JP2736750B2 - 有機廃棄物炭化処理方法およびその装置 - Google Patents

有機廃棄物炭化処理方法およびその装置

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JP2736750B2 JP6300252A JP30025294A JP2736750B2 JP 2736750 B2 JP2736750 B2 JP 2736750B2 JP 6300252 A JP6300252 A JP 6300252A JP 30025294 A JP30025294 A JP 30025294A JP 2736750 B2 JP2736750 B2 JP 2736750B2
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    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
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    • Y02A40/20Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は生ごみなど水分含有量の
多い有機廃棄物を好熱菌により炭化する有機廃棄物炭化
処理方法およびその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ホテルやレストラン、あるいは給
食センターの厨房や食品加工工場から出る生ごみは腐敗
し易いため、悪臭や蝿などの虫が発生して不衛生であ
り、その処分は焼却や埋め立てにより行なわれている。
しかしながら、野菜や肉、魚などの調理の際に出る廃棄
物や食べ残しなどの生ごみは水分含有率が高いため、単
独では焼却できず、また埋め立て処分場も不足している
ことから、生ごみを排出する施設で各自で処分すること
が望ましい。
【0003】このため大量に生ごみが排出される施設で
使用できる処理装置が種々開発されており、例えば生ご
みを発酵分解して堆肥を作る装置が最も普及している。
この発酵分解方式は、微生物を利用して生ごみを発酵さ
せて堆肥化するもので、土壤改良剤として有効利用でき
るが、分解に長時間かかり、減容量が少なく、悪臭の発
生などの問題があり、しかも製造された堆肥を製品とし
て販売するための梱包や、保管、輸送など煩雑な手間が
係る上、販売するルートの確立が難しいなどの問題があ
った。特に豆腐の製造工場から出るオカラはレシチンを
含むため分解発酵しにくく堆肥化するのが困難であり、
現状では大部分が埋め立て処分されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
除去し、有機廃棄物の水分を蒸発させると共に炭化させ
て大幅に減量できるので、処分も容易で、従来、分解発
酵しにくかった有機廃棄物にも広く適用することがで
き、しかも悪臭の発生もないので市街地にある施設でも
使用できる有機廃棄物炭化処理方法およびその装置を提
供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
有機廃棄物炭化処理方法は、処理容器内に、処理する有
機廃棄物と、窒素分を吸収して自力発熱する好熱菌とを
投入し、窒素ガスを前記処理容器内に供給しながら有機
廃棄物を常時攪拌して、発熱した好熱菌によって有機廃
棄物を炭化温度まで加熱して、有機廃棄物を炭化させる
ことを特徴とするものである。
【0006】更に請求項2記載の有機廃棄物炭化処理装
置は、窒素分を吸収して自力発熱する好熱菌と、処理さ
れる有機廃棄物とを入れる処理容器内に攪拌装置と温度
センサーを設け、この処理容器内に窒素ガスを供給する
ガス供給管を接続し、このガス供給管にヒーターを取付
けてコンプレッサーに接続すると共に、このコンプレッ
サーに有機廃棄物を炭化させる温度まで好熱菌を発熱さ
せる量の窒素ガス供給量を調整する制御装置を設け、且
つこの制御装置を前記処理容器内に設けた温度センサー
に接続したことを特徴とするものである。
【0007】
【作用】本発明の有機廃棄物炭化処理方法により有機廃
棄物を炭化処理する場合、先ず処理容器内に窒素分を吸
収して自力発熱する好熱菌を混ぜた菌床を入れる。次に
制御装置の温度設定を行なってから処理容器内に生ごみ
や食品廃棄物などの有機廃棄物を投入する。この後、攪
拌装置を運転して好熱菌を混ぜた菌床と有機廃棄物を撹
拌しながら同時にコンプレッサーを運転し、ここから窒
素ガスを含んでいる空気をヒーターで加熱しながら有機
廃棄物に供給する。
【0008】このように加熱した空気を供給しながら攪
拌装置で有機廃棄物を常時撹拌すると、ここに含まれる
好熱菌は空気の4分の3を占める窒素ガスを吸収して自
力発熱して温度が上昇してくる。有機廃棄物の温度が上
昇してくると、これに含まれる水蒸気やガスが多量に蒸
発し、蒸発した水蒸気やガスは外部に排出される。更に
温度が上昇して90℃を越えると有機廃棄物の炭化が始ま
る。この後、更に温度が上昇して、設定した温度になる
と処理容器内に取付けた温度センサーがこれを検知し
て、その測定信号を制御装置に出力し、ここから停止信
号がコンプレッサーに出力されて停止し、空気の供給が
遮断される。このように空気の供給が停止すると、窒素
ガスの供給がなくなるので好熱菌の発熱が少なくなり処
理容器内の温度が低下してくる。温度が所定の温度まで
低下したらこれを温度センサーで検知して、再びコンプ
レッサーを運転して窒素ガスを供給し始めると好熱菌の
発熱が活発になって再び温度が上昇して、有機廃棄物は
全て炭化して大幅に減量することができる。
【0009】
【実施例】以下本発明の一実施例を図1ないし図3を参
照して詳細に説明する。図において1は処理容器、2は
処理容器1内に設けた攪拌装置、3は処理容器1内に設
けた窒素ガス噴出ノズル、4は窒素ガスを供給するコン
プレッサーである。前記処理容器1は断熱材5で形成さ
れ、キャップ部14の中央に排気管6が取付けられてい
る。また処理容器1の横には図2に示すようにリフト装
置7が設けられ、このリフト装置7は、上下方向に設け
たチエーンコンベアー8に、複数個のバケット9…を所
定の間隔で取付け、リフト装置7の底部側に生ごみ10を
貯めるストック部11が設けられ、ここに投入蓋12が取付
けられている。
【0010】またリフト装置7の上部には投入シュータ
ー13が設けられ、この投入シューター13はキャップ部14
を斜めに貫通して、バケット9で搬送されてきた生ごみ
10を処理容器1内に投入するようになっている。なお15
は投入シューター11に開閉自在に設けられた遮蔽板であ
る。またリフト装置7と反対側の処理容器1の側壁には
取出蓋16が取付けられ、この外側に排出シューター17が
設けられている。
【0011】また前記攪拌装置2は図1に示すように、
処理容器1の中央部にシャフト20が立設され、この外周
に複数枚の撹拌羽根21…が取付けられている。またシャ
フト20の下部側は処理容器1の底面を貫通して基台22に
支持されている。23はモーターで、これは減速器24に接
続され、ここに取付けたチェーンホイール25と前記シャ
フト20に取付けたチェーンホイール26とがチェーン27で
連結されている。
【0012】また基台22に取付けられたコンプレッサー
4には窒素ガス供給管28が接続され、この先端は処理容
器1の底部側に導かれ、この先端部が窒素ガス噴出ノズ
ル3となっている。また窒素ガス供給管28の中間には棒
状ヒーター29が設けられている。更に処理容器1内の上
部には図2に示すように内部の温度を測定する温度セン
サー30が取付けられ、これは図示しない制御装置を介し
て前記コンプレッサー4に接続され、コンプレッサー4
の運転を制御して窒素ガスの供給量を調整するようにな
っている。
【0013】次に上記構造の有機廃棄物炭化処理装置に
より生ごみ10を処理する方法について説明する。先ず処
理容器1内に窒素分を吸収して自力発熱する好熱菌を混
ぜた菌床31を入れる。次に図示しない制御装置の温度設
定を行なう。この制御装置では例えば処理容器1内の最
高温度を 100℃に設定すると、内部温度がこれに達する
とコンプレッサー4が停止し、これより10℃マイナスの
90℃になると再びコンプレッサー4の運転が再開される
ようになっている。この後、図2に示すように投入蓋12
を開けてここから生ごみ10をストック部11に投入して、
リフト装置7のチエーンコンベアー8を運転すると、こ
こに取付けたバケット9が回転して、生ごみ10を順次掬
い上げて上方に搬送し、上部で反転して投入シューター
13に落下させ、ここから処理容器1内に投入される。
【0014】一方、図1に示すようにモーター23を回転
させて、これを減速器24で減速し、この回転力をチェー
ンホイール25からチェーン27を介してチェーンホイール
26に伝達してシャフト20を回転させると、攪拌装置2の
撹拌羽根21が回転して好熱菌を混ぜた菌床31と生ごみ10
が撹拌される。また同時にコンプレッサー4を運転し
て、ここから窒素ガスを含んでいる空気を窒素ガス供給
管28に供給し、中間に設けた棒状ヒーター29で空気を約
50℃程度に加熱して窒素ガス噴出ノズル3から生ごみ10
内に噴出させる。
【0015】このように加熱した空気を供給しながら攪
拌装置2で生ごみ10を常時撹拌すると、ここに含まれる
好熱菌は空気の4分の3を占める窒素ガスの窒素分を吸
収して自力発熱してくる。好熱菌は数百℃の温度まで上
昇しても繁殖し続けることができるもので、生ごみ10が
40℃程度に上昇すると雑菌が死滅し、70℃を越えると生
ごみ10に含まれる水蒸気やガスが多量に蒸発し、蒸発し
た水蒸気やガスはキャップ部14に設けた排気管6を通っ
て外部に排出され、更に90℃を越えると炭化が始まる。
【0016】この後、生ごみ10の温度が更に上昇して、
設定した 100℃になるとこれを温度センサー30が検知し
て、その測定信号が制御装置に出力され、ここから停止
信号がコンプレッサー4に出力されて停止し、空気の供
給が遮断される。このように空気の供給が停止すると、
窒素ガスの供給がなくなるので好熱菌の発熱が少なくな
り処理容器1内の温度が次第に低下してくる。温度が90
℃まで低下したらこれを温度センサー30で検知して、再
びコンプレッサー4を運転して窒素ガスを供給し始める
と好熱菌の発熱が活発になって温度が上昇していく。
【0017】この状態をグラフで示すと図3のようにな
り、処理容器1内の温度が90〜 100℃の範囲に調整され
て、生ごみ10の水分の蒸発と炭化が進行して軽石状にな
っていく。生ごみ10は通常、水分の含有量が90%以上あ
り、この水分を除去して更に炭化させるので、最終状態
では投入量の5%以下に大幅に減容することができる。
また運転を停止して数日間経てから、再び生ごみ10を投
入して装置を運転しても、炭化した菌床31には好熱菌が
残留しているので再び処理することができる。また炭化
して減容するので、長期間連続的に運転しても処理容器
1内の菌床31は余り増加せず、炭化した菌床31の排出
は、毎日1トンの生ごみ10を処理しても1週間に1回程
度で十分である。
【0018】炭化した菌床31が増加したときには、図2
に示す取出蓋16を開いて、攪拌装置2を回転させれば、
軽石状の炭化物は脆く崩れて強制的に排出され、排出シ
ューター17を通して図示しない袋などに詰める。このよ
うにして得られた軽石状の炭化物は土壤改良材として有
効であるが、廃棄処分にしてもその容積が少ないので処
分が容易である。
【0019】なお実験によると、豆腐の製造によって排
出される堆肥化が難しかったオカラ1トンを処理容器1
に投入し、攪拌装置2の回転数を毎分1.5回とし、設
定温度を 100℃に設定して、コンプレッサー4からの空
気供給量を制御して図3に示すように温度調整しながら
処理したところ、6時間でオカラを完全に炭化処理する
ことができ、その炭化物の量は約30Kgであった。
【0020】また生ごみ10が自力発熱する好熱菌により
加熱されて発生した水蒸気やガスを排出する排気管6の
先端を、図4に示すように水槽32に通して、水蒸気やガ
スを水冷して液化し、この凝縮液33を捕集すると、ここ
にはアミノ酸やキト酸が多量に含まれており、これは肥
料や殺虫剤としても有効利用することができる。
【0021】なお上記実施例では、コンプレッサー4を
1台設置した場合について示したが、2台設けて制御装
置により1台をオンオフさせて制御する方法でも良い。
また上記実施例では処理容器1の横にリフト装置7を設
けた場合について示したが、小形の場合には、キャップ
部14を開けてここから直接、生ごみ10を投入する構造で
も良い。また上記実施例では処理容器1内の設定温度を
100℃に設定した場合について示したが、その処理量や
処理時間に応じて任意に設定することができ、処理量が
多く短時間に処理する場合には例えば 150℃程度に設定
すると良い。また炭化する有機廃棄物としては生ごみ10
に限らず、下水処理場から排出される脱水処理ケーキも
同様に処理することができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る有機廃棄
物炭化処理方法およびその装置によれば、窒素分を吸収
して自力発熱する好熱菌を使用して有機廃棄物を加熱し
て、水分を蒸発させると共に炭化させて大幅に減容でき
るので、処分も容易で、従来、分解発酵しにくかった有
機廃棄物にも広く適用でき、しかも悪臭の発生もないの
で市街地にある施設でも使用することができる。また炭
化した有機廃棄物は土壤改良剤としても利用できる上、
加熱時に発生した水蒸気を凝縮した液体は、肥料や殺虫
剤としても効果があるなど種々の効果を有するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による有機廃棄物炭化処理装
置の縦断正面図である。
【図2】図1に示す有機廃棄物炭化処理装置の縦断側面
図である。
【図3】処理容器内の温度制御状態を示す説明図であ
る。
【図4】排気管から排出される水蒸気やガスを凝縮する
装置を示す断面図である。
【符合の説明】
1 処理容器 2 攪拌装置 3 窒素ガス噴出ノズル 4 コンプレッサー 5 断熱材 6 排気管 7 リフト装置 8 チエーンコンベアー 9 バケット 10 生ごみ 11 ストック部 14 キャップ部 16 取出蓋 20 シャフト 21 撹拌羽根 22 基台 23 モーター 24 減速器 28 窒素ガス供給管 29 ヒーター 30 温度センサー 31 菌床 32 水槽 33 凝縮液

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理容器内に、処理する有機廃棄物と、
    窒素分を吸収して自力発熱する好熱菌とを投入し、窒素
    ガスを前記処理容器内に供給しながら有機廃棄物を常時
    攪拌して、発熱した好熱菌によって有機廃棄物を炭化温
    度まで加熱して、有機廃棄物を炭化させることを特徴と
    する有機廃棄物炭化処理方法。
  2. 【請求項2】 窒素分を吸収して自力発熱する好熱菌
    と、処理される有機廃棄物とを入れる処理容器内に攪拌
    装置と温度センサーを設け、この処理容器内に窒素ガス
    を供給するガス供給管を接続し、このガス供給管にヒー
    ターを取付けてコンプレッサーに接続すると共に、この
    コンプレッサーに有機廃棄物を炭化させる温度まで好熱
    菌を発熱させる量の窒素ガス供給量を調整する制御装置
    を設け、且つこの制御装置を前記処理容器内に設けた温
    度センサーに接続したことを特徴とする有機廃棄物炭化
    処理装置。
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