。

【０００７】堆積層の下端面に設置した吸気管内へ、多
数本の細長管を同心状に内装して一端は開口し、細長管
を屈折して他端は吸気管外へ均等間隔に開口連結し、細
長管の開口面積の合計値を吸気管の開口面積より小値に
することを特徴とする。

【０００８】

【作用】容器内に構成した堆積層の７５％位を占める主
発酵室内へ、堆積層容積１ｍ^３当たり乾物量７ｋｇ位へ
特定して処理原料を投入し、制御計による回転軸で均一
希薄に攪拌混合し、吸気管内の多数の細長管から均斉確
実に通気する時は、繊維質量を適量含むベースコンポス
トの環境下では好気性菌が難分解性有機廃棄物をも高温
度で充分に分解し、活発に微生物が乾物分解した分解熱
量と水分蒸発とで減量しつつ昇温するが、澱粉質が特別
多量ではない比較的分解容易な廃棄物では１０ｋｇ／ｍ
^３近い投入で良く、残米飯が７５％も占める分解困難な
投入物ならば６ｋｇ／ｍ^３位を必要とし、発酵処理過程
での消費に応じてペースコンポスト中へ繊維質を補充
し、また、排出物の乾物減率の理想値を勘案して主発酵
室の比率は６０〜８５％枠内で調整し、上記条件より投
入過剰で在るか偏重混合する時は、分解不足の難分解性
有機物分がベースコンボスト中へ累積するため、堆積層
は順次に劣化して短期間で更新を必要とする従来状態と
なり、逆に投入不足の時はベースコンポストへの発酵負
荷のみ増加して劣化し経済性も低下するのだが、本考案
では難分解性有機廃棄物へ好条件で良く作用する。

【０００９】主発酵室内の堆積高が増加すると接続する
熟成室へと移行し、流溢板上から貯留室へ落下堆積して
常に所定高を保つが、熟成室内の吸気管へは主発酵室よ
り更に細い細長管を設置して少量吸気で適正発酵するな
どし、熟成室へは新たな投入物の混入無しに均斉に混合
し順次に攪拌移行して熟成を深化し、充分に乾物分解し
た製品を貯留室へ収める。堆積層と投入量の上記条件で
の実験結果では、処理による減率が投入量の約１／５０
（２％）ともなり、投入物の含水率は７８％程度で持続
的な実施が可能なので、乾物発熱量は４,０００Kcal／k
gとし昇温を含む蒸発潜熱は６００Kcal／kgとした熱損
失率の概算値は４４％、熱流失を特別に防げば更に高水
分へ対処可能だが、７８％含水率の時は乾物残留率は
６.４％へ低下して有機物を限界近く分解排除し、化学
肥料へ近接するよう作用する。

【００１０】小規模装置の場合は主発酵室が比較的小幅
なので投入口を主発酵室中央上部へ広幅に固定設置する
時、水平式回転軸の長・短爪による逆方向への水平移動
だけでは不充分だが、制御計での正転・逆転時間により
左右への移動量の調節で堆積層をほぼ均高にし、均一希
薄に攪拌混合しうる。大規模装置の場合は堆積高が限ら
れて主発酵室の表面積が過大なので、投入口から移送機
を経て主発酵室の広域へ投入端を移動し、かつ、縦型回
転軸の移動軌跡と投入端を連動して電気制御すること
で、主発酵室内の堆積層へ均一希薄に混合する全装置
を、密閉容器内へ収納するコンパクト装置として作用す
る。かくて、投入量に対し上記の如く必要充分な容積に
規制した主発酵室内のベースコンポストと、新規の投入
物は均一希薄に混合して活発な発酵乾燥を作用する。

【００１１】吸気管に等間隔で多数本設置した細長管内
の通過空気抵抗値は所定値以上に定めると、多数本中の
特定の細長管が堆積層粉末などで詰まっても、所定の空
圧を受けて詰まりを吹き飛ばし、常に設計条件で堆積層
へ確実に通気する作用を製造容易な構造で実施可能と
し、かつ、主発酵室よりも熟成室には更に細い細長管を
用いる時は熟成室の通気量を主発酵室より少ない条件へ
設定して作用する。

【００１２】

【実施例】次いで、本考案の実施例について、図を参考
しながら以下に説明する。図１には小規模簡易な水平回
転軸式装置の一例を説明する。密閉容器１の一端側へ所
定高の溢流板２を設けて所定量の堆積層３を容器１内に
構成し、容器１内へ水平に固定設置する回転軸５は機械
室１ａ内のモータ５ｃから減速機５ｄを経て低回転駆動
し、軸５へは回転外径面を切削する長爪５ａと比較的小
径で傾斜角を持つ短爪５ｂを逆スクリュウ配列に設置し
た主発酵室３ａを、層３全容積の約７５％に構成して上
方中央部に広幅蓋の例で示した投入口６を設け、２重線
矢印の如く堆積層３を長短爪５ａ・５ｂで錯綜移動する
と共に、制御計５ｅをモータ５ｃに連結して必要時間は
逆回転へ調整することで主発酵室内の熟成層３を充分に
均一混合した均等高とし、堆積層３の残容積は長爪５ｂ
を単純配列して均斉攪拌する熟成室３ｂとし、両室３ａ
・３ｂ間には移動間隙を持つ仕切板３ｃを設けて混合を
避けて熟成室３ｂから板２の上方空間２ａで貯留室４へ
連結し、、堆積層３の下部には吸気管７を配列設置して
吸気ポンプ７ａに接続し、層３の上部空間８から排気ブ
ロワ８ａを経て排気管８ｂへ接続している。

【００１３】図２には吸気管７の詳細説明を示す。堆積
層３下方に等間隔で設置した吸気管７内には、点滴用の
極細プラスチック製パイプなど細長管７ａを多数本も内
蔵して、一端は管７と同心に開口させて屈曲後の他端は
管７外へ開口するに当たり、平板７ｂへ接着してから管
７内へ挿入して固定し、堆積層３などの圧入防止へ対し
邪魔板７ｃを平板７ｂと遊離し、吸気は点線矢印の如く
堆積層３へ出る。

【００１４】図３には大規模装置の実施例を示す。１〜
８は図１の実施例と同様だが、貯留室４も容器１内に収
納し、回転軸５は堆積層３へ縦型式であってスクリュウ
爪を設置しある点が相違し、主台車９は堆積層３の上部
空間８の左右端に設置した軌道９ａ上を駆動ローラ９ｂ
で前後移動し、回転軸５を設置した従台車１０は主台車
９内の軌道１０ａ上を駆動ローラ１０ｂで左右移動し
て、両ローラ９ａ・１０ａを制御計５ｃで規制し、図４
に示す事例の如く堆積層内で回転軸５が移動軌跡を取っ
て堆積層３全体を攪拌し、回転軸５の移動に堆積物も従
動するので堆積層３が均一混合する主発酵室３ａと、単
に均斉攪拌する熟成室３ｂへ発酵層３を区分する。

【００１５】図３に示すように、投入口６からはベルト
コンベヤー例で示す輸送機６ａを経て、スクリュウコン
ベア例で示す投入端６ｂから主発酵室３ａへ２重線矢印
の如く所定幅で原料投入し、投入端６ｂは小幅の別軌道
１１上を駆動モータ１１ｂにより主台車９より遅速に移
動するのも制御計５ｃで規制し、投入端６ａは主台車９
の前方に在って回転軸５が流溢板２へ到達した時にも主
発酵室３ａ内に在り、回転軸５が堆積層３先端面に到達
する時も輸送機６ａ末端で投入口６と連結し在り、従っ
て、図４に点線で示す投入域６ｃへ広く原料を分散投入
するので、図示する回転軸５の移動軌跡と合わせ主発酵
室３ａ内へ均一希薄に混合する。なお、原料投入時には
図４に示した熟成室３ｂ内の軸５の移動軌跡を主発酵室
３ａ内でも取り、投入休止時のみ図４に示した正規の軌
跡を取ると、投入端６ｂの移動量を軽減できるので一層
に良く、また、図３では単純化例で投入口６を容器１の
中央上部に連結したが、前方設置でも別スクリュウなど
で輸送機６ａの所定位置へ連結しても良い。

【００１６】

【発明の効果】図５に示すのは、図１に示した構造で２
０ｋｇ／Ｄの小型装置の温度測定結果であり、蛋白質や
脂肪類を豊富に含む難分解性有機廃棄物の場合である
が、上図は投入開始直後から５日間の昇温経過を、下図
は長期経過後の５日間を同様に示し、図中のＡ〜Ｄ点は
等間隔で、Ｂ〜Ｃ点が主発酵室中央部、Ｄ点は熟成室隣
接部、Ａ点は機械室へ隣接の壁際であり、Ｂ〜Ｃ点では
原料投入時にやや温度低下するも７５度以上に成り、下
図ではＤ点も６０度を越えるようになり、難分解性有機
廃棄物を対象とした活発な好気性発酵の本発明に起因す
る効果を示す。

【００１７】図６は図１に示した構造の１０ｋｇ／Ｄ小
型装置で３ヶ月余を測定した結果であって、１日当たり
の原料「投入量」と発酵乾燥中の全体「堆積量」を実測
値、および、両者から求めた乾燥・乾物分解による１日
当たり「減量」の経過を右目盛りで示し、堆積層全体の
「減量率」と熟成室末端部の「熟成減率」を左目盛りで
示すが、図示の如く、粗目の縦棒で示す「減量率」は２
５％程度に過ぎぬのに、細目の縦棒で示す「熟成減率」
は投入量不足の期間が末期に在ったのに４％弱と成り、
目標の２％はやがて達成可能と見る効果を示す。

【００１８】食品廃棄物をリサイクルする課題は重要と
され、長年に渡り多企業が開発努力をして来たのに、未
だに普及し得ぬ現状を本願は遅滞なく解決し、しかも、
充分に減量化を達成して乾物残留率を減少することで化
学肥料へ置換する価値を生じて消費を拡大し、家畜糞堆
肥すら生産過剰でリサイクルし得ずにいる現状から脱却
して、農業外からの廃棄物をリサイクル製品として普及
定着できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の小型装置の場合の概要側断面図であ
る。

【図２】本発明の吸気管に付いての詳細断面図である。

【図３】本発明の大型装置の場合の概要側断面図であ
る。

【図４】本発明の大型装置の場合での縦軸式の回転軸の
移動軌跡を示す。

【図５】本発明での各部の温度測定結果を経過月日毎に
示す。

【図６】本発明での投入量と減量の関係を経過月日毎に
示す。

【符号の説明】

１密閉容器２溢流板３堆積層３ａ主発酵室３ｂ熟成室４貯留室５回転軸５ａ長爪５ｂ短爪５ｃモータ５ｅ制御計６投入口６ａ輸送機６ｂ投入端７吸気管７ａ細長管８上部空間８ｂ排気管９ａ主台車９ｂ従台車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 11/02 Ｃ０５Ｆ 9/02 ＤＣ０５Ｆ 7/00 ３０１Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＤ 9/02 ＡＦターム(参考） 4D004 AA02 AA03 BA04 CA15 CA19 CB04 CB27 CB28 CB42 DA02 DA03 DA11 DA13 4D059 AA05 BA03 BJ02 BJ03 CB04 CB06 CC01 4G036 AC54 4G078 AB20 BA01 CA02 DA03 DA28 4H061 AA03 CC47 CC51 CC55 FF06 GG16 GG43 GG48 GG70

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉容器１の一端側へ溢流板２を設置して
容器１内に所定高の堆積層３を形成し、堆積層３の下面
へ吸気管７を設置して上部空間８は排気管８ｂへ連結
し、堆積層３の１ｍ^３当たり有機廃棄物の乾物投入量を
７ｋｇ位（６〜１０ｋｇ）に保持し、堆積層３の７５％
位（６０〜８５％）を占める主発酵室３ａと残余容積の
熟成室３ｂへ区分し、投入口６は主発酵室３ａの充分な
上表面積へ開口連結し、制御計５ｅによって主発酵室３
ａ内の堆積層３を回転軸５の攪拌で水平移動して均一に
混合し、熟成室３ｂ内の堆積層３は回転軸５の攪拌で斉
一に移動し、主発酵室３ａから熟成室３ｂを経た後に溢
流板２上で貯留室４へ連結することを特徴とする難分解
性有機廃棄物のコンポスト装置。
【請求項２】請求項１に記載のコンポスト装置におい
て、密閉容器１内へ回転軸５を水平貫徹に固定設置し、
回転軸５へは堆積層３を先端部で切削して水平移送する
長爪５ａと、長爪５ａとは逆方向へ水平移送する短爪５
ｂを併設して主発酵室３ａを構成し、水平移送を抑制し
た長爪５ａを回転軸５へ設置して熟成室３ｂを構成し、
主発酵室３ａの中央上部へ広幅の投入口６を固定設置
し、回転軸５の駆動モータ５ｃへ逆回転式の制御計５ｅ
を設置することを特徴とする難分解性有機廃棄物のコン
ポスト装置。
【請求項３】請求項１に記載のコンポスト装置におい
て、堆積層３の上方で前後移動する主台車９を密閉容器
１の左右端へ接続設置し、主台車９上には縦型の回転軸
５を搭載して左右移動する従台車１０を設置し、主・従
台車９・１０の移動を制御計５ｅで規制して回転軸５の
移動軌跡の差から堆積層３を主発酵室３ａと熟成室３ｂ
へ区分し、投入口６は密閉容器１内で前後移動する移送
機６ａ上へ開口連結し、移送機６ａの先端へ投入端６ｂ
を設置して制御計５ｅにより主台車９の前側で主発酵室
３ａ内の設定域へ投入位置を規制し、密閉容器１内へ全
装置を収納することを特徴とする難分解性有機廃棄物の
コンポスト装置。
【請求項４】堆積層３の下端面に設置した吸気管７内
へ、多数本の細長管７ａを同心状に内装して一端は開口
し、細長管７ａを屈折して他端は吸気管７外へ均等間隔
に開口連結し、細長管７ａの開口面積の合計値を吸気管
７の開口面積より小値にすることを特徴とする難分解性
有機廃棄物のコンポスト装置。