WO1999042229A1

WO1999042229A1 - Equipement pour traiter par fermentation des dechets organiques

Info

Publication number: WO1999042229A1
Application number: PCT/JP1999/000711
Authority: WO
Inventors: Masakatsu Okamoto; Kazuo Hayashi; Noriaki Tsuchiiwa; Yasuo Hayami
Original assignee: TLV Co Ltd
Current assignee: TLV Co Ltd
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2000-08-23
Also published as: EP0988900A1; CN1256649A; KR20010006018A; US6420167B1; TW394712B; CA2287331A1; EP0988900A4; CN1116129C; KR100349628B1

Description

明細書有機性廃棄物の発酵処理装置〔技術分野〕

本発明は、生ゴミなどの水分を含有する有機性廃棄物を発酵処理して、有機肥料などにする装置に関するもので、特に発酵処理を短時間で効率良く行うことができるように、廃棄物の温度や水分率（含水率）など、発酵処理条件を最適に維持することができる発酵処理装置に関する。

〔背景技術〕

有機性廃棄物、例えば、家庭、レストラン、スーパーなどから出る生ゴミ、水産市場や青果市場や養鶏 ·養豚場などから出る糞尿や生ゴミ、あるいは食品加工業等から出る生ゴミを、発酵処理し肥料などとして、リサイクル可能とする各種処理機械が多数開発され使用されている。

かかる廃棄物の発酵処理装置は、例えば、特開平 7— 6 8 2 3 9号公報、特開平 9 一 4 7 7 4 7号公報、特開平 9— 7 7 5 8 1 号公報、特開平 9— 1 6 5 2 8 3号公報に開示されている。これら開示装置においては、廃棄物を発酵処理に適した温度や水分率にするための加熱手段として、温水や電気ヒータを用いている。また発酵槽内の湿度が発酵処理に適した値であることを確認するために、発酵槽内に湿度センサを取り付けて発酵槽内の湿度状態の制御に役立てている。

これら従来技術の発酵処理装置にあっては、加熱手段として温水や電気ヒータを用いているために、廃棄物の全体を適切に加熱して効率良く発酵処理することができない欠点、特に大量の廃棄物を処理する場合には発酵に適した温度範囲内に当該廃棄物を維持することが困難で、良好な発酵を行うには長時間を要してしまう欠点があった。即ち、温水や電気ヒータを循環的乃至連続的に使用して加熱するにせよ；温水の場合は、温水自身を発酵適温の範囲內あるいはこれに近い温度で用いることができるものの、そのような温度の温水では、廃棄物を発酵適温にするために当該廃棄物に大きな熱量を与えることが困難である；また電気ヒータの場合、発酵適温範囲よりかなり高い温度で加熱することになり、廃棄物に大きな加熱ムラを生じてしまい、良好な発酵を行うことができない。

また、効率的な発酵処理のためには廃棄物の量や組成の変動に応じて運転条件を適宜変更調節することが必要であるが、従来の発酵処理装置では、上記運転条件の 1つである発酵槽内の湿度を速やかに且つ精度良く制御することが困難であった。例えば特開平 9 一 7 7 5 8 1号公報に開示された装置では、発酵槽内の湿度状態が検出されてから、即ち、発酵槽内の湿度が変化したことを検出してから事後的にフィードバックして、通気ファンをオン · オフして発酵槽内の空気を排出したりあるいは新たな空気を発酵槽内へ供給するようになつており、発酵槽内の湿度を所定値とするのに時間的な遅れが生じ、精度良く湿度状態を維持することができないのである。

本発明は、廃棄物の温度や空気の湿度といった発酵処理条件を最適に維持して、廃棄物の発酵処理を素早く効率良く行うことができるようにするものである。

〔発明の開示〕

本発明にかかる有機性廃棄物の発酵処理装置は、有機性廃棄物を収容する発酵槽と、当該発酵槽内の廃棄物を発酵処理に好適な状態に維持する手段とを備えていて、上記維持手段の一つとして発酵適温範囲内で気 ·液変化をする気体、特に減圧された水蒸気を用い、当該気体の液化によって廃棄物を加温維持することを特徴とする。蒸気圧は圧力と温度の関係が一義的に決まることが知られている（飽和蒸気圧曲線）。例えば水蒸気の場合、 7 6 0 m mH gでは 1 00°Cであるが、 3 6 OmmH gになると約 8 Ot：、 6 0 mmH gになると約 4 0 °Cの蒸気となる。またエタノール蒸気の場合には、 7 6 0 mmH gで約 8 0 °C、 1 3 O mmH gで約 40°Cの温度である。このように圧力を変化させて当該気体の温度を発酵に適した温度範囲内のものとし、当該気体の液化の際に発生する大きな凝縮熱を廃棄物の加熱に用いるのである。

減圧された水蒸気は、圧力調節弁や減圧弁等を介して、通常のボイラー等で発生させた比較的高圧、例えば 5 K gノ c m²とか 3 K g/ c m ²の蒸気圧力を大気圧程度または大気圧以下に減圧するで供給することができ、また一次側熱処理装置内ゃジャケット部内を予め所定の減圧状態にしておいたり、一次側熱処理装置内ゃジャケット部内を真空ポンプ等の吸引手段と接続して所定の減圧状態を維持することにより、所望の減圧蒸気、即ち、 1 0 o °cより低い発酵適温の蒸気を用いて廃棄物を熱処理することができる。

有機性廃棄物を発酵処理する場合、空気中で処理を行う場合と空気を排除した所定ガス雰囲気中で処理を行う場合とがある。発酵処理する場合に用いる発酵菌の種類によって、発酵菌が好気性の場合は空気雰囲気中で発酵処理を行い、嫌気性の場合は空気を除いた所定ガス雰囲気中で処理を行う。

上記発酵槽の一次側に熱処理装置が備えられ、当該熱処理装置を熱処理適温に維持するための熱源として大気圧以下の水蒸気を使用するようになっていれば、好適である。家畜糞尿等の有機性廃棄物を発酵処理する場合、発酵槽の一次側に熱処理装置を配置して減圧された水蒸気を熱源としたことにより、その液化の際に発生する大きな熱量でもって廃棄物を適温に加熱し、廃棄物の含水率を発酵処理に適した範囲の値に事前に調整したり、あるいは予備的な発酵を行ってメタンガス等を回収することを、発酵処理プロセスを短時間で効率良く行うことができる。

上記気体と廃棄物の間で熱交換が行われる熱交換部に吸引手段が接続されているのが好ましい。

また、有機性廃棄物を収容する発酵槽と、当該発酵槽内の廃棄物を発酵処理に好適な状態に維持する手段とを備える発酵処理装置において、上記維持手段の一つとして、廃棄物へ供給される空気の湿度を発酵処理に好適な値に調整する手段を設け、当該調整手段によって上記発酵槽への空気供給のために設けられた空気供給部を流過する空気の湿度を調整するようになっていても、発酵処理条件を改善でき、発酵菌の活動が活発化して廃棄物の発酵処理を素早く効率良く行うことができる。

上記調整手段が加湿流体注入手段であり、当該加湿流体注入手段の発酵槽側に湿度検出手段を取り付けて、当該湿度検出手段での検出値により加湿流体注入手段の流体注入量を制御するようになっているのが、好適である。

空気供給部に加湿流体注入手段を連設したことにより、発酵槽に供給される空気に加湿流体、例えば蒸気とか噴霧水等、を注入して、空気の湿度を変化させることができる。また、加湿流体注入手段の発酵槽側に湿度検出手段を取り付けたことにより、発酵槽に供給される空気の湿度を検出して、その検出値に応じて加湿流体注入手段からの流体注入量をコントロールすることで、発酵槽への供給空気の湿度を所定値に維持することができる。発酵槽へ供給される空気の湿度を事前に所定値とすることができるので、発酵槽内の湿度を発酵処理を行うのに好適な状態に精度良くコントロールすることができる。蒸気や水の注入前の空気を所定温度、例えば 1 0 o °c程度に加熱してから蒸気や水を注入し、その後に当該空気を熱交換して例えば 6 0 °C程度まで冷却することで、供給空気の湿度と、更には温度をより正確に制御することができる。加湿流体注入量のコントロールは、加湿流体注入手段にその開度を調節することのできる弁手段を介して連設して、この弁手段の開度調節によつて注入蒸気量や水の量をコントロールすることで行うことができる。また加湿流体注入手段に複数の噴霧ノズルを取り付けて、このノズルの開度あるいは開口ノズル数を調節することで行ってもよい。

上記空気供給部に酸素富化手段が連設されていれば、一層好ましい。このような酸素富化手段によって供給空気中の酸素濃度が発酵菌にとつて最適なものとなり、効率の良い発酵が実現する。酸素富化手段は、吸着材としてのゼォライトを用いて空気中の窒素を吸着させるような構成としたり、気体分離膜としての酸素富化膜を備えたり、あるいは液晶の選択透過機能を利用する液晶膜等を用いる。

〔図面の簡単な説明〕

図 1は、本発明にかかる有機性廃棄物のための発酵処理装置の構成を示す一部断面概略図である。

図 2は、組み合わせポンプ機構の代わりに使用される液体圧送装置の断面構成図である。

図 3は、発酵槽の上流側に備えられる熱処理装置を示す概略図である。

図 4は、酸素富化手段を連設した空気供給部の概略図である。〔発明を実施するための実施形態〕

図 1は、本発明にかかる有機性廃棄物のための発酵処理装置の全体構成を示している。当該発酵処理装置は、発酵槽 1 と、発酵槽 1の外周に設けられた熱交換部たるジャケット部 2と、蒸気供給管 3 と、真空ポンプとしての組み合わせポンプ機構 4 と、発酵槽 1内への空気供給部 3 6 とで構成される。

発酵槽 1は断面略矩形の形状を有する中空体でなり、上面部に廃棄物のための投入口 5を、底部に処理された廃棄物のための取出し口 6を設けてなり、中央領域には回転自在な撹拌翼 7が取り付けられてる。

発酵槽 1内の上方域には、後述する蒸気または循環水を、発酵槽 1内に収容された廃棄物に、廃棄物の水分率に応じて噴射する水分噴射管 8が取り付けられる。また上記投入口 5 とは異なる発酵槽上面部に気体吸引口 9が設けられ、下方の組み合わせポンプ機構 4と水分吸収管 1 0を介して接続されている。水分吸収管 1 0は分岐して発酵ガス回収管 5 2を備えて、更に組み合わせボンプ機構 4に至る途中で、冷却流体供給管 1 2と排出管 1 3を備えた補助熱交換器 1 1を有する。当該補助熱交換器 1 1を介することで、水分吸収管 1 0内を流過する蒸発した蒸気を冷却して凝縮することができるようになつている。

上記冷却流体供給管 1 2は、補助熱交換器 1 1に至るまでの途中で分岐した管部分 1 4でジャケット部 2に接続すると共に、管部分 1 5で組み合わせポンプ機構 4を構成するタンク 1 6に接続している。

上記蒸気供給管 3は、不図示のボイラーと接続しており、ジャケット部 2に蒸気を供給して発酵槽 1に熱量を与えるものである。減圧弁 1 7を介することによりボイラーから供給された比較的高圧の蒸気を適宜大気圧程度やそれ以下の圧に減圧して発酵槽 1のジャケット部 2に供給する。また、減圧弁 1 7 と並列に第 2の減圧弁 1 8を設けて、この第 2減圧弁 1 8の設定圧力を大気圧以上から 2または 3 K g c m ²程度とすることにより、発酵槽 1に投入された水分を多めに含む初期廃棄物を 1 0 0 °C以上の高温状態に加熱して、余剰の初期水分を短時間で除去することができるものである。本例においては、蒸気圧力を調整するために減圧弁 1 7 , 1 8を用いた例を示したが、減圧弁以外の例えば圧力調整弁や温度調整弁等の自動調整弁とか、ボイラー蒸気圧力が低くて安定している場合は玉形弁やニードル弁等を絞り弁として用いることもできる。

蒸気供給管 3は、上記したように、ジャケット部 2への蒸気供給のために管部分 2 1 と弁 2 2を有する他に、更に途中で分岐して、管 1 9部分と弁 2 0を介して水分噴射管 8に接続し、管部分 2 3 とロータリージョイント 2 4を介して撹拌翼 7 と接続している。撹拌翼 7の内部は中空で、ロータリージョイント 2 4を介して供給される蒸気や循環水が流過できるように構成されている。真空ポンプとしての組み合わせポンプ機構 4は、ェゼクタ 2 5 とタンク 1 6 と循環ポンプ 2 6を組み合わせてなっている。循環ポンプ 2 6でタンク 1 6内の水をェゼクタ 2 5に吐出し、ェゼクタ 2 5で当該水の温度に応じた吸引力を生じて、タンク 1 6へ戻すものである。タンク 1 6の上部には、既述のように、管部分 1 5を介して冷却流体供給管 1 2がつながり、タンク 1 6内の水温と水量を温度センサ 3 0や不図示のレベルセンサで検出して、必要に応じて供給管 1 2から冷却流体（本例の場合、冷水）、あるいは管部分 1 4から凝縮水がタンク 1 6に供給されてタンク内の水温や水量が制御される。組み合わせポンプ機構 4の循環路 3 1を分岐して余剰流体排出管 3 2とし、この余剰流体排出管 3 2 にタンク 1 6内の水位に応じて開閉可能な弁 3 3を取り付ける。循環路 3 1 を更に分岐して供給管 3 4とし、蒸気供給管 3 と連結する。当該供給管 3 4を介して、循環水の一部を撹拌翼 7内部や発酵槽 1のジャケット部 2、あるいは水分噴射管 8に供給可能とする。温度制御されたタンク 1 6内の循環水を水分噴射管 8に供給することにより、発酵槽 1内に収容されている廃棄物の含水率が何等かの原因で所定値よりも低くなった場合に回復させることができる。また、撹拌翼 7とジャケット部 2に循環水を供給することにより、発酵処理の終わった発酵槽 1内の廃棄物を冷却することもできる。

組み合わせポンプ機構 4のェゼクタ 2 5は、連通路 2 7を介してジャケット部 2の下端に接続されている。連通路 2 7にはスチームトラップ 2 8 と弁 2 9が並列で取り付けられている。スチームトラップ 2 8は、自動弁の一種で、気体としての蒸気は流過させずに、液体としての水は自動的に出口側へ流過させるものである。尚、連通路 2 7は更にジャケット部 2の下端とスチームトラップ 2 8の間で管部分 3 5を連通し、ロータリージョイント 2 4 の排出部とつながっている。

蒸気供給管 3 と減圧弁 1 7， 1 8 の手前でつながった空気供給部 3 6は、空気流通方向下流側で、発酵槽 1 の上面部につながる空気供給管 3 7につながっている。この空気供給部 3 6は、所望量の空気を供給する空気ファン 3 8 と、空気ファン 3 8から送り込まれた空気を所定温度に加熱するエロフインヒータ 3 9とで構成されている。エロフィンヒータ 3 9は、蒸気供給管 3から所定圧力または所定温度の蒸気を導入して、空気ファン 3 8からの空気を所定温度まで間接加熱するものである。

エロフィンヒータ 3 9の下流側に加湿流体注入手段 4 0が配置される。本例においては、加湿流体として蒸気が用いられる。加湿流体注入手段 4 0は、空気供給管 3 7よりも断面積の大きな混合部 4 1を有する。この混合部 4 1 の下方から蒸気供給管 3 と連通した蒸気管 4 2を内通する。蒸気管 4 2には調節弁 4 3が設けられる。蒸気管 4 2から連続する混合部 4 1内の末梢管 4 には、多数の蒸気吹出し孔が設けられている。加湿流体注入手段 4 0の下部には、蒸気管 4 2から供給される加湿用蒸気が凝縮して生じる復水を系外へ自動的に排出するためのスチームトラップ 4 5が取り付けられている。混合部 4 1内を流過する所定温度の空気に、蒸気管 4 2から蒸気が供給されることで、所定湿度の空気が調製される。

加湿流体注入手段 4 0で水を供給して流通空気の湿度を制御することも、本例と同様の構成で行うことができる。即ち、末梢管

4 4の多数の吹出し孔から、流過する空気中に水を噴霧することで、当該空気の湿度を制御するのである。

加湿流体注入手段 4 0の下流側に、第 2の補助熱交換器 4 6が配置される。当該補助熱交換器 4 6は、内部を所定湿度の空気が流過する間に、熱交換流体供給管 4 7 と調節弁 4 8を介して供給される熱交換流体と当該空気との間で熱交換して、当該空気の湿度と温度を発酵槽 1に適した湿度と温度に調整するものである。通常、熱交換流体としては常温水が用いられ、上流のエロフィンヒータ 3 9 と加湿流体注入手段 4 0 とで加熱された空気を所定温度まで冷却し、所定の温度と湿度の空気とする。

第 2の補助熱交換器 4 6は、エロフィンヒータ 3 9 と、加湿流体注入手段 4 0での流体注入量をコントロールすることによって、発酵槽 1へ導入される空気の湿度と温度を所定値とすることができる場合は、必ずしも必要なものではない。

第 2補助熱交換器 4 6 と発酵槽 1の間に、気液分離器 5 1 と湿度センサ 4 9 と温度センサ 5 0とが取り付けられる。湿度センサ 4 9 と温度センサ 5 0は、空気供給管 3 7から発酵槽 1へ供給される空気の湿度と温度を検出するものである。湿度センサ 4 9は不図示のコントローラを介して蒸気管 4 2の調節弁 4 3 と電気的に接続し、温度センサ 5 0は同じくコントローラを介して熱交換流体供給管 4 7の調節弁 4 8 と電気的に接続していて、必要に応じて供給空気の湿度と温度の修正が行われることとなる。気液分離器 5 1は、第 2補助熱交換器 4 6を通過した空気中に含まれる水滴や粒子状の異物を分離して、所定湿り状態の空気だけを下流側へ通過させるものである。この気液分離器 5 1は、多孔質状のフィルターを備えたり、通過流体に遠心力を与えたり、通過流体を内壁に衝突させたり、あるいは通過流体の流速を変化させることによって、水滴や異物を分離することができる。

好気性発酵菌を利用して空気雰囲気中で発酵処理を行う場合には、空気供給部 3 6から発酵槽 1内へ空気を供給して発酵処理を行い、嫌気性発酵菌で発酵を行う場合には空気を排除して処理を行う必要があるので、流体経路に若干の変更を行い、空気供給部 3 6や加湿流体注入手段 4 0を第 2補助熱交換器 4 6 と断線し、空気供給管 3 7に空気以外の所定ガスを直接供給することで発酵処理を行う。

発酵槽 1内の廃棄物を直接蒸気で加熱できる場合は、大気圧以下の所定圧力に減圧した蒸気を水分噴射管 8より発酵槽 1内に直接供給して発酵処理を行うことができるが、蒸気で直接加熱できない場合は、発酵槽 1を取り巻くジャケット部 2や内部に配置された攪拌翼 7にのみ減圧蒸気を供給して廃棄物を発酵処理する。発酵処理の際、投入口 5から廃棄物が所定量だけ発酵槽 1内に投入される。投入された廃棄物の水分率が不図示の水分率センサで検出され、発酵処理を開始するのに適した水分率、通常 4 0から 6 0パーセント程度を越えている場合は、発酵処理を行う前に事前乾燥を行うことが望ましい。即ち、蒸気供給管 3の減圧弁 1 8から大気圧以上で 1 0 0 °C以上の蒸気をジャケット部 2に供給し、廃棄物に多量に含まれる水分を高温蒸気で加熱して、廃棄物から蒸発した蒸気を気体吸引口 9からェゼクタ 2 5で吸引することによって、短時間で発酵処理に適した水分率とすることができる。ジャケット部 2において廃棄物に熱を奪われた蒸気は凝縮して復水となり、スチームトラップ 2 8を通って組み合わせポンプ機構 4のェゼクタ 2 5に吸引されタンク 1 6に至る。

廃棄物の水分率が発酵処理に適した値範囲になると、気体吸引口 9 とェゼクタ 2 5の連通を遮断すると共に、減圧弁 1 8からの高温蒸気の供給を停止し、代わって減圧弁 1 7から大気圧より低い 4 0 °Cから 7 0 °C程度の発酵適温の減圧蒸気を供給して発酵処理を行う。既述のように蒸気は圧力と温度の関係が一義的に決まり、蒸気圧力を 3 6 0 m m H g (通常圧よりも 4 0 0 m m H g低い）とすることにより蒸気温度を約 8 0 °Cとすることができ、また、 6 0 m m H g とすることにより約 4 0 °Cの蒸気とすることができる。蒸気が復水となる際に凝縮熱を発散するので、同程度の温水と比較して単位流量当りの熱容量が 6から 1 2倍程度に達することとなり、その大きな熱量でもつて発酵処理物をすばやく加熱することができる。蒸気は複雑な形状部分にも行き渡ることができるので、廃棄物に直接供給できる場合には、廃棄物の全体を均等に加熱して、加熱ムラを抑制できる。

発酵処理を行う場合、組み合わせポンプ機構 4の減圧度は、供給される蒸気圧力よりも僅かに低いことが望ましく、冷却水を管部分 1 5からタンク 1 6に供給してェゼクタ 2 5の吸引力が調節される。

好気性の発酵菌を用いて空気雰囲気中で発酵処理を行う場合、発酵槽 1内に供給される空気は、加湿流体注入手段 4 0で加湿蒸気により所定の湿度状態となっており、発酵槽 1内での発酵処理を効率良く行うことができる。発酵槽 1内に所定湿度の空気を供給することができるために、発酵槽 1内の廃棄物が部分的に過乾燥状態となることを防止することもできる。

発酵槽 1内で発生した発酵ガス（メタンガスなど）と、加熱によって発生した蒸発蒸気は、遮断していた水分吸収管 1 0を開くことで循環路 3 1からタンク 1 6 へ回収され、あるいは発酵ガス回収管 5 2を開いて不図示の処理個所へ排出される。

本例においては、真空ポンプとしての組み合わせポンプ機構 4 を用いた例を示したが、図示の組み合わせポンプ機構 4以外に、水封式真空ポンプ等の各種真空ポンプなどを用いることもできる。そこで一例として、組み合わせポンプ機構の代わりに使用可能な、吸い上げられるべき流体に直接作用する加圧流体媒体を使用する液体圧送装置を説明する。

図 2に詳細に示された液体圧送装置 5 4の作動蒸気導入口 5 5 は、当該図 2では不図示の蒸気供給管 3から続く供給管 3 4 とつながっている。また復水流入口 5 6は連通路 2 7を介して発酵槽 1のジャケット部 2につながっている。連通路 2 7には、密閉状容器 5 7内方向への復水の流れだけを許容する逆止弁 5 8が設置されている。また液体圧送装置 5 4においては、本体 6 1 と蓋 6 2で密閉状容器 5 7が構成され、内部にフロート 6 3 とフロート弁 6 4とスナップ機構部 6 5が配置されると共に、蓋 6 2に作動蒸気導入口 5 5と作動蒸気排出口 6 6 と復水流入口 5 6 と復水排出口 6 7が設けられている。

フロート 6 3は支点 6 8を中心として上下に浮上降下して、ダブル弁機構のフロート弁 6 4を上下に移動させて復水排出口 6 7 を連通 '遮断すると共に、第 1 レバー 7 0を支点 7 1を中心として上下に変位させるものである。同じく支点 7 1を中心として回転自在に第 2 レバー 7 2が配置され、この第 2 レバー 7 2の端部と第 1 レバー 7 0の端部の間に圧縮状態のコイルパネ 7 3が取り付けられている。第 2 レバー 7 2の上部に操作棒 7 4が連結される。

操作棒 7 4の上部には、作動蒸気排出口 6 6を開閉する球状の排出弁体 7 5が取り付けられると共に、操作棒 7 4の中段部に操作レバー 7 6が固着される。操作レバー 7 6の上部に上下動自在に作動蒸気導入口棒 7 7が配置され、この作動蒸気導入口棒 7 7 の更に上方に球状の作動蒸気導入弁体 7 8が自由状態で配置される。導入弁体 7 8は、導入口棒 7 7が上方へ変位するにつれて作動蒸気導入口 5 5を開口して、作動蒸気を密閉状容器 5 7内へ供給するものである。図 2に示された状態は密閉状容器 5 7内の復水が少なく、フロート 6 3が下方に位置する状態である。この状態においては、フロート弁 6 4は閉弁して密閉状容器 5 7内と復水排出口 6 7を遮断している。なお、連通路 2 7の逆止弁 5 8より不図示のジャケット部 2の側には水分吸収管が分岐している他、給水管がつながり、ジャケット部 2内に給水して当該ジャケット部内の空気を排出したり、液体圧送装置 5 4に初期だけ給水して、この液体圧送装置 5 を強制駆動するようになっている。

復水流入口 5 6から復水が流入してきて密閉状容器 5 7内の水位が上昇するとフロート 6 3も上昇し、フロート弁 6 4も下方へ微開する。更に水位が上昇してフロート 6 3が所定高さに達すると、スナップ機構部 6 5がスナップ移動して操作棒 7 4が瞬間的に上方へ変位する。操作棒 7 4の上方への変位により、作動蒸気排出弁体 7 5が作動蒸気排出口 6 6を閉口すると共に、導入弁体 7 8が作動蒸気導入口 5 5を開口して、高圧の作動蒸気が密閉状容器 5 7内へ供給され、溜っていた復水がフロート弁 6 4、復水排出口 6 7、逆止弁 7 9を経て所定箇所へ圧送される。復水が圧送されて水位が低下するとフロート 6 3も降下し、所定高さに達すると再度スナップ機構部 6 5が反対向きにスナップ移動することにより、作動蒸気導入口 5 5が閉口され、作動蒸気排出口 6 6 が開口され、フロート弁 6 4も閉弁して、復水の圧送を停止すると共に、復水流入口 5 6から再ぴ復水が密閉状容器 5 7内へ流入して、上記サイクルが繰り返される。

液体圧送装置 5 4の上記駆動サイクルにより、ジャケット部 2 内の初期凝縮水としてのドレンが排出されることによって、あるいは水分吸収管 1 0 (図 1 ) から空気が排出されることによって、ジャケット部 2内は徐々に大気圧以下の減圧状態となる。

また、上記の 2例においては真空ポンプや液体圧送装置を用いた例を示したが、これらポンプや装置を必ずしも用いることなく、予めジャケット部 2内や発酵槽 1内を真空状態としておくことにより、所定の減圧蒸気を供給して 1 0 0 °C以下の温度で発酵処理を行うことができるものである。

次に、より効率の優れた発酵処理とするために、有機性廃棄物をコンポスト化するための発酵槽 1の前に廃棄物を予備加熱するための一次側熱処理装置を備える構成について説明する。この例では、一次側熱処理装置内で熱処理された廃棄物は脱水装置を経て既述の発酵槽 1の投入口 5に達するものであり、また一次側熱処理装置を間接加熱する蒸気は既述の蒸気供給管 3より供給されるものであるので、これらの関係を図 3中で明らかにし、それらの詳細な説明は省略する。

本例の発酵処理装置は、一次発酵槽でもある熱処理装置 8 0と、二次発酵を行ってコンポスト化する発酵槽 1 と、真空ポンプ（図示せず）と、熱処理装置 8 0と発酵槽 1に蒸気を供給する蒸気供給管 3とで構成される。

熱処理装置 8 0のほぼ全周には、熱交換部たるジャケット部 8 1が設けられている。当該ジャケット部 8 1は蒸気供給管 3 とつながっているが、それらの間には減圧弁 8 2 , 8 3が設けられており、既述の減圧弁 1 7， 1 8 と同様の機能を果たす。即ち、減圧弁 8 2の設定圧力を大気圧以上から 2または 3 K g Z c m ²程度とすることにより、熱処理装置 8 0に投入された水分を多めに含む初期廃棄物を 1 0 0 °C以上の高温状態に加熱して、余剰の初期水分を短時間で除去可能とする。また減圧弁 8 3を介することによりボイラ一から供給された比較的高圧の蒸気を適宜大気圧程度やそれ以下の圧に減圧してジャケット部 8 1に供給する。ここでも蒸気圧力を調整するために減圧弁 8 2 ， 8 3を用いた例を示したが、減圧弁以外の例えば圧力調整弁や温度調整弁等の自動調整弁とか、ボイラー蒸気圧力が低くて安定している場合は玉形弁やニードル弁等を絞り弁として用いることもできる。

ジャケット部 8 1の底面部には排出管 8 4が設けられ、スチ一ムトラップ 8 5 と弁 8 6を備え、更に図 3では図示しない循環路 3 1 と連通している。また熱処理装置 8 0の上面部には、廃棄物供給管 8 7と気体排出管 8 8が設けられている。熱処理装置 8 0 の底面部は、脱水装置 8 9を介して、発酵槽 1の投入口 5と接続している。更に発酵槽 1 との接続とは別に脱水装置 8 9には取水タンク 9 0が接続している。脱水装置 8 9は、熱処理装置 8 0から発酵槽 1 へ送られる廃棄物中の水分を脱水するものである。発酵処理の場合、まず廃棄物供給管 8 7から廃棄物を熱処理装置 8 0に収容して、蒸気供給管 3からジャケット部 8 1 へ大気圧以上の蒸気または大気圧以下の減圧蒸気を供給して、廃棄物の余分な水分を蒸発させると共に、廃棄物を一次発酵する。蒸発した水分は気体排出管 8 8から分岐した管部分 9 1を通って図 3では不図示の補助熱交換器 1 1に至り、冷却水で熱交換されて凝縮され同じく不図示のタンク 1 6に送られる。また熱処理装置 8 0で発生するメタンガスは気体排出管 8 8から不図示の処理個所へ排出される。

一次発酵の終了した廃棄物は脱水装置 8 9で更に所定の水分を除去されて、発酵槽 1 へ投入される。ジャケット部 8 1で廃棄物に熱量を与え当該廃棄物を熱処理した蒸気は凝縮して復水となり、スチームトラップ 8 5を介して排出管 8 4から不図示の真空ボンプによって不図示のタンクへ回収される。

本例での熱処理装置 8 0における廃棄物の加熱も間接加熱式でなされているが、廃棄物の種類によっては熱処理装置 8 0内に直接蒸気を廃棄物に供給して熱処理することもできる。また発酵槽 1に備えられたと同様に、攪拌翼を熱処理装置 8 0に付設するようにしてもよい。

発酵槽 1に供給される空気の酸素濃度を調整可能とする場合、蒸気空気供給部 3 6に酸素富化手段を連設すればよい。図 5に示されるように、空気供給部 3 6は、外気から第一段の酸素富化を行うためのゼォライトで製作された酸素富化手段 9 5と、所望量の空気を吸引し供給する空気ファン 3 8と、空気ファン 3 8の出口側に取り付けた酸素富化膜から成る第二段の酸素富化手段 9 6 と、空気ファン 3 8から送られた所定酸素濃度の空気を一定温度まで加熱するエロフィンヒータ 3 9で構成される。本例においては、酸素富化手段 9 5， 9 6を二段階に直列に配置した例を示したが、酸素富化手段は一段であっても良いし、二段以上の多段配置を行うこともでき、要するに、発酵槽 1内で発酵菌が活発化する所望酸素濃度となるように設けられるものである。エロフィンヒータ 3 9の下流側には既述のように加湿流体注入手段 4 0が配置されており、その後の空気の流通経過は図 1に関連して説明したので、重ねて説明しない。

Claims

H肓求の範囲

1 . 有機性廃棄物を収容する発酵槽と、当該発酵槽内の廃棄物を発酵処理に好適な状態に維持する手段とを備える発酵処理装置において、

上記維持手段の一つとして発酵適温範囲内で気 ·液変化をする気体を用い、当該気体の液化によって廃棄物を加温維持することを特徴とする有機性廃棄物の発酵処理装置。

2 . 上記気体が減圧された水蒸気であることを特徴とする請求項 1に記載の発酵処理装置。

3 . 上記発酵槽の一次側に熱処理装置が備えられ、当該熱処理装置を熱処理適温に維持するための熱源として大気圧以下の水蒸気を使用することを特徴とする請求項 1に記載の発酵処理装置。

4 . 上記気体と廃棄物の間で熱交換が行われる熱交換部に吸引手段が接続されたことを特徴とする請求項 1に記載の発酵処理装置。

5 . 有機性廃棄物を収容する発酵槽と、当該発酵槽内の廃棄物を発酵処理に好適な状態に維持する手段とを備える発酵処理装置において、

上記維持手段の一つとして、廃棄物へ供給される空気の湿度を発酵処理に好適な値に調整する手段を設け、当該調整手段によつて上記発酵槽への空気供給のために設けられた空気供給部を流過する空気の湿度を調整することを特徴とする有機性廃棄物の発酵処理装置。

6 . 上記調整手段が加湿流体注入手段であり、当該加湿流体注入手段の発酵槽側に湿度検出手段を取り付けて、当該湿度検出手段での検出値により加湿流体注入手段の流体注入量を制御することを特徴とする請求項 5に記載の発酵処理装置。

7 . 上記空気供給部に酸素富化手段を連設することを特徴とする請求項 5に記載の発酵処理装置。