JP2004024927A - 有機廃棄物処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投入された有機廃棄物の含水率、量を考慮した、必要量の消費電力に押さえ、かつ好気性微生物を培養した基材６の乾燥、粉塵化を防止し、安定した有機廃棄物の発酵分解能力を保持し、信頼性を向上した有機廃棄物処理装置を提供すること。
【解決手段】発酵槽７内温度検知用センサーを設け、有機廃棄物が投入された後の発酵槽内温度１により、投入された有機廃棄物の含水率、量を判断し、撹拌モータ３、循環ファンモーター４およびブロアモーター５各々の運転を制御する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機廃棄物処理装置に係わり、特に厨芥（生ごみ）、都市ごみ、食品製造廃棄物など有機物全般を好気性微生物で発酵処理するもので、一般の家庭用をはじめ、レストランや学校給食センターなどの業務用として広く適用できる有機廃棄物処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機廃棄物を好気性微生物で発酵処理、即ち堆肥化（コンポスト）にする技術は、無公害であることは勿論のこと、有機廃棄物の再利用技術および自然還元を可能にする技術として見直されてきている。
【０００３】
特に厨芥即ち生ごみについては、外食産業の拡大と食料品の多量消費化に伴い、高速かつ高分解率で発酵処理できる装置の開発が望まれるに至った。
【０００４】
従来から、農産廃棄物や下水汚泥などの有機廃棄物のコンポスト化は、大部分が積極的に促進させるような手段を用いず、長期間野積みの状態を維持することにより、自然に発酵させる方式で行われてきた。
【０００５】
それに対して、発酵装置や特殊な搬送装置を用いて、発酵を高速化する開発例が増加している。例えば、特開平６−３０４５４２号公報、特開平７−１２４５３８号公報、特開昭６３−２８８９８６号公報、特開平１−１４５３８８号公報などが知られている。
【０００６】
図６は、従来の有機廃棄物処理装置の一例を示したものである。図６により、この構成を説明すると、発酵槽７は仕切板１１によって、投入口１２側の発酵槽７Ａと排出口側の発酵槽７Ｂとに区画されている。発酵槽７内には好気性微生物を培養した基材６が蓄えられていて、撹拌棒１０、撹拌軸９、動力伝達機構８、撹拌モータ３からなる撹拌装置によって撹拌運転を行っている。この時の撹拌運転は常時一定の時間で、ＯＮ／ＯＦＦかつＯＮする度に正逆繰り返し運転を行っている。
【０００７】
ここで投入口１２から発酵槽７に有機廃棄物を投入すると、好気性微生物を培養した基材６と撹拌混合し発酵分解がはじまる。この時発酵分解による熱で発酵槽７内の温度が上昇し水蒸気や炭酸ガスが発生する。（ここには図示しないが発酵分解を促進するために、発酵槽７の外周を加熱手段によって加熱する）この水蒸気や炭酸ガスは、循環ファンモーター４によって発酵槽７内の有機廃棄物の発酵分解状態に関係なく常時熱交換器１４に送られ、送風ファンモーター１３に取り付けてある冷却ファン１５で冷却されるため凝縮水となる。（その際、送風ファンモーター１３は熱交換器１４出口水蒸気温度により運転制御を行う。）その凝縮水は、有機廃棄物の有機酸などにより酸性傾向を示すため中和槽１７で中和した後脱臭槽１６に送る。また炭酸ガスは、循環ファンモーター４により循環している発酵槽７内の空気の一部を、ブロアモーター５により常時脱臭槽１６に送る。凝縮水、炭酸ガスは脱臭内の脱臭槽１６内の微生物により脱臭し排気口、排水口により機外に排出される。
【０００８】
このようにして発酵槽７内の有機廃棄物は徐々に発酵分解し、水分を除去されて、比較的軽くなった細かい粒子は、投入口１２側の発酵槽７Ａ内の上方へ浮上し、仕切板１１を溢れ流して排出口側の発酵槽７Ｂに溜まる。しかし発酵槽７Ｂ内でもさらに発酵分解・水分除去が進行するために、発酵槽７Ａ内より発酵槽７Ｂ内の方が有機廃棄物のコンポスト化が進み、水分含水率も低下して、排出口からストッカー１８へ排出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術では以下のような問題点がある。即ち、
（１）有機廃棄物処理装置に備えてある撹拌モータ３は、発酵槽７に投入される有機廃棄物の含水率、量、および有機廃棄物の発酵分解状態に関係なく、常時一定の時間で、ＯＮ／ＯＦＦかつＯＮする度に正逆繰り返し運転を行っている。また、循環ファンモーター４、ブロアモーター５は常時連続運転している。従って、投入される有機廃棄物の含水率、量に関係無く、必要以上の消費電力を要している。
（２）有機廃棄物処理装置に備えてある循環ファンモーター４は、発酵槽７内の有機廃棄物の発酵分解状態に関係なく、常時発酵槽７内の水蒸気や炭酸ガスを熱交換器１４に送り込んでいる。そのため含水率の少ない有機廃棄物を投入された時、若しくは過少投入時等、発酵分解を促進するための加熱手段および常時一定の時間で、ＯＮ／ＯＦＦ運転している撹拌モータ３の影響も受け、好気性微生物を培養した基材６の乾燥化、粉塵化が進み、好気性微生物を培養した基材６が水蒸気や炭酸ガスの循環経路へ詰まり、有機廃棄物の発酵分解能力の低下等の問題を生じる。
（３）有機廃棄物処理装置に備えてある循環ファンモーター４は、発酵槽７内の有機廃棄物の発酵分解状態に関係なく、常時発酵槽７内の水蒸気や炭酸ガスを熱交換器１４に送り込んでいる。そのため発酵分解を促進するための加熱手段および常時一定の時間で、ＯＮ／ＯＦＦ運転している撹拌モータ３の影響も受け、好気性微生物を培養した基材６に含まれている水分が減り、油分、糖分等の割合が増え、好気性微生物を培養した基材６が汚泥化を生じる場合もある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機廃棄物処理装置は、上記の課題に鑑み発明されたもので、上記の課題を解決するため、発酵槽７内温度検知用センサーを設け、有機廃棄物が投入された後の発酵槽内温度１の変化により、投入された有機廃棄物の含水率、量を判断し、撹拌モータ３、循環ファンモーター４およびブロアモーター５各々の運転を制御することによって、
（１）有機廃棄物を発酵分解処理していく過程の、消費電力を必要量に押さえることを特徴とする。
（２）発酵槽７内の好気性微生物を培養した基材６の乾燥化、粉塵化を防ぎ、好気性微生物を培養した基材６が水蒸気や炭酸ガスの循環経路への詰まるのを防止し、有機廃棄物の発酵分解能力の安定化を維持することを特徴とする。
（３）発酵槽７内の好気性微生物を培養した基材６の水分率を保ち、性状の安定化を確保することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて本発明の実施例を示す。本発明の実施例は、有機廃棄物処理装置に有機廃棄物を投入した後の、発酵槽内温度１の低下温度および発酵槽内温度１が基準温度まで復帰する後の間により、投入された有機廃棄物の含水率、量を推測し、撹拌モータ３、循環ファンモーター４，ブロアモーター５の運転率を制御するものである。図６に発酵槽内温度検知用センサー１９の取り付け位置を示す。発酵槽内温度検知用センサー１９を発酵槽７の外側底面に取り付け発酵槽内温度１を間接的に検出する。本実施例においては、発酵槽７の外側底面１ヵ所に取り付けるよう図示してあるが、発酵槽７に複数個取り付け，検出精度を上げることも可能である。図１に有機廃棄物投入時の発酵槽内温度１変化特性図を示す。発酵槽７内に投入される、有機廃棄物の量、含水率の違いにより、発酵槽内温度１の温度変化特性は異なる。例えば、特性Ｘに示すように、投入される有機廃棄物の含水率、量が共に少ない場合は、投入された後の発酵槽内温度１の低下は低く、かつ発酵槽内温度１が投入前温度に戻るための復帰時間も早い。逆に特性Ｙに示すように、投入される有機廃棄物の含水率、量が共に多い場合は、投入された後の発酵槽内温度１の低下は大きく、かつ発酵槽内温度１が投入前温度に戻るための復帰時間も遅くなる。図２、図３に発酵槽内温度１変化による、撹拌モータ３、循環ファンモーター４、ブロアモーター５運転制御フローチャートを示す。有機廃棄物処理装置の運転スイッチを入れ、投入扉２が開くまで、即ち有機廃棄物が投入されるまでは、撹拌モータ３、循環ファンモーター４、ブロアモーター５は共に１０％の運転率で運転する（初期運転）。投入扉２が開くまではその運転状態を保ち、投入扉２が開いた場合は、有機廃棄物が投入されることを推測し、またどのような有機廃棄物が投入されるか分からないため、撹拌モータ３は９０％の運転率、循環ファンモーター４、ブロアモーター５は共に連続運転に切り換える（投入予測運転）。投入扉２が閉まってから、設定してあるＲ時間（例えば、１時間）後、発酵槽内温度１が安定時の発酵槽７内基準温度Ｌ℃（例えば、６０℃）以上ならば、撹拌モータ３、循環ファンモーター４、ブロアモーター５は共に初期運転に戻る。
【００１２】
但し、Ｒ時間後Ｌ℃以下ならば、発酵槽内温度１が何℃まで低下するか最低低下温度を検出する。その最低低下温度が、温度範囲基準としているＭ℃（例えば、５０℃）、Ｎ℃（例えば、４０℃）、のどの範囲まで低下するかを検出する。検出することにより、温度的要素が決まる。次に最低低下温度からＬ℃まで復帰するのに、範囲基準としているＴ（例えば、１時間）、Ｓ（例えば、２時間）の、どの時間範囲で復帰するかを時間測定する。測定することにより、時間的要素が決まる。温度的要素と時間的要素により、撹拌モータ３、循環ファンモーター４、ブロアモーター５の運転率を設定する。その運転率設定表を図４，図５に示す。図４は撹拌モータ３、図５は循環ファンモーター４、ブロアモーター５の運転率設定表を示す。（本設定においては、循環ファンモーター４とブロアモーター５は同期運転するようになっているが、各々設定することも可能である。）設定例として、図１のＸ特性時は、低下温度がＭ℃以上Ｌ℃未満、復帰時間がＴ未満であるため、撹拌モータ３は２０％、循環ファンモーター４、ブロアモーター５は６０％の運転率となる。またＹ特性時は低下温度がＮ℃未満、復帰時間がＳ以上であるため、撹拌モータ３は９０％、循環ファンモーター４、ブロアモーター５は連続の運転率となる。設定された運転率で２４時間投入扉２が開けられず運転した場合は、発酵分解処理が終了したと判断し、初期運転状態に戻る。
【００１３】
なお本発明の実施例において、撹拌モータ３、循環ファンモーター４、ブロアモーター５は温度的要素、時間的要素により運転率を設定し２４時間設定運転率で運転するよう説明したが、さらに経過時間により運転率を変えて制御することも可能である。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、有機廃棄物が投入された後の発酵槽内温度１により、投入された有機廃棄物の含水率、量を判断し、撹拌モータ３、循環ファンモーター４およびブロアモーター５各々の運転を制御することによって、次のような効果が期待できる。即ち、
（１）有機廃棄物を発酵分解処理していく過程の、消費電力を必要量に押さた有機廃棄物処理装置を提供することが可能になる。
（２）好気性微生物を培養した基材６の乾燥化、粉塵化を防ぎ、好気性微生物を培養した基材６が水蒸気や炭酸ガスの循環経路への詰まるのを防止し、有機廃棄物の発酵分解能力の低下等の問題を解決することができ、信頼性が向上した有機廃棄物処理装置を提供することが可能になる。
（３）好気性微生物を培養した基材６に含まれているいるべき水分量を保つことができ、基材６の水分が減った際に生じる、好気性微生物を培養した基材６が汚泥化を防ぎ、信頼性が向上した有機廃棄物処理装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機廃棄物投入後の発酵槽内温度１変化特性図。
【図２】発酵槽内温度１変化による、撹拌モータ３、循環ファンモーター４、ブロアモーター５運転制御フローチャート（メインルーチン）。
【図３】発酵槽内温度１変化による、撹拌モータ３、循環ファンモーター４、ブロアモーター５運転制御フローチャート（サブルーチン）。
【図４】撹拌モータ３運転率設定表。
【図５】循環ファンモーター４、ブロアモーター５運転率設定表。
【図６】有機廃棄物の発酵分解装置の一般的な構成を示す説明図。
【符号の説明】
１…発酵槽内温度、２…投入扉、３…撹拌モータ、４…循環ファンモーター、５…ブロアモーター、６…基材、７…発酵槽、８…動力伝達機構、９…撹拌軸、１０…撹拌棒、１１…仕切板、１２…投入口、１３…送風ファンモーター、１４…熱交換器、１５…冷却ファン、１６…脱臭槽、１７…中和槽、１８…ストッカー、１９…発酵槽内温度検知用センサー。

Claims (3)

1. 好気性微生物を培養した基材６と水分を含んだ有機廃棄物を主体とした処理物を収容し有機廃棄物を発酵・乾燥させる発酵槽７と、有機廃棄物を投入するための投入口１２と、発酵槽７内の水蒸気を凝縮するための熱交換器１４と、内部に脱臭担体が充填された脱臭槽１６と、発酵槽７内の基材６と有機廃棄物を攪拌するための撹拌モータ３と、発酵槽７内の水蒸気を熱交換器１４に送り込む循環ファンモーター４と、凝縮された後の空気を脱臭槽１６に送り込むブロアモーター５で構成された有機廃棄物の処理装置において、発酵槽内温度検知用センサー１９を設け、有機廃棄物が投入された後の温度を検出し、温度変化により撹拌モータ３の運転を制御することを特徴とする有機廃棄物の処理装置。
2. 有機廃棄物が投入された後の温度を検出し、温度変化により循環ファンモーター４の運転を制御することを特徴とする請求項１記載の有機廃棄物の処理装置。
3. 有機廃棄物が投入された後の温度を検出し、温度変化によりブロアモーター５の運転を制御することを特徴とする請求項１記載の有機廃棄物の処理装置。

Images