JP4042012B2 - 生ごみ処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭や小規模の飲食店等から出る生ごみをディスポーザで破砕した固形物懸濁液の処理に用いられ、特に加温を行い微生物の活性を高めて処理する生ごみ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディスポーザで破砕した生ごみの固形物懸濁液は、し尿、その他雑排水の処理を行う合併処理浄化槽に導入させ処理させている。しかしながら、前記した合併処理浄化槽は、生ごみの固形物懸濁液が流入すると、汚濁負荷が高くなりすぎてしまい、処理性能が発揮されなかったり、また適性な汚濁負荷になるように設定すると合併処理浄化槽の槽容量が著しく大きくなってしまうなどの問題がある。このような観点から、特開平９−１９２６２４号公報に示されるように、生ごみの固形物懸濁液は、合併処理浄化槽とは別の装置を用いて処理を行わせ汚濁負荷の低減を図った上で、該処理装置の処理水を既設の合併処理浄化槽へ導入させたり、または下水道へ放流させるようにした生ごみ処理装置が提案されている。
【０００３】
また、生ごみの破砕固形物の減量化を図るために、前記特開平９−１９２６２４号公報では、浸漬ろ床法の一つとして槽内に籾殻やぬかなどの微生物付着体を充填し、該付着体に付着した好気性微生物を用いて、且つ槽内を１５〜２３℃に水温を保持して好気性微生物の活性を高めて、生ごみの固形物懸濁液中の固形物を炭酸ガスと水に分解させ消滅させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、生ごみの固形物懸濁液の固形物を減量化する場合において、上記した特開平９−１９２６２４号公報に示されているような装置では、次のような課題があった。その一つには、籾殻やぬかなどに付着した好気性微生物を用いても、生ごみ処理装置の槽内温度が１５〜２３℃と低いため、通常採用される程度の処理時間では、前記生ごみの固形物懸濁液の固形物を炭酸ガスと水にまでは分解するに至らず、従って固形物の減量化を図ることが困難である。仮にこのような装置で分解を図るためには、処理時間を著しく長くする必要があり、結果的に処理装置の容量が大きくなってしまうことである。また、二つ目として、前記籾殻やぬかなどの微生物付着体は、有機物であるため長期的には微生物によって崩壊若しくは分解されてしまうため、新しい付着体を補充しなければならず、維持管理に負担をかけてしまうことである。
【０００５】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、耐久性のある微生物付着体を用いて固形物懸濁液の固形物の減量化を図り、合わせて処理水中の汚濁量（ＢＯＤと略す）を低減させて、合併処理浄化槽の前処理装置、あるいは下水道へ放流するための前処理装置として、家庭規模で容易に取り付けができる生ごみ処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるために、本発明は、ディスポーザで破砕した生ごみの固形物懸濁液を、生物処理が良好に機能するように先ず沈殿槽に導き、該沈殿槽で固形物の分離と固形物懸濁液の流量調整を行い、次に沈殿槽からの移流水を嫌気処理槽及び好気処理槽へ順次移流させ、ＳＳ（浮遊懸濁物質）の可溶化とＢＯＤの低減を図り、結果的に固形物の減量化を図って、処理装置外へ放流させるものである。また、嫌気処理槽及び／または好気処理槽には、前記の生物処理機能を向上させるためにヒーターを設けて加温するようにしている。また、前記嫌気処理槽に溜まった汚泥は、沈殿槽に戻して嫌気処理が良好に行われるようにしている。
【０００７】
即ち、本発明の請求項１は、図１に示すように、ディスポーザ２で破砕した生ごみの固形物懸濁液の固形物を分離し、且つ前記固形物懸濁液の流量調整を行う沈殿槽３と、該沈殿槽３から移流する移流水を嫌気処理する嫌気処理槽４と、該嫌気処理槽４から移流する移流水を好気処理する好気処理槽５と、該好気処理槽５の移流水を貯留する処理水槽６とからなる生ごみ処理装置１であって、前記嫌気処理槽４及び好気処理槽５に微生物の付着体７を設け、且つ嫌気処理槽４及び／または好気処理槽５にヒーター９を設けて加温を行い、前記処理水槽６に移送ポンプ８を設け、該移送ポンプ８により処理水を前記沈殿槽３に循環し、前記嫌気処理槽４の下部から前記沈殿槽３の下部へ通じる配管１０に開閉弁１１を設け、該開閉弁１１を前記沈殿槽３に設けた水位センサー１２からの信号により開閉して、前記開閉弁１１が開のときに前記嫌気処理槽４の汚泥を前記沈殿槽３へ移流することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２は、請求項１の生ごみ処理装置１において、少なくとも嫌気処理槽４及び好気処理槽５を４０〜６０℃にして処理することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明について、図１を参照して説明する。なお、図１は、本発明の生ごみ処理装置１の概要を示す断面図である。家庭や飲食店等で排出される野菜、果物、魚貝類、肉類等の生ごみは、流し台１３に装着されたディスポーザ２により１〜２ｍｍ程度に破砕され、このとき水道水も加えられて固形物懸濁液となり、移流管１４を通り生ごみ処理装置１の沈殿槽３に移流される。該沈殿槽３では、前記固形物懸濁液の固形物を沈殿分離させる。沈殿槽３で分離できなかった固形物を含んだ懸濁液は、沈殿槽３に設けた移送ポンプ１５によりその定量が嫌気処理槽４へ移流される。
【００１１】
該嫌気処理槽４では、嫌気性微生物の作用により、固形物の可溶化及び有機物の嫌気的分解が行われる。嫌気処理槽４で処理された固形物懸濁液は、自然流下により好気処理槽５に移流され、該好気処理槽５では、好気性微生物の作用により、さらに固形物の可溶化及び有機物の好気的分解が行われる。固形物懸濁液は、上記のように沈殿槽３、嫌気処理槽４、好気処理槽５を順次移流させて処理するので、固形物の減量化が行なわれ、また処理水を低ＢＯＤにすることができる。低ＢＯＤとなった処理水は、処理水槽６を経て該処理水槽６の上部に設けた放流管１６より、生ごみ処理装置１外へ放流される。
【００１２】
本発明をさらに詳しく説明する。移流管１４には、ディスポーザ２により破砕された固形物懸濁液だけでなく、食器等の洗い水や手洗い水など汚濁度の低い排水も通ることになる。前記汚濁度の低い排水を固形物懸濁液と同様に生ごみ処理装置１に流入させると、該生ごみ処理装置１への水量負荷が高くなり、処理装置としての容量が大きくなってしまうという問題が生じる。そこで、生ごみ処理装置１への水量負荷を低減させるために、固形物をほとんど含まない従来の汚濁度の低い排水は、移流管１４より分岐したバイパス管１７より、直接合併処理浄化槽、下水道、場合によっては側溝等の生ごみ処理装置１外へ放流させることが好ましい。
【００１３】
なお、このような場合には、前記バイパス管１７にディスポーザ２と連動して作動する自動開閉弁１８を設け、ディスポーザ２が作動しているときには前記自動開閉弁１８を閉じて固形物懸濁液を生ごみ処理装置１へ流入させ、また、ディスポーザ２が停止しているときには前記自動開閉弁１８を開いて、汚濁度の低い排水をバイパス管１７より生ごみ処理装置１外へ放流させるようにすることが好ましい。
【００１４】
生ごみ処理装置１の沈殿槽３は、固形物懸濁液の固形物を沈殿分離させ、後段の嫌気処理槽４、好気処理槽５への汚濁負荷を低減させるために設けている。特に前記固形物懸濁液に含まれる骨、貝殻、卵殻等の固形物は、生物分解が行われ難く、これらが後段の嫌気処理槽４、好気処理槽５に移流されると、後述する微生物の付着体７に付着して微生物処理の弊害となるほか、槽底部に堆積して処理水悪化の原因にもなるため、予め沈殿槽３で除去するものである。なお、前記沈殿槽３の底部に堆積した固形物は、維持管理の際に水中ポンプ等を用いて生ごみ処理装置１外に排出させるようにしている（図示省略）。
【００１５】
一方、固形物懸濁液は、ディスポーザ２より不定期に排出され前記沈殿槽３へ移流されるため、該沈殿槽３に対しては前記固形物懸濁液が間欠で短時間に負荷されることになる。従って、このように大きな流量変動があると、沈殿槽３では固形物の分離が十分に行なわれず、また後段の嫌気処理槽４、好気処理槽５の処理性能も不安定になってしまう。そこで、固形物懸濁液の流入変動を吸収し、平均化して嫌気処理槽４、好気処理槽５へ固形物懸濁液を移流させるために、前記沈殿槽３には、流量調整機能を持たせている。即ち、前記沈殿槽３には、移送ポンプ１５が設けてあり、該移送ポンプ１５により固形物懸濁液の定量を後段の嫌気処理槽４の上部へ揚水し移流させ、流入量と移流量の差分を貯留できる容量を流量調整部（図１中、Ｈ．Ｗ．Ｌ．とＬ．Ｗ．Ｌとの間）として設けている。
【００１６】
なお、上記した移送ポンプ１５には、エアリフトポンプまたは電動ポンプを用いることができるが、本発明では、コストの安いエアリフトポンプが好ましく用いられる。前記エアリフトポンプには、該エアリフトポンプの上部に固形物懸濁液の移流量を例えば堰高さを変えることにより調整できる計量装置が設けてあり、揚水した固形物懸濁液を前記計量装置により、定量（一定量）を移流させ、過剰分を沈殿槽３に戻すようにしている。
【００１７】
嫌気処理槽４には、該嫌気処理槽４内に大量の嫌気性微生物を保持させ、沈殿槽３より移流する固形物懸濁液中の固形物の可溶化とＢＯＤの分解を効率よく行わせるために、微生物の付着体７がろ床として形成されている。前記付着体７は、嫌気性微生物を大量に保持できる一方、ろ床の目詰まりを生じにくい形状のものが好ましく、例えば、網様円筒状、骨格様球状、へちま状、小円筒状、波板状、発泡体（スポンジ状）等が用いられる。また、前記付着体７には、ポリプロピレン、ポリカーボネート、フェノール樹脂等の合成樹脂製、セラミックス等、後述する水温４０〜６０℃に耐える材料が好ましく用いられる。
【００１８】
上記の嫌気処理槽４で発生した汚泥は、槽上部にスカムとして浮上したり、また槽底部に堆積するが、特に槽底部に堆積した汚泥は、その量が多くなると移流水に混入して後段の好気処理槽５へ移流されてしまうため、その移流を防止させる手段を設けている。その手段として本発明は、前記嫌気処理槽４の底部から沈殿槽３の底部へ通じる配管１０を設け、該配管１０に開閉弁１１を設けている。そして、前記開閉弁１１を沈殿槽３に設けた水位センサー１２からの信号により開閉させ、前記開閉弁１１が開のときに嫌気処理槽４の底部にある汚泥を沈殿槽３に移流させるようにしている。
【００１９】
さらに詳しく説明すると、沈殿槽３の水位は、嫌気処理槽４の水位より常時低い状態にある。そこで前記した開閉弁１１を開にすると、高水位にある嫌気処理槽４から低水位にある沈殿槽３へ流れを生じ、前記嫌気処理槽４の底部に堆積している汚泥が沈殿槽３に移流されるものである。前記開閉弁１１の開閉動作は、前記した水位センサー１２により行わせ、そのタイミングは、沈殿槽３の水位が低水位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）に達したら開閉弁１１を開き、嫌気処理槽４からの移流水により水位が上昇し調整水位（Ｃ．Ｗ．Ｌ）に達したら開閉弁１１を閉じるようにしている。従って、前記したような制御を組み込むことにより、嫌気処理槽４の底部に堆積している汚泥は、自動的に沈殿槽３へ排出させることができる。
【００２０】
なお、上記沈殿槽３の調整水位（Ｃ．Ｗ．Ｌ）は、沈殿槽３を低水位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）にして、また嫌気処理槽４を定常水位にした後、開閉弁１１を開いて嫌気処理槽４の水を沈殿槽３に移流させ、該沈殿槽３と前記嫌気処理槽４との水位が平衡となる水位以下に設定している。これによって、開閉弁１１が開のときに、固形物懸濁液が流入しても前記沈殿槽３の水位が嫌気処理槽４の水位より高くなることがなくなり、沈殿槽３の槽内水が配管１０を通り嫌気処理槽４へ逆流することを防止できる。そして、上記した水位センサー１２には、棒状電極式センサー、フロート式センサー等が用いられる。
【００２１】
好気処理槽５には、該好気処理槽５に大量の好気性微生物を保持させ、嫌気処理槽４より自然流下で流入する嫌気処理水中に残留する固形物の可溶化とＢＯＤのさらなる分解を行わせるために、微生物の付着体７がろ床として形成されている。前記付着体７は、好気性微生物を大量に保持できる一方、ろ床の目詰まりを生じにくい形状のものが好ましく、例えば、網様円筒状、骨格様球状、へちま状、小円筒状、波板状、発泡体（スポンジ状）等が用いられる。また、前記付着体７には、ポリプロピレン、ポリカーボネート、フェノール樹脂等の合成樹脂製、セラミックス等、後述する水温４０〜６０℃に耐える材料が好ましく用いられる。
【００２２】
また、好気処理槽５には、付着体７のろ床下方に散気管１９が設けてあり、ブロワ２０から送られる空気を前記散気管１９より吐出させ、好気処理槽５をばっ気するようにしている。
【００２３】
上記した嫌気処理槽４及び好気処理槽５は、水温が高いほど微生物の活性が高くなるため、ヒーター９を取り付け、少なくとも前記嫌気処理槽４及び好気処理槽５が水温４０〜６０℃になるように設定（温度センサーの表示省略）している。なお前記水温が６０℃を超えると、逆にその環境下で棲息できる微生物種が少なくなってしまい処理効率が向上せず、また加温に要する電力もかさんでしまう。また、前記水温が４０℃未満であると、処理効率が低下してしまい、嫌気処理槽４及び好気処理槽５の槽容量が大きくなってしまう。
【００２４】
一方、生ごみ処理装置１は、後述する移送ポンプ８により、処理水槽６の処理水を沈殿槽３に返送させるようにしてあり、即ち処理系内で一部槽内水を循環させているので、各処理槽の水温をほぼ一定にさせることができる。そのため、前記ヒーター９は、図１では好気処理槽５に設けているが、嫌気処理槽４に設けてもよく、好気処理槽５及び嫌気処理槽４に設けてもよい。
【００２５】
処理水槽６は、該処理水槽６の底部が好気処理槽５から傾斜させた底部の最下点になるようにして形成させている。また、前記処理水槽６には、移送ポンプ８が取り付けてあり、該移送ポンプ８により処理水槽６の槽内水の一部を定量的に沈殿槽３へ循環させている。前記処理水の一部を定量的に沈殿槽３へ循環させることにより、低ＢＯＤの処理水が安定して得られるとともに、固形物の減量化が促進され、また硝化された窒素も除去することができる。さらには、好気処理槽５のろ床から汚泥が剥離しても、該汚泥は処理水槽６の底部に移動し、前記した移送ポンプ８により、沈殿槽３へ排出させることができる。なお、前記移送ポンプ８には、エアリフトポンプまたは電動ポンプを用いることができるが、本発明では、コストの安いエアリフトポンプが好ましく用いられる。
【００２６】
以上のように、生ごみの固形物懸濁液は、沈殿槽３、嫌気処理槽４、好気処理槽５へ順次移流させることにより、ＢＯＤを十分に除去することができる。そして処理水は、処理水槽６の上部に設けた放流管１６より生ごみ処理装置１外へ放流させることができる。
【００２７】
【実施例】
上記のようにして運転される生ごみ処理装置１（鋼板製）を製作して、生ごみの固形物懸濁液の処理を行った。生ごみ処理装置１の全有効容量は１２０Ｌとし、そのうち、沈殿槽３＝４５Ｌ、嫌気処理槽４＝３０Ｌ、好気処理槽５＝３０Ｌ、処理水槽６＝１５Ｌとした。沈殿槽３に取り付ける水位センサー１２には、ステンレス製の棒状電極式センサーを用い、開閉弁１１が閉じる調整水位（Ｃ．Ｗ．Ｌ）は、沈殿槽３を低水位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）にして、また嫌気処理槽４を定常水位にした後、開閉弁１１を開けて沈殿槽３と嫌気処理槽４の水位が平衡となる水位より３０ｍｍ下方に設定した。従って、開閉弁１１は、低水位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）で開き、調整水位（Ｃ．Ｗ．Ｌ）で閉じるようにした。
【００２８】
沈殿槽３及び処理水槽６に取り付ける移送ポンプ１５、８には、エアリフトポンプを用い、ブロワ２０から分岐させた空気を該エアリフトポンプに供給した。また、前記２つのエアリフトポンプの上部には、移流量を調整する計量装置を設けた。そして、沈殿槽３のエアリフトポンプの計量装置から嫌気処理槽４へ移送させる時間当たりの移流量は、間欠で流入する固形物懸濁液量を２４時間に平均化した時間当たりの流入量（Ｑ）の４Ｑ（４倍）に設定した。即ち、固形物懸濁液流入量１Ｑと、処理水槽６のエアリフトポンプから移送されてくる処理水の時間当たりの移流量３Ｑとを合せた４Ｑを移流させるようにした。なお、沈殿槽３の上部には流量調整部（Ｈ．Ｗ．ＬとＬ．Ｗ．Ｌとの間）を設けた。
【００２９】
嫌気処理槽４及び好気処理槽５に充填する微生物の付着体７には、ポリプロピレン製の網様円筒状を用い、有効容量の７０％分をろ床として形成させた。前記好気処理槽５は、ブロワ２０からの空気を散気管１９より吐出させ、ばっ気を行った。また、ステンレス製パイプ状のヒーター９は、好気処理槽５に取り付け、嫌気処理槽４及び好気処理槽５を４０〜４３℃に設定した。処理水槽６の移送ポンプ８には、前記したようにエアリフトポンプを用い、移流量を固形物懸濁液流入量Ｑの３Ｑ（３倍）に設定して、連続的に循環させた。
【００３０】
一方、ディスポーザ２で破砕した生ごみの固形物懸濁液は、１日当たり２５Ｌを朝、昼、夜の３回に分けて生ごみ処理装置１へ移流させた。生ごみの固形物懸濁液は、ＢＯＤ５，３００ｍｇ／Ｌ、ＳＳ５，５００ｍｇ／Ｌであった。なお、好気処理槽５には、別に４０℃で馴養した好気性微生物（活性汚泥）を植種して運転を開始した。
【００３１】
また、比較対照として上記したと同じ生ごみ処理装置１を用いて、水温１８〜２２℃（未調整）の運転を行った。なお、好気処理槽５には、別に２０℃で馴養した好気性微生物（活性汚泥）を植種して運転を開始した。
【００３２】
（試験例）
処理性能が定常状態になってからの処理水質及び好気処理槽５のＢＯＤ除去速度、生ごみ処理装置１における汚泥発生量としての汚泥転換量の測定結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表１に示すように、加温を行った実施例は、加温を行わない比較例に対して処理水ＢＯＤ、処理水ＳＳが大きく低下しており、また好気処理槽５のＢＯＤ除去速度が大きく、生ごみ処理装置１における汚泥転換量が小さくなっている。即ち、本発明の生ごみ処理装置１によれば、固形物懸濁液のＢＯＤを著しく低下させ、また固形物の減量化を図ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、ディスポーザで破砕した生ごみの固形物懸濁液の固形物を分離し、且つ前記固形物懸濁液の流量調整を行う沈殿槽と、該沈殿槽から移流する移流水を嫌気処理する嫌気処理槽と、該嫌気処理槽から移流する移流水を好気処理する好気処理槽と、該好気処理槽の移流水を貯留する処理水槽とからなる生ごみ処理装置であって、前記嫌気処理槽及び好気処理槽に微生物の付着体を設け、且つ嫌気処理槽及び／または好気処理槽にヒーターを設けて加温を行い、前記処理水槽に移送ポンプを設け、該移送ポンプにより処理水を前記沈殿槽に循環させるようにしたので、固形物懸濁液の固形物を大きく減量化させ、処理水のＢＯＤを大きく低下させることができる。また、これによって本発明の生ごみ処理装置を合併処理浄化槽の前処理装置、あるいは下水道へ放流するための前処理装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す生ごみ処理装置の概略断面図。
【符号の説明】
１．生ごみ処理装置 ２．ディスポーザ ３．沈殿槽 ４．嫌気処理槽 ５．好気処理槽 ６．処理水槽 ７．付着体 ８．移送ポンプ ９．ヒーター １０．配管 １１．開閉弁 １２．水位センサー １３．流し台 １４．移流管 １５．移送ポンプ １６．放流管 １７．バイパス管 １８．自動開閉弁 １９．散気管 ２０．ブロワ

Claims (2)

1. ディスポーザで破砕した生ごみの固形物懸濁液の固形物を分離し、且つ前記固形物懸濁液の流量調整を行う沈殿槽と、該沈殿槽から移流する移流水を嫌気処理する嫌気処理槽と、該嫌気処理槽から移流する移流水を好気処理する好気処理槽と、該好気処理槽の移流水を貯留する処理水槽とからなる生ごみ処理装置であって、前記嫌気処理槽及び好気処理槽に微生物の付着体を設け、且つ嫌気処理槽及び／または好気処理槽にヒーターを設けて加温を行い、前記処理水槽に移送ポンプを設け、該移送ポンプにより処理水を前記沈殿槽に循環し、前記嫌気処理槽の下部から前記沈殿槽の下部へ通じる配管に開閉弁を設け、該開閉弁を前記沈殿槽に設けた水位センサーからの信号により開閉して、前記開閉弁が開のときに前記嫌気処理槽の汚泥を前記沈殿槽へ移流することを特徴とする生ごみ処理装置。
2. 少なくとも嫌気処理槽及び好気処理槽を４０〜６０℃にして処理することを特徴とする請求項１に記載の生ごみ処理装置。

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