有機廃棄物の堆肥化処理方法およびその装置
【課題】 化石燃料の使用を大幅に削減し、ランニングコストを低減することが可能な堆肥化処理方法およびその装置を提供する。
【解決手段】 家畜の糞尿や生ゴミ等の有機廃棄物を熟成発酵処理する熟成発酵工程と、該熟成発酵工程で生じる臭気ガスを回収して脱臭剤により吸着・脱臭処理する脱臭工程と、前記熟成発酵工程の前工程に、熱風発生室にて生成した熱風を用いて前記有機廃棄物の水分を蒸発させ、発酵条件を整える乾燥前処理工程と、を具備した有機廃棄物の堆肥化処理方法であって、前記乾燥前処理工程で使用する熱風の熱源として、前記脱臭工程にて臭気ガスを吸着・脱臭処理した後の脱臭能力が低下した脱臭剤を燃焼したときの燃焼熱を利用する。
【解決手段】 家畜の糞尿や生ゴミ等の有機廃棄物を熟成発酵処理する熟成発酵工程と、該熟成発酵工程で生じる臭気ガスを回収して脱臭剤により吸着・脱臭処理する脱臭工程と、前記熟成発酵工程の前工程に、熱風発生室にて生成した熱風を用いて前記有機廃棄物の水分を蒸発させ、発酵条件を整える乾燥前処理工程と、を具備した有機廃棄物の堆肥化処理方法であって、前記乾燥前処理工程で使用する熱風の熱源として、前記脱臭工程にて臭気ガスを吸着・脱臭処理した後の脱臭能力が低下した脱臭剤を燃焼したときの燃焼熱を利用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機廃棄物の堆肥化処理方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家畜の糞尿や生ゴミ等の有機廃棄物は、堆肥化処理して再び肥料として利用されている。堆肥化処理には、堆積式（有機廃棄物に籾殻などの水分調整剤を混合して水分６０〜７０％に調整し、これを堆積させて自然発酵、腐熟させる方式）や、機械的攪拌式（有機廃棄物に熱風を送風しながら攪拌して好気的発酵を施し、この発酵熱によって有機廃棄物中の水分を蒸発させて発酵させる方式）などが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、堆積式にあっては、家畜の糞尿におが屑や籾殻などを混合させて堆積させるので、その容量が大きくなり、広い保管場所が必要となる問題がある。また、攪拌式にあっては、熱風を生成するための重油バーナを使用しており、昨今の化石燃料の高騰などにより、大幅にランニングコストがかかる問題がある。
【０００３】
一方、バイオマスを利用した熱風発生炉も周知であるが、燃料となるバイオマス原料は水分４０〜５０％の高水分であり、熱風発生炉の前段において別途乾燥装置を設けて、温度１００〜３００℃で加熱して原料を乾燥させなければ着火して燃焼させることができず、原料を乾燥するためにバーナに供する重油などの化石燃料が必要であった（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開2005-231912号公報
【特許文献２】特開2006-328326号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題点にかんがみ、化石燃料の使用を大幅に削減し、ランニングコストを低減することが可能な堆肥化処理方法およびその装置を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、家畜の糞尿や生ゴミ等の有機廃棄物を熟成発酵処理する熟成発酵工程と、該熟成発酵工程で生じる臭気ガスを回収して脱臭剤により吸着・脱臭処理する脱臭工程と、前記熟成発酵工程の前工程に、熱風発生室にて生成した熱風を用いて前記有機廃棄物の水分を蒸発させ、発酵条件を整える乾燥前処理工程と、を具備した有機廃棄物の堆肥化処理方法であって、前記乾燥前処理工程で使用する熱風の熱源として、前記脱臭工程にて臭気ガスを吸着・脱臭処理した後の脱臭能力が低下した脱臭剤を燃焼したときの燃焼熱を利用する、という技術的手段を講じた。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、前記脱臭剤は、木の樹皮を粉砕したバークチップ、籾殻又はおが屑チップなどの木質系バイオマスとなし、前記乾燥前処理工程で使用する熱風の熱源として、前記脱臭工程にて吸着・脱臭処理した後の水分２５％未満に低下した脱臭剤を燃焼したときの燃焼熱を利用することを特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項３記載の発明は、前記脱臭剤を燃焼したときの燃焼灰を、前記乾燥前処理工程にて処理中の有機廃棄物に水分調整剤として混合することを特徴とする。
【０００９】
そして、堆肥化処理装置としての請求項４記載の発明は、家畜の糞尿や生ゴミ等の高水分の有機廃棄物に熱風を送風しながら攪拌して水分を蒸発させて発酵条件を整える乾燥機（２）と、水分を蒸発させた後の低水分の有機廃棄物を熟成発酵処理する熟成発酵機（３）と、該熟成発酵機（３）で生じた臭気ガスを回収して脱臭剤により吸着・脱臭処理する脱臭槽（４）と、を備えた有機廃棄物の堆肥化処理装置であって、前記乾燥機（２）の前工程には、前記脱臭槽（４）にて臭気ガスを吸着・脱臭処理した後の脱臭能力が低下した脱臭剤をバイオマス燃料とするバイオマス熱風発生炉（５）を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、熱風発生室にて生成した熱風を用いて前記有機廃棄物の水分を蒸発させ、発酵条件を整える乾燥前処理工程で使用する熱風の熱源として、前記脱臭工程にて臭気ガスを吸着・脱臭処理した後の脱臭能力が低下した脱臭剤を燃焼したときの燃焼熱を利用するものであり、温度４００〜５００℃、風量２３〜２５Ｎｍ３／ｍｉｎの熱風を乾燥前処理工程に供給することが可能であり、該乾燥前処理工程では、例えば、有機廃棄物の品温を約７０〜８０℃程度に維持し、投入時に水分６０〜７０％であった有機廃棄物を、排出時には水分５０〜６０％まで乾減されるような乾燥が可能となる。このときの使用燃料の燃料効率を試算すれば、日量１ｔｏｎの木質系バイオマスからなる脱臭剤を原料とする熱風発生炉において、温度４００〜５００℃の熱風として取り出される熱量は約１００００ＭＪであり、Ａ重油に換算して２５６リットル必要であるのに対し、本発明の熱風発生炉のＡ重油の使用量はおおよそ着火に必要なエネルギのみとなるために１リットル程度でよく、Ａ重油の使用量を約９９％以上節減することができ、化石燃料の使用を削減し、ランニングコストを低減することが可能となる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、前記脱臭剤は、木の樹皮を粉砕したバークチップ、籾殻又はおが屑チップなどの木質系バイオマスとなし、前記乾燥前処理工程で使用する熱風の熱源として、前記脱臭工程にて吸着・脱臭処理した後の水分２５％未満に低下した脱臭剤を燃焼したときの燃焼熱を利用するので、例えば、使用済の脱臭剤は水分１０％，見掛け密度２００Ｋｇ／ｍ３となっており、一般的なバイオマス熱風発生炉で使用されるバイオマス原料の水分（例えば、水分４０〜５０％）よりも低く、着火性がよく、前工程に何ら乾燥処理を必要とせず、直ちにバイオマス燃料として用いることができ、更なるランニングコストの低減が可能となる。
【００１２】
さらに、請求項３記載の発明は、前記脱臭剤を燃焼したときの燃焼灰を、前記乾燥前処理工程にて処理中の有機廃棄物に水分調整剤として混合するものであり、脱臭剤を燃焼したときの副産物である燃焼灰を廃棄することなく、有効利用することが可能となる。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、家畜の糞尿や生ゴミ等の高水分の有機廃棄物に熱風を送風しながら攪拌して水分を蒸発させて発酵条件を整える乾燥機（２）と、水分を蒸発させた後の低水分の有機廃棄物を熟成発酵処理する熟成発酵機（３）と、該熟成発酵機（３）で生じた臭気ガスを回収して脱臭剤により吸着・脱臭処理する脱臭槽（４）と、を備えた有機廃棄物の堆肥化処理装置であって、前記乾燥機（２）の前工程には、前記脱臭槽（４）にて臭気ガスを吸着・脱臭処理した後の脱臭能力が低下した脱臭剤をバイオマス燃料とするバイオマス熱風発生炉（５）を備えた堆肥化処理装置であり、脱臭槽（４）での使用済の脱臭剤をバイオマス熱風発生炉（５）の燃料として有効利用すること、及びバイオマス熱風発生炉（５）での燃焼後の燃焼灰を乾燥機（２）に投入して、処理中の有機廃棄物の水分調整剤として有効利用することが可能となり、廃棄予定の脱臭剤及び燃焼灰からなる副産物を有効利用して循環型の堆肥化処理装置を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の堆肥化処理方法およびその装置の実施の一形態を示す概要図であり、家畜の糞尿や生ゴミ等の高水分の有機廃棄物１(wet)に熱風を送風しながら攪拌して水分を蒸発させて発酵条件を整える二軸式多目的乾燥機２と、水分を蒸発させた後の低水分の有機廃棄物１(dry)を熟成発酵処理する熟成発酵機３と、該熟成発酵機３で生じた臭気ガスを回収して脱臭剤により吸着・脱臭処理する脱臭槽４と、前記二軸式多目的乾燥機２の前工程に設けられ、該二軸式多目的乾燥機２に送り込む熱風を生成するため、籾殻，おが屑，木質チップなどのバイオマス燃料（再生可能な生物由来の有機性資源であって、化石燃料を除いたもの）を燃焼させて得られる熱を利用して熱風を生成するバイオマス熱風発生炉５と、を備えている。
【００１５】
上記二軸式多目的乾燥機２は、例えば、図１のように直方体状の機枠６内に形成した発酵処理槽７と、該処理槽７内に回転自在に支持される回転軸９と、該回転軸９に対して放射状に植設された多数の攪拌パドル８…と、前記処理槽７と機枠６の外殻との間に介装され、前記バイオマス熱風発生炉５から送給される熱風と前記処理槽（７）内の有機廃棄物との熱交換を行う熱交換部１０と、を備えて構成される。前記発酵処理槽７は半円筒状ドラムを複数横設して、横断面を略W字状に形成した発酵処理槽７とするのが好ましく、この処理槽７の凹部長手方向にそれぞれ回転軸９を回転可能に軸架して二軸式の処理槽７とするとよい。
前記発酵処理槽７の上部には、有機廃棄物１(wet)の投入口１１が、処理槽７の一側部下方には処理済みの有機廃棄物の排出口１２がそれぞれ設けられ、各開口には、シリンダ等によって開閉自在に形成された開閉扉１３，１４が被着される。処理槽７の他側部には、前記回転軸９を回転駆動するギアモータ１５が設けられる。また、処理槽７と機枠６の外殻との間に介装される熱交換部１０は、処理槽７の底部７ａ側に設けた底部熱交換部１０ａと、処理槽７の横断面W字の両側面部７ｂ，７ｂ側にそれぞれ設けられる側面部側熱交換部１０ｂ，１０ｂとからなり、機外から送給される熱風との熱交換が十分に行われるように構成されている。なお、符号１６は機外から送給される熱風を供給するための熱風供給管であり、符号１７は熱交換部１０を通過した後の空気を排出する熱風排出管であり、符号１８は機外から送給される熱風を熱交換部１０に導入し、かつ、排気を行うための吸引排気ファンである。
【００１６】
二軸式多目的乾燥機２の前工程に設けられるバイオマス熱風発生炉４は、機枠１９内に耐火煉瓦等の耐火物を使用して築造（築炉）された横型円筒状の燃焼炉２０と、該燃焼炉２０内に供給されたバイオマス燃料に着火を行うためのガンタイプバーナ２１と、前記燃焼炉２０内部へ燃焼空気を供給する燃焼空気供給管２２と、該燃焼空気供給管２２を囲繞するように配設され、熱風発生炉４全体を空冷するための冷却管２３と、で構成され、前記燃焼炉２０の一端には、バイオマス燃料を燃焼炉２０内に繰り出すための燃料供給機２４が配設され、他端側には、バイオマス燃料を燃焼させる際に生じる熱風と燃焼灰とをそれぞれ回収する分離室２５が配設される。該分離室２５の下部には燃焼灰を回収するための回収ホッパー２６及び排出スクリュー２７が設けられ、回収ホッパー２６の下流側には、燃焼灰を機外に搬出するための搬送スクリュー２８が連絡されている。
一方、分離室２５の上部には熱風を回収するためのフード状の排気ダクト２９が設けられ、該排気ダクト２９の下流側には、回収した熱風から微細粉塵を分離・除去するためのサイクロン３０が連絡されている。符号３１は前記冷却管２３内の空気を吸気するとともに、前記燃焼空気供給管２２内及び排気ダクト２９内にそれぞれ送風する送風ファンであり、符号３２は前記排出スクリュー２７の熱変形を防止すべく、排出スクリュー２７の中空部に通水を行って水冷を行うためのクーリングタワーであり、符号３３はバイオマス燃料の貯留ホッパーである。
【００１７】
前記二軸式多目的乾燥機２の後工程に設けられ、低水分の有機廃棄物を熟成発酵処理する熟成発酵機３は、例えば、図１のように、発酵槽３４と、該発酵槽３４に設けられて原料を投入するための一端側の原料投入部３５と、堆肥が搬出される他端側の堆肥搬出部３６と、投入された堆肥を攪拌するためのロータリー撹拌機３７と、建家３８などから構成されている。
発酵槽３４は、低水分の有機廃棄物１(dry)を堆積するためにコンクリート製の長い溝形状をなしており、該発酵槽３４の長手方向に沿って固定されるレールが設けられ、該レール上にロータリー攪拌機３７が搭載される。そして、発酵槽３４の底部には、堆積された有機廃棄物１(dry)に空気を供給して、発酵を促進するために空気供給ダクト３９が敷設されている。この空気供給ダクト３９には、送風機４０が接続され、所定の圧力で空気が送出される構成となっている。
建家３８は、発酵槽３４の上方をフードなどで覆うことで構成され、発酵槽３４の保温のほか、発酵の際に生じる悪臭空気などが外に出ないように多数の吸引ノズル４１…が垂設され、さらに、該各吸引ノズル４１…には、吸引ファン４２と連絡した排気管４３が接続されている。
【００１８】
前記脱臭槽４には、前記熟成発酵機３で生じた悪臭空気を槽体４４の下方から送り込むよう、前記排気管４３から分岐した多数の噴出管４５…を、槽体４４，４４の底面部４４ａ，４４ａに臨ませてある。そして、槽体４４の内部には、下部に玉石や砂利又はスノコ等で空間部を形成し、その上にバーク（木の樹皮のチップ）、籾殻又はおが屑チップ等からなる脱臭剤４７を約１〜２ｍ堆積し、該脱臭剤４７に悪臭空気が下方から送り込まれ、その堆積層を通過した後に大気へ放出されるように形成されている。なお、符号４６は噴出管４５…を閉鎖するための閉鎖弁である。この脱臭槽４において、例えば、脱臭剤４７の堆積高さを約１ｍ、見掛風速を２ｍｍ／秒とすると、悪臭空気と脱臭剤４７とが接触する時間は５００秒となり、悪臭空気のアンモニア濃度が３００ｐｐｍ程度であれば２０日間位で脱臭剤４７表面からアンモニアが検出され始め、以後、脱臭能力は低下することになる。また、見掛風速を１０ｍｍ／秒，アンモニア濃度が３００ｐｐｍ程度であるとすれば４日間程度で脱臭剤４７表面からアンモニアが検出し始めることになる。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態の工程について模式的に示した図である。本実施形態において、家畜等から排出されるし尿等の汚水は、バキュームカー４８によって回収され、これをスクリーンユニット４９に搬送して汚水中のごみが除去され、次いで、一時貯留槽５０に貯留して曝気処理が行われ、好気性条件を作成して臭気の低減が図られる。そして、原料貯留槽５１による活性汚泥法等の浄化処理を行い、上澄み液は河川等に放流する一方、沈殿した高水分汚泥は二軸式多目的乾燥機２に搬送されて堆肥化処理が行われることになる。
【００２０】
一方、生ゴミ等の食品残渣と、稲わら、籾がら、米ぬか、又はくず米等の農業残渣とは、回収車５２等により回収して生ゴミ・農業残渣置場５３に貯留するとともに、バーク、又はおが屑チップ等からなる若干の水分調整剤が加えられて水分が調整されて好気発酵が行われる。そして、数日間好気発酵された食品残渣及び農業残渣は、ホイルローダ等の運搬車５４によって粉砕機５５に供給されて一定粒度に整えられた後、上記同様の二軸式多目的乾燥機２に搬送されて堆肥化処理が行われることになる。また、バーク、又はおが屑チップ等の一部は、チップ置場５６に一時貯留された後、前記脱臭槽４の脱臭剤として利用されることになる。
【００２１】
二軸式多目的乾燥機２に供給された汚泥、食品残渣及び農業残渣は、該二軸式多目的乾燥機２にて所定水分まで乾燥されて発酵条件を整えられた後、熟成発酵機３に供給されて熟成発酵処理される。そして、熟成発酵機３から排出された堆肥化処理物は、ホイルローダ等の運搬車５７によって貯留槽５８に堆積し、堆肥化処理物を完熟させる。貯留槽５８で完熟した堆肥化処理物は出荷するまで待機され、堆肥製品として出荷する際は、運搬車５７によりホッパー５９に搬送すると、篩装置６０によって粒度が整えられる。そして、整粒された堆肥化製品は、製品出荷場に設けられた袋詰装置６１に搬送して袋詰加工を行った後、ロボットパレタイザ６２等によりパレットに積み付けられ、製品として出荷されることになる。
【００２２】
次に、本発明の要部である、二軸式多目的乾燥機２、熟成発酵機３、脱臭槽４、及びバイオマス熱風発生炉５の動作について図１を参照して説明する。
【００２３】
まず、バイオマス熱風発生炉５の動作を説明する。前述したように、脱臭槽４に堆積されるバークチップ、籾殻又はおが屑チップ等からなる脱臭剤４７は、使用済のときは、水分１０％，見掛け密度２００Ｋｇ／ｍ３となっており、一般的なバイオマス熱風発生炉で使用されるバイオマス原料の水分（例えば、水分４０〜５０％）よりも低く、着火性がよく、直ちにバイオマス熱風発生炉５のバイオマス燃料として用いることができる。貯留ホッパー３３から燃料となる使用済脱臭剤４７を供給すると、燃料供給機２４により燃焼炉２０内に使用済脱臭剤４７が繰り出される。次に、ガンタイプバーナ２１から使用済脱臭剤４７に着火を行うと、使用済脱臭剤４７が燃焼を開始するようになる。一方、燃焼炉２０の下方からは、空気噴出孔２０ａから燃焼空気が供給され、燃焼が盛んになるにつれて燃焼温度が上昇し、燃焼炉２０内の始端側では約１０００℃の熱風が生じる。そして、燃焼炉２０全体を覆う冷却管２３から、管路６３及び送風ファン３１により吸引して空冷するとともに、送風ファン３１からは管路６４を介して燃焼空気供給管２２及び排気ダクト２９にそれぞれ分岐して送風が行われる。
【００２４】
燃焼の際に生じる熱風及び燃焼灰は、燃焼炉２０終端側の分離室２５に至り、該分離室２５において燃焼灰が回収ホッパー２６及び排出スクリュー２７により回収される。この際に回収される燃焼灰は、前記二軸式多目的乾燥機２に供給すれば有機廃棄物の水分調整剤として利用することができる。一方、燃焼炉２０終端側に至った熱風は、分離室２５上部の排気ダクト２９に回収される。この際に回収される熱風は、微細粉塵が混入しているので、管路６４を介してサイクロン３０に供給し、微細粉塵の分離・除去を行う。そして、サイクロン３０により微細粉塵の分離・除去され、熱風供給管１６を通過するときの熱風は、温度が４００〜５００℃、風量が２３〜２５Ｎｍ３／ｍｉｎ（ノルマル・リューベ；０℃、１気圧状態に換算したガス流量の単位）であった。
【００２５】
次に、二軸式多目的乾燥機２の動作について説明する。二軸式多目的乾燥機２の排気側に設置された吸引排気ファン１８を作動させると、バイオマス熱風発生炉５からの温度４００〜５００℃、風量２３〜２５Ｎｍ３／ｍｉｎの熱風が吸引され、熱風供給管１６を介して底部熱交換部１０ａ、側面部側熱交換部１０ｂ，１０ｂに順次導入され、該各熱交換部１０ａ，１０ｂから発酵処理槽７への熱伝達が行われる。また、ギアモータ１５を駆動させて攪拌パドル８…を回転駆動させるとともに、回収された汚泥、食品残渣及び農業残渣からなる高水分（例えば、６０〜７０％）の有機廃棄物１(wet)を、投入口１１から発酵処理槽７に投入する。すると、攪拌パドル８…の回転、攪拌、搬送作用により、大き目の塊状物も粉砕され、均一化されて発酵のしやすい条件が整えられる。このとき、発酵槽７内は熱交換によって約８０〜１００℃程度に維持され、投入された有機廃棄物１(wet)が約７０〜８０℃程度に維持され、排出時には水分５０〜６０％まで乾減されるよう乾燥が行われる。なお、側面部側熱交換部１０ｂ，１０ｂを通過した熱風は、吸引排気ファン１８及び管路６５を介して機外に排気される一方、排気の一部は管路６６により発酵処理槽７内に直接返還される。このとき、管路６５から排気されるときの熱風は、温度１８０〜２３０℃、風量１９〜２２Ｎｍ３／ｍｉｎであり、管路６６により発酵処理槽７内に返還される熱風は、温度１８０〜２３０℃、風量３Ｎｍ３／ｍｉｎであった。
符号６７は、発酵処理槽７内への２次空気取り込み用の管路であり、この２次空気は、温度１５℃前後、風量４Ｎｍ３／ｍｉｎであった。また、符号６８は、発酵処理槽７内へ通過後の熱風を排気する排気用の管路であり、温度９０℃前後、風量１１Ｎｍ３／ｍｉｎの排気であった。
【００２６】
次に、水分５０〜６０％まで乾減された有機廃棄物１(dry)は、熟成発酵機３に移される。熟成発酵機３では、ロータリー攪拌機３７が作動され、発酵槽３４に堆積された有機廃棄物１(dry)が掬い上げられた後、落下される。これにより、有機廃棄物１(dry)の塊状物を小片にほぐしつつ均一に混合させ、好気性発酵に適した通気性を付与する。そして、発酵の際に生じる悪臭空気は前述と同様、吸引ノズル４１…、吸引ファン４２及び排気管４３を介して脱臭槽４にて脱臭されることになる。
【００２７】
以上のような堆肥化処理方法およびその装置において、使用燃料の燃料効率を試算すれば、日量１ｔｏｎの木質系バイオマスを原料とするバイオマス熱風発生炉５において、温度４００〜５００℃の熱風を取り出すために必要な熱量は約１００００ＭＪであり、Ａ重油に換算して２５６リットルである。これに対し、本発明のバイオマス熱風発生炉５のＡ重油の使用量はおおよそ着火に必要なエネルギのみとなるため１リットル程度でよく、Ａ重油の使用量を約９９％以上節減することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の堆肥化処理方法およびその装置の実施形態を示す概要図である。
【図２】本発明の実施形態の工程について模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 有機廃棄物
２ 二軸式多目的乾燥機
３ 熟成発酵機
４ 脱臭槽
５ バイオマス熱風発生炉
６ 機枠
７ 発酵処理槽
８ 攪拌パドル
９ 回転軸
１０ 熱交換部
１１ 投入口
１２ 排出口
１３ 開閉扉
１４ 開閉扉
１５ ギアモータ
１６ 熱風供給管
１７ 熱風排出管
１８ 吸引排気ファン
１９ 機枠
２０ 燃焼炉
２１ ガンタイプバーナ
２２ 燃焼空気供給管
２３ 冷却管
２４ 燃料供給機
２５ 分離室
２６ 回収ホッパー
２７ 排出スクリュー
２８ 搬送スクリュー
２９ 排気ダクト
３０ サイクロン
３１ 送風ファン
３２ クーリングタワー
３３ 貯留ホッパー
３４ 発酵槽
３５ 原料投入部
３６ 堆肥搬出部
３７ ロータリー撹拌機
３８ 建屋
３９ 空気供給ダクト
４０ 送風機
４１ 吸引ノズル
４２ 吸引ファン
４３ 排気管
４４ 槽体
４５ 噴出管
４６ 閉鎖弁
４７ 脱臭剤
４８ バキュームカー
４９ スクリーンユニット
５０ 一時貯留槽
５１ 原料貯留槽
５２ 回収車
５３ 生ゴミ・農業残渣置場
５４ 運搬車
５５ 粉砕機
５６ チップ置場
５７ 運搬車
５８ 貯留槽
５９ ホッパー
６０ 篩装置
６１ 袋詰装置
６２ ロボットパレタイザ
６３ 管路
６４ 管路
６５ 管路
６６ 管路
６７ 管路
６８ 管路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機廃棄物の堆肥化処理方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家畜の糞尿や生ゴミ等の有機廃棄物は、堆肥化処理して再び肥料として利用されている。堆肥化処理には、堆積式（有機廃棄物に籾殻などの水分調整剤を混合して水分６０〜７０％に調整し、これを堆積させて自然発酵、腐熟させる方式）や、機械的攪拌式（有機廃棄物に熱風を送風しながら攪拌して好気的発酵を施し、この発酵熱によって有機廃棄物中の水分を蒸発させて発酵させる方式）などが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、堆積式にあっては、家畜の糞尿におが屑や籾殻などを混合させて堆積させるので、その容量が大きくなり、広い保管場所が必要となる問題がある。また、攪拌式にあっては、熱風を生成するための重油バーナを使用しており、昨今の化石燃料の高騰などにより、大幅にランニングコストがかかる問題がある。
【０００３】
一方、バイオマスを利用した熱風発生炉も周知であるが、燃料となるバイオマス原料は水分４０〜５０％の高水分であり、熱風発生炉の前段において別途乾燥装置を設けて、温度１００〜３００℃で加熱して原料を乾燥させなければ着火して燃焼させることができず、原料を乾燥するためにバーナに供する重油などの化石燃料が必要であった（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開2005-231912号公報
【特許文献２】特開2006-328326号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題点にかんがみ、化石燃料の使用を大幅に削減し、ランニングコストを低減することが可能な堆肥化処理方法およびその装置を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、家畜の糞尿や生ゴミ等の有機廃棄物を熟成発酵処理する熟成発酵工程と、該熟成発酵工程で生じる臭気ガスを回収して脱臭剤により吸着・脱臭処理する脱臭工程と、前記熟成発酵工程の前工程に、熱風発生室にて生成した熱風を用いて前記有機廃棄物の水分を蒸発させ、発酵条件を整える乾燥前処理工程と、を具備した有機廃棄物の堆肥化処理方法であって、前記乾燥前処理工程で使用する熱風の熱源として、前記脱臭工程にて臭気ガスを吸着・脱臭処理した後の脱臭能力が低下した脱臭剤を燃焼したときの燃焼熱を利用する、という技術的手段を講じた。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、前記脱臭剤は、木の樹皮を粉砕したバークチップ、籾殻又はおが屑チップなどの木質系バイオマスとなし、前記乾燥前処理工程で使用する熱風の熱源として、前記脱臭工程にて吸着・脱臭処理した後の水分２５％未満に低下した脱臭剤を燃焼したときの燃焼熱を利用することを特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項３記載の発明は、前記脱臭剤を燃焼したときの燃焼灰を、前記乾燥前処理工程にて処理中の有機廃棄物に水分調整剤として混合することを特徴とする。
【０００９】
そして、堆肥化処理装置としての請求項４記載の発明は、家畜の糞尿や生ゴミ等の高水分の有機廃棄物に熱風を送風しながら攪拌して水分を蒸発させて発酵条件を整える乾燥機（２）と、水分を蒸発させた後の低水分の有機廃棄物を熟成発酵処理する熟成発酵機（３）と、該熟成発酵機（３）で生じた臭気ガスを回収して脱臭剤により吸着・脱臭処理する脱臭槽（４）と、を備えた有機廃棄物の堆肥化処理装置であって、前記乾燥機（２）の前工程には、前記脱臭槽（４）にて臭気ガスを吸着・脱臭処理した後の脱臭能力が低下した脱臭剤をバイオマス燃料とするバイオマス熱風発生炉（５）を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、熱風発生室にて生成した熱風を用いて前記有機廃棄物の水分を蒸発させ、発酵条件を整える乾燥前処理工程で使用する熱風の熱源として、前記脱臭工程にて臭気ガスを吸着・脱臭処理した後の脱臭能力が低下した脱臭剤を燃焼したときの燃焼熱を利用するものであり、温度４００〜５００℃、風量２３〜２５Ｎｍ３／ｍｉｎの熱風を乾燥前処理工程に供給することが可能であり、該乾燥前処理工程では、例えば、有機廃棄物の品温を約７０〜８０℃程度に維持し、投入時に水分６０〜７０％であった有機廃棄物を、排出時には水分５０〜６０％まで乾減されるような乾燥が可能となる。このときの使用燃料の燃料効率を試算すれば、日量１ｔｏｎの木質系バイオマスからなる脱臭剤を原料とする熱風発生炉において、温度４００〜５００℃の熱風として取り出される熱量は約１００００ＭＪであり、Ａ重油に換算して２５６リットル必要であるのに対し、本発明の熱風発生炉のＡ重油の使用量はおおよそ着火に必要なエネルギのみとなるために１リットル程度でよく、Ａ重油の使用量を約９９％以上節減することができ、化石燃料の使用を削減し、ランニングコストを低減することが可能となる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、前記脱臭剤は、木の樹皮を粉砕したバークチップ、籾殻又はおが屑チップなどの木質系バイオマスとなし、前記乾燥前処理工程で使用する熱風の熱源として、前記脱臭工程にて吸着・脱臭処理した後の水分２５％未満に低下した脱臭剤を燃焼したときの燃焼熱を利用するので、例えば、使用済の脱臭剤は水分１０％，見掛け密度２００Ｋｇ／ｍ３となっており、一般的なバイオマス熱風発生炉で使用されるバイオマス原料の水分（例えば、水分４０〜５０％）よりも低く、着火性がよく、前工程に何ら乾燥処理を必要とせず、直ちにバイオマス燃料として用いることができ、更なるランニングコストの低減が可能となる。
【００１２】
さらに、請求項３記載の発明は、前記脱臭剤を燃焼したときの燃焼灰を、前記乾燥前処理工程にて処理中の有機廃棄物に水分調整剤として混合するものであり、脱臭剤を燃焼したときの副産物である燃焼灰を廃棄することなく、有効利用することが可能となる。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、家畜の糞尿や生ゴミ等の高水分の有機廃棄物に熱風を送風しながら攪拌して水分を蒸発させて発酵条件を整える乾燥機（２）と、水分を蒸発させた後の低水分の有機廃棄物を熟成発酵処理する熟成発酵機（３）と、該熟成発酵機（３）で生じた臭気ガスを回収して脱臭剤により吸着・脱臭処理する脱臭槽（４）と、を備えた有機廃棄物の堆肥化処理装置であって、前記乾燥機（２）の前工程には、前記脱臭槽（４）にて臭気ガスを吸着・脱臭処理した後の脱臭能力が低下した脱臭剤をバイオマス燃料とするバイオマス熱風発生炉（５）を備えた堆肥化処理装置であり、脱臭槽（４）での使用済の脱臭剤をバイオマス熱風発生炉（５）の燃料として有効利用すること、及びバイオマス熱風発生炉（５）での燃焼後の燃焼灰を乾燥機（２）に投入して、処理中の有機廃棄物の水分調整剤として有効利用することが可能となり、廃棄予定の脱臭剤及び燃焼灰からなる副産物を有効利用して循環型の堆肥化処理装置を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の堆肥化処理方法およびその装置の実施の一形態を示す概要図であり、家畜の糞尿や生ゴミ等の高水分の有機廃棄物１(wet)に熱風を送風しながら攪拌して水分を蒸発させて発酵条件を整える二軸式多目的乾燥機２と、水分を蒸発させた後の低水分の有機廃棄物１(dry)を熟成発酵処理する熟成発酵機３と、該熟成発酵機３で生じた臭気ガスを回収して脱臭剤により吸着・脱臭処理する脱臭槽４と、前記二軸式多目的乾燥機２の前工程に設けられ、該二軸式多目的乾燥機２に送り込む熱風を生成するため、籾殻，おが屑，木質チップなどのバイオマス燃料（再生可能な生物由来の有機性資源であって、化石燃料を除いたもの）を燃焼させて得られる熱を利用して熱風を生成するバイオマス熱風発生炉５と、を備えている。
【００１５】
上記二軸式多目的乾燥機２は、例えば、図１のように直方体状の機枠６内に形成した発酵処理槽７と、該処理槽７内に回転自在に支持される回転軸９と、該回転軸９に対して放射状に植設された多数の攪拌パドル８…と、前記処理槽７と機枠６の外殻との間に介装され、前記バイオマス熱風発生炉５から送給される熱風と前記処理槽（７）内の有機廃棄物との熱交換を行う熱交換部１０と、を備えて構成される。前記発酵処理槽７は半円筒状ドラムを複数横設して、横断面を略W字状に形成した発酵処理槽７とするのが好ましく、この処理槽７の凹部長手方向にそれぞれ回転軸９を回転可能に軸架して二軸式の処理槽７とするとよい。
前記発酵処理槽７の上部には、有機廃棄物１(wet)の投入口１１が、処理槽７の一側部下方には処理済みの有機廃棄物の排出口１２がそれぞれ設けられ、各開口には、シリンダ等によって開閉自在に形成された開閉扉１３，１４が被着される。処理槽７の他側部には、前記回転軸９を回転駆動するギアモータ１５が設けられる。また、処理槽７と機枠６の外殻との間に介装される熱交換部１０は、処理槽７の底部７ａ側に設けた底部熱交換部１０ａと、処理槽７の横断面W字の両側面部７ｂ，７ｂ側にそれぞれ設けられる側面部側熱交換部１０ｂ，１０ｂとからなり、機外から送給される熱風との熱交換が十分に行われるように構成されている。なお、符号１６は機外から送給される熱風を供給するための熱風供給管であり、符号１７は熱交換部１０を通過した後の空気を排出する熱風排出管であり、符号１８は機外から送給される熱風を熱交換部１０に導入し、かつ、排気を行うための吸引排気ファンである。
【００１６】
二軸式多目的乾燥機２の前工程に設けられるバイオマス熱風発生炉４は、機枠１９内に耐火煉瓦等の耐火物を使用して築造（築炉）された横型円筒状の燃焼炉２０と、該燃焼炉２０内に供給されたバイオマス燃料に着火を行うためのガンタイプバーナ２１と、前記燃焼炉２０内部へ燃焼空気を供給する燃焼空気供給管２２と、該燃焼空気供給管２２を囲繞するように配設され、熱風発生炉４全体を空冷するための冷却管２３と、で構成され、前記燃焼炉２０の一端には、バイオマス燃料を燃焼炉２０内に繰り出すための燃料供給機２４が配設され、他端側には、バイオマス燃料を燃焼させる際に生じる熱風と燃焼灰とをそれぞれ回収する分離室２５が配設される。該分離室２５の下部には燃焼灰を回収するための回収ホッパー２６及び排出スクリュー２７が設けられ、回収ホッパー２６の下流側には、燃焼灰を機外に搬出するための搬送スクリュー２８が連絡されている。
一方、分離室２５の上部には熱風を回収するためのフード状の排気ダクト２９が設けられ、該排気ダクト２９の下流側には、回収した熱風から微細粉塵を分離・除去するためのサイクロン３０が連絡されている。符号３１は前記冷却管２３内の空気を吸気するとともに、前記燃焼空気供給管２２内及び排気ダクト２９内にそれぞれ送風する送風ファンであり、符号３２は前記排出スクリュー２７の熱変形を防止すべく、排出スクリュー２７の中空部に通水を行って水冷を行うためのクーリングタワーであり、符号３３はバイオマス燃料の貯留ホッパーである。
【００１７】
前記二軸式多目的乾燥機２の後工程に設けられ、低水分の有機廃棄物を熟成発酵処理する熟成発酵機３は、例えば、図１のように、発酵槽３４と、該発酵槽３４に設けられて原料を投入するための一端側の原料投入部３５と、堆肥が搬出される他端側の堆肥搬出部３６と、投入された堆肥を攪拌するためのロータリー撹拌機３７と、建家３８などから構成されている。
発酵槽３４は、低水分の有機廃棄物１(dry)を堆積するためにコンクリート製の長い溝形状をなしており、該発酵槽３４の長手方向に沿って固定されるレールが設けられ、該レール上にロータリー攪拌機３７が搭載される。そして、発酵槽３４の底部には、堆積された有機廃棄物１(dry)に空気を供給して、発酵を促進するために空気供給ダクト３９が敷設されている。この空気供給ダクト３９には、送風機４０が接続され、所定の圧力で空気が送出される構成となっている。
建家３８は、発酵槽３４の上方をフードなどで覆うことで構成され、発酵槽３４の保温のほか、発酵の際に生じる悪臭空気などが外に出ないように多数の吸引ノズル４１…が垂設され、さらに、該各吸引ノズル４１…には、吸引ファン４２と連絡した排気管４３が接続されている。
【００１８】
前記脱臭槽４には、前記熟成発酵機３で生じた悪臭空気を槽体４４の下方から送り込むよう、前記排気管４３から分岐した多数の噴出管４５…を、槽体４４，４４の底面部４４ａ，４４ａに臨ませてある。そして、槽体４４の内部には、下部に玉石や砂利又はスノコ等で空間部を形成し、その上にバーク（木の樹皮のチップ）、籾殻又はおが屑チップ等からなる脱臭剤４７を約１〜２ｍ堆積し、該脱臭剤４７に悪臭空気が下方から送り込まれ、その堆積層を通過した後に大気へ放出されるように形成されている。なお、符号４６は噴出管４５…を閉鎖するための閉鎖弁である。この脱臭槽４において、例えば、脱臭剤４７の堆積高さを約１ｍ、見掛風速を２ｍｍ／秒とすると、悪臭空気と脱臭剤４７とが接触する時間は５００秒となり、悪臭空気のアンモニア濃度が３００ｐｐｍ程度であれば２０日間位で脱臭剤４７表面からアンモニアが検出され始め、以後、脱臭能力は低下することになる。また、見掛風速を１０ｍｍ／秒，アンモニア濃度が３００ｐｐｍ程度であるとすれば４日間程度で脱臭剤４７表面からアンモニアが検出し始めることになる。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態の工程について模式的に示した図である。本実施形態において、家畜等から排出されるし尿等の汚水は、バキュームカー４８によって回収され、これをスクリーンユニット４９に搬送して汚水中のごみが除去され、次いで、一時貯留槽５０に貯留して曝気処理が行われ、好気性条件を作成して臭気の低減が図られる。そして、原料貯留槽５１による活性汚泥法等の浄化処理を行い、上澄み液は河川等に放流する一方、沈殿した高水分汚泥は二軸式多目的乾燥機２に搬送されて堆肥化処理が行われることになる。
【００２０】
一方、生ゴミ等の食品残渣と、稲わら、籾がら、米ぬか、又はくず米等の農業残渣とは、回収車５２等により回収して生ゴミ・農業残渣置場５３に貯留するとともに、バーク、又はおが屑チップ等からなる若干の水分調整剤が加えられて水分が調整されて好気発酵が行われる。そして、数日間好気発酵された食品残渣及び農業残渣は、ホイルローダ等の運搬車５４によって粉砕機５５に供給されて一定粒度に整えられた後、上記同様の二軸式多目的乾燥機２に搬送されて堆肥化処理が行われることになる。また、バーク、又はおが屑チップ等の一部は、チップ置場５６に一時貯留された後、前記脱臭槽４の脱臭剤として利用されることになる。
【００２１】
二軸式多目的乾燥機２に供給された汚泥、食品残渣及び農業残渣は、該二軸式多目的乾燥機２にて所定水分まで乾燥されて発酵条件を整えられた後、熟成発酵機３に供給されて熟成発酵処理される。そして、熟成発酵機３から排出された堆肥化処理物は、ホイルローダ等の運搬車５７によって貯留槽５８に堆積し、堆肥化処理物を完熟させる。貯留槽５８で完熟した堆肥化処理物は出荷するまで待機され、堆肥製品として出荷する際は、運搬車５７によりホッパー５９に搬送すると、篩装置６０によって粒度が整えられる。そして、整粒された堆肥化製品は、製品出荷場に設けられた袋詰装置６１に搬送して袋詰加工を行った後、ロボットパレタイザ６２等によりパレットに積み付けられ、製品として出荷されることになる。
【００２２】
次に、本発明の要部である、二軸式多目的乾燥機２、熟成発酵機３、脱臭槽４、及びバイオマス熱風発生炉５の動作について図１を参照して説明する。
【００２３】
まず、バイオマス熱風発生炉５の動作を説明する。前述したように、脱臭槽４に堆積されるバークチップ、籾殻又はおが屑チップ等からなる脱臭剤４７は、使用済のときは、水分１０％，見掛け密度２００Ｋｇ／ｍ３となっており、一般的なバイオマス熱風発生炉で使用されるバイオマス原料の水分（例えば、水分４０〜５０％）よりも低く、着火性がよく、直ちにバイオマス熱風発生炉５のバイオマス燃料として用いることができる。貯留ホッパー３３から燃料となる使用済脱臭剤４７を供給すると、燃料供給機２４により燃焼炉２０内に使用済脱臭剤４７が繰り出される。次に、ガンタイプバーナ２１から使用済脱臭剤４７に着火を行うと、使用済脱臭剤４７が燃焼を開始するようになる。一方、燃焼炉２０の下方からは、空気噴出孔２０ａから燃焼空気が供給され、燃焼が盛んになるにつれて燃焼温度が上昇し、燃焼炉２０内の始端側では約１０００℃の熱風が生じる。そして、燃焼炉２０全体を覆う冷却管２３から、管路６３及び送風ファン３１により吸引して空冷するとともに、送風ファン３１からは管路６４を介して燃焼空気供給管２２及び排気ダクト２９にそれぞれ分岐して送風が行われる。
【００２４】
燃焼の際に生じる熱風及び燃焼灰は、燃焼炉２０終端側の分離室２５に至り、該分離室２５において燃焼灰が回収ホッパー２６及び排出スクリュー２７により回収される。この際に回収される燃焼灰は、前記二軸式多目的乾燥機２に供給すれば有機廃棄物の水分調整剤として利用することができる。一方、燃焼炉２０終端側に至った熱風は、分離室２５上部の排気ダクト２９に回収される。この際に回収される熱風は、微細粉塵が混入しているので、管路６４を介してサイクロン３０に供給し、微細粉塵の分離・除去を行う。そして、サイクロン３０により微細粉塵の分離・除去され、熱風供給管１６を通過するときの熱風は、温度が４００〜５００℃、風量が２３〜２５Ｎｍ３／ｍｉｎ（ノルマル・リューベ；０℃、１気圧状態に換算したガス流量の単位）であった。
【００２５】
次に、二軸式多目的乾燥機２の動作について説明する。二軸式多目的乾燥機２の排気側に設置された吸引排気ファン１８を作動させると、バイオマス熱風発生炉５からの温度４００〜５００℃、風量２３〜２５Ｎｍ３／ｍｉｎの熱風が吸引され、熱風供給管１６を介して底部熱交換部１０ａ、側面部側熱交換部１０ｂ，１０ｂに順次導入され、該各熱交換部１０ａ，１０ｂから発酵処理槽７への熱伝達が行われる。また、ギアモータ１５を駆動させて攪拌パドル８…を回転駆動させるとともに、回収された汚泥、食品残渣及び農業残渣からなる高水分（例えば、６０〜７０％）の有機廃棄物１(wet)を、投入口１１から発酵処理槽７に投入する。すると、攪拌パドル８…の回転、攪拌、搬送作用により、大き目の塊状物も粉砕され、均一化されて発酵のしやすい条件が整えられる。このとき、発酵槽７内は熱交換によって約８０〜１００℃程度に維持され、投入された有機廃棄物１(wet)が約７０〜８０℃程度に維持され、排出時には水分５０〜６０％まで乾減されるよう乾燥が行われる。なお、側面部側熱交換部１０ｂ，１０ｂを通過した熱風は、吸引排気ファン１８及び管路６５を介して機外に排気される一方、排気の一部は管路６６により発酵処理槽７内に直接返還される。このとき、管路６５から排気されるときの熱風は、温度１８０〜２３０℃、風量１９〜２２Ｎｍ３／ｍｉｎであり、管路６６により発酵処理槽７内に返還される熱風は、温度１８０〜２３０℃、風量３Ｎｍ３／ｍｉｎであった。
符号６７は、発酵処理槽７内への２次空気取り込み用の管路であり、この２次空気は、温度１５℃前後、風量４Ｎｍ３／ｍｉｎであった。また、符号６８は、発酵処理槽７内へ通過後の熱風を排気する排気用の管路であり、温度９０℃前後、風量１１Ｎｍ３／ｍｉｎの排気であった。
【００２６】
次に、水分５０〜６０％まで乾減された有機廃棄物１(dry)は、熟成発酵機３に移される。熟成発酵機３では、ロータリー攪拌機３７が作動され、発酵槽３４に堆積された有機廃棄物１(dry)が掬い上げられた後、落下される。これにより、有機廃棄物１(dry)の塊状物を小片にほぐしつつ均一に混合させ、好気性発酵に適した通気性を付与する。そして、発酵の際に生じる悪臭空気は前述と同様、吸引ノズル４１…、吸引ファン４２及び排気管４３を介して脱臭槽４にて脱臭されることになる。
【００２７】
以上のような堆肥化処理方法およびその装置において、使用燃料の燃料効率を試算すれば、日量１ｔｏｎの木質系バイオマスを原料とするバイオマス熱風発生炉５において、温度４００〜５００℃の熱風を取り出すために必要な熱量は約１００００ＭＪであり、Ａ重油に換算して２５６リットルである。これに対し、本発明のバイオマス熱風発生炉５のＡ重油の使用量はおおよそ着火に必要なエネルギのみとなるため１リットル程度でよく、Ａ重油の使用量を約９９％以上節減することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の堆肥化処理方法およびその装置の実施形態を示す概要図である。
【図２】本発明の実施形態の工程について模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 有機廃棄物
２ 二軸式多目的乾燥機
３ 熟成発酵機
４ 脱臭槽
５ バイオマス熱風発生炉
６ 機枠
７ 発酵処理槽
８ 攪拌パドル
９ 回転軸
１０ 熱交換部
１１ 投入口
１２ 排出口
１３ 開閉扉
１４ 開閉扉
１５ ギアモータ
１６ 熱風供給管
１７ 熱風排出管
１８ 吸引排気ファン
１９ 機枠
２０ 燃焼炉
２１ ガンタイプバーナ
２２ 燃焼空気供給管
２３ 冷却管
２４ 燃料供給機
２５ 分離室
２６ 回収ホッパー
２７ 排出スクリュー
２８ 搬送スクリュー
２９ 排気ダクト
３０ サイクロン
３１ 送風ファン
３２ クーリングタワー
３３ 貯留ホッパー
３４ 発酵槽
３５ 原料投入部
３６ 堆肥搬出部
３７ ロータリー撹拌機
３８ 建屋
３９ 空気供給ダクト
４０ 送風機
４１ 吸引ノズル
４２ 吸引ファン
４３ 排気管
４４ 槽体
４５ 噴出管
４６ 閉鎖弁
４７ 脱臭剤
４８ バキュームカー
４９ スクリーンユニット
５０ 一時貯留槽
５１ 原料貯留槽
５２ 回収車
５３ 生ゴミ・農業残渣置場
５４ 運搬車
５５ 粉砕機
５６ チップ置場
５７ 運搬車
５８ 貯留槽
５９ ホッパー
６０ 篩装置
６１ 袋詰装置
６２ ロボットパレタイザ
６３ 管路
６４ 管路
６５ 管路
６６ 管路
６７ 管路
６８ 管路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
家畜の糞尿や生ゴミ等の有機廃棄物を熟成発酵処理する熟成発酵工程と、該熟成発酵工程で生じる臭気ガスを回収して脱臭剤により吸着・脱臭処理する脱臭工程と、前記熟成発酵工程の前工程に、熱風発生室にて生成した熱風を用いて前記有機廃棄物の水分を蒸発させ、発酵条件を整える乾燥前処理工程と、を具備した有機廃棄物の堆肥化処理方法であって、
前記乾燥前処理工程で使用する熱風の熱源として、前記脱臭工程にて臭気ガスを吸着・脱臭処理した後の脱臭能力が低下した脱臭剤を燃焼したときの燃焼熱を利用することを特徴とする有機廃棄物の堆肥化処理方法。
【請求項２】
前記脱臭剤は、木の樹皮を粉砕したバークチップ、籾殻又はおが屑チップなどの木質系バイオマスとなし、前記乾燥前処理工程で使用する熱風の熱源として、前記脱臭工程にて吸着・脱臭処理した後の水分２５％未満に低下した脱臭剤を燃焼したときの燃焼熱を利用してなる請求項１記載の有機廃棄物の堆肥化処理方法。
【請求項３】
前記脱臭剤を燃焼したときの燃焼灰を、前記乾燥前処理工程にて処理中の有機廃棄物に水分調整剤として混合してなる請求項１又は２記載の有機廃棄物の堆肥化処理方法。
【請求項４】
家畜の糞尿や生ゴミ等の高水分の有機廃棄物に熱風を送風しながら攪拌して水分を蒸発させて発酵条件を整える乾燥機（２）と、水分を蒸発させた後の低水分の有機廃棄物を熟成発酵処理する熟成発酵機（３）と、該熟成発酵機（３）で生じた臭気ガスを回収して脱臭剤により吸着・脱臭処理する脱臭槽（４）と、を備えた有機廃棄物の堆肥化処理装置であって、
前記乾燥機（２）の前工程には、前記脱臭槽（４）にて臭気ガスを吸着・脱臭処理した後の脱臭能力が低下した脱臭剤をバイオマス燃料とするバイオマス熱風発生炉（５）を備えたことを特徴とする有機廃棄物の堆肥化処理装置。
【請求項５】
前記乾燥機（２）は、直方体状の機枠（６）内に形成した処理槽（７）と、該処理槽（７）内に回転自在に支持される回転軸（９）と、該回転軸（９）に対して放射状に植設された多数の攪拌パドル（８…）と、前記処理槽（７）と機枠（６）の外殻との間に介装され、前記バイオマス熱風発生炉（５）から送給される熱風と前記処理槽（７）内の有機廃棄物との熱交換を行う熱交換部（１０）と、を備えてなる請求項４記載の堆肥化処理装置。
【請求項６】
前記バイオマス熱風発生炉（４）は、機枠（１９）内に築炉された横型円筒状の燃焼炉（２０）と、該燃焼炉（２０）内に供給されるバイオマス燃料に着火を行うためのガンタイプバーナ（２１）と、前記燃焼炉（２０）内部へ燃焼空気を供給する燃焼空気供給管（２２）と、該燃焼空気供給管（２２）を囲繞するように配設され、前記熱風発生炉（４）全体を空冷するための冷却管（２３）と、前記脱臭剤からなるバイオマス燃料を前記燃焼炉（２０）内に繰り出すための燃料供給機（２４）と、前記燃焼炉（２０）内の熱風と燃焼灰とをそれぞれ回収する分離室（２５）と、該分離室（２５）下部に配設される燃焼灰を回収するための回収ホッパー（２６）及び排出スクリュー（２７）と、前記分離室（２５）上部に配設される熱風を回収するための排気ダクト（２９）と、を備えてなる請求項４又は５記載の堆肥化処理装置。
【請求項１】
家畜の糞尿や生ゴミ等の有機廃棄物を熟成発酵処理する熟成発酵工程と、該熟成発酵工程で生じる臭気ガスを回収して脱臭剤により吸着・脱臭処理する脱臭工程と、前記熟成発酵工程の前工程に、熱風発生室にて生成した熱風を用いて前記有機廃棄物の水分を蒸発させ、発酵条件を整える乾燥前処理工程と、を具備した有機廃棄物の堆肥化処理方法であって、
前記乾燥前処理工程で使用する熱風の熱源として、前記脱臭工程にて臭気ガスを吸着・脱臭処理した後の脱臭能力が低下した脱臭剤を燃焼したときの燃焼熱を利用することを特徴とする有機廃棄物の堆肥化処理方法。
【請求項２】
前記脱臭剤は、木の樹皮を粉砕したバークチップ、籾殻又はおが屑チップなどの木質系バイオマスとなし、前記乾燥前処理工程で使用する熱風の熱源として、前記脱臭工程にて吸着・脱臭処理した後の水分２５％未満に低下した脱臭剤を燃焼したときの燃焼熱を利用してなる請求項１記載の有機廃棄物の堆肥化処理方法。
【請求項３】
前記脱臭剤を燃焼したときの燃焼灰を、前記乾燥前処理工程にて処理中の有機廃棄物に水分調整剤として混合してなる請求項１又は２記載の有機廃棄物の堆肥化処理方法。
【請求項４】
家畜の糞尿や生ゴミ等の高水分の有機廃棄物に熱風を送風しながら攪拌して水分を蒸発させて発酵条件を整える乾燥機（２）と、水分を蒸発させた後の低水分の有機廃棄物を熟成発酵処理する熟成発酵機（３）と、該熟成発酵機（３）で生じた臭気ガスを回収して脱臭剤により吸着・脱臭処理する脱臭槽（４）と、を備えた有機廃棄物の堆肥化処理装置であって、
前記乾燥機（２）の前工程には、前記脱臭槽（４）にて臭気ガスを吸着・脱臭処理した後の脱臭能力が低下した脱臭剤をバイオマス燃料とするバイオマス熱風発生炉（５）を備えたことを特徴とする有機廃棄物の堆肥化処理装置。
【請求項５】
前記乾燥機（２）は、直方体状の機枠（６）内に形成した処理槽（７）と、該処理槽（７）内に回転自在に支持される回転軸（９）と、該回転軸（９）に対して放射状に植設された多数の攪拌パドル（８…）と、前記処理槽（７）と機枠（６）の外殻との間に介装され、前記バイオマス熱風発生炉（５）から送給される熱風と前記処理槽（７）内の有機廃棄物との熱交換を行う熱交換部（１０）と、を備えてなる請求項４記載の堆肥化処理装置。
【請求項６】
前記バイオマス熱風発生炉（４）は、機枠（１９）内に築炉された横型円筒状の燃焼炉（２０）と、該燃焼炉（２０）内に供給されるバイオマス燃料に着火を行うためのガンタイプバーナ（２１）と、前記燃焼炉（２０）内部へ燃焼空気を供給する燃焼空気供給管（２２）と、該燃焼空気供給管（２２）を囲繞するように配設され、前記熱風発生炉（４）全体を空冷するための冷却管（２３）と、前記脱臭剤からなるバイオマス燃料を前記燃焼炉（２０）内に繰り出すための燃料供給機（２４）と、前記燃焼炉（２０）内の熱風と燃焼灰とをそれぞれ回収する分離室（２５）と、該分離室（２５）下部に配設される燃焼灰を回収するための回収ホッパー（２６）及び排出スクリュー（２７）と、前記分離室（２５）上部に配設される熱風を回収するための排気ダクト（２９）と、を備えてなる請求項４又は５記載の堆肥化処理装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１６７０６３（Ｐ２００９−１６７０６３Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８７３８（Ｐ２００８−８７３８）
【出願日】平成２０年１月１８日（２００８．１．１８）
【出願人】（０００００１８１２）株式会社サタケ (223)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１８日（２００８．１．１８）
【出願人】（０００００１８１２）株式会社サタケ (223)
【Ｆターム（参考）】
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