JP2006212575A - 有機物処理装置及び有機物処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】固相反応槽における固相充填材の磨耗を防止し、有機物処理を安定に行うことができる有機物処理装置及び有機物処理方法を提供する。
【解決手段】有機物及びその分解生成物の一部を陸上微生物によって分解する処理を、固相充填材としてＰＥＴフレーク等の非分解性充填材を混合して行う固相反応槽１０と、水中微生物によって分解する液相反応槽２０とを順次通過せしめる固液２相循環法を利用して処理する。固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の一部を固相反応槽外（洗浄・固液分離部３０）に移し（Ａ）、固相反応槽外に移された固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄し（Ｂ）、洗浄された固相反応槽内物質を固相反応槽に移し（Ｃ）、洗浄した洗浄液を液相反応槽に移し（Ｄ）、液相反応槽において生成する固体状物質を液相反応槽から固相反応槽に移す（Ｆ，Ｇ）。
【選択図】図１

Description

本発明は有機物、とりわけ有機性廃棄物を処理する有機物処理方法に関し、特に、有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を、陸上微生物によって分解する固相反応槽と、水中微生物によって分解する液相反応槽とを順次通過せしめる固液２相循環法を利用した有機物処理方法に関する。

有機物、とりわけ有機性廃棄物（住宅、病院、ホテル、給食センター等の施設から排出される生ゴミ等の有機物、動物の死骸等の有機物、港湾施設、船舶等に付着する生物等の有機物、水中で分解されない汚泥等の有機物等を含み、以後単に生ゴミ等とも称する。）を微生物を利用して処理する有機物処理方法には、処理の安定性、処理の持続性、臭気の発生などの問題点が指摘されている。
これらの問題点を解消・改善しようとする提案が様々な切り口から多数なされており、代表的なものをいくつか列記する。

特許文献１に記載の有機物処理方法では、生ゴミから蒸発した水分を周囲に排出しないで回収し、液体浄化装置によって浄化する機能と固形有機物を粉砕する機能を有することによって高速分解を可能にしている。また加温機能を強化し、水分調整剤を利用せずに未熟コンポストの排出量を低減する、固形有機物の処理装置を提供している。

特許文献２に記載の有機物処理方法では、固相の処理槽内で生成した悪臭ガスを水で脱臭する機能を備え、その水は同時に固相の処理槽内で陸上微生物の処理によって蓄積した高粘性生成物を洗い流し、処理槽底部をなすパンチングメタルを介し、貯水槽へ溶かした有機物を落下させ、貯水槽で水中微生物によって浄水することによって処理を行う処理装置を提供している。

しかし、特許文献１に記載の有機物処理方法では、廃棄物を処理したときに発生する未熟コンポスト等の残滓（固相有機物分解過程の最後に処理機内に残存し、取出して排出しなければならない蓄積産物を指す。特に従来の生ゴミ処理機では未熟コンポストを指す。）の軽減することを考慮しながらも、処理の持続性の問題を抱えており、結果的に未熟コンポストを排出することになる。つまり有機性廃棄物の処理においては生ゴミ等の有機性廃棄物を消滅させる代わりに未熟コンポスト等の生成物を増量させるという物体の形状を変換したものにすぎなかった。
また特許文献２に記載の有機物処理方法では、未熟コンポストの排出量は低減できる代わりに、逆に水中の微生物によって大量に汚泥が排出される問題を抱えていた。

この点に関して特許文献３に記載の有機物処理方法では、第一の反応槽に投入された生ゴミ、汚泥などの有機性廃棄物が、多孔質微生物処理媒質中に好気性及び嫌気性の微生物が共存することで、これを攪拌しながらばっ気を行えば、好気性微生物によって、好気性微生物が栄養源とする有機性廃棄物が消化さればっ気と攪拌を停止すれば、嫌気性微生物によって、嫌気性微生物が栄養源とする有機性廃棄物が分解され消化することとなり、さらに第二の反応槽以降において同様の処理を行うことによって生ゴミ、汚泥などの有機性廃棄物を消滅する装置を提供している。

この装置は、特許文献１や特許文献２で提供されたと同様の生ゴミ等の処理方法を、設置された反応部の数だけを繰り返すことによって、有機性廃棄物を消滅する装置である。しかし、好気性微生物から嫌気性微生物へ微生物相が変換するまでには時間がかかり、処理分解速度が極めて遅くなる問題があり、また反応部を多段につなげることは装置が大型化して設置に困難性が伴うことが懸念される。

しかし、上記の各有機物処理方法は、陸上微生物と水中微生物を単独もしくは別々の分解処理として利用しているに過ぎなかった。
そこで、陸上微生物と水中微生物の両者を利用して有機性廃棄物の処理の安定性及び持続性を高めることによって生ゴミ等の有機物を低減させることができる有機物処理方法が特許文献４及び特許文献５に開示されている。

特許文献４および特許文献５に記載の陸上微生物と水中微生物の両者を利用する有機物処理方法では、陸上微生物により処理をする固相反応槽において、固相充填材として直径２〜４ｍｍ程度のおが屑が用いられている。
しかし、おが屑は例えば３０日程度の使用により磨耗して粒径が小さくなってしまうことがあり、固相充填材としての機能が低減する虞がある。また、固相反応槽内物質の一部を取り出し、液相に溶解する成分を洗浄する際に、磨耗して粒径が小さくなったおが屑粒子が洗浄液中へ流れ出て、固相反応槽における固相充填材の量の変動を引き起こしやすくなっている。
特開平７−１２４５３８号公報 特開２０００−３７６８３号公報 特開２０００−１８９９３２号公報 国際公開第０２／６４２７３号パンフレット 特開２００４−２９８７５３号公報

解決しようとする問題点は、固相反応槽における固相充填材が磨耗し、固相充填材の洗浄液中への流出や固相反応槽における固相充填材の量の変動が発生し、安定な有機物処理が困難になる虞がある点である。

本発明の有機物処理装置は、有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を陸上微生物によって分解する処理を固相充填材として非分解性充填材を混合して行う固相反応槽と、前記有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を水中微生物によって分解する液相反応槽と、前記固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部が移され、前記固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄する洗浄部と、前記固相反応槽内物質の少なくとも一部を前記洗浄部に移し、洗浄された前記固相反応槽内物質を前記固相反応槽に移し、前記洗浄液を前記液相反応槽に移し、前記液相反応槽において生成する固体状物質を前記固相反応槽に移し、前記固相反応槽と前記液相反応槽との間で物質を循環させる物質循環系とを有し、固液２相循環法を利用して有機物を処理する。

上記の本発明の有機物処理装置は、好適には、前記非分解性充填材は、プラスチックフレークである。さらに好適には、前記プラスチックフレークは、廃プラスチック容器を粉砕したものである。
また、上記の本発明の有機物処理装置は、好適には、前記非分解性充填材は、主面が１〜２０ｍｍの直径の円の面積を有する大きさである平坦な形状である。さらに好適には、前記非分解性充填材は、前記平坦な形状のいずれかの位置に屈曲した部分を有する。

上記の本発明の有機物処理装置は、固液２相循環法を利用して有機物を処理する装置であり、固相反応槽において、有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を陸上微生物によって分解する処理を、固相充填材として主面が１〜２０ｍｍの直径の円の面積を有する大きさである平坦な形状のプラスチックなどからなる非分解性充填材を混合して行う。また、液相反応槽において有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を水中微生物によって分解する。また、洗浄部において、固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部が移され、固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分が洗浄液で洗浄される。固相反応槽と液相反応槽との間で物質を循環させる物質循環系により、固相反応槽内物質の少なくとも一部を洗浄部に移し、洗浄された固相反応槽内物質を固相反応槽に移し、洗浄液を液相反応槽に移し、液相反応槽において生成する固体状物質を固相反応槽に移して物質を循環させる。

また、本発明の有機物処理装置は、有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を陸上微生物によって分解する処理を固相充填材として非分解性充填材を混合して行う固相反応槽と、前記有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を水中微生物によって分解する液相反応槽と、前記固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部が移され、前記固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄する洗浄部と、前記固相反応槽内物質の少なくとも一部を前記洗浄部に移し、洗浄された前記固相反応槽内物質を前記固相反応槽に移し、前記洗浄液を前記液相反応槽に移し、前記固相反応槽と前記液相反応槽との間で物質を循環させる物質循環系とを有し、有機物を処理する。

また、本発明の有機物処理装置は、有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を陸上微生物によって分解する処理を固相充填材として非分解性充填材を混合して行う固相反応槽と、前記固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部が移され、前記固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄する洗浄部と、前記固相反応槽内物質の少なくとも一部を前記洗浄部に移し、洗浄された前記固相反応槽内物質を前記固相反応槽に移し、前記洗浄液を廃棄し、前記固相反応槽と前記洗浄部との間で物質を循環させる物質循環系とを有し、有機物を処理する。

また、本発明の有機物処理方法は、有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を、陸上微生物によって分解する固相反応槽と、水中微生物によって分解する液相反応槽とを順次通過せしめる固液２相循環法を利用して有機物を処理する有機物処理方法であって、前記固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部を前記固相反応槽外に移す工程と、前記固相反応槽外に移された前記固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄する工程と、洗浄された前記固相反応槽内物質を前記固相反応槽に移す工程と、前記液相に溶解する成分を洗浄した洗浄液を前記液相反応槽に移す工程と、前記液相反応槽において生成する固体状物質を前記液相反応槽から取り出し、前記固相反応槽に移す工程とを有し、前記固相反応槽において、前記有機物及びその分解生成物に固相充填材として非分解性充填材を混合して処理する。

上記の本発明の有機物処理方法は、好適には、前記固相反応槽外が洗浄部である。
また、上記本発明の有機物処理方法は、好適には、前記非分解性充填材として、プラスチックフレークを用いる。さらに好適には、前記プラスチックフレークとして、廃プラスチック容器を粉砕したものを用いる。
また、上記の本発明の有機物処理方法は、好適には、前記非分解性充填材として、主面が１〜２０ｍｍの直径の円の面積を有する大きさである平坦な形状のフレークを用いる。さらに好適には、前記非分解性充填材として、前記平坦な形状のいずれかの位置に屈曲した部分を有するフレークを用いる。

上記の本発明の有機物処理方法は、有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を、陸上微生物によって分解する固相反応槽と、水中微生物によって分解する液相反応槽とを順次通過せしめる固液２相循環法を利用して有機物を処理する方法であり、固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部を固相反応槽外に移し、固相反応槽外に移された固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄し、洗浄された固相反応槽内物質を固相反応槽に移し、液相に溶解する成分を洗浄した洗浄液を液相反応槽に移し、液相反応槽において生成する固体状物質を液相反応槽から取り出して固相反応槽に移す。ここで、固相反応槽において有機物及びその分解生成物に固相充填材として非分解性充填材を混合して処理する。

また、本発明の有機物処理方法は、有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を、陸上微生物によって分解する固相反応槽と、水中微生物によって分解する液相反応槽とを利用して有機物を処理する有機物処理方法であって、前記固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部を前記固相反応槽外に移す工程と、前記固相反応槽外に移された前記固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄する工程と、洗浄された前記固相反応槽内物質を前記固相反応槽に移す工程と、前記液相に溶解する成分を洗浄した洗浄液を前記液相反応槽に移す工程とを有し、前記固相反応槽において、前記有機物及びその分解生成物に固相充填材として非分解性充填材を混合して処理する。
上記の本発明の有機物処理方法は、好適には、前記固相反応槽外が洗浄部である。

また、本発明の有機物処理方法は、有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を、陸上微生物によって分解する固相反応槽を利用して有機物を処理する有機物処理方法であって、前記固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部を前記固相反応槽外に移す工程と、前記固相反応槽外に移された前記固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄する工程と、洗浄された前記固相反応槽内物質を前記固相反応槽に移す工程と、前記液相に溶解する成分を洗浄した洗浄液を廃棄する工程とを有し、前記固相反応槽において、前記有機物及びその分解生成物に固相充填材として非分解性充填材を混合して処理する。
上記の本発明の有機物処理方法は、好適には、前記固相反応槽外が洗浄部である。

本発明の有機物処理装置によれば、固相反応槽の固相充填剤として非分解性充填材が使用され、固相反応槽における固相充填材の磨耗を防止し、固相充填材の洗浄液中への流出や固相反応槽における固相充填材の量の変動がなく、有機物処理を安定に行うことができる。

また、本発明の有機物処理方法によれば、固相反応槽の固相充填剤として非分解性充填材を使用するので、固相反応槽における固相充填材の磨耗を防止し、固相充填材の洗浄液中への流出や固相反応槽における固相充填材の量の変動がなく、有機物処理を安定に行うことができる。

以下に、本発明の有機物処理装置とそれを用いた有機物処理方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は本実施形態に係る有機物処理装置の模式構成図である。
図１に示す有機物処理装置は、固相反応槽１０、液相反応槽２０及び洗浄・固液分離部３０を有し、それらの間は物質を循環させる物質循環系により接続されている。
本実施形態に係る有機物処理方法及び有機物処理装置は固液２相循環法を利用している。即ち、処理すべき有機物及びその分解生成物の少なくとも一部が、固相反応槽１０と液相反応槽２０とを順次通過して分解処理される。

処理すべき有機物及びその分解生成物を順次通過するとは、順序、回数、速度、期間等を、それぞれ有機性廃棄物の状態や量の多少に応じて適宜好適条件に選択して、固相反応槽と液相反応槽を通過することを言う。この際、処理すべき有機物及びその分解生成物の全体が全て通過することでなく、その一部分であっても目的効果が達せられる条件があれば良い。

固相反応槽１０においては、処理すべき有機物及びその分解生成物の少なくとも一部が陸上微生物によって分解される。
ここで、陸上微生物によって分解する処理を固相充填材として非分解性充填材を混合して行う。固相充填材は、処理すべき有機物及びその分解生成物間に適度な空隙をもたらし、好ましい好気性分解反応を安定して行えるように用いられるものである。

上記の固相反応槽１０内での固相の分解プロセスにおいて、水溶性の高粘性生成物が生成される。高粘性生成物は、処理すべき有機物、分解過程中の有機物、基質、陸上微生物などの固相反応槽１０内の固体の処理物質（以下、固相反応槽内物質との称する）を結びつけるバインダーの役割を果たし、固相反応槽内物質の凝集化を発生させる。凝集化した固相反応槽内物質においては固相の分解プロセスが進行しなくなり、分解処理が停止してしまう。
現時点でバインダーの役割を果たす高粘性生成物の成分の特定はされていないが、おそらく腐食質と呼ばれるフルボ酸、フミン酸等の無定型のコロイド状高分子物質群であると推測される。

そこで、矢印Ａで示すように、固相反応槽１０にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部が固相反応槽外に設けられた洗浄・固液分離部３０に移され、洗浄・固液分離部３０において固相反応槽内物質が洗浄液により洗浄される。これにより、上記の高粘性生成物を含む固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分は洗浄液に溶解して洗浄除去される。
洗浄液としては、矢印Ｂに示すように、液相反応槽２０から取り出された液体、あるいは水道水などを適宜用いることができる。

洗浄・固液分離部３０は、これを構成する容器の底面が例えばパンチングメタルなどからなり、固相反応槽内物質や固相充填材を通過させない程度の微小な開口を有している。従って、容器内に固体の物質を残して容器外に液体を排出する固液分離機能を有し、固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄した洗浄液と、容器内に残留する固体の固相反応槽内物質に分離する。

洗浄・固液分離部３０で液体から分離された固相反応槽内物質は、矢印Ｃで示すように固相反応槽に移され、再び固相反応による分解に供せられる。

一方、洗浄・固液分離部３０において液相に溶解する成分を洗浄した洗浄液は、矢印Ｄに示すように液相反応槽２０に移される。
液相反応槽２０においては、液相において、固相反応槽内物質から洗浄された高粘性生成物を含む処理すべき液体状の有機物及びその分解生成物が水中微生物によって分解され、最終的には浄水されて有機物処理装置の外部へと排出される。
ここで、水中微生物を用いた活性汚泥法により有機物が分解されるので、処理が進むにつれて微生物及びその死骸が蓄積し、汚泥と呼ばれる固体状物質が生成される。生成された固体状物質は液相反応槽２０では分解されず、液相反応槽２０中に蓄積してしまう。

液相反応槽２０には、その一部として沈殿槽２１が設けられており、矢印Ｅで示すように、例えば液相反応槽２０からオーバーフローした液体が沈殿槽２１へと移され、あるいは他の構成により液相反応槽２０内の液体の一部が沈殿槽２１へと移される。沈殿槽２１内において、固体状物質は沈殿槽２１の底部に沈殿して沈殿部２１ａを形成する。

上記の沈殿槽２１に沈殿した固体状物質は、陸上微生物による固相反応によって分解可能であるため、生成する固体状物質を液相反応槽の一部である沈殿槽２１から取り出し、固相反応槽１０に移す。
本実施形態においては、例えば矢印Ｆで示すように、沈殿槽２１の沈殿部２１ａから固体状物質を含有する液相反応槽内液体が取り出され、洗浄・固液分離部３０へと送られる。このとき、沈殿槽２１の沈殿部２１ａから固体状物質を含有する液相反応槽内液体の一部は、返送汚泥として液相反応槽２０に戻される。
洗浄・固液分離部３０においては、固体状物質と液体に分離され、固相反応槽内物質を洗浄する場合と同様に、固体状物質は矢印Ｇで示すように固相反応槽１０へ移され、一方、液体は矢印Ｈで示すように液相反応槽２０に移される。

例えば上述のように液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄した固相反応槽内物質が洗浄・固液分離部３０の容器内に残存している状態で、これを濾過材として固体状物質を含有する液相反応槽内液体を濾過し、固体状物質を濾過材となった固相反応槽内物質上に残留させながら、濾液を洗浄・固液分離部３０の容器から排出して液相反応槽２０へと移す構成としてもよい。
濾過により洗浄・固液分離部３０内の固相反応槽内物質上に残留した固体状物質は、固相反応槽内物質とともに固相反応槽に移され、固相反応による分解に供せられる。

上記の有機物処置装置において、沈殿槽２１における固体状物質を沈殿させた上澄みは、そのまま、あるいは必要に応じて化学的処理などがなされて、矢印Ｉで示すように、浄水として有機物処理装置の外部に排出される。

本実施形態における有機物処理装置を用いた有機物処理方法では、多くの場合、処理すべき有機物は累積的である。つまり処理分解が終わった後に新たに次の有機物を追加するのではなく、処理分解が完了する以前に、次々と新たな有機物が追加累積される。
例えば、固相反応槽において処理されている固相反応槽内物質の一部または全部を洗浄・固液分離部に移して高粘性生成物を洗浄除去した後、矢印Ｊに示すように、固相反応槽内物質上に分解処理の対象である新規な有機物を投入し、新規な有機物を固相反応槽内物質に合流させることができる。
あるいは、新規な有機物を直接固相反応槽に投入して固相反応槽内物質に合流させてもよい。

尚、上記の固相反応槽内物質とは、処理すべく投入された有機物及びその分解生成物、水分調整剤として始めに投入されているおが屑、セラミック、プラスチックなどの固相充填材、陸上微生物、高粘性生成物、水分、液相反応槽から運ばれた汚泥等、固相反応槽の内部で攪拌されている全ての物質をさすものとする。

本実施形態に係る有機物処理装置とそれを用いた有機物処理方法では、固相反応槽内物質を洗浄して高粘性生成物を含む液相に溶解する成分を液相反応槽に移して水中微生物による液相反応により分解し、また液相反応槽内に生成する固体状物質（汚泥）を固相反応槽に移して陸上微生物による固相反応により分解することにより、固相反応槽内ではダンゴ化による分解速度の低下が防止でき、また、固相反応槽内物質の洗浄速度を最適に設定して、液相反応槽への有機物負荷をできるだけ小さくし、かつ、凝集化による固相反応の分解速度の低下を防止して有機性廃棄物の処理の安定性及び持続性を高め、飛躍的な有機性廃棄物の減量化を達成する。
ここで、本実施形態においては、固相反応槽の充填材として非分解性充填材を用いており、この非分解性充填材は固相反応槽での処理中において実質的に磨耗しないので、固相充填材の洗浄液中への流出や固相反応槽における固相充填材の量の変動がなく、有機物処理を安定に行うことができる。

例えば上記の非分解性充填材は、非分解性材料から構成される充填材であり、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などのプラスチック系材料、セラミック系材料などからなる。例えば、プラスチックフレークであることが好ましく、廃プラスチック容器を粉砕したものを用いることができる。
例えば、プラスチックからなる非分解性充填材は水分の吸収がほとんどないので、洗浄後における固相反応槽への水分の持ち込み量を大幅に低減することができ、固相反応槽における有機物処理の安定性を向上することができる。また、プラスチックは軽量であるので取り扱いが容易であり、円滑な処理を行うことができる。
さらに、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトルなどの廃プラスチック容器を粉砕して得られるプラスチックフレークは、廃プラスチック容器のリサイクル工程中において中間体として生成されるものであり、安価に入手することが可能である。

また、例えば上記の非分解性充填材は、主面が１〜２０ｍｍの直径の円の面積を有する大きさである平坦な形状であることが好ましく、さらに好ましくは一部または全部のフレークは、平坦な形状のいずれかの位置に屈曲またはカールした部分を有している。
上記のように固相充填材は、固液分離工程においてパンチングメタルの微小な開口から流出しない程度の大きさであり、さらに上記のような形状とすれば処理すべき有機物及びその分解生成物間に適度な空隙をもたらすのに適した形状となって好ましく、しかもこのような形状の非分解性充填材は廃プラスチック容器を粉砕したもので実現できる。

上記の本実施形態における有機物処理装置を用いた有機物処理方法では、毎日新規な有機物を投入し続ける場合に、１日に投入される新規な有機物の量に対して固相反応槽内から取り出して洗浄する量の割合（洗浄速度）の最適な範囲として、例えば、１日に投入される新規な有機物１ｋｇにつき、２５０〜１０００ｍｌの固相反応槽内物質を取り出して洗浄することが好ましい。
１日に投入される新規な有機物１ｋｇにつき１０００ｍｌを越えて洗浄すると、液相反応槽で処理することが課せられる有機物負荷が必要以上に大きくなり、液相反応槽のサイズを大きくすることが必要となるため、有機物処理装置の大型化を招く。１日に投入される新規な有機物１ｋｇにつき２５０ｍｌ未満とすると、高粘性生成物が十分に除去しきれなくなり、固相反応槽物質が凝集化して固相反応が停止してしまう虞がある。

上記の有機物処置装置において、固相反応槽１０、液相反応槽２０及び洗浄・固液分離部３０の間で物質を循環させる物質循環系の構成は特に限定はなく、上記に示すように物質を送る構成となっていればよい。
上記の有機物処置装置は、必要に応じて除湿部や脱臭部が設けられており、上記の固相反応槽１０、液相反応槽２０、洗浄・固液分離部３０及びそれらを接続する物質循環系に接続されている。これら除湿部による除湿条件や脱臭部の構成などについて、例えば国際公開第０２／６４２７３号パンフレットに記載の方法や構成を用いることができる。
さらに、固相反応槽１０や液相反応槽２０などにおける温度、湿度、ｐＨなどの管理条件についても、国際公開第０２／６４２７３号パンフレットに記載の方法や構成を用いることができる。

（第１実施例）
実験例１（ＥＸ１）として、上記の本実施形態に係る有機物処理装置および方法を用いて、下記のように有機物処理を行った。
攪拌式の固相反応槽内に固相充填材として５リットルのＰＥＴフレークを予め投入しておき、処理すべき新規な有機物として、毎日含有率８０％のドッグフードを５００ｇ（有機物にして９３ｇ−ＶＭ（ｖｏｌａｔｉｌｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ））ずつ投入し続けた。
上記のＰＥＴフレークは、廃ＰＥＴボトルを粉砕及び洗浄してフレーク状にしたものであり、主面が１〜２０ｍｍの直径の円の面積を有する大きさである平坦な形状であり、この平坦な形状のいずれかの位置に屈曲した部分を有している。
ここで、一日あたりに取り出して洗浄する固相反応槽内物質の量を２５０ｍｌと設定して、３日に一度、７５０ｍｌの固相反応槽内物質を固相反応槽から取り出し、重量を測定した後、洗浄部にて１０リットルの水で５分間洗浄し、２ｍｍのメッシュで固形成分と洗浄液（汚水）に分離し、固形成分を再び固相反応槽内に戻す工程を毎日繰り返し、実験は１４０日間行った。
上記の洗浄したときの洗浄液は液相反応槽に移して液相反応による分解処理に供したが、発生した固体状物質の量が少なかったため固相反応槽へ移送することは省略した。

実験例２（ＥＸ２）として、実験１００日目以降、過剰に水分を加えたり、乾燥させたりすることによって含水率を変動させること以外は、実験例１と同じ条件で実験を行った。実験例２では、実験開始１２０日に有機物投入をストップした。

実験例３（ＥＸ３）として、固相反応槽内物質の洗浄を行わなかったこと以外は、実験例１と同じ条件で実験を行った。実験例３では、固相反応槽内に有機物が実験期間を通して蓄積し続けたことから、実験開始１００日で有機物投入をストップした。

実験例４（ＥＸ４）として、固相充填材としておが屑を用いたこと以外は、実験例１とほぼ同じ条件で実験を行った。
おが屑は、目合い２ｍｍのメッシュでふるいにかけ、大きさが２ｍｍ以上のものを使用した。
また、固相反応槽内物質の洗浄においては、７５０ｍｌの固相反応槽内物質の重量を測定した後、目合い５００μｍのメッシュを底に張ったアクリルパイプに引き抜き、１０リットルの水で２４時間洗浄を行った。２４時間洗浄を行った後、固相反応槽内物質が入ったアクリルパイプを水中から引き上げることによって、固形成分と洗浄液（汚水）に分離した。

（第２実施例）
上記の実験例１と実験例４において、洗浄時の水分を固相反応槽に持ち込む量を測定し、比較した。ここで、１日あたり３００ｋｇの有機物を処理できる装置（固相反応槽内物質の体積が３．６ｍ^３）において、１日あたり５％（１８０リットル）の量を洗浄する場合に換算すると、一日あたりに持ち込む水分は、実験例１では１９．８ｋｇ、実験例４では４７．５２ｋｇであり、ＰＥＴフレークを固相充填材として用いることで水分持込量を大幅に低減することができることが確認された。

（第３実施例）
上記の実験例１〜４に関して、固相反応槽のｐＨの経時変化を調べた。
ｐＨは、固相反応槽内物質の部分サンプルと水との懸濁水を用いて測定した。
図２は、上記の実験例１〜４において、測定したｐＨを縦軸にとり、実験日数（日）を横軸にとって、上記の実験例１〜４（ＥＸ１〜４）のそれぞれについてプロットした図である。
実験例１（ＥＸ１）〜実験例４（ＥＸ４）に関して、それぞれｐＨは実験開始４０日まで不安定な値を示したが、その後全ての反応槽においてpH７．５〜８．５と高い値で安定した。実験例１のｐＨは実験開始１３６日において最高値８．８７を示した。実験開始４０日以降における実験例１（ＥＸ１）〜実験例４（ＥＸ４）のｐＨの平均値は、それぞれ８．１６、８．０３、８．１９、７．８８であった。実験開始１００日以降、実験例２の固相反応槽内ｐＨは含水率が上昇するとともに急激に低下し、最低値５．２１を示した。

（第４実施例）
固相充填材にＰＥＴフレークを使用した実験例１〜３から採集した部分サンプルを６０℃で７日間乾燥させ、ＰＥＴフレークの表面に付着したドッグフードを水に懸濁して分離し、得られたドッグフードの懸濁液を６０℃で７日間乾燥させ、乾燥したドッグフードのみの乾燥重量を測定した。さらに、乾燥したドッグフードをマッフル炉により５００℃で４時間燃焼させ、揮発した成分の重量を有機物の重量とした。
次に、実験例１〜３の固相反応槽内の総湿重量（ｋｇ−Ｗｔ）を、下記式（１）を用いて、反応槽全体の重量から、空の反応槽の重量を引くことにより求めた。
また、実験例１〜３の固相反応槽内の総乾燥重量（ｋｇ−ＤＷ）を、下記式（２）を用いて、上記で得られた総湿重量に部分サンプルに含まれる乾燥したドッグフードの割合（％）をかけることによって求めた。
また、実験例１〜３の固相反応槽内の総有機物量（ｋｇ−ＶＭ）を、下記式（３）を用いて、上記で得られた総乾燥重量に乾燥ドッグフードに含まれる有機物の割合（％）をかけることによって求めた。

一方、固相充填材におが屑を使用した実験例４から採集した部分サンプルを６０℃で１４日間乾燥させ、乾燥重量を測定した。さらに、乾燥後の部分サンプルをマッフル炉により５００℃で４時間燃焼させ、揮発した成分の重量を有機物の重量とした。
次に、実験例４の固相反応槽内の総湿重量（ｋｇ−Ｗｔ）を、上記と同様に、式（１）を用いて、反応槽全体の重量から、空の反応槽の重量を引くことにより求めた。
また、実験例４の固相反応槽内の総乾燥重量（ｋｇ−ＤＷ）を、下記式（４）を用いて、上記で得られた総湿重量に部分サンプルに含まれる乾燥物の割合（％）をかけることによって求めた。
また、実験例４の固相反応槽内の総有機物量（ｋｇ−ＶＭ）を、下記式（５）を用いて、上記で得られた総乾燥重量に乾燥サンプルに含まれる有機物の割合（％）をかけることによって求めた。
但し、ここでは、おが屑の量は実験期間を通して変化していないと仮定し、おが屑が含む有機物量を総有機物量から差し引いてドッグフードのみの総有機物量を算出した。

図３は、上記のようにして得たれた固相反応槽内の総有機物量（ｋｇ）を縦軸にとり、実験日数（日）を横軸にとって、上記の実験例１〜４（ＥＸ１〜４）のそれぞれについてプロットした図である。
尚、図中、実線は実験例１〜３に対する固相反応槽に投入された有機物負荷（Ｌｏａｄ）の総量を示しており、破線は実験例４に対する有機物負荷（Ｌｏａｄ）の総量を示しており、毎日一定の量を投入し続けるので直線となる。

図２に示すように、固相内容物の洗浄を行った実験例１，２，４（ＥＸ１，２，４）は実験開始４０日まで増加し続け、その後それぞれ０．８５ｋｇ−ＶＭ、０．８４ｋｇ−ＶＭ、１．４７ｋｇ−ＶＭで定常状態となった。
固相内容物の洗浄を行わなかった実験例３（ＥＸ３）は実験開始４０日以降、固相内容物が凝集化し固相反応槽内に有機物が蓄積し続けた。
実験例１〜４（ＥＸ１〜４）の各反応槽は、実験期間を通してそれぞれ、１１．３ｋｇ−ＶＭ、１０．８ｋｇ−ＶＭ、７．２ｋｇ−ＶＭ、１１．５ｋｇ−ＶＭの有機物量を分解した。
実験例１，２，４（ＥＸ１，２，４）の有機物分解率は、それぞれ９１．５％、９１．０％、９４．５％と高い値を示した。一方、実験例３（ＥＸ３）の凝集化時における有機物分解率は７３．５％と実験例１，２，４と比較して低い値を示した。

（第５実施例）
図４は、上記の実験例１，２，４（ＥＸ１，２，４）において、固相反応槽内物質の総体積（固相体積）を測定し、固相体積（Ｌ）を縦軸にとり、実験日数（日）を横軸にとって、上記の実験例１，２，４（ＥＸ１，２，４）のそれぞれについてプロットした図である。
固相充填材にＰＥＴフレークを使用した実験例１，２（ＥＸ１，２）の固相体積は、実験開始後約４０日まで増加し、それぞれ７．２Ｌ、６．８Ｌで定常状態となった。
一方、固相充填材におが屑を使用した実験例４（ＥＸ４）の固相体積は、実験開始後約１００日まで６．１Ｌを維持したが、実験開始１４０日において４．８Ｌにまで減少し、初期体積より低い値を示した。

（第６実施例）
図５は、上記の実験例１，２，４（ＥＸ１，２，４）において、固相反応槽内物質を洗浄した洗浄液（汚水）中の有機物量を測定し、汚水中有機物量（ｇ）を縦軸にとり、実験日数（日）を横軸にとって、上記の実験例１，２，４（ＥＸ１，２，４）のそれぞれについてプロットした図である。
実験例１，２，４（ＥＸ１，２，４）の汚水中の有機物量は、実験開始後約４０日まで増加し続け、その後それぞれ定常状態を示した。
定常状態時における実験例１，２（ＥＸ１，２）の１日あたりに液相に流出する有機物量の平均値は、それぞれ１２．２ｇ／ｄａｙ、１５．４ｇ／ｄａｙ、１３．７ｇ／ｄａｙであり、１日あたりに投入する有機物の１３．１％、１６．６％、１４．８％がそれぞれの液相に流出していることが明らかとなった。
実験例２（ＥＸ２）において、実験開始後１００日以降水分を過剰に加える実験を行った結果、液相に流出する有機物量の値も増加し、最高値２８．７ｇ／ｄａｙを示した。

上記のように、本実施形態に係る有機物処理装置及び方法によれば、有機性廃棄物の処理にあたり、大量の未熟コンポストを排出していた従来技術と比較し、残滓量を極めて低減することが可能となる。
また、従来技術では極めて不安定であった微生物を用いた有機物処置を実用レベルに安定化したことが本発明の重要な効果といえる。
さらに、悪臭や人体に悪影響を及ぼす病原菌や化学物質を生成することはなく、極めて安全な処理である。
さらに、社会的効果として、ディスポーザーを利用して生ゴミを家庭外に排出することができる為、従来のわずらわしい作業から開放される。
本発明による処理方法は根本的に有機物を無機化することができるため、そこから排水された水からは汚泥が発生することはない。

なお、本発明による有機物処理は、個々の一般家庭ではディスポーザーを利用し、生ゴミに代表される有機物を家庭外に排出し、その後、本発明による処理方法と設備によって数百戸単位で集積され、連続的に処理を行うという利便性の高い利用形態をとることができる。

本発明の有機物処理方法は「水のよごれや生ゴミという有機物」を「汚泥という他の有機物」に変換するわけでは無く、「無機化」することに着眼点を置いている。すなわち、微生物が分解増殖する過程における無機化反応を液固両相の微生物を用いて最大限に行うことが本発明の処理原理である。そのため、本発明の有機物処理方法により分解され、無機化した物質は地球の物質循環にそのまま流れることとなり、川、海、大気へと地球の生態系にとって無害な形で放出され循環する。
日本における汚泥の発生量は、生ゴミの量の比ではなく、全有機性廃棄物の大部分を占めており、本発明の将来的展望としては、これら汚泥問題を解決することもが挙げられる。

なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではなく、任意好適な種々の改変を加えてよい。また、任意好適な種々の対象物を処理対象としてよい。
例えば、固相反応槽で固相充填材として使用される非分解性充填材は、ＰＥＴフレークなどのプラスチックフレークの他、セラミックなどの非分解性材料からなる充填材であれば適用でき、フレーク状やその他の形状など、形状には特に限定はない。
また、例えば、液相反応槽において生じた固体状物質を固相反応槽に移さないように構成してもよい。
また、例えば、液相反応槽を用いず、固相反応槽内物質を洗浄した洗浄液をそのまま廃棄してしまうように構成してもよい。
また、例えば、固相反応槽の底部にパンチングメタルなどの開口を有する構成などとして、固相反応槽と洗浄部を同一の槽で構成することも可能である。この場合、物質循環系としては固相反応槽内物質を洗浄部に移す構成は不要となり、洗浄時には固相反応槽内物質の全てが洗浄されることになる。さらに、この構成においても、液相反応槽を持たず、固相反応槽内物質を洗浄した洗浄液をそのまま廃棄してしまうように構成してもよい。

本発明の有機物処理装置は、生ごみ等の有機性廃棄物を処理する有機物処理装置に適用できる。
また、本発明の有機物処理装置は、生ごみ等の有機性廃棄物を処理する有機物処理方法に適用できる。

図１は本発明の実施形態に係る有機物処理方法を実施するための有機物処理装置の模式構成図である。 図２は、第３実施例において固相反応槽内のｐＨを実験日数（日）に対してプロットした図である。 図３は、第４実施例において固相反応槽内の総有機物量（ｋｇ）を実験日数（日）に対してプロットした図である。 図４は、第５実施例において固相反応槽内物質の総体積（Ｌ）を実験日数（日）に対してプロットした図である。 図５は、第６実施例において汚水中有機物量（ｇ）を実験日数（日）に対してプロットした図である。

符号の説明

１０…固相反応槽 ２０…液相反応槽
２１…沈殿槽 ２１ａ…沈殿部
３０…洗浄・固液分離部

Claims (17)

1. 有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を陸上微生物によって分解する処理を固相充填材として非分解性充填材を混合して行う固相反応槽と、
   前記有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を水中微生物によって分解する液相反応槽と、
   前記固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部が移され、前記固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄する洗浄部と、
   前記固相反応槽内物質の少なくとも一部を前記洗浄部に移し、洗浄された前記固相反応槽内物質を前記固相反応槽に移し、前記洗浄液を前記液相反応槽に移し、前記液相反応槽において生成する固体状物質を前記固相反応槽に移し、前記固相反応槽と前記液相反応槽との間で物質を循環させる物質循環系と
   を有し、固液２相循環法を利用して有機物を処理する有機物処理装置。
2. 前記非分解性充填材は、プラスチックフレークである
   請求項１に記載の有機物処理装置。
3. 前記プラスチックフレークは、廃プラスチック容器を粉砕したものである
   請求項２に記載の有機物処理装置。
4. 前記非分解性充填材は、主面が１〜２０ｍｍの直径の円の面積を有する大きさである平坦な形状である
   請求項１に記載の有機物処理装置。
5. 前記非分解性充填材は、前記平坦な形状のいずれかの位置に屈曲した部分を有する
   請求項４に記載の有機物処理装置。
6. 有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を陸上微生物によって分解する処理を固相充填材として非分解性充填材を混合して行う固相反応槽と、
   前記有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を水中微生物によって分解する液相反応槽と、
   前記固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部が移され、前記固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄する洗浄部と、
   前記固相反応槽内物質の少なくとも一部を前記洗浄部に移し、洗浄された前記固相反応槽内物質を前記固相反応槽に移し、前記洗浄液を前記液相反応槽に移し、前記固相反応槽と前記液相反応槽との間で物質を循環させる物質循環系と
   を有し、有機物を処理する有機物処理装置。
7. 有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を陸上微生物によって分解する処理を固相充填材として非分解性充填材を混合して行う固相反応槽と、
   前記固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部が移され、前記固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄する洗浄部と、
   前記固相反応槽内物質の少なくとも一部を前記洗浄部に移し、洗浄された前記固相反応槽内物質を前記固相反応槽に移し、前記洗浄液を廃棄し、前記固相反応槽と前記洗浄部との間で物質を循環させる物質循環系と
   を有し、有機物を処理する有機物処理装置。
8. 有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を、陸上微生物によって分解する固相反応槽と、水中微生物によって分解する液相反応槽とを順次通過せしめる固液２相循環法を利用して有機物を処理する有機物処理方法であって、
   前記固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部を前記固相反応槽外に移す工程と、
   前記固相反応槽外に移された前記固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄する工程と、
   洗浄された前記固相反応槽内物質を前記固相反応槽に移す工程と、
   前記液相に溶解する成分を洗浄した洗浄液を前記液相反応槽に移す工程と、
   前記液相反応槽において生成する固体状物質を前記液相反応槽から取り出し、前記固相反応槽に移す工程と
   を有し、
   前記固相反応槽において、前記有機物及びその分解生成物に固相充填材として非分解性充填材を混合して処理する
   有機物処理方法。
9. 前記固相反応槽外が洗浄部である
   請求項８に記載の有機物処理方法。
10. 前記非分解性充填材として、プラスチックフレークを用いる
    請求項８に記載の有機物処理方法。
11. 前記プラスチックフレークとして、廃プラスチック容器を粉砕したものを用いる
    請求項１０に記載の有機物処理方法。
12. 前記非分解性充填材として、主面が１〜２０ｍｍの直径の円の面積を有する大きさである平坦な形状のフレークを用いる
    請求項８に記載の有機物処理方法。
13. 前記非分解性充填材として、前記平坦な形状のいずれかの位置に屈曲した部分を有するフレークを用いる
    請求項１２に記載の有機物処理方法。
14. 有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を、陸上微生物によって分解する固相反応槽と、水中微生物によって分解する液相反応槽とを利用して有機物を処理する有機物処理方法であって、
    前記固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部を前記固相反応槽外に移す工程と、
    前記固相反応槽外に移された前記固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄する工程と、
    洗浄された前記固相反応槽内物質を前記固相反応槽に移す工程と、
    前記液相に溶解する成分を洗浄した洗浄液を前記液相反応槽に移す工程と
    を有し、
    前記固相反応槽において、前記有機物及びその分解生成物に固相充填材として非分解性充填材を混合して処理する
    有機物処理方法。
15. 前記固相反応槽外が洗浄部である
    請求項１４に記載の有機物処理方法。
16. 有機物及びその分解生成物の少なくとも一部を、陸上微生物によって分解する固相反応槽を利用して有機物を処理する有機物処理方法であって、
    前記固相反応槽にて処理されている固相反応槽内物質の少なくとも一部を前記固相反応槽外に移す工程と、
    前記固相反応槽外に移された前記固相反応槽内物質の内の液相に溶解する成分を洗浄液で洗浄する工程と、
    洗浄された前記固相反応槽内物質を前記固相反応槽に移す工程と、
    前記液相に溶解する成分を洗浄した洗浄液を廃棄する工程と
    を有し、
    前記固相反応槽において、前記有機物及びその分解生成物に固相充填材として非分解性充填材を混合して処理する
    有機物処理方法。
17. 前記固相反応槽外が洗浄部である
    請求項１６に記載の有機物処理方法。
    

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