JP2003117529A - 微生物担持体及び生ごみ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微生物を用いて生ごみの分解処理を行うにあ
たり、前記微生物の増殖に適し、分解処理を迅速化する
と共に、当該処理終了後において自らが良好な堆肥原料
となり得る微生物担持体を得ること。また、前記微生物
担持体を利用し、速やかな生ごみ分解を行える生ごみ処
理方法を提供すること。 【解決手段】 前処理として剪定枝のチップ化を行い、
しかる後チップに一定量の給水を行いつつ、処理容器内
で加圧していく。そして加圧状態にある剪定枝を一気に
大気に放出することで該剪定枝に含まれる繊維質を分解
する。こうして得た破壊物を椰子殻破砕物と共に微生物
担持体として処理容器に投入し、生ごみ分解菌及び一定
量の水分と共に攪拌した後、生ごみを投入し、生ごみ分
解菌を増殖させるように加熱及び攪拌を行う。そして処
理容器内では微生物担持体を含む全ての投入物が堆肥化
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、微生物の働きによ
り生ごみの分解を行うときに用いられる微生物担持体、
この微生物担持体を用いて運用される生ごみ処理方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、生ごみ処理装置としては、例えば
処理容器内に微生物を担持させる微生物担持体（担持
体）と生ごみ分解菌とを投入し、これに生ごみを投入し
攪拌することで生ごみを分解し、分解後の残渣物を堆肥
として利用できるようにしたものが知られている。前記
微生物担持体には、木材チップ、おが屑、籾殻、ゼオラ
イト、椰子殻破砕物などが利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような微生物を用いた生ごみ処理では、微生物の繁殖性
により処理能力が大きく左右されるため、微生物担持体
には例えば水分保持力が高く、少量の菌体を使用するだ
けで速やかに増殖するような、菌床として優れた性質を
有することが要求されることに加え、微生物担持体自ら
が処理終了後の堆肥化にも適したものであることが求め
られるため、発明者はかねてから全ての条件を満たしつ
つ、且つ良好な結果を得ることができる微生物担持体を
求め、研究を繰り返していた。

【０００４】更に、この方法では処理時に生ごみを発酵
させることから悪臭が発生しやすいという問題もあり、
微生物担持体には前記悪臭の発生をできるだけ抑える性
質も要求されている。

【０００５】本発明はこのような事情に基づいてなされ
たものであり、その目的は、微生物を用いて生ごみの分
解処理を行うにあたり、前記微生物の増殖に適し、分解
処理を迅速化すると共に、当該処理終了後において自ら
が良好な堆肥原料となり得る微生物担持体を提供するこ
とにある。他の目的は、微生物担持体の材料として剪定
枝に着目し、剪定枝の有効利用を図ることにある。更に
他の目的は、前記微生物担持体を用いた生ごみ処理方法
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る微生物担持
体は、剪定枝を水分の存在下で加圧した後、一気に減圧
して当該剪定枝に含まれる繊維質を破壊することにより
得られる処理物からなることを特徴とする。

【０００７】このようにして得られた微生物担持体は、
表面積が広いことから生ごみ分解菌の増殖に適してお
り、生ごみを迅速且つ確実に堆肥化することができる。
またリグニン質がほぼ完全に破壊されているため生ごみ
と共に自らも堆肥化するという利点もあり、剪定枝のリ
グニン質を破壊するためには例えば処理容器内に投入さ
れた剪定枝を、処理容器の内壁とスクリュー羽根とで挟
みながら加圧し、この加圧された剪定枝を例えば処理容
器内に設けた切断手段にて切断する方法を採ることがで
きる。また、加圧処理を効率的に行うため、剪定枝は加
圧圧縮される前に分断してチップ化されていることが好
ましい。

【０００８】また、本発明に係る生ごみ処理方法は、処
理容器内に上記発明に係る微生物担持体及び生ごみを投
入し、これらの投入物を生ごみ分解菌存在下で攪拌混合
して生ごみを処理することを特徴とする。

【０００９】このような方法では、剪定枝を原料として
得たものに椰子殻破砕物を混ぜ合わせたものを用い、生
ごみ分解菌の働きにより微生物担持体それ自体を堆肥化
させることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る微生物担持体
の実施の形態について説明を行う。本実施の形態で用い
られる微生物担持体（以下担持体という）は、剪定枝を
そのまま原料として用いて製造することも可能である
が、通常は前処理として一旦剪定枝を細かく分断してチ
ップ化し、しかる後に製造工程に移行しているため、先
ず前記前処理（チップ化処理）について説明を行う。

【００１１】この工程は例えば図１の縦断面図に記載す
るチップ化装置を用いて行われる。原料である剪定枝は
筐体１１の一端側側面に設けられる導入部１２から投入
されると、先ず取り込み手段１３により筐体１１内に引
き込まれ、図中Ｘ方向に向かって送られていく。筐体１
１内には導入部１２側から順に、回転自在なチッパナイ
フ１４、シュレッダハンマ１５及び送風羽根車１６が設
けられており、筐体１１内に送られてきた剪定枝は駆動
機構１７の働きにより回転するチッパナイフ１４及びシ
ュレッダハンマ１５により徐々に破砕されていき、概ね
均等な大きさに破砕されたチップは、その後送風用羽根
車１６により筐体１３の天井部に設けられる排出ダクト
１８から排出される。

【００１２】次に上記の工程にて得た剪定枝のチップを
用いて微生物担持体を得る、前記製造工程について説明
を行う。この工程は例えば図２に示す膨張軟化破壊装置
を用いて行われ、例えば長さが１０ｍｍ〜１５０ｍｍの
チップが被処理体として用いられる。先ず本装置の概略
について述べておくと、図中２は前端に排出用開口部２
１が形成されると共に側面中央の上側に投入口２２が形
成された概ね円筒形の処理容器であり、その内壁面２３
は投入口２２下方側では概ね等しい径で形成されるが、
前方に向かうにつれて縮径していく形状とされており、
またこの内壁面２３における図２中点線で示す位置に
は、投入されたチップに給水するための給水手段２４が
接続されている。また処理容器２の内部には、表面にス
クリュー羽根３を備え、投入口２２から内壁面２３の形
状に沿うように前方の排出用開口部２１に向けて縮径す
る加工軸部３１が設けられており、後方側軸方向に接続
する駆動力伝達部３２の働きにより回転自在に構成され
ている。なお駆動力伝達部３２は例えば図外の動力源か
ら駆動力を得るように構成されており、また加工軸部３
１の先端には、例えばスクリュー羽根３の働きにより前
方側に移送されてきたチップの破砕物を切断し、且つこ
れを排出用開口部２１前方へと掻き出すための、回転自
在な切断手段３３が設けられている。

【００１３】このような装置では、先ず加工軸部３を回
転させながら投入口２２からチップの投入が行われる
と、当該チップの含水率に応じて、例えば１０〜５０％
程度、好ましくは３０〜５０％程度となるように適宜給
水手段２４から給水が行われる。するとチップは、水分
を吸収して徐々に軟化していくと共に、スクリュー羽根
３の回転に伴い前方に移送されていき、加工軸部３１ま
たはスクリュー羽根３と処理容器２の内壁面２３との間
で押し潰されていく。そして内壁面２３における既述の
縮径部位近傍まで到達すると、チップに加わる圧力が徐
々に増加していき、係る状態で切断手段３３により切削
されると共に、排出用開口部２１から外方へと掻き出さ
れ、大気に触れることで急激な減圧状態に晒され膨張軟
化し、繊維質（リグニン質）が破壊される。こうして得
られた処理物（膨張軟化破壊物）は繊維質がほぼ完全に
破壊されているため、綿状をなしており、その色は例え
ば黄土色である。

【００１４】次いで上記工程で得られた担持体を用いた
生ごみ処理の方法について説明する。生ごみ分解菌の分
解作用を利用した生ごみ処理装置として例えば図３及び
図４に示すものが用いられる。作用の説明に先立ち、こ
の装置の構成を簡単に述べておくと、処理容器４は基体
５に取り付けられており、その底面部４１は円弧状に形
成され、メッシュ体の両面を多孔質板で挟んだ積層体と
して構成されている。底面部４１の下方側には空間を介
して円弧状の液受け部４２が設けられ、底面部４１及び
液受け部４２は支持部材４３に支持されていて蝶番４４
により水平軸回りに回動して下側に開くようになってい
る。液受け部４２の下端部には配管５１が接続され、こ
の配管５１は図示しない気液分離部を介して減圧ポンプ
５２に接続されている。

【００１５】また処理容器４の上面開口部には蓋体４０
が、側面にはヒータ４５が夫々設けられており、処理容
器４の上部側には散水手段４６と、外気の取り込みを行
う給気管４７と、処理容器４内で発生したガスを排気す
るための排気管４８とが接続されている。処理容器４内
には、水平な回転軸６１に長さ方向に間隔をおいてかつ
当該回転軸６１の周方向に互いに位相をずらして複数の
撹拌手段である撹拌ア−ム６２が設けられており（図３
では便宜上２本記載してある）、ベルト機構６３を介し
て回転軸６１及び撹拌ア−ム６２が回転するようになっ
ている。

【００１６】このような装置において、上述した担持体
のみで生ごみ処理を行うことは十分可能であるが、本実
施の形態では後述する理由により椰子殻破砕物を担持体
として併用する。このような担持体としては、例えば椰
子殻をハンマークラッシャー等で細かく破砕して粒状体
としたものを利用することができるが、持ち運び、管理
等の利便から前記粒状体を圧縮成型したものを用いるこ
とが好ましい。具体的には、鶴見曹達株式会社製の商品
名「ココピート」等がこれに相当する。

【００１７】次いで生ごみ処理について説明する。先ず
処理容器４内に剪定枝破壊物からなる担持体と、椰子殻
破砕物からなる担持体との投入が行われ、偏りが生じぬ
ように一定の調整が行われた後、生ごみ分解菌（生ごみ
分解用の微生物）が投入され、攪拌アーム６２による攪
拌が行われる。椰子殻破砕物には例えば既述のココピー
トが用いられるが、ココピートは生ごみ分解菌を効果的
に付着させるために使用に先立ち分解させる必要があ
る。このため、先ず例えば処理容器４内に該ココピート
を膨張させるのに十分な量の水分を供給して、膨張分解
した後に生ごみ分解菌の投入が行われる。このココピー
トの膨張作業は、処理容器４内に剪定枝の破壊物と共に
投入された状態で行っても良いし、処理容器４外部にて
予め行っておくようにしても良く、このようにして分解
により生じる椰子殻破砕物と剪定枝の破壊物との体積比
は、処理対象となる生ごみの種類にもよるが、例えば
１：１であることが好ましい。

【００１８】そして処理容器４内における混合物の占有
率が容積の７０〜８０％、水分含有量が６５重量％程度
となった状態で生ごみ分解菌を投入し、これを攪拌する
ことで生ごみ処理の準備が整い、しかる後蓋体４０を開
き、処理容器４内に生ごみの投入を行う。このとき処理
容器４内では、生ごみ分解菌が最も活発に活動しうる温
度例えば３０〜５０℃の間でヒータ４５による温度調節
が行われており、生ごみ分解菌として好気性菌を用いた
場合には、該生ごみ分解菌を活性化させるために給気管
４７から空気或いは酸素の供給及び排気管４８による排
気が適宜行われる。係る状態で攪拌アーム６２を回転さ
せ、処理槽４内の攪拌を行うことで生ごみは徐々に分解
されていき、最終的には担持体と共に堆肥化する。なお
既述の装置は、水洗機能を備えており、必要に応じて散
水手段４６から給水すると共に、配管５１から水分の吸
引を行うようにして堆肥（或いは処理途中における混合
物）の洗浄を行い、例えば該堆肥に含まれる塩分の除去
を行うようにしている。

【００１９】これまで述べてきたように、本実施の形態
によれば、生ごみ処理用の微生物担持体に剪定枝の膨張
軟化破壊物を用いるようにしているため、該担持体は生
ごみ処理時において優れた菌床となり、結果として生ご
みの分解を素早く行うことができる。これは膨張軟化破
壊装置が剪定枝を細かく破壊し、該破壊物を構成する各
破砕片の表面積の合計を大きしているため、生ごみ分解
菌が付着し易くなっていること、及び剪定枝を細かく破
砕していることで従来よりも担持体の吸水性が高くな
り、結果として付着した微生物が増殖し易い環境となっ
ていることによるものである。

【００２０】更に、本実施の形態おける担持体は、原料
である剪定枝を膨張軟化破壊して得たものであるため、
堆肥化の妨げとなる繊維質（リグニン質）が生ごみ処理
前に既に破壊されており、生ごみ処理を行うことで担持
体それ自身が生ごみ分解菌の働きにより堆肥化するとい
う利点もある。また、こうして得られた堆肥は実施例に
て示すように吸水性、透水性に優れ、農作物の育成に適
した良質なものであり、例えばこれまで生ごみ処理終了
後に長期に亘って行っていた発酵処理のような２次処理
を行わなくとも、すぐに堆肥として利用することが可能
である。

【００２１】そして、原料に剪定枝を用いるようにして
いることで、従来無駄に廃棄処分されていた剪定枝を堆
肥として有効利用できるという利点もある。即ち、例え
ば焼却施設や処分場といった廃棄に要する設備が不要に
なるのみならず、その手間も省くことができ、しかも例
えば焼却では灰などが残ってしまうが、本実施の形態に
よれば原料のほぼ全てを堆肥化できるため、極めて無駄
が少ない。

【００２２】更にまた、本実施の形態では担持体に上述
した剪定枝を原料とするものに加え、高い脱臭効果を発
揮する椰子殻破砕物（ココピート）を併用するようにし
ているため、生ごみ分解菌使用下における生ごみ処理に
おいて、少ない臭気で上述成果を上げることができる。
ここで生ごみ処理時における剪定枝の破壊物と椰子殻破
砕物との混合比は、上記の効果を損なうことがない限り
既述の範囲に限られるものではない。

【００２３】なお、以上において用いた「剪定枝」の用
語は、剪定枝をチップ化したものも含む意味を有し、ま
た生木の枝、枯れ枝のみならず剪定枝に多少の人為的加
工を施したもの等もこれに含まれるものとする。

【００２４】

【実施例】本発明の効果を確認するために、上述実施の
形態にて用いた膨張軟化破壊を行う前の原料（チップ）
と、破壊物（担持体）とを用意し、吸水性及び腐植度に
ついて夫々の経時変化を観察する試験を行った。先ず吸
水性試験について説明する、ここでは膨張軟化破壊装置
における処理条件を変えて得た２種類のサンプルを用意
して原料（比較サンプル）との比較を行った。実施例サ
ンプル１は原料を２００ｋｇ／時間の速度で処理して得
た破壊物であり、実施例サンプル２は５００ｋｇ／時間
の速度で処理して得た破壊物である。夫々の含水率は、
原料が２１．０％、実施例サンプル１が２８．７％、実
施例サンプル２は２９．８％である。

【００２５】そして各々の吸水性を比較するため、図５
(a)に示すように、直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの管
７を用意し、底面に例えば０．１μｍの孔部が多数形成
された多孔板７１を設けると共に、内部に各サンプルを
充填し、これを高さ２ｍｍ程度の水が貯留された水槽に
載置して、前記孔部から吸い上げられる水の高さ（吸水
高）について、２４時間の観察を行ったところ図５(b)
に示す結果となった。この図からも分かるように、比較
サンプルに比して実施例サンプル１及び実施例サンプル
２の吸水性は極めて高く、剪定枝は膨張軟化破壊するこ
とで大きく吸水性が向上することが確認できた。また、
実施例サンプル１よりも実施例サンプル２の方が吸水性
が高く、時間の経過によってもその順位は変わらないこ
とから、剪定枝の膨張軟化破壊は時間当たりの処理量を
多くした方が吸水性が高まることが確認できた。

【００２６】なお各サンプルにおける吸水値は比較サン
プルが１０６％、実施例サンプル１が２０９％、実施例
サンプル２が２１２％でり、最大容水量（乾物換算値）
は比較サンプルが１６１％、実施例サンプル１が３４７
％、実施例サンプル２が３４３％であり、この点からも
膨張軟化破壊により吸水性が著しく向上することが確認
できた。

【００２７】次いでチップと膨張軟化破壊物とを堆積さ
せ、夫々の腐植度について試験を行ったところチップに
ついては一ヶ月で９．５％、二ヶ月で１１．０％であっ
たのに対し、膨張軟化破壊物については一ヶ月で１０．
６％、二ヶ月で１３．２％であり、基本的な腐植度のみ
ならずその増加率においても、膨張軟化破壊物の方が腐
植性が高いことが確認された。

【００２８】これらの実験から以下のことが確認でき
た。即ち、剪定枝の膨張軟化破壊物は吸水性及び透水性
が良好であることため、堆肥作りに必要な各種養分の吸
収性が極めて高く、また水分の保持力が高く、腐植性も
高いことから速やかに堆肥化する性質を備えている。な
お担持体として椰子殻破砕物（ココピート）を用いたと
きと用いないときとで官能による臭気の比較試験を行っ
たところ、混合した方が臭いの抑制効果が高いこと確認
できた。このことから、生ごみ処理に用いる担持体は剪
定枝の処理物のみならず、椰子殻破砕物を混合したもの
を用いることが周囲への影響等の観点から有効であるこ
とが判る。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明において得られる微
生物担持体によれば、微生物を用いた生ごみの分解処理
を行うにあたり、前記微生物を増殖させ、生ごみの分解
処理を迅速化することができると共に、当該処理終了後
において自らを良好な堆肥原料とすることができる。ま
た剪定枝の有効利用を図ることもできる。そして、他の
発明に係る生ごみ処理方法によれば上述微生物担持体を
用いて迅速に生ごみ処理を行うことができ、その結果生
ごみと共に担持体をも堆肥化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る微生物担持体を製造するにあた
り、前処理に用いられるチップ化装置を示す縦断面図で
ある。

【図２】本発明に係る微生物担持体を製造するための膨
張軟化破壊装置を示す縦断面図である。

【図３】本発明に係る生ごみ処理方法を実施するための
生ごみ処理装置を示す斜視図である。

【図４】本発明に係る生ごみ処理方法を実施するための
生ごみ処理装置を示す縦断面図である。

【図５】本発明に係る微生物担持体を用いて行った実施
例について説明する説明図である。

【符号の説明】

２ 処理容器 ２１ 排出用開口部 ２２ 投入口 ２３ 内壁面 ２４ 給水手段 ３ スクリュー羽根 ３１ 加工軸部 ４ 処理容器 ４１ 底面部 ４５ ヒータ ４６ 散水手段 ４７ 給気管 ４８ 排気管 ５１ 配管

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 剪定枝を水分の存在下で加圧した後、一
   気に減圧して当該剪定枝に含まれる繊維質を破壊するこ
   とにより得られる処理物からなることを特徴とする微生
   物担持体。
2. 【請求項２】 剪定枝の加圧は、処理容器内に投入され
   た剪定枝を、処理容器の内壁とスクリュー羽根とで挟み
   ながら行うものであることを特徴とする請求項１記載の
   微生物担持体。
3. 【請求項３】 処理容器内には、加圧された剪定枝を切
   断するための切断手段が設けられることを特徴とする請
   求項２記載の微生物担持体。
4. 【請求項４】 剪定枝は加圧圧縮される前に分断してチ
   ップ化されていることを特徴とする請求項１、２または
   ３記載の微生物担持体。
5. 【請求項５】 処理容器内に請求項１に記載の微生物担
   持体及び生ごみを投入し、これらの投入物を生ごみ分解
   菌存在下で攪拌混合して生ごみを処理することを特徴と
   する生ごみ処理方法。
6. 【請求項６】 微生物担持体は、生ごみ分解菌の働きに
   より、それ自体が堆肥化されることを特徴とする請求項
   ５記載の生ごみ処理方法。
7. 【請求項７】 処理容器内に投入される微生物担持体
   は、請求項１記載のものに椰子殻破砕物からなる微生物
   担持体を混ぜ合わせた混合物であることを特徴とする請
   求項５または６記載の生ごみ処理方法。