JP2011230083A - 有機性廃棄物の分解処理方法及びその方法に用いる微生物活性剤 - Google Patents

Abstract

【課題】処理槽内で有用微生物が活性化した状態を維持することができ、従来の微生物処理では分解処理が不能又は困難であった難分解性の有機性廃棄物を確実に分解し消滅させることができる有機性廃棄物の分解処理方法及びその方法に用いる微生物活性剤を提供するものである。
【解決手段】微生物を担持する担体と、光合成細菌、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母の群から選ばれる１又は２以上の有用微生物と、有機性廃棄物を処理槽１内で攪拌混合すると共に、送風手段４により空気を供給し、有機性廃棄物を有用微生物により分解させるようにした有機性廃棄物の分解処理方法及びその方法に用いる微生物活性剤。
【選択図】図１

Description

本発明は、生ゴミ、残留汚泥、油かすその他の有機性廃棄物を分解し消滅させる有機性有機性廃棄物の分解処理方法及びその方法に用いる微生物活性剤に関する。

従来、飲食店などから出る生ゴミの処理方法としては、主に熱処理型とバイオ処理型の２種類の処理方法が用いられており、様々な生ゴミ処理方法が知られている。

熱処理型の処理方法は、生ゴミなどの水分を含有する廃棄物を加熱して、この廃棄物内の水分を蒸散させることにより、廃棄物を乾燥させて減容処理している（例えば、特許文献１参照）。

バイオ処理型の処理方法は、微生物を担持する担体を収容した処理槽に、生ゴミを投入し攪拌することにより、微生物によって生ゴミを分解し減容処理している（例えば、特許文献２参照）。このバイオ処理型の処理方法により処理された生ゴミは、堆肥化して再利用することも可能である。

一方、バイオ処理型の処理方法において、微生物を担持する担体を収容した処理槽に、生ゴミを投入し攪拌すると共に、生ゴミに散水することにより、生ゴミを分解処理して液状変成物にし、フィルタを経て液体として排出するようにした処理方法も知られている（例えば、特許文献３参照）。

また、有機物を酸化分解して処理する方法として、高電圧を流した放電針から電子を発生させる放電管の先端に電磁コイルを巻きつけ、その中心部に空気を流し込むことで空気中の酸素分子を励起させることによって一重項酸素などの活性酸素種を生成する空気の電子化装置を用いた処理方法が知られている（特許文献４参照）。この処理方法は、空気の電子化装置によって生成される活性酸素の酸化力により、大気中や水中、土中に含まれる有機物を分解するものである。

特表２００５−１０８８６６号公報 特開２００２−１８６９４４号公報 特開２００４−４２０２２号公報 登録実用新案第３１３３３８８号公報

しかし、熱処理型の処理方法では、水分を含有する廃棄物を加熱するために多量の燃料が必要になるのみならず、乾燥して１／３程度に減容化できたとしても、残った廃棄物の処分が問題となっている。乾燥後に残った廃棄物は、最終的に焼却処分されたり、埋め立て処分されたりしているために、最終処分において、臭気やダイオキシンの発生、処分地の衛生面やコストの負担、さらには廃棄物の運搬が必要である等の多くの問題を抱えている。

また、バイオ処理型の処理方法においても、処理施設で多量に排出される堆肥の需要が少ないために、排出物である堆肥の処分が問題となり、焼却処分されたり、埋め立て処分されたりしているのが現状である。

また、従来のバイオ処理型の処理方法では、微生物が分解しやすい生ゴミの処理は可能であるが、難分解性のセルロースを含む廃棄物や、グリストラップ汚泥、石油系高分子凝集剤を含んだ残留汚泥などの処理は不可能であった。さらに、従来の方法では、分解可能な生ゴミを処理する場合であっても、微生物の分解処理能力が弱く、処理に長い時間と大きな施設を要するのみならず、処理槽内に収容した微生物の状態を維持する手間とコストがかかるという問題があった。

また、特許文献３に記載の方法も、微生物の分解処理能力が弱く、生ゴミを完全に分解することができないために、液状変成物をフィルタで濾過する必要があり、フィルタで取り除いた固形分の処分が、上記方法と同様に問題となる。さらに、特許文献３に記載の方法では、フィルタで濾過しきれなかった有機物が排出される液体に混入するために、排水の処理が必要になるという問題もあった。

また、特許文献４に記載の方法では、空気の電子化装置で生成される活性酸素は、酸化力の強いものほど寿命が短いために、有機物を効率よく酸化分解することができないという問題があった。

そこで、本発明は、処理槽内で有用微生物が活性化した状態を維持することができ、従来の微生物処理では分解処理が不能又は困難であった難分解性の有機性廃棄物を確実に分解し消滅させることができる有機性廃棄物の分解処理方法及びその方法に用いる微生物活性剤を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、有機性廃棄物を微生物により分解させる有機性廃棄物の分解処理方法であって、微生物を担持する担体と、光合成細菌、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母の群から選ばれる１又は２以上の有用微生物と、前記有機性廃棄物を処理槽内で攪拌混合すると共に、送風手段により空気を供給することを特徴とする有機性廃棄物の分解処理方法を提供するものである。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記送風手段が活性酸素を供給する活性酸素供給手段を備えたものである。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記活性酸素供給手段が、前記処理槽内に空気を送り込む送風路に磁界を発生させる磁界発生手段と、磁界を発生させた送風路に電子を放射させる電子発生手段とからなるものである。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記磁界発生手段が送風方向に磁界を発生させると共に、前記電子発生手段が送風方向に電子を放射させるようにしたものである。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記処理槽内に、スーパーオキシドディスムターゼ（ＳＯＤ）を産生するＳＯＤ産生微生物と、フェントン反応を起こさせる金属イオンを供給する水溶液、金属又は金属化合物とを添加したものである。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記ＳＯＤ産生微生物が紅色細菌であることを特徴とするものである。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記処理槽内に、銅、亜鉛、マンガンの群から選ばれる１又は２以上の補助剤を添加したものである。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記金属イオンが２価の鉄イオン又は／及び１価の銅イオンからなるものである。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記処理槽内に、前記有機性廃棄物を所定の時間間隔をおいて投入することを特徴とするものである。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記担体が籾殻又は／及び木質チップ材からなるものである。

また、本発明は、上記の有機性廃棄物の分解処理方法に用いられ、前記有用微生物を活性化させる微生物活性剤であって、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を、酸溶媒に溶解してなる微生物活性剤を提供するものである。

また、本発明の微生物活性剤は、前記珪素含有溶質が前記珪素含有物質の熱融解点以下の温度で熱処理されたことを特徴とするものである。

また、本発明の微生物活性剤は、前記アルカリ性物質が炭酸カルシウム又は石灰からなるものである。

また、本発明の微生物活性剤は、前記珪素含有物質がマグネシウム又はマグネシウム化合物を含むものである。

また、本発明の微生物活性剤は、前記珪素含有溶質が、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰の群から選ばれる１又は２以上の物質からなるものである。

また、本発明の微生物活性剤は、前記酸溶媒が希塩酸からなるものである。

また、本発明の微生物活性剤は、前記酸溶媒が、酢酸、酢酸アンモニウム、塩化アンモニウムの群から選ばれる１又は２以上のゲル化抑止剤を含有してなるものである。

また、本発明の微生物活性剤は、マグネシウム水溶液を添加したものである。

また、本発明の微生物活性剤は、水酸化カルシウムを添加してｐＨを調整することを特徴とするものである。

本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、有機性廃棄物を微生物により分解させる有機性廃棄物の分解処理方法であって、微生物を担持する担体と、光合成細菌、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母の群から選ばれる１又は２以上の有用微生物と、前記有機性廃棄物を処理槽内で攪拌混合すると共に、送風手段により空気を供給することにより、処理槽内において、有機性廃棄物の分解に適した有用微生物が活性化した状態を維持することができ、投入される有機性廃棄物を確実に分解し消滅させることができるから、従来は処理しきれないで排出されていた排出物を大幅に削減することができ（処理対象によっては完全に無くすことができる）、排出物の処分工程が不要になる効果がある。

また、本発明の方法によれば、生ゴミなどの有機性廃棄物の分解処理能力が向上し、処理施設の省スペース化が可能になるから、飲食店や調理場などに処理施設を設置して、有機性廃棄物の発生場所での処理が可能になる効果がある。

また、本発明の方法は、従来の微生物処理では分解処理が不能又は困難であったセルロースを含む廃棄物や、グリストラップ汚泥、石油系高分子凝集剤を含んだ残留汚泥の他、おから、ウサギ等の糞、鶏がらなど、難分解性の有機性廃棄物を分解処理することができる効果がある。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記送風手段が活性酸素を供給する活性酸素供給手段を備えたことにより、活性酸素の酸化力によって処理槽内の有機性廃棄物が酸化分解され、有用微生物による有機性廃棄物の分解を促進するから、難分解性の有機性廃棄物も確実に分解処理することができる効果がある。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記活性酸素供給手段が、前記処理槽内に空気を送り込む送風路に磁界を発生させる磁界発生手段と、磁界を発生させた送風路に電子を放射させる電子発生手段とからなることにより、送風路に放射された電子の電子スピン方向と、送風路を通過する酸素分子の電子スピン方向をコントロールして、この酸素分子に電子を付加して酸化力の強いスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を生成することができる効果がある。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記磁界発生手段が送風方向に磁界を発生させると共に、前記電子発生手段が送風方向に電子を放射させるようにしたことにより、送風方向に沿って磁界を発生させることができ、この磁界の向きに沿って電子を放射するから、電子スピン方向のコントロールが容易になり、酸素分子に電子を付加してスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を生成することができると共に、生成されたスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を処理槽内に確実に供給することができる効果がある。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記処理槽内に、スーパーオキシドディスムターゼ（ＳＯＤ）を産生するＳＯＤ産生微生物と、フェントン反応を起こさせる金属イオンを供給する水溶液、金属又は金属化合物とを添加してあることにより、ＳＯＤ産生微生物によって産生されるスーパーオキシドディスムターゼ（ＳＯＤ）が、活性酸素供給手段から供給されるスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）と酸素（Ｏ_２）に分解する。この過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）は、フェントン反応を起こさせる金属イオンによって、ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）とヒドロキシイオン（ＯＨ⁻）に分解される。このヒドロキシラジカル（・ＯＨ）は、最も酸化力の強い活性酸素の一種であり、糖質やタンパク質、脂質などのあらゆる有機物を分解することができる。本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、酸化力が非常に強くて、１／１００万秒と寿命が短いヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を処理槽内で生成することにより、難分解性の有機性廃棄物も確実に酸化分解することができ、従来の方法では処理不能とされていた有機性廃棄物を確実に分解処理することができる効果がある。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記ＳＯＤ産生微生物が紅色細菌であることにより、微生物の細胞膜を破壊する必要もなく、紅色細菌を処理槽内に繁殖させることによって、簡単かつ確実にスーパーオキシドディスムターゼ（ＳＯＤ）を供給することができる。また、紅色細菌は、スーパーオキシドディスムターゼ（ＳＯＤ）を供給するのみならず、有機性廃棄物を分解することができる効果がある。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記処理槽内に、銅、亜鉛、マンガンの群から選ばれる１又は２以上の補助剤を添加してあることにより、補助剤によってＳＯＤ産生微生物がスーパーオキシドディスムターゼ（ＳＯＤ）を産生するのを補助することができる効果がある。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記金属イオンが２価の鉄イオン又は／及び１価の銅イオンからなることにより、排水処理槽内でフェントン反応を起こして、ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成することができる効果がある。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記処理槽内に、前記有機性廃棄物を所定の時間間隔をおいて投入することにより、有用微生物が効率よく有機性廃棄物を分解処理することができ、処理施設の能力を向上させることができる効果がある。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、前記担体が籾殻又は／及び木質チップ材からなることにより、有用微生物を担持して活性化した状態を維持することができると共に、担体を安価に供給することができる効果がある。

また、本発明の微生物活性剤は、上記の有機性廃棄物の分解処理方法に用いられ、前記有用微生物を活性化させる微生物活性剤であって、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を、酸溶媒に溶解してなる構成を有することにより、珪素含有溶質を酸溶媒に溶解してなる珪酸溶液によって有機性廃棄物の分解処理に用いられる有用微生物を活性化することができると共に、珪酸溶液がゲル化すると多孔質状になり、有用微生物を担持する担体として作用するから、有用微生物の増殖を促し、有用微生物が活性化した状態を維持することができる効果がある。

また、本発明の微生物活性剤を用いることにより、活性化された有用微生物によって有機性廃棄物を確実に分解し消滅させることができるから、従来の方法では処理しきれないで排出されていた排出物を大幅に削減することができる。また、処理しきれない排出物が残った場合でも、排出物は珪素と有用微生物を豊富に含むことから、肥料として利用することができ、排出物の処分工程が不要になる効果がある。

また、本発明の微生物活性剤は、前記珪素含有溶質が前記珪素含有物質の熱融解点以下の温度で熱処理されたことにより、この珪素含有溶質は優れた酸溶解性を有するから、酸溶媒に溶解して安定した珪素ゾルとなり、処理槽内の担体や有機性廃棄物と容易に混合することができる効果がある。

また、本発明の微生物活性剤は、前記アルカリ性物質が炭酸カルシウム又は石灰からなることにより、珪素含有溶質がパウダー状となるから、酸溶媒への溶解性を向上させることができる。また、本発明の微生物活性剤は、珪酸溶液が豊富なカルシウムを含むことにより、有用微生物の増殖を促し、有用微生物が活性化した状態を維持することができる効果がある。

また、本発明の微生物活性剤は、前記珪素含有物質がマグネシウム又はマグネシウム化合物を含むことにより、有用微生物の増殖を促進させる無機塩類を豊富に含むから、有用微生物のさらなる増殖を促し、有用微生物が活性化した状態を維持することができる効果がある。

また、本発明の微生物活性剤は、前記珪素含有溶質が、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰の群から選ばれる１又は２以上の物質からなることにより、これらの珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して珪酸溶液を生成することができる。特に、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグは、有用微生物の増殖を促進させる無機塩類であるカルシウムとマグネシウムを豊富に含むことから、生成される珪酸溶液が有用微生物の増殖を促し、有用微生物が活性化した状態を維持することができる効果がある。

また、本発明の微生物活性剤は、前記酸溶媒が希塩酸からなることにより、塩酸はカルシウムの溶解性が高く、中和すると塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）になるから安全無毒の微生物活性剤を生成することができる効果がある。

また、本発明の微生物活性剤は、前記酸溶媒が、酢酸、酢酸アンモニウム、塩化アンモニウムの群から選ばれる１又は２以上のゲル化抑止剤を含有してなることにより、ゲル化抑止剤によって珪素ゾルのゲル化を抑止して安定したゾル状態を長期間維持することができるから、微生物活性剤の保管及び運搬が容易になる。また、これらのゲル化抑止剤は、処理槽内で有用微生物によって分解されるから、珪酸溶液がゲル化して多孔質状になり、有用微生物を担持する担体として作用する効果がある。

また、本発明の微生物活性剤は、マグネシウム水溶液を添加してあることにより、有用微生物の増殖を促進させる無機塩類を豊富に含むから、有用微生物のさらなる増殖を促し、有用微生物が活性化した状態を維持することができる効果がある。

また、本発明の微生物活性剤は、水酸化カルシウムを添加してｐＨを調整することにより、処理槽内を有用微生物が活性化し、増殖しやすいｐＨ値に調整することができると共に、有用微生物の増殖を促し、有用微生物を活性化するカルシウムを供給することができる。また、本発明の微生物活性剤は、水酸化カルシウムの水和熱によって処理槽内の温度を保つことができるから、ヒーター等の熱源が不要になり、有機性廃棄物の処理コストを大幅に低減することができる効果がある。

本発明の有機性廃棄物の分解処理方法に使用する有機性廃棄物消滅装置の一実施例を示す構成図。 その一実施例を示す断面図。 その一実施例を示すＡ−Ａ線断面図。 活性酸素供給手段の一実施例を示す構成図。 活性酸素供給手段の一実施例の要部を示す構成図。 攪拌部材の他の実施例を示す断面図。 攪拌部材の他の実施例を示すＢ−Ｂ線断面図。 脱臭手段の他の実施例を示す構成図。 本発明の有機性廃棄物の分解処理方法に使用する有機性廃棄物消滅装置の他の実施例を示す構成図。 活性酸素供給手段の他の実施例を示す構成図。 活性酸素供給手段の他の実施例の要部を示す構成図。

本発明の実施の形態を図示する実施例に基づいて説明する。
本発明に係る有機性廃棄物の分解処理方法は、微生物を担持する担体と、光合成細菌、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母の群から選ばれる１又は２以上の有用微生物と、有機性廃棄物を処理槽１内で攪拌混合すると共に、送風手段４により空気を供給し、有機性廃棄物を有用微生物により分解させるようにしたものである。

図１に示す実施例において、有機性廃棄物の分解処理方法に用いられる有機性廃棄物消滅装置１０は、微生物を担持する担体を収容し、有機性廃棄物を微生物により分解させる処理槽１と、処理槽１内に設けられ、担体と有機性廃棄物を攪拌混合する攪拌部材２と、処理槽１内に空気を送り込む送風手段４と、送風手段４に設けられ、処理槽１内に活性酸素を供給する活性酸素供給手段３と、処理槽１から排出される排気を脱臭する脱臭手段５と、を備えている。

図２及び図３に示すように、処理槽１は、下部が半円筒状を成して有機性廃棄物の収容部を形成し、上部が断面台形状を成して屋根部を形成してある。処理槽１の屋根部には、開口部を設けて、有機性廃棄物を投入するための投入口１１を形成してある。この投入口１１には、開口部を開閉可能な開閉蓋１１ａを設けてある。また、処理槽１の底部には、開口部を設けて、処理槽１内の被処理物を排出するための排出口１２を形成してある。この排出口１２には、処理槽１の底部形状に沿って形成され、排出口１２を形成する開口部を密閉可能に開閉する開閉蓋１２ａを設けてある。

攪拌部材２は、処理槽１内に回転可能に設けた攪拌軸２１と、この攪拌軸２１に放射状に立設した複数の攪拌アーム２２と、これらの攪拌アーム２２の夫々の先端部に設けた攪拌爪２３とからなる。図２及び図３に示すように、攪拌アーム２２は、攪拌軸２１の軸方向に一定間隔で、且つ、攪拌軸２１の軸周り方向に１２０°ずつずらして立設してある。攪拌爪２３は、回転方向に開いた断面Ｖ字状を成し、処理槽１内に収容される担体及び有機性廃棄物などを攪拌混合することができるように形成してある。

攪拌爪２３の先端部には、処理槽１の内周面に当接して、この内周面に付着した有機性廃棄物などを掻き取るためのスクレーパ部材２３ａを設けてある。スクレーパ部材２３ａは、攪拌爪２３の先端に攪拌軸２１と平行に配置したプレート部材と、このプレート部材に取り付けたコイルスプリング部材とからなる。スクレーパ部材２３ａは、弾性力のあるコイルスプリング部材が処理槽１の内周面に当接して、この内周面に付着した有機性廃棄物などを確実に掻き取ることができる。

実施例では、攪拌部材２は、攪拌軸２１の軸周り方向に１２０°間隔で立設した３本の攪拌アーム２２を、攪拌軸２１の軸方向に２組配置している。スクレーパ部材２３ａの幅は、攪拌アーム２２の軸方向間隔より大きく形成してあり、攪拌軸２１が１回転することにより、スクレーパ部材２３ａが処理槽１の内周面全体から有機性廃棄物などを掻き取ることができるようにしてある。

図１及び図３において、２０は駆動機構であり、攪拌部材２を回転駆動することができるように構成してある。駆動機構２０は、モータ２４と、モータ２４の駆動軸に設けた駆動スプロケット２５と、攪拌軸２１に設けた従動スプロケット２７と、駆動スプロケット２５の回転駆動力を従動スプロケット２７に伝達する無端チェーン２６とからなる。攪拌軸２１は、軸受２８，２８によって、処理槽１の半円筒状の収容部の中心軸に沿って回転自在に軸支されている。

実施例の方法の場合、攪拌部材２の回転数は、３〜１０ｒｐｍが好ましく、５ｒｐｍが最も好ましい。攪拌部材２の回転数が２０ｒｐｍ以上では、送風手段４により送り込まれる空気によって処理槽１内の収容物が冷やされて、処理槽１内の温度が低下し、有用微生物による有機性廃棄物の分解能力が低下するために、好ましくない。また、攪拌部材２の回転数が１ｒｐｍ以下では、処理槽１内に収容された担体及び有機性廃棄物などの攪拌が不十分となり、有用微生物による有機性廃棄物の分解能力が低下するために、好ましくない。

なお、処理槽１及び攪拌部材２は、図１乃至図３に示される構成に限られるものでなく、微生物を担持する担体を収容することができ、担体と有機性廃棄物を攪拌混合することができればよく、様々な形状の処理槽及び攪拌部材を使用することが可能である。

図１に示す実施例において、送風手段４は、処理槽１内に空気を送り込む送風路４１と、この送風路４１に設けたブロワ４２と、処理槽１内に槽の長手方向に配設された給気管４４とから構成してある。図２及び図３に示すように、給気管４４は、処理槽１の下部に、槽外に向かって突出して配設してある。給気管４４の側面には、一定間隔で給気口４５を設けてあり、攪拌部材２の回転方向に向かって処理槽１内に均一に給気することができるように構成してある。給気管４４の中央には、送風路４１を接続してあり、ブロワ４２によって給気管４４に空気が送り込まれるようにしてある。

実施例において、送風手段４は、処理槽１の上部から空気を取り出して送風路４１に送り込み、処理槽１内に送り込まれる空気の全部又は一部を循環させる循環路４３を備えている。送風手段４は、処理槽１内に送り込まれる空気の全部又は一部を循環させることにより、処理槽１内の温度が低下するのを防ぎ、有用微生物による有機性廃棄物の分解能力が低下するのを防止している。また、送風手段４は、外気取込手段を備えており、外気を取り込むことにより、処理槽１内を好気状態に維持することができるようにしてある。なお、送風手段４は、循環路４３を設けない構成にすることも可能である。

実施例において、有機性廃棄物の分解処理方法は、処理槽１内に、有用微生物として、光合成細菌、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母の群から選ばれる１又は２以上の微生物を、微生物を担持する担体と共に収容してある。これらの有用微生物は、有機物の分解能力が高く、処理槽１に収容された担体に担持されて活発に活動し、有機性廃棄物を分解することができる。

処理槽１に収容される光合成細菌は、好気下で活動できる紅色非硫黄細菌が好ましく、油脂や澱粉等の有機物を好んで分解し、臭気の元になる硫化水素やアンモニアなども分解して悪臭を消滅させることができる。また、処理槽１は、送風手段４によって空気を送り込まれているから、他の好気性微生物を添加して有機物を分解することもできる。

実施例の有機性廃棄物の分解処理方法では、処理槽１内に、担体として籾殻を収容してある。籾殻は、豊富な二酸化珪素（ＳｉＯ_２）と少量のアルカリ元素を含み、形状及び大きさが担体として好適であり、有用微生物を活性化することができる。特に、バチルス属細菌は、珪素によって活発化し、蛋白質、澱粉、油脂やアンモニア等の分解性に優れており、担体として籾殻を使用することが好ましい。なお、処理槽１内に収容される担体は、籾殻に限られるものでなく、適切な大きさに加工した木質チップ材や、微生物の増殖を妨げない素材で形成された多孔質剤を使用することもできる。

有用微生物は、処理槽１に収容する前に、処理対象となる有機性廃棄物と同等の有機物を与えて培養してあることが好ましい。これにより、処理対象となる有機性廃棄物の分解に適した微生物が優占種となり、有機性廃棄物の処理時間を短縮することができる。

実施例において、有機性廃棄物の分解処理方法は、処理槽１内に、有用微生物を活性化させる微生物活性剤を収容してある。実施例において、微生物活性剤には、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を、酸溶媒に溶解した珪素ゾルを用いている。

珪素含有物質は、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）等の珪素化合物を含有する天然の土類若しくは岩石、又はそれらを含む加工製品からなる。また、珪素含有物質は、フェントン反応を起こさせる鉄を含有しているものが好ましく、バチルス属細菌など有用微生物の増殖を促すためにマグネシウムを含有しているものが好ましい。珪素含有物質には、例えば、表１に示すように、二酸化珪素の含有率が高く、酸化鉄（ＦｅＯ_３）を含有する伊武部白土（沖縄県伊武部地方の土類）を用いることができる。

アルカリ性物質は、珪素含有物質を酸溶解性に変えるために混合してあり、実施例では、アルカリ性物質として炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）又は石灰を珪素含有物質に混ぜ合わせて熱処理してある。これにより、生成される珪素含有溶質がパウダー状となり、酸溶媒への溶解性が向上すると共に、有用微生物の増殖を促進させる無機塩類であるカルシウムを含ませることができる。この熱処理は、珪素含有物質の熱融解点以上の温度で行うとガラス状となり溶解性が低下することから、珪素含有物質の熱融解点以下の温度で行うことが好ましい。珪素含有物質が、表１に示す伊武部白土（沖縄県伊武部地方の土類）の場合には、伊武部白土の熱融解点である約１３００℃以下の任意の温度で行い、熱融解点に近い１１５０〜１２５０℃で熱処理することが好ましい。

珪素含有溶質は、珪素含有物質の熱融解点以下の温度で熱処理することにより、優れた酸溶解性を有するから、酸溶媒に溶解して安定した珪素ゾルとなり、処理槽１内に収容された担体や有機性廃棄物と容易に混合することができる。

また、珪素含有溶質には、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰等、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理された生成物を用いることもできる。これらの珪素含有溶質は、珪素含有物質の熱融解点以下の温度で熱処理された珪素含有溶質と比べて、酸溶解性は劣るものの、有用微生物を活性化させることができる。特に、普通セメントは、表１に示すように、有用微生物の増殖を促進させる無機塩類であるマグネシウムとカルシウムを豊富に含むから、珪素含有溶質として普通セメントを用いることが好ましい。また、珪素含有溶質には、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰の群から選ばれる２以上の物質を混合して用いることも可能である。

また、珪素含有溶質には、水酸化カルシウムを主成分とし、二酸化珪素を含有するカーバイドスラリーを、８００℃〜１３００℃で焼成したものを使用することも可能である。

実施例では、酸溶媒として塩酸（ＨＣｌ）を用いた。塩酸（ＨＣｌ）は、カルシウムの溶解性が高く、中和すると塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）となり安全無毒であるから、酸溶媒として塩酸を用いることが好ましい。また、酸濃度に対する珪素の溶解度は一定であり、液体容積に分散する珪素ゾル密度も一定の水空隙の中でしかゾル状態の安定を保つことができないことから、酸溶媒として塩酸を希釈した希塩酸を用い、特に、３倍〜７倍に希釈した希塩酸を用いることが好ましい。なお、酸溶媒は、塩酸（ＨＣｌ）に限られるものではなく、他の酸溶液を用いることも可能である。

また、酸溶媒は、酢酸（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ_２）、酢酸アンモニウム（ＣＨ_３ＣＯＯＮＨ_４）、塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）の群から選ばれる１又は２以上のゲル化抑止剤を含有してあることが好ましい。酸溶媒は、ゲル化抑止剤として酢酸（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ_２）を含有することにより、酢酸のｐＨ緩衝作用とゾル、コロイドの収斂性によって、酢酸の滴加量を調整して珪素ゾルのゲル化を抑止することができる。また、酢酸などの有機酸は、紅色細菌の絶好の基質であるから、ゲル化抑止剤として酢酸を用いることにより、有用微生物をさらに活性化させることができる。

微生物活性剤は、処理槽１内に収容されると、ゲル化抑止剤が有用微生物によって分解されるから、珪素ゾルがゲル化して多孔質状になり、有用微生物を担持する担体としても作用することができる。なお、酢酸アンモニウム又は塩化アンモニウムを希塩酸に加えた混酸によっても、酢酸と同様に珪素ゾルのゲル化を抑止することができる。

また、微生物活性剤には、マグネシウム水溶液を加えてあることが好ましい。マグネシウムは、アルカリ性物質として添加されるカルシウムと共に、有用微生物の増殖を促進させる無機塩類であるから、有用微生物のさらなる増殖を促し、有用微生物が活性化した状態を維持することができる。

実施例において、有機性廃棄物の分解処理方法は、処理槽１内にｐＨ調整剤として水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）を収容してある。この有機性廃棄物の分解処理方法は、水酸化カルシウムの水和熱によって、処理槽１内の温度を約４０〜５０℃に保つことができる。従って、有機性廃棄物消滅装置１０は、処理槽１内の温度を保つためのヒーター等が不要になり、処理コストを低減することができる。なお、ｐＨ調整剤には、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）又は石灰等のアルカリ剤を用いることも可能であるが、水和熱を利用することができることから、水酸化カルシウムを用いることが好ましい。

実施例において、活性酸素供給手段３は、送風路４１に設置してあり、処理槽１内に活性酸素を供給することができるように構成してある。活性酸素供給手段３は、処理槽１内に空気を送り込む送風路４１と、送風路４１内に磁界を発生させる磁界発生手段と、送風路４１内に電子を放射させる電子発生手段とからなる。

図４に示すように、送風路４１は、ブロワ４２の下流側で２本に分岐してある。活性酸素供給手段３は、ブロワ４２に隣接して、分岐された送風路４１，４１の双方に設置してある。また、活性酸素供給手段３の排出側は、処理槽１に配設した給気管４４に接続してあり、寿命の短い活性酸素を効率よく処理槽１内に供給することができるようにしてある。

図４及び図５に示すように、磁界発生手段は、送風路４１を形成する送気管３２ａの周囲に円周方向に沿って送風方向と直交する方向に巻き回した電磁コイル３３と、電磁コイル３３に直流電流を供給する電流供給機構３７とからなる。電流供給機構３７は、送風方向と同方向に（風上側がＮ極，風下側がＳ極となる）静磁界を発生させる向きで、電磁コイル３３に直流電流を供給している。実施例において、電流供給機構３７は、９Ｖ−３Ａの直流電流を電磁コイル３３に供給している。なお、磁界発生手段により生じる磁界は、風上側をＳ極、風下側をＮ極とすることも可能である。

送気管３２ａは、非導電性の合成樹脂により形成してあり、電磁コイル３３を巻き回した送気管３２ａの内周には、銅、アルミニウム、スズ、真鍮、亜鉛、チタンなど、熱伝導性のよい非磁性体金属で形成された非磁性管３１を設けてある。非磁性管３１は、放熱により電磁コイル３３の過熱を抑制すると共に、処理槽１に供給する空気を加熱することができる。実施例では、非磁性管３１は、アルミニウム又はチタンで形成してある。

電磁コイル３３の外周には、温度センサ３５を配置してある。温度センサ３５は、電磁コイル３３の温度が所定温度以上に上昇したときに、電流供給機構３７の電流を遮断するようにしてある。実施例では、温度センサ３５は、７０℃以上で電流供給機構３７の電流を遮断して、電磁コイル３３が過熱するのを防止している。

電子発生手段は、送気管３２ａ内において、送風方向に対向して設けた放電極３２ｂと対極３２ｃとからなる。放電極３２ｂは、送風方向に対して垂直に配置した棒状の電極からなり、磁界発生手段の上流に設置してある。対極３２ｃは、酸化チタンで形成され、放電極３２ｂと平行に配置した棒状体からなり、磁界発生手段の下流側に隣接して設置してある。放電極３２ｂは高圧電源３８に接続され、対極３２ｃは接地してある。

高圧電源３８は、放電極３２ｂと対極３２ｃとの間に３０ｋＶの直流電圧を印加して、放電極３２ｂから対極３２ｃに向かって、送風方向と同方向（静磁界と同方向）に電子を放射させることができるように構成してある。放電極３２ｂの周囲には、絶縁体３４を挿入してあり、放電極３２ｂからの漏電を防止している。電子発生手段は、放電極３２ｂと対極３２ｃ間の電圧が低いと電子が充分に発生しないことから、高圧電源３８は、放電極３２ｂと対極３２ｃとの間に５ｋＶ以上の電圧を印加できることが好ましい。

なお、放電極３２ｂは、送気管３２ａ内に針先を送風方向に向けて配置した放電針により形成することも可能である。また、対極３２ｃは、触媒作用によって活性酸素の生成を促進することができるから、酸化チタンで形成してあることが好ましいが、銅又は銅合金で形成することもでき、導体であれば他の素材で形成することも可能である。

放電極３２ｂから対極３２ｃに向かって放射された電子は、電磁コイル３３内の静磁界によって、電子スピンの向きが一定の方向に揃えられる共に、静磁界と電子の運動方向のズレにより、螺旋運動をしながら静磁界の磁力線に沿って進む。

ブロワ４２は、送風路４１によって活性酸素供給手段３に大量の空気を送り、活性酸素供給手段３で生成されるスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を処理槽１内に送風するようにしてある。電磁コイル３３内に送られる酸素分子は、基底状態の三重項酸素（^３Ｏ_２）であり、２個の不対電子を有している。この三重項酸素（^３Ｏ_２）は、電磁コイル３３内の静磁界によって、分子内の電子スピン方向が一定の方向に揃えられる。そして、三重項酸素（^３Ｏ_２）の不対電子は、螺旋運動する電子が発生する磁界によってスピン方向が変えられると、一重項酸素（^１Ｏ_２）に励起される。この一重項酸素（^１Ｏ_２）は、電子が付加され易い酸素分子であるから、電子スピンの向きが揃えられ、螺旋運動している電子が付加してスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を生成することができる。

上述の通り、活性酸素供給手段３は、送風路４１内に放射された電子の電子スピン方向と、送風路４１内を通過する酸素分子の電子スピン方向とを、電磁コイル３３内の静磁界によってコントロールし、この酸素分子に電子を付加して酸化力の強いスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を生成することができる。活性酸素供給手段３は、電磁コイル３３に１〜３Ａ程度の直流電流を供給すると共に、放電極３２ｂに５ｋＶ以上の高電圧を掛けることにより、基底状態の三重項酸素（^３Ｏ_２）を一重項状態に励起し、電子を付加してスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を生成することができる。

図示の実施例において、活性酸素供給手段３は、処理槽１を支持する支持枠１３の内側に設けてある。スーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）の寿命は短いから、活性酸素供給手段３は、給気管４４に近い位置に設けることが好ましい。

実施例の有機性廃棄物の分解処理方法において、処理槽１には、スーパーオキシドディスムターゼ（以下「ＳＯＤ」とする）を産生するＳＯＤ産生微生物と、フェントン反応を起こさせる金属イオンを供給する水溶液、金属又は金属化合物とを収容してある。

ＳＯＤ産生微生物として使用できる微生物は、ＳＯＤを産生できるものであればよく、特に限定されない。例えば、光合成細菌、特に紅色細菌（Proteobacteria）がＳＯＤをより多く供給でき、かつ、有機物性廃棄物を分解できる点で好ましい。

紅色細菌の例として、アルファプロテオバクテリア、ベータプロテオバクテリア、ガンマプロテオバクテリアが挙げられる。入手の容易性や研究の蓄積があることから、Rhodopseudomonas（ロドシュードモナス）属、Rhodospirillum（ロドスピリウム）属、Rhodobacter（ロドバクター）属、Ectothiorhodospira（エクトチオロドスピラ）属が例示でき、特に、Rhodobacter sphaeroides、Rhodobacter capsulatus、Rhodospirillum rubrum、Rhodopseudomonas palustris、Ectothiorhodospira shaposhnikovii (Ectothiorhodospira vacuolata)、Ectothiorhodospira mobilis、Ectothiorhodospira halophilaを用いることができる。

これらの入手可能な菌株として、Rhodobacter sphaeroidesについてはＳ株、ＩＬ１０６株、ＩＦＯ１２２０３株、ＫＡ３８株、ＮＲ３株、ＡＴＣＣ１７０２３株、ＮＩ１７株、ＮＩ２０株、Ｐ２株、ＭＣ９Ｒ株を例示でき、Rhodobacter capsulatusについてはＭＳ９Ｒ株を例示でき、Rhodospirillum rubrumについてはＧ−９ＢＭ株、ＩＦＯ３９８６株を例示でき、Rhodopseudomonas palustrisについてはＡＴＣＣ１７００１株、ＳＡ３７株、ＮＩＶ２株、ＤＩＩＩ４株を例示でき、Ectothiorhodospira shaposhnikovii (Ectothiorhodospira vacuolata)については、１４５１株、ＡＴＣＣ３１７５１株を例示でき、Ectothiorhodospira mobilisについてはＮＩ８株を例示でき、Ectothiorhodospira halophilaについては、Ｈ１６株を例示できるが、これらに限定されず、ＳＯＤを産生する限り各種の微生物を使用することが可能である。また、ＳＯＤを産生する限り各種の微生物を一種類以上、含めばよく、複数種の混合物であってもよい。

また、処理槽１には、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）の群から選ばれる１又は２以上の補助剤を収容してあることが好ましい。これらの補助剤は、ＳＯＤ産生微生物がＳＯＤを産生するのを補助することができる。これらの補助剤は、化合物として処理槽１に収容することもでき、また、担体に含ませたり、微生物活性剤に添加したりして処理槽１に収容することもできる。なお、ＳＯＤは、実施例のように、処理槽１に収容されたＳＯＤ産生微生物から供給されるものに限定されず、処理槽１にＳＯＤを直接収容することも可能である。

フェントン反応を起こさせるために処理槽１に収容する金属イオンは、フェントン反応を引き起こす力が強いことから、２価の鉄イオン（Ｆｅ^２＋）又は／及び１価の銅イオン（Ｃｕ^＋）であることが好ましい。この金属イオンは、２価の鉄の化合物又は１価の銅の化合物を処理槽１内に収容することにより供給できる。また、この金属イオンは、水溶液として処理槽１に収容することもでき、微生物活性剤に含ませることも可能である。２価の鉄の化合物としては、例えば、硫酸鉄（ＩＩ）[ＦｅＳＯ_４]、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウム（Ｋ_４[Ｆｅ（ＣＮ）_６]）、硫化鉄（ＩＩ）[ＦｅＳ]などが挙げられる。

ＳＯＤ産生微生物が産生するＳＯＤは、活性酸素供給手段３から供給されるスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）と酸素（Ｏ_２）に分解する。この過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）は、フェントン反応を起こさせる２価の鉄イオン（Ｆｅ^２＋）によって、下式の反応によりヒドロキシラジカル（・ＯＨ）とヒドロキシイオン（ＯＨ⁻）に分解される。
Ｈ_２Ｏ_２＋Ｆｅ^２＋→・ＯＨ＋ＯＨ⁻＋Ｆｅ^３＋（フェントン反応）

また、フェントン反応により２価の鉄イオン（Ｆｅ^２＋）から生成された３価の鉄イオン（Ｆｅ^３＋）は、活性酸素供給手段３から供給されるスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）によって、下式の反応により２価の鉄イオン（Ｆｅ^２＋）に還元される。還元された２価の鉄イオン（Ｆｅ^２＋）は、再びフェントン反応を起こすことができる。
Ｏ_２ ⁻＋Ｆｅ^３＋→Ｏ_２＋Ｆｅ^２＋（ハーバー・ワイス反応）

このヒドロキシラジカル（・ＯＨ）は、最も酸化力の強い活性酸素の一種であり、糖質やタンパク質、脂質などのあらゆる有機物を分解することができる。本発明に係る有機性廃棄物の分解処理方法は、酸化力が非常に強くて、１／１００万秒と寿命が短いヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を処理槽１内で生成することにより、分解し難い有機性廃棄物も確実に酸化分解することができる。また、ＳＯＤによって分解されずに残ったスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）や他の活性酸素も有機性廃棄物を酸化分解することができるから、この分解処理方法は有機性廃棄物の分解処理時間を大幅に短縮することができる。

本発明に係る有機性廃棄物の分解処理方法は、処理槽１に収容された有機性廃棄物を活性酸素によって酸化分解して細分化することができ、細分化された有機物を処理槽１に収容されたＳＯＤ産生微生物を含む有用微生物によって分解させることにより、有機性廃棄物を確実に分解処理し、処理対象によっては完全に消滅させることができる。

脱臭手段５は、処理槽１から排出される排気を脱臭する脱臭塔５１と、脱臭塔５１で脱臭された排気を排出する排気口５３と、ドレン５４とから構成してある。処理槽１から排出される排気は、排気管５０を通って脱臭塔５１へ導かれる。脱臭塔５１は、活性炭などの脱臭剤及び脱臭液を収容してあり、排気管５０から送られる排気を脱臭することができるようにしてある。排気口５３には、排気ブロワ５２を設けてあり、脱臭塔５１で脱臭された排気を排出するようにしてある。ドレン５４は、排気中に含まれる水分などの液体を排出するために設けてある。また、脱臭手段５は、処理槽１からの排気が臭いを伴わない場合には、排気管５０から直接排出することも可能である。

次に、本発明に係る有機性廃棄物の分解処理方法の作用について説明する。
本発明の分解処理方法に用いられる有機性廃棄物消滅装置１０は、小型で消費電力も少ないことから、飲食店や調理場などに設置して、有機性廃棄物の発生場所で処理することができる。また、有機性廃棄物消滅装置１０は、排水処理施設に併設して、排水処理施設から排出される残留汚泥を処理することも可能である。

図示の実施例において、有機性廃棄物の分解処理方法は、処理槽１内に、微生物を担持する担体と、光合成細菌、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母の群から選ばれる１又は２以上の有用微生物及びＳＯＤ産生微生物と、これらの有用微生物を活性化させる微生物活性剤と、ｐＨ調整剤と、フェントン反応を起こさせる２価の鉄イオンとを、有機性廃棄物の処理能力に応じて夫々に必要な量を収容してある。

表２に示すように、処理能力が１５ｋｇ／日の有機性廃棄物消滅装置１０は、処理槽１内に、担体として籾殻を１５０Ｌ（リットル）と、バチルス属細菌を優占種とした有用微生物の培養液を２Ｌと、ＳＯＤ産生微生物である紅色細菌を含む光合成細菌を優占種とした有用微生物の培養液を２Ｌ（１０倍に希釈して２０Ｌ）と、微生物活性剤を０．７５Ｌ（１０倍に希釈して７．５Ｌ）と、ｐＨ調整剤として水酸化カルシウム（消石灰）を２ｋｇと、２価の鉄イオンとして硫酸鉄（ＩＩ）［硫酸第一鉄］溶液を０．３０Ｌ（２０倍に希釈して６Ｌ）収容している。また、有機性廃棄物の分解処理方法は、処理槽１内に、必要に応じて、マグネシウム水溶液、及び、銅、亜鉛、マンガンの群から選ばれる１又は２以上の補助剤を収容している。

実施例において、処理槽１内に収容された光合成細菌は、Rhodobacter sphaeroidesのＳ株、ＩＬ１０６株、ＩＦＯ１２２０３株、ＫＡ３８株、ＮＲ３株、ＡＴＣＣ１７０２３株、ＮＩ１７株、ＮＩ２０株、Ｐ２株、ＭＣ９Ｒ株、Rhodobacter capsulatusのＭＳ９Ｒ株、Rhodospirillum rubrumのＧ−９ＢＭ株、ＩＦＯ３９８６株、Rhodopseudomonas palustrisのＡＴＣＣ１７００１株、ＳＡ３７株、ＮＩＶ２株、ＤＩＩＩ４株、Ectothiorhodospira shaposhnikovii (Ectothiorhodospira vacuolata)の１４５１株、ＡＴＣＣ３１７５１株、Ectothiorhodospira mobilisのＮＩ８株、Ectothiorhodospira halophilaのＨ１６株の中から選択された一種類又は複数種類の光合成細菌を培養したものである。

また、処理槽１内に収容されたバチルス属細菌は、有機物を分解可能な一又は二以上の種類を用いることができ、処理対象となる有機性廃棄物と同等の有機物を与えて培養することにより、処理対象となる有機性廃棄物の分解に適した種類を優占種としている。

実施例において、処理槽１内に収容された微生物活性剤は、普通セメントを５倍に希釈した希塩酸（６．６％濃度）に溶解し、ゲル化抑止剤として酢酸（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ_２）を添加している。この微生物活性剤は、珪素ゾルの飽和溶液を作り、この飽和溶液を１０倍に希釈している。酢酸は、紅色細菌の絶好の基質であるから、微生物活性剤には、酢酸を添加してあることが好ましいが、酢酸アンモニウムや塩化アンモニウムを添加することも可能である。また、微生物活性剤は、完全なゾル状態を保っている必要はないから、酢酸などのゲル化抑止剤を含有しないものを用いることも可能である。

処理槽１内に収容された水酸化カルシウムは、微生物活性剤のｐＨを調整すると共に、水和熱によって処理槽１内の温度を保つことができる。また、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）は、有機物の分解時に発生する二酸化炭素（ＣＯ_２）により、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）と水（Ｈ_２Ｏ）を生成し、炭酸カルシウムは有用微生物の増殖を促進させる無機塩類の供給源にもなる。

表２に示す物質及び微生物を収容した有機性廃棄物消滅装置１０は、投入口１１から有機性廃棄物を処理槽１内に投入して、この有機性廃棄物を分解処理する。本発明に係る有機性廃棄物の分解消滅方法は、まとまった量の有機性廃棄物を所定の時間間隔をおいて、投入口１１から処理槽１内に投入する。処理槽１内に投入された有機性廃棄物は、活性酸素によって有用微生物が分解処理し易いサイズに細分化されるから、有機性廃棄物の投入間隔を所定時間空けることにより、有用微生物による分解処理能力が向上する。なお、残飯などのように有用微生物による分解処理が容易な有機性廃棄物は、投入間隔を空けることなく、連続して処理槽１内に投入することも可能である。

処理槽１内に担体として収容された籾殻は、活性酸素及び有用微生物によって分解されて減少するから、減少量に応じて（例えば、週に一度）減少分の籾殻を処理槽１内に補充している。同様に、処理槽１内に収容された微生物活性剤等は、有用微生物によって消費されるから、減少量に応じて（例えば、週に一度）減少分の微生物活性剤を、ｐＨ調整剤及びミネラル剤などと共に処理槽１内に補充している。一方、処理槽１内に収容された有用微生物は、有機性廃棄物及び微生物活性剤などから必要な栄養素を得ることができ、処理槽１内で増殖されるから、長期間にわたって補充が不要である。

有機性廃棄物消滅装置１０は、活性酸素供給手段３により生成される活性酸素を、ブロワ４２の送風力によって、給気管４４から処理槽１内に供給している。処理槽１内に収容された有機性廃棄物は、活性酸素によって酸化分解される。

活性酸素供給手段３は、主としてスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を含む活性酸素を処理槽１内に供給している。処理槽１内に供給されたスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）は、紅色細菌などのＳＯＤ産生微生物が産生するＳＯＤにより、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）と酸素（Ｏ_２）に分解される。この過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）は、フェントン反応を起こさせる２価の鉄イオン（Ｆｅ^２＋）によって、下式の反応によりヒドロキシラジカル（・ＯＨ）とヒドロキシイオン（ＯＨ⁻）に分解される。
Ｈ_２Ｏ_２＋Ｆｅ^２＋→・ＯＨ＋ＯＨ⁻＋Ｆｅ^３＋（フェントン反応）

このヒドロキシラジカル（・ＯＨ）は、最も酸化力の強い活性酸素の一種であり、有機性廃棄物に含まれる糖質やタンパク質、脂質などのあらゆる有機物を分解することができる。なお、スーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）は、水（Ｈ_２Ｏ）との反応によりヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成するが、反応速度が遅く生成量はごく僅かである。本発明は、ＳＯＤによりスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）から過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）を生成し、更にフェントン反応によりヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成することにより、ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）の供給量を飛躍的に増大させることができた。

活性酸素により酸化分解されて細分化された有機性廃棄物は、処理槽１内に収容されたバチルス属細菌や光合成細菌などの有用微生物によって更に分解され、難分解性の有機性廃棄物以外は略消滅する。また、分解されずに残っている有機性廃棄物は、微生物活性剤がゲル化するときに取り込まれてフロックを形成する。このフロックに取り込まれた有機物は、ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）によって酸化分解されてフロックに微小の穴が形成される。フロックに形成された穴には、有用微生物が住み着き、更に有機物が分解されて多孔質状のフロックになる。この多孔質状のフロックは、有用微生物の担体として機能する。このように、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、活性酸素の酸化分解作用により有機性廃棄物を有用微生物が分解し易いサイズに細分化でき、微生物活性剤によって活性化された有用微生物により有機性廃棄物を略消滅させることができ、残った有機性廃棄物もフロックに取り込まれて更に分解されるから、これまで処理困難とされていた難分解性の有機性廃棄物も確実に分解処理することができるようになった。

図１に示す実施例において、有機性廃棄物の分解処理方法は、難分解性のセルロースを含む廃棄物や、グリストラップ汚泥、石油系高分子凝集剤を含んだ残留汚泥なども分解処理することが可能になった。難分解性の有機性廃棄物を処理する場合には、有機性廃棄物消滅装置１０は、処理槽１内の残留物を排出口１２から取り出し、この残留物を新たに投入する有機性廃棄物に混ぜて投入口１１から投入することにより、確実に分解処理することができ、処理不能な排出物を減らすことができる。この手法により、有機性廃棄物消滅装置１０は、プラスチックを含む有機性廃棄物も分解処理することが可能になった。

図１に示す実施例において、有機性廃棄物の分解処理方法は、食品屑、パン屑、野菜、果物、段ボール紙類などを短時間で分解処理することができ、従来技術では処理不能又は困難であった玉ねぎやかんきつ類の皮、おから、ウサギ等の糞、油粕、鶏がらなども分解処理することができる。

表３は、図１に示す有機性廃棄物消滅装置１０を使用して、有機性廃棄物（生ゴミ）の分解処理を行った実験データを示している。処理槽１は、従来技術の微生物による生ゴミの分解処理において、処理能力が１５ｋｇ／日のものを使用した。

表３において、横軸は時間を表し、左側縦軸は処理槽１内の重量を表し、右側縦軸は処理槽１内の温度を表している。表３に示すように、有機性廃棄物は、処理槽１内に１日４回投入されている。４回の投入のうち１回は、約２０ｋｇの有機性廃棄物を投入し、残り３回は、約５ｋｇの有機性廃棄物を投入している。

処理槽１内の温度は、約４０℃〜５０℃の間で推移している。表３は、処理槽１内の温度が急激に下がったときに、処理槽１内の重量（有機性廃棄物の量）が大きく減少していることを示している。このことから、有機性廃棄物消滅装置１０は、処理槽１内の温度変化（温度の低下）から、有機性廃棄物の投入間隔を把握することが可能である。

表３に示すように、有機性廃棄物消滅装置１０は、処理能力（１５ｋｇ／日）を大幅に上回る３５〜３７ｋｇ／日の有機性廃棄物を処理槽１に投入されているが、投入された有機性廃棄物は確実に分解処理されている。また、有機性廃棄物消滅装置１０は、１ヶ月以上稼働しても、分解処理できない残留物が殆ど発生することなく、排出口１２から残留物を排出する必要がなかった。すなわち、本発明に係る有機性廃棄物の分解処理方法は、従来技術では投入量の３割程度が処理不能のために排出されて問題となっていた排出物を、大幅に削減することができた。実施例において、有機性廃棄物の分解処理方法は、難分解性の有機性廃棄物を除き、有機性廃棄物を殆ど完全に分解処理することができ、排出物を無くすことができる。

表３に示すように、有機性廃棄物消滅装置１０は、処理能力に余力があり、従来の処理能力（１５ｋｇ／日）の約３倍の量の有機性廃棄物を処理することが可能になった。本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、従来技術で半日程度の処理時間を要していた生ゴミを、４時間程度で処理することができるようになり、処理の高速化によって処理能力を増やすことが可能になった。

本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、食品屑、パン屑、野菜屑、果物などの生ゴミを４時間程度で分解処理することができ、難分解性のあんこ、おから、食堂の脂沈殿槽に溜まるグリストラップ汚泥などでも８時間程度で分解処理することができ、最も処理困難である石油系高分子凝集剤を含んだ残留汚泥でも１２時間程度で分解処理することが可能になった。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、従来問題になっていた生ゴミ処理時の排水も全く生じなかった。この理由は、処理槽１内の温度が約４０℃〜５０℃の間に維持されていることから、処理槽１内の水分が気化することと、処理槽１内において有用微生物が増殖することから、有用微生物が水を消費することによるものと考えられる。

また、本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、処理槽１内の温度が約４０℃〜５０℃の間に維持されているから、有用微生物による有機性廃棄物の分解能力を高い状態に維持することができる。本発明の有機性廃棄物の分解処理方法は、処理槽１内の温度維持に、ヒーターなどの熱源が不要であり、消費電力を大幅に低減することができた。

図１に示す有機性廃棄物消滅装置１０は、図６に示すように、送風手段４の循環路４３に脱臭装置５を備えた構成にすることも可能である。

図６に示す実施例において、脱臭手段５は、２台の脱臭塔５１ａ，５１ｂを備えている。脱臭塔５１ａは、処理槽１から排気管５０を通って排出された排気を脱臭し、脱臭された排気を排気ブロワ５２によって排気口５３から排出するようにしてある。

脱臭塔５１ｂは、処理槽１から排気管５０を通って排出された排気を脱臭し、脱臭された排気を循環路４３により送風手段４に送るようにしてある。送風手段４は、脱臭された排気をブロワ４２により送風路４１を通って吸気管４４に送り込むようにしてある。また、送風手段４は、活性酸素供給手段３を設けてあり、活性酸素供給手段３が外気を取り込んで活性酸素を生成し、送風路４１を通って吸気管４４に活性酸素を送り込むようにしてある。活性酸素供給手段３は、ブロワ４２に連動するようにしている。

図７及び図８に示すように、有機性廃棄物消滅装置１０は、トラクタや耕うん機に用いられる耕うん爪を、攪拌爪２３として攪拌軸２１の周囲に複数立設してなる攪拌部材２を使用することも可能である。

攪拌部材２は、攪拌爪２３として耕うん爪を攪拌軸２１の軸周り方向に９０°間隔で放射状に立設してあると共に、耕うん爪を攪拌軸２１の軸方向に一定間隔で配置してある。図示の実施例において、攪拌爪２３には、正逆転兼用の耕うん爪を用いている。また、駆動機構２０は、正逆転可能なモータ２４を備え、攪拌部材２を正逆転可能に駆動することができるように構成してある。

耕うん爪は、強度及び耐久性を備え、収容物をよく効率よく攪拌混合できることから、攪拌爪２３として最も好ましい。なお、攪拌部材２は、実施例の構成に限定されるものでなく、処理槽１内に収容された担体及び有機性廃棄物などを攪拌混合することできる種々の構成を採用することが可能である。

また、有機性廃棄物消滅装置１０は、処理槽１の下部内周面に沿って複数の吸気管４４を配設してある。吸気管４４は、側面に一定間隔で複数の吸気口４５を設けてあり、処理槽１内に空気及び活性酸素を均一に供給することができるようにしてある。

図９に示す実施例において、有機性廃棄物の分解処理方法は、微生物を担持する担体を収容し、有機性廃棄物を微生物により分解させる処理槽１と、処理槽１内に設けられ、担体と有機性廃棄物を攪拌混合する攪拌部材２と、処理槽１内に空気を送り込む送風手段４と、を備えている。

また、有機性廃棄物消滅装置１０は、処理槽１内に、微生物を担持する担体と、光合成細菌、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母の群から選ばれる１又は２以上の有用微生物と、有用微生物を活性化させる微生物活性剤とを収容してあり、有機性廃棄物を分解し消滅させるようにしてある。

図９に示す有機性廃棄物の分解処理方法は、活性酸素供給手段を備えていないから、食品屑、パン屑、野菜屑、果物などの生ゴミの分解処理に８時間程度を要するが、難分解性の有機性廃棄物を除き、有機性廃棄物を確実に分解処理することができる。この分解処理方法は、処理槽１内に収容した微生物活性剤により、有用微生物の増殖を促進することによって、従来技術の処理能力の約１．５倍の量の有機性廃棄物を処理することが可能になった。

この分解処理方法は、活性酸素供給手段３と脱臭手段５を備えていない点を除き、実施例１の分解処理方法と同様である。なお、この分解処理方法は、処理槽１内にＳＯＤ産生微生物を収容する必要はないが、有機性廃棄物を分解する有用微生物としてＳＯＤ産生微生物を用いることは可能である。

上述の通り、実施例１及び２の有機性廃棄物の分解処理方法は、従来技術に対して処理能力を１．５倍〜３倍に向上させることができたから、装置の消費電力を低減することができると共に、装置を小型化することができ、狭い場所への設置も可能になった。

図１０及び図１１に示すように、活性酸素供給手段３は、処理槽１内に空気を送り込む送風路４１内に磁界を発生させる磁界発生手段と、磁界を発生させた送風路４１内に磁界方向に対して非平行な方向に電子を放射させる電子発生手段１３２とから構成することも可能である。図示の実施例において、磁界発生手段は、送風方向と同方向に静磁界を発生させる電磁コイル１３３からなる。また、電子発生手段１３２は、磁界方向に対して所定の角度に配置した放電針１３２ｂと、対極である対面極１３２ｃとからなる。

図１１に示すように、電子発生手段１３２は、送風路４１の途中で、電磁コイル１３３の上流側に隣接して設けてある。電子発生手段１３２は、非導電性の合成樹脂により形成された筒状の送気管１３２ａと、該送気管１３２ａの管内部に針先を送風方向（図中の矢印方向）に向けて配置した放電針１３２ｂと、該放電針１３２ｂの針先と磁界方向に対して所定の角度にて対面する位置の送気管１３２ａ内周に配置した環状の対面極１３２ｃとから構成してある。図１０に示すように、高圧電源１３８は、放電針１３２ｂに数千ボルトの高電圧を掛けて、放電針１３２ｂの針先から対面極１３２ｃに向かって、磁界方向に対して所定の角度に電子を放射させることができるようにしてある。

図１０及び図１１に示すように、磁界発生手段は、電磁コイル１３３と、電磁コイル１３３に直流電流を供給する電流供給機構１３７とからなる。電磁コイル１３３は、電子発生手段１３２に対して送風方向の下流に隣接し、非磁性体で形成された非磁性管１３１の周囲に円周方向に沿って巻き回してある。また、電磁コイル１３３は、銅、アルミニウム、スズ、真鍮、亜鉛、チタンなど、熱伝導性のよい非磁性体金属で形成されたボビンの周囲に巻き回してあることが好ましい。

電子発生手段１３２は、電磁コイル１３３の半径をカバーする方向に電子を放射するようにしてあることが好ましい。図示の実施例では、電子発生手段１３２は、電磁コイル１３３の半径より僅かに大径の対面極１３２ｃを電磁コイル１３３の入口部に隣接して設けてあり、放電針１３２ｂの針先から電磁コイル１３３の半径をカバーする対面極１３２ｃに向かって電子が放射される。磁界方向に対して所定の角度で放射された電子は、ローレンツ力によって螺旋運動をしながら電磁コイル１３３内を通過して、基底状態の三重項酸素（^３Ｏ_２）を一重項状態に励起し、電子を付加してスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を生成することができる。

また、他の実施例において、活性酸素供給手段３は、電流供給機構１３７が交流磁界を発生させるパルス電流に、直流磁界を発生させる直流電流を重畳した電流を電磁コイル１３３に供給することができるように構成することも可能である。電流供給機構１３７は、電流のパルス成分の周波数を調節する周波数調節機構を設けてあり、電磁コイル１３３で囲まれた非磁性管１３１内に、電流の直流成分により直流磁界を発生させると共に、該直流磁界に対して酸素分子（Ｏ_２）の共鳴周波数の交流磁界を発生させることができるようにしてある。なお、電流供給機構１３７は、パルス電流に代えて正弦波電流を用いることもできるが、共鳴周波数への調整が容易なことからパルス電流を用いることが好ましい。

この磁界発生手段は、電磁コイル１３３によって非磁性管１３１内に、送気方向の直流磁界を発生させて、基底状態にある三重項酸素（^３Ｏ_２）の不対電子にスピンを加え、酸素分子のエネルギー準位を上げる。また、この磁界発生手段は、電磁コイル１３３によって非磁性管１３１内に、酸素分子（Ｏ_２）の共鳴周波数の交流磁界を発生させて、エネルギー準位を高められた酸素分子を励起して一重項酸素（^１Ｏ_２）を発生させることができる。この一重項酸素（^１Ｏ_２）は、活性酸素の一種であり強い酸化力を有する。

酸素分子（Ｏ_２）の共鳴周波数ν_０は、数１に示す式から求められる。式中の磁気回転比γは、原子核に固有の定数であるから、酸素分子（Ｏ_２）の共鳴周波数ν_０は、静磁場Ｂ_０の強さに比例する。

電子発生手段１３２は、放電針１３２ｂの針先から送気方向に向かって電子を放射させ、上記磁界発生手段により発生した一重項酸素（^１Ｏ_２）に電子を付加して、スーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を生成することができる。ブロワ４２は、送気管４１によってスーパーオキシドアニオン生成機構に大量の空気を送り、生成したスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を処理槽１内に送気するようにしてある。磁界発生手段が、静磁界を加えた酸素分子に、共鳴周波数の高周波磁界を印加することにより、電子を付加し易い一重項酸素（^１Ｏ_２）を発生させるから、活性酸素供給手段３は、更に酸化力の強いスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を生成することができる。なお、活性酸素供給手段３は、実施例の構成に限定されるものでなく、スーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）を含む活性酸素を供給可能な他の手段を使用することもできる。

１ 処理槽
２ 攪拌部材
３ 活性酸素供給手段
４ 送風手段
５ 脱臭手段
１０ 有機性廃棄物消滅装置
１１ 投入口
１２ 排出口
１３ 支持枠
２０ 駆動機構
２１ 攪拌軸
２２ 攪拌アーム
２３ 攪拌爪
２３ａ スクレーパ部材
２４ モータ
２５ 駆動スプロケット
２６ 無端チェーン
２７ 従動スプロケット
２８ 軸受
３１ 非磁性管
３２ａ 送気管
３２ｂ 放電極
３２ｃ 対極
３３ 電磁コイル
３４ 絶縁体
３５ 温度センサ
３７ 電流供給機構
３８ 高圧電源
４１ 送風路
４２ ブロワ
４３ 循環路
４４ 給気管
４５ 給気口
５０ 排気管
５１ 脱臭塔
５２ 排気ブロワ
５３ 排気口
５４ ドレン
１３１ 非磁性管
１３２ 電子発生手段
１３２ａ 送気管
１３２ｂ 放電針
１３２ｃ 対面極
１３３ 電磁コイル
１３７ 電流供給機構
１３８ 高圧電源

Claims (19)

1. 有機性廃棄物を微生物により分解させる有機性廃棄物の分解処理方法であって、
   微生物を担持する担体と、光合成細菌、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母の群から選ばれる１又は２以上の有用微生物と、前記有機性廃棄物を処理槽内で攪拌混合すると共に、送風手段により空気を供給することを特徴とする有機性廃棄物の分解処理方法。
2. 前記送風手段が活性酸素を供給する活性酸素供給手段を備えた請求項１に記載の有機性廃棄物の分解処理方法。
3. 前記活性酸素供給手段が、前記処理槽内に空気を送り込む送風路に磁界を発生させる磁界発生手段と、磁界を発生させた送風路に電子を放射させる電子発生手段とからなる請求項３に記載の有機性廃棄物の分解処理方法。
4. 前記磁界発生手段が送風方向に磁界を発生させると共に、前記電子発生手段が送風方向に電子を放射させるようにした請求項３に記載の有機性廃棄物の分解処理方法。
5. 前記処理槽内に、スーパーオキシドディスムターゼ（ＳＯＤ）を産生するＳＯＤ産生微生物と、フェントン反応を起こさせる金属イオンを供給する水溶液、金属又は金属化合物とを添加してある請求項１乃至４の何れか一項に記載の有機性廃棄物の分解処理方法。
6. 前記ＳＯＤ産生微生物が紅色細菌であることを特徴とする請求項５に記載の有機性廃棄物の分解処理方法。
7. 前記処理槽内に、銅、亜鉛、マンガンの群から選ばれる１又は２以上の補助剤を添加してある請求項５又は６に記載の有機性廃棄物の分解処理方法。
8. 前記金属イオンが２価の鉄イオン又は／及び１価の銅イオンからなる請求項５乃至７の何れか一項に記載の有機性廃棄物の分解処理方法。
9. 前記処理槽内に、前記有機性廃棄物を所定の時間間隔をおいて投入することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の有機性廃棄物の分解処理方法。
10. 前記担体が籾殻又は／及び木質チップ材からなる請求項１乃至９の何れか一項に記載の有機性廃棄物の分解処理方法。
11. 請求項１乃至１０の何れか一項に記載の有機性廃棄物の分解処理方法に用いられ、前記有用微生物を活性化させる微生物活性剤であって、
    珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を、酸溶媒に溶解してなる微生物活性剤。
12. 前記珪素含有溶質が前記珪素含有物質の熱融解点以下の温度で熱処理されたことを特徴とする請求項１１に記載の微生物活性剤。
13. 前記アルカリ性物質が炭酸カルシウム又は石灰からなる請求項１１又は１２に記載の微生物活性剤。
14. 前記珪素含有物質がマグネシウム又はマグネシウム化合物を含む請求項１１乃至１３の何れか一項に記載の微生物活性剤。
15. 前記珪素含有溶質が、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰の群から選ばれる１又は２以上の物質からなる請求項１１に記載の微生物活性剤。
16. 前記酸溶媒が希塩酸からなる請求項１１乃至１５の何れか一項に記載の微生物活性剤。
17. 前記酸溶媒が、酢酸、酢酸アンモニウム、塩化アンモニウムの群から選ばれる１又は２以上のゲル化抑止剤を含有してなる請求項１１乃至１６の何れか一項に記載の微生物活性剤。
18. マグネシウム水溶液を添加してある請求項１１乃至１７の何れか一項に記載の微生物活性剤。
19. 水酸化カルシウムを添加してｐＨを調整することを特徴とする請求項１１乃至１８の何れか一項に記載の微生物活性剤。