JPS5820911B2 - 有機性屑及び／又は汚水泥を連続的に肥料化する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、有機性屑及び／又は汚水泥が堆積物として通
気リアクターを上方から下方へと流過し、一方全空気が
堆積物を通気リアクターの底部から堆積物の全断面にわ
たって細かく分散し向流でこの堆積物を貫通しその空気
量が制御可能な圧力ファンにより吸引される空気のＣＯ
□−含有量に依存して自動的に制御される。

有機性屑及び／又は汚水泥を連続的に肥料化する装置に
関する。

有機性屑の肥料化のためにはいわゆる好気性腐敗が利用
されたが、これは自体その際有効な好酸素性バクテリア
により無臭的に行われる。

好気性菌は腐敗の際嫌気菌よりも高い温度を生じ、他方
後者は酸素不足の下に強く発臭しつ５作用する。

高温度は腐敗物の衛生化にとって特に重要である。

腐敗の生起のためには湿気と適轟な空気もしくは酸素量
の存在が特に腐敗すべき屑の種類も又考慮下に決定的な
要件である。

現代の産業社会の環境汚染性屑物が急激に増加した結果
、有機性屑の自然に於ける徐々にかつ大面積に亘り行わ
れる腐敗過程をいわゆる肥料化装置中で加速しようとす
る試みはなされないこともなかった。

スペースと人力を節約するためにこれは殊に通気リアク
ターの内部で行われる。

ドイツ特許公開公報第２，２０１，７８９号により公知
となった方法では、屑と廃水泥の混合物は全方向で閉じ
た通気リアクターに上方から供給され底部に於て取出装
置により連続的に排出される。

屑と廃水泥混合物の運動方向に対して横方向に酸素が富
化された空気が、廻転数が制御できかつ通気リアクター
を中心で貫通している通気管を経て吹込まれ、通気リア
クターの垂直な側壁に於て格子と吸引ファンを通して吸
出される。

この目的のため通気リアクターは３つの異なる帯域に分
たれ、上下に重なる個々の屑に対する供給空気を別々に
所要の温度及び湿度に保つことが可能となる。

空気の供給量はりアククー内容物の温度、各帯域の廃気
のＣＯ□含量、空気供給に対する抵抗力及び洗気湿度に
関連して制御される。

この公報の第６頁には、空気供給様式の選択により９個
の異なる通風法かえられると記載されている。

即ち、例えばすべての帯域が均等に通風及び排気されう
る。

文中心帯域のみが通気及び排気されうる。

また最下層に於て空気が吹込まれ最上層に於て吸出され
る、等々である。

すでに提供されている制御法は多数あるけれど此種の空
気流通法では、通気リアクター中の腐敗物質が完全に腐
敗する可能性はない。

即ち、供給空気は空気流に対して横方向で運動する堆積
物を完全に貫流できず、個々の吸引格子にまで達する気
流の系（Ｆａｄｅｎ）を形成する。

更に腐敗物中の熱の流れは水分の存在と関連しており、
水分は選ばれた空気案内方式の結果として又気流に対し
て横方向で運動する堆積を通してその中に均等に分配さ
れないので、即ち通気管の直ぐ近傍では腐敗物質は堆積
の全高度にわたって供給空気の温度を示すようになり、
他方縁辺の帯域は同様に堆積の全高度にわたって上記と
異なる温度を有するので、回転する空気供給管と離れた
所に乾燥帯域が生ずるのは避けられえない。

通気管の側の物質は腐敗せずにとどまり、その結果腐敗
過程と排出作業が著しく阻害され、その結果連続的腐敗
を休止せざるを得なくなる。

更に他の危険は、選ばれた空気案内法により湿分の塊巣
を生じる可能性があることで、この塊巣には好んで嫌気
性菌が棲息しこれが環境に強い臭気汚染を生ずることに
なる。

ドイツ特許公開公報第２，２５３，００９号により有機
性屑と廃水泥を肥料化するための腐敗過程を制御するた
めの方法が公知になっている。

これらの物質は通気リアクターを上から下へ連続的に貫
流し、これに空気が通気リアクターの底部から連続的に
向流で案内される。

その際空気は一場合により純すいの酸素が富化されて一
１最低温度の帯域が底部に、最高温度が最上層部に、酸
素含量最低の帯域が最上層部に、又酸素含量最高の帯域
が通気リアクターの底部に形成されるような量で屑や廃
水泥に対して向流で導かれる。

この方法では腐敗過程に影響を与える主に空気供給によ
り制御されるパラメーターを厳格に維持した場合、種々
の熱及び酸素の層成並びに特殊な菌の種々の配分かえら
れる。

これにより通風リアクター中の堆積物の中に腐敗工程に
とって最適な種々の好気性及び嫌気性の菌の活動が発生
する。

この複雑な生物学的過程により最終生成物として衛生上
全く無害で微生物学的に活性な価値ある腐植質材料が得
られる。

このためにはしかし腐敗行程の厳格な制御が必要であり
、そうしないと、行程の持続や生成物の品質などを最適
にすることも、またこれらを維持することも不可能であ
る。

空気供給が過剰となるとりアクタ−中に存在する堆積は
乾き上り、バクテリアの活動は休止するに至る。

空気供給が少なすぎると嫌気菌の数が著しく増大する。

又、取出しが不規則のときは腐敗過程は乱される。

なぜなら、堆積の底部が乾固するからである。

これにより経験によれば同様に堆積中の生物学的均衡は
変化する。

不快な悪臭の発生のほか腐敗過程は休止してしまう。

公知のように通気リアクター中の腐敗過程の経過は充填
された屑の湿度、屑の充填密度及び特に通気リアクター
中堆積物の湿度に依存する。

即ち、腐敗行程経過における不規則性、特に嫌気菌株の
生長並にバクテリア活動の中断を阻止するために、上記
のパラメーターは、空気供給やこれと関連して菌への酸
素供給を規制するに際して考慮すべきである。

この際必要な湿度の維持は極めて重要である。

部分的な乾燥があれば熱の流れの不規則を生じ、更に他
の部分の乾燥をも容易にする。

乾燥した物質は公知のように湿った材料よりも熱伝導が
悪い。

バクテリアの活動は休止し、通気リアクター中の堆積物
の固結が起る。

これは材料排出を困難とし、通常上方が開放された通気
リアクターから放出される廃気は極めて多量の不快な臭
気物質を含む。

リアククー内容物を上方から加湿する実１験もなされた
が、これは向流で行われる腐敗方法に於ては、リアクタ
ーの上方月に熱のせき止め帯域が発生するため結局不可
能であった。

即ち、此種の腐敗過程を正確に制御することは困難であ
り操作員の高度な経験を必要とする。

米国特許明細書第３，１３８，４４８号記載の方法は、
有機性屑の肥料化のための通気リアクターのための空気
供給を、通気リアクターを出る廃気の温度又はガス分析
値又は双方のパラメーターを一緒に関連的に制御するこ
とに存する。

しかし、この通気リアクターは回分式で、即ち非連続的
に働らき、空気供給は空気供給管中で弁の完全な開閉を
行う制御器を介して制御される。

そのため腐敗材料の通気は非連続的となる。

他の実施態様では空気供給を制御するしぼり弁を使用す
る。

しかし他の、いわゆる完全な態様では空気供給は完全に
中断され、これによりバクテリアに酸素呼吸の時間を与
えられる。

従って、このリアクターでは常に腐敗物質の空気吹込は
不連続であることになる。

回分式運転が面倒なことを度外視しても、このような空
気案内では有機性屑の最適な腐敗は不可能である。

不連続な吹込みは腐敗物質の乾固の危険をもたらし、腐
敗物質総体中で温度が常に交番する。

したがってバクテリアの活動は著しく阻害される。

搬出された材料は半成の乾固肥料にすぎない。

本願発明の課題は、生物学的に高活性で、即ち微生物を
多量に含み、かつ病源菌や雑草種子を有しない肥料を製
造するための装置を造ることである。

此装置は所定値に応じて自動的に、即ち腐敗の間手動を
行わずしてすみ、所望の時間連続的運転中空気及び湿度
供給を正確且つ簡単に制御することにより生物学的均衡
を乱す不規則性をさけて最適の腐敗過程を可能にする。

本願発明による装置によれば、上記の課題は次のように
して解決される。

即ち、四方が閉じられた通気リアクターによって囲繞さ
れた堆積物の上方で空所と連通されている比較的効率の
よい吸引ファンと、通気リアクターの排気内での測定さ
れたＣＯ２−実測値及び予め与えられた基準値とに依存
して両ファンの送り効率を自動的に及び別個に調節する
ための制御装置（入力装置）と、通気リアクターの下方
の空気吸込口と結合し制御装置により制御可能なバルブ
を介して操作可能な散水器と、予め与えられた基準値に
依存して空気を加熱する加熱器とを設けたことによって
解決される。

本発明では通風リアクターを貫流する空気は同時に吹込
まれ又吸引される。

リアクターは上方が閉じている。

従ってリアクター内容物の上部では低圧が生じる。

かくして貫流する酸素量も又リアクターの底部と頂部と
の間の圧力差、従って堆積物の各層における酸素分圧が
調整される。

これに向流法を応用するとりアクタ−全内容物に完壁な
通気が行われる。

他の利点は、空気が下から上へ流れることにより上方へ
圧迫される衛生化に最も重要な熱せき止め帯域があるに
拘らずリアクターの堆積物に湿分が供給することができ
、そのため堆積物の乾固が確実に防止されることである
。

以下本発明を図面について説明する。

之は有機性屑及び（又は）廃水泥を肥料化するための通
風リアクター及び後続するビオフィルターの模式的部分
切断面である。

断熱体２をもつ通風リアクター１は蓋３で閉じられ、ス
ルース弁４を有する充填装置５により連続的に充填され
る。

物質は所定の粒子の太いさと構造をもった有機性の屑、
例えばごみや廃水泥である。

屑はそれの炭素含量に関連して場合により泥炭、ワラ、
その他の炭素含有物で富化される。

供給された材料は通風リアクター中で堆積物７を形成し
、これはりアクタ−内で上から下へと移動する。

この目的には、取出装置、例えば堆積物の底部のスクリ
ューコンベア９により腐敗物は連続的に取出され、スラ
イドバルブを備えた排出口１０によりリアクターから外
部に取出される。

空気は第一のファン即ち圧入ファン１２を経て吸引され
、導管１３、加熱器１４、散水器１５、最後に分配器１
７、例えば同心的な数個の導管から成り微孔を有するノ
ズルシステムを経て堆積の全横断面に亘り分散されて矢
印８の方向に堆積に供給される。

リアクターの上側には第二のファン、即ち吸引ファン２
１のための吸引管２０が接続されている。

管２２を介してこの吸引ファンと熱交換器２３と水分離
器２４が、また導管２５を介してビオフィルター２６が
連結されている。

熱交換器中でリアクター洗気からえられた熱は加熱器１
４に供給される。

廃気から分離された水は管４８を経て散水装置１５に供
給される。

散水装置１５は図示されていない制御可能な弁を有し、
この弁により制御器３８を介して散水装置が操作される
。

空気分配器１７から一一部は加圧ファンから吹込まれ、
他方吸引ファン２１から吸引せられて一矢印８の方向に
堆積物７の運動方向とは向流的に通気リアクターを貫流
する。

堆積物の上下各層の所のゾンデ３５．３６を介して湿度
が測定せられる。

測定値は測定器３７と前記制御器３８とに供給せられる
。

他の測定ゾンデ４０で堆積物を出る廃気中の０２又はＣ
０２含有量が計測され、それぞれの測定値は指示装置４
１と制御器４２に供給される。

インディケータ−は殊に記録インディケータ−として構
成するのがよい。

制御器３８は、少なくともＣＯ２含有量、堆積物の湿度
並びに吹込むべき空気温度の基準値が記憶されている入
力装置５０を介して基準値が予め与えられており、管５
１を介して散水装置１５と結合されており、この散水装
置により供給される新鮮空気は所要の程度に加湿される
。

制御器４２は同じく入力装置５０から基準値を与えられ
、導管５２を介して加圧ファン１２と、又導管５３を介
して吸引ファン２１と結合されている。

上記のように、入力装置に前記の基準値が記憶されるが
、更に両ファン１２．２１の吹込及び吸引能力及び分配
器１７に於ける圧力値も記憶できる。

詳細には図示しない制御器３８．４２を介し４て実測値
と、実験により検出された基準値から制御偏位が確認さ
れ、ファン１２．２１の押出及び吸引能力並びに供給さ
れた空気の湿度が制御され、並びに加熱装置が調整され
る。

この目的のため、導管５４を介して入力装置５０と加熱
装置１４と・が結合されている。

リアクター中に供給されるべき物質の湿度は約４０〜７
０％、殊に約５５％を適当とする。

堆積物の底部では湿度は約３０〜５０％、殊に約４０％
とすべきである。

供給された新鮮空気の量はり・アクタ−内容１００ｍ３
に対し約１００〜３００ｍ３とする。

温度は堆積の上部で＋７０℃以上、中位で約＋５０°Ｃ
〜＋７０℃、下方月の所で約＋４０℃〜５０℃とすべき
である。

入力装置５０に関する基準値はこれに相応して与えられ
、従って制御器３８．４２を介して腐敗過程は、この実
測値が得られるように制御され、これは指示装置により
監視せられる。

廃気中のＣＯ２含有量の基準値は２〜５％、殊に３．５
％である。

これらの基準値に依存して新鮮空気の供給は前記の制御
器４２を介して制御される。

ビオフィルターは吸着剤として生物学的に高活性の有機
の腐敗物から成る堆積物５０を有する。

この種のフィルターは詳細にドイツ特許公開公報第２，
４４５，３１５号に記載されている。

導管２５を経て供給される脱水された廃気は矢印の方向
に堆積物５０を貫流し、無臭かつ有害物質なしに排出さ
れる。

堆積物５０は吸着能力を失ったら更新される。

前記から明らかなように、連続的に導入される有機性屑
−場合により炭素キャリアーで富化する−は堆積物とし
て四方が閉じられたりアククーを上方から下方へ通過し
、その際好気菌の作用で腐敗し、リアクターの底部で連
続的に排出される。

腐敗に必要な酸素は廃気のＣＯ２又は０□含有量に依存
して自動的に制御され、吸引及び圧入ファンにより新鮮
空気が堆積物中に供給される。

生物学的腐敗過程を維持するに必要な湿度は、供給され
る屑の湿度及びリアクター底部附近の湿度に関連して新
鮮空気の自動的に制御される加湿により行われる。

吸引された廃気からは腐敗のとき生じた熱かえられ、こ
の廃熱は新鮮空気の自動制御的な加熱のために使用され
る。

同じく、廃気は脱水され、回収された水は再循環される
。

結局洗気は大気中に帰る前に沖過され、このようにして
空気は無臭無害物となる。

このようにしてえられ、手操作によらず腐敗された物質
には微生物が充満し、病源菌や雑草種子は存在しない。

というのは、制御された空気案内及び腐敗過程と加湿と
により、堆積物中のバクテリアの生長に好都合な上下各
層に於て異なる酸素供給と充分な湿度とが存続し、堆積
物は下層に於ても部分的にもしくは全体的に乾固が生起
せず従ってリアクター内の到る処に最適な好気的腐敗条
件が存在するからである。

肥料化すべき屑の組成の如何により規定されるＣＯ２又
は０２含有量、湿度又温度の所定値は実験により容易に
測定によりえられ、いつでも再現可能な腐敗方法を保証
する。

【図面の簡単な説明】

添附図面は本願発明の装置の図式的説明図である。 １・・・・・・通風リアクター、２・・・・・・熱絶縁
体、３・・・・・・蓋、４・・・・・・スルース弁、５
・・・・・・充填装置、１・・・・・・堆積物、８・・
・・・・矢印、９・・・・・・スクリューコンベヤ、１
０・・・・・・排出口、１２・・・・・・圧入ファン、
１４・・・・・・加熱器、１５・・・・・・散水器、１
７・・・・・・分配器、２０・・・・・・吸引管、２１
・・・・・・吸引ファン、２２・・・・・・管、２３・
・・・・・熱交換器、２４・・・・・・水分離器、２５
・・・・・・管、２６・・・・・・ビオフィルター、３
５．３６・・・・・・ゾンデ、３７・・・・・・測定器
、３８・・・・・・制御器、４１・・・・・・インディ
ケータ−１４２・・・・・・制御器、４４゜４６・・・
・・・計測ゾンデ、４７・・・・・・インディケータ−
１５０・・・・・・入力装置、５１．５３．５４・・・
・・・導管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機性屑及び／又は汚水泥が堆積物として通気リア
   クターを上方から下方へと流過し、一方全空気が堆積物
   を通気リアクターの底部から堆積物の全断面にわたって
   細かく分散し向流でこの堆積物を貫流しその空気量が制
   御可能な圧力ファンにより吸引される空気のＣＯ２−含
   有量に依存して自動的に制御される。 有機性屑及び／又は汚水泥を連続的に肥料化する装置に
   おいて、四方が閉じられた通気リアクタ−１によって囲
   繞された堆積物の上方で空所と連通されている比較的効
   率のよい吸引ファン２１と、通気リアクター１の排気内
   での測定されたＣＯ□−実測値及び予め与えられた基準
   値とに依存して両ファン１２．２１の送り効率を自動的
   に及び別個に調節するための制御装置４２（入力装置５
   ０）と、通気リアクタ−１の下方の空気吸込口１２と結
   合し制御装置３８により制御可能なバルブを介して操作
   可能な散水器１５と、予め与えられた基準値に依存して
   空気を加熱する加熱器１４とを設けたことを特徴とする
   上記装置。