JPH0733573A - 堆肥化方法及び装置並びにこの装置に用いる回転ドラム式発酵槽及び製品貯槽 - Google Patents
堆肥化方法及び装置並びにこの装置に用いる回転ドラム式発酵槽及び製品貯槽Info
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Abstract
を連続的かつ効率的に発酵堆肥化すること。 【構成】 発酵槽5内に投入された高含水有機性廃棄物
を、中間堆肥と攪拌混合するとともに細かく破砕して、
好気的状態に変化させる。発酵槽5内温度又は発酵槽5
内から排出される排ガス中の炭酸ガス量を測定し、発酵
槽5内の有機性廃棄物の発酵堆肥化状態を検知する。こ
の測定値から有機性廃棄物を最適発酵堆肥化状態とする
ための空気供給量を決定・制御して発酵槽5内に供給
し、有機性廃棄物を堆肥化発酵させるとともに、発酵に
伴って発生する60〜70℃の高温の湿り排ガスから熱
回収して50〜60℃の温水または温風を得る。
Description
残渣などの高含水有機性廃棄物についての堆肥化方法及
び堆肥化装置並びにこの装置に用いる回転ドラム式発酵
槽及び製品貯槽に関するものである。
えば、家庭系厨芥残渣、事業所系厨芥残渣あるいは食品
事業所や農林水産業から排出される有機性残渣があり、
これらの有機性廃棄物は1日当たり3万トン以上も発生
している。そして、これら有機性廃棄物のうち、特に微
生物で分解可能な窒素化合物を含有するものは、化学肥
料により痩せた土地の地力回復に有望な肥料原料として
利用されている。
水分含有率が80%前後と高く、この高い水分含有率の
ままでは、原材料が空気中の酸素と結合困難な嫌気的条
件となる。そこで、堆肥化発酵に必要な好気的条件を形
成するため、有機性廃棄物を原材料とした堆肥化方法
は、有機性廃棄物を60%前後の水分含有率となるまで
水分調整することを必須として堆肥化発酵を行うもので
あるが、従来の堆肥化方法ではつぎの〜に列挙する
ような問題点がある。
高いため、原材料である有機性廃棄物が空気中の酸素と
結合困難な嫌気的条件になって、堆肥化発酵に必要な好
気的条件が形成されず、水分調整をしなかったり、また
は水分調整をしてもそれが不十分な場合には、有機性廃
棄物を堆肥化できない。
物を水分調整して水分含有率を60%前後とするために
は、有機性廃棄物の中に水分調整材(おが屑、米ぬか、
返送堆肥、ゼオライト等)を投入する必要があるが、こ
の水分調整材の安定供給が難しく、かつ処理コストが高
くつく。
水分含有率を60%前後まで下げることで堆肥化発酵を
行おうとすると、大量の水分調整材が必要なため、投入
材料量が多くなり、その結果、発酵装置が大きくなる。
物を熱的乾燥操作により、水分含有率を60%前後に水
分調整する方法もあるが、この方法では設備費および運
転費用が高くつき、実用における経費面で困難になって
いる。
に水分調整された原料に対して送風を行い、発酵ととも
にその発生熱で堆肥の乾燥を促しているので、バクテリ
ア・放線菌等の微生物が最も活発に働く水分含有率が6
0%前後の状態は一次的にしか作り出されておらず、乾
燥が進むと同時に発酵分解速度が低下する。
の排ガス中の水蒸気および炭酸ガス成分から発酵分解状
況を把握していないため、常に、最適発酵条件で堆肥化
発酵を持続できなかった。
酵は堆肥の堆積発酵ともいわれているが、通気および温
度管理が不十分であるために最適発酵条件が持続せず、
堆肥化が完了するまでに長時間かかりすぎる。
ガスをそのまま脱臭設備に導くか、大気へ放出してお
り、排熱は全く有効利用されていない。一方、発酵槽か
らの60〜70℃の高温の湿り排ガスは、もともと安価
であり安定した脱臭方式である吸収塔、生物的脱臭塔内
における水量及び温度上昇をもたらし、脱臭性能を著し
く低下させるので、これらの脱臭装置の選択には制約が
あった。
ものであって、従来、堆肥化発酵処理が困難であった水
分含有率が80%前後の有機性廃棄物を、安定して好気
的条件下で堆肥化発酵処理を可能とするとともに、その
処理速度も大幅に向上させることができ、しかも発酵熱
を回収して温水や温風を取り出せる堆肥化方法及び堆肥
化装置並びにこの堆肥化装置を構成する回転ドラム式発
酵槽と製品貯槽を提供することを目的としている。
ために、請求項1の本発明堆肥化方法は、発酵槽内に投
入された水分含有率が80%前後の高含水有機性廃棄物
を、上記発酵槽内に滞留している水分含有率が40%前
後の中間堆肥と攪拌混合するとともに細かく破砕し微粒
化して、その表面積を拡大することにより空気との接触
面積を増大させて嫌気的状態から好気的状態に変化させ
るとともに、発酵槽内温度または上記発酵槽内から排出
される排ガス中のCO2 量を測定することで発酵槽内の
有機性廃棄物の発酵堆肥化状態を検知し、この測定値か
ら上記有機性廃棄物を最適発酵堆肥化状態とするために
必要な空気の供給量を決定し、供給空気を上記必要量と
なるように制御して発酵槽内に供給することにより、有
機性廃棄物を堆肥化発酵させるとともに、発酵に伴って
発生する60〜70℃の高温の湿り排ガスから熱回収し
て50〜60℃の温水または温風を得ることとしている
のである。
料フィーダから供給される有機性廃棄物を堆肥化発酵処
理するための発酵槽と、この発酵槽で処理された中間堆
肥を貯蔵しつつ、完熟堆肥とするための製品貯槽と、上
記発酵槽から排出される60〜70℃の水蒸気飽和状態
の排ガスを水または空気と熱交換して50〜60℃の温
水または温風を取り出すとともに上記熱交換した排ガス
を30℃以下に冷却する排ガス熱交換器と、上記発酵槽
および製品貯槽から排出されるアンモニアを主成分とす
る排ガスを脱臭処理するための吸収塔および生物的脱臭
塔と、上記吸収塔からの排ガスを吸引し、上記発酵槽か
ら吸収塔までの装置と配管からの臭気もれを防ぐ為の脱
臭用ブロワと、上記発酵槽内温度または上記発酵槽から
排出された排ガス中のCO2 量の測定値から有機性廃棄
物を最適発酵堆肥化状態とするために必要な空気の供給
量を求め、この必要量の空気を発酵槽内に供給するため
の供給制御手段とを備えさせているのである。
槽は、断続的に回転可能なドラム本体と、このドラム本
体と独立して回転可能なようにドラム本体内を貫通状に
設置された攪拌機と、上記ドラム本体の内壁に配設され
た複数の中間堆肥持ち上げ用リフタと、上記ドラム本体
内に滞留する中間堆肥を含む有機性廃棄物中に酸素の豊
富な空気を供給すべく、ドラム本体内に外部から挿入さ
れた給気母管及びこの給気母管の軸方向に所定の間隔を
存して延出状に設置された分散管とで構成しているので
ある。
堆肥の投入口と完熟堆肥の取り出し口、及び中間堆肥を
熟成・乾燥するために必要な空気の給気口とその排気口
を設けた縦型円筒状の貯槽本体の内部に、堆肥中に含ま
れる不純物や非分解物を分離するスクリーンと、上記供
給された空気と中間堆肥との接触を良好ならしめるため
の循環リフタを配設し、安定して水分含有率が30%前
後の完熟堆肥を取り出せるように構成しているのであ
る。
内に投入され、堆肥化処理される有機性廃棄物の水分
は、1時間当たりの有機性廃棄物投入量の120〜17
0倍の上記発酵槽内に滞留している中間堆肥と攪拌混合
し、かつこの発酵槽内に送給される空気によって乾燥さ
れ水分調整されて最適発酵堆肥化条件となるように制御
されるので、常に好気的条件で堆肥化処理がなされる。
蔵する製品貯槽にも空気が送りこまれて中間堆肥を熟成
乾燥させるので、水分含有率が30%前後の完熟堆肥化
がなされる。したがって、発酵槽内の有機性廃棄物の水
分調整を投入前に行うことなく好気的条件下において高
温性微生物を多量に増殖させることができるので、最適
条件下で有機性廃棄物を高速発酵させることができる。
から発生する排ガス中のアンモニアを主成分とする悪臭
成分は吸収塔や生物的脱臭塔によって除去されるので、
排ガスの無臭化をも同時に図ることができる。また、発
酵槽から排出される60〜70℃の排ガスを30℃以下
に冷却して吸収塔へ導く過程で、50〜60℃の温水や
温風を取り出すことができる。
づいて説明する。図1は本発明の一実施例である堆肥化
装置全体を示すフローシート、図2は発酵槽の拡大図を
示し、同図(a)は発酵槽の断面図、同図(b)は
(a)図のaーa線断面図、図3は発酵槽内への最適空
気量を制御し供給するためのシステムを説明するための
図、図4は製品貯槽の拡大図である。
ト、2はドラム転倒装置であり、これら原料ホイスト1
とドラム転倒装置2によって、ドラムに収容された有機
性廃棄物は原料受入ホッパ3内に荷揚げされ、投入され
る。そして、この原料受入ホッパ3内に貯留された有機
性廃棄物は、原料受入ホッパ3の取り出し口部に配置さ
れた原料フィーダ4によって後述する発酵槽5へ連続的
に投入される。
造の回転ドラム発酵槽(以下、単に「発酵槽」という)
で、図2(a)(b)に示すように、断続的に回転する
ドラム本体5aと、上記原料フィーダ4によってこのド
ラム本体5a内に投入された有機性廃棄物の水分を調整
するために、ドラム本体5aとは独立して回転可能なよ
うにドラム本体5a内を貫通状に設けた回転軸5bに取
り付けられた攪拌機5cと、ドラム本体5a内に滞留す
る中間堆肥を含む有機性廃棄物中に酸素の豊富な空気を
供給するために、ドラム本体5a内に外部から挿入され
た給気母管5dと、この給気母管5dのドラム本体5a
内に位置する部分における軸方向に所定の間隔を存して
延出状に設置された分散管5eと、ドラム本体5aの回
転によって発酵中の有機性廃棄物が切り返されるのを効
果的に行えるように上記ドラム本体5aの内壁に配設さ
れた複数の中間堆肥持ち上げ用リフタ5fとで構成され
ている。
は、上記したようなドラム本体5aの内部に配設された
装置の支持と気密性を保持するための前部フッド5gと
後部フッド5hが設けられ、また後部フッド5h側内部
には、ドラム本体5a内における有機性廃棄物の保有量
を一定に保つための堰板5iが設けられている。
搬送する湿堆肥コンベアであり、この湿堆肥コンベア6
によって搬送された湿堆肥は一旦湿堆肥フィーダ7内に
投入され、湿堆肥フィーダ7では上記発酵槽5と後述す
る製品貯槽8との内部圧力のバランスを保ちつつ湿堆肥
を製品貯槽8内に投入する。
湿堆肥を乾燥させるとともに、乾燥製品化した堆肥を貯
留する製品貯槽であり、図4に示すように、湿堆肥の投
入口8aと乾燥製品化した堆肥の取り出し口8bを設け
た縦型円筒状貯槽本体8cの内部に、湿堆肥フィーダ7
から投入された湿堆肥中に含まれる不純物や混入してい
る食器片等の非分解物を除去すべく分離するスクリーン
8dと、この分離された湿堆肥とこの製品貯槽8内で既
に乾燥製品化された乾燥堆肥とを強制的に循環・攪拌す
るとともに、貯槽本体8cに設けた空気の給気口8eか
ら供給された乾燥用空気との接触を良好ならしめるため
の垂直回転スクリュー式の循環リフタ8fを配設した構
成となされている。
排気口であり、この排気口8gから乾燥排気とともに飛
散する乾燥堆肥微粒子は、捕集器9で捕捉・回収され、
取り出し口8bから取り出される乾燥堆肥とともに製品
となされる。
外部空気を供給するための空気供給ブロワ、11は上記
発酵槽5から排出される排ガスを排ガスダクト11aを
介して導入し、外部から取り入れた市水などの常温水と
熱交換して排ガスを冷却すると同時に、常温水を温水と
して熱回収する排ガス熱交換器である。
記発酵槽5からの排ガス及び製品貯槽8から排出される
乾燥排ガス等を脱臭用ブロワ13によって誘引し、これ
ら排ガス中に含まれる悪臭成分のうち予め主にアンモニ
アガスを水洗浄によって吸収除去するための水洗浄吸収
装置であり、水噴霧式の吸収塔12aと、この吸収塔1
2a内の水を循環して上部から噴霧するためのポンプ1
2bとで構成されている。
モニアガスを吸収除去された排ガス中の悪臭成分を上記
脱臭用ブロワ13によって送り込まれ、微生物(活性汚
泥)が増殖した液によって吸収・分解除去するための微
生物吸収装置であり、充填層式の脱臭塔14aと、この
脱臭塔14a内の液を循環させるためのポンプ14bと
で構成されている。
らの排ガス及び製品貯槽8から排出される乾燥排ガスを
水洗浄吸収装置12や微生物吸収装置14に誘引,送り
込むとともに、発酵槽5及び製品貯槽8内を負圧に維持
する作用も有している。
11aの途中に介設され、発酵分解によって発生するC
O2 ガスの濃度を測定するためのCO2 メータ、16・
17はそれぞれ発酵槽5へ送り込む空気量及び発酵槽5
からの排ガス量をCO2 メータ15の指示によって調節
する風量制御ダンパ、18は発酵槽5内の温度を測定す
る温度計、19・20はそれぞれ発酵槽5へ送り込む空
気量及び排ガス熱交換器11からの排ガス量を測定する
流量計、21・22は排ガス熱交換器11からの排ガス
温度及び排ガス熱交換器11への市水などの常温水温度
を測定する温度計である。
る。まず、ドラム缶に収容された水分含有率が80%前
後の有機性廃棄物は原料ホイスト1によって荷揚げさ
れ、ドラム転倒装置2によって原料受入ホッパ3内に投
入される。この原料受入ホッパ3から原料フィーダ4内
に供給された有機性廃棄物は原料フィーダ4内のスクリ
ューによって前進させられ、連続的かつ定量的に発酵槽
5内へ投入される。
内でまず攪拌機5cによって、発酵槽5内の中間堆肥と
攪拌・混合され、発酵に適した水分含有率が40〜60
%に直ちに調整されて通気性の良好な状態となる。
酵による自家発熱と、この発酵の状態を検知して最適量
に制御された空気の送り込みによって、好気的菌類が最
も活発な発酵分解を行う60〜70℃及び槽内の高湿度
雰囲気(75〜85%)の条件のもとで急速に発酵が進
行し、5〜7日間で完熟の湿堆肥(水分含有率が約40
%)となされる。なお、有機性廃棄物中の病源菌は、6
0〜70℃の温度となる発酵槽5内で殆ど殺菌されて死
滅する。
スダクト11aに取り付けられたCO2 メータ15によ
って検知され、発酵分解によって発生するCO2 ガス濃
度が4〜6%(乾燥排ガス基準)になるように風量制御
ダンパ16及び17によって空気量が調節される。な
お、発酵槽5内の温度は温度計18によって検知でき、
また、空気送り込み量及び排ガス量はそれぞれ流量計1
9及び20により検知できる。
0%の湿堆肥は、湿堆肥コンベア6及び湿堆肥フィーダ
7により製品貯槽8内に投入される。製品貯槽8内に投
入された湿堆肥は、まずスクリーン8dによって原料有
機性廃棄物中に混入した食器片などの異物が取り除か
れ、製品貯槽8内に貯留されている乾燥堆肥中に落下
し、次いで循環リフタ8fによって乾燥堆肥とともに循
環・攪拌され、下部の吸気口8eから供給される空気に
よって循環・攪拌中に乾燥され、水分含有率約30%の
製品堆肥となって取り出し口8bから取り出される。な
お、製品貯槽8の排気口8gから排出される乾燥排ガス
中に飛散する堆肥微粒子は捕集器9によって捕捉され、
製品堆肥として回収される。
60〜65℃で排出される排ガスは湿度80〜90%の
飽和に近い水蒸気を含んでいるので、排ガス熱交換器1
1で熱交換されて30℃以下に冷却される際、この水蒸
気が凝縮することで原料有機性廃棄物の発酵発熱量の7
0〜80%が50℃以上の温水となって効率的に回収さ
れる。なお、排ガス熱交換器11を通過した排ガスの温
度は温度計21で、また熱回収された温水の温度は温度
計22によって検知される。
冷却された発酵槽5からの排ガスは、製品貯槽8からの
排ガス等と合流したのち吸収塔12a及び脱臭塔14a
に導かれて悪臭成分であるアンモニアガス及びその他の
臭気成分が吸収除去され無臭な排ガスとして大気に放出
される。
て、高速で円滑な発酵を行うためには、発酵に供する有
機性廃棄物の発酵槽5内における温度、水分及び送り込
み空気の通気性等の最適条件を急激に変動させないこと
が重要であるが、このためには以下に列挙する事項を満
足させることが有効である。
続投入すること。 2.空気の分散管5eをフレキシブルチューブとし、か
つこれらの先端がドラム本体5aの回転に伴って切り返
される有機性廃棄物中にスムーズに滑り込ませることに
より、送り込む空気の分散が全体的に均等となるように
すること。
と高さをもった複数のリフタ5fを回転軸5bと平行に
取り付け、ドラム本体5aの回転によって有機性廃棄物
が中間堆肥と混合されて圧密状にならず、通気性の良好
な状態をたもてるようにすること。
って切り返しによる発酵熱と発酵分解ガスの排出を変動
なく連続的に行えるようにすること。
置を用いた結果、以下のような成果が得られた。 高速堆肥化によって有機性廃棄物の大幅な減量化が
計られ、製品堆肥は水分含有率30%程度の完熟堆肥化
肥料として有効利用が可能である。
池等が混入していても、高速堆肥化により腐食破壊する
前に排出されるので、容易に分離が可能で堆肥の安全性
が確保される。 90%以上の有機物分解が可能で、この時の発熱反
応により水分の蒸発を可能とするため、有機性廃棄物の
水分が80%であっても水分調整材(おが屑、米ぬか、
ゼオライト等)なしに、堆肥化が可能である。
ゴミ中の有機物の減量化が大幅(95%以上)に可能と
なる。 発酵槽5内の中間堆肥を最適発酵条件(温度65℃
前後、水分含有率40〜60%)に維持するために、送
給される有機性廃棄物の水分変動に対し、水分が低いと
きにはCO2 濃度は高くなり、水分が高いときにはCO
2 濃度は低くなるように送風量の制御を行うことによ
り、円滑な堆肥化が可能となる。
密閉され、供給空気量及び排ガス量が最適に制御されて
いるので、発酵槽5からの排ガスは飽和水蒸気に近く、
排ガスと水又は空気との熱交換で水蒸気の凝縮による潜
熱が放出されて、熱回収が大きくなる。ちなみに本実施
例では、100kg/日の厨芥処理で20℃の水から5
0℃の温水1200kg/日が得られた。
ため、この湿りが発酵菌に必要な遊離水と同様な働きを
すると考えられる。この為、一般に発酵に適していると
言われる水分含有率60%前後よりも低い水分で発酵が
スムーズに進む。このことより、中間堆肥の水分を低く
でき、中間堆肥の性状をより一層好気的状態に保つのに
適したさらさらした状態にできるため、高速にて堆肥化
ができる。
高含水の有機性廃棄物を積極的に水分調整しなくても、
連続的に投入される発酵槽内で水分が調整され、発酵状
態を排出される排ガス中のCO2 ガス濃度を検知して調
節することにより、通常の7〜10倍の高速度で発酵堆
肥化処理ができ、かつ安定した完熟堆肥が得られるとい
う効果があり、さらに厨芥など有機性廃棄物再資源化を
低コストで図ることができるという効果もある。
フローシートである。
断面図、同図(b)は(a)図のaーa線断面図であ
る。
のシステムを説明するための図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 発酵槽内に投入された水分含有率が80
%前後の高含水有機性廃棄物を、上記発酵槽内に滞留し
ている水分含有率が40%前後の中間堆肥と攪拌混合す
るとともに細かく破砕し微粒化して、その表面積を拡大
することにより空気との接触面積を増大させて嫌気的状
態から好気的状態に変化させるとともに、発酵槽内温度
または上記発酵槽内から排出される排ガス中のCO2 量
を測定することで発酵槽内の有機性廃棄物の発酵堆肥化
状態を検知し、この測定値から上記有機性廃棄物を最適
発酵堆肥化状態とするために必要な空気の供給量を決定
し、供給空気を上記必要量となるように制御して発酵槽
内に供給することにより、有機性廃棄物を堆肥化発酵さ
せるとともに、発酵に伴って発生する60〜70℃の高
温の湿り排ガスから熱回収して50〜60℃の温水また
は温風を得ることを特徴とする堆肥化方法。 - 【請求項2】 原料フィーダから供給される有機性廃棄
物を堆肥化発酵処理するための発酵槽と、この発酵槽で
処理された中間堆肥を貯蔵しつつ、完熟堆肥とするため
の製品貯槽と、上記発酵槽から排出される60〜70℃
の水蒸気飽和状態の排ガスを水または空気と熱交換して
50〜60℃の温水または温風を取り出すとともに上記
熱交換した排ガスを30℃以下に冷却する排ガス熱交換
器と、上記発酵槽および製品貯槽から排出されるアンモ
ニアを主成分とする排ガスを脱臭処理するための吸収塔
および生物的脱臭塔と、上記吸収塔からの排ガスを吸引
し、上記発酵槽から吸収塔までの装置と配管からの臭気
もれを防ぐ為の脱臭用ブロワと、上記発酵槽内温度また
は上記発酵槽から排出された排ガス中のCO2 量の測定
値から有機性廃棄物を最適発酵堆肥化状態とするために
必要な空気の供給量を求め、この必要量の空気を発酵槽
内に供給するための供給制御手段とを備えたことを特徴
とする堆肥化装置。 - 【請求項3】 断続的に回転可能なドラム本体と、この
ドラム本体と独立して回転可能なようにドラム本体内を
貫通状に設置された攪拌機と、上記ドラム本体の内壁に
配設された複数の中間堆肥持ち上げ用リフタと、上記ド
ラム本体内に滞留する中間堆肥を含む有機性廃棄物中に
酸素の豊富な空気を供給すべく、ドラム本体内に外部か
ら挿入された給気母管及びこの給気母管の軸方向に所定
の間隔を存して延出状に設置された分散管とで構成した
ことを特徴とする回転ドラム式発酵槽。 - 【請求項4】 中間堆肥の投入口と完熟堆肥の取り出し
口、及び中間堆肥を熟成・乾燥するために必要な空気の
給気口とその排気口を設けた縦型円筒状の貯槽本体の内
部に、堆肥中に含まれる不純物や非分解物を分離するス
クリーンと、上記供給された空気と中間堆肥との接触を
良好ならしめるための循環リフタを配設し、安定して水
分含有率が30%前後の完熟堆肥を取り出せるように構
成したことを特徴とする製品貯槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17865693A JP3066225B2 (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 製品貯槽 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17865693A JP3066225B2 (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 製品貯槽 |
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|---|---|
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Family
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001191059A (ja) * | 1999-11-02 | 2001-07-17 | Taiheiyo Cement Corp | 発酵処理方法およびセメント製造方法 |
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-
1993
- 1993-07-20 JP JP17865693A patent/JP3066225B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001191060A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-07-17 | Taiheiyo Cement Corp | 発酵処理装置、セメント製造用原燃料製造設備およびセメント製造工場 |
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