JPS5888193A - 有機固体の好気性腐敗発酵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は有機固体の好気性腐敗発酵方法を実施する装置
に関する。

公共用及び工業用浄化装置からの汚泥並びに動物飼育場
からの動物の排泄物を生物学的、熱的及び機械的処理に
よって、環境に適合した固（堆肥化）に基づ（。専門文
献から充分公知の、最も多く利用されている方法は□、
例えば積み重ねた穀堆（ピラミッド形の堆積物）を用い
て堆肥化する際に数ケ月の処理期間を有し、その際多く
の場合病原菌が死滅しない。

この公知方法では、好気性腐敗発酵工程の間に堆積物中
の水分を充分に抽出する努力がなされる。

好気性腐敗発酵工程は、好気性微生物を活性化するため
、充分量の酸素を必要とする。

地面に堆積された穀堆は、その中心でも５０゛Ｃ以上に
達するのはまれである。穀堆をシャベル又は機械でかき
まわすこと及びこれに伴なう材料中への酸素の侵入によ
って、短期間に比較的高い温度に達するが、穀堆は自動
的には酸素を吸収できないので、分解工程は再び極めて
急速に停止する。このことは、主として、穀堆の外表面
が天候の影響によって、極めて急速に水分を失ない、乾
燥し、硬皮を形成し、これが酸素の吸収（穀堆の吸収）
を防止するからである。

この不安定な穀堆系は、天候の影響及び人為的作業（か
きまぜ）に著しく左右されるものであるが、穀堆を地上
約３−のところで空気透過性格子上に、天候に対して保
護して配置すれば、決定的にプラスに影響される。分解
工程が開始すると共に、穀堆の中心部が加温され、上方
へ上昇する温風は、多孔性中間床を通して新鮮な空気を
穀堆中に吸引する。この穀堆堆肥化法によれば、疑いな
（良好な分解結果が達成される。

しかし穀堆の犬さい表面の熱損失が、遊離する熱より犬
ぎく、最適の持続温度に達することができないので、自
己発熱には限度がある。腐敗発酵工程の経過に関するこ
れらの認識から、腐敗発酵反応器の形成に尽力した。

穀堆を受容する底面の大きさに関しては、反応器はもち
ろん制限されている。現在までに公知の腐敗発酵反応器
〔シュノールーフ坏−ルーケーリン（５ｃｈｎｏｒｒ−
Ｋｎｅｅｒ−Ｋｉ旧！ｎ）〕の底面又は直径の限界は、
反応器を空にする機構及び反応器の機械的応力限界から
生ずる。従って、この種の反応器の充填容量は充填高に
関して拡大される。腐敗発酵される充填物の粒度が極め
て粗くても、充填高が増加し、それによって生ずる圧縮
が増大すると共に、ガスを透過する孔の割合は、自然の
空気循環、従って酸素の侵入を妨げる（自動的に腐敗発
酵物の不所望な排気性変化を起す状態）程度に、減少す
る、空気を導通させる攪拌機の設置は、機械的に著しく
故障を起しやすく、操作技術的に疑問であることが判っ
た。

強制通風装置は、反応器に導管を取付けるか、又は反応
器底部に空気ノズルを取付けることによって、純酸素を
使用する場合でも、費用に見合った効果をもたらさない
。

いわゆる炭素担持体として予め選択した家庭の廃物、わ
ら、干し草、おがくず又は樹皮を添加して反応器又は堆
肥ドラムを用いて浄化汚泥又は動物の排泄物を腐敗発酵
する、前記方法と同様に文献から充分に公知のシステム
は、多くの場合に、求められる要求を満足しない。この
ことは、特にこの設備から生ずる堆肥に当ては　′まり
、無菌性及び構造に関して、農業に利用される地面上に
肥料としてこの生成物を危険な（再使用することはでき
ない。

特に、公知のりネール−反応器−腐敗発酵法を失敗させ
る主な原因は、排出装置の他、殊に反応器の形状である
。

これは、直立した円筒であり、反応器底部上を回転する
カッターによって空にされるものであるが、このカッタ
ーについてはここでは詳述しない。

しかし、反応器が円形であることが真に問題となる。流
動性堆積物にとって理想的なこの形は、堆積高が増大し
、堆積物が湿っている場合に、極めて屡々ブリッジを形
成しゃすい。このブリッジ形成は、このような容器中で
、容器を空にすべき場合に、重大になる。

回転する切断及び除去機構が材料を反応器底部上に密着
して一方向に掘り除き、排出口中に運ぶので、堆積物は
一方向にくずれ落ち、この崩壊によって容器内部でます
ます圧搾されやす′くなる。この工程によって起る堆積
物のブリツノは、外側からの振動又は棒による上からの
がき回しによってしか破壊されない。

作業停止を起す、このような事故及び同様の事故を避け
るため、以下に記載する方法のため、新しい腐敗発酵反
応器を開発した。

本発明は、更に、生じる生成物の高い純度及び生成物の
農業への危険のない再利用を達成することを目的とする
。この目的設定の結果、殊に、湿潤物中の水分を減少さ
せ、同時にいわゆる炭素担持体として役立つ、家庭の廃
物等を反応器に装入前に混入する必要はな（なる。

本発明は、動物の排泄物又は、工業的及び公共的浄化設
備からの汚泥から、生態学的及び経済的観点を特に考慮
して、農業に利用しうる固体を得る方法を実施する装置
を提供することを目的とする。主な目的は下記のとおり
である＝１　不快な臭気を永久に排除すること。

２　病原生物、特に寄生生物の不活化。

３、植物栄養素として利用しうる成分（Ｎ、ＮＨ３゜Ｐ
）を充分保持すること。

４　積み重ねた穀堆を用いて後から熟成し、乾燥する必
要なく、固形分２０％まで腐蝕物を乾燥すること。

５　いわゆる炭素担持体としての添加剤、例えばおがく
ず、樹皮、ゎら又は泥炭を添加することなく、工程内で
加工すべき物質を純粋に保つこと。

６　最高含水率２０％を有し、費用の点で有利に貯蔵で
き、取り扱いうる生成物を作ること。

本発明による装置は、主として腐敗発酵物をだめの混合
ステーション、腐敗発酵物用の支持面を有する腐敗発酵
塔、取出された腐敗発酵物を再供給するための運搬装置
ならびに核塔に抜液された乾燥装置を有する。腐敗発酵
物用の支持面は有利にローラ格子として構成されており
、該塔は腐敗発酵すべき材料用の温度測定装置及び腐敗
発酵物を覆うためのガス透過性で水蒸気凝縮性の蓋を有
する。さらに、乾燥塔は空気導入スリットを有する取付
物を備えている。

次に、図面につき本発明を詳述する。

第１図は好気性腐敗発酵装置の略示系統図、第２図は腐
敗発酵反応器の形状を示す斜視図、第３図は反応器底部
を形成するス・ξイクローラ格子の一部分の斜視図、 第４図は反応器内の温度及び空気の運動経過を示す、腐
敗発酵反応器を通る垂直断面図、第５図は臭気吸収体と
して使用される反応器の蓋の断面図、 第６図は腐敗発酵すべき湿潤物の、質量の流れ及び容量
の流れとしての物質収支を示すグラフ、 第７図は腐敗発酵反応器中での代表的な温度発生を示す
グラフ、 第８図は７日間の好気性腐敗発酵工程の間の代表的な温
度発生を示すグラフである。

本発明による装置は、第１図に示されている。

この装置中で、腐敗発酵すべき物質を予め、予備脱水機
ｌ、例えば圧搾ロール、遠心分離機等により出来るだけ
充分に脱水する。それでもなお著量の水分を含む固体は
貯槽２中に入れられ、そこで堆積される。

この貯槽２から湿った物質は、無段階に調節口Ｊ能のス
クリュコンベヤ３により２軸ミキサ４に搬送される。

同時に、乾燥物貯蔵室５がら、同様に無段階に調節可能
のスクリュコンベヤにより、特殊な、粉砕された乾燥物
質が同様に２軸ミキサ４に供給され、このミキサ中で両
物質が均密に一緒に混合される。混合工程の間、２軸ミ
キサ４は、この方法で生じる湿った、ぼろぼろの生成物
を垂直のスクリュコンベヤ７中に運ぶ。垂直のスクリュ
コンベヤ７によって上方へ運ばれ、腐敗発酵工程の準備
をされた、湿った混合物は、排出管８を介して腐敗発酵
反応器９中に装入される。

この反応器９は、ガラス繊維で強化されたポリエステル
から継ぎ目なく製造されているのが有利であり、正方形
の底面から上方へ約８°の勾配で、丸い形に変わる。

この反応器は冷却塔に類似しており、中空で、上方が開
放しており、この構造形態に典型的な吸引効果も現わす
。この吸引効果又は自己排気効果は、反応器９を多孔性
の、弛い堆積物で充填した後でも完全には失なわれない
。しかし腐敗発酵物に自動的に酸素を供給するには、充
分でない。

一般に、冷却塔は丸い底面を有する。しかし底面が円形
の場合には、本発明の装置に使用するようなローラ格子
１０が全（設置できないが、又は極めて設置し難い。従
って、自体理想的な円形構造をやめ、材料の流れを同様
に阻止しない、四角の底面を選択することは、容易に考
えられた。

反応器９を上方に向って円錐形に推移する形態にした結
果、全材料又は腐敗発酵材料１３は、底面全体を覆りロ
ーラ格子ｌｏ上に重ねられることになる。従って、反応
器９中で決してブリツノは形成され゛ない。

腐敗発酵材料１３は、常に、横断面が下方へ向って大き
くなる部分中に落下するので、積み替え工ｄ又は排出工
程の間にも、ブリッジは形成されない。

反応器９を閉塞を起さずに確実に空にするという本発明
の目的の１つは、このような構造によって申し分なく達
成される。

ス・Ｓイクローラ格子１ｏは、腐敗発酵反応器９の底部
を構成し、相互に平行に配列され、ス・ξイタ１２を有
するローラ１１がら成る。ス・ξイクは、ローラ格子１
０上にある、腐敗発酵すべき物質の落モ寺防止する。

ス・ξイクローラ格子１０は、同時に腐敗発酵反応器９
を空にするための排出装置として役立つ。そのためには
、個々のローラ１１をその取り付けられているスパイク
１２と共に、同時に緩徐に回転させる。その際スノξイ
ク１２はその上に静止している腐敗発酵材料１３を掘り
取り、これをローラ格子１０の下にある材料収容ホッパ
１４中に投入する。

材料収容ホツノξ１４の下端には、２軸ミキサー４がフ
ランジ結合されており、このミキサーは、同時に腐敗発
酵反応器９を空にする際の搬送装置として役立つ。本来
の腐敗発酵反応器９は、壁１５と１６との６絶縁層１７
を有する２重壁容器から成る。腐敗発酵反応器９は、前
記のように、底面１８（第２図）は四角形であり、上方
に向って円錐形に推移し、環状の円形横断面１９に変わ
る。腐敗発酵反応器９は、蓋２０で閉鎖されるが、この
蓋は同時に臭気吸収体として構成されている。この蓋２
０は、扁平な円錐形の上部及び下部を有する、丸くて、
短かい円筒形外筒を有する。上部及び下部は、有孔板２
１及び２２として形成されている。蓋には、材料流入口
２３が設けられている。蓋２０の有孔板２１と２２との
間には、湿めると、臭気吸収体として作用する多孔性、
即ち空気透過性スポンジゴムマットが挿入されている。

好気性腐敗発酵工程は、特にその初期に、極く、不快な
臭気を発生しやすいことは周知である。本発明装置では
、この不快な臭気の流出を防止することを、特に重視し
た。従って、主として二酸化炭素及びアンモニアで負荷
された水蒸気から成る廃ガスを未処理で大気中に放出す
ることを排除する。しかし腐敗発酵反応器の前記の通風
技術を妨害しないためには、臭気吸収性化学液を用いる
常用の廃ガス湿式洗浄装置の設置を断念しなければなら
ない。更に、このような洗浄装置の設置を是認するには
、生ずる廃ガス量は少なすぎる。

これらのことを考慮した結果、前記の臭気吸成性の蓋２
０の構成に達した。パイロット装置を用いて実施した試
験から、反応器９を硬い蓋で閉鎖すると、好気性腐敗発
酵工程の、温度に基づく本気の運動によって、反応器の
頂部に過圧が生じることが判った。この過圧が保持され
ると、好気性分解工程は短時間後に完全に停止する。前
記の条件下で工程がそのように停止する理由は、下記の
ように説明される；ローラ格子工０の下に形成する”エ
アクッション”とその僅かな過圧との共同作用及び反応
器頂部に工程の間に生ずる過圧（この場合ブレーキとし
て作用する）が、好気性分解に不可欠のガス交換を停止
させる。

臭気吸収性の蓋２０は、腐敗発酵物用の流入口２３を除
いて反応器の開口全体を覆う。多孔性、即ち空気透過性
のスポンジゴムマット２４は、圧力均衡の課題並びに静
止湿式洗浄機の課題を満足する。スポンジゴムマット２
４の空気抵抗は、所望の条件で完全にぬれた状態でも僅
か水柱約１〜２ｕであるので、反応器頂部でこの圧力に
達した後、排気は所望の程度でマット２４を通過して外
に圧出される。温度差に基づいて（反応器９の内側で暖
かく、反応器９の外側で冷たい）、排気中に含まれる水
蒸気はスポンジゴムマット２４中で凝縮し、マットに凝
縮水が常に供給される。

スポンジゴムマット２４の外気に面する側は常に乾燥さ
れ、スポンジゴム中の孔の完全開運を防止する。マット
２４の水分は、圧出される排気を無臭に保持するのに充
分であることが判った。

更に、腐敗発酵すべき物質の構造は、腐敗発酵工程の成
功に役立つことが判った。

乾燥した新しい材料及び湿婦った新しい材料の混合に使
用される２軸ミキサ４は、腐敗発酵−［程の申し分のな
い実施に必要な球状構造を製造することはできない。従
って、２軸ミキサ４を屑状で出る材料を反応器の流入口
２３への搬送路上で人工的に、即ち機械的に、球状に成
形する方法を見い出さねばならない。この目的で、搬送
効率が約１００％だけ大きい垂直スクリュコンベヤを使
用する。

スクリュ螺条の回転数、直径及びピッチは、スクリュコ
ンベヤ７の搬送量を定める。

垂直に配置されているスクリュコンベヤ７は同じ回転数
、即ち同じ搬送速度で、本来の搬送効率の約５０％だけ
負荷されるので、搬送すべき生成物のスクリュコンベヤ
７中の滞留時間は相応して延長される。

スクリュコンベヤ７が屑状の、湿った、従って変形しう
る材料で被覆されると、この材料は上方への搬送路上で
スクリュ螺条中で逆にすべり始める。

スクリュコンベヤ７によって搬送される材料の共同作用
及び螺条中の層状の湿った搬送材料の下方にすべる自然
の傾向によって、腐敗発酵される生成物が所望の球形に
なる。

腐敗発酵材料のこの”球形”とは、反応器９の下部で数
時間経過中に圧縮によって再び破壊される。圧縮後に小
さい、指の爪大の塊を形成する腐敗発酵材料を２軸ミキ
サ４中に運び、そこで塊を解きほぐし、垂直のスクリュ
コンベヤ７を通る新しい道で、腐敗発酵材料の所望の球
形構造が再び作られる。

腐敗発酵反応器９の全高にわたって垂直間隔で、温度ゾ
ンデ２５が設置されている。

空気混合室２８と結合された通風導管２７を介して腐敗
発酵反応器９及び大気から、換気装置２６によって　排
気と新鮮な空気との混合物が吸込まれ、スパイクローラ
格子１０の下に配置された材料収容ホラ・８１４中に搬
送される。

空気混合室２８中には、新鮮な空気と排気との混合物を
調整する弁装置２９が配設されている。換気装置２Ｇに
より材料収容ホラ・ｅ１４中に運ばれる空気混合物の逃
出を防止するため、腐敗発酵反応器９、材料収容ホッパ
１４及び２軸ミキサ４は相互に気密に結合されている。

同様に空気の損失を防止するため、無段階に調節可能の
スクリュコンベヤ６の材料送入管片３０、無段階に調節
可能のスクリュコンベヤ３の材料送入管片３１並びに垂
直スクリュコンベヤ７の材料伝達管片３２及び垂直スク
リュコンベヤ７の排出管８には、それぞれ閉鎖弁３３゜
３４．３５及び３６が設置されている。

腐敗発酵材料は〜％−箋＃１１ｏによって掘り下げられ
、材料収容ホラ・ξ１４を介して２軸ミキサ４に送られ
、更に垂直スクリュコンベヤ７中に運ばれる。

本来の腐敗発酵工程の間に閉鎖されている垂直スクリュ
コンベヤ７の第二の排出管３８中の閉鎖弁３７が開放さ
れ、腐敗発酵された材料はスクリュプレス３９中に導入
される。この工程の間、垂直スクリュコンベヤ７の排出
管８中の閉鎖弁３６は閉鎖されている。

スクリュプレス３９中で材料は圧縮されて圧縮成形体に
なり、これは次の閉鎖弁４１によって閉鎖されうる材料
放出管片４０より乾燥塔４２中に送入される。

乾燥塔４２は四角の容器から成り、その蓋４３に換気装
置４４が設けられている。

乾燥塔４２内には、通風性取付物４５が、換気装置４４
によって吸引された空気が圧縮成形体から成る乾燥塔４
２の内容物全体を充分均一に流通することを可能にする
ように配設されている。

乾燥塔４２の出口は、材料流出ホラ・ξ４６と接し、該
ホッノξにコンベヤスクリュ４７がフランツ結合されて
いる。

乾燥塔４２中での乾燥工程が終わった後、通風性取付物
４５によって隔てられた２個のスノξイクローラ４８．
４９が始動し、乾燥した圧縮成形体を材料流出ホラ・８
４６中に運び、該成形体は次にスクリュコンベヤ４７に
よって破砕機５０に送られる。破砕機５０から、破砕さ
れた材料は換気装置５１の空気流によって吸引され、空
気導管５２を介して、ダストフィルタ５４に続（サイク
ロン５３中で分離される。この材料は、乾燥品貯蔵室中
に落下する。

乾燥塔４２の材料流出ホツノ８４６中には、乾燥空気量
を調節するため、調節弁５５が設けられ、乾燥空気を予
め加熱するため、油を燃焼させる加熱ガス発生器５６が
設けられている。

腐敗発酵反応器９は、例えば下記の寸法を有していてよ
い： 底　　面　　　　　　　２　　Ｘ　　２　　ｍ２（Ｇ）
高さ　　　　　３５ｍ　　　（刊 この腐敗発酵反応器９は、下記のように運転される： 空気の通過量；　８００〜１，０００　ｍ３／　ｈ”ク
ッション”（へ〜〜［１０の下）中の過圧；約７÷１０
關（水柱） 蓋２０の下；約＋１１１１（水柱） 球状粒子は、スクリュコンベヤ７中に送られた後、約３
÷６龍の直径を有する。

急速腐敗発酵方法を実施するこの種の装置を申シ分なく
働かせるための主な前提条件は、遠心分離、ベルト又は
フィルタープレス等による湿潤物（浄化汚泥及び豚の糞
）の予備脱水である。鶏の糞又は牛の糞を腐敗発酵させ
るため、予備脱水機を使用することは、少しの例外を除
いて、必要ではない。それというのはこの方法では排泄
物の固体含有率は一般にそれぞれ２２％又は１２％であ
るからである。

しかし湿った材料の含水率は、急速腐敗発酵反応器中に
侵入する前には５０％より多くないので、多くの場合に
湿った出発材料は出来るだけ転像した、吸収性有機担持
物質（適当な乾燥物質）を用いて、所望の湿度に達する
まで混合される。

前記の急速腐敗発酵装置においては、種々の湿った材料
の含水率を低下させるため、湿った出発物質に適当な乾
燥物質を、含水率及び構造が好気性物質変換を許す材料
を生ずるまで混合する手段を適用する。固体含有率を増
加させるため必要な乾燥物質は、水分抽出を中間に行な
って湿った固体の一部をもどすことによって得られる。

工程の始動に必要な、異へ種の固体（例えば泥炭）の１
回の添加を別として、この方法は固体添加物を必要とし
ない。

急速腐敗発酵法は、公知のりネール法又はシュノル法に
反して、好気性分解工程を開始させるため、いわゆる炭
素担持物質を必要としない。

このことは、部分的に安定化された、又は新しい浄化汚
泥にも、動物の排泄物にも該当する。

混合して、送入材料の含水率を５０％に減少する。

予め脱水した浄化汚泥又は動物の排泄物と乾燥材料とか
ら成る混合物は、好気性微生物の活性化による別の急速
腐敗発酵反応器中で１〜２日以内７０〜７５℃の温度に
加熱する。サルモ不う菌、ウィルス及び寄生虫の死滅に
必要な温度は、この方法で、特に熱絶縁反応器の使用に
より、確実に全処理材料中で達成される。

腐敗発酵工程の間短時間で８０℃以上の温度に達しうる
。好熱性菌の活性は７５℃でほぼ完全に消失するので、
これ以上の温度は恐らく未知の化学現象によるものと思
われる。しかし、このような温度は殊に腐敗発酵材料の
灰化を起すので、望ましくない。

温度を低下するには、酸素の供給を停止すればよいが、
これは、場合により分解速度を低下することになる。し
かしこのような系は、極めて緩慢に作用するので、高す
ぎる温度で急速かつ有効に反応することができる工程制
御法を開発した。

反応器の全高にわたって別々に連続的に温度値を送る（
この値は連続して温度表示器に伝達される）前記の測定
ゾンデは、同様に、温度に連動する自動スイッチと結合
されている。

測定ゾンデから数時間にわたって７５℃以上の温度が自
動スイッチに伝達されると、この自動スイッチは前記の
反応過程を自動的に始動させる。

この反応過程は、測定ゾンデが冷たい材料の落下を示し
、その値をスイッチに伝達し、スイッチがその反応を自
動的に中断するまで、保持される。この方法で、高い温
度を急速かつ有効に低下させることができ、それによっ
て好気性分解工程に著しいマイナスの影響を与えない。

反応器中の腐敗発酵工程は、この方法によれば４〜６日
後に強制的に中断される。即ち、その都度の材料の腐敗
発酵工程又は予備腐敗発酵は、決して停止していない。

即ち、腐敗発酵材料を再び反応にもどす代わりに、これ
を垂直スクリュコンベヤにより造粒圧縮機にもどす。こ
の造粒圧縮機中で、約４８％の水分を含む熱い腐敗発酵
材料を圧縮して、直径約２５關、長さ８０〜１００龍の
円筒形成形体にする。腐敗発酵された材料から成る圧縮
成形体は圧縮機から直接乾燥塔中に落下する。

乾燥器に圧縮成形体が充填されると、弛い、極めて孔の
多い堆積が出来る。

充填工程の終了後、供給口は閉鎖され、換気装置が始動
される。換気装置は腐敗発酵された材料の圧縮成形体の
多孔性堆積を通して多量の新鮮な空気を吸引し、圧縮成
形体・を急速に冷却させる。圧縮成形体のこの急速冷却
により、腐敗発酵工程は直ちに中断される。

乾燥型内容物全体に新鮮な空気を一様に流通させるため
、前記のように通風装置が設けられている。この通風装
置とは、一方では容器の半分の高さまでに及ぶ、大きさ
の異なる通風スリットを有する回転二重壁である。

他方、乾燥器は同様にその半分の４さまで、急な切妻屋
根と比較しうる中間壁によって２個の同じ大きさの室に
分割されている。この中間壁の斜面は、同様に大きさの
異なる通風スリットを有する。乾燥器の内室を同じ大き
さの２個の室に分ける　この中間壁は、一方では空気の
分配に役立ち、他方では乾燥器の垂直外壁に対して、室
１個当りそれぞれ１個のホラ・ξ−を形成する。この方
法で形成された２個のホラ・ξ−２は、その出口のとこ
ろで、構造において反応器の下のスパイクローラ格子の
構造と同一の、それぞれ１個、場合により２個のスパイ
クローラによって閉鎖されている。同様に油圧ピストン
によって駆動される、これらのス・ンイクローラは、乾
燥容器から乾燥された圧縮成形体を排出するのに役立つ
。

圧縮成形体の乾燥に要する時間は、反応器中の腐敗発酵
時間による。腐敗発酵時間は一般に６日であり、腐敗発
酵された材料は７日目に圧縮成形体に圧縮され、乾燥器
中に装入されるので、乾燥工程も６日に延長される。

平均空気温度約１０〜１２°Ｃで、乾燥した天候で、圧
縮成形体の含水率を純粋な新鮮な空気で、即ち、熱二坏
ルギーを添加することなく、約４８％から約１８％に減
少させるには、この時間で充分である。

季節に基づいて空気の湿度が高い場合又は雨期が長く続
いている場合、乾燥に使用する新鮮な空気を予め少し加
温しなければならない。これは、油を燃焼させる熱風装
置によって行なわれ、この装置のスイッチを入れる時間
及び駆動期間は空気の相対湿度によって制御される。乾
燥工程の終了後にスパイクロー之によって乾燥器から送
られた材料は、乾燥器の下側にフランツ結合されたホッ
ノξ−によって捕集される。

捕集ホラ・ξ−からの乾燥された圧縮成形体の搬出は、
捕集ホラ・ぐ−の出口にフランジ結合されたスクリュコ
ンベヤによって行なわれ、このスクリュコンベヤは乾燥
圧縮成形体をス・ξイクローラミルに送る。乾燥に必要
な新鮮な空気は、この捕集ホッパーに取り付けられた制
御弁を介して乾燥器中に吸引される。

前記の熱風装置は、同様にこの捕集ホラ・♀−にフラン
ジ結合されており、このホラ・ξは同時に熱ガスと新鮮
な空気との混合室の機能を塁ず。

この方法で得られた乾燥物質は、生物学的に安定ではな
い。この材料は、再び水で飽和され、大気にさらされて
、直接腐敗発酵工程に移される。

本発明によれは、この腐敗発酵工程を実施する際に、予
め脱水された材料中の含水率を低下させるため、炭素担
持物質及び他の担持物質を使用しな（てすむ。

前記のス・ξイタローラミル中で、乾燥圧縮成形体は屑
状に粉砕され、乾燥物用の前記貯蔵中に空気輸送される
。乾燥物の一部を、同様に前記のように、混合材料とし
て工程に再び供給すは る。余った乾燥物〜肥料として農業に使用することがで
きる。

窒素の損失は農業用の肥料としての腐敗発酵物の品質を
著しく低下するので、この方法では、水蒸気を充分凝縮
させ、その際工程の間に生成する酸化炭素の導出を損な
わないように、適当な物質を使用する。

更に、腐敗発酵反応器又は−塔中で好気性分解をする微
生物は、好温性範囲（約５０℃まで）でも、好熱性範囲
（５０℃以上）でも、同じ湿度で温度が上昇すると、極
めて急速に増殖し、腐敗発酵すべき材料の分解を著しく
促進することが判った。

生物学的処理の間、温度が上昇すると共に、３０％まで
の窒素の損失が、主として排出アンモニアガスの形で起
る。

しかし腐敗発酵物の衛生のためには、高温にし、高温に
保持しなければならないが、窒素の損失は主として腐敗
発酵工程で生じる水蒸気の排出によって起るので、水蒸
気を充分に凝縮させる方法を見い出さねばならなかった
。

更に、アンモニアガス又は蒸気の排出によって、許容で
きない、不快な強い臭気が生じる。

腐敗発酵工程の際に臭気の放出による環境汚染を防止し
、出来るだけ充分な凝縮を達成するため、本発明では前
記のように反応器の蓋は吸収体として構成されている。

反応器頂部の空間は約０．５　ｍであり、多孔性マット
は最小の抵抗を有するので、吸収体を含む蓋の下では僅
かな過圧（水柱約１顛）が生じ、この過圧は後記の空気
循環系によっても妨げらねない。過剰の空気をマットを
通して器外へ圧出するには、この僅かな過圧で充分であ
る。

蓋の外側から反応器中に逆流する水は、アンモニア性窒
素の大部分を溶解して含み、腐蝕材料の多孔性堆積中に
再び滴下する。

反応器が上方へ向って円錐形になっているため、水滴が
反応器の壁に沿って下方に流れる危険はない。滴は強制
的に腐敗発酵材料中に落下する。この方法で腐敗発酵材
料の堆積物上に水の膜が生じ、この膜は常に新しくなり
、その冷却作用により同様に過剰の蒸気の発生を防止す
る。

腐敗発酵工程は利用しうる酸素の充分高い供給量によっ
て著しく左右されるので、本発明では、間断なく、全工
程の間持続する過剰の酸素供給を保証する手段を選択し
た。

この目的で、換気装置を有する空気導管を介して、反応
器頂部から著しく加温された空気と水蒸気との混合物が
、新鮮な外気と共に、制御弁で制御される・鞘、ｏス系
から吸引され、反応器の材料収容ホラ・ξ中に圧入され
る。

腐敗発酵反応器は、材料収容ホラ・ξ及び２軸ミキサ並
びにこのシステムに属する他のスヘての搬送手段は相互
に気密に結合されて℃・るか、又は気密弁によって閉鎖
されている。

換気装置によって材料収容ホラ・ξ中に圧入される、暖
かい空気混合物は、該ホッパ中で約７〜１０ｍｍ（水柱
）の退館を生ずる。空気、従って酸素を腐敗発酵物中に
圧入するため、この方法で反応器又は腐敗発酵材料の下
に作られる”エアクッション”の僅かな圧力では、もち
ろん充分ではない。“エアクッション”は、単に、反応
器又はそこで起る好気性腐敗発酵工程に酸素を光分量で
、間断なく提供するという課題を有するにすぎない。

その形状において冷却塔又は煙突に類似した腐敗発酵反
応器中で、この構築方式を特徴とする自動排気効果又は
自然通風効果が生じ、急速腐敗発酵工程の実施に利用さ
れる。

自然の空気運動のこの自律性は、もちろん、空の、即ち
腐敗発酵材料が供給されていない反応器中でのみ完全に
有効になる。自動排気効果は、材料の堆積が増加すると
共に減少するが、中に装入する前に、含水率最高５０％
の、弛（・粒状生成物が生じるまで、同種の乾燥物と混
合する。この混合物の嵩密度は約６５０ｋｇ／ｍ２であ
るので、反応器中に材料を装入すると、多孔性の、弛い
及び空気透過性堆積が生じる。

腐敗発酵工程が開始し、進行すると共に、腐敗発酵反応
器中の温度は上昇し始め、１６〜２４時間後には、反応
器の高さの２／４のところで７２〜７８℃の温度に達す
る。

腐敗発酵工程に熱い、酸素に富む空気を供給する緩和な
過圧並びに腐敗発酵工程の進行によって起る温度帯域（
第４図；１／４冷、２／４暖かい、１／４冷）によって
、反応器の形状に基づく自動排気効果が再び有効になる
。

自動排気を生ずる吸引流並びに反応器のＦでエアクッシ
ョンを形成する、温風の自然上昇性によって、好ましい
空気交換、従って腐敗発酵に必要な、光分量の酸素の侵
入が行なわれる。

工業的規模での広範な試験により、反応器内を流通する
空気の酸素の利用又は腐敗発酵工程での酸素の供給は比
較的小さいことが判った。これは一般に２５〜２７％で
ある。　・ これに反して、腐敗発酵材料１　ｍ３当りの空気の必要
量は約１２０　ｍ３／ｈと比較的高い。即ち、・々イパ
ス系より材料収容ホラ・ξ中に吸引される空気を、エア
クッションの酸素含有率が腐敗発酵材料への可能な最大
酸素量を確実に供給する程度の量と混合しなければなら
ない。

腐敗発酵工程を制御する主な要素は、熱電対による温度
制御である。反応器の高温帯域における理想的腐敗発酵
温度は約７４°Ｃであり、この温度では前記のように、
数時間後に腐敗発酵材料中に存在する寄生虫等が除去さ
れる。従って、温度のそれ以上の上昇は必要でなく、ま
た望ましくもない。

温度制御及びローラ格子の駆動装置並びに材料収容ホッ
パの出口にフランジ結合されている２軸ミキサの駆動装
置及びこれに取付けられた垂直スクリュコンベヤの駆動
装置を、・ξルス制御装置によって、温度制御される材
料の積み直しが達成されるように、結合するのが有利で
あることが判明した。温度制御装置が反応器の高温範囲
で数時間にわたって７４℃を示す場合、温度制御装置は
その測定値を、ローラ格子、２軸ミキサ及び垂直スクリ
ュコンベヤを駆動させる制御装置に伝達する。この装置
の始動によって、腐敗発酵材料は、熱い材料が高温帯域
を出るまで、下方から上方へ積み直され、反応器の高温
範囲に冷めたい材料がすべり落ちることによって（温度
制御装置で判る）、積み直し工程は終了する。積み直し
工程の進行前に、各コンベヤ装置を相互に気密に閉鎖す
る気密弁が自動的に開放され、エアクッションを作る換
気装置が停止される。積み直し工程の終了後、初めの駆
動状態は再び自動的に作られる。

材料の積み直し工程は、本発明の腐敗発酵装置の主な特
徴の１つである。腐敗発酵反応器の前ａビの形によって
、反応器中にある腐敗発酵材料の堆積全体は反応器底部
を形成するローラ格子上にある。約３００ｆｌの軸間隔
で相互に平行に配列されたローラは、その全長に、それ
ぞれ４列の平鋼製の歯を有する。各層・２４２列はロー
ラの円周に対して約９０’で設けられている。

ローラは、第一〇ローラの１個のス・ξイクが第二〇ロ
ーラの２個のスノξイクの間にあるように、配置される
。各層・ξイク相互距離は約５０龍であり、各スパイク
の材料の厚さが約１２１ｍである。ローラ格子を最終的
に設置すると、ス／？イクからスノ？イクへの距離は約
１９ｉｎである。

谷ス・？イクのかみ合いによって、ローラ格子上にある
腐敗発酵材料の落下はローラグー静止状態では実際には
起らない。ローラ格子の駆動は、ロー＝シ毎のギヤによ
って行なわれる。

ローラの１個は、付加的っめ車及びこれに属するつめ機
構を有し、油圧ピストンで駆動される。

ローラ格子のローラを腐敗発酵工程の進行中、ゆつ（り
回転させると、突出しているス・ξイクがその上に静止
している材料を落し、材料収容ホッパー中に投入する。

腐敗発酵材料はホッパからその下にフランジ結合された
２軸ミキサ中に落下し、該ミキサは材料を垂直スクリュ
コンベヤ中に送り、同時に材料を解きゆるめ、常に混合
する。腐敗発酵材料は、垂直スクリュコンベヤによつ゛
て上方へ運ばれ、再び反応器中に投入される。腐敗発酵
材料は垂直スクリュコンベヤに部分的に衝突して、スク
リュコンベヤの回転及びスクリュ螺条による材料の自然
の挙動によって、下方にすべり、小さく、湿った球状に
成形される。この方法で搬送工程の間に自動的に形成す
る、それらの小球状体は、反応器中で腐敗発酵材料の弛
い多孔性堆積の形成を保証する。

小球状体の安定性が機械的に改善されたにもかかわらず
、反応器中に堆積された材料を破壊する圧力は、もちろ
んこの場合にも、ある高さからは防止されない。反応器
の形状及び搬出機構の共同作用により、反応器内容物全
体が常に全部又は部分的に閉塞することなく移し変えら
れる。”移し変え′°なる用語は、回転（材料の攪拌を
意味する）と同一ではない。

本発明における”移し変え″とは、下記のものを表わす
； 反応器中に堆積された腐敗発酵すべき、屑状材料が反応
器の底面上で同時にかつ均一に掘り下げられ、機械的に
ときほぐされ、一つの構造を得て再び反応器中に送られ
る。即ち、材料は層状で下方に送出され、同様に層状で
上方へ再び投入される。この工程で各層は混合されるが
、決して反応器の内容物全体が混合されるのではない。

この積み変え工程で、この方法を申し分なく機能させる
ため、無条件に必要な２つの目的が達成される。

堆積物が静止している場合、圧力は反応器の下１／３で
益々高（なるので、酸素の吸収に必らず必要なガス透過
性孔の割合は、圧力の高さの増加にほぼ比例して減少す
る。

この積み変え工程は毎日１回又は数回実施されるので、
反応器中の腐敗発酵材料の多孔性は常圧完全に保証され
ている。

この場合この工程の頻度は、ガス透過性孔が完全に閉鎖
される程圧力を高くしない程度の静止時間にするように
、調節する。

掘り下げ後の腐敗発酵材料の機械的ときほぐしは、大気
圧条件下で行なわれる。材料はときほぐし工程の間に新
鮮な空気にさらされ、反応器中に再投入される前に新鮮
な空気又は酸素を多量に含むようになる。しかしこの１
飽和”は、本来の分解工程を進行させるには、充分では
な℃１゜ 腐敗発酵反応器が上方へ向って円錐形に推移する形状を
有し、底面が四角形で、その全面にローラ格子が配設さ
れていることにより、ローラ格子上にある材料が均一に
搬出される。これにより反応器中でブリッジは形成しな
い。

前記の搬送装置、例えば２軸ミキサ及び垂直スクリュコ
ンベヤは、工程中の腐敗発酵材料の積み変えのためばか
りでな（、反応器に新しい、腐敗発酵すべき混合物を調
製、装入するためにも使用される。反応器に装入するに
は、同様に”エアクッション”を生ずる換気装置のスイ
ッチを切り、搬送装置を相互に閉鎖する気密弁を全部自
動的に開放する。

続いて、予め腐敗発酵した特殊な乾燥物を貯槽から無段
階に調節しうるスクリュコンベヤにより２軸ミキサ中に
計量装入する。

同時に、同様に量を調節しうるスクリュコンベヤより、
予め脱水された、腐敗発酵すべき湿潤材料を２軸ミ４す
に供給する。

２軸ミキサ中で両材料は、常に激しく混合されなから、
垂直スクリュコンベヤに供給され、該コンベヤにより前
記の方法で腐敗発酵反応器中に投入される。腐敗発酵反
応器に新しい腐敗発酵材料を装入する時点で、該反応器
は既にｖ３まで空になっているので、反応器中には極め
て僅かな材料しか残っていない。新しい腐敗発酵材料中
で急速に腐敗発酵反応を起させるため、反応器中に残さ
れた、約５０〜６０℃の暖かい腐敗発酵材料が種として
使用される。

即ち、新しい生成物の種に使用される材料が混合工程の
間に同様に計量されて２軸ミキサー中に供給されねばな
らない。このことは、混合工程の間に腐敗発酵反応器の
ローラ格子を緩徐に回転させることによって行なわれ、
その際ローラ格子上にある材料は前記の方法で材料収容
ホツノξ−により２軸ミキサ中に運ばれ、次に種及び新
しい材料を垂直スクリュコンベヤへの途上で同様に強力
に相互に混合する。

腐敗発酵工程を実施する前記方法及び殊に前記装置は、
従来公知の種々の方法及び装置とは、本質的に異なる。

この根本的な改良は、予め脱水された浄化汚泥及び動物
の排泄物の急速腐敗発酵方法にも、この方法を実施する
ため開発された装置にも該当する。前記の装置には自体
公知のユニットが使用毎れるが、これを急速腐敗発酵法
の実施のため組合せること及びそれにより達成されるべ
き目的は全く新規である。

【図面の簡単な説明】

第１図は好気性腐敗発酵装置の略示系統図、第２図は腐
敗発酵反応器の形状を示す斜視図、第３図は反応器底部
を形成するス・ξイクローラ格子の一部分の斜視図、 第４図は反応器内の温度及び空気の変動経過を示す、腐
敗発酵反応器を通る垂直断面図、第５図は臭気吸収体と
して使用される反応器の蓋の断面図、 第６図は腐敗発酵すべき湿潤物の、質量の流れ及び容量
の流れとしての物質収支を示すグラフ、 第７図は腐敗発酵反応器中での、この方法に代表的な温
度発生を示すグラフ、 第８図は７日間の好気性腐敗発酵工程の間の、この方法
に代表的な温度発生を示すグラフである。 ｌ・・・予備脱水機、２・・・貯槽、３，６，７．４７
　　・・・スクリュコンベヤ、４・・・２軸ミキサ、５
・・・乾燥物貯蔵室、９・・・腐敗発酵反応器、１０山
ローラ格子、１３・・・腐敗発酵材料、１４・・・材料
収容ホッーン、２０・・・蓋、２４・・・スポンジゴム
マット、２５・・・温度ゾンデ、２７・・・通風導管、
３９・・・スクリュプレス、４２・・・乾燥塔、４４・
・・換気装置、４５・・・取付物、４６・・・材料流出
ボッ・ξ、４８゜４９・・・スパイクローラ、５ｏ・・
・破砕機、５３・・・サイクロン、５４・・・ダストフ
ィルタ、５６・・・加熱ガス発生器 第５図 手続補正書（方式） 昭和５７年１２月２８日 特許庁長官殿 １、事件の表示　　昭和５７年特許願第１１６３３８号
２、発明の名称 有機固体の好気性腐敗発酵装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　　テヒトランスファー　グー、エム、べ−、ノ１
−図　　面 ７、補正の内容 別紙の通シ 但し図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　腐敗発酵物をより乾燥せる同種材料と混合して腐敗
   発酵混合物をつくるための混合ステーション、有利にロ
   ーラ格子として構成されている腐敗発酵物用支持面を有
   する腐敗発酵塔を有し、該塔は翫き鳳へ〜麹篤※、腐敗
   発酵すべき材料用の温度測定装置、及び腐敗発酵物を覆
   うためのガス透過性で水蒸気凝縮性の蓋を備え、かつ取
   出された腐敗発酵物を再供給するための運搬装置ならび
   に腐敗発酵塔に後接された、空気導入スリットを有する
   取付物を備える乾燥塔を有することを特徴とする有機固
   体の好気性腐敗発酵装置。 ２　温度測定装置が腐敗発酵塔の全高にわたって分布さ
   れている、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、　腐敗発酵塔がローラ格子の下方の空間に送風する
   空気循環装置を有する、特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 ４　腐敗発酵塔及び乾燥装置に供給するためのコンベヤ
   装置を備える、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５　乾燥装置に、腐敗発酵した材料を例えば小棒状に成
   形するためのプレスが前接されている、特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 ６　乾燥塔の取付物は例”えばその表面に空気スリット
   を備える中央のピラミッド状組込み体を取囲み及び／又
   は例えば乾燥塔の内壁上に配置されて℃−・るスリット
   付薄板を有し、さらにかかる取付物は有利に１以上の例
   えば長方形の吐出スリットを決定し、該スリット中へ少
   なくとも１つ宛のローラが、搬出装置として役立つスパ
   イクローラとして配置されている、特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ７、　乾燥装置に破砕機が後接されていて、その出口が
   運搬装置に接続している、特許請求の範囲第１項記載の
   装置。