JPS5918352B2 - 被処理物の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は家畜ふん尿や下水汚泥等の処理方法及び処理装
置に係り、鳥獣類特に鶏、牛、豚などの家畜類のふん尿
（場合によっては尿はわずか含まれるだけで、実質的に
ふんの処理のこともある）や下水処理場から発生する下
水汚泥や、その他魚介滓や家禽類の死体、凍原、各種有
機性の産業廃棄物等の或は堆肥化処理を行なう場合に係
る処理方法と装置である。

家畜ふん尿などを中心とする上記各種廃棄物は、再利用
可能な形に処理して肥料や飼料などとして再利用するこ
とが望ましい。

そのためには、堆肥化処理、が最も好ましいものであり
、この処理の結果、被処理物である家畜ふん尿等は堆肥
になり、肥料等に再利用できるようになる。

家畜ふん尿等の堆肥化に際して処理対象物を好気性の適
正な環境条件に保持することが必要で、そのファクター
としては温度、被処理物の含水率、風量、酸素量、或は
処理時間等が重要である。

すなわち、堆肥化方法の一般的形態を述べるならまず、
堆肥化反応を開始させるには被処理物を適正な含水率（
およそ２０−７０重量％）に調整し、これを反応容器に
投入して多くの場合強制的に送風して酸素をおくりこみ
好気性とし、自然発生的におこる好気性微生物反応の結
果、被処理物の温度は上昇し、反応が良好ならば、５０
℃から８０℃にまで上昇するものであり、かつ、この高
温を長時間（多くは２４〜４８時間）保つことによって
望ましい堆肥を得るものである。

前述したように、堆肥化反応は家畜ふん尿等の中の有機
質を燃料とし、比較的低温で好気性微生物の介在によっ
て進行する一種の酸化反応であり従って反応の成否は各
種前記ファクターの適正な制御によって左右され、わけ
ても実際面で最も重要になるのは、いかにして反応容器
中の全被処理物に、なるべくむらなく充分な空気を送り
こみ、かつ、そのとき必要なエネルギーを最少におさえ
るかが問題である。

従来の堆肥化方法は、いずれもこの点で大きな欠点を有
し、例えば第１図に示すように箱形の反応容器１の底に
メツシュ３を敷き、反応容器１の中に含水率６ｏ％程度
に調整した家畜ふん尿２をそのまま投入し、下から送風
機４等で送風すると被処理物は空気の流通に対して大き
な抵抗を示し従って送風機の馬力数を大きくしなければ
ならない上に、それでもなお矢印で示すように空気は被
処理物の内の反応容器壁に接する附近のみを中心に通過
し、この附近のみが良好な通風状態になるので、中心部
附近はしばしば通風が不充分で嫌便性の状態になり、こ
のため次のような各種の欠点が発生する。

まず、第１に従来のこの方法では充分な堆肥化反応が進
行せず、温度上昇も緩漫となる。

第２に内部の嫌気性反応の結果発生する反応物は肥料と
して危険である。

又第３に通気に必要なエネルギーは大きくこのためラン
ニングコストが大きくなる。

本発明は従来の堆肥化方法のこのような欠点を除去する
もので、あらかじめ反応にさきだって被処理物を適正含
水率に調整した後適当な大きさの丸棒上などの形状のペ
レットに成形処理し、しかる後被処理物に強制送風又は
自然送風によってむらなく空気が供給されるように処理
することを特徴とするものである。

かくて本発明では、被処理物は丸棒状などの形状のペレ
ットに成形されているので、これを反応容器につめても
常に一つのペレットと他のペレットの間に充分な間隙が
存在し、そこを通って空気が流通するので反応容器全体
にわたって良好な好気性の状態になり、従って全体にわ
たってむらのない充分な堆肥化反応が進行し、温度上昇
も急速におこり、かつ高温になり、又嫌気性反応のおこ
る部分は実質的になくなり、全てが良好な肥料になる上
、通風に必要なエネルギーは極めて少なくて良く、ラン
ニングコストも低下する。

又全体の反応時間も短くなる。

次に実施例に基づいて本発明の詳細を述べる。

第２図ａ、ｂは本発明に係る最も基本的な実施態様で、
図ａは反応容器１の側断面図、図すは被処理物を丸棒状
ペレットに成形した場合の被処理物の拡大斜面図である
。

図で反応容器壁１は断熱性を考えてアスベスト（石綿）
で作り、（又はエタニットやＦＲＰ〜ガラス繊維で補強
したプラスティック等も使用できる）更に外部の補強材
（ここではステイール材）でささえるものでこれは図示
してない。

（低温地域では更に外側に発泡ステイロール板等の断熱
材をあてがうこともある。

）反応容器の底部には、約１ｃｎ１の間隔でペレットが
落ちない程度のメツシュ３をあてがい、それを更にステ
イールの補強材で補強して用いるのが可である。

このようにした所にペレット状に成形を施した被処理物
５′を投入し、反応容器１を満たし、次に反応容器１の
下底部から送風機４で送風する。

ここでは被処理物５′として採卵鶏ふん尿を採用し、こ
れにあらかじめ別な方法で堆肥化と乾燥処理を施してか
ら粉末にした採卵鶏の乾燥堆肥をミキサーで混合し、含
水率５０％に調整したのちスクリュープレス式の押出し
成形機（ペレット成形機）を用いて直径３０ｍｍの丸棒
状ペレットに成形したが、ペレットの平等長さは７ａｎ
位であり、これを前述の反応容器に投入する。

反応容器の大きさは、門口３ｍ、奥行３ｍ１高さ４．５
ｍであり、これに底から３ｍの高さまでペレットを満た
した。

このようにしてから送風機で送風を始めるとまもなく被
処理物は温度上昇を示し、２日で８０℃に達した。

更に送風を続けると、温度はしばらく定常状態を保った
のち、徐々に下降し更に２日後に常温になった。

この後ペレットを取り出した所、含水率約３０％の良好
な堆肥になっており、かつ、反応容器の内部の方もむら
なく好気性反応を受け、良好な状態を示した。

第２図すは反応容器内のペレット５′のつまり具合をモ
デル的に示すもので、矢印に示すように、空気はペレッ
ト間のすき間を通って容易に流通する。

又第３図ａは本発明の別の実施態様の反応容器で反応容
器１の下底部に反応後のベレット取出しのための装置と
して回転軸６と爪車７を複数個同図す、ｃのように設け
たものである。

かくて反応容器１の底部には互いに平行に両端をベアリ
ングで支えた太い回転軸６を複数個通し、前記回転軸６
に第３図すのように複数の爪車７を取りつける。

この爪車７は相互にわずかなすき間をもってかみ合い反
応容器１内で処理が行われている際にはペレット５′が
落ちることはない。

さて、ペレット５′をとりだすには全ての回転軸６の一
端に互にかみ合った歯車（図示せず）をつけ、これの一
つを外部の駆動力で回転すると、第３図ａの矢印のよう
に爪車が隣接するものは互いに逆方向に回転し、爪車７
によってペレット５１はかき落され回転軸６間のすき間
から下に落ちる。

なお図では爪車７の爪は４枚であるが爪の数を限定する
必要はない。

このような回転軸と型車の組合わせは反応容器の底面全
面に広がるようにするのがよいが、下底部の一部にのみ
行われてもよい。

又第４図は本発明による１実施例処理系統図で、採卵鶏
ふんを例にとって説明すると多くは含水率９０％近い半
液状で、これを常温の槽８に貯溜しポンプ９で攪拌して
均質化してから定量ポンプ１０で圧送しミキサー１１（
スクリュ一式）に一定の割合で送りこむ。

ミキサー１１には一方からあらかじめ粉末にした乾燥堆
肥１２を送りこみ含水率５０％になるように混合する。

この混合物１３をペレット成形機１４のホッパー１４′
へ投入し、片方からスクリュープレスで複数の直径３０
關の円形の穴のあいた他端へ向けて押し、それらの穴か
ら混合物を押し出しペレット５′にした。

このペレットをコンベアー１５で型車ヲ複数枚底部に有
する反応容器１に投入し、反応容器の下底部より送風機
４で通風して堆肥化したのち底部の型車を回転させてと
りだし、コンベアー（図示せず）で堆肥を再びペレット
成形機１４に送りこみ、ペレット化したのち反応容器１
′と同一の乾燥器１に入れ、ヒータ一つきの送風機４′
で温風を送風して含水率１８％の乾燥堆肥にした。

更にこれを乾燥器１′の下底部の型車を回転せしめるこ
とによりかき落として取りだし、一部は製品１１として
堆積し、一部はハンマーミル１８で粉砕して直径約０．
５ ｍｍ以下の粉末にしたのちサイロ１９に貯溜し、生
ふん尿の含水率調整用に用いる。

なお本発明の実施態様は多岐にわたり、例えば第４図に
示す構成の他に最初の堆肥化はペレット化して行ない、
後の乾燥反応は粉末又は粗粒状のまま行なったり、或い
は反応容器１．乾燥器１′を別個に２つ使うのを止めて
１つの容器とし、被処理物をペレット化して堆肥化反応
をまず完了した後にそのまま温風や常温の空気を強く送
風して乾燥反応に入り、最終製品を作ることもできる。

或は反応容器ではペレット化して基本的に堆肥。

化反応のみを行ない、続いてそこから取り出して、例え
ばビニールハウス、プラスティックハウスやガラス温室
や普通の堆肥舎などの簡便な施設の中において強制通風
なしで（あるいはしても良く、このときは風は乾燥施設
を通ってから堆肥化反応槽に入るようにすると、堆肥が
脱臭作用も持っているので、乾燥施設からの悪臭の発生
を防ぐ）時間をかけて乾燥することもできる。

あるいは又別の方法として第４図のフローシートにおけ
る乾燥粉末を入れるサイロ１９と、ミキサー１１とペレ
ット成形機１４をまとめて１つのユニットとし、かつ、
しばしばかかるユニットは移動式にし、これと別に第３
図ａのような反応容器を複数設け、これらの反応容器は
下から通風できるようにしたのち、前記ユニットを動作
させて成形した被処理物のペレットを１つの反応容器に
満たし、それが終了したら又別の反応容器の所へそのユ
ニットを移動させて同様にしてペレットで反応容器を満
たす。

このようにして満たされた反応容器において順時通風し
て堆肥化反応と、必要に応じて引き続いて乾燥反応を行
なう。

このような方法を採用すれば、安価に大容量の処理施設
が建設できる。

生ふん尿等の被処理の温度が冬期間等で極めて低温であ
ると、堆肥化反応の開始がおくれ、通風機にあわせて補
助熱源を使うことになってランニングコストが増加する
二これをいくらかでも防ぐため熱交換機を前段に設け、
堆肥化槽や乾燥槽から発生する温風を熱源にして被処理
物をあらかじめ加温することは有効である。

なお投人生ふん尿等の被処理物の水分調整は、わらやお
が屑、もみがら等を用いてもよい。

あるいはあらかじめ投入被処理物を他の方法で予め堆肥
化反応に適当に含水率まで乾燥しておくこともあり、も
し得られれば地下熱や温泉や各種廃熱エネルギーがその
源になり、又多くの場合ビニールハウスやプラスティッ
クハウスやガラスハウスを用いて、日光のエネルギーで
予乾することが有効である。

なお堆肥化反応を促進するために、種バクテリアとして
特定の好気性バクテリアを主体にする薬剤をあらかじめ
被処理物に加えることもある。

ペレットの大きさや形に制限はない。

被処理物を堆肥化反応に先だってペレットに成形する機
械的手段としては、所謂造粒法の内、押出し造粒法又は
圧縮造粒法を用いる。

このうち押出し造粒法は、型（ダイス）に向かって加圧
された被処理物を型の孔から押し出すことによって被処
理物を造粒する方法の総称であり、その実施態様は様々
で制限は無い。

つまり１例を示すなら第５図において、ペレット成形機
１４′はピストン２２にロンド２７をかいして油圧シリ
ンダー２６をつなぎ、ホッパー２０から投入した被処理
物２３をチャンバー２１内で圧縮し、チャンバーのピス
トンと反対側は複数の丸穴のあいた板２４とする。

さて油圧でピストン２２を穴のあいた板２４の方へ押す
と、被処理物は圧縮され、穴から丸棒型のペレット５′
になって落下する。

本実施例では穴の直径は１８ｍｍから３０ｍｍの範囲に
設定した。

ペレットの長さは押し出し中にペレットが自重で自然に
折れるので、およそ一定（約７ｃｍ位）になった。

押出し造粒法又は圧縮造粒法によって造ったペレットは
充分な機械的強度を持ち、反応容器内において積み重ね
られても相当な堆積高さになるまで上部からの重量によ
って下部のペレットが破壊される事はなく実験によると
反応容器内におけるペレットの最大堆積高さは約７メー
トルであった。

堆積高さが高い程、装置の占有する床面積は狭くなるの
で好ましい。

一方より簡単な造粒法として、被処理物を高速で回転す
る羽根によって破砕してペレットにする方法もあるが、
この方法により造られたペレットは必要な機械的強度を
持っていないので、反応容器内に積み重ねられると１メ
一トル程度のわずかな堆積高さでも上部からの重量によ
って下部のペレットは破壊されてしまい、従って反応容
器内の空気の流通の妨げとなり、嫌気性反応を起すこと
になるので好ましくない。

又、反応容器へのペレットの投入方法と取り出し方法に
制限はない。

最も簡単には、反応終了後容器壁の一部をはずし、そこ
からトラクターのフロントローダ−等を挿入してとりだ
す。

又送風機は冷風式の他に、電熱式や燃焼式などの温風式
を用い低温時又は多湿時における堆肥化反応や乾燥反応
の遅れを補なうことも可であり、又反応時排気からの悪
臭発生が問題になるなら燃焼式や吸着式等の脱臭装置を
つけることもある。

同様にハンマーミルなどからのチリ、ゴミ発生を防ぐの
に、サイロクン等をつけることもある。

更に本実施例では反応容器を用いているが、反応容器を
用いずに、ペレット化した被処理物を積みあげ開放又は
半開放状態で堆肥化反応を行なうこともある。

又本発明では被処理物はペレット化されていて極めて通
風性が良好なので場合によっては特別な強制通風なしで
処理を行なうことがある。

又本発明において被処理物のペレットの堆積に送りこむ
気体は空気の他に、酸素もしくは酸素を含む気体であっ
ても良い。

以上本発明の有意性は犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来周知の堆肥化方法として用いられる反応容
器の側断面図、第２図ａは本発明を説明するための１反
応容器の側断面図、ｂは被処理物の拡大斜面図、更に第
３図ａは本発明に使用される反応容器の１実施例の下底
部を示す側断面図、同図す、ｃは同下底部の一部の斜面
図、上面図、第４図は本発明による１実施例処理系統図
第５図は被処理物をペレット状に形成する装置の側断面
図である。 図で１は反応容器、５′はペレット状被処理物、６は回
転軸、７は型車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 家畜ふん尿や下水汚泥等の有機物を主体とする被処
   理物を堆肥化するに際して、堆肥化反応の開始に先立っ
   て予め被処理物を機械的造粒手段にてペレット状に造粒
   し、該造粒手段が押出し造粒法又は圧縮造粒法に属する
   手段であり、更に該ペレットの含水率が２０−７０重量
   ％の範囲内にあり、かくて形成された被処理物ペレット
   の堆積物に強制送風又は自然送風によって空気のような
   酸素を含む気体を送りこみ、好気性微生物を主とする微
   生物活動を起させることによって該被処理物を堆肥にす
   ることを特徴とする被処理物の処理方法。