JP3933465B2 - Organic waste decomposition apparatus and decomposition method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機廃棄物分解装置及び分解方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
レストランや食品加工工場、あるいは一般家庭等からも、廃棄物として残飯又は野菜くず等の生ゴミが排出される。こうした有機廃棄物(特に、食料品系有機廃棄物)の処理方法としては、微生物に分解させる方法が従来から広く使用されている。微生物は、一般に、有機担体、例えば、木材のおがくず、チップ、もみ殻、又はそば殻、あるいは多孔性無機担体、例えば、岩石又はセラミックに担持させ、それらの微生物担持担体と有機廃棄物とを混合する。
【0003】
有機廃棄物処理装置には、微生物担持担体及び有機廃棄物を収容する処理槽を動かさずに、可動攪拌手段を内部に有するタイプと、微生物担持担体及び有機廃棄物を収容する処理槽自体を回転させるタイプとが存在する。処理槽を動かさずに内部の可動攪拌手段を動かして攪拌するタイプでは、内容物を充分に攪拌するために、攪拌手段として高強度の材料を使用する必要があり、更に高出力の動力が必要であるという欠点がある。
【0004】
処理槽回転型の処理装置としては、例えば、特開2000−317429公報に、分解処理ドラムを有する生ゴミ処理装置が記載されている。この生ゴミ処理装置によれば、分解処理ドラムの内壁に複数の衝立板が取り付けられており、酸素の供給は撹拌によって行われる。従って、この生ゴミ処理装置では、分解処理ドラムを連続的に回転させながら微生物処理を実施する必要がある。このため、微生物担持担体も、分解処理ドラムの回転により衝立板と衝突して摩耗するので、微生物担持担体が短時間で粉砕され、消滅してしまうという問題があった。微生物担持担体として、有機物担体を使用した場合は、非常に早く消滅し、セラミック等の無機担体でも比較的早く消滅してしまう。また、連続的に回転させる処理装置によると、特に、米や小麦などの穀類廃棄物を処理する際に、糊化、餅化、又はガム状化の現象が起き、被処理物が塊となって分解が進まず、衝立板及び分解処理ドラム内壁に糊化された被処理物が付着して機械が損壊する等の問題もあった。糊化、餅化、又はガム状化の防止策としては、手早く小塊に分割してしまう方法、低温にして粘性を低下させる方法(この方法では低温のために微生物分解反応も停止する)等が考えられるが、経済的な問題等があり実用的ではない。更に、この生ゴミ処理装置では、排水手段を存在させないので、被処理物が水分を多量に含有していた場合に分解処理ドラム内に過剰な水分が溜まってしまうことがある。ドラム内に過剰に水分が溜まると、その水分によって微生物に、充分な空気が供給されなくなるので、嫌気性発酵が起こり、分解速度が著しく低下するばかりでなく、アンモニアガスやメタンガスなどの有害/悪臭物質が発生するという問題もあった。
【0005】
分解処理ドラムを不連続に回転させる装置としては、例えば、特開2000−61431公報に、多孔性のドラム内に生ゴミ及び微生物担持担体を収容し、ドラム周辺をカバーにより密閉して、カバー内に空気を通気しながらドラムを間欠的に回転させる生ゴミ消滅型攪拌装置が記載されている。この装置によれば、分解処理ドラムを回転させて撹拌した後、分解処理ドラムの回転を停止し、静止状態で微生物処理を実施することができる。しかしながら、分解処理ドラムを静止した場合、ドラムの側壁部に位置する微生物担持担体には酸素が供給されるが、ドラム中心部に位置する微生物担持担体には充分に酸素が供給されないので、均一な空気供給のために、頻繁にドラムを回転させる必要があった。その結果、分解処理ドラムを連続的に回転させる装置と同様の問題が発生する。
【0006】
微生物担持担体に空気を充分に通気させる構造を有する処理装置としては、例えば、特開平10−113642公報に、分解処理ドラムの回転軸を垂直方向に配置した縦回転型処理装置が記載されている。しかしながら、この装置では、攪拌機構が複雑になるので故障し易く、撹拌に必要な動力が高出力になるという欠点があった。
【0007】
更に、特開平10−156320公報には、分解処理ドラムの回転軸を水平方向に配置した多孔性の横回転型円筒形ドラムを有する処理装置が記載されている。この装置では、微生物担持担体を収容したドラムの下方から上方へ空気を通気する。しかし、この装置によると、円筒形の多孔性ドラム内部に微生物担持担体層が、断面円弧状の層を形成するので、層厚の差が極めて大きくなり、通気抵抗の差もそれに応じて大きくなる。従って、層厚が薄い領域では多くの空気が通過するが、層厚の厚い領域では空気がほとんど通過しないことがあり、大多数の微生物担持担体は、層厚の厚い領域に存在するので、全体としては、充分な好気性発酵が行われないという問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の有機廃棄物処理装置(特に、生ゴミ処理装置)においては、充分な酸素供給を保証するために連続撹拌方式を採用すると、糊化、餅化、又はガム状化の現象が起きると共に微生物担持担体が早期に破壊されるという欠点があり、その逆に、不連続撹拌方式を採用すると、充分な酸素供給が保証されないか、構造が複雑になって故障が発生し易くなるというジレンマがあった。
従って、本発明の課題は、不連続撹拌方式を採用し、しかも充分な酸素供給が保証され、更に構造が単純で故障が発生しにくい有機廃棄物処理装置及び処理方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、
(1)実質的に水平な方向に延びる回転軸を中心に回転可能な円筒状分解槽;
(2)前記円筒状分解槽の内部で、前記回転軸と実質的に平行に延び、前記円筒状分解槽を、分解処理室と給気室とに分割する多孔性隔壁;
(3)前記分解処理室内に、微生物担持担体を挿入する手段;
(4)前記分解処理室内に、被処理有機廃棄物を挿入する手段;
(5)前記円筒状分解槽を回転させるか、又は回転を停止させることができる手段であって、前記円筒状分解槽の回転により前記微生物担持担体と前記被処理有機廃棄物との混合物が分解処理室内に形成する安息角と多孔性隔壁とが実質的に平行になり、前記給気室が前記分解処理室の下方になる位置で、円筒状分解槽の回転を停止して静止させることのできる手段;
(6)前記給気室内に酸素を供給する給気手段;
(7)前記分解処理室から気体を排出する排気手段;
(8)前記微生物担持担体と前記被処理有機廃棄物との混合物が分解処理室内に形成する前記安息角と多孔性隔壁とが実質的に平行になり、前記給気室が前記分解処理室の下方になる位置で静止状態となっている前記分解処理室において、前記混合物に、前記給気手段及び/又は前記排気手段を介して、酸素を通気させる強制通気手段;及び
(9)前記給気室に設けられ、前記分解処理室内からの水分を前記円筒状分解槽の外部へ排出する排水手段;
を含む、有機廃棄物分解装置によって解決することができる。
【0010】
また、本発明は
(1)実質的に水平な方向に延びる回転軸と実質的に平行に延びる多孔性隔壁によって分割された分解処理室と給気室とを備え、前記分解処理室内に微生物担持担体を含み、そして前記の回転軸を中心に回転可能な円筒状分解槽を用意し;
(2)前記分解処理室内に、被処理有機廃棄物を挿入し;
(3)前記の円筒状分解槽を、前記回転軸を中心に回転させることにより、前記分解処理室内の微生物担持担体と被処理有機廃棄物とを混合し;
(4)微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物によって分解処理室内に形成される安息角と多孔性隔壁とが実質的に平行になり、前記給気室が前記分解処理室の下方になる位置で、円筒状分解槽の回転を停止して静止させ;
(5)酸素を、前記給気室から、前記多孔性隔壁を経て、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物内部を経由させ、円筒状分解槽に設けた排気手段から排出する強制的な通気条件下において微生物発酵を実施する;
ことを特徴とする、有機廃棄物の分解方法にも関する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による有機廃棄物分解装置を添付図面に沿って説明するが、本発明はこれらの添付図面に示す態様に限定されるものではない。
図1は、本発明による有機廃棄物分解装置1の斜視図であり、図2は、図1の有機廃棄物分解装置1に含まれる横回転型円筒状分解槽10の内部構造、及び被処理有機廃棄物挿入手段30の構造を示す部分断面図である。
【0012】
図1及び図2に示すように、本発明による有機廃棄物分解装置1は、横回転型円筒状分解槽10と、被処理物挿入手段30と、前記円筒状分解槽10を回転させる回転手段40とを含む。前記の横回転型円筒状分解槽10の内部には、後述するように、有機廃棄物を分解する分解処理室3が配置されている。
【0013】
前記の横回転型円筒状分解槽10は、その回転軸が実質的に水平方向となるように配置して使用され、図2の矢印X方向への回転及びそれとは逆方向である矢印Y方向への回転が可能であり、回転を停止して静止状態にすることも可能である。回転手段40としては、前記の回転及び静止を可能とする手段である限り限定されるものではないが、例えば、図1に示すように、モータ42及び支持ギア41a,41bを挙げることができる。なお、図1においては、横回転型円筒状分解槽10の正面側から見える2つの支持ギア41a,41bのみを示すが、横回転型円筒状分解槽10の裏側にも同様の支持ギアが2つ存在する。図1に示すように、歯車型の支持ギア41a,41bを用いる場合は、それらと嵌合可能なリング状ギア43a,43bを、横回転型円筒状分解槽10の円筒状側壁部10a上に設けることもできる。図1に示す一方の支持ギア41bとリング状ギア43bとに代わり、支持ローラ及びリング状ローラを用いることもできる。あるいは、全ての支持ギア及びリング状ギアに代わり、支持ローラ及びリング状ローラを用いることもできる。
【0014】
前記の横回転型円筒状分解槽10は、その内部に設けた分解処理室3に、微生物を担持させた担体(微生物担持担体)を挿入する手段として、例えば、図1に示すように、円筒状分解槽10の円筒状側壁部10a上に、挿入・排出部18を有することができる。この挿入・排出部18は、例えば、開口部17と開閉可能な蓋部16とからなることができ、新鮮な微生物担持担体の挿入だけでなく、古くなって交換が必要になった微生物担持担体の一部又は全部の排出に用いることもでき、更に、被処理有機廃棄物の挿入及び/又は排出に用いることもできる。また、微生物によって分解することができないか又は分解に長時間を有する残留物(例えば、トウモロコシの皮やタケノコの皮などの植物繊維)の排出に用いることもできる。なお、微生物担持担体挿入手段とは別に、微生物担持担体の排出手段を設けることもでき、この微生物担持担体排出手段から、古くなった微生物担持担体や、微生物によって分解することができないか又は分解に長時間を有する残留物を排出することができる。
【0015】
前記の横回転型円筒状分解槽10は、その内部に設けた分解処理室3に、被処理有機廃棄物を挿入する手段を有し、例えば、図1及び図2に示すように、その一方の円盤状側壁部10cに、被処理物挿入手段30が設置されている。被処理物挿入手段30は、例えば、ホッパ31、モータ32、及び螺旋コンベヤ33を含む。前記螺旋コンベヤ33は、その回転軸が横回転型円筒状分解槽10の回転軸と実質的に一致するように配置され、円盤状側壁部10cの中心において、横回転型円筒状分解槽10の外側から横回転型円筒状分解槽10内部の分解処理室3の内部まで貫通している。
【0016】
前記螺旋コンベヤ33の静止管35は、軸シール部34によって密封された状態で、横回転型円筒状分解槽10の円盤状側壁部10cに固定されている。静止管35内には、螺旋パドル36を設け、ホッパ31から挿入される有機廃棄物を分解処理室3の内部に送ることができる回転方向にモータ32によって回転させることができる。なお、螺旋パドル36の長さを延長して、静止管35の先端から突出させると、螺旋パドル36の回転によって分解処理室3の内部での有機廃棄物の拡散を促進することができるので好ましい。また、ホッパ31の上部に粉砕手段(図示せず)を設け、被処理有機廃棄物に含まれている大型の塊を粉砕して、小型化することもできる。
【0017】
前記の横回転型円筒状分解槽10の円筒状側壁部10a、並びに2つの円盤状側壁部10b,10cを構成するハウジングは、図1及び図2などに示すように、外側の断熱材層8と内側のドラム2との2層構造からなることができる。外側断熱材層8は、図1及び図2などに示すように、円筒状分解槽10の円筒状側壁部10a、並びに2つの円盤状側壁部10b,10cの全体を覆うことも、それらの一部を覆うこともできる。内側ドラム2は、水不透過性で不通気性の材料からなることができる。
【0018】
前記の横回転型円筒状分解槽10は、その内部に1つの分解処理室3と、少なくとも1つの給気室を有し、好ましくは、1つの分解処理室3と、給気室1つと排気室1つとを有する。図2(及び後述する図7及び図8)には、1つの分解処理室3と、給気室4及び排気室5をそれぞれ1つずつ有する態様を示す。分解処理室3の容量(体積)は、給気室(1つの場合)よりも大きくし、給気室4及び排気室5の合計容量(体積)よりも大きくすることが好ましい。前記の横回転型円筒状分解槽10の内部において、分解処理室3と給気室4とは、多孔性隔壁によって分離する。また、分解処理室3と排気室5も多孔性隔壁によって分離する。これらの多孔性隔壁は、水と気体(例えば、空気、水蒸気、あるいは炭酸ガス)を透過するが、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物を透過しない材料からなる。
【0019】
前記の横回転型円筒状分解槽10が、その内部に1つの分解処理室と1つの給気室とを有し、排気室を設けない場合にも、分解処理室から気体を排出する手段は必要であり、例えば、分解処理室の壁面に排気口を設けることができる。この排気口から、微生物担持担体や被処理有機廃棄物が排出されないように、排気口をフィルタや金網などで覆うのが好ましい。また、排気室を設けない横回転型円筒状分解槽の壁面、すなわち、分解処理室の壁面及び/又は給気室の壁面に給水口を設け、分解処理室の微生物担持担体及び被処理有機廃棄物に水分を供給することもできる。
【0020】
本明細書の添付図面では、前記の横回転型円筒状分解槽10の内部に1つの分解処理室3と、給気室4及び排気室5をそれぞれ1つずつ有する本発明の代表的態様を示す。例えば図2などに示すように、横回転型円筒状分解槽10の内部には、多孔性隔壁6によって中央部の分解処理室3と給気室4とが隔てられ、もう一方の多孔性隔壁7によって中央部分解処理室3と排気室5とが隔てられている。2枚の多孔性隔壁6,7は、それぞれが、前記の横回転型円筒状分解槽10の回転軸と実質的に平行に延びると共に、2枚の多孔性隔壁6,7が相互に実質的に平行に設けられる。また、2枚の多孔性隔壁6,7は、それぞれ、円筒状分解槽10の両端の円盤状側壁部10b,10cに達する。
【0021】
多孔性隔壁6,7は、それぞれ、湾曲していない平板状であることもできるが、少なくとも、分解処理室3と給気室4とを隔てる多孔性隔壁6は、図7及び図8に示すように、若干湾曲させ、中央部を円筒状側壁部10aの方向へ若干突出させることが好ましい。後述するように、分解処理室3への通気は、給気室4から多孔性隔壁6を介して、分解処理室3の内部の微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物に対して行われる。後述する図9に示すように、この際、多孔性隔壁6が湾曲していない平板状であると、多孔性隔壁6と円筒状側壁部10aとの接合部の付近の混合物の量が多くなるので、通気抵抗に若干の差異が発生するが、多孔性隔壁6を湾曲させることにより、通気抵抗の差異を修正することができる。また、湾曲した多孔性隔壁6を用いることにより、分解処理室3の内部収容スペースを広くすることができると共に、酸素(例えば、空気)の供給面積を広くすることができる。
【0022】
前記の横回転型円筒状分解槽10は、前記の給気室4に酸素(例えば、空気)を供給する給気手段、及び前記の排気室5から気体を排出する排気手段を有し、更に、給気手段への給気及び/又は排気手段からの排気を強制的に実行する強制通気手段を有する。すなわち、強制通気手段は、給気手段側に配置する強制送風手段(例えば、送風機)であることも、排気手段側に配置する強制吸引手段(例えば、吸気機)であることもでき、更には、それらの強制送風手段と強制吸引手段とを併用することもできる。なお、強制吸引手段を用いると、分解処理室3の内部の微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物に対して、均一な強制通気を実施することができる点で好ましく、強制送風手段を用いると、コストを低く抑えることが出きる点で好ましい。
【0023】
前記の給気手段及び排気手段は、それぞれが給気室4及び排気室5と接続する限り、前記の横回転型円筒状分解槽10の任意の位置に設けることができるが、例えば、図1及び図2に示すとおり、円盤状側壁部10bに、給気管12aと排気管12bとからなる給排気管系12を設けることができる。
【0024】
本発明の有機廃棄物分解装置1においては、分解処理室3の内部に挿入された被処理有機廃棄物に含まれる余分な水分を除去する排水手段を設けることが好ましい。スープ類、麺のつゆ、みそ汁、又はカレーなどの食品系有機廃棄物は大部分が水分であり、あるいは、残飯や果物など固形の食品系有機廃棄物であっても多量の水分を含む場合がある。このように、大部分が水分の有機廃棄物又は多量の水分を含む有機廃棄物を処理する場合には、前記のような嫌気性発酵を起こすことがあるので、場合により、強制吸引型排水手段を設けて、有害な過剰水分を除去することが好ましい。なお、有機廃棄物の微生物処理によって発生する水分は、主に水蒸気となって、同じく微生物処理によって発生する炭酸ガスと共に、前記の排気手段から排出することができる。一方、分解処理室3の内部に水分を補給する給水手段を設けることもできる。この給水手段により、特に、微生物担持担体上の微生物に対して水分を補給することができ、あるいは、水分含量の低い被処理有機廃棄物に対して、水分を補給することができる。
【0025】
前記の排水手段及び給水手段は、それぞれ、前記給気室4及び前記排気室5のいずれに接続させることもできる。しかしながら、前記の排水手段を前記給気室4に接続させることが好ましく、前記の給水手段を前記排気室5に接続させることが好ましい。これは、後述するように、被処理有機廃棄物を微生物処理する際には、横回転型円筒状分解槽10を静止状態とし、更にその際に、前記給気室4を分解処理室3の下方にし、前記排気室5を分解処理室3の上方にして静止状態とするので、排水手段を給気室4と同様に分解処理室3の下方に配置し、給水手段を排気室5と同様に分解処理室3の上方に配置することが好ましいからである。前記給水手段及び排水手段は、例えば、排気室5及び給気室4と接続する限り、前記の横回転型円筒状分解槽10の任意の位置に設けることができるが、例えば、図1及び図2に示すとおり、円盤状側壁部10bに、給水管11aと排水管11bとからなる給排水管系11を設けることができる。
【0026】
本発明の有機廃棄物分解装置1においては、横回転型円筒状分解槽10の外側表面が空気中に露出していることができる。あるいは、円筒状分解槽10内の温度を微生物の生育に適した温度に維持するために、円筒状分解槽10の外側を断熱材槽で覆うことができ、更に、図1及び図2に示すように温度調節手段、例えば、冷水管、又は好ましくは温水管13を配置し、前記円筒状分解槽10及び前記温水管13の全体を断熱材層8で覆うことができる。また、本発明の有機廃棄物分解装置1の全体又はその一部(少なくとも、横回転型円筒状分解槽10の全体)を、密閉可能で温度制御が可能な恒温室内に設置して、横回転型円筒状分解槽10の外側表面を前記恒温室内の空気中に露出させ、前記恒温室の温度制御により、円筒状分解槽10内の温度を微生物の生育に適した温度に維持することもできる。
【0027】
温度調節手段としては、調節可能に冷却又は好ましくは加熱することができる任意の手段(例えば、電気ヒータ)を用いることができる。図2に示すように、温水管13は、円盤状側壁部10bに設けた温水供給管13aから供給し、前記円筒状分解槽10の円筒状側壁部10aの外側表面を、例えば、螺旋状に巻回させることができる。あるいは、円筒状分解槽10の内部に温水管を通過させて、直接、微生物担持担体を加熱することもできる。
【0028】
本発明の有機廃棄物分解装置1においては、前記の給気手段から供給する酸素(例えば、空気)を用いて、分解処理室3内部の温度制御を行うことができる。例えば、前記の給気手段から給気室に、温度制御した空気(例えば、冷風、又は好ましくは温風)を供給し、その温度制御空気を、多孔性隔壁を経て分解処理室3に送り、分解処理室3内部の温度を微生物の生育に適した温度に維持することができる。更に、本発明の有機廃棄物分解装置1においては、前記の給水手段から供給する水(例えば、冷水又は好ましくは温水)を用いて、分解処理室3内部の温度制御を行い、分解処理室3内部の温度を微生物の生育に適した温度に維持することもできる。
分解処理室3の内部に、温度、湿度、及び/又は酸素濃度などのセンサを設置すると、排水量、給水量、通気量、温度、及び湿度を自動的に制御することができるので好ましい。
【0029】
なお、微生物による有機廃棄物の分解は発熱反応であるので、分解が進行するにつれて分解処理室内部の温度が上昇する。従って、分解処理室の温度を上昇させるための温度調節手段を設ける必要はないが、分解処理を最初に開始する際、又は被処理物が減少して微生物の分解処理量が減少した場合など、発熱量が低下した場合であっても、分解処理室内の温度を上昇させて微生物の生育至適温度を維持することができるので、加温可能な温度調節手段を設けることが好ましい。一方、微生物の有機廃棄物分解により過剰な発熱量が生じて微生物の生育至適温度を超えた場合には、温度調節手段の温度調節媒体(例えば、水又は空気など)の温度を微生物の生育至適温度に保つか又はその生育至適温度よりも低温にすることにより分解処理室内部の温度を微生物の生育至適温度まで低下させることもできるので、温度調節媒体を用いるタイプの温度調節手段であることが好ましい。
【0030】
前記円筒状分解槽10の円盤状側壁部10bにおいては、前記の給排気管系11、前記の給排水管系12、及び前記の温水供給管13aのパイプラインを統括的にまとめる回転ジョイント14及び総合管15を設けることが好ましい。総合管15の先端に、前記の給排気管系11と連絡する強制通気手段(図示せず)を設けることができる。
【0031】
本発明の有機廃棄物分解装置1においては、分解処理室3の内部の微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物に対して、後述するように、回転を停止した静止状態で微生物処理を実施する。その際の分解処理室3と、給気室4及び排気室5の位置関係は特に限定されないが、給気室4を分解処理室3の下方に位置させ、排気室5を分解処理室3の上方に位置させ、分解処理室3の下方から上方の方向へ強制通気を行うのが好ましい。この場合、前記の給水管11aを、分解処理室3の上方に位置する排気室5に接続させ、排水管11bを、分解処理室3の下方に位置する給気室4に接続させることが好ましい。
【0032】
なお、本発明の有機廃棄物分解装置1においては、横回転型円筒状分解槽10の回転中には、給気室及び排気室を最初から確定せずに、横回転型円筒状分解槽10の回転を停止して、静止状態にした際に、分解処理室3の下方に位置する部屋を給気室4とし、分解処理室3の上方に位置する部屋を排気室5として使用することもできる。この場合は、2つの給・排気室にそれぞれ接続する給排気管系11及び給排水管系12を適宜切り替えることが好ましい。
【0033】
本発明による有機廃棄物分解装置1は、円筒状分解槽10の内側表面の一部に多孔性隔壁6,7を設けるので、分解処理室3の断面形状は、真円の一部を直線又は曲線で切り欠いた扁平な形状となる。すなわち、多孔性隔壁6,7が真円断面の円筒体の内壁面上から突出した構造を有するので、微生物担持担体及び有機廃棄物を収容して回転させた場合には、それらを効率よく撹拌することができるので、円筒状分解槽10の内側表面に、通常の撹拌羽根を設ける必要はないが、通常の撹拌羽根を設けることによって撹拌効率を向上させることが好ましい。
【0034】
本発明者は、本発明の有機廃棄物分解装置1において、横回転型円筒状分解槽10の内部に、前記円筒状分解槽10が前記回転軸を中心に回転した場合に、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物を、その回転軸が延びる方向へ移動させる軸方向移動用撹拌手段を配置すると、撹拌効率を更に向上させることもできることを見出した。また、本発明の有機廃棄物分解装置1においては、横回転型円筒状分解槽10の内部に、前記円筒状分解槽10が前記回転軸を中心に回転した場合に、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物を、その回転方向へ移動させる回転方向移動用撹拌手段を配置することが好ましい。
【0035】
図3は、前記軸方向移動用撹拌手段の一態様である三角柱型撹拌板21の斜視図であり、図4は、前記回転方向移動用撹拌手段の一態様である平板型撹拌板24の斜視図である。
三角柱型撹拌板21は、三角柱型の撹拌主体板22を有し、場合により、その上面に設けた撹拌補助板23を含むことができる。三角柱型撹拌板21は、その三角柱型撹拌主体板22の1つの大略直角三角形状底面22dで前記分解処理室3の内側ドラム2の内壁面、及び/又は多孔性隔壁6,7の分解処理室側壁面の上に固定して設けることができる。三角柱型撹拌主体板22が有する3つの側面22a,22b,22cの内、大略直角で交わる2側面22a,22cは、一方の側面22aが、横回転型円筒状分解槽10の回転軸と実質的に平行であり、もう一方の側面22cが前記回転軸と実質的に垂直方向に延びる(以下、前記側面22aを平行側面22aと称することがある)。また、第3の側面22bが前記回転軸の延びる方向から偏向している(以下、この側面22bを偏向側面22bと称することがある)。
【0036】
前記の三角柱型撹拌板21を有する横回転型円筒状分解槽10が、図3に示す矢印Yの方向に回転すると、前記の平行側面22aと接する微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物は、矢印Yの方向(すなわち、回転方向)に移動する。一方、この三角柱型撹拌板21を有する横回転型円筒状分解槽10が、図3に示す矢印Xの方向に回転すると、前記の偏向側面22bと接する微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物は、矢印Xの方向(すなわち、回転方向)に移動すると共に、図3に示す矢印Aの方向(すなわち、横回転型円筒状分解槽10の軸方向)にも移動する。
【0037】
前記の撹拌補助板23は、前記分解処理室3の内側ドラム2の内壁面、及び/又は多孔性隔壁6,7の分解処理室側壁面と実質的に平行に設置(従って、前記の平行側面22aや偏向側面22bとは垂直に設置)することが好ましい。また、前記の回転方向の撹拌を補助するためには、平行側面22aの上部に突出させた撹拌補助板23として設置することが好ましい。更に、前記の軸方向の撹拌を補助するために、偏向側面22bの上部に突出させた撹拌補助板23’(仮想線で示す)を設置することもできる。
【0038】
前記軸方向移動用撹拌手段としては、図3に示す前記三角柱型撹拌板21において、底面を直角三角形から二等辺三角形に変更した形状の三角柱型撹拌板を用いることもできる。こうした二等辺三角形型撹拌板を用いると、2つの側面を前記回転軸の延びる方向に対して偏向して設置することができ、横回転型円筒状分解槽10の回転方向とは無関係に、回転方向撹拌と軸方向撹拌を実施することができる。
【0039】
平板型撹拌板24は、平板型の撹拌主体板25を有し、場合により、その上面に設けた撹拌補助板26を含むことができる。平板型撹拌主体板25は、その1つの大略長方形状底面で、前記分解処理室3の内側ドラム2の内壁面、及び/又は多孔性隔壁6,7の分解処理室側壁面の上に固定して設けることができる。平板型撹拌主体板25の相互に平行な2対の側面の内、面積の大きい2側面25aは前記回転軸と実質的に平行であり、面積の小さい2側面25bは前記回転軸と実質的に垂直方向に延びている。この平板型撹拌主体板25を有する横回転型円筒状分解槽10が、図4に示す矢印Xの方向に回転すると、前記側面(平行側面)25aと接する微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物は、矢印Xの方向(すなわち、回転方向)に移動し、矢印Yの方向に回転すると、矢印Yの方向(すなわち、回転方向)に移動する。
【0040】
前記の撹拌補助板26は、前記分解処理室3の内側ドラム2の内壁面、及び/又は多孔性隔壁6,7の分解処理室側壁面と実質的に平行に設置(従って、前記の平行側面25aとは垂直に設置)することが好ましい。前記三角柱型撹拌板21による回転方向の撹拌を補助するために、前記三角柱型撹拌板21に設ける撹拌補助板23と同じ方向に突出させて1つの側面(平行側面)25aの上部に突出させて設置することが好ましい。更に、前記側面(平行側面)25aの裏面であるもう1つの側面(平行側面)25aの上部に突出させた撹拌補助板26’(仮想線で示す)を設置することもできる。
【0041】
なお、平板型撹拌板24の平行側面25aを、前記円筒状分解槽10の前記回転軸が延びる方向に対して偏向させて配置することにより、この平板型撹拌板24を、前記軸方向移動用撹拌手段として用いることもできる。また、こうした平板型撹拌板を、前記分解処理室3の内側ドラム2の内壁面、及び/又は多孔性隔壁6,7の分解処理室側壁面において、軸方向に連続的な帯状体として配置することもできる。更に、例えば、特開2000−317429号公報記載の衝立板のように、螺旋状に曲げた連続的帯状体を設けることもできる。
本発明においては、これら複数種の軸方向移動用撹拌手段の1種又はそれらの組み合わせを適宜選択し、更に、前記の平板型撹拌板24と組み合わせて用いることができる。
【0042】
図2に示す横回転型円筒状分解槽10の分解処理室3の内壁には、前記の三角柱型撹拌板21及び平板型撹拌板24がそれぞれ複数個設置されている。図5は、三角柱型撹拌板21及び平板型撹拌板24の設置状態を説明するために、円筒状側壁部10aの内側表面を展開した説明図である。円筒形立体の内側表面の展開図であるので、図5の上端と下端とは連続する曲面の同一の部分を意味し、右端及び左端は、それぞれ円盤状側壁部10b,10cに接しており、そして横回転型円筒状分解槽10の回転は、図5の上下方向(矢印X,Yの方向)への移動に相当する。
【0043】
三角柱型撹拌板21は、平行側面22aが回転方向(矢印X,Yの方向)に対して垂直に配置されており、偏向側面22bが回転方向(矢印X,Yの方向)に対して偏向して配置されている。平板型撹拌板24は、2つの側面(平行側面)25aのいずれの面も回転方向(矢印X,Yの方向)に対して垂直に配置されている。三角柱型撹拌板21及び平板型撹拌板24上の撹拌補助板23,26は、それぞれ、矢印Yの方向の撹拌を補助する方向に設ける。
【0044】
図5の態様では、横回転型円筒状分解槽10の回転方向(矢印X,Yの方向)に向かって3つの三角柱型撹拌板21と3つの平板型撹拌板24とを交互に配置した撹拌板(計6つ)の列を1セットとする撹拌板列27a,27b,27c,27dを、横回転型円筒状分解槽10の軸方向(矢印Aの方向)に配置する。こうした配置を有する横回転型円筒状分解槽10に対して、円盤状側壁部10c側に設けた静止管35(図2及び図5の破線参照)の方向から被処理有機廃棄物を挿入して、横回転型円筒状分解槽10を矢印Yの方向に回転させると、分解処理室3の内部の微生物担持担体に対し、被処理有機廃棄物は、横回転型円筒状分解槽10の回転方向に移動して撹拌される。
【0045】
一方、横回転型円筒状分解槽10を、前記とは逆の矢印Xの方向に回転させると、撹拌板列27a,27b,27c,27dの三角柱型撹拌板21と接触する微生物担持担体と被処理有機廃棄物との混合物は、矢印Xの方向(すなわち、回転方向)に移動すると共に、横回転型円筒状分解槽10の軸方向にも移動する。ここで、撹拌板列27a,27b,27cの三角柱型撹拌板21の偏向側面22bは、いずれも矢印Aの方向へ混合物を移動させる方向に偏向しているので、撹拌板列27a,27b,27cの三角柱型撹拌板21と接触する混合物は、いずれも矢印Aの方向へ移動する。すなわち、一方の円盤状側壁部10c側からもう一方の円盤状側壁部10bの方向へ移動させる。また、撹拌板列27dの三角柱型撹拌板21の偏向側面22bは、いずれも矢印Aの方向とは逆方向へ混合物を移動させる方向に偏向しているので、撹拌板列27a,27b,27cによって移動してきた混合物を、逆方向へ移動させる。すなわち、一方の円盤状側壁部10b側からもう一方の円盤状側壁部10cの方向へ移動させる。
【0046】
本発明の有機廃棄物分解装置1においては、分解処理室3の内部に、三角柱型撹拌板21のような軸方向移動用撹拌手段と、平板型撹拌板24のような回転方向移動用撹拌手段とを設け、横回転型円筒状分解槽10を両方向に回転させることにより、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物が、回転方向だけでなく、軸方向にも移動して撹拌が行われるので、微生物担持担体と被処理有機廃棄物との撹拌を効率的に実施することができ、回転回数を削減することができる。
【0047】
分解処理室3の内部に設ける三角柱型撹拌板21及び平板型撹拌板24の数は、微生物担持担体と被処理有機廃棄物との前記の撹拌を効率的に実施することができる限り、特に限定されない。また、三角柱型撹拌板21の偏向側面22bを偏向させる方向(角度)も同様に限定されない。
【0048】
図6に、三角柱型撹拌板21及び平板型撹拌板24の別の配置態様を説明する分解処理室表面の展開図を示す。図6に示す配置は、被処理有機廃棄物の挿入が、円盤状側壁部10b,10c側からではなく、それら円盤状側壁部10b,10c間の中央部から行われる場合、例えば、図1に示す微生物担持担体挿入・排出部18から行われる場合に適している。なお、図6に示すように、微生物担持担体挿入・排出部18の蓋部16の内側には、三角柱型撹拌板21及び平板型撹拌板24を設ける必要はないが、蓋部16の内側にも、三角柱型撹拌板21及び平板型撹拌板24を設けることができる。
【0049】
本発明による有機廃棄物分解装置及び有機廃棄物分解方法において微生物を担持するために使用する担体としては、当技術分野で使用される任意の公知担体を使用することができ、例えば、吸水性が高く、軽くて且つ比表面積の大きな有機物、例えば、木材のおがくずやチップ、もみ殻、そば殻等、並びに一部の岩石やセラミック等を挙げることができる。有機担体と無機担体は、被処理有機廃棄物の種類により、適宜選択して用いることが好ましい。例えば、水分含有量が高い有機廃棄物を処理する場合には、無機担体、例えば、セラミック担体の量を多くするか、あるいは無機担体、例えば、セラミック担体のみを用いることにより、水はけを向上させることができる。
【0050】
本発明に用いることができる微生物は、廃棄物分解装置及び分解方法で用いられる通常の好気性菌である限り特に限定されるものではない。使用する微生物の種類も、被処理有機廃棄物の種類により、適宜選択して用いることができる。例えば、被処理有機廃棄物が油分を多く含み、好気性発酵によって温度が上昇する傾向がある場合には、好高温性好気性微生物、例えば、約50℃〜約70℃に好適生育条件を有する好高温性好気性微生物を用いることができる。一方、被処理有機廃棄物が野菜類を多く含み、好気性発酵によって温度が上昇しない傾向がある場合には、好低温性好気性微生物、又は好常温性好気性微生物(例えば、約30℃〜約40℃に好適生育条件を有する微生物)を用いることができる。
【0051】
本発明において処理することのできる有機廃棄物も、通常の有機廃棄物分解装置及び分解方法によって処理される有機廃棄物である限り特に限定されるものではないが、例えば、レストランや食品加工工場、あるいは一般家庭や食品生産工場等から排出される食料品系有機廃棄物、特には、残飯又は野菜くず等の生ゴミを挙げることができる。
本発明に係る有機廃棄物処理装置及び有機廃棄物処理方法によると、前記有機廃棄物を、堆肥化することもできるが、完全に炭酸ガスと水とに分解して消滅させることもできる。従って、本発明は、堆肥化用の有機廃棄物処理装置及び有機廃棄物処理方法、並びに有機廃棄物消滅用の有機廃棄物処理装置及び有機廃棄物処理方法に関する。堆肥化用装置として利用する場合には、分解処理室内の堆肥と微生物担持担体との混合物を取り出すための排出手段を適当な位置に設け、バッチ処理又は連続処理を行うことができる。
【0052】
本発明による有機廃棄物分解装置の円筒状分解槽内部の多孔性隔壁に用いることのできる材料は、水及び気体(例えば、空気、水蒸気、あるいは炭酸ガス)は通過可能であるが、微生物担持担体及び有機廃棄物は通過することができない多孔性物質であれば特に限定されず、例えば、当業者に公知の通水性ボード、通水性布帛やフィルタ素材を金属製メッシュ上に担持させたもの、又は目の細かい金網若しくは孔径の小さい貫通孔を有する金属板であることもできる。
【0053】
本発明による有機廃棄物分解装置1においては、円筒状分解槽10を、その本体に直接、又は支持手段を介して間接的に連動する動力、例えばモータを設けて、自動的に回転させることもできるし、ハンドルを設けて手動で回転させることもできる。本発明による有機廃棄物分解装置1は、分解装置であり、被処理有機廃棄物は完全に分解されて炭酸ガスと水とに分解されて排出されるので、静止状態での分解過程の進行につれて微生物担持担体と有機廃棄物との間に空隙が順次形成される。従って、横回転型円筒状分解槽10を定期的に回転させることにより、微生物担持担体と有機廃棄物とを攪拌して、前記の空隙をなくし、微生物担持担体と有機廃棄物との接触面積が多くなるように維持することが好ましい。
【0054】
次に、図1及び図2等に示す有機廃棄物分解装置を用いて、本発明による有機廃棄物の分解方法を実施する態様を、他の添付図面も参照しながら説明する。
まず、図1及び図2に示す横回転型円筒状分解槽10の分解処理室3内に、図1に示す挿入・排出部18の開口部17から未使用の微生物担持担体(図示せず)を挿入し、蓋部16を閉めて分解処理室3を密閉し、そして給排気管系12による空気の循環、及び温水管13による温水の循環、及び必要により給水管11aによる給水を開始する。こうして、微生物担持担体における微生物を活性化させる。
【0055】
続いて、被処理物挿入手段30のモータ32を回転させて、被処理有機廃棄物(図示せず)をホッパ31中に挿入する。有機廃棄物は、螺旋コンベヤ33の静止管35内を、螺旋パドル36に押されながら移動し、分解処理室3内に挿入される。有機廃棄物の挿入操作の際に、横回転型円筒状分解槽10を、図2及び図5の矢印Xの方向に回転させる。図5の矢印Aの方向で螺旋パドル36から送り込まれた有機廃棄物は、微生物担持担体と共に、撹拌板列27a,27b,27cに含まれる三角柱型撹拌板21の偏向側面22bに沿って、挿入口側の円盤状側壁部10cから離れる方向(すなわち、図2及び図5の矢印Aの方向)に移動する。
【0056】
一方、挿入口とは反対側の円盤状側壁部10b付近に位置する微生物担持担体及び有機廃棄物(以下、処理体混合物とも称する)は、撹拌板列27dに含まれる三角柱型撹拌板21の偏向側面22bに沿って、挿入口側の円盤状側壁部10cへ向かう方向(すなわち、図2及び図5の矢印Aの方向とは逆方向)に移動する。なお、3列の撹拌板列27a,27b,27cの内、挿入口側の円盤状側壁部10cから最も離れた位置に配置する撹拌板列27cに含まれる各三角柱型撹拌板21と、挿入口とは反対側の円盤状側壁部10b側に配置する撹拌板列27dに含まれる各三角柱型撹拌板21とは、それらの偏向側面22bが、図5に示すように、回転方向に変位するように配置しているので、3列の撹拌板列27a,27b,27cによって、挿入口側の円盤状側壁部10cから離れる方向(すなわち、図2及び図5の矢印Aの方向)に移動する処理体混合物は、挿入口とは反対側の円盤状側壁部10bの付近にまで移動することができ、軸方向撹拌は、効率よく実行される。
【0057】
軸方向撹拌が完了して、有機廃棄物が分解処理室3の内部に軸方向に均一に拡散された状態で、有機廃棄物の挿入と横回転型円筒状分解槽10の矢印Xの方向への回転を停止する。続いて、横回転型円筒状分解槽10を、矢印Yの方向へ逆回転させる。図7は、この状態の横回転型円筒状分解槽10の模式的断面図である。なお、図7では、微生物担持担体51と、被処理有機廃棄物52との処理体混合物の移送状態を説明することが目的なので、横回転型円筒状分解槽10の外側断熱材層8及び内側ドラム2、分解処理室3、給気室4及び排気室5、多孔性隔壁6,7、三角柱型撹拌板21、及び平板型撹拌板24のみを示す。
【0058】
図7に示すとおり、横回転型円筒状分解槽10を矢印Yの方向へ回転させると、矢印Yの回転方向に垂直な平面である平行側面22a,25aにより、微生物担持担体51と、被処理有機廃棄物52との処理体混合物が移送され、矢印Yの回転方向と同じ方向に処理体混合物が移動し、攪拌される。また、三角柱型撹拌板21及び平板型撹拌板24は、それぞれ撹拌補助板23,26を有するので、多くの処理体混合物を保持して移送することができる。三角柱型撹拌板21及び平板型撹拌板24によって運ばれた処理体混合物は、分解処理室3の上方において三角柱型撹拌板21及び平板型撹拌板24から重力に従って落下し、回転分解処理室3の内部に形成される処理体混合物の斜面に沿って滑り落ちる。前記斜面の傾斜角度は、「安息角」となる。安息角とは、粒状の物質を堆積させたときに、その面が崩れずに安定する最大傾斜角であり堆積される物質の粒度、粘度、湿度等の条件によって変化するが、それらの条件を一定に保つことによって概ね予想することができる。
【0059】
前記のように、横回転型円筒状分解槽10を、矢印Yの方向へ回転させることにより、回転方向での撹拌を行い、充分に均一に撹拌が完了した後、横回転型円筒状分解槽10の矢印Yの方向への回転を停止する。続いて、必要により、残りの有機廃棄物の挿入操作や、軸方向撹拌を行うための矢印Xの方向へ回転操作、更には、回転方向撹拌を行うための矢印Yの方向へ回転操作を実施することができる。
【0060】
横回転型円筒状分解槽10の回転を停止する際には、図8に示すように、微生物担持担体51と被処理有機廃棄物52との処理体混合物の安息角によって規定される斜面Sと、多孔性隔壁6とが、ほぼ平行になる位置で停止させる。この状態では、処理体混合物50の層厚が、多孔性隔壁6の上において、ほぼ均一になる。処理体混合物50の層厚をほぼ均一に維持した状態で、横回転型円筒状分解槽10を静止させ、微生物担持担体51上の微生物により、被処理有機廃棄物52の好気的発酵を実施する。
本発明方法においては、例えば、横回転型円筒状分解槽10の円筒状側壁部10aや、円盤状側壁部10b,10c上に、内部観察用の窓を設けて前記の安息角を決定するか、あるいは、簡単なパイロット試験を実施して安息角を決定することができる。
【0061】
図8に示すように、内側ドラム2の給気室4内には、給気管12aと連結する給気口12cから、新鮮な空気が送風される。この空気は、多孔性隔壁6を通過し、分解処理室3内の処理体混合物50の間を通過し、多孔性隔壁7を通過して排気口12dを経て、排気管12bから排気される。この際、処理体混合物50は、ほぼ均一の厚さを有するので、多孔性隔壁6上で通気抵抗がほぼ等しくなり、処理体混合物50の全体に亘って空気が均一に通気する。
【0062】
なお、図9に示すとおり、分解処理室3の側壁は、横回転型円筒状分解槽10の円筒状側壁部の湾曲した内壁に沿って形成されるので、多孔性隔壁が、図9の仮想線で示すような平板状の多孔性隔壁6’であると、安息角斜面S及びそれに平行な前記平板状多孔性隔壁6’の間に堆積する処理体混合物50の断面形状は、長方形状にはならず、両端部に湾曲突出部P3及びR3を有する。ここで、前記平板状多孔性隔壁6’の中央部領域Qwには、処理体混合物Q1のみが堆積するのに対し、中央部領域Qwと同一底面積を有する一方の端部領域Pwには、混合物P1及びP3が堆積し、中央部領域Qwと同一底面積を有するもう一方の端部領域Rwには、処理体混合物R1及びR3が堆積する。ここで、処理体混合物Q1と処理体混合物P1及びR1はそれぞれ同じ体積であるので、両端部領域Pw,Rwには、処理体混合物P1,R1が余分に堆積していることになる。このような状態で給気室4から空気を矢印Bの方向で多孔性隔壁6’に向かって強制的に供給すると、中央部領域Qwでの通気抵抗は、両端部領域Pw,Rwでの通気抵抗よりも低くなるので、両端部領域Pw,Rwの処理体混合物50には充分に空気が供給されないことになる。
【0063】
そこで、本発明では、多孔性隔壁6を湾曲させることにより、中央部領域Qwでの通気抵抗と、両端部領域Pw,Rwでの通気抵抗とを実質的に等しくなるように調整する。すなわち、多孔性隔壁6を湾曲させると、中央部領域Qwには、体積の比較的大きい処理体混合物Q2の部分が増加するのに対し、両端部領域Pw,Rwでは、体積の比較的小さい処理体混合物P2,R2の部分が増加するだけであるので、中央部領域Qw上の処理体混合物Q(=Q1+Q2)と、一方の端部領域Pw上の処理体混合物P(=P1+P2+P3)と、もう一方の端部領域Rw上の処理体混合物R(=R1+R2+R3)とは、それらの体積が実質的に同一になり、従って、通気抵抗も実質的に等しくなり、矢印Bから矢印Cへの強制通気が処理体混合物50に関して均一になる。
なお、本明細書において、前記の多孔性隔壁が前記回転軸と「実質的に平行」に延びるとは、上記のように、通気抵抗が実質的に等しくなるような態様で湾曲している場合を含む意味である。
【0064】
本発明の有機廃棄物分解装置においては、処理体混合物を通過した気体を、分解処理室の内部から横回転型円筒状分解槽の外部へ排出することができる限り、任意の位置に任意の排気手段を設けることができる。
例えば、前記横回転型円筒状分解槽が、その内部に1つの分解処理室と1つの給気室とを有し、排気室を設けない場合には、例えば、分解処理室の壁面に排気口を設けることができる。また、図2(並びに図7及び図8)に示す態様のように、前記横回転型円筒状分解槽10が、その内部に1つの分解処理室3と1つの給気室4と1つの排気室5を有する場合には、例えば、排気室5の壁面に排気口を設けることができる。
【0065】
更に、図1及び図2に示すとおり、横回転型円筒状分解槽10の外部から内部に貫通する螺旋コンベヤ33を有する被処理物挿入手段30を設ける場合には、被処理物挿入手段30のホッパ31から排気することができるので、被処理物挿入手段30を排気手段として用いるか、あるいは排気手段の一部として用いることができる。この場合には、横回転型円筒状分解槽10に排気室を設ける必要がない。更に、被処理物挿入手段30を排気手段として用いる場合には、別途にその他の排気手段を設ける必要もない。
【0066】
例えば、処理体混合物50の量が少なく、分解処理室3の内部で螺旋コンベヤ33の静止管35が処理体混合物50の表面から露出する場合には、給気室4から多孔性隔壁6を経て分解処理室3に供給される空気を、処理体混合物50に通気した後、静止管35の中を通過させてホッパ31から排気することができる。一方、処理体混合物50の量が多く、分解処理室3の内部で静止管35が処理体混合物50の表面下に埋没する場合には、例えば、静止管35の分解処理室3内の領域に排気塔(図示せず)を設け、この排気塔と、静止管35と、ホッパ31とから排気手段を構成することができる。前記排気塔の上部に排気口を設け、この排気口を処理体混合物50の安息角斜面Sの上に露出させる。また、前記排気塔は、前記静止管35の側面から前記安息角斜面Sに対して垂直方向に延びるのが好ましい。前記排気塔を設けた場合には、空気は、給気室4から多孔性隔壁6を経て分解処理室3に入り、処理体混合物50の間を通過し、排気塔の排気口を経て、静止管35の中を通過してホッパ31から排気される。
なお、軸シール部34とホッパ31との間の静止管35の側面に排気用開口部(図示せず)を設け、その排気用開口部から排気することもできる。
【0067】
また、横回転型円筒状分解槽10に、図1及び図2に示すような被処理物挿入手段30を設けず、図1に示すような微生物担持担体挿入・排出部18を横回転型円筒状分解槽10の円筒状側壁部10aに設け、その微生物担持担体挿入・排出部18から被処理物を挿入する態様の有機廃棄物分解装置においては、横回転型円筒状分解槽の回転軸の位置に、排気パイプ(図示せず)を設けることができる。すなわち、この排気パイプは、図2に示す被処理物挿入手段30の静止管35と同様の位置に設け、横回転型円筒状分解槽の外部に排気することができる。また、この排気パイプの側面から、処理体混合物の安息角斜面の上に露出する方向に延び、好ましくは前記安息角斜面Sに対して垂直方向に延びる排気塔を設け、その排気塔の上部に設けた排気口から排気パイプを経て、横回転型円筒状分解槽の外部に排気することができる。なお、前記の排気パイプにも、前記静止管35と同様に軸シール部を設け、前記排気パイプを密封すると共に、横回転型円筒状分解槽の回転から独立させて静止状態(非回転状態)を維持させるのが好ましい。
【0068】
本発明の有機廃棄物分解装置においては、脱臭手段を設けることができる。脱臭手段は、前記排気手段に設けるのが好ましい。
例えば、前記の横回転型円筒状分解槽10が、その内部に1つの分解処理室と1つの給気室とを有し、排気室を設けない場合には、分解処理室壁面に設けた排気口、排気管の一部、及び/又は排気管の出口に脱臭手段を設け、脱臭した空気を排出することが好ましい。また、前記の横回転型円筒状分解槽10が、排気室を有する場合には、前記排気室壁面に設けた排気口、排気管の一部、及び/又は排気管の出口に脱臭手段を設け、脱臭した空気を排出することが好ましい。
なお、前記脱臭手段を設ける場合には、強制送風手段及び強制吸引手段を併用することが好ましい。
【0069】
内側ドラム2の排気室5には、給水管11aと連絡する給水口11dが設けられており、微生物の生育に最適な条件よりも湿度が不足している場合に、水分を供給することができる。給水口11dから供給された水は、多孔性隔壁7を通過して、処理体混合物50に供給される。被処理有機廃棄物に含まれる有害な過剰水分、ドレン、及び可溶性物質は、多孔性隔壁6を通過して分解処理室3から給気室4内に入り、排水口11cを経て、排水管11bから排水される。ここで、排水口11cは、図8に示すように、横回転型円筒状分解槽10の回転を停止した静止状態において、横回転型円筒状分解槽10の重力方向の最下部に位置するように設けるのが好ましい。なお、被処理有機廃棄物の分解によって発生した水分は、主に水蒸気となり、排気手段から排出される。処理体混合物に対して給水中及び/又は給水した後には、処理体混合物を撹拌して、処理体混合物内に均一に水分を分散させることが好ましい。処理体混合物に水分を供給するには、給水口を、前記の通り排気室内に設けることが好ましいが、給気室又は分解処理室内に給水口を設けても、給水中及び/又は給水後に処理体混合物を撹拌することにより、処理体混合物全体にわたって水分を供給することができる。
【0070】
本発明においては、被処理有機廃棄物に含まれる余分な水分を除去したり、あるいは、微生物の生育に必要な水分を供給した後で、撹拌工程を実施して、被処理有機廃棄物と微生物担持担体とを充分に混合することが好ましい。
微生物に供給する水とは別に、所望により、温度制御水、例えば、温水管13からの温水を流して、内側ドラム2内の温度を微生物の生育に最適な温度に維持することが好ましい。
【0071】
微生物による分解が進行すると、有機廃棄物が炭酸ガスと水とに分解されて排出されるので、微生物担持担体と有機廃棄物との間に空隙が逐次形成される。前記空隙を放置しておくと、微生物担持担体と有機廃棄物との接触面積が減少して、分解に参加する微生物数が減少し、分解速度が低下してしまう。従って、微生物担持担体と有機廃棄物との緊密な接触を維持するために、横回転型円筒状分解槽10を定期的に回転させて攪拌することが好ましい。微生物処理の完了は、例えば、横回転型円筒状分解槽10の円筒状側壁部10aや、円盤状側壁部10b,10c上に設けた内部観察用の窓から確認することができる。
【0072】
本発明の有機廃棄物分解装置1においては、多孔性隔壁6,7の目詰まりを、例えば、逆洗浄によって解消することができる。すなわち、排気管12bから内側ドラム2の内部に空気を送って、給気管12aから空気を排出することにより、多孔性隔壁6,7の目詰まりを解消することができる。また、排水管11bから水を供給して、給水管11aから水を排出する操作を併用するか、あるいはその操作を単独で実施して、前記目詰まりを解消することもできる。なお、微生物分解により前記目詰まりを解消することもできる。
【0073】
本発明の有機廃棄物分解装置1においては、被処理有機廃棄物挿入手段、例えば、廃棄物自動投入装置30から前記分解処理室3内に被処理有機廃棄物を挿入する際に、横回転円筒型分解槽10の回転軸を水平方向から垂直方向へ傾斜させ、重力を利用して被処理有機廃棄物を前記分解処理室3の内部へ進入させることができる。例えば、図1に示す本発明の有機廃棄物分解装置1の全体を適当な基台(図示せず)上に設置し、その基台に連結して設けたリフト手段により、廃棄物自動投入装置30を設けた円盤状側壁部10c側が上方(重力方向に対して)となり、反対側の円盤状側壁部10b側が下方(重力方向に対して)となるように、有機廃棄物分解装置1を矢印Uの方向に持ち上げ、結果として前記円筒状分解槽10を傾斜させることができる。持ち上げる角度は、水平方向と垂直方向との間の任意の角度であることができ、挿入する被処理有機廃棄物の進入程度によって適宜選択することができる。
【0074】
前記円筒状分解槽10の傾斜は、被処理有機廃棄物の挿入時に限定されず、前記円筒状分解槽10を回転させて前記分解処理室3内で被処理有機廃棄物を撹拌する段階で前記円筒状分解槽10を傾斜させることもできる。但し、微生物発酵を実施する前に、横回転円筒型分解槽10の回転軸を水平方向に戻し、この水平状態で横回転円筒型分解槽10を回転させ、分解処理室3の内部の微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物の安息角斜面Sと、多孔性隔壁とが実質的に平行な状態で停止することができるように、撹拌工程を行うことが好ましい。
【0075】
本発明の有機廃棄物分解装置1は、家庭用の小型装置であることも、あるいは食品加工工場用の大型装置であることもできる。本発明の有機廃棄物分解装置1が、大型装置である場合は、例えば、円筒状側壁部10a、又は円盤状側壁部10b,10cに開口部を設け、修理工が前記分解処理室3の内部に入り、メンテナンスや修理を行うことができる。あるいは、円盤状側壁部10b,10cの全体を開放可能な構造にするか、着脱自在の構造とすることもできる。
【0076】
本発明の有機廃棄物分解装置においては、例えば、長期間の使用により、微生物担持担体に塩分又はその他の付着物が付着して微生物の活性を阻害することがある。このような場合には、例えば、給水手段から分解処理室へ洗浄水を供給して、微生物担持担体を洗浄し、塩分又はその他の付着物を溶出することができる。この場合、洗浄水を微生物担持担体に噴射すると、微生物が担体から剥離されることがあるので、微生物担持担体を洗浄水に浸漬させて溶出処理を実施することが好ましい。
また、分解処理室から排出された排水は、そのまま、あるいは物理的、化学的、及び/又は生物学的浄化処理をした後に、一部又は全部を循環させて、給水として再び分解処理室内に供給することができる。排水を循環させると、水の節約になるのみでなく、排水の水質汚染度、すなわち、BODを低下することができるので好ましい。
【0077】
【発明の効果】
本発明によると、円筒状分解槽の回転を停止した静止状態においても、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物への効率的な通気を行うことができるので、円筒状分解槽の回転数を減少させることができ、従って担体の寿命が延長される。また、有害な過剰水分を除去することにより、微生物への通気が保証されるので、嫌気性発酵を防止することができる。また、円筒状分解槽の回転数が少ないので、糊化、餅化、又はガム状化の現象を抑制することができる。
また、本発明において、分解処理室内に軸方向移動用撹拌手段を設けることにより、分解処理室内での回転方向撹拌と軸方向撹拌とを効率的に実施することができるので、円筒状分解槽の回転数を更に減少させることができる。
本発明に係る有機廃棄物処理装置及び有機廃棄物処理方法は、堆肥の製造、いわゆるコンポスト化に用いることもできるが、好気性微生物にとって良好な生育条件を維持することができるので、短時間で有機廃棄物を水と炭酸ガスとに分解し、消滅させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による有機廃棄物分解装置の斜視図である。
【図2】図1の有機廃棄物分解装置に含まれる横回転型円筒状分解槽の内部構造、及び被処理有機廃棄物挿入手段の構造を示す部分断面図である。
【図3】ドラム内壁面上に配置された三角柱型撹拌板の斜視図である。
【図4】ドラム内壁面上に配置された平板型撹拌板の斜視図である。
【図5】図1及び図2に示す横回転型円筒状分解槽における三角柱型撹拌板及び平板型撹拌板の配置を模式的に示す、分解処理室表面の展開図である。
【図6】横回転型円筒状分解槽における三角柱型撹拌板及び平板型撹拌板の別の配置を模式的に示す、分解処理室表面の展開図である。
【図7】図1及び図2の横回転型円筒状分解槽における回転方向攪拌の状態を示す、横回転型円筒状分解槽の模式的な断面図である。
【図8】図1及び図2の横回転型円筒状分解槽の静止状態における微生物分解操作を示す、模式的な断面図である。
【図9】湾曲型多孔性隔壁による均質通気の原理を説明する、横回転型円筒状分解槽の模式的な断面図である。
【符号の説明】
1・・・有機廃棄物分解装置;2・・・内側ドラム;3・・・分解処理室;
4・・・給気室;5・・・排気室;6,7・・・多孔性隔壁;
6’・・・平板状の多孔性隔壁;8・・・断熱材層;10・・・円筒状分解槽;
10a・・・円筒状側壁部;10b,10c・・・円盤状側壁部;
11・・・給排水管系;11a・・・給水管;11b・・・排水管;
11c・・・排水口;11d・・・給水口;
12・・・給排気管系;12a・・・給気管;12b・・・排気管;
12c・・・給気口;12d・・・排気口;
13・・・温水管;13a・・・温水供給管;14・・・回転ジョイント;
15・・・総合管;16・・・蓋部;17・・・開口部;
18・・・挿入・排出部;21・・・三角柱型撹拌板;
22・・・三角柱型撹拌主体板;22a・・・平行側面;
22b・・・偏向側面;22c・・・側面;
22d・・・大略直角三角形状底面;23・・・撹拌補助板;
24・・・平板型撹拌板;25・・・平板型撹拌主体板;
25a・・・平行側面;25b・・・側面;26・・・撹拌補助板;
27a,27b,27c,27d・・・撹拌板列;
30・・・被処理有機廃棄物挿入手段;31・・・ホッパ;
32・・・モータ;33・・・螺旋コンベヤ;34・・・軸シール部;
35・・・静止管;36・・・螺旋パドル;40・・・回転手段;
41a,41b・・・支持ローラ;42・・・モータ;
43a,43b・・・リング状ギア;
50・・・処理体混合物;51・・・微生物担持担体;
52・・・被処理有機廃棄物;
S・・・安息角斜面。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic waste decomposition apparatus and decomposition method.
[0002]
[Prior art]
Garbage such as leftover food or vegetable waste is also discharged as waste from restaurants, food processing factories, or ordinary households. As a method for treating such organic waste (particularly food-based organic waste), a method of decomposing it into microorganisms has been widely used. Microorganisms are generally supported on organic carriers such as wood sawdust, chips, rice husks or buckwheat husks, or porous inorganic carriers such as rocks or ceramics, and these microbial carriers and organic waste are mixed. To do.
[0003]
In the organic waste treatment equipment, without moving the microorganism-carrying carrier and the treatment tank containing organic waste, the type having movable stirring means inside and the treatment tank containing the microorganism-carrying carrier and organic waste are rotated. There is a type to be made. In the type of stirring by moving the internal movable stirring means without moving the treatment tank, it is necessary to use a high-strength material as the stirring means in order to sufficiently stir the contents, and higher power is required. There is a drawback of being.
[0004]
As a processing tank rotation type processing apparatus, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-317429 describes a garbage processing apparatus having a decomposition processing drum. According to this garbage disposal apparatus, a plurality of partition plates are attached to the inner wall of the decomposition treatment drum, and oxygen is supplied by stirring. Therefore, in this garbage disposal apparatus, it is necessary to carry out the microorganism treatment while continuously rotating the decomposition treatment drum. For this reason, since the microorganism-supporting carrier also wears by colliding with the screen plate due to the rotation of the decomposition treatment drum, there is a problem that the microorganism-supporting carrier is pulverized and disappears in a short time. When an organic carrier is used as the microorganism-supporting carrier, it disappears very quickly, and even inorganic carriers such as ceramics disappear relatively quickly. Further, according to the processing device that continuously rotates, particularly when processing cereal waste such as rice and wheat, a phenomenon of gelatinization, hatching, or gumming occurs, and the object to be processed becomes a lump. However, the decomposition did not proceed, and there was a problem that the object to be processed that was gelatinized adhered to the partition plate and the inner wall of the decomposition processing drum and the machine was damaged. As measures to prevent gelatinization, hatching, or gumming, a method of quickly dividing into small lumps, a method of lowering the viscosity by lowering the temperature (this method also stops the microbial decomposition reaction due to the low temperature), etc. However, it is not practical due to economic problems. Furthermore, since this garbage disposal apparatus does not include drainage means, excessive moisture may be accumulated in the decomposition treatment drum when the object to be treated contains a large amount of moisture. If excessive moisture accumulates in the drum, sufficient air will not be supplied to the microorganisms due to the moisture, causing anaerobic fermentation and not only significantly reducing the decomposition rate but also harmful / bad odors such as ammonia gas and methane gas. There was also the problem of material generation.
[0005]
As an apparatus for rotating the decomposition drum discontinuously, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-61431 discloses a garbage drum and a microorganism-carrying carrier accommodated in a porous drum, and the periphery of the drum is sealed with a cover. Describes a garbage extinguishing stirrer that intermittently rotates a drum while aerating air. According to this apparatus, after the decomposition treatment drum is rotated and stirred, the rotation of the decomposition treatment drum is stopped, and the microorganism treatment can be performed in a stationary state. However, when the decomposition drum is stationary, oxygen is supplied to the microorganism-supporting carrier located on the side wall portion of the drum, but oxygen is not sufficiently supplied to the microorganism-supporting carrier located in the center portion of the drum. It was necessary to rotate the drum frequently for air supply. As a result, the same problem as the apparatus that continuously rotates the decomposition processing drum occurs.
[0006]
As a processing apparatus having a structure in which air is sufficiently ventilated to a microorganism-supporting carrier, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-113642 describes a vertical rotation type processing apparatus in which a rotation shaft of a decomposition processing drum is arranged in a vertical direction. . However, this apparatus has a drawback that the stirring mechanism becomes complicated, so that it easily breaks down and the power required for stirring becomes high.
[0007]
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 10-156320 discloses a processing apparatus having a porous laterally rotating cylindrical drum in which a rotating shaft of a decomposition processing drum is disposed in a horizontal direction. In this apparatus, air is ventilated from below to above the drum containing the microorganism-supporting carrier. However, according to this apparatus, since the microorganism-supporting carrier layer forms a circular arc-shaped layer inside the cylindrical porous drum, the difference in layer thickness becomes extremely large, and the difference in ventilation resistance also increases accordingly. . Therefore, a large amount of air passes through the region where the layer thickness is thin, but almost no air passes through the region where the layer thickness is thick, and the majority of the microorganism-supporting carriers exist in the region where the layer thickness is thick. As, there was a problem that sufficient aerobic fermentation was not performed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a conventional organic waste treatment apparatus (especially, a garbage treatment apparatus), if a continuous stirring method is employed in order to ensure a sufficient oxygen supply, gelatinization, hatching, or gumming will occur. When the phenomenon occurs, the microorganism carrier is destroyed early, and conversely, if the discontinuous stirring method is adopted, sufficient oxygen supply is not guaranteed, or the structure becomes complicated and failure tends to occur There was a dilemma.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic waste processing apparatus and a processing method that adopts a discontinuous stirring method, ensures sufficient oxygen supply, has a simple structure, and is unlikely to cause a failure.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above problems are solved by the present invention.
(1) A cylindrical decomposition tank that can rotate around a rotation axis extending in a substantially horizontal direction;
(2) A porous partition wall that extends substantially parallel to the rotation axis inside the cylindrical decomposition tank and divides the cylindrical decomposition tank into a decomposition treatment chamber and an air supply chamber;
(3) Means for inserting a microorganism-supporting carrier into the decomposition treatment chamber;
(4) Means for inserting the organic waste to be treated into the decomposition treatment chamber;
(5) Rotate the cylindrical decomposition tankOr an angle of repose formed by the mixture of the microorganism-supporting carrier and the organic waste to be processed in the decomposition chamber by the rotation of the cylindrical decomposition tank and a porous partition wall. Can be stopped and stopped at a position where the supply chamber is below the decomposition chamber and substantially parallel to each other.means;
(6) Air supply means for supplying oxygen into the air supply chamber;
(7) Exhaust means for discharging gas from the decomposition treatment chamber;
(8)The angle of repose formed by the mixture of the microorganism-carrying carrier and the organic waste to be treated in the decomposition chamber is substantially parallel to the porous partition wall, and the air supply chamber is below the decomposition chamber. Still in positionIn the decomposition chamberAnd saidForced ventilation means for ventilating the mixture with oxygen through the air supply means and / or the exhaust means;as well as
(9) Drainage means provided in the air supply chamber for discharging moisture from the decomposition treatment chamber to the outside of the cylindrical decomposition tank;
Can be solved by an organic waste decomposition apparatus.
[0010]
The present invention also provides
(1) a decomposition treatment chamber and an air supply chamber divided by a porous partition wall extending substantially parallel to a rotation axis extending in a substantially horizontal direction, including a microorganism-supporting carrier in the decomposition treatment chamber; Providing a cylindrical decomposition vessel rotatable about the rotation axis;
(2) Insert organic waste to be treated into the decomposition chamber;
(3) Mixing the microorganism-supporting carrier and the organic waste to be treated in the decomposition treatment chamber by rotating the cylindrical decomposition vessel around the rotation shaft;
(4) The angle of repose formed in the decomposition treatment chamber by the mixture of the microorganism-supporting carrier and the organic waste to be treated and the porous partition wall are substantially parallel, and the air supply chamber is below the decomposition treatment chamber. In position, stop the rotation of the cylindrical decomposition tank and stop it;
(5) Forced discharge of oxygen from the air supply chamber, through the porous partition wall, through the inside of the mixture of the microorganism-supporting carrier and the organic waste to be treated, and from the exhaust means provided in the cylindrical decomposition tank Performing microbial fermentation under aerated conditions;
The present invention also relates to a method for decomposing organic waste.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the organic waste decomposition apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view of an organic
[0012]
As shown in FIGS. 1 and 2, the organic
[0013]
The horizontal rotation type
[0014]
As shown in FIG. 1, for example, as shown in FIG. 1, the horizontal rotation type
[0015]
The horizontal rotation type
[0016]
The
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 2, the housing constituting the
[0018]
The horizontal rotation type
[0019]
The horizontal rotation type
[0020]
In the accompanying drawings of the present specification, a typical embodiment of the present invention having one
[0021]
Each of the
[0022]
The horizontal rotation type
[0023]
The air supply means and the exhaust means can be provided at any position of the horizontal rotation type
[0024]
In the organic
[0025]
The drainage means and the water supply means can be connected to either the
[0026]
In the organic
[0027]
As the temperature adjusting means, any means (for example, an electric heater) that can be controlled to be cooled or preferably heated can be used. As shown in FIG. 2, the
[0028]
In the organic
It is preferable to install sensors such as temperature, humidity, and / or oxygen concentration inside the
[0029]
In addition, since decomposition | disassembly of the organic waste by microorganisms is an exothermic reaction, the temperature in a decomposition processing chamber rises as decomposition | disassembly progresses. Therefore, it is not necessary to provide a temperature control means for increasing the temperature of the decomposition chamber, but when the decomposition process is started for the first time, or when the decomposition amount of microorganisms decreases due to the decrease in the object to be processed, Even when the calorific value is lowered, the temperature in the decomposition treatment chamber can be raised to maintain the optimum temperature for growth of microorganisms. Therefore, it is preferable to provide a temperature adjusting means capable of heating. On the other hand, when an excessive amount of heat is generated due to decomposition of organic waste by microorganisms and the optimum temperature for growth of microorganisms is exceeded, the temperature of the temperature control medium (for example, water or air) of the temperature control means is increased. Since the temperature in the decomposition treatment chamber can be lowered to the optimum temperature for growth of microorganisms by maintaining the optimum temperature or lower than the optimum temperature for growth, temperature control means of a type using a temperature control medium It is preferable that
[0030]
In the disk-shaped
[0031]
In the organic
[0032]
In the organic
[0033]
Since the organic
[0034]
In the organic
[0035]
FIG. 3 is a perspective view of a triangular prism
The triangular column
[0036]
When the horizontal rotation type
[0037]
The agitation
[0038]
As the axial movement stirring means, a triangular prism stirring plate having a shape in which the bottom surface is changed from a right triangle to an isosceles triangle in the triangular
[0039]
The
[0040]
The stirring
[0041]
In addition, by arranging the
In the present invention, one of these plural kinds of axial movement stirring means or a combination thereof can be appropriately selected and further used in combination with the flat
[0042]
On the inner wall of the
[0043]
In the triangular column
[0044]
In the embodiment of FIG. 5, stirring is performed by alternately arranging three triangular column
[0045]
On the other hand, when the horizontal rotation type
[0046]
In the organic
[0047]
The number of triangular column
[0048]
FIG. 6 is a development view of the surface of the decomposition chamber for explaining another arrangement mode of the triangular column
[0049]
As the carrier used for supporting the microorganisms in the organic waste decomposition apparatus and the organic waste decomposition method according to the present invention, any known carrier used in the art can be used. Examples of the organic material are high, light and large in specific surface area, such as sawdust and chips of wood, rice husk, buckwheat husk, and some rocks and ceramics. The organic carrier and the inorganic carrier are preferably selected and used depending on the type of organic waste to be treated. For example, when treating organic waste with a high water content, drainage can be improved by increasing the amount of inorganic carrier, for example ceramic carrier, or by using only inorganic carrier, for example ceramic carrier. Can do.
[0050]
The microorganism that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is a normal aerobic bacterium used in the waste decomposition apparatus and the decomposition method. The type of microorganism to be used can also be appropriately selected depending on the type of organic waste to be treated. For example, when the organic waste to be treated contains a large amount of oil and the temperature tends to rise due to aerobic fermentation, it has suitable growth conditions at a thermophilic aerobic microorganism, for example, about 50 ° C. to about 70 ° C. Thermophilic aerobic microorganisms can be used. On the other hand, when the organic waste to be treated contains a lot of vegetables and the temperature does not rise due to aerobic fermentation, a low temperature aerobic microorganism or a room temperature aerobic microorganism (for example, about 30 ° C. to about 30 ° C. Microorganisms having suitable growth conditions at about 40 ° C. can be used.
[0051]
The organic waste that can be treated in the present invention is not particularly limited as long as it is an organic waste treated by a normal organic waste decomposing apparatus and a decomposing method. For example, a restaurant or a food processing factory, Or the organic waste of foodstuffs discharged | emitted from a general household, a food production factory, etc., especially raw garbage, such as a leftover rice or vegetable waste, can be mentioned.
According to the organic waste treatment apparatus and the organic waste treatment method according to the present invention, the organic waste can be composted, but can be completely decomposed into carbon dioxide gas and water and eliminated. Accordingly, the present invention relates to an organic waste processing apparatus and an organic waste processing method for composting, and an organic waste processing apparatus and an organic waste processing method for extinguishing organic waste. When used as an apparatus for composting, a discharge means for taking out a mixture of compost and a microorganism-supporting carrier in a decomposition treatment chamber is provided at an appropriate position, and batch processing or continuous processing can be performed.
[0052]
The material that can be used for the porous partition wall inside the cylindrical decomposition tank of the organic waste decomposition apparatus according to the present invention is capable of passing water and gas (for example, air, water vapor, or carbon dioxide gas), but is a microorganism-supporting carrier. The organic waste is not particularly limited as long as it is a porous material that cannot pass through, for example, a water-permeable board known to those skilled in the art, a water-permeable cloth or a filter material supported on a metal mesh, or It can also be a fine metal mesh or a metal plate having a through hole with a small hole diameter.
[0053]
In the organic
[0054]
Next, a mode for carrying out the organic waste decomposition method according to the present invention using the organic waste decomposition apparatus shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to other accompanying drawings.
First, in the
[0055]
Subsequently, the
[0056]
On the other hand, the microorganism-supporting carrier and the organic waste (hereinafter, also referred to as a treatment body mixture) located in the vicinity of the disc-shaped
[0057]
In the state where the axial stirring is completed and the organic waste is uniformly diffused in the
[0058]
As shown in FIG. 7, when the horizontally rotating
[0059]
As described above, the horizontal rotation type
[0060]
When the rotation of the horizontal rotation type
In the method of the present invention, for example, whether the angle of repose is determined by providing an internal observation window on the cylindrical
[0061]
As shown in FIG. 8, fresh air is blown into the
[0062]
As shown in FIG. 9, the side wall of the
[0063]
Therefore, in the present invention, the
In the present specification, the above-mentioned porous partition wall extends “substantially parallel” to the rotation axis when, as described above, the air flow resistance is curved in a substantially equal manner. It means to include.
[0064]
In the organic waste decomposing apparatus of the present invention, any exhaust gas at any position can be used as long as the gas that has passed through the treatment body mixture can be discharged from the inside of the decomposition treatment chamber to the outside of the horizontal rotation type cylindrical decomposition tank. Means can be provided.
For example, in the case where the horizontal rotation type cylindrical decomposition tank has one decomposition processing chamber and one air supply chamber therein and no exhaust chamber is provided, for example, an exhaust port is provided on the wall of the decomposition processing chamber. Can be provided. Further, as in the embodiment shown in FIG. 2 (and FIGS. 7 and 8), the horizontal rotation type
[0065]
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, when the workpiece insertion means 30 having a
[0066]
For example, when the amount of the
Note that an exhaust opening (not shown) may be provided on the side surface of the
[0067]
Further, the horizontal rotation type
[0068]
In the organic waste decomposition apparatus of the present invention, a deodorizing means can be provided. The deodorizing means is preferably provided in the exhaust means.
For example, in the case where the horizontal rotation type
In addition, when providing the said deodorizing means, it is preferable to use a forced ventilation means and a forced suction means together.
[0069]
The
[0070]
In the present invention, after removing excess water contained in the organic waste to be treated or supplying water necessary for the growth of microorganisms, an agitation step is carried out, and the organic waste to be treated and microorganisms are treated. It is preferable to thoroughly mix the carrier.
In addition to the water supplied to the microorganisms, it is preferable to flow a temperature-controlled water, for example, hot water from the
[0071]
As the decomposition by the microorganism proceeds, the organic waste is decomposed into carbon dioxide gas and water and discharged, so that voids are successively formed between the microorganism-supporting carrier and the organic waste. If the void is left unattended, the contact area between the microorganism-supporting carrier and the organic waste is reduced, the number of microorganisms participating in the degradation is reduced, and the degradation rate is lowered. Therefore, in order to maintain intimate contact between the microorganism-supporting carrier and the organic waste, it is preferable to periodically rotate and agitate the lateral rotation type
[0072]
In the organic
[0073]
In the organic
[0074]
The inclination of the
[0075]
The organic
[0076]
In the organic waste decomposition apparatus of the present invention, for example, when used for a long period of time, salt or other deposits may adhere to the microorganism-supporting carrier and inhibit the activity of the microorganisms. In such a case, for example, washing water can be supplied from the water supply means to the decomposition treatment chamber, the microorganism-supporting carrier can be washed, and salt or other deposits can be eluted. In this case, when washing water is sprayed onto the microorganism-carrying carrier, microorganisms may be peeled off from the carrier. Therefore, it is preferable to perform the elution treatment by immersing the microorganism-carrying carrier in washing water.
In addition, the wastewater discharged from the decomposition treatment chamber is directly or after physical, chemical and / or biological purification treatment, part or all is circulated and supplied again to the decomposition treatment chamber as water supply. can do. Circulating the waste water is preferable because it not only saves water but also reduces the degree of water pollution of the waste water, that is, the BOD.
[0077]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when the rotation of the cylindrical decomposition tank is stopped, efficient ventilation can be performed to the mixture of the microorganism-supporting carrier and the organic waste to be treated. Can be reduced, thus extending the life of the support. Moreover, anaerobic fermentation can be prevented because aeration to microorganisms is ensured by removing harmful excess water. Moreover, since the number of rotations of the cylindrical decomposition tank is small, the phenomenon of gelatinization, hatching, or gumming can be suppressed.
Further, in the present invention, by providing the stirring means for moving in the axial direction in the decomposition processing chamber, the rotation direction stirring and the axial direction stirring in the decomposition processing chamber can be efficiently performed. The number of rotations can be further reduced.
The organic waste treatment apparatus and the organic waste treatment method according to the present invention can be used for compost production, so-called composting, but can maintain good growth conditions for aerobic microorganisms. Organic waste can be decomposed into water and carbon dioxide and eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an organic waste decomposition apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of a horizontal rotation type cylindrical decomposition tank included in the organic waste decomposition apparatus of FIG. 1 and the structure of an organic waste insertion means to be treated.
FIG. 3 is a perspective view of a triangular prism type stirring plate disposed on the inner wall surface of the drum.
FIG. 4 is a perspective view of a flat stirring plate disposed on the inner wall surface of the drum.
FIG. 5 is a development view of the surface of the decomposition processing chamber schematically showing the arrangement of the triangular column type stirring plate and the flat plate type stirring plate in the horizontal rotation type cylindrical decomposition tank shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 6 is a development view of the surface of the decomposition treatment chamber schematically showing another arrangement of the triangular column type stirring plate and the flat plate type stirring plate in the horizontal rotation type cylindrical decomposition tank.
7 is a schematic cross-sectional view of a horizontal rotation type cylindrical decomposition vessel showing a state of stirring in the rotational direction in the horizontal rotation type cylindrical decomposition vessel of FIGS. 1 and 2. FIG.
8 is a schematic cross-sectional view showing a microbial decomposition operation in a stationary state of the horizontal rotation type cylindrical decomposition tank of FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a horizontal rotation type cylindrical decomposition tank for explaining the principle of homogeneous ventilation by a curved porous partition wall.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
4 ... Air supply chamber; 5 ... Exhaust chamber; 6, 7 ... Porous partition;
6 '... flat porous partition; 8 ... heat insulating material layer; 10 ... cylindrical decomposition tank;
10a ... cylindrical side wall; 10b, 10c ... disk-like side wall;
11 ... Water supply / drainage pipe system; 11a ... Water supply pipe; 11b ... Drainage pipe;
11c ... Drainage port; 11d ... Water supply port;
12 ... Supply / exhaust pipe system; 12a ... Supply pipe; 12b ... Exhaust pipe;
12c: Air supply port; 12d: Exhaust port;
13 ... Hot water pipe; 13a ... Hot water supply pipe; 14 ... Rotary joint;
15 ... General pipe; 16 ... Lid; 17 ... Opening;
18 ... Insertion / discharge section; 21 ... Triangular prism type stirring plate;
22 ... Triangular prism type stirring main plate; 22a ... Parallel side surface;
22b ... Deflection side; 22c ... Side;
22d: a generally right triangular bottom surface; 23 ... an auxiliary stirring plate;
24: Flat plate stirring plate; 25: Flat plate stirring main plate;
25a ... parallel side surface; 25b ... side surface; 26 ... stirring assist plate;
27a, 27b, 27c, 27d ... stirring plate row;
30 ... Organic waste insertion means; 31 ... Hopper;
32 ... Motor; 33 ... Spiral conveyor; 34 ... Shaft seal part;
35 ... stationary tube; 36 ... spiral paddle; 40 ... rotating means;
41a, 41b ... support roller; 42 ... motor;
43a, 43b ... ring gears;
50 ... treatment mixture; 51 ... microbial carrier;
52 ... Organic waste to be treated;
S: Repose angle slope.
Claims (12)
(2)前記円筒状分解槽の内部で、前記回転軸と実質的に平行に延び、前記円筒状分解槽を、分解処理室と給気室とに分割する多孔性隔壁;
(3)前記分解処理室内に、微生物担持担体を挿入する手段;
(4)前記分解処理室内に、被処理有機廃棄物を挿入する手段;
(5)前記円筒状分解槽を回転させるか、又は回転を停止させることができる手段であって、前記円筒状分解槽の回転により前記微生物担持担体と前記被処理有機廃棄物との混合物が分解処理室内に形成する安息角と多孔性隔壁とが実質的に平行になり、前記給気室が前記分解処理室の下方になる位置で、円筒状分解槽の回転を停止して静止させることのできる手段;
(6)前記給気室内に酸素を供給する給気手段;
(7)前記分解処理室から気体を排出する排気手段;
(8)前記微生物担持担体と前記被処理有機廃棄物との混合物が分解処理室内に形成する前記安息角と多孔性隔壁とが実質的に平行になり、前記給気室が前記分解処理室の下方になる位置で静止状態となっている前記分解処理室において、前記混合物に、前記給気手段及び/又は前記排気手段を介して、酸素を通気させる強制通気手段;及び
(9)前記給気室に設けられ、前記分解処理室内からの水分を前記円筒状分解槽の外部へ排出する排水手段;
を含む、有機廃棄物分解装置。(1) A cylindrical decomposition tank that can rotate around a rotation axis extending in a substantially horizontal direction;
(2) A porous partition wall that extends substantially parallel to the rotation axis inside the cylindrical decomposition tank and divides the cylindrical decomposition tank into a decomposition treatment chamber and an air supply chamber;
(3) Means for inserting a microorganism-supporting carrier into the decomposition treatment chamber;
(4) Means for inserting the organic waste to be treated into the decomposition treatment chamber;
(5) A means capable of rotating or stopping the rotation of the cylindrical decomposition tank, wherein the mixture of the microorganism-supporting carrier and the organic waste to be treated is decomposed by the rotation of the cylindrical decomposition tank. The repose angle formed in the processing chamber is substantially parallel to the porous partition wall, and the rotation of the cylindrical decomposition tank is stopped and stopped at a position where the air supply chamber is below the decomposition processing chamber. Means that can be ;
(6) Air supply means for supplying oxygen into the air supply chamber;
(7) Exhaust means for discharging gas from the decomposition treatment chamber;
(8) The angle of repose and the porous partition formed by the mixture of the microorganism-carrying carrier and the organic waste to be processed in the decomposition chamber are substantially parallel, and the air supply chamber is formed in the decomposition chamber. Oite the decomposition treatment chamber in a position to be downwardly and has a stationary state, to the mixture, via the air supply means and / or said exhaust means, forced ventilation means venting the oxygen; and
(9) Drainage means provided in the air supply chamber for discharging moisture from the decomposition treatment chamber to the outside of the cylindrical decomposition tank;
Including organic waste decomposition equipment.
(2)前記分解処理室内に、被処理有機廃棄物を挿入し;
(3)前記の円筒状分解槽を、前記回転軸を中心に回転させることにより、前記分解処理室内の微生物担持担体と被処理有機廃棄物とを混合し;
(4)微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物によって分解処理室内に形成される安息角と多孔性隔壁とが実質的に平行になり、前記給気室が前記分解処理室の下方になる位置で、円筒状分解槽の回転を停止して静止させ;
(5)酸素を、前記給気室から、前記多孔性隔壁を経て、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物内部を経由させ、円筒状分解槽に設けた排気手段から排出する強制的な通気条件下において微生物発酵を実施する;
ことを特徴とする、有機廃棄物の分解方法。(1) a decomposition treatment chamber and an air supply chamber divided by a porous partition wall extending substantially parallel to a rotation axis extending in a substantially horizontal direction, including a microorganism-supporting carrier in the decomposition treatment chamber; Providing a cylindrical decomposition vessel rotatable about the rotation axis;
(2) Insert organic waste to be treated into the decomposition chamber;
(3) Mixing the microorganism-supporting carrier and the organic waste to be treated in the decomposition treatment chamber by rotating the cylindrical decomposition vessel around the rotation shaft;
(4) The angle of repose formed in the decomposition treatment chamber by the mixture of the microorganism-supporting carrier and the organic waste to be treated and the porous partition wall are substantially parallel, and the air supply chamber is below the decomposition treatment chamber. In position, stop the rotation of the cylindrical decomposition tank and stop it;
(5) Forced discharge of oxygen from the air supply chamber, through the porous partition wall, through the inside of the mixture of the microorganism-supporting carrier and the organic waste to be treated, and from the exhaust means provided in the cylindrical decomposition tank Performing microbial fermentation under aerated conditions;
A method for decomposing organic waste.
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