JP2000107727A - 脱臭機能を持つ高水分有機廃棄物の処理装置 - Google Patents

脱臭機能を持つ高水分有機廃棄物の処理装置

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JP2000107727A
JP2000107727A JP10316773A JP31677398A JP2000107727A JP 2000107727 A JP2000107727 A JP 2000107727A JP 10316773 A JP10316773 A JP 10316773A JP 31677398 A JP31677398 A JP 31677398A JP 2000107727 A JP2000107727 A JP 2000107727A
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  • Treating Waste Gases (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高水分有機廃棄物を発生場において無臭に
処理し、とくに水分比率が莫大な簡易水洗式便所へも適
用拡大し、極く少量の乾燥製品へ仕上げる。 【構成】 発酵処理容器には通気手段と攪拌手段を備
え、風量規正手段を経た導入外気と混合した後に繊維質
材料の堆積層を透過する排気手段を設け、かつ、該・堆
積層を順次に更新して該・処理容器へ投入する移動手段
を設ける。とくに水分比率が莫大な場合には、加熱器を
備えた前処理容器を設けて蒸発残物を移送手段で発酵処
理容器へ連結し、発生水蒸気は冷却器で必要量を凝縮
し、残蒸気に対する該・排気手段と該・移動手段を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】生ゴミや水処理汚泥などの高水分
有機廃棄物を、廃棄物に付随する水洗水や汁物などの水
量を合わせて発生場において無臭に処理し、とくに水分
比率が莫大な工事用仮設や山小屋などに常設の簡易水洗
式便所、および、大災害時などの屎尿処理へも適用拡大
し、水分蒸発と乾物分解によって極く少量の乾燥製品へ
減量して仕上げする処理装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】微生物分解による有機廃棄物の処理装置
に関しては、多年に渡った多数の実施例が有るが、微生
物活動が不確実なために所期の機能を持続し難くて未だ
に処理に難渋する実情に在る。電熱などで加温しただけ
では微生物増殖が保障できないので悪臭発生は著しく、
また、分解熱量が不安定なので電熱への依存度を増して
乾燥機の如くなると、有機物分解が伴わぬので土壌還元
の目的に添い得ずに埋め立や焼却処分へ依存するに至る
ので、電熱を使用しないでも微生物の活発な乾物分解に
よる発酵熱で乾燥し、悪臭発生を防止できる技術が必要
であった。一方、汁物を含む生ごみや屎尿や水処理汚泥
などはとくに水分過多であり、蒸発必要熱量に対する微
生物分解熱の比重が低下して別の熱源へ依存するため、
悪臭発生への対処には一段と難渋していた。それらの脱
臭手段としては、触媒利用の低温燃焼やオゾン発生など
電気的分解手段もあったが高価でエネルギーコストも高
く、しかも、排気が高湿度条件なので作動不備の場合が
多く、化学分解の手段もあったが微生物活動による臭気
種類の複雑な変動へ対処し難く、また、堆積層による微
生物分解の従来手段では堆積層を適性湿度へ保持し難い
ために微生物環境を維持し難く、何れも不十分であっ
て、結局は、有効な脱臭作用と活発で安定した微生物分
解作用の同時解決を必要とした。簡易水洗式便所や災害
時などの屎尿処理へは、未だ有効な解決手段を得るに至
らない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】生ゴミや屎尿や水処理
汚泥などの高水分の有機廃棄物を、微生物活動による乾
物分解熱によって乾燥し得る限界水分率は実用上で約7
8%wbであり、汁物を含む生ごみや水分豊富な野菜屑
や水処理汚泥などではその限界値を超える場合が多いの
で他の熱源に依存せざるを得ぬが、その場合にも微生物
分解を優先して蒸発熱量の不足分だけを他の熱源で補完
して、エネルギー浪費を避けると共に微生物活動自体で
悪臭発生を可及的に抑制し、かつ、繊維質材料の堆積層
に付いて微生物活性化に必要な適正湿度条件を常に維持
して、発酵処理容器から発生する臭気を効果的・持続的
に吸収分解して脱臭処置し、しかも、該・堆積層の更新
過程で発酵処理容器へ繊維質材料を補給することで上記
の微生物活性化条件を改善維持し、全てを最良に保持す
ることで、充分な乾物量減少を伴う水分率減少によって
極く少量製品へ仕上げする。水分比率が特別莫大な簡易
水洗式便所や災害時などの屎尿処理へも、必要熱量のみ
を他の熱源へ依存して適用する。
【課題を解決するための手段】
【0004】空気ポンプと通気管からなる通気手段と回
転爪などからなる攪拌手段を備えた有機廃棄物の発酵処
理容器から発生する排気と、風量規正手段を経た適正量
の導入外気を混合して適正湿度へ調整した後に、繊維質
材料の堆積層へ透過して煙突へ排出するよう配管連結す
る排気手段を設けることで、該・処理容器からの蒸発水
分が該・堆積層内で凝縮・蓄積して水分過多にならず、
一方、導入外気によって該・堆積層が過乾燥せず、常に
微生物活動に最適な湿度条件を該・堆積層が保持して該
・処理容器からの排気中臭気を微生物分解し、かつ、該
・堆積層を順次に更新しつつ繊維質材料を該・処理容器
内へ投入する移動手段を設けることで、該・堆積層の逐
次更新によって脱臭機能を保持すると共に、該・処理容
器への繊維質材料補給によって微生物活性化条件を改善
整備し、かつ、過剰水分の蒸発には不足する熱量分を繊
維質材料で補充する。
【0005】該・移動手段としては、該・堆積層の上端
部を有機物の貯留槽に構成し、該・堆積層の下面をエア
ースウィープ式(空気掃き出し式)に構成することで堆
積層材料を緩傾斜で移送し、かつ、該・堆積層の末端下
部へ該・発酵処理容器内へ連結するスクリュウなどの押
し込み装置を設けて、該・処理容器内へ更新材料を定期
的に投入すると一層に良い。
【0006】簡易水洗式便所の屎尿処理などで乾物量に
対する水分比率が莫大な場合には、加熱器を持つ前処理
容器を設けて廃棄物原料中の所定水量を予め蒸発し、該
・前処理容器から該・発酵処理容器へ結ぶ残余水分と残
留有機乾物の移送手段を設けて、該・処理容器内で発酵
乾燥処理し、かつ、該・前処理容器から発生する水蒸気
も同様の該・排気手段へ連結して脱臭処置し、かつ、該
・処理容器内へ繊維質堆積層の更新材料を投入する移動
手段を設けると、良く問題解決する。その際、前処理容
器からの蒸発水分の一部を凝縮する冷却器と、該・凝縮
水が流入する貯留水槽とを設けると、簡易水洗式用水へ
再利用できるので更に良い。
【0007】該・前処理容器と該・処理容器を隣接に配
列して、該・処理容器の攪拌手段を該・前処理容器内へ
延長して該・移送手段とすることで残余水分と残留有機
物を該・前処理容器から該・処理装置へ移送し、かつ、
該・前処理容器内の該・加熱器直上に温度センサを設置
して蒸発限界を自動制御すると良い。その際、該・発酵
処理容器の上面の一部を該・冷却器に構成すると、簡易
構造によって必要量を水分凝縮して再利用できるので更
に良い。
【0008】
【作用】処理容器へ切断稲藁や樹皮などの繊維質材料を
予め張り込みした後、汁物を含む生ごみなどの有機廃棄
物を投入し、通気手段によって適性通気し、攪拌手段で
堆積層全体を1回に15分程度で1日3回位の間欠に攪
拌すると、処理容器内の堆積層は活発に発酵乾燥し、乾
物分解による発生熱量で品温上昇し、通気は品温に近い
飽和湿度で蒸発水分を搬出し、その際に微生物分解によ
るCOと若干のアンモニアなど臭気成分を運び、堆積
層上の容器内空間で冷却されると結露せんとするが外気
導入して防止し、ブロワで吸引して繊維質材料の堆積層
を透過し脱臭処理して煙突から排出する。その際の導入
外気量を脱臭堆積層内で若干結露する程度に排気と混合
するよう風量調節器で規正すると、貯留槽から乾燥状態
で補給した堆積層材料は若干吸湿した状態でエアースウ
ィープされて微生物活動を好適に維持して脱臭作用し、
末端に移動した時はやや過湿状態になるのでスクリュウ
などでも容易に粉状に破砕されて処理容器内へ間欠に少
量ずつ投入され、堆積層は順次に更新されて脱臭機能を
常に最良条件に維持する。
【0009】有機廃棄物を効果的に処理するには、適正
な通気量下における微生物の活発な乾物分解による発酵
熱で堆積層の品温を60℃程度の高温に保持し、その高
温通気によって活発に水分蒸発させねばならないが、そ
の高温域で生息し活躍し得る微生物菌種は枯草菌などの
繊維質分解菌に限られるのに、生ごみなど有機廃棄物の
多くは澱粉や油脂や蛋白質に富み繊維質が不足するた
め、必要菌種の活性化条件が欠如して発酵不安定になる
のであり、その際、上記の如く脱臭堆積層からの繊維質
に富み微生物増殖した有機物材料を逐次供給すると、難
分解の有機廃棄物も発酵安定して高温を保持し、その時
には嫌気性菌によって発生する有機酸類の如き悪臭ガス
は無く、蛋白質分解によって発生するアンモニアの多く
はPH値が上昇する形で発酵堆積層内に吸着されるの
で、元来が悪臭発生は少なくて上記の脱臭作用を補助
し、一方、微生物による該・供給材料の分解熱は水分蒸
発に活用されるので、堆積層の更新量だけ余計に過剰水
分を蒸発処理する。
【0010】簡易水洗式便所の屎尿など特に水分過多な
有機廃棄物に付いては、該・前処理容器内で電気加熱器
などで沸騰蒸発し、発生水蒸気は泡沫除去してから空冷
式などの冷却管内で一部を凝縮し、凝縮水は貯留槽へ流
下収納して水洗水として再利用し、残余蒸気は上記の如
く流量規正した導入外気と混合して繊維質堆積層を透過
し脱臭し、例えば、海水浴場など多人数が参集する臨時
催業場において、1日処理量:200lをタンクへ一時
貯留して深夜電力で蒸発処理し、125lを凝縮水にし
て再利用し、55lの蒸気は脱臭後に大気へ放散し、固
形分を含む残余の20lを汚泥ポンプなどで該・処理容
器へ送って発酵乾燥し、蒸発処理しない昼間には外気の
みを透過して堆積層を再乾燥して更新期間を改善し、1
0数日置き程度に更新し該・処理容器へ投入して発酵条
件を改善する。
【0011】ダム工事現場や山小屋など汲取に難渋する
僻地では、深夜電力には拘らず利用するため、該・処理
容器と隣接に一体化した該・前処理容器へ直接流入し、
底部に設置した加熱器で過剰水分を蒸発処理する時、加
熱器の直上に温度センサを設けて例えば120℃に設定
し置くと、水位がセンサ位置以上に在れば沸騰中を含め
て設定値以内なので加熱器はオンし、水位低下して乾燥
すると品温が水沸点を越えるので設定値で加熱器はオフ
して火災防止し、追加投入してセンサが水没すると再び
オンし、簡易確実な水位計として自動制御し、処理装置
から延長した攪拌手段で前処理容器内も一体に攪拌する
と、濃縮または乾燥した残留物は該・堆積層の更新材料
と共に攪拌装置の作用で該・処理容器内へ移送して発酵
乾燥処理し、前処理容器内は殺菌状態にあるが発生臭気
は水蒸気が運び、水蒸気の一部は天井で冷却・凝縮して
水洗水へ再利用し、一方、処理装置内では微生物活動域
内の品温にあって前記の排気を発生し、残水蒸気と共に
導入外気へ混合して同様に脱臭堆積層で処理して煙突か
ら排気する。
【0012】大災害時や難民キャンプなどでは屎尿を衛
生的に臨機処理する必要が在るが、その時には水洗式で
ないため水分量は上記例より僅少なので、多数の便所か
ら上記同様に該・処理容器に隣接する該・前処理容器内
へ直接流入させるが、電力を用いず例えばプロパンガス
で食用油などの媒体液を200℃位に加熱し、前処理容
器内底部の配管へ送って同様の温度センサ制御で蒸発処
理し、攪拌手段は人力で間欠に実施し、排気手段にはブ
ロワを用いずに長い煙突を上記の加熱油による対流効果
で補助し、通気手段と自動制御用のみを便所屋根に設置
した太陽光発電へ依存し、必要期間の衛生的な使用に耐
える。
【0013】
【実施例】実施例に付いて図面を参照して説明するに、
図1において、発酵処理容器1内には仕切板1aが在っ
て発酵室2と熟成室3へ区分し、2個の投入口4abか
ら発酵室2のほぼ全長へ渡って処理材料を隔日に交互投
入し、容器1の遠隔側端部を成す壁5の所定高まで堆積
層6が形成され、過剰堆積物は壁5を溢流して袋で示す
貯留室7へ二重線矢印の如く落下堆積する。処理容器1
には攪拌軸8が水平に貫通し、スプロケット8aと減速
モータ8bで極低速に間欠回転し、長爪8cと短爪8d
は発酵室2内で逆方向の螺旋配列なのを図1では展開図
で示し、図2に示す如く長爪8cは処理容器1内のほぼ
全体へ作用して矢印の正回転時には図1で熟成室3側へ
堆積物を送り、短爪8dは逆方向へ送ることで発酵室2
内で堆積物を均斉に混合し、熟成室3内には長爪8cの
みが上記螺旋に反して配列されて整列に移送し、上記8
〜8dを以て攪拌手段を成す。処理容器1の底面近くに
は通気管9が在って、空気ポンプ9aと連結し、管9に
は多数個の小穴9bが在り、小穴9b毎に細長管9cが
連結して他端は管9内へ開口し、小穴9bが目詰まりせ
んとする時は細長管9cの流れ抵抗分だけポンプ9aの
圧力が掛かって目詰まり防止して通気し、上記9〜9c
を以て通気手段とする。
【0014】排気ブロワ10の吸引口へ排気管10aが
連結して処理容器1の上部空間内に配置し、管10aに
は多数個の穴10bを遠隔点程密に配列して堆積層6か
らの排気を均等に吸引し、管10aの端末部は開口比を
変化する風量調節器10cを経て処理容器1外へ開口
し、適量外気も吸引する風量規正手段とし、ブロワ10
の吐出口からは風路10dを経てエアースウイーブ10
eで点線矢印の如く緩傾斜方向へ繊維質材料の堆積層1
0f内へ通気し、風路10d内へ設置した湿度センサ1
0gで調節器10cを制御すると更に良く、排気は邪魔
板10hを避けて堆積層10f内を均一に透過して煙突
10iへ排出し、上記10〜10iを以て排気手段とす
る。堆積層10fの上端には袋で示す繊維質材料の貯留
槽11aを設置し、下端にはスクリュウで示す押出装置
11bを設け、攪拌軸8から駆動して繊維質材料を処理
容器1内へ供給し、11a〜bを以て移動手段とする。
【0015】図3に示される実施例では、簡易水洗式便
所の屎尿を深夜電力で蒸発処理する場合を示す。1は図
1〜2で示した処理容器であって内部詳細は略すが同一
であり、多数の仮設便所12から管路12aで屎尿が前
処理容器13へ流下し、仕切板13aの遠隔側の底部に
電力式の加熱器13bが在り、手前は同一水位で貯留室
13cをなし、深夜に蒸発処理した蒸気は点線矢印の如
く隘路13dの流れ過程で泡沫を除去した後、水蒸気は
小室13eから冷却管路14a内を上昇しつつフアン1
4bで空冷する冷却器14を通り、凝縮水は管路14a
内を逆流して小室13eへ流下し、残る水蒸気は風路1
0dへ流入し、便所12内へ開口する風路12bから風
量調節器10cを経て臭気を含む適量の外気と混合し
て、ブロワ10の吸引で堆積層10fを通過し脱臭して
煙突10iから排気し、風路10d内の凝縮水は貯留室
13cへ流下し、深夜中に所定量を蒸発した残余水分と
残留固形物は汚泥ポンプ15で吸引し、容器1の発酵室
2内へ送液して発酵処理し、従って、ポンプ15が移送
手段をなし、小室13e内の凝縮水は外側管路13fを
経て、貯留室13c内の冷却管13gを経て貯留水槽1
6へ溜り、定圧ポンプ16aで加圧槽12c内へ空気圧
縮して貯留し、圧力洗浄で水洗水として終日利用し、一
方、数日程度毎に下蓋17aを開けると堆積層10fは
網板17b上を流下して運搬器で受け、処理容器1の発
酵室2内へ投入して発酵を改善し、上蓋17cから新材
料を補填して手動ながら17a〜cを以て併設の移動手
段とし、風路12bを含む10c,f,iを以て併設の
排気手段とする。
【0016】次いで図4に示される実施例では通常電力
使用の場合を示し、前処理容器13と発酵室2は仕切板
1aを介して隣接し処理容器1内に一体化し、容器13
はスプロケット8aを避けた拡張室13hを具備して底
面へ加熱器13bを配列し、多数の便所12から管路1
2aを経て屎尿は容器13内へ流入して加熱器13bで
水分蒸発し、温度センサ18が加熱器13を制御し、大
小の攪拌爪8c〜dを移送手段として固形物は板1aを
越え、図1〜2の実施例同様に容器1内で発酵乾燥処理
して貯留室7へ溢流し、蒸発水分は点線矢印の如く上昇
して容器1上面を跨いで覆うステンレス製などの冷却器
19へ、開口19aから流入して一部が外気温で凝縮
し、残り蒸気は末端開口19bから排気管10aへ小穴
10bから流入し、便所12から臭気風路12bを経て
適量の外気を吸引して図1〜2の実施例同様の排気手段
をなし、凝縮水は冷却器19末端下部両側から貯留水槽
16へ流下し、堆積層10fは同様の移動手段で容器1
3内へ投入するよう図示したが延長して発酵室2内へ投
入しても良い。
【0017】次いで図5に示される実施例では、大災害
時などの場合を説明するが、図4の実施例の一部変形な
のを横断面図で示している。スプロケット8aは減速器
8eを経てペタル8fで人力により極低速に間欠駆動
し、加熱器13bはプロパンバーナ13iによる媒体液
循環の屈折配管であり、前例同様に温度センサ17で循
環を制御し、煙突10iを長くしてバーナ13iからの
放熱配管13jで排気を加温してブロワ10も廃止し、
エアースイープ10cも無くてパドル10kによる人力
で移動手段を補い、穴11cから容器1内へ送り出す。
僅かに空気ポンプ9aと制御用のみに電力を用いるの
で、便所12の屋根12dで太陽光発電して蓄電器12
eを経て充当する。災害後に電力供給が回復すれば、ペ
タル8fを廃めてモーター駆動に替えるなど、相応に自
動化して下水道回復を待つ。
【0018】
【発明の効果】本発明では、発酵過程で発生する臭気と
湿気を含む排気を、適量の外気と混合した後に繊維質堆
積層へ透過することで、該・堆積層を微生物活動に最適
な湿度条件に保持して排気中の臭気成分を常に良く微生
物分解して無臭状で煙突から排出し、一方、該・堆積層
を順次更新して発酵処理容器へ投入し繊維質材料を補給
することで、微生物分解を活性状に安定保持することで
コンポスト装置の問題点を一挙に簡易に確実に解決す
る。
【0019】しかも、通常はコンパクトなペレット状で
供給する繊維質堆積層の原材料は、上記の排気透過で若
干吸湿することでペレットが膨軟になり、スクリュウな
どで発酵室へ送り出す過程で粉状に崩れるので、発酵室
において堆積物に良く混合されるために繊維質供給の効
果が高まって、繊維質分解菌を活性化して発酵乾燥の実
を発揮できると共に、堆積層の更新によって供給された
有機質原料の微生物分解熱で、より高水分の有機廃棄物
を発酵乾燥処理する。
【0020】簡易水洗式仮設便所からの屎尿の如く、特
に高水分な有機廃棄物に対しては、深夜電力などを用い
て過剰水分を蒸発処理した後に残物を発酵乾燥処理し、
しかも蒸発水分中の必要量を冷却凝縮して水洗へ再利用
し、全てを現場で合理的に処理することが本発明によっ
て可能となるが、その時に、汚物蒸発の強烈な悪臭をも
同様に脱臭処理し、かつ、更新堆積層の間欠的な投入に
よって高水分残物の乾燥必要熱量を賄い、安定した発酵
乾燥処理する。
【0021】屎尿処理場から遠隔な工事現場や山小屋な
どでは深夜電力でない自家発電などに寄っても、屎尿な
どの高水分有機廃棄物を処理して微量な粉末状乾燥物へ
仕上げれば搬出容易なので電力料以上の効果があり、あ
るいは、大災害時や難民キャンプなどでは電力供給無し
に、同様に処理する装置へ応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】脱臭機能を持つ高水分有機廃棄物の処理装置の
一部を2重断面で示した側面図である。
【図2】脱臭機能を持つ高水分有機廃棄物の処理装置の
要部を3種の異なる断面で示した横断面図である。
【図3】脱臭機能を持つ高水分有機廃棄物の処理装置の
他の実施例に付いて、一部を線図で示した縦断面図であ
る。
【図4】脱臭機能を持つ高水分有機廃棄物の処理装置の
第3実施例に付いて、一部を線図で示した縦断面図であ
る。
【図5】 脱臭機能を持つ高水分有機廃棄物の処理装置
の第4実施例に付いて、一部を線図で示した横断面図で
ある。
【符号の説明】
1 発酵処理容器 8〜8d 攪拌手段 9〜9c 通気手段 10 排気ブロワ 10a 排気管 10b 多数個の穴 10c 風量調節器 10e エアースウイーブ 10f 繊維質材料の堆積層 10i 煙突 10〜10i 排気手段 11a 繊維質材料の貯留槽 11b 押出装置 11a〜b 移動手段 12 仮設便所 12a 屎尿管路 12b 臭気風路 13 前処理容器 13b 加熱器 14 冷却器 15 汚泥ポンプ 16 貯留水槽 17a〜c 併設の移動手段 18 温度センサ 19 冷却器

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機廃棄物の発酵処理容器には通気手段
    と攪拌手段を備え、風量規正手段を経た導入外気と該・
    発酵処理容器からの排気とを混合した後に、繊維質材料
    の堆積層を透過してから煙突へ連結する排気手段を設
    け、かつ、該・堆積層を順次に更新して該・処理容器へ
    投入する移動手段を設けてなる脱臭機能を持つ高水分有
    機廃棄物の処理装置。
  2. 【請求項2】 該・移動手段として、該・堆積層の下面
    をエアースイープ式に構成し、該・堆積層の上端部を繊
    維質材料の貯留槽に構成し、かつ、該・堆積層の下端部
    に該・発酵処理容器内へ連結する押出装置を設けてなる
    特許請求の範囲1記載の脱臭機能を持つ高水分有機廃棄
    物の処理装置。
  3. 【請求項3】 廃棄物原料中の所定水分を蒸発する加熱
    器を備えた前処理容器と、該・前処理容器から該・発酵
    処理容器へ結ぶ残余水分と残留固形物の移送手段を設
    け、該・前処理容器からの蒸気を該・排気手段へ連結し
    てなる特許請求の範囲1記載の脱臭機能を持つ高水分有
    機廃棄物の処理装置。
  4. 【請求項4】 該・前処理容器からの蒸発水分の一部を
    凝縮する冷却器と、凝縮水の貯留水槽とを備え、残余の
    蒸気を該・排気手段へ連結してなる特許請求の範囲3記
    載の脱臭機能を持つ高水分有機廃棄物の処理装置。
  5. 【請求項5】 該・前処理容器と該・発酵処理容器を隣
    接に配列し、該・発酵処理容器の攪拌手段を該・前処理
    容器内へ延長して該・移送手段とし、かつ、該・加熱器
    の直上に温度センサを設置してなる範囲1・3記載の脱
    臭機能を持つ高水分有機廃棄物の処理装置。
  6. 【請求項6】 該・発酵処理容器の上面の一部を該・冷
    却器に構成してなる範囲5記載の脱臭機能を持つ高水分
    有機廃棄物の処理装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112617648A (zh) * 2020-12-22 2021-04-09 沈阳航空航天大学 一种免水冲垫料包裹式马桶
KR102401073B1 (ko) * 2021-12-20 2022-05-25 정유미 유기물 쓰레기의 발효 소멸 교반기

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