JP2002102898A - 内部混合型発酵乾燥機の発酵乾燥方法 - Google Patents
内部混合型発酵乾燥機の発酵乾燥方法Info
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Abstract
低減及び小型化による設備コストの低減を図りつつ、優
れた品質の堆肥を得る。 【解決手段】 内部空間21に給気しながら回転体27
を間欠的に回転することで内部空間21の脱水汚泥を間
欠的に混合し発酵させて堆肥を生成する発酵工程の前
に、内部空間21を加熱状態としながら回転体27を所
定の回転速度で回転して、脱水汚泥投入工程で投入され
る脱水汚泥を混合し乾燥させる乾燥工程を実施し、当該
脱水汚泥を、投入前の含水率より低い所定の含水率の混
合物とし、発酵工程で発酵されることになる混合物を、
水分調整剤を用いなくても、練り混みを起こさせること
なく分散させて、当該混合物に発酵工程で重要な通気性
を確保させ、この混合物を、次の発酵工程で、当該通気
性の確保により高温の発酵温度で満遍なく発酵して、肥
効効果の高い細粒子の堆肥を生成可能とする。
Description
脱水汚泥を混合し発酵乾燥させて堆肥を得る内部混合型
発酵乾燥機の発酵乾燥方法に関する。
る余剰汚泥を、堆肥(コンポスト)化し資源として再利
用するコンポスト化処理が知られている。
で、余剰汚泥に凝集剤を混合し脱水して含水率80%程
度の脱水汚泥(シート状の脱水ケーキ)を得、この脱水
汚泥に、例えば籾殻等の水分調整剤を供給して混合し所
定の通気性を確保すると共に含水率55〜60%程度の
脱水汚泥とし、この水分調整剤を含む脱水汚泥を発酵乾
燥機に投入して当該発酵乾燥機で発酵乾燥させることで
堆肥を得る構成に成されている。
ば、内部の螺旋状の撹拌羽根を回転することで当該内部
に投入された脱水汚泥を混合撹拌して発酵乾燥させるタ
イプを始めとして、例えば、ドラム状の発酵タンクを回
転することで内部に投入された脱水汚泥を混合して発酵
乾燥させるタイプ等の内部混合型発酵乾燥機が広く知ら
れている。
としては、先ず、脱水汚泥投入工程で上記籾殻等の水分
調整剤が混入された脱水汚泥を装置内部に投入し、次い
で発酵工程で、上記撹拌羽根や発酵タンクを回転して、
脱水汚泥を例えば前回の残存堆肥若しくは発酵菌と混合
し発酵させて堆肥を生成し、次いで乾燥工程で、生成堆
肥を加熱し乾燥させて所定の含水率(例えば35%程
度)の堆肥を得る方法が知られている。
ンポスト化処理では、籾殻等の水分調整剤を多量に必要
とするため、入手の問題やランニングコストが高くなる
という問題が生じると共に、発酵乾燥機を大型化する必
要から設備コストが高くなるという問題がある。
になされたものであり、水分調整剤を不要とし、ランニ
ングコストの低減及び小型化による設備コストの低減を
図りつつ、優れた品質の堆肥を得る内部混合型発酵乾燥
機の発酵乾燥方法を提供することを目的とする。
発酵乾燥機の発酵乾燥方法は、脱水汚泥が投入される内
部空間と、この内部空間に給気する給気手段と、内部空
間を加熱状態とする加熱手段と、脱水汚泥を回転により
混合する回転体と、を備える内部混合型発酵乾燥機の発
酵乾燥方法であって、内部空間に脱水汚泥を投入する脱
水汚泥投入工程と、内部空間を加熱状態としながら回転
体を所定の回転速度で回転させて、脱水汚泥投入工程で
投入される脱水汚泥を混合し、投入前の含水率より低い
所定の含水率の混合物を得る乾燥工程と、この乾燥工程
後に、内部空間に給気しながら回転体を間欠的に回転さ
せて混合物を間欠的に混合し発酵させて堆肥を生成する
発酵工程と、を備えることを特徴としている。
燥方法によれば、内部空間に給気しながら回転体を間欠
的に回転させることで内部空間の脱水汚泥を間欠的に混
合し発酵させて堆肥を生成する発酵工程の前に、内部空
間を加熱状態としながら回転体を所定の回転速度で回転
させて、脱水汚泥投入工程で投入される脱水汚泥を混合
し乾燥させる乾燥工程が実施され、当該脱水汚泥は、投
入前の含水率より低い所定の含水率の混合物とされる。
このため、発酵工程で発酵されることになる混合物は、
水分調整剤を用いなくても、練り混みを起こすことなく
分散され、当該混合物には発酵工程で重要な通気性が確
保される。従って、この混合物は、次の発酵工程で、当
該通気性の確保により高温の発酵温度で満遍なく発酵さ
れて、肥効効果の高い細粒子の堆肥が生成される。
ように、乾燥工程を実行するのが好ましい。これは、所
定の含水率が40%を越えると、混合物が練り混みを起
こし、発酵工程で重要な通気性を確保するのが難しい硬
い汚泥塊が比較的多くされ、次の発酵工程で、十分に高
温の発酵温度が確保されず、未発酵で肥効効果に劣る粗
大粒子を比較的多く含む堆肥が生成される傾向にあるか
らである。
は、前回生成された堆肥の一部が残存し、乾燥工程で、
残存堆肥と脱水汚泥投入工程で投入される脱水汚泥とを
混合し所定の含水率の混合物を得るようにすると、当該
残存堆肥には、投入される脱水汚泥を分解(発酵)可能
な好気性発酵菌が既に存在しているため、汚泥中の有機
物が良好且つ確実に分解される。
としながら回転体を所定の回転速度で回転させて生成堆
肥を混合し発酵工程終了時の含水率より低い所定の含水
率の堆肥を得る第2の乾燥工程を備えると、所望の含水
率に調整された堆肥が製品として得られることになる。
少なくとも一部が同時に実行されると、工程時間の短縮
化が図られる。
ば、回転する回転軸と、この回転軸に周設され、螺旋状
を成す外羽根及びこの外羽根より小径で当該外羽根に対
して逆螺旋状を成す内羽根と、を備える構成が挙げら
れ、混合を、これら回転軸、外羽根及び内羽根の回転に
より実行すると、回転軸より遠い位置の脱水汚泥は外羽
根により軸線に沿った一の方向に、回転軸に近い位置の
脱水汚泥は内羽根によりその逆方向に各々移動されて、
内部空間を循環しながら良好に混合撹拌され、これによ
り、上記混合物の通気性が十分且つ確実に確保される。
酵乾燥機の発酵乾燥方法の好適な実施形態について添付
図面を参照しながら説明する。図1は、本発明による内
部混合型発酵乾燥機の発酵乾燥方法を採用した堆肥製造
システムを示す構成図である。
に付設されているもので、堆肥を生成する内部混合型発
酵乾燥機5を主体として、これより前段に、汚泥脱水機
4、汚泥凝集槽3、凝集剤貯槽2及び汚泥貯留槽1を、
この順に備える。
業排水、小規模下水処理等の余剰活性汚泥(水処理シス
テムでの余剰活性汚泥)を貯留する。この汚泥貯留槽1
には、当該汚泥貯留槽1の余剰活性汚泥を汚泥凝集槽3
に供給する余剰活性汚泥供給ラインL1が接続されてい
る。
集剤の溶液を貯留する。この凝集剤貯槽2には、当該凝
集剤貯槽2の凝集剤溶液を汚泥凝集槽3に供給する凝集
剤溶液供給ラインL2が接続されている。
L1を介して供給される余剰活性汚泥と凝集剤溶液供給
ラインL2を介して供給される凝集剤溶液とを混合し、
汚泥を凝集させる。この汚泥凝集槽3には、当該汚泥凝
集槽3の汚泥を汚泥脱水機4に供給する汚泥供給ライン
L3が接続されている。
スクリュープレス型、遠心脱水型等の汚泥脱水機であ
り、汚泥供給ラインL3を介して供給される汚泥を含水
率80%程度迄脱水する。この汚泥脱水機4には、当該
汚泥脱水機4の脱水汚泥(シート状の脱水ケーキ)を内
部混合型発酵乾燥機5に供給する脱水汚泥供給ラインL
4が接続されている。
ラインL4を介して供給される脱水汚泥を発酵乾燥させ
て堆肥を得る。この内部混合型発酵乾燥機5は、その軸
線が水平となるように設置されるドラム状の胴部20を
備え、この胴部20内に、発酵乾燥空間となる内部空間
21が画成されている。胴部20の一方側(図示左側)
の上端部には、脱水汚泥供給ラインL4に接続されて脱
水汚泥を内部空間21に導入する脱水汚泥投入口22が
開口されている。
24及び螺旋状撹拌羽根27が胴部20と同軸に配設さ
れている。回転軸24は、胴部20に回転自在に支持さ
れ、胴部20外に設置されているモータ6の駆動に従っ
て回転する。螺旋状撹拌羽根27は、回転軸24に周設
され、螺旋状を成す外羽根25及びこの外羽根25より
小径で当該外羽根25に対して逆螺旋状を成す内羽根2
6と、を備えている。この螺旋状撹拌羽根27は、回転
軸24と共に回転することで、脱水汚泥投入口22を介
して内部に投入された脱水汚泥を、乾燥工程で混合撹拌
し、この混合物を発酵工程で切り返す。これらの乾燥工
程、発酵工程に関しては後述する。
気するブロワ(給気手段)8が、ラインL5,L6を介
して接続されている。ラインL5は、胴部20の下部に
配設され、内部空間21に空気を供給可能に構成されて
いる。また、ラインL6には、ブロワ8からの空気を加
熱する空気加熱器(加熱手段)7が介装されている。ブ
ロワ8は、発酵工程で単独に駆動され空気を内部空間2
1に供給し、一方、ブロワ8及び空気加熱器7は、乾燥
工程で共に駆動され熱風を内部空間21に供給する。従
って、ラインL5,L6は、空気/熱風供給ラインとし
て機能する。なお、ブロワ8及び空気加熱器7の駆動に
よる熱風を内部空間21に供給するラインを胴部20の
軸線方向端部に別途接続し、乾燥工程での熱風を当該内
部空間21の下部からではなく側部から供給し、発酵工
程ではブロワ8の駆動による給気をラインL6,L5を
介して当該内部空間21の下部から実施するようにして
も良い。
過程で生じる内部空間21の排ガスを排気処理設備11
に排出する排ガスラインL7が接続されている。この排
気処理設備11は、当該排ガスに所定の処理を施して無
害・無臭ガスとして外部に放出する。
21で生成された堆肥を外部に排出する製品堆肥取出口
23が開口されている。この製品堆肥取出口23には、
製品堆肥を自動的に外部に取り出す製品堆肥取出装置
9、この製品堆肥を袋詰めする袋詰装置10が順に接続
されている。
は、例えばロードセル等の重量検出器30が設置されて
いる。この重量検出器30は、内部混合型発酵乾燥機5
の内部重量を含む全体重量を計測する。
検出器30の検出重量と予め設定されている各工程を終
了させる(開始させる)重量とに基づいて、上記内部混
合型発酵乾燥機5のモータ6、ブロワ8、空気加熱器
7、製品堆肥取出装置9、袋詰装置10の駆動を制御す
ると共に、汚泥脱水機4の駆動及び脱水汚泥の内部混合
型発酵乾燥機5に対する供給を制御する制御装置13を
備えている。
ステムの動作について、図1及び図2を参照しながら説
明する。この堆肥製造システムは、図2に示すように、
1週間で1回製品堆肥を得るバッチシステムである。ま
た、重量検出器30は、内部混合型発酵乾燥機5を載置
した状態でその検出重量(風袋)が予め“0”に調整さ
れている。
乾燥機5で製品堆肥が生成された状態から説明する。先
ず、図2に示すように、製品堆肥取出工程で、検出重量
が図2に“A”で示す重量となる迄、製品堆肥取出装置
9が駆動され、一部の製品堆肥が内部空間21に残存す
るように(充填率で35%程度)、製品堆肥が取り出さ
れる。この時、取り出される製品堆肥及び残存堆肥の含
水率は35%程度とされている(詳しくは後述)。ま
た、制御装置13が全工程を重量管理しているため、取
り出される製品堆肥及び残存堆肥は各々、予め設定され
ている所定量である。そして、これと並行して、袋詰装
置10が駆動され、取り出された製品堆肥が袋詰めされ
て適宜出荷される。
剤貯槽2の凝集剤溶液は、汚泥凝集槽3に導かれて混合
され、ここで凝集した汚泥は汚泥脱水機4に導かれる。
この汚泥は、汚泥脱水機4が駆動されることで、含水率
80%程度迄脱水され、この脱水汚泥は、第1の脱水汚
泥投入工程で、内部混合型発酵乾燥機5に投入される。
因みに、汚泥脱水機4は、1週間分の汚泥量を、2日
間、1日7時間程度で脱水する能力とされている。
して、第1の乾燥工程が実施される。この時、ブロワ8
及び空気加熱器7が駆動されて、内部空間21には熱風
が供給されると共に、モータ6が駆動されて、回転軸2
4及び螺旋状撹拌羽根27が所定の回転速度で回転され
る。
内部空間21に投入された脱水汚泥と残存堆肥が混合撹
拌される。具体的には、回転軸24より遠い位置の脱水
汚泥及び残存堆肥は外羽根25により軸線に沿った一の
方向に、回転軸24に近い位置の脱水汚泥及び残存堆肥
は内羽根26によりその逆方向に各々移動されて、内部
空間21を循環しながら良好に混合撹拌される。この
時、内部空間21には、熱風が導入されているため、混
合物は、満遍なく乾燥される。このように、脱水汚泥の
投入と乾燥が同時に成されるため、図2に示すように、
検出重量は徐々に増加していく。
量迄増加すると、脱水汚泥の投入が停止され、上記第1
の乾燥工程のみが単独で実行される。そして、良好な混
合撹拌及び満遍ない乾燥で検出重量が図2に“C”で示
す重量迄減少すると、第1の乾燥工程に加えて第2の脱
水汚泥投入工程が実施され、第1の脱水汚泥投入工程と
同様に汚泥脱水機4から脱水汚泥が再び内部混合型発酵
乾燥機5に投入される。
入工程で、それまでに混合された混合物と第2の脱水汚
泥投入工程で投入された脱水汚泥とが、混合撹拌されて
乾燥される。そして、良好な混合撹拌及び満遍ない乾燥
で検出重量が図2に “D”で示す重量迄増加すると、
脱水汚泥の投入が停止されると共に、ブロワ8及び空気
加熱器7の駆動が停止される。
る上記“D”で示す重量は、混合物の含水率が40%以
下となる重量である。すなわち、“D”で示す検出重量
で第1の乾燥工程及び第2の脱水汚泥投入工程を終える
ことで、内部空間21の混合物の含水率は40%以下と
なっている。
なるように乾燥工程が実施されることで、内部混合型発
酵乾燥機5に投入される脱水汚泥に水分調整剤を混合し
なくても、混合物は、練り混みを起こすことなく十分に
分散され、当該混合物には、後述の発酵工程で重要な通
気性が十分に確保されることになる。
酵工程は、制御装置13でタイマ管理される。この発酵
工程では、内部空間21の好気性を維持すべく、ブロワ
8が駆動されて内部空間21に給気が成されると共に、
適度な切り返しを実施すべく、モータ6が間欠駆動され
て回転軸24及び螺旋状撹拌羽根27が間欠回転され
る。この切り返しは、例えば、1日に2回程度で、1回
に付き30分程度の混合撹拌により実行される。
中の好気性発酵菌による汚泥中の有機物の分解が活発に
起こり、同時に発酵熱を発する。この時、混合物には、
前述したように通気性が十分に確保されているため、高
温の発酵熱による温度で満遍なく十分に発酵される。こ
のため、肥効効果の高い細粒子の堆肥が十分に生成され
る。一方、第1の乾燥工程終了時に、混合物含水率が4
0%を越えていると、混合物が練り混みを起こし、発酵
工程で重要な通気性を確保するのが難しい硬い汚泥塊が
比較的多くされ、発酵工程で、十分に高温の発酵温度が
確保されず、未発酵で肥効効果に劣る粗大粒子を比較的
多く含む堆肥が生成されることになる。
物含水率を40%以下とすることで、高温の発酵熱が十
分に確保されること、及び、肥効効果の高い細粒子の堆
肥が十分に生成されることを、実験により確認した。
示すものであり、図3は、第1の乾燥工程終了時の混合
物含水率と発酵工程での最大発酵温度との関係を示す線
図、図4は、第1の乾燥工程終了時の混合物含水率と8
mm越え製品堆肥の割合との関係を示す線図である。
の混合物含水率が40%を越えると、十分に高温の発酵
温度が確保されなくなると共に、図4に示すように、8
mm越え製品堆肥(未発酵で肥効効果に劣る粗大堆肥の
こと)の割合が10%を越え、さらに含水率が50%に
なると、未発酵で肥効効果に劣る粗大堆肥の割合は20
%を越えてしまうが、本実施形態のように、第1の乾燥
工程終了時の混合物含水率を40%以下とすれば、図3
に示すように、最大発酵温度として75°Cという高温
が十分に確保されると共に、図4に示すように、未発酵
で肥効効果に劣る粗大堆肥の割合が10%以下と少なく
肥効効果の高い細粒子の堆肥が十分に生成されるという
のが分かる。
の堆肥を十分に生成する発酵工程が終了したら、製品堆
肥の含水率(35%)に調整すべく、第2の乾燥工程が
実施され、ブロワ8及び空気加熱器7が駆動されて、内
部空間21に熱風が供給されると共に、モータ6が駆動
されて、回転軸24及び螺旋状撹拌羽根27が所定の回
転速度で回転され、生成堆肥が混合撹拌されて乾燥され
る。この第2の乾燥工程及び前述した発酵工程、第1の
乾燥工程で内部空間21に生じる排ガスは、排ガスライ
ンL7を介して排出され、排気処理設備11で処理され
る。
水率35%に対応する重量迄減少したら、前述した製品
堆肥取出工程が実施される。
工程の前に乾燥工程を実施することで、当該脱水汚泥
が、投入前の含水率より低い所定の含水率の混合物とさ
れ、水分調整剤が混合されなくても、混合物が練り込み
を起こすことなく分散されて、当該混合物に通気性が確
保され、この混合物が、発酵工程で、当該通気性の確保
により高温の発酵温度で満遍なく発酵されて、肥効効果
の高い細粒子の堆肥が生成されるため、水分調整剤が不
要とされてランニングコストが低減されると共に装置の
小型化が図られて設備コストが低減される等、製造コス
トを低減しつつ、優れた品質の堆肥を得るのが可能とさ
れている。
性発酵菌が既に存在している前回の堆肥の一部を残存さ
せて、投入される脱水汚泥と混合するようにしているた
め、汚泥中の有機物が良好且つ確実に分解され、堆肥の
品質を一層向上するのが可能とされている。
少なくとも一部が同時に実行されるため、工程時間の短
縮化が図られ、製造コストの一層の低減が図られてい
る。
基づいて全工程が運転管理されるため、省人化が図られ
ている。
的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施形態においては、混合物
の通気性を十分且つ確実に確保するのに好適だとして、
内部混合型発酵乾燥機の構成を、外羽根25及び内羽根
26より成る螺旋状撹拌羽根27を備える構成としてい
るが、これに限定されるものではなく、例えば他の撹拌
羽根を有する内部混合型発酵乾燥機にも適用可能であ
り、さらに回転体をドラム状の発酵タンクとして当該発
酵タンクを回転することで内部の脱水汚泥を混合し発酵
乾燥させる内部混合型発酵乾燥機に適用することも可能
である。
有機物を良好且つ確実に分解すべく、前回生成された堆
肥の一部を残しておいて、この好気性発酵菌が存在する
残存堆肥と脱水汚泥投入工程で投入される脱水汚泥とを
混合するようにしているが、堆肥を残さずに、脱水汚泥
投入工程や乾燥工程で、好気性発酵菌を投入して混合す
ることも可能である。
で内部空間21に熱風を導入するようにしているが、例
えば、胴部20を直接加熱するヒータ等の加熱手段を用
いても良い。
の短縮を図るべく、脱水汚泥投入工程と乾燥工程とが重
なるように設定しているが、脱水汚泥投入工程後に乾燥
工程を実行するようにしても良い。
酵乾燥方法は、内部空間に給気しながら回転体を間欠的
に回転することで内部空間の脱水汚泥を間欠的に混合し
発酵させて堆肥を生成する発酵工程の前に、内部空間を
加熱状態としながら回転体を所定の回転速度で回転し
て、脱水汚泥投入工程で投入される脱水汚泥を混合し乾
燥させる乾燥工程を実施し、当該脱水汚泥を、投入前の
含水率より低い所定の含水率の混合物とし、発酵工程で
発酵されることになる混合物を、水分調整剤を用いなく
ても、練り混みを起こさせることなく分散させて、当該
混合物に発酵工程で重要な通気性を確保させ、この混合
物を、次の発酵工程で、当該通気性の確保により高温の
発酵温度で満遍なく発酵して、肥効効果の高い細粒子の
堆肥を生成可能としたものであるから、水分調整剤を不
要としてランニングコストの低減及び小型化による設備
コストの低減を図りつつ、優れた品質の堆肥を得るのが
可能となる。
方法を採用した堆肥製造システムを示す構成図である。
る堆肥製造システムの運転工程を示すタイミングチャー
トである。
程での最大発酵温度との関係を示す線図である。
越え製品堆肥の割合との関係を示す線図である。
タ、7…空気加熱器(加熱手段)、8…ブロワ(給気手
段)、21…内部空間、24…回転軸(回転体)、25
…外羽根、26…内羽根、27…螺旋状撹拌羽根(回転
体)、L4…脱水汚泥供給ライン、L5,L6…空気/
熱風供給ライン。
Claims (6)
- 【請求項1】 脱水汚泥が投入される内部空間と、この
内部空間に給気する給気手段と、前記内部空間を加熱状
態とする加熱手段と、前記脱水汚泥を回転により混合す
る回転体と、を備える内部混合型発酵乾燥機の発酵乾燥
方法であって、 前記内部空間に前記脱水汚泥を投入する脱水汚泥投入工
程と、 前記内部空間を加熱状態としながら前記回転体を所定の
回転速度で回転させて、前記脱水汚泥投入工程で投入さ
れる脱水汚泥を混合し、投入前の含水率より低い所定の
含水率の混合物を得る乾燥工程と、 この乾燥工程後に、前記内部空間に給気しながら前記回
転体を間欠的に回転させて前記混合物を間欠的に混合し
発酵させて堆肥を生成する発酵工程と、を備える内部混
合型発酵乾燥機の発酵乾燥方法。 - 【請求項2】 前記所定の含水率が40%以下となるよ
うに、前記乾燥工程を実行することを特徴とする請求項
1記載の内部混合型発酵乾燥機の発酵乾燥方法。 - 【請求項3】 前記脱水汚泥投入工程前に、前記内部空
間には、前回生成された堆肥の一部が残存し、 前記乾燥工程で、前記残存堆肥と前記脱水汚泥投入工程
で投入される脱水汚泥とを混合し前記所定の含水率の混
合物を得ることを特徴とする請求項1または2記載の内
部混合型発酵乾燥機の発酵乾燥方法。 - 【請求項4】 前記発酵工程後に、前記内部空間を加熱
状態としながら前記回転体を所定の回転速度で回転させ
て前記生成堆肥を混合し前記発酵工程終了時の含水率よ
り低い所定の含水率の堆肥を得る第2の乾燥工程を備え
ることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の
内部混合型発酵乾燥機の発酵乾燥方法。 - 【請求項5】 前記脱水汚泥投入工程と前記乾燥工程と
は、少なくとも一部が同時に実行されることを特徴とす
る請求項1〜4の何れか一項に記載の内部混合型発酵乾
燥機の発酵乾燥方法。 - 【請求項6】 前記回転体は、回転する回転軸と、この
回転軸に周設され、螺旋状を成す外羽根及びこの外羽根
より小径で当該外羽根に対して逆螺旋状を成す内羽根
と、を備え、 前記混合を、これら回転軸、外羽根及び内羽根の回転に
より実行することを特徴とする請求項1〜5の何れか一
項に記載の内部混合型発酵乾燥機の発酵乾燥方法。
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---|---|---|---|
JP2000296898A JP3660229B2 (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | 内部混合型発酵乾燥機の発酵乾燥方法 |
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JP2000296898A JP3660229B2 (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | 内部混合型発酵乾燥機の発酵乾燥方法 |
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