JPS5823357B2 - 堆肥発酵方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、垂直方向に多段に配備された複数の水平床を
有する多段発酵槽における堆肥発酵方法に関するもので
ある。

堆肥化は、好気性発酵によって堆肥原料中の有機物の一
部を分解するものであり、従つそ発酵が進むにつれて量
が減少し、堆肥原料の組成によって異なるが、Ｖ３から
はなはだしい場合はｈ程度にまで減少することもある。

多段発酵槽によって堆肥化を行なう場合、これまでは各
段における滞留時間はほぼ同一であるような方法が用い
られていたので、下段にゆくほど発酵槽内の堆肥原料層
厚が薄くなり、放熱量が増加して発酵温度が維持しにく
く、また通風抵抗が不安定になり好気性発酵のための均
一な適量の曝気空気を確保することが容易でなく、有効
な発酵を行なうことが困難であった。

また下段はど設備能力に対して少ない量を処理している
ことになり、過剰設備となる欠点があった。

本発明は、各段からそのすぐ下段へ堆肥原料を落下せし
める場合、その落下量を各段ごとに調整して、下段にな
るほど落下量を減少せしめることにより、従来の方式の
欠点を除き、各段における堆肥原料の滞留量がほぼ同量
となって各段の堆肥原料の層厚をほぼ同じとして発酵温
度が維持され、適量の均一曝気空気量が確保され、有効
な発酵を行なわしめ、設備能力の過剰部分もなく、しか
も、全体の滞留時間を長くして発酵を十分性なうことが
できる堆肥発酵方法を提供することを目的とするもので
ある。

本発明は、多段の発酵槽中の、各段ごとに貯留された堆
肥原料を、各段の中を移動する撹拌ユニツトにより撹拌
して発酵を行なわしめ、各段ごとの発酵工程を終えた堆
肥原料を順次下段に落下せしめて順次堆肥化を行なう堆
肥化発酵方法において、前記各段からの堆肥の落下量を
、下段になるにつれて減少せしめる落下量調節を行なう
ことを特徴とする堆肥発酵方法である。

本発明を実施例につき図面を用いて設問する。

第１図ないし第４図において、堆肥落下孔２を有する多
段の水平床３を備えた垂直円筒槽１の中心部に、互に独
立に垂直中心軸を中心に回転し得るよう上下に重ねられ
た主軸筒６，６′が備えられている。

上部主軸筒６は軸受４にて支えられ駆動装置５により回
転せしめられ、下部主軸筒６′は軸受４′にて支えられ
駆動装置５′により回転せしめられる。

各水平床３の上面には、水平の軸心イ）（ロ）・・・・
・・例を有する回転水平軸としての中心軸８゜８′と、
この中心軸８，８′の長手方向に沿って分布して取り付
けられた掻板７，７′とからなる撹拌ユニツｌ−９，９
’が設けられ、中心軸８，８′は主軸筒６，６′と一体
の軸受１０ 、１０’によって主軸筒６，６′からオー
バーハングして支えられ、各水平床３の段ごとに一組づ
つの撹拌ユニット９，９’を保持している。

撹拌ユニツｌ−９、９’は各段ごとに放射状に複数個用
いることもできる。

主軸筒６，６′に対し中心軸８，８′は第２図に示す如
くＥなる偏心量を以て取付けられているので厳密には半
径方向ではないが、これを「はぼ半径方向」と表現する
。

各段の中心軸８，８′の軸心は第２図の（１′）（ロ）
（ハ）・・・・・・例に示す如く平面投影において位相
がずれ、等ピッチ位相で配備され、主軸筒６，６′の回
転（反時計方向）により矢印Ａの進行方向に回転進行す
る。

各段の水平床３には堆肥を次の下段の水平床３に落下せ
しめるための堆肥落下孔２，２′が設けられている。

平面投影における各段の堆肥落下孔２．２′の位相は第
２図及び第３図に示されるようにずれており、かつ下段
の水平床３の堆肥落下孔２，２′はその上段の水平床３
の堆肥落下孔２．２′に比べ撹拌ユニットの進行方向の
矢印Ａの方向を正の方向にとれば、進んでいる位置に配
備されている。

本実施例においては、中心軸８゜８′のピッチと堆肥落
下孔２，２′のピッチとが同じであるので、第２図又は
第３図の如く各中心軸は同時に各堆肥落下孔２，２′の
上に位置する。

しかして各段の堆肥落下孔２，２′は、第２図、第３図
に示す如く、上部４段においては下段になるにつれて次
第に面積が小となり、下部４段においては、軸心（ホ）
が移動する最上段では堆肥落下孔２′は再び広くとられ
、下段になるにつれて次第に面積が小となっている。

中心軸８，８′はネジ歯車、ハイポイドギヤ、ウオーム
歯車などの食違い歯車１１，１２，１１’。

１２′及び駆動軸１３，１３’を介して撹拌ユニツ１−
９，９’の駆動モータ１４ 、１４’と接続し回転され
る。

駆動軸１３ 、１３’は軸受１５ 、１５’によって主
軸筒６，６′と同心に支承されている。

１６は原料投入口、１７は堆肥取出しスクリュー、１８
は各水平床３上面に設けられた空気孔１９を介して空気
を供給するブロワである。

しかして、上部槽内の堆肥落下孔２は、下段になるにつ
れて次第に面積が小となっており、撹拌ユニット９が堆
肥落下孔２を通過する際これを飛び込える量がふえ、一
方各撹拌ユニット９は垂直中心軸のまわりに等速で旋回
するので、各段の堆肥原料の層厚が同じならば、堆肥落
下孔２から落下する堆肥原料の落下量は下段になるにつ
れて次第に少量となる。

成る段にては発酵により堆肥原料の一部は分解してガス
となり失なわれてゆくので、各段の落下量が同じである
と、各段の堆肥原料は下段になる程少量となるが、各段
から下段に落下せしめる際に分解して失なわれた量に相
当する量の分だけ落下量を抑制して調節すれば、各段に
おける滞留量をほぼ同一にすることができる。

堆肥落下孔２の面積の減少の度合いは、このように各段
の滞留量がほぼ同一になるように選ばれている。

下部槽内においても同様な考えにより、堆肥落下孔２′
の面積は下段になるにつれ減少している。

上部主軸筒６と下部主軸筒６′とは独立に回転せしめら
れる。

その回転の相違は次の如き考えに従って選択される。

層厚が同じである成る二段を考えた場合、次段への落下
量を、上段のものより下段のものを減少せしめる落下量
調節を行なうためには、下段の条件を上段の条件より次
の如く変えることが考えられる。

（１）堆肥落下孔の面積を小さくする（前述）。

（２）撹拌ユニットの数を減らす。

（３）成る時間内における撹拌回数（撹拌頻度）を減ら
す（例えば上段は一口こ６回、下段は一日に３回。

撹拌していない間の長い時間は停止している）。

（４）一回の撹拌における撹拌ユニットの旋回回数を減
らす（例えば一回の撹拌に対して上段は４旋回、下段は
２旋回）。

旋回速度が同一なら一回当たりの撹拌時間を減らす。

−回当たりの撹拌時間が同一なら旋回速度を減らす。

或いはこれらの組み合わせで旋回回数を減らす。

以上の諸条件は何れか一つを適用してもよいし、複数を
組み合わせてもよい。

各条件は独立であるので、各要素の減少度合いを異なら
しめて組み合わせてもよく（例えば堆肥落下孔面積は１
０係減、一回の撹拌における撹拌ユニットの旋回回数は
シ３として粗み合わせてもよい）、また必要に応じて何
れかの要素をむしろ増大せしめて、その影響以上に他の
要素を減少せしめて組み合わせてもよい。

例えば堆肥落下孔の面積は増大せしめ、その代りに一回
の撹拌当たりの撹拌ユニットの旋回回数を減少せしめて
、総合的に落下量減少をはかつてもよい。

また、旋回回数のみの制御で落下量調節を行なう場合、
多数の段を、複数段ごとのグループに分けて、上段グル
ープより下段グループの方の旋回回数を減らすようにす
れば、下段になるにつれて堆肥滞留量をほぼ同一にする
ことができる。

ただし一つの段グループの中では堆肥落下量はほぼ同じ
となり滞留量が異なって来るので、上述の如く落下孔２
又は２′の大きさを各段ごとに順次小になるようにすれ
ば、一つづつの段ごとに堆肥落下量を減らして、全体の
それぞれの段の滞留量をほぼ等しくとることができる。

上部主軸筒６の最下段の堆肥落下孔２の大きさよりも、
下部主軸筒６′の最上段の堆肥落下孔２′の大きさは大
きく選ばれているが、一回の撹拌当たりの下部主軸筒６
′の旋回回数は上部主軸筒６の旋回回数よりも小さくと
られていて、一回の撹拌時間のうちに、撹拌ユニット９
′が堆肥落下孔２′の上を通過する回数は、上段の撹拌
ユニット９が堆肥落下孔２の上を通過する回数よりも小
となり、総合的に落下量は上段の落下量よりも減少せし
められる。

堆肥落下孔の面積のみで落下量調節を行なうと、段数の
多い場合は最下段の堆肥落下孔の面積は小さくなり過ぎ
て実用にならなくなる場合があるが、このような場合に
（２）〜（４）を粗み合わせてもよい。

前述の（１）〜（４）の条件に関しては、上下部の主軸
筒６，６′の境界部についてのみならず、上下部主軸筒
６，６′のそれぞれの中においても適用することが考え
られる。

但しく３） 、 （４）については、異なる段にて撹拌
ユニット９，９′が独立に旋回できるよう構成する。

撹拌ユニツｌ−９，９’による撹拌及び移送について説
明すれば、主軸筒６，６′を主軸駆動装置５．５′によ
って矢印Ａの方向に回転せしめると共に、駆動モーフ１
４，１４’によって撹拌ユニット９，９′の中心軸を矢
印Ｂの方向に回転させると、水平床３上に堆積してい°
る堆肥化原料２０は掻板７，７′によって掻き取られ第
４図に示す矢印りに示すような軌跡ではね飛ばされて充
分な撹拌効果を与えられると同時に、Ａと反対方向即ち
点線矢印Ｃの方向に移動することになる。

このようにして原料投入口１６から供給された堆肥化原
料２０は、水平床３の上を一周して点線矢印Ｃで示すよ
うな経路で堆肥落下孔２，２′より逐次下段に移動し、
最終的に堆肥取出しスクリューによって系外に排出され
る。

このようにして、堆肥下原料が堆積によって圧密化して
いたり特に高含水率の場合に屡々見られる不通気性塊が
生じていても、掻板７，７′の先端で掻き取られ細粒化
されて著しく曝気表面積が増大すると共に、はね飛ばさ
れている間に空気孔１９からの上向空気流によって曝気
されしかも緩やかに堆積されるので、極めて良好な好気
性発酵を行わせることができる。

堆肥化原料２０の掻き取り代即ち粒径は、主軸筒６，６
′の回転速度に対して掻板中心軸８，８′の回転速度を
適宜選定することによって任意の大きさとすることがで
きる。

更に掻板７，７′の回転によって堆肥化原料２０が排除
されるので、主軸筒６，６′の回転抵抗は無視し得る程
小さくなり、在来のレーキによる方式に比して所要動力
を大巾に軽減させることができる。

尚、一段当りの堆積高さを増やす目的で、第５図に示す
ように、一段当りに複数個の掻板７，７“を設けてもよ
い。

此の場合の作用・効果も前記と同様である。

また、垂直円筒槽１の垂直中心軸のまわりに多段の水平
床３を回転可能に支え、垂直円筒槽１の槽壁から内部に
撹拌ユニットを突出せしめて水平床３を旋回せしめて撹
拌移送を行なうようにしてもよい。

この場合各段の水平床は撹拌時に同一旋回速度（旋回回
数）で一体に廻すようにしてもよく、異なる段で独立に
旋回せしめるようにしてもよい。

前述の（１）〜（４）の条件と類似の考えが適用できる
。

本発明は、回転掻板式のほか、放射状のレーキによる撹
拌ユニットを有する多段式発酵槽にも適用できる。

この場合成る段の堆肥落下孔は円形の水平床の外周に沿
って設け、その段の堆肥原料は旋回方向に移動しながら
中心から外方に移動するようにレーキの放射状態を選び
、その下段の水平板には中心の主軸筒の周囲に堆肥落下
孔を設け、レーキの放射状態を選んで、堆肥原料が外か
ら内に掻き込まれるようにしてもよい。

この場合下段になるにつれて落下量を減少せしめるよう
な落下量調節を行なうのに、堆肥落下孔の面積を変える
ほか、レーキの放射状態を変えて半径方向の堆肥原料の
移送能力を変えてもよい。

そのほか、各段における堆肥原料の移送機構の移送能力
を変化せしめて次段への排出能力を減少せしめたり、絞
りによって減少せしめてもよい。

堆肥落下孔の面積を変えるのに、開口を固定する（幅を
狭くする、半径方向に断続的に分割する、など。

）ほか、無双窓式に二重の格子構造として相対的にずら
せて任意の開口面積が得られるようにしてもよい。

また、堆肥落下孔の直上付近に垂直のじゃま板を下げ、
掻板によってはね飛ばされて堆肥落下孔の上を飛び越す
堆肥原料を当てて落とし、このじゃま板を水平に近づけ
ることにより当たって落ちる分を減らして落下量を減少
せしめるようにしてもよい。

通常堆肥原料は最初に発酵熱を出して６０〜８０℃の高
い温度を維持しながら３〜１０日間程度高温菌によるさ
かんな分解をうけ、これは一次発酵と呼ばれる。

それが終了して二次発酵と呼ばれる３０〜６０℃程度の
中低製画による発酵が緩やかに進行し１０〜３０日間で
完熟に近い堆肥となる。

発酵過程における撹拌は温度、炭酸ガス、アンモニア、
酸素濃度等をみながら撹拌と放置を繰り返す必要がある
が二次発酵における撹拌頻度は一次発酵における撹拌頻
度に比較して発酵速度が遅いだけに少ない。

このことから第１図の如き発酵槽は（イ）〜に）の段で
一次発酵を終了させ（ホ）〜チの段で二次発酵させて、
一つの発酵槽で一次発酵、二次発酵を共に行なわせるの
に都合がよい。

この結果−次発酵槽と二次発酵槽を別に設置するのに比
較して一次発酵槽の排出機構、二次発酵槽に再投入する
ための特殊コンベア、二次発酵槽の投入装置等がいらな
くなり、敷地面積の減少、機構の単純化等ももたらされ
る。

このように本実施例は設備の高性能化、低廉化をもたら
し同時に高品位の堆肥を得ることができる。

従って堆肥化技術への貢献度は犬である。本発明により
、各段の堆肥原料の滞留量がほぼ一定となり、多段式発
酵槽の各段における堆肥原料の量をほぼ一定に保つこと
ができ、同一の設備で長い滞留時間を与えることができ
、より完熟した良質で評価の高い堆肥を得ることができ
、逆に同じ発酵期間の設備であれば段数を少なくして設
備費の低廉化が可能となり、各段の層厚が理想的に保て
るので、発酵温度の保持均一化を容易にし、曝気も均一
確実に行なえるため曝気のための動力節減と均一良好な
好気性発酵を促し、また発酵の進んだ堆肥の一部が落下
せずに再び同じ水平床上を循環することによって種付け
が促進され、各段ごとでの菌類の相の安定化とともに、
より高速な発酵を促すことが期待でき、製品堆肥の良質
化、品位の均一化をはかることができ、また各段の滞留
量がほぼ同一なので部分的に過剰装置となることもなく
バランスのとれたコンパクトで経済的な多段発酵槽の実
現を可能とする堆肥発酵方法を提供することができ、実
用上極めて犬なる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は縦断面図、第２
図はそのＩ−Ｔ線断面平面図、第３図は第２図の■円上
の断面展開図、第４図は掻板動作説明図、第５図は別の
実施例の掻板動作説明図である。 １・・・・・・垂直円筒槽、２，２′・・・・・・堆肥
落下孔、３・・・・・・水平床、４，４′・・・・・・
軸受、５，５′・・・・・・駆動装置、６，６′・・・
・・・主軸筒、７．７’、７“・・・・・・掻板、８，
８′・・・・・・中心軸、９，９′・・・・・・撹拌ユ
ニット、１０ 、１０’・・・・・・軸受、１１．１１
’、１２゜１２′・・・・・・喰違い歯車、１３，１３
’・・・・・・１駆動軸、１４ 、１４’・・・・・・
駆動モータ、１５，１５’・・・・・・軸受、１６・・
・・・・原料投入口、１７・・・・・・堆肥取出しスク
リュー、１８・・・・・・ブロワ、１９・・・・・・空
気孔、２０・・・・・・堆肥化原料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多段の発酵槽中の、各段ごとに貯留された堆肥原料
   を、各段の中を移動する撹拌ユニットにより撹拌して発
   酵を行なわしめ、各段ごとの発酵工程を終えた堆肥原料
   を順次下段に落下せしめて順次堆肥化を行なう堆肥化発
   酵方法において、前記各段からの堆肥の落下量を、下段
   になるにつれて減少せしめる落下量調節を行なうことを
   特徴とする堆肥発酵方法。 ２ 前記落下量調節が、下段への投下口面積を変えるこ
   とにより行なわれる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記撹拌ユニットが、垂直中心軸のまわりに旋回移
   動せしめられて撹拌を行ない、前記落下量調節が、一回
   の撹拌における撹拌ユニットの旋回回数を、下段になる
   につれて減少せしめることにより行なわれる特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の方法。