JPS626797B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、都市ごみ、農村廃棄物、し尿、下水
汚泥などの有機質物の処理装置で、特にこれらの
有機質物を堆肥化させる発酵槽に関するものであ
る。

発酵槽の据付面積当りの処理能力を増すため
の、多段の仕切板からなり、原料を順次下段に落
下させる方式の公知の縦形多段式発酵槽は、横形
発酵槽に比べて据付面積当りの処理能力を段数倍
に増加できる利点がある。しかし、従来の多段式
発酵槽においては、各段の仕切板は水平もしくは
一定傾斜の仕切板で構成してあり、原料の堆積面
積が各段とも同一であるが、原料は発酵して上段
から下段に落下するほど分解し減容するので、堆
積高さが上段から下段にいくほど低下する。一般
に、原料の堆積高さが高過ぎると原料が自重によ
つて圧密されるとともに塊状となり、通気性が阻
害され、好気性発酵の進行が遅れかつ部分的にク
ロストリジウム属などの嫌気性細菌による嫌気性
発酵を起し、プロピオン酸、酪酸、吉草酸などの
低級脂肪酸、あるいは硫化水素、硫化メチル、メ
チルカプタンなどの悪臭物質を生成し、強い臭気
を発生する。この傾向は、特に含水率の高い有機
質物を原料とした場合に著しい。一方、原料の堆
積高さが低過ぎると、原料は好気性細菌である放
線菌などの微生物の働きによる好気性発酵による
発熱量よりも、単位原料当りの堆積表面からの放
熱量の方が過大となり、原料温度が低下し好気性
細菌の活性に適した温度を維持できない。

従来の多段式発酵槽では通常、有機物質の原料
の性状によつてほぼ適当な所定の堆積高さを決定
し、上段から下段までの全段について同一の堆積
面積としていた。このため、上段あたりで堆積高
さが適切であれば、その段においては自重による
圧密がなく好気性発酵が進行するが、下段あたり
に原料が落下してくると、原料は次第に分解して
減容し堆積高さが低下するため、放熱量が上段あ
たりに比べて増大し、原料温度を所望の温度に維
持できなくなる。その結果、有機質物の原料の分
解が未完了であるにもかかわらず、好気性高温細
菌、放線菌などの活性が弱化するのと併せて原料
の温度が低下するので、堆肥化が終了したものと
錯覚させて取り扱われる欠点があつた。また、下
段あたりにおいて、堆積表面からの放熱量と、好
気性細菌、放線菌などによる発熱量との熱収支の
適切な均衡がとれるように、原料が分解して減容
したときの堆積高さを適切な高さとした場合に
は、上段あたりで原料の堆積高さが過大となり、
原料が自重で圧密され、塊状となるので、好気性
発酵の進行が遅れ、部分的にクロストリジウム属
などの嫌気性細菌による嫌気性発酵が起り、プロ
ピオン酸、酪酸、吉草酸などの低級脂肪酸や、硫
化水素、硫化メチル、メルカプタンを含む硫化物
などの悪臭物質を生成し、強い臭気を発生する欠
点があつた。

本発明は、上記欠点を解消し、原料の分解、減
容に適応して、原料の堆積面積を減じ、原料の堆
積高さを適切に維持して、原料が自重で圧密され
かつ塊状になり部分的に嫌気性発酵し、あるいは
原料の堆積表面からの放熱量が多すぎその分解が
未了状態であるにもかかわらず好気性の細菌、放
線菌などの微生物の活性の弱化のため堆肥化が終
了したような状態になることを防ぎ、効率的な好
気性発酵によつて堆肥化を終了させる多段式発酵
槽を提供するものである。

本発明に係る多段式発酵槽を図面に示す実施例
に基づいて説明する。図において、所要の内容量
を有する縦形多段式発酵槽１は、その内部が仕切
板２を介して複数の発酵室Ａ，Ｂ，Ｃ………に、
段階状に分割されている。各仕切板２は開閉式、
あるいはスライド式などに構成され、各段の仕切
板２上に堆積される都市ごみなどの有機質物の原
料３，３′，３″………を所定時間経過後に、各段
に設けられた仕切板開閉動作装置１０の動作によ
り連動制御されて形成される仕切板２の開口１１
から下段発酵室に落下移動させるように構成され
る。発酵槽１の最上段の発酵室Ａの上方に、原料
を供給するための供給コンベア８を設け、該発酵
室Ａ内には供給された原料を均一にならして所定
の堆積高さにする第１，２図に示すならし装置１
２を設け、最下段の発酵室下方に、発酵処理され
た生成堆肥を発酵槽１外へ搬出する排出コンベア
９を設ける。

本発明において特徴とするところは、図示のご
とく、各上段の仕切板２に傾斜を設け、仕切板の
角度αを上段より下段に移行するに従つて減少
し、最下段では水平に構成することにある。仕切
板２の傾斜角度は原料の性状、堆肥化に伴なう微
生物による原料の分解に起因する原料の減容度合
によつて決定され、通常の厨芥類を主体とする都
市ごみを原料とする場合には、最上段の仕初板の
傾斜角度は25〜45゜の範囲が好適である。これに
より、各段で原料を堆積する仕切板の面積が下段
ほど小さくなり、最下段の面積は最上段の面積の
cosα倍となる。最上段の仕切板の面積をａとす
れば、最下段の仕切板の面積ａ・cosαであるか
らａ・cos25゜〜ａ・cos45゜、すなわち0.91a〜
0.71aに減少する。この結果、原料が最上段仕切
板から最下段仕切板に達したときに、発酵分解に
伴なつて原料に９〜29％の減容があつたときに
も、その堆積高さは最上段から最下段まで変わら
ずに250〜400mmの適正な所定高さが保たれる。

仕切板２の傾斜下方端縁、すなわち発酵槽１の
側壁への隣接縁は該側壁に沿つて縦方向に設けら
れた汚水排出路４と連通し、汚水排出路４は、各
発酵室を構成する各段仕切板２の下方端縁とそれ
ぞれ連通しつつ下端において、外部への排出手段
を具備する汚水溜５に接続するように構成され
る。

仕切板２は、堆積された有機質物の原料３，
３′，３″………の通気性を向上するために、例え
ば鋼製多孔板などを用いて形成し、さらに仕切板
２を介して段階状に分割された各段の発酵室Ａ，
Ｂ，Ｃ………内の原料３，３′，３″………中に好
気性発酵に必要な空気を供給する送風装置６と、
この空気を発酵槽１外に排出する排風装置７をも
つて構成した通気装置を設け、ここにおいてこの
送風系と排風系は図の矢印で示すごとく、各段の
発酵室について交互段に一対として設けるもので
あり、これにより通気は一対をなす上段階の発酵
室内の有機質物から通気性の仕切板２を経由して
下段の有機質物を通過して排気されて、発酵に必
要な空気が供給される。空気の供給量は、投入原
料３の量、性状などに応じて発酵に適した量に定
める。

上述のごとく構成された本発明に係る多段式発
酵槽にて、都市ごみなどの有機質物を原料として
発酵させて堆肥化する作用を述べれば、あらかじ
め好気性発酵に適した粒度に砕碎した原料を、供
給コンベア８によつて最上段の発酵室Ａに供給
し、ならし装置１２で所定の均一堆積高さになら
す。高水分の原料の場合にも、原料３に含まれる
水分は傾斜した傾斜仕切板２に沿つて流れ出て汚
水排出路４を通り汚水溜５に抜きとられ、かつ原
料の自重によつて圧密されない程度の堆積高さに
なるので、原料中への均一な通気が行われる。こ
の結果、原料３中に自然の状態で生息している堆
肥化に有効な好気性の微生物が早期に増殖し活性
状態となるので、嫌気性細菌の嫌気性発酵による
低級脂肪酸や硫化物などの悪臭物質の生成による
臭気の発生がなく、早期に好気性高温発酵が行わ
れ、原料温度が55〜65℃に上昇して堆肥化が進行
する。ここにおいて、所定時間経過後に開閉動作
装置１０により仕切板２の開閉作業が行われる
が、その動作は、まず最下段の発酵室Ｇから行
い、順次にその上側の段の発酵質に移り、最下段
の堆肥を排出コンベア９で発酵槽１外へ排出する
とともに、最上段の空になつた発酵室Ａには供給
コンベア８で原料３を供給する。原料３，３′，
３″………はこのときの下に伴つて、自動的に混
合されるので、微生物の栄養源の分散均一化がな
される。このようにして原料は分解して減容しつ
つ下段に順次落下移送される。この間において、
例えば含水率が65％以上の高水分の厨芥主体ごみ
のごとく原料の含水率が大きい場合では、この原
料が最上段の発酵室Ａの仕切板２上に堆積される
と、原料中の水分が原料中から自然にじみ出て傾
斜した仕切板２に沿つて流れ、発酵槽１の側壁に
設けられた汚水排出路４から汚水溜５に集められ
る。また最上段に限らず、２段目以降の発酵室
Ｂ，Ｃ，………においても、原料が発酵して発酵
熱により蒸発する原料中の水分が上側の仕切板の
下面、すなわち堆積された発酵室の天井部分で結
露水となるが、その水分も傾斜仕切板に沿つて流
れ汚水排出路４から汚水溜５に集められる。

上記のごとく原料は順次所定時間経過後、下段
の発酵室への落下移送段階において、好気性発酵
による分解に伴い減容するが、本発明に係る発酵
槽においては、原料の減容度合に見合うよう傾斜
した仕切板２の傾斜角度αを下段ほど低下させ、
原料の堆積面積を下段ほど減少しているので、原
料の堆積高さは、上段発酵室から下段発酵室にお
けるまで、全般にわたつてほぼ所定の一定高さが
維持される。

原料の所定の堆積高さは、例えば厨芥主体の都
市ごみの場合には、含水率や破碎粒度によつて範
囲があり、250〜400mmが適当である。

本発明は上記の実施例のごとく、各段の床を仕
切板で構成する場合に限らず、各段に水平床を備
えた公知の多段垂直円筒形発酵槽において円筒軸
を中心として回転するレーキにより各段の原料を
混合しつつ移動させる場合、あるいは回転掻板を
有する撹拌ユニツトで各段の原料を混合しながら
移動させる場合にも、各段の床を本発明に係る傾
斜板のごとく傾斜角度を順次に変化させて構成す
ることにより、本実施例と同様な作用効果を得る
ことが可能である。

本発明は以上のごとく構成され、作用するの
で、有機質物の原料の堆肥化処理段階において、
分解、減容しつつ下段に落下移送される原料は、
これを堆積する格段の仕切板の面積が次第に低減
するように構成されているので、水平または一定
傾斜、すなわち一定堆積面積をもつ従来形式の仕
切板における状態とは異なり、下段に移送された
ときの堆積高さが低下しないので、原料の堆積表
面からの放熱量と好気性微生物による発熱量との
熱収支が均衡し、従来の多段式発酵槽におけるご
とき放熱による原料の温度の低下、さらには好気
性高温微生物の活性の減退が防止される。原料が
下段に落下移送されても上記のごとく原料の放熱
量と発熱量の均衡により、原料温度が55〜60℃の
適温に持続されるので、原料が好気性高温微生物
によつて分解されて堆肥化を完了するまで、該微
生物の活性が常に持続されて、効率的な堆肥化が
遂行でき、有機質物の堆肥化処理に極めて顕著な
効果を上げることができる。

本発明による多段式発酵槽を用いて都市ごみな
どの原料を堆肥化処理した場合、約７時間の短期
間でＣ／Ｎ値を低下、還元糖態炭素割合を低下
し、PH値を８〜９として、発酵を終了した良好な
堆肥とすることを可能にする

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す有機質物の
処理装置の概略説明図、第２図は第１図の線−
に沿つてとられた部分断面図である。 １：発酵槽、２：仕切板、３，３′，３″……
…：原料、４：汚水排出路、５：汚水溜、６：送
風装置、７：排風装置、８：供給コンベア、９：
排出コンベア、１０：開閉動作装置、１１：仕切
板開口、１２：ならし装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 縦形に配置された多段の仕切板を備え、廃棄
   物などの有機質物原料を順次上段から下段に落下
   させる多段式発酵槽において、前記格段の仕切板
   を傾斜させて設置し、前記仕切板の傾斜角度を上
   段のものより下段のものほど漸次に減少して、配
   置することを特徴とする多段式発酵槽。