JP2016112487A

JP2016112487A - 生ごみ処理システム及び生ごみ処理方法

Info

Publication number: JP2016112487A
Application number: JP2014251607A
Authority: JP
Inventors: 登三上; Noboru Mikami
Original assignee: Bio Kankyo Kigyo Kumiai
Current assignee: Bio Kankyo Kigyo Kumiai
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2016-06-23

Abstract

【課題】一般家庭及び外食産業、食品加工業等から排出される生ごみを短時間で臭気が殆どなく且つ多量に分解処理可能な、生ごみ処理システムの提供。【解決手段】生ごみを貯蔵する生ごみ受入タンク１と、生ごみ受入タンク１から搬送され生ごみを細断する細断機２と、細断機２により細断された生ごみの余剰水分を除去する脱水機３と、脱水機３により余剰水分が除去された生ごみに、基材タンク９から搬送される特殊基材若しくは再利用土タンク７から搬送される再利用土と、米ぬかタンク１０から搬送される米ぬかの其々を混入して撹拌する撹拌機４と、撹拌機４により撹拌混合された混合土を静置醗酵する静置醗酵室５と、静置醗酵室５で醗酵した醗酵土を再度循環し、撹拌機４に搬送するために貯蔵する再利用土タンク７及び静置醗酵室５で醗酵した醗酵土が余剰した場合の貯蔵を行う搬出タンク８を備えた生ごみ処理システム。【選択図】図１

Description

本発明は一般家庭及び外食産業、食品加工産業等から排出される生ごみの処理方法に関するものであり、基材として好気性有用微生物を多く含んだ土壌もしくは再利用土によって、該生ごみを短時間で臭気が殆どなく且つ多量に分解処理可能な、生ごみ処理システム及び生ごみ処理方法に関するものである。

国内における家庭ごみ、外食産業ごみ等の一般廃棄物は資源物（ビン、缶、プラ等）と可燃物に分別されるが、係る可燃物は生ごみとその他種々雑多な可燃物とに分別されず、収集運搬後大型焼却炉において全て焼却処分が行われている。該焼却処分により焼却炉からは有害物質や二酸化炭素等の温暖化ガスが排出され地球環境に悪影響を及ぼしている。

又焼却処分の減量化あるいは生ごみ堆肥化を図る目的で微生物活用による生ごみ処理装置及び堆肥化装置等が活用されているが、微生物の特徴を十分生かしていないことによる弊害が生じており、特に弊害を引起す代表的な例として、好気性醗酵途上中の攪拌による微生物の成長阻害と醗酵物内部への通気不足が挙げられ、前記の弊害により発生する嫌気性菌醗酵が進み、硫黄系の悪臭発生率が高い傾向にあることから、この対策として処理装置に脱臭設備を付加しているが、完全な悪臭の除去には到らず作業環境の悪化及び周辺への環境被害等の状況が多数見受けられる。

さらに多くの自治体あるいは民間企業が生ごみ堆肥化を行っているが、堆肥の品質その他に種々問題があることから一般ユーザーの需要が拡大せず、生産過剰による在庫が顕著にみられ、環境改善策の生ごみ堆肥化の普及は停滞している現状である。

特開２００１−２２０２７６

一般家庭及び外食産業、食品加工業等から排出される可燃ごみ（一般廃棄物）の全量焼却処分方法による、有害物質や温暖化ガス等の排出が地球環境悪化を助長している問題がある。

本発明は、生ごみを貯蔵する生ごみ受入タンクと、前記生ごみ受入タンクから搬送され生ごみを細断する細断機と、前記細断機により細断された生ごみの余剰水分を除去する脱水機と、前記脱水機により余剰水分が除去された生ごみに、基材タンクから搬送される特殊基材もしくは再利用土タンクから搬送される再利用土と、米ぬかタンクから搬送される米ぬかの其々を混入して撹拌する撹拌機と、前記撹拌機により撹拌混合された混合土を静置醗酵する静置醗酵室と、前記静置醗酵室で醗酵した醗酵土を再度循環し、撹拌機に搬送するために貯蔵する再利用土タンク及び前記静置醗酵室で醗酵した醗酵土が余剰した場合の貯蔵を行う搬出タンクを備えたことを特徴とする生ごみ処理システム。

前記静置醗酵室において、加温乾燥された空気が、混合土内部全体に横流あるいは上向流でくまなく通気供給されるスリット板並びに散気管と、前記スリット板並びに前記散気管に送風配管で連結された送風乾燥機と送風加温機を備えたことを特徴とする生ごみ処理システム。

生ごみが生ごみ受入タンクに一旦貯蔵され、前記生ごみ受入タンク底部より生ごみ投入搬送機で細断機に搬送後細断され、さらに前記細断機の排出口より脱水機へ直接細断生ごみが投入され、余剰水分を除去する初期生ごみ受入・細断・脱水工程と、前記脱水機により脱水された生ごみが撹拌機に搬送され、特殊基材あるいは再利用土と米ぬかを混入後撹拌を行う撹拌機投入工程と、前記撹拌機により撹拌混合された混合土が、撹拌バケットの回転により混合土搬送機に排出され搬送後、静置醗酵室に投入充填され静置状態を保つ静置醗酵工程と、前記静置醗酵室から再利用土タンクに搬送された醗酵土が、再度循環して撹拌機に搬送するための貯蔵及び、前記静置醗酵室から醗酵土が余剰した場合に、外部へ排出するための貯蔵を行う再利用土貯蔵・醗酵土排出工程からなることを特徴とする生ごみ処理方法。

前記静置醗酵室において、送風乾燥機により乾燥を行い、さらに外気温度が低温時の場合にのみ加温される制御を備えた送風加温機により、加温された空気がスリット板並びに散気管より吹き出し、混合土内部全体にくまなく通気供給が行われ、混合土が醗酵することを特徴とする生ごみ処理方法。

本発明の生ごみ処理装置は、生ごみの分解に適した細断、脱水、撹拌、静置醗酵、好気性微生物の活性を促進する適度な乾燥空気及び加温等の処理工程をシステム化することにより、生ごみと混在状態の特殊基材及び再利用土内に生息する好気性有用微生物が、活発な増殖を行い生ごみの分解をすることから、従来の生ごみ処理機あるいは堆肥化装置等と比較し最短２日から最長５日と驚異的な短時間で生ごみ処理が可能であること、さらに醗酵進行中は好気性有用微生物群の安定した増殖により、嫌気性微生物の出現を抑えられ臭気が殆ど発生しない効果がある。

前記の好気性有用微生物の安定した増殖に伴う分解処理は、短時間で多量の生ごみを処理できるので、従来のごみ焼却場で焼却処分をしていた生ごみを、本発明の生ごみ処理装置で処理することにより、焼却場の規模を大幅に縮小し排出ガスを減量することが可能となることから、大気汚染となる有害物質や温暖化ガスの大幅な排出抑制を実現し地球環境保全にとって大きく貢献できる。

本発明生ごみ処理の再利用土は、混合土が静置醗酵室に於いて十分に醗酵が促され、生ごみの分解能力に最も適応した生物相に変化を遂げた好気性微生物を多量に含み、特殊基材の代替えとして常に循環再利用できることにより、特殊基材の新たな購入を削減できる経済的効果がある。

本発明の生ごみ処理システム全体の工程を示したシステムフローブロック図である。本発明の生ごみ処理システム全体の機器配置を示す平面図である。図２の区画Ａの初期生ごみ受入・細断・脱水部であり、図２の生ごみ処理システム平面図中の１点鎖線枠で囲んだ範囲の機器を示す立面図である。図２の区画Ｂの撹拌機投入部であり、図２の生ごみ処理システム平面図中、２点鎖線枠で囲んだ範囲の機器を示す立面図である。図２の区画Ｃの静置醗酵室投入部であり、図２の生ごみ処理システム平面図中、点線枠で囲んだ範囲の機器を示す立面図である。図２の区画Ｄの再利用土貯蔵・余剰醗酵土排出部であり図２の生ごみ処理システム平面図中、１点鎖線（短線）枠で囲んだ範囲の機器を示す立面図である。図２の区画Ｅの再利用土・米ぬか投入部であり図２の生ごみ処理システム平面図中、２点鎖線（短線）枠で囲んだ範囲の機器を示す立面図である。静置醗酵室の断面配置を示した図である。

本発明の生ごみ処理方法は、生ごみ（有機廃棄物）が有用微生物によって短時間で好気性醗酵分解が進行するよう、生ごみを細断及び脱水しその後有用微生物を含む特殊基材あるいは再利用土と、米ぬかを撹拌して均一な混合土を作り、該混合土の醗酵温度を２５〜６０℃に保持する適度な加温乾燥空気を通気する醗酵室に静置することを特徴とする。

上記特徴の達成手段として生ごみ細断は、１個の大きい形状の生ごみを直径３ｃｍ以下程度の均一な粒度にせしめて表面積の増加を図り、撹拌する際、生ごみと特殊基材あるいは再利用土と米ぬかが、互いに接触する面積を大きくすることを特徴とする。

上記特徴の達成手段として細断生ごみ脱水は、撹拌後混合土粒子の隙間に、水分が滞留し閉塞を生じないよう、生ごみ内の過剰水分を除去し適切な含水率にすることを特徴とする。

上記特徴の達成手段として撹拌は、細断脱水された生ごみの粒子表面全体を、特殊基材あるいは再利用土と米ぬかの其々が包み込み、付着するように十分な撹拌を行い混合土を生成することにより、好気性有用微生物が短時間で生ごみを捕食し増殖醗酵することを特徴とする。

本発明の静置醗酵室は、混合土の温度を２５〜６０℃に於いて醗酵状態を継続できるよう、外気温の変化に対応制御する送風空気の加温と、混合土内微生物の細胞分裂に伴う発熱で発生する水蒸気を、外部へ発散させる為に該送風空気の適度な乾燥を行い、さらに該送風空気を混合土内にくまなく供給通気するスリット板及び散気管を備え、混合土内微生物の呼吸に必要な空気を前記静置醗酵室内に送風供給することを特徴とする。

本発明は、混合土を静置醗酵室に於いて十分醗酵させることにより、醗酵完了後の醗酵土は、生ごみを分解する能力に最も適応した生物相に変化をとげた微生物を多量に含み、特殊基材の代替として常に循環再利用することにより、特殊基材の新たな購入を削減できる経済性があることを特徴とする。

本発明において、混合土醗酵を微生物の増殖に最も適した環境に整えることが重要であり、微生物の増殖及び成長の原点を見つめる意味で有用微生物と同類の土中に多く存在する放線菌あるいはカビ、桿菌等の成長過程と類似している真核生物に属するキノコの胞子が成長する過程に着目し、該キノコ栽培の生育状況を調査したところ、キノコ菌をモタ木に植え付けあるいは着床した後、菌体を一切動かさず、収穫できるキノコとして成長が完了する時まで静置状態を保っており、その理由としてキノコ菌は菌糸が集合して子実体構造を形成するので、菌糸体の糸状が枝分かれしながら伸びる形態で成長することから、菌体を動かせば当然糸状の枝が折れて成長を阻害され、正常なキノコの形状に至らない。土中や基材に含まれる放線菌あるいはカビ、かん菌等も前記キノコと同類の微生物であり、醗酵中は微生物の菌糸の折れや出芽が削がれることのないよう、混合土を静置することすなわち静置醗酵方式を採用したことを特徴とする。

図１は本発明システムの全体フローをブロックと矢印で示したシステムフローブロック図であり、各機器類は１〜１８の番号を附して配置を表し、番号１〜１２の機器類は生ごみを処理する各主要機械と貯蔵容器であり、ブロック内に機器名を記してある。番号１３〜１８は前記其々の主要機器の間を移送する搬送機械であり矢印で記してある。なお醗酵容器６は、例えば生ごみ処理量が１００Ｌ／日以下程度の小規模処理の場合に使用するもので大規模処理の場合は不要である。

図２は本発明システムの全体配置を平面図で示したものであり、Ａ〜Ｅの各工程主要部に区画割りを記し機器類配置の立面状態を後述で説明する目安としている、なお初期生ごみ受入・細断・脱水部Ａは外部より搬入された生ごみを受入れて一旦貯蔵するタンク１と細断機２と脱水機３と生ごみ投入搬送機１３と撹拌機投入搬送機１５の配置を示す区画であり、撹拌機投入部Ｂは細断機２と脱水機３と基材タンク９と米ぬかタンク１０と撹拌機４と米ぬかフィーダー１４と再利用土搬送機１８と撹拌機投入搬送機１５と混合土搬送機１６の配置を示す撹拌機４への細断脱水処理後生ごみと基材と米ぬか投入工程の機器配置を示す区画となり、静置醗酵室投入部Ｃは撹拌機４と静置醗酵室５と撹拌機投入搬送機１５と混合土搬送機１６と醗酵土搬送機１７の機器配置を示す静置醗酵室５への混合土投入工程区画であり、醗酵土貯蔵・排出部Ｄは静置醗酵室５と再利用土タンク７と搬出タンク８と送風乾燥機１１と混合土搬送機１６と醗酵土搬送機１７と再利用土搬送機１８の機器配置を示す醗酵土の再利用貯蔵と搬出工程の区画であり、再利用土・米ぬか投入部Ｅは再利用土タンク７と米ぬかタンク１０と醗酵土搬送機１７と再利用土搬送機１８と米ぬかフィーダー１４の機器が配置され再利用土と米ぬかを撹拌機投入搬送機１５へ載せ替え搬送する区画である。

図３において初期生ごみ受入・細断部Ａは生ごみを処理する初期工程であり、一般家庭あるいは外食産業、食品加工業から収集した生ごみを収集車より受入れる生ごみ受入タンク１を配置しており、収集車からの荷降ろしを容易に行えるよう地下ピット（イ）に設置する。生ごみは生ごみ受入タンク１の底部より生ごみ投入搬送機１３にて細断機２へ搬送投入後、均一な混合土の形成を図る為直径３センチ前後の粒度に細断を行い、さらに脱水機３により余剰水分を脱水除去し、細断生ごみを適切な含水率にした上、撹拌機投入搬送機１５へ排出し搬送する機器類の配置を示す工程区画である。なお細断機２は清掃及び維持管理が容易に行える縦型高速粉砕機等を備えている。

図４において撹拌機投入部Ｂは脱水機３より脱水後の細断生ごみと、基材タンク９より特殊基材あるいは再利用土搬送機１８より再利用土と、米ぬかタンク１０より米ぬかフィーダー１４を介した米ぬかとを其々撹拌機投入搬送機１５に載せ撹拌機４へ搬送する機器類及び、撹拌機４で撹拌された混合土を混合土搬送機１６に載せ次へ搬送する機器の配置を示す工程区画である。なお混合比率の目安は次の通りである。
細断生ごみ：特殊基材（再利用土）：米ぬか＝１：３〜６：０．１〜０．５
但し特殊基材と再利用土の使分けは、生ごみ処理の立上げ開始時あるいは再利用土が不足した場合は特殊基材を使用するが、再利用土の貯蔵量が十分な場合は主として再利用土を使用する。撹拌機４は構造がシンプルで清掃が容易、且つダンゴ状化を生じないニーダー型あるいは縦型ミキサー型等を備えている。

図５において静置醗酵室投入部Ｃは、細断脱水後の生ごみを撹拌機投入搬送機１５より撹拌機４に投入し、撹拌された混合土を混合土搬送機１６に載せ静置醗酵室５へ投入後、醗酵温度が上昇し、２〜５日間で常温まで戻ることにより静置醗酵が完了した醗酵土を、醗酵土搬送機１７により次へ搬送する機器の配置を示す工程区画である。なお前記混合土搬送機１６は前記撹拌機４をフロアー（ＦＬ）に設置しているので地下ピット（ハ）への設置状況となっているが、撹拌機４の設置高さに合わせる位置を基準とし、地下ピットにこだわらない。

図６において再利用土貯蔵・余剰醗酵土排出部Ｄは、混合土が混合土搬送機１６から静置醗酵室５へ投入後静置醗酵が完了し、醗酵土搬送機１７により再利用土タンク７と搬出タンク８へ搬送され其々貯蔵される。前記再利用土タンク７は、再利用土搬送機１８により再利用土を撹拌機投入搬送機１５へ載せ替えて循環再利用する目的で醗酵土を貯蔵し、前記搬出タンク８は余剰醗酵土を車両による排出、及び農業用改良土利用目的で貯蔵排出を行う機器の配置を示す工程区画である。なお静置醗酵室５の内部へ送風する空気は、混合土中の蒸発水分を外部へ排出する適切な乾燥度に調整する送風乾燥機１１及び混合土の醗酵温度を２５〜６０℃の温度範囲に保つ送風加温機１２も該区画に配置される。なお前記送風加温機１２は外気温度が１５〜２０℃以下になり、混合土内微生物の増殖活動が低下する場合に稼働する節電制御を備えるものであるが、本生ごみ処理施設の付近に熱風あるいは熱源を発生するごみ焼却施設等が存在する場合は、前記ごみ焼却施設等より熱風あるいは熱源を引き込み有効利用することも可能である。

図７において再利用土・米ぬか投入部Ｅは、醗酵土搬送機１７により再利用土タンク７に投入貯蔵された再利用土を、再利用土搬送機１８により撹拌機投入搬送機１５への搬送載せ替えと、米ぬかタンク１０より米ぬかフィーダー１４を介して撹拌機投入搬送機１５に載せ替え撹拌機４へ搬送する機器の配置を示す工程区画である。

図８は静置醗酵室５の内部断面詳細図であり、静置醗酵室底面より仰角５０〜７５°前後で静置醗酵室縦外壁１９内面に固定接続するスリット板２０と、対面する静置醗酵室縦外壁１９の内面を連結するように水平に固定した複数の散気管２１と、前記散気管２１へ加温乾燥空気を供給する前記静置醗酵室縦外壁１９の下部付近に備えられた散気管給気用受フランジ２２と、前記スリット板２０へ加温乾燥空気を供給する前記静置醗酵室縦外壁１９の上部付近に備えられたスリット板給気用受フランジ２３と、混合土の醗酵完了後の醗酵土を前記静置醗酵室底部より醗酵土搬送機１７に排出する醗酵土排出口２４を備えた構成である。

本発明は以上のような機器類の配置構成で生ごみを処理するシステムと方法により、生ごみを大規模且つ短時間で、さらに臭気発生が殆どない処理が出来るものである。

地方自治体が運営するごみ焼却場敷地に設置を行い、分別された生ごみを本発明の生ごみ処理システムにより処理する用途、あるいは大規模食品加工場等さらには集合型外食産業等の有機廃棄物処理の用途としても適用可能である。

適切な含水率の浄化槽汚泥あるいは膜ろ過処理後のし尿等も、混入量を調整することにより本生ごみ処理システムに於いて処理が可能である。

a 混合土
Ａ初期生ごみ受入・細断・脱水部
Ｂ撹拌機投入部
Ｃ静置醗酵室投入部
Ｄ再利用土貯蔵・余剰醗酵土排出部
Ｅ再利用土・米ぬか投入部
ＦＬフロワーライン
１生ごみ受入タンク
２細断機
３脱水機
４撹拌機
５静置醗酵室
６醗酵容器（小規模の場合）
７再利用土タンク
８搬出タンク
９基材タンク
１０米ぬかタンク
１１送風乾燥機
１２送風加温機
１３生ごみ投入搬送機
１４米ぬかフィーダー
１５撹拌機投入搬送機
１６混合土搬送機
１７醗酵土搬送機
１８再利用土搬送機
１９静置醗酵室縦外壁
２０スリット板
２１内部散気管
２２散気管給気用受フランジ
２３スリット板給気用受フランジ
２４醗酵土排出口
イ生ごみ受入地下ピット
ロ基材タンク地下ピット
ハ混合土搬送地下ピット
ニ撹拌バケット回転方向

Claims

生ごみを貯蔵する生ごみ受入タンクと、前記生ごみ受入タンクから搬送され生ごみを細断する細断機と、前記細断機により細断された生ごみの余剰水分を除去する脱水機と、前記脱水機により余剰水分が除去された生ごみに、基材タンクから搬送される特殊基材もしくは再利用土タンクから搬送される再利用土と、米ぬかタンクから搬送される米ぬかの其々を混入して撹拌する撹拌機と、前記撹拌機により撹拌混合された混合土を静置醗酵する静置醗酵室と、前記静置醗酵室で醗酵した醗酵土を再度循環し、撹拌機に搬送するために貯蔵する再利用土タンク及び前記静置醗酵室で醗酵した醗酵土が余剰した場合の貯蔵を行う搬出タンクを備えたことを特徴とする生ごみ処理システム。
前記静置醗酵室において、加温乾燥された空気が、混合土内部全体に横流あるいは上向流でくまなく通気供給されるスリット板並びに散気管と、前記スリット板並びに前記散気管に送風配管で連結された送風乾燥機、送風加温機を備えたことを特徴とする請求項１に記載の生ごみ処理システム。
生ごみが生ごみ受入タンクに一旦貯蔵され、前記生ごみ受入タンク底部より生ごみ投入搬送機で細断機に搬送後細断され、さらに前記細断機の排出口より脱水機へ直接細断生ごみが投入され、余剰水分を除去する初期生ごみ受入・細断・脱水工程と、前記脱水機により脱水された生ごみは撹拌機に搬送され、特殊基材あるいは再利用土と米ぬかを混入後撹拌する撹拌機投入工程と、前記撹拌機により撹拌混合された混合土は、撹拌バケットの回転により混合土搬送機に排出され搬送後、静置醗酵室に投入充填され静置状態を保つ静置醗酵工程と、前記静置醗酵室から再利用土タンクに搬送された醗酵土が、再度循環して撹拌機に搬送するための貯蔵及び前記静置醗酵室から醗酵土が余剰した場合に、外部へ排出するための貯蔵を行う再利用土貯蔵・醗酵土排出工程からなることを特徴とする生ごみ処理方法。
前記静置醗酵室において、送風乾燥機により乾燥を行いさらに外気温度が低温時の場合にのみ加温を行う制御を備えた送風加温機により、加温された空気がスリット板並びに散気管より吹き出し、混合土内部全体にくまなく通気供給されることで、混合土が醗酵することを特徴とする請求項３に記載の生ごみ処理方法。