JP2005279511A - 有機性廃棄物の発酵処理方法及びそれに用いる発酵処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有機性廃棄物を主原料とし、発酵過程を低コストで、かつ高い作業効率で、短期間に、大量に、しかも均一に発酵処理を行うことができる有機性廃棄物の発酵処理装置を提供すること。
【解決手段】通気性を有する所定厚みの発酵容器２を仕切区画１内に複数並設し、この発酵容器２内に土壌菌と混和した有機性廃棄物Ｍを収容して発酵処理を行うようにし、発酵容器２の側壁２１を上方が拡開するように傾斜して形成するとともに、発酵容器２の側壁２１の上部を揺動軸２２により軸支して、発酵容器２を仕切区画１から引き上げることにより、発酵容器２の下部を開口できるように形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、有機性廃棄物の発酵処理方法及びそれに用いる発酵処理装置に関し、特に、牛糞・鶏糞等の家畜排泄物、食品製造過程で発生する産業廃棄物、家庭・学校・病院等で発生する食料廃棄物等の有機性廃棄物を主原料とし、発酵過程を低コストで、かつ高い作業効率で、短期間に、大量に、しかも均一に発酵処理を行うことができる有機性廃棄物の発酵処理方法及びそれに用いる発酵処理装置に関するものである。

有機性廃棄物、例えば、牛糞・鶏糞等の家畜排泄物の処理は、屋外での自然発酵が進みにくいため、野積みされた家畜排泄物が地下水や河川を汚染し、大きな社会問題になっていた。

この対策として、平成１２年に資源の循環利用及び廃棄物の適正処分の原則を定めた「循環型社会形成推進基本法」が成立した。
さらに、平成１６年１０月に「家畜排泄物の管理の適正化及び利用の促進に関する法律（家畜排泄物法）」の猶予期日が迫り、酪農家には、循環型社会構築のための糞尿処理対策への取り組みが強く求められている。
しかし、現実には処理にかかる設備投資とエネルギや労力が大きいため、公共施設や一部の酪農家に普及が限られている。

ところで、有機性廃棄物を原料として、これを発酵させ、肥料を製造する方法として、図１〜図２に示すような方法が汎用されている。
すなわち、有機性廃棄物を原料として、これに土壌菌（発酵菌）を混ぜて予備発酵を行わせ、これを混合攪拌機により混和して発酵処理装置内に投入し、この装置内で所定時間保持することにより１次発酵処理を行い、この１次発酵処理した有機性廃棄物を所定日数堆積して２次発酵処理を行い、製品としている。

この１次発酵処理を行うための発酵処理装置として、箱型や円筒型の容器が一般的に用いられているが、有機性廃棄物を発酵させる空気（酸素）の供給方法等の違いで、次の２つの方式に大別できる。
その１つは、箱型や円筒型の容器に土壌菌と混和した有機性廃棄物を直接収容して、底部から強制的又は自然に空気を送るようにして発酵させる方式である。
この方式の場合、空気が有機性廃棄物の内部まで短期間に十分に行き渡りにくいことから、均一な発酵が行われにくいという問題があった。
他の１つは、図３に示すように、給気口１０ａと排気口１０ｂを備えた箱型容器１０内に、金網等の通気性を有する素材で形成した厚みをもつ縦長直方体の発酵容器２０を複数並設し、この発酵容器２０内に土壌菌と混和した有機性廃棄物を収容して発酵処理を行う方式である。
この方式の場合、発酵容器２０の周囲が空気層で囲まれているため、空気が発酵容器２０内に収容された有機性廃棄物の内部まで行き渡りやすいという利点がある反面、発酵容器２０間の空間がデッドスペースとなって、箱型容器１の容量に対する有機性廃棄物の処理量が少なくなり、逆に、この処理量を増大させるために発酵容器２０間の空間を少なくすると、空気が有機性廃棄物の内部まで短期間に十分に行き渡りにくくなり、均一な発酵が行われにくいという問題があった。
そして、特に、縦長直方体の発酵容器２０内に収容された有機性廃棄物は、有機性廃棄物の自重で締まり、下部ほど通気性が悪化するため、さらに、均一な発酵が行われにくいという問題があった。
また、発酵容器２０の厚さを薄くして発酵容器２０の数を増やすと、有機性廃棄物の投入に正確さが求められ作業が煩雑になって、作業効率が低下するという問題があった。
さらに、箱型容器１０内に発酵容器２０を並設した構造であるため、発酵容器２０の上方からスクリュ−コンベア等で有機性廃棄物を投入し、発酵完了後、発酵処理した有機性廃棄物を発酵容器２０の下部に形成したの取り出し口から排出する必要があり、有機性廃棄物及びその処理物の出し入れに多くの手間と時間を要し、全体の作業効率が低下するという問題があった。

本発明は、上記従来の発酵処理装置が有する問題点に鑑み、有機性廃棄物を主原料とし、発酵過程を低コストで、かつ高い作業効率で、短期間に、大量に、しかも均一に発酵処理を行うことができる有機性廃棄物の発酵処理方法及びそれに用いる発酵処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本第１発明の有機性廃棄物の発酵処理方法は、通気性を有する所定厚みの発酵容器を複数並設し、該発酵容器内に土壌菌と混和した有機性廃棄物を収容して発酵処理を行った後、発酵容器の下部開口から発酵処理した有機性廃棄物をまとめて放出し、搬出するようにしたことを特徴とする。

この場合において、発酵容器を、固定した仕切区画内に並設するようにしたり、移動可能な仕切区画内に並設するようにすることができる。

また、発酵処理した有機性廃棄物を収容した発酵容器を仕切区画から引き上げることにより、発酵容器の下部開口から発酵処理した有機性廃棄物をまとめて放出するようにすることができる。

また、この有機性廃棄物の発酵処理方法に用いる本第２発明の発酵処理装置は、通気性を有する所定厚みの発酵容器を仕切区画内に複数並設し、該発酵容器内に土壌菌と混和した有機性廃棄物を収容して発酵処理を行う有機性廃棄物の発酵処理装置において、前記発酵容器の側壁を上方が拡開するように傾斜して形成するとともに、発酵容器の下部を開口できるように構成したことを特徴とする。

この場合において、発酵容器の側壁の上部を揺動軸により軸支して、発酵容器を仕切区画から引き上げることにより、発酵容器の下部を開口できるように構成することができる。

また、発酵容器の底壁を、側壁に揺動軸により軸支して、開閉可能に構成することができる。

また、発酵容器の底部に車輪を配設することができる。

本第１発明の有機性廃棄物の発酵処理方法によれば、通気性を有する所定厚みの発酵容器を複数並設し、該発酵容器内に土壌菌と混和した有機性廃棄物を収容して発酵処理を行った後、発酵容器の下部開口から発酵処理した有機性廃棄物をまとめて放出し、搬出するようにしているので、発酵容器の周囲が空気層で囲まれているため、空気が発酵容器内に収容された有機性廃棄物の内部まで行き渡りやすいという利点を享有しながら、発酵完了後、発酵処理した有機性廃棄物の発酵容器からの取り出し及び搬出を簡易に行うことができ、全体の作業効率を向上することができる。

また、発酵容器を、固定した仕切区画内に並設するようにしたり、移動可能な仕切区画内に並設するようにすることにより、有機性廃棄物の処理量等に応じて処理方法を選択することができ、前者は処理量が少ない場合に、後者は処理量が多く、工場等で処理する場合に、好ましい処理方法ということができる。

また、発酵処理した有機性廃棄物を収容した発酵容器を仕切区画から引き上げることにより、発酵容器の下部開口から発酵処理した有機性廃棄物をまとめて放出するようにすることにより、発酵処理した有機性廃棄物の発酵容器からの取り出し及び搬出を一層簡易に行うことができる。

また、本第２発明の有機性廃棄物の発酵処理装置によれば、通気性を有する所定厚みの発酵容器を仕切区画内に複数並設し、該発酵容器内に土壌菌と混和した有機性廃棄物を収容して発酵処理を行う有機性廃棄物の発酵処理装置において、前記発酵容器の側壁を上方が拡開するように傾斜して形成するとともに、発酵容器の下部を開口できるように構成するようにしているので、発酵容器の下部の発酵容器間の空間を大きくとり、有機性廃棄物の自重で発酵容器内に収容された有機性廃棄物が締まりやすい発酵容器の下部の有機性廃棄物層の厚さを、上部の有機性廃棄物層の厚さより薄くすることができるとともに、発酵容器内に収容された有機性廃棄物の重量の一部を発酵容器の上方が拡開するように傾斜して形成した側壁により支持し、有機性廃棄物の自重で発酵容器内に収容された有機性廃棄物が締まることを防止することができ、これによって、デッドスペースを必要最小限にしながら、発酵容器全体の通気性を良好に保持して、均一な発酵を行わせることができる。
また、発酵容器の側壁を上方が拡開するように傾斜して形成することにより、有機性廃棄物の投入口を大きくすることができ、有機性廃棄物の投入作業を簡易に行うことができるとともに、発酵処理した有機性廃棄物の発酵容器からの取り出し及び搬出を簡易に行うことができ、全体の作業効率を向上することができる。

また、発酵容器の側壁の上部を揺動軸により軸支して、発酵容器を仕切区画から引き上げることにより、発酵容器の下部を開口できるように構成することにより、発酵処理した有機性廃棄物の発酵容器からの取り出し及び搬出を一層簡易に行うことができる。

また、発酵容器の底壁を、側壁に揺動軸により軸支して、開閉可能に形成することにより、発酵処理した有機性廃棄物の発酵容器からの取り出しを一層円滑に行うことができる。

また、発酵容器の底部に車輪を配設することにより、発酵容器の上げ下げに伴う側壁及び底壁の開閉動作を円滑に行うことができる。

以下、本発明の有機性廃棄物の発酵処理方法及びそれに用いる発酵処理装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

本発明の有機性廃棄物の発酵処理方法及びそれに用いる発酵処理装置は、図１〜図２に示すような、有機性廃棄物を原料として、これを発酵させ、肥料を製造する際に適用されるもので、具体的には、
（１）牛糞等の有機性廃棄物を原料として、これに培養した土壌菌（発酵菌）を混ぜて１〜２日間養生する予備発酵工程
（２）予備発酵させた有機性廃棄物を、混合攪拌機等により混和して発酵処理装置内に投入し、この装置内で所定時間（１〜２日間）保持する１次発酵工程
（３）１次発酵処理した有機性廃棄物を発酵処理装置から取り出し、山積みし、１週間に１回の頻度で切返しながら、所定日数（約３０日間）堆積する２次発酵工程
（４）２次発酵処理した有機性廃棄物（肥料）をふるい分け・検査・軽量袋詰めする製品化工程
からなる肥料の製造工程のうちの（２）１次発酵工程に適用される。

図４〜図６に本発明の有機性廃棄物の発酵処理装置の一実施例を示す。
この有機性廃棄物の発酵処理装置は、通気性を有する所定厚みの発酵容器２を、コンクリ−ト壁等からなる仕切区画１内に複数並設し、この発酵容器２内に土壌菌と混和した有機性廃棄物Ｍを収容して発酵処理を行うようにしたもので、発酵容器２の側壁２１を上方が拡開するように傾斜して形成するとともに、発酵容器２の側壁２１の上部を揺動軸２２により上部支持枠２７に軸支して、上部支持枠２７を介して発酵容器２を仕切区画１から引き上げることにより、発酵容器２の下部を開口できるように構成している。

この場合、仕切区画１は、コンクリート製の恒久的な構造物で構成するほか、パネルやシート製の仮設的な構造物で構成することもできる。

また、発酵容器２の側壁２１は、防錆処理した鉄やステンレススチール製の形鋼からなる補強枠２１ａに、防錆処理した鉄やステンレススチール製のエキスパンドメタル等の金網からなる通気性部材２１ｂを張設して構成する。
そして、２枚の側壁２１と、側壁２１の両側端に配設した、側壁２１と同様に構成した台形状の端部壁２６とで、発酵容器２を構成するようにしている。
なお、発酵容器２の厚み、高さ等の寸法及び形状は、仕切区画１の寸法及び形状や発酵処理する有機性廃棄物の性状や量等に応じて適宜設定することができるが、例えば、発酵容器２の上部厚みＷ１：４００〜８００ｍｍ、より好ましくは、５００〜６００ｍｍ、下部厚みＷ２：２００〜４００ｍｍ、より好ましくは、２５０〜３５０ｍｍ、Ｗ１／Ｗ２＝１．５〜２．０、高さＨ：１０００〜２０００ｍｍ程度に形成する。

発酵容器２には、底壁２３を形成するようにし、底壁２３は、一方の側壁２１に揺動軸２４により軸支して、開閉可能に構成するようにしている。
そして、底壁２３の揺動軸２４により軸支した側の反対側と、他方の側壁２１とを、ピン等の固定具２８により固定することにより、発酵容器２を下部が開口しないように組み立て、固定具２８による固定を解除し、発酵容器２を仕切区画１から引き上げることにより、発酵容器２の下部を開口できるようにしている。

また、発酵容器２の底部、具体的には、側壁２１の底面及び底壁２３の底面（揺動軸２４により軸支した側の反対側）に車輪２５を配設するようにしている。

次に、この有機性廃棄物の発酵処理装置を用いた本発明の有機性廃棄物の発酵処理方法について説明する。
通気性を有する所定厚みの発酵容器２を仕切区画１内に複数、図６に示す実施例においては、４個並設し、この発酵容器２内に土壌菌と混和した有機性廃棄物Ｍを収容して１次発酵処理を行った後、発酵処理した有機性廃棄物Ｍを収容した発酵容器２を、上部支持枠２７を介して、仕切区画１から引き上げることにより、発酵容器２の下部開口から発酵処理した有機性廃棄物を仕切区画１内に放出し、搬出するようにする。

有機性廃棄物及びその処理物の出し入れや発酵容器２の仕切区画１内での上げ下げの作業性を考慮して、仕切区画１の上部及び前部は、開放のままとしたり、開放できるように可動式の天井や扉１１を配設するようにする。
なお、仕切区画１の上部を開放のままとした場合には、発酵容器２内に土壌菌と混和した有機性廃棄物Ｍを収容して１次発酵処理を行う際には、発酵容器２の上方をシート３により覆って、空気の出入りの調節や温度の調節（保温）を行うようにする。
また、仕切区画１には、必要に応じて、仕切区画１内に強制的又は自然に空気を送ったり、温度測定及び温度設定を行う付帯設備を配設することができる。

そして、上記の有機性廃棄物の発酵処理装置を用いた本発明の有機性廃棄物の発酵処理方法によれば、発酵容器２の側壁２１を上方が拡開するように傾斜して形成するとともに、発酵容器２の側壁２１の上部を揺動軸２２により軸支して、発酵容器２を仕切区画１から引き上げることにより、発酵容器２の下部を開口できるように構成するようにしているので、発酵容器２の下部の発酵容器２間の空間を大きくとり、有機性廃棄物Ｍの自重で発酵容器２内に収容された有機性廃棄物Ｍが締まりやすい発酵容器２の下部の有機性廃棄物層の厚さを、上部の有機性廃棄物層の厚さより薄くすることができるとともに、発酵容器２内に収容された有機性廃棄物Ｍの重量の一部を発酵容器２の上方が拡開するように傾斜して形成した側壁２１により支持し、有機性廃棄物Ｍの自重で発酵容器２内に収容された有機性廃棄物Ｍが締まることを防止することができ、これによって、デッドスペースを必要最小限にしながら、発酵容器２全体の通気性を良好に保持して、均一な発酵を行わせることができる。
また、発酵容器２の側壁２１を上方が拡開するように傾斜して形成することにより、有機性廃棄物の投入口を大きくすることができ、有機性廃棄物の投入作業を簡易に行うことができるとともに、発酵処理した有機性廃棄物Ｍを収容した発酵容器２を仕切区画１から引き上げることにより、発酵容器２の底壁２３を、側壁２１に揺動軸２４により軸支して、開閉可能に構成したことと相まって、発発酵容器２の下部開口から発酵処理した有機性廃棄物Ｍを仕切区画１内に円滑に放出することができ、発酵処理した有機性廃棄物Ｍの発酵容器２からの取り出し及び搬出を簡易に行うことができ、全体の作業効率を向上することができる。
また、発酵容器２の底部に車輪２５を配設することにより、発酵容器２の上げ下げに伴う側壁２１及び底壁２３の開閉動作を円滑に行うことができる。
そして、有機性廃棄物の発酵容器２内への投入作業及び仕切区画１内に放出された発酵処理した有機性廃棄物の搬出作業は、例えば、タイヤショベル４等の汎用の機械装置を使用して効率的に行うことができる。

ところで、上記実施例においては、発酵容器２を、固定した仕切区画１内に並設するようにしたが、有機性廃棄物の処理量が多く、工場等で処理する場合には、図７に示すように、発酵容器２を、移動用車輪５１を配設した台車状の移動可能な仕切区画５内に並設するようにし、この発酵容器２内に土壌菌と混和した有機性廃棄物Ｍを収容した状態で順次仕切区画５を移動させながら１次発酵工程を行い、この１次発酵処理が完了した位置で、発酵処理した有機性廃棄物Ｍを収容した発酵容器２の底壁２３を開放して発酵処理した有機性廃棄物を、下方に形成した放出槽６内に放出し（この場合、有機性廃棄物の放出は、上記第１実施例と同様、上部支持枠２７を介して、仕切区画１から引き上げることにより行うほか、発酵容器２の底壁２３を他の開閉機構により行うこともできる。）、例えば、タイヤショベル４等の汎用の機械装置を使用して搬出するようにする。
なお、発酵容器２から発酵処理した有機性廃棄物を放出した仕切区画５は、循環させて、発酵容器２内に土壌菌と混和した有機性廃棄物Ｍを収容し、１次発酵工程を行うようにする。

以上、本発明の有機性廃棄物の発酵処理方法及びそれに用いる発酵処理装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の有機性廃棄物の発酵処理方法及びそれに用いる発酵処理装置は、有機性廃棄物を主原料とし、発酵過程を低コストで、かつ高い作業効率で、短期間に、大量に、しかも均一に発酵処理を行うことができることから、新設及び既設を問わず、有機性廃棄物を原料とする肥料の製造工程のうちの１次発酵工程に好適に用いることができる。

有機性廃棄物から肥料を製造する方法のフロー図である。 有機性廃棄物から肥料を製造する工程の説明図である。 従来の１次発酵処理を行うための発酵処理装置の説明図である。 本発明の有機性廃棄物の発酵処理装置の一実施例の発酵容器を示す正面図である。 同発酵容器を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は上部の平面図、（ｃ）は下部の平面図である。 同有機性廃棄物の発酵処理装置の全体の概要を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の有機性廃棄物の発酵処理方法の他の実施例を示すフロー図である。

符号の説明

１ 仕切区画（固定式）
１１ 扉
２ 発酵容器
２１ 側壁
２２ 揺動軸
２３ 底壁
２４ 揺動軸
２５ 車輪
２６ 端部壁
２７ 上部支持枠
２８ 固定具
３ シート
４ タイヤショベル
５ 仕切区画（移動式）
５１ 移動用車輪
６ 放出槽
Ｍ 有機性廃棄物

Claims (8)

1. 通気性を有する所定厚みの発酵容器を複数並設し、該発酵容器内に土壌菌と混和した有機性廃棄物を収容して発酵処理を行った後、発酵容器の下部開口から発酵処理した有機性廃棄物をまとめて放出し、搬出するようにしたことを特徴とする有機性廃棄物の発酵処理方法。
2. 発酵容器を固定した仕切区画内に並設するようにしたことを特徴とする請求項１記載の有機性廃棄物の発酵処理方法。
3. 発酵容器を移動可能な仕切区画内に並設するようにしたことを特徴とする請求項１記載の有機性廃棄物の発酵処理方法。
4. 発酵処理した有機性廃棄物を収容した発酵容器を仕切区画から引き上げることにより、発酵容器の下部開口から発酵処理した有機性廃棄物をまとめて放出するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の有機性廃棄物の発酵処理方法。
5. 通気性を有する所定厚みの発酵容器を仕切区画内に複数並設し、該発酵容器内に土壌菌と混和した有機性廃棄物を収容して発酵処理を行う有機性廃棄物の発酵処理装置において、前記発酵容器の側壁を上方が拡開するように傾斜して形成するとともに、発酵容器の下部を開口できるように構成したことを特徴とする有機性廃棄物の発酵処理装置。
6. 発酵容器の側壁の上部を揺動軸により軸支して、発酵容器を仕切区画から引き上げることにより、発酵容器の下部を開口できるように構成したことを特徴とする請求項５記載の有機性廃棄物の発酵処理装置。
7. 発酵容器の底壁を、側壁に揺動軸により軸支して、開閉可能に構成したことを特徴とする請求項５又は６記載の有機性廃棄物の発酵処理装置。
8. 発酵容器の底壁に車輪を配設したことを特徴とする請求項７記載の有機性廃棄物の発酵処理装置。

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