JP3969923B2 - 有機廃棄物リサイクルシステム及び有機廃棄物リサイクル方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、街路樹や果樹の剪定枝などの植物廃棄物と生ゴミや残飯などの食品廃棄物とを処理するシステムに関し、特に、これらの有機廃棄物を堆肥として再利用できるようにするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、園芸業者による街路樹や庭木の手入れにより、山梨県だけでも、毎年５０００トンの剪定枝が生じている。また、同県では、桃やブドウなどの果樹を維持管理するために剪定された小枝や幹が同程度の量廃棄されており、さらに、電力会社が電線に接触する樹木やその枝を切り落として処理する量が、やはり５０００トン程度に及んでいる。
【０００３】
これらの植物廃棄物は、これまで、その多くが焼却処分されている。しかし、廃棄物処理法の改正により、煙りを出して野焼きすることが今後規制されるため、植物廃棄物のこれからの処理方法が各方面で検討されている。
【０００４】
一方、国内のスーパーマーケットや百貨店、外食産業、ホテルなどから出される生ゴミは、年間６百万トンと推計され、その殆どが焼却されている。生ゴミなどの食品廃棄物でも、燃やせばダイオキシンが発生することが分かっており、ダイオキシンの排出量を減らし、ゴミの再資源化を進めるために、企業が出す生ゴミや残飯のリサイクルを義務付ける法制化が進められている。
【０００５】
植物廃棄物や食品廃棄物の処理では、廃棄物の量を圧縮する減量化が必要である。従来、廃棄物の減量化を図るために、セラミックボールを使用して廃棄物を粉砕したり、廃棄物を乾燥して水分等を飛ばしたり、あるいは、廃棄物をバクテリアで分解することが行われている。
【０００６】
この内、粉砕手段や乾燥手段を用いて減量化した廃棄物は、最終的に、下水に流したり、埋め立てたり、あるいは焼却炉で燃やしているため、リサイクルには役立たない。
【０００７】
これに対して、バクテリアで分解する方法は、有機物の廃棄物を堆肥に変えることができるため、リサイクル化が可能である。
【０００８】
バクテリアの分解を利用する装置として、温度や給水、風量の自動制御が可能な発酵槽を備えた有機廃棄物処理用の大型の発酵装置や、飲食店やホテルなどの事業所から排出される生ゴミ処理のために開発された生ゴミ処理機などが知られている。これらの装置では、植物の剪定枝や生ゴミなどの有機廃棄物と共に微生物発酵促進剤を投入し、それらを撹拌しながら有機廃棄物の発酵が行われる。
【０００９】
また、この微生物発酵促進剤として、出願人が開発した発酵資材（特開平９−１０３２８５号）を用いることにより、有機廃棄物の効率的な発酵処理が可能になる。
【００１０】
この発酵資材は、コーヒーの絞り滓を成分に含む混合物を微生物で発酵処理して製造される。微生物には、アセトン−ブタノール発酵を行うClostridium acetobutylicum系、Clostridium obutylicum系の細菌、Clostridium Puctionolyticum系の嫌気性窒素固定細菌、Streptococcus cremoris系、Streptococcus lactis系の乳酸菌などの嫌気性菌が含まれ、Azotobacter chrooccum系、Azotobacter agilis系、Azotobacter indicum系の窒素固定細菌などの好気性菌が含まれ、また、光合成細菌として、Rhodopseudomnas capsulata系の細菌が含まれ、その他、Actinoplanes系の放線菌やAspergillus olyzae系、Aspergillus sojae系、Penicillum roqueforti系、Penicillum Camemberti系の糸状菌群が含まれている。
【００１１】
コーヒーの絞り滓は、繊維質が絡み合い、保水性に富む微生物の担体を形成している。また、この発酵資材は、コーヒー絞り滓の繊維質が悪臭を吸着するため、臭いを抑える抑臭効果があり、発酵装置に脱臭装置を装着しなくても、支障なく処理作業を行うことができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、有機廃棄物を分解して減量化する工程と、分解した有機物を熟成して堆肥化する工程とでは、製造条件が異なるため、一台の装置で有機廃棄物の減量化と堆肥化とを効率的に処理することは難しい。殊に、生ゴミ処理機では、生ゴミの材料に、味噌汁の塩分やフライの油分など、種々の成分が含まれるため、生ゴミを分解し減量化した段階で酸性度が高くなり過ぎ、堆肥化の二次発酵が進まない現象が見られる。そのため、一台の生ゴミ処理機で、生ゴミの減量化と堆肥化とを行うことは不可能である。
【００１３】
現在、市販されている生ゴミ処理機は、いずれも生ゴミの減量化に主眼が置かれている。この減量化したものをそのまま堆肥として使用することは、作物を育成する上で危険性が高い。そのため、処理された生ゴミは、結局、埋め立てられるか焼却されることになる。
【００１４】
本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、植物廃棄物や食品廃棄物を堆肥として再資源化することができる有機廃棄物リサイクルシステム及び有機廃棄物リサイクル方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のシステムでは、樹木もしくは果樹の幹のチップ、剪定枝、刈り草または果実絞り滓から成る植物廃棄物を主原料とする堆肥を製造する有機廃棄物リサイクルシステムにおいて、樹木もしくは果樹の幹のチップ、剪定枝、刈り草または果実絞り滓から成る植物廃棄物と、コーヒーの絞り滓を成分に含む混合物を微生物で発酵処理して製造される発酵資材とを混合して一次発酵させ、生ゴミの発酵を促進する菌床を生成する菌床製造用発酵手段と、前記菌床と、コーヒーの絞り滓を成分に含む混合物を微生物で発酵処理して製造される発酵資材とを収容し、投入された生ゴミを前記菌床及び前記発酵資材と混合し、生ゴミを発酵させて減量化する生ゴミ処理機と、菌床製造用発酵手段で生成された菌床が複数の生ゴミ処理機の下に配送されるまでの間、菌床を一時保管する一時保管手段と、複数の生ゴミ処理機から回収された使用済みの菌床と、コーヒーの絞り滓を成分に含む混合物を微生物で発酵処理して製造される発酵資材とを混ぜ合わせ、二次発酵させて堆肥を製造する堆肥製造用発酵手段とを備え、一時保管手段から生ゴミ処理機の各々に定期的に菌床が配送され、当該菌床と入れ替えに、各生ゴミ処理機から使用済みの菌床が回収されて堆肥製造用発酵手段に送られることを特徴としている。
また、本発明の方法では、樹木もしくは果樹の幹のチップ、剪定枝、刈り草または果実絞り滓から成る植物廃棄物を主原料とする堆肥を製造する有機廃棄物リサイクル方法において、樹木もしくは果樹の幹のチップ、剪定枝、刈り草または果実絞り滓から成る植物廃棄物と、コーヒーの絞り滓を成分に含む混合物を微生物で発酵処理して製造される発酵資材とを混合して一次発酵させ、生ゴミの発酵を促進する菌床を生成する第１のステップと、第１のステップで生成された菌床を一時保管して複数の生ゴミ処理機の下に定期的に配送する第２のステップと、第２のステップで配送された菌床と、コーヒーの絞り滓を成分に含む混合物を微生物で発酵処理して製造される発酵資材とを生ゴミ処理機に収容し、投入された生ゴミを菌床及び前記発酵資材と混合し、生ゴミを発酵させて減量化する第３のステップと、第２のステップでの菌床の配送時に、各生ゴミ処理機から、第３のステップの処理に使用された使用済みの菌床を定期的に回収する第４のステップと、第４のステップで回収された複数の前記生ゴミ処理機での使用済みの菌床と、コーヒーの絞り滓を成分に含む混合物を微生物で発酵処理して製造される発酵資材とを混ぜ合わせ、二次発酵させて堆肥を製造する第５のステップとを備えることを特徴としている。
【００１６】
このように、有機廃棄物の減量化処理と、堆肥化処理とを区別して行うことにより、植物廃棄物や食品廃棄物から完熟堆肥を得ることが可能になり、資源の再利用を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の有機廃棄物リサイクルシステムは、図１に示すように、植物廃棄物の枝や幹をチップにするチップ化手段11と、植物廃棄物にコーヒー絞り滓を含む前記発酵資材を加えて発酵処理し、一次発酵が終了した段階の菌床を製造する菌床製造用発酵装置12と、この菌床を一時保管する菌床保管手段13と、菌床を用いて生ゴミを発酵し、生ゴミの減量化を図る生ゴミ処理機14と、生ゴミ処理機14から回収した使用済み菌床を２次発酵させて堆肥を製造する完熟堆肥製造用発酵装置15とで構成される。
【００１８】
このシステムでは、街路樹や庭木、果樹などを剪定した枝や幹、あるいは倒木などの植物廃棄物を適宜裁断し、太い幹や枝は粉砕機やチッパーなどのチップ化手段11でチップ状に成形して、葉、小枝などとともに菌床製造用発酵装置12に投入する。また、菌床製造用発酵装置12には、前述の発酵資材を加える。
【００１９】
菌床製造用発酵装置12は、１０ｍ³の容積の発酵槽を有し、水道水を取り込んで発酵槽内に噴霧する給水手段と、槽内の温度を常温から７０度までの範囲で制御する温度制御手段と、槽内の吸排気の風量を制御するブロウ制御手段と、正転して資材を撹拌し、逆転して資材を排出する撹拌手段とを備えている。
【００２０】
この菌床製造用発酵装置12の発酵槽に、植物廃棄物と発酵資材とを、植物廃棄物８ｍ³（３．２トン）に対して発酵資材を２４０リットルの割合で加え、発酵槽内の温度を６０°Ｃに維持し、水を噴霧しながら素材を撹拌する。この状態を凡そ１５日続けると、発酵槽内の植物廃棄物は、微生物の活発な働きで分解し、その量が５．６ｍ³（２．８トン）に減量する。この植物廃棄物は、チップと同程度の大きさの塊状を呈している。
【００２１】
この活発な活動状態の微生物を含む植物廃棄物は、生ゴミの発酵を促進するための「菌床」として使用する。
【００２２】
微生物により発酵が活発に進行している植物廃棄物は、菌床製造用発酵装置12から、菌床保管用のストックヤード13に取り出され、飲食店やスーパーマーケットなどの各事業所に設置された生ゴミ処理機14の下にトラック輸送され、菌床として各生ゴミ処理機14に投入される。
【００２３】
生ゴミ処理機14は、５０ｋｇ／日の生ゴミ処理能力を持ち、槽内の温度を常温から８０度までの範囲で制御する温度制御手段と、資材を撹拌する撹拌手段とを備えている。
【００２４】
各生ゴミ処理機14には、７００リットル（３５０ｋｇ）の菌床を入れ、さらに８０リットルの発酵資材を加える。ここに毎日発生する生ゴミを投入して撹拌し、生ゴミを菌床及び発酵資材と混ぜ合わせる。混合された生ゴミは、発酵して炭酸ガスと水に分解し減量化する。生ゴミが分解されずに残る処理残渣の割合は１から３％の間である。
【００２５】
図２は、生ゴミの投入量と処理量との関係を示している。線ｂは、４０日間に渡って生ゴミ処理機に投入した生ゴミの累積重量を示し、線ｃは、生ゴミ処理機内の全体の重量を示し、また、線ａは発酵温度を示している。線ｃと線ｂとの差分は、処理されて消えた生ゴミの重量を表している。生ゴミ処理機に始めに投入した菌床の重量には殆ど変化がない。
【００２６】
菌床は、生ゴミと混ざって生ゴミを分散し、生ゴミの発酵を速める作用をしている。菌床は小石大の塊状を呈しており、菌床同士の接着が見られず、生ゴミと均一に混合する。菌床製造用発酵装置12内での植物廃棄物の発酵期間が長すぎると、発酵が進み過ぎて、植物廃棄物は細粒化するとともに粘着性が生じ、生ゴミと混合したときに偏在して生ゴミと均一に混ざらない傾向がある。
【００２７】
また、生ゴミと発酵資材とを混合するだけでは、生ゴミに味噌汁などの塩分が含まれている場合や、強い油分が含まれている場合に、反応が停滞し、発酵が進まない。しかし、菌床を混合することにより、生ゴミの塩分や油分が中和され、生ゴミの発酵・分解が遅滞なく進行する。
【００２８】
しかし、生ゴミ処理機14での生ゴミ処理を長期間継続すると、菌床の作用が弱まり、生ゴミに対する発酵・分解の効率が低下する。そのため、こうした兆候が現れる前に、１〜２カ月が経過した時点で生ゴミ処理機14の菌床を新しいものと交換する。
【００２９】
そのため、菌床保管用のストックヤード13から新しい菌床をトラックに積み込み、各生ゴミ処理機14の下に運ぶ。そして、各生ゴミ処理機14から使用済みの菌床（廃菌床）を回収し、代わりに新しい菌床と発酵資材とを投入する。新しい菌床に入れ替えた生ゴミ処理機14は、以前と同じように、効率的に生ゴミを減量する処理を行うことができる。
【００３０】
一方、廃菌床を積んだトラックは、完熟堆肥製造用発酵装置15の下に廃菌床を運ぶ。完熟堆肥製造用発酵装置15には、廃菌床と発酵資材とを、廃菌床４トンに対して発酵資材を３００リットルの割合で投入する。
【００３１】
完熟堆肥製造用発酵装置15の作りは、菌床製造用発酵装置12と同じである。ただ、運転の制御は異なり、完熟堆肥製造用発酵装置15の発酵槽に廃菌床及び発酵資材を投入した当初は、給水や撹拌を行って均一に混合するが、その後は、給水を控え、撹拌の時間を短縮して堆肥の熟成を待つ。
【００３２】
こうして完熟堆肥製造用発酵装置15で、２〜４週間熟成処理（二次発酵処理）を行うことにより堆肥が生成される。
【００３３】
この完熟堆肥製造用発酵装置15では、各事業所から出た廃菌床を混ぜ合わせているため、それぞれの事業所の食品廃棄物が、塩分が強かったり、油分が濃かったりした場合でも、それが中和される。従って、各事業所の廃菌床を個別に熟成する場合に比べて、二次発酵処理を円滑に行うことができる。
【００３４】
こうして生成された堆肥は、街路樹や果樹、作物などの育成に用いることができ、リサイクルが完成する。
【００３５】
このように、本発明の有機廃棄物リサイクルシステムでは、有機廃棄物の減量化処理と、堆肥化処理とを区別して行っているため、植物廃棄物や食品廃棄物から完熟堆肥を得ることができる。
【００３６】
なお、明細書で示した期間や容量などの数値は、例示であって、それだけに限定されるものではない。
【００３７】
また、菌床製造用発酵装置12で生成される菌床の量が、生ゴミ処理機で使用される菌床の合計量を上回る場合には、その上回る分の菌床を直接完熟堆肥製造用発酵装置15に送って堆肥にすることもできる。
【００３８】
また、生ゴミ処理機は、飲食店やスーパーマーケットなどの事業所だけでなく、学校、病院などの公共施設に設置したり、複数の住宅の共同利用のために設置することも可能である。
【００３９】
また、ここでは、植物廃棄物として、樹木や果樹の幹や剪定枝を用いる場合について説明したが、刈り草、芝草、または果実絞り滓などを用いることも可能である。
【００４０】
なお、この明細書で云う「堆肥」には、土壌改良剤や肥料なども含まれる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の有機廃棄物リサイクルシステムでは、有機廃棄物の減量化処理と堆肥化処理とを区別し、減量化処理した有機廃棄物を回収して、さらに発酵処理を加えているため、有機廃棄物から完熟堆肥を得ることができ、有機廃棄物を、環境を汚染すること無く、また、資源を無駄にすること無く、処理することができる。
【００４２】
また、このリサイクルの過程で、街路樹の剪定枝などの植物廃棄物と、生ゴミなどの食品廃棄物とを併せて処理することが可能である。
【００４３】
また、このシステムでは、生ゴミを生ゴミの状態で輸送したり、生ゴミの状態で保管したりする工程がないため、悪臭の発生や悪臭の拡散の虞れが無く、衛生的である。
【００４４】
このシステムで得られた完熟堆肥は、樹木や果樹、作物を安全に育成することができ、本発明により、地域環境を改善する循環型のシステムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における有機廃棄物リサイクルシステムの構成を示す説明図、
【図２】実施形態の生ゴミ処理機での生ゴミ処理量を示すグラフである。
【符号の説明】
11 チップ化手段
12 菌床製造用発酵装置
13 菌床保管手段
14 生ゴミ処理機
15 完熟堆肥製造用発酵装置

Claims (2)

1. 樹木もしくは果樹の幹のチップ、剪定枝、刈り草または果実絞り滓から成る植物廃棄物を主原料とする堆肥を製造する有機廃棄物リサイクルシステムにおいて、
   樹木もしくは果樹の幹のチップ、剪定枝、刈り草または果実絞り滓から成る植物廃棄物と、コーヒーの絞り滓を成分に含む混合物を微生物で発酵処理して製造される発酵資材とを混合して一次発酵させ、生ゴミの発酵を促進する菌床を生成する菌床製造用発酵手段と、
   前記菌床と、コーヒーの絞り滓を成分に含む混合物を微生物で発酵処理して製造される発酵資材とを収容し、投入された生ゴミを前記菌床及び前記発酵資材と混合し、生ゴミを発酵させて減量化する生ゴミ処理機と、
   前記菌床製造用発酵手段で生成された前記菌床が複数の前記生ゴミ処理機の下に配送されるまでの間、前記菌床を一時保管する一時保管手段と、
   複数の前記生ゴミ処理機から回収された使用済みの菌床と、コーヒーの絞り滓を成分に含む混合物を微生物で発酵処理して製造される発酵資材とを混ぜ合わせ、二次発酵させて堆肥を製造する堆肥製造用発酵手段と
   を備え、
   前記一時保管手段から前記生ゴミ処理機の各々に定期的に前記菌床が配送され、当該菌床と入れ替えに、各生ゴミ処理機から使用済みの菌床が回収されて前記堆肥製造用発酵手段に送られることを特徴とする有機廃棄物リサイクルシステム。
2. 樹木もしくは果樹の幹のチップ、剪定枝、刈り草または果実絞り滓から成る植物廃棄物を主原料とする堆肥を製造する有機廃棄物リサイクル方法において、
   樹木もしくは果樹の幹のチップ、剪定枝、刈り草または果実絞り滓から成る植物廃棄物と、コーヒーの絞り滓を成分に含む混合物を微生物で発酵処理して製造される発酵資材とを混合して一次発酵させ、生ゴミの発酵を促進する菌床を生成する第１のステップと、
   前記第１のステップで生成された前記菌床を一時保管して複数の生ゴミ処理機の下に定期的に配送する第２のステップと、
   前記第２のステップで配送された前記菌床と、コーヒーの絞り滓を成分に含む混合物を微生物で発酵処理して製造される発酵資材とを生ゴミ処理機に収容し、投入された生ゴミを前記菌床及び前記発酵資材と混合し、生ゴミを発酵させて減量化する第３のステップと、
   前記第２のステップでの菌床の配送時に、各生ゴミ処理機から、前記第３のステップの処理に使用された使用済みの菌床を定期的に回収する第４のステップと、
   前記第４のステップで回収された複数の前記生ゴミ処理機での使用済みの菌床と、コーヒーの絞り滓を成分に含む混合物を微生物で発酵処理して製造される発酵資材とを混ぜ合わせ、二次発酵させて堆肥を製造する第５のステップと
   を備えることを特徴とする有機廃棄物リサイクル方法。

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