JP2011156491A

JP2011156491A - 密閉式生ゴミ処理システム

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Publication number: JP2011156491A
Application number: JP2010021065A
Authority: JP
Inventors: Satoru Fukai; 悟深井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2011-08-18

Abstract

【課題】生ゴミの発酵処理（堆肥化）に際して生ずる悪臭成分の大気放出を無くし、且つ簡易な設備で周囲環境への影響を抑えた生ゴミ処理システムを提供する。
【解決手段】脱水機構１２と粉砕機構１５を備え、脱水粉砕した生ゴミを発酵槽２１に供給する生ゴミ処理部１と、密閉構造で攪拌機構２４を内設して生ゴミの発酵処理を行う発酵槽２１に、空気供給機構部２５及び排気機構２６を付設した発酵処理部２と、生ゴミ処理部からの脱水処理汚水を受け入れる密閉構造の曝気槽３１に、発酵処理部からの排出気体を曝気として供給し、曝気槽の排出気体を発酵処理部２に供給して循環させてなる気体循環路を構成した臭気汚水処理部３とを備えてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、密閉式の生ごみ処理システムに関するものである。

生ゴミ処理手段として、生ゴミの発酵処理が知られている。具体的には、生ゴミと菌床資材（土壌改良材、脱水汚泥等）とを発酵槽に投入し、攪拌と空気供給を行い、生ゴミを発酵処理してコンポスト化（堆肥化）を行うものである。

特に生ごみは、水分の含有量が多く、この水分の蒸発のための発酵処理時間が長くなるので、適宜な脱水処理が必要であり、また発酵処理中に発生するガスは高湿度で且つ臭気成分を含むので、排出に際しては脱臭処理の必要がある。

例えば特許文献１（特開平９−８７０７６号）には、生ゴミの固液分離後に、固形物の発酵処理を行い、固液分離による汚水は、生物処理（曝気槽による微生物処理）によって浄化し、生物処理した結果物である汚泥を前記発酵処理で処理し、発酵槽から発生する悪臭気体については、臭気から水分を脱水する脱水器と、液体脱臭器と、固形脱臭器とを備えた脱臭装置を設けて、発酵処理槽で発生する臭気を脱臭した後、外気に放出する処理手段が開示されている。

また特許文献２（特開２００９−２３８４９号公報）には、前記の特許文献１の脱臭手段は、汚水処理と臭気処理の処理媒体が相違するので、それぞれの媒体について維持管理を行う必要があり、汚水や悪臭気体を処理する工程にかける手間が多くなるとし、悪臭気体処理において、汚水処理の曝気槽で生成される微生物汚泥を脱臭塔に供給して悪臭気体との気液接触を行わせて、同気体の分解処理を行うことが提案されている。

特開平９−８７０７６号公報。特開２００９−２３８４９号公報。

発酵処理に嫌気発酵を採用すると、悪臭成分が多量に発生し、悪臭気体処理の負担が大きくなる。また好気処理においても、悪臭成分は著しく減少して処理負担が軽減されるが、特許文献１，２に開示されているように、悪臭除去気体の大気放出を行う場合には、周辺環境への影響を考慮して、徹底した悪臭除去処理が要望され、設備コストが大きくなってしまう。

そこで本発明は、生ゴミの発酵処理に際して生ずる悪臭成分の大気放出を無くし、且つ簡易な設備で周囲環境への影響を抑えた新規な密閉式生ゴミ処理システムを提案したものである。

本発明に係る密閉式生ごみ処理システムは、脱水機構と粉砕機構を備え、脱水粉砕した生ゴミを発酵槽に供給する生ゴミ処理部と、密閉構造で攪拌機構を内設して生ゴミの発酵処理を行う発酵槽に、空気供給機構部及び排気機構部を付設した発酵処理部と、生ゴミ処理部からの脱水処理汚水を受け入れる密閉構造の曝気槽に、発酵処理部からの排出気体を曝気として供給し、曝気槽の排出気体を発酵処理部に供給して循環させてなる気体循環路を構成した臭気汚水処理部とを備えてなることを特徴とするものである。

而して生ゴミは生ゴミ処理部に投入されると、脱水処理され、粉砕され発酵槽まで搬送され投入される。前記の脱水処理時の汚水（圧搾液）は、曝気槽に送られ、微生物分解処理がなされる。

発酵槽においては、脱水粉砕された生ゴミと予め発酵槽に投入されている菌床資材（土壌改良材、脱水汚泥等）とが攪拌され、且つ後述する適宜な空気供給を受けて好気発酵処理がなされ、発酵処理槽後に、発酵槽から取り出し堆肥として使用するものである。

また発酵処理に際して発酵槽で発生した悪臭成分を含む排出気体は、発酵槽から排出されると共に、曝気槽の曝気として、曝気槽内の分解処理液に供給され、前記液体との接触によって悪臭成分が分解処理液に溶解して除去され、分解処理液通過後の気体は、再度発酵槽に供給される循環を繰り返すもので、発酵槽排出気体がシステム外に放出されることが無い。勿論前記の循環気体は、発酵処理に必要な酸素が減少するので、発酵槽への空気供給に際しては、前記の循環気体に適宜補給空気を補充する。

また本発明（請求項２）に係る密閉式生ゴミ処理システムは、前記システムにおいて、臭気汚水処理部に、発酵処理部からの排出気体或いは前記排出気体及び曝気槽の排出気体を、冷却された結露室内を通過させて除湿する除湿機構を設けてなるものである。

従って発酵処理部からの排出気体は、発酵熱によって発酵対象物（生ゴミ＋菌床資材）の水分が蒸発して高湿度となっているものであり、前記の排出気体の結露によって除湿並びに悪臭除去（悪臭成分の結露への溶解）がなされ、曝気のためのファン駆動がスムーズになされ、また曝気槽の排出気体では、除湿することで低湿度気体を発酵槽に供給することになり、発酵対象物の水分減少（肥料化）が促進される。

また本発明（請求項３）に係る密閉式生ゴミ処理システムは、前記システムにおいて、発酵処理部に、温水ボイラーを設け、発酵槽に温水循環路を付設して、発酵槽を所望の温度に維持すると共に、前記ボイラーに発酵槽へ供給する補充空気及び循環気体の昇温機構を付設してなるものである。

而して発酵処理槽内を発酵最適温度に維持し、発酵槽への供給気体（循環気体＋補給空気）の温度を上げ、発酵処理温度を維持することで、発酵処理を速やかに行うことができるものである。

本発明の構成は上記のとおり、生ゴミの脱水処理による汚水を曝気槽で処理すると共に、発酵槽の排出気体を前記曝気槽の曝気として悪臭成分除去を行い、再度発酵槽に供給する密閉循環方式を採用したもので、発酵槽からの悪臭成分を含む排出気体を外部に放出させることなく前記の循環で除去するようにしたもので、周囲環境に全く影響を与えない生ゴミ処理システムを提供できたものである。

本発明の実施形態の全体の構成説明図。同生ゴミ処理部及び発酵処理部の説明図。同臭気汚水処理部の説明図。

次に本発明の実施形態について説明する。実施形態に示した生ゴミ処理システムは、生ゴミ処理部１と、発酵処理部２と、臭気汚水処理部３で構成される。

生ゴミ処理部１は、第一ホッパー１１と、脱水機構１２と、第二ホッパー１３と、搬送機構１４と、粉砕機構１５と、供給機構１６を備えている。

第一ホッパー１１は生ゴミを受け入れ、脱水機構１２は、第一ホッパー１１の下方に連設したもので、生ゴミを受け入れるシリンダー部１２１の基端側に、シリンダー部１２１内の生ゴミを圧縮するピストン駆動部１２２を設け、シリンダー部１２１の先端部分に開閉部１２３を設けると共に、前記と開閉部１２３の近傍に、シリンダー部１２１の底面に小孔を穿設して排水部１２４を形成したものである。

第二ホッパー１３は、前記開閉部１２３の前面に設けたもので、圧搾されて脱水された生ゴミを受け入れるものであり、搬送機構１４は、スクリューコンベア等で形成されるもので、第二ホッパー内１３の脱水生ゴミを発酵槽２１の上方まで搬送するものである。

粉砕機構１５は、前記搬送機構１４の出口側に設けたもので、回転切断刃を内装して、搬送機構１４から送り出されてくる脱水生ゴミを細かく切断して粉砕するもので、回転切断刃の回転方向やその形状等の具体的構造は任意に定めることができる。

供給機構１６は、粉砕機構１５で細かく粉砕（切断）された脱水生ゴミを発酵槽２１に供給するものであるが、発酵槽２１は後述するように密閉構造を採用しているので、発酵処理途中に脱水生ゴミの供給が可能なように、密閉供給可能な閘門構造を採用しているものである。

発酵処理部２は、発酵槽２１と温水ボイラー２２とを備え、発酵槽２１は、断熱構造・密閉構造を採用すると共に、発酵槽２１の槽壁内に前記温水ボイラー２２で加熱された温水を循環させる温水循環路２３を付設し、内部に攪拌機構２４を設けると共に、適宜個所に開閉扉（図示せず）を備えたものである。

また発酵槽２１には、空気供給機構２５と排気機構２６を接続したもので、空気供給機構２５は、後述する臭気汚水処理部３からの循環気体と、適宜な開閉弁２５１を通して供給を受ける外気（或いは富酸素気体）を、槽内底面に空気放出口から発酵用空気として発酵槽２１内に供給するもので、供給路に送風ファン２５２及び前記温水ボイラーの排出気体で供給気体を昇温する昇温機構２５３を介設したものである。

排気機構２６は、発酵槽２１内の気体（悪臭成分を含む気体）を槽外に排出するもので、排出路の途中に送風ファン２６１を介設したものである。尚前記送風ファン２６１は、図３に例示するように後述する臭気汚水処理部３の循環路の適宜個所に介設しても良い。

臭気汚水処理部３は、曝気槽３１と、汚水貯留室３２と、気体循環路に介設した除湿機構３３を備えてなるものである。

曝気槽３１は、密閉構造であって槽底面に、気体循環路の一部を構成する曝気機構部３１１を備え、上方に排出気体部３１２を設け、更にトラップ構造で連設した沈殿室３１３を付設した排水部３１４を設けたもので、必要に応じて菌床体（多孔質物体、網状物体が多用される）を沈下させてなるものである。

汚水貯留室３２は、前記した生ゴミ処理部１の排水部１２４からの汚水を受け入れると共に、除湿機構３３の結露室３３２，３３３から結露水を受け入れ、曝気槽３１に送り込むもので、特に曝気槽３１の密閉を保持するために、例えばトラップ配管構造等を採用する。

除湿機構３３は、冷却水が供給される熱交換部３３１を内設した二つの結露室３３２，３３３を備え、一方の結露室３３２は、発酵槽２１からの排気機構２６と曝気機構部３１１と間に介設し、他方の結露室３３３は、曝気槽３１の排出気体部３１２と空気供給機構２５との間に介設したものである。

次に前記のシステムによる生ゴミ処理及び生ごみ処理に際して発生する汚水処理及び悪臭処理について説明する。

生ゴミは、生ゴミ処理部１の第一ホッパー１１に投入されると、シリンダー部１２１に入り、ピストン駆動部１２２の作動によって、生ゴミは開閉部１２３とピストン間のシリンダー部１２１内で圧縮され、圧搾液（汚水）Ａは、排水部１２４から排出されると共に、汚水貯留室３２に流れ込む。

尚前記の脱水処理は、過水分の生ゴミを発酵処理可能な水分までの脱水することが目的であり、脱水処理された生ゴミは相応の水分を含有していることは言うまでもない。

圧搾によって脱水された生ゴミは、開閉部１２３が開口し、更にピストンを押し込んで第二ホッパー１３へ押し出される。第二ホッパー１３内の脱水生ゴミは、搬送機構１４で粉砕機構１５に送られ、回転切断刃で微塵切りされ、供給機構１６に貯められる。

供給機構１６からは、密閉状態の発酵槽２１に、発酵槽２１を密閉状態に維持しながら脱水粉砕生ゴミを投入供給するものである。

発酵槽２１においては、予め発酵槽２１に投入されている菌床資材（土壌改良材、脱水汚泥等で、好ましくは食品加工汚泥を採用すると、生ゴミの主体である野菜クズと対応して均質的な堆肥を得ることができる）に、更に前記の脱水粉砕生ゴミが加えられ、攪拌機構２４の作動と、空気供給機構２５からの所定の空気供給によって、発酵槽２１内では発酵対象物（脱水粉砕生ゴミ＋菌床資材）の好気発酵が進行し、一定期間の発酵処理を終了すると、発酵槽２１の開閉扉を開放して、発酵終了物を取り出し、堆肥として使用するものである。

特に前記の発酵処理に際しては、温水ボイラー２２で加温した温水を温水循環路２３に流し、発酵槽２１内を抗菌性菌体が活発に活動できる温度（６０〜８０度）を維持させ、発酵処理時間を短くしてなるものである。

次に前記の生ごみ処理に際して発生する汚水処理及び発酵処理時に発生する悪臭対策手段について説明する。

生ゴミの圧搾（脱水処理）によって排水部１２４から流出する圧搾液（汚水）Ａは、一旦汚水貯留室３２に送られて貯められ、適時曝気槽３１に送られる。

曝気槽３１においては、所定の微生物が繁殖している分解処理液Ｂが貯められており、曝気機構部３１１からの曝気によって分解処理液Ｂに含まれる有機物等は、微生物によって分解されるものである。従って生ゴミ処理部１で発生した汚水Ａは、曝気槽３１で分解処理されることなる。

次に発酵槽２１においては、発酵処理の進行によって発酵熱による発酵対象物からの水分の蒸発や分解生成物としての気化成分（悪臭成分を含む）が発酵槽２１からの排気として排出されることになる。

この排出気体（悪臭成分を含む気体）Ｃは、排気機構２６によって発酵槽２１外に排出されて結露室３３２に入る。結露室３３２においては、冷却水を流している熱交換部３３１と接触して結露し、除湿された気体として結露室３３２から出て、曝気として曝気槽３１内に供給される。

従って発酵槽２１の排出気体Ｃは、除湿されると共に、悪臭成分の一部が結露水に混ざって結露室３３２の底面に溜まることになる。この結露水は、汚水Ａと同様に汚水貯留室３２に送られ、汚水Ａと共に曝気槽３１に送られる。また結露室３３２を出た排出気体Ｃは、曝気として曝気槽３１に吹き込まれもので、分解処理液Ｂを通過することで悪臭成分が分解処理液Ｂに溶解したり、菌床体等に付着し、微生物で分解処理されることになる。

曝気槽３１の排出気体Ｄは、発酵槽２１の排出気体Ｃを除湿処理及び悪臭除去処理を行った後の気体で、更に結露室３３３を通過させて除湿すると共に、昇温機構２５３によって昇温し、高温乾燥空気として発酵槽２１に供給される。

従って発酵処理に供される気体は、発酵槽２１の排出気体Ｃを除湿すると共に悪臭除去を行って再度発酵槽２１に送られるもので、悪臭成分を含んだ排出気体Ｃは、システム外に放出されることが無いので、周囲環境を悪化させることがない。

尚発酵処理や、曝気処理で消費される酸素の補充は、空気供給機構２５の開閉弁２５１を開放して新鮮な空気を補充するものであり、連続発酵処理において、酸素不足に陥る場合には、発酵処理終了後には、発酵物からの悪臭は発生しないので、発酵槽２１から発酵物の取り出し作業後に一旦使用空気が入れ替えられることによって酸素不足に陥ることが解消される。

また曝気槽３１の排水部３１４からは、沈殿室３１３の適時上澄み液Ｆを下水道に放出し、沈殿室３１３に沈殿物（汚泥）Ｇは、適時取り出して発酵槽２１で生ゴミと一緒に発酵処理するものである。

１生ゴミ処理部
１１第一ホッパー
１２脱水機構
１２１シリンダー部
１２２ピストン駆動部
１２３開閉部
１２４排水部
１３第二ホッパー
１４搬送機構
１５粉砕機構
１６供給機構
２発酵処理部
２１発酵槽
２２温水ボイラー
２３温水循環路
２４攪拌機構
２５空気供給機構
２５１開閉弁
２５２送風ファン
２５３昇温機構
２６排気機構
２６１送風ファン
３臭気汚水処理部
３１曝気槽
３１１曝気機構部
３１２排出気体部
３１３沈殿室
３１４排水部
３２汚水貯留室
３３除湿機構
３３１熱交換部
３３２，３３３結露室

Claims

脱水機構と粉砕機構を備え、脱水粉砕した生ゴミを発酵槽に供給する生ゴミ処理部と、密閉構造で且つ攪拌機構を内設して生ゴミの発酵処理を行う発酵槽に、空気供給機構及び排気機構を付設した発酵処理部と、生ゴミ処理部からの脱水処理汚水を受け入れる密閉構造の曝気槽に、発酵処理部からの排出気体を曝気として供給し、曝気槽の排出気体を発酵処理部に供給して循環させてなる気体循環路を構成した臭気汚水処理部とを備えてなることを特徴とする密閉式生ゴミ処理システム。
臭気汚水処理部に、発酵処理部からの排出気体或いは前記排出気体及び曝気槽の排出気体を、冷却された結露室内を通過させて除湿する除湿機構を設けてなる請求項１記載の密閉式生ゴミ処理システム。
発酵処理部に、温水ボイラーを設け、発酵槽に温水循環路を付設して、発酵槽を所望の温度に維持すると共に、前記ボイラーに発酵槽へ供給する補充空気及び循環気体の昇温機構を付設してなる請求項１又は２記載の密閉式生ゴミ処理装置。