JP2007330928A - 廃棄物処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、生ゴミ等の有機性廃棄物のコンポスト化において、現場の作業環境及び設置場所の地域住民の生活環境に対応させるため、微生物の醗酵技術の中にある、醗酵促進を達成できる特定の微生物を培養した溶液を適度に希釈し、水分調整の給水として散布するとともに、エアを適度に供給することで、醗酵分解環境を整え悪臭の発生となる発生ガスを抑えた廃棄物処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の廃棄物処理装置５０によれば、試料６４をパレット５２に収容し、この試料６４に微生物を含む溶液を散布管５６、５６から散布して、発酵分解に最適な条件である５０〜６５％の含水率に試料６４の含水率をコントローラ６２により調整する。これとともに、試料６４に適度なエアを多孔管５８、５８から試料６４の内部に供給したので、試料６４の醗酵分解が促進され、悪臭の発生を抑えながら試料６４を醗酵分解することができる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、生ゴミ等の有機性廃棄物をバクテリアによる醗酵分解条件と、土壌に使用した場合に起こるコンポストに混入する有害物質等の不適切物を拡散させないための運転管理と、醗酵条件の重要なファクタである空気・水・温度の管理のうち、特に空気の供給管理において金網状の籠型パレットにエア供給手段を具備し、新鮮な空気を安定的且つ潤沢に供給し、醗酵分解の最適な環境を整えるとともに、大量処理を可能とする小ロット管理を行った有機性廃棄物の廃棄物処理装置に関する。

生ゴミ等の有機性廃棄物を堆肥化するシステムや技術手法は種々提案されている。かかるシステムや技術手法においては、大量に処理させること、同一品質の管理において醗酵分解条件を均一化すること、処理日の異なる廃棄物の混入を避けるために処理日毎の有機性廃棄物を混合させないこと、適正な送気量を管理することが重要である。また、大量のコンポスト化の場合、種菌として戻し堆肥を新しい処理物に戻して行う方法が殆どであることから、堆肥化に不適切な廃棄物が混入した場合、特定することが不可能となり、その結果、土壌に施肥した場合、環境汚染を引き起こすことが以前から憂慮されていた。

コンポストの条件は既に多くの専門的文献によって明らかとなっており、大量処理の方法としても幾つかのシステムが実際に稼働している。一例として掻き揚げ式機械（スクープ式）による全自動化システム等があげられるが、搬入されてくる生ゴミ等の有機性廃棄物は日々品質が一定ではなく、搬入されてくる生ゴミ等の有機性廃棄物のロット管理や品質管理を十分に管理できないのが現実である。また、生ゴミ等の有機性廃棄物をコンポスト化させるためには、微生物の増殖条件である空気・水・温度の管理が重要とされており、このうちの一つでも条件が不十分である場合は問題が生じ、地域住民の生活環境に課題を残すことになる。

特許文献１には、自動倉庫を利用した処理施設で処理物を自動倉庫の特徴である入出庫管理システムを使って行いながら金網製の籠型パレットに通気性のよい不織布等を籠型パレットの内部に貼り付けることが記載されている。

特許文献２には、自動倉庫システムを利用した生ゴミ等の有機性廃棄物を処理物の種類によって堆肥化処理を行ったり、消滅又は減容処理を行ったりする方法が記載されている。

特許文献３には、施設の処理に係る配置と製造フローの説明がなされ、各施設のそれぞれの役割を満たすために係わる各施設の運転方法や性能が記載されている。

特許文献４には、生ゴミ等の有機性廃棄物の処理に当たって、一次処理及び二次処理の二工程の処理システムが記載され、醗酵分解処理物の戻し菌を使う方法が記載されている。
特開２００３−７１４１３号公報 特開２００３−６２５５２号公報 特開２００３−６２５４７号公報 特開２００３−１２２９号公報

しかしながら、特許文献１には、生ゴミ等の有機性廃棄物を微生物の醗酵分解能力を利用してコンポスト化するための重要なファクタとされている送気管理がなされていないばかりか、特許文献１に記載されている不織布についても、通気性のことが記載されているがコンポスト化に伴い発生する水分が、金網型の内面に貼り付けた不織布に吸収され、不織布本来の機能特性とされる繊維の織り込みによりできる空隙に水分が吸着されることで、通気性が極端に低下するという欠点があった。

更には、生ゴミ等の有機性産業廃棄物を微生物の醗酵分解能力を利用してコンポスト化することで、有機性廃棄物がより細かく分子化し、不織布の織目にできた空隙に付着して通気性を極端に低下させることとなり、特許文献１に記載されている不織布を金網状のパレットの内側に貼ることで求められる通気性は機能せず、有機物の醗酵分解方法及び技術的な観点から見ても成立することは困難である。

このことから、特許文献１の請求項１〜４に記載されている内容と、要約書に記載されている「内張り材２５ａは、収容される被処理物を漏らさないが通気性と吸水性を有する素材からなり」と構成が明記され、特許文献１の明細書の段落〔００１４〕にも「被処理物の漏れは完全に防止できる」と記載され、更には段落〔００２０〕の後段に、被処理物が十分に醗酵分解して粉末状になった時に側枠から多少の漏れは生じると記載されていることは、言うなれば醗酵による分子化に伴いより細かくなった被処理物が不織布のような空隙に吸着することが理解されていなかったことが明らかである。

特許文献２には、処理施設の自動倉庫システムを効率的に使用することで、被処理物の種類と醗酵分解処理の製造における管理を容易にすることが可能とされ、製造フローに沿った各設備の配置によってその目的と効果が記載されている。しかし、自動倉庫のシステムと特徴は既に市販されて多くの工場の倉庫で利用され、自動倉庫の動き等の特徴と性能はコンピュータによって完全に管理されていることは公知の事実である。

更には、自動倉庫内の設備の配置とそれぞれの目的と効果は、生ゴミ等の有機性廃棄物の醗酵分解処理においては既に多くの専門的文献や実際に各地で稼働している堆肥工場においても公知の事実であり、特許文献２に記載の〔請求項１〕にも明らかなように、「攪拌された廃棄物などを収容したパレットを醗酵分解処理のために保管する自動倉庫」と記載されている。

特許文献３は、自動倉庫に保管収容する前段階の生ゴミなどの有機性廃棄物を醗酵分解させるために行う製造フローを説明しており、別途の設備の配置と処理方法については、生ゴミなどの有機性廃棄物を微生物によって醗酵分解させてコンポスト化させるために採られる一般的な技術であって、コンテナを使用して少ロット管理する特許文献に示す堆肥化処理方法は既に多用されており、既に公知の事実である。

更に、特許文献３ではこれらの詳細を単に記載されていることであって、各設備装置に併設される計器類は単に水分と重量、更には温度のみで醗酵分解を効率的に簡単に管理するために採られている一連の手法であって、特に新しい技術を取り入れたものではない。

特許文献４は、生ゴミ等の有機性廃棄物を処理する過程において、コンポスト化の目的とする一次処理と、汚泥等の廃棄物を消滅処理させる二次処理工程とに分け、更には醗酵させた途中に篩い分けられた固まり状の物を「戻し菌」として再利用する方法と、更には床材として新たに投入される被処理物の水分調整材及び戻し菌を併用して混合させることを繰り返し行う方法が記載されている。

これらの方法は、既に多くのコンポスト工場で使用されている一般的な技術であるが、特許文献１〜４には特に新しい技術が盛り込まれている箇所が見当たらない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、生ゴミ等の有機性廃棄物のコンポスト化において、成熟した堆肥に万が一不適切物や、有害物質が混入し、土壌に堆肥したことで引き起こされる土壌汚染や生活環境を悪化させることが発生しないために、製造システムの日々の処理ロット毎に管理して戻し堆肥とされる種菌を戻さない廃棄物処理装置を提供することを目的とする。

また、生ゴミ等の有機性廃棄物のコンポスト化において、微生物の科学的な醗酵分解理論の重要なファクタとされる新鮮な空気の十分な供給を製造方法に忠実に組み込んだ、全自動管理システムを提供することを目的とする。

生ゴミ等の有機性廃棄物のコンポスト化において、現場の作業環境及び設置場所の地域住民の生活環境に対応させるため、微生物の醗酵技術の中にある、醗酵促進を達成できる特定の微生物を培養した溶液を適度に希釈し、水分調整の給水として散布するとともに、エアを適度に供給することで、醗酵分解環境を整え悪臭の発生を抑えた廃棄物処理装置を提供することを目的とする。

バイオマスニッポン総合戦略が打ち出している中にあって、カーボンニュートラルな特性を持つバイオマスによる地球温暖化防止や、有機性廃棄物を中心としたバイオマスの利活用による循環型社会の形成を目的とし、特に堆肥（有機肥料）の利用については２０１０年までの利用目標を年間２０００万ｔとする政策が打ち出されており、有機肥料の再資源化に関して、コンポスト化技術は今後発展する期待を本発明は担うことができ、醗酵分解技術としての大きな柱となる。

請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、生ゴミ・食品汚泥等の有機性廃棄物と、オガ粉・木屑等を粉砕し乾燥した乾物とを混合した混合物が収容される金網状の籠型パレットと、前記パレットに収容された混合物に、微生物を含む溶液を散布して添加する散布手段と、前記パレットに設けられ、該パレットに収容された前記混合物に所定量のエアを供給するエア供給手段と、前記パレットに収容された前記混合物の含水率を計測する水分計と、前記パレットに収容された混合物の含水率が５０〜６５％の範囲を維持するように、前記水分計によって計測された前記混合物の含水率に基づき前記散布手段を制御して前記溶液の散布量を制御する制御部と、を備えたことを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記パレットの内壁面は、多孔質部材によって覆われていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記微生物は、通性嫌気性菌群の中温菌であることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記中温菌は、哺乳動物の腸内細菌であることを特徴としている。

請求項１に記載の発明は、生ゴミ・食品汚泥等の有機性廃棄物と、オガ粉・木屑等を粉砕し乾燥した乾物とを使用して水分調整を行いながら攪拌混合した混合物を処理する廃棄物処理装置において、この混合物に微生物を含む溶液を散布して、発酵分解に最適な条件である５０〜６５％の含水率に混合物の含水率を調整するとともに、前記混合物をパレットに収容し適度なエアを、エア供給手段から好ましくは混合物内部に供給することにより醗酵分解を促進させ、悪臭の発生を抑える。

請求項２によれば、パレットの内壁面を、多孔質部材によって覆ったので、通気性はもとより、有機物の醗酵分解によって粉々となった混合物がパレットからこぼれ落ちるのを防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、通性嫌気性菌群の中温菌は、常温下でも廃棄物の醗酵分解過程で発生する有害物質等を分解する酵素を有するので、臭気を発生させることなく効率的に廃棄物を醗酵分解することができる。

請求項４に記載の発明によれば、哺乳動物（特に雑食性の哺乳動物）の腸内細菌は醗酵分解により適した酵素を有するので、効率的に廃棄物を醗酵分解することができる。

本発明は、有機性廃棄物を自動倉庫型のコンポスト化に使用する、５面が金網製の籠型パレットにエア供給手段を具備し、微生物を培養した溶液を２〜５０倍に希釈した希釈水を水分調整のために散布する散布手段を備え、送気量の条件を最適に管理するため、パレットの内部にエア供給手段の送気管を配設し、送気管からパレット内の混合物にエアを供給することにより、微生物の醗酵分解を促進させる環境を作り出すとともに、小ロット管理で醗酵分解条件を一定に維持させることによって臭気の発生を抑え、短期間で良質な有機性廃棄物の醗酵分解による分子化を完成させるコンポスト化における有機性廃棄物の廃棄物処理装置を提供する。

出来上がった堆肥に万が一有害物質等の不適切な成分や不適切物が混入した場合を考慮して、出来上がった堆肥の品質管理を製造工程でシステム化して厳正に管理することで、土壌に施肥したことから起きる土壌汚染を未然に防ぐことが求められ、本発明では生ゴミ等の有機性廃棄物の搬入日毎のロット管理を行い、更には、同一ロットのみを醗酵分解工程に合わせ、攪拌混合を行うことで、搬入日の異なるロットとの混合を避けるシステムを構築した。これにより、特定ロットを常に管理でき、このことで万が一有害物質等の不適切物が際限なく広がることを防止することができる。

コンポスト化によって得られる良質な有機肥料（堆肥）が求められる中にあって、熟度の基準をどの時点で完熟と評価するかについても、実質的な数値で表す方法が求められている。本発明の実験で送気量・温度・水分・バクテリアの増殖状況の管理によって処理物の醗酵分解の中期的段階以降にジオスミンが減少することを利用して熟度評価とする根拠を確認できた。本発明で応用した測定方法は、専門的文献に記載されている内容に沿って行った。

生ゴミ等の有機性廃棄物の微生物による醗酵分解処理工程で最も重要な要件に新鮮な空気の導入があり、空気を供給するか否かで微生物の活動が好気性と嫌気性の全く逆な醗酵分解工程をたどることとなり、嫌気的醗酵処理では臭気の発生が大きな問題となってくることから、適正な送気量の把握が求められている。

本発明では送気量の違いによる４品の試料（混合物）を使用して実験を行い、醗酵分解の最も重要とされる送気量の違いによる醗酵分解の進行度合いを確認し、実験の結果から最も適した送気量を設定することができた。

本発明に係る廃棄物処理装置によれば、生ゴミ等の有機性廃棄物のコンポスト化において、潤沢で新鮮な空気を供給するエア供給手段を、処理物を収容する金網製の籠型パレットに配設するとともに、所定の有効微生物群の溶液を適度（例えば２〜５０倍）に希釈して給水し、５０〜６５％の含水率を維持しながら有機物の醗酵分解の進行に合わせ、醗酵分解環境を最適な環境下に維持しながら、醗酵分解による有機物の分子化を効率よく行わせたので、醗酵分解環境を整え悪臭の発生となる発生ガスを抑えた処理が可能となる。

また、搬入日毎のロット管理に他の搬入日の処理物が混入しないように管理することにより、万が一の不測の事態と考えられる有害物質等の混入が後で明らかとなった場合、そのロットを直ちに廃棄処理する。更に、同一ロットを管理することによって、コンポスト化の進行に合わせた腐熱度にバラツキが無くなるので、良質で安全な有機質肥料（堆肥）を提供できる。

以下添付図面に従って、本発明に係る廃棄物処理装置の好ましい実施の形態について詳説する。

本発明の実施の形態において説明する微生物としては、通性嫌気性菌群に属する中温菌が好ましく、中でも通性嫌気性のグラム陰性群桿菌がより好ましい。通性嫌気性のグラム陰性群桿菌の中でも、豚、牛、鶏等の雑食性の哺乳動物の腸内に生息する腸内細菌が更に好ましい。

腸内細菌の具体例としては、例えば大腸菌、乳酸菌等が含まれる。上記の通性嫌気性細菌は、哺乳動物の腸内に生息する菌だけでなく、哺乳動物が生活する土壌、枯草等の植物、河川等の自然環境下に生息する菌も用いることができる。

次に、微生物を含む溶液である微生物含有散布水（以下、「ＢＧＦリキッド」と称する）の調製方法について説明する。以下には、豚の腸内に生息する腸内細菌を利用する例について説明するが、これに限定されるものではない。

まず、豚尿を採取し、これに特定栄養素としてブドウ糖（例えば、果糖類）を所定量添加及び混合する。次いで、この豚尿を所定量曝気して腸内細菌等を培養する。そして、腸内細菌等を培養した豚尿を２〜５０倍に希釈することにより、ＢＧＦリキッドを得ることができる。培養温度は、中温菌の発育に適した温度に設定され、３５〜３７℃の範囲に設定することが好ましい。

〔実証実験１〕
上記の如く調製したＢＧＦリキッドを、生ゴミ等の廃棄物とともに特殊混練機により攪拌する。これにより、ＢＧＦリキッド内の腸内細菌等と廃棄物に含まれる有機物（主にたんぱく質）との反応により、アミノ酸が生成される。このアミノ酸と有機物中に含まれるＣａ^２＋やＭｇ^２＋のような微量金属イオンが反応することにより、酵素が生成される。この酵素の存在下におけるＢＧＦリキッド中の腸内細菌等の作用により、廃棄物等に含まれる有機物が分解される。

ところで、コンポスト化で求められている臭気の発生は、今までにも多くの文献でそのメカニズムが公知となっているが、一般的にはコンポスト化においては成熟期（醗酵分解後期）に入る頃に放線菌が優占的になり、この結果、臭いの素となる２−ＭＩＢ或いはジオスミンが生成されることが実験により確認できた。

コンポスト化の進行に伴うジオスミン濃度の経日変化を、図１の表−１に示す。実験の結果から、本発明では易分解性の有機物がほぼ分解された中期段階以降にジオスミンが減少するのが確認できた。なお、図１は、４種類の試料（ｒｕｎ）１〜４を使用し、この試料（ｒｕｎ）１〜４は、図２の表−２に示す送気量の異なる試料である。なお、図２の表−２については後述する。

また、発明者らは、図３に示す実験器具１０を試料（ｒｕｎ）１〜４に合わせてそれぞれ４基製作し、それぞれの実験容器１２は一般的に市販されている小型の金網製の籠型パレットを使用した。また、実験器具１２の底部には、実験器具１２に収容された試料（混合物）に送気する多孔管１４を配している。多孔管１４には、送気ポンプ１６によって予め計算された送気量が常時一定量送気されている。

実験容器１２に収容される試料は、それぞれ４基とも同一の生ゴミを使用し、床材（菌床）には乾燥したオガ粉を使用した。

送気の方法は、試料となる生ゴミ等の有機性廃棄物とオガ粉等の乾物を水分調整材として含水率を概ね５０〜６５％に調整し、攪拌混合した試料に直接送気する方法であればよい。

実験容器１２の内面には、醗酵分解した試料が飛散したり、こぼれ落ちたりすることがないように通気性を持たせたプラスチック製の袋を配し、この袋も一般的に市販されているものを使用した。

実験器具１０は、環境を同一条件に保つことで発生ガスや温度・水分のデータを正確に採取するために、木箱１８で実験容器１２を囲い略密閉式にするとともに、木箱１８の上部に発生ガスを補集する目的で補集管２０を配した。

試料には、温度の経日変化を測定するため温度計２２を差し込み、温度情報を温度記録計２４に伝送して試料の温度の変化を監視した。

補集管２０によって補集した発生ガスは、最初にwater trap２６に通し、この後、ＮＨ_３trap２８に通して発生ガス別に発生量及び濃度を測定した。なお、符号３０は、温度センサ、符号３２は給水装置である。

実験では、醗酵分解を平準に且つ早期に醗酵分解させるために、有効微生物群（ＢＧＦリキッド液）を使用し、水分調整のために攪拌混合時に散布し、混合後の各試料の含水率を概ね５０〜６５％に設定した。

各試料の攪拌回数は、本発明と同じ回数をそれぞれ行い、攪拌の間隔は多くの文献等で明らかであるように、醗酵分解初期には攪拌を頻繁に行い、時間が経過するに従って攪拌日数を徐々に長く取り、その後、醗酵条件の安定時期に入る後期から、攪拌を行わない基本的な技術が示されており、これら多くの文献を参考にして行った。したがって、本件の実験では、投入攪拌初期では１日間隔で５回行い、６日目からは２日間隔で５回行い、１７日からは３日間隔で７回行い、その後、醗酵環境を安定させる期間として７日間は攪拌無しの期間を設けて実験をそれぞれ行った。

有効微生物群（ＢＧＦリキッド液）は、通気嫌気性微生物群で中温菌に分類され、豚尿を基本的な素材として使用し、これに有機物の醗酵分解に求められる有効微生物群を増殖させるために、有効微生物群が必要とされる特定な栄養素を添加して一定量曝気しながら作られた後に２〜５０倍に希釈した希釈液である。

図３の４基の実験器具１０の実験結果から得た最適な送気量の把握結果では、図２の表−２に示す試料（ｒｕｎ）１〜４のうち送気量Ｎｏ．２及びＮｏ．３の試料が、最適送気量であることが判明した。

これらの送気量設定値は、図３のコンポスト化実験器具１０の処理物の容積当たりの送気量である。実験器具１０のコンポスト化物の嵩比重は、概ね０．３６〜０．３８ｍｇ／ｍｌの範囲である。これらの送気量設定条件は、送気量を変化させることで醗酵分解の進行度合いを比較し、適切な送気量の設定条件を把握するために行った。

一方、腐熟度の評価方法には、臭気の測定を行って根拠を得た。本発明では、専門的文献に従って臭気（ジオスミン、２−ＭＩＢ）を採取して測定を行った。測定器はＧＣ−ＭＳ（島津製作所製）を使用して測定を行った。更には、微生物（細菌類・放線菌・菌類の３種について）のカウントを行った。これらの実験において、本発明の実験に使用した通気嫌気性バクテリア（ＢＧＦリキッド）の中温性微生物と、高温性微生物を個別に把握するために３０度と５５度で培養を行った。これらの操作は専門的文献を参考とした。

コンポスト化の条件である含水率について、試料（ｒｕｎ）１〜４の含水率の経日変化を図４の表−３に示す。

一般にコンポスト化の含水率は５０〜６５％程度が最適条件と言われ、本件の実験結果から見ても明らかであった。含水率を常時一定の水準に保つことは、それよりも高いと微生物の増殖速度が遅くなり、逆に乾燥しすぎると試料中の微生物の増殖が停止され、含水率のコントロールが重要な条件であることが明らかとなった。

強熱減量（ＩＬ）は、微生物による有機物の醗酵分解がどの程度進行したかを把握するために実験にて測定を行った。

本件の実験では、有効微生物群（ＢＧＦリキッド）を使用しており、いずれの試料においても経日とともに徐々に一定となることが確認できた。

実験結果を図５の表−４に示す。

実験の結果、本件の実験では試料（ｒｕｎ）１は送気量が少ないことから、他の試料と比較しても減少が遅く、醗酵分解の進行が遅いことが確認できた。

また、試料（ｒｕｎ）４は送気量が過大であったことから本件の実験の試料が乾燥状況に陥ったと考えられる。この原因は、試料に十分な水を供給したにも拘らず、その現象が解消できなく乾燥が顕著であったために微生物の増殖及び活動が阻害されている環境にあったと考えられる。

したがって、本件の実験結果から送気量の設定値が、試料（ｒｕｎ）１及び試料（ｒｕｎ）２及び試料（ｒｕｎ）３に示す範囲が最適な醗酵分解条件であることが確認でき、この結果、微生物の増殖速度・醗酵分解温度・発生ガス濃度の各データから、送気量の条件は有機物を微生物により醗酵分解させる上で重要なファクタであることが実証できた。

なお、送気量の積算方法は、文献（静岡県環境ビジネス協議会発行２００２年版、生ゴミ処理機ガイドブック、Ｐ１３、３）槽内温度・通気項の後段２１行目〜２５行目）の方程式に基づいたものである。

〔微生物の移動及び変化〕
本発明では、有機微生物群（ＢＧＦリキッド）液を２〜５０倍に希釈した溶液（希釈水）を攪拌毎に水分調整のために散布を行ったが、その結果について特許文献１〜４では自然醗酵を待って分解を行っているため、初期段階から有機性の試料を十分に且つ短時間に醗酵分解を促進して分子化することが困難である。図６の表−５には、本発明のコンポスト化の進行とともに変遷する占有微生物に対する変化が示されている。

本発明では、高温域の醗酵が終了した３０日過ぎから試料（ｒｕｎ）４及び試料（ｒｕｎ）２において、中温菌が増殖し、次いで試料（ｒｕｎ）３で増殖したことが確認でき、全ての結果について最も通気量の多かった試料（ｒｕｎ）４における各微生物の残存量が多かったことが確認できた。

このことから、試料（ｒｕｎ）４においては、通気量の多さによる不適切な含水率と醗酵分解熱の過大な持ち出しによって、結果的に醗酵分解率が低下したと考えられ、実験の結果通気量の重要性を示す結果が微生物の移動でも確認できた。

一方では、通気量が最も低かった試料（ｒｕｎ）１については、全ての微生物においてもほぼ全域に渡って最も低くなっていることも確認でき、この原因は、実験器具１０内の一部が嫌気性環境下の状態に陥ったためであり、各微生物の残存量が最も少なく推移したと考えられる。

特許文献１〜４では、送気の条件が全く取り入れられていないことから、好気的環境下を自然に作り出すことは不可能であることが証明された。

〔実証実験２〕
次に、特許文献１〜４に示されている状況を復元して実験を試みた。

実験の方法は、特許文献１〜４に記載されている内容に沿って行ったが、実験器具は特許文献に記載されている金網製の籠型パレットを使用する点では本発明の実験器具１０と変わらず、特許文献に明記されている、パレットの内側に吸水性と通気性を持った不織布（これは一般的に市販されている物）を配し、パレット内部に多孔管を配することなく、そのままの籠型パレットを使用した。

実験に使用した４点の試料は、特許文献に記載されている方法と全く同様の生ゴミと籾殻を使用し、更に自然醗酵を行うことと記載されていることから、特定の微生物は使用しなかった。

生ゴミと籾殻を混合した各試料についての含水率は、本発明と同様の含水率５０〜６５％に設定して実験を行った。

各試料の攪拌回数及び日程は、前述した内容（投入攪拌初期では１日間隔で５回行い、６日目からは２日間隔で５回行い、１７日からは３日間隔で７回行い、その後、醗酵環境を安定させる期間として７日間は攪拌無しの期間を設けた）に示す通りの回数とインターバルを取って実験を行った。

実験の過程で明らかとなった試料の醗酵分解過程で起こった環境の変化は、パレットの内側に配した不織布が試料に含まれている水分を吸収し、更には醗酵分解の進行に合わせ汚れが不織布全体に広がるのを確認できた。この現象は、吸水性が高い不織布は一旦水を吸収すると、不織布の特徴である織目にできた空隙に水が入ることで目詰まりを起こし、更に、汚れによってその機能を殆ど発揮することができないことを意味する。よって、不織布は、単なる飛散防止の役割以外無いことがはっきりと実証できた。

更に、特許文献１〜４に記載されている、有機物の醗酵分解に不可欠な新鮮で潤沢な空気を処理物に供給する方法として、金網製の籠型パレットの内側に配した不織布等の通気性のよいものを貼ることで、不織布等の通気性の内張りから新鮮で潤沢な空気を十分供給できると明記されているが、特許文献１〜４に従った実験結果では本発明で指摘しているように、空気の供給は不織布等の吸水性を持った内張りに試料から染み出した水分や汚れ等が吸収又は付着し、その効果は全く得ることができないことが確認できた。なお、実験の方法は特許文献１〜４に記載されている内容に沿って行った。

このことで、特許文献１〜４に記載されている方法では、特に空気の供給（送気）機能が全く働かず、試料の上部の空気に接している表面だけであり、攪拌混合時毎にかろうじて空気の供給が潤沢にできるだけであり、結果として試料全体が嫌気的環境下になり、微生物の醗酵分解速度も遅く、これに起因して発生する窒素系及び硫黄系の発生ガスによって、臭気が強くなることが確認できた。

このことで明らかとなったことは、特許文献１〜４に記載されている内容に、不織布から新鮮な空気を処理物が取り込むと記載されているが、実際にはこのような環境変化が起こりうる自然的な現象を想定していなかったことであり、有機物の醗酵分解の最も重要なファクタである送気条件を十分満たしていなかったことが実証できた。

以上のように、特許文献１〜４に記載されている内容に従った有機性廃棄物の醗酵分解処理方法では、処理物が嫌気性に大きく変化して環境の悪化をより大きくすることで、悪臭が大量に発生し、同時に現場の作業環境を悪化させることにつながり、工場の地域住民に対しての悪臭による生活環境破壊を引き起こす大きな要因を取り除くことができず、更には出来上がるコンポスト（有機性堆肥）の品質も一定に管理することができず、醗酵分解処理期間も長期にわたることが実証され、経済的に企業の経営を圧迫させることでの不安要因となり得ることで、憂慮できない大きな不安要素を持っていることが明らかとなった。

〔試料の測定方法〕
本発明の実験データの測定方法は、ｐＨ・全有機炭素量（ＴＯＣ）・強熱減量（ＩＬ）・全窒素（Ｔ−Ｎ）・アンモニア性窒素（ＮＨ_４−Ｎ）・亜硝酸窒素（ＮＯ_２−Ｎ）・低級揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）を測定した。

発生ガスの臭気（ジオスミン、２−ＭＩＢ）の抽出方法は、専門的文献に示されている方法を使用して実施した。

更に、抽出液の作成も専門的文献に従い、方法は次の通りである。

ａ）フラスコにサンプル１０ｇとイオン交換水１００ｍｌを入れ、振盪機で２時間、１５０ｐｐｍで振盪させた。

ｂ）振盪が終了した溶液を３５００ｒｐｍで１０分間遠心分離機にかけ、更にその上澄み液を１２０００ｒｐｍで１５分間超遠心分離機にかけた。

ｃ）その上澄み液を０．４５μｍの濾紙に通した。

ｄ）含水率、ｐＨ、ＩＬ、Ｔ−Ｎ、ＮＨ_４−Ｎ、ＮＯ_２−Ｎ、ＮＯ_３−Ｎは、上水試験法に従った。

ｅ）ＴＯＣは、全有機炭素計ＴＯＣ−５０００（島津製作所製）により測定を行った。

ｆ）発生ガス中のアンモニアは、ガス検知管（ガステック製３ＨＭ）により測定を行った。

なお、コンポスト過程において、初期段階では醗酵分解速度が遅くなることから、切り替えし、サンプリングの間隔は段階的に変化させた（初期段階は間隔を短く、中期段階では少し間隔をあけ・熟成段階では長く設定を行った）。

〔実施の形態〕
図７は、廃棄物処理装置５０の実施の形態を示す斜視図である。

この廃棄物処理装置５０は、自動倉庫に収納されて自動倉庫において品質管理される小ロットの処理装置であり、パレット５２、多孔質板（多孔質部材）５４、散布管（散布手段）５６、５６、多孔管（エア供給手段）５８、５８、水分計６０、及びコントローラ（制御部）６２等から構成されている。

パレット５２は金網状で籠型に構成され、上面のみ開放された５面の直方体形状又は立方体形状のパレットであり、一般に市販されているものである。なお、パレット５２は、この形状に限定されず、通気性を有する形状であれば円筒型、三角柱型でもよい。

また、パレット５２の各面の内壁面は、通気性を有する多孔質板５４によって覆われており、この多孔質板５４が取り付けられたパレット５２内に、生ゴミ・食品汚泥等の有機性廃棄物とオガ粉・木屑等を粉砕し乾燥した乾物とが混合された試料（混合物）６４が収容されている。この試料６４は、有機物の醗酵分解により最終的には粉々となるが、多孔質板５４によってパレット５２の内壁面が覆われているので、試料６４がパレット５２からこぼれ落ちるのが防止されている。よって、多孔質板５４の小孔は、通気性は有するが粉々となった試料６４は通過させない大きさである。なお、多孔質板５４に限定されるものではなく、通気性を有する金属製、樹脂製、又は繊維製のシート（多孔質部材）をパレット５２の各面に貼り付けてもよい。

散布管５６、５６は、パレット５２の上方に所定の間隔をもって平行に配置され、パレット５２に収容された試料６４に、有機微生物群（ＢＧＦリキッド）液を２〜５０倍に希釈した溶液を散布して添加する。この溶液は、ポンプ６６が駆動されることにより不図示のタンクから散布管５６、５６に送られ、散布管５６に沿って設けられた複数のノズル５７、５７…から試料６４の上表面に満遍なく供給される。

多孔管５８、５８は、その先端部がパレット５２に水平方向に貫通して奥壁に到達する位置まで配設されるとともに、その基端部がエア供給管６８のジョイント管６９、６９に着脱自在に接続されている。よって、不図示のエア供給源からエア供給管６８に供給されたエアは、ジョイント管６９、６９を介して多孔管５８、５８に送られ、多孔管５８、５８に沿って形成された多数の小孔５９、５９…から、パレット５２内の全試料６４に行き届くように試料６４内に放射状に供給される。試料６４に対する送気量は、図２に示した試料（ｒｕｎ）２、３の最適な送気量の範囲に設定されている。なお、パレット５２をエア供給管６８に対して水平方向に往復移動させることにより、ジョイント管６９に対して多孔管５８、５８が着脱される。要するに、パレット５２内の試料６４を攪拌混合機（不図示）によって攪拌する際には、パレット５２をエア供給管６８から取り外す。

水分計６０は、センサ部６１が試料６４内に差し込まれ、試料６４の含水率を計測する。このセンサ部６１の差し込み位置は、経験的に求められた、試料６４の含水率が平均値となる位置に設定されている。水分計６０によって計測された含水率を示す情報は、コトローラ６２に出力される。

コントローラ６２は、パレット５２に収容された試料６４の含水率が５０〜６５％の範囲を維持するように、水分計６０によって計測された試料６４の含水率に基づいてポンプ６６を駆動制御し、前記溶液の散布量を制御する。すなわち、含水率が５０％未満になると溶液を散布し、含水率が６５％を超えると溶液の散布を停止する。

このように構成された廃棄物処理装置５０によれば、試料６４をパレット５２に収容し、この試料６４に微生物を含む溶液を散布管５６、５６から散布して、発酵分解に最適な条件である５０〜６５％の含水率に試料６４の含水率をコントローラ６２により調整する。これとともに、試料６４に適度なエアを多孔管５８、５８から試料６４の内部に全域に供給したので、試料６４の醗酵分解が促進され、悪臭の発生となる発生ガスを抑えながら試料６４を短期間で醗酵分解することができる。

また、廃棄物処理装置５０で使用する微生物も、通性嫌気性菌群の中温菌である。通性嫌気性菌群の中温菌は、常温下でも廃棄物の醗酵分解過程で発生する有害物質等を分解する酵素を有するので、臭気を発生させることなく効率的に廃棄物を醗酵分解することができる。

更に、前記中温菌は、哺乳動物の腸内細菌である。哺乳動物（特に雑食性の哺乳動物）の腸内細菌は醗酵分解により適した酵素を有するので、効率的に廃棄物を醗酵分解することができる。

なお、図７の廃棄物処理装置５０では、エア供給手段として多孔管５８を用いたが、これに限定されるものではなく、網をパイプ状に巻いて構成したものを適用してもよい。

また、送気管５８をパレット５２の水平方向に配設したが、パレット５２の底部から上面に向けて鉛直方向に貫通配置してもよい。この場合、エア供給管６８をパレット５２の底面下に配設し、パレット５２を上面より垂直に昇降移動させることにより、ジョイント管６９に対して送気管５８を着脱させることができる。

更にまた、パレット５２内の通気性をよくするため、送気管５８を設ける以外に通気性を有する仕切板をパレット５２内に複数枚取り付けてもよい。

なお、図７の廃棄物処理装置５０は、パレット５２内で試料６４の水分調整を行うものであるが、図８に示すように生ゴミ計量器８０で廃棄物（生コ゛ミ等）の含水率を予め測定するとともに、籾殻計量器８２で水分調整材（籾殻等）の含水率を予め測定しておき、混合後の含水率が発酵に最適な５０〜６５％となるように廃棄物、水分調整材および有機微生物群液をリキッド計量器８４から攪拌機８６に投入し、混合・攪拌した後、パレット５２に収容することも可能である。また、パレット５２を発酵処理工程において自動倉庫から適宜取り出し、図９に示すようにパレット５２内の試料の重量を台秤８８で測定し、試料の水分を赤外線水分計９０により測定し、試料の温度を温度計９２によって測定して最適な発酵が行われるように管理してもよい。

コンポスト化の進行に伴うジオスミン濃度の経日変化を示した表 送気量の異なる４基の試料を説明した表 コンポスト化実験器具の構成を示したブロック図 ４基の試料の含水率の経日変化を説明した表 ４基の試料の強熱減量の経日変化を説明した表 コンポスト化の進行とともに変遷する占有微生物に対する変化を説明した表 本発明の実施の形態の廃棄物処理装置の一例を示す斜視図 廃棄物処理装置の他の実施の形態を示す斜視図 廃棄物処理装置の他の実施の形態を示す斜視図

符号の説明

１０…実験器具、１２…実験容器、１４…多孔管、１６…送気ポンプ、１８…木箱、２０…補集管、２２…温度計、２４…温度記録計、２６…water trap、２８…ＮＨ_３trap、３０…温度センサ、３２…給水装置、５０…廃棄物処理装置、５２…パレット、５４…多孔質板（多孔質部材）、５６…散布管（散布手段）、５８…多孔管（エア供給手段）、６０…水分計、６２…コントローラ（制御部）、６４…試料（混合物）、６６…ポンプ、８０…生ゴミ計量器、８２…籾殻計量器、８４…リキッド計量器、８６…攪拌機、８８…台秤、９０…赤外線水分計、９２…温度計

Claims (4)

1. 生ゴミ・食品汚泥等の有機性廃棄物と、オガ粉・木屑等を粉砕し乾燥した乾物とを混合した混合物が収容される金網状の籠型パレットと、
   前記パレットに収容された混合物に、微生物を含む溶液を散布して添加する散布手段と、
   前記パレットに設けられ、該パレットに収容された前記混合物に所定量のエアを供給するエア供給手段と、
   前記パレットに収容された前記混合物の含水率を計測する水分計と、
   前記パレットに収容された混合物の含水率が５０〜６５％の範囲を維持するように、前記水分計によって計測された前記混合物の含水率に基づき前記散布手段を制御して前記溶液の散布量を制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とする廃棄物処理装置。
2. 前記パレットの内壁面は、多孔質部材によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
3. 前記微生物は、通性嫌気性菌群の中温菌であることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃棄物処理装置。
4. 前記中温菌は、哺乳動物の腸内細菌であることを特徴とする請求項３に記載の廃棄物処理装置。

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