JPS5829277B2 - 有機性廃棄物の堆肥化通気方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、都市ゴミ、各種汚泥、家畜糞、バータ粕等の
有機性廃棄物を堆肥化処理するときの堆配化通気方法と
その装置に係るものである。

有機性廃棄物を合理的に堆肥化処理するためには、その
廃棄物を培地として好気性雰囲気を作り、好気性細菌や
放線菌を繁殖又は増殖させることが最も重要であり、特
に有用な土壌微生物に適当な圧力で且つ適当な量の酸素
を如何にして供給するかが枢要な条件である。

そのために高速堆肥化槽（醗酵槽）へは有機性廃棄物の
層厚に見合った圧力損失を考慮した風圧を有する送風機
により、土壌微生物に必要な空気量の数倍の空気を過剰
に送気し、土壌微生物を活発に活動させて有機性廃棄物
を高速堆肥化処理する方法が一般的である。

また、回転円筒胴式（キルン式）、移動攪拌式（スクー
プ式）又は移動スクリュ一式のような、堆肥化装置によ
り強制的に有機性廃棄物を攪拌若しくは混合して通気が
よくしかも圧密され難いような状態を常に保つよう操作
し得る方法は、数日間廃棄物を滞留させるだけの一次堆
肥化装置としては採用できるが、数十日間又は数ケ月間
滞留させる二次堆肥処理或いは後熱処理する場合は、大
容量、大規模な設備となるので経済的な理由からも自然
堆積式が最も合理性に富んでいる。

しかし、この自然堆積式の堆肥化方法では、有機性廃棄
物等の堆肥化物を機械的に攪拌又は混合しない方式であ
るから、当然に堆積期間中に、遂次底面部並びにその近
傍部分が圧迫され高密度化するいわゆる圧密された状態
となり、堆肥化処理の初期には処理槽底の網状構成部等
より順調に自然通気されていたものでも、堆肥化材料が
圧密してくると底部で目詰りを生じて自然通気が行なわ
れ難くなり、またスクープ式のような機械攪拌を伴なう
方式であっても、醗酵槽の規模若しくは状況又は内部に
投入して処理せんとする堆肥化材料の性質によっては底
板体への着床現象を始め上記のような通気不全が不可避
の状態となり易く、その上、堆肥化材料の圧密化が進む
と、たとえ醗酵処理槽底の網状構成部の下に送気管を設
けて強制的に通風しても、数日を経ないうちにやはり圧
密による目詰りで通気ができなくなるのが通例であった
。

本発明は斯かる現況に鑑がみなされたもので、上記のよ
うな在来例に見られた現象を解消することにより、堆肥
化材料の堆積層底部よりの充分な通気を確保し堆肥化材
料中における土壌微生物の繁殖と旺盛な代謝を促進し、
有機性廃棄物の分解を活発に行なわせる方法とそのため
の装置を提案せんとするものである。

そのための堆肥化における通気方法として、堆肥化装置
たる堆肥化槽又は醗酵槽の底部において、堆積厚さによ
る自重鎮静圧より犬なる押上げ作用力、具体的には流体
圧又は機械力を堆積層底部に及ぼして、所定の時間、堆
積層底部を押上げ堆積層の着床部及び置載部分に上向き
の凹部を作り出し、この付加力を取除いた後は槽内堆肥
化材料の絡み合い又はせり持ちによる架橋現象の生起に
よるトンネル状の通風道を形成させ、それに伴う圧密部
の解結による通気道の拡開とも相俟って堆肥化材料への
通気を保全する手段の提供が本発明の目的であり、併せ
てその具体的な構成を提供することを終局的な目的とし
ている。

以下本発明を図面に基づき詳述する。

在来手段では第１図に示すように醗酵槽１に投入された
堆肥化材料αはその初期においては過密状態とはならず
に各部間に空隙を有して通気が順調に行なわれているが
、短時日のうちに堆肥化材料αは第２図に示すように沈
積し特に底部は圧密となって自然通気は不全となり、さ
らに第３図に示すように網目状構成等の受は板１４の下
部より送気管により強制通風を行なってもやはり３〜５
日程度で圧密により堆肥化材料α内部への通気はできな
くなったのである。

本発明においては堆積層を適当な作用力により押上げて
トンネル状の通風室を形成すると共に、このときに生ず
る堆肥化材料圧密部の亀裂又は拡開がこの圧密部を含め
て堆積層中の通気間隙となって各部に万遍なく空気を拡
散し、堆肥化材料は常に空気に曝されて絶えず好気性の
状態を維持できるので、好気性微生物の繁殖、活動が旺
盛になり、有機性廃棄物の堆肥化処理を最適の条件下で
進行させ得るのである。

もし、堆積層の底部が常に床面に圧密着床し、堆積層内
部が全熱空気に曝されなかったり、通気があっても非常
に微量の場合には嫌気性雰囲気となり醗酵槽内の堆肥化
材料の分解速度が遅くなったり、或いは悪臭を発するよ
うになる。

しかるに本発明の方法に従えばこのような現象は完全に
回避でき、押上げ力が付加されたときに生じた風道又は
通気間隙部を中心に好気性微生物の旺盛な活動により、
有機物は速やかに分解され、粘稠性や耐着性も激減し受
は板に固着したり、網目状構成部に目詰りを生ずること
が抑止できる。

すなわち、トンネル軟道風道になった部分へは自然に空
気が流通するのであって、強制的に押込又は誘引通風に
よることもできる。

特に自然通風できることによるメリットは多大で、たと
えば大規模な醗酵槽又は広大なスペースのもので数ケ月
も後熱貯留させる堆肥化ヤードにおいては、強制的に空
気を押込んだり誘引することによる建設費は膨大なもの
になり運転費も多額になるので、できる限り自然通風に
より堆肥化処理をすることが望ましいのである。

さらに二次堆肥化処理以降の後熱又は貯蔵時における酸
素消費量は僅かで通常０．０５ＶＶＭ以下の空気があれ
ばよいとされているから、わざわざ高圧の送風機構を附
帯させる必要もなく、自然通風又は自然通風に近い通風
により、「静かに寝かせる」堆肥化処理を実施する上か
らも、本発明の堆肥化通気方法は実用性が高く、省エネ
ルギー化のもとに省資源化が可能となったのである。

次に本発明方法を実施するにあたっての具体的な構成の
諸例について述べる。

実施例 １ この実施例は圧縮空気などの流体圧により、有機性廃棄
物又は堆肥化物の底部を押上げてトンネル軟道風道を形
成し堆肥化通風を行なう手段であって、第４図〜第６図
に示すように、通風道を形成させることにより堆肥化材
料を醗酵槽底の受は部より隔絶させて通気を保全するも
のである。

この場合には、醗酵槽の底部に、その内部に空気等の流
体を充填させることにより変容可能なバッグ体６を備え
付け、このバッグ体６の内部には多数のノズル５，５を
穿設した送気管４を導入し、乙れによる送気又は排気に
よりバッグ体６を適宜膨満若しくは萎縮させることがで
きるようになすのである。

そして、醗酵槽１の一側壁には下部を相互に連通させて
気室Ｃを設け、上記送気管４には押込送風機Ａの送気口
を、気室Ｃには吸引送風機Ｂの吸引口をそれぞれ接続し
て備え付け、さらに押込送風機Ａの排気口と吸引送風機
Ｂの吸引口とを連通させこの連通部分の内部には押込ダ
ンパ２及び吸引ダンパ３をそれぞれ介在させるのである
。

なおこのバッグ体６はゴム若しくはプラスチックシート
等の適宜材質を選択することが可能であるし、或いは醗
酵槽の基盤９を気密状となしその周囲を締着材７で締付
けてシール状態となした気密シートにより送気管を覆蓋
するようになし実質的にバッグ体を構成するのも有効な
手段である。

この実施例においては、堆肥化材料αを醗酵槽１へ仕込
み（第４図の状態）、次いで押込ダンパ２を開け、吸引
ダンパ３を閉じた状態で押込送風機Ａを駆動させれば、
空気す等の流体は送風管４を経てノズル５より噴射され
た圧により、醗酵槽底を形成するバッグ体６は膨満して
上向きに盛り上り堆肥化材料ａを押上げる（第５図の状
態）。

この場合バッグ体６内部に扛上機構を併設して膨満押上
げを介助することも有効である。

堆肥化材料ａが各種汚泥、家畜糞等の一般的な有機性廃
棄物の場合には、通常１日１回の割で約１５分間堆肥化
材料ａを押上げるように運転操作をする。

次には押込送風機Ａを停止させ吸引送風機Ｃを駆動し、
同時に押込ダンパ２を閉じて吸引ダンパ３を開くと、バ
ッグ体６は内部の流体が排除されて萎縮し、醗酵槽底は
低下した状態となる。

この状態においては堆肥化材料ａは堆積層の底部が押上
げられていた形状のまま堆肥化材料の絡み合いとせり持
ちとにより架橋現象を呈してその状態を維持するのであ
って、送気中に膨満していたバッグ体が占めていた部分
は空間として残り、トンネル状の通風道８が形成される
のである（第６図の状態）。

そして引続いて吸引送風機Ｂを運転すれば、気室Ｃを経
由して通風道８の空気は大気に放散され、堆肥化材料ａ
の上面よりは通風道８へ向って盛んに空気が流通し、醗
酵槽全体にわたって円滑に通気が行われ、このような架
橋現象を呈している堆肥化原料はその堆積層の底部が目
詰りすることなく好気性状態が充分に保持できるのであ
る。

第５図に示すようにバッグ体６を膨満させた状態は、第
８図にその断面を、又は第７図にその平面を示すように
、堆肥化材料の堆積底部をアーチ状に、しかも長手方向
一杯に押上げることができるので通風道８は充分の断面
が全長に亘って得易く、さらに第９図に示すようにかか
る形態を並列に配置することにより、醗酵槽１内での堆
肥化処理の不均一性を除くことができ効果的である。

また吸引送風機Ｂを常に運転することなく、自然通風に
よる場合においても有機性廃棄物等の堆肥化材料ａに対
し好気性菌の賦活に必要な通気を行なうことができるか
ら省エネルギーを実現する有効な手段である。

実施例 ２゜ この実施例は醗酵槽の底板体をリフトアップできるよう
な機械的構成となし、それにより有機性廃棄物又は堆肥
物の底部を押上げてトンネル状の通風道を形成し堆肥化
通風を行なう手段である。

具体的には、第１０図又は第１３図に示すように醗酵槽
１の底部構造を、上面盛上りのアーチ形となした作用板
１０とその両端部に設けた垂直及び水平に起倒可能な端
末板１２とよりなる底板体と、その底板体を昇降させる
流体圧式若しくは電動式の昇降シリンダ１１にて構成す
る。

作用板１０の両端部の端末板１２，１２は作用板１０に
ピン１３支され垂直、水平の位置占めにより、堆肥化材
料の逸脱防止又は通気の流入口を開口させることができ
る。

醗酵槽１に堆肥化材料ａを仕込み（第１０図に示す状態
で、端末板１２は起立して作用板と共に底板体を形成し
ている）、次いで第１１図に示すように昇降シリンダ１
１を作動させて作用板１０及び堆肥化材料ａを押上げる
。

さらに第１２図に示すように、昇降シリンダ１１により
作用板１０を引下げ同時に端末板１０を水平にすれば堆
肥化材料ａは自らの性質により上記実施例１の場合と同
様に架橋現象を生じて押上げられたときの状態を維持し
、堆積層の最低部と作用板１０との間にトンネル状の通
風道８を形成する。

かくなされた後は、堆肥化材料ａの下部より上部へ、又
はその逆方向に自然通気が行なわれ堆積層の底部も常に
好気的な環境下におかれ、醗酵槽１内においては一様な
通気が維持され、このための別途のエネルギーを要せず
に理想的な通気を得られる有利な手段である。

実施例 ３゜ この実施例は醗酵槽の底板体を空気圧の自己平衡性によ
って上下に運動させ、その上部に仕込まれている堆肥化
材料の底部に空間部を形成して通風道となし、下部より
の流通空気を通風道を経て堆肥材料中に送込む手段であ
る。

すなわち、番１４図又は第１５図に示すように醗酵槽１
の下部にピット１５を造成し、この内部には醗酵槽１の
底部を形成することができる可動上部板１８とそれを摺
動自在に支保する固定下部１７とよりなる作用体１６を
設備する。

この作用体１６は第１４図に示すような押込送風機３１
により作動用空気パイプ３２を経て圧縮空気がその内部
に送入された場合には空気圧により可動上部板が上昇し
て醗酵槽１に仕込まれた堆肥化材料ａの堆積層底部を押
上げ、該部にトンネル状の通風道を生せしめることがで
きる。

具体的には第１５図に示すように、固定下部１７に、可
動上部板１８の上昇高さを限定することができる圧力空
気解放孔１９を穿設した圧力空気解放筒１９を設け、こ
の外周には弁シリンダ２０を整合被嵌させ、この弁シリ
ンダ２０と可動上部板１８とを可撓連結体２１にて連結
し、同時に可動上部板１８の側壁には上昇リミットを規
制する上部ストッパ２２及び下降リミットを規制する下
部ストッパ２９を付し、また、可動上部板の両側壁の下
部と固定下部との間にはフレキシブルな内部シートを張
設することにより摺動部分の気密を維持することができ
るようになすのである。

このような構成とした通気装置においては、押込送風機
３１により圧送された空気は、作動用空気パイプ３２を
通じて作用体１６内部に導入される。

内部の空気圧が上昇すると可動上部板１８が上昇し、可
撓連結体２１を介して弁シリンダ２０も上昇する。

可動上部板１３が上昇し切ると弁シリンダ２０の下端は
、その被嵌する圧力空気解放筒１９の上端部近傍の周壁
に穿設した圧力空気解放孔１９′を通過し、該解放孔１
９′を開口せしめるから作用体内部の圧縮空気は急激に
排除され作用体内部の空気圧は低下して可動上部板１６
は降下する。

そして低下した圧力と可動上部板１６の自重とが拮抗し
て釣合う自己平衡点まで降下して停止し、再び内部圧の
上昇により可動上部板１６は上昇を始め、押込送風機３
１の送風圧大量に対応した時間経過を示しながら上記の
運動を操り返すのである。

その間に、作用体１６が上昇することにより堆肥化材料
ａの底部を押し上げ、そして作用体１６が降下したなれ
ば、堆肥化材料ａの性状により実施例１．の場合と同様
に該部分にトンネル状の通風道を形成すると同時に、押
込送風機３１より通気用空気パイプ３３を経てピット１
５に送り込まれる空気、並びに圧力空気解放筒１９より
放散される空気は作用体１６の降下により開口される醗
酵槽底板と作用体上面との間より通風道に流入し、堆肥
化材料に万遍なく流通し、充分な通気による好気的雰囲
気を得るのである。

この構成にあっては、通気用空気バルブ３４を介在させ
て送気量を調整し、さらには、醗酵槽底に取付けた落下
防止板２４の作用体への適宜接触により、可動上部板の
昇降に伴なう堆肥化材料のピットへの逸脱落下を防止し
得るのである。

実施例 ４゜ この実施例は醗酵槽底の一部を回動自在なカム状底体と
なし、この回動軸を槽外より駆動してカム状底体を回動
させて該槽に仕込まれている堆肥化材料の堆積層底を押
上げ、トンネル状の通風道を形成し下部よりの流通空気
によりこの通風道を介して堆肥化材料に通気を行なう手
段である。

第１６図又は第１γ図に示すように、醗酵槽１の底板の
一部を、槽外より駆動可能とした回動軸２６を有するカ
ム状底体２５により置換し、駆動源２７により適当な伝
動機構を介してカム状底体２５を約９０度回動させて、
第１７図に示すように堆肥化材料ａの底部にトンネル状
の通風道を形成させる。

そして押込送風機３１より通気用空気パイプ３３を介し
てカム状底体２５の取付はピットへ送気し、醗酵槽底と
カム状底体との隙間より上記通風道へと空気を流入させ
、堆肥化材料に充分な通気を及ぼして好気的雰囲気を得
て、また、カム状底板と適宜接触する落下防止板２４を
配して堆肥化材料の逸脱落下を防止できることも前実施
例と同様に行ない得るのである。

以上の諸例にみるような本発明の堆肥化材料の堆積層底
にトンネル状の通風道を形成させて、その部分を介して
堆肥化材料中に充分な量の空気量を流入させる手段は、
そのいずれもが並列に施行して槽底全域に及ぼすことも
容易であるし、或いは作用板、可動上部板又はカム状底
板面の堆肥化材料に接する面の全体形状を、堆肥化材料
の性状に応じた最適な形状に選択することにより、通風
道の形成を効率的になし得る便益を有するのであり、さ
らに堆肥化材料を醗酵処理するに際して好気性雰囲気の
良好な培地となして微生物の繁殖又は代謝を旺盛たらし
めるので非常に有効な手段であり、その目的を達する装
置構成も過大な動力を要せず経済的な設備コスト並びに
運転コストでまかなえることは本発明の非切に有利な点
である。

さらに本発明の趣旨に従えばその構成要件は上記の諸実
施例に限定されるものではなく、これらより導かれる応
用、変形又は転用等はすべて本発明の技術的範囲に包含
されるものであることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は在来の醗酵槽における通気と圧密状態
との推移を示す図、第４図〜第７図及びＸ８視断面を表
す第８図は槽底をバッグ体とする実施例における各部作
用を示す図、第９図は並列して全体に施した例を示す図
、第１０〜第１２図及びＸ１３視断面を表す第１３図は
槽底をリフトアップするような実施例における各部作用
を示す図、第１４図及びＸ１５視断面を表す第１５図は
槽底を可動作用体とするような実施例における各部作用
を示す図、第１６図及びＸ１７視断面を表す第１７図は
槽底をカム状底体とせる実施例における各部作用を示す
図である。 １・・・・・・醗酵槽、２・・・・・・押込ダンパ、３
・・・・・・吸引ダンパ ４・・・・・・送気管、５・
・・・・・ノズル、６・・・・・・バッグ体、８・・・
・・・通風道、１０・・・・・・作用板、１１・・・・
・・昇降シリンダ、１２・・・・・・端末板、１５・・
・・・・ピット、１６・・・・・・作用体、１７・・・
・・・固定下部、１８・・・・・・可動上部板、１９・
・・・・・圧力空気解放筒 ２０・・・・・・弁シリン
ダ、２４・・・・・・落下防止板、２５・・・・・・カ
ム状底体、２６・・・・・・回動軸、２７・・・・・・
駆動源、３１・・・・・・押込送風機、３２・・・・・
・作動用空気パイプ、３３・・・・・・通気用空気パイ
プ、Ａ・・・・・・押込送風機、Ｂ・・・・・・吸引送
風機、Ｃ・・・・・・空気、ａ・・・・・・堆肥化材料
、ｂ・・・・・・空気。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 都市ゴミ、各種汚泥、家畜糞等の有機性廃棄物を醗
   酵により堆肥化処理するにおいて、斯かる堆肥化材料を
   醗酵槽に仕込んだ後、醗酵槽底板体上面に接して着床又
   は圧密化せんとする堆積層下部を適当な手段により一時
   的に押上げ、上記のような堆肥化材料自体の性状により
   それらの組織を互に絡まり合い又はせり合わせて架橋現
   象を生起させて、トンネル状の通風道を堆肥化材料の堆
   積層の下部と醗酵槽底板体上面との間に形成して適宜持
   続させ、この通風道を通じて強制通気若しくは自然通気
   又はそれらを併用して行なうことにより堆肥化材料中に
   充分な通気を旋こし、所要の好気性醗酵を旺盛に行わせ
   るようにした有機性廃棄物の堆肥化通気方法。 ２ 都市ゴミ、各種汚泥、家畜糞等の有機性廃棄物を醗
   酵により堆肥化処理する醗酵槽において、加圧空気等の
   流体圧力又は伸縮力若しくは回動力等の機械力により、
   醗酵槽に仕込まれた堆肥化材料の堆積層下部を押上げ、
   堆肥化材料の底部において架橋現象を起させ、次いでそ
   の押上げた架橋状態を保持させたまま降下する運動を反
   覆可能とせる底部体を、単列に又は複数並列に設置して
   なる底部の構造となしたことを特徴とする有機性廃棄物
   の堆肥化通気装置。 ３ 醗酵槽の底板に、その内部に多数の噴気ノズルを穿
   設した送気管を導き入れたバッグ体を設置し、この送気
   管を介しての送気又は排気によりバッグ体を膨満又は萎
   縮させて、堆肥化材料の下部を押上げそして通風道を形
   成するような構造の底板体とした特許請求の範囲第２項
   記載の有機性廃棄物の堆肥化通気装置。 ４ 醗酵槽の底部を、液体圧シリンダ又は電動シリンダ
   等によりリフトアップ可能な作用板となして、堆肥化材
   料の下部を押下げそして通風道を形成するような構造の
   底板体とした特許請求の範囲第２項記載の有機性廃棄物
   の堆肥化通気装置。 ５ 醗酵槽の底部を、空気圧の自己平衡性により昇降運
   動可能な可動上部板と固定下部とよりなる作用体となし
   、この作用体内部への空気圧入により可動上部板の上昇
   、降下を反覆させて、堆肥化材料の下部を押上げそして
   通風道を形成するような構造の底板体とした特許請求の
   範囲第２項記載の有機性廃棄物の堆肥化通気装置。 ６ 醗酵槽の底部を、槽外より駆動可能な回動軸を有す
   るカム状底体となし、カム面の回動上昇若しくは降下に
   より、堆肥化材料の下部を押上げそして通風道を形成す
   るような構造の底板体となした特許請求の範囲第２項記
   載の有機性廃棄物の堆肥化通気装置。