JPH09271744A

JPH09271744A - 自足型の生ごみ嫌気処理装置

Info

Publication number: JPH09271744A
Application number: JP8292896A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sato; 佐藤　　進; Yoshitaka Togo; 芳孝東郷; Shizutoshi Amemori; 司瑞利雨森; Toshiki Tanaka; 俊樹田中; Nagao Yokota; 長雄横田; Nobuyuki Tani; 信幸谷; Jiro Nishimura; 二郎西村
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1997-10-21
Anticipated expiration: 2016-04-04
Also published as: JP3159300B2

Abstract

(57)【要約】【課題】生ごみの嫌気性分解処理を当該処理で生ずる物
質の利用により自足的に行う処理装置の提供。【解決手段】生ごみ１を粒状体に切断の上スラリーにす
る粗粉砕部20と相対移動する一対の無気孔砥石30a、30b
の対向面間で前記粒状体を擦り潰す微粉砕部30とにより
粉砕機２を形成する。その粉砕機２からのスラリーの取
入口4aと消化液８の流出口4bと加熱器５とを有する嫌気
処理槽４の内部に嫌気性微生物を装填する。その処理槽
４内の上部空間と加熱器５とに連通するガスホルダー６
を設ける。処理槽４内での微生物によるスラリー分解処
理時に生ずる可燃性ガス6aをガスホルダー６を介して加
熱器５に導き燃焼させて処理槽４を50゜C〜60゜Cに加熱し
つつスラリー分解処理後の消化液８を流出口4bから流出
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自足型の生ごみ嫌気処
理装置に関し、とくに厨芥等の生ごみを嫌気性微生物に
より処理する際に生ずるメタンガス及び処理水を有効に
利用して外部資源の消費を抑えた生ごみの分解処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】厨芥等の生ごみの嫌気性微生物による消
化処理は、余剰汚泥中の有機物を先ず加水分解菌により
加水分解し、その後酸生成菌により有機酸にまで分解
し、最終的にメタン生成菌により主としてメタンガスに
分解し、汚泥固形物を著しく減量する。この嫌気処理法
は、嫌気状態で有機物を分解するので酸素供給が不要で
あり、曝気用の酸素供給装置を必要としない省スペー
ス、省エネルギー型の処理方法である。また最終生成物
として発生するメタンガスからエネルギーが回収でき、
経済的に優れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来の嫌気処理
法は、余剰汚泥中の微生物が難分解性であることから消
化速度が遅く、消化率も低い問題点がある。例えば都市
下水処理場で発生した余剰汚泥を嫌気性消化槽で処理す
る場合、有機物の消化率は１ヵ月を費やしても30％程度
に過ぎない。

【０００４】この問題を解決するため、本出願人は、特
開平７ー３２８６９６号公報に汚泥を石臼式粉砕機です
り砕いて分解速度を４倍程度にまで改善する余剰汚泥の
処理方法を開示した。本発明の理解に必要な限度におい
て、図３を参照してこの余剰汚泥処理法の概要を説明す
る。同図は、高濃度有機性廃水の嫌気性処理で発生する
余剰汚泥を本発明の処理方法で処理する実施例を示す。
廃水管６により高濃度有機性廃水1aを嫌気性消化槽４へ
送り、嫌気性微生物に所定時間接触させて有機物を分解
させ、所定濃度以下にまで有機物の分解を行なった消化
液８を曝気槽14へ送り、好気性微生物により更に消化液
中の有機物の分解処理を行なう。曝気槽14で有機物が分
解された処理液12を沈降分離槽17へ送り、処理液中の固
形物を沈澱物として沈降させて分離した後系外へ流出さ
せる。分離した固形物すなわち余剰汚泥を返送汚泥29と
して石臼式粉砕機からなる微粉砕部30へ送り、すり砕い
たのち嫌気性消化槽４へ戻して消化する。このサイクル
を繰返すことにより、環境汚染の原因となり得る余剰汚
泥をほとんど排出しない高濃度有機性廃水の処理システ
ムを構築することができる。嫌気性消化槽４内で生じる
メタンガス6aをガスホルダー６に蓄え、メタンガスのエ
ネルギーを嫌気性消化槽４の加熱用燃料、曝気槽14の曝
気装置の駆動力、及び／又は微粉砕部30の砥石30a又は3
0bの駆動力として使うことができる。

【０００５】他方、環境保護の必要から各種の水質汚濁
防止の措置が積極的に進められており、最近は一定規模
以上の飲食店等における厨房設備が水質汚濁防止法によ
る特定施設として指定されている。従って、それら飲食
店等の厨房設備から出る生ごみは、下水道法に規定され
るpH、B0D、SSその他の水質基準まで除害しなければ下
水道へ放出できない。上記特開平７ー３２８６９６号公
報の方法は、石臼式の微粉砕部30による返送汚泥の摩砕
を教示するものの、生ごみを直接にこの方法で摩砕する
のは困難であり、そのままでは生ごみの処理に適用でき
ない問題点があった。

【０００６】また、嫌気性分解処理の際に生ずるメタン
ガスを当該分解処理用の装置で活用して外部資源の使用
を少なくし、自己充足的（自足的）装置とすることが従
来理論的な可能性としては提案されているが、その具体
的方法は未開発であった。

【０００７】従って、本発明の目的は生ごみの嫌気性分
解処理を当該処理で生ずる物質の利用により自足的に行
う処理装置の提供にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者は比較的高い温度50゜Cー60゜Cで大きな活性
を示す嫌気性微生物（高温菌）の最大活性が、中温度36
゜Cー38゜Cで活性が大きくなる嫌気性微生物（中温菌）の
最大活性の２ー３倍であることに注目した。嫌気性分解
処理の際に生ずるメタンガスを上記比較的高い温度への
嫌気性処理槽の加熱に利用すれば、生ごみを自足的に高
効率で処理すること期待される。また、上記の石臼式の
微粉砕部をカッター式の粗粉砕部と組合わせて使えば、
生ごみを高効率の嫌気性処理に適する程度まで摩砕する
ことが可能になる。

【０００９】図１及び２の実施例を参照するに、本発明
の自足型の生ごみ嫌気処理装置は、生ごみ１を粒状体に
切断の上スラリーにする粗粉砕部20と相対移動する一対
の無気孔砥石30a、30bの対向面間で前記粒状体を擦り潰
す微粉砕部30とを有する粉砕機２、その粉砕機２からの
スラリーの取入口4aと消化液８の流出口4bと加熱器５と
を有し且つ内部に嫌気性微生物を保有する嫌気処理槽
４、及びその処理槽４内の上部空間と加熱器５とに連通
するガスホルダー６を備え、処理槽４内での微生物によ
るスラリー分解処理時に生ずる可燃性ガス6aをガスホル
ダー６を介して加熱器５に導き燃焼させることにより処
理槽４を50゜C〜60゜Cに加熱しつつスラリー分解処理後の
消化液８を流出口4bから流出させてなるものである。

【００１０】好ましくは、例えば処理すべき生ごみ１が
関連する建物の生活排水等に対して排水除害装置10を設
け、前記消化液８をその排水除害装置10に流入させ、消
化液８を除害して処理水として流出させる。

【００１１】さらに好ましくは、消化液８が流入すべき
曝気槽14を設け、消化液８を曝気処理し処理水12として
流出させ且つその処理水12の一部をスラリー用希釈水と
して粉砕機２へ戻し、その曝気槽14の汚泥を粉砕機２へ
返送する。

【００１２】なお好ましくは、図６に示すような中空筒
状のガラス繊維布製周壁37を枠体38で補強してなるガラ
ス繊維製担体36の複数個を、その中空部が鉛直となる如
く処理槽４内に積み重ねて設け、嫌気性微生物をそれら
複数個のガラス繊維製担体36に担持させる。

【００１３】粉砕機２の好ましい一例は、生ごみを切断
して粒状体にする粗粉砕部20（図２）と、相対移動する
一対の無気孔砥石30a、30b（図３）の対向面間で粒状体
をすり潰す微粉砕部30とを有するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の自足型の生ごみ嫌気処理
装置は微粉砕部30を有する粉砕機２で生ごみ１を擦り潰
した上で処理槽４へ送り嫌気性高温菌にその活性温度で
接触させるので、高効率処理を期待できる。特に、すり
潰した後の生ごみ１と高温菌との接触面積増大のため、
処理槽４内に上記ガラス繊維製担体36を鉛直に積み重ね
て設けて嫌気性高温菌をそれらの担体36に担持させ、処
理槽を50゜C〜60゜Cに保った場合には、６日間で80%程度
までの消化率向上が達成できることを実験的に確認し
た。

【００１５】さらに、厨房からの生ごみ１トンを本発明
の嫌気処理装置で処理した場合、炭酸ガスを含む可燃性
のメタンガスが約100m³発生し、これは60万kcalの回収
熱に相当する。このうち、処理槽４の加熱に必要な熱量
はその1/5の12万kcalであり、残り48万kcalを装置の機
械的駆動エネルギーその他に有効利用できる。これだけ
のメタンガスを発生させながら本発明の嫌気処理装置に
より生ごみ１トンを１日で処理するに要するエネルギー
は、粉砕機４、加熱器５、各種ポンプ及びブロワーを含
め合計300kwh/日であり、熱量で表せば約26万kcal/日に
過ぎず十分自足できる。また、処理水12の一部を希釈水
13（図１）として利用すれば、上水の消費がなくなり、
水の面でも自足ができる。

【００１６】上記粉砕機４、各種ポンプ、以下に説明す
る反転手段26（図５）及びブロワーを駆動する電力、さ
らに加熱器５を電気ヒータとした場合の電力等を供給す
るため、ガスホルダー６のガスを熱源とする発電手段
（図示せず）を設けてもよい。こうして本発明の目的で
ある「生ごみの嫌気性分解処理を当該処理で生ずる物質
の利用により自足的に行う処理装置の提供」を達成する
ことができる。

【００１７】本発明によればさらに、処理槽４からの汚
泥をすべて粉砕機２へ返送して外部へ汚泥を出さないよ
うにできるので、汚泥処理のための外部エネルギー消費
を不要とし、この面でも自足的とすることができる。

【００１８】

【実施例】図１は、厨房施設が大きな建物の一部にあ
り、その建物の生活排水その他の原水11に除害装置10が
必要な場合に、その除害装置10を本発明の処理装置と組
合わせて使用する実施例を示す。商業施設内に設けられ
た業務面積、この場合厨房面積が420m²であってその商
業施設の総排水量が50m³／日以上である時は、現行の水
質汚濁防止法によれば除害装置が義務付けられている。
例えば、総面積10,000m²の商業施設における厨房面積、
厨房排水量及び総排水量を次の(1)〜(4)式により算出す
ることが考えられる。

【００１９】飲食店舗面積＝総面積の15%＝10,000m²×0.15=1,500m² ‥‥(1) 厨房面積＝飲食店舗面積×0.3=450m² ‥‥(2) 厨房排水量＝厨房面積×30（リットル／日）=13.5（m³／日） ‥‥(3) 総排水量＝総面積×8（リットル／日）=80（m³／日） ‥‥(4)

【００２０】よって、この商業施設は除害装置を必要と
する。本発明の自足型の生ごみ嫌気処理装置で処理槽４
からの消化液８の流路に弁9a、9b（図１）を設け、弁9a
を開き且つ弁9bを閉じて消化液８を好気処理槽14ではな
く商業施設全体の除害装置10へ導いて使用する場合、除
害装置10への負荷量の増大が排水量２m³、BOD15,000mg/
リットル・日となる。即ち、商業施設全体の除害装置10
の負荷量を予め上記の増分だけ多く設定しておけば、厨
房施設からの生ごみ処理用の本発明装置と除害装置10と
の連続使用が可能になる。しかも処理槽４に続く二次処
理設備として好気処理槽14ではなく除害装置10を使う場
合には、生ごみ嫌気処理装置での使用エネルギー及び設
置スペースがそれぞれ半減し、コスト面及びスペース面
で節減が可能になる。

【００２１】図２及び３に、粗粉砕部20及び微粉砕部30
からなる二段式粉砕機２の一例を示す。粗粉砕部20は切
断器21と圧送配管22とを有する。切断器21の回転板21a
は、突起21b付きであって直結モータ21cにより駆動さ
れ、その板上のデルタ型カッタ21dと固定カッタ21eとに
よって生ごみを粒状体に切断する。この切断器21によれ
ば、肉や骨等を野菜等の生ごみと共に一気に粉砕するこ
とが可能となる。また、生ごみに混入したナイフやフォ
ーク等の金属は、デルタ型カッタ21dと固定カッタ21eと
の間に挟まるので、切断器21を停止させて手動で除去す
るか、又は適当な自動装置（図示せず）で除去すること
ができる。圧送配管22は、孔あきシリンダー22a内に配
置されたらせん状スクリュー22bが駆動モータ22cによっ
て回転されるのに応じ、切断後の生ごみ粒状体と水とか
らなるスラリーを押上げ、スクリュー22bの上端部の圧
縮円錐体22dがスラリーを孔あきシリンダー22aへ押し付
けて水分を還流路22eを介して切断器21へ戻す。生ごみ
粒状体のみが、スクリュー22bの頂部の羽根22fによって
微粉砕部30へかき落とされる。図示例の微粉砕部30は、
一対の無気孔砥石30a、30bの対向面間で前記粒状体を擦
り潰す構造のものである。微粉砕部30の構造及び作用
は、本出願人の研究に係る特開平7ー328696号公報に詳記
されている。

【００２２】図４(A)は、濾過膜33を曝気槽14に直接浸
漬した浸漬型膜分離活性汚泥法利用の実施例を示す。空
気ブロワ15aにより駆動される曝気装置15だけが設けら
れた図４(B)の従来の曝気槽14では、処理されるべき有
機物と空気との接触が、汚泥のバルキングや汚泥におけ
る糸状菌の発生等の性状変化により、処理の効果が左右
され、維持管理が難しくなる問題があった。また、従来
の曝気槽14の場合には、その後段に沈澱槽17を設けて汚
泥の分離をする必要があった。濾過膜33を浸漬膜として
曝気槽14内に配置すると、槽内の固形分が濾過膜33上に
集って、固液分離が行われ、汚泥の性状に関係なく良好
な処理を行うことができる。好ましくは、濾過膜を垂直
に配置して、曝気に伴う液体の流れを膜面と平行にして
濾過膜33の閉塞を抑制すると共に、膜面と直角なクロス
フロー流によって濾過を行う。さらに好ましくは、濾過
膜33として多孔質有機系で孔径0.4μmの精密濾過膜を用
いる。浸漬型膜分離活性汚泥法の利点としては、(イ)上
記のバルキング等の汚泥性状による影響を受けないこ
と；(ロ)高い汚泥濃度（MLSS10,000mg/リットル以上)で運転
できるので、高負荷運転や負荷変動への対応が可能とな
り、硝化細菌のような増殖速度の遅い微生物の高濃度保
持を可能とし、汚泥の自己酸化による減量化が期待で
き；(ハ)処理設備の小形化及び沈砂池の不要化が可能と
され、曝気槽を従来の1/5程度に、嫌気処理装置全体を
従来の1/2〜1/3程度にすることも期待される。

【００２３】図５は、運搬カート25による生ごみの自動
投入方法を示す。運搬カート25は所定位置に配置され正
立姿勢で生ごみ１を受入れる。手動又は自動により、そ
の運搬カート25を粉砕機２に対向する投入位置へ移動さ
せる。投入位置において、自動式反転手段26により、運
搬カート25を案内レール27に沿って押上げながら正立姿
勢から反転させ、その中の生ごみ１を粉砕機２へ投入さ
せる。投入後は、運搬カート25を案内レール27に沿って
後退させながら正立姿勢に復帰させる。さらに処理槽４
で処理後の水、即ち消化液８又は処理水12をノズル等の
洗浄手段28によって反転中の運搬カート25内へ噴射して
自動洗浄し、洗浄後の水を粉砕機２へ落下させる。こう
して、生ごみの液汁の運搬カート25への付着による悪臭
を防止し、運搬カート25を洗浄するための人手間を省
き、処理槽４で処理後の水の使用によって上水の使用を
省き、自動洗浄後の水を破砕機２経由で処理槽４へ戻し
再浄化する。また、洗浄手段28の前段に、ガスホルダー
６内のガスを燃料とする温水器（図示せず）を設け、そ
の温水器からの温水により運搬カート25をより効果的に
洗浄することもできる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の自足型の生
ごみ嫌気処理装置は、生ごみを粉砕してスラリー化した
ものを処理槽内の高温菌で処理し、しかもその処理反応
で生ずるメタンガスにより処理槽を高温に加熱するの
で、次の顕著な効果を奏する。 (イ)外部エネルギーや水資源を消費しない生ごみの分解
処理が期待できる。 (ロ)外部へ汚泥を出さない処理をすることができる。 (ハ)高温菌による生ごみの高速処理が可能である。 (ニ)高温処理槽と浸漬型膜分離活性汚泥法の曝気槽との
組合わせにより生ごみ処理装置を著しく小形化できる。 (ホ)生ごみ運搬カートの自動洗浄等により悪臭発生を防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の一実施例の構成を示す説明図であ
る。

【図２】は、粉砕機の分解説明図である。

【図３】は、微粉砕部を含む従来装置の説明図である。

【図４】は、浸漬型膜分離活性汚泥法の説明図である。

【図５】は、生ごみ運搬カートの自動洗浄装置の説明図
である。

【図６】は、微生物担体の斜視図及びその部品の分解斜
視図である。

【符号の説明】

１生ごみ２粉砕機３スラリー調整槽４処理槽６加熱器７ガスホルダー８消化液 9a、9b 弁 10 除害装置 11 原水 12 処理水 13 希釈水 14 曝気槽 15 曝気装置 16 空気 17 沈澱槽 18 処理水槽 20 粗粉砕部 21 切断器 22 圧送配管 25 運搬カート 26 反転手段 27 案内レール 28 洗浄手段 29 返送汚泥 30 微粉砕部 30a、30b 砥石 33 濾過膜 35 担体 36 中空筒体 37 多孔質周壁 38 枠体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 11/04 ＺＡＢＣ０２Ｆ 11/04 ＺＡＢＡ (72)発明者田中俊樹東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者横田長雄東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者谷信幸東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者西村二郎東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生ごみを粒状体に切断の上スラリーとする
粗粉砕部と相対移動する一対の無気孔砥石の対向面間で
前記粒状体を擦り潰す微粉砕部とを有する粉砕機、該粉
砕機からのスラリーの取入口と消化液の流出口と加熱器
とを有し且つ内部に嫌気性微生物を保有する嫌気処理
槽、及び該処理槽内の上部空間と前記加熱器とに連通す
るガスホルダーを備え、前記処理槽内での微生物による
スラリー分解処理時に生ずる可燃性ガスを前記ガスホル
ダーを介して加熱器に導き燃焼させることにより前記処
理槽を50゜C〜60゜Cに加熱しつつ前記スラリー分解処理後
の消化液を前記流出口から流出させてなる自足型の生ご
み嫌気処理装置。
【請求項２】請求項１の処理装置において、前記消化液
が流入する排水除害装置を設け、前記消化液を除害し処
理水として流出させてなる自足型の生ごみ嫌気処理装
置。
【請求項３】請求項１の処理装置において、前記消化液
が流入する曝気槽を設け、前記消化液を曝気処理し処理
水として流出させ且つ該処理水の一部をスラリー用希釈
水として前記粉砕機へ戻し、該曝気槽の汚泥を前記粉砕
機へ返送してなる自足型の生ごみ嫌気処理装置。
【請求項４】請求項１、２又は３の処理装置において、
前記粗粉砕部の出口側に圧縮部分と該圧縮部分により分
離されたスラリー中の水分を粗粉砕部の入口側へ戻す還
流路とを設け、前記微粉砕部の入口側に希釈水管を臨ま
せてなる自足型の生ごみ嫌気処理装置。
【請求項５】請求項３の処理装置において、前記粉砕機
に生ごみを切断して粒状体にしスラリーとする粗粉砕部
のみを設け、前記曝気槽汚泥の返送路に相対移動する一
対の無気孔砥石の対向面間で汚泥を擦り潰す微粉砕部を
設けてなる自足型の生ごみ嫌気処理装置。
【請求項６】請求項３、４又は５の処理装置において、
前記曝気槽に複数枚の濾過膜を平行に浸漬してなる自足
型の生ごみ嫌気処理装置。
【請求項７】請求項６の処理装置において、前記複数枚
の濾過膜を垂直に平行配置した多孔質有機系の精密濾過
膜としてなる自足型の生ごみ嫌気処理装置。
【請求項８】請求項１から７までの何れかの処理装置に
おいて、前記粉砕機の放出口にスラリー調整槽を配置
し、前記処理槽の分解処理時間中における前記粉砕機か
らのスラリーを前記調整槽に貯め前記処理槽によりバッ
チ処理してなる自足型の生ごみ嫌気処理装置。
【請求項９】請求項１から８までの何れかの処理装置に
おいて、生ごみを受入れる運搬カート、該運搬カートを
前記粉砕機に対向する投入位置で正立姿勢から反転させ
て粉砕機へ生ごみ投入の後正立姿勢に復帰させる反転手
段、及び前記処理槽で処理後の水を反転中の前記運搬カ
ート内へ噴射して洗浄した後粉砕機へ落下させる洗浄手
段を設けてなる自足型の生ごみ嫌気処理装置。
【請求項１０】請求項９の処理装置において、前記処理
槽で処理後の水及びガスホルダーに接続されてスラリー
分解処理時に生ずる可燃性ガスにより温水を発生する温
水器を設け、該温水により生ごみ運搬カートを洗浄して
なる自足型の生ごみ嫌気処理装置。
【請求項１１】請求項１から１０までの何れかの処理装
置において、前記ガスホルダーに接続されてスラリー分
解処理時に生ずる可燃性ガスにより電気を発生する発電
手段を設け、該発電手段の出力により前記粉砕機及び／
又は反転手段を駆動し、且つ前記スラリーと消化液と処
理水とを送給してなる自足型の生ごみ嫌気処理装置。
【請求項１２】請求項１から１１までの何れかの処理装
置において、前記処理槽に、中空筒状のガラス繊維布製
周壁を枠体で補強したガラス繊維製担体の複数個をその
中空部が鉛直となる如く積み重ねて設け、前記嫌気性微
生物を前記複数個のガラス繊維製担体に担持させてなる
自足型の生ごみ嫌気処理装置。
【請求項１３】請求項１２の処理装置において、前記枠
体を合成樹脂製のらせん状枠体としてなる自足型の生ご
み嫌気処理装置。