JPH09315880A - 有機廃棄物処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】未分解物の下流側への移送を抑制し、分解率の
高い良質のコンポストを得る。 【解決手段】発酵槽の内部を複数の区画に仕切り、発酵
物を下流側の区画にオーバーフローによって移送するよ
うにした有機廃棄物処理装置において、発酵槽内のコン
ポストの重量や体積，有機廃棄物の投入量，駆動手段の
負荷を検出して、撹拌手段の回転方向，速度及び運転時
間を制御することにより、下流側への発酵物の移送速度
をコントロールする。 【効果】負荷変動があった場合やごみ質が変化した場合
であっても発酵に必要な滞留時間を確保できるため、分
解率が高く、かつ乾燥顆粒状で扱いやすい良質のコンポ
ストを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭，スーパーマ
ーケット，レストランなどで発生する生ごみ等の有機廃
棄物を好気性発酵によってコンポスト化（堆肥化）する
有機廃棄物処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、有機廃棄物処理装置として、発酵
槽の内部を、上部に開口部を有する仕切り板にて複数の
区画に仕切り、発酵槽の最上流側の区画に投入された有
機廃棄物をオーバーフローによって下流側の区画に順次
移送するように構成したものが知られている（特開平7
−232150 号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置（特開平7
−232150 号公報記載）では、有機廃棄物の投入量が少
ない場合には有機廃棄物が各区間に留まっている時間が
長く、ある程度分解・乾燥された後、次の区画に移送さ
れる。しかし、大量に投入された場合や投入間隔が短い
場合には、発酵に充分な時間滞留することなく、開口部
を通って下流側の区画に移送されることが考えられる。
このような場合には、有機廃棄物が各区画に留まってい
る時間が短くなり、十分に分解・乾燥しない状態のもの
が排出される恐れがある。

【０００４】本発明の目的は、有機廃棄物（生ごみ，食
品加工廃棄物，農畜産廃棄物等）の負荷変動があった場
合でも、分解率が高く、かつ乾燥顆粒状で扱いやすい良
質のコンポストを生成できる有機廃棄物処理装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の有機廃棄物処理装置では、発酵槽の内部を
複数の区画に仕切って、該発酵槽の一方の区画に投入さ
れた有機廃棄物を他方の区画にオーバーフローによって
順次移送させるようにし、該発酵槽に撹拌手段と加熱手
段を設けて有機廃棄物を加熱下で撹拌しながら好気性微
生物により発酵させてコンポスト化するようにした装置
において、発酵槽内のコンポストの重量を検出する手
段，発酵槽内のコンポストの体積を検出する手段，前記
撹拌手段を駆動させる駆動手段の負荷を検出する手段の
うち一つ以上の検出手段を備え、前記検出手段からの信
号を受けて、撹拌手段の回転方向，撹拌速度及び撹拌時
間のうちの少なくとも一つを制御する制御手段を設け
た。また、本発明の有機廃棄物処理装置では、発酵槽の
内部を複数の区画に仕切って、該発酵槽の一方の区画に
投入された有機廃棄物を他方の区画にオーバーフローに
よって順次移送させるようにし、該発酵槽に撹拌手段と
加熱手段を設けて有機廃棄物を加熱下で撹拌しながら好
気性微生物により発酵させてコンポスト化するようにし
た有機廃棄物処理装置において、投入された有機廃棄物
の重量，体積のうち一つ以上を検出する手段と、前記検
出手段からの信号を受けて、撹拌手段の回転方向，撹拌
速度及び撹拌時間のうち少なくとも一つを制御する制御
手段を設けた。なお、発酵槽内のコンポストの体積もし
くは投入された有機廃棄物の体積を検出する手段とし
て、光あるいは超音波を利用したコンポスト堆積高さ検
出器を、発酵槽内のコンポスト重量もしくは投入された
有機廃棄物の重量を検出する手段として、発酵槽の下部
支持面に重量検出器を、適宜用いることができる。

【０００６】本発明の有機廃棄物処理装置においては、
生ごみの投入量もしくはある時点における発酵槽内のコ
ンポスト量を、容積，重量、あるいは駆動手段にかかる
負荷により計測する。容積は、発酵槽内のコンポストの
堆積面の高さを光あるいは超音波を利用した位置検出器
によって計測し、予め測定した堆積高さと容積の関係式
から算出する。重量は、ロードセル等の重量検出器によ
り計測する。装置の空重量を予め測定しておき、これと
の差から発酵槽内のコンポスト重量を算出する。駆動手
段にかかる負荷に関しては、トルクメーター等の負荷検
出手段によって計測する。予め発酵槽内のコンポストの
容積あるいは重量と撹拌トルクとの関係を求めておき、
撹拌トルクの値からコンポストの容積あるいは重量を算
出する。予め求めておいたコンポストの重量あるいは体
積とコンポストの下流側への移送量との関係から、撹拌
手段の運転条件（正転と反転の比率，運転時間，撹拌速
度）を選択する。例えば、コンポスト量が設定値を上回
った場合（例えば大量に廃棄物を投入した場合）には、
正転（槽内反応物を上流側から下流側へ移送する回転）
よりも反転（槽内反応物を下流側から上流側へ移送する
回転）での運転時間を長くすることにより、未分解物の
下流側への移送を抑制して、発酵に必要な滞留時間を確
保する。また、コンポスト量が設定値よりも下回った場
合（例えばすでに移送が完了している場合、乾燥して減
量した場合など）には、撹拌手段の回転速度を小さくし
たり、運転時間を短くすることにより、運転コストを低
減できる。また、空気との接触面積を小さくできるの
で、発酵槽内のコンポストの過度の乾燥による発酵菌の
活性の低下を抑えることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。

【０００８】（実施例１）図１に、本発明の有機廃棄物
処理装置の一実施例の構成を示す。装置本体は、既に知
られている多段横形撹拌方式の有機廃棄物処理装置であ
る。発酵槽１は、仕切り板２によって二つの区画（上流
側から区画（Ａ),（Ｂ）と呼ぶ）１ａ及び１ｂに分けら
れている。仕切り板２は発酵槽１の底部から垂直に立ち
上がっており、区画（Ａ）１ａと区画（Ｂ）１ｂは発酵
槽の上部でつながっている。発酵槽１の下部には、圧電
式の重量計測器３が設けられている。区画（Ａ）１ａの
上方部分には、有機廃棄物投入口４及び有機廃棄物投入
口４を開閉する蓋５が取り付けられている。また、装置
本体の上部壁面に蓋５の開閉を検知する開閉センサ２１
を取り付ける。区画（Ａ）１ａの底部には、櫛歯状の固
定刃６が設けられている。区画（Ｂ）１ｂの仕切り板２
と対抗する側壁７には、生成コンポストを排出するため
の排出口８が形成されており、排出口８から連続して筒
状の排出ガイド９が設けられている。側壁７に隣接して
生成コンポストを収納するためのストッカー１０が設け
られている。さらに、ストッカー１０を取り出すための
排出扉１１が、発酵槽１の壁面に設けられている。

【０００９】発酵槽１の中心部には、区画（Ａ）１ａ及
び区画（Ｂ）１ｂを貫通して回転軸１２が配設されてい
る。回転軸１２には、複数の撹拌腕１５が取り付けられ
ている。回転軸１２は、一端が駆動手段１３に接続され
ている。図中１４は制御手段であり、前記重量計測器３
からの信号に基づいて、駆動手段１３の作動（回転方
向，運転時間，速度）を制御する。なお、駆動手段１３
は回転軸１２に接続されているので、回転軸１２，撹拌
腕１５からなる撹拌手段の作動が制御される。撹拌腕１
５は、回転軸１２の回転方向を切り替えたときに、発酵
槽１内のコンポストの移動方向が変化する（例えば、正
転時にはコンポストを上流側から下流側に移送させ、反
転時には下流側から上流側に移送する）ように、予め形
状，取り付け角度（位相差），取り付け間隔等を調整し
ておく。発酵槽１の底部外壁には、ヒーター１６（図示
せず）が配設されており、発酵槽１内は有機廃棄物が発
酵するのに適した温度に保持される。

【００１０】発酵槽１の区画（Ｂ）１ｂの側壁７の上方
には、排気管１７が取り付けられており、発酵によって
生じる水蒸気や臭気ガスは、排気ポンプ１８を作動させ
ることにより、脱臭部１９にて脱臭処理後、系外に排出
される。

【００１１】次に、上記のように構成してなる有機廃棄
物処理装置の動作について説明する。投入口の蓋５を開
け、被処理物Ａを投入する。発酵槽１には、堆肥から採
取した好気性菌種から成る種菌を最初の運転時のみ予め
所定量いれておく。発酵槽１の区画（Ａ）１ａにて、被
処理物Ａは、撹拌腕１５と固定刃６との間にはさまれて
細かく破砕されながら、撹拌混合され、好気性菌によっ
て分解される。発酵を促進するために、発酵槽１は５０
℃〜７０℃の適温に保持されている。区画(Ａ)１ａに反
応物が蓄積すると、仕切り板２からオーバーフローし、
反応物の一部が区画（Ｂ）１ｂに移動する。区画（Ｂ）
１ｂに反応物が蓄積すると、排出口８の下端をオーバー
フローしたものがストッカー１０内に落下し、排出扉１
１から回収される。

【００１２】次に、本発明の装置の制御方法について説
明する。図２に、本発明の有機廃棄物処理装置の動作を
示す処理チャートの一例を示す。

【００１３】本装置の標準的な運転条件（条件Ａ）に対
して定まる、コンポストの下流側への移送が最適に行わ
れるコンポスト重量の上限値Ｍ１及び下限値Ｍ２を予め
実験により求め、設定しておく。この値と現状のコンポ
スト重量を比較し、運転条件（駆動手段１３の回転方
向，運転時間及び速度）を選定し、この信号を駆動手段
１３に送る。

【００１４】電源スイッチ（図示せず）を投入すると、
電源スイッチからの信号を受けた制御手段１４は、駆動
手段１３に制御信号を出力する。それにより駆動手段１
３は条件（Ａ）にて運転を開始する。条件（Ａ）は通常
の運転条件であって、例えば、３分正転運転，３分停
止，３分反転運転，３分停止を繰り返す。発酵槽１内に
貯留されているコンポストは回転軸１２の軸方向に往復
移動しつつ撹拌・発酵される。条件（Ａ）にて駆動手段
１３が断続運転を行っているとき、重量計測器３にて槽
内コンポスト量を検出し、検出信号を制御手段１４に送
る。制御手段１４にて槽内コンポスト量Ｍと予め設定し
ておいた値Ｍ１，Ｍ２との大小を判定し、槽内コンポス
ト量がＭ２より大きい場合には、槽内コンポスト量が多
いと判断し、条件（Ｂ）にて運転する。条件（Ｂ）は条
件（Ａ）に比べて槽内コンポストが下流側に移送されに
くい運転条件であり、例えば、１分正転運転，３分停
止，５分反転運転，３分停止を繰り返す。これにより、
発酵に必要な滞留時間を確保でき、未分解物が下流側に
移送されるのを抑制できる。また、槽内コンポスト量が
予め設定しておいた値Ｍ１よりも小さい場合には、すで
に移送が完了しているもしくは発酵・乾燥がある程度進
行していると判断し、条件（Ｃ）にて運転する。条件
（Ｃ）は、条件（Ａ）に比べて、運転時間が短い、また
は、回転速度が小さいという条件であり、例えば、３分
正転運転，２７分停止，３分反転運転，２７分停止を繰
り返す。これにより、運転コストを低減できる。また、
空気との接触面積を小さくできるので、発酵槽内のコン
ポストの過度の乾燥による発酵菌の活性の低下を抑える
こともできる。

【００１５】本発明によれば、槽内コンポスト量を検知
して、駆動手段、すなわち、駆動手段に連動している撹
拌手段の回転方向，運転時間，速度を制御しているの
で、発酵に必要な滞留時間を確保でき、負荷量が変動し
た場合でも、分解率が高い良質のコンポストを得ること
ができる。

【００１６】また、コンポスト量から移送の程度を判断
し、すでに移送が完了している場合には、撹拌手段の運
転時間を短くしたり、回転速度を小さくすることができ
るので、運転コストを低減することができる。また、こ
れにより、発酵槽内のコンポストの過度の乾燥も抑制で
きるので、発酵菌の活性の低下を抑えることができ、分
解率の向上が可能である。

【００１７】（実施例２）図３に、本発明の他の制御方
法を示す。実施例１においては、槽内コンポスト量を検
出して、駆動手段１３の作動（回転方向，運転時間，速
度）を制御していたが、実施例２においては、有機廃棄
物の投入量を検出して、駆動手段１３の作動（回転方
向，運転時間，速度）を制御する。図３に、本発明の有
機廃棄物処理装置の動作を示す処理チャートの一例を示
す。

【００１８】本装置の標準的な条件（条件Ａ）に対して
定まる、コンポストの下流側への移送が最適に行われる
有機廃棄物の投入量の上限値ｍ１を予め実験により求
め、設定しておく。この値と現状の有機廃棄物投入量ｍ
を比較し、運転条件（駆動手段１３の回転方向，運転時
間及び速度）を選定し、この信号を駆動手段１３に送
る。

【００１９】有機廃棄物投入口４の蓋５を開けて有機廃
棄物を発酵槽１内に投入すると、制御手段１４は、開閉
センサ２１からの信号、及び、発酵槽１の底部に設けた
重量計測器３からの信号を受けて、有機廃棄物の投入を
検知する。制御手段１４にて、有機廃棄物の投入量ｍと
予め設定しておいた投入量の上限値ｍ１との大小を判定
し、投入量が上限値ｍ１を越えた場合には、投入量が多
いと判断し、槽内コンポストが下流側へ移送されにくい
条件（Ｂ）にて運転する。制御手段１４は、この時点か
ら内蔵したタイマーによる時間の計測を開始し、所定時
間経過後に標準的な運転条件（Ａ）に戻す。なお、投入
重量に応じて、標準的な運転条件（Ａ）に戻す時間を変
化させてもよい。

【００２０】本発明によれば、有機廃棄物の投入量をモ
ニタして、槽内コンポストの下流側への移送の度合いを
コントロールできるので、負荷変動があった場合でも、
分解率が高い良質のコンポストを得ることができる。

【００２１】（実施例３）図４に本発明の他の実施例の
有機廃棄物処理装置の構成を示す。この装置での有機廃
棄物の処理方法は実質的には実施例１の装置（図１）と
同一である。図１と同一の部材に関しては同一の符号を
つけるとともに、その説明は省略する。

【００２２】実施例１では発酵槽１の底部に設置した重
量計測器３により槽内コンポストの重量を検出している
のに対し、本実施例の装置では槽内コンポストの体積を
検出し、駆動手段１３の動作を制御している。図４の２
２は超音波式距離計測器であり、発酵槽の上部の空間部
分に取り付けられている。その他の構造は図１と同様で
ある。

【００２３】次に、本発明の制御方法について説明す
る。処理チャートは、図２(実施例１)の槽内コンポスト
量を槽内コンポスト体積に置き換えることにより、同様
の処理チャートを用いることができる。

【００２４】槽内上部に設けた複数個の超音波式距離計
測器２２により、槽内コンポストの堆積高さを計測し、
制御手段１４にて予め補正した高さと体積との関係式に
より、ある時点における発酵槽内のコンポストの体積を
算出する。本装置の標準的な条件に対して定まる、コン
ポストの下流側への移送が最適に行われるコンポストの
体積の上限値Ｍ１及び下限値Ｍ２を予め実験により求
め、設定しておく。この値と現状のコンポストの体積を
比較し、運転条件（駆動手段１３の回転方向，運転時間
及び速度）を選定し、この信号を駆動手段１３に送る。

【００２５】本実施例では、槽内コンポストの体積（堆
積高さ）を検出して、槽内コンポストの移送の度合いを
コントロールしているので、有機廃棄物の種類が異なる
ような場合、すなわち有機廃棄物比重が異なるような場
合であっても、槽内コンポストの下流側への移送をコン
トロールでき、分解率が高い良質のコンポストを得るこ
とができる。

【００２６】（実施例４）図５に本発明の他の実施例の
有機廃棄物処理装置の構成を示す。この装置での有機廃
棄物の処理方法は実質的には実施例１の装置（図１）と
同一である。図１と同一の部材に関しては同一の符号を
つけるとともに、その説明は省略する。

【００２７】実施例１では発酵槽１の底部に設置した重
量計測器３により槽内コンポストの重量を検出している
のに対し、本実施例の装置では駆動手段の負荷を検出
し、駆動手段１３の動作を制御している。図５中の２３
はトルクメーター、２４はカップリングであり、トルク
メーター２３にて駆動手段１３の運転時の負荷を検出
し、検出信号を制御手段１４に送る。負荷その他の構造
は図１と同様である。

【００２８】次に、本発明の制御方法について説明す
る。運転時のトルクメーター２３への負荷は槽内コンポ
ストの重量，水分率によって変化する。したがって、ト
ルクメーター２３への負荷、すなわち撹拌トルクを測定
することにより、槽内コンポスト量と処理の進行の度合
いを合わせてモニタできる。トルクメーター２３によ
り、運転時の駆動手段１３にかかる負荷、すなわちトル
クを計測し、予め実験により求めておいた、コンポスト
の下流側への移送が最適に行われるトルク上限値Ｍ１及
び下限値Ｍ２と現状のトルクを比較して、運転条件（駆
動手段１３の回転方向，運転時間及び速度）を選定し、
この信号を駆動手段１３に送る。

【００２９】本実施例では、駆動手段１３にかかる負荷
を検出しているので、槽内コンポストの状態（重量，水
分率，粘度等）を総合的に把握できる。そのため、ごみ
質（種類，大きさ）が異なる場合、負荷変動がある場合
であっても、槽内コンポストの下流側への移送をコント
ロールでき、分解率が高い良質のコンポストを得ること
ができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明では、発酵槽内のコンポストの重
量や体積，有機廃棄物の投入量，駆動手段の負荷等を検
出して、槽内コンポストの下流側への移送の度合いをコ
ントロールできるので、負荷変動があった場合やごみ質
が変化した場合であっても、分解率が高く、かつ乾燥顆
粒状で扱いやすい上質のコンポストを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機廃棄物処理装置の一実施例の構成
を示す図。

【図２】本発明の有機廃棄物処理装置の動作を示すフロ
ーチャート。

【図３】本発明の有機廃棄物処理装置の動作を示すフロ
ーチャート。

【図４】本発明の有機廃棄物処理装置の他の実施例の構
成を示す図。

【図５】本発明の有機廃棄物処理装置の他の実施例の構
成を示す図。

【符号の説明】

１…発酵槽、２…仕切り板、３…重量計測器、４…有機
廃棄物投入口、５…蓋、６…固定刃、７…側壁、８…排
出口、９…排出ガイド、１０…ストッカー、１１…排出
扉、１２…回転軸、１３…駆動手段、１４…制御手段、
１５…撹拌腕、１６…ヒーター、１７…排気管、１８…
排気ポンプ、１９…脱臭部、２１…開閉センサ、２２…
超音波式距離計測器、２３…トルクメーター、２４…カ
ップリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武本 剛 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発酵槽の内部を複数の区画に仕切って、該
   発酵槽の一方の区画に投入された有機廃棄物を他方の区
   画にオーバーフローによって順次移送させるようにし、
   該発酵槽に撹拌手段と加熱手段を設けて有機廃棄物を加
   熱下で撹拌しながら好気性微生物により発酵させてコン
   ポスト化するようにした有機廃棄物処理装置において、
   発酵槽内のコンポストの重量を検出する手段，発酵槽内
   のコンポストの体積を検出する手段，前記撹拌手段を駆
   動させる駆動手段の負荷を検出する手段のうち一つ以上
   の検出手段を備え、前記検出手段からの信号を受けて、
   撹拌手段の回転方向，撹拌速度及び撹拌時間の少なくと
   も一つを制御する制御手段を設けたことを特徴とする有
   機廃棄物処理装置。
2. 【請求項２】発酵槽の内部を複数の区画に仕切って、該
   発酵槽の一方の区画に投入された有機廃棄物を他方の区
   画にオーバーフローによって順次移送させるようにし、
   該発酵槽に撹拌手段と加熱手段を設けて有機廃棄物を加
   熱下で撹拌しながら好気性微生物により発酵させてコン
   ポスト化するようにした有機廃棄物処理装置において、
   投入された有機廃棄物の重量，体積のうち一つ以上を検
   出する手段と、前記検出手段からの信号を受けて、撹拌
   手段の回転方向，撹拌速度及び撹拌時間の少なくとも一
   つを制御する制御手段を設けたことを特徴とする有機廃
   棄物処理装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、発酵槽内のコン
   ポストの体積もしくは投入された有機廃棄物の体積を検
   出する手段として、光あるいは超音波を利用したコンポ
   スト堆積高さ検出器を設けたことを特徴とする有機廃棄
   物処理装置。
4. 【請求項４】請求項１又は２において、発酵槽内のコン
   ポスト重量もしくは投入された有機廃棄物の重量を検出
   する手段として、発酵槽の下部支持面に重量検出器を設
   けたことを特徴とする有機廃棄物処理装置。
5. 【請求項５】請求項１において、駆動手段の負荷を検出
   する手段として、駆動手段の電流値によって検出する手
   段を設けたことを特徴とする有機廃棄物処理装置。