JP2004057946A - 発酵処理槽及び発酵処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撹拌粉砕能力や撹拌粉砕効率が高く、生ごみなどの有機性廃棄物を短時間に大量処理することが可能な発酵処理槽及び発酵処理装置を提供する。
【解決手段】投入された有機性廃棄物を混合破砕すると共に、微生物を用いて発酵分解させるものであって、底面部１２が円弧状に形成された横長の槽本体内１１に、底面部１２の中心線上に位置するよう回転駆動手段に連結された回転軸１３を長手方向に沿って水平に配設し、この回転軸１３に撹拌パドル１５，１６を固定するとともに、この撹拌パドル１５，１６と協働して投入された有機性廃棄物を破砕する固定刃１９，２０の複数を、前記槽本体１１内の所要部位に配設して発酵処理槽２とし、この発酵処理槽２を主要な要素として発酵処理装置を構成する。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、生ごみ、紙おむつなどの有機性廃棄物を、微生物を用いて発酵処理させるための発酵処理槽、及びこの発酵処理槽を構成の一部とする発酵処理装置に関するもので、廃棄物処理技術に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生ごみなどの有機性廃棄物を処理する方法の一つとして、微生物を用いて発酵処理して、得られた分解物を肥料や土壌改良材として利用する方法が採用されているが、この微生物による発酵処理を利用した装置では、有機性廃棄物中に固形物や、紙おむつ等の難分解物質が混入している場合には、それらを事前に破砕してから発酵処理するか、発酵処理槽内で破砕と発酵処理する必要があった。
【０００３】
これら固形物や、難分解物質を破砕せずに発酵処理を行った場合には、処理物に微生物が進入して分解を開始するのに相当の時間を要し、発酵処理の時間が長くなるとともに、排出物に処理されない原形のものが残存するなどの問題が発生することがある。
【０００４】
そこで、これらの問題発生を回避するものとして、粉砕機能付の発酵処理槽に関するもの、例えば、特開平９−２５３６１４号公報においては、回転軸に複数の撹拌爪を軸線方向に間隔を開け、かつ回転軸の全周を円周方向に均等に配分した位置に配列した生ごみ処理槽が、また、特開２０００−３１７４３１号公報では、回転軸の外周に、ステンレス鋼からなり、形状の異なる複数の単板羽と掻板付羽を取付けた生ごみ処理槽などが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報で提案された生ごみ処理槽は、その構造に起因して、撹拌破砕能力や撹拌粉砕効率の高いもので、撹拌粉砕によって生ごみを微細化して微生物との混合を促進し、固形分を短時間で消滅させて処理を迅速確実に行い、悪臭の発生を防止することができるという効果を奏するものであるが、その構造は精細・緻密であり、処理槽の維持管理、清掃を含めた運転管理に細心の注意を払わねばならないものである。
【０００６】
かかる現状に鑑み、発明者らは、撹拌粉砕能力や撹拌粉砕効率が高く、生ごみなどの有機性廃棄物を短時間に大量処理することが可能な発酵処理槽で、かつ構造が簡単で、槽の維持管理、清掃を含めた運転管理が容易な発酵処理槽を提供すべく検討を行った。
【０００７】
その結果、発酵処理槽を断面Ｕ字状の横置型形状とし、半円筒状の発酵処理槽底面部に、回転軸に設けられた撹拌パドルと協働し、有機性廃棄物を破砕する複数の固定刃を設けることによって、さらには、前記撹拌パドルを、回転軸から軸方向に間隔を有して突出する２本の垂直羽根と、これらの垂直羽根の先端近傍を連結する水平羽根とからなる構成のものにすることによって、前記課題を解決し得ることを見出し、この発明を完成させた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、この発明の請求項１に記載の発明は、
投入された有機性廃棄物を混合破砕すると共に、微生物を用いて発酵分解させるものであって、
底面部が円弧状に形成された横長の槽本体内に、底面部の中心線上に位置するよう回転駆動手段に連結された回転軸が長手方向に沿って水平に配設され、
この回転軸に撹拌パドルを固定するとともに、この撹拌パドルと協働して投入された有機性廃棄物を破砕する固定刃の複数が、前記槽本体内の所要部位に配設されていること
を特徴とする発酵処理槽である。
【０００９】
また、この発明の請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の発酵処理槽において、
前記撹拌パドルと協働する固定刃は、
槽本体における円弧状の底面部の相対する部位に設けられていること
を特徴とするものである。
【００１０】
また、この発明の請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の発酵処理槽において、
前記底面部の相対する部位に配設される固定刃は、
円弧状の底面部の中心と、前記回転軸の軸心を結ぶ垂線を中心とする前後４５°の角度で示される範囲内に設けられていること
を特徴とするものである。
【００１１】
また、この発明の請求項４に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の発酵処理槽において、
前記底面部の相対する部位に配設される固定刃は、
円弧状の底面部の中心と、前記回転軸の軸心を結ぶ垂線を中心とする前後４５°の角度で示される範囲内で、かつ円弧状部の終端に設けられていること
を特徴とするものである。
【００１２】
また、この発明の請求項５に記載の発明は、
請求項１に記載の発酵処理槽において、
前記撹拌パドルは、
前記回転軸から軸方向に間隔を有して突出する２本の垂直羽根と、これらの垂直羽根の先端近傍を連結する水平羽根とからなること
を特徴とするものである。
【００１３】
また、この発明の請求項６に記載の発明は、
請求項５に記載の発酵処理槽において、
前記撹拌パドルは、
水平羽根の端部の一方が、垂直羽根の先端から略水平に延びて自由端を構成していること
を特徴とするものである。
【００１４】
また、この発明の請求項７に記載の発明は、
請求項１、請求項５又は請求項６に記載の発酵処理槽において、
前記撹拌パドルは、
前記回転軸に複数取付けられていること
を特徴とするものである。
【００１５】
また、この発明の請求項８に記載の発明は、
請求項１、請求項５又は請求項６に記載の発酵処理槽において、
前記撹拌パドルは、
前記回転軸の軸方向に略等間隔に、かつ回転軸から交互に反対方向に突出して複数が配設されていること
を特徴とするものである。
【００１６】
また、この発明の請求項９に記載の発明は、
請求項１に記載の発酵処理槽において、
前記回転駆動手段は、
電動モータであって、前記回転軸を交互に正・逆反転駆動が可能なものであること
を特徴とするものである。
【００１７】
また、この発明の請求項１０に記載の発明は、
請求項１乃至９のいずれかに記載の発酵処理槽と、この発酵槽内を加温するヒータ、発酵槽内に外気を吸入する外気吸入部、及び発酵槽内部の空気を脱臭して排出する脱臭部とを備えているものであること
を特徴とする発酵処理装置である。
【００１８】
また、この発明の請求項１１に記載の発明は、
請求項１０に記載の発酵処理装置において、
前記脱臭部は、
脱臭機と、脱臭機と発酵槽との間に接続され、前記発酵槽内の空気を、脱臭機に送るブロワーからなること
を特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の発酵処理槽および発酵処理装置の、好適な実施の形態を添付の図面に基づいて説明するが、この発明は、実施の形態に開示されたものにのみ限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えることが可能である。
【００２０】
図１は、この発明に係る発酵処理装置の一例の構成を示す概略説明図で、発酵処理装置１は、有機性廃棄物を処理するための発酵処理槽２と、この発酵処理槽２を加熱加温するためのヒータ３と、このヒータ３の温度を制御するヒータ温度制御部８と、前記発酵処理槽２内に外気を導入するための外気吸入部５と、前記発酵処理槽２内の空気を、ブロワー７を介して受入れる、活性炭を用いる脱臭機を内蔵する脱臭部６とから構成されるものである。
【００２１】
かかる構成において、発酵処理槽２内に投入された有機性廃棄物は、撹拌処理されることによって、同じく投入された発酵分解用の微生物と接触すると共に、ヒータ３により温度を、外気吸入部５から外気の供給を受けながら、後述する発酵処理槽２内の撹拌パドル１５，１６及び固定刃１９，２０によって撹拌粉砕され、所定の時間だけ発酵処理されるもので、発酵処理槽２内の空気はブロワー７を介して取り出され、脱臭部６において脱臭処理され、排気部９から外部に排出されるものである。
【００２２】
前記の発酵処理槽２は、図２で明らかなように、底面部１２が円弧状に形成された横長の槽本体１１と、この槽本体１１の底面部１２の中心線上で、かつ長手方向に沿って水平に設置された回転軸１３と、その回転駆動装置としてのモータ１４と、前記回転軸１２に固定された２つの撹拌パドル１５，１６と、槽本体１１の底面部１２に固定され、前記撹拌パドル１５，１６と協働し、有機性廃棄物を破砕し、撹拌する複数の固定刃１９，２０とから構成されるものである。
【００２３】
前記撹拌パドル１５は、図２で明らかなように、所要の間隔を存して２本の垂直羽根１５ａ，１５ｂを、前記回転軸１３に対して直交状態で突設すると共に、これらの垂直羽根１５ａ，１５ｂの先端部を水平羽根１５ｃによって連結し、この水平羽根１５ｃの一方端を、側面部１７側に向けて回転軸１３と平行に延出させて自由端１５ｄとしたもので、撹拌パドル１６も同様に、所要の間隔を存して２本の垂直羽根１６ａ，１６ｂが前記回転軸１３に対して直交状態で突設され、これらの垂直羽根１６ａ，１６ｂの先端部は、水平羽根１６ｃによって相互に連結されるとともに、この水平羽根１６ｃの一方端を、側面部１８側に向けて回転軸１３と平行に延出させて自由端１６ｄとしたもので、回転軸１３に所要の間隔を存して左右対称位置に固定されるものである。
【００２４】
その際、各撹拌パドル１５，１６の自由端１５ｃ，１６ｃの先端位置は、槽本体１１の各側面部１７，１８の近傍まで達する長さに設定されている。
【００２５】
一方、前記撹拌パドル１５，１６と協働して、有機性廃棄物を破砕し、撹拌する固定刃１９，２０は、図３で明らかなように、円弧状の底面部１２の中心と回転軸１３の軸心を結ぶ垂線を中心とする前後４５°の角度で示される円弧の末端に突設されている。
【００２６】
上記したように、固定刃１９，２０は、底面部１２の中心と回転軸１３の軸心を結ぶ垂線を中心とする、前後４５°の角度で示される円弧の末端に突設するのが最良であるが、その位置は、回転軸１３からの垂線を中心とする前後４０〜４５°の角度範囲で示される槽底面部の円弧上、さらには、回転軸１３からの垂線を中心とする前後４５°の角度で示される槽底面部の円弧上に設けられたものであれば、この発明の効果、すなわち、撹拌パドルとの噛合わせにより、例えば、紙おむつカバー、紙おむつ保管容器など、有機性廃棄物中の堅い部分を、ほとんど残すことなく高速に破砕することができる。
【００２７】
さらに、その際、固定刃と撹拌パドルとの間隔、固定刃の突出長さを以下のように設定すると、簡単な撹拌パドルと固定刃で、高速処理を行いながら十分な破砕ができ、微生物分解の促進につながり、より一層の発酵処理時間の短縮が図られる。
【００２８】
すなわち、図６は、撹拌パドル１６の垂直羽根１６ａ及び水平羽根１６ｃと底面部１２との間隔（Ｓ１）、垂直羽根１６ａと固定刃１９との間隔（Ｓ２）を示すもので、それらの間隔Ｓ１は５〜１５ｍｍに設定され、好ましくは約８ｍｍに設定され、また、Ｓ２は５〜１０ｍｍに設定され、好ましくは約５ｍｍに設定されるもので、さらに固定刃１９の底面部１２からの突出長さ（Ｗ）は、１０〜２０ｃｍに設定され、好ましくは約１０ｃｍに設定される。
【００２９】
さらに、通常、有機性廃棄物を撹拌するか、又は有機性廃棄物に剪断付加を与える場合に、有機性廃棄物の量は発酵処理槽容量の６０〜７０％程度とされているが、固定刃を上記のような角度で設置すると、それらの有機性廃棄物を軽負荷で短時間に撹拌粉砕でき、特に、回転軸１３により撹拌パドル１５，１６を正・逆回転させることによって、より均一な撹拌を行うことができ、短時間で発酵処理することが可能となる。
【００３０】
【実施例】
図２で示される構造の発酵処理槽（容量４００Ｌ）に、使用済み紙おむつ８０ｋｇ（見掛容量４００Ｌ）と、生ごみ２５ｋｇ（見掛容量３５Ｌ）を投入し、回転軸の撹拌速度３ｒｐｍ、排気風量２ｍ^３／ｍｉｎの条件下に、好気性菌を主体とする発酵剤（株式会社ゴールド発酵技術研究所製Ｇ２１０）２００ｇを添加し、温度４５〜５２℃で１８時間、温度５５〜６５℃で４時間発酵処理を行った。
その後２時間かけて冷却し、内容物を目視観察したところ、紙おむつは完全に破砕されており、臭気も大幅に低減され、人糞、尿、生ごみは発酵分解されていた。
【００３１】
【発明の効果】
この発明の発酵処理槽は、槽本体の底面部を円弧状に構成し、この円弧状の底面部の特定位置に、撹拌パドルとの噛み合せによって有機性廃棄物を破砕する複数の固定刃を固定配置したことによって、有機性廃棄物中の硬い部分をほとんど残すことなく破砕処理でき、発酵分解処理をスムーズに行うことができる。
【００３２】
特に、この発明の発酵処理槽は、上記のように簡単な構造でありながら、有機廃棄物の破砕効果は大きく、発酵時間の短縮が可能となるとともに、構造の簡便性に起因して、発酵処理槽の清掃が容易であるばかりでなく、槽の維持管理や運転管理を非常に容易なものとするのである。
【００３３】
また、この発明の発酵処理装置は、特定の構造を有する発酵処理槽を中心に構成されているので、紙おむつなどの破砕処理が困難な有機廃棄物であっても、発酵処理槽に投入する前に破砕処理する必要がなく、発酵処理槽内で破砕を含めて発酵処理を行うことが可能なため、作業者が作業を衛生的に安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る発酵処理装置の一実施例の構成を示す概略説明図である。
【図２】この発明の発酵処理槽の一実施例を示す一部破断斜視図である。
【図３】発酵処理槽の底面部に固定された固定刃と撹拌パドルの位置関係を示す説明図である。
【図４】発酵処理槽の底面に固定された固定刃と撹拌パドルとの位置関係を示す要部拡大斜視図である。
【符号の説明】
１　　　　　発酵処理装置
２　　　　　発酵処理槽
３　　　　　ヒータ
５　　　　　外気吸入部
６　　　　　脱臭部
７　　　　　ブロワー
８　　　　　ヒータ温度制御部
９　　　　　排気部
１１　　　　槽本体
１２　　　　槽本体の底面部
１３　　　　回転軸
１４　　　　モータ
１５，１６　撹拌パドル
１７，１８　槽本体の側面部
２１，２０　固定刃

Claims (11)

1. 投入された有機性廃棄物を混合破砕すると共に、微生物を用いて発酵分解させるものであって、
   底面部が円弧状に形成された横長の槽本体内に、底面部の中心線上に位置するよう回転駆動手段に連結された回転軸が長手方向に沿って水平に配設され、
   この回転軸に撹拌パドルを固定するとともに、この撹拌パドルと協働して投入された有機性廃棄物を破砕する固定刃の複数が、前記槽本体内の所要部位に配設されていること
   を特徴とする発酵処理槽。
2. 前記撹拌パドルと協働する固定刃は、
   槽本体における円弧状の底面部の相対する部位に設けられていること
   を特徴とする請求項１に記載の発酵処理槽。
3. 前記底面部の相対する部位に配設される固定刃は、
   円弧状の底面部の中心と、前記回転軸の軸心を結ぶ垂線を中心とする前後４５°の角度で示される範囲内に設けられていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の発酵処理槽。
4. 前記底面部の相対する部位に配設される固定刃は、
   円弧状の底面部の中心と、前記回転軸の軸心を結ぶ垂線を中心とする前後４５°の角度で示される範囲内で、かつ円弧状部の終端に設けられていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の発酵処理槽。
5. 前記撹拌パドルは、
   前記回転軸から軸方向に間隔を有して突出する２本の垂直羽根と、これらの垂直羽根の先端近傍を連結する水平羽根とからなること
   を特徴とする請求項１に記載の発酵処理槽。
6. 前記撹拌パドルは、
   水平羽根の端部の一方が、垂直羽根の先端から略水平に延びて自由端を構成していること
   を特徴とする請求項５に記載の発酵処理槽。
7. 前記撹拌パドルは、
   前記回転軸に複数取付けられていること
   を特徴とする請求項１、請求項５又は請求項６に記載の発酵処理槽。
8. 前記撹拌パドルは、
   前記回転軸の軸方向に略等間隔に、かつ回転軸から交互に反対方向に突出して複数が配設されていること
   を特徴とする請求項１、請求項５又は請求項６に記載の発酵処理槽。
9. 前記回転駆動手段は、
   電動モータであって、前記回転軸を交互に正・逆反転駆動が可能なものであること
   を特徴とする請求項１に記載の発酵処理槽。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の発酵処理槽と、この発酵槽内を加温するヒータ、発酵槽内に外気を吸入する外気吸入部、及び発酵槽内部の空気を脱臭して排出する脱臭部とを備えているものであること
    を特徴とする発酵処理装置。
11. 前記脱臭部は、
    脱臭機と、脱臭機と発酵槽との間に接続され、前記発酵槽内の空気を、脱臭機に送るブロワーからなること
    を特徴とする請求項１０に記載の発酵処理装置。

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