JPH07500557A - 有機塵芥処理装置及び方法 - 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】 有機塵芥処理装置及び方法 発明の背景 本発明は、家庭、台所、ホテル、庭、農場及び種々の工業施設からの厨芥または 塵芥等の有機塵芥を含んだ屑材料の処理に関する。より詳細には、本発明は、上 記の屑材料を堆肥に醗酵及び分解することにより該屑材料を処理する装置及び方 法に関する。

現代の全ての工業社会は莫大かつ増加する大量の固体廃物及び塵芥を環境的に適 切で且つ経済的に妥当な方法で処理する上でのコストの上昇及び困難さの増大に 直面している。歴史的に見れば、塵芥または厨芥は屋外焼却、水路への投棄、ま たは公共埋立地への投棄等のいくつかの安価な手段の一つを用いて収集、処理さ れて来た。これらの処理手段の生態学的な影響が明らかになるにつれて、より安 全な処理手段をめる声が強くなって来た。塵芥を安全に処理する環境的に適切な 手段として次の三つの方法が出現して来た。即ち、（１）周囲の地下水への浸出 を防止するように考案されたコスト高の構造及び制御によるより進歩した埋め立 て、（２）制御された焼却、及び（３）堆肥製品の毒性を埋立地への事後の廃棄 または肥料としての使用に適切なまでに低減する堆肥化である。

有機材料の堆肥への微生物転化は地球上に生物が誕生したのと同じ位古い自然現 象である。堆肥化は農業目的で何百年もの間行われて来た。地域共同体の廃棄物 を処理する代替方法として堆肥化を利用するようになったのは比較的最近のこと である。世界中での堆肥化システムでは、多数の種または属の微生物が使用され て様々な種類の有機材料を醗酵させる。例えば、最近では固体廃棄物中のＰＣＢ 等の有毒有機材料を分解するようにされた微生物に注意が集まっている。

典型的な堆肥化方法では、ある一つの室が屑材料で満たされる。空気がその室に 供給されて好気高温度好性醗酵処理が持続される。醗酵中に生成された二酸化炭 素（Ｃｏ２）が蓄積すると上記処理が停止されたり、または上記醗酵が嫌気性に なる可能性があることから、室は換気されてかかる二酸化炭素の蓄積が防止され る。醗酵工程は二つの微生物段階で進展する。第１の段階では、醗酵は高温微生 物により支配される。第２の段階は中湿度好性微生物活動及び温度の漸次低減を 特徴とする。

堆肥化技術の単純さや魅力にもかかわらず、典型的なシステムは小さな地域共同 体での大規模使用に容易に適合されない。ある場合には、システムがあまりにも コスト高となり、システム１台当たり７５，０００，０００ドルかかることもし ばしばである。あるシステムでは腐敗厨芥を露天で風にて乾燥する方法が取られ るが、これは地域共同体にとっては確かにやっかいなことである。さらに、他の システムでは地域共同体の廃棄物を完全分解するのにかかる時間が許容限度を越 えてしまう。

地域共同体の塵芥処理要求の高まりに取り組むためには塵芥を安価且つ効率良く 処理する醗酵または堆肥化方法及び装置が必要である。

発明の概要 堆肥化または醗酵は生物学的処理であり、最適の処理を得るには制限条件を明確 に規定することが条件となる。斯かる制限条件は、（１）塵芥が本来有機性であ ること、（２）塵芥またはバイオマス内に適切な微生物固体数があること、（３ ）微生物成長率が制御されること、（４）所定の作業での生産能力に影響を及ぼ す微生物固体数のサイズ及び性質が制御されるこ、及び（５）前記の要因に影響 を与える醗酵環境が制御されることである。

本発明の方法及び装置は上記の制限条件に取り組むことを目的にしている。本発 明は、生物学的屑材料、またはバイオマスの堆肥化システムの一部としての細長 い円筒状グイジエスターチューブ内での好気高温度好性（高温）醗酵及び中湿度 好性（中温度）醗酵に適合している。空気等の好気媒体がスロット状の空気ダク トからダインニスターチューブを通して導入されて好気活性が保証される。処理 により生成されたガスは装填端部を介して排出される。装置を貫通する逆流空気 流により空気が最適な状態に分配されて醗酵処理がバイオマス全体に亙り低下さ れることなく継続される。

屑材料はダインニスターチューブに導入される時には均質でないことから、該材 料を均一にするために２つの方法が用いられる。第１は粉砕及び混合動作を起こ すオーガータイプの供給装置を使用することである。第２はグイジエスターチュ ーブを回転することで材料の撹拌を達成することである。

本発明の方法は、栄養分レベル、酸素利用可能度及び温度等の微生物成長に影響 を及ぼす変数を制御及び最適化を意図したものである。これらの変数はダイジェ スタ−チューブ内のバイオマスを囲繞し且つ容器に添加される種々の材料の量を 調整することで制御される。

研究により炭素対窒素の比率が１５＝１乃至３０：１（炭素部：窒素部）の時に 栄養混合が最良になることが示されている。比率が１５＝１より低いと余分な窒 素がアンモニアの形態で放出されて、匂いの問題を生じることになる。比率が３ ０：１より高く（且つ５０：１以下である）ても満足な堆肥を生成することが可 能であるが、余分な炭素を酸化するの追加の時間が必要となる。地域共同体の固 体廃棄物は炭素対窒素比率が４ｏ：１乃至８ｏ：１であるのが典型的であること から、作業を効率的にするには窒素含有材料を追加して添加しなければならない 。

多くの窒素含有材料源があるが、本発明は、優良な窒素源である廃水処理工場か らの液体及び乾燥汚泥の使用を意図している。本発明の方法の二次的利点は多く の廃水処理工場が現在この汚泥の処理場所を探すのに困難な状態にあることであ る。土地への利用や埋め立て等の現在の規制された汚泥処理手段は多くの、時に は煩わしい制限を受けている。動物堆肥もまた良好な窒素源である。多（の牧畜 活動では狭い場所での飼育に移行しており、汚泥で述べたと同様な廃棄物処理問 題が生じている。

本発明の方法及び装置の取り組もうとしている別の要件はグイジエスターチュー ブ内の生物学的材料の含水率である。含水率が不十分であると微生物成長が抑制 されて、醗酵処理が遅延する。反対に、含水率が高すぎても微生物成長率に悪影 響がでるが、これは主に過度の水分が屑材料の機械的特性に悪影響を及ぼすから である。微生物が有機化合物を分解するためには、屑材料の気孔率、組織及び構 造が最適でなければならない。屑材料の気孔率は水分及び酸素の双方を保持する のに利用される空間の測定値である。さらに、気孔率は空気流に対するバイオマ スの抵抗に影響を及ぼす。構造は粒子の剛性を表すものである。高度の構造を有 する塵芥材料は低度の構造を有する塵芥材料程には固まらない。塵芥材料の組織 は嫌気活動に利用される表面積量を決定する。微生物が屑材料粒子の表面の薄い フィルム状になって利用できる酸素を使用することから、嫌気分解のほとんどが 屑材料の表面状で発生する。表面対量の比率は粒子サイズが小さくなるにつれて 上昇することから、粒子サイズが小さければ分解処理の効率が上がることになる 。

本発明はバイオマス材料の気孔率、組織及び構造を最適化するものであり、これ らの機械的特性はすべて高含水率により悪影響を受けるものである。屑材料の多 孔性は水分が気孔空間を埋め過ぎると失われる。堆肥バイオマスは湿り過ぎても 崩壊能力が失われて、微生物成長に利用できる表面積が全体的に低下することに なる。さらに、地域共同体の固体廃棄物中に発見される屑材料の多くは濡れると その構造が失われ、従って、濡れない場合よりはきつ（固まる。

上記の要件と取り組むために、本発明は上記の悪影響が顕著なる以下のレベルに 含水率を維持する手段を意図している。水分制御の最適なレベルは屑材料中の含 水率が最適レベルで４０％乃至６０％であることが本発明の一部として判明した 。

微生物集落に利用できる酸素量は好気成長には決定的なものである。従って、本 発明はダイジェスタ−チューブを介した空気流を制御する手段を提供する。空気 流は含水率、温度及び微生物に供給される酸素量を含めたグイジェスターチュー ブ内のいくつかの条件に影響を及ぼす。

屑材料の曝気もまた本発明の材料撹拌面の量及び効率に影響される。生物学的材 料の撹拌は各粒子が空気に露出されるような十分なものでなければならない。

露出頻度は微生物成長の増加が酸素不足により妨げられないようなもの、または バイオマスの温度が集落の必要とする温度以下に落ちないような頻度である。さ らに、撹拌により固化が生じる程に粒子サイズを小さくしてはならない。

従って、グイジエスターチューブは屑材料を撹拌し、バイオマスを曝気し、屑材 料を乾燥するために曝気し、且つ屑材料を適切なサイズの粒子に粉砕する手段を 含む。１つの手段は選択した速度でグイジエスターチューブを回転して好気醗酵 を可能にするには十分であるが、初期乃至中間段階において屑材料を乾燥させて しまわないような頻度でバイオマス表面を露出させることである。別の手段はバ イオマス材料を持ち上げて分散して曝気をさらに可能とするように作動する容器 内に取り付けられた羽根である。１つの実施例では、羽根は長手方向にグイジエ スターチューブを貫通し且つグイジエスターチューブの充填場所から取り出し端 部間に散在する角度をつけられた部分を含む。

本発明の装置では、１実施例のグイジエスターチューブは該チューブの内部でそ の長さに沿って隔置されてダイジェスタ−チューブを構造的に支持する周方向の 羽根を含む。

曝気を助長するために、本発明は各羽根に沿って形成された空気開口部を有する 空気管を含む。別の実施例では、空気管はグイジェスターチューブの外側壁の内 側表面に取り付けられている。空気開口部の長さ及び間隔はダイジェスタ−チュ ーブの長さに沿って変化して該チューブの各セクションにおいて変化する曝気要 求を満たしている。１実施例では、より多くの空気がグイジエスターチューブの 取り出し領域（先端部）に設けられて堆肥製品を妥当なレベルに乾燥するのを助 長する。空気取り入れ充気室が先端部を横断して構成されて空気管に供給を行う 。先端部分は着脱自在となって充気室へのアクセスが可能となり充気室及び空気 管の掃除ができる。

空気管を辿り且つ空気開口部より出た空気は堆肥を貫通して乾燥を容易にし、次 いで、続いてグイジエスターチューブを貫通して酸素を供給して醗酵処理を可能 にする。醗酵処理が最も活発になる高温度好性段階において酸素濃度が最大とな るように逆流空気流パターンにより最も効率的な空気の使用が可能となる。

本発明の別の態様では、空気流が容器の外側表面上に指向されて、特に高温度好 性段階でのグイジエスターチューブの温度を制御するようにダイジェスタ−チュ ーブ全体が囲繞される。従って、２つの別の空気流が提供される。１つは空気充 気室及び空気管を介して導入されるグイジェスターチューブを貫通する空気流で あり、もう１つは容器の回りを廻って温度を制御する空気流である。

容器は該容器の取り外し率を制御する摺動カバーを有する先端部の開口部により 取り外される。

本発明の目的は有機塵芥を特に堆肥化または醗酵方法を用いて効率良（処理する 方法及び装置を提供することである。本発明の別の目的は安価に製造され且つ小 さな行政体または私的実存体により運営可能な方法及び装置を提供することであ る。

本発明の別の目的は３日以内で有機塵芥またはバイオマスが完全に醗酵するよう に堆肥化処理の作業変数を最適にする装置を提供することである。本発明のその 他の目的及び特定の利点は以下に記載された説明及び添付図面により当業者には 明白なものとなる。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の工業塵芥処理システムの頂面図である。

図２は、図１のシステムと関連して使用されるグイジエスターチューブの側面図 ３は、図２に示すグイジエスターチューブの線３−３に沿った且つ矢印の方向に 見た断面図である。

図４は、図３に示すグイジエスターチューブの線４−４に沿った且つ矢印の方向 に見た該ダイジェスタ−チューブの内部の周方向の図である。

図５は、本発明の別の実施例の図３の断面図と同様なグイジエスターチューブの 断面図である。

好適な実施例の説明 本発明の原理を理解しやす（するために、図面に例示した実施例を参照して説明 するが、該実施例を説明するにあたって特定の言葉を使用する。しかしながら、 それにより本発明の範囲を何ら限定するものではなく、例示の装置の変更及び修 正並びに例示された如き本発明の原理の応用は当業者には通常に考えられること である。

図１の平面図を参照すると、本発明の塵芥処理システムは有機またはバイオマス 廃棄物及び塵芥を収容する供給ホッパー１２を含んでいる。有機塵芥は当該技術 分野で公知の従来のコンベヤーシステムにより供給ホッパー１２に供給される。

バイオマス塵芥の炭素対窒素比率は４０：１乃至８０：１であり、従って窒素含 有材料を添加する必要があるのが典型的である。汚泥タンク１４はポンプ１５に より供給ホッパー１２に供給されてバイオマス塵芥と混合される汚泥を収集する のに設けられる。本発明の好適な実施例では、汚泥は廃水処理工場またはその他 の同様の処理施設からの液体汚泥から成る。汚泥は窒素源としてバイオマス塵芥 に添加される。液体廃水汚泥は０．１１％の窒素成分を有していることが判明し ている。従って、液体廃水汚泥の処理は廃水処理製品の有益な使用法ではあるが 、バイオマス塵芥に混合する追加の窒素源を供給することがしばしば必要となる 。

従って、汚泥タンク１４は動物堆肥を収容して、該動物堆肥を供給ホッパー１２ に供給するように修正することが可能である。斯かる動物堆肥は窒素濃度６．３ ％の家禽堆肥、窒素濃度３．７％の羊または豚堆肥、または窒素濃度１．７％の 牛堆肥を含む。動物堆肥は容易に流動可能な材料ではないため、汚泥タンク１４ は修正可能であり、または動物堆肥を供給ホッパー１２に供給してバイオマス塵 芥と混合させる手段を有する別体のタンクを設けることも可能である。同様に、 ６．５％の窒素含有率を有しているのが典型的である廃水処理工場からの乾燥汚 泥をこの修正されたタンクまたは追加のタンクに供給することも可能である。

汚泥タンク１４はまた追加の水を塵芥処理システム１０に進入するバイオマス塵 芥に導入するのに使用することも可能である。典型的な生物塵芥では、蒸解微生 物が十分に成長するには少なくとも４０％の含水率が必要であることが判明して いる。従って、水を汚泥タンク１４を介して導入することが可能であり、ポンプ １５により供給ホッパー１２に汲み入れてバイオマス塵芥と混合させることが可 能である。本発明の１態様においては、処理システム１０を介して供給される材 料中の最適な水分制御レベルは含水率が４０％乃至６０％であることが発見され た。従って、供給ホッパー１２へ入ってくる塵芥は監視されてその含水率が測定 され、水が汚泥タンク１４を介して適切に追加されて含水率が高められる。供給 ホッパー１２を通過する塵芥及びその他の添加物はグイジエスターチューブ２０ にバイオマス塵芥材料を搬送する供給オーガー１７に落下する。供給オーガーは ユーソン（Ｅｗｅ　ｓ　ｏ　ｎ）の米国特許第３．２４５．７５９号に示されて いる如き標準のスクリュータイプの構造でも良い。好適な実施例の供給オーガー は供給ホッパー１２の出口からダイジェスタ−チューブ２０の内部までの長さで １２１．９２センチメートル（４フイート）である。オーガーの羽根は作動する とバイオマス材料を分散させて、醗酵処理以前に水またはその他の窒素含有材料 等の添加物を少な（とも部分的にバイオマス塵芥と結合させる。

塵芥の醗酵または生物学的堆肥化はダイジェスタ−チューブ２０内で達成される 。ダイジェスタ−チューブ２０はグイジェスターチューブを収容するように設計 された建物等の囲いの中に略完全に収容される。囲い２２はグイジエスターチュ ーブを冷却するために空気を該ダイジェスタ−チューブの外側表面を横断して流 動させるファン２３等の何らかの手段を含んでいる。特定の１実施例のファン２ ３は可変ピッチ羽根を有してグイジエスターチューブ２０を横断する空気流を制 御する。好気醗酵は放熱するため、空気流の制御は堆肥化中にダイジェスタ−チ ューブ２０内で適切な温度を維持することは重要なことである。

グイジエスターチューブから押し出されてくるものを収集して、堆肥製品を搬出 コンベヤー２７により押し出しホッパー３０に送る搬出ホッパー２５がグイジエ スターチューブ２０の押し出し端に設けられている。堆肥製品はトロムエル（Ｔ ｒｏｍｍｅｌ）スクリーンを通過して分離される。篩分けされた細かなものは収 集されて堆肥貯蔵領域に運ばれて分与される。篩分けされた粗いものは廃棄物と して埋め立てに使用される。使用者の特定する栄養素を堆肥製品に与えるために 押し出しホッパー３０に供給する栄養物タンク３２を設けることが可能である。

例えば、堆肥製品の篩分けされた細かいものを農業用に製造する時にはある栄養 素を堆肥に添加してその農業的または肥料的な価値を高めることが望ましいかも 知れない。

図２にダイジェスタ−チューブ２０の詳細をより明確に示す。ダイジェスタ−チ ューブ２０は多数の支持橋脚３５を用いて囲い床２４上に取り付けられる。これ らの支持橋脚はグイジエスターチューブ２０の外殻４０に固定された支持トラッ ク３９に係合する゛支持ローラー組立体３７を担持している。ローラー３７及び 支持トラック３９はグイジエスターチューブ２０の長さに沿って均一に配置され て、グイジエスターチューブがその長手方向軸線の回りに回転するのを可能にし ている。各橋脚３５の高さはグイジエスターチューブ２０がある角度になるよう に決定される。グイジエスターチューブに角度をつけることは供給オーガー１７ からグイジエスターチューブの送出端に塵芥材料を搬送するのを助長する。ダイ ジェスタ−チューブ２０が若干傾いていると重力により塵芥材料の搬送が助長さ れることは公知のことである。好適な実施例では、橋脚３５の各々の高さはグイ ジェスターチューブが床２４に対して約２度の角度で傾くように調整される。

駆動モーター４２が設けられて駆動チェーン組立体４４によりグイジエスターチ ューブ２０を回転する。駆動チェーン組立体４４はチェーンのリンクに係合する グイジエスターチューブ２０の外殻４０に取り付けられたまたは形成された歯を 含んでいる。好適な１実施例では、モーターは３０馬力のモーターであり、３６ ．５７６メートル（１２０フイート）の長さで、直径が３．６５７５メートル（ １２フイート）のグイジエスターチューブ２０を１１５乃至１／３ｒｐｍの速度 で回転するようなサイズにされている。グイジエスターチューブ２０が回転する とバイオマス材料をダイジェスタ−チューブの長さに沿って搬送するのが助長さ れ、ダイジェスタ−チューブ内でできる限り多くのバイオマス材料を空気に露出 するのが助長される。

ダイジェスタ−チューブ２０の送出端には多数の放出扉４５がある。グイジエス ターチューブの外殻４０の回りには９０度の間隔で散在した斯かる扉が４枚ある のが好適である。ハンドホイール機構４６が放出扉の各々に設けられて、軸方向 で矢印の示す方向に扉を移動して扉の開閉がなされる。グイジエスターチューブ ２０から堆肥製品を送出しようとする時に、搬出ホッパー２５（図１に示す）内 に開放した最下端の放出扉を介して堆肥製品が重力で落下するように放出扉４５ を手動で開けることが可能である。重力による送出はダイジェスタ−チューブの 出口の搬出オーガーを用いた従来のシステムと比較して本発明の塵芥処理システ ム１０の必要エネルギー量を低減する。本発明の好適な実施例では、グイジエス ターチューブ２０がら空気が逃げることで醗酵処理に悪影響が出ることから、放 出扉４５は堆肥製品を送出する必要がある場合を除いて閉じられている。

グイジェスターチューブ２０の外殻４０はまた多数の検査アクセス開口部４７を 含んでいる。これらの開口部はバイオマス材料がグイジエスターチューブの長さ に沿って進行する時に、該バイオマス材料を抜き取り検査するための手動アクセ スを提供する。アクセス開口部はダイジェスタ−チューブの長さに沿った特定の ステーションにおいて達成される堆肥化処理の段階に応じてグイジエスターチュ ーブの長さに沿った様々な位置に配置することが可能である。検査アクセス開口 部を介して採取される試料は、例えば、空気流の変更が必要か、窒素または水の 追加が必要か、または回転速度の変更が必要か等を決定するのに利用される。

最適な微生物成長及び醗酵に貢献する媒介変数の各々はアクセス開口部４７を介 して採取される試料により決定することが可能である。

図３及び図４にグイジェスターチューブ２０の内部をより詳細に示す。特に、多 数の持ち上げ羽根５０がダイジェスタ−チューブ２０の外殻４０の内部表面に固 定されている。持ち上げ羽根の各々は、図３に示すように、外殻４０から略半径 方向内側に突出している。持ち上げ羽根はグイジエスターチューブ２０が指示さ れた方向に回転する時にバイオマス材料を持ち上げる役目を果たす。バイオマス 材料が羽根から落ちる点に到達すると、バイオマス材料は分散する傾向にあり、 これによりバイオマス材料がさらに曝気される。さらに、持ち上げ羽根５０はグ イジエスターチューブ２０の長さに沿ってバイオマス材料を搬送するのを助長す る傾向にある。好適な実施例では、ダイジェスタ−チューブ２０の外径が約３゜ ６５７６メートル（１２フイート）であるから、持ち上げ羽根５０の半径方向長 さは約３０．４８センチメートル（１フイート）である。

グイジェスターチューブ２０の直径に関しては、バイオマス材料が持ち上げ羽根 ５０から落下する時のダイジェスタ−チューブ内での空気流中をバイオマス材料 が自由落下する距離は少なくとも約９１．４４センチメートル（３フイート）で あることが本発明の位置部として判明している。羽根５０が鉛直線から約３０度 、即ち、図３に示す如き羽根位置５０Ａに到達すると、バイオマス材料は羽根か ら落下するのが典型的である。本発明の方法の好適な実施例では、ダイジエスタ ーチューブ２０の充填車は５０％以下である点は指摘する必要がある。従って、 羽根５０Ａから落下するバイオマス材料は外殻４０の最下端部ではなく、グイジ ェスターチューブ２０を半分満たしたバイオマス材料上に落下する。ダイジェス タ−チューブ２０の径が３．６５７６メートル（１２フイート）であれば、この ９１．４４センチメートル（３フイート）の落下が可能となって半分まで充填さ れたグイジエスターチューブ内でのバイオマス材料の撹拌が可能となる。しかし ながら、バイオマス材料の自由落下する距離は羽根とバイオマス材料との間の摩 擦が増大するにつれて増大するが、この特性はグイジェスターチューブ２０を介 して供給されるバイオマス材料の種類により決定されることは承知のことである 。

図４を参照すると、本発明の１つの重要な要素が示されている。図４は、本質的 には、あたかも外殻４０を線４０１に沿って切断し且つ平らな表面に広げたよう なグイジェスターチューブ２０の内部からの周方向の図である。従って、持ち上 げ羽根５０の各々はグイジエスターチューブの端から端へ長手方向または軸線方 向に伸長する羽根として図４に図示されている。本発明によれば、持ち上げ羽根 は角度を付けた部分６１により分離される長手方向に伸長する部分６０に分解さ れる。角度を付けた部分６１はグイジエスターチューブ２０の長手方向軸線に対 して３０乃至４５度に向けられであるのが好適である。好適な実施例では、各長 手方向に伸長する部分６０の長さは約２．４３８４メートル（８フイート）であ るが、角度と付けた部分６１の長さは約６０．９６センチメードル（２フイート ）である。

持ち上げ羽根５０の角度を付けた部分６１はグイジェスターチューブ２０の長さ に沿ったバイオマス材料の搬送能力を増大する。角度をつけた部分６１を用いる ことで送出端へバイオマス材料を効率的に搬送するのに必要なダイジェスタ−チ ューブ２０の傾き角度を小さくもする。従って、好適な実施例では、これらの角 度の付いた部分６１は３６．５７６メートル（１２０フイート）のダイジェスタ −チューブ２０長さに沿って２．４３８４メートル（８フイート）毎に存在する ことになる。

図３を再度参照すると、ダイジェスタ−チューブは多数の周方向羽根５７を含ん でおり、該羽根の各々は中央開口部を有していてバイオマス材料が該開口部を通 過するのが可能になっている。周方向羽根５７によりダイジェスタ−チューブ２ ０の外殻４０に強度と安定性がもたらされる。従って、数個の周方向羽根のみが 必要であり、該羽根はグイジエスターチューブ２０の長さに沿って広い間隔で散 在させることが可能である。羽根５７はまたバイオマス材料が中央開口部５８を 通過する時に該バイオマス材料が分散するのを助長する。好適な実施例では、各 周方向羽根は３．６５７６メートル（１２フイート）の径のグイジエスターチュ ーブ２０に対して約６０．９６センチメードル（２フイート）の半径または半径 方向高さを有している。ダイジェスタ−チューブ２０を傾けるとバイオマス材料 が各周方向羽根５７において２．４３８４メートル（８フイート）の径の空間を 通して落下するのが可能となる。１実施例では、羽根５７は３６．５７６メート ル（１２０フイート）のダイジェスタ−チューブ２０長さに沿って９．１４４メ ートル（３０フイート）の間隔で隔置されている。

本発明の別の重要な態様では、持ち上げ羽根５０は該羽根の表面に固定された空 気管５３を含んでいる。空気管５３の各々はダイジェスタ−チューブ２０の入口 端から送出端まで持ち上げ羽根５０の全長に沿って長手方向に連続する空気スロ ット５４を含んでいる。空気スロット５４の各々及び空気管５３の各々の幅はダ イジェスタ−チューブ２０内に適正な量の空気流が供給されるように校正されて いる。本発明によれば、持ち上げ羽根５０に取り付けられた空気管５３はバイオ マス材料がグイジェスターチューブ２０の長さに沿って移動する時に最適なバイ オマス材料の曝気をもたらすことが判明している。空気管５３はダイジェスタ− チューブ２０の外側円周で空気を提供するが、該場所はバイオマス材料全てを完 全に曝気するのに最善の位置である。さらに、空気管５３が回転方向（バイオマ ス材料に接し且つ持ち上げる前面）に対して持ち上げ羽根５０の後面に配置され ることから、空気スロット５４がバイオマス材料により閉塞される可能性はより 低くなるが、該スロットが閉塞されるとグイジェスターチューブ２０への空気流 を制限することになる可能性がある。さらに、空気管５３の三角形断面が該層の 空気管に衝突するバイオマス材料を流し出す能力を増大し、これによりバイオマ ス材料が空気スロット５４から落下して離れる。第３図に示す如く、空気開口部 ５４を三角形の空気管の頂点に位置させることで空気スロット内にバイオマス材 料が落下したり閉塞する可能性が制限される。

好適な実施例では、空気管５３の各々の空気スロット５４の開口幅は約０．６３ ５センチメートル（４分の１インチ）である。この寸法の空気スロット開口はダ イジェスタ−チューブ２０内の典型的なサイズのバイオマス材料による閉塞を避 けるのに十分なサイズであることが判明している。空気スロット５４の幅を空気 管５３の長さに沿って変化させてグイジェスターチューブ２０の異なる部位への 空気の供給量を制御することが可能となる。空気管５３及び空気スロット５４を 流動貫通する空気はダイジェスタ−チューブ２０内を貫通するバイオマス材料の 進行方向に対して逆流方向に通過する。即ち、空気はグイジェスターチューブの 放出端から入口端へ流動して、供給オーガー１７に設けられた開口部から出て行 く。このように、空気がグイジエスターチューブ２０の長さに亙って最適に配分 される。

図２を参照すると、空気はグイジェスターチューブ２０の放出端に固定された空 気取り入れ充気室６５により空気管５３の各々に供給される。充気室６５は旋回 管継手６８により充気室に連結された空気取り入れ管６７により供給を受ける。

従って、空気取り入れ管６７はグイジエスターチューブがその長手方向軸線の回 りに回転している間に圧縮空気源に固定されたままとなることが可能である。送 風機７０からの空気は空気取り入れ管６７を介して充気室６５に供給されて空気 管５３の各々に分配される。送風機７０は、例えば、１日当たり１００トンの堆 肥を生産するには約３５００ｃｆｍの出力能力を有する回転容積式送風機であっ ても良い。空気取り入れ充気室６５はグイジエスターチューブ２０の内部から充 気室６５を閉鎖する分配板６９を含んでいる。充気室は空気管５３の各々に対応 する多数の開口部を含んでいる。従って、空気は空気取り入れ管６７、分配板６ ９及び空気管５３からのみダイジェスタ−チューブ２０に供給される。空気取り 入れ充気室６５は充気室そのもののみならず空気管５３を清掃するために取り外 しができるようにすることが好適である。空気が好適な実施例の曝気媒体として 開示されているが、当該技術分野で公知の純酸素等のその他の媒体を使用するこ とが可能である。選択された曝気媒体は好気性醗酵活動に必要な空気を含んでい なければならないのは当然のことである。空気以外の媒体を使用することは酸素 含有率や醗酵処理に影響を及ぼす媒体のその他の特性に合わせて媒体の流量を若 干修正することが必要となる。

各羽根５０は空気管５３を含んでいるように図３に示されているが、グイジェス ターチューブの長さに亙り空気管の数を減らすことは可能であることは理解され ることである。空気管５３の数は特定のタイプの有機廃棄物の空気流必要条件や 送風機出力により決定される。本発明はまた充気室６５の分配板６９を介して供 給を受ける複数の空気管５３の変動も意図している。

各空気管５３の長さに沿って唯一の空気スロットが示されて来たが、該スロット を多数の別個の空気開口部（図５に示した開口部５４′等の）で置換することが 好適である。別個の開口部の位置はダイジェスタ−チューブ２０の長さに沿った 異なるセクションでの空気流を変化させるために下記に述べる方法で変化させる ことが可能である。

図５に示す別の実施例では、ダイジェスタ−チューブ２０′は多数の変形方向羽 根５０′及び周方向羽根５７′が取り付けられている外殻４０′を含んでいる。

前の実施例のダイジェスタ−チューブ２０とは異なり、ダイジェスタ−チューブ ２０′の羽根５０′はそれ自体の空気管を備えていない。代わりに、多数の空気 管５３′がグイジエスターチューブの回りで９０度の間隔に散在し且つ羽根５０ ′の間に配置されている。空気管５３′はここでも三角形の形状をしており、該 三角形の管の各脚に空気開口部５４′を含んでいる。各開口部５４′の幅及び長 さは公称で０．６３５センチメートル（４分の１インチ）である。開口部５４′ は前実施例の空気管５３に設けることが可能であるのは理解されることである。

本発明の重要な態様では、ダイジェスタ−チューブ２０または２０′に流入する 空気流は該チューブの長さに沿った位置で生じる醗酵処理の段階によって制御さ れる。本発明の方法によれば、より大きな空気流がグイジエスターチューブの基 端（入口）よりは先端（送出）で必要とされる。空気流はグイジェスターチュー ブ内の含水率、酸素利用度及び温度に影響を及ぼす。従って、ダイジェスタ−チ ューブに沿った様々なセクションでの空気流の最適化は改良された方法には重要 である。醗酵処理のある段階での空気流が小さすぎると微生物を餓死させて、微 生物成長を止めることになる。空気流が大きすぎると生物学的塵芥材料を乾燥さ せて蒸解微生物に必要なレベル以下にバイオマス温度を低下させてしまう。

本発明では、バイオマス材料がダイジェスタ−チューブの長さに沿って移動する 速度は概ね一定であり、これにより多くの従来の技術の装置（多室装置等の）よ り簡単な管構造を使用することが可能となる。さらに、バイオマス材料が持ち上 げ羽根により撹拌または空気に露出される速度もまたグイジヱスターチューブを 通して概ね一定である。従って、ダイジェスタ−チューブ２０または２０′に沿 った位置での空気流または酸素レベルの変動は空気管５３１５３’及び開口部５ ４′、より明確にはグイジエスターチューブの長さに沿った一定のセクションで の空気開口部５４′の結合領域の変更により最適に達成される。

本発明によれば、グイジエスターチューブ２０／２０’により達成される醗酵処 理は該チューブの基端の３分の１部分（即ち最初の１２．１９２メートル（４０ フイート））における中間温度好性（中間温度）段階、中間部（第２の１２゜１ ９２メートル（４０フイート））における高温度好性（高温度）段階及びグイジ エスターチューブの先端部（最後の１２．１９２メートル（４０フイート））に おける乾燥段階に分けることが可能である。グイジエスターチューブ２０／２０ ′及び空気管５３１５３’を貫通する空気流は先端から基端への逆流であるから 、送風機が醗酵処理が最も活発な中間温度好性段階と高温度好性段階において最 も高い酸素１度を提供するのに効率良く使用される。グイジエスターチューブの 先端の乾燥段階では、醗酵処理はほぼ完了しており、空気は主に概ね完熟した堆 肥を乾燥し且つバイオマス材料から熱を除去する機能を果たす。

中間温度好性段階では、微生物反応が開始され、好性生物成長は発熱性であるか ら、バイオマス温度が周囲温度から高温度好性段階の開始する摂氏１４０．４度 （華氏１１０度）まで次第に上昇する。高温度好性段階では、大量の酸素が微生 物集落を持続するために必要とされ、且つ大きな空気流がバイオマス材料の温度 を維持するために必要となる。空気は高温度好性領域に配置された空気開口部５ ４′を介して及び先端の乾燥領域から中間の高温度好性領域に流れる逆空気流に より高温度好性領域内のバイオマス材料に供給される。

好適な実施例では、グイジェスターチューブの長さに沿った空気流の輪郭は各セ クションの各々同一の寸法及び流れ面積を有する空気開口部群の間隔により制御 される。好適実施例の先端乾燥セクションでは、空気開口部は恋恋で測って６゜ ３５センチメートル（２，５インチ）に隔置される。高温度好性セクション又は 中間温度好性セクションでは、開口部の間隔は１３．３０９６センチメードル（ ５，２５インチ）である。基端セクションまたは中間温度好性セクションでは、 開口部は恋恋で２７．９４センチメートル（１１インチ）毎に配置されている。

基端の中間温度好性段階での空気開口部間隔は他の２つのセクションでの間隔よ り離れているが、次の段階からの逆流空気もまた中間温度好性段階へ流入する。

しかしながら、最大量の微生物成長は中間の高温度好性段階で発生することから 、逆流空気中の酸素の多くが高温度好性微生物により吸収される。さらに、醗酵 処理の副産物である二酸化炭素（Ｃｏ、）は逆流空気により中間温度好性段階を 通って運ばれてダイジェスタ−チューブ２０または２０′の供給端から排出され る。バイオマス材料を貫通するＣＯ２の流れは微生物成長を制限する傾向にあり 、これにより中間温度好性段階での温度上昇が制御される。

従来の醗酵装置の新規な改良において、本発明は醗酵処理がなされる異なる領域 への空気流の制御はダイジェスタ−チューブの略全長に沿って伸長する空気管及 び空気開口部間隔に依存している。基本的には、グイジエスターチューブの３つ の領域の各々の流れ面積の固定した開口部の間隔が特定の領域の全流れ面積を決 定する。例えば、先端の１２．１９２メートル（４０フイート）の乾燥セクショ ンでは、６．３５センチメートル（２，５インチ）の間隔で当該領域に約１９０ 個の開口部が提供される。中間の高温度好性セクションでは約９０個の開口部が １３．３０９６センチメードル（５，２５インチ）で隔置され、基端の１２゜１ ９２メートル（４０フイート）の中間温度好性セクションではたった約４５個の 開口部があるだけである。以上から開口部５４′の各々の寸法と流れ面積が一定 であれば、開口部間隔が３つのセクション間での全流れ面積の低減に立ち至って いることが明白である。

本発明により提供される方法は、単に端から端に一定の空気の逆流をもたらすか 、またはセクション間の空気流の制御を室に依存する従来の装置及び方法に取っ て替わるものである。好適な実施例では、開口部間隔、従って、連続したセクシ ョンの全空気流れ面積が従来のセクションの間隔の約２倍になる。上記の関係の 開口部間隔は中間温度好性、高温度好性及び乾燥といった醗酵処理の３段階の各 々での最適な空気流及び酸素割合を提供することが判明している。この割合は送 風機７０（図２）からの空気の速度または空気の流量が増減しても略一定である 。

好適な実施例の変更例では、先端から基端にかけた同一の全流れ面積の低下が３ つのセクションの開口部群のサイズを縮小することによる均一な開口部間隔によ り達成される。本発明の方法の柔軟性によりダイジェスタ−チューブの全長に沿 った開口部間隔または開口部寸法を不均一に変更することも可能になる。例えば 、高温度好性セクション等の所定のセクションの開口部間隔を高温度好性セクシ ョンのより基端部分で逆流空気を追加すると言ったより詳細な理由で当該セクシ ョン内で直線状に変更することが可能である。本発明はさらに醗酵セクションに 対応する各開口部群が唯一の開口部またはスロットを含むことを意図している。

この変更例では、各セクションのスロットの幅がセクション間で変化されて前の 実施例で得られたと同一の全流れ面積配置を達成するようにされている。

本発明の方法では、有機塵芥またはバイオマスは供給ホッパー１２内に供給され る。塵芥の窒素含有率または炭素／窒素比率は導入前に測定して、３０：１乃至 ５０：１の炭素／窒素比率をもたらすためには塵芥にどれほどの追加の窒素を添 加しなければならないかを決定することが可能である。栄養素または窒素含有材 料は添加物の種類及びその窒素含有率によってモル割合で添加することが可能で ある。液体汚泥等の液体栄養素に就いては、添加材料を汚泥タンク１４を介して 供給ホッパー１２内に導入することが可能である。

大抵の地域共同体の廃棄物には、一旦当該材料に空気、水及びその他の栄養素が 添加されると、微生物を注入して適切な微生物母集団を確立してグイジェスター チューブ内で自己持続堆肥化または醗酵処理を開始する必要はないことが判明し ている。しかしながら、有機材料を破壊するのに適した微生物をグイジエスター チューブに添加する時に供給ホッパー１２の固体廃棄物の表面上に導入すること が可能である。例えば、放線菌類と呼ばれる微生物の１群を注入することが可能 であり、これらの微生物は温度が上昇するにつれてバイオマス中に存在する主微 生物になる。その他の種類の好気性細菌は醗酵されつつある廃棄物材料の種類の 必要に応じて有機塵芥に添加することが可能である。例えば、本発明の１応用例 では、汚染場所からの毒性のある有機廃棄物を本発明により処理することが可能 となる。いくつかの例では、自動車オイル、炭化水素及びＰＣＢ等の毒性有機廃 棄物を細菌発見されたばかりの分解能力を有する微生物を一緒に注入する必要が ある。しかしながら、本発明の装置及び方法は多くの毒性有機廃棄物が通常の地 域共同体の塵芥と結合されている時にこれらの毒性材料を実質的に分解すること が可能になる。ダイジェスタ−チューブ内で維持されている厳しい環境規制は地 域共同体の塵芥に自然に発生する微生物が毒性廃棄物を分解するのを可能にする 。本発明は毒性有機廃棄物のダイジェスタ−チューブ内のでの滞留時間を２．３ 日間だけ延長することで該毒性有機廃棄物の少な（とも９０％を醗酵する能力を 有していることがさらに判明している。

オーガー１７はバイオマスと添加された栄養素とを撹拌しながら、廃棄物及び添 加材料のグイジエスターチューブ２０または２０′内への投入速度を制御する。

オーガー１７はダイジェスタ−チューブが半分溝たされるまで該チューブ内に材 料を搬入するのが好適である。傾斜角度はダイジェスタ−チューブ２０／２０’ の回転中に材料が持ち上げられ時に長手方向羽根５０１５０’の助けにより材料 がオーガー１７からダイジェスタ−チューブの長さに沿って重力により供給され る速度を制御する。オーガー１７の供給速度及びグイジエスターチューブの回転 速度は相互校正されてグイジエスターチューブのほぼ全長に亙りバイオマスの充 填レベルを半分に維持する。ダイジェスタ−チューブの長さは、その回転速度と ともに、バイオマスのダイジェスタ−チューブ内での滞在時間を制御する。本発 明を用いれば、典型的な地域共同体の廃棄物は３６．５７６メートル（１２０フ イート）の長さのグイジエスターチューブ内で分解されて約３日で完熟した堆肥 になる。木を基材にした廃棄物の濃度が低い塵芥ではより短い時間で同様のこと が達成される。

放出扉４５は定期的に開けられて堆肥製品を重力により放出ホッパー２５内に投 げ出されて押し出しホッパー３０に搬送される。放出扉のサイズまたは面積がバ イオマスのグイジエスターチューブ内での滞留時間に関係する程度は低い。好適 な実施例では、４枚の放出扉４５は３．６５７６メートル（１２フイート）の直 径のグイジェスターチューブでは２５．８０６４平方センチメートル（４平方フ イート）である。

細かな堆肥粒子はトロムエルスクリーン２９を通過して、その後貯蔵されて分配 される。概ね農業の目的では使用できない粗い粒子は廃棄物として埋め立てに使 用される。しかしながら、本発明のシステム及び方法を作動させると、これらの 使用できない粗い粒子は典型的な地域共同体の廃棄物では当初の有機廃棄物の約 １０％になるだけである。しかしながら、最高等級の有機体を有する廃棄物は使 用できない粗い粒子を生じないのが一般的である。使用できる堆肥は投入される 廃棄物材料の等級によるが、当初の量の５０乃至７０％になるのが典型的である 。廃棄物量の残りは放出される熱と二酸化炭素（ＣＯｈ）の中にあって喪失され る。

好適な方法では、送風機７０により充気室６５内に供給される空気の流量は３５ ００ｃ　ｆｍである。この流量は異なる醗酵領域において空気開口部５４′を介 して最適な空気流を提供する。バイオマスの温度及びｐＨはアクセスボート４７ の１つを介して測定されるが、グイジエスターチューブ２０または２０′の高温 度好性または中間セクションの下流ボートを介して測定されるのが典型的である 。

双方の媒介変数が微生物成長速度及びその好気性活動の速度の測定値を提供し、 経験的なデータと比較されて最適な醗酵がなされる。含水率、空気流またはチュ ーブ回転速度を変更する必要の有無が次いで決定される。グイジエスターチュー ブ２０または２０′を回転するモーター４２の速度を変化させると、バイオマス 材料の醗酵処理の各段階における滞留時間を増減することが可能であり、より詳 細には、バイオマスが特定の温度及び空気流に露出される時間を増減することが 可能である。

追加の水分が必要である場合には、汚泥タンク１４を介してまたは供給ホッパー １２内に直接水を追加してバイオマスと混合させる。いくらかの水をダイジェス タ−チューブに導入される全ての塵芥に連続して加えて材料中の含水率４０乃至 ６０％が達成される。しかしながら、必要に応じて含水率はシステム内への水流 の速度を増減することで相互に制御することが可能である。醗酵処理中に水を加 えると、空気流を最適レベル（例えば、酸素必要量により決定される）以下に調 整する必要が少なくなる。

同様な方法で、送風機７０からの空気流を醗酵処理における当該段階での経験的 な最適値と比較したアクセスボート４７でのｐＨや温度に応じて所望に調整する ことが可能である。バイオマス材料のｐＨ値は微生物集落の好気性活動の速度を 表示する。空気流の変化は微生物成長のために供給される酸素の変化であり、材 料中のアルカリ度の変化である。ｐＨ値の経験的値の予想範囲との比較は材料に 供給される酸素の必要変化に転換され、最終的には空気流の変化に転換されるの が可能となる。

ｐＨが所望の範囲に入るなら、空気流がさらに変化して高温度好性領域での温度 の維持が可能となる。大抵の好気性生物または好気性微生物は約摂氏７９．５度 （華氏１７５度）で死んでしまうことは公知である。従って、材料が最大温度上 昇に合う高温度好性領域での温度は連続堆肥化処理中注意深く監視且つ制御され る。グイジェスターチューブ２０または２０′内の空気流はある程度操作されて グイジェスターチューブ温度を制御することが可能となる。しかしながら、空気 流の変化はまた最適醗酵処理のその他の媒介変数を変化させることができる。

例えば、撹拌塵芥粒子を横断する空気流は蒸発により粒子から水分を除去するこ とができ、これは先端の乾燥段階では望ましいことではあるが、中間の高温度好 性領域では望ましいものではない。また、空気流による冷却効果が効き過ぎると 好気性醗酵処理に関連した自然温度上昇に反作用して、これにより好気性活動を 遅延または停止することが可能である。

従って、空気開口部５４′を介して空気流を単純に制御することは一般に高温度 好性温度を全く維持しないというわけではなく、内部空気流のみに依存して高温 度好性領域のバイオマスを冷却することが望ましいものではないということが判 明している。高温度好性範囲の温度制御をする別の手段はグイジエスターチュー ブ２０または２０′の外殻４０を横断して空気流を吹き出すファン２３として提 供される。この外部空気流の変化は好適な実施例ではファンの羽根のピッチを変 化させることにより達成される。グイジェスターチューブ上の空気流の変化は対 流により外殻から運び去られる熱の量を制御し、これによりダイジェスタ−チュ ーブ内で熱が放出される速度を制御する。

本発明は図面及び前記の説明において詳細に例示及び説明されているが、それは 例示であって性格を制限するものではな（、好適な実施例のみを図示且つ記載し たものであり、本発明の範囲に入る一切の変更及び修正は保護されるのが望まし い。

国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ ）、ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　Ｃ５，Ｆｌ、　ＨＵ、ＪＰ。

ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、５Ｄ （７２）発明者　オツド、シー・ネイルアメリカ合衆国インディアナ用４６１６ ５．ノース・セーレム、ステート・ロード　２３６

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. １．周方向の内部表面と長手方向の軸線とを有する細長い円筒状の容器と、有機 塵芥を前記容器内へ供給する前記容器の一方の端の供給手段と、醗酵された塵芥 を堆肥として排出する前記容器の対向端の排出手段と、前記容器の前記長手方向 の軸線が水平に対して一定の角度で傾斜するように前記容器を回転自在に支持す る支持手段と、前記容器をその長手方向の軸線の回りに回転させる駆動手段であ って、前記容器内の前記塵芥が前記容器の回転により前記容器の前記一方の端か ら前記対向端へ前記容器に沿って搬送されるようにする駆動手段と、曝気媒体を 前記容器内を流動貫通させる曝気手段と、前記容器の内部表面に取り付けられた 多数の持ち上げ羽根を含んだ前記有機塵芥が前記容器内を搬送貫通される時に該 有機塵芥を撹拌する撹拌手段であって、前記多数の羽根の各々が略半径方向内側 に突出し且つ前記容器の略全長に沿って伸長し、 更に、前記多数の持ち上げ羽根の各々が前記容器の長手方向の軸線と略平行に伸 長する多数の第１の部分と、隣接する第１の部分の間に一体に配置された多数の 第２の部分とを含み、該第２の部分が前記容器の長手方向軸線に対して一定の角 度に配置されて前記容器が回転する時に前記塵芥を前記容器内を搬送貫通させる のを助長する撹拌手段とを備えることを特徴とする醗酵可能な材料を含んだ有機 塵芥から堆肥を作る装置。
2. ２．前記第２の部分の各々が前記容器の長手方向の軸線に対して３０度乃至４５ 度の角度に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の堆肥を作る装置。
3. ３．前記曝気手段が隣接する羽根の間で前記容器の内部表面に連結された多数の 管を含み、該管の各々が曝気媒体を前記容器の内部へ連通させる該管を貫通する 多数の開口部を含むことを特徴とする請求項１に記載の堆肥を作る装置。
4. ４．前記曝気手段が多数の管を含み、該多数の管の１つ１つが前記多数の羽根の １つに取り付けられ且つ該羽根の１つと略同一の広がりを持ち、前記多数の管の 各々が曝気媒体を前記容器の内部へ連通させる該管を貫通する多数の開口部を含 むことを特徴とする請求項１に記載の堆肥を作る装置。
5. ５．前記撹拌手段が更に前記容器の内部表面に取り付けられ且つ半径方向内側に 伸長する周方向の多数の羽根を含み、該多数の周方向の羽根の各々が有機塵芥が 前記容器に沿って搬送される時に該有機塵芥が通過する該羽根の各々を貫通する 中央開口部を有することを特徴とする請求項１に記載の堆肥を作る装置。
6. ６．周方向の内部表面と長手方向の軸線とを有する細長い円筒状の容器と、有機 塵芥を前記容器内へ供給する前記容器の一方の端の供給手段と、醗酵された塵芥 を堆肥として排出する前記容器の対向端の排出手段と、前記容器の前記長手方向 の軸線が水平に対して一定の角度で傾斜するように前記容器を回転自在に支持す る支持手段と、前記容器をその長手方向の軸線の回りに回転させる駆動手段であ って、前記容器内の前記塵芥が前記容器の回転により前記容器の前記一方の端か ら前記対向端へ前記容器に沿って搬送されるようにする駆動手段と、前記容器の 内部表面に取り付けられた多数の持ち上げ羽根を含み、前記有機塵芥が前記容器 に沿って搬送される時に該有機塵芥を撹拌する撹拌手段であって、前記多数の羽 根の各々が略半径方向内側に突出し且つ前記容器の略全長に沿って伸長する撹拌 手段と、 曝気媒体を前記容器内を流動貫通させる曝気手段であって、多数の管であって、 該多数の管の１つ１つが前記多数の羽根の対応する羽根に取り付けられ且つ該羽 根と略同一の広がりを持ち、前記多数の管の各々が曝気媒体を前記容器の内部へ 連通させる該管を貫通する多数の開口部を含む多数の管と、前記容器が回転する 間に前記曝気媒体を前記多数の管の各々に提供する手段とを含む曝気手段とを備 えることを特徴とする醗酵可能な材料を含んだ有機塵芥から堆肥を作る装置。
7. ７．前記多数の羽根の各々が前記容器が回転する時に有機塵芥を持ち上げる前方 持ち上げ面と、対向する後方面とを含み、且つ前記多数の管の各々が前記多数の 羽根の前記対応する羽根の前記後方面に固定されることを特徴とする請求項６に 記載の堆肥を作る装置。
8. ８．前記管の各々の断面が三角形をしており、且つ前記多数の開口部の各々が前 記管の各々の頂部に位置することを特徴とする請求項６に記載の堆肥を作る装置 。
9. ９．前記曝気媒体を提供する前記手段が流動曝気媒体源として動作する送風機と 、該送風機からの媒体と略同一の流れが前記多数の管の各々に供給されるように 前記送風機と前記多数の管の間に連結された充気室とを含むことを特徴とする請 求項６に記載の堆肥を作る装置。
10. １０．周方向の内部表面と長手方向の軸線とを有する細長い円筒状の容器と、有 機塵芥を前記容器内へ供給する前記容器の一方の端の供給手段と、醗酵された塵 芥を堆肥として排出する前記容器の対向端の排出手段と、塵芥を前記容器内で前 記一方の端から前記対向端へ搬送貫通する手段と、前記容器の内部表面に連結さ れ且つ前記容器の長手方向の長さと略同一の広がりを持つ多数の管を含む前記容 器内で曝気媒体を流動貫通させる曝気手段であって、該多数の管の各々が曝気媒 体を前記容器の内部へ連通させる該管を貫通する複数の開口部を含み、該複数の 開口部が前記容器の長手方向の長さに沿って不均一に隔置されている曝気手段と を備えることを特徴とする醗酵可能な材料を含んだ有機塵芥から堆肥を作る装置 。
11. １１．開口部間の間隔が前記容器の前記一方の端から前記容器の前記対向端にか けて減少することを特徴とする請求項１０に記載の堆肥を作る装置。
12. １２．前記複数の開口部が複数のグループの開口部に分けられており、前記複数 のグループの各々の開口部が該グループ内で均一に隔置され、且つ開口部の間隔 が前記複数のグループ間で変化することを特徴とする請求項１０に記載の堆肥を 作る装置。
13. １３．前記複数のグループの開口部の間隔が前記容器の前記一方の端から前記容 器の前記対向端にかけて減少することを特徴とする請求項１２に記載の堆肥を作 る装置。
14. １４．前記複数の開口部が前記容器の前記一方の端に近傍の第１のグループ、前 記容器の前記対向端に近傍の第３のグループ及び前記第１のグループと前記第３ のグループとの間の第２のグループに分けられ、前記第１のグループの開口部が 第１の寸法で隔置され、前記第２のグループの開口部が第２の寸法で隔置され及 び前記第３のグループの開口部が第３の寸法で隔置され、且つ 前記第１の寸法が前記第２の寸法の２倍より大きく及び前記第２の寸法が前記第 ３の寸法の２倍より大きいことを特徴とする請求項１３に記載の堆肥を作る装置 。
15. １５．塵芥を前記容器内で搬送貫通させる前記手段が前記容器の前記長手方向の 軸線が水平に対して一定の角度で傾斜するように前記容器を回転自在に支持する 支持手段と、前記容器をその長手方向の軸線の回りに回転させる駆動手段であっ て、前記容器内の前記塵芥が前記容器の回転により前記容器の前記一方の端から 前記対向端へ前記容器に沿って搬送されるようにする駆動手段と、前記容器が回 転する間に前記多数の管の各々に前記曝気媒体を供給する手段とを備えることを 特徴とする請求項１０に記載の堆肥を作る装置。
16. １６．前記曝気手段が 流動曝気媒体源として動作する送風機と、該送風機からの媒体と略同一の流れが 前記多数の管の各々に供給されるように前記送風機と前記多数の管の間に連結さ れた充気室とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の堆肥を作る装置。
17. １７．周方向の内部表面と長手方向の軸線とを有する細長い円筒状の容器と、有 機塵芥を前記容器内へ供給する前記容器の一方の端の供給手段と、醗酵された塵 芥を堆肥として排出する前記容器の対向端の排出手段と、塵芥を前記容器内で前 記一方の端から前記対向端へ搬送貫通する手段と、曝気媒体を前記容器内で前記 容器の前記対向端から前記容器の前記一方の端へ逆流方向に流動させる曝気手段 であって、前記容器の内部表面に連結され且つ前記容器の長手方向の長さと略同 一の広がりを持つ多数の管であって、該多数の管の各々が曝気媒体を前記容器の 内部へ連通させる該管を貫通する複数の開口部を含み、前記複数の開口部が複数 のグループの開口部に分けられている多数の管及び、前記複数のグループの開口 部の各々の間で前記複数のグルーブの開口部の各々貫通する曝気媒体の全体の流 れを変化させる手段を有する曝気手段とを備えていることを特徴とする醗酵可能 な材料を含んだ有機塵芥から堆肥を作る装置。
18. １８．全体の流れを変化させる前記手段が、前記複数のグループの各々の開口部 を該グループ内では均一に隔置すること、及び 開口部の間隔を前記複数のグループ間では変化させることを含むことを特徴とす る請求項１７に記載の堆肥を作る装置。
19. １９．前記開口部の各々が流れ領域を有し、且つ全体の流れを変化させる前記手 段が、前記複数のグループの各々内の全ての流れ領域の合計がグループ間で変化 するように、前記複数のグループの開口部の各々内で開口部の流れ領域を変化さ せることを含むことを特徴とする請求項１７に記載の堆肥を作る装置。
20. ２０．前記曝気手段が 流動曝気媒体源として動作する送風機と、該送風機からの媒体と略同一の流れが 前記多数の管の各々に供給されるように前記送風機と前記多数の管の間に連結さ れた充気室とを含むことを特徴とする請求項６に記載の堆肥を作る装置。
21. ２１．閉塞されて容器内へ廃棄物を導入する段階と、前記容器の取り入れ端から 排出端まで前記廃棄物を搬送する間に該廃棄物を連続して撹拌する段階と、 複数の醗酵段階に相当する前記容器の明確に区別されたセクションにおいて酸素 を含んだガスを異なる流量で供給することで前記廃棄物上の及び該廃棄物を貫通 する前記ガスの連続した逆流を維持する段階と、前記廃棄物が略完全に堆肥化さ れるまで醗酵を継続する段階と、成熱した堆肥を前記容器から排出する段階とか ら成ることを特徴とする醗酵可能な工業、家庭及び農業廃棄物を堆肥化する方法 。
22. ２２．炭素一窒素の比率を３０乃至５０：１の範囲に維持するために更に窒素含 有材料を前記廃棄物に添加する段階より成ることを特徴とする請求項２１に記載 の方法。
23. ２３．前記窒素含有材料が汚泥であることを特徴とする請求項２２に記載の方法 。
24. ２４．更に前記廃棄物に水を添加して該廃棄物の含水率を４０％乃至６０％の範 囲に維持する段階より成ることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
25. ２５．前記醗酵段階の１つが高温度好性であり、前記方法が更に空気を前記容器 の外側を横断して流動させて前記廃棄物の温度を制御することより成ることを特 徴とする請求項２１に記載の方法。
26. ２６．前記複数の醗酵段階が順次中間温度好性段階、高温度好性段階及び乾燥段 階を含み、各段階における曝気媒体の流量が中間温度好性段階から乾燥段階にか けて上昇することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
27. ２７．更に毒性のある有機材料を前記廃棄物と混合する段階より成ることを特徴 とする請求項２１に記載の方法。
28. ２８．醗酵を継続する段階が廃棄物を含んだ毒性有機材料を前記閉塞容器内に該 毒性材料の少なくとも９０％が分解されるに十分な時間維持することを含むこと を特徴とする請求項２１に記載の方法。