JP2001252642A - 有機廃棄物発酵処理装置 - Google Patents

有機廃棄物発酵処理装置

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JP2001252642A JP2000069104A JP2000069104A JP2001252642A JP 2001252642 A JP2001252642 A JP 2001252642A JP 2000069104 A JP2000069104 A JP 2000069104A JP 2000069104 A JP2000069104 A JP 2000069104A JP 2001252642 A JP2001252642 A JP 2001252642A
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義則 藤井
Junichiro Fujii
淳一郎 藤井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機物含有量の高い下水汚泥、畜産糞尿など
の有機性汚泥を、木チップを媒体として発酵処理し、発
酵後に木チップと発酵物とを分離して再利用する媒体環
流方式を用いて効率的に処理できる装置を開発する。 【解決手段】 撹拌翼を有する原料投入槽1と、木チッ
プ混合機と、撹拌機及び隔壁により複数に区画された発
酵槽6と、ヒーターを有する水分調整槽2と、振動ふる
い機10を有する発酵物からの木チップ分離槽とが順に配
置され、分離された木チップを原料中に再投入可能な木
チップ循環移送装置を備えてなる有機廃棄物発酵処理装
置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機物含有量の高
い下水汚泥、畜産糞尿などの有機性汚泥を、木チップを
媒体として発酵処理し、発酵後に木チップと発酵物とを
分離して再利用する方法(以下、媒体環流方式という)を
用いた有機廃棄物発酵処理装置に関するものである。特
に、農業集落排水事業向けの農地還元型の小型コンポス
ト化を目的に開発したものである。
【0002】
【従来の技術】有機性汚泥を発酵処理するには様々な方
法があるが、大別して、有機性汚泥に添加物(水分調整
材)を利用する方法と用いない方法がある。添加物を利
用する方法で用いられる水分調整材には、もみ殻、おが
屑、破砕樹皮、木チップなどがある。水分調整材にもみ
殻やおが屑を用いる場合、十分に分解されないために発
酵に時間を要する。また、そのまま製品に残るので肥料
価値が低下するという欠点がある。この欠点を解決する
方法として、本発明者は特開昭63-195186号の「有機汚
泥の発酵処理方法」で木チップを媒体として利用する方
法を既に提案している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、生活環境の改善
を求める声が高く、全国の各自治体では下水道を中心と
した生活環境の整備を積極的に行っている。例えば、下
水道事業や農業集落排水事業、食品工場などの排水汚
泥、また、し尿汚泥、畜産糞尿などの有機性汚泥の処理
が大きな課題となっている。特に、農業集落排水事業の
ような町村部の排水処理施設からの排出汚泥について
は、その発生量が極端に少ない。また工場などの多い都
市部の下水汚泥とは違い、有害物質の混入する可能性が
低く、そのためこれらは基本的に農地還元することとな
っている。
【0004】そこで、上記農地還元可能にコンポスト化
する設備として、有機性汚泥を発酵処理して堆肥化する
装置の設置が全国各地で求められているが、従来の装置
を設置するには大型の装置であるので比較的広いスペー
スを必要とするため、用地の確保が難しい。また高価と
なる。したがって、小規模の処理施設にはコスト面にお
いても導入が難しい。そこで、少ないスペースで効果的
に有機性汚泥の発酵処理が可能な装置を開発、また農地
還元可能な最低限の処理を行うという点からコストパフ
ォーマンスを追求するという目的で、特に準コンポスト
化までの処理にとどめ、かつ日処理量200〜3,000kg程度
の小型装置について種々検討を重ねることとした。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明における上記の課
題解決手段は、撹拌翼を有する原料投入槽と、木チップ
混合機と、撹拌機及び隔壁により複数に区画された発酵
槽と、ヒーターを有する水分調整槽と、振動ふるい機を
有する発酵物からの木チップ分離槽とが順に配置され、
分離された木チップを原料中に再投入可能な木チップ循
環移送装置を備えてなる有機廃棄物発酵処理装置であ
る。
【0006】本装置では、有機廃棄物原料をコンポスト
化する過程において、水分調整と発酵微生物の保持を目
的として木チップを処理過程で循環して用いる、いわゆ
る媒体循環方式が好適に実施可能に配置されている。
【0007】木チップに関してみれば、有機性汚泥の発
酵処理装置に堆積場のみのマニュアル運転のタイプのも
のと発酵槽を駆使した自動運転が可能なものとがある。
堆積場のみのマニュアル運転のタイプでは、発酵槽を利
用した場合、汚泥の前処理乾燥時、もしくは一次発酵の
段階での給排気が十分ではないため、木チップを利用す
る際には汚泥と木チップの容量比率をほぼ1:2の割合
で混合し、より通気性を改善した形での運用を考慮する
必要がある。この時の汚泥の含水率は85%前後を想定す
るものである。
【0008】発酵槽を主体とした自動運転のタイプで
は、実験の結果、前処理として汚泥自体の水分を下げ、
含水率75%程度の汚泥へと水分調整を行った後、木チッ
プの水分が45%程度であれば、汚泥と木チップの容量比
率をほぼ1:1の割合で混合した場合の運用と処理物の
性状についてはほとんど差が見られない。むしろ、水分
が下がることにより容量が減り、より小さな槽において
処理が行えるというメリットがある。これは、プラント
型の設備についての運用である。本発明ではさらに混合
する木チップの水分を30%前後にまで下げ、より少ない
チップでの運転を可能とし、処理スペースの削減を図
る。
【0009】本発明の装置では、含水率、通気性の改善
のために添加した媒体を発酵後に分別して回収・再利用
する方法、すなわち媒体環流方式を採用することとし、
媒体には木チップを使用する。木チップは1〜6cm角、
好ましくは2〜5cm角に設定すると、混合、発酵後、ふ
るい機などの機器で分別する際に、分別が容易である。
また、木チップが4〜5cm角であると、摩耗はみられる
もののその摩耗率は5%程度に留まり、繰り返し木チッ
プを利用することが可能である。
【0010】従来コンポストを返送しなければ実現不可
能であった種菌の効果も、本装置の上記の方法を用いる
と、木チップには発酵に有益な微生物が付着しやすく、
木チップ循環方法でもって効率的に処理できることとな
った。また、性状の均一な脱水汚泥ケーキにおける汚泥
と木チップの容量比率について検討した結果、この場合
も汚泥と木チップの容量比率は10:1〜10:5程度の割
合で配合することが適していることが判明した。さら
に、これに畜産糞尿を混合した場合、実験の結果、糞尿
と汚泥の混合物とチップの容量比率を5:2の割合で配
合することが好ましいことも判明した。
【0011】発酵槽の撹拌機は複数の隔壁を貫通する正
逆回転可能な撹拌軸に各区画毎に撹拌翼を設け、かつそ
の撹拌翼は正回転で混合をし、逆回転で送りをする機能
を備えたものとしている。このようにすると、撹拌槽の
隔壁は一方からの押し力で開き、内容物を通過させる機
能を備え、通常の撹拌のみのときは隔壁となるヒンジ構
造の扉となるような手段との組み合わせを採用する。こ
れにより、一次発酵の発酵度を隔壁で仕切られた各室毎
に順次移行させることができる。隔壁の動きはこのほ
か、各隔壁にシリンダ昇降装置を装着して開閉するな
ど、個々に駆動させる方式を採用してもよい。他の方式
として、各発酵槽の底面より下方に送りのスクリューコ
ンベアを配置すると、撹拌翼の駆動と関係なく、原料送
り量の調節が容易となる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本装置の構
造及び原料の一次発酵処理工程を詳細に説明する。図1
は本装置のレイアウト図、図2は処理工程図、図3は各
工程における有機廃棄物の物質収支を示すグラフであ
る。
【0013】本発明の装置は、図1に示すように、図の
左上方に原料投入槽1がある。原料投入槽1の下方は原
料水分調整槽2となっており、この部分にヒーターと撹
拌機3を設けている。
【0014】原料水分調整槽2の下方にはシャッタ4が
あり発酵槽への投入口としている。原料水分調整槽2右
方へは木チップ投入スクリュー5を設けている。
【0015】原料水分調整槽2の下方には5枚の隔壁に
よって区画された5部屋の発酵槽6(6a〜6e)と水分調整
槽7が横一列に左から右へ並設してあり、これらを貫通
する長尺の撹拌機8を設けてある。図1の例では一次発
酵槽6a〜6e及び水分調整槽7までが一連に回転するもの
であるが、場合により、発酵槽6aと水分調整槽7とを発
酵槽6b〜6eから切り離して独立に撹拌翼を回転させるよ
うにしてもよい。
【0016】水分調整槽7の下方にはふるい投入スクリ
ュー9があり、発酵物を図の右上方に設けた振動ふるい
機10へ送り込むように縦型のスクリューコンベアとして
設けてある。振動ふるい機10の下方には木チップを分離
した一次発酵物の造粒機11と造粒分のコンポストのスト
ッカ12がある。
【0017】本装置の要部は以上のとおりで、原料のコ
ンポスト化を円滑にするためには、次のような付加装置
を設けるとよい。すなわち、振動ふるい機10と木チップ
投入スクリュー5との間には木チップの送りきれない部
分の一次的ストッカ13を設ける。このストッカ13は上部
が木チップ投入ホッパとなって、運転初期や、循環分だ
けでは量が不足する場合にここから新たな木チップを供
給する。
【0018】また、発酵槽6での好気性発酵を促進させ
るために、送風ブロア14と送風パイプ15を設け、発酵槽
6及び水分調整槽7の上方に複数の排気口16を設ける。
そして、図の左方に排気処理塔17と、この排気処理塔17
の内部には脱臭材18と水滴補集ネット19を設け、下方に
前記排気口16からの排気パイプ20を冷却器と吸引ブロア
21を介して接続し、上方に大気の放出筒への放出パイプ
22があり、これと送風ブロア14とを結ぶ循環パイプ23を
設けてある。
【0019】次に図2の工程図と表1及び図3の各工程
における有機廃棄物の物質収支を示すグラフで原料の発
酵過程を本装置の細部構造と共に説明する。
【0020】表1は、1バッチ500kgの場合の各工程に
おける物量シートであって、下水汚泥や食品工場排水汚
泥、あるいは牛糞、豚糞等の有機汚泥を原料投入槽1へ
1バッチ投入する。ここでは水分85%のもので、これら
を水分調整槽2で含水率75%に調整する。この際、水分
約30%の乾燥菌体加工された木チップ4を投入スクリュ
ー5で供給混合することで行う。1日経過後に発酵槽6
の第一発酵槽6aへ落下投入する。発酵槽6は、図1の
ように横長の攪拌機3が貫通する隔壁で5区画の発酵槽
6a〜6eに区切られ、最後の水分調整槽7とともに全体
が撹拌混合と各区画への移送ができるように工夫されて
いる。発酵物は最終の水分調整槽では水分約30%とな
り、一次発酵を終えてふるい投入スクリューで振動ふる
い機10へと送られ、木チップと準コンポストに分けら
れ、造粒機11によって造粒コンポストとして、ストッカ
12に一次貯えられる。
【0021】
【表1】
【0022】原料投入槽から5区画の一次発酵槽を経て
水分調整槽まで7区画あり、各区画に2日滞留させると
2週間で、汚泥原料は準コンポストとなる。造粒コンポ
ストは水分約30%であり、重量は原料の約5分の1とな
ってしまう。このものは、15kgの袋詰めにするか、また
は、そのまま堆積して二次発酵後に袋詰めにして有機肥
料製品とする。
【0023】
【発明の効果】本発明の有機廃棄物発酵処理装置は撹拌
翼を有する原料投入槽と、木チップ混合機と、撹拌機及
び隔壁により複数に区画された発酵槽と、ヒーターを有
する水分調整槽と、振動ふるい機を有する発酵物からの
木チップ分離槽とが順に効率よく配置されているので、
木チップ媒体環流方式の有機廃棄物発酵処理に好適な装
置となっている。すなわち、各種の有機汚泥に対して、
木チップの発酵触媒効果と水分調整、通気発酵の促進が
最大限に生かされ、かつ木チップの循環利用で、種菌の
役割を果たし、総合的に安価な有機廃棄物発酵処理が達
成できるのである。
【0024】農地に施肥を行うコンポストは、もみ殻コ
ンポストやバーク堆肥の例もあるように、必ずしも完熟
である必要はなく、完熟でなければ農地に悪影響が出る
ということではない。また、農業集落排水事業から発生
する汚泥は、その量が少なく、その結果生産されるコン
ポストも少量である。本発明の装置は、特に、初期の高
熱(65〜80℃)を発する糖分や一部のたんぱく質等の分解
の行われる一次発酵を完了することにより、有害な菌や
雑草の種子を死滅させ、汚泥特有の悪臭のない状態にま
で発酵処理を行うことが容易にできる小型の処理装置と
して好適なものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本装置のレイアウト図である。
【図2】図2は同装置の処理工程図である。
【図3】図3は各工程における有機廃棄物の物質収支を
示すグラフである。
【符号の説明】
1 原料投入槽 2 原料水分調整槽 3 撹拌機 4 シャッタ 5 木チップ投入スクリュー 6 発酵槽 7 水分調整槽 8 撹拌機 9 ふるい投入スクリュー 10 振動ふるい機 11 造粒機 12 ストッカ
フロントページの続き Fターム(参考) 4B029 AA04 AA21 BB01 CC03 CC10 EA10 EA11 EA16 EA18 4D004 AA02 AB01 AC05 BA04 CA12 CA14 CA15 CA18 CA42 CA48 CB05 CB31 CB44 CC08 4D059 AA01 AA03 BA03 BA27 BA34 BA46 BA48 BD11 BF15 BJ03 BK09 CA16 CB06 CC01 DB33

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撹拌翼を有する原料投入槽と、木チップ
    混合機と、撹拌機及び隔壁により複数に区画された発酵
    槽と、ヒーターを有する水分調整槽と、振動ふるい機を
    有する発酵物からの木チップ分離槽とが順に配置され、
    分離された木チップを原料中に再投入可能な木チップ循
    環移送装置を備えてなる有機廃棄物発酵処理装置。
  2. 【請求項2】 発酵槽の撹拌機は複数の隔壁を貫通する
    正逆回転可能な撹拌軸に各区画毎に撹拌翼を設け、該撹
    拌翼は正回転で混合をし、逆回転で送りをする機能を備
    えた請求項1記載の有機廃棄物発酵処理装置。
JP2000069104A 2000-03-13 2000-03-13 有機廃棄物発酵処理装置 Pending JP2001252642A (ja)

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