JP2000107794A

JP2000107794A - 有機性廃棄物の処理方法とこれに用いる処理装置

Info

Publication number: JP2000107794A
Application number: JP28517098A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Takagi; 克己高木; Yoshihiro Takeno; 芳廣竹野
Original assignee: Sanei Kogyo KK
Current assignee: Sanei Kogyo KK
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2000-04-18
Anticipated expiration: 2018-10-07
Also published as: JP3384974B2

Abstract

(57)【要約】【課題】有機性廃棄物を高速度で簡単な操作により低コ
ストで無害化処理し、且つ処理済み液中の有効成分を再
利用可能とする有機性廃棄物の処理方法と処理装置を提
供する。【解決手段】所定の割合の油脂分解菌及びこれと同調培
養する調合菌とを含む処理液Ｖと、例えば高濃度の油脂
を含む有機性廃棄物の被処理液Ｈとを混合し、且つ２つ
の噴流が互いに交差する剪断噴流を使用して、上記油脂
分解菌等が分泌する酵素により油脂等の高分子化合物を
低分子化合物に分解する分解工程と、この低分子化合物
を含む被処理液を多数の微細な気泡が上昇する水Ｗ中に
供給し、この気泡による前記菌類の好気呼吸及び上記気
泡中の酸素による酸化により、上記低分子化合物を２酸
化炭素と水等に分解する発酵工程と、を含む有機性廃棄
物の処理方法。この方法を行うための培養装置１０と分
解装置２０と発酵装置４０を含む処理装置１も提案す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば高濃度の油
脂等を含む廃油や排水、油脂に加えデンプンやタンパク
質等を含む生ゴミ、動物の排泄物、又は油脂等を含む余剰
汚泥等の有機性廃棄物を高速度且つ低コストで無害化処
理し、更に処理済み液中の有効成分を再利用するために
用いる有機性廃棄物の処理方法とこれに用いる処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、各種の産業排水に含まれる高濃
度油脂や高含水有機物等の有機性廃棄物は、例えば可燃
物と共に焼却され、焼却灰として埋め立て処分されてい
る。しかし、上記のような処理でも１〜５％の油脂分は
焼却灰中に燃え残り、この燃え残った油脂中にダイオキ
シン等の有害物質が溶け込み、処分場付近の土壌汚染や
環境ホルモンの問題を引き起こすことに繋がる。係る問
題を解決するため、浮上油等を回収して再資源化する試
みも成されているが、それらは殆ど油脂濃度が１％以下
の排水処理に関するものに過ぎない。

【０００３】高濃度の油脂や高含水有機物等を含む被処
理液Ｈを処理するには、例えば、図８に示すようにな処
理装置７０を使用することが考えられる。この装置７０
は、タンク７２内に入れた被処理液Ｈ中に、油脂分解菌
等を投入し、蓋７５上のモータＭにより羽根７４を回転
(約２３０ｒｐｍ)して、被処理液Ｈに渦巻き流を起こし
つつ撹拌する。尚、図８中の符号７６は菌類が排出した
２酸化炭素の排出管、符号７８は空気供給管を示す。す
ると、油脂等の高分子化合物は油脂分解菌等が分泌する
酵素により低分子化合物になり、更に、この低分子化合
物は上記菌による発酵作用等により炭水化物等に分解さ
れる。しかしながら、上記処理装置７０中で油脂分解菌
等を用いて、底分子化する分解と発酵による分解を行う
には、処理に大体１００時間以上を要し、且つ上記菌の
活動を維持するために煩雑な管理が必要となるため、処
理効率が低くコスト高になる。従って、高濃度の油脂や
高含水有機物等を含む被処理液Ｈを処理する実用的な技
術は、現状では確立されていない。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】本発明は、以上の従来の技術
における問題点を解決し、各種の産業排水に含まれる高
濃度油脂や高含水有機物等の有機性廃棄物を高速度で且
つ簡単な操作により、低コストにて無害化処理するこ
と、及び処理済み液中の有効成分を再利用する有機性廃
棄物の処理方法と処理装置を提供することを課題とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、有機性廃棄物を含む被処理液の処理を、油
脂分解菌等の酵素により分解する分解工程と、前記菌自
体の発酵等により分解する発酵工程とに分離し、各工程
に予め用意した油脂分解菌及びこれと同調培養する調合
菌とを含む処理液を供給することに着想して成されたも
のである。即ち、本発明の有機性廃棄物の処理方法は、
所定の割合の油脂分解菌及びこれと同調培養する調合菌
とを含む処理液と、油脂を含む有機性廃棄物の被処理液
とを混合し、且つ噴流が互いに交差する剪断噴流を使用
して、上記油脂分解菌等が分泌する酵素により油脂等の
高分子化合物を低分子化合物に分解する分解工程と、上
記低分子化合物及び上記菌類を含む被処理液と、水中を
上昇する多数の微細な気泡とを接触させ、この気泡によ
る前記菌類の好気呼吸及び気泡中の酸素による酸化とに
より、上記低分子化合物を２酸化炭素と水等に分解する
発酵工程と、を含むことを特徴とする。

【０００６】この処理方法によれば、処理液と被処理液
とを剪断噴流により混合するため、油脂等を微細化で
き、微生物の酵素による分解反応を著しく増大して、油
脂等の高分子化合物を高速度且つ短時間で低分子化する
ことができる。更に、低分子化合物や菌類を含む被処理
液を水中に供給し、この水中を上昇する気泡群との接触
により菌類を好気呼吸させて、低分子化合物を上記気泡
中の酸素による酸化と上記好気呼吸とにより、短時間で
２酸化炭素と水等に分解することができる。また、前記
分解工程の前に、前記処理液を予め作る培養工程を含
む、有機性廃棄物の処理方法も含まれる。この方法によ
れば、処理液を連続的に分解工程に供給でき、且つ発酵
工程にも分解工程を介して又は直に処理液を供給できる
ため、有機性廃棄物の処理を自動的且つ短時間に高速度
で行え、簡単な操作で且つ低コストにより無害化するこ
とができる。

【０００７】更に、前記発酵工程の後に又はこれと平行
して、発酵工程で処理された有効成分を含む処理済み液
中に、前記分解工程、発酵工程、及び前記培養工程から
排出される２酸化炭素と、スピルリナ等の浮遊性藍藻類
を投入して、上記有効成分を濃縮して上記藍藻類の内部
に蓄積させる再利用工程を行う、有機性廃棄物の処理方
法も含まれる。この方法によれば、低炭素数の炭水化物
やタンパク質等の有効成分を更に処理済み液から除去処
理することなく、各工程から排出される２酸化炭素を活
用して、藍藻類の内部に蓄積させることにより、例えば
養殖魚の飼料として再利用することができる。従って、
地球温暖化を防ぎ、且つ資源の有効活用を図ることにも
寄与することが可能となる。尚、この再利用工程は、後
述する再利用装置のタンク内で行うが、上記発酵工程の
水槽内にスピルリナ等の浮遊性藍藻類を投入して、前記
発酵工程の後、又は発酵工程と平行して行うこともでき
る。

【０００８】一方、上記方法を行うための有機性廃棄物
処理装置は、所定の割合の油脂分解菌及びこれと同調培
養する調合菌とを含む処理液と、油脂を含む有機性廃棄
物の被処理液とを収容したタンクと、このタンク内で上
記各液を撹拌し且つ噴流が互いに交差する剪断噴流を作
る撹拌手段とを含み、上記油脂分解菌等が分泌する酵素
により油脂等の高分子化合物を低分子化合物に分解する
分解装置と、底部に多数の気泡を槽内の水中に供給する
散気手段を有する水槽と、該水槽内の水中に上記低分子
化合物及び上記菌類を含む被処理液を供給する供給部と
を含み、上記気泡と菌類とにより低分子化合物を２酸化
炭素と水等に分解する発酵装置と、を含むことを特徴と
する。この処理装置によれば、前記分解工程と発酵工程
とを連続的に行え、油脂等を短時間に低コストで効率良
く無害化処理することができる。尚、上記処理装置に
は、上記分解装置と発酵装置を兼用し、１つのタンク内
に撹拌手段と散気手段とを併設した分解・発酵装置を用
いる形態も含まれる。従って、分解・発酵装置のタンク内
で各工程を連続して行え、且つ装置構成を一層簡素化す
ることができる。

【０００９】また、前記油脂分解菌及びこれと同調培養
する調合菌とを所定割合で混合した処理液を収容し、内
側壁に複数の邪魔板を設けたタンクと、邪魔板の内側に
位置する撹拌羽根とを有すると共に、得られる処理液を
前記分解装置又はこれと前記発酵装置に送る培養装置を
更に設けた、有機性廃棄物処理装置も含まれる。この装
置によれば、処理液を連続的に分解装置に供給でき、且
つ発酵装置にも分解装置を介して又は直に処理液を供給
できるため、有機性廃棄物の処理を自動的且つ短時間に
高速度で効率良く無害化処理することができる。

【００１０】更に、前記発酵装置で処理された有効成分
を含む処理済み液を収容したタンクと、前記分解装置及
び発酵装置、或いは前記培養装置から排出される２酸化
炭素を上記タンク内に送給する手段と含み、上記処理済
み液中にスピルリナ等の浮遊性藍藻類を投入して、上記
有効成分を濃縮して浮遊性藍藻類の内部に蓄積させる再
利用装置を更に設けた、有機性廃棄物処理装置も含まれ
る。この装置によれば、有効成分やエキスを更に処理済
み液から除去処理することなく、前記各装置から排出さ
れる２酸化炭素を有効活用して、藍藻類の内部に蓄積さ
せることにより、養殖魚等の飼料として再利用すること
ができる。尚、培養、分解、発酵の各工程から排出される
２酸化炭素、水、及び悪臭物質は、次のように処理する。
サブミクロン状態で浮遊する上記悪臭物質は、約８種類
の植物から抽出した天然エキスをスプレー噴射する脱臭
装置により脱臭する。その後、上記２酸化炭素のみを炭
酸カルシウムやアミン等を利用したＣＯ₂吸収固定装置
で回収し、液体ＣＯ₂の形で上記再利用装置に送給する。
他の脱臭された物質は大気中に放出される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下において本発明の実施に好適
な形態を図面等と共に説明する。図１(Ａ)は本発明の有
機性廃棄物処理装置１の概略平面図を示す。この装置１
は、ベース２上に配置され処理液Ｖを得るための培養装
置１０と、被処理液Ｈ中の高分子化合物を低分子化する
ための分解装置２０と、低分子化した被処理液を更に発
酵等により細かい物質や水等に分解する発酵装置４０と
を含む。即ち、培養装置１０には、給水管６とその分岐
管８を介して水Ｗが供給され、後述する処理液Ｖをポン
プＰ及び管路１９を介して、分解装置２０に送液する。
また、分解装置２０は、廃油等の被処理液ＨをポンプＰ
及び管路４を介して受入れ、これと上記管路１９から給
液される処理液Ｖとを混合し、且つ後述する撹拌手段３
０により２つの噴流が互いに略直交する剪断噴流を使用
することにより、処理液Ｖ中の油脂分解菌等が分泌する
酵素によって、油脂等の高分子化合物を低分子化合物に
高速度で分解する。

【００１２】更に、発酵装置４０は、給水管６の分岐管
９から水Ｗを水槽内に給水し、且つ分解装置２０からポ
ンプＰ及び管路３９を介して低分子化合物を含む被処理
液を水Ｗ中に入れ、水槽内の水Ｗ中に底部から上昇する
多数の微細な気泡により、直に低分子化合物を酸化分解
したり、処理液Ｖ中の菌類の好気呼吸作用によって発酵
分解する。発酵分解された処理済み液は、管路４８から
排出される。尚、図１(Ａ)における符号４１はエアポン
プＰから水槽内にエアを給気する管路を示し、符号３８
はＰＨ調整用薬剤を管路３９に供給する装置で、被処理
液中のＰＨを菌類の生存と増殖に好ましい範囲に調整す
るものである。また、上記発酵装置４０の水槽内の被処
理液の一部を異常時にオーバーフローさせ、前記分解装
置２０のタンクに戻すための復帰用管路３９′も併設さ
れる。尚また、培養装置１０からの処理液Ｖの一部を直
に発酵装置４０に送液することもできる。

【００１３】上記発酵分解等された処理済み液の中は、
無害な炭水化物、脂肪、又はタンパク質等の有効成分が含
まれている。これらを更に除去処理して外部に排出する
ことも考えられるが、コスト高になり好ましくない。ま
た、前記培養装置１０、分解装置２０、及び発酵装置４
０から、菌等の微生物の呼吸による２酸化炭素が排出さ
れる。この２酸化炭素をそのまま外気に放出すると、地
球温暖化に繋がってしまう。これらの問題を解決するた
め、図１(Ａ)に示すように、処理装置１の左側に示す再
利用装置５０を設置することが望ましい。

【００１４】この再利用装置５０は、上記発酵装置４０
から出た処理済み液を管路４９を介してタンク内に受入
れ、且つその液中に各装置１０,２０,４０からの２酸化
炭素を供給し、上記処理済み液中にスピルリナ等の浮遊
性藍藻類を投入して、上記有効成分を濃縮して上記藍藻
類の内部に蓄積させるものである。これにより、上記ス
ピルリナ等の体内に有効成分やエキスを濃縮蓄積させ、
例えば養殖魚や観賞魚等の飼料として、再利用すること
が可能となる。尚、図１(Ｂ)に概略平面図を示す有機性
廃棄物処理装置１′は、上記処理装置１における培養装
置１０と再理容装置５０を省略し、分解装置２０に予め
別途用意した処理液Ｖを管路１９とポンプＰにより供給
する簡易型の処理装置である。

【００１５】以下において、処理装置１内の各装置１０,
２０,４０,５０について説明する。図２(Ａ),(Ｂ)に示
すように、培養装置１０は円筒状のタンク１１、その内
壁に固定した複数の邪魔板１２、及びタンク１１内で回
転する撹拌羽根１６を含む。上記邪魔板１２はタンク１
１の直径の約１０％の幅を有し、タンク１１内に放射状
に４枚固定する。また、撹拌羽根１６は蓋１３を垂直に
貫通するモータＭの回転軸１５に２枚が左右対称に固定
される。更に、撹拌羽根１６は先端寄りに小さな透孔１
７を上下方向に複数有し、且つ回転軸１５寄りに上下に
長く大きな長孔１８を穿設している。尚、蓋１３には、
水Ｗを給水する分岐管８と、タンク１１内に空気を送気
する給気管１３ａと、タンク１１内の２酸化炭素を排出
する排気管１３ｂが取付けらていれる。タンク１１内に
は、予め水Ｗと油脂分解菌等を含む液が所要の比率で注
入されている。

【００１６】尚、一対の撹拌羽根１６のみの回転では、
旋回運動を主した流れになり、タンク１１の中心部(回
転軸１５付近)に固体渦(域)を生じるため、菌類にスト
レスを与えその生存・増殖にとって好ましくない。そこ
で、上記のような邪魔板１２を設け、且つ各羽根１６に
複数の小さな透孔１７と１つの大きな長孔１８を形成す
ることにより、撹拌羽根１６と等速回転する固体渦域が
消滅し、液体と撹拌羽根１６との旋回速度差が広がっ
て、吐出流が増え撹拌能力も増加する。これにより、油
脂分解菌等は、水Ｗ中で活発に増殖し繁殖することが可
能となる。

【００１７】また、装入する菌類は、油脂分解菌(例え
ば、Bacillus属の納豆菌)等及び、これらと同じ条件下で
培養(同調培養)するデンプンやタンパク質等を分解する
数種類の微生物(例えば、β−酸化微生物群、調合菌)等が
含まれる。そして、タンク１１内に水Ｗと上記菌類を入
れて、内部の温度を３０〜３４℃とし、撹拌羽根１６を
約１３００ｒｐｍで回転すると、約４時間で所定の処理
液Ｖを得ることができる。この間、給気管１３ａからの
空気により菌類は好気呼吸し、且つそれらの代謝により
出される２酸化炭素は排気管１３ｂから排出される。
尚、得られた処理液Ｖは、管路１９を介して次の分解装
置２０に送液される。

【００１８】図３(Ａ)に示すように、分解装置２０は円
筒状のタンク２２と、その内部の底面２４付近で回転す
る撹拌手段３０とを含む。タンク２２の側壁には、その
上方に処理すべき油脂等の被処理液Ｈを供給する管路４
及び、前記培養装置１０で得られた処理液Ｖを供給する
管路１９が、下方には分解処理した被処理液を排出し次
の発酵装置４０に送液する管路３９が設けられる。ま
た、蓋２６には、タンク２２内に空気を送気する給気管
２７と、タンク２２内の２酸化炭素を排出する排気管２
８が取付けられている。更に、蓋２６上にはモータＭが
固定され、その回転軸３１は蓋２６を貫通してタンク２
２内の撹拌手段３０を回転させる。

【００１９】図３(Ｂ)に示すように、蓋２６から垂下す
る撹拌手段３０の筒体３２内を上記回転軸３１が貫通す
る。筒体３２の下端から斜め下向きに複数の支持板３５
が放射状に延び、それらの先端で上縁がやや斜め外向き
に広がる略円筒形のステータ３４を支持する。このステ
ータ３４の全周に沿って、多数の縦長のスリット３６が
穿設されている。且つステータ３４の中心に位置する上
記回転軸３１には、各スリット３６と略同じ高さ位置に
羽根３３がその回転方向を下向きにして固定されてい
る。尚、ステータ３４の上下には開口部３７及び３７′
が開口している。上記処理液Ｖと被処理液Ｈは、タンク
２２内に略１対１の割合で注液される。

【００２０】図３(Ｂ)に示すように、羽根３３が回転す
ると処理液Ｖと被処理液Ｈは、開口部３７，３７′を経
て渦巻き状ｖに噴射・混合される。また、それらの一部
は、ステータ３４の各スリット３６を水平且つ放射状ｈ
に噴射される。従って、ステータ３４の外周では、渦巻
き流ｖと放射流ｈとが略直交して剪断噴流を生じる。こ
の剪断噴流により、被処理液Ｈの油脂は約３〜８μｍ
に、スラリー状の生ゴミは約３〜１５μｍに微細化さ
れ、液(Ｖ，Ｈ)中に分散される。即ち、このように油脂
等を菌類と略同じサイズに微細化することにより、その
分解速度を幾何級数的に増大させることができる。

【００２１】ここで、タンク２２内の温度を２６〜３２
℃に保ち、且つ液(Ｖ，Ｈ)中のＰＨを約６.８〜８.４程
度の中性にして、前記菌類が分泌する酵素の反応速度を
最適化する。そして、撹拌手段３０の羽根３３を約７０
０〜１５００ｒｐｍで回転させる。その結果、例えば、
被処理液Ｈ中の高分子化合物の動植物性油脂は、油脂分
解菌が分泌する酵素リパーゼの触媒作用により、下記化
学式１の右辺に示すように、脂肪酸とグリセリンの低分
子化合物とに分解される。

【００２２】

【化１】

【００２３】また、タンク２２中における被処理液Ｈ中
の他の高分子化合物、例えばデンプンもそれに適応する
酵素アミラーゼにより、複数の低分子化合物のデンプン
に分解される。この間、菌類や微生物の好気呼吸を行わ
しめるため、給気管２７からタンク２２内に空気を送気
し、且つ呼吸により出される２酸化炭素をタンク２２内
から排気管２８を経て排出する。上記分解反応により、
約４時間程度で低分子化された被処理液は菌類等と共
に、管路３９を経て次の発酵装置４０へ送液される。
尚、管路３９の途中で、被処理液中のＰＨを菌類に適し
た範囲に調整するため、ＰＨ調整用薬剤装置３８から同
薬剤を管路３９に適宜供給する。ところで、分解装置２
０内で被処理液Ｈを長時間に渉り処理することでも、次
述する発酵による分解を行うことは可能である。しか
し、菌類や微生物の好気呼吸等による低分子化合物を分
解する発酵工程を次述する発酵装置４０によって行うこ
とにより、分解工程と発酵工程における各分解反応速度
をそれぞれ最高速化し、且つ短時間に効率良く無害化処
理することができる。

【００２４】図４に示すように、発酵装置４０は水槽４
２と、その底面４２ａ付近において気泡を水槽４２内の
水Ｗ中に供給する多孔質の膜体(散気手段)４４とを有す
る。水槽４２の底面４２ａの中心の筒体４３には、前記
図１(Ａ)に示したエアポンプＰから管路４１が連通し、
強制的に圧送された空気を柔軟で多数の細かな孔を明け
た膜体４４から、水Ｗ中に極めて多数の微細な気泡ｂと
して連続して供給する。尚、図４中の符号４５は、上記
筒体４３と膜体４４の周縁を固定し、且つ膜体４４の下
面に給気用の隙間を作るための補強体である。

【００２５】また、水槽４２の側壁の上方には、管路
(供給部)３９が貫通し、前記低分子化された被処理液及
び菌類等を受け入れる。且つ、水槽４２の側壁の下方に
は、発酵分解された処理済み液を排出する管路４８(４
９)が取付けてある。更に、水槽４２の天井４２ｂに
は、水槽４２内に空気を送気する給気管４７と、水槽４
２内の２酸化炭素を排出する排気管４６が取付けられて
いる。尚、前記給水管６から図中の分岐管９を経て、予
め水槽４２内に所定量の水Ｗが注水される。また、水槽
４２及び水Ｗは、３０〜３７℃の温度範囲に維持されて
いる。

【００２６】先ず、管路３９から水Ｗ中に低分子化合物
や菌類を含む被処理液を供給する。また、水Ｗ中には、
予め極めて多数の微細な気泡ｂが上昇している。する
と、低分子化合物は、気泡ｂ群により水Ｗ中に溶解す
る。次に、低分子化合物は、菌類が分泌する酵素を触媒
として分解反応を初め、図４に示すように、水Ｗの上で
白く懸濁Ｋする。その結果、低分子化合物は、気泡ｂと
接触し且つ気泡ｂ中の酸素により酸化され無害な２酸化
炭素と水等に分解される。例えば、下記化学式２に示す
ように、糖類の１種であるグルコース(Ｃ₆Ｈ₁₂Ｏ₆)は、
気泡ｂの酸素と水Ｗとにより、右辺の２酸化炭素と水等
とに分解される。

【００２７】

【化２】Ｃ₆Ｈ₁₂Ｏ₆＋６Ｏ₂＋６Ｈ₂Ｏ → ６ＣＯ₂＋１
２Ｈ₂Ｏ＋エルネギー

【００２８】また、低分子化合物は、被処理液と共に供
給される菌類の好気呼吸によっても、同様に２酸化炭素
と水等に分解される。更に、前記β−酸化微生物群中の
１種から分泌されるアミラーゼ(酵素)は、生ゴミ中のデ
ンプンを分解し、且つ上記微生物群中の他種から分泌さ
れるプロテアーゼ(酵素)はタンパク質を細かく分解す
る。分解された物質は、全体の炭素数が８個以下の無害
な物質である。

【００２９】そして、菌類が排出する２酸化炭素は、上
記化学式２中のエルネギー及び気泡ｂ群と相まって、懸
濁層Ｋの上に上昇して大きな泡Ｂを形成する。係る泡Ｂ
の表面(界面)には酵素や分解された可溶物が付着してい
る。上記、発酵及び酸化による分解反応を約４時間程度
行うと、低分子化合物を含む被処理液は無害化され、水
槽４２内は透明な水Ｗの層のみの領域、即ち処理済み液
のみとなる。この間、菌類の好気呼吸のため、給気管４
７から水槽４２内に空気を送気し、且つ呼吸により出さ
れる２酸化炭素を水槽４２内から排気管４６を経て排出
する。尚、処理済み液は、管路４８(４９)から排出され
る。尚、万一ＰＨ値が所定範囲を外れ、未発酵等の異常
事態が生じた場合には、水槽４２内の被処理液をオーバ
ーフローさせ、前記復帰用管路３９′を介して前記分解
装置２０のタンク２２に戻す。

【００３０】ところで、上記発酵装置４０で無害化され
た処理済み液中は、炭水化物や脂肪等の有効成分及びエ
キスが含まれている。従って、係る処理済み液を自然環
境に戻すには、更にこれらを除去する浄化処理が必要と
なる場合がある。しかし、この浄化処理を行って真水化
するには、更にコストを要することになる。一方、前記
培養装置１０、分解装置２０、及び発酵装置４０から、菌
等の微生物の呼吸により２酸化炭素が発生し排出され
る。係る２酸化炭素をそのまま外気に放出すると、地球
温暖化に繋がり好ましくない。

【００３１】そこで、上記２酸化炭素と共に各装置１
０,２０,４０から排出される悪臭物質は、約８種類の植
物から抽出した天然エキスをサブミクロン状態で浮遊す
る悪臭物質に対しスプレー噴射する脱臭装置にて脱臭す
る。脱臭された物質は大気中に放出する。しかし、２酸
化炭素のみは炭酸カルシウムやアミン等を利用したＣＯ
₂吸収固定装置で回収し、液体ＣＯ₂の形で次述する再利
用装置５０に送液して、有効活用する。即ち、上述した
各問題を解決するため、図５に示すような再利用装置５
０を処理装置１内に設置することが望ましい。

【００３２】図５に示すように、再利用装置５０は、円
筒状のタンク５２と、その側壁の上方に取付けた前記処
理済み液を注液する管路４９と、下方の液体ＣＯ₂を供給
する管路５４と、得られる再利用液を排出する管路５
６、及びタンク５２上端の開閉蓋５８とからなる。管路
５４は前記排気管１３ｂ,２８,４６と、図示しないＣＯ₂
吸収固定装置を介して連通している。上記タンク５２内
には、予めスピルリナ等の浮遊性藍藻類を含む液体Ｌが
収容されている。そして、管路４９から前記処理済み液
を供給し、且つ管路５４から液体２酸化炭素を液体Ｌ中
に注入する。その結果、スピルリナ等は２酸化炭素を活
力源として増殖し、処理済み液中に含まれる有効成分等
を自己の体内に取り込んで濃縮して蓄積させる。

【００３３】係る栄養豊化したスピルリナ等を含む再利
用液は、管路５６から排出される。この体内に有効成分
やエキスを濃縮蓄積させたスピルリナ等は、例えば養殖
魚や観賞魚等の飼料として、再利用することが可能とな
る。尚、タンク５２内には、有効成分等が除去された水
が残る。そこで、前記処理済み液とスピルリナ等を含む
液体Ｌを更に供給して、断続的又は連続的に上記再利用
工程を行うこともできる。また、タンク５２の蓋５８か
ら例えばスピルリナの培地である燐酸塩、鉄分、カリウ
ム、カルシウム、マグネシウム分等を補充しても良い。以
上のような再利用装置５０を用いると、発酵装置４０か
ら出る処理済み液を簡単なタンク５２等とピルリナ等の
浮遊性藍藻類を含む液体Ｌを用い且つ低コストで、処理
済み液を更に清浄化して自然環境に排水可能とし、且つ
有効成分も飼料として再利用することができ、環境保護
の観点からも良好となる。

【００３４】尚、上記タンク５２を含む再利用装置５０
を省略し、換言すると前記図１(Ａ)中の破線で示した部
分を省略しても、上記再利用工程を図１(Ａ)中の実線で
残った処理装置１において行うこともできる。即ち、前
記発酵装置４０の水槽４２内の水Ｗ中に、ピルリナ等の
浮遊性藍藻類を含む液体Ｌを発酵工程の後、又はその後
半から供給することにより、係る発酵工程と上記再利用
工程とを順次又は平行して同時に行わせるものである。
これによれば、一層少ない装置構成で、有機性廃棄物の
処理と再利用を安価に実現することができる。

【００３５】また、前記図１(Ｂ)に示した処理装置１′
のように、処理液Ｖを別途に用意し、これを被処理液Ｈ
共に分解装置２０に供給し、その後低分子化した被処理
液を発酵装置４０に供給しても、前記同様の分解、発酵
工程を行える。更に、処理装置１′に上記再利用装置５
０を付設したり、或いは、処理装置１′における発酵装
置４０の水槽４２内にピルリナ等の浮遊性藍藻類を含む
液体Ｌを発酵工程の後又はその後半から供給すること
で、上記再利用工程を行うこともできる。

【００３６】図６は本発明の更に異なる形態の処理装置
１″を示す。尚、前記形態と同じ要素や部分には同じ符
号を用いる。この処理装置１″は分解工程と発酵工程を
一つの分解・発酵装置６０で行うものである。従って、
図示のように培養装置１０からの処理液Ｖは管路１９を
経て、被処理液Ｈは管路４，３９を経て分解・発酵装置
６０にそれぞれ送液される。また、分解・発酵装置６０
には給水管６の分岐管９とエアポンプＰからの管路４１
が接続され、且つ、処理済み液を排出する管路６８又は
前記再利用装置５０に送液する管路６９が接続されてい
る。尚、ＰＨ調整用薬剤装置３８は、図６のように管路
１９にも接続することが望ましい。

【００３７】係る分解・発酵装置６０は、図７に示すよ
うに、タンク６２の底面に前記補強体４５及び膜体(散
気手段)４４等を取付け、且つ蓋６４の中央にモータＭ
を固定し、その回転軸３１を含む前記撹拌手段３０をタ
ンク６２内の中央に垂下している。蓋６４には、空気の
給気管６６と炭酸ガスの排気管６５が接続される。そし
て、処理液Ｖと被処理液Ｈとをタンク６２内に注入し、
前記同様の条件下で撹拌手段３０を駆動して前記剪断噴
流による油脂等の微細化と、前記化学式１に示した分解
反応を生じさせる分解工程を約４時間程行う。

【００３８】次に、油脂等の高分子化合物が低分子化し
た被処理液に中に、散気手段４４から多数の微細な気泡
を上昇させ、この気泡による酸化と処理液中の菌類の好
気呼吸の双方により、低分子化合物を前記同様に水と炭
酸ガス、及び無害な成分とに分解する発酵工程を約４時
間程で行うことができる。得られる処理済み液は管路６
８から排出するか、又は管路６９を介して再利用装置５
０に送液される。以上のように、処理装置１″によれ
ば、それを構成する分解・発酵装置６０の１つのタンク
６２内で分解工程と発酵工程とを順に連続して行え、装
置構成や配管路等を簡素化でき、且つ全体もコンパクト
化することが可能である。

【００３９】ここで、本発明の処理装置１と、前記図８
で示した従来の処理装置７０との性能について比較す
る。同じ成分組成を有し同じ１ｋｇの油脂(浮上油)を各
装置１，７０にそれぞれ供給し、処理装置１では前記の
各条件で、処理装置７０にも同じ処理液Ｖを用い且つ同
じ温度等によってそれぞれ処理を行った。その結果、本
発明の処理装置１によれば、油脂は約８時間で分解・発
酵工程を終えて無害化処理され、その処理済み液を分析
した結果、具体例としてＮ−ヘキサン(Ｃ₆Ｈ₁₄)は約９
９.８％が分解されていた。一方、従来の処理装置７０
によると、分解・発酵工程に約１０２時間の処理時間を
要した。この結果から、本発明の処理装置１を用いた有
機性廃棄物の処理方法は、従来の処理装置及び方法に比
べて少なくとも１０倍以上の高速度で無害化処理を行え
ることが判明した。

【００４０】本発明は、以上に説明した各形態に限定さ
れるものではない。例えば、前記培養装置１０の邪魔板
１２は２又は３枚としたり、５枚以上を等間隔にタンク
１１に内設しても良く、且つ撹拌羽根１６も３枚以上と
しても良い。これら邪魔板１２や撹拌羽根１６を水平向
きに同じ姿勢にしたタンク１１内に設けても良く、要は
菌類の生存・繁殖に寄与できる形態であれば良い。ま
た、前記分解装置２０のタンク２２内に設ける撹拌手段
３０も、回転軸３１、羽根３３、及びステータ３４を含
めて水平向き又は斜め下向きの姿勢とすることもでき
る。しかも、前記渦巻き流ｖと放射流ｈとが略直交する
か、これに近い任意の角度で交差する剪断噴流を生じさ
せるものであれば、上記ステータ３４以外の部品や部材
を用いることも何ら妨げるものではない。

【００４１】更に、前記発酵装置４０における膜体４４
には、極く微細な気泡ｂを多数発生可能であれば、柔軟
性のない多孔面を有する金属成形体を用いることもでき
る。且つ、係る気泡ｂは酸素の供給を目的とするため、
空気に限らず、酸素豊富化空気や純酸素を使用すること
も可能である。尚、処理装置１,１′,１″に図示しない
制御装置を併設し、処理すべき有機性廃棄物の種類や組
成に応じて、前記各装置１０,２０,４０,５０の条件を予
め設定した記憶情報を上記制御装置に出力することで、
処理液Ｖや被処理液Ｈ等の送液等を半自動又は全自動化
して各処理工程を行うようにすることも可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上において説明した本発明の処理方法
によれば、廃油等に含まれる例えば高濃度の油脂等を含
む有機性廃棄物を、簡単な操作と低コストで高速度且つ
短時間に無害化処理することができる。従って、有機性
廃棄物による環境汚染を有効且つ実用的に防止すること
ができる。また、本発明の処理装置によれば、上記処理
方法を確実に行うことができる。特に、１つの分解・発
酵装置を用いる形態では、装置構成を簡素化でき、且つ
全体もコンパクト化できると共に、低コストで製造する
ことも可能となる。更に、請求項３の処理方法及び請求
項６の処理装置によれば、上記に加えて無害化処理され
た処理済み液中に残る有効成分をスピルリナ等の浮遊性
藍藻類の体内に取り込んで濃縮して蓄積させ、養殖魚等
の飼料として再利用できる。しかも、簡単な装置と操作
で安価に再利用でき、環境への影響も皆無にできるの
で、一層優れた有機性廃棄物の処理を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】(Ａ)及び(Ｂ)は本発明による２種類の処理装置
の各概略を示す平面図。

【図２】(Ａ)は本発明の処理装置内に用いる培養装置の
縦断面図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ断面図。

【図３】(Ａ)は本発明の処理装置内に用いる分解装置の
縦断面図、(Ｂ)は(Ａ)中の一点鎖線部分Ｂの拡大断面
図。

【図４】本発明の処理装置内に用いる発酵装置の縦断面
図。

【図５】本発明の処理装置内に用いる再利用装置の縦断
面図。

【図６】本発明における異なる形態の処理装置の概略を
示す平面図。

【図７】図６の処理装置に用いる分解・発酵装置の縦断
面図。

【図８】従来の処理装置を示す縦断面図

【符号の説明】

１,１′,１″……処理装置１０………………培養装置１１,２２,５２…タンク１２………………邪魔板１６………………撹拌羽根２０………………分解装置３０………………撹拌手段３９………………管路(供給部) ４０………………発酵装置４２………………水槽４４………………膜体(散気手段) ５０………………再利用装置５４………………管路(２酸化炭素供給手段) ６０………………分解・発酵装置Ｈ…………………被処理液(有機性廃棄物) Ｖ…………………処理液Ｗ…………………水

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/00 Ｃ０２Ｆ 11/02 11/02 Ａ２３Ｋ 1/00 Ａ // Ａ２３Ｋ 1/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＤＦターム(参考） 2B150 AA08 AB20 AD07 BA01 BA04 BB01 BB03 BB06 BE04 CD28 CD37 CG01 CG04 CH01 4D004 AA02 AB02 CA18 CA19 CA20 CB04 CB26 CC07 4D027 BA06 4D040 DD01 DD12 DD24 4D059 AA05 BA09 BA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の割合の油脂分解菌及びこれと同調培
養する調合菌とを含む処理液と、油脂を含む有機性廃棄
物の被処理液とを混合し、且つ噴流が互いに交差する剪
断噴流を使用して、上記油脂分解菌等が分泌する酵素に
より油脂等の高分子化合物を低分子化合物に分解する分
解工程と、上記低分子化合物及び上記菌類を含む被処理液と、水中
を上昇する多数の微細な気泡とを接触させ、この気泡に
よる上記菌類の好気呼吸及び気泡中の酸素による酸化と
により、上記低分子化合物を２酸化炭素と水等に分解す
る発酵工程と、を含む、ことを特徴とする有機性廃棄物
の処理方法。
【請求項２】前記分解工程の前に、前記処理液を予め作
る培養工程を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の有機性廃棄物の処理
方法。
【請求項３】前記発酵工程の後に又はこれと平行して、
発酵工程で処理された有効成分を含む処理済み液中に、
前記分解工程、発酵工程、及び前記培養工程から排出さ
れる２酸化炭素と、スピルリナ等の浮遊性藍藻類を投入
して、上記有効成分を濃縮して上記藍藻類の内部に蓄積
させる再利用工程を行う、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機性廃棄物
の処理方法。
【請求項４】所定の割合の油脂分解菌及びこれと同調培
養する調合菌とを含む処理液と、油脂を含む有機性廃棄
物の被処理液とを収容したタンクと、このタンク内で上
記各液を撹拌し且つ噴流が互いに交差する剪断噴流を作
る撹拌手段とを含み、上記油脂分解菌等が分泌する酵素
により油脂等の高分子化合物を低分子化合物に分解する
分解装置と、底部に多数の気泡を槽内の水中に供給する散気手段を有
する水槽と、該水槽内の水中に上記低分子化合物及び上
記菌類を含む被処理液を供給する供給部とを含み、上記
気泡と菌類とにより低分子化合物を２酸化炭素と水等に
分解する発酵装置と、を含む、ことを特徴とする有機性
廃棄物処理装置。
【請求項５】前記油脂分解菌及びこれと同調培養する調
合菌とを所定割合で混合した処理液を収容し、内側壁に
複数の邪魔板を設けたタンクと、邪魔板の内側に位置す
る撹拌羽根とを有すると共に、得られる処理液を前記分
解装置又はこれと前記発酵装置に送る培養装置を更に設
けた、ことを特徴とする請求項４に記載の有機性廃棄物処理装
置。
【請求項６】前記発酵装置で処理された有効成分を含む
処理済み液を収容したタンクと、前記分解装置及び発酵
装置、或いは前記培養装置から排出される２酸化炭素を
上記タンク内に送給する手段とを含み、上記処理済み液
中にスピルリナ等の浮遊性藍藻類を投入して、上記有効
成分を濃縮して浮遊性藍藻類の内部に蓄積させる再利用
装置を更に設けた、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の有機性廃棄物
処理装置。