JP2007301518A - 廃棄物処理方法及び廃棄物処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃棄物処理槽内の基材温度が不安定な状態での廃棄物の投入を防止することができ、廃棄物の分解処理の効率化を図ることが可能となる廃棄物処理方法及び廃棄物処理装置を提供する。
【解決手段】処理槽の温度を制御し、該処理槽内に収容された廃棄物と基材との混合物を攪拌し、該基材で培養された微生物を利用して廃棄物を分解処理する廃棄物処理に際し、
前記処理槽内の基材の温度を検出し、該検出した温度に基づいて、投入準備中の報知または投入準備中の報知の解除のいずれかを行う構成とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、廃棄物処理方法及び廃棄物処理装置に関し、特に有機物（廃棄物）の分解処理を効率良く行なうための制御を遂行する廃棄物処理方法及び廃棄物処理装置に関するものである。

近年、生ごみ等の廃棄物処理手段として、微生物の力を利用した廃棄物処理装置が知られている。
この廃棄物処理装置では、廃棄物を処理槽内でつぎのようにして分解処理される。
処理槽内に廃棄物を分解処理させるため微生物を含む基材を充填し、投入蓋を開いて処理槽に設けた投入口から廃棄物を処理槽内に投入する。そして、基材中に生息する微生物の働きで廃棄物を発酵させ、分解処理される。
このような廃棄物処理装置において、従来、処理槽内は処理槽加熱手段を制御することにより微生物が活発に働ける構成が採られている。具体的には、分解処理が効率的に行われるように、基材の温度が調節されるように構成されている。
例えば、特許文献１の廃棄物処理装置では、生ゴミの混合物の温度を検出する検出手段を設け、温度検出手段の検出結果に基づいて、混合物の温度を調整し、混合物の急激な温度変化を防止できるように構成されている。
特開２００２−２６３６１５号公報

しかしながら、上記従来例の廃棄物処理装置では、基材の温度調節のため電源を投入した際、電源投入から処理槽内の基材が分解に適した安定した温度状態になるまでに長時間を要するため、つぎのような問題を生じる。
すなわち、上記従来例のものにおいては、基材の温度が均一かつ所定の温度になるまで、数時間という長い時間を要する。
このような電源投入時の廃棄物処理槽内の基材温度が不安定な状態で廃棄物が投入されると、微生物の活性化が阻害され廃棄物の分解が思うように進まず、悪臭などを発して周囲の環境を悪化させてしまうこととなる。

本発明は、上記課題に鑑み、廃棄物処理槽内の基材温度が不安定な状態での廃棄物の投入を防止することができ、廃棄物の分解処理の効率化を図ることが可能となる廃棄物処理方法及び廃棄物処理装置を提供することを目的とするものである。

本発明は上記課題を解決するため、次のように構成した廃棄物処理方法及び廃棄物処理装置を提供するものである。
本発明の廃棄物処理方法は、処理槽の温度を制御し、該処理槽内に収容された廃棄物と基材との混合物を攪拌し、該基材で培養された微生物を利用して廃棄物を分解処理する廃棄物処理方法であって、
前記処理槽内の基材の温度を検出し、該検出した温度に基づいて、投入準備中の報知または投入準備中の報知の解除のいずれかを行うことを特徴とする。
また、本発明の廃棄物処理方法は、前記廃棄物の投入準備中の報知が、
前記処理槽加熱手段への電源投入直後において、前記基材の攪拌中の温度と攪拌停止中の温度を検出し、
前記検出によるこれら攪拌中の温度と攪拌停止中の温度との差分値が、予め定められた値以上のときに行われることを特徴とする。
また、本発明の廃棄物処理方法は、前記廃棄物の投入準備中の報知の解除が、
前記廃棄物の投入準備中を報知した後において、前記基材の攪拌中の温度と攪拌停止中の温度を検出し、
前記検出によるこれら攪拌中の温度と攪拌停止中の温度との差分値が、予め定められた値以下のときに行われることを特徴とする。
また、本発明の廃棄物処理方法は、前記廃棄物の投入準備中の報知の解除後において、前記混合物の攪拌中の温度と攪拌停止中の温度の検出が行われないことを特徴とする。
また、本発明の廃棄物処理方法は、前記報知が、表示、音、または音声のいずれかによる報知であることを特徴とする。
また、本発明の廃棄物処理装置は、
廃棄物を収容して処理する処理槽と、前記処理槽内に収容された廃棄物と基材との混合物を攪拌する攪拌手段と、前記処理槽を加熱する処理槽加熱手段と、前記処理槽の温度を検知する温度検知手段と、を備えた廃棄物処理装置において、
前記温度検知手段によって前記処理槽内の基材の温度を検出し、該検出した温度に基づいて、前記廃棄物の投入準備中であることを報知または投入準備中の報知の解除のいずれかを行う手段、を有することを特徴とする。
また、本発明の廃棄物処理装置は、前記報知手段が、前記処理槽加熱手段への電源投入直後において、前記温度検知手段によって前記攪拌手段による攪拌中の温度と攪拌停止中の温度を検出し、
前記検出によるこれら攪拌中の温度と攪拌停止中の温度との差分値が、予め定められた値以上のときに、投入準備中であることを報知するように構成されていることを特徴とする。
また、本発明の廃棄物処理装置は、前記投入準備中の報知の解除をする手段が、前記廃棄物の投入準備中を報知した後において、前記温度検知手段によって前記攪拌手段による攪拌中の温度と攪拌停止中の温度を検出し、
前記検出によるこれら攪拌中の温度と攪拌停止中の温度との差分値が、予め定められた値以下のときに、前記投入準備中の報知の解除をするように構成されていることを特徴とする。
また、本発明の廃棄物処理装置は、前記報知手段が、表示、音、または音声のいずれかによる報知手段であることを特徴とする。

本発明によれば、廃棄物処理槽内の基材温度が不安定な状態での廃棄物の投入を防止することができ、廃棄物の分解処理の効率化を図ることが可能となる廃棄物処理方法及び廃棄物処理装置を実現することができる。

以下に、図を参照して、本発明の実施の形態について説明をする。
但し、本実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置、等は発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。

図１は、本実施の形態に係わる廃棄物処理装置の構成を示す概略斜視図である。
また、図２は図１のＡ視からみた廃棄物処理装置の概略断面図であり、図３は本実施の形態に係わる廃棄物処理装置の外装カバー装着時の概略斜視図である。
図１及至図３において、１は動力源の駆動モーター、２は駆動モーター１の出力軸先端に固定された小スプロケット、３は小スプロケット２とかみ合うチェーン、４はチェーン３とかみ合う大スプロケットである。
また、５は廃棄物を正逆攪拌する攪拌部材としての攪拌羽根、６は攪拌羽根５を正逆回転させる攪拌軸、７は攪拌軸６を支持する軸受けである。
８は廃棄物処理装置を覆う枠体としての外装部、１０は外装部８内に設けられ廃棄物を処理するための（廃棄物）処理槽である。

この処理槽１０は、互いに対向して設けられた一対の側壁としての処理槽の右側板１３および処理槽の左側板１４と、この一対の側壁間に横設された槽部１０ａとを有して構成される。
処理槽１０の下部（槽部１０ａ）には、処理槽１０を加熱する加熱手段としての面状コードヒーター９が設けられる。
１１は廃棄物を分解処理させるための基材である。
１２は処理槽１０を過熱する面状コードヒーターの温度あるいは処理槽温度を検出する処理槽温度検知センサー（温度検知手段）である。
この処理槽温度センサーは、負の温度特性を持つサーミスタで構成されている。

１５は微生物への酸素の供給と分解処理で生成する水分と炭酸ガスの通気を行う通気ファン、１６は処理槽１０内へ外気を取り込む吸気口、１７は処理槽１０内で発生した炭酸ガスを排出する排気口である
また、１８は処理槽１０の投入蓋２０に取付けたマグネット、１９は投入蓋２０に付けたマグネットを検知する投入蓋開閉検知センサー、２０は投入蓋、２１は廃棄物を投入する投入口である。
２２は全体を制御する制御部、２４は処理槽１０内から発生する粉塵を取り除く除塵フィルター、２７は処理槽１０内の排気口と外気を連通する通気管、２８は通気管２７に設けられた排気流量を調整する開口部である。
２５は外装部８の上部に設けた外気の取り入れ口としての外気取り入れ口、２９は外気温度を測定する外気温度検知センサー、２６は廃棄物処理装置を覆う枠体としての外装部８の一部である底板である。

次に、上述のように構成された廃棄物処理装置の作用および動作について説明する。
処理槽１０は中央に攪拌軸６を有し、中に基材１１が入っている。基材１１は、生分解し難い繊維素が主成分のおが屑でその一粒一粒が多孔質で吸水性と空隙を有し、かつ粒形が複雑で粒子間にも大きな空隙が形成されている。
この空隙により処理生物への酸素が供給できることで、廃棄物の分解処理の効率が向上する。
また、このときの混合物中の廃棄物を分解する処理生物は、好気性の微生物や菌である。

運転中の廃棄物処理装置の投入蓋２０を開けると、投入蓋２０のマグネット１８を検知していた投入蓋開閉検知センサー１９は、投入蓋２０が開かれたと判断し、攪拌状態の時は駆動モーター１が停止する。
また、処理槽１０の中の基材１１は、おが屑以外のそば殻やもみ殼などであっても、空隙を保てて、処理生物への空気を供給できることから、基材１１として好適である。
また、基材１１は本実施例においては、生分解されにくい繊維質のおが屑を用いているが、空隙を保てて、処理生物への空気供給できる機能を有するセラミックであっても良い。
あるいは、生ごみだけを廃棄物処理装置で処理した処理物を種の基材とした基材１１を使用しても、既に処理生物が活性状態で生息あるいは休眠していることから、基材１１として好適である。
また、生ごみと基材の混合物は、一定時間以上廃棄物処理装置で処理を行った後は基材として使用して差し支えなく、本発明で基材と称するものにはこのような混合物も含むものとする。

ここで、投入蓋２０に取り付けたマグネット１８と投入蓋開閉検知センサー１９とを備える投入蓋開閉検知手段は、処理槽１０に取り付けた磁気に反応する磁気センサーで構成されている。
しかしこのような構成に限られず、投入蓋２０に突部を設け、その突部を処理槽１０側に取り付けた光学センサーで検知するように構成しても良い。
また、投入蓋開閉検知センサー１９は、本実施の形態においては、非接触式の磁気検知センサーを用いているが、機械式マイクロスイッチを用いてもよい。
また、投入蓋開閉検知センサー１９の取り付け位置は、投入蓋２０側あるいは処理槽１０側、あるいは投入蓋２０と処理槽１０のどちらか一方に検知センサーを取り付け、他方に検知部材を取り付けるようにすることも可能である。

次に、廃棄物投入後の攪拌運転について説明する。
廃棄物投入後の駆動モーター１による攪拌運転は、例えば通常は３０分周期の間に５分間だけ正逆攪拌を行うが、廃棄物が投入された直後は、すぐに攪拌を開始し、例えば３０分周期の間に１０分間正逆攪拌をする。
これにより、投入された廃棄物を細かく破砕するとともに基材１１とまんべんなく混合できる。
攪拌は基材１１と廃棄物の混合の効果以外にも、攪拌することで混合物の温度の一定化と、混合物中に含まれる水分を積極的に混合物の外部へ飛ばすことが可能となることで、混合物の水分量調整効果もある。
また、投入された廃棄物は、２４時間以内で分解処理できることから、廃棄物が２４時間以上投入されないときは、正逆攪拌サイクルを５分間攪拌の５５分間停止にすることで、攪拌に要する駆動モーター１への電力供給を削減でき、省電力化が可能となる。

また、本実施の形態において、攪拌羽根５は、断面が３角形状であり、攪拌軸６に複数等間隔で取り付けられる構成であるが、攪拌軸６に平板状の攪拌羽根５を複数等間隔で取り付けても可能である。
このほかにも攪拌軸６に棒状の攪拌棒を複数等間隔で取り付けても良い。
ここで処理槽１０の断面形状は、基材１１の全体が均一に軽い作用で正逆攪拌されるように図１に示すように、ほぼ半円以上の円弧部を有する略Ｕ字形状になっている。
そして、円弧部の円弧の中心と一致して水平方向に攪拌軸６が設けられている。この攪拌軸６には攪拌羽根５が複数枚等間隔で固定されている。
なお、本実施の形態では、処理槽１０に攪拌軸６を横架させているが、攪拌軸６が処理槽１０に鉛直方向に設けられるようにしても良い。

また、正逆攪拌中は、水分と炭酸ガスが攪拌停止時以上に発生することから、通気ファン１５の通気量を増加し、吸気口１６からの酸素の供給と同時に、分解で発生する水分と炭酸ガスを処理槽１０の外部へと排出する構成を採ることができる。
これにより、処理槽１０内の基材１１と廃棄物の混合物が多湿気味になることを防止することが可能となる。
また、通気ファン１５の取り付け位置は、本実施の形態では、排気口１７に連通する通気管２７内に通気ファン１５を取り付けているが、吸気口１６に通気ファン１５を取り付けても同様の効果を得ることができる。

また、吸気口１６に取り付ける通気ファンは、処理槽１０内に約４０℃から約７０℃に加熱した空気を送ることのできる熱風ファンでもよい。
吸気口１６に熱風ファンを取り付けることにより処理槽１０内の気体の温度を上昇させることができる。
処理槽１０内の気体の温度が上昇することで気体に含まれる飽和水分量が増すことから、時間あたりの通気流量が同じであれば、短時間で混合物中の水分をより多く処理槽１０から外へ出すことができる。
吸気口１６への熱風ファンの取り付けは、基材１１と廃棄物の混合物が多湿気味になるときに前記混合物の水分量を調整する手段として有効である。
また、排気口１７と連通する通気管２７内に通気ファン１５を設け、かつ吸気口１６に熱風ファンを設ける構成にすることでも上記と同様の効果が得られる。

なお、廃棄物投入が中断したり、投入量が低下したときには、正逆攪拌等によって基材１１が乾燥しすぎるときがある。
このときには、基材１１中の微生物が乾燥によって活性化が鈍り処理効率が低くなるばかりではなく、基材１１が微粉化したときには飛散したりして、周囲を汚すという問題が生じる。
また、このとき微粉末に混入している菌も飛散することから、安全衛生上好ましくない。
このようなとき、排気口１７に設けた除塵フィルター２４により微粉末を外部に出さないようにすることで上記問題を補うことができる。
また、除塵フィルター２４は排気口１７に機械的に係合または蝶ネジやパチン錠で固定されていることで、器具を使用しないで人手にて取り外すことができる。除塵フィルター２４を取り外せることで、除塵フィルター２４にとりついた基材の微粉末を容易に清掃することが可能である。
このようにして、投入された廃棄物と基材１１がまんべんなく混合されて分解処理が始まる。

次に、以上のような廃棄物処理装置において、本発明の特徴的構成である処理槽１０が廃棄物投入に不適な状態であることを報知する報知手段と、処理槽１０が廃棄物の分解に適しているか否かを検出する検出手段について説明する。
図４に廃棄物処理装置における制御部周辺のブロック図を示す。
また、図５に上記処理槽が廃棄物分解に適しているか否かを検出する制御動作を説明する概略フローチャートを示す。

本実施の形態の廃棄物処理装置における制御や演算等を行う制御部２２は、つぎのそれぞれの構成部の制御を司る。
すなわち、基材１１と廃棄物の混合物を正逆攪拌する攪拌部３１、槽内空気の交換を行う通気部３２、動作モード表示や警告表示等を行う表示部３３、基材交換時期を計測する基材交換計測部３８、等の制御を司る。
また、必要に応じてオペレーターによる運転切り替え、基材交換リセット等の操作を受ける操作部３４を制御し、さらに、処理槽加熱部３５、処理槽温度検知部３６、外気温度検知部３７を制御する。

本発明の特徴的構成である上記報知手段は、前記表示部３３に『準備中』を示すＬＥＤとブザーを配することによって行う。
前記ＬＥＤは廃棄物処理装置が、廃棄物投入に不適な状態、つまり、投入準備中である間点灯するよう制御を行い、オペレーターに投入準備中であることを報知する。
また、前記投入準備中に、投入蓋２０が開けられたことを投入蓋開閉検知センサー１９が検知した場合には、前記ＬＥＤを点滅させ、前記ブザーにより断続的な警告音を鳴らすように制御を行い、オペレーターに投入準備中であることを警告する。
また、廃棄物投入に好適な状態になった場合には、前記ＬＥＤを消灯させ、前記ブザーにより投入準備中が解除されたことを報知するブザー音を鳴らすように制御する。
前記構成は、報知手段の一例であり報知手段の構成を限定するものではない。

図６に廃棄物処理装置における正逆攪拌動作中の処理槽温度波形を示す。
次に、これらの図５、図６を用いて、処理槽１０が廃棄物の分解に適しているか否かを検出する検出手段について説明する。
前記検出手段は、前記制御部に配し、正逆攪拌を１サイクル動作させた間の処理槽１０内の温度のばらつき幅を算出し、前記ばらつき幅が所定の範囲内で安定して動作していることを検出することによって行う。
上記図５で説明した制御処理は、廃棄物処理装置の図示省略したメインルーチンから定期的に呼び出される。
まず、Ｓ１０１で廃棄物処理装置が投入準備中であるか否かを確認する。
すでに処理槽１０が廃棄物処理に好適な状態、すなわち、基材温度が均一で安定している場合には、検出処理は行われない。
廃棄物処理装置が電源投入時の投入準備中であった場合には、続く検出処理を実行する。
Ｓ１０２で正逆攪拌サイクルの始点であるか否かを確認する（図６に示す（１）のポイント）。
正逆攪拌サイクルの始点である場合には、続くＳ１０３に進み処理槽温度データの初期化処理を行う。続くＳ１０４で処理槽１０内の温度データの取得を行う。Ｓ１０５で正逆攪拌サイクルの終点であるか否かを確認する（図６に示す（２）のポイント）。
正逆攪拌サイクルの終点の場合には、Ｓ１０６の処理槽温度ばらつきチェック処理に進む。Ｓ１０６の処理槽温度ばらつきチェック処理では、正逆攪拌動作１サイクルを通した処理槽１０の温度をチェックする。
すなわち、図６に示す正逆攪拌１サイクル動作中の処理槽サーミスタ出力を監視する。

本実施の形態では、正逆攪拌動作１サイクル中の処理槽温度の平均値と偏差を算出し、前記算出した値を所定の値と比較することで基材温度が均一になっていることをチェックする。
また、正逆攪拌と処理槽温度の関係は、攪拌停止中から正逆攪拌が再開されたときに大きく処理槽の温度が低下する特徴がある。
ここで、図６の温度波形はサーミスタの電圧出力を示している。
サーミスタの出力は温度が上昇すると電圧が低下し逆に温度が低下すると上昇する。
このことから、基材温度が安定しているかを容易に確認することができる。
すなわち、正逆攪拌が再開される直前の処理槽の温度を検出する処理槽温度検知センサー１２であるサーミスタのサーミスタ電圧値（図６に示すＭｉｎ）と正逆攪拌が再開されたときの処理槽のサーミスタ電圧値（図６に示すＭａｘ）との差分値を算出する。これにより、例えば上記差分値が、予め定められた値以上のときに、投入準備中であることを報知するように構成することができる。
また、処理槽温度の最小値は正逆回転の最初の正転時に検出してもよい。さらに、上述した処理槽温度ばらつきチェック処理結果から基材温度が所定の温度で安定した場合には、Ｓ１０７に進み投入準備中を解除する。
上述した概略フローチャートより、前記検出処理は電源投入から投入準備中が解除されるまでの１回だけ行われ、投入準備中が解除されるとＳ１０１において検出処理がバイパスされ、以降の検出処理は行われない。
例えば、攪拌中の温度と攪拌停止中の温度との差分値が、予め定められた値以下となり、廃棄物の投入準備中の報知を解除した後においては、温度の差分検出を行わないようにする等の構成を採ることができる。

本発明の実施の形態に係わる廃棄物処理装置の構成を示す概略斜視図。 図１のＡ視からみた廃棄物処理装置の概略断面図。 本発明の実施の形態に係わる廃棄物処理装置の外装カバー装着時の概略斜視図である。 本発明の実施の形態に係わる廃棄物処理装置における制御部周辺のブロック図。 本発明の実施の形態に係わる廃棄物処理装置において、処理槽が廃棄物分解に適しているか否かを検出する制御動作を説明する概略フローチャート。 本発明の実施の形態に係わる廃棄物処理装置における正逆攪拌動作中の処理槽温度波形を示す図。

符号の説明

１：駆動モーター
２：小スプロケット
３：チェーン
４：大スプロケット
５：攪拌羽根
６：攪拌軸
７：攪拌軸を支持する軸受け
８：外装部（枠体）
９：面状コードヒーター（過熱手段）
１０：処理槽
１０ａ：槽部
１１：基材
１２：処理槽温度検知センサー（温度検知手段）
１３：処理槽の右側板（側壁）
１４：処理槽の左側板（側壁）
１５：通気ファン
１６：吸気口
１７：排気口
１８：投入蓋に取り付けたマグネット
１９：投入蓋開閉検知センサー
２０：投入蓋
２１：廃棄物投入口
２２：制御部
２３：通気口
２４：除塵フィルター
２５：外気取り入れ口
２６：底板
２７：通気管
２８：通気管の開口部
２９：外気温度検知センサー

Claims (9)

1. 処理槽の温度を制御し、該処理槽内に収容された廃棄物と基材との混合物を攪拌し、該基材で培養された微生物を利用して廃棄物を分解処理する廃棄物処理方法であって、
   前記処理槽内の基材の温度を検出し、該検出した温度に基づいて、投入準備中の報知または投入準備中の報知の解除のいずれかを行うことを特徴とする廃棄物処理方法。
2. 前記廃棄物の投入準備中の報知が、
   前記処理槽加熱手段への電源投入直後において、前記基材の攪拌中の温度と攪拌停止中の温度を検出し、
   前記検出によるこれら攪拌中の温度と攪拌停止中の温度との差分値が、予め定められた値以上のときに行われることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理方法。
3. 前記廃棄物の投入準備中の報知の解除が、
   前記廃棄物の投入準備中を報知した後において、前記基材の攪拌中の温度と攪拌停止中の温度を検出し、
   前記検出によるこれら攪拌中の温度と攪拌停止中の温度との差分値が、予め定められた値以下のときに行われることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理方法。
4. 前記廃棄物の投入準備中の報知の解除後において、前記混合物の攪拌中の温度と攪拌停止中の温度の検出が行われないことを特徴とする請求項３に記載の廃棄物処理方法。
5. 前記報知が、表示、音、または音声のいずれかによる報知であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の廃棄物処理方法。
6. 廃棄物を収容して処理する処理槽と、前記処理槽内に収容された廃棄物と基材との混合物を攪拌する攪拌手段と、前記処理槽を加熱する処理槽加熱手段と、前記処理槽の温度を検知する温度検知手段と、を備えた廃棄物処理装置において、
   前記温度検知手段によって前記処理槽内の基材の温度を検出し、該検出した温度に基づいて、前記廃棄物の投入準備中であることを報知または投入準備中の報知の解除のいずれかを行う手段、を有することを特徴とする廃棄物処理装置。
7. 前記報知手段は、前記処理槽加熱手段への電源投入直後において、前記温度検知手段によって前記攪拌手段による攪拌中の温度と攪拌停止中の温度を検出し、
   前記検出によるこれら攪拌中の温度と攪拌停止中の温度との差分値が、予め定められた値以上のときに、投入準備中であることを報知するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の廃棄物処理装置。
8. 前記投入準備中の報知の解除をする手段は、前記廃棄物の投入準備中を報知した後において、前記温度検知手段によって前記攪拌手段による攪拌中の温度と攪拌停止中の温度を検出し、
   前記検出によるこれら攪拌中の温度と攪拌停止中の温度との差分値が、予め定められた値以下のときに、前記投入準備中の報知の解除をするように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の廃棄物処理装置。
9. 前記報知手段が、表示、音、または音声のいずれかによる報知手段であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の廃棄物処理装置。

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