JP3662216B2 - 生ごみ処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は嫌気処理と好気処理を併用する生ごみ処理装置に関し、詳しくは、生ごみを嫌気分解槽において水中で微生物により嫌気的に分解処理する工程と、その嫌気分解槽から取り出した中間処理液を好気分解槽において微生物により好気的に分解処理する工程と、その好気分解槽から取り出した処理液を乾燥機で加熱して処理液中の残渣を乾燥物にする工程とを並行する生ごみ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、生ごみを嫌気分解槽において水中で微生物により嫌気的に分解処理し、また、それに続いて、嫌気分解槽から取り出した中間処理液を好気分解槽において微生物によりさらに好気的に分解処理する形式の生ごみ処理装置では、嫌気分解槽や好気分解槽での分解処理の効率を高く保つのに槽内液の加熱が必要な場合、それら分解槽に装備した専用ヒータをもって槽内液を加熱していた(例えば、特開2000−126730号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の方式では専用ヒータが費やすエネルギ(一般には電力)が嵩んで装置の運転コストが高く付き、また、専用ヒータの装備のために装置コストも高くなる問題があった。
【0004】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、合理的な装置構成により臭気対策面で高い効果を併せ得られるようにしながら上記問題を解消する点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
〔1〕請求項1に係る発明は生ごみ処理装置に係り、その特徴は、
生ごみを嫌気分解槽において水中で微生物により嫌気的に分解処理する工程と、
その嫌気分解槽から取り出した中間処理液を好気分解槽において微生物により好気的に分解処理する工程と、
その好気分解槽から取り出した処理液を乾燥機で加熱して処理液中の残渣を乾燥物にする工程とを並行する生ごみ処理装置において、
前記嫌気分解槽を設けた嫌気処理室の室内空間と前記好気分解槽を設けた好気処理室の室内空間とを通気路で連通させ、
前記乾燥機から排出される高温排ガスを前記嫌気処理室に導入する排ガス導入路を設けるとともに、
この排ガス導入路による前記嫌気処理室への排ガス導入に並行して前記好気処理室の室内気を外部へ排出する排気路を設けてある点にある。
【0006】
つまり、この構成によれば、乾燥機から排出される高温排ガスを排ガス導入路→嫌気処理室→通気路→好気処理室→外部の順に通過させて、その通過排ガスにより、嫌気処理室における嫌気分解槽の槽内液、及び、好気処理室における好気分解槽の槽内液を加熱することができる。
【0007】
すなわち、嫌気分解槽及び好気分解槽の槽内液を加熱してそれら分解槽での分解処理の効率を高く保つのに、装置中の乾燥機での加熱による残渣乾燥処理で生じる高温排ガスを利用して嫌気分解槽及び好気分解槽の槽内液を加熱するから、先述の従来方式の如き専用ヒータを不要にする、ないしは、補助的に専用ヒータを装備するにしてもその専用ヒータを小能力のもので済ませることがき、その分、装置のエネルギ効率を高めて運転コストを低減することができ、また、装置コストも低減することができる。
【0008】
そしてまた、排ガス導入路により導いた高温排ガスを嫌気分解槽の槽内液と好気分解槽の槽内液とに対してその順に加熱作用させるから、その高温排ガスから受ける加熱作用は嫌気分解槽の槽内液の方が好気分解槽の槽内液よりも強いものになるが、嫌気分解槽の槽内液は嫌気的分解処理に続く好気的分解処理のためにいずれ好気分解槽に移るから、高温排ガスから嫌気分解槽の槽内液に付与された熱は、その後、好気分解槽の槽内液加熱に再び利用される形態になり、この点、高温排ガスを逆に好気処理室から嫌気処理室の順に通過させるに比べ、乾燥機の高温排ガスを嫌気分解槽及び好気分解槽の槽内液加熱に一層効率的かつ有効に利用することができ、このことからも上記運転コスト及び装置コストの低減を一層効果的に達成することができる。
【0009】
また、嫌気分解槽での嫌気的な分解処理では強い臭気が発生するが、上記の如く高温排ガスを嫌気処理室→好気処理室→外部の順に通過させるのであれば、嫌気分解槽で発生した強い臭気を好気分解槽の槽内液が有する脱臭作用(臭気成分の好気的な分解処理)により好気処理室での気液接触過程で効果的に脱臭することができ、また、乾燥機からの高温排ガス自身が有する臭気(特にその高温排ガスが乾燥機において処理液に接触させた後の乾燥用熱風である場合)もそれに併せて効果的に脱臭することができ、これにより、脱臭装置の付加装備を不要にしながら、また、補助的に脱臭装置を付加装備するにしてもその脱臭装置を軽性能の安価なもので済ませながら、外部への臭気放散を効果的に防止することができて臭気対策面でも極めて高い効果を得ることができる。
【0010】
〔2〕請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記嫌気分解槽の槽内液温又は前記嫌気処理室の室内気温又は前記好気分解槽の槽内液温又は前記好気処理室の室内気温を検出する検出手段を設け、
この検出手段の検出温度に基づいて前記排ガス導入路による前記嫌気処理室への排ガス導入量を自動調整する制御手段を設けてある点にある。
【0011】
つまり、この構成によれば、外部の気温変化や生ごみ投入量の変化などの種々の変動要因にかかわらず、上記制御手段による排ガス導入量の自動調整により嫌気分解槽及び好気分解槽の槽内液温を高い分解処理効率が得られる好適温度に安定的に維持することができ、これにより、高い処理性能を安定的に維持することができ、また、前述の脱臭効果も高く保って臭気対策面での効果も高く維持することができる。
【0012】
なお、場合によっては嫌気分解槽及び好気分解槽の槽内液温が分解処理に伴う発熱自身で過度に上昇する虞もあることから、請求項1,2に係る発明の実施においては、嫌気処理室及び好気処理室に換気用空気(一般には外気)を導入する空気導入路、及び、この換気用空気の導入量を前記検出手段の検出温度に応じて自動調整する制御手段も併せ装備するのが望ましい。
【0013】
また、換気用空気の導入を行なう場合、換気用空気は乾燥機からの高温排ガスと同様、好気処理室の室内気を排気路により外部へ排出するのに並行する形態で嫌気処理室へ導入するようにして、その換気用空気を空気導入路→嫌気処理室→通気路→好気処理室→外部の順に通過させるようにし、これにより、嫌気分解槽での発生臭気を好気処理室での気液接触過程で脱臭する前述の臭気対策機能を安定的に保つようにするのが望ましい。
【0014】
〔3〕請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る発明の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
生ごみを粉砕機により粉砕して、その粉砕した生ごみを搬送水とともに給送路を通じて前記嫌気分解槽に送る生ごみ投入装置を設け、
前記嫌気分解槽の槽内液を一部抜き出してその抜き出し液を前記搬送水として前記生ごみ投入装置に供給する搬送水供給手段を設けてある点にある。
【0015】
つまり、この構成によれば、嫌気分解槽からの一部抜き出し液を搬送水として生ごみ投入装置に供給するから、嫌気分解槽の槽内液量が搬送水の流入によって増加するのを回避することができる。
【0016】
すなわち、上記搬送水として水道水などの外部からの導入水あるいは好気分解槽からの一部抜き出し液を用いた場合、その搬送水の流入により嫌気分解槽の槽内液量が増加することで嫌気分解槽から好気分解槽への液移行が早くなり、その分、嫌気分解槽での処理時間(生ごみの槽内滞留時間)が短くなって全体としての処理性能が低下する、また、嫌気的分解処理の不十分な中間処理液が好気分解槽に多量に導入されて好気分解槽における槽内液の脱臭機能も低下するといった不都合が生じるが、上記構成であれば、このような不都合を効果的に回避することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は本発明を適用した生ごみ処理装置を示し、この生ごみ処理装置は嫌気分解槽1、好気分解槽2、乾燥機3、生ごみ投入装置4を備えている。
【0018】
生ごみ投入装置4は投入ホッパ5と粉砕機6と嫌気分解槽1への給送路7とからなり、投入ホッパ5に投入された生ごみは粉砕機6により粉砕され、その粉砕生ごみが搬送水供給路8から投入ホッパ5に供給される搬送水とともに粉砕機6のポンプ機能により給送路7を通じて嫌気分解槽1に送られる。
【0019】
嫌気分解槽1では攪拌機9により槽内液(水と粉砕生ごみと分解途中物質との混合液)を攪拌しながら生ごみを微生物により嫌気的に分解処理し、給送路7からの間欠的な生ごみ導入に伴い、その導入量に相当する量の槽内上層液(すなわち、中間処理液)を溢水堰10aからのオーバーフローにより隣の好気分解槽2へ送り出す。そして、好気分解槽2では嫌気分解槽1から送り出された中間処理液を同じく攪拌機11による槽内液攪拌を行ないながら微生物により好気的に分解処理する。
【0020】
なお、10bは嫌気分解槽1における液面上の未分解浮遊物が好気分解槽1に流出するのを防止する邪魔板である。
【0021】
好気分解槽2での攪拌機11による槽内液攪拌の強度は嫌気分解槽1での攪拌機9による槽内液攪拌の強度よりも高くし、このことで好気分解槽2における槽内液中への酸素供給量を大きく確保して好気分解槽2での好気的分解処理の条件を維持するが、各分解槽1,2における攪拌機9,11の出力(一般には回転攪拌翼の回転速度)は各分解槽1,2における槽内液のpH値を検出してその検出pH値に応じ手動調整ないし自動的に調整し、この攪拌機出力の調整により各分解槽1,2における槽内液のpH値を各々の好適値(例えば、嫌気分解槽1についてはpH=3〜6、好気分解槽2についてはpH=7〜9)に調整する。
【0022】
また、嫌気的分解処理は酸素を制限した状態での液の槽内滞留時間が主要因で、一方、好気的分解処理は液中への酸素供給量が主要因であることから、嫌気分解槽1は槽内液の液面面積に対し相対的に槽内液の深度を大きくした状態で必要貯液量を確保し、逆に好気分解槽2は槽内液の深度に対し相対的に槽内液の液面面積を大きくした状態で必要貯液量を確保する構造にしてある。
【0023】
12は嫌気分解槽1の槽内液を一部抜き出して、その抜き出し液を搬送水供給路8を通じ搬送水として投入ホッパ5に供給する搬送水供給手段としての搬送水ポンプ(本実施形態では水中汚水ポンプを使用)であり、このように嫌気分解槽1からの一部抜き出し液を搬送水として投入ホッパ5に送ることで、搬送水の流入による嫌気分解槽1の槽内液量の増加(すなわち、液位の上昇)を回避し、これにより、搬送水流入による嫌気分解槽1の槽内液量増加で嫌気分解槽1から好気分解槽2への液移行が過度に早くなって嫌気分解槽1での処理時間(液の槽内液滞留時間)が不足になるのを防止する。
【0024】
13は搬送水供給路8に設けた搬送水供給弁であり、投入ホッパ5への生ごみ投入時におけるスイッチ操作で、この搬送水供給弁13が開弁されるとともに粉砕機6及び搬送水ポンプ12が起動される。
【0025】
14は嫌気分解槽1での嫌気的分解処理に続き好気分解槽2で好気的分解処理を施した処理液を好気分解槽2から抜き出して抜取路15を通じ乾燥機3に送る処理液ポンプ(本実施形態では水中汚水ポンプを使用)、16a,16bは抜取路15に設けた上流側及び下流側の抜取操作弁であり、上流側の抜取操作弁16aを開きかつ下流側の抜取操作弁16bを閉じた状態にして、好気分解槽2から抜取路15に送り出される処理液の全量を両弁16a,16bの間から分岐の還液路17を通じて好気分解槽2へ戻す処理液循環運転から、先ず、上流側の抜取操作弁16aを閉じることで、両弁16a,16b間に残る処理液のうち還液路17の分岐箇所よりも上方にある処理液を自重流下により還液路17を通じて好気分解槽2に戻し、その後、下流側の抜取操作弁16bを開くことで、その下流側の抜取操作弁16bよりも上方部分に残る状態にあった定量の処理液を乾燥機3へ流下供給する。
【0026】
すなわち、抜取操作弁16a,16bに対する上記操作を一定時間間隔で繰り返すことにより、下流側の抜取操作弁16bと還液路17の分岐箇所との間の管部分を計量マスとする形態で、一定量の抜き取り処理液を一定時間ごとに乾燥機3に供給する。また、抜取処理液の全量を還液路17を通じて好気分解槽2に戻す上記の処理液循環運転を行なうことで、好気分解槽2における槽内液の攪拌を促進して好気分解槽2の槽内液に対する酸素供給を促進する。
【0027】
乾燥機3は、横向き円筒状の処理容器18の内部を下部どうしが連通する前室19と後室20とに仕切って、それら前室19及び後室20の夫々に回転羽根21を内装するとともに硬質粒状物(例えば直径が数mm〜十数mmのセラミックス球)の充填層22を収容し、そして、前室19に熱風供給路23及び前記抜取路15の下流端を接続し、他方、後室20に排ガス路24を接続した構造のものであり、乾燥機用ファン25による導入外気を加熱器26で加熱して生成する乾燥用熱風を熱風供給路23を通じて前室19に供給するようにしてある。
【0028】
また、処理容器18の底部には、熱風供給路23から分岐熱風路27へ分流した乾燥用熱風を熱源とする底部加熱器28を設けてあり、この底部加熱器28において処理容器18内の粒状物充填層22に対し加熱作用させた後の熱風は導出路29を通じて後室20からの排ガス路24へ導出する。
【0029】
つまり、この乾燥機3では、熱風供給路23からの供給熱風と底部加熱器28とによる加熱下において、回転羽根21により攪拌する粒状物充填層22中で抜取路15からの供給処理液に含まれる残渣を粒状物との接触により粉砕しながら乾燥させて、その乾燥過程の残渣を容器内通過熱風による搬送で粒状物充填層22中を前室19から後室20へ徐々に移動させ、そして、処理が進んで十分に乾燥しかつ十分に粉砕されて排ガス路24への排ガス(すなわち、処理液からの蒸発水分などを含む熱風)に乗ることが可能になった粉状の残渣乾燥物を排ガスに随伴させて風選的に後室20から排ガス路24へ排出する。
【0030】
なお、30は乾燥機用ファン25による導入外気の一部を加熱器26での加熱を行なわずに抜取路15の下流端部分(すなわち、処理容器18に対する接続部の近傍)に供給する冷却気路であり、処理液中の残渣が抜取路15の下流端部分で乾燥機3からの熱により乾燥固化して堆積状態になるのを、この冷却気路30からの外気供給により抜取路15の下流端部分を冷却することで防止する。
【0031】
31は排ガス路24へ排出された排ガスからそれに随伴する粉状の残渣乾燥物を分離捕集するサイクロン型の集塵器、32は排ガスから分離されて集塵器31の下部口から落下する残渣乾燥物を受ける残渣貯留ホッパであり、この残渣貯留ホッパ32に溜まる残渣乾燥物を回収弁32aの操作により回収袋33へ適時回収する。また、集塵器31において残渣乾燥物を分離した後の排ガスは集塵器排気路34を通じて外部に排出する。
【0032】
嫌気分解槽1を設けた嫌気処理室1Sと好気分解槽2を設けた好気処理室2Sとは、互いの室内空間(各分離槽1,2の液面上の閉鎖空間)どうしを溢水堰10aからの液流出路を含む通気路35で連通させてあり、そして、この通気路35の形成箇所とは反対側において嫌気処理室1Sには、集塵器排気路34から分岐した排ガス導入路36、及び、換気用ファン37による導入外気を換気用空気として嫌気処理室1Sに導く空気導入路38を接続し、一方、好気処理室2Sには好気処理室2Sの室内気をエリミネータ39に通過させて外部へ排出する処理室排気路40を設けてある。
【0033】
すなわち、この生ごみ処理装置では、嫌気分解槽1や好気分解槽2での分解処理の効率を高く保つのにそれら分解槽1,2における槽内液の加熱が必要な場合、乾燥機3から排出される高温の排ガスを集塵器31に通過させた上で乾燥機用ファン25の送風力により排ガス導入路36を通じて嫌気処理室1Sに導入し、この導入排ガスを嫌気処理室1S→通気路35→好気処理室2S→処理室排気路40を順に通過させて外部へ排出することで、その室内通過の高温排ガスにより嫌気分解槽1及び好気分解槽2の槽内液を加熱する。
【0034】
また、このように槽内液加熱に利用する高温排ガスを嫌気処理室1S→好気処理室2S→外部の順に通過させることで、さらには、換気用ファン37により空気導入路38を通じ換気用空気として嫌気処理室1Sに導入する外気についても同様に嫌気処理室1S→好気処理室2S→外部の順に通過させることで、嫌気分解槽1で発生する強い臭気を好気分解槽2の槽内液が有する脱臭作用により好気処理室2Sでの気液接触過程において効果的に脱臭する。
【0035】
41は空気導入路38に介装した空気圧調整ダンパ、42は好気分解槽2の槽内液温を検出する温度センサ、43は温度センサ42による検出液温に応じて空気圧調整ダンパ41の開度を調整する制御器であり、この制御器43は空気圧調整ダンパ41の開度調整により空気導入路38からの換気用空気(外気)の導入圧力を排ガス導入路36からの排ガスの導入圧力に対し相対的に変化させることで、嫌気処理室1Sに対する換気用空気の導入量と槽内液加熱に用いる排ガスの導入量とを背反的に増減変化させる形態で調整し、この導入量調整により好気分解槽2の槽内液温を高い分解処理効率が得られる設定好適温度(例えば35℃〜45℃)に調整する。また、それに伴い嫌気分解槽1の槽内液温も同等の好適温度になるようにする。
【0036】
なお、v1は排ガス導入路36の分岐箇所よりも下流側における集塵器排気路34の風路抵抗を調整するダンパ、v2は排ガス導入路36の風路抵抗を調整するダンパであり、これらダンパv1,v2の開度を初期設定的に調整することで、空気圧調整ダンパ41の開度調整による換気用空気及び排ガスの導入量調整において適切な調整量の排ガスが排ガス導入路36から嫌気処理室1Sに導入されるようにする。
【0037】
44は新鮮水(例えば水道水)の供給路であり、この新鮮水供給路44からは投入ホッパ5を洗浄する洗浄ガン45に洗浄用水を供給する給水路46、嫌気分解槽1に対する水張り用の給水路47、好気分解槽2に対する水張り用及び水補給用の給水路48、並びに、処理室排気路40のエリミネータ39を洗浄する洗浄ノズル49に洗浄用水を供給する給水路50を分岐してある。
【0038】
51は好気分解槽2に対する補給水弁、52は好気分解槽2の液位を検出する電極棒式の液位センサであり、制御器43は前記した換気用空気及び排ガスの導入量調整に加え、液位センサ52の液位検出情報に基づき補給水弁51を開閉操作して好気分解槽2の液位を設定適正液位に保つ液位調整を行なう。
【0039】
なお、この生ごみ処理装置では、補給水弁51を開弁して給水路48を通じ好気分解槽2に水を補給するとき、それに併せて給水路50を通じエリミネータ用洗浄ノズル49から水を噴出させて処理室排気路40のエリミネータ39を洗浄するようにしてあり、そして、このエリミネータ洗浄に用いた水は樋(図示せず)を通じて好気分解槽2に流入させるようにしてある。
【0040】
また、53は液位センサ52の電極棒52aを内部に収納した下端開口の保護管であり、給水路48から好気分解槽2に供給する水は、この保護管53の内部を通じて好気分解槽2に供給するようにしてある。
【0041】
つまり、このように給水路48からの供給水を保護管53の内部を通じて好気分解槽2に供給することで、好気分解槽2に対する水補給の度にその補給水を利用して保護管53の内部を清掃するようにし、これにより、電極棒52aへのゴミ付着を防止して液位センサ53を常に良好な状態で検出機能させるようにしてある。
【0042】
〔別実施形態〕
次に本発明の別実施形態を列記する。
【0043】
前述の実施形態では嫌気分解槽1と好気分解槽2との二槽のみを設ける例を示したが、嫌気分解槽1を複数槽に分割したり、好気分解槽2を複数槽に分割したり、あるいは、好気分解槽2で好気的に分解処理した後の処理液に対して残渣沈殿処理を施す沈殿槽を付加するなどしてもよい。
【0044】
前述の実施形態では、生成した残渣乾燥物を排ガスに随伴させて取り出す形式の乾燥機3を示したが、これに代え、生成した残渣乾燥物を排ガスとは分離した状態で排出する形式の乾燥機を用いるなど、乾燥機には種々の形式のものを採用できる。
【0045】
また前述の実施形態では、乾燥機3で処理液に接触させた後の乾燥用熱風を排ガス導入路36を通じて嫌気処理室1Sに導入する例を示したが、燃焼ガスなどの高温ガスを伝熱壁を介して処理液に対し加熱作用させる形式の乾燥機を用いる場合には、その加熱作用後の高温ガス(すなわち、処理液とは非接触の排ガス)を排ガス導入路を通じて嫌気処理室1Sに導入するようにすればよく、排ガス導入路を通じて嫌気処理室1Sに導入する乾燥機高温排ガスは、使用する乾燥機の形式などに応じどのような種類のガスであってもよい。
【0046】
前述の実施形態では、排ガス導入路36から嫌気処理室1Sに導入する高温排ガスの導入量を調整するのに、好気分解槽2の槽内液温を検出して、その検出液温に基づき排ガス導入量を調整する例を示したが、これに代え、嫌気分解槽1の槽内液温又は嫌気処理室1Sの室内気温又は好気処理室2Sの室内気温を検出して、その検出温度に基づき排ガス導入量を調整するようにしてもよい。
【0047】
また、排ガス導入量の調整を行なうのに、その調整方式としては、排ガス導入路36に介装したダンパv2の開度を上記の検出温度等に基づき自動調整する方式を採用してもよく、前述の実施形態で示した如き調整方式に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】生ごみ処理装置の装置構成図
【符号の説明】
1 嫌気分解槽
1S 嫌気処理室
2 好気分解槽
2S 好気処理室
3 乾燥機
4 生ごみ投入装置
6 粉砕機
7 給送路
12 搬送水供給手段
35 通気路
36 排ガス導入路
40 排気路
42 検出手段
43 制御手段
Claims (3)
- 生ごみを嫌気分解槽において水中で微生物により嫌気的に分解処理する工程と、
その嫌気分解槽から取り出した中間処理液を好気分解槽において微生物により好気的に分解処理する工程と、
その好気分解槽から取り出した処理液を乾燥機で加熱して処理液中の残渣を乾燥物にする工程とを並行する生ごみ処理装置であって、
前記嫌気分解槽を設けた嫌気処理室の室内空間と前記好気分解槽を設けた好気処理室の室内空間とを通気路で連通させ、
前記乾燥機から排出される高温排ガスを前記嫌気処理室に導入する排ガス導入路を設けるとともに、
この排ガス導入路による前記嫌気処理室への排ガス導入に並行して前記好気処理室の室内気を外部へ排出する排気路を設けてある生ごみ処理装置。 - 前記嫌気分解槽の槽内液温又は前記嫌気処理室の室内気温又は前記好気分解槽の槽内液温又は前記好気処理室の室内気温を検出する検出手段を設け、
この検出手段の検出温度に基づいて前記排ガス導入路による前記嫌気処理室への排ガス導入量を自動調整する制御手段を設けてある請求項1記載の生ごみ処理装置。 - 生ごみを粉砕機により粉砕して、その粉砕した生ごみを搬送水とともに給送路を通じて前記嫌気分解槽に送る生ごみ投入装置を設け、
前記嫌気分解槽の槽内液を一部抜き出してその抜き出し液を前記搬送水として前記生ごみ投入装置に供給する搬送水供給手段を設けてある請求項1又は2記載の生ごみ処理装置。
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