JPH09165283A

JPH09165283A - 発酵処理装置

Info

Publication number: JPH09165283A
Application number: JP34675595A
Authority: JP
Inventors: Miginori Kunoki; 右典九軒; Yoshitaka Fujisawa; 佳孝藤沢; Takeshi Fukushima; 武福島; Yuji Komatsu; 雄二小松; Yukie Otsuji; 幸枝尾辻; Katsunori Iwase; 勝則岩瀬; Kenji Fukushima; 健次福島
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1995-12-13
Filing date: 1995-12-13
Publication date: 1997-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】有機質材料を適切に脱水して効率よく発
酵処理する。【解決手段】発酵槽２への収容に先立って処理材料４
を一時的に貯め置く貯留槽５を発酵熱を受熱できるよう
に発酵槽２に近接または密着して配置しており、貯留槽
５の排出部５ａに脱水装置６を接続し、脱水装置の排出
部６ａに処理材料搬入手段６ｂを設ける。【効果】処理材料を容易に脱水して適切な水分量
に調整することができ、発酵処理を効率的に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、残飯などの都市ごみ、
畜糞、農林水産業や食品加工業の廃棄物、汚泥等の有機
質物を処理材料として好気性発酵させ、減容化して廃棄
を容易にしたり、堆肥化して有効利用したりすることを
目的とする発酵処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、家畜糞尿等の有機質材料を処理す
る方法として、いわゆる縦型多段式発酵槽や横型スクー
プ式発酵槽等が実用化されているが、処理対象となる有
機質材料は、一般に高い水分含有量を有しており（８０
％以上）、発酵に適切とされる含水率（４０〜６０％）
を大幅に越えている。このため、発酵槽へ処理材料を投
入する前には処理材料の含水率を低減させる脱水処理を
行うのが一般的であり、通常は、所望により有機質材料
を粉砕した後、遠心装置やプレス装置等の機械式脱水機
で脱水し、その後、発酵槽内に投入している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した機械
式脱水機は脱水能力に限界があり、含水率の高い処理材
料を対象とする場合には適切な含水率にまで水分量を減
らすことは実質的に困難である。そこで、脱水済みの処
理材料に、発酵処理が終了して含水量が低くなった処理
済み材料やモミガラ等の水分調整材料を混合して平均含
水率を低下させることによって適正水分量に調整する方
法等が採られている。

【０００４】しかし、上記の混合方法では、所望の含水
率に低下させるために、処理済み材料等の混合率を多い
時には４０％にもする必要があり、その結果として全体
の容量が大幅に増えてしまい処理効率が大幅に低下する
という問題がある。また、処理能力を高めるためには発
酵槽の容量を増加させる必要があり、設備コストが増す
という問題もある。さらに処理材料の減容化を目的とす
る場合には、水分調整材等の混合により嵩を減少させる
という本来の目的が達成されないという問題もある。

【０００５】本発明は、上記事情を背景としてなされた
ものであり、有機質の処理材料を有効に脱水して効率的
に発酵処理することができる発酵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】上記課題を解決するため
本発明のうち第１の発明の発酵処理装置は、発酵槽内に
処理材料を収容して発酵させる発酵処理装置において、
前記発酵槽への収容に先立って処理材料を一時的に貯め
置く貯留槽を有し、かつ該貯留槽は発酵熱を受熱できる
ように発酵槽に近接または密着して配置されており、該
貯留槽の処理材料排出部に脱水装置が接続され、脱水装
置の排出部に発酵槽内へ処理材料を搬入する搬入手段が
設けられていることを特徴とする。

【０００７】また、第２の発明の発酵処理装置は、第１
の発明において、貯留槽が発酵槽の上方に配置されてお
り、さらに貯留槽の処理材料排出部の下方であって発酵
槽の処理材料収容位置の上方に脱水装置が配置されてい
ることを特徴とする。第３の発明は、第１または第２の
発明において、脱水装置に処理材料から脱水された水分
を貯める貯水タンクが接続されており、該貯水タンクに
散水装置が連結されているとともに余分な水分を蒸発さ
せる加熱手段が設けられていることを特徴とする。第４
の発明は、第３の発明において、貯水タンクが発酵熱を
受熱できるように発酵槽に近接または密着して配置され
ていることを特徴とする。第５の発明は、第２〜第４の
発明において、処理材料を破砕する破砕機を具備するこ
とを特徴とする。

【０００８】なお、本発明で処理の対象となる処理材料
としては、都市ごみ、畜糞、農林水産業廃棄物、食品加
工業廃棄物、汚泥、草木等が例示されるが、これらに限
定されるものではなく、発酵処理を目的とするあらゆる
有機質物を対象とすることができる。また、本発明の処
理装置は発酵処理によって処理材料を堆肥化して有効利
用を図ったり、減容化または消滅化して廃棄を容易にす
ること等を目的としている。なお、貯留槽や貯水タンク
が発酵熱を受熱できるように配置されているとは、発酵
槽で発生した発酵熱が部材を通した伝熱や空気を通した
放熱によって槽内やタンク内に伝わり、処理材料や水分
に有効に熱が伝わるように配置されていることを意味し
ている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の一形態を添
付図面に基づき説明する。発酵処理装置１は、箱形状の
発酵槽２を有しており、該発酵槽２内にスクープ式撹拌
装置３が配置されている。上記発酵槽２の上方端部に
は、ホッパー形状で上部開放の貯留槽５が配置されてお
り、該貯留槽５の底部には原料排出部として排出口５ａ
が設けられている。該排出口５ａには発酵槽の長手方向
に沿って配置されたスクリュー式脱水機６が直接に接続
されており、該スクリュー式脱水機６の先端に位置する
排出部６ａには原料搬入手段として下向きに投下口６ｂ
が設けられている。また、排出部６ａには脱水された水
分を取り出す取水管７が接続されており、該取水管７
は、発酵槽２の壁面に密着して取り付けられた貯水タン
ク８に接続されている。この貯水タンク８の下方にはタ
ンク内の水分を加熱する加熱ヒータ９が配置されてお
り、また貯水タンク８には、タンク内の水分を取り出し
て発酵槽２内の処理材料４に散水する散水装置１０が接
続されている。

【００１０】上記した各装置類はその全体が密閉された
カバー１１で覆われており、該カバー１１には前記貯留
槽５の上部開放に合わせて原料投入口１２と該投入口１
２を開閉する開閉蓋１２ａが設けられている。また、カ
バー１１には排気口１３が設けられており、該排気口１
３は、カバー１１内に設けた脱臭槽１４を介してカバー
１１内と連通しており、排気口１３と脱臭槽１４との間
に排気ブロワ１５が設けられている。また、原料投入口
１２に近接して、足下から投入口１２に迄原料を上昇さ
せるリフター１６が配置されており、該リフター１６に
は原料収容バケット１６ａが設けられている。

【００１１】なお、前記したスクープ式撹拌装置３を詳
細に説明すると、発酵槽２の上方位置に、該発酵槽２の
長尺方向に沿ってレール３１が配置されており、該レー
ル３１に撹拌装置３の台車３２が移動可能に取り付けら
れている。該台車３２には、前記レール３１上を自走す
るための駆動装置（図示しない）が設けられているとと
もに、ベルトコンベヤ状の撹拌機３３が吊り下げされて
おり、該撹拌機３３は所望の傾斜角度に固定することが
できる。この撹拌機３３は、周回ベルト３３ｂの外周面
に多数のスクープ３３ａを固定した構造からなり、前記
台車３２には、この周回ベルト３３ｂを回転させる駆動
装置（図示しない）が設けられている。

【００１２】上記した発酵処理装置１の動作を説明する
と、例えば残飯等の有機質の処理材料４を原料収容バケ
ット１６ａに収容し、リフター１６を作動させてバケッ
ト１６ａを揚げ、開閉蓋１２ａを開いて原料投入口１２
から貯留槽５へと処理材料４を投入する。これら一連の
動作は自動で行うことも可能である。また、原料収容パ
ケット１６ａへの処理材料４の収容は、他所から手作業
で運んで行うこともできるが、残飯の発生場所等から移
送手段等を用いて運ぶこともできる。

【００１３】貯留槽５に収容された処理材料４は、例え
ば数日間程度滞留される。この際に、発酵処理装置の稼
働初期段階を除けば、既に発酵槽内では発酵が進行して
おり、発酵熱が生じている。この発酵熱は、上方へと放
散し、貯留槽５からさらに内部の処理材料４を温める。
貯留槽５に置かれた処理材料４は長い時間滞留すること
によって細胞膜や細胞壁が破壊され、内容物が漏出する
ため、後工程での脱水が容易になる。しかも貯留槽５内
の処理材料４は発酵熱で加温されているので、上記作用
が大幅に増し、脱水効率がさらに向上するとともに貯留
槽への滞留期間を短縮することができ、貯留槽の容量を
小さくすることができる。

【００１４】また、発酵は適度に温度が高い環境におい
て円滑に進行することが知られているが、処理材料の発
酵がある程度進行すると発酵熱も多量になり処理材料は
過熱された状態になり却って発酵の進行が妨げられる。
この熱が上記のように貯留槽内の処理材料に伝わること
により発酵槽内の熱を効率よく奪うことになり、その結
果として発酵の進行に伴う発熱による発酵効率の低下を
防止する作用も得られる。なお、処理材料を貯留槽に滞
留させる期間は、本発明としては特に限定されるもので
はなく処理材料の種別や含水率などによって適宜定める
ことができる。

【００１５】次に、ある程度の時間、貯留槽５に貯留さ
れた処理材料４は、排出口５ａからスクリュー式脱水機
６へと送られ、ここで前進しつつ脱水される。脱水され
た処理材料４は投下口６ｂから発酵槽２内へと投入され
る。一方、脱水により処理材料４から取り出された水分
は取水管７を通して貯水タンク８へと送られる。発酵槽
２内では、スクープ式撹拌装置３が作動しており、撹拌
機３３の下方側が台車３２の進行方向側に位置するよう
に傾斜させ、スクープ３３ｂで処理材料４を掻き上げる
ように周回ベルト３３ａを回転させつつ撹拌装置３を移
動させる。処理材料４は、スクープ３３ｂで攪拌、混合
され、細粒化されて空気と良好に接触して好気性発酵が
進行する。

【００１６】スクープ式撹拌装置３が発酵槽２の端部に
達したならば、撹拌機３３の傾斜方向を変え、台車３２
の移動方向および周回ベルト３３ａの回転方向を上記と
は逆方向にして処理材料４を撹拌、混合する。この際
に、貯水タンク８の水分を使用して散水装置１０から処
理材料４に散水することもでき、処理材料４を発酵に適
した水分量に容易に調整することができる。

【００１７】なお、貯水タンク８では、内部の水分が散
水に利用されるものの、消費される以上に脱水機６から
水分が供給されるため、余分な水分を加熱ヒータ９で加
熱して蒸発させ、発酵処理装置１の外部に排出する。こ
の蒸気には汚染物などは含まれておらず、周囲の環境を
損なうおそれはない。なお、蒸気に臭気が含まれる可能
性はあるため、前記した脱臭槽１４を通して外部に排出
するのが望ましい。上記のように脱水した水分に対して
は、特別に大がかりな水処理装置を設ける必要がなく、
簡易に処理することができる。なお、脱水した水分には
単なる液分だけでなく、固体分がスラリー状になって含
まれている。この固形分は貯水タンク８で沈殿する等の
問題を生じやすいので散水とともに発酵槽２内に投入し
てできるだけ貯水タンク８には残さないのが望ましい。

【００１８】発酵槽２内では上記のように適切な水分量
に調整された処理材料４が良好に撹拌され、発酵が円滑
に進行して容量が大幅に減少しており、最終的には僅か
な量となった材料が発酵槽２の排出口２ａから外部に取
り出される。上記動作を継続して行うことにより、貯留
槽５に投入される処理材料を継続的にかつ効率よく減容
化処理することができる。また、発酵処理装置１は、全
体がカバー１１で覆われ、排気ブロワ１５で装置内空気
を吸引して脱臭槽１４を通した後に排気口１３から外部
に排出するので、発酵処理装置１からの臭気の漏れはな
く、周囲の環境を損なうことなく発酵処理を行うことが
できる。

【００１９】次に、図３は他の実施の形態を示すもので
あり、撹拌装置として直列に配置したロータリー式撹拌
装置２０、２０を有し、貯水タンク８の加熱手段として
外付けのボイラ２３を有する発酵処理装置である。な
お、この装置で上記実施の形態と同様の構造については
同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。

【００２０】ロータリー式撹拌装置２０は、断面矩形状
に配置した周回ベルト２１の内面に軸方向に沿った多数
の撹拌羽根２２を所定間隔で配置固定したものであり、
周回ベルト２１内に処理材料を収容した後、周回ベルト
２１を図示しない駆動装置で回転させて処理材料を撹拌
するものである。この装置においても貯留槽５、脱水機
６を通って脱水された処理材料４は、脱水機６の排出口
６ｂおよび投入シュート６１ｂを通してロータリー式撹
拌装置２０に投入される。なお、この実施形態では排出
口６ｂと投入シュート６１ｂで処理材料の搬入手段が構
成されている。ロータリー式撹拌装置２０内では、処理
材料４が所定の期間撹拌され、一方の撹拌装置２０から
他方の撹拌装置２０へと移送される。この撹拌、移送の
間に処理材料４は発酵が進行し、容量が減少する。な
お、撹拌の間には、上記実施の形態と同様に貯水タンク
８の水分を利用して散水装置１０１から処理材料に散水
することができる。所定の発酵がなされた材料は、発酵
槽の排出口から取り出され、所望の処理（廃棄等）がな
される。

【００２１】なお、上記各実施の形態では、貯留槽を発
酵槽の直上に配置して発酵熱を受熱できるようにした
が、発酵槽の側壁等に近接させたり、密着させたりした
ものでもよく、要は、発酵槽から発酵熱を受けることが
できる程度に近い距離に配置するものであればよい。な
お、発酵熱はより多くが上方へと放散されるので、発酵
熱を効率よく受熱するためには上記のように発酵槽の上
方に貯留槽を設けるのが望ましい。

【００２２】また、貯留槽の排出部には脱水機を直接に
接続するのが望ましいが、移送路等を介して接続するこ
ともできる。この脱水機には各種構造のものを用いるこ
とができ、特定のものに限定されることはない。ただ
し、貯留槽から処理材料を円滑に受け取り、さらにこれ
を脱水した後、材料搬送手段に円滑に受け渡すことがで
きるものが望ましい。これらの点では、上記実施形態に
おけるスクリュ−式の脱水機が優れている。なお、貯留
槽の排出部や脱水機の排出部は、開放された排出口や、
これに開閉蓋を設けたもの等で構成することができる。
脱水機の排出部に設けられる原料搬送手段は、コンベヤ
などの移送装置で構成しもよく、また、上記各実施の形
態のように、特別な装置を設けず、発酵槽内に臨むよう
に下向きに設けた排出口で構成することもできる。

【００２３】また、脱水機で処理材料から取り出された
水分は、上記実施の形態のように発酵槽からの熱を受け
られるように配置した貯水タンクに貯めるのが望まし
い。上記各実施の形態ではこの貯水タンクを発酵槽に密
着して配置したが、発酵熱を受けられる程度に近接配置
したものであってもよい。貯水タンクには、上記したよ
うに散水装置を設けるのが望ましく、これを用いて発酵
槽内における発酵中途の処理材料に散水することができ
る。また脱臭槽として微生物脱臭槽を設けた場合には、
この脱臭槽に散水することもできる。また、散水装置に
は余分な水分を蒸発させる加熱手段を設けるのが望まし
い。加熱手段の構造は特に限定されないが、ヒータやマ
イクロ波加熱装置、ボイラなどを例示することができ、
処理装置に内蔵するほかに上記実施の形態のように外付
けとすることもできる。

【００２４】さらに発酵槽内には上記したスクープ式撹
拌装置等の撹拌装置を設けるのが望ましいが、本発明と
しては、特に撹拌装置や撹拌方法が限定されるものでは
なく、上記スクープ撹拌装置やロータリー式撹拌機、パ
ドル式撹拌機等を使用することができる。また、上記各
実施の形態では、特に処理材料を破砕する破砕機を設け
なかったが、所望によりこの破砕機を設けることもでき
る。破砕機は、単独の装置として追加する他、例えば、
脱水機に破砕機能を備える形で追加することもできる。
なお、上記各実施の形態では処理材料を減容化する場合
について説明したが、本発明としては、前述したように
堆肥化や消滅化を目的として発酵処理をするものであっ
てもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の発酵処理
装置は、発酵槽への収容に先立って処理材料を一時的に
貯め置く貯留槽を有し、かつ該貯留槽を発酵熱を受熱で
きるように発酵槽に近接または密着して配置し、該貯留
槽の処理材料排出部に脱水装置を接続し、脱水装置の排
出部に発酵槽内へ処理材料を搬入する搬入手段を設けた
ので、処理材料を容易に脱水して適切な水分量に調整す
ることができ、発酵処理を効率的に行うことができる。

【００２６】また、貯留槽を発酵槽の上方に配置し、さ
らに貯留槽の処理材料排出部の下方であって発酵槽の処
理材料収容位置の上方に脱水装置を配置すれば、発酵熱
を利用して脱水をより容易にするとともに、重力を利用
して処理材料の移送を容易に行うことができる。

【００２７】さらに、脱水装置に処理材料から脱水され
た水分を貯める貯水タンクを接続し、該貯水タンクに散
水装置を連結するとともに余分な水分を蒸発させる加熱
手段を設ければ、脱水装置で生じる水分を有効に利用で
き、また残った水分も簡易に処理することができる。

【００２８】また、貯水タンクを、発酵熱を受熱できる
ように発酵槽に近接または密着して配置すれば、発酵熱
を利用して余分な水分の蒸散を補助することが可能にな
る。また、貯水タンク内の水分により過熱した発酵槽を
冷やす作用も得られる。また、処理材料破砕機を具備さ
せれば、処理材料を発酵に適した寸法に調整でき、発酵
効率を一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す正面断面図であ
る。

【図２】同じく平面断面図である。

【図３】他の実施形態の正面断面図である。

【図４】同じくロータリー式撹拌装置の側面図であ
る。

【符号の説明】

１発酵処理装置２発酵槽３スクープ式撹拌装置５貯留槽５ａ排出口６スクリュー式脱水機６ａ排出部６ｂ投下口７取水管８貯水タンク９加熱ヒータ１０散水装置１０１散水装置１１カバー１２原料投入口１２ａ開閉蓋１３排気口１４脱臭槽１４１脱臭槽１５排気ブロワ１６リフター１６ａ原料収容バケット３１レール３２台車３３撹拌機３３ａ周回ベルト３３ｂスクープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小松雄二千葉県四街道市鷹の台１丁目３番株式会社日本製鋼所内 (72)発明者尾辻幸枝千葉県四街道市鷹の台１丁目３番株式会社日本製鋼所内 (72)発明者岩瀬勝則千葉県四街道市鷹の台１丁目３番株式会社日本製鋼所内 (72)発明者福島健次広島県広島市安芸区船越南１丁目６番１号株式会社日本製鋼所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発酵槽内に処理材料を収容して発酵させ
る発酵処理装置において、前記発酵槽への収容に先立っ
て処理材料を一時的に貯め置く貯留槽を有し、かつ該貯
留槽は発酵熱を受熱できるように発酵槽に近接または密
着して配置されており、該貯留槽の処理材料排出部に脱
水装置が接続され、該脱水装置の排出部に発酵槽内へ処
理材料を搬入する搬入手段が設けられていることを特徴
とする発酵処理装置
【請求項２】貯留槽は、発酵槽の上方に配置されてお
り、さらに貯留槽の処理材料排出部の下方であって発酵
槽の処理材料収容位置の上方に脱水装置が配置されてい
ることを特徴とする請求項１記載の発酵処理装置
【請求項３】脱水装置には、処理材料から脱水された
水分を貯める貯水タンクが接続されており、該貯水タン
クに散水装置が連結されているとともに余分な水分を蒸
発させる加熱手段が設けられていることを特徴とする請
求項１または２に記載の発酵処理装置
【請求項４】貯水タンクは、発酵熱を受熱できるよう
に発酵槽に近接または密着して配置されていることを特
徴とする請求項３記載の発酵処理装置
【請求項５】処理材料を破砕する破砕機を具備するこ
とを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の発酵処
理装置