JPH08259363A - 厨芥のコンポスト化方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】水分負荷変動に対し安定にかつ高速で発酵し、
高い減量効果を得る厨芥のコンポスト化方法及びその装
置を提供する。 【構成】厨芥１の好気性微生物によるコンポスト化方法
において、好気性微生物を含有するコンポスト１２と，
吸水性，伸縮性を有する合成有機高分子連続発泡体より
なる担体１１−１とを混合した系に、厨芥１を半連続的
に添加して好気的条件下で撹拌して厨芥１をコンポスト
化し、余剰体積分のコンポスト１２のみを系外に抜き出
す。 【効果】水分吸収用担体を実質的に補充することなし
に、水分負荷への耐性と発酵の最適化との両立を可能に
する。すなわち、高速で水分負荷変動に対し安定で高い
減量効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は厨芥の処理方法及びその
装置に係り、特に高負荷でも泥状化しないようにして腐
敗を防止し、高速でコンポスト化する方法及びその装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】厨芥等の有機廃棄物の好気的微生物処理
方法、すなわちコンポスト化には、一般にのこ屑やもみ
がら等の担体を添加した状態で撹拌し、常温で発酵する
方法がとられてきた（(1）特開昭62−187190号公報，
(2）環境技術第１９巻第６号，３９５〜３９７頁を参
照）。

【０００３】本方法はたとえ低い負荷であっても毎日厨
芥を供給し続けていくと、遅くとも数ケ月後には担体を
含む発酵槽内容物が結着し、泥状化して好気発酵がそこ
なわれ、腐敗による悪臭，はえ幼虫，高濃度汚水が発生
する。このため、２〜３ケ月毎に湿潤状態の発酵内容物
を抜き出し、担体ののこ屑を入れ換える必要があった。
このため、担体の恒常的供給が必要であることはもちろ
ん、減量率はたかだか三分の一どまりと減量効果が低い
欠点を有する。

【０００４】こうした天然有機担体の代りに合成樹脂担
体を用いる例が特開昭52−34265 号公報に示されてい
る。この方法は、下水スラッジや破砕された厨芥等の如
く比較的小粒径でかつ含水率の高い有機廃棄物に一定粒
径以上の合成樹脂塊を混合してから好気性発酵をバッチ
式で行わせるものであり、発酵終了後生成するコンポス
トと合成樹脂塊を分離して、合成樹脂塊を次の処理に再
利用することを提示している。

【０００５】特開昭52−34265 号公報に記載の発明の原
理フローを図２に示す。このように合成樹脂担体を用い
る方法は、確かに含水率の高い有機性廃棄物を発酵する
に際して、合成高分子なので生物分解がおこりにくく長
寿命である点、のこ屑等の天然有機性担体より優れてい
ることは自明である。しかし、厨芥と合成有機性担体と
を混合しただけでは、水分の調節に効果はあっても発酵
の立ち上がりが従来ののこ屑使用の場合よりも遅く、特
にバッチ方式では効率が低い。たとえ、担体に小量の種
コンポストを同伴しても立ち上がりの短縮には効果が薄
い。それだけでなく、厨芥と合成樹脂担体とを混合する
だけでは、撹拌により担体相互の接触による摩耗が著し
い欠点を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
ののこ屑やもみがら等の担体を用いた好気的発酵法の欠
点及び合成樹脂担体を用いた発酵法の欠点を改善し、減
量効果が大きく、発酵の立ち上がりが早い好気的発酵に
よる厨芥のコンポスト化方法及び装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、厨芥を好気性
微生物により発酵させてコンポスト化する方法におい
て、好気性微生物を含有するコンポストと合成有機高分
子よりなる発泡体とを混合した系に厨芥を連続的或いは
間歇的に混ぜて発酵を行うことを特徴とする厨芥の連続
コンポスト化方法にある。

【０００８】また、厨芥を好気性微生物により発酵させ
てコンポスト化する方法において、好気性微生物を含有
するコンポストと合成有機高分子よりなる発泡体とを混
合した系に厨芥を連続的或いは間歇的に混ぜて発酵を行
い、発酵の進行に伴って増加したコンポストを発酵槽の
系外抜き出して発酵槽内のコンポストの量をほぼ一定に
保つことを特徴とする厨芥のコンポスト化方法にある。

【０００９】本発明の対象とする厨芥は特に限定され
ず、一般家庭や外食産業から排出する調理屑や残飯の
他、青果出荷時の加工屑，食品加工業から発生する廃棄
物も含む。また、本発明の発酵方法ならびに装置は大規
模にも使用できるが、むしろ外食店や家庭用等の小規模
用に適している。

【００１０】本発明の第１の特徴は、図１にそのフロー
を示すように、厨芥と，吸水性，伸縮性を有する合成有
機高分子連続発泡体とのみならず、好気性微生物を高濃
度に含有するコンポストとを好気条件下で接触させて、
厨芥の一部を炭酸ガスと水とに分解揮散させ、固形残渣
としてコンポストを生成する発酵を連続或いは半連続で
継続することである。本発明が、図２の従来の合成担体
を利用する原理と大きく異なるところは、厨芥を合成担
体とだけでなく、コンポストと混合して発酵する点であ
る。

【００１１】前記発泡体は、発酵分解で生成するコンポ
ストの粒径の下限よりも大きい、すなわち５mm以上、好
ましくは１０mm以上の粒径を有し、かつ担体としての接
触効率の点から７０mm以下、好ましくは４０mm以下の粒
径のものが好ましい。さらに前記有機高分子担体は実質
上、微生物非分解性で耐摩耗性であることが望ましい。
例えば、ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリテトラフ
ルオロエチレン等を用いることができる。

【００１２】ポリウレタンは耐摩耗性，耐生物分解性の
点で適さない。これら耐摩耗性，耐生物分解性の合成気
泡体材料はオゾンによる表面酸化により親水性を向上さ
せ、厨芥と，コンポストに含まれる微生物との接触を高
め、エージングなしに目的とする効果を発揮させること
が可能である。

【００１３】コンポストはブロック状ではなく粒状もし
くは粉末状である必要がある。コンポスト及び合成有機
高分子担体の量は、運転時の厨芥の負荷量，厨芥の含水
率によって変るが、容積基準で厨芥１に対し、それぞれ
１以上及び０.１ 以上、好ましくはそれぞれ３〜１０及
び０.２〜２ の範囲にある。発酵の温度，撹拌，通気量
等の発酵条件は通常のコンポスト化の条件から適宜選択
し使用するもので、特に限定されるものではない。すな
わち、発酵の温度，撹拌，通気量は厨芥の粒径，成分組
成，含水率等の質的条件，発酵期間，有機物分解率や含
水率等のコンポストの質的条件の設定により適宜選択さ
れる。発酵の温度は５０〜６５℃のいわゆる高温域にと
どまらず、それ以下の中温，常温域でも可能である。撹
拌は回転翼や回転腕もしくは転動する槽によっても可能
である。

【００１４】

【作用】本発明に係るコンポストならびに合成有機高分
子担体とからなる混合床に厨芥を供給すると、撹拌によ
り三者が接触して、厨芥は撹拌機構による剪断はもちろ
ん、担体との接触によって効果的に細片化される。細片
化と同時に好気性細菌を高濃度に含むコンポスト粒と接
触して、厨芥細片の外側から内部に向って分解反応が高
速で進行する。分解の過程で有機成分の一部が炭酸ガス
と水に分解揮発し、残りはフミン質を主成分とするコン
ポストに転換する。こうして生成する細粒の余剰コンポ
ストは発酵槽内に設けてあるスクリーン部材等により担
体及び未分解厨芥粒を槽内に保持した状態を維持しつ
つ、系外に抜き出される。

【００１５】厨芥の供給時に担体以外に実質上コンポス
トがない場合でも、厨芥の細粒化はある程度進行する。
しかし、細粒化した厨芥と菌との接触が小さいため、バ
ッチ処理では発酵の立ち上がりにかなりの日数を要し、
連続処理ではそれだけ滞留時間が延長して効率的ではな
い。もちろん、含水率の高い厨芥を高負荷で供給した場
合には水分調整の緩衝材としての効果を発揮する。しか
し、撹拌機構と担体が直接接触するため、担体とコンポ
ストとの同時存在下で発酵させる場合にくらべ担体の摩
耗による消耗が著しいだけでなく、生成コンポストに合
成担体の砕片が混入してコンポストの品質が低下する。

【００１６】なお、担体を使用せずに厨芥とコンポスト
のみで発酵すると、水分の供給が過多の際、水分に対す
る緩衝能力が小さいことはもちろん、担体との接触がな
い。このため、本発明にくらべ厨芥の細片化が進まず発
酵が効率良く進行しない。

【００１７】のこ屑やもみがらを担体に使用する従来か
ら一般に用いられてきた方法は、連続処理開始後１〜２
ケ月目までは水分に対する緩衝性も有し、かつ粒子間の
間隙による通気性も維持されるため発酵が進行する。し
かし、発酵の進行に伴い厨芥の分解物や増殖した好気性
菌が集積して、これら粒子間の間隙をうめて結着し、好
気性発酵が阻害される。このため２〜３ケ月おきに担体
を含む発酵内容物を全量抜き出し、バージン担体と交換
せざるを得ない。

【００１８】それに対して、本発明では、合成樹脂発泡
体を担体に用い、コンポストの存在下で厨芥を連続処理
もしくは半連続（間歇）処理する。その際、担体にコン
ポストが付着しても発酵槽の発酵床張り込み面や槽底に
設けた間隙等から余剰生成分だけ順次排出される。この
ため、発泡体は槽内に選択的に保持されることになり、
担体である発泡体とコンポストは全運転期間を通して適
正な量比に維持される。したがって、上述の結着も進行
せず、好気性発酵を半永久的に維持できる。

【００１９】

【実施例】

実施例１ 本発明による厨芥処理装置の一実施例を図３〜図５に示
す。

【００２０】本装置は、二軸ロール破砕機６と撹拌翼３
−１を内蔵し、ケーシング２８中に収納した内容１０ｌ
の竪型円筒形の発酵槽２を主な構成要素とする。投入口
蓋３５を開け、厨芥１を案内板９にそって二軸ロール破
砕機６上に供給する。二軸ロール破砕機６は、モーター
室２７に収納するモーター２２の回転力が回転軸１５−
１，ウォーム歯車１４，軸受１３に支持される回転軸１
５−２，歯車８−１を経て伝達されることにより回転す
る。二軸ロール破砕機６の回転により厨芥は平均粒径１
０mm以下に破砕され、発酵床１０上に落下する。発酵床
１０は合成有機高分子連続発泡体である担体１１−１と
好気性細菌を含むコンポスト１２とから構成される。撹
拌翼３−１はプーリ用ケーシング２５中のプーリ２６−
１，ベルト２１，プーリ２６−２，回転軸２３を介して
モーター２２により回転力が付与され、発酵床１０を混
合する。撹拌翼３−１は軸受兼シール２０で支持される
Ｊ字形で長端を発酵床１０表面上に、短軸を発酵床１０
表面下に配置することにより発酵床を効率良く切り返し
する。ケーシング２８の内側と外側とはケーシング２８
の間隙を通じて連絡している。外気３１は発酵槽２とケ
ーシング２８内の温度差によりケーシング内に吸入さ
れ、さらに図４の多孔板１７及び図５の多孔板１８の孔
３９を通じて発酵床１０中に供給され、発酵排気３２と
なり発酵槽２の上部にある排気口３３からケーシング外
に排出される。なお、撹拌サイクル，撹拌速度，温度調
節は調節器３４により、設定条件に設定できる。

【００２１】実施例２ 発酵装置として実施例１の装置を使用し、厨芥として野
菜，米飯，鶏肉を重量比４：２：１で配合した模擬厨芥
（含水率８０％），合成有機高分子発泡体として平均泡
径２mmのポリプロピレンからなる直径１０mmの球状成形
体を用いた発酵方法例を示す。

【００２２】発酵床１０を種コンポスト４.５kg（含水
率３０％），該発泡体０.５kgで構成し、これに１日に
１kgずつ模擬厨芥を供給しつつ、１０日間半連続発酵を
行った。種コンポストは本実験と同組成の厨芥を用いて
あらかじめ常温で発酵した発酵物を使用した。槽底部の
孔３９の開口を粒径５mmの粒子の通過を許すように設定
した。半連続処理開始後５日目及び１０日目の発酵成績
を下表に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】上記の結果は、１kg−生ごみ／日の負荷で
運転しても減量効果が大きく、かつ臭気のない良質のコ
ンポストを生成することを示す。

【００２５】比較例１ 図２の従来方法の原理に基づき、実施例１の発酵槽及び
実施例２で用いた模擬厨芥を用いて、その発酵性能を評
価した。

【００２６】実施例１の発酵装置をＡ，Ｂ，Ｃ３基用意
し、各槽の槽底の孔１７を閉じ、実施例２と同質の発泡
体１.５kg（４.５ｌ）及び実施例２と同質の模擬生ごみ
１kgに種コンポスト０.１kg を加え、同一条件で撹拌，
加熱を行い、いずれもバッチ方式で１０日間発酵した。
発酵生成物を０.５mm のふるいで発泡体と発酵物とに分
別した。表面に発酵物が付着した状態の発泡体を全量、
各発酵槽に戻し、これに実施例２と同質の模擬厨芥１kg
を加えて再度バッチ方式で発酵した。発酵期間はＡ槽を
１日，Ｂ槽を２日，Ｃ槽を５日間とした。発泡体と発酵
物とを分離し、発酵性能を評価した。その結果を下表に
示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例２に比較し、発酵速度が小さいた
め、５日間バッチ発酵しても減量効果が小さく、発酵物
のコンポスト化も遅れている。

【００２９】実施例３ 本発明なる厨芥処理装置の実施例を図６に示す。

【００３０】本装置は二軸ロール破砕機６と撹拌翼３−
２を内蔵しケーシング２８中に収納する内容積１０ｌの
円筒形の発酵槽２を主要要素とする。投入口蓋３５を開
け、厨芥１を案内板９にそって二軸ロール破砕機６上に
供給する。二軸ロール破砕機６はモーター室２７に収納
するモーター２２により回転軸１５−１，軸受１３，ウ
ォーム歯車１４，回転軸１５−２，歯車８−２を経て回
転力が伝達されて回転する。厨芥１は二軸ロール破砕機
６で平均粒径１０mm以下に破砕され、発酵床１０上に落
下する。発酵床１０はポリエチレン連続発泡体を立方体
状に成形した担体１１−２と６０℃に至適発酵温度を有
する中等度好熱性好気性細菌を主に含有する種発酵床１
０とから構成される。連続発泡体である担体１１−２は
１辺２０mmの立方体で平均粒径１mmの細胞を形成してい
る。発酵床１０の容量組成は種コンポスト３ｌ，発泡体
１.５ｌ である。撹拌翼３−２はプーリ２６−１，ベル
ト２１，プーリ２６−２，回転軸２３を介してモーター
２２の回転力の伝達を受け、４０rpm で３分間回転，５
分間待機で間歇撹拌して発酵床１０を混合する。回転翼
３−２はＵ字形で両上端とも発酵床１０の表面下に配置
している。軸受兼シール２０の周辺の槽底は素線間隔７
mmのメッシュ１７−２を形成している。発酵により生成
した細粒のコンポスト１９が槽底のメッシュ１７−２か
ら降下する。ケーシング２８の底部に堆積したコンポス
トを余剰コンポスト２９として抜き出す。ケーシングの
内側と外側とはケーシング２８の間隙を通じて連絡して
おり、外気３１が発酵槽２とケーシング２８内の温度差
によりケーシング内に吸入され、さらにメッシュ１７−
２の孔を通じ発酵排気３２となり発酵槽２の上部にある
排気口３３からケーシング外に排出される。なお、撹拌
サイクル，撹拌速度，温度調節は調節器３４により、設
定条件に設定できる。

【００３１】実施例４ 本発明なる厨芥処理装置の実施例を図７に示す。

【００３２】本装置は二軸ロール破砕機６と撹拌翼３−
１を内蔵し、ケーシング２８中に収納する内容積１００
ｌの円筒形の発酵槽２を主要要素とする。投入口蓋３５
を開け、厨芥１を案内板９にそって二軸ロール破砕機６
上に供給する。二軸ロール破砕機６はモータ室２５に収
納するモータ２２により減速ギア４１，回転軸１５−
１，軸受１３，かさ歯車４２を経て回転力が伝達されて
回転する。厨芥１は二軸ロール破砕機６で平均粒径１０
mm以下に破砕され発酵床１０上に落下する。発酵床１０
はポリ酢酸ビニル連続発泡体を立方体状に成形した担体
１１−３と生ごみを好気的に固体発酵して得た乾燥顆粒
コンポストと容積比で２：３に混合してある。該担体１
１−３は１辺７０mm及び２０mmの立方体の等量混合物
で、平均粒径１.５mm の細胞を形成している。

【００３３】撹拌翼３−２はプーリ２６−１，ベルト２
１，プーリ２６−２，軸受２０に支持される回転軸２３
を介してモータ２２の回転力を伝達され、２０rpm で２
分間回転，３分間待機で間歇撹拌して発酵床１０を混合
する。回転翼３−３はＵ字形で一端が発酵面下、他端が
発酵面上に配置している。前記他端にはブラシ４５を付
設し、回転翼３−３の回転に伴い、発酵槽２の側壁上の
スリット部分４４を清掃して目詰りを防止する。発酵槽
２の底面にはヒータ４６−１を配置している。発酵槽２
中で一次発酵の終えた反応物は前記発泡体は通さずに一
次発酵物１９のみを通すスリット部４４を通過し発酵槽
２の下部に落下し、二次発酵槽４８に積層する。二次発
酵槽４８に積層した一次発酵物１９は回転軸受５０及び
５１に支持され通気孔５５を多数穿孔しかつラセン構造
部５３を付した通気用兼二次発酵物抜き出し構造を介し
て空気６２が供給を受け、ヒータ４６−２で加温されて
熟成兼貯留される。二次発酵期間中、適時二次発酵物抜
き出し扉５２を開けハンドル６２を回転することにより
二次発酵物２９を二次発酵物受け槽６０に降下させる。
二次発酵物受け槽６０は取り出し口扉４８を開いて系外
に取り出す。一次発酵槽及び二次発酵槽から発生する発
酵排ガス５９，６３はオゾン含有空気５７と接触し、ス
タティックミキサ４３で混合して臭気成分を分解する。
次いでファン４０でオゾン分解触媒床６４を通し、脱臭
発酵排気３２として系外に排出する。オゾン含有空気５
７は槽内の空気６２をオゾン発生器５８に導入し、配管
５６を経て供給される。

【００３４】

【発明の効果】本発明により、従来困難とされてきた、
水分吸収用担体を実質的に補充することなしに水分負荷
への耐性と発酵の高速化との両立を可能にする。すなわ
ち、高速で水分負荷変動に対し安定で高い減量効果が得
られる。又、発酵の立ち上がりも早い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンポスト化方法の原理フロー図。

【図２】従来の合成樹脂担体を用いたコンポスト化方法
の原理フロー図。

【図３】本発明の一実施例によるコンポスト化装置の概
略図。

【図４】図３で使用した発酵槽の底部の孔の一例を示す
平面図。

【図５】図３で使用した発酵槽の底部の孔の他の例を示
す平面図。

【図６】本発明の他の実施例によるコンポスト化装置の
概略図。

【図７】本発明の他の実施例によるコンポスト化装置の
概略図。

【符号の説明】

１…厨芥、２…発酵槽、３−１，３−２…撹拌翼、６…
二軸ロール破砕機、１０…発酵床、１１−１，１１−２
…担体、１２…コンポスト、２８…ケーシング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 研二 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】厨芥を好気性微生物により発酵させてコン
   ポスト化する方法において、好気性微生物を含有するコ
   ンポストと合成有機高分子よりなる発泡体とを混合した
   系に厨芥を連続的或いは間歇的に混ぜて発酵を行うこと
   を特徴とする厨芥のコンポスト化方法。
2. 【請求項２】厨芥を好気性微生物により発酵させてコン
   ポスト化する方法において、好気性微生物を含有するコ
   ンポストと合成有機高分子よりなる発泡体とを混合した
   系に厨芥を連続的或いは間歇的に混ぜて発酵を行い、発
   酵の進行に伴って増加したコンポストの一部を発酵槽の
   系外に抜き出して発酵槽内のコンポストの量をほぼ一定
   に保つことを特徴とする厨芥のコンポスト化方法。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、前記合成有機高
   分子が吸水性・伸縮性の発泡体からなることを特徴とす
   る厨芥のコンポスト化方法。
4. 【請求項４】請求項１ないし３の何れか１つにおいて、
   前記合成有機高分子が微生物非分解性のものからなるこ
   とを特徴とする厨芥のコンポスト化方法。
5. 【請求項５】請求項１〜４の何れか１つにおいて、前記
   合成有機高分子が、ポリプロピレン，ポリエチレン，ポ
   リ酢酸ビニル及びポリテトラフルオロエチレンの少なく
   とも１つからなることを特徴とする厨芥のコンポスト化
   方法。
6. 【請求項６】請求項１〜５の何れか１つにおいて、前記
   合成有機高分子が５〜７０mmの範囲の粒径の粒子からな
   ることを特徴とする厨芥のコンポスト化方法。
7. 【請求項７】請求項１ないし６の何れか１つにおいて、
   好気的条件下で撹拌して発酵をコンポスト化し、分解に
   より生成するコンポストの粒径が前記気泡体のそれより
   小さくなったコンポストを系外に排出することを特徴と
   する厨芥のコンポスト化方法。
8. 【請求項８】請求項１〜７の何れか１つにおいて、厨芥
   をそのまま混合せずに、一旦、破砕処理した厨芥を混合
   することを特徴とする厨芥のコンポスト化方法。
9. 【請求項９】請求項８において、前記破砕が複数軸ロー
   ルを用いる破砕であり、ロール面に軸に平行に噛み合わ
   せ溝を有するロールを使用することを特徴とする厨芥の
   コンポスト化方法。
10. 【請求項１０】厨芥投入口の下部に横方向に回転軸を有
    するロール破砕機を備え、該ロール破砕機の下部に該破
    砕機によって破砕された厨芥を収容する発酵槽を有し、
    該発酵槽内の収容物を撹拌する水平方向に回転する撹拌
    翼を有し、該撹拌翼を駆動するモーターを備えたことを
    特徴とする厨芥コンポスト化装置。
11. 【請求項１１】厨芥投入口の下部に配置され、横方向に
    回転軸を有し、厨芥発酵槽の撹拌用モーターにより駆動
    される複数軸ロール破砕機と、 前記ロール破砕機の下方に備えられ、該破砕機と同じモ
    ーターにより駆動し、槽底中心部の垂直軸まわりに回転
    する撹拌翼と槽底部に小さい粒径のコンポストを通過し
    て系外に排出する複数の連絡孔を槽底もしくは槽側壁に
    有する発酵槽とを備えたことを特徴とする厨芥コンポス
    ト化装置。
12. 【請求項１２】請求項１１において連絡孔の目詰り回復
    機構を有することを特徴とする厨芥コンポスト化装置。
13. 【請求項１３】請求項１２において目詰り回復機構が連
    絡孔と対峙する撹拌翼に付したブラシであることを特徴
    とする厨芥コンポスト化装置。