JP2771127B2 - 立体多段型多目的発酵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、立体多段型多目的発酵
装置に関する。特に、糞尿等の有機性汚泥及び脱水汚
泥、食品残渣、生ゴミ等の有機廃棄物及び有機性廃液を
コンポスト化して、肥料として再生させるために有用な
立体多段型多目的発酵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、糞尿等の有機性汚泥は９５％以
上の高い含水率を有する。このような高い含水率を有す
る有機性汚泥等のコンポスト化処理としては、固液分離
により液体を活性汚泥法で処理する方法、あるいは固液
分離を行わずに、おが屑等を投入して水分調整を行い発
酵させる方法等が提案されている。しかしながら、液体
のみを活性汚泥法で処理する方法では、窒素、リン酸等
の処理が十分には行えず、また処理設備の設置にも費用
がかかるという問題があった。一方、おが屑等を投入し
て水分調整を行う方法では、汚泥のみならず投入したお
が屑自体をも完全にコンポスト化することが必要であ
る。ところが、おが屑はリグニン等の難分解質を多く含
むので、該難分解質成分の処理が困難であり、多量に用
いることができず、おが屑の投入量には限界がある。

【０００３】また、従来のコンポスト化処理装置を用い
た汚泥のコンポスト化処理には、通常半年程度にわたる
長い処理時間、処理施設を設置するために必要な広い土
地、処理装置から排出される臭気及び排水等の処理問
題、高いランニングコスト等、種々の問題があった。

【０００４】これらの問題を解決するために、例えば、
処理中の汚泥堆積物を切り出し跳ね飛ばして空気との接
触頻度を多くし、好気性菌の活性を高めて、嫌気性菌に
由来する腐敗臭の発生を抑える等の対策が提案されてい
る。しかしながら、処理中の汚泥堆積物と空気との接触
面積が多くなれば、汚泥堆積物は空冷冷却されるので、
該汚泥堆積物中に存在する微生物の活性は低下すること
になる。よって、上述の汚泥堆積物を切り出し跳ね飛ば
す方法では、空気との接触面積を増加させて嫌気性菌の
活性を抑えることはできても、好気性菌の微生物活性も
また抑えられてしまうので、発酵効率を増加させること
は困難である。あるいは汚泥堆積物の温度を維持するた
めに、外部の熱源によって保温する方法も考えられる
が、この方法では装置が複雑になり、ランニングコスト
も高くなってしまうという問題がある。さらに、外部熱
源による蒸発散により含水率が急激に下がるため、微生
物の増殖が減衰してしまい、汚泥堆積物の熟成が完全に
は行われず、得られる堆肥は未熟成なものとなってしま
うことが多かったという重大な問題がある。

【０００５】以上のように、種々の努力にもかかわら
ず、従来のコンポスト化処理装置では、汚泥堆積物を十
分にコンポスト化処理することはできなかった。そのた
め、従来の装置で得られた堆肥には、臭気が残存してい
るばかりでなく、そのまま土壌に施肥した場合には、水
分不足により減衰していた堆肥中の微生物が環境温度の
上昇により再発酵するため、土壌中の窒素分を逆に吸収
し、農作物には窒素が十分には行き渡らず、かえって窒
素飢餓を起こしてしまうという問題があった。

【０００６】さらに、汚泥堆積物のコンポスト化処理を
行う際には、ある程度の期間、汚泥堆積物を発酵熟成さ
せるために貯蔵しなければならず、コンポスト化処理工
程での嫌気性菌の増殖による臭気の発生及び汚泥堆積物
に由来する排水の処理という問題もあった。これら臭気
及び排水の問題は、近年の都市化の影響により処理施設
用の広い土地を取得することが困難になり、住宅地と隣
接した地域に処理施設を設置せざるを得ない状況の下で
は、特に考慮しなければならない問題となっている。ま
た、土地取得の困難性に鑑みて、狭い地表面積に設置で
きるような処理施設が必要となっている。

【０００７】一方、食品残渣、生ゴミ等の有機性廃棄物
あるいは有機性廃液のコンポスト化処理としては、土壌
中での嫌気性菌による発酵分解等の方法が従来から行わ
れている。土壌の自浄作用を利用したこの方法は、少量
の有機性廃棄物等の処理には適当であるが、多量の有機
性廃棄物の処理には不適当であった。また、有機性廃棄
物等そのものの悪臭、嫌気性菌による発酵過程において
発生する臭気等の問題がある。さらに、都市部あるいは
都市近郊部では、土壌すなわち土地そのものを確保する
ことが困難になってきているという大きな問題がある。

【０００８】また、悪臭等の発生の問題は、生活雑排水
処理のみならず、獣肉、魚肉等の加工場等においても深
刻な問題となってきている。これらの加工場では、排水
等をそのまま河川海洋などに放流しており、何らの対策
もとられていないのが現状である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
上述の問題を解決する立体多段型多目的発酵装置を提供
することを目的とする。具体的には、以下の点を解決し
た立体多段型多目的発酵装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】土地の有効利用を図る。

【００１１】強制的な給排気を行うことで、装置内部
環境を常時、定圧環境に維持し、発酵処理工程中の臭気
ガスの発生を抑える。

【００１２】好気性菌を主体とする微生物の活性を増
長させて発酵効率を高めると共に、嫌気性菌の活性を抑
えて臭気ガスの発生を抑える。

【００１３】外部熱源等を用いずに、生物化学的作用
による発熱を最大限に利用して、汚泥堆積物の温度を保
温維持し、微生物活性を増長させて発酵効率を増加させ
る。

【００１４】さらに生物化学的作用による発熱によ
り、水分を自然蒸発散させて、従来生じていた排水を抑
える。

【００１５】微生物の変遷に最適な環境作りを行い、
生物化学的作用を合理的に活性化させる。

【００１６】処理すべき有機廃棄物の種類及び処理量
に対する汎用性を持たせる。

【００１７】

【課題を解決するための手段】先に、本願の共同出願人
である発明者は「屎尿コンポスト化処理方法」（特許第
１８２９７３２号）を提案した。該方法は、予備発酵を
行った有機物に、含水率１５wt%以下のおが屑等の混合
乾燥物をＣ／Ｎ比が２５〜３０となるよう配合し、該混
合物を屎尿１００に対し３０〜４０wt%の割合で投入
し、液相の屎尿をゲル状相に相転換させて固体内部まで
空気の侵入を可能とし、酸素雰囲気下で６５〜７０℃の
高温にて発酵させた後、熟成槽に移行させて酸素雰囲気
下で３５〜４０℃の中温でさらに発酵させるというもの
である。

【００１８】本発明の立体多段型多目的発酵装置は、少
ない表面積の土地の有効利用を図り、上記コンポスト化
処理方法を効率よく行うために特に適するものである。

【００１９】一般に、本発明の立体多段型多目的発酵層
は、ほぼ円筒状ハウジングを有する少なくとも１つの発
酵槽と、該発酵槽の中心から半径方向外方に延び、該中
心に関して回転可能な支持手段と、該支持手段に着脱自
在に連結している撹拌羽根駆動軸に取り付けられてお
り、それぞれが発酵槽の底面に対してほぼ水平方向に回
転可能な複数の撹拌羽根を有する複数の撹拌手段と、該
発酵槽の底面上で該撹拌手段の下方に設けられている気
体取り入れ手段と、該発酵槽の底面に設けられている開
閉自在の移送用開口手段と、少なくとも最上段の発酵槽
の頂面に設けられているフィルタ手段と、該発酵槽の下
段に設けられており、該移送用開口手段により該発酵槽
と連通されている熟成槽と、を備えることを特徴とす
る。

【００２０】特に、本願発明者によって「スタンドイン
ペラ方式」と名付けられた発酵槽の底面に対してほぼ水
平方向に回転可能な複数の撹拌羽根を有する撹拌手段に
よって、処理すべき堆積物を跳ね飛ばすことなく、堆積
物内部を撹拌することを可能とした。加えて、該撹拌手
段の下方に設けられた気体取り入れ手段によって、好気
性菌の活性化に必要な空気等の気体を下方から堆積物内
部に供給することを可能とした。こうして、上記課題
好気性菌の活性を増長させて発酵効率を高めると共に、
嫌気性菌の活性を抑えて臭気の発生を抑え、且つ外部
熱源等を用いずに、生物化学的作用を最大限に利用して
汚泥堆積物の温度を保温維持し、微生物活性を増長させ
て発酵効率を増加させる、という相反する条件を満足す
ることができるものである。

【００２１】さらに前記発酵槽は少なくとも２槽が連結
されて、前記熟成槽の上段に設けられていることが好ま
しい。この場合、該２槽の発酵槽のうち上段槽は高温菌
槽（６５〜７０℃）として、下段槽は中温菌槽（３０〜
４０℃）として、また前記熟成槽は低温菌槽（室温）と
して機能する。

【００２２】また、前記フィルタ手段として、高温菌か
ら中温菌に変遷した段階の微生物群を脱臭濾材として用
いることが好ましい。該微生物群は、上述した特許第１
８２９７３２号のコンポスト化処理方法によって熟成さ
れた堆肥中に存在しており、実用的には該堆肥を脱臭濾
材として用いることができる。該微生物群には、臭気の
原因となるアンモニア、メチルメルカプタン、硫化水
素、硫化メチル等の酸化、分解を行う微生物、イオウ菌
等の原生動物、バチリス、コンマ菌、メタン菌等の細
菌、糸状菌、酵母菌等の菌類等が含有されている。該微
生物群を含有する堆肥を脱臭濾材として用いることによ
り、前記臭気の原因となるガスの総量、濃度、種類等の
生育環境に応じて微生物が自然淘汰され、増殖を繰り返
し、脱臭に最も効果的な適切な種類の微生物群が存在す
る濾床が形成されることになる。

【００２３】前記フィルタ手段は、発酵槽内に生じる臭
気を脱臭するため、少なくとも最上段の発酵槽頂面に設
けられるが、さらに脱臭機能を充実させるため、各発酵
槽ごとに設けることもできる。フィルタ手段を各発酵槽
ごとに設ける場合には、各発酵槽で脱臭処理された臭気
ガスを臭気ガス移送手段により、最上段の発酵槽に設け
られているフィルタ手段にまで移送し、さらに脱臭する
ことがより好ましい。また、各発酵槽のフィルタ手段に
は、臭気ガス成分及び濃度に応じて、最適な種類の微生
物群からなる濾床を備えることが好ましい。

【００２４】前記発酵槽は、発酵槽内の発酵処理が十分
に且つ全体的に均一に行われるように、円筒状ハウジン
グを有し、その中心軸上に前記支持手段の支点が設けら
れていることが好ましい。該支持手段は、該支点を起点
として前記発酵槽の側壁（周壁）に向かって半径方向に
延びる少なくとも１本のアームを有する。好ましくは、
前記支点を中心として対向する２本のアームからなる。
該アームの下側には、前記撹拌手段が設けられている。

【００２５】該撹拌手段は、前記複数の撹拌羽根が支持
されている撹拌羽根駆動軸を有する。該撹拌羽根駆動軸
は、前記アームに着脱可能に連結されており、前記アー
ムから下方に向かって直立方向に延びる。該撹拌羽根駆
動軸は、前記アームの回転とは独立して自転可能であ
る。また、該撹拌羽根駆動軸は、前記アームに着脱可能
に連結されているので、種々の大きさ、取り付け角度等
を有する撹拌羽根が取り付けられている駆動軸を複数本
準備することによって、処理すべき堆積物の種類の応じ
て撹拌条件を変えることが容易にできる。

【００２６】前記発酵槽内に設けられた前記支持手段の
回転は、各発酵槽での発酵状態に最も適する回転の方向
及び速度を得るために、各発酵槽で自在に調節可能とす
ることもできる。

【００２７】また同様に、前記撹拌手段の回転の方向及
び速度も各発酵槽で自在に調節可能とすることもでき
る。さらに、同じ発酵槽内においても、発酵の進行状況
が発酵槽の部位によって異なる（例えば、中央部分では
よく発酵しているが、側壁部分に近い部位ではあまり発
酵していないなど）ことのないように、該発酵槽内の発
酵が全体でほぼ均一となるように、複数の撹拌羽根の回
転方向及び速度をも個々独立に調節可能とすることもで
きる。

【００２８】該支持手段、撹拌手段及び撹拌羽根の回転
の調節のために、発酵槽内に堆積物の発酵の進行状況を
検知する手段を設けることもできる。

【００２９】前記気体取り入れ手段は、発酵槽の底面上
で前記撹拌手段の下方に設けられる。該気体取り入れ手
段は、気体供給用開口部（曝気用多孔管）を有する複数
の管状部材（曝気用散気管）であることが好ましい。ま
た、該管状部材は、頭部、肩部及び本体からなる形状
で、該肩部に該気体供給用開口部を備えることが好まし
い。この場合には、該気体供給用開口部からの気体は、
一度、発酵槽底面に向かって噴き出され、次いで上方に
噴き上げられることになり、堆積物全体に均一に拡散さ
れる。該管状部材の大きさは、処理すべき堆積物に応じ
た最大気体供給量が得られるような大きさとし、最適な
気体供給量を調節する手段を設けることもできる。

【００３０】前記移送用開口手段は、各発酵槽での発酵
処理が終了した時点で、次の段の発酵槽あるいは熟成槽
に処理後の堆積物を排出移行させるため、発酵槽底面に
設けられる。該移送用開口手段は、通常のダンパとする
こともでき、発酵槽底面が下方に開放する型式のもので
よい。この移送用開口手段の開閉は、あらかじめ設定さ
れた時間あるいは処理状況に応じて自動的に制御されて
も、または状況に応じて手動により制御されてもよい。

【００３１】前記熟成槽は、最下段の発酵槽の下段に位
置し、前記移送用開口手段によって、発酵槽と連通して
いる。該熟成槽内では、中温菌及び／又は低温菌による
生物化学的作用によって堆積物の熟成が行われる。該熟
成槽には、水分調製剤の貯蔵領域、後熱領域、発酵処理
された堆積物を貯蔵する領域及び貯蔵されている堆積物
産物を取り出す排出口を設けることもできる。

【００３２】さらに、前記熟成槽の下段には、予備発酵
槽として機能することができる液体発酵槽が設けられて
いることが好ましい。また該液体発酵槽は、予備発酵終
了後の液体を発酵槽に移送するため、ディフューザー、
移送ポンプ等の液体移送手段を有していることが好まし
い。

【００３３】

【作用】本発明の立体多段型多目的発酵装置は、以下の
作用を奏する。

【００３４】立体多段型としたので、土地の有効利用
を図ることができる。また、最下段に予備発酵槽である
液体発酵槽を設けることにより、すべての発酵処理工程
を本装置内で行うことができ、さらに土地の有効利用を
図ることができる。

【００３５】発酵処理工程中に発生する臭気及び排水
を外部に排出しない。さらに、脱臭濾材として、微生物
群を固定した堆肥を用いることで、最適な脱臭効果を得
ることができる。

【００３６】各発酵槽の底面に気体取り入れ手段を設
け、且つスタンドインペラ方式と名付けた水平方向に自
転する撹拌羽根を用いることにより、好気性菌の活性を
増長させて発酵効率を高めると共に、嫌気性菌の活性を
抑えて臭気の発生を抑えることができる。

【００３７】上記スタンドインペラ方式と名付けた水
平方向に自転する撹拌羽根により、堆積物を切り返すこ
となく、すなわち放熱拡散を生じないので、外部熱源等
を用いずに、汚泥堆積物の温度を保温維持し、微生物活
性を増長させて発酵効率を増加させることができる。

【００３８】上記スタンドインペラ方式と名付けた撹
拌羽根の大きさ及び角度の異なる撹拌羽根駆動軸を取り
替えて用いることにより、処理すべき有機廃棄物の種類
及び処理量に対する汎用性を持たせることができる。

【００３９】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明をさ
らに具体的に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定
されるものではない。

【００４０】図１は、本発明の立体多段型多目的発酵装
置の概要を示す斜視図であり、図２は該装置の断面図で
ある。全体が円柱状である立体多段型多目的発酵装置１
は、多段の発酵槽２、最上段の発酵槽２の頂部に設けら
れたガス排出口３、最下段の熟成槽４、熟成槽の側壁部
に設けられた堆肥取り出し口５、及び熟成槽４の下段に
設けられた液体発酵槽６を備える。図２には、８段の発
酵槽２からなる本発明の立体多段型多目的発酵装置の一
実施例が示されている。ここで、発酵槽８段のうち、上
部４段は高温槽として、下部４段は中温槽として、熟成
槽４は低温槽として機能する。発酵槽２内で発酵処理さ
れた堆積物は、さらに熟成槽４内で熟成され、貯蔵され
る。最上段の発酵槽２の頂部には、脱臭装置６０が設け
られており、発酵処理中に発生する臭気は、ガス排出口
３から排ガスが排出される前に脱臭処理される。

【００４１】図３として各発酵槽２の内部を示す平面
図、図４として発酵槽２の中心線に沿った断面図を示
す。

【００４２】各発酵槽２は、該発酵槽の中心から対向す
る両側に向かってそれぞれ半径方向外方に延びる２本の
アームを含む支持手段２０、該支持手段２０を回転駆動
させる第１の駆動手段２３、該支持手段２０に連結され
て支持されている複数の撹拌手段３０、該撹拌手段３０
に設けられている複数の撹拌羽根３２、該撹拌手段３０
を回転駆動させる第２の駆動手段３３、発酵槽２の底面
上で撹拌手段３０の下方に設けられている気体取り入れ
手段４０、該底面に設けられている開閉自在の移送用開
口手段５０を備える。

【００４３】前記支持手段２０は、中空円筒状本体２０
ａ及び該本体２０ａの下側に突出する連結部分２０ｂを
有する。さらに、該中空円筒状本体２０ａ内部に、発酵
槽の中心から対向する両側に向かって半径方向外方に延
びる２本の支持アーム２１を有する。該支持アーム２１
の中心側端部は、前記第１の駆動手段２３に慣用のジョ
イントによって連結されている。一方、該アーム２１の
外周側端部は、発酵槽２の周壁上に設けられた案内レー
ル２４によって受け入れられ案内される案内車２２を有
する。

【００４４】図４に示すように、前記第１の駆動手段２
３は、モータ（図示せず）からの駆動力をウォームギヤ
２５を介して外側の駆動軸２６に伝達させ、次いで前記
支持アーム２１との連結部分において該駆動軸２６の両
側に位置するベベルギヤ２７を介して該支持アーム２１
を回転させる。

【００４５】前記撹拌手段３０は、発酵槽２底面に対し
てほぼ水平方向に自転回転する複数の撹拌羽根３２が取
り付けられている撹拌羽根駆動軸３１を有する。該撹拌
羽根駆動軸３１は、一方の端部が前記第１の支持手段２
０の連結部分２０ｂ内部に挿入されて第１の支持手段２
０と連結しており、他方の端部が発酵槽２の底面に向か
って直立方向に延びる。該撹拌羽根駆動軸３１と第１の
支持手段２０との連結は着脱自在であり、発酵処理すべ
き堆積物の種類に応じて、種々の撹拌羽根を使い分ける
ことができる。

【００４６】前記撹拌手段３０は、第２の駆動手段３３
によって回転させられる。モータ３３ａからの駆動力を
前記駆動軸２６の内側を通して伝達させ、次いで前記支
持アーム２１を通して前記撹拌羽根駆動軸３１との連結
部分２０ｂに設けられているベベルギヤ３３ｂまで伝達
し、該ベベルギヤ３３ｂを介して撹拌羽根駆動軸３１を
回転させる。あるいは、各連結部分２０ｂにそれぞれモ
ータを設けて、直接、個々の撹拌羽根駆動軸３１を回転
駆動させてもよい。

【００４７】前記気体取り入れ手段４０は、前記発酵槽
２の底面上に設けられている複数の中空管状部材からな
る。該気体取り入れ手段４０は、隣接する前記撹拌羽根
駆動軸３１の間に位置することが好ましい。各中空管状
部材４１の一方の端部は外気取り入れ口（図示せず）ま
で延びる。一方、発酵槽内部側に突出する中空管状部材
４１は、頭部４３、肩部４４及び本体４５からなり、該
肩部４４に、気体を堆積物内へ供給拡散させるための気
体供給用開口部４２が複数設けられている。該気体供給
用開口部４２は、図５に拡大して示すように、発酵槽底
面に向けて開放している。こうして、気体を堆積物の底
部から上方に噴き上げるように供給することができる。

【００４８】前記移送用開口手段５０は、図６及び図７
に示されている。該移送用開口手段５０は、発酵槽２の
底面に設けられている開口部５１、該開口部を開閉自在
に閉鎖する蓋部材５２、該蓋部材５２の周縁に設けられ
ているパッキング部材５３、該パッキング部材５３を密
封的に固着させるブロック座５４、及び該発酵槽２の底
面の裏側に設けられており、該蓋部材５２を開閉自在と
する慣用のエアシリンダ５５を有する。該移送用開口手
段５０は、各発酵槽２によってその設置場所を変える
か、あるいはタイマー等によって蓋部材５２の開閉時間
をずらすことができる。こうして、各段ごとに堆積物を
次の段に移送することができる。

【００４９】前記フィルタ手段６０は、図２に示すよう
に、発酵槽２の頂部に設けられている脱臭装置６０であ
る。該脱臭装置６０は、慣用のフィルタ部材上に、高温
菌から中温菌に変遷した段階の微生物群を固定した培地
を脱臭床６２として設置して形成する。該脱臭床６２に
固定されている微生物群は、臭気成分を餌として増殖し
て、該臭気成分を分解して無臭化する。該培地として、
上記特許第１８２９７３２号のコンポスト化処理方法に
よって熟成された堆肥を用いる。

【００５０】前記熟成槽４の内部を図８に示す。該熟成
層４は、予備発酵のための液体発酵槽としての機能も兼
ね備えている。すなわち、おが屑、パーク等の水分調製
剤を貯蔵する水分調製剤ストックヤード７１、後熱ヤー
ド７２、発酵処理された堆積物（発酵処理産物）を貯蔵
する貯蔵ヤード７３及び貯蔵されている発酵処理産物を
取り出す堆肥取り出し口５が設けられており、さらに該
熟成槽３の下部には、予備発酵処理を行うための液体発
酵槽６が設けられている。

【００５１】該液体発酵槽６の断面図を図９に、平面図
を図１０に示す。各列４個のディフューザー８１が２列
に配列されており、液体発酵槽６内部での予備発酵が終
了した際に、移送ポンプ８２により予備発酵産物である
混合液を該液体発酵槽６から最上段の発酵槽２に汲み上
げることにより、自動的に定量移送することができる。
なお、発酵処理すべき有機汚泥等の水分調製は、前記水
分調製剤ストックヤード７１に貯蔵されている水分調製
剤をスクリューコンベヤで最上段の発酵槽２に定量移送
して、予備発酵混合液と撹拌混合することにより行う。

【００５２】さて、本発明の多段型多目的発酵装置を用
いて、屎尿サンプルの発酵処理を行った実験について説
明する。

【００５３】（１）予備発酵 最下段の液体発酵槽６に直接設けられた処理物受け入れ
口（図示せず）より、屎尿サンプルを直接投入し、高負
荷条件環境下で３日間強制ばっきし、訓化した。訓化さ
れた微生物群（好気性菌）による生物化学的作用で、屎
尿サンプルの予備発酵が進行する。この過程において、
該微生物群の増殖による発熱現象によって液温が３５〜
４０℃に上昇し、予備発酵をさらに促進する。こうして
予備発酵が終了した後、移送用ポンプ８２を介して、処
理すべきサンプル混合液を最上段の発酵槽２に定量移送
する。

【００５４】（２）前記液体発酵槽６より定量移送され
たサンプル混合液は、最上段の発酵槽２内にて、おが屑
等の水分調製剤と混合されて、見かけ水分６０〜６５％
に調製された後、発酵処理に供される。約４５時間経過
後、移送用開口手段５０が自動的に作動して、蓋部材５
２を開放し、処理されたサンプル混合液（以下、サンプ
ル堆積物という）を次の発酵槽２に移送する。該移送さ
れたサンプル堆積物は、さらに発酵処理される。

【００５５】該発酵処理は、撹拌羽根３２がサンプル内
で発酵槽２底面に対して水平に回転し、且つ該撹拌羽根
３２の撹拌羽根駆動軸３１を支持しているアーム２１が
発酵槽４の円周に沿って回転して、サンプル堆積物全体
に、気体取り入れ手段４０により供給される空気を十分
に撹拌混合させることにより促進される。この工程にお
いて、微生物の生物化学的作用による発熱現象が起こ
り、該堆積物の温度は６５℃程度まで上昇し、微生物活
性を増長して発酵処理がさらに促進される。

【００５６】約４５時間経過後、再び移送用開口手段５
０の作動により、サンプル堆積物は次の発酵槽２に移送
される。こうして約４５時間サイクルでの発酵処理−移
送が繰り返し行われる間に、サンプル堆積物層内では、
高温菌→中温菌→低温菌への微生物の変遷が生じる。該
変遷と共に、含有されている窒素（Ｎ）の形態も、有機
性のアンモニア性窒素（Ｎ₄−Ｎ）から無機性の硝酸性
窒素（Ｎ₃−Ｎ）へと移行する。こうして８段目の発酵
槽２に達する際には、常温に近づく。この工程中に、余
剰の水分は、前記微生物の発熱現象により生じた熱によ
って蒸発散されるので、サンプル堆積物の含水率は、最
終的には約５０％程度となる。

【００５７】（３）熟成 上記発酵処理によって、約５０％程度の含水率となった
サンプル堆積物は、次いで最下段発酵槽２の下段にある
熟成槽４に移送され、６週間熟成される。この間、定期
的に切り返し作業が行われて、堆積物に空気が送り込ま
れると同時に温度が低下するので、中温菌、低温菌によ
る生物化学的作用が活発になる。こうして、窒素の形態
は、さらに硝酸性窒素へと移行するので、安定した有機
性堆肥を形成することになる。

【００５８】該熟成工程が終了した後の堆肥産物の含水
率は約４５％にまで低下していた。さらに、難分解性物
質であるリグニンもキノン系物質にまで分解されてお
り、初生腐植物質から真生腐植物質に変化した。

【００５９】

【発明の効果】本発明の立体多段型多目的発酵装置によ
れば、少ない土地の有効利用を図ることができ、発酵処
理工程における悪臭及び排水等の発生が少なく、密封し
た装置内で予備発酵から熟成に至るまですべての工程を
行うことができるので、都市部に近接した地域での発酵
処理に最適である。また、独特の撹拌手段を用いている
ので、屎尿等の生活雑排水に限定されず、例えば、獣
肉、魚肉等の加工処理など、種々の発酵処理に適してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の立体多段型多目的発酵装置の
概略を示す斜視図である。

【図２】図２は、本発明の立体多段型多目的発酵装置の
断面図である。

【図３】図３ａは、発酵槽の頂面平面図である。図３ｂ
は、図３ａのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図４】図４は、図３の発酵槽の断面図である。

【図５】図５は、気体取り入れ手段部分を示す拡大図で
ある。

【図６】図６は、移送用開口手段を備えた発酵槽の平面
図である。

【図７】図７は、移送用開口手段を説明する拡大図であ
る。

【図８】図８は、熟成槽を示す平面図である。

【図９】図９は、液体発酵槽を示す断面図である。

【図１０】図１０は、図９の平面図である。

【符号の説明】

１：立体多段型多目的発酵装置 ２：発酵槽 ３：ガス排出口 ４：熟成槽 ５：堆肥取り出し口 ６：液体発酵槽 ２０：支持手段 ２１：支持アーム ３０：撹拌手段 ３１：撹拌羽根駆動軸 ３２：撹拌羽根 ４０：気体取り入れ手段 ５０：移送用開口手段 ６０：フィルタ手段

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 茂 熊本県熊本市神水１丁目30番７号 (56)参考文献 特開 昭57−92589（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−228997（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−3315（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−14700（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−95600（ＪＰ，Ｕ) 特許129030（ＪＰ，Ｃ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C05F 1/00 - 17/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ円筒状ハウジングを有する少なくと
   も１つの発酵槽と、 該発酵槽の中心から半径方向外方に延び、該中心に関し
   て回転可能な支持手段と、 該支持手段に着脱自在に連結してているの撹拌羽根駆動
   軸に取り付けられており、それぞれが発酵槽の底面に対
   してほぼ水平方向に回転可能な複数の撹拌羽根を有する
   複数の撹拌手段と、 該発酵槽の底面上で該撹拌手段の下方に設けられている
   気体取り入れ手段と、 該発酵槽の底面に設けられている開閉自在の移送用開口
   手段と、 少なくとも最上段の発酵槽の頂面に設けられているフィ
   ルタ手段と、 該発酵槽の下段に設けられており、該移送用開口手段に
   より該発酵槽と連通されている熟成槽と、 を備えることを特徴とする立体多段型多目的発酵装置。
2. 【請求項２】 前記熟成槽の上段に、少なくとも２槽の
   前記発酵槽が連結されて組み立てられていることを特徴
   とする請求項１の立体多段型多目的発酵装置。
3. 【請求項３】 前記フィルタ手段は、高温菌から中温菌
   に変遷した段階の微生物群を固定増殖・培養した堆肥を
   脱臭濾材として用いることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の立体多段型多目的発酵装置。
4. 【請求項４】 前記熟成槽の下段に、予備発酵を行う液
   体発酵槽が設けられていることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれかに記載の立体多段型多目的発酵装置。
5. 【請求項５】 前記液体発酵槽と前記発酵槽とを連結
   し、該液体発酵層から発酵槽まで予備発酵産物を移送す
   る移送手段を備えることを特徴とする請求項４の立体多
   段型多目的発酵装置。