JP2005022928A

JP2005022928A - コンポスト製造装置及びコンポストの製造方法

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Publication number: JP2005022928A
Application number: JP2003191360A
Authority: JP
Inventors: Hisami Oyamada; 久美小山田; Satoru Shimizu; 悟清水; Yoshinori Yomura; 吉則余村; Yasushi Hoshino; 寧星野
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】濃度の高い臭気ガスの発生を抑制することにより、設備の負荷なくコンポストを製造できるコンポストの製造装置及びコンポストの製造方法を提供する。
【解決手段】有機性廃棄物を収容し発酵させる発酵槽内と、該発酵槽内に空気を送り込むための送気ポンプと散気装置と、該発酵槽内の有機性廃棄物を撹拌するための撹拌手段と、該発酵内から出される臭気ガスを脱臭するための脱臭装置を備えた有機性廃棄物からコンポストを製造するコンポスト製造装置において、前記発酵槽内に、脱臭液を前記発酵槽内に散布するための脱臭液散布装置を設けたことを特徴とするコンポストの製造装置。有機性廃棄物を収容し、次いで前記有機性廃棄物に対して通気、撹拌を行い、前記有機性廃棄物を発酵させることによりコンポストを製造する方法において、撹拌を行う際に有機性廃棄物に対して脱臭液の散布を行うことを特徴とするコンポストの製造方法。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃棄物からコンポストを製造する装置及び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生ごみ等の有機性廃棄物の処理方法として、コンポスト処理方法が普及し、注目されている。コンポストは水分調整等の前処理を行った後、発酵することにより製造される。有機性廃棄物等をコンポストにすると、その堆肥は農地還元でき有効に再利用されるが、一方でコンポスト製造過程において発生する臭気の脱臭が必要である。コンポストの臭気としては、アンモニア、アミン等の窒素系化合物と、硫化水素、メルカプタン、チオカルボニル化合物等の硫黄系化合物が挙げられる。一般に、これら臭気の脱臭方法としては、香料を利用したマスキング法、活性炭、ゼオライト、サイクロデキストリン等の吸着作用を利用した物理的脱臭法、酸性やアルカリ性の化合物を用いる中和反応や、臭気自体を加熱することで分解する熱分解反応等を利用した化学的脱臭法、曝気、スクラバーを利用した生物的脱臭法等が知られており、コンポストの製造と併せて用いられてきた。
【０００３】
また、特許文献１では、コンポスト製造時に発生するアンモニア含有ガスを、固体状のリン酸マグネシウム又はリン酸マグネシウムを含むアンモニア吸着剤とを接触させて、アンモニア含有ガスからアンモニアを除去した後に、さらに生物脱臭するコンポスト臭気の脱臭方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−１１７３４１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれの技術も、コンポストの製造過程（撹拌時）において、平常時よりも臭気濃度が高い臭気ガスが発生するなど臭気濃度に経時的な変動がある場合、最も高くなるであろう濃度に合わせて脱臭設備の設計をしなければならず、処理能力や設備が過大になったり、コストが高くなったりしてしまう。また、最大濃度に合わせて設計された装置を用いて脱臭を行う場合、低濃度時の脱臭は非効率的に行われることになる。
【０００６】
また、特許文献１に記載の技術では、吸着剤を頻繁に交換しなくてはならずコストが高くなる。さらには、濃度の変動が激しい場合は吸着槽もしくは生物脱臭装置を過大に設計しなければならない。その場合、低濃度時の脱臭は効率的ではない。このように、特許文献１に記載の技術でも上記設備負荷やコストの問題は解決されていない。
【０００７】
本発明はかかる事情を鑑みてなされたものであり、コンポストの製造過程において発生する臭気を効率よく脱臭処理し、濃度の高い臭気ガスの発生を抑制することにより、設備の負荷なくコンポストを製造できるコンポストの製造装置及びコンポストの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、撹拌時における平常時よりも濃度の高い臭気ガスの発生を抑制し、臭気の濃度を平準化するためには、撹拌を行う際に臭気ガス発生源に対して脱臭液の散布を行うのが効果的であることを見いだし、本発明に至った。すなわち、本発明は以下を特徴とする。
【０００９】
［１］有機性廃棄物を収容し発酵させる発酵槽と、該発酵槽内に空気を送り込むための送気ポンプと散気装置と、該発酵槽内の有機性廃棄物を撹拌するための撹拌手段と、該発酵内から出される臭気ガスを脱臭するための脱臭装置を備えた有機性廃棄物からコンポストを製造するコンポスト製造装置において、前記発酵槽内に、脱臭液を前記発酵槽内に散布するための脱臭液散布装置を設けたことを特徴とするコンポストの製造装置。
【００１０】
［２］上記［１］の脱臭装置において排出される排液を、前記脱臭液の一部として用いるための手段をさらに有したことを特徴とするコンポストの製造装置。
【００１１】
［３］有機性廃棄物を収容し、次いで前記有機性廃棄物に対して通気、撹拌を行い、前記有機性廃棄物を発酵させることによりコンポストを製造する方法において、撹拌を行う際に有機性廃棄物に対して脱臭液の散布を行うことを特徴とするコンポストの製造方法。
【００１２】
［４］上記［３］において、脱臭液の散布を撹拌の開始前に行うことを特徴とするコンポストの製造方法。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明のコンポスト製造装置の一実施形態を示すものである。図１において、４は有機性廃棄物を収容し、発酵させる発酵槽であり、前記発酵槽４内には、前記発酵槽４内に空気を送り込むための送気ポンプ１と散気棒２と、発酵槽４内を撹拌するための攪拌機３と撹拌羽根１１が設けられ、上部には、脱臭液を発酵槽４内に散布するための脱臭液散布装置１０と、発酵槽４内から出される臭気ガスを次工程に送り出すライン７とが備えられている。さらに、前記脱臭液散布装置１０に脱臭液を送り込むために前記脱臭液散布装置１０の先には脱臭液槽８と脱臭液ポンプ９が接続されている。また、前記ライン７の先には生物脱臭装置５が接続され、前記生物脱臭装置５の上部には、脱臭後のガスを排出する排出口６と、前記生物脱臭装置５内に給水するための給水ポンプ１４と給水タンク１３が、前記生物脱臭装置５の下部には、脱臭後の排液を脱臭液槽８に戻すための排水ライン１２が備えられている。
【００１５】
図１によれば、有機性廃棄物を収容し、発酵させる発酵槽４内では、送気ポンプ１と散気棒２により通気され、攪拌機３と撹拌羽根１１により撹拌されることにより有機性廃棄物からコンポストを製造する。この製造過程において、例えば、撹拌の開始前に、脱臭液槽８から脱臭液ポンプ９により送り出された脱臭液が、脱臭液散布装置１０から発酵槽４内に散布される。脱臭液が発酵槽内に散布されることにより、発酵槽内にふくまれる臭気（臭気成分）が脱臭液と反応し、脱臭液に吸着され、脱臭が行われる。次いで、撹拌終了後、発酵槽４から排出される臭気ガスはライン７により生物脱臭装置５に送られ、脱臭が行われる。その後、排出口６から臭気と分離されたガスが排出される。さらに、前記脱臭装置５において排出される排液は脱臭液槽８に導かれ、前記脱臭液の一部として用いる。
【００１６】
このように、撹拌が行われる際にコンポスト化過程にある有機性廃棄物に対して脱臭液を散布することにより、濃度の高い臭気ガスの発生を抑制し、次いで行われる脱臭装置における脱臭処理を効率よく行うことが可能となる。なお、上記において、散布を行うタイミングは撹拌が行われる前、撹拌中、撹拌直後のいずれであってもよい。さらに、散布を行う期間は、撹拌の開始前から、前記撹拌の終了直後まで続行しても良く、前記操作が行われる期間の一部又は全部において脱臭液の散布を行うことが可能である。このように脱臭液の散布を行うことにより、臭気濃度の高い臭気ガスの発生を抑制するだけでなく、平常時の臭気濃度を低減する効果もある。
【００１７】
さらには、上記の中でも、脱臭液の散布を撹拌が開始する前に行うことが好ましい。一般的に、臭気成分はガス（気体）であり、臭気ガス発生源（発酵層内）から発生した臭気ガスを脱臭液で脱臭しようとすると、気液反応となり、脱臭反応が進みにくい。そこで、対臭気成分に対して、十分な脱臭反応を行う為に、臭気ガス発生源（発酵層内）から臭気ガスが発生する前に臭気ガス発生源（発酵層内）に対して脱臭液を散布する。このように臭気ガス発生前に臭気ガス発生源（発酵層内）に対して脱臭液を散布し、臭気ガス発生源（発酵層内）に脱臭液を浸透させることにより、臭気ガスの発生を抑制することが可能となる。このメカニズムは、確かではないが、恐らく、臭気成分が他の物質に吸着した状態で脱臭液と反応するため、反応が進みやすく、効率良く脱臭反応が進むと推定される。また、臭気成分が脱臭液と反応し、キレートを形成し揮発しにくくなるといった場合も想定される。さらに、脱臭液の散布を撹拌が開始する前に行うことはコスト、操業性の点からも好ましい。
【００１８】
また、前記脱臭装置５において排出される排液を前記脱臭液の一部として用いることにより、例えば、アンモニア生物的脱臭法では、臭気成分のアンモニアが硝化細菌によって硝酸体窒素となり排液として排出される。そして、この排液中の硝酸体窒素が脱臭剤の一部として用いられコンポストに散布されることでコンポストより揮散した窒素がコンポスト中に戻りＣ／Ｎ比が正常に保たれ、コンポスト化が良好に進行するといった効果がある。また、排液処理の工程が省かれるとともに、脱臭液の使用量を減らすことが可能となり、経済的でもある。
【００１９】
なお、脱臭液の散布を行うにあたっての詳細な条件（例えば、直前の脱臭を行う時間、脱臭液の濃度、流速、流量）は適宜設定される。
【００２０】
本発明において使用される脱臭液は、市販の脱臭剤を溶媒に溶かして使用することができる。脱臭剤の形態は特に限定はしない。固体でも液体でも構わない。脱臭剤としては、例えば、有恒薬品工業株式会社製のデンセルや硫酸鉄である。また、脱臭剤を溶かす溶媒としては、例えば、水や硫酸が挙げられる。
【００２１】
なお、本発明において、前記脱臭装置５における脱臭処理には、生物的脱臭法、物理的脱臭法、化学的脱臭法等、通常行われている脱臭方法が用いられ、臭気の濃度が系外に排出しても問題のないレベルまで脱臭することを目的として行われるものである。
【００２２】
例えば、生物的脱臭法の対象となる生物としては、硝化細菌やチオバチルスなどがあげられる。担体としてはピートや籾殻、プラスチックやセラミックなどがあげられる。また担体に対する微生物の担持量としては、例えば、ピートに硝化細菌が０．１３×１０^７個／ｇ−ｄｒｙピート担持されていたことが報告されている。生物的脱臭は通常行われている方法を用いることができ、特に限定しない。例えば、ピート担体の場合は通気速度０．０５〜０．１ｍ／ｓ、充填層高さ１．５〜２ｍといった装置仕様で生物脱臭を行うことができる。
【００２３】
例えば、物理的脱臭法においては活性炭等を使用して行う。上記生物的脱臭法同様、脱臭は通常行われている方法を用いることができ、特に限定しない。例えば活性炭を用いた脱臭装置では４〜６メッシュ、通気速度０．３ｍ／ｓで脱臭を行うことができる。
【００２４】
【実施例】
（実施例１）
図１の装置を用い、コンポストの製造を行った。発酵槽４内に、生ゴミを投入し、通気と攪拌を行った。また発酵槽４内への通気量は毎分１．５ｌとした。攪拌は一日に２時間のみ決まった時間に連続して行った。発酵槽４の容量は１０ｌで生ゴミ投入量は３ｋｇとした。また、生物脱臭装置５内には木炭系の担体が充填されており容量は３ｌとした。発酵槽４内に散布される脱臭液としては、生物脱臭装置から排出される液を十分硝化させた液で希釈した０．２５ｍＭの硫酸第一鉄を用いた。得られた結果を図２〜図５に示す。
【００２５】
図２〜５は、発酵槽４内に異なった散布条件で脱臭液の散布を行い、発酵槽４から排出される臭気ガス、及び生物脱臭装置で処理後の排出ガスのアンモニア濃度を測定したものである。ここで、脱臭液の散布は１ｍｌ／分の流量で霧状で行った。図２は、脱臭剤の散布を行わず、そのまま生物脱臭装置で処理した場合、図３は、撹拌直前１時間脱臭液の散布を行った場合、図４は、撹拌直前１時間から攪拌終了まで連続して脱臭剤の散布を行った場合である。また、図５は、連続的に脱臭液を散布し続けた場合である。
【００２６】
図２によれば、攪拌時に発生する高濃度のアンモニアは生物脱臭装置では処理しきれず処理ガス中にアンモニアが残留してしまうことがわかる。図３〜４によれば、脱臭液の散布により、撹拌時の、平常時よりも高い濃度のアンモニアの発生が抑制され、臭気の濃度が平準化されていることがわかる。さらに、生物脱臭装置からの処理ガス中のアンモニア残留が全体を通して低減され、かつ濃度変動がなく均一化されていることがわかる。参考例である図５によれば、連続的に脱臭液を散布した場合は、生物脱臭装置で処理後の排出ガスのアンモニア残留濃度が検出限界以下となっており、処理ガス中からアンモニアガスの残留はないが、同時に、連続して脱臭液を使うためコストがかさむ等の問題がある。
【００２７】
（実施例２）
図６は、本発明のコンポスト製造装置のその他の実施態様を示すものである。図６において、１５は図１の生物脱臭装置に代わる活性炭脱臭装置である。なお、その他の構造は図１と同様であるので、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２８】
実施例１と同様に、図６の装置を用い、コンポストの製造を行った。実施例２では発酵槽４内の有機性廃棄物として、嫌気的な状態にしていた汚泥を用いたため、硫黄系ガスとして硫化水素ガスが発生した。得られた結果を図７〜図１０に示す。
【００２９】
図７〜１０は、発酵槽４内に異なった散布条件で脱臭液の散布を行い、発酵槽４から排出される臭気ガス及び活性炭脱臭装置で処理後の排出ガスの硫化水素濃度を測定したものである。ここで、脱臭液の散布は流量１ｍｌ／分で霧状に散布した。図７は、脱臭剤の散布を行わず、そのまま活性炭脱臭装置で処理した場合、図８は撹拌直前１時間脱臭液の散布を行った場合、図９は攪拌前後１時間（計２時間）の散布を行った場合である。図１０は攪拌中と攪拌後１時間（計２時間）の散布を行った場合である。
【００３０】
実施例１と同様に、図７によれば、攪拌時に発生する高濃度の硫化水素は活性炭脱臭装置では処理しきれず処理ガス中に硫化水素が残留してしまうことがわかる。一方、図８〜１０によれば、脱臭液の散布により、撹拌時の、平常時よりも高い濃度の硫化水素の発生が抑制され、臭気の濃度が平準化されたため、活性炭脱臭装置からの処理ガス中の硫化水素残留が全体を通して低減され、かつ濃度変動がなく均一化されていることがわかる。しかしながら、図１０では、撹拌直前の散布を行っていないため、高い濃度の硫化水素の発生に対する抑制効果が図９に比べ若干劣っていることがわかる。
【００３１】
以上、実施例１及び実施例２により、本発明では、濃度の高い臭気ガスの発生が抑制され、一時的にアンモニア、硫化水素が残存することなしに、コンポストの製造が行えることがわかる。
【００３２】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、コンポストの製造過程において発生する臭気を効率よく脱臭処理し、濃度の高い臭気ガスの発生を抑制することにより、設備の負荷なくコンポストを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンポスト製造装置の一実施態様を示す図である。
【図２】発酵槽４から排出される臭気ガス、及び生物脱臭装置で処理後の排出ガスのアンモニア濃度の経時変化を示した図である。
【図３】発酵槽４から排出される臭気ガス、及び生物脱臭装置で処理後の排出ガスのアンモニア濃度の経時変化を示した図である。
【図４】発酵槽４から排出される臭気ガス、及び生物脱臭装置で処理後の排出ガスのアンモニア濃度の経時変化を示した図である。
【図５】発酵槽４から排出される臭気ガス、及び生物脱臭装置で処理後の排出ガスのアンモニア濃度の経時変化を示した図である。
【図６】本発明のコンポスト製造装置のその他実施態様を示す図である。
【図７】発酵槽４から排出される臭気ガス、及び生物脱臭装置で処理後の排出ガスの硫化水素濃度の経時変化を示した図である。
【図８】発酵槽４から排出される臭気ガス、及び生物脱臭装置で処理後の排出ガスの硫化水素濃度の経時変化を示した図である。
【図９】発酵槽４から排出される臭気ガス、及び生物脱臭装置で処理後の排出ガスの硫化水素濃度の経時変化を示した図である。
【図１０】発酵槽４から排出される臭気ガス、及び生物脱臭装置で処理後の排出ガスの硫化水素濃度の経時変化を示した図である。
【符号の説明】
１送気ポンプ
２散気棒
３攪拌機
４発酵槽
５生物脱臭装置
６排出口
７ライン
８脱臭液槽
９脱臭液ポンプ
１０脱臭液散布装置
１１撹拌羽根
１２排水ライン
１３給水タンク
１４給水ポンプ
１５活性炭装置

Claims

有機性廃棄物を収容し発酵させる発酵槽と、
該発酵槽内に空気を送り込むための送気ポンプと散気装置と、
該発酵槽内の有機性廃棄物を撹拌するための撹拌手段と、
該発酵内から出される臭気ガスを脱臭するための脱臭装置を
備えた有機性廃棄物からコンポストを製造するコンポスト製造装置において、
前記発酵槽内に、脱臭液を前記発酵槽内に散布するための脱臭液散布装置を設けたことを特徴とするコンポストの製造装置。
前記脱臭装置において排出される排液を、前記脱臭液の一部として用いるための手段をさらに有したことを特徴とする請求項１に記載のコンポストの製造装置。
有機性廃棄物を収容し、次いで前記有機性廃棄物に対して通気、撹拌を行い、前記有機性廃棄物を発酵させることによりコンポストを製造する方法において、撹拌を行う際に有機性廃棄物に対して脱臭液の散布を行うことを特徴とするコンポストの製造方法。
脱臭液の散布を撹拌の開始前に行うことを特徴とする請求項３に記載のコンポストの製造方法。