JP3863433B2 - 活性炭素繊維成型体、及びそれを使用した生ごみ処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の物理処理、化学処理において取扱性が良好な活性炭素繊維（ＡＣＦ）成型体、並びに、生ごみをＨ2Ｏ、ＣＯ2等の液体又は気体に生物分解する消滅型の生ごみ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、産業が急速に発展し、都市文化が充実するに連れ、それに伴って、生ごみ、可燃性ごみ等の廃棄物が多量に、且つ、集中的に発生するようになった。この廃棄物を処理するに当たって、可燃性ごみは主として焼却されている。
【０００３】
他方、生ごみは、微生物による分解処理が一般的に行われており、その処理方法としてはコンポスト型生ごみ処理や消滅型生ごみ処理等がある。
【０００４】
コンポスト型生ごみ処理は、生ごみを６０〜７０℃の高温で処理して堆肥にするものである。
【０００５】
これに対して、消滅型生ごみ処理は、籾殻等をコア材（菌床）として用い、生ごみを２０〜４０℃の低温でＨ2Ｏ、ＣＯ2等の液体又は気体に生物分解するものである。消滅型生ごみ処理は、繰返し使用するコア材以外は固形物が殆ど残らないことを特徴とする。また、籾殻等のコア材にゼオライトを添加して生ごみを処理すること（特許第３０４６７０３号公報）、あるいは前記コア材に特殊微生物を入れて生ごみを処理することにより、消滅型生ごみ処理における分解活性を更に高いものにすることができる。
【０００６】
しかし、これらの従来の消滅型生ごみ処理は、生ごみの液体又は気体への分解活性が高い反面、分解によって生ずる排水のＣＯＤ値（化学的酸素要求量）が高い値となってしまうという問題点がある。例えば約１８０００ｐｐｍと高くなってしまう場合さえあって、この高いＣＯＤ値の排水をも処理しなければならないという問題点がある。生ずる排水のＣＯＤ値を低くするには、処理中の生ごみへの給水量を多くすることにより生ごみの分解活性を低く抑える方法が考えられる。しかし、給水量を多くすると、水の使用量及び排水量が多くなって不経済であるばかりか、破砕された細かいごみが公共下水道や河川等の系外に流出してしまうという問題点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記問題を解決するために種々検討した結果、消滅型生ごみ処理において、籾殻等のコア材に活性炭素繊維（ＡＣＦ）を添加したコア材を用いて生ごみを処理することにより、生ごみの液体又は気体への分解活性が高いばかりでなく、処理中の生ごみへの給水量を多くすることなく、分解によって生ずる排水のＣＯＤ値を低くできることを知得し、先に出願した（特願２０００−３８０８６５）。
【０００８】
しかし、ＡＣＦは、その添加時において凝集して大きな塊を形成しやすいため、コア材との混合性が悪く、取扱性に難点がある。
【０００９】
本発明者は、上記ＡＣＦについて更に検討を重ねた結果、ＡＣＦを水溶性粘結剤で粘結して成型して得られるＡＣＦ成型体が、上記消滅型生ごみ処理において、コア材との混合性が良く、取扱性を向上できることを知得した。
【００１０】
また、上記ＡＣＦ成型体は、消滅型生ごみ処理におけるばかりでなく、触媒反応処理、吸着処理、濾過処理等、種々の物理処理、化学処理においても取扱性が良好であることを知得し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
従って、本発明の目的とするところは、種々の物理処理、化学処理において取扱性が良好なＡＣＦ成型体、及びこのＡＣＦ成型体を使用した物理処理方法、化学処理方法、特に消滅型生ごみ処理方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【００１３】
〔１〕 活性炭素繊維と、前記活性炭素繊維を互いに貼着する水溶性粘結剤とからなる活性炭素繊維成型体。
【００１４】
〔２〕 成型体が略球状である〔１〕に記載の活性炭素繊維成型体。
【００１５】
〔３〕 成型体の嵩密度が０．１〜０．３ｇ／ｃｍ3である〔１〕に記載の活性炭素繊維成型体。
【００１６】
〔４〕 水溶性粘結剤がカルボキシメチルセルロースである〔１〕に記載の活性炭素繊維成型体。
【００１７】
〔５〕 活性炭素繊維の直径が５〜３０μｍである〔１〕に記載の活性炭素繊維成型体。
【００１８】
〔６〕 処理槽の底部に排水用多孔板を備えると共に処理槽の内部に生ごみ攪拌翼と散水口を有する処理槽内で生ごみを液体又は気体に生物分解する生ごみ処理方法において、生ごみにコア材と共に〔１〕に記載の活性炭素繊維成型体を添加することを特徴とする生ごみ処理方法。
【００１９】
〔７〕 攪拌翼の駆動及び散水を断続的に行う〔６〕に記載の生ごみの処理方法。
【００２０】
〔８〕 活性炭素繊維成型体の添加量がコア材と活性炭素繊維の合計添加量に対して５〜２０質量％である〔６〕に記載の生ごみ処理方法。
【００２１】
〔９〕 コア材が籾殻である〔６〕に記載の生ごみ処理方法。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２３】
本発明の活性炭素繊維（ＡＣＦ）成型体は、ＡＣＦが水溶性粘結剤で貼着されて成型されてなる。
【００２４】
図５は、本発明のＡＣＦ成型体の一例を示す概略断面図である。
【００２５】
図５中、成型体１００は、略球状で多数のＡＣＦ５２が互いにその表面に付着した水溶性粘結剤（不図示）により交絡部５４で貼着されてなる。前記成型体１００は、網目状に貼着されてなり、ＡＣＦ５２間には微細な空隙５６を有する。
【００２６】
ＡＣＦ５２の繊維直径は５〜３０μｍが好ましい。ＡＣＦは炭素繊維を賦活させることにより得ることができる。
【００２７】
この炭素繊維は、ファイバー、フィラメント等の炭素化された繊維でもよく、糸、紐、織物、フェルト等の炭素化された繊維加工品でもよい。
【００２８】
なお、上記炭素繊維は新たに作製したものではなく例えば清酒脱色用に使用した後のＡＣＦでもよい。また、この使用後のＡＣＦは、必要に応じて再賦活させてもよい。
【００２９】
本発明のＡＣＦ成型体の形状は、特に制限されるものではなく、球状、直方体状、立方体状、円柱状、板状等の任意の形状に形成されたもので良い。製造しやすい形状であり、より取扱性が良好な形状としては、球状が好ましい。球状の場合は、長軸／短軸比が１〜２のものが好ましい。このＡＣＦ成型体は、直径が１０〜３０ｍｍ、嵩密度が０．１〜０．３ｇ／ｃｍ3のものが好ましい。
【００３０】
本発明のＡＣＦ成型体においてＡＣＦを粘結している粘結剤は、水溶性、更に好ましくは水溶性且つ生分解性であるので、例えば消滅型生ごみ処理時に容易にＡＣＦから脱離し、ＡＣＦと籾殻等のコア材とが均一に混合される。
【００３１】
このＡＣＦを粘結させる水溶性粘結剤としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシアルコキシセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール−ポリ酢酸ビニル共重合体、ウレタン、アミノ基含有縮合体、澱粉糊などが挙げられる。
【００３２】
本発明のＡＣＦ成型体における上記水溶性粘結剤の付着量は、０．５〜３．０質量％が好ましい。
【００３３】
本発明のＡＣＦ成型体は、その構成が上記範囲内にあれば、その製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば以下の製造方法により製造することができる。
【００３４】
本発明のＡＣＦ成型体は、炭素繊維を賦活させてＡＣＦを得、このＡＣＦを適当な大きさに切断した後、上記水溶性粘結剤の水溶液に含浸して粘結剤を付着させ、次いで、この粘結剤付着ＡＣＦを球状等の形状に成型することによって製造することができる。このＡＣＦ成型体の製造方法において、炭素繊維の賦活操作は、炭素繊維の切断後でもよい。成型法は、造粒法、押出成型法等、公知の方法を用いることができる。
【００３５】
上記水溶性粘結剤の水溶液は、水１００ｍｌに粘結剤０．５〜１．２５ｇを添加して調製したものを用いることができる。
【００３６】
炭素繊維の賦活及び使用後のＡＣＦの再賦活は、通常の方法で行うことができ、例えば炭素繊維又は使用後のＡＣＦを５００〜９００℃の温度に１０〜５０分保持することによって行うことができる。
【００３７】
以上のようにして得られた本発明のＡＣＦ成型体は、消滅型生ごみ処理におけるばかりでなく、触媒反応処理、吸着処理、濾過処理等、種々の物理処理、化学処理においても取扱性が良好な処理構造体として使用することができる。
【００３８】
以下、図面を参照して本発明のＡＣＦ成型体を使用した生ごみ処理方法を説明する。
【００３９】
図１乃至４は、本発明のＡＣＦ成型体を使用した生ごみ処理方法に用いる装置の一例を示す概略図である。図１は、生ごみ処理装置の平面図を示す概略図である。図２は、生ごみ処理装置の正面図を示す概略図である。図３は、断面部分が図１におけるＡ〜Ａ断面に相当する断面部分である正面部分断面図を示す概略図である。図４は、断面部分が図１におけるＢ〜Ｂ断面に相当する断面部分である側面部分断面図を示す概略図である。
【００４０】
この処理装置において、図３中、２は筺状の外枠で、外枠２の上面には蓋４が設けられている。外枠２の内部には内枠６が設けられている。内枠６の上部は開放され、その上縁部で外枠２の内壁上部に設けられた支持枠８に固定されている。内枠６の内部には断熱材が充填されている。内枠６の底部９は断面Ｕ字形で、前記内枠６と共に処理槽１０を構成している。処理槽１０の内部の頂部付近には外枠２及び内枠６を貫通して処理槽１０の内部に挿入された水管の散水口１２が設けられている。
【００４１】
処理槽１０の内部中心部分には攪拌軸１４が横設されている。攪拌軸１４には複数（本例においては６本）の攪拌翼１６が分散配置されている。
【００４２】
処理槽１０の底部９の最下部は多孔板１８で形成されている。多孔板１８の下方には排水樋２０が設けられ、排水樋２０の一端には排水管２３が設けられている。排水樋２０は排水管２３側の端が最も低くなるように傾斜がつけられている。
【００４３】
処理槽１０の底部９の下方であって、排水樋２０の両側方には、ヒーター２４が設けられ、ヒーター２４の下方には反射板２６が設けられている。
【００４４】
なお、攪拌軸１４は、内枠６を貫通して、軸支されると共に、その軸端に、Ｖベルト等の動力伝達装置（不図示）を介して攪拌モーター２８の動力が伝達される。３０は制御パネルで、これにより本装置が操作される。
【００４５】
本発明のＡＣＦ成型体を使用した生ごみ処理方法の一形態は、処理槽１０においてコア材を用いて生ごみを液体又は気体に生物分解処理するに当たって、コア材と共に本発明のＡＣＦ成型体を添加するものである。
【００４６】
ここで、例えば活性炭のような粒状のものは、処理槽１０における生ごみの攪拌処理中に破砕されやすく処理液（排水）と共に流出し、処理中での補給を必要としたりするので好ましくない。また、ＡＣＦを成型することなく、そのまま用いる場合は、処理槽１０への添加時にＡＣＦが凝集して大きな塊を形成しやすいため、コア材との混合性が悪く、取扱性に難点があるので好ましくない。
【００４７】
なお、ＡＣＦ成型体に用いられるＡＣＦは、炭化、賦活されたものであれば、比表面積は特に限定されるものではないが、３００〜２０００ｍ2／ｇが好ましい。この比表面積と同様に吸着能についても特に限定されるものではないが、吸着能を被吸着物がビタミンＢ12の場合の吸着量で示すと、ＡＣＦの吸着能は１００〜４００ｍｇ／ｇが好ましい。
【００４８】
本発明の生ごみ処理方法において、生ごみにコア材と共に添加するＡＣＦ成型体の添加量は、コア材とＡＣＦ成型体の合計添加量に対して５〜２０質量％であることが好ましい。
【００４９】
ＡＣＦ成型体の添加量が５質量％未満の場合は、生ごみの分解によって生ずる排水のＣＯＤ値が高くなるので好ましくなく、一方、ＡＣＦ成型体の添加量が２０質量％を超える場合は、ＡＣＦ成型体の添加量が多い割には生ごみの分解によって生ずる排水のＣＯＤ値は低くならないので好ましくない。
【００５０】
本発明の生ごみ処理方法に用いるコア材としては、籾殻、そば殻、カンナクズ、並びに、木質細片及び樹皮等の木材チップが好ましい。なお、大鋸屑は処理槽１０における生ごみの攪拌処理中に破砕されやすく処理液（排水）と共に流出し、再使用が困難であったり、処理中での補給を必要としたりするので好ましくない。
【００５１】
図１乃至４に示す生ごみ処理装置において、蓋４から処理槽１０内に、生ごみ、コア材、及びＡＣＦ成型体を投入する。これらの投入物は攪拌翼１６の間欠運転によって攪拌混合され、散水口１２からの間欠散水、及びヒーター２４での加熱によって反応温度等の調整がなされ、生ごみの分解処理が行われる。
【００５２】
処理槽１０における攪拌翼１６の駆動は断続的に行うことが好ましく、攪拌時間は０．１〜３０分が好ましく、０．５〜１０分が更に好ましい。攪拌停止時間は１〜２００分が好ましい。
【００５３】
処理槽１０における間欠散水については、散水時間は１〜２００秒が好ましい。散水停止時間は０．５〜１２０分が好ましい。
【００５４】
生ごみの分解によって生じた排水は、処理槽１０の底部９の多孔板１８から排水樋２０、排水管２３を通って系外に排出される。多孔板１８に穿設された孔の径は、コア材、ＡＣＦ成型体等の形状や大きさによって適宜選ぶことができるが、０．０１〜５ｍｍが好ましく、０．１〜２ｍｍが更に好ましい。
【００５５】
本発明に用いられる生ごみ処理槽は、散水口、攪拌翼、及び多孔板を備えた処理槽であることを特徴とする。しかし、散水口、攪拌翼、及び多孔板は、それぞれ、生ごみに散水する手段、生ごみを攪拌する手段、及び生ごみの分解によって生じた排水を濾過する手段であれば良く、必ずしも散水口、攪拌翼、及び多孔板に限定されるものではない。
【００５６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により、具体的且つ詳細に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
【００５７】
（実施例１）
繊維直径１０μｍ、比表面積１２００ｍ2／ｇのＡＣＦからなる厚さ１ｍｍのＡＣＦ織物を、幅２００ｍｍ、長さ３３０ｍｍにカットしてＡＣＦカット織物を得た。このカット織物を、水１００ｍｌにカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）１．２５ｇを添加して調製したＣＭＣ水溶液に浸漬してＣＭＣ付着ＡＣＦ織物を得た。このＣＭＣ付着ＡＣＦ織物を球状に成型して直径３１ｍｍ、質量３．０ｇ、体積１５．５ｃｍ3、嵩密度０．１９ｇ・ｃｍ3のＡＣＦ成型体を得た。
【００５８】
このＡＣＦ成型体は、その取扱いにおいて凝集することなく、コア材との混合性が良く、取扱性が良好であった。
【００５９】
次いで、図１乃至４の概要図に示す東邦化工建設株式会社製、内容積８０Ｌ（リットル）の生ごみ処理装置の処理槽１０に、生ごみ１．９ｋｇ−ｗｅｔ（内訳：ご飯１．３ｋｇ−ｗｅｔ、キャベツ０．３ｋｇ−ｗｅｔ）と共に、籾殻３．０ｋｇ、上記ＡＣＦ成型体０．３ｋｇを投入して生ごみの分解処理を行った。
【００６０】
処理槽１０における攪拌は、攪拌時間２分、攪拌停止時間１５分を繰り返すことによって行った。処理槽１０における散水は、散水時間１５秒、散水停止時間１０分を繰り返すことによって行い、１日当たりの散水量は９６Ｌとした。なお、処理槽１０内の温度は３５℃に調整した。
【００６１】
以上の条件での生ごみ分解処理において、排水のＣＯＤは、最高でも４０００ｐｐｍにまで低減することができ、また、最初の２４時間における平均値も２２００ｐｐｍと極めて低い値であった。
【００６２】
（比較例１）
実施例１で用いたものと同じＡＣＦを織物加工することなく、繊維形態のまま取扱ったところ、このＡＣＦは凝集して大きな塊を形成し、コア材との混合性が悪いものであった。
【００６３】
（試験例１）
実施例１で用いたものと同じＡＣＦを１２０℃で２時間乾燥した後、はさみで１ｍｍ以下に破砕した。この破砕ＡＣＦをピンセットで採取場所が偏らないように５０ｍｇ採取し、これを摺り合せフラスコ（容量３００ｍｌ）に入れた。このフラスコにビタミンＢ12水溶液（濃度：３００ｐｐｍ）を１００ｍｌ加え、２５℃で２時間攪拌後、１晩静置した。１晩静置後の液の上澄みを濾過して得られた濾液の吸光度を波長４３０ｎｍ、５ｃｍセルで測定し、ビタミンＢ12の吸着能を求めた。その結果、ビタミンＢ12の吸着能は３５０ｍｇ／ｇであった。
【００６４】
（試験例２）
実施例１で作製したＡＣＦ成型体について、試験例１と同様にビタミンＢ12の吸着能を測定した。その結果、ビタミンＢ12の吸着能は３０７ｍｇ／ｇであり、ＣＭＣ付着による吸着能の低下は少ないことが認められた。
【００６５】
（試験例３）
実施例１で作製したＡＣＦ成型体を水洗して付着ＣＭＣを除去後、このＣＭＣ除去ＡＣＦについて、試験例１と同様にビタミンＢ12の吸着能を測定した。その結果、ビタミンＢ12の吸着能は３２０ｍｇ／ｇであり、ＣＭＣ付着による吸着能の低下は水洗により更に少なくなることが認められた。
【００６６】
【発明の効果】
本発明のＡＣＦ成型体は、所定の形状に成型してあるので、凝集や飛散する等の問題もなく、取扱性が良好である。また、この成型体を生ごみ処理に用いる場合は、生ごみと混合する際に、生ごみ、コア材との混合性が良く、取扱性が良好である。
【００６７】
更に、消滅型生ごみ処理において、コア材と共にＡＣＦ成型体を添加することにより、生ごみの分解活性を高くでき、処理中の生ごみへの給水量を多くすることなく、生ごみの分解によって生ずる排水のＣＯＤを低く抑えることができる。
【００６８】
また、上記ＡＣＦ成型体は、消滅型生ごみ処理におけるばかりでなく、触媒反応処理、吸着処理、濾過処理等、種々の物理処理、化学処理においても取扱性が良好な処理構造体である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＡＣＦ成型体を使用した生ごみ処理方法に用いる装置の一例を示す概略図であって、同装置の平面図を示す概略図である。
【図２】本発明のＡＣＦ成型体を使用した生ごみ処理方法に用いる装置の一例を示す概略図であって、同装置の正面図を示す概略図である。
【図３】断面部分が図１におけるＡ〜Ａ断面に相当する断面部分である正面部分断面図を示す概略図である。
【図４】断面部分が図１におけるＢ〜Ｂ断面に相当する断面部分である側面部分断面図を示す概略図である。
【図５】本発明のＡＣＦ成型体の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２ 外枠
４ 蓋
６ 内枠
８ 支持枠
９ 処理槽の底部
１０ 処理槽
１２ 散水口
１４ 攪拌軸
１６ 攪拌翼
１８ 多孔板
２０ 排水樋
２３ 排水管
２４ ヒーター
２６ 反射板
２８ 攪拌モーター
３０ 制御パネル
５２ ＡＣＦ
５４ ＡＣＦ交絡部
５６ 空隙
１００ ＡＣＦ成型体
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の物理処理、化学処理において取扱性が良好な活性炭素繊維（ＡＣＦ）成型体、並びに、生ごみをＨ2Ｏ、ＣＯ2等の液体又は気体に生物分解する消滅型の生ごみ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、産業が急速に発展し、都市文化が充実するに連れ、それに伴って、生ごみ、可燃性ごみ等の廃棄物が多量に、且つ、集中的に発生するようになった。この廃棄物を処理するに当たって、可燃性ごみは主として焼却されている。
【０００３】
他方、生ごみは、微生物による分解処理が一般的に行われており、その処理方法としてはコンポスト型生ごみ処理や消滅型生ごみ処理等がある。
【０００４】
コンポスト型生ごみ処理は、生ごみを６０〜７０℃の高温で処理して堆肥にするものである。
【０００５】
これに対して、消滅型生ごみ処理は、籾殻等をコア材（菌床）として用い、生ごみを２０〜４０℃の低温でＨ2Ｏ、ＣＯ2等の液体又は気体に生物分解するものである。消滅型生ごみ処理は、繰返し使用するコア材以外は固形物が殆ど残らないことを特徴とする。また、籾殻等のコア材にゼオライトを添加して生ごみを処理すること（特許第３０４６７０３号公報）、あるいは前記コア材に特殊微生物を入れて生ごみを処理することにより、消滅型生ごみ処理における分解活性を更に高いものにすることができる。
【０００６】
しかし、これらの従来の消滅型生ごみ処理は、生ごみの液体又は気体への分解活性が高い反面、分解によって生ずる排水のＣＯＤ値（化学的酸素要求量）が高い値となってしまうという問題点がある。例えば約１８０００ｐｐｍと高くなってしまう場合さえあって、この高いＣＯＤ値の排水をも処理しなければならないという問題点がある。生ずる排水のＣＯＤ値を低くするには、処理中の生ごみへの給水量を多くすることにより生ごみの分解活性を低く抑える方法が考えられる。しかし、給水量を多くすると、水の使用量及び排水量が多くなって不経済であるばかりか、破砕された細かいごみが公共下水道や河川等の系外に流出してしまうという問題点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記問題を解決するために種々検討した結果、消滅型生ごみ処理において、籾殻等のコア材に活性炭素繊維（ＡＣＦ）を添加したコア材を用いて生ごみを処理することにより、生ごみの液体又は気体への分解活性が高いばかりでなく、処理中の生ごみへの給水量を多くすることなく、分解によって生ずる排水のＣＯＤ値を低くできることを知得し、先に出願した（特願２０００−３８０８６５）。
【０００８】
しかし、ＡＣＦは、その添加時において凝集して大きな塊を形成しやすいため、コア材との混合性が悪く、取扱性に難点がある。
【０００９】
本発明者は、上記ＡＣＦについて更に検討を重ねた結果、ＡＣＦを水溶性粘結剤で粘結して成型して得られるＡＣＦ成型体が、上記消滅型生ごみ処理において、コア材との混合性が良く、取扱性を向上できることを知得した。
【００１０】
また、上記ＡＣＦ成型体は、消滅型生ごみ処理におけるばかりでなく、触媒反応処理、吸着処理、濾過処理等、種々の物理処理、化学処理においても取扱性が良好であることを知得し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
従って、本発明の目的とするところは、種々の物理処理、化学処理において取扱性が良好なＡＣＦ成型体、及びこのＡＣＦ成型体を使用した物理処理方法、化学処理方法、特に消滅型生ごみ処理方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【００１３】
〔１〕 活性炭素繊維と、前記活性炭素繊維を互いに貼着する水溶性粘結剤とからなる活性炭素繊維成型体。
【００１４】
〔２〕 成型体が略球状である〔１〕に記載の活性炭素繊維成型体。
【００１５】
〔３〕 成型体の嵩密度が０．１〜０．３ｇ／ｃｍ3である〔１〕に記載の活性炭素繊維成型体。
【００１６】
〔４〕 水溶性粘結剤がカルボキシメチルセルロースである〔１〕に記載の活性炭素繊維成型体。
【００１７】
〔５〕 活性炭素繊維の直径が５〜３０μｍである〔１〕に記載の活性炭素繊維成型体。
【００１８】
〔６〕 処理槽の底部に排水用多孔板を備えると共に処理槽の内部に生ごみ攪拌翼と散水口を有する処理槽内で生ごみを液体又は気体に生物分解する生ごみ処理方法において、生ごみにコア材と共に〔１〕に記載の活性炭素繊維成型体を添加することを特徴とする生ごみ処理方法。
【００１９】
〔７〕 攪拌翼の駆動及び散水を断続的に行う〔６〕に記載の生ごみの処理方法。
【００２０】
〔８〕 活性炭素繊維成型体の添加量がコア材と活性炭素繊維の合計添加量に対して５〜２０質量％である〔６〕に記載の生ごみ処理方法。
【００２１】
〔９〕 コア材が籾殻である〔６〕に記載の生ごみ処理方法。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２３】
本発明の活性炭素繊維（ＡＣＦ）成型体は、ＡＣＦが水溶性粘結剤で貼着されて成型されてなる。
【００２４】
図５は、本発明のＡＣＦ成型体の一例を示す概略断面図である。
【００２５】
図５中、成型体１００は、略球状で多数のＡＣＦ５２が互いにその表面に付着した水溶性粘結剤（不図示）により交絡部５４で貼着されてなる。前記成型体１００は、網目状に貼着されてなり、ＡＣＦ５２間には微細な空隙５６を有する。
【００２６】
ＡＣＦ５２の繊維直径は５〜３０μｍが好ましい。ＡＣＦは炭素繊維を賦活させることにより得ることができる。
【００２７】
この炭素繊維は、ファイバー、フィラメント等の炭素化された繊維でもよく、糸、紐、織物、フェルト等の炭素化された繊維加工品でもよい。
【００２８】
なお、上記炭素繊維は新たに作製したものではなく例えば清酒脱色用に使用した後のＡＣＦでもよい。また、この使用後のＡＣＦは、必要に応じて再賦活させてもよい。
【００２９】
本発明のＡＣＦ成型体の形状は、特に制限されるものではなく、球状、直方体状、立方体状、円柱状、板状等の任意の形状に形成されたもので良い。製造しやすい形状であり、より取扱性が良好な形状としては、球状が好ましい。球状の場合は、長軸／短軸比が１〜２のものが好ましい。このＡＣＦ成型体は、直径が１０〜３０ｍｍ、嵩密度が０．１〜０．３ｇ／ｃｍ3のものが好ましい。
【００３０】
本発明のＡＣＦ成型体においてＡＣＦを粘結している粘結剤は、水溶性、更に好ましくは水溶性且つ生分解性であるので、例えば消滅型生ごみ処理時に容易にＡＣＦから脱離し、ＡＣＦと籾殻等のコア材とが均一に混合される。
【００３１】
このＡＣＦを粘結させる水溶性粘結剤としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシアルコキシセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール−ポリ酢酸ビニル共重合体、ウレタン、アミノ基含有縮合体、澱粉糊などが挙げられる。
【００３２】
本発明のＡＣＦ成型体における上記水溶性粘結剤の付着量は、０．５〜３．０質量％が好ましい。
【００３３】
本発明のＡＣＦ成型体は、その構成が上記範囲内にあれば、その製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば以下の製造方法により製造することができる。
【００３４】
本発明のＡＣＦ成型体は、炭素繊維を賦活させてＡＣＦを得、このＡＣＦを適当な大きさに切断した後、上記水溶性粘結剤の水溶液に含浸して粘結剤を付着させ、次いで、この粘結剤付着ＡＣＦを球状等の形状に成型することによって製造することができる。このＡＣＦ成型体の製造方法において、炭素繊維の賦活操作は、炭素繊維の切断後でもよい。成型法は、造粒法、押出成型法等、公知の方法を用いることができる。
【００３５】
上記水溶性粘結剤の水溶液は、水１００ｍｌに粘結剤０．５〜１．２５ｇを添加して調製したものを用いることができる。
【００３６】
炭素繊維の賦活及び使用後のＡＣＦの再賦活は、通常の方法で行うことができ、例えば炭素繊維又は使用後のＡＣＦを５００〜９００℃の温度に１０〜５０分保持することによって行うことができる。
【００３７】
以上のようにして得られた本発明のＡＣＦ成型体は、消滅型生ごみ処理におけるばかりでなく、触媒反応処理、吸着処理、濾過処理等、種々の物理処理、化学処理においても取扱性が良好な処理構造体として使用することができる。
【００３８】
以下、図面を参照して本発明のＡＣＦ成型体を使用した生ごみ処理方法を説明する。
【００３９】
図１乃至４は、本発明のＡＣＦ成型体を使用した生ごみ処理方法に用いる装置の一例を示す概略図である。図１は、生ごみ処理装置の平面図を示す概略図である。図２は、生ごみ処理装置の正面図を示す概略図である。図３は、断面部分が図１におけるＡ〜Ａ断面に相当する断面部分である正面部分断面図を示す概略図である。図４は、断面部分が図１におけるＢ〜Ｂ断面に相当する断面部分である側面部分断面図を示す概略図である。
【００４０】
この処理装置において、図３中、２は筺状の外枠で、外枠２の上面には蓋４が設けられている。外枠２の内部には内枠６が設けられている。内枠６の上部は開放され、その上縁部で外枠２の内壁上部に設けられた支持枠８に固定されている。内枠６の内部には断熱材が充填されている。内枠６の底部９は断面Ｕ字形で、前記内枠６と共に処理槽１０を構成している。処理槽１０の内部の頂部付近には外枠２及び内枠６を貫通して処理槽１０の内部に挿入された水管の散水口１２が設けられている。
【００４１】
処理槽１０の内部中心部分には攪拌軸１４が横設されている。攪拌軸１４には複数（本例においては６本）の攪拌翼１６が分散配置されている。
【００４２】
処理槽１０の底部９の最下部は多孔板１８で形成されている。多孔板１８の下方には排水樋２０が設けられ、排水樋２０の一端には排水管２３が設けられている。排水樋２０は排水管２３側の端が最も低くなるように傾斜がつけられている。
【００４３】
処理槽１０の底部９の下方であって、排水樋２０の両側方には、ヒーター２４が設けられ、ヒーター２４の下方には反射板２６が設けられている。
【００４４】
なお、攪拌軸１４は、内枠６を貫通して、軸支されると共に、その軸端に、Ｖベルト等の動力伝達装置（不図示）を介して攪拌モーター２８の動力が伝達される。３０は制御パネルで、これにより本装置が操作される。
【００４５】
本発明のＡＣＦ成型体を使用した生ごみ処理方法の一形態は、処理槽１０においてコア材を用いて生ごみを液体又は気体に生物分解処理するに当たって、コア材と共に本発明のＡＣＦ成型体を添加するものである。
【００４６】
ここで、例えば活性炭のような粒状のものは、処理槽１０における生ごみの攪拌処理中に破砕されやすく処理液（排水）と共に流出し、処理中での補給を必要としたりするので好ましくない。また、ＡＣＦを成型することなく、そのまま用いる場合は、処理槽１０への添加時にＡＣＦが凝集して大きな塊を形成しやすいため、コア材との混合性が悪く、取扱性に難点があるので好ましくない。
【００４７】
なお、ＡＣＦ成型体に用いられるＡＣＦは、炭化、賦活されたものであれば、比表面積は特に限定されるものではないが、３００〜２０００ｍ2／ｇが好ましい。この比表面積と同様に吸着能についても特に限定されるものではないが、吸着能を被吸着物がビタミンＢ12の場合の吸着量で示すと、ＡＣＦの吸着能は１００〜４００ｍｇ／ｇが好ましい。
【００４８】
本発明の生ごみ処理方法において、生ごみにコア材と共に添加するＡＣＦ成型体の添加量は、コア材とＡＣＦ成型体の合計添加量に対して５〜２０質量％であることが好ましい。
【００４９】
ＡＣＦ成型体の添加量が５質量％未満の場合は、生ごみの分解によって生ずる排水のＣＯＤ値が高くなるので好ましくなく、一方、ＡＣＦ成型体の添加量が２０質量％を超える場合は、ＡＣＦ成型体の添加量が多い割には生ごみの分解によって生ずる排水のＣＯＤ値は低くならないので好ましくない。
【００５０】
本発明の生ごみ処理方法に用いるコア材としては、籾殻、そば殻、カンナクズ、並びに、木質細片及び樹皮等の木材チップが好ましい。なお、大鋸屑は処理槽１０における生ごみの攪拌処理中に破砕されやすく処理液（排水）と共に流出し、再使用が困難であったり、処理中での補給を必要としたりするので好ましくない。
【００５１】
図１乃至４に示す生ごみ処理装置において、蓋４から処理槽１０内に、生ごみ、コア材、及びＡＣＦ成型体を投入する。これらの投入物は攪拌翼１６の間欠運転によって攪拌混合され、散水口１２からの間欠散水、及びヒーター２４での加熱によって反応温度等の調整がなされ、生ごみの分解処理が行われる。
【００５２】
処理槽１０における攪拌翼１６の駆動は断続的に行うことが好ましく、攪拌時間は０．１〜３０分が好ましく、０．５〜１０分が更に好ましい。攪拌停止時間は１〜２００分が好ましい。
【００５３】
処理槽１０における間欠散水については、散水時間は１〜２００秒が好ましい。散水停止時間は０．５〜１２０分が好ましい。
【００５４】
生ごみの分解によって生じた排水は、処理槽１０の底部９の多孔板１８から排水樋２０、排水管２３を通って系外に排出される。多孔板１８に穿設された孔の径は、コア材、ＡＣＦ成型体等の形状や大きさによって適宜選ぶことができるが、０．０１〜５ｍｍが好ましく、０．１〜２ｍｍが更に好ましい。
【００５５】
本発明に用いられる生ごみ処理槽は、散水口、攪拌翼、及び多孔板を備えた処理槽であることを特徴とする。しかし、散水口、攪拌翼、及び多孔板は、それぞれ、生ごみに散水する手段、生ごみを攪拌する手段、及び生ごみの分解によって生じた排水を濾過する手段であれば良く、必ずしも散水口、攪拌翼、及び多孔板に限定されるものではない。
【００５６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により、具体的且つ詳細に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
【００５７】
（実施例１）
繊維直径１０μｍ、比表面積１２００ｍ2／ｇのＡＣＦからなる厚さ１ｍｍのＡＣＦ織物を、幅２００ｍｍ、長さ３３０ｍｍにカットしてＡＣＦカット織物を得た。このカット織物を、水１００ｍｌにカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）１．２５ｇを添加して調製したＣＭＣ水溶液に浸漬してＣＭＣ付着ＡＣＦ織物を得た。このＣＭＣ付着ＡＣＦ織物を球状に成型して直径３１ｍｍ、質量３．０ｇ、体積１５．５ｃｍ3、嵩密度０．１９ｇ・ｃｍ3のＡＣＦ成型体を得た。
【００５８】
このＡＣＦ成型体は、その取扱いにおいて凝集することなく、コア材との混合性が良く、取扱性が良好であった。
【００５９】
次いで、図１乃至４の概要図に示す東邦化工建設株式会社製、内容積８０Ｌ（リットル）の生ごみ処理装置の処理槽１０に、生ごみ１．９ｋｇ−ｗｅｔ（内訳：ご飯１．３ｋｇ−ｗｅｔ、キャベツ０．３ｋｇ−ｗｅｔ）と共に、籾殻３．０ｋｇ、上記ＡＣＦ成型体０．３ｋｇを投入して生ごみの分解処理を行った。
【００６０】
処理槽１０における攪拌は、攪拌時間２分、攪拌停止時間１５分を繰り返すことによって行った。処理槽１０における散水は、散水時間１５秒、散水停止時間１０分を繰り返すことによって行い、１日当たりの散水量は９６Ｌとした。なお、処理槽１０内の温度は３５℃に調整した。
【００６１】
以上の条件での生ごみ分解処理において、排水のＣＯＤは、最高でも４０００ｐｐｍにまで低減することができ、また、最初の２４時間における平均値も２２００ｐｐｍと極めて低い値であった。
【００６２】
（比較例１）
実施例１で用いたものと同じＡＣＦを織物加工することなく、繊維形態のまま取扱ったところ、このＡＣＦは凝集して大きな塊を形成し、コア材との混合性が悪いものであった。
【００６３】
（試験例１）
実施例１で用いたものと同じＡＣＦを１２０℃で２時間乾燥した後、はさみで１ｍｍ以下に破砕した。この破砕ＡＣＦをピンセットで採取場所が偏らないように５０ｍｇ採取し、これを摺り合せフラスコ（容量３００ｍｌ）に入れた。このフラスコにビタミンＢ12水溶液（濃度：３００ｐｐｍ）を１００ｍｌ加え、２５℃で２時間攪拌後、１晩静置した。１晩静置後の液の上澄みを濾過して得られた濾液の吸光度を波長４３０ｎｍ、５ｃｍセルで測定し、ビタミンＢ12の吸着能を求めた。その結果、ビタミンＢ12の吸着能は３５０ｍｇ／ｇであった。
【００６４】
（試験例２）
実施例１で作製したＡＣＦ成型体について、試験例１と同様にビタミンＢ12の吸着能を測定した。その結果、ビタミンＢ12の吸着能は３０７ｍｇ／ｇであり、ＣＭＣ付着による吸着能の低下は少ないことが認められた。
【００６５】
（試験例３）
実施例１で作製したＡＣＦ成型体を水洗して付着ＣＭＣを除去後、このＣＭＣ除去ＡＣＦについて、試験例１と同様にビタミンＢ12の吸着能を測定した。その結果、ビタミンＢ12の吸着能は３２０ｍｇ／ｇであり、ＣＭＣ付着による吸着能の低下は水洗により更に少なくなることが認められた。
【００６６】
【発明の効果】
本発明のＡＣＦ成型体は、所定の形状に成型してあるので、凝集や飛散する等の問題もなく、取扱性が良好である。また、この成型体を生ごみ処理に用いる場合は、生ごみと混合する際に、生ごみ、コア材との混合性が良く、取扱性が良好である。
【００６７】
更に、消滅型生ごみ処理において、コア材と共にＡＣＦ成型体を添加することにより、生ごみの分解活性を高くでき、処理中の生ごみへの給水量を多くすることなく、生ごみの分解によって生ずる排水のＣＯＤを低く抑えることができる。
【００６８】
また、上記ＡＣＦ成型体は、消滅型生ごみ処理におけるばかりでなく、触媒反応処理、吸着処理、濾過処理等、種々の物理処理、化学処理においても取扱性が良好な処理構造体である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＡＣＦ成型体を使用した生ごみ処理方法に用いる装置の一例を示す概略図であって、同装置の平面図を示す概略図である。
【図２】本発明のＡＣＦ成型体を使用した生ごみ処理方法に用いる装置の一例を示す概略図であって、同装置の正面図を示す概略図である。
【図３】断面部分が図１におけるＡ〜Ａ断面に相当する断面部分である正面部分断面図を示す概略図である。
【図４】断面部分が図１におけるＢ〜Ｂ断面に相当する断面部分である側面部分断面図を示す概略図である。
【図５】本発明のＡＣＦ成型体の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２ 外枠
４ 蓋
６ 内枠
８ 支持枠
９ 処理槽の底部
１０ 処理槽
１２ 散水口
１４ 攪拌軸
１６ 攪拌翼
１８ 多孔板
２０ 排水樋
２３ 排水管
２４ ヒーター
２６ 反射板
２８ 攪拌モーター
３０ 制御パネル
５２ ＡＣＦ
５４ ＡＣＦ交絡部
５６ 空隙
１００ ＡＣＦ成型体
Claims (11)
- 活性炭素繊維と、前記活性炭素繊維を互いに貼着する水溶性粘結剤とからなり、活性炭素繊維が水溶性粘結剤のみで貼着されて成型されてなる活性炭素繊維成型体。
- 貼着される活性炭素繊維が活性炭素繊維織物である請求項１に記載の活性炭素繊維成型体。
- 成型体が略球状である請求項１に記載の活性炭素繊維成型体。
- 成型体の嵩密度が０．１〜０．３ｇ／ｃｍ3である請求項１に記載の活性炭素繊維成型体。
- 水溶性粘結剤がカルボキシメチルセルロースである請求項１に記載の活性炭素繊維成型体。
- 活性炭素繊維の直径が５〜３０μｍである請求項１に記載の活性炭素繊維成型体。
- 生ごみにコア材と共に請求項１に記載の活性炭素繊維成型体を添加し、生ごみ処理時に水溶性粘結剤を活性炭素繊維から脱離させることにより、活性炭素繊維とコア材とを生ごみ中に均一に混合させることを特徴とする生ごみ処理方法。
- 処理槽の底部に排水用多孔板を備えると共に処理槽の内部に生ごみ攪拌翼と散水口を有する処理槽内で生ごみを液体又は気体に生物分解する請求項７に記載の生ごみの処理方法。
- 攪拌翼の駆動及び散水を断続的に行う請求項７に記載の生ごみの処理方法。
- 活性炭素繊維成型体の添加量がコア材と活性炭素繊維の合計添加量に対して５〜２０質量％である請求項７に記載の生ごみ処理方法。
- コア材が籾殻である請求項７に記載の生ごみ処理方法。
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