JP3706097B2 - Organic waste fermentation treatment system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は有機物質、特に有機廃棄物の肥料化及び飼料化を行う機能を有するシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、有機廃棄物を発酵させ肥料化及び飼料化を行うためのプラント(装置)の提案は、数多くなされているが大きく分けると固形物の発酵と液体物の発酵の二つに分けることができる。
【0003】
二つの処理方法を述べる前に、有機廃棄物の現状と、特に家畜糞尿の場合はその飼育形態により排出される糞尿の状態及び量について違いがあるため、あらかじめ記述する。
【0004】
〔有機廃棄物の現状〕
まず、代表的な有機廃棄物としては家畜糞尿、食物残渣、農漁業系残渣がある。
特に家畜糞尿は深刻で、平成11年11月より「家畜糞尿の適正な管理及び適正な処理」が法政化され、それを義務付けた。しかしながらその量は莫大で、全国で毎年約1億トン有機廃棄物として排出され、その約8%程度が堆肥に加工され農地還元されているにすぎず、90%以上は野積状態で放置されるか、穴を掘って埋めるか、垂れ流し状態である。
【0005】
又、一般家庭から出される生ゴミの場合は、全国約4千万世帯で1世帯当り毎日1.5kgの生ゴミを排出すると年間2,190万トンになり、一般家庭の生ゴミは家畜糞尿排出量の1/5位発生している。
【0006】
農業系残渣物は、規格品外や豊作、輸入等による生産調整という名目で畑に放置され、悪臭公害や土壌腐敗の原因となったり、不法投棄問題を引き起している。又、農産物加工場から排出される有機廃棄物、例えば澱粉粕、大豆の絞り粕、酒類粕、選果残渣、等莫大な量が排出され、そのほとんどが有効利用されず放置又は埋立処理されている。
【0007】
漁業系残渣物は、平成13年度より海洋投棄が禁止となり、入港し水揚げされた水産物は商品にならない海藻類、貝類、ヒトデ、魚類も全て陸上で有機廃棄物として処理されており、全体の水揚げ量の30%を超える量になっている。全国で毎年約530万トンの水揚げがあるので年間約159万トン程度発生し、水産加工場から排出される約100万トンと合せるとその数は約260万トンとなる。又、それ以外にも公共施設、外食産業、市場から排出される有機廃棄物も莫大な数量になっている。
【0008】
以上の様に有機廃棄物は、家畜糞尿を筆頭に毎年増加傾向で推移しているが、その量があまりにも莫大なため処理が追いつかないのが現状であり、又その事が悪臭、土壌・水質汚染、大気汚染等の公害問題や不法投棄問題、焼却炉(ダイオキシンの問題)、埋立地建設による財政問題等、様々な諸問題を引起している。
【0009】
〔家畜飼育形態による糞尿状態の違い及び量〕
家畜の種類によって糞尿の量と状態には大きな違いがある。現在、農林省が家畜と定義している動物は6種類(乳用牛、肉用牛、豚、採卵鶏、馬、ブロイラー)で糞尿発生量は乳用牛約70%、肉用牛約20%、豚約6%、採卵鶏約2%、馬約1%、プロイラー約1%であり、今後馬の飼育が若干減り、乳用牛の飼育が微増傾向である。
【0010】
糞尿の状態は飼育形態、特に敷料の量と密接な関係があり、固形物として処理を行うか液体物として処理するかは飼育形態で決まる。豚、採卵鶏、馬、ブロイラーは地域によって多少のばらつきはあるものの糞尿発生量が少なく、敷料材が十分で飼育形態も比較的確立れていることなどから、その糞尿のほとんどは含水比が75%前後の固形物(ソリッドと呼ばれるタイプ)として取り扱うことができる。
【0011】
家畜糞尿の一番の問題は、全体の糞尿発生量の約90%を占める牛である。肉用牛はその価値が高価なことから、フリーバーンと呼ばれる飼養形態(数頭の牛を部屋ごとに分け濃厚飼料で育てる)が多く、敷料材もオガクズ等水分を吸収しやすい材料が大量に使用されていて、ほとんどんがソリッドタイプとして取り扱うことができる。
【0012】
特に問題なのは乳用牛の糞尿で、成牛1頭当り人間の大人50〜60人分で、約、糞(敷料材含む)50kg、尿が15kgの発生量があり、その数量は肉用牛と較べると3倍近くなる。又、飼育形態も牛舎につなぎ飼育するスタンチョンスタイル(搾乳牛に多い)と数頭ごとの部屋に分け飼育を行うフリーストール(乾乳牛に多い)に分けられるが、乳用牛は肉用牛と比べてその価格が低いことから、敷料材も安価な麦稈、稲稈、牧草を使用するため排出される糞尿の含水比は上がり、スタンチョンスタイルでは含水比が約87%(セミソリッドと呼ばれるタイプ)、フリーストールスタイルに至っては含水比が90%(スラリーと呼ばれるタイプ)を超え、液体物として取り扱われる。
【0013】
近年は、トータルコスト削減のために搾乳牛に対してもコストのかからないフリーストールスタイルでの飼育形態が増加している。すなわち、糞尿の状態もセミソリッドタイプ(発酵させるには固液分離が必要)からスラリータイプ(液体)に移行されてきており、増加傾向にあり、〔有機廃棄物の現状〕で述べた様に家畜糞尿の全国年間排出量は約1億トンあるので、その70%を占める乳用牛、特にスラリータイプの処理は大問題である。
【0014】
従来、有機廃棄物を発酵させる技術には先に述べた様に、大きく分けると固形物の発酵と液体物の発酵の2つがある。
【0015】
まず第1に固形有機廃棄物の発酵であるが、基本的には有機廃棄物の含水比を70%前後に調節してから、有機廃棄物の中に含まれている発酵微生物菌でそのまま発酵処理を行う。含水比調節を行う方法としては、脱水機で水分を絞り固液分離を行うか、又は副資材として他の有機物(籾殻、おが粉、米糠等)を混ぜ合せるのが一般的である。
【0016】
当然、発酵させて堆肥を作るか、家畜や魚などの飼料を作るかで混ぜ合せる副資材は変ってくる。又、含水比を70%前後に調節するのは、通常固形有機物の発酵は好気微生物による発酵を期待するためである。好気微生物による有機物の発酵(微生物が有機物を分解する活動)は、その含水比が70%以下になり空気の供給があれば活発に促進される。
【0017】
又、空気を供給するために切返し(有機物を反転させる)が必要であるが、この切返し度合いによって発酵時間が大きく変わる。毎日頻繁に切返しを行い、風通しの良い条件で水分を蒸発散させながら含水比を60%以下になる様発酵させれば、だいたい120日前後で良質の有機肥料、又は有機飼料ができあがる。又、通常切返しにおいては、数量が少ない場合はバックホー、ショベル等の重機で行い、数量が多くなると自動撹拌装置が付いたハウス型処理施設で行っている。
【0018】
第2に液体有機廃棄物の発酵であるが、その主な対象有機廃棄物は先に述べた乳用牛の飼育形態が、フリーストールスタイルによって排出されるスラリータイプの糞尿と、セミソリッドタイプの糞尿を脱水機又は自然流下し、固液分離させた尿である。
【0019】
スラリータイプの糞尿は、肥料効果が高くその成分がほとんど無機態あるいは分解されやすい有機態であることから、化学肥料と類似した肥料効果を表すが、発酵によってその成分が損なわれることはほとんどない。
【0020】
通常タンクに液状の糞尿を集め、タンク内にエアレーション(空気を送る)で曝気処理を行い、好気微生物菌による発酵を促し、悪臭を減少させ液肥として使用する。適正な保温とエアレーションを行なえば発酵期間としてはおおよそ30日位である。
【0021】
又、密閉タンクに液体有機廃棄物である糞尿を入れ、嫌気微生物による発酵を30日前後行い、発酵により発生するメタンガスを30日前後かけ取り出しエネルギーの有効利用をした後、液肥として使用する場合もある。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
第1の固形有機廃棄物の発酵処理による肥料化及び飼料化であるが、
▲1▼含水比調節を行うため、副資材が必要であり処理コストが嵩む問題がある。
▲2▼切返しによる自然発酵のため発酵状態が外気温度、湿度に左右され、特に外気温が下がる寒冷地においては、冬期間発酵菌が休止してしまい発酵そのものができなくなる問題がある。
【0023】
▲3▼切返しによる自然発酵のため、切返しが少なく空気の供給が十分でない場合や含水比の調節が十分でない場合(75%以上)等は、好気微生物菌による発酵ではなく、嫌気微生物菌での発酵に占有され、腐敗菌を多量に含む腐敗した肥料や飼料ができてしまう。当然のことながら肥料や飼料として使用することができず、有機廃棄物に逆戻りである。
【0024】
▲4▼【従来の技術】で記述した様に有機廃棄物の量は莫大で、例えば北海道での酪農家戸数は約11,000戸で1戸当りの乳用牛の飼育頭数は平均的な農家で100頭前後である。即ち、1頭の乳用牛の1日当り糞尿排出量が65kgであれば100頭で6トン500kg排出され、1年間では農家1戸から2,372トン500kg排出される計算になる。莫大な量の有機廃棄物を発酵処理するのに長時間(固形で120日、液体で60日)時間をかけるため、処理する施設規模、使用面積が大々がかりになりイニシャルコストが嵩む問題がある。
【0025】
▲5▼有機廃棄物の含水比を下げるために水分を大気中に蒸発散させるため、アンモニア、メタンガス、亜酸化窒素、硫化水素等、発酵時の還元物質がガス体として揮散し、悪臭公害(主にアンモニア)や地球温暖化(主にメタンガス、亜酸化窒素)等の諸問題を引き起してしまう。
【0026】
▲6▼自然発酵のため発酵条件(発酵開始時の含水比、外気温、湿度、酸素供給量等)により、処理完了時の発酵状態(有機物構成成分、好気微生物菌、嫌気微生物菌の数量等)が一定ではなく、使用原料が同じでも均一の製品を作ることができない。
【0027】
第2の液体有機廃棄物の発酵処理による肥料化であるが、色々な問題点をはらんでいる。
▲1▼発酵により臭気を減少させることができるが、その悪臭はひどく取扱いが大変で使用後は悪臭公害となる。
【0028】
▲2▼発酵によってその成分が損なわれることはほとんどないため、肥料効果は期待できるが田畑に多くの数量を投入することができない。これは仮に液肥を作っても出口(市場)がなく、市場性がないということであり無理に田畑に投入すれば植物の生育をさまたげることとなる。
【0029】
▲3▼液状のため地下浸透及び大気中の揮散が多く、窒素分は硝酸態窒素として水質汚染をし、揮散したガス体(アンモニア、メタンガス、亜酸化窒素、硫化水素等)は大気汚染の原因となってしまう。
【0030】
▲4▼発酵時間が長く(30〜60日前後)かかると、前記で述べた様に毎日大量の糞尿が排出されるので、施設規模が大掛かりになりイニシャルコストが嵩む問題がある。特に嫌気微生物菌で発酵を行い、メタンガスを取り出しエネルギーの有効利用を行うバイオガスプラントは、イニシャルコストが高くランニングコストも嵩む問題がある。
【0031】
▲5▼▲4▼で述べたバイオガスプラントは、エネルギーの有効利用という観点からは将来的に大切なことであるが、しかしなからバイオガス発電した場合を例に取ると、現実とは汞離している。色々なメーカーがあり一概に論じることはできないが、2億円相当の設備投資をして得ることのできる電力は、一般家庭8戸〜10戸分である。逆に考えると8戸〜10戸の一般家庭で2億円もの電力を消費するにはどの位の年月がかかるか、ということであり到底商業ベースで対価効果は成立しない。又、バイオガス(メタンガス、炭素ガス)を取り出してエネルギーの有効利用後の液肥であるが、前記述と同様に市場性やコストの問題がある。以上を鑑みたとき、バイオガスプラントは将来的な研究課題として施工されるべきである。
【0032】
▲6▼液体有機廃棄物である糞尿の最大の問題点は、莫大な排出量に対して発酵させても主要成分値に変化がないことから多量に施肥することができず、悪臭がひどく流動性があるため取扱いが困難なことである。
【0033】
▲7▼前記より鑑みると、液体有機廃棄物に関する限り固形有機廃棄物における処理とは完全な違いがある。それは、減臭を行うことはできるがエネルギーの利用という以外、利用方法がないことである。一般的に「処理する」という分野には属さないということが問題点であり、現実に液体有機廃棄物であるスラリーを処理する方法はないのが現状である。
【0034】
この発明は前記課題を解消するもので、閉塞されたシステム内で一度に多くの有機物質を強制発酵させることにより多くの時間(日数)や広大な施設規模、使用面積を必要とせず、且つ外気温や湿度等の外的条件に発酵が左右されることがなく、悪臭や還元物質をほとんどシステム外部に放出しない。又、システムの発酵槽であるハウス内を減圧し、内部の沸点を下げ強制乾燥とセル現象(内部破壊)を同時に行い有機物の性状を変える物理的破壊を行うため含水比を下げるための副資材(籾殻、おが粉、米糠等)の必要がなく、且つ発行時間の短縮が行え経済的である。
【0035】
しかも本発明は有機物質、無機物質を問わず、光化学分解法により殺菌することができ、特に有機物質については好気微生物菌、嫌気微生物菌のどちらでも発酵処理を行うことができ、且つ市販されている有用な微生物菌を使用することもできる。
【0036】
又、ハウス(発酵槽)内で発生した還元物質であるガス体は熱交換器で凝縮水となるが、オゾンの酸化により化学変化を起こし無害となる。例えば、硫化水素はCO2+2H2S→CH2O+H2O+S2、メタンはCO2+CH4→2CH2O、アンモニアは2CO2+2NH4→2CH2O+2H2O+N2とそのほとんどが水と炭素化合物に分解する。
【0037】
又、凝縮水は熱交換器に使用されるための冷却循環水として再利用し、過剰になった分だけを水蒸気としてクーリングタワーより蒸発散させる。即ち、一切の排水、廃液をシステムの外部に出すことがないので、水質汚染や大気汚染を引き起すことがない。
【0038】
又、本発明は有機廃棄物の固液分離が行え、且つ固液同時、あるいは時間差で処理することができ、固形有機廃棄物は良質の肥料や飼料に発酵させ、液体有機廃棄物はそのほとんどを消滅処理し、且つ固形有機廃棄物や副資材にその肥効性を残すことができる。
【0039】
以上のごとく本発明は、大量の有機廃棄物を固体、液体問わず短時間で水質汚染、大気汚染をすることなく発酵処理をし、且つ無機物質、有機物質を問わず殺菌を行う機能を備えたシステムを提供することを目的とするものである。
【0040】
【課題を解決するための手段】
[1]前記目的を達成するために、講じた手段は次の通りである
有機廃棄物発酵処理システムの発酵槽本体であるハウスを10.ハウス上部(発酵槽),と11.ハウス下部(発酵槽),とに分離できる様に構成した。
【0041】
[2]10.ハウス上部(発酵槽),は発酵槽内部に太陽光を取り込むため、透過性の良い耐圧ガラスの二重構造となっており、耐圧ガラスと耐圧ガラスの間は10a.断熱層空間,となっている。又、10.ハウス上部(発酵槽),は支柱及び21.支圧壁,と共に基礎に連結され固定されている。
【0042】
[3]11.ハウス下部(発酵槽),は一体化された2槽で構成されており、19.ハウス下部(発酵槽)移動ローラー,により▲2▼.処理テリトリーA,〜▲6▼.処理テリトリーC,の間で移動ができる。又、▲4▼.処理テリトリーB,にて発酵を行うときは、18.ハウス下部(発酵槽)設置ジャッキ,により、10.ハウス上部(発酵槽),に密着される。又、このとき10.ハウス上部(発酵槽),と連結されている21.支圧壁,は内側の壁が可動式になっており、22.支圧壁ジャッキ,により密着する。10.ハウス上部(発酵槽),と11.ハウス下部(発酵槽),が密着する面には全て23.メジ材,が設けてあり完全に密閉された発酵槽が出来上がる。
【0043】
[4]10.ハウス上部(発酵槽),には、複数の真空ポンプ(29.真空ポンプA,29a.真空ポンプB,29b.真空ポンプC,)が24.防塵器(サイクロン),と25.熱交換器(コンデンサー),を経由し、並列に備え付けており、且つ9.空気吸入口,の弁の開閉と31.ブロワー,を連動し可動させることにより、ハウス(発酵槽)内の大気圧を任意に常圧状態と減圧状態にすることができる。又、並列に備え付けた真空ポンプは、ハウス(発酵槽)内の減圧率が設定値に到達すると1台を残して可動が停止するが、ハウス(発酵槽)内の温度が上昇すると順次可動し、一定の減圧状態を保つ様構成している。
【0044】
[5]又、10.ハウス上部(発酵槽),は13.紫外線照射装置,複数台、14.ヒーター,複数台、15.自走式オゾン噴霧装置,16.自走式スラリー散布装置,17.自走式発酵菌噴霧装置,12.自走式撹拌機,を備え付けている。
【0045】
[6]又、11.ハウス下部(発酵槽),が21.支圧壁,と接する面は20.ハウス下部(発酵槽)開閉壁,となっており、▲2▼.処理テリトリーA,か▲6▼.処理テリトリーC,に移動している場合は任意に開閉を行うことができる。又、11.ハウス下部(発酵槽),の20.ハウス下部(発酵槽)開閉壁,以外の全ての面には、34.ヒーティング,が設けてある。
【0046】
[7]10.ハウス上部(発酵槽),両サイド最下部に梁が備えてあり、その上部にA.撹拌機走行レール,が設置されていて、上部を12.自走式撹拌機,が両方向に行き来できる様構成している。
【0047】
[8]▲4▼.処理テリトリーB,で処理された有機廃棄物は、11.ハウス下部(発酵槽),ごと▲2▼.処理テリトリーA,か▲6▼.処理テリトリーC,に19.ハウス下部(発酵槽)ローラー,により移動され、20.ハウス下部(発酵槽)開閉壁,を開いた後ショベルローダーにより搬出される。
【0048】
[9]10.ハウス上部(発酵槽),中段の両サイドに13.紫外線照射装置,と14.ヒーター,が交互に備えつけられており、又、27b.オゾン送入ガイドレール,軌道に沿って配されている15.自走式オゾン噴霧装置,が27.オゾン発生装置,で作ったオゾンを噴霧する様構成している。
【0049】
[10]11.ハウス下部(発酵槽),には、20.ハウス下部(発酵槽)開閉壁,を除く全ての面に34.ヒーティング,が備えてあり、5.太陽電池,で作られた電気が6.蓄電池,を通して34.ヒーティング,に送られる。(このとき、直流電流を交流電流に交換しているのはインバーターである。)
【0050】
[11]10.ハウス上部(発酵槽),は発酵槽内部に太陽光の熱を取り込むため、透過性の良い耐圧ガラスの二重構造となっており、耐圧ガラスと耐圧ガラスの間は10a.断熱層空間,となっており、この空間は30.真空ポンプD,が接続されており任意の圧力断熱層を作ることができる。
【0051】
[12][1].搬入テリトリーA,と[5].搬入テリトリーB,に2.固液分離機,を備え、このとき分離された固体有機廃棄物は[2].処理テリトリーA,か[6].処理テリトリーC,にショベルローダー等で搬入され、[4].処理テリトリーB,で発酵処理させる。又、このとき分離された液形有機廃棄物は、2.固液分離機,の下部に備えてある2c.排水管,を通して4.液体有機物貯留タンク,に貯留される。この貯留された液体有機廃棄物は10.ハウス上部(発酵槽),に備えている、16自走式スラリー散布装置,に4a.液体有機物送入管,を通して送られ散布される。このとき、散布するタイミングは、[4].処理テリトリーB,で処理されている固形有機廃棄物の含水比と大きく関わるため任意に設定できる様構成されている。
【0052】
[13]10.ハウス上部(発酵槽),と11.ハウス下部(発酵槽),とに分離できる様構成した。10.ハウス上部(発酵槽),は支柱及び21.支圧壁,と共に基礎に連結され固定されている。11.ハウス下部(発酵槽),は一体化された2槽で構成されており、20.ハウス下部(発酵槽)開閉壁,を備えている。11.ハウス下部(発酵槽),の下部には、18.ハウス下部(発酵槽)設置ジャッキ,と19.ハウス下部(発酵槽)移動ローラー,が備えつけられていて自在に10.ハウス上部(発酵槽),が設置されていている。[4].処理テリトリーB,に移動し設置ができる様構成されている。
【0053】
[14]10.ハウス上部(発酵槽),には12.自走式撹拌機,が備えてあり、10.ハウス上部(発酵槽),と11.ハウス下部(発酵槽),が一体となり、▲4▼.処理テリトリーB,で発酵処理を行っているときは撹拌姿勢となり自動撹拌を行うが、▲4▼.処理テリトリーB,での発酵処理が終わり▲2▼.処理テリトリーA,か▲6▼.処理テリトリーC,に11.ハウス下部(発酵槽),が移動を行う場合は、12a.スクープ,が跳ね上がり、11.ハウス下部(発酵槽),の移動を妨げない様構成されている。
【0054】
[15]10.ハウス上部(発酵槽),に複数の真空ポンプ(29.真空ポンプA,29a.真空ポンプB,29b.真空ポンプC,)が24.防塵器(サイクロン),25.熱交換器(コンデンサー),を経由し、並列に備え付けられ31.ブロワー,は直接10.ハウス上部(発酵槽),に備え付けられている。複数の真空ポンプ(29.真空ポンプA,29a.真空ポンプB,29b.真空ポンプC,)により、ハウス(発酵槽)から引き出された水蒸気やガス体(還元物質)は25.熱交換器(コンデンサー),で凝縮水となり、26.凝縮水タンク,へと集められ26a.凝縮水送水管,を通して33.クーリングタワー,へと送られ余剰水分が蒸発し、残りは25.熱交換器(コンデンサー),に使う冷却循環水として使用される。
【0055】
[16]このとき、26.凝縮水タンク,には27a.オゾン送付管,を通して、27.オゾン発生装置,によって作られたオゾンが投入され脱塩基化が行われるので、冷却循環水及び33.クーリングタワー,から蒸発かる水分は無害な水(H2O)と炭素化合物(C)に変化し問題を起こさない。又、31.ブロワー,により引き出されるガス体(還元物質)や水分も、前記同様に25.熱交換器(コンデンサー),と26.凝縮水タンク,を経由してか、又は直接33.クーリングタワー,に送入するため前記と同様に問題を起こさない。
【0056】
【作用】
このように構成された有廃棄物発酵処理システムは、ハウス(発酵槽)内に投入された大量の有機廃棄物(固形・液体)を数時間で発酵処理や消滅処理をすることができるので、広大な場所や長時間の時間を必要としない。
【0057】
又、ハウス内(発酵槽)を減圧し沸点を下げ、強制乾燥と強制発酵を同時に行うため、少ないエネルギー量で処理物の水分を気化させ、且つ太陽エネルギーを最大限に活用するため、有機廃棄物の含水比を下げるための副資材も必要とせず、ランニングコストの軽減が計られ経済的である。又、有機物処理システム内から一切の排水、廃液を出さないため環境に優しい。
【0058】
【実施例】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳述する。
【0059】
このハウス型・有機物発酵処理システムは、課題を解決するための手段の項において説明したものと同様な構造となっており、更にそれらに付随する1.投入ホッパー,1a.投入コンベアー,2a.圧縮ジャッキ,2b.押出しジャッキ,3.排出ホッパー,3a.排出コンベアー,7.油圧ユニット,8.発酵微生物菌貯留タンク,8a.発酵菌送入管,24a.還元物質吸入管A,24b.還元物質吸入管B,28.送水ポンプA,32.送水ポンプB,B.温度計測器,C.湿度計測器,▲3▼.搬出テリトリーA,▲7▼.搬出テリトリーB,を図1.2に示してある。
【0060】
まず[1]▲1▼.搬入テリトリーA,か▲5▼.搬入テリトリーB,に搬入された有機廃棄物は、その必要性に応じて2.固液分離機,で分離するか直接▲2▼.処理テリトリーA,もしくは▲6▼.処理テリトリーC,に露出されている11.ハウス下部(発酵槽),へ、ショベルローダー等で搬入する。
【0061】
[2]このとき、固液分離を行う場合は有機廃棄物を1.投入ホッパー,に投入し、1a.投入コンベアー,で2.固液分離処理機,に送入する。送入された有機廃棄物は2a.圧縮ジャッキ,により押しつぶされ固液に分離される。2.固液分離機,の槽内底面は、穴の明いた目皿となっており、分離された液体は2c.配水管,を通り4.液体有機物貯留タンク,へ貯留され、固体は2b.押出しジャッキ,により3.排出ホッパー,に入れられ3a.排出コンベアー,で再び▲1▼.搬入テリトリーA,か▲5▼.搬入テリトリーB,へと戻され、11.ハウス下部(発酵槽),へ投入される。
【0062】
[3]有機廃棄物の投入が完了した11.ハウス下部(発酵槽),は20.ハウス下部(発酵槽)開閉壁,を閉じ、19.ハウス下部(発酵槽)移動ローラー,で▲4▼.処理テリトリーB,に移動を行い、18.ハウス下部(発酵槽)設置ジャッキ,と21.支圧壁,が起動され10.ハウス上部(発酵槽),と完全に密着した一体の発酵槽ができるよう構成される。
【0063】
[4]11.ハウス下部(発酵槽),は、一体化の区切られた2槽の発酵槽で構成しているため、このとき▲4▼.処理テリトリーB,に位置していた発酵槽はこれから処理する発酵槽があった処理テリトリーと反対の方向に露出される。このことにより露出された発酵槽の完了処理物は搬出され、又、有機廃棄物が投入されるというサイクルになっている。又[2]で4.液体有機物貯留タンク,へ貯留された液体有機物は4a.液体有機物送入菅,を通して、16.自走式スラリー散布装置,により発酵槽内に散布され固形有機物と一緒に発酵処理が行われる。
このとき液体有機物は、体積的にはそのほとんどが消滅してしまう。
【0064】
[5]10.ハウス上部(発酵槽),と11.ハウス下部(発酵槽),が密閉され一体となったハウス型・有機物発酵処理槽であるが、上部は10.ハウス上部(発酵槽),が太陽光を取り込むため透過性の良い耐圧ガラスの二重構造となっていて、10a.断熱層空間,を設けてあり断熱と共に耐圧層おも形成している。このことにより、四季を通してかなりの温室効果を得ることができる。二重構造としているのは,断熱層を設けると共に構造物が直接大気圧を受けない様大気圧の緩和層(耐圧層)を形成することを目的としている。
【0065】
[6]又、密閉されたハウス・有機物発酵処理槽であるが、[5]で示した温室効果による加温方法以外にも14.ヒーター,と34.ヒーティング,による加温装置を備えている。
【0066】
[7]14.ヒーター,と34.ヒーティング,には5.太陽電池,で作られる電池が6.蓄電池,に貯められ、インバーターで制御され送られてくる。
【0067】
[8]こうして[1]〜[4]で記述のごとく、ハウス(発酵槽)に投入された有機廃棄物(固体、液体)は温室効果、14.ヒーター,34.ヒーティング,による加温を受けることとなる。
【0068】
[9]こうして[8]に記述のごとく、有機廃棄物(固体、液体)は加温されるが、同時に真空ポンプの働きにより減圧を受ける。
【0069】
[10][3]記述のハウス(発酵槽)内の有機廃棄物(固体、液体)は[8]記述の加温と[9]記述の減圧を同時に受け、発酵微生物菌による発酵が促進される。
【0070】
[11]このときハウス(発酵槽)内は減圧によって沸点が下がる。又、後に記述するが沸点が60度位であればハウス(発酵槽)内の熱量はそのほとんどが温室効果でまかなえ14.ヒーター,と34.ヒーティング,は補助的(冬期、夜)なものと考えられる。
【0071】
[12]10.ハウス上部(発酵槽),には24.防塵器(サイクロン),と25.熱交換器(コンデンサー),が経由して複数の真空ポンプ(29.真空ポンプA,29a.真空ポンプB,29b.真空ポンプC,)が接続されていて、ハウス型・有機物発酵処槽から水分とガス体である還元物質を25.熱交換器(コンデンサー),で凝縮水に変え、33.クーリングタワー,に送り蒸発散と熱交換に使用する冷却循環水として循環させている。
【0072】
[13]真空ポンプでハウス型・有機物発酵処理槽から、空気、水分、ガス体を吸引し減圧状態にするのは、ハウス型・有機物発酵処理槽内の沸点を下げ、槽内の蒸発散にすする熱エネルギー量を減らしつつ強制乾燥を行うと同時に有機物質にセル現象(内部破壊)を起こさせ、有機物質の性状を変えることにより発酵微生物菌が繁殖する断面を爆発的に増やすことを目的としている。当然槽内は、減圧され嫌気状態となるので発酵力の強い嫌気微生物菌はこれも爆発的に増殖される。
【0073】
[14][13]の強制乾燥、有機物質の性状変化(内部から破壊されるため、スカスカのスポンジ状になり分解しやすくなる)及び性状変化に伴う発酵微生物菌の繁殖断面の確保、嫌気状態での嫌気微生物菌の爆発的増殖、これらが互いに相乗効果となり、従来自然発酵で120日間位かかっていた有機廃棄物の発酵処理が数時間(2時間から最大5時間)で処理できる様になる。
【0074】
[15][12]において複数の真空ポンプ(29.真空ポンプA,29a.真空ポンプB,29b.真空ポンプC,)を並列に接続するのは、ハウス型・有機物発酵処理システムの槽内を一定の減圧状態に保つためである。仮に、同じ到達圧力性能を備えた真空ポンプで何もない密閉されたタンク、あるいは容器を減圧するのであれば、真空ポンプの大小により到達圧力に達するまでの時間的な差は出るものの、一度、到達圧力に達すればそれを維持することは真空ポンプの大小に関係なく同じであり、当然真空ポンプの台数など関係はない。
【0075】
[16]しかしながら、本発明は何もない密閉されたタンクではなく、[1]〜[4]に記述のごとく、有機物を発酵処理するためのシステムであるので、当然気密性を有した発酵槽内には有機物が投入されている。
【0076】
[17]発酵槽内は1台の真空ポンプで、減圧をかければすぐに設定した到達圧力に達し沸点を下げる。しかし有機物からの水分の蒸発散が始まり、発酵微生物菌の活動により発酵が促され、ガス体である還元物質が発生してくると、発酵槽内の温度は沸点を無視して上昇を始める。このとき真空ポンプの圧力計は、設定到達圧力を示している。
【0077】
[18]これは圧力計が到達圧力を示していても、発酵槽内が一定の減圧状態を保っていないことを示している。なぜならば、減圧によって発酵槽内の沸点が下がり、一定の減圧状態を保っているのであれば沸点以上の温度上昇は起きない。
水を大気圧状態で、いくら熱しても100度以上の温度に上昇しないのと同じ理由である。
【0078】
[19]ではなぜ真空ポンプの圧力計が設定到達圧力を示していて、発酵槽内の沸点が下がっているにもかかわらず、発酵槽内温度が上昇するかというと、設定到達圧力を保っていないためである。
【0079】
[20]これは、真空ポンプの吸排気能力(到達圧力に達する時間)を上回る量の溶存水、溶存空気、還元物質であるガス体が、有機物から出されているためである。
【0080】
[21]真空ポンプの圧力計を信じて発酵槽内の温度上昇を見逃すか、無視すると有機廃棄物を時間をかけて乾燥することはできるが、発酵処理をすることはできない。[13]、[14]で記述の通りである。
【0081】
[22]本発明、ハウス型・有機物発酵処理システムにおいて、設定到達圧力まで減圧し、設定到達圧力の状態に保つことは生命線であり、何にもまして大切なことである。
【0082】
[23]本発明、ハウス型・有機物発酵処理システムにおいては、発酵槽内の減圧状態を一定に保つため、発酵槽内の温度管理をし、真空ポンプの可動と連動させている。つまり、減圧を開始するときは全ての真空ポンプが可動し設定した減圧状態に到達させる。しかし設定減圧状態に到達すると、29.真空ポンプA,だけが可動し設定減圧状態を保ち、29a.真空ポンプB,と29b.真空ポンプC,は停止する。このとき29a.真空ポンプB,と29b.真空ポンプC,は真空ポンプの圧力計に関係なく、発酵槽内のB.温度計測器,と連動し可動する様設定する。減圧状態により設定されているはずの発酵槽内沸点温度を超えて、温度が上昇しだすと自動的にまず29a.真空ポンプB,が可動を開始し、設定減圧状態を保つ。当然再び温度が上昇しだすと、最後の29b.真空ポンプC,の可動が開始され、設定減圧状態を保つ様に構成されている。
【0083】
[24]つまり発酵槽温度に連動し可動する真空ポンプの必要台数は、処理を行う有機廃棄物の質と量に比例しているということであり、逆に必要台数の真空ポンプを可動させれば発酵処理槽は拡大でき、有機廃棄物の処理量を増やすことができるということである。
【0084】
[25]本発明、ハウス型・有機物発酵処理システムにおいては、全て−740mmHg(絶対圧力20mmHg)到達圧力の真空ポンプで、発酵槽内圧力が−600mmHg以上になる様設定している。−600mmHgのときの沸点は約60度であるが、これは大気圧の酸素濃度の約20%位である。
【0085】
[26]発酵槽内温度が80度以上になると(約−400mmHg、絶対圧力360mmHg)[13]、[14]で記述した有機廃棄物の発酵処理はほとんど期待できない。
【0086】
[27]次に複数の真空ポンプ(29.真空ポンプA,29a.真空ポンプB,29b.真空ポンプC,)によって発酵槽から吸引された水分、空気、ガス体(還元物質)は、25.熱交換器(コンデンサー),で凝縮水に変えられ、最終的には33.クーリングタワー,に送られ処理されるが、その前に一度、26.凝縮水タンク,に集められ27.オゾン発生装置,で作られたオゾンを27a.オゾン送付管,より注入撹拌されることにより、【従来の技術】【0036】及び【課題を解決するための手段】[15]で記述のごとく、問題を起こさない様構成されている。
【0087】
[28]次に[1]〜[4]で記述のハウス(発酵槽)には、12.自走式撹拌装置,が備え付けられており、処理対象である有機廃棄物を自走しながら撹拌を行っている。これは処理を早め、処理にムラが起きない様にするためである。
【0088】
[29]次に[1]〜[4]で記述のハウス(発酵槽)には、31.ブロワー,と9.空気吸入口,を備え付けている。これは[13]〜[26]で記述のごとく有機廃棄物を密閉されたハウス(発酵槽)に入れ、加温と減圧と乾燥を行い、発酵処理を行うわけであるがほとんどの場合、この状態での処理だけで発酵処理を完了することはできないためである。
【0089】
[30]上記のごとく、加温と減圧と乾燥による発酵処理を行えば[13]〜[14]に記述の様に処理が行えるが、この状態での処理だけで完了したのでは発酵肥料として田畑に施肥した場合問題が起きてしまう。
【0090】
[31]これは[13]に記述の通り、発酵槽内を嫌気状態で発酵力の強い嫌気微生物菌の働きを利用するためである。
【0091】
[32]嫌気微生物菌は大きく分けると偏性嫌気性菌と通性嫌気性菌に分けられる。偏性嫌気性菌は非常に嫌気的で空気の中では生存できない微生物で、通性嫌気性菌は嫌気と好気の中間に位置するもので嫌気的ではあるけれど空気の中でも生存が可能な微生物である。(人間の大腸菌、乳酸菌、光合成菌)
【0092】
[33]実は、病原菌や腐敗菌のほとんどが嫌気性が強く、嫌気的になるほどその病原性や腐敗性も強くなる傾向がある。
【0093】
[34][13]に記述の通り、発酵処理を行うときはその発酵力を利用するが、発酵処理が完了間近になると嫌気性の強い偏性嫌気性菌は不要(いては困る)であるため、ハウス(発酵槽)内に空気を9.空気吸入口,より31.ブロワー,で吸引し、常圧状態にすることにより殺菌を行う。([32]に記述の通り偏性嫌気性菌は空気の中で生存できない)
【0094】
[35]常圧状態で12.自走式撹拌機,でまんべんなく撹拌された有機廃棄物は、次に好気微生物による発酵が開始され、通性嫌気性菌とブレンドされた良質の堆肥となる。
【0095】
[36]次に、13.紫外線照射装置,とハウス(発酵槽)にオゾンを噴霧する15.自走式オゾン噴霧装置,についてである。これは埋立地等の有機廃棄物を本発明のハウス型・有機物発酵処理システムで処理する場合に使用する。
【0096】
[37]ダイオキシン類等の有害物質を含む可能性がある有機廃棄物を処理する場合は、オゾンの持つ酸化力を利用して脱塩基化を行い、紫外線照射による殺菌を行う(光化学分解)方法としては、10.ハウス上部(発酵槽),に[6]〜[7]に記述の14.ヒーター,と交互に13.紫外線照射装置,が設けてあり、必要に応じて紫外線を照射し殺菌を行う。又、同じく10.ハウス上部(発酵槽),には[4]で記述の16.自走式スラリー散布装置と平行する形で備え付けられており、必要に応じて15.自走式オゾン噴霧装置から、オゾンが出される様に構成されている。
【0097】
[38]次に8.発酵微生物菌貯留タンク,であるが、これは主に[1]〜[4]で記述している有機廃棄物が家畜の糞尿ではなく、食物残渣や農業系残渣の場合主に使用される。その理由は家畜の糞尿には腸内菌や枯草菌等の発酵菌が多量に含まれているので、前記[1]〜[35]の様な環境を与えるとおのずと発酵しやすい。ところが食物残渣や農業系残渣物は人手が多く介在しているせいもあって、含まれている発酵菌が非常に少ない場合が多い。特に野菜の場合は農薬を使用している場合など、発酵菌がほとんどない場合がある。
【0098】
[39]前記の場合等は、家畜糞尿と混ぜ合せた上で発酵処理を行うか、8.発酵微生物菌貯留タンク,で培養されている市販又は採取した発酵菌を8a.発酵菌送入管,で送り、17.自走式発酵菌噴霧装置,で噴霧する。
【0099】
[40]発酵微生物菌の採取及び培養は難しいことではなく、誰にでも簡単に行うことができる。例えば、乳酸菌等は2〜3日分の米のとぎ汁に牛乳を入れ、3日位置けば乳酸菌培養液ができるし、稲の切り株に御飯を載せ、2〜3日置いてから容器に入れ35度前後のお湯と黒糖などの糖類を入れて置くと4〜5日で枯草菌培養液ができあがる。
【0100】
[41]尚、[5]に示している10.ハウス上部(発酵槽),に使用している耐圧ガラスは、透過性の良い耐圧素材であればその材質にこだわるものではない。又、[28]に示している12.自走式撹拌機,(スクープ方式)は、その機能を有していればスクリュー方式、オーガー方式等その型式にこだわるものではない。又、[6]〜[8]に示している加温方法(ソーラーシステムによる加温方法)は、その機能を有していればボイラー、買電等そのシステムにこだわるものではない。又、[4]に示している11.ハウス下部(発酵槽),は、その機能を有していれば材質及び形状(区切られた2槽)にこだわるものではない。例えば、発酵時間(開給から完了まで)が短い場合は3槽でも5槽でもよい。
【効果】
以上のごとく、構成し作用する本発明の有廃棄物発酵処理システムは、システム内部で発酵に適した環境を作り強制発酵を行うため、発酵が外的要因に左右されず大量の固形有機廃棄物を短時間(1/500〜1/1,500程度)で発酵処理し、且つ従来処理ができなかった液体有機廃棄物(スラリー)を消滅処理することができる。このため広大な場所や施設を必要とせず、イニシャルコストが安く済み経済的である。悪臭、還元物質(ガス体)、排水、廃液をシステム外部に放出しないため環境に優しい。本システムの動力源の大半を太陽光でまかなうため、ランニングコストが安く済み経済的であり、環境に優しい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る有廃棄物発酵処理システムの側面図である。
【図2】本発明に係る有廃棄物発酵処理システムの平面図である。
【図3】本発明に係る有廃棄物発酵処理システムの側面図と減圧システム部詳細図1である。
【図4】本発明に係る有廃棄物発酵処理システムの平面図と減圧システム部詳細図2である。
【図5】図2のIII−III断面図及び拡大図である。
【図6】本発明に係る有廃棄物発酵処理システムの断面図であり、発酵槽下部移動状況図である。
【図7】本発明に係る有廃棄物発酵処理システムの断面図であり、支圧壁詳細図1である。
【図8】本発明に係る有廃棄物発酵処理システムの側面図であり、支圧壁詳細図2である。
【図9】本発明に係る有廃棄物発酵処理システムの側面図であり、撹拌機詳細図である。
【図10】本発明に係る有廃棄物発酵処理システムのフロー図である。
【符号の説明】
1. 投入ホッパー 20.ハウス下部(発酵槽)開閉壁
1a.投入コンベアー 21.支圧壁
2. 固液分離機 22.支圧壁ジャッキ
2a.圧縮ジャッキ 23.メジ材
2b.押出しジャッキ 24.防塵器(サイクロン)
2c.排水管 24a.還元物質吸入管A
3. 排出ホッパー 24b.還元物質吸入管B
3a.排出コンベアー 25.熱交換器(コンデンサー)
4. 液体有機物貯留タンク 26.凝縮水タンク
4a.液体有機物送入管 26a.凝縮水送水管
5. 太陽電池 27.オゾン発生装置
6. 蓄電池 27a.オゾン送付管
7. 油圧ユニット 27b.オゾン送入ガイドレール
8. 発酵微生物菌貯留タンク 28.送水ポンプA
8a.発酵菌送入管 29.真空ポンプA
9. 空気吸入口 29a.真空ポンプB
10.ハウス上部(発酵槽) 29b.真空ポンプC
10a.断熱層空間 30.真空ポンプD
11.ハウス下部(発酵槽) 31.ブロワー
12.自走式撹拌機 32.送水ポンプB
12a.スクープ 33.クーリングタワー
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a system having a function of fertilizing and feeding organic substances, particularly organic waste.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, many proposals have been made for fermenting organic fertilizers to make fertilizers and feeds, but they can be divided into two types: solid fermentation and liquid fermentation. .
[0003]
Before describing the two treatment methods, the current state of organic waste, especially in the case of livestock manure, will be described in advance because there is a difference in the state and amount of manure discharged depending on the breeding form.
[0004]
[Current status of organic waste]
First, typical organic waste includes livestock manure, food residues, and agricultural and fishery residues.
Livestock manure was particularly serious, and since November 1999, “appropriate management and proper treatment of livestock manure” was legislated and mandated. However, the amount is enormous, and it is discharged as 100 million tons of organic waste every year in the country. About 8% of the waste is processed into compost and returned to farmland, and more than 90% is left in the field. Or dig a hole and fill it, or it is in a state of running down.
[0005]
In addition, in the case of garbage from ordinary households, approximately 40 million households nationwide emit 1.5 kg of garbage daily per household, resulting in 21.9 million tons per year. It is about 1/5 of the amount emitted.
[0006]
Agricultural residues are left in the field in the name of production adjustment by non-standard products, rich harvests, imports, etc., causing odor pollution and soil rot, and causing illegal dumping problems. Also, huge amounts of organic waste, such as starch cake, soybean cake, liquor cake, fruit residue, etc., are discharged from the agricultural processing plant, most of which are left unused or landfilled without being effectively used. Yes.
[0007]
Marine waste dumping of fishery residues has been banned since fiscal 2001, and seafood, shellfish, starfish, and fish that have not been turned into merchandise after entering the port are all treated as organic waste on land. The amount exceeds 30% of the amount. Since there are about 5.3 million tons of landfall every year in the country, about 1.59 million tons are generated annually, and when combined with about 1 million tons discharged from the fishery processing plant, the number is about 2.6 million tons. In addition, the amount of organic waste discharged from public facilities, the restaurant industry, and the market is enormous.
[0008]
As described above, organic waste has been increasing every year, starting with livestock manure, but the amount is so large that it cannot be handled at present. It causes various problems such as water pollution, air pollution, illegal dumping, incinerator (dioxin problem), and financial problems due to landfill construction.
[0009]
[Difference and amount of manure status depending on livestock breeding form]
There are significant differences in the amount and condition of manure depending on the type of livestock. At present, the Ministry of Agriculture and Forestry defines 6 types of animals (dairy cows, beef cattle, pigs, egg-laying chickens, horses, broilers) and the amount of manure generated is about 70% for dairy cattle and about 20% for beef cattle. Pigs are about 6%, egg-laying chickens are about 2%, horses are about 1%, and pleulers are about 1%. Breeding of horses will decrease slightly in the future, and breeding of dairy cattle will be slightly increasing.
[0010]
The state of excreta is closely related to the breeding form, particularly the amount of the litter, and it is determined by the breeding form whether the treatment is performed as a solid or liquid. Pigs, hens, horses, and broilers vary slightly from region to region, but the amount of manure generated is small, the covering material is sufficient, and the breeding form is relatively established. % Solids (type called solids).
[0011]
The biggest problem with livestock manure is cattle that account for about 90% of the total manure production. Beef cattle are expensive in value, so there are many breeding forms called freeburn (several cows are divided into rooms and raised with concentrated feed), and a large amount of bedding materials such as sawdust are easy to absorb moisture. It is used and almost can be handled as a solid type.
[0012]
Of particular concern is manure from dairy cattle, with about 50 to 60 adult humans per adult cattle, and about 50 kg of feces (including bedding material) and 15 kg of urine. Compared with, it is nearly 3 times. In addition, the breeding form is divided into a stunt style that is bred in a cattle barn (common for milking cows) and a free stall that is divided into several rooms (mostly dry cows), but dairy cattle are beef cattle The price is lower than that of bedding, so the water content of manure discharged from the use of cheap straw, rice straw, and grass is increased, and the water content is about 87% in the stanchon style (called semi-solid) Type) and free stall style, the water content exceeds 90% (a type called slurry) and is handled as a liquid material.
[0013]
In recent years, there has been an increase in the number of free stall style breeding cows that are not costly for milking cows in order to reduce the total cost. In other words, the state of manure has also shifted from the semi-solid type (solid-liquid separation is required for fermentation) to the slurry type (liquid), and is increasing, as described in [Current Status of Organic Waste] Since domestic annual excretion of livestock manure is about 100 million tons, the treatment of dairy cattle that account for 70%, especially slurry type, is a big problem.
[0014]
Conventionally, as described above, technologies for fermenting organic waste are roughly classified into two types: solid fermentation and liquid fermentation.
[0015]
First of all, fermentation of solid organic waste is basically, but after basically adjusting the water content ratio of organic waste to around 70%, it is fermented as it is with fermentation microorganisms contained in organic waste. Process. As a method for adjusting the water content ratio, it is common to squeeze water with a dehydrator and perform solid-liquid separation, or to mix other organic substances (rice husk, sawdust, rice bran, etc.) as a secondary material.
[0016]
Naturally, the secondary materials that can be mixed will vary depending on whether they are fermented to make compost or livestock and fish. The reason why the water content ratio is adjusted to around 70% is that the fermentation of solid organic matter normally expects fermentation by aerobic microorganisms. Fermentation of organic substances by aerobic microorganisms (activity in which microorganisms decompose organic substances) is actively promoted if the water content is 70% or less and air is supplied.
[0017]
Further, in order to supply air, it is necessary to turn over (invert the organic matter), but the fermentation time varies greatly depending on the degree of turnover. If the fertilization is carried out frequently every day and the water content is reduced to 60% or less while evaporating and distilling water under well-ventilated conditions, a good quality organic fertilizer or organic feed can be produced in about 120 days. In general, when the quantity is small, it is carried out by a heavy equipment such as a backhoe or an excavator.
[0018]
Secondly, the fermentation of liquid organic waste is the main target organic waste. The main dairy cattle breeding forms mentioned above are the slurry-type manure discharged from the free stall style and the semi-solid type. It is urine obtained by solid-liquid separation of feces and urine by dehydrator or natural flow.
[0019]
Slurry-type manure exhibits a fertilizer effect similar to that of chemical fertilizer because it has a high fertilizer effect and its components are almost inorganic or easily decomposed, but the components are hardly damaged by fermentation.
[0020]
Usually, liquid manure is collected in a tank and aerated (sent air) is aerated in the tank to promote fermentation by aerobic microorganisms, reducing malodor and using it as liquid fertilizer. If proper heat insulation and aeration are performed, the fermentation period is about 30 days.
[0021]
In addition, when manure, which is liquid organic waste, is placed in a sealed tank, fermentation with anaerobic microorganisms is performed for about 30 days, methane gas generated by fermentation is taken out for about 30 days, and the energy is effectively used, and then used as liquid fertilizer. is there.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
Fertilizer and feed by fermentation treatment of the first solid organic waste,
{Circle around (1)} Since the water content ratio is adjusted, there is a problem that a secondary material is necessary and the processing cost increases.
{Circle around (2)} Fermentation conditions depend on the outside air temperature and humidity due to natural fermentation by turning over, and particularly in cold regions where the outside air temperature falls, there is a problem that fermentation itself cannot be performed due to the suspension of the fermentation bacteria during the winter period.
[0023]
(3) Because of natural fermentation by reversal, when there is not enough reversal and the air supply is insufficient or the water content ratio is not adequately adjusted (75% or more), it is not fermented by aerobic microbes but anaerobic microbes. The fertilizer and feed that are occupied by the fermentation and contain a large amount of spoilage bacteria are produced. Naturally, it cannot be used as fertilizer or feed and is reverted to organic waste.
[0024]
As described in (4) [Prior art], the amount of organic waste is enormous. For example, the number of dairy farmers in Hokkaido is about 11,000, and the number of dairy cattle per unit is average. There are around 100 farmers. That is, if the amount of manure discharged from one dairy cow is 65 kg per day, 100 cows will discharge 6 tons and 500 kg, and one year will result in 2,372 tons and 500 kg discharged from one farmhouse. Since it takes a long time (120 days for solids and 60 days for liquids) to ferment an enormous amount of organic waste, there is a problem in that the scale of the facility to be treated and the area used are large, and the initial cost is increased. is there.
[0025]
(5) In order to reduce the moisture content of organic waste, water is evaporated into the atmosphere, so that the reducing substances during fermentation, such as ammonia, methane gas, nitrous oxide, and hydrogen sulfide, are volatilized as a gas body, causing bad odor pollution ( It causes various problems such as ammonia) and global warming (mainly methane gas and nitrous oxide).
[0026]
(6) Fermentation conditions (organic constituents, aerobic microorganisms, anaerobic microorganisms) at the completion of the treatment, depending on the fermentation conditions (water content ratio at the start of fermentation, outside temperature, humidity, oxygen supply amount, etc.) for natural fermentation Etc.) is not constant, and a uniform product cannot be made even if the raw materials used are the same.
[0027]
Although the second liquid organic waste is fertilized by fermentation, it has various problems.
(1) Although odor can be reduced by fermentation, the bad odor is badly handled and becomes a bad odor pollution after use.
[0028]
{Circle around (2)} Fermentation is almost never damaged by fermentation, so a fertilizer effect can be expected, but a large quantity cannot be put into the field. This means that even if liquid fertilizer is made, there is no outlet (market) and there is no marketability. If it is forced into the field, the growth of the plant will be hindered.
[0029]
(3) Since it is liquid, it has a lot of underground infiltration and volatilization in the atmosphere. Nitrogen content is polluted as nitrate nitrogen and water vapor (ammonia, methane gas, nitrous oxide, hydrogen sulfide, etc.) causes air pollution. End up.
[0030]
(4) If the fermentation time is long (around 30 to 60 days), a large amount of manure is discharged every day as described above, so that there is a problem that the facility scale becomes large and the initial cost increases. In particular, a biogas plant that performs fermentation with anaerobic microorganisms, extracts methane gas, and effectively uses energy has a problem of high initial cost and high running cost.
[0031]
(5) (4) The biogas plant described in (4) is important in the future from the viewpoint of effective use of energy. Separated. There are various manufacturers that cannot be discussed in general, but the power that can be obtained through capital investment equivalent to 200 million yen is 8 to 10 households. On the other hand, how much time it takes to consume 200 million yen of electricity in 8 to 10 ordinary households, and the price effect is not realized on a commercial basis. Moreover, although it is liquid fertilizer after taking out biogas (methane gas, carbon gas) and using energy effectively, there are a problem of marketability and cost similarly to the previous description. In view of the above, the biogas plant should be constructed as a future research subject.
[0032]
(6) The biggest problem with manure, which is a liquid organic waste, is that even if it is fermented for a large amount of discharge, the main component values do not change, so a large amount of fertilizer cannot be applied, and bad odors flow badly. This is difficult to handle.
[0033]
(7) In view of the above, as far as liquid organic waste is concerned, there is a complete difference from treatment with solid organic waste. It is possible to reduce odor but there is no use other than the use of energy. In general, it is a problem that it does not belong to the field of “treating”, and there is actually no method for treating a slurry that is liquid organic waste.
[0034]
The present invention solves the above-mentioned problems, and does not require much time (days), a vast facility scale, and a use area by forcibly fermenting many organic substances at once in a closed system. Fermentation is not affected by external conditions such as temperature and humidity, and almost no odors or reducing substances are released outside the system. In addition, the inside of the house, which is the fermenter of the system, is depressurized, the internal boiling point is lowered, the forced drying and the cell phenomenon (internal destruction) are performed at the same time, and the physical content is changed to change the properties of organic matter. There is no need for rice husk, sawdust, rice bran, etc., and the issuing time can be shortened and it is economical.
[0035]
Moreover, the present invention can be sterilized by a photochemical decomposition method regardless of whether it is an organic substance or an inorganic substance. In particular, an organic substance can be fermented with either an aerobic microorganism or an anaerobic microorganism, and is commercially available. It is also possible to use useful microorganisms.
[0036]
Moreover, although the gas body which is a reducing substance generated in the house (fermenter) becomes condensed water in the heat exchanger, it undergoes a chemical change due to oxidation of ozone and becomes harmless. For example, hydrogen sulfide is decomposed into CO2 + 2H2S → CH2O + H2O + S2, methane is decomposed into CO2 + CH4 → 2CH2O, ammonia is decomposed into 2CO2 + 2NH4 → 2CH2O + 2H2O + N2, and most of them decompose into water and a carbon compound.
[0037]
Further, the condensed water is reused as cooling circulating water for use in the heat exchanger, and only the excess water is evaporated from the cooling tower as water vapor. That is, since no drainage or waste liquid is discharged outside the system, water pollution and air pollution are not caused.
[0038]
In addition, the present invention can perform solid-liquid separation of organic waste and can be processed simultaneously with solid-liquid or with a time difference. Solid organic waste is fermented to high-quality fertilizer and feed, and most of liquid organic waste is Can be eliminated, and the fertilizer can be left in solid organic waste and secondary materials.
[0039]
As described above, the present invention has a function of fermenting a large amount of organic waste in a short time regardless of whether it is solid or liquid, without causing water pollution or air pollution, and sterilizing regardless of inorganic substances or organic substances. The purpose is to provide a system.
[0040]
[Means for Solving the Problems]
[1] To achieve the above objectiveHandsThe steps are as follows.
OrganicDiscard10. House that is the main body of the fermenter of the product fermentation treatment system. 10. Upper house (fermentor); It was configured to be separated into the lower part of the house (fermentor).
[0041]
[2] 10. The upper part of the house (fermentor) has a double structure of pressure-resistant glass with good permeability for taking sunlight into the fermenter, and the space between the pressure-resistant glass and the pressure-resistant glass is 10a. It is a heat insulation layer space. Also, 10. The upper part of the house (fermenter) is the support and 21. It is connected and fixed to the foundation together with the bearing wall.
[0042]
[3] 11. 18. The lower part of the house (fermenter) is composed of two integrated tanks. (2) by the moving roller at the bottom of the house (fermenter). Processing territory A, to {circle around (6)}. Can move between processing territories C. Also, (4). When fermentation is performed in the processing territory B, 18. By the jack installed at the lower part of the house (fermenter), 10. It is in close contact with the upper part of the house (fermentor). At this time, 10. 21. It is connected to the upper part of the house (fermentor). 21. The bearing wall has a movable inner wall. Close contact with bearing wall jack. 10. 10. Upper house (fermentor); 23. All on the surface where the lower part of the house (fermenter) is in close contact. A fermenter that is completely sealed is provided.
[0043]
[4] 10. A plurality of vacuum pumps (29. vacuum pump A, 29a. Vacuum pump B, 29b. Vacuum pump C,) are provided in the upper part of the house (fermentor). Dustproof device (cyclone), and 25. 8. It is installed in parallel via a heat exchanger (condenser), and Open and close the valve of the air inlet 31. By moving the blower in conjunction with each other, the atmospheric pressure in the house (fermenter) can be arbitrarily set to a normal pressure state and a reduced pressure state. In addition, the vacuum pumps installed in parallel stop moving when the decompression rate in the house (fermenter) reaches a set value, but stop moving when the temperature in the house (fermenter) rises. It is configured to maintain a constant decompression state.
[0044]
[5] Also, 10. The upper part of the house (fermentor) is 13. Ultraviolet irradiation device, multiple units, 14. Heater, multiple units, 15. Self-propelled ozone spray device, 16. Self-propelled slurry spreader, 17. Self-propelled fermenting bacteria spraying device, 12. A self-propelled stirrer is provided.
[0045]
[6] Also, 11. The lower part of the house (fermenter) is 21. The surface in contact with the bearing wall is 20. It is the lower part of the house (fermenter) opening and closing wall, and (2). Processing territory A or (6). When moving to the processing territory C, it can be arbitrarily opened and closed. 11. 20. The lower part of the house (fermentor). 34. On all surfaces except the lower part of the house (fermenter) opening / closing wall, Heating is provided.
[0046]
  [7] 10. The upper part of the house (fermentor) and beams on the bottom of both sides are equipped with A. A stirrer running rail is installed, and the upper part is 12. A self-propelled stirrer is configured so that it can travel in both directions.
[0047]
[8] (4). Organic waste treated in treatment territory B, The lower part of the house (fermentor), (2). Processing territory A or (6). In processing territory C, 19. Moved by the lower house (fermentor) roller, 20. After opening the lower part of the house (fermenter) opening and closing wall, it is carried out by a shovel loader.
[0048]
  [9] 10. 13. On the upper side of the house (fermentor) and both sides of the middle stage. An ultraviolet irradiation device, and 14. Heaters are provided alternately, and 27b. 15. Ozone delivery guide rail, arranged along the track. 27. Self-propelled ozone spray device. It is configured to spray ozone produced by an ozone generator.
[0049]
[10] 11. In the lower part of the house (fermenter), 20. 34. All surfaces except the lower part of the house (fermenter) opening and closing wall. 4. heating. Electricity made with solar cells, 6. Through the storage battery 34. Sent to heating. (At this time, it is the inverter that replaces the direct current with the alternating current.)
[0050]
  [11] 10. The upper part of the house (fermenter) takes in the heat of sunlight into the fermenter, so it has a double structure of pressure-resistant glass with good permeability. It is a heat insulation layer space. A vacuum pump D is connected to form an arbitrary pressure insulation layer.
[0051]
  [12] [1]. Carry-in territory A, and [5]. In the import territory B, 2. The solid organic waste separated at this time is [2]. Processing territory A, or [6]. It is carried into the processing territory C by an excavator loader or the like, [4]. Fermentation treatment is performed in the treatment territory B. The liquid organic waste separated at this time is 2. 2c. Provided at the bottom of the solid-liquid separator. 3. through the drain pipe. Stored in a liquid organic matter storage tank. The stored liquid organic waste is 10. 16 self-propelled slurry spreader provided in the upper part of the house (fermentor), 4a. It is sent and dispersed through the liquid organic substance feed pipe. At this time, the spraying timing is [4]. Since it is largely related to the water content ratio of the solid organic waste processed in the processing territory B, it can be arbitrarily set.
[0052]
  [13] 10. 10. Upper house (fermentor); It was configured to be separated into the lower part of the house (fermentor). 10. The upper part of the house (fermenter) is the support and 21. It is connected and fixed to the foundation together with the bearing wall. 11. The lower part of the house (fermenter) is composed of two integrated tanks. The lower part of the house (fermenter) has an open / close wall. 11. In the lower part of the house lower part (fermenter), 18. 18. House lower (fermenter) installation jack, and 9. The lower part of the house (fermenter) moving roller is provided. The upper part of the house (fermenter) is installed. [4]. It is configured so that it can be moved to the processing territory B and installed.
[0053]
[14] 10. In the upper part of the house (fermentor), 12. A self-propelled agitator; 10. Upper house (fermentor); The lower part of the house (fermenter) is integrated, and (4). When the fermentation process is performed in the processing territory B, the stirring posture is set and the automatic stirring is performed. (4). Fermentation treatment in treatment territory B is over (2). Processing territory A or (6). In processing territory C, 11. When the lower part of the house (fermenter) moves, 12a. Scoop jumps up, 11. It is configured not to obstruct the movement of the lower part of the house (fermentor).
[0054]
  [15] 10. A plurality of vacuum pumps (29. vacuum pump A, 29a. Vacuum pump B, 29b. Vacuum pump C,) are provided in the upper part of the house (fermentor). Dustproof device (cyclone), 25. 31. Installed in parallel via a heat exchanger (condenser). Blower is directly 10. It is installed in the upper part of the house (fermentor). Water vapor and gas bodies (reducing substances) drawn from the house (fermentor) by a plurality of vacuum pumps (29. vacuum pump A, 29a. Vacuum pump B, 29b. Vacuum pump C,) are 25. 26. It becomes condensed water in a heat exchanger (condenser). The condensed water tank is collected 26a. Through the condensate water pipe, 33. It is sent to the cooling tower, where excess water evaporates and the rest is 25. Used as cooling circulating water for heat exchanger (condenser).
[0055]
[16] At this time, 26. The condensate tank contains 27a. Through the ozone delivery tube, 27. Since the ozone produced by the ozone generator is introduced and debasification is performed, cooling circulating water and 33. The water evaporating from the cooling tower changes into harmless water (H2O) and carbon compound (C) and does not cause a problem. In addition, 31. The gas body (reducing substance) and moisture drawn out by the blower are also 25. 26. heat exchanger (condenser); Through the condensate tank, or directly 33. Since it is sent to the cooling tower, there is no problem as described above.
[0056]
[Action]
  Configured in this wayHaveMachineDiscardThe fermented food processing system can ferment and disinfect a large amount of organic waste (solid / liquid) put in the house (fermentor) in a few hours, so it can be used in a vast place or for a long time. Do not need.
[0057]
In addition, the house (fermentor) is depressurized to lower the boiling point, and forced drying and forced fermentation are performed at the same time, so that the water content of the processed material is vaporized with a small amount of energy, and organic waste is used to maximize the use of solar energy. There is no need for secondary materials to reduce the moisture content of the product, and the running cost is reduced, which is economical. In addition, it is environmentally friendly because it does not discharge any wastewater or waste liquid from the organic matter treatment system.
[0058]
【Example】
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0059]
This house-type organic matter fermentation treatment system has the same structure as that described in the section of the means for solving the problems, and is further associated with the structure. Input hopper, 1a. Loading conveyor, 2a. Compression jack, 2b. Extrusion jack, 3. Discharge hopper, 3a. 6. discharge conveyor, Hydraulic unit, 8. Fermentation microorganism storage tank, 8a. Fermentation bacteria feeding tube, 24a. Reducing substance suction pipe A, 24b. Reductant intake pipe B, 28. Water pump A, 32. Water pump B, B. Temperature measuring instrument, C.I. Humidity measuring instrument, (3). Unloading territory A, (7). The unloading territory B is shown in FIG.
[0060]
First, [1] (1). Carriage territory A, or (5). The organic waste carried into the import territory B, according to the necessity, is 2. Separate with a solid-liquid separator or directly (2). Processing territory A or (6). 10. exposed to processing territory C Carry it into the lower part of the house (fermenter) with a shovel loader.
[0061]
[2] At this time, in the case of performing solid-liquid separation, the organic waste is 1. Into the charging hopper, 1a. In the input conveyor, 2. It is sent to the solid-liquid separator. The sent organic waste is 2a. It is crushed by a compression jack and separated into solid and liquid. 2. The bottom surface in the tank of the solid-liquid separator is a perforated eye plate, and the separated liquid is 2c. 3. Pass through the water pipe. Stored in a liquid organic matter storage tank, and the solid is 2b. By extrusion jack, 3. Placed in a discharge hopper, 3a. ▲ 1 ▼ again at the discharge conveyor. Carriage territory A, or (5). 10. Return to import territory B, It is thrown into the lower part of the house (fermenter).
[0062]
[3] The introduction of organic waste has been completed. The lower part of the house (fermenter) is 20. 18. Close the lower part of the house (fermenter) opening and closing wall, At the lower part of the house (fermenter), 4). Move to processing territory B, 18. 20. Jack installed at the bottom of the house (fermenter), and 21. 9. The bearing wall is activated. The upper part of the house (fermentor) is configured to form an integrated fermentor that is in close contact with the upper part.
[0063]
[4] 11. Since the lower part of the house (fermenter) is composed of two integrated fermenters, {4}. The fermenter located in the treatment territory B is exposed in the opposite direction to the treatment territory where the fermenter to be treated was present. The cycle is such that the fermenter completed processed material exposed by this is carried out and organic waste is charged. In [2], 4. The liquid organic matter stored in the liquid organic matter storage tank is 4a. Through the liquid organic matter feeding basket, 16. A self-propelled slurry spreader is sprayed into the fermenter and fermented together with the solid organic matter.
At this time, most of the liquid organic matter disappears in terms of volume.
[0064]
[5] 10. 10. Upper house (fermentor); The lower part of the house (fermenter) is a house-type organic matter fermentation treatment tank that is sealed and integrated. The upper part of the house (fermenter) takes in sunlight and has a double structure of pressure-resistant glass with good permeability, 10a. A heat insulation layer space is provided, and a pressure resistant layer is formed together with the heat insulation. This can provide a significant greenhouse effect throughout the season. The purpose of the double structure is to provide a heat insulating layer and to form an atmospheric pressure relaxation layer (pressure-resistant layer) so that the structure is not directly subjected to atmospheric pressure.
[0065]
[6] Moreover, although it is a sealed house and organic matter fermentation treatment tank, in addition to the heating method by the greenhouse effect shown in [5], 14. A heater, and 34. Heating device is provided.
[0066]
[7] 14. A heater, and 34. For heating, 5. A battery made of solar cells is 6. It is stored in a storage battery, and is controlled and sent by an inverter.
[0067]
[8] Thus, as described in [1] to [4], the organic waste (solid, liquid) thrown into the house (fermentor) is the greenhouse effect, 14. Heater, 34. It will be heated by heating.
[0068]
[9] Thus, as described in [8], the organic waste (solid, liquid) is heated, but at the same time, it is depressurized by the action of the vacuum pump.
[0069]
[10] The organic waste (solid, liquid) in the house (fermentor) described in [3] is simultaneously subjected to the heating described in [8] and the decompression described in [9], and the fermentation by the fermenting microorganism is promoted. The
[0070]
[11] At this time, the boiling point of the house (fermentor) is lowered by the reduced pressure. As will be described later, if the boiling point is about 60 degrees, most of the heat in the house (fermenter) can be covered by the greenhouse effect. A heater, and 34. Heating is considered auxiliary (winter, night).
[0071]
[12] 10. 24. In the upper part of the house (fermentor). Dustproof device (cyclone), and 25. A plurality of vacuum pumps (29. vacuum pump A, 29a. Vacuum pump B, 29b. Vacuum pump C,) are connected via a heat exchanger (condenser), and moisture from the house-type organic matter fermentation tank And a reducing substance which is a gas body. Change to condensed water with a heat exchanger (condenser), 33. It is sent to the cooling tower and circulated as cooling circulation water used for evapotranspiration and heat exchange.
[0072]
[13] The vacuum pump sucks air, moisture, and gas from the house-type organic matter fermentation treatment tank to reduce the boiling point in the house-type organic matter fermentation treatment tank, thereby reducing evapotranspiration in the tank. The purpose is to forcefully dry while reducing the amount of heat energy to be generated, and at the same time to cause a cell phenomenon (internal destruction) in the organic substance, and to explodely increase the cross section where fermenting microorganisms grow by changing the properties of the organic substance It is said. Naturally, since the inside of the tank is depressurized and becomes anaerobic, anaerobic microorganisms with strong fermentative power are also proliferated.
[0073]
[14] Forced drying of [13], property change of organic substance (because it is destroyed from the inside, it becomes a sponge-like sponge and easily decomposes), and a breeding cross section of fermenting microorganisms accompanying the property change, anaerobic state Explosive growth of anaerobic microorganisms at the plant, these have a synergistic effect, and the fermentation treatment of organic waste, which previously took about 120 days in natural fermentation, can be processed in a few hours (2 hours to a maximum of 5 hours) .
[0074]
[15] In [12], a plurality of vacuum pumps (29. vacuum pump A, 29a. Vacuum pump B, 29b. Vacuum pump C,) are connected in parallel in the tank of the house type organic matter fermentation treatment system. This is to maintain a constant reduced pressure state. If a vacuum tank with nothing but a vacuum pump with the same ultimate pressure performance, or if the container is depressurized, there will be a time difference until the ultimate pressure is reached depending on the size of the vacuum pump, but once, If the ultimate pressure is reached, maintaining it is the same regardless of the size of the vacuum pump, and of course, there is no relationship with the number of vacuum pumps.
[0075]
[16] However, since the present invention is not a closed tank with nothing but a system for fermenting organic matter as described in [1] to [4], naturally, a fermenter having airtightness. The inside is filled with organic matter.
[0076]
[17] The inside of the fermenter is a single vacuum pump, and if the pressure is reduced, it reaches the set pressure immediately and lowers the boiling point. However, when evapotranspiration of water from organic substances begins, fermentation is promoted by the activity of the fermenting microorganisms, and reducing substances that are gas bodies are generated, the temperature in the fermenter begins to rise ignoring the boiling point. At this time, the pressure gauge of the vacuum pump indicates the set ultimate pressure.
[0077]
[18] This indicates that even if the pressure gauge indicates the ultimate pressure, the inside of the fermenter does not maintain a constant reduced pressure state. This is because the boiling point in the fermenter decreases due to the reduced pressure, and the temperature does not rise above the boiling point as long as a constant reduced pressure state is maintained.
This is the same reason that water does not rise to a temperature of 100 ° C. or higher no matter how much water is heated at atmospheric pressure.
[0078]
According to [19], the pressure gauge of the vacuum pump indicates the set ultimate pressure, and the fermenter temperature rises despite the boiling point in the fermenter being lowered. This is because there is not.
[0079]
[20] This is because dissolved water, dissolved air, and a gas body, which is a reducing substance, exceeding the intake / exhaust capacity of the vacuum pump (time to reach the ultimate pressure) are discharged from the organic matter.
[0080]
[21] Believing in the pressure gauge of the vacuum pump and overlooking the temperature rise in the fermenter or ignoring it, the organic waste can be dried over time but cannot be fermented. As described in [13] and [14].
[0081]
[22] In the present invention, the house-type organic matter fermentation treatment system, reducing the pressure to the set pressure and keeping it at the set pressure is a lifeline and more important than anything.
[0082]
[23] In the present invention, the house type organic matter fermentation treatment system, in order to keep the reduced pressure state in the fermenter constant, the temperature in the fermenter is controlled and linked with the movement of the vacuum pump. That is, when starting depressurization, all the vacuum pumps are moved to reach the set depressurized state. However, when the set pressure reduction state is reached, 29. Only the vacuum pump A is movable and maintains the set decompression state, 29a. Vacuum pump B, and 29b. The vacuum pump C is stopped. At this time, 29a. Vacuum pump B, and 29b. The vacuum pump C, regardless of the pressure gauge of the vacuum pump, Set to move in conjunction with the temperature measuring instrument. When the temperature starts to rise above the boiling point temperature in the fermenter that should have been set according to the reduced pressure state, first, 29a. The vacuum pump B starts to move and maintains the set pressure reduction state. Of course, when the temperature starts to rise again, the last 29b. The vacuum pump C is started to move, and is configured to maintain a set reduced pressure state.
[0083]
[24] In other words, the required number of vacuum pumps that can move in conjunction with the fermenter temperature is proportional to the quality and quantity of organic waste to be treated. Conversely, the required number of vacuum pumps can be moved. This means that the fermentation tank can be expanded and the amount of organic waste processed can be increased.
[0084]
[25] In the present invention and the house-type organic matter fermentation treatment system, all are set so that the internal pressure of the fermenter becomes −600 mmHg or more by a vacuum pump having an ultimate pressure of −740 mmHg (absolute pressure 20 mmHg). The boiling point at −600 mmHg is about 60 degrees, which is about 20% of the oxygen concentration at atmospheric pressure.
[0085]
[26] When the temperature in the fermenter becomes 80 ° C. or higher (about −400 mmHg, absolute pressure 360 mmHg), the fermentation treatment of organic waste described in [13] and [14] can hardly be expected.
[0086]
[27] Next, the moisture, air, and gas body (reducing substance) sucked from the fermenter by a plurality of vacuum pumps (29. vacuum pump A, 29a. Vacuum pump B, 29b. Vacuum pump C,) are 25. It is converted into condensed water by a heat exchanger (condenser), and finally 33. Before being sent to the cooling tower for processing, 26. Collected in a condensate tank, 27. Ozone produced by an ozone generator, 27a. As described in [Prior Art] and [Means for Solving the Problems] [15], it is constructed so as not to cause a problem by being injected and stirred from the ozone delivery pipe.
[0087]
[28] Next, in the house (fermenter) described in [1] to [4], 12. A self-propelled agitation device is provided, and agitation is performed while self-propelled organic waste to be treated. This is to speed up the process and prevent the process from becoming uneven.
[0088]
[29] Next, in the house (fermentor) described in [1] to [4], 31. Blower, and 9. An air inlet is provided. As described in [13] to [26], the organic waste is put into a sealed house (fermenter), heated, decompressed and dried, and subjected to fermentation treatment. It is because a fermentation process cannot be completed only by the process in a state.
[0089]
[30] As described above, if the fermentation treatment is performed by heating, decompression and drying, the treatment can be performed as described in [13] to [14]. Problems occur when fertilizing fields.
[0090]
[31] This is because, as described in [13], the action of anaerobic microorganisms having strong fermenting power in an anaerobic state in the fermenter is utilized.
[0091]
[32] Anaerobic microorganisms are roughly classified into obligate anaerobes and facultative anaerobes. Obligate anaerobes are microorganisms that are very anaerobic and cannot survive in the air, facultative anaerobes are located between anaerobic and aerobic and are anaerobic but can survive in the air It is. (Human E. coli, lactic acid bacteria, photosynthetic bacteria)
[0092]
[33] In fact, most pathogenic bacteria and spoilage bacteria are strongly anaerobic, and the anaerobic tendency tends to increase their pathogenicity and spoilage.
[0093]
[34] As described in [13], the fermentation power is used when the fermentation treatment is performed, but if the fermentation treatment is nearing completion, an obligate anaerobic bacterium with strong anaerobic properties is unnecessary (and troubled). Therefore, air is introduced into the house (fermentor). From air inlet 31. Sterilize by sucking with a blower and bringing to normal pressure. (As described in [32], obligate anaerobes cannot survive in the air)
[0094]
[35] 12. under normal pressure Organic waste that has been thoroughly stirred by a self-propelled stirrer is then fermented by aerobic microorganisms, resulting in high-quality compost blended with facultative anaerobes.
[0095]
[36] Next, 13. 15. Spray ozone on the UV irradiation device and house (fermentor). About the self-propelled ozone spraying device. This is used when organic waste such as landfill is treated by the house-type organic matter fermentation treatment system of the present invention.
[0096]
[37] A method for debasification by utilizing the oxidizing power of ozone and disinfection by ultraviolet irradiation (photochemical decomposition) when treating organic waste that may contain harmful substances such as dioxins As 10. 14. The upper part of the house (fermentor), described in [6] to [7]. Alternately with heater, 13. An ultraviolet irradiation device is provided, and sterilization is performed by irradiating ultraviolet rays as necessary. Similarly, 10. In the upper part of the house (fermentor), 16. described in [4]. It is installed in parallel with the self-propelled slurry disperser, and if necessary, 15. It is comprised so that ozone may be emitted from a self-propelled ozone spraying device.
[0097]
[38] Next, 8. Although it is a fermenting microorganism storage tank, this is mainly used when the organic waste described in [1] to [4] is not a livestock manure but a food residue or an agricultural residue. The reason for this is that livestock manure contains a large amount of intestinal bacteria, Bacillus subtilis, and other fermentative bacteria, and therefore it is easy to ferment naturally if the environment described in [1] to [35] is given. However, food residues and agricultural residues are often accompanied by a lot of manpower, and the amount of fermenting bacteria contained is often very small. Especially in the case of vegetables, there may be almost no fermenting bacteria, such as when using agricultural chemicals.
[0098]
[39] In the above case, etc., is fermented after mixing with livestock manure? A commercially available or collected fermented bacterium cultured in a fermentation microorganism storage tank, 8a. 16. Send by fermenting bacteria feeding tube, Spray with a self-propelled fermenting bacteria spraying device.
[0099]
[40] It is not difficult to collect and culture the fermenting microorganism, and anyone can easily perform it. For example, for lactic acid bacteria, put milk in 2-3 days' worth of rice broth, and after 3 days, you can make a lactic acid bacteria culture solution. After putting hot water and sugars such as brown sugar in about 4 to 5 days, a Bacillus subtilis culture solution is completed.
[0100]
  [41] In addition, it is shown in [5]. The pressure-resistant glass used for the upper part of the house (fermenter) is not particularly limited to the material as long as it is a pressure-resistant material with good permeability. Moreover, it is shown in [28] 12. A self-propelled stirrer (scoop method) is not particular about its type such as screw method and auger method as long as it has the function. Moreover, the heating method (heating method by a solar system) shown in [6] to [8] does not stick to the system such as boiler and power purchase as long as it has the function. Also, as shown in [4] 11. The lower part of the house (fermenter) is not particular about the material and shape (two separated tanks) as long as it has the function. For example, when the fermentation time (from opening to completion) is short, three or five tanks may be used.
【effect】
  As described above, the present invention configured and operated.Possession ofMachineDiscardSince the fermented food processing system creates an environment suitable for fermentation inside the system and performs forced fermentation, fermentation is not influenced by external factors, and a large amount of solid organic waste is removed in a short time (1/500 to 1 / 1,500). Liquid organic waste (slurry) that could not be treated conventionally can be extinguished. For this reason, a vast place and facility are not required, the initial cost is low, and it is economical. It is environmentally friendly because it does not release bad odors, reducing substances (gas), waste water, or waste liquid outside the system. Since most of the power source of this system is provided by sunlight, the running cost is low, it is economical, and it is environmentally friendly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 relates to the present invention.HaveMachineDiscardIt is a side view of a thing fermentation processing system.
FIG. 2 relates to the present invention.HaveMachineDiscardIt is a top view of a thing fermentation processing system.
FIG. 3 relates to the present invention.HaveMachineDiscardIt is a side view of a thing fermentation processing system, and the pressure reduction system part detail drawing 1. FIG.
FIG. 4 relates to the present invention.HaveMachineDiscardIt is a top view of a thing fermentation processing system, and the pressure reduction system part detail drawing 2. FIG.
5 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 2 and an enlarged view thereof.
FIG. 6 relates to the present invention.HaveMachineDiscardIt is sectional drawing of a thing fermentation processing system, and is a fermenter lower part movement condition figure.
FIG. 7 relates to the present invention.HaveMachineDiscardIt is sectional drawing of a product fermentation processing system, and is a bearing wall detailed drawing.
FIG. 8 relates to the present invention.HaveMachineDiscardIt is a side view of a thing fermentation processing system, and is a detailed view of a bearing wall.
FIG. 9 relates to the present invention.HaveMachineDiscardIt is a side view of a thing fermentation processing system, and is an agitator detail drawing.
FIG. 10 relates to the present invention.HaveMachineDiscardIt is a flowchart of a product fermentation processing system.
[Explanation of symbols]
1. Loading hopper 20. Opening / closing wall of the lower part of the house (fermenter)
1a. Loading conveyor 21. Bearing wall
2. Solid-liquid separator 22. Bearing wall jack
2a. Compression jack 23. Medium
2b. Extruded jack 24. Dustproof device (cyclone)
2c. Drain pipe 24a. Reducing substance suction pipe A
3. Discharge hopper 24b. Reducing substance suction pipe B
3a. Discharge conveyor 25. Heat exchanger (condenser)
4). Liquid organic matter storage tank 26. Condensate tank
4a. Liquid organic substance feeding pipe 26a. Condensate water pipe
5. Solar cell 27. Ozone generator
6). Storage battery 27a. Ozone sending tube
7). Hydraulic unit 27b. Ozone delivery guide rail
8). Fermentation microorganism storage tank 28. Water pump A
8a. Fermentation bacteria feeding tube 29. Vacuum pump A
9. Air inlet 29a. Vacuum pump B
10. Upper part of house (fermentor) 29b. Vacuum pump C
10a. Insulation layer space 30. Vacuum pump D
11. Lower part of house (fermentor) 31. Blower
12 Self-propelled stirrer 32. Water pump B
12a. Scoop 33. cooling tower

Claims (5)

有機廃棄物の発酵を促し肥料化及び飼料化を行う機能を有する有機物発酵処理システムで、気密性を有する発酵槽と該発酵槽内を減圧する減圧装置とを備え、前記減圧装置の作動によって前記発酵槽内が減圧されているにも拘わらず、前記発酵槽内の温度が設定温度以上の発酵温度に上昇すると、前記減圧装置は、出力を大きくして発酵槽内の減圧状態を高めて沸点を下げることによって発酵槽内の発酵温度を下げ、且つ発酵槽内を設定温度に保つことを特徴とする有機廃棄物発酵処理システムIn organic fermentation processing system having a function of fertilizer and animal feed encourage fermentation of organic waste, and a pressure reducing device for reducing the fermenter and the fermentation tank to have a gas-tightness, the operation of the decompressor When the temperature in the fermenter rises to a fermentation temperature that is equal to or higher than the set temperature even though the inside of the fermenter has been depressurized, the decompressor increases the output to increase the depressurized state in the fermenter. An organic waste fermentation treatment system characterized by lowering the boiling point to lower the fermentation temperature in the fermenter and keeping the fermenter at a set temperature . 前記減圧装置は複数の真空ポンプから構成され、減圧装置の出力の大小は、前記真空ポンプの作動数によって決まることを特徴とする請求項1に記載の有機廃棄物発酵処理システム。The organic waste fermentation treatment system according to claim 1, wherein the decompression device includes a plurality of vacuum pumps, and the output level of the decompression device is determined by the number of operations of the vacuum pump . 前記発酵槽は、上部発酵槽と下部発酵槽に分離されることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機廃棄物発酵処理システム。 The said fermenter is isolate | separated into an upper fermenter and a lower fermenter , The organic waste fermentation processing system of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記発酵槽は、発酵槽内に太陽を取り込むための耐圧ガラスによって構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の有機廃棄物発酵処理システム。 The fermenter, organic waste fermentation system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is constituted by a pressure-resistant glass of the write Mutame take sun light into the fermenter. 前記発酵槽は、自走式攪拌機を備えていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の有機廃棄物発酵処理システム。The organic waste fermentation treatment system according to any one of claims 1 to 4, wherein the fermenter includes a self-propelled stirrer .
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WO2018010198A1 (en) * 2016-07-11 2018-01-18 湖南屎壳郎环境科技有限公司 System and method for treating livestock and poultry feces, dead livestock and poultry, and placenta in large scale farm

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CN101691273B (en) 2009-09-28 2012-07-04 广州普得环保设备有限公司 Method for integration of thickening, dehydration and aerobic air drying of sewage sludge
KR200449463Y1 (en) 2010-06-15 2010-07-15 주식회사두합크린텍 Floating water purification device of advanced oxidation process using solar energy
KR101345486B1 (en) 2011-08-19 2013-12-27 주식회사 에이티생명과학 An integrated dry and wet anaerobic composting system
KR101157517B1 (en) * 2011-11-22 2012-06-20 비케이환경종합건설 주식회사 A system of a barnyard manure factory having a close type fermenter
KR101366496B1 (en) * 2013-09-23 2014-02-28 (주)백암바이오 Method for manufacturing concentrated liquefied fertilizer using butchery blood
CN104649725B (en) * 2015-03-05 2017-12-19 苏州市协进升降设备有限公司 Nuisanceless disposal system and its control method based on spoil
KR101898269B1 (en) * 2018-06-28 2018-09-12 마이크로맥스 영농조합법인 ferment treat apparatus of organic wastes
CN111606744B (en) * 2020-07-07 2024-05-14 山东省临沂科威机械有限公司 Rural organic waste comprehensive treatment split-bucket type fermentation equipment and technology

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018010198A1 (en) * 2016-07-11 2018-01-18 湖南屎壳郎环境科技有限公司 System and method for treating livestock and poultry feces, dead livestock and poultry, and placenta in large scale farm

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