JPS644996B2

JPS644996B2 -

Info

Publication number: JPS644996B2
Application number: JP55041171A
Authority: JP
Inventors: Takuzo Sekya; Kohei Hayashi
Original assignee: ASAHI ENGINEERING
Current assignee: ASAHI ENGINEERING
Priority date: 1980-04-01
Filing date: 1980-04-01
Publication date: 1989-01-27
Also published as: JPS56140096A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、家畜糞尿、し尿処理残渣、下水処理
汚泥、廃水処理汚泥等の有機性廃棄物を堆肥化す
る方法に関する。

従来、有機性廃棄物（以下、「処理物」と記す）
の堆肥化は、天日乾燥、鋸屑やバーク（保水物）
の添加、堆肥化製品の添加等によつて水分調節
し、必要に応じて種を混合した後、横型回転式醗
酵槽、竪型醗酵槽、野積み式醗酵槽等を各々単独
に用いて醗酵処理することによつて行なわれてい
る。

各醗酵槽は、それぞれ効率の良い方式の開発が
行なわれてそれなりの特徴が発揮されるようにな
つている。しかし、欠点が完全に解消されている
ものではなく、依然として各醗酵槽特有の解決す
べき問題点が多々残されている。

本発明は、各型式の醗酵槽特有の欠点を解消す
ることを目的とし、当該型式の醗酵槽を改良する
のではなく、異なる型式の醗酵槽を併用すること
によつてこの目的を達成したもので、特に横型回
転式醗酵槽と竪型醗酵槽を併用すると、両者の利
点を生しつつ欠点を互に補わせることができるこ
とを見出した点に大きな特徴を有するものであ
る。

横型回転式醗酵槽は、(1) 槽全体を回転させる
ため小動力にて効率の良い通気が可能である、(2)
通気が良いため醗酵が均一である、(3) 密閉式
であるため臭気の収集が容易で脱臭装置の取付け
が簡単である、(4) ハンドリングに有利な造粒が
行なえる、等の有利な点がある。反面、(1) 長時
間の醗酵に用いる場合や処理量や大量な場合には
竪型醗酵槽に比し多大な設置面積を要する、(2)
醗酵の後半に醗酵熱で気化した水分が凝縮して処
理物が槽壁面に付着したり造粒径の増大が生ず
る、等の欠点がある。

一方、竪型醗酵槽は、(1) 設置面積が小さくて
良く大量処理に適する、(2) 処理物を上方から投
入すると共に醗酵完了物を下方から取り出し、醗
酵が進むにつれて処理物を上方から下方へ移動さ
せることにより連続的な処理が可能である、(3)
下方から上方に向けて通気させることにより、醗
酵熱を投入された処理物の醗酵促進に有効利用で
きる、等の有利な点がある。反面、(1) 単に積み
込んだ場合には圧密のために通気不能及び取り出
し不能を期たす、(2) 通気効果又は乾燥効果の向
上のために内部に撹拌装置が必要で、その動力は
大きなものが必要である、(3) 撹拌効率を上げる
ために空間が必要となり、比較的設置面積が小さ
いといえど実処理量より非常に大きな容積の設備
を要する、等の欠点がある。

本発明は、まず横型回転式醗酵槽で処理物の醗
酵を活発化すると共に造粒する一次醗酵を施し、
次いで処理物を竪型醗酵槽に移して更に完熟する
まで醗酵を行なうもので、これによつて両者の利
点をそのままに欠点を互に補い合わせたものであ
る。

即ち、横型回転式醗酵槽を醗酵の活発化及び適
正な造粒完了迄の醗酵前半のみに用いるものであ
るため、処理物の壁面付着や造粒径の増大を生ず
ることがなくかつ均一に醗酵を開始させることが
でき、滞留時間が短かいため、大量処理において
も小型の醗酵槽で済み、悪臭も容易に捕集でき
る。また、竪型醗酵槽では、造粒された処理物が
供給されるため、圧密による通気不能や取り出し
不能を生ずることがなく、従つて、撹拌装置が不
要で処理物の充填率を約100％とすることができ
るため、従来の竪型醗酵槽より更に設置面積を小
さくすることができ、上述の如く横型回転式醗酵
槽も小型のもので済むため、両者を合わせても比
較的設置面積が小さく、更に、醗酵熱の有効利用
がなされるため、横型回転式醗酵槽から竪型醗酵
槽への移送時の温度低下により醗酵が影響されな
いものである。

以下、本発明を、図面を参照しつつ更に詳細に
説明する。

１は処理物であり、通常、含水率60％〜90％、
PH４〜13程度のものである。一般に、堆肥化醗酵
での最適含水率は40％〜60％であり、水分が高か
つたりPHが高過ぎた場合は、乾燥、中和等の工程
を設ける。通常、堆肥化製品を混合して水分調節
するが、この場合多量の堆肥化製品が必要となつ
たり、PHが高い場合には醗酵の速度が遅くなるこ
とがあるため、通気天日乾燥、熱風乾燥等である
程度の水分調節を行ない同時に空気を供給して空
気中の炭酸ガス等でPH10以下に調節しておく工程
を設けるのが得策である。

２は上述の如き水分調節及びPH調節を行なうた
めの乾燥機で、特に後述する横型回転式醗酵槽４
及び竪型醗酵槽６を通つて醗酵熱で加温されかつ
炭酸ガス量の増加した空気が供給されるようにな
つている。

このようにして水分及びPHの調節された処理物
は、破砕混合機３に送られ、種と破砕混合され
る。種としてあらかじめ後述する一次醗酵されて
温度の高い醗酵物を用いれば、良好な醗酵の立上
りが得られるので好ましい。この時PH４〜10程度
の処理物であれば、種の呼吸により、又緩衝作用
によりPH７〜８程度に中和される。種の量は、処
理物３：種１〜処理物１：種２の範囲で用いが、
混合破砕時に堆肥化製品の一部を水分調節用に加
えても良い。また、処理物を別に粉砕してから種
と混合しても良く、処理物と種の混合物（仕込み
原料）の含水率が40〜60％程度になるのが好まし
い。

また、破砕混合機３は、ハンマータイプ、フラ
ツシユ、切断翼タイプのものであれば合目的であ
る。

破砕混合した仕込み原料は、横型回転式醗酵槽
４に送填されて一次醗酵処理される。横型回転式
醗酵槽４は、円筒状胴体が回転することにより、
仕込み原料の撹拌混合を行なうが、この際、円筒
状胴体の底部から常に醗酵に必要な空気（酸素）
の通気を行ない、好気性醗酵を促すことが好まし
い。

一次醗酵の条件としては、横型回転式醗酵槽４
の充填率は内容積に対し60〜80％程度が好まし
い、仕込み原料の水分率やその物性等により加減
すべきである。通気を行なう場合、その温度は20
〜30℃で良く、その量は、仕込み原料の容積に対
し毎分５〜10％で良い。充填率が低過ぎると処理
能率が悪く、高過ぎると回転による切り返し効果
が十分得られない。通気温度が低過ぎると醗酵温
度の上昇が遅く立上りが悪くなり、高過ぎると水
分の蒸発量が多くなり過ぎて醗酵が妨げられる。
また、通気量が少な過ぎると通気効果が得にく
く、逆に多過ぎると温度を下げたり乾燥を早め過
ぎて醗酵を妨げる。

また、円筒状胴体の回転数は、醗酵槽４の規
模、仕込み原料の物性、醗酵時間、希望粒径等に
より設定されるが、例えば、内径１ｍ、仕込み原
料含水率50％、醗酵時間50時間、造粒径５mm以下
とした場合、円筒状胴体の周線速度で約0.16cm／
秒（１回転／30分毎）程度以下であることが好ま
しい。回転が速過ぎても遅過ぎても適切な造粒が
しにくくなる。

適した造粒は、粒径約20mm以下の粒状物とする
ことで、特に粒径が１mm〜10mmの範囲のものが主
となるようにすれば、後の竪型醗酵槽の高さを数
ｍとして積み上げる場合にも通気不全による発酵
の不均一化や嫌気的発酵を生ずるおそれがなく、
良好な好気的発酵状態が得られる。

一次醗酵においては、設置面積の縮小及び処理
の効率化を図るため、出来るだけ早く均一に醗酵
を旺盛にし、高温時に於ける水分の蒸散及び適性
な造粒を短時間に行なうことが好ましい。

醗酵速度については、一次醗酵されて高温にな
つている醗酵物を種として使用することにより、
８〜20時間で最高温度（70〜80℃）に達する急速
醗酵が可能である。この急速醗酵により、全体の
処理時間を短縮できるばかりか、横型回転式醗酵
槽４への滞留時間を短縮してこの醗酵槽４をより
小型化することができるようになる。

水分の蒸散及び造粒については、二次醗酵工程
の特性上重要な項目であり、一次醗酵槽の内壁に
充填物を付着させないこと、一次醗酵物の含水率
を出来るだけ低くすることを主眼に次の如く操作
することが好ましい。即ち、温度上昇に伴ない発
生する水蒸気を大量に槽外へ流出させることを目
的として、温度上昇期ないしは最高温度到達期か
ら通気量を前記仕込み原料の充填量に対する毎分
５〜10％から毎分15〜25％に増加するか、及び／
又は、醗酵槽上部側面より充填物の上表面に送風
する等により、蒸気が槽内に充満することなく槽
外へ流出する様にするものである。

このようにして水分の蒸発を図ることにより、
仕込み原料の水分が比較的多い場合でも、短時間
に竪型醗酵槽で圧密による通気不能や取り出し不
能を生じにくい程度の水分含有率まで下げること
が可能となる。従つて、前述の壁面付着や造粒径
増大防止効果と共に、水分調節用の堆肥化製品、
種、加熱エネルギーを最小限に抑えることができ
る。

この時期の充填物の温度は少なくとも醗酵によ
り50℃以上に上昇していることが望ましい。これ
は、旺盛な醗酵期でないと、多量の通気により温
度が下り、醗酵が妨げられるおそれがあるためで
ある。

また送風の温度は、送気量にもよるが、充填物
の温度低下を期たさないものでないと醗酵を妨げ
るので、前記初期の温度より高い30〜70℃の温風
にするのが好ましい。更に送風時間は、二次醗酵
に於ける設定水分になるまでで良く、通常10〜20
時間で充分であり、この時の充填物は全て球状造
粒され、悪臭のないものとなる。特に好気的醗酵
が均一に行なわれるため嫌気的醗酵による臭気は
ほとんど発生しない。また、二次醗酵に供すると
きの一次醗酵物の含水率は、40％〜50％程度であ
る。あまり高過ぎると圧密を生じ、低過ぎると醗
酵が妨げられる。

この様にして、一次醗酵を20〜45時間で終了
し、一次醗酵物を取得する。

一次醗酵物は温度が高い（60〜70℃）まま槽外
へ取り出し、前述のようにその一部を種として使
用することもできる。この時、篩分して粒径の大
きなものを種として返送するのが得策である。

一次醗酵物は、ベルトコンベアー５で竪型醗酵
槽６へ移送して二次醗酵処理する。コンベヤー５
で移送の際、一次醗酵物の温度が高く蒸気の発生
を伴つているので、蒸気の凝縮をさせないこと及
び水分蒸散を助けるために、ベルトコンベアー５
を低速としかつベルトを多孔性又は網状として一
次醗酵物を５cm厚以下程度に薄く広げ、その下部
より送風することが好ましい。この場合の送風量
は、ベルト上の一次醗酵物総量に対し５〜10％程
度が良く、あまり多いと一次醗酵物の温度を極端
に低下させるので温度が40℃以下にならない程度
にするのが好ましい。

また移送される一次醗酵物の含水率は前述の通
り40％前後までとすべきであり、温度が低く水分
も低い場合は二次醗酵が妨げられる。

送風の方法としては、コンベヤー５をダクトの
内部に設置し、その一端又は中央部から圧送又は
吸引による方法で通風することも可能である。

この様にして、移送される一次醗酵物は、粒子
の表面に乾燥粉の付着した物性のものとなつて、
竪型醗酵槽６の最上段に充填される。

竪型醗酵槽６は、好ましくは最下部から又は積
み高さが２ｍ以上の温度に数段に通気出来る様に
配管されたもので（更に好ましくは槽壁を二重構
造として、内線面の温度保持が出来る様にしたも
のが良い）あつて通気下で完熟する迄二次醗酵を
行なうものである。

通気を行なう場合のその温度は30〜70℃内が良
く、その通気量は充填物の容積に対して毎分10〜
25％程度にするのが適当である。一次醗酵工程に
より、造粒されて表面積を小さくしたこと、粒子
表面に乾燥粉が付着していること、含水率が低下
していることから、通気性が非常に良く、充填物
同子の圧密による密着が小さくなる。低部の醗酵
終了物を自然落下により取り出すことで、上部の
残留物はサラサラと順次底部へ移動する様にな
り、機械的な切り返し撹拌装置の装置が不要とな
る。

通気した空気は、底部では、醗酵終了期のため
乾燥に寄与し、含有酸素は殆んど使用されないで
順次上段へ行くに従つて利用される様になり、最
上段では一次醗酵の後半と同様の高温醗酵に寄与
する。竪型醗酵槽６の滞留時間は、４〜10日間と
して、原料の物性、最終物の設定により決められ
るものであるが、その目標として、易分解性有機
物の分解醗酵が完了（醗酵温度低下）し、品温が
20〜40℃、含水率30％前後として取り出せば良
く、そのまま製品とするが、一部を一次醗酵時の
仕込み原料内に水分調整用として用いても良い。

以上のような本発明の効果を整理して列挙する
と次の通りである。

即ち、醗酵を一次醗酵と二次醗酵に分け、それ
ぞれ横型回転式醗酵槽と竪型醗酵槽で行なうこと
としたため、次の利益が得られるものである。

(1) 横型回転式醗酵における利益 (イ) 壁面付着を生ずることなく処理物の適性造
粒が出来る。

(ロ) 立上りの良好な醗酵により均質な醗酵物を
得ることが出来る。

(ハ) 滞留時間を長く取らないため、従来の如き
大きな設置面積を必要としない。

(ニ) 高温時に取り出すため、水分の蒸散が旺盛
であり、表面積大、通風により多量の水分を
散逸することが出来、また醗酵物表面が乾燥
粉に覆われ、粒子間の密着が妨げられる。

(2) 竪型醗酵槽における利益 (イ) 造粒されかつある程度水分の減つた処理が
充填されることになるため、充填物の圧密に
よる密着がなくなり、自然流下方式が取れ
る。

(ロ) 密着しないため、空隙率は高くなり、通気
性が良くなる。

(ハ) 流動性が高いため、竪型で撹拌装置を内設
しないものの採用が出来る。

(ロ) 撹拌装置がいらないため、その分設置面積
が小さくてすみかつ設備費が安価となる。

(ホ) 充填率は約100％とすることが出来るため、
槽容積を実処理量と同等にすることが出来
る。

(3) 全体としての利益 (イ) 横型回転式醗酵槽及び竪型醗酵槽の両者と
も比較的小型のものとすることができるの
で、全体の設置面積も小さいもので済む。

(ロ) 迅速で均一な醗酵が得られる。

(ハ) 工程上高温の一次醗酵物を種として利用す
るのが容易である。

(ニ) 中間で醗酵状態のチエツクができる。

(ホ) 均一な細かい粒形の取扱い易い製品が得ら
れる。

(4) 種として、一次醗酵完了直後の高温の醗酵物
を用いた場合の利益 (イ) 仕込み原料の品温を高めることが出来る。

(ロ) 種の最高コンデイシヨンによる新原料の醗
酵雰囲気の構成が早く、初期醗酵が早い。

(ハ) このことにより、滞留時間が短縮される。

(5) 一次醗酵において、横型回転式醗酵槽へ通気
した場合の利益 (イ) 回転槽及び送風方式により、槽内の充填量
を増すことが出来る。（槽内に他の付属品設
置を必要としない）。

(ロ) 醗酵槽側面に水分凝縮がなく、充填物の付
着がなくなる。

(ハ) このため、充填物の含水量も低下し、嫌気
的醗酵がなくなる。

(ニ) 悪臭の槽内充満がなくなる。

(6) 横型回転式醗酵槽から竪型醗酵槽へ移送する
間に、一次醗酵物に送気することによる利益 (イ) 水分の蒸発を促し、一次醗酵の時間をその
分短縮できる。

(ロ) より竪型醗酵槽における圧密防止を確実に
する。

(7) 竪型醗酵槽下部から送気した場合の利益 (イ) 移送時に多少醗酵温度が下つても醗酵が妨
げられない。

(ロ) 乾燥による醗酵停止防止上も有効である。

本発明は、この様に多くの利点を有するものと
なり、従来の横型槽竪型槽各々の長所を生かし、
欠点をそれぞれカバー出来る様にした堆肥化シス
テムであると言えるものである。

次に本発明を実施例により明らかにするが、こ
れは単なる例示であり、本発明を何等限定するも
のではない。

実施例１下水処理場より発生する下水処理汚泥（含水率
67％）約400Kgを天日にて乾燥し、水分53％に調
整された原料280Kgを得た。

これに等容量（約350）のあらかじめ醗酵し
て高温期に達した品温70℃の種を同時にハンマー
ミルにて破砕混合し、含水率48％、PH8.7のもの
560Kg（約700）を得、1M³の横型回転式醗酵槽
へ送填した。

横型回転式醗酵槽では、始め20℃の空気を毎分
56にて底部より通気し、円筒胴体の回転数を１
回転／30分毎にて一次醗酵を開始したところ、14
時間で温度は始発29℃のものが最高の74℃に達し
た。最高温度に到達した時点で円筒胴体の上片側
面より50℃の温風を毎分100にて送風し、他方
上側面に設けた排出口から排出する様にして後、
15時間目に一次醗酵処理物を453Kg取り出した。
この時の品温は72℃、PH8.6、含水率42.6％であ
つた。この内225Kg（約250）は次の一次醗酵用
の種に利用し、残り228Kgをベルトコンベヤーに
て、竪型醗酵槽へ移送した。

ベルトコンベヤーは、16メツシユ網状ベルト５
ｍを毎分１ｍで移動させ、積み高さ５cmにセツト
しベルトの低面へは10cm等間隔で穿孔された通気
管２本を縦に配列し、毎分100の割合で空気送
気した後、バケツトタイプのコンベヤーにて、槽
内へ充填した。

槽内に充填された一次醗酵物の含水率は40.3％
となつていた。

竪型醗酵槽は、あらかじめ一次醗酵したものが
充填されており、最上部では二次醗酵で温度が68
℃に上昇中、最下部では、二次醗酵が終了し、乾
燥期のものとなつている。その上に前記一次醗酵
物を送填し、30℃の空気を毎分150通気して、
二次醗酵を行ない、底部抜き取り、上部送填の繰
り返しを４回行なつた後、竪型醗酵槽へ充填して
から５日目に下部のダンパーを開けたところ、サ
ラサラと二次醗酵製品が流出して来て、簡単に取
得することが出来た。この時の取得製品の温度は
28℃含水率は、33％であつた。

また一次醗酵の仕込み時と同様にして、横型回
転式醗酵槽、及び竪型醗酵槽各々700の原料を
充填して、毎分56の20℃の空気を通気して、横
型槽は１回転／30分毎の回転をしながら竪型槽は
２回の切返し醗酵を行なつたところ、温度が30℃
に低下するまでに横型回転式醗酵槽で５日、竪型
醗酵槽で７日間を要し、それぞれの取得製品の含
水率は始発時51％のものが、横型回転式醗酵槽で
47％竪型醗酵槽で49％となつており、横型回転式
醗酵槽では、円筒胴体の内壁面に約150Kgの嫌気
性になつた汚泥が付着した。又竪型醗酵槽では、
下部のダンパーを開けても醗酵物は出て来ず、
上、下あるいは側面から棒で衝撃を加えながらで
ないと製品が取得出来なかつた。尚、使用した横
型回転式及び竪型の各醗酵槽は次の如きものであ
る。

横型回転式醗酵槽：円筒胴体回転式であり、そ
の内径１ｍ、長さ1.5ｍのもので、円筒胴体は保
温され上部両側面に径10cmの空気口があり、ここ
から送風、及び排風が出来る。また内壁面には等
間隔で軸に平行に両端へ通気管が固定され、その
一端は密閉され他端は円筒胴体側面中央に集まり
外部へ通じ、バルブにより、胴体が回転しても常
に底部に来る通気管から通気出来る様にした。通
気管は内壁面に向つて径３mmの穴を10cm間隔で穿
孔して空気の放出が出来る様にした。

竪型醗酵槽：角型（横80cm角×高さ2.5ｍ）で、
下部に脚を設けて竪に設置し、底部は角垂型にし
て、その中央部に回転ダンパーで開閉出来る蓋を
設け、全側面を保温材で覆い、槽中央及び底部の
一側面から対向内壁一杯まで、等間隔に数個穿孔
された通気管を穿孔部が下に向く様に配設し上下
一方又は双方から通気出来る様にした。更に槽上
部は開放とし、開口部より上部に雨よけの屋根を
取り付ける様にした。

実施例２天ぷら工場、罐詰工場、製めん工場から排出す
る廃水を処理した、食品廃水処理汚泥（含水率78
％）をキルン型乾燥機により、含水率65％とした
もの250Kg（約300）と、実施例１にて得られ
た、一次醗酵物225Kg（含水率42.6％、250）及
び竪型醗酵槽から得られた、製品175Kg（含水率
31％、250）をフラツシユ式により破砕混合し
て、含水率50.1％の混合物650Kgを得。この混合
物を実施例１と同様の横型回転式醗酵槽へ充填
し、30℃の空気を毎分130の割合で通気し醗酵
開始した。次に醗酵開始後６時間以後、醗酵槽上
側面より、30℃の温風を毎分50にて送風したと
ころ、醗酵開始後８時間目で最高温度78℃に達し
た。醗酵開始後22時間目（品温76℃）にて一次醗
酵を停止し、一次醗酵物518Kg（含水率43.8％）
を得た。この内、200Kgについて、実施例１に準
じた、ベルトコンベヤー及び二次醗酵処理したと
ころ、二次醗酵槽にて５日間の滞留で、含水率
29.3％の製品を得ることが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る堆肥化方法の工程説明
図である。１：有機性廃棄物、２：乾燥機、３：破砕混合
機、４：横型回転式醗酵槽、５：ベルトコンベヤ
ー、６：竪型醗酵槽。

Claims

【特許請求の範囲】１有機性廃棄物を好気的に醗酵処理して堆肥化
する方法に於いて、一次醗酵処理として、横型回
転式醗酵槽を用いて醗酵処理を行うと共に造粒し
た後、二次醗酵処理として、竪型醗酵槽を用いて
更に醗酵処理を行なうことを特徴とする有機性廃
棄物の堆肥化方法。２特許請求の範囲第１項記載の方法に於いて、
一次醗酵の温度上昇期ないしは最高温度到達期か
ら温風を横型回転式醗酵槽に送風して乾燥を行な
うことを特徴とする有機性廃棄物の堆肥化方法。３特許請求の範囲第１項記載の方法に於いて、
一次醗酵物を二次醗酵すべく竪型醗酵槽へ移送す
る際、コンベヤーベルトに一次醗酵物を薄く広げ
て積載し、送風乾燥しながら移送することを特徴
とする有機性廃棄物の堆肥化方法。４特許請求の範囲第１項記載の方法に於いて、
二次好気性醗酵処理のために、少なくとも竪型醗
酵槽の下部から温風を通気して醗酵処理を行なう
ことを特徴とする有機性廃棄物の堆肥化方法。５特許請求の範囲第１項記載の方法に於いて、
種として、一次醗酵完了直後の高温の醗酵物を用
いることを特徴とする有機性廃棄物の堆肥化方
法。