JP3179665B2 - 微生物による腐敗性有機物完全分解装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業廃棄物としての動
植物性残渣や一般廃棄物としての厨芥等の腐敗性有機物
（以下、有機物）を微生物の作用によって完全分解し、
無害な無機性物にして排出する微生物による腐敗性有機
物完全分解装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、動植物性残渣や厨芥等の大半は焼
却、埋立て処理されていた。しかし、近年、公害問題と
共に処分場の不足を来たし、今やこの処理は危機的状況
にあると言っても過言ではない。そこで、微生物による
処理が脚光を浴びるようになって来た。微生物が繁殖す
る育床に有機物を投与すれば、微生物が有機物を捕食し
てこれを分解することは古くから知られており、現在で
は、これを利用する種々の構造のものが実用化されてい
る。

【０００３】しかし、市場に出廻っている現存の分解装
置は、微生物の繁殖に最適な環境を与えておらず、有機
物の分解に多量の微生物育床（分解媒体）を必要とする
とともに、処理に多くの日数を要していた。例えば、あ
るメーカーのものでは、原料有機物１重量単位に対して
分解媒体を２０〜４０重量単位も必要とし、処理日数も
３〜７日かかるものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これは、従来の分解装
置の多くが、処理する有機物と分解媒体とを混ぜる攪拌
機構や装置を加温する加温機構をせっかく備えていて
も、分解反応が始まった時点でこれらの作動を止めてし
まうからである。微生物と有機物との好適な接触界面を
現出して微生物を旺盛に増殖するためには攪拌や加温は
分解反応の終了まで必要である。

【０００５】又、分解反応に伴って分解生成物が発生す
るが、これらが有機物中に留まっていては分解反応を抑
制する。このため、分解反応を促進するためには、分解
生成物を積極的に取り除いてやる必要があるが、従来装
置の多くはこれを考慮していない。更に、従来装置で
は、人工的に増殖した微生物を投与したりしているが、
処理有機物を分解する微生物はこれと属・種が異なって
おり、このような異種の微生物の存在は当該有機物を分
解する微生物の増殖をかえって阻害する場合もある。

【０００６】要するに、従来装置の多くは、装置内を単
純に高温、好気に保てばよいとする巨視的観点のみにと
らわれているからであり、微生物が真に生息する界面と
いう微視的環境をあまり考慮していないのである。本発
明は、このような課題を解決するものであり、この微視
的環境を十分に考慮に入れた微生物による腐敗性有機物
完全分解方法及び装置を具現化したものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題の下、本発明
は、微生物が定着可能な多孔性材からなる分解媒体と腐
敗性有機物とを収容するケーシングに、回転する横軸に
攪拌棒を一定間隔で放射状に取り付けた攪拌機構と、底
面両側のほぼ全域から暖気を供給する暖気供給機構とを
設けた生物分解反応装置と、生物分解反応装置で生成さ
れた分解生成物を生物処理又は化学処理して無機性物化
する最終処理装置と、生物分解反応装置から分解媒体を
取り出して中の夾雑物を除いて再活性化して戻すととも
に、再活性化時に発生する分解生成物を前記最終処理装
置で無機性物化する分解媒体活性化装置と、からなるこ
とを特徴とする微生物による腐敗性有機物完全分解装置
を提供する。

【０００８】

【作用】微生物が有機物を分解するときに重要な環境
は、微生物と有機物との十分な接触界面の現出であり、
又、分解に関与する好気性微生物が最適に増殖できる好
気性条件の維持であり、更に、分解生成物の速やかなる
除去等である。このため、これを具現する効率的な攪
拌、加温、吸気、排気といった操作が必要になる。

【０００９】本発明が以上の手段をとることにより、こ
れらの操作を好適に果たす。即ち、攪拌棒による攪拌機
構は分解媒体と有機物の混合物（以下、混合物）の十分
な接触界面を確保するとともに、混合物全域に亘る好気
性条件の現出に最適である。又、暖気をケーシングの底
面ほぼ全域から供給する暖気供給機構は混合物全体の加
温を達成するとともに、必要な酸素（空気）を供給する
のに寄与する。更に、この暖気流は微生物の分解作用を
阻害する分解生成物の速やかなる排除も可能にする。

【００１０】以上のような装置で有機物は分解され、種
々の中間物質を経て最終的には炭水化物及び脂肪分は水
（水蒸気）と炭酸ガスに、蛋白質は水、炭酸ガス及びア
ンモニアへと分解される。これら最終生成物は一部有害
物質を含んでいるから，更に最終処理装置によって完全
に無害な無機性物へと変換される。而して、本発明によ
れば、処理有機物に対して少ない分解媒体の量で迅速な
分解が可能になる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の実施例を示す腐敗性有機物完全分
解装置の一部断面正面図、図２は断面側面図であるが、
本装置は、分解媒体と有機物とを収容する生物分解反応
装置１０と、生物分解反応装置１０で分解された分解生
成物を完全に無害化する最終処理装置１２とからなる。

【００１２】生物分解反応装置１０は、底面に開閉蓋１
４が、上面に排出口１６及び投下口１８がそれぞれ設け
られた横円筒形のケーシング２０を主体としており、こ
れに中の収容物を攪拌する攪拌機構２２と、ケーシング
２０内に暖気を供給する暖気供給機構２４とがそれぞれ
設けられるものである。尚、排出口１６はケーシング２
０の上部に設けられた突出空間２６の上面に設けられて
おり、攪拌機構２２で攪拌された中の収容物がここから
排出されるのを防ぐようにしてある。

【００１３】ところで、ここで用いられる分解媒体と
は、天然若しくは人工の多孔性材であり、木質系、鉱物
系、合成樹脂系等のものがある。この分解媒体は微生物
の繁殖床となるもので、細孔規模３０μｍ、粒子規模３
〜７ｍｍ程度に調整されるのが機能性及び取扱性におい
て好ましい。分解媒体を木質系の植物性セルロースを含
むものにすれば、栄養素（有機物）が欠乏しても、最低
限生存できるだけの栄養源となる。

【００１４】攪拌機構２２は、ケーシング２０の長手方
向に渡架された横軸２８に一定間隔で攪拌棒３０を放射
状に（本例では四本）取り付けたものである。そして、
横軸２８は、原動機３２から減速機構３４を介して毎分
１〜２回転程度の非常にゆっくりとした速度で回転させ
られる。この場合、攪拌棒３０の先端はケーシング２０
の壁面一杯まで延ばされている。

【００１５】この攪拌機構２２の役割は、分解媒体と有
機物との接触を昂進させるとともに、その混合物を好気
性条件に保って微生物の増殖を活発化させるものであ
る。即ち、前記した微生物の増殖並びに生存を更に支援
するものであり、この意味で、この攪拌機構２２による
混合物の攪拌は本発明にとって重要な操作である。

【００１６】暖気供給機構２４は、外気をヒータ３６で
暖め、これをファン３８でケーシング２０内に送り込む
ものである。このとき、暖気のダクト４０をケーシング
２０の底面両側にほぼ全長に亘って沿わせるとともに、
これで覆われるケーシング２０の壁面に多数の小孔４２
をあけておき、暖気はこの小孔４２からケーンシグ２０
内に供給されるようにしておく。このようにすると、暖
気は分解媒体と混合した有機物中を下から上へと万遍な
く効果的に透過して行くからである。

【００１７】この暖気供給機構２４の役割は、混合物の
存在域全体に必要な温度（分解に関与する微生物は高温
細菌であり、５０〜６０℃を好む）と酸素（空気）を供
給するためであり、同時に、分解によって生ずる最終的
な分解生成物（水、炭酸ガス、アンモニア）をケーシン
グ２０外へ排除し、且つ、必要な酸素濃度を維持するた
めのものである。この意味から、この暖気供給機構２４
による暖気の供給は本発明にとって重要な操作である。

【００１８】次に、このような装置の作用について説明
すると、ケーシング２０内に分解媒体を収容しておき、
これに有機物を投下口１８から投入する。尚、このとき
における混合物の量はケーシング２０の約半分、具体的
には横軸２８あたりまでが好ましい。微生物の成育環境
をできるだけ好気性条件にし、且つ、有機物が分解して
できた分解生成物を効率的に排除するためである。

【００１９】ところで、このとき、原則的には、分解媒
体には人為的に増殖させた微生物を投与しない。前述し
たとおり、処理有機物に成育している微生物と異なった
微生物を投与しても、当該有機物の増殖を阻害こそす
れ、益にならないからである。それよりも、処理有機物
に成育している微生物を増殖させる方が効果的である。
最適な環境を提供してやると、微生物は２０分で１個の
細胞が２個に分裂し、２４時間で４７２×１０⁹ 個に増
殖し、数量的に不満はない。

【００２０】この状態にして、暖気供給機構２４で暖気
を供給しながら攪拌機構２２を作動させる。すると、有
機物は微生物の作用を受けて分解し、種々の中間物質を
経て最終的には前記したように水、炭酸ガス、アンモニ
アになる。このうち、水及び炭酸ガスは無害であるか
ら、そのまま放出してもよいが、アンモニアは害性を有
する有臭物質であるから、これを最終処理装置１２へ導
いて無害化処理する。尚、窒素分を含む中間生成物は有
機質肥料としての用途もある。

【００２１】アンモニアを無害化処理するには生物処理
と化学処理とがある。図３は生物処理による最終処理装
置１２の断面図であるが、本装置は、縦円筒形のケーシ
ング５０内の中程に木質細片やゼオライトに硝化細菌を
定着させた吸着体５２を充填し、上部に排気ファン５４
と排気口５６とを設けたものである。そして、生物分解
反応装置１０のケーンシグ２０の排出口１６と本装置の
ケーシング５０底部とを排気管５８で連結し、排出口１
６から排出された分解生成物をケーシング５０の底部へ
と導き、吸着体５２を透過させて上部の排気口５６から
排気する。

【００２２】分解生成物が吸着体５２を透過する際、ア
ンモニアはその中に生息している硝化細菌で水と硝酸
（亜硝酸）に分解される。分解された水及び硝酸類はケ
ーシング５０底部のドレン抜き６０から排出され、水蒸
気は排気口５６から大気中に放出される。尚、水や炭酸
ガスも同時に吸着体５２の中を通すが、これらはそのま
ま（水は水蒸気成分のみが）排気口５６から排気される
（水はドレン抜き６０から排出される）。

【００２３】図４は化学処理による最終処理装置１２の
断面図であるが、本装置は、ケーシング５０底部を希硫
酸や希塩酸等の無機酸を溜める薬液タンク６２とし、そ
の上部に前記と同様の吸着体６４を充填し、薬液タンク
６２の薬液をポンプ６６で吸着体６４の上から滴下させ
ものである（排気ファン５４や排気口５６は同じ構
造）。これにより、吸着体６４に吸着されたアンモニア
は希硫酸等で中和され、その性質を消失する。尚、薬液
を滴下させると吸着体６４は濡れてその吸着能力を喪失
するから、吸着体６４の中に乾燥用のヒータ６６を装填
しておく。

【００２４】一方、分解処理に伴って分解媒体の中には
原料有機物中に含まれていた金属、樹脂、木材、硝子と
いった非分解性の夾雑物が溜まってくる。このような夾
雑物は分解媒体の能力を低下させるものであるから、こ
れを取り除くのが好ましい。このため、本発明では、夾
雑物を取り除く分解媒体活性化装置７０を接続すること
がある。

【００２５】図５は分解媒体活性化装置７０の一部断面
平面図、図６は断面側面図、図７は全体構成図である
が、この分解媒体活性化装置７０は、横円筒形のケーシ
ング７２に前記と同様の横軸７４及び攪拌棒７６からな
る攪拌機構７８を取り付けるとともに、攪拌棒７６の間
に固定櫛８０を設けたものである。即ち、ケーシング７
２の横にピット８２を設け、攪拌棒７６の外端をピット
８２に固定するとともに、その内端を横軸７４の上方に
これを覆うように、且つ、非接触で延ばしたものであ
る。

【００２６】これにより、生物分解反応装置１０のケー
シング２０底面の開閉蓋１４を開いて中から分解媒体を
取り出して本装置のケーシング７２に移し、攪拌機構７
８を作動させる。すると、分解媒体中の夾雑物は攪拌棒
７６で掬い上げられて固定櫛８０へ移り、ピット８２内
に落下する。このようにして夾雑物が取り除かれた分解
媒体は底面に設けられた開閉蓋８４から取り出されて再
度生物分解反応装置１０のケーシング２０に戻される。
このとき、分解媒体活性化装置７０での再活性化処理で
はガスも発生するから、これを最終処理装置１２を通し
て浄化することもある。又、以上の取出、返送及び搬送
等は自動化することも可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上、本発明は、腐敗性有機物を水、炭
酸ガス及びアンモニアに完全分解するとともに、更にこ
れを無害な無機性物とするものであるから、公害問題等
が発生しない。そして、その分解処理に際して有機物に
対する分解媒体の量が少量でよいし（分解媒体の処理能
力が大きい）、処理時間も早い。ちなみに、本発明の装
置によれば、原料有機物１重量単位に対して分解媒体は
２重量単位で済み、処理日数は１日で足りた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す生物分解反応装置の一部
断面正面図である。

【図２】本発明の実施例を示す生物分解反応装置の断面
側面図である。

【図３】本発明の実施例を示す最終処理装置の縦断面図
である。

【図４】本発明の実施例を示す最終処理装置の縦断面図
である。

【図５】本発明の実施例を示す分解媒体活性化装置の一
部断面平面図である。

【図６】本発明の実施例を示す分解媒体活性化装置の断
面側面図である。

【図７】本発明の実施例を示す生物分解反応装置、最終
処理装置及び分解媒体活性化装置の接続図である。

【符号の説明】

１０ 生物分解反応装置 １２ 最終処理装置 ２０ ケーシング ２２ 攪拌機構 ２４ 暖気供給機構 ２８ 横軸 ３０ 攪拌棒 ７０ 分解媒体活性化装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−228458（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−117067（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−195186（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B09B 3/00 C02F 11/02 C05F 9/00 - 11/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微生物が定着可能な多孔性材からなる分
   解媒体と腐敗性有機物とを収容するケーシングに、回転
   する横軸に攪拌棒を一定間隔で放射状に取り付けた攪拌
   機構と、底面両側のほぼ全域から暖気を供給する暖気供
   給機構とを設けた生物分解反応装置と、生物分解反応装
   置で生成された分解生成物を生物処理又は化学処理して
   無機性物化する最終処理装置と、生物分解反応装置から
   分解媒体を取り出して中の夾雑物を除いて再活性化して
   戻すとともに、再活性化時に発生する分解生成物を前記
   最終処理装置で無機性物化する分解媒体活性化装置と、
   からなることを特徴とする微生物による腐敗性有機物完
   全分解装置。