JP2005013850A - 有機性廃棄物処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同じ大きさの処理槽本体においても、被処理物の滞留時間を長くし、発酵を促進することのできる有機性廃棄物処理装置を提供する。
【解決手段】横向き筒状の処理槽本体２の内部を、同処理槽本体２の中心軸線に沿う方向に所定間隔で配置した複数の隔壁１８〜２２により複数の撹拌槽２３〜２８に区画し、処理槽本体２の中心部に挿通支持した回転軸８に対して同一方向に回転する撹拌羽根取付筒４１，４３，４５と、逆方向に回転する撹拌羽根取付筒４２，４４，４６とを順次交互に設置し、各撹拌羽根取付筒４１〜４６に、各撹拌槽において被処理物を撹拌するための撹拌羽根４７〜５２を取り付けた有機性廃棄物処理装置。処理槽本体２に搬入された被処理物は、最上流の撹拌槽から下流の撹拌槽に移送される間に、好気性菌および空気と混ぜ合わされることで、発酵、分解が促進される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家畜糞尿、生ゴミ等の有機性廃棄物を処理して、堆肥を製品として生成する有機性廃棄物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生ゴミやし尿等の有機性廃棄物を処理する方法としては、数多くの提案がなされている。
【０００３】
特開平１１−３１９７８３号公報（特許文献１）には、し尿、浄化槽汚泥などのスラリー状の有機性廃棄物と生ゴミなどの固形の有機性廃棄物とを混合してパルパー破砕工程に導入して、パルパーで混合物中の液状分によって形成される渦流により有機性固形分を破砕し、その後に嫌気性発酵工程へ導入して発酵させ、メタンガスを回収する有機性廃棄物の処理方法が開示されている。
【０００４】
特開２００１−３００４８６号公報（特許文献２）には、有機性廃棄物を第１の可溶化槽で可溶化して第１の可溶化物を生成させ、第１の可溶化物を第１の可溶化残渣と第１の可溶化液とに固液分離し、第１の可溶化残渣を第２の可溶化槽で可溶化して第２の可溶化物を生成させ、第２の可溶化物を第２の可溶化残渣と第２の可溶化液とに固液分離し、第１の可溶化液と第２の可溶化液とをメタン発酵槽に導入してメタン発酵させるメタン発酵処理方法が開示されている。
【０００５】
特開２００２−１８３９８号公報（特許文献３）には、生ゴミから夾雑物を除去し微小に破砕処理した後の有機性廃棄物を酸発酵槽を用いて有機酸に変換しメタン発酵槽を用いて嫌気性処理しメタンガス等と水からなる安定した排出物に減溶化する方法が開示されている。
【０００６】
特開２００２−３３６８２５号公報（特許文献４）には、生ゴミ、し尿、浄化槽汚泥等の有機性廃棄物を遠心型破砕分別機で粗破砕分別して生ゴミ等の破砕物と夾雑物とに分別し、破砕物を可溶化し、その可溶化処理物を固液分離装置で固液分離した液状分をメタン発酵の原料とし、固形分を再資源化原料とする有機性廃棄物のリサイクル方法が開示されている。
【０００７】
一方、破砕後に固液分離された固形物の処理としては、特開平６−３０４５４２号公報（特許文献５）に、箱形の処理槽を上下２段に設けると共に、処理槽の外側に空気を取り入れる空気取り入れ管と、空気を処理槽内に戻す空気戻し管とを設け、これらに連結する熱交換器と、この熱交換器に外気を吸い込んで送風する送風手段とを設け、処理槽内を発酵に必要な５０〜８０℃に保つように構成し、空気戻し管の途中に処理槽内の空気を熱交換器に循環させる循環ファンを設けた固形有機廃棄物の処理装置が開示されている。処理槽内には、回転軸に放射状に固定された撹拌腕が多数設けられ、処理物を撹拌させながら好気性菌による発酵を促進し、水（水蒸気）とガスに分解し、固形分を堆肥（コンポスト）として取り出す。
【０００８】
特開平７−１２４５３８号公報（特許文献６）には、処理槽を、断面形状円弧状の湾曲面を並列に２つ連結した底部を有する矩形箱形状とした固形有機廃棄物の処理装置が開示されている。そして、２本の回転軸よりも、２つの連結した底部の連結部が低くなる構成とし、また処理槽に仕切りを設けることで、処理槽の処理能力を大きくし、被処理物の槽内の移動を頻繁に行うことで、処理効率の向上を図っている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−３１９７８３号公報
【特許文献２】
特開２００１−３００４８６号公報
【特許文献３】
特開２００２−１８３９８号公報
【特許文献４】
特開２００２−３３６８２５号公報
【特許文献５】
特開平６−３０４５４２号公報
【特許文献６】
特開平７−１２４５３８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前掲の特許文献５に開示された有機性廃棄物処理装置では、廃棄物は、上段の処理槽および下段の処理槽にそれぞれ設けられる撹拌腕で全て同じ方向に撹拌されながら軸方向に搬送されて行き、処理槽の終端の端版からオーバーフローして排出されるようになっている。そのため、好気性菌による発酵時間を確保するには、処理槽内での廃棄物の滞留時間を長くする必要があり、処理量に限界がある。また、処理槽が１段では、未発酵の製品（コンポスト）の割合が多いため、２段の処理槽が必要となり、大型化する。
【００１１】
また、前掲の特許文献６に開示された処理槽では、処理槽の長手方向中央部に仕切板を設けているが、撹拌腕は回転軸により同一方向に回転するのみであり、処理槽内における廃棄物の滞留時間に限界がある。
【００１２】
そこで本発明は、同じ大きさの処理槽本体においても、被処理物の滞留時間を長くし、発酵を促進することのできる有機性廃棄物処理装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の第１の構成は、横向き筒状の処理槽本体の内部を、同処理槽本体の中心軸線に沿う方向に所定間隔で配置した複数の隔壁により複数の撹拌槽に区画し、前記処理槽本体の中心部に挿通支持した回転軸に対して同一方向に回転する撹拌羽根取付筒と、前記回転軸に対して逆方向に回転する撹拌羽根取付筒とを前記複数の撹拌槽内に順次交互に設置し、前記各撹拌羽根取付筒に、各撹拌槽において被処理物を撹拌するための撹拌羽根を取り付けた有機性廃棄物処理装置である。
【００１４】
この第１の構成においては、処理槽本体は、複数の隔壁により複数の撹拌槽に区画されており、各撹拌槽に設けられた撹拌羽根は、隣接する撹拌槽において逆回転するように構成されている。処理槽本体に搬入された被処理物は、最上流の撹拌槽内において、好気性菌の種菌と撹拌される。この撹拌により、被処理物は好気性菌および空気と混ぜ合わされることで、分解が促進される。最上流の撹拌槽内において発酵処理された被処理物は、次の撹拌槽内に搬送され、逆方向に回転する撹拌羽根によって撹拌される。これを繰り返して、発酵処理、乾燥処理が完了した製品（コンポスト）は、処理槽本体から外部に取り出される。このように、各撹拌槽に設けられた撹拌羽根は、隣接する撹拌槽において逆回転するように構成されているので、被処理物の滞留時間が長くなり、発酵を促進することができる。
【００１５】
本発明の第２の構成は、第１の構成において、前記処理槽本体の前方端板に、前記回転軸の位置よりも高くて、最初の撹拌槽における撹拌羽根の回転により被処理物が押し込まれる側の横方向に偏倚した位置に被処理物搬入孔を形成し、前記各撹拌槽を区画する隔壁に、前記回転軸の位置よりも高くて、上流側の撹拌槽における撹拌羽根が被処理物を押し上げる側の横方向に偏倚した位置に被処理物が溢流するゲートを開口し、前記処理槽本体の後方端板に、前記回転軸の位置よりも高くて、最下流の撹拌槽における撹拌羽根が被処理物を押し上げる側の横方向に偏倚した位置に被処理物が溢流する製品出口を形成したものである。
この第２の構成においては、最上流の撹拌槽内において発酵処理された被処理物は、撹拌羽根で下流側の隔壁に設けられたゲートから溢流し、次の撹拌槽内に搬送され、逆方向に回転する撹拌羽根によって撹拌される。これを繰り返して、発酵処理、乾燥処理が完了した製品は、処理槽本体の製品出口から溢流し、外部に取り出される。このように、各撹拌槽を区画する隔壁に形成されるゲートは左右交互に設けられるので、被処理物の通路はジグザグ状になり、直線状の通路の処理装置に対して、被処理物の滞留時間が長くなる。したがって、同じ大きさの処理槽本体であっても、発酵を促進することができる。。
【００１６】
本発明の第３の構成は、第１または第２の構成において、複数の撹拌槽を、下流側の撹拌槽の容積が、上流側の撹拌槽の容積よりも小さくなるように構成したものである。
この第３の構成においては、被処理物がコンポストになる過程で減容化するため、下流側は容積が小さく、上流側を大きくすることで、容積を有効に使うことができる。
【００１７】
本発明の第４の構成は、第１ないし第３の構成における、前記回転軸に対して逆方向に撹拌羽根取付軸を回転させる機構を、遊星歯車としたものである。
この第４の構成により、同一回転軸を使用して、各撹拌槽における撹拌羽根を互いに逆回転させる機構を実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図１１を用いて説明する。
図１は本実施の形態に係る有機性廃棄物処理装置の縦断正面図、図２はその左側面図、図３はその正面図及び右側面図、図４は図１のＡ矢視断面図、図５は横断平面図、図６は撹拌槽の第一槽の右回転用撹拌羽根正面図、図７は第三槽および第五槽の右回転用撹拌羽根正面図、図８は右回転用撹拌羽根の側面図、図９は第二槽の左回転用撹拌羽根正面図、図１０は第四槽および第六槽の左回転用撹拌羽根正面図、図１１は左回転用撹拌羽根の側面図である。
【００１９】
これらの図において、有機性廃棄物処理装置１は、処理槽本体２と、加温装置３と、支持台４と、点検歩廊５とを備えている。
処理槽本体２の中心には、軸受６，７によって支持された回転軸８が貫通して設けられており、この回転軸８は、処理槽本体２の正面側に設けられたギヤドモータ９によって駆動される駆動スプロケット１０に掛けられたチェーン１１によって回転伝達される受動スプロケット１２により回転駆動される。図中１３はチェーンカバーである。
【００２０】
処理槽本体２の前方端板１４と後方端板１５の間に挟まれた内部は、第一隔壁１８〜第五隔壁２２によって複数の撹拌槽（本例では、第一撹拌槽２３、第二撹拌槽２４、第三撹拌槽２５、第四撹拌槽２６、第五撹拌槽２７、第六撹拌槽２８）に区画されている。本実施の形態では、第一撹拌槽２３の容積が最も大きく、第二撹拌槽２４の容積が次に大きく、第三撹拌槽２５〜第六撹拌槽２８は同じ容積で第二撹拌槽２４の容積より小さく形成されている。
【００２１】
図２に示すように、前方端板１４には回転軸８の位置よりも右上の位置に被処理物搬入孔１６が設けられ、第一隔壁１８〜第５隔壁２２には、奇数番目の隔壁には左上部にゲート２９が、偶数番目の隔壁には右上部にゲート３０がそれぞれ設けられており、処理槽本体２の後方端板１５には、製品出口１７が形成されている。また、前方端板１４には、処理槽本体２内部で発生する水蒸気やガスを換気する換気孔３１が設けられている。
【００２２】
処理槽本体２の下半部に設けられる加温装置３は、処理槽本体２の底部を温水で所定温度、すなわち好気性菌の活動に適した温度である５０〜８０℃に保つ保温水タンク３２と、その保温水タンク３２を外気温から遮蔽する断熱材３３とを有しており、保温水供給管３４から供給された温水は、処理槽本体２の底部を加温し、温度が下がった水は保温水排出管３５から排出され、図示しないボイラーで加熱して再び保温水供給管３４から保温水タンク３２内へ循環供給される。図中３６は保温水確認管である。なお、好気性菌は自分の発酵熱で温度が上がるので、必ずしも加温装置３を動作させる必要がない場合がある。
【００２３】
処理槽本体２の底部には、保温水タンク３２内を配管された複数のエアー管３７の先端部が取り付けられており、レシーバ管３８に接続されたエアーポンプ（図示せず）から供給された空気を適温に加熱して処理槽本体２の底部に送り込む。
処理槽本体２の上部には、各撹拌槽の状態を目視するための点検窓３９と、その対向側に明かり取りのための照明窓４０が設けられている。
【００２４】
前述した撹拌槽２３〜２８には、回転軸と同軸に撹拌羽根取付筒４１〜４６が設置され、各撹拌羽根取付筒４１〜４６には、それぞれ撹拌羽根４７〜５２が取り付けられている。
第一撹拌槽２３の撹拌羽根取付筒４１と撹拌羽根４７の形状を図６および図８に示す。撹拌羽根４７は、撹拌羽根取付筒４１に放射状に取り付けられていて、補強パイプ５３で互いに連結されている。一対の撹拌羽根４７の先端部と中途部には、くさび上の断面をもつ撹拌バー５４が固定されている。図６に示すように、第一撹拌槽２３の撹拌羽根４７の両側部には、前方端板１４と第一隔壁１８の内周面に付着した被処理物を掻き取るスクレーパ５５が設けられている。図８は、図面上、右回転を行う撹拌羽根を示したもので、撹拌バー５４の断面くさび状の尖った方は、右回転の進み側を向いている。このくさび状の撹拌バー５４で被処理物を撹拌させると共に、第一撹拌槽２３の内周壁に付着した固形物をそぎ取る。
【００２５】
第二撹拌槽２４の撹拌羽根取付筒４２と撹拌羽根４８の形状を図９および図１１に示す。撹拌羽根４８は、撹拌羽根取付筒４２に放射状に取り付けられていて、補強パイプ５３で互いに連結されている。一対の撹拌羽根４８の先端部と中途部には、くさび上の断面をもつ撹拌バー５４が固定されている。図９に示すように、第二撹拌槽２４の撹拌羽根４８の両側部には、第一隔壁１８と第二隔壁１９の内周面に付着した被処理物を掻き取るスクレーパ５５が設けられている。図１１は、図面上、左回転を行う撹拌羽根を示したもので、撹拌バー５４の断面くさび状の尖った方は、左回転の進み側を向いている。このくさび状の撹拌バー５４で被処理物を撹拌させると共に、第二撹拌槽２４の内周壁に付着した固形物をそぎ取る。
【００２６】
図７は第三撹拌槽２５と第五撹拌槽２７に設置される右回転の撹拌羽根取付筒４３，４５と撹拌羽根４９，５１を示しており、図１０は第四撹拌槽２６と第六撹拌槽２８に設置される左回転の撹拌羽根取付筒４４，４６と撹拌羽根５０，５２を示している。
各撹拌槽２３〜２８における撹拌羽根取付筒４１〜４６の回転方向と、被処理物の流れを図５の横断平面図に示す。撹拌羽根取付筒４１，４３，４５は回転軸８と同じ方向（図では右回転）で回転駆動され、撹拌羽根取付筒４２，４４，４６は遊星歯車５６により、回転軸８とは逆方向に回転駆動される。
【００２７】
処理槽本体２の前方端板１４の被処理物搬入孔１６より搬入された被処理物は、第一撹拌槽２３内において、右回転する撹拌羽根４７で好気性菌の種菌と撹拌される。この撹拌の過程で、処理槽本体２は保温水タンク３２に通水された温度５０〜８０℃に保温されており、好気性菌の種菌および空気と混ぜ合わされることで、臭い分子等の分解が促進される。第一撹拌槽２３において発酵処理された被処理物は、撹拌羽根４７により、第一隔壁１８に設けられたゲート２９から溢流し、第二撹拌槽２４内に導入され、左回転する撹拌羽根４８によって撹拌される。これを第三撹拌槽２５〜第六撹拌槽２８まで繰り返して、発酵処理、乾燥処理が完了した製品（コンポスト）は、処理槽本体２の製品出口１７から溢流し、外部に取り出される。
【００２８】
このように、各撹拌槽２３〜２８に設けられた撹拌羽根４７〜５２は、隣接する撹拌槽において逆回転するように構成され、かつ、各撹拌槽を区画する隔壁に形成されるゲート２９，３０は左右交互に設けられるので、被処理物の通路はジグザグ状になり、直線状の通路の処理装置に対して、被処理物の滞留時間が長くなる。したがって、同じ大きさの処理槽本体であっても、発酵を促進することができる。
【００２９】
また、第一撹拌槽２３の容積を最も大きく、第二撹拌槽２４の容積を次に大きく、第三撹拌槽２５〜第六撹拌槽２８を同じ容積で第二撹拌槽２４の容積より小さく形成することにより、各撹拌羽根を同一回転速度で駆動したときの各撹拌槽における被処理物の滞留時間を調整でき、製品に近くなるにつれて、乾燥を促進することができる。
【００３０】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、各撹拌槽に設けられた撹拌羽根は、隣接する撹拌槽において逆回転するように構成され、かつ、各撹拌槽を区画する隔壁に形成されるゲートは左右交互に設けられるので、被処理物の通路はジグザグ状になり、直線状の通路の処理装置に対して、被処理物の滞留時間が長くなる。したがって、同じ大きさの処理槽本体であっても、発酵を促進することができる。
【００３１】
複数の撹拌槽を、下流側の撹拌槽の容積を、上流側の撹拌槽の容積よりも小さく構成することにより、被処理物がコンポストになる過程で減容化することを考慮して、各撹拌槽の容積を有効に使うことができる。
さらに、遊星歯車を用いることにより、同一回転軸を使用して、各撹拌槽における撹拌羽根を互いに逆回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る有機性廃棄物処理装置の縦断正面図である。
【図２】本実施の形態の左側面図である。
【図３】（ａ）は本実施の形態の正面図、（ｂ）は同右側面図である。
【図４】図１のＡ矢視断面図である。
【図５】本実施の形態の横断平面図である。
【図６】本実施の形態の撹拌槽の第一槽の右回転用撹拌羽根正面図である。
【図７】本実施の形態の第三槽および第五槽の右回転用撹拌羽根正面図である。
【図８】本実施の形態の右回転用撹拌羽根の側面図である。
【図９】本実施の形態の第二槽の左回転用撹拌羽根正面図である。
【図１０】本実施の形態の第四槽および第六層の左回転用撹拌羽根正面図である。
【図１１】本実施の形態の左回転用撹拌羽根の側面図である。
【符号の説明】
１ 有機性廃棄物処理装置
２ 処理槽本体
３ 加温装置
４ 支持台
５ 点検歩廊
６，７ 軸受
８ 回転軸
９ ギヤドモータ
１０ 駆動スプロケット
１１ チェーン
１２ 受動スプロケット
１３ チェーンカバー
１４ 前方端板
１５ 後方端板
１６ 被処理物搬入孔
１７ 製品出口
１８ 第一隔壁
１９ 第二隔壁
２０ 第三隔壁
２１ 第四隔壁
２２ 第五隔壁
２３ 第一撹拌槽
２４ 第二撹拌槽
２５ 第三撹拌槽
２６ 第四撹拌槽
２７ 第五撹拌槽
２８ 第六撹拌槽
２９，３０ ゲート
３１ 換気孔
３２ 保温水タンク
３３ 断熱材
３４ 保温水供給管
３５ 保温水排出管
３６ 保温水確認管
３７ エアー管
３８ レシーバ管
３９ 点検窓
４０ 照明窓
４１〜４６ 撹拌羽根取付筒
４７〜５２ 撹拌羽根
５３ 補強パイプ
５４ 撹拌バー
５５ スクレーパ
５６ 遊星歯車

Claims (4)

1. 横向き筒状の処理槽本体の内部を、同処理槽本体の中心軸線に沿う方向に所定間隔で配置した複数の隔壁により複数の撹拌槽に区画し、
   前記処理槽本体の中心部に挿通支持した回転軸に対して同一方向に回転する撹拌羽根取付筒と、前記回転軸に対して逆方向に回転する撹拌羽根取付筒とを前記複数の撹拌槽内に順次交互に設置し、
   前記各撹拌羽根取付筒に、各撹拌槽において被処理物を撹拌するための撹拌羽根を取り付けたことを特徴とする有機性廃棄物処理装置。
2. 前記処理槽本体の前方端板に、前記回転軸の位置よりも高くて、最初の撹拌槽における撹拌羽根の回転により被処理物が押し込まれる側の横方向に偏倚した位置に被処理物搬入孔を形成し、
   前記各撹拌槽を区画する隔壁に、前記回転軸の位置よりも高くて、上流側の撹拌槽における撹拌羽根が被処理物を押し上げる側の横方向に偏倚した位置に被処理物が溢流するゲートを開口し、
   前記処理槽本体の後方端板に、前記回転軸の位置よりも高くて、最下流の撹拌槽における撹拌羽根が被処理物を押し上げる側の横方向に偏倚した位置に被処理物が溢流する製品出口を形成したことを特徴とする請求項１記載の有機性廃棄物処理装置。
3. 前記複数の撹拌槽は、下流側の撹拌槽の容積が、上流側の撹拌槽の容積よりも小さく構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の有機性廃棄物処理装置。
4. 前記回転軸に対して逆方向に撹拌羽根取付筒を回転させる機構は、遊星歯車である請求項１ないし３のいずれかの項に記載の有機性廃棄物処理装置。

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