JP2005046750A - 生ごみ処理機に用いる微生物担持体 - Google Patents

Abstract

【課題】 生ごみ処理機に用いる微生物担持体。保水性及び水分の蒸発性が優れ、生ごみが団子状にならず、生ごみの分解が速く、早期に安定した生ごみの分解が継続して行われるようになり、悪臭の発生も抑えることができる微生物担持体を得る。
【解決手段】 ヤシガラハスクチップ、腐葉土及びヤシガラ炭からなる微生物担持体。ヤシガラハスクチップ、腐葉土及びヤシガラ炭のそれぞれの容積をａ，ｂ，ｃとしたとき、ａ＞ｂ＞ｃが望ましい。ａを１０としたとき、ｂが４〜６、ｃが２〜４の範囲が特に望ましい配合割合である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、投入した生ごみを微生物により分解消滅させるタイプの生ごみ処理機において使用する微生物担持体に関する。

攪拌装置を備えた処理槽に微生物が着床した微生物担持体を入れ、そこに生ごみを投入して攪拌し、前記微生物により生ごみを分解消滅させるタイプの生ごみ処理機は、周知である。微生物担持体としては、例えば下記特許文献１〜４にも記載されているように、オガ屑、多孔質セラミック、木材チップ、ヤシガラハスク（ヤシガラチップ）、モミガラ等が用いられている。

特開平８−１３２０１０号公報 特開平９−１００１８７号公報 特開平１０−８５７１１号公報 特開２０００−３１７４３３号公報

しかし、担持体として最も広範囲に用いられているオガ屑や木材チップは、保水性に優れるが、いったん吸収した水分を容易に放出しない、すなわち水分の蒸散性が悪いという性質がある。従って、これらを微生物の担持体として用いた場合、特に生ごみの投入量が多いときは、生ごみの投入に伴って処理槽内に入った水分及び生ごみの分解により生成した水分により、処理槽内がベトベトのねたくり状態になりがちである。そうなると、嫌気性菌が増殖して嫌気性発酵が起こり、悪臭を発するようになる。いったん嫌気性微生物の増殖が起こると、生ごみ処理に役立つ好気性菌が死滅して生ごみの正常な分解ができなくなり、担持体全体の入れ替えをしなければならなくなる。
なお、担持体とともに添加する分解微生物は、使用開始とともに生ごみを養分としてしだいに増殖し、いずれ分解安定期に入って高い水準の分解能力をもつようになるが、オガ屑や木材チップの場合は、この安定期に入るまでの期間が長く（１〜１．５ヶ月）、その間に上記の失敗が生じやすい。

多孔質セラミックは、保水性がほとんどないため、前記特許公報にも記載されているように、処理槽内に持ち込まれる水分及び処理槽内で生成した水分は、処理槽に形成した排水溝から常時排出する必要があり、設置場所が限られるほか、環境を汚染する恐れがある。
モミガラは、保水性が悪く、担持体の含水量を適度に保つ（水分調整）ことが困難である。
ヤシガラチップは、保水性は優れるが蒸散性が劣り、また、オガ屑や木材チップを用いた場合に比べて生ごみの分解速度が遅いという問題があり、続けて生ごみを投入すると分解が間に合わず、そうなると、サイコロ状のヤシガラチップを核として生ごみが団子状となり、嫌気性菌が増殖して嫌気性発酵が起こり、悪臭を発するようになる。

本発明は、従来の微生物担持体の前記問題点に鑑みてなされたもので、保水性及び水分の蒸散性が優れ、生ごみの分解が当初から速く、悪臭の発生も抑えられる微生物担持体を得ることを目的とする。

本発明に係る微生物担持体は、ヤシガラハスクチップ、腐葉土及びヤシガラ炭からなることを特徴とする。この担持体は、他の担持体と同時に使用することもできるが、生ごみ処理機に入れる担持体全体の過半、望ましくは８割以上（いずれも容積比）、さらに望ましくは全体をこの担持体で構成する。
ヤシガラハスクチップ、腐葉土及びヤシガラ炭のそれぞれの容積をａ，ｂ，ｃとしたとき、配合割合はａ＞ｂ＞ｃであることが望ましい。ａを１０としたとき、ｂが４〜６、ｃが２〜４の範囲が特に望ましい配合割合である。なお、この容積比は非圧縮状態におけるものである。
なお、ヤシガラハスクチップとは、ヤシガラを破砕して１ｃｍメッシュの篩に通したとき、篩下のものを指す。篩上のものは一般的にヤシガラチップという。ヤシガラ炭は、一般にヤシガラを１２００℃以下で炭化したものを指す。１２００℃以上で炭化したものをヤシガラ活性炭といい、高価であるがこれをヤシガラ炭の代わりに用いてもよい。従って、本発明の微生物担持体の前記構成においては、ヤシガラ炭はヤシガラ活性炭を含む意味で用いている。
ヤシガラハスクチップ、腐葉土及びヤシガラ炭（ヤシガラ活性炭）はいずれも市販されている。

本発明の微生物担持体において、ヤシガラハスクチップは多孔質で繊維質に富み、微生物の着床材として本発明の微生物担持体の主体となるもので、保水性があり、表面積が多く水分の蒸散性に優れ、また、微生物により分解されにくく耐久性があり、塊状ではないため生ごみの団子の核になることもない。ただし、これ単独では生ごみの分解が遅い。
腐葉土は、自然界の良質な微生物を豊富に含み、生ごみの分解促進作用を有し、ヤシガラハスクチップの欠点を補う作用をもつ。生ごみ処理に先立ち、処理槽内には当然市販の分解微生物（単一又は数種類の微生物）を投入するが、それだけでなく腐葉土に含まれる雑多な分解微生物が存在することが、一般家庭で出る雑多な生ごみの処理の促進に役立つものと考えられる。腐葉土を含むことで特に使用開始直後の分解能の立ち上がりが速く、以後それが継続する。なお、腐葉土は、保水性はよいが、蒸散性には劣り、かつ攪拌により細かく砕けやすいため、単独で使用すると生ごみとともにベトベトのねたくり状態となり、続いて団子状になる。ヤシガラハスクチップとともに用いることで、この欠点は解消される。
ヤシガラ炭（ヤシガラ活性炭を含む）は、消臭とｐＨ調整（中性〜弱アルカリが望ましい）作用を有する。生ごみの分解により生成した有機酸により処理槽内が酸性に傾くと、分解微生物の活性が低下し、嫌気性微生物が増殖して腐敗が起こるため、これを防止する。ヤシガラ炭は攪拌中に粉々になることもなく、消臭とｐＨ調整効果の持続性が高い。

本発明の微生物担持体によれば、従来の微生物担持体の問題点が改善されて、保水性及び水分の蒸散性が優れ、これを攪拌式の生ごみ処理機の処理槽に入れて用いたとき、生ごみが団子状にならず、生ごみの分解が速く、悪臭の発生も抑えることができるという効果を得ることができる。また、微生物担持体として一般的なオガ屑を用いた場合、分解安定期に入るまでに失敗しやすい（処理槽内が水分過多になり、嫌気性菌が増殖して嫌気性発酵が起こり、悪臭を発するようになる）が、本発明の微生物担持体によれば、スタート後速やかに安定した分解が継続して行われるようになり、初期の失敗が生じない。

始めに、前記微生物担持体を使用する生ごみ処理機について説明する。
この生ごみ処理機は、頂部に開口を有する有底の処理槽と、前記開口部を被う着脱自在の上蓋と、前記処理槽内に設置した攪拌装置を備えたもので、望ましくはさらに次の（ａ）又は（ｂ）のいずれか又は双方を備える。
（ａ）前記処理槽に設置された水分センサーと、該水分センサーの信号に基づいて作動するヒーター及びファン。水分センサーにより処理槽内の収容物（担持体、生ごみ）の水分含有率を測定し、例えば水分含有率が上限設定値より多いとき、ヒーター及びファンを作動させ、処理槽内の温度を上げて水分の蒸発を促進し、上限設定値より少ないとき、ファンのみ作動させ、下限設定値より少なくなったときにファンも停止させる。これにより、混合物の水分含有率を所定範囲内に保ち、分解微生物の活動環境を安定化するとともに、処理槽内の温度を微生物の活性化に適する温度に保つ。
（ｂ）前記処理槽に形成された溢出開口と、前記処理槽の外部に配置され、前記溢出開口から溢れ出た処理槽内の収容物を受け入れる容器。生ごみの投入量が多すぎた場合、攪拌装置の回転に伴って過剰の内容物（主として投入した生ごみ）が前記溢出開口から前記容器へと排出される。これにより、処理槽内の生ごみの一時的な過剰を解消し、生ごみの分解を安定させる。なお、前記容器に排出された生ごみは、適宜処理槽内に戻す。

続いて、図１〜図４を参照して、生ごみ処理機についてより具体的に説明する。
この生ごみ処理機は、頂部に開口１ａを有する有底の処理槽１と、その周囲及び底部を間隔を置いて被う外郭容器２と、前記開口１ａを被う開閉自在（図１の実線⇔仮想線）の上蓋３と、処理槽１内に設置した攪拌装置４を備える。
処理槽１の側壁の１つ（攪拌装置４の回転軸４ａに平行な側壁１ｂ）に溢出開口６が形成され、該側壁１ｂの外側では外郭容器２に大きい開口が形成され、その開口を通して中空のカバー体７が前記側壁１ｂの外面に密着して宛われ、さらに該カバー体７の下部外側に開口が形成され、該開口を通して前記カバー体７内部に容器８が出し入れ自在に収容されている。カバー体７の内壁には処理槽１の溢出開口６に対応して開口７ａが形成されている。もし、処理槽内１に投入した生ごみの量が多すぎた場合、攪拌装置４の回転に伴って過剰の内容物（主として投入した生ごみ）が溢出開口６から溢れ出し、開口７ａを通りカバー体７内に入って容器８内に落下する。これにより、処理槽１内の生ごみの一時的な過剰を解消し、生ごみの分解を安定させる。なお、前記容器８に排出された生ごみは、処理槽１内の生ごみの分解がある程度進行して生ごみの量が減少してから、処理槽１内に戻せばよい

攪拌装置４の回転軸６は処理槽１と外郭容器２に軸支され、外郭容器２内に設置されたモータ９によりスプロケット及びチェーンを介して回転し得る（回転方向は矢印方向）。その構造自体、前記特許文献１に記載されたものと基本的に同じ（モータ駆動される点を除いて）で、回転軸４ａの周りに攪拌翼４ｂ（先端部がコイルバネで構成されている）が取り付けられている。モータ９は、定期的に一定時間作動（例えば、１時間毎に８分間連続作動）するように制御される。
また、処理槽１の上端部にファン１１が取り付けられ、処理槽１内部に外気を取り入れることができる。その流路１２に面してヒーター１３が取り付けられている。ファン１１が回転すると、外気は流路１２を通ってヒーター１３により加熱され（ヒーター１３がオンのとき）、処理槽１内に入り、処理槽１内から開口６を通って処理槽１外に出、処理槽１と外郭容器２の隙間を通って、外郭容器２に形成された開口２ａから外部に放出される（空気の流れを図１に点線の矢印で示す）。

処理槽１の下部位置（内容物が常に接触する位置）に水分センサー１４が取り付けられている。この水分センサー１４は周知のサーミスターからなり、処理槽１内の内容物の水分量が多いと内容物の温度が上昇しないことを利用して、水分センサーとして用いている。水分センサー１４の信号に基づいて、ファン１１及びヒーター１３を作動又は停止させる図示しない制御装置が設置される。この制御装置の制御方式の一例をあげれば、（ａ）内容物の水分含有率が上限値（例えば５０％）以上のとき、ファン１１及びヒーターを作動し水分を蒸発させ処理槽１内の温度を上昇させ、（ｂ）内容物の水分含有率が上限値と下限値（例えば３０％）の間のとき、ファン１１のみ作動させ、（ｃ）内容物の水分含有率が下限値以下のとき、ファン１１及びヒーター１３の作動を止める。なお、ファン１３を止めても、攪拌装置４の回転により、微生物への酸素補給は可能である。
処理槽１の上部に目の粗い篩１５が着脱自在に配置されている。生ごみの中に大きすぎるものがあれば、篩１５に引っかかるので、必要に応じて、これを破砕して投入する。

この生ごみ処理装置の使用に際しては、処理槽１の頂部開口から撹拌翼４ｂの先端がのぞく程度に本発明に係る微生物担持体を入れ、生ごみの分解に適する市販の微生物を添加し、そこに生ごみを投入し、スイッチをオンして、モータ９により攪拌装置４を回転させ、微生物担持体と微生物及び生ごみを攪拌混合する。同時に、水分センサー１４により内容物の水分含有率が測定され、その測定値に基づいてファン１１及びヒーター１３が作動する。
微生物による生ごみの分解が進むと、分解によって発生する水分はいったんは微生物担持体に吸収されるが、分解時の自己発熱もあって水蒸気となり、ファン１１による気流に乗って処理槽外部に放出される。このため、処理槽１内は水分でベトベトになることがなく、また、処理槽１内部は生ごみを分解する微生物にとり好適な環境（温度、水分）に保たれ、生ごみは腐敗することなく速やかに水と二酸化炭素に分解される。
２度目以降は、生ごみのみを投入すればよい。

前記生ごみ処理機を用い、その処理槽に各種担持体を入れ、毎日生ごみ（社員食堂で出る生ごみ）を投入して、生ごみの分解性能を調査した。処理槽の有効容積は３０リットル、処理槽に入れた担持体の容積は約２０リットル、生ごみの投入量は処理機の能力及び一般的な家庭ゴミの量を勘案して毎日１．５ｋｇ、分解微生物は腐葉土から抽出した放線菌とバチルス菌として、実験当初に添加した。モータ９の作動は、いずれも３分間連続／３０分毎と設定し、ファン１１及びヒーター１３の制御は、Ｎｏ．２〜７については、水分センサー１４による水分含有率の測定値が５０％以上のときファン１１及びヒーター１３を作動し、５０％〜３０％のときファン１１のみ作動し、３０％以下のときファン１１及びヒーター１３の作動を止めるように設定し、Ｎｏ．１については、目視で水分過多と判断されたとき手動にてファン１１及びヒーター１３を作動した。
実験は、処理槽内部がベトベトとなったり、悪臭等が発生し、それ以上処理を継続しても正常な状態に回復不能と判断されたとき、終了した。
実験結果を表１に示す。

表１に示すように、本発明の微生物担持体を用いたＮｏ．７では、減質量率（大きいほど分解性能が高い）が高く、水分過多になることもなく、臭いの発生もなかった。

実施例に用いた生ごみ処理機の側面断面図である。 その正面断面図である。 上蓋を外した状態の平面図である。 その背面図である。

符号の説明

１ 処理槽
２ 外殻容器
３ 上蓋
４ 攪拌装置
５ 溢出開口
７ カバー体
８ 容器
１１ ファン
１２ 流路
１３ ヒータ
１４ 水分センサー

Claims (2)

1. ヤシガラハスクチップ、腐葉土及びヤシガラ炭からなることを特徴とする生ごみ処理機に用いる微生物担持体。
2. ヤシガラハスクチップ、腐葉土及びヤシガラ炭のそれぞれの容積をａ，ｂ，ｃとしたとき、ａ＞ｂ＞ｃであることを特徴とする請求項１に記載された生ごみ処理機に用いる微生物担持体。

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