JP2000210638A

JP2000210638A - 生ごみ処理装置

Info

Publication number: JP2000210638A
Application number: JP11012349A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakamura; 賢治中村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2000-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】微生物によって生ごみの分解処理を行う生ご
み処理装置において、微生物の育成環境に対して適切な
ｐＨ調整を行う。【解決手段】高温性微生物が担持された微生物担体１
２により生ごみを分解処理する微生物分解部１１に、炭
酸水素アルカリ金属塩（炭酸水素カリウム）を添加す
る。また、微生物分解部１１に、微生物による生ごみ分
解にて発生する有機酸と反応して有機酸塩を生成する中
和剤（炭酸カルシウム）を添加する。これにより、杉チ
ップ等のｐＨの低い材料を微生物担体に使用した場合で
も、微生物担体１２のｐＨを速やかにアルカリ領域に移
行させ、かつ、微生物の育成条件であるｐＨ範囲に維持
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、台所等で排出され
る生ごみを微生物にて分解処理する生ごみ処理装置に関
し、特に、微生物の生育環境を整えるための微生物担体
のｐＨ調整に関する。

【０００２】

【従来の技術】台所等で排出される生ごみの処理装置と
して、本出願人は特開平１０−４４２号公報にて、生ご
みを連続して脱水、粉砕および微生物分解して処理する
生ごみ処理装置を提案している。この生ごみ処理装置で
は、高温、好気的条件（酸素存在）下で高い生ごみ分解
能力を示す高温好気性微生物を使用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者の
実験検討によれば、以下のことが判明した。すなわち、
上記の高温好気性微生物の生育環境としてｐＨが所定範
囲（一般的にｐＨ６〜９．５）であることが必要とされ
る。このｐＨ範囲は、生ごみ分解過程における有機酸の
発生等によるｐＨの変動を考慮するとｐＨの下限値は
７．５以上であることが望ましい。

【０００４】しかしながら、微生物を担持させる微生物
担体として例えば杉細片（杉チップ）を用いた場合に
は、微生物担体自体のｐＨは４．５〜６程度と、酸性を
示すことが多い。さらに、生ごみ分解初期段階にご飯等
の糖類を含む生ごみを多く投入すると、雰囲気が好気的
でない場合には生ごみ分解過程で乳酸等の有機酸が発生
して微生物担体のｐＨが低下（酸性領域に移行）する。
また、ヨーグルト等の乳酸を含む生ごみを投入すること
によっても、その有機酸により微生物担体のｐＨが低下
する。

【０００５】これらの原因により、微生物担体のｐＨが
上記微生物の生育環境条件であるｐＨ範囲（上記ｐＨ６
〜９．５、望ましくはｐＨ７．５〜９．５）を下回っ
て、微生物の活性が低下してしまい、生ごみ処理能力が
低下するという問題がある。また、特開平９−２０６０
６６号公報には、高温好気性微生物の望ましい分解条件
として上記ｐＨ範囲が記載されているが、生ごみを連続
して処理する生ごみ処理装置において高温好気性微生物
を使用した場合に、具体的にｐＨ調整をどのように行う
のかは開示されていない。

【０００６】ここで、微生物担体をアルカリ性にするた
めに微生物担体中にアンモニウム塩を投入することが考
えられる。しかしながら、アンモニウム塩は微生物担体
をアルカリ性にすることができるが、同時に殺菌効果が
あることがあるため微生物を死滅させてしまい、微生物
担体のｐＨ調整剤として使用することには難がある。本
発明は上記点に鑑みてなされたもので、微生物によって
生ごみの分解処理を行う生ごみ処理装置において、微生
物の生育環境を整えるための適切なｐＨ調整を行うこと
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、高温性微生物が担持され
た微生物担体（１２）により生ごみを分解処理する微生
物分解部（１１）を備え、微生物分解部（１１）に、炭
酸水素カリウムもしくは炭酸水素ナトリウムを添加する
ことを特徴とする。

【０００８】炭酸水素カリウムおよび炭酸水素ナトリウ
ムは、アンモニウム塩のように殺菌作用がなく、また、
その水溶液は微アルカリ性であるため、杉チップ等のｐ
Ｈの低い材料を微生物担体として使用した場合であって
も、微生物担体のｐＨを速やかにアルカリ領域に移行さ
せ、かつ、微生物の生育条件であるｐＨ範囲（上記ｐＨ
６〜９．５、望ましくはｐＨ７．５〜９．５）にするこ
とができる。

【０００９】また、上記炭酸水素カリウムもしくは炭酸
水素ナトリウムは、水溶液のｐＨが適当であること、ま
た、入手容易性、取り扱い容易性の点から、炭酸水素カ
リウムの使用が好ましい。また、請求項２記載の発明で
は、微生物分解部（１１）に、微生物による生ごみ分解
にて発生する有機酸と反応して有機酸塩を生成する中和
剤を添加することを特徴とする。

【００１０】この中和剤の添加により、生ごみ分解過程
において乳酸等の有機酸が発生した場合に、この有機酸
と反応して有機酸塩を生成して中和し、有機酸による微
生物担体のｐＨ低下を防ぐことができる。従って、微生
物担体のｐＨを、長期に渡って微生物の生育ｐＨ範囲に
維持することが可能となる。なお、有機酸塩とは、例え
ば乳酸カルシウムのような有機酸（乳酸）と無機塩基
（炭酸カルシウム）の反応生成物をいう。

【００１１】また、上記中和剤は、有機酸との反応性が
よいこと、入手容易性、取り扱い容易性の点から、請求
項３記載の発明のように、炭酸カルシウムであることが
好ましい。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述す
る実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。本実施形態は、本発明を生ごみ処理装
置に適用したものであって、図１にこの生ごみ処理装置
１の概略全体構成を示す。この生ごみ処理装置１は、台
所のシンク（流し台）２下方に設置されており、シンク
２には、シンク２の排水を下水道に排出するための排出
孔３が設けられている。この排出孔３の下方には、生ご
みを後述の粉砕部８にまで移送する移送路４が形成され
ており、この移送路４の上方部は生ごみの投入口５とな
っている。この投入口５は、上記排出孔３と投入口５と
の間に設置された開閉ゲート６にて開閉される。

【００１３】そして、開閉ゲート６の下方で、上記移送
路４の下流部には、生ごみを粉砕する粉砕部８が設けら
れている。この粉砕部８の図１中左側には、粉砕部８で
粉砕された生ごみを分解処理する分解部１０が設けられ
ている。この分解部１０内には、分解槽（微生物分解
部）１１が設けられており、この分解槽１１内には微生
物の担持された微生物担体１２が入っている。なお、本
例では、微生物として、高温域にて活性を示し、かつ、
酸素存在下（好気的条件）で生育する高温好気性菌が使
用され、微生物担体として杉チップを使用している。

【００１４】分解槽１１内には、ｐＨ調整剤として炭酸
水素カリウム（ＫＨＣＯ₃）および炭酸カルシウム（Ｃ
ａＣＯ₃）を添加する。炭酸水素カリウムは、微生物担
体のｐＨを速やかにアルカリ性にするために機能し、炭
酸カルシウムは、生ごみ分解過程で発生した乳酸等の有
機酸と反応して有機酸塩を生成する中和剤として機能す
る。

【００１５】また、この分解槽１１の底部には通水部１
３が設けられている。生ごみ分解にて発生した分解水
は、この通水部１３によって分解槽外部に排出され、さ
らに、排出部７を通じて下水に排出される。分解槽１１
内には、生ごみと微生物担体１２とを攪拌し、上記微生
物に酸素を供給して生ごみの分解効率を高めるための攪
拌翼１４が設けられている。この攪拌翼１４は耐食性に
優れた金属から構成され、攪拌用モータ１５にてベルト
を介して回転駆動される。

【００１６】分解部１０の上方には、上記分解槽１１内
の微生物担体１２を、上記微生物の活動を促進する所定
温度に温調する温調ヒータ２１が設けられている。そし
てこの温調ヒータ２１にて生じた熱は、ファン２２にて
分解槽１１の外壁に設けられた通風ダクト２０内に送風
され、分解槽１１を外壁から加熱する。この温度制御装
置（温調ヒータ２１、ファン２２）によって、分解槽１
１内の微生物担体１２の温度は、微生物担体１２内で発
生する雑菌や病害虫の繁殖を抑制し、高温性微生物の活
性増大に適した所定温度（例えば４０〜６０℃）に維持
される。

【００１７】さらに分解部１０の上方には、換気ポンプ
２３が設置されており、この換気ポンプ２３の吸込口
は、上記分解槽１１内に連通している。一方、この換気
ポンプ２３の吐出口には、換気パイプ２４が接続され、
この換気パイプ２４の下流部は排出部７に接続されてい
る。次に、上記構成において生ごみの分解処理過程を説
明する。

【００１８】まず、上記高温性微生物の担持された杉チ
ップ等からなる微生物担体１２を予め分解槽１１内に投
入しておく。つぎに、ｐＨ調整剤として粉末状の炭酸水
素カリウムと炭酸カルシウムを混合して分解槽１１に投
入する。生ごみ投入開始時には微生物担体１２のｐＨを
予めアルカリ性にしておく必要があるため、ｐＨ調整剤
投入後、生ごみの投入を開始する。

【００１９】上記ｐＨ調整剤のうち炭酸水素カリウムは
水に溶けやすいので、分解槽１１内に投入された後、微
生物担体の水分中に溶け、下記化学反応式１のように反
応して微生物担体のｐＨを速やかにアルカリ領域に移行
させる。

【００２０】

【化１】ＫＨＣＯ₃＋Ｈ₂Ｏ→ＫＯＨ＋Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂ これにより、杉チップ等のｐＨの低い微生物担体を使用
する場合であっても、微生物担体のｐＨを速やかにアル
カリ性にして、微生物の育成に最適なｐＨ範囲にするこ
とができる。

【００２１】生ごみを処理するために、開閉ゲート６を
操作して投入口５を開口しておき、ここから生ごみを投
入する。投入された生ごみは、投入口５下方の粉砕部８
にて細かく粉砕され、図１中左側の分解槽１１へと移送
される。分解槽１１内では攪拌翼１４によって微生物担
体１２と生ごみとが攪拌される。分解槽１１内におい
て、微生物によって生ごみの大部分は二酸化炭素と水に
分解されるが、ご飯等の糖類を多く含む生ごみが投入さ
れると、雰囲気が好気的でない場合には乳酸等の有機酸
が発生する。この分解槽１１内での有機酸の発生は微生
物担体１２のｐＨを低下させる原因となる。またヨーグ
ルト等の乳酸を含む生ごみが投入されることによっても
ｐＨ低下が起こる。

【００２２】上記ｐＨ調整剤のうち炭酸カルシウムは水
に溶けにくいので分解槽１１内に投入された後、大部分
は固体の状態で存在している。そして、上記のように生
ごみ分解により乳酸等の有機酸が発生すると、下記化学
反応式２のように炭酸カルシウムは有機酸に溶けて水と
二酸化炭素を発生し、カルシウムは有機酸と結合して例
えば乳酸カルシウム等の有機酸塩を生成する。

【００２３】

【化２】ＣａＣＯ₃＋２Ｃ₃Ｈ₆Ｏ₃→Ｃａ（Ｃ₃Ｈ₅
Ｏ₃）₂＋Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂ この中和反応により、生ごみ分解過程において乳酸等の
有機酸が発生しても微生物担体のｐＨが低下するのを防
止することができる。従って、炭酸水素カリウムによっ
てアルカリ性になり、微生物の育成ｐＨ範囲を長期間に
渡って維持することが可能になる。

【００２４】生ごみ分解によって発生した水と二酸化炭
素は、排出部７を通じて下水へと排出される。また、上
記化学反応式２で生成した乳酸カルシウムは、生ごみ分
解により発生した分解水とともに分解槽１１外に徐々に
排出することができる。以上のように、分解槽１１内に
ｐＨ調整剤として炭酸水素カリウムと炭酸カルシウムを
添加することにより、炭酸水素カリウムによって、杉チ
ップ等のｐＨの低い微生物担体を使用する場合でも、微
生物担体のｐＨを速やかにアルカリ性にして、微生物の
育成に最適なｐＨ範囲にすることができ、炭酸カルシウ
ムにより、生ごみ分解過程で発生する有機酸と中和して
ｐＨが低下することを防止して、微生物の育成に最適な
ｐＨ範囲を維持することができる。これにより、微生物
生ごみ処理能力を向上させることが可能になる。

【００２５】次に、本発明者が行った上記ｐＨ調整剤に
ついての実験結果を図２に基づいて説明する。実験のた
め、分解槽１１を３つ用意した。第１の分解槽には微生
物を担持した微生物担体（杉チップ）を１１リットル入
れ、さらに、分解槽１１内にｐＨ調整剤として粉末状の
炭酸水素カリウムと炭酸カルシウムをそれぞれ２５グラ
ムずつを混合して投入した。そして、ｐＨ調整剤によっ
て微生物担体１２のｐＨをアルカリ性にしておくため、
第１分解槽にｐＨ調整剤を投入してから１日放置した。
また、比較のため、第２の分解槽には、担体を使用せず
微生物のみを入れ、第３の分解槽には、微生物を担持さ
せた微生物担体（杉チップ）のみを１１リットル入れ
た。

【００２６】それぞれの分解槽に生ごみ１キログラムを
毎日投入した。実験に使用した生ごみ１キログラムの組
成は、図２に示すように野菜３６０グラム（キャベツ１
８０グラム、にんじん１８０グラム）、果物３００グラ
ム（リンゴ１００グラム、グレープフルーツ皮１００グ
ラム、バナナ皮１００グラム）、肉魚２００グラム（鶏
モモの骨８０グラム、アジの干物１００グラム、卵殻２
０グラム）、その他１４０グラム（米飯１００グラム、
茶がら４０グラム）である。

【００２７】そして、換気ポンプ２３により分解槽内に
外気を導入し、さらに、分解槽に備えられた攪拌翼１４
を回転駆動させ、分解槽内の好気的条件を確保した。ま
た、各分解槽は、常に５０℃になるように温度制御装置
（温調ヒータ２１、ファン２２）にて温度調整した。図
２に示すように、第２の分解槽（担体に担持させない微
生物）では、生ごみ投入後１日目ではｐＨ４．８であ
り、生ごみ投入後３０日目ではｐＨ３．７であった。ま
た、第３の分解槽（微生物を担持した微生物担体）で
は、生ごみ投入後１日目ではｐＨ６．０であり、生ごみ
投入後３０日目ではｐＨ４．５であった。このことか
ら、第２の分解槽、第３の分解槽ともに、生ごみ分解初
期段階においてｐＨが酸性を示しており、さらに、生ご
みの分解処理を継続することにより、有機酸の発生等の
要因によりｐＨが低下することが分かる。

【００２８】これに対し、第１の分解槽（微生物担体と
ｐＨ調整剤）では、生ごみ投入開始後１日目ではｐＨ
８．６であり、生ごみ投入開始後３０日目ではｐＨ８．
５であった。このことから理解されるように、ｐＨ調整
剤の添加によって長期間に渡りｐＨ７．５以上を安定し
て維持できることが分かる。従って、分解槽内にｐＨ調
整剤を添加することにより、微生物の育成環境維持を図
ることが可能となる。そして、生ごみ分解能力を向上さ
せることができる。（他の実施形態）なお、上記実施形態では、微生物担体
のｐＨを速やかにアルカリ性にするために分解槽１１内
に炭酸水素カリウムを添加しているが、炭酸水素ナトリ
ウム等を分解槽１１内に添加しても同様の効果を得るこ
とができる。

【００２９】また、本実施形態では、ｐＨ調整剤を生ご
み投入開始前に予め分解槽１１に投入しておいたが、長
期間の運転により微生物担体１２のｐＨ低下が見られる
ような場合には、ｐＨ調整剤を分解槽１１内に再投入し
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した生ごみ処理装置の全体概要を
示す断面図である。

【図２】分解槽内のｐＨ変動の実験に使用した生ごみの
組成を示す組成図である。

【図３】分解槽内のｐＨ変動についての実験結果を示す
図表である。

【符号の説明】

１１…分解槽、１２…微生物担体、１４…攪拌翼。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高温好気性微生物が担持された微生物担
体（１２）により生ごみを分解処理する微生物分解部
（１１）を備え、前記微生物分解部（１１）に、炭酸水素カリウムもしく
は炭酸水素ナトリウムを添加することを特徴とする生ご
み処理装置。
【請求項２】前記微生物分解部（１１）に、微生物に
よる生ごみ分解にて発生する有機酸と反応して有機酸塩
を生成する中和剤を添加することを特徴とする請求項１
記載の生ごみ処理装置。
【請求項３】前記中和剤は、炭酸カルシウムであるこ
とを特徴とする請求項２記載の生ごみ処理装置。