説明

動植物性有機廃棄物等処理装置および方法

【課題】従来の堆肥及び畜産動物の糞尿を処理して肥料、燃料にする場合に、乾燥させても堆肥及び糞尿の臭いが除去できず環境的にも問題であった。
【解決手段】堆肥及び畜産動物の糞尿等に消臭液を注入して、堆肥、糞尿と消臭液と一緒に攪拌し、攪拌された液のBOD値が所定値以下になったときに固液分離して固形物と液体分に分離し、固形物は細分化して乾燥することにより、悪臭を除去した状態で保存できるようにし、液体分はSS値が所定値以下になって後に、消臭液として再利用可能にする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、悪臭を発生する堆肥を含み、動物の糞尿、焼酎粕等の動植物性有機廃棄等の脱窒と汚濁液の微粒子を消滅させる処理装置及び処理方法に関し、特に、動植物性有機廃棄物、堆肥等の悪臭を除去し、消臭液、液体肥料の製造及び燃料の製造を行う処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、有機性食品廃棄物及び畜産動物の廃棄物を乾燥させて例えばペレット状のようなかたまり状にして肥料または燃料として用いる方法は、例えば特許文献1に示されている。また、有機性廃棄物を発酵、減容せしめた後、該廃棄物を圧縮固形化して、定型的に成型したペレットとして堆肥にし、無臭化するための方法として含有水分率を制御する方法が特許文献2に示されている。
【0003】
特許文献3は、堆肥及び畜産動物の糞尿等に消臭液を注入して、堆肥、糞尿と消臭液と一緒に撹拌し、撹拌された液を固液分離して分離固形物と液体に分離し、分離固形物と木屑、チップとを混合し、その混合物を細分化して乾燥することにより、悪臭を除去した状態で保管でき、更に、燃焼させても悪臭が発生しないことが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表2002−524093号公報
【特許文献2】特開平11−116369号公報
【特許文献3】特開2008−229585号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
以上に述べた従来の堆肥及び畜産動物の糞尿等の処理装置及び処理方法で、特許文献1は糞便の表面積を拡大し、悪臭がでないように乾燥させる技術が開示されている。また特許文献2では含有水分率を制御することにより悪臭をなくす方法が開示されている。ともに糞便の表面積を広くし、含有水分率を下げるため乾燥または含水率を制御するなどしていたが、糞便の消臭処理の開始前に悪臭が漂うなど欠点を有している。
【0006】
また、特許文献3は、堆肥または畜産等の糞尿物に対して消臭液を注入して混合したのちに撹拌機から固液分離機に撹拌混合された糞尿等の臭いが十分に消えたかどうかを確認しないうちに、固液分離機に導くと、その周りが臭くなり周りの人に迷惑をかけることになる。また、上澄液から得た消臭液を消臭液貯留槽に導いているが上澄液といえども分離固形物が残留している可能性があり、消臭液としての働きが不十分な場合がある。
【0007】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、糞尿、堆肥自体が悪臭成分を有しているので、まず動物性有機廃棄物等に消臭液を入れて撹拌して生物化学的酸素要求量(以下BOD値という)が低下することによりその悪臭を除去して、その後、固液分離して固体部分は燃料として、液体部分は微粒子を除去して再度、懸濁物質値(以下SS値という)が所定値以下になって消臭液として用いることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の請求項1は、動植物性有機廃棄物等と、光合成菌を含み脱窒作用を有する消臭液とを混合した混合物を生成し、前記混合物を撹拌する撹拌手段と、前記混合物の生物化学的酸素要求量(以下BOD値という)が第1の所定値以下あるいは撹拌に関係する動作の開始から第1の所定時間以上を経過したことを検知する第1の検知手段と、第1の検知手段によりBOD値が所定値以下あるいは撹拌に関係する動作の開始から第1の所定時間以上を経過したことを検知したときに、前記撹拌された混合物から固形物と液体に分離する分離手段に導くよう制御する制御手段とを備えた動植物有機廃棄物等処理装置を提供するものである。撹拌手段から固形分離手段に移す際に、BOD値が所定値以下に下がっているので周りに悪臭を漂わせるようなことがない。
【0009】
請求項2は、前記液体の懸濁物質(以下SS値という)が所定値以下あるいは沈殿槽または上澄液槽に収容してから第2の所定時間以上経過したことを検知する第2の検知手段を備え、前記光合成菌の作用により前記分離された液体を前記液体に残留した微粒子を略消滅し、前記液体のSS値が所定値以下あるいは沈殿槽または上澄液槽に収容してから第2の所定時間以上を経過したことを検知したときに、前記制御手段により前記液体を前記消臭液に導くよう制御する請求項1に記載の動植物有機廃棄物等処理装置を提供することにある。これによりSS値を第2の所定値以下に抑えた液体を消臭液として再利用することができる。
【0010】
請求項3は、前記液体を液体肥料または消臭液として利用するかを選択する第1の選択手段を備えた請求項1に記載の動植物有機廃棄物等処理装置を提供するものであり、固液分離された分離液体を液体肥料として使うか消臭液として使うか選択することができる。
【0011】
請求項4は、前記固形物を粉末燃料またはかたまり状燃料にするかを選択する第2の選択手段を備えた請求項1に記載の動植物有機廃棄物等処理装置を提供するものであり、固液分離された分離固形物を粉末燃料として使うか、かたまり状燃料のようにかたまり状の燃料として使うか選択することが可能となる。
【0012】
請求項5は、前記液体に注入された吸着手段と、該吸着手段を前記液体の沈殿部分に吸着させた状態で乾燥させる乾燥手段と、該乾燥手段で乾燥させた前記吸着手段と前記沈殿部分を燃焼させる燃焼手段とを備えた請求項2に記載の動植物有機廃棄物等処理装置を提供するものであり、沈殿部分を吸着手段に吸着させて固形化しやすくするものである。
【0013】
請求項5は、前記液体に挿入し、前記液体の沈殿部分を吸着させる吸着手段と、該吸着手段を吸着させた状態で乾燥させる乾燥手段と、該乾燥手段で乾燥させた前記吸着手段と前記沈殿部分を燃焼させる燃焼手段とを備えた請求項1に記載の動植物有機廃棄物等処理装置を提供するものである。
【0014】
請求項6は、動植物性有機廃棄物等と、光合成菌を含み脱窒作用を有する消臭液とを混合した混合物を生成し、前記混合物を撹拌する撹拌するステップと、前記混合物のBOD値が第1の所定値以下あるいは撹拌に関係する動作の開始から第1の所定時間以上を経過したことを検知するステップと、第1の検知手段によりBOD値が所定値以下あるいは撹拌に関係する動作の開始から第1の所定時間以上を経過したことを検知したときに、前記撹拌された混合物から固形物と液体に分離するよう制御するステップとを備えた動植物有機廃棄物等処理方法を提供するものであり、固形分離する前にBOD値が所定の値以下になっているので周りに悪臭を漂わせることがない。
【0015】
請求項7は、前記液体のSS値が所定値以下あるいは上澄液槽または沈殿槽に収容してから第2の所定時間以上経過したことを検知するステップと、前記光合成菌の作用により前記分離された液体を前記液体に残留した微粒子を略消滅し、前記液体のSS値が所定値以下あるいは上澄液槽または沈殿槽に収容してから第2の所定時間以上を経過したことを検知したときに、前記液体を前記消臭液に導くよう制御する請求項6に記載の動植物有機廃棄物等処理方法を提供するものであり、消臭液にする前にSS値を所定値以下にさげた消臭液として使用できる。
【0016】
請求項8は、前記液体を消臭液として使用するか液体肥料として利用するかを選択するステップを備えた請求項6に記載の動植物有機廃棄物等処理方法を提供するものである。
【0017】
請求項9は、前記固形物を粉末燃料またはかたまり状燃料として利用するかを選択するステップを備えた請求項6に記載の動植物有機廃棄物等処理方法を提供するものであり、前記沈殿部分を吸着手段に吸着させ、固形化を容易にするものである。
【0018】
請求項10は、前記液体に挿入し、前記液体の沈殿部分を吸着させるステップと、前記吸着させた状態で乾燥させるステップと、該乾燥された前記吸着手段と前記沈殿部分を燃焼させるステップとを備えた請求項6に記載の動植物有機廃棄物等処理方法を提供するものである。
【0019】
請求項11は、前記消臭液は耐アルカリ性光合成細菌(Rhodopseudomonas)、耐アルカリ性ラン色細菌(Synechococcus)であり、より具体的には、耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレン、リオコピンを有する光合成細菌(Rhodopseudomos)A株、耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレンを有する光合成細菌(Rhodopseudomos)B株、耐アルカリ性でクロロフィルa、およびβカロチンを有すラン色細菌(Synechococcus)C株から選ばれた少なくとも一つを含む微生物群である液を含む請求項1及び請求項6に記載の動植物性有機廃棄物等処理装置及び方法を提供するものである。
【0020】
上記光合成細菌Rhodopseudomonasは、耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレンを有する光合成細菌RhodopseudomosB株(受託番号FERM P−19431)である。
【0021】
このA株は、配列番号1記載の16s rDNA分子を有する光合成細菌Rhodopseudomosである。
【0022】
このB株は、配列番号2記載の16s rDNA分子を有する光合成細菌Rhodopseudomosである。
【発明の効果】
【0023】
上述したように、本発明の動植物性有機廃棄物等処理装置及び方法では、まず動植物性有機廃棄物等に消臭液を注入し、撹拌機で撹拌後、固液分離機に導く前にBOD値または撹拌開始からの時間を測定して、悪臭が消滅したと判断する値に達したことを確認し、さらに固液分離した液のSS値が所定値以下あるいは沈殿槽または上澄液槽に移ってからの時間を測定し、懸濁物質の程度が所定以下になったと判断して消臭液に導き再利用可能とするものである。その動植物性有機廃棄物等を利用して消臭液と燃料を製造し、環境的にもメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の動植物性有機廃棄物等処理装置及び方法の概念図である。
【図2】本発明の動植物性有機廃棄物等処理装置及び方法で生成する第1の実施例を示すブロック図である。
【図3】本発明の動植物性有機廃棄物等処理装置及び方法で生成する第2の実施例を示すブロック図である。
【図4】本発明の動植物性有機廃棄物等処理装置及び方法で生成する制御装置の内容を示すフローチャートである。
【図5】本発明の動植物性有機廃棄物等処理装置及び方法で動物性有機廃棄物の代わりに堆肥を用いた第3の実施例を示すブロック図である。
【図6】本発明の動植物性有機廃棄物処理装置及び方法で生成した第3の実施例の制御装置の内容を示すフローチャートである。
【図7】本発明の動植物性有機廃棄物処理装置及び方法の第4の実施例を示すブロック図である。
【図8】本発明の動植物性有機廃棄物処理装置及び方法の第4の実施例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、本発明の実施の形態を図1から図6に基づいて説明する。
【0026】
図1は本発明の動植物性有機廃棄物等処理装置及び方法の概念図である。
家畜の糞尿等の有機廃棄物、堆肥等の動植物性有機廃棄物等に消臭液を注入して撹拌機で撹拌したのち、固液分離機に移して固液分離した固形物を燃料として、液体分を消臭液として再使用する動植物性有機廃棄物等処理装置および処理方法を示す。
1は2で示す消臭液を貯留した消臭液貯留槽で、消臭液貯留槽1にある消臭液を1Aで示す消臭液ビンに詰め替えて、消臭液ビン1Aの消臭液2を、3で示す動植物性有機廃棄物槽に収容された動植物性有機廃棄物等4に注入する。動植物性有機廃棄物等4が収容された動植物性廃棄物槽3を矢印で示すように5で示す撹拌機の中に投入する。撹拌機5は撹拌羽根5Aを備え、不図示のモータで撹拌羽根5Aを回転させることによって撹拌機5の中に投入された動植物性有機廃棄物等4と消臭液3とを撹拌して混合する。ここでBOD値がはじめは高かったのであるが撹拌時間の経過とともに減少し、所定値以下になったときに、ホース5Bより、6で示す固液分離機に導く。固液分離機6は外筒に対して回転する内筒6Aがあり、内筒6Aには例えば網のように複数の孔6Bが配され、内筒6Aが回転することにより、脱水された固形物は内筒に残り、分離液体は孔6Bを介して内筒の外に出て分離液体と分離固形物に分離される。
【0027】
BOD値を検出する装置として、紫外線を撹拌機5の中で撹拌されている動植物有機廃棄物等に照射し、波形を解析し、あらかじめ記憶した参照スペクトルと比較演算してBOD値を求める方法がすでに提案されている(例えば、特開2003−80236)。また、この種の装置として、その演算時間が40秒以内で出力する装置が実際に販売されており、このような装置を撹拌機に付設する。
【0028】
分離液体7は8で示す沈殿槽に、分離固形物9は10で示す分離固形物槽に導かれる。沈殿槽8の中の分離液体7の上澄液11は上澄液槽12に導かれ、上澄液11のSS値が所定値以下になると、消臭液13として消臭液槽14に導かれる。上澄液11の消臭液用とする以外の液15は循環浄化処理槽16で浄化処理されて液体肥料17として液体肥料槽18に導かれる。分離固形物槽10の中の分離固形物9は19で示す乾燥機に導かれる。
【0029】
SS値を検出する装置として、BOD値検出装置と同じように上澄液11に対して紫外線を投射し、その吸光度から上澄液の汚濁の程度を検出することができる方法が提案されている(例えば特開2003−80236)。このようなSS値検出装置を上澄液槽12に付設する。
【0030】
ここでBOD値検出装置、SS値検出装置について述べたが、実際にBOD値、SS値を検出せずに実際にBOD値、SS値がそれぞれ所定値以下に低下する時間を計測してもよく、これについては後で説明する。
【0031】
図2は本発明の動植物性有機廃棄物等処理装置及び方法で生成し、固液分離機6で生成した分離固形物9を固形燃料とし、分離液体7を消臭液、液体肥料として使用するブロック図を示す。
【0032】
消臭液貯留槽1にある消臭液2を動植物性有機廃棄物等槽3に収容された動物性有機廃棄物4に注入する。消臭液2を注入した動植物有機廃棄物4Aを撹拌機5に入れて撹拌する。
【0033】
撹拌機5にはBOD値を検出するBOD検出器5Aが配されており、撹拌機5の中に投入された消臭液2が注入されている動植物性廃棄物4Aを撹拌し、100で示す制御装置がそのBOD値が所定値以下に下がったかどうかを判定し、所定値以下に下がったときに固液分離機6へ動植物性廃棄物4Aを導くことを許可する。
【0034】
固液分離機6の中に設けられたタイマー6Cで計測した所定時間後に分離液体7と分離固形物9とに分離されて固液分離が中止され以下に示すように次工程に移される。
【0035】
分離液体7は沈殿槽8に導かれ、沈殿槽8の中に沈殿した沈殿固形物8Bは6固液分離機で分離された分離固形物9に統合される。
【0036】
沈殿槽8の上澄液11は上澄液槽12に移される。上澄液槽12と、消臭液槽14と液体肥料とするための循環浄化処理槽15との間に設けられ、消臭液13、液体肥料16の量をそれぞれ設定する設定手段18が設けられている。上澄液11の消臭液13に導く分のSS値を検出するためにSS値検出器12Aが設けられ、SS値検出器12AでSS値が所定値以下に落ちたときは消臭液槽14に導く。液体肥料16は製造後に例えば畑地散布用として使われる。
【0037】
固液分離機6で固液分離して脱水した分離固形物9と沈殿槽8からの沈殿固形物8Bとを統合し、乾燥機19に導いて乾燥させる。
【0038】
ここで、沈殿固形物8Bと統合された分離固形物9は乾燥機19で乾燥されてのち、粉砕機20で粉砕される。粉砕された状態の粉末燃料とするか、粉末燃料の集合体からなるかたまり状燃料にするかを選択する選択手段21が設けられている。選択手段21によりかたまり状燃料と選択したとき、かたまり状燃料造粒機22で上記粉砕された燃料を、かたまり状に成型して、乾燥機19で再度乾燥して有機物かたまり状燃料包装機23で包装に包み、かたまり状燃料保管庫24に導いて保管する。かたまり状燃料を、たとえば10ミリ角サイズのメッシュの網、または50ミリ角サイズのメッシュの網でふるい分けして所望のサイズのかたまり状燃料、または丸型形状のかたまり状燃料とサイズを所望の大きさ、所望の形に成形することができる。
【0039】
また、選択手段21により、沈殿固形物8Bと統合された分離固形物9を粉末燃料とすると選択した場合、乾燥機19で乾燥の後、有機物粉末燃料包装機25で包装し、粉末燃料保管庫26に保管する。
【0040】
図2では、撹拌機5に入れる動物性有機廃棄物4Aに消臭液を注入して生物化学的酸素要求量を検出するBOD値検出装置を設け、固液分離機6で固液分離した分離液体を沈殿槽8に入れて上部にある上澄液のSS値も懸濁物質の量を検出するSS値検出器を設けた。
図3では、BOD値、SS値も時間が経過すればそれぞれの値が低下する知見に基づき、撹拌機5内の動物性有機廃棄物4AのBOD値、上澄液槽12内の上澄液11のSS値をそれぞれの撹拌機5の作動開始、沈殿槽8または上澄液槽12に分離液体7を投入してからの時間を計測し、その時間をBOD値、SS値の代用とする。
【0041】
ここで平成16年4月15日、大谷養豚場で測定した排水水質結果を表1に示す。但し、消臭液は使用していない。消臭液を用いれば同一時間であってもBOD値、SS値が小さくなる。
【0042】
【表1】

【0043】
平成16年4月15日、谷口養豚場で測定した排水水質結果を表2に示し、表1と同に消臭液を用いていない。消臭液を用いれば表1と同様に同一時間であってもBOD値、SS値が小さくなる。
【0044】
【表2】

【0045】
図4は、本発明の動植物性有機廃棄物処理装置及び方法で生成した分離固形物を粉末燃料またはかたまり燃料(成形された燃料を含む)を含む固形燃料として使用し、液体を消臭液、液体肥料として使用する際の制御装置の内容を示すフローチャートを示す。
【0046】
S1で消臭液を動植物性有機廃棄物に注入し、S2で、撹拌機5で撹拌する。ここで、図2で示したようにBOD値を検出するか、または図3で示したようにタイマーを使うかどうかを判定し、BOD値を使用する場合はS4に進む。S4でBOD値がA以下の値になったとき、S5に示すように消臭液と一緒に撹拌された動植物性有機廃棄物を固液分離機6に移し、固液分離を行う。
【0047】
またS3でBOD値を使用しない場合はタイマーを用い、あらかじめ用意された動植物性有機廃棄物の種類、量、注入した消臭液、消臭液の量とBOD値が所定以下になるデータを利用して撹拌時間を決定し、S6で示すようにその時間に達したときに固液分離機に撹拌された動植物性有機廃棄物を移す。
【0048】
S7での固形分と、S8で液体分を沈殿槽8に移し、S9で沈殿した固形分と一緒にS10に導き乾燥させるために乾燥機18に移す。S11で固形燃料とし、S12で細分化する。
【0049】
S12の細分化に際して、図3で説明したように、沈殿固形物8Bと統合された分離固形物9は乾燥機19で乾燥されてのち、粉砕機20で粉砕される。粉砕された状態の粉末燃料とするか、粉末燃料の集合体からなるかたまり状燃料にするかを選択する選択手段21が設けられている。選択手段21によりかたまり状燃料と選択したとき、かたまり状燃料造粒機22で上記粉砕された燃料を、かたまり状に成型して、乾燥機19で再度乾燥して有機物かたまり状燃料包装機23で包装に包み、かたまり状燃料保管庫24に導いて保管する。かたまり状燃料を、たとえば10ミリ角サイズのメッシュの網、または50ミリ角サイズのメッシュの網でふるい分けして所望のサイズのかたまり状燃料、または丸型形状のかたまり状燃料とサイズを所望の大きさ、所望の形に成形することができる。
【0050】
S13で、湿度を検出し、湿り度がC%以上でない場合は、S16の包装工程に進み、湿り度がC%以上のときはS14に進み、乾燥させ、S16の包装工程の前に、再度湿り度を測定し、S15に示すように湿り度が上記のC%より低いD%以上ならば再度乾燥機に入れて乾燥させ、湿り度がD%以上でなければかたまり状燃料保管庫22で保管する。S13とS15で湿り度判定のレベルがS15の方が厳しいのはS10で乾燥のあと、S13で湿り度がC%以上ならば、湿りやすい傾向があるのでS15の湿りどの判定レベルを高く設定した。
【0051】
S9で液体分についてはまず、S18で所定量を液体肥料用として分けてS19に示すように液体肥料として保管し、S20で懸濁物質の量としてSS値を使用するか否かを判定し、SS値を使用する場合は、S21に示すようにSS値が所定値以下になるまで待って、S22に示すように消臭液として保管する。また、S23で示すように、BOD値と同様に沈殿槽の上澄液に関してこれまでどの程度時間が経過すれば消臭液として使用できるかについてのデータを基に決めた沈殿槽8または上澄液槽11に導かれて所定の時間以上経過したときに、S22で示すように消臭液として消臭液保管庫に保管する。
【0052】
図5は、本発明の動植物性有機廃棄物等処理装置及び方法で、図1、図2の動植物性有機廃棄物4Aの代わりに堆肥30を適用した第3の実施例に関するブロック図を示す。図1における動植物性廃棄物の代わりに30を堆肥とし、撹拌機5に堆肥30と消臭液貯留槽1からの消臭液を加えて撹拌する。ここで撹拌機5の中にある堆肥のBOD値をBOD検出器または図3と同様にタイマーを用いるかどうかを決定し、BOD値が所定値以下になる、またはなったと想定されると、固液分離機6に導かれる。
【0053】
固液分離機6から出た分離液体7を沈殿槽8に移し、上澄液を上澄液槽11に移し、所定の量を循環浄化処理槽15に導き、液体分の所定量を液体肥料16とし、畑地散布用とする。
【0054】
固液分離機6から出た有機物無臭処理固形物31と沈殿槽8に残留した沈殿固形物10とを統合し、機械乾燥または天日乾燥等の乾燥32を行って後、乾燥貯留倉庫33に格納し、ボイラー34で燃焼させ、燃料灰・肥料製品・土壌改良剤35とする。
【0055】
図6は、図5の第3の実施例に関するフローチャートを示す。
S31で堆肥30と消臭液2を撹拌機5に投入して、S32で撹拌し、S33で撹拌機内のBOD値を採用するか否かを決定し、採用した場合はS34でBOD値が所定値A以下になるとS35で示すように固液分離し、またS36のように、BOD値を採用しない場合は図4と同様に撹拌作業開始からBOD値が所定値A以下になると想定される所定時間後にS35に示すように固液分離する。
【0056】
固液分離後、S37で分離された固形物(図5では有機無臭処理固形物31と記述)は固液分離後、液体分はS41で沈殿槽8での沈殿固定物10と統合され、S38で乾燥、S39で燃焼後、S40で、灰・肥料・土地改良剤とする。また、S39の燃焼中に発生した余熱をS38にもどして乾燥に役立てることができる。
【0057】
沈殿槽8での上澄液11が上澄液槽12に導かれてS43で所定量を液体肥料用とし、S44で液体肥料として保管する。
【0058】
上澄液の入った上澄液槽12の液体肥料以外のものは図4と同様にS45でSS値を採用して判定する場合、S46でSS値が所定値B以下になった場合はS47で示すように消臭液として保管する。
【0059】
また、SS値を採用しない場合は図4と同様に上澄液槽11に上澄液を入れて所定時間t2時間後にはSS値が所定値以下になっていると想定し、消臭液として保管する。
【0060】
図7は、本発明の動植物性有機廃棄物処理装置及び方法の第4の実施例を示すブロック図である。
図面上、図2に対して沈殿槽8、所定時間を計測するタイマー8Aの後に、沈殿固形物8Bの前に、吸着剤8Cを配したものである。沈殿槽8で所定時間を計測するタイマー8Aの作動後、生成される沈殿固形物8Bに対して吸着剤、例えば木材を木粉のように小さくしたようなものを注入して沈殿固形物8Bと一緒にさせて固液分離された分離固形物9と統合する。その後、乾燥機19に導く。
【0061】
図8は、本発明の動植物性有機廃棄物処理装置及び方法の第4の実施例の作動を示すフローチャートである。
【0062】
S51で消臭液を動植物性有機廃棄物に注入し、S52で撹拌する。ここで、図2で示したようにBOD値を検出するか、または図3で示したようにタイマーを使うかどうかを判定し、BOD値を使用する場合はS54に進む。S54でBOD値がA以下の値になったとき、S55に示すように消臭液と一緒に撹拌された動植物性有機廃棄物を固液分離機56に移し、固液分離を行う。
【0063】
またS53でBOD値を使用しない場合はタイマーを用い、あらかじめ用意された動植物性有機廃棄物の種類、量、注入した消臭液、消臭液の量とBOD値が所定以下になるデータを利用して撹拌時間を決定し、S56で示すようにその時間に達したときに固液分離機に撹拌された動植物性有機廃棄物を移す。
【0064】
S57での固形分と、S58で液体分を沈殿槽に移し、S59で沈殿した固形分をS60で吸着物に吸着させて、S57で固形部と一緒にS61に導き乾燥させるために乾燥機18に移す。S62で固形燃料とし、S63で細分化する。
【0065】
S63の細分化において、粉砕機19で得られた粉末燃料を成型し、かたまり状の燃料にするが、その際にかたまり状燃料を、たとえば10ミリ角サイズのメッシュの網、または50ミリ角サイズのメッシュの網でふるい分けして所望のサイズのかたまり状燃料、または丸型形状のかたまり状燃料とサイズを所望の大きさ、所望の形に成形することができる。
【0066】
S64で、湿度を検出し、湿り度がC%以上でない場合は、S67の包装工程に進み、湿り度がC%以上のときはS65に進み、乾燥させ、S67の包装工程の前に、再度湿り度を測定し、S66に示すように湿り度が上記のC%より低いD%以上ならば再度乾燥機に入れて乾燥させ、湿り度がD%以上でなければかたまり状燃料保管庫22で保管する。S64とS66で湿り度判定のレベルがS66の方が厳しいのはS61で乾燥のあと、S64で湿り度がC%以上ならば、湿りやすい傾向があるのでS66の湿りどの判定レベルを高く設定した。
【0067】
S70で液体分についてはまず、S69で所定量を液体肥料用として分けてS19に示すように液体肥料として保管し、S71で懸濁物質の量としてSS値を使用するか否かを判定し、SS値を使用する場合は、S72に示すようにSS値が所定値以下になるまで待って、S73に示すように消臭液として保管する。また、S74で示すように、BOD値と同様に沈殿槽の上澄液に関してこれまでどの程度時間が経過すれば消臭液として使用できるかについてのデータを基に決めた所定の時間以上経過したときに、S73で示すように消臭液として消臭液保管庫に保管する。
【0068】
図4、図6、図8のフローチャートでSS値相当の時間経過のタイマーのカウント開始が沈殿槽8に消臭液が注入された動植物性廃棄物または堆肥が投入されてからの時間をカウントしているが、沈殿槽8でなくて上澄液槽12に投入されてからの時間でもよい。
【0069】
請求項で動植物性有機廃棄物等と記載しているが、動物の糞尿、焼酎粕等の動植物性廃棄物または堆肥を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【0070】
以上、詳述したように、本発明の動植物性有機廃棄物等処理装置及び方法では、まず動植物性有機廃棄物等に消臭液を注入し、撹拌機で撹拌後、固液分離機に導く前にBOD値または撹拌開始からの時間を測定して、悪臭が消滅したと判断する値に達したことを確認して悪臭が外に出ないようにすることができる。さらに固液分離した液のSS値が所定値以下あるいは沈殿槽または上澄液槽に移ってからの時間を測定し、懸濁物質の程度が所定以下になったと判断して消臭液に導き、消臭液としてクリーンな状態で再利用できる。その動植物性有機廃棄物等を利用して消臭液と燃料を製造し、環境的にもメリットがある。
【0071】
動植物性有機廃棄物等のバイオマスは有機物であるため、燃焼させると二酸化炭素が排出されるが、しかしこれに含まれる炭素は、そのバイオマスが成長過程で光合成により大気中から吸収した二酸化炭素で循環されるため、バイオマスを使用しても全体として見れば大気中の二酸化炭素量を増加させていないと考えてよいとされるので、バイオマスは二酸化炭素削減地球温暖化対策、環境循環対策の構築などの取り組みを通じて脚光を浴びている新規でクリーンなエネルギーとして、環境温暖化防止に役立つというメリットがある。
【0072】
日本では、落葉や糞尿を肥料として利用していたほか、里山から得られる薪炭をエネルギーとして利用するなどバイオマスを活用した社会であったが、石油起源の資材、燃料などへの置換により、顧みられることが少なくなったバイオマスであるが、近年、廃棄物処理コストの高騰などから高度利用を模索する自治体が増えているが、しかし、バイオマスの欠点である資源の分散性、低カロリー、高含水比といった欠点を克服できず、実験的な利用にとどまっている事例がほとんどであるが、その欠点を解決したものである。
【0073】
現在の日本におけるペレット燃料の普及の現況は、多種の問題を抱えていて、木質材料を海外から調達しているところもありますが、日本国内の林業衰退により木質原料が不足している現況では大量安定供給に不安があり、化石燃料は遠くの国から輸入して大量のCO2を排出しているわけであり、将来において化石燃料に頼らない燃料の開発は国家プロジェクトで新規な技術に補助金を出す方向で進んでいますが、決め手がなく、再生可能なエネルギー、つまり、水力・風力・太陽熱・地熱・バイオマスなどの、化石燃料代替エネルギーを開発しなければならないのが急務で、その問題を解決するメリットがある。
【0074】
畜産糞尿の発生量は年間1億トンあり、食品残差物及び汚泥は年間約4億トンも発生し、木材も林業を復活させると処理する間伐材や風倒木や流木等も年間1億トン発生し、更に、草・藁・籾殻・竹・選定材等も1億トン発生し、これらの90%は農業生産物の肥料に堆肥化していますが此れも消臭し悪臭が発生しないので、燃料となり、これらを各地に分散して集荷製造工場を設置して燃料化販売するシステムを構築すると、輸送コストの削減、産業廃棄物が減少し、環境改善に貢献し、廃棄物に対する処理費用が軽減されると環境保全と土壌汚染や排水路や河川の汚濁を防止することになる技術と装置とその方法である。
【0075】
気温は地球の体温のようなもので、地球全体の平均気温は、自然の仕組みのおかげでほぼ一定に保たれていましたが、近年急激に地球の体温が上昇し、この地球温暖化に対処するため、2012までに、二酸化炭素排出量を、1990年の水準から、6%削減する事を世界に約束し、更に、このたび、日本は25%削減を約束しました、これからの対策として、エネルギーの使用量を減らす省エネルギーと、これまで捨てられていた資源を生かす新エネルギーに必要不可欠な技術と装置とその方法である。
【符号の説明】
【0076】
1 消臭液貯留槽
2 消臭液
3 動植物性有機廃棄物槽
4 動植物性有機廃棄物等
5 撹拌機
5A 撹拌羽根
6 固液分離機
6A 内筒
6B 孔
6C タイマー
7 分離液体
8 沈殿槽
8A タイマー
8B 沈殿固形物
8C 吸着物
9 分離固形物
10 分離固形物槽
11 上澄液
12 上澄液槽
13 消臭液
14 消臭液槽
15 循環浄化処理槽
16 液体肥料
17 液体肥料槽
18 設定手段
19 乾燥機
20 粉砕機
21 選択手段
22 かたまり状燃料造粒機
23 有機物かたまり状燃料包装機
24 かたまり状燃料保管庫
25 有機物粉末燃料包装機
26 粉末燃料保管庫
30 堆肥
31 有機物無臭処理分離固形物
32 乾燥方法・機械・天日
33 乾燥貯留倉庫
34 ボイラー
35 燃料灰・肥料製品・土地改良剤

【特許請求の範囲】
【請求項1】
動植物性有機廃棄物等と、光合成菌を含み脱窒作用を有する消臭液とを混合した混合物を生成し、前記混合物を撹拌する撹拌手段と、前記混合物の生物化学的酸素要求量(以下BOD値という)が第1の所定値以下あるいは撹拌に関係する動作の開始から第1の所定時間以上を経過したことを検知する第1の検知手段と、第1の検知手段によりBOD値が所定値以下あるいは撹拌に関係する動作の開始から第1の所定時間以上を経過したことを検知したときに、前記撹拌された混合物から固形物と液体に分離する分離手段に導くよう制御する制御手段とを備えた動植物有機廃棄物等処理装置。
【請求項2】
前記液体の懸濁物質(以下SS値という)が所定値以下あるいは沈殿槽または上澄液槽に収容してから第2の所定時間以上経過したことを検知する第2の検知手段を備え、前記光合成菌の作用により前記分離された液体を前記液体に残留した微粒子を略消滅し、前記液体のSS値が所定値以下あるいは沈殿槽または上澄液槽に収容してから第2の所定時間以上を経過したことを検知したときに、前記制御手段により前記液体を前記消臭液に導くよう制御する請求項1に記載の動植物有機廃棄物等処理装置。
【請求項3】
前記液体を液体肥料または消臭液として利用するかを選択する第1の選択手段を備えた請求項1に記載の動植物有機廃棄物等処理装置。
【請求項4】
前記固形物を粉末燃料またはかたまり状燃料にするかを選択する第2の選択手段を備えた請求項1に記載の動植物有機廃棄物等処理装置。
【請求項5】
前記液体に挿入し、前記液体の沈殿部分を吸着させる吸着手段と、該吸着手段を吸着させた状態で乾燥させる乾燥手段と、該乾燥手段で乾燥させた前記吸着手段と前記沈殿部分を燃焼させる燃焼手段とを備えた請求項1に記載の動植物有機廃棄物等処理装置。
【請求項6】
動植物性有機廃棄物等と、光合成菌を含み脱窒作用を有する消臭液とを混合した混合物を生成し、前記混合物を撹拌する撹拌するステップと、前記混合物のBOD値が第1の所定値以下あるいは撹拌に関係する動作の開始から第1の所定時間以上を経過したことを検知するステップと、第1の検知手段によりBOD値が所定値以下あるいは撹拌に関係する動作の開始から第1の所定時間以上を経過したことを検知したときに、前記撹拌された混合物から固形物と液体に分離するよう制御するステップとを備えた動植物有機廃棄物等処理方法。
【請求項7】
前記液体のSS値が所定値以下あるいは上澄液槽または沈殿槽に収容してから第2の所定時間以上経過したことを検知するステップと、前記光合成菌の作用により前記分離された液体を前記液体に残留した微粒子を略消滅し、前記液体のSS値が所定値以下あるいは上澄液槽または沈殿槽に収容してから第2の所定時間以上を経過したことを検知したときに、前記液体を前記消臭液に導くよう制御する請求項6に記載の動植物有機廃棄物等処理方法。
【請求項8】
前記液体を消臭液として使用するか液体肥料として利用するかを選択するステップを備えた請求項6に記載の動植物有機廃棄物等処理方法。
【請求項9】
前記固形物を粉末燃料またはかたまり状燃料にするかを選択するステップを備えた請求項6に記載の動植物有機廃棄物等処理方法。
【請求項10】
前記液体に挿入し、前記液体の沈殿部分を吸着させるステップと、前記吸着させた状態で乾燥させるステップと、該乾燥された前記吸着手段と前記沈殿部分を燃焼させるステップとを備えた請求項6に記載の動植物有機廃棄物等処理方法。
【請求項11】
前記消臭液は耐アルカリ性光合成細菌(Rhodopseudomonas)、耐アルカリ性ラン色細菌(Synechococcus)であり、より具体的には、耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレン、リオコピンを有する光合成細菌(Rhodopseudomos)A株、耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレンを有する光合成細菌(Rhodopseudomos)B株、耐アルカリ性でクロロフィルa、およびβカロチンを有すラン色細菌(Synechococcus)C株から選ばれた少なくとも一つを含む微生物群である液を含む請求項1及び請求項6に記載の
動植物性有機廃棄物処理装置及び方法。
【請求項12】
耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレン、リオコピンを有する光合成細菌Rhodopseudomos A株(受託番号FERM P−19432)である請求項11に記載の動植物性有機廃棄物処理装置及び方法。
【請求項13】
耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレンを有する光合成細菌Rhodopseudomos B株(受託番号FERM P−19431)である請求項11に記載の動植物性有機廃棄物処理装置及び方法。
【請求項14】
配列番号1記載の16s rDNA分子を有する光合成細菌Rhodopseudomos A株である請求項11に記載の動植物性有機廃棄物処理装置及び方法。
【請求項15】
配列番号2記載の16s rDNA分子を有する光合成細菌Rhodopseudomos B株である請求項11に記載の動植物性有機廃棄物処理装置及び方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2011−78906(P2011−78906A)
【公開日】平成23年4月21日(2011.4.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−233140(P2009−233140)
【出願日】平成21年10月7日(2009.10.7)
【出願人】(301037626)
【出願人】(301046499)
【Fターム(参考)】