JP2007229636A - 生ゴミ分解容器および分解方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 生ゴミを連続処理する場合、微生物による分解力のみでは困難であり、結局処理環境の強制制御が必要になるといった問題があった。また、長期間安定して処理するため、定期的に分解残渣を取り出し、再び新しい微生物を追加する必要があった。
【解決手段】 多孔構造を有する材料を用いて形成され、二つ以上の槽から構成されている生ゴミ分解容器において、まず一つの槽に生ゴミと分解促進材とを所定の割合でそれぞれ投入し、所定時間経過後に再び生ゴミと分解促進材とを所定の割合で追加することを所定回数以上繰り返して充填し、この充填作業を一つの槽を除いた全ての槽について行った後、空の槽に対して、生ゴミと、他の槽に堆積していた分解促進材と生ゴミとの混合物とを、所定の割合で投入し、所定時間の間隔をおいて所定回数以上堆積し、この槽を充填すると同時に他の一つの槽を空にする作業を順次行うことによって、連続的に生ゴミを分解した。
【選択図】図３

Description

本発明は、微生物によって生ゴミを分解する生ゴミ分解容器およびその方法に関する。

水分が多く、腐りやすい生ゴミの処理は従来から社会的問題となっている。そこで近年、生ゴミを家庭内で処理する様々な装置が開発され、微生物の機能を積極的に活用した装置も既に多数市場に出回っている。これらの多くは、基本的に単独の処理槽および手動あるいは自動の撹拌機より構成され、生ゴミと比較的好気的な条件下で活性を有する好気性微生物および通性嫌気性微生物とを槽内で接触させながら処理するものである。また粉砕装置、加温装置や脱臭装置などを付属させたり、特定の機能を有する微生物を添加することによって、より簡便かつ確実に処理ができるように工夫されているものもある。

しかしながら、毎日の生ゴミを連続的に処理する場合、水分過多による酸素濃度の低下などによって、微生物による生化学的分解力のみでは十分に分解することが困難となり、未分解残渣からの悪臭の発生が著しく、結局粉砕あるいは乾燥による処理環境の強制的な制御のために余分な電力を必要としてしまうといった問題があった。

また、単独の処理槽で長期間安定して連続処理することは非常に困難なため、定期的に分解残渣を槽外へ取り出し、再び新しい微生物資材を追加する必要があった。
特開２００５−３４２６１８号公報 特開２００４−１３０１８７号公報

本発明が解決しようとする問題点は、電力などを用いて強制的な水分制御や撹拌粉砕を行い、さらに定期的な残渣の除去および添加物等の補充を行わなくては安定して生ゴミを連続分解できない点であり、これらを解決するための生ゴミ分解容器および分解方法を提供することを課題とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、微細粒子を保持しながら通気性を損なわない多孔構造を有する材料を用いて形成され、二つ以上の槽から構成されている生ゴミ分解容器を用い、まず一つの槽に生ゴミと分解促進材とを所定の割合でそれぞれ投入し、所定時間経過後に再び生ゴミと分解促進材とを所定の割合で追加し、堆積することを所定回数以上繰り返して充填し、この充填作業を一つの槽を除いた全ての槽について行った後、空の槽に対して、生ゴミと、他の槽に堆積していた分解促進材と生ゴミとの混合物とを、所定の割合でそれぞれ投入し、所定時間の間隔をおいて所定回数以上堆積することにより、この槽を充填すると同時に他の一つの槽を空にし、その後、この空の槽を充填すると同時に他の槽を空にする作業を順次連続的に行うことを特徴とする。

すなわち、槽がそれぞれ微細粒子を保持しながら通気性を損なわない多孔構造を有する材料から形成されている結果として、生ゴミと各種分解促進材を連続して堆積しても、十分に通気されるため通気不足による分解不良や悪臭などの弊害がなく、強制的な環境制御装置を具備しなくても安定して生ゴミが分解されることとなる。

この場合、槽に配設した多孔構造の孔径寸法は０．１ｍｍから０．５ｍｍの範囲で設定すべきであり、０．５ｍｍ以上の場合は、通気性は良くても生ゴミおよび分解促進材由来の微粉末が槽外にこぼれてしまい、不衛生となる。一方、０．１ｍｍ以下の場合は通気性が悪くなる結果、分解不良などの原因となる。

さらに、この容器が二つ以上の槽から構成され、一つの槽に生ゴミと分解促進材あるいは他の槽に堆積していた分解促進材と生ゴミとの混合物とを所定の割合でそれぞれ投入し、所定時間経過後に再び生ゴミと分解促進材あるいは他の槽に堆積していた分解促進材と生ゴミとの混合物とを所定の割合で追加し、堆積することを所定回数以上繰り返えして充填し、この充填作業を一つの槽を除いた全ての槽について行った後、空の槽に対して、生ゴミと、他の槽に堆積していた分解促進材と生ゴミとの混合物とを、所定の割合でそれぞれ投入し、所定時間の間隔をおいて所定回数以上堆積することにより、この槽を充填すると同時に他の一つの槽を空にし、その後、この空の槽を充填すると同時に他の槽を空にする作業を順次連続的に行うことで、一つの槽における生ゴミ分解期間を十分に設けることが可能であり、分解の遅い成分であってもほぼ完全に分解し、全体の体積はほとんど増加することはないため、槽からの未分解残渣取り出しおよび槽への分解促進材の新たな追加をすることなしに非常に長期間生ゴミを分解することが可能となる。

しかし、一つの槽に生ゴミと分解促進材あるいは他の槽に堆積していた分解促進材と生ゴミとの混合物とを所定の割合でそれぞれ投入する際、次の投入までの時間間隔が非常に短い場合は、投入を何度も繰り返すことにより、微生物による生ゴミの分解期間を十分に設けることができず、生ゴミの分解が不十分なまま次の生ゴミが投入される結果として、過剰な有機物が未分解残渣として蓄積され、連続して分解することが次第に困難となる。

したがって、一つの槽に生ゴミと分解促進材あるいは他の槽に堆積していた分解促進材と生ゴミとの混合物とを投入する際、次の投入までの時間間隔を８時間以上、望ましくは２４時間以上にすることが望ましい。

また、１つの槽において８時間以上の適切な間隔をおいて、生ゴミと分解促進材あるいは他の槽に堆積していた分解促進材と生ゴミとの混合物とを所定の割合で投入した場合であっても、その累積回数が非常に少なければ、結果的に一つの槽における生ゴミの分解期間を十分に設けることができず、微生物による生ゴミの分解が不十分なまま、次の生ゴミ分解を促進する資材として分解促進材と生ゴミとの混合物が使用されるため、過剰な有機物が未分解残渣として蓄積される結果、連続して分解することが次第に困難となる。

したがって、一つの槽において８時間以上の適切な間隔をおいて、生ゴミと分解促進材あるいは他の槽に堆積していた分解促進材と生ゴミとの混合物とを連続投入する際、その累積回数を５回以上、望ましくは１０回以上にすることが望ましい。

また、生ゴミをより安定かつ長期間連続処理するためには、容器を構成する槽を３つ以上にすることが望ましく、この場合、槽が２つの場合よりもさらに多くの分解期間を設けることが可能となり、かなり分解の遅い成分であってもほぼ完全に分解させることが可能となる。

また、生ゴミと分解促進材の割合は、生ゴミおよび分解促進材の種類や特性によっても、処理時の気候などによっても様々であり、これに応じて適切に調節されるべきであるので、特に限定はしないが、本願発明において好気的かつ衛生的に生ゴミを処理するためには、生ゴミの容量に対して分解促進材を１０％容量以上、望ましくは５０％容量以上、さらに望ましくは生ゴミが十分被覆できるよう３倍容量以上で使用する。

また、本願の請求項２に記載の発明は、生ゴミと、分解促進材あるいは他の槽に堆積していた分解促進材と生ゴミとの混合物とを、所定の割合でそれぞれ投入した後、撹拌操作を行うことを特徴とする。

すなわち、生ゴミと、分解促進材あるいは他の槽に堆積していた分解促進材と生ゴミとの混合物とを、所定の割合でそれぞれ投入した後、撹拌操作を行うことによって、撹拌を行わないで単に投入して堆積していく方法に比べて生ゴミと分解促進材との接触頻度は格段に向上することとなり、より迅速に生ゴミが分解されることとなる。

さらに、この場合、新たに混合された生ゴミと分解促進材とを先に堆積された混合物と積極的に撹拌することによって、先に投入された混合物に十分な酸素が供給されるため、微生物の活性がさらに向上するとともに、生ゴミを活発に分解している多数の微生物群がその高い活性を保持したまま新しい生ゴミと接触することになり、その分解速度を促進させることが可能である。

また、本願の請求項３に記載の発明は、分解促進材が主に好気的条件下で活性を示す微生物群を担持でき、且つ水分、ミネラル、ガス等を吸着あるいは放出し得る多孔質性微粒子成分から構成されることを特徴とする。

すなわち、分解促進材が多孔質性微粒子から構成されていることにより、意図的に特定の機能を有する微生物を添加した場合はもちろん自然界に通常存在する好気性および通性嫌気性微生物、およびそれらの微生物の活性維持に必要なミネラル成分などを多孔質内部に効果的に担持できるとともに、生ゴミ表面全体を覆うようにして存在させることができるため、生ゴミを安定して分解することができる。

また、生ゴミに水分が多量に含まれていても一時的に多孔質内部に吸収し、徐々に外側へ拡散させて容器外へと蒸散させることができる。さらに、生ゴミ特有の臭気や発酵時の臭気を効果的に吸着することもでき、結果として生ゴミ分解性とその取り扱いが著しく向上することとなる。

また、多孔質微粒子の断熱効果によって、内部の保温性が高いことから、外気温が低く微生物の活性が低くなる冬季においても生ゴミの分解性能の著しい低下を引き起こすことがなく、年中安定して生ゴミを分解することができる。

また、本願の請求項４に記載の発明は、生ゴミを分解する容器であって、微細粒子を保持しながら通気性を損なわない多孔構造を有する材料を用いて形成された二つ以上の槽から構成されていることを特徴とする。

本発明の生ゴミ分解容器および分解方法によれば、通気性を確保しながら微生物を担持した分解促進材と生ゴミとを接触させて十分な時間堆積させることが可能であるため、電力などを用いた強制的な水分制御や撹拌粉砕を伴わず、さらに定期的な残渣の除去および添加物等の補充をしないで、生ゴミを安定して連続分解することができる。

以下に本発明の生ゴミ分解容器および分解方法の実施の形態を挙げ、具体的に説明するが、本願発明はその要旨を超えない限り、これに限定されるものではない。

図１は本願発明にかかる生ゴミ分解容器の実施の形態を示すものである。分解容器１は、周囲の４面９，９’，９’’，９’’’および底面１０と蓋８から構成され、内部は仕切りによってそれぞれ単独の槽２，３，４に分離されている。

ここで、分解容器１は、木、籐および竹などの天然原料、樹脂、金属、陶器などどのような原料も採用することができる。また、周囲の４面９，９’，９’’，９’’’および底面１０は堆積物を保持するとともにその通気性が確保できればどのような構造を有していても良く、たとえば麻製網や不織布などがその耐久性や通気性などから好ましく用いられる。さらに上面の蓋８は、十分な通気性を確保するとともに、虫などの侵入を防止するため、金属製および樹脂製の網から構成されていることが望ましいが、これ以外のどのような構造を有していても良い。

また、図２から図６は、図１の容器を用いた生ゴミ処理方法の実施形態を示した模式図である。

図２に示すように、初期の状態では槽３，４には予め分解促進剤５が充填されている。

そこで、図３に示すように、空いている槽２へ、槽３に充填されている分解促進材５と、生ゴミ６とを所定時間毎に所定の割合で投入し、その際、移植ごて等によってよく撹拌した後、そのまま堆積させる。これらの操作を所定回数繰り返すと、槽２がほぼ満杯となり、一方、分解促進材５で充填されていた槽３が空になる。

次に、図４に示すように、新たに空いた槽３へ、槽４に充填されている分解促進材５と生ゴミ６とを所定時間毎に所定の割合で投入し、その際、移植ごて等によってよく撹拌後、堆積させる。これらの操作を所定回数繰り返すと、槽３がほぼ満杯となり、一方、分解促進材５で充填されていた槽４が空になる。

また、図５に示すように、直前まで分解促進材５と生ゴミ６とを堆積していた槽３ではまだ表層から中層部分の生ゴミは十分に分解されていない場合があるが、最初に分解促進材５と生ゴミ６とを堆積した槽２では表層部においても微生物によって生ゴミは十分分解され、混合物７の体積は最初に充填されていた分解促進材５の体積と比較してほとんど増加していないので、この槽２に堆積している混合物７と生ゴミ６とを新たに空いた槽４へ所定時間毎に所定の割合で投入し、その際、移植ごて等によってよく撹拌後堆積させる。これらの操作を所定回数繰り返すと、再び槽４がほぼ満杯となり、一方、生ゴミ６と分解促進材５との混合物７が堆積していた槽２が空になる。

さらに、図６に示すように、次に分解促進材５と生ゴミ６とを堆積した槽３でも、同様に微生物によって生ゴミは十分分解され 、混合物７の体積はほとんど増加していないので、この槽３に堆積している混合物７と生ゴミ６とを新たに空いた槽２へ所定時間毎に所定の割合で投入し、その際、移植ごて等によってよく撹拌後堆積させる。これらの操作を所定回数繰り返すと、再び槽２がほぼ満杯となり、一方、生ゴミ６と分解促進材５との混合物７が堆積していた槽３が空になる。

上記の操作を繰り返すことによって、最終的には順次空いた槽に、先に投入した生ゴミがほぼ分解された混合物７と新たな生ゴミ６とを投入していくこととなり、これによって微生物を担持した分解促進材と生ゴミとを接触させた状態で、通気性を確保しながら十分な時間堆積させることが可能である。また、万一先に投入した槽に堆積している混合物７の表層部分に未分解の生ゴミが存在していても、次の槽においては生ゴミと深層部にて長期間堆積することとなり、その期間内に十分分解することができる。その結果、電力などを用いた強制的な水分制御や撹拌粉砕を伴わず、さらに定期的に残渣を除去したり、添加物等を補充することなしに、生ゴミを安定して連続分解することができる。

ここで分解促進材５は、多孔質性の微粒子成分から構成され、オガクズ、稲藁、米ぬか、コーヒー粕など有機系材料を粉末にしたものだけでなく、ゼオライトや活性炭など無機系粒子、さらに腐葉土、山土、熟成堆肥、熟成厩肥など多種類の有機無機混合物を単独あるいは混合して用いることができ、この場合は生ゴミ、多孔質性有機成分、大気中など自然界に存在する微生物を利用して生ゴミを分解することとなる。またここに好気的条件下で有機物を効果的に資化することのできる微生物を一種類以上予め人工的に担持させておくことで、より迅速に生ゴミを分解することが可能である。

また、生ゴミ６は、食物残渣であって有機物のものであれば特に種類は問わず、野菜豆類、ご飯や麺類、肉魚類、油脂類などが混合されていても問題はない。ただし、それぞれ３ｃｍから４ｃｍ大程度にまで予め粉砕しておくことが望ましい。

なお、通常の処理方法の場合、連続的に生ゴミを投入しつづけた場合、水分過多などの条件が最適に維持されていても、投入する生ゴミの特性によっては塩濃度が上昇し、さらにｐHが著しく変動することがあり、その場合は３ヶ月程度で内容物を取り出したり、分解促進材を交換したりといった作業が必要である。しかし、本願発明においては、そのような場合においても一年程度までは、効果を維持することが可能である。

[実施例１]
以下に，本発明の実施例について、具体的に説明する。ただし、本発明の実施例は、以下の実施例に限定されない。

分解容器１は、外枠を木製とし、寸法は幅９０ｃｍ、奥行き４０ｃｍ、高さ５０ｃｍであり、周囲の４面９，９’，９’’，９ ’’’には直径０．５ｍｍ程度の通気孔を多数有する麻製網を配設した。底面１０は木製とし、特に通気構造は設けなかった。さらに上面の蓋８は、金属製の網と木製の外枠とから構成した。内部は３つの槽から形成し、個々の槽における内寸は幅２５ｃｍ、奥行き３５ｃｍ、高さ４５ｃｍとした。

オガクズ、コーヒー粕、豚糞より熟成させ、熟成過程において好気性微生物群を担持させた分解促進材５のみを槽３，４に３０リットルずつ充填し、槽２へこの分解促進剤５を２リットルと生ゴミ６を１リットルとを２４時間毎に投入し、移植ごてでよく撹拌後、分解促進剤５を１リットル用いて被覆した。約１０日間で槽２がほぼ満杯となり、一方、分解促進材５で充填されていた槽３が空になった。

そこで、槽４に充填した分解促進材５と生ゴミ６とを同様の割合で、２４時間毎に槽３へ投入し、同様に堆積させ、満杯になったら順次空いている槽に混合物７と生ゴミとを同様の操作で堆積することを２ヶ月間繰り返した。この間、混合物７における生ゴミ残渣の有無を目視確認し、さらに悪臭発生のレベルを官能的に評価した。表１に、生ゴミ分解性の評価結果を示す。

[実施例２]
分解容器１において、その寸法を幅１２０ｃｍとし、内部は４つの槽から形成したこと以外は、実施例１と同様にして試験を行った。表１に、生ゴミ分解性の評価結果を示す。

[実施例３]
分解促進材５と生ゴミ６の投入間隔を８時間毎にしたこと以外は、実施例１と同様にして試験を行った。表１に、生ゴミ分解性の評価結果を示す。

[実施例４]
１つの槽に分解促進材５と生ゴミ６とを投入する回数を５回にしたこと以外は、実施例１と同様にして試験を行った。表１に、生ゴミ分解性の評価結果を示す。

[実施例５]
分解容器１の周囲の４面９，９’，９’’，９’’’に不織布を配設したこと以外は、実施例１と同様にして試験を行った。表１に、生ゴミ分解性の評価結果を示す。

[実施例６]
分解促進材５と生ゴミ６の投入間隔を５時間毎にしたこと以外は、実施例１と同様にして試験を行った。表１に 、生ゴミ分解性の評価結果を示す。

[実施例７]
１つの槽に分解促進材５と生ゴミ６とを投入する回数を４回にしたこと以外は、実施例１と同様にして試験を行った。表１に、生ゴミ分解性の評価結果を示す。

[比較例１]
分解容器１において、その寸法を幅３０ｃｍとし、内部は１つの槽から形成したこと以外は、実施例１と同様にして試験を行った。表１に、生ゴミ分解性の評価結果を示す。

[比較例２]
分解容器１、および周囲の４面９，９’，９’’，９’’’、上面の蓋８を全て樹脂製とし、通気構造を排除し、内部を４つの槽から形成したことを除いて実施例１と同様にして試験を行った。表１に、生ゴミ分解性の評価結果を示す。

その結果、実施例１から５の場合は投入した生ゴミはいずれも悪臭をほとんど発することなく良好に分解し、体積増加も認められなかった。また、常に高い通気性を維持していたため、分解熱による水の蒸散が著しく、むしろ乾燥気味であったことから、外観上の不快感および不衛生さを一切生じることがなかった。比較例６と７の場合も、実施例１から５よりは分解速度が遅かったものの、臭気もそれほど発生することなくほぼ良好な状態で使用することができた。一方、比較例１と２においては分解初期には良好であっても、徐々に混合物中への生ゴミの未分解残渣が認められるようになり、悪臭も発生しやすくなった。

本願発明における生ゴミ分解処理容器の斜視図である。 本願発明における生ゴミ分解処理方法の実施の形態を説明する模式図である。 本願発明における生ゴミ分解処理方法の実施の形態を説明する模式図である。 本願発明における生ゴミ分解処理方法の実施の形態を説明する模式図である。 本願発明における生ゴミ分解処理方法の実施の形態を説明する模式図である。 本願発明における生ゴミ分解処理方法の実施の形態を説明する模式図である。

符号の説明

１ 生ゴミ処理容器
２ 槽
３ 槽
４ 槽
５ 分解促進材
６ 生ゴミ
７ 混合物
８ 蓋
９，９’，９’’，９’’’ 側面
１０ 底面

Claims (4)

1. 微細粒子を保持しながら通気性を損なわない多孔構造を有する材料を用いて形成され、二つ以上の槽から構成されている生ゴミ分解容器を用い、まず一つの槽に生ゴミと分解促進材とを所定の割合でそれぞれ投入し、所定時間経過後に再び生ゴミと分解促進材とを所定の割合で追加し、堆積することを所定回数以上繰り返して充填し、この充填作業を一つの槽を除いた全ての槽について行った後、空の槽に対して、生ゴミと、他の槽に堆積していた分解促進材と生ゴミとの混合物とを、所定の割合でそれぞれ投入し、所定時間の間隔をおいて所定回数以上堆積することにより、この槽を充填すると同時に他の一つの槽を空にし、その後、この空の槽を充填すると同時に他の槽を空にする作業を順次連続的に行うことを特徴とする生ゴミ分解方法。
2. 生ゴミと、分解促進材あるいは他の槽に堆積していた分解促進材と生ゴミとの混合物とを、所定の割合でそれぞれ投入した後、撹拌操作を行うことを特徴とする請求項１に記載の生ゴミ分解方法。
3. 分解促進材が主に好気的条件下で活性を示す微生物群を担持でき、且つ水分、ミネラル、ガス等を吸着あるいは放出し得る多孔質性微粒子成分から構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の生ゴミ分解方法。
4. 生ゴミを分解する容器であって、微細粒子を保持しながら通気性を損なわない多孔構造を有する材料を用いて形成された二つ以上の槽から構成されていることを特徴とする生ゴミ分解容器。

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