有機廃棄物処理装置

【課題】小規模な堆肥化舎屋にも適し、堆肥化舎屋全体の構造部材が少なくて済み、経済的且つ簡単に施工できるばかりでなく、処理後の量的減少率が非常に大きい有機廃棄物処理装置を提供する。
【解決手段】発酵処理槽２は、コンクリート製で上面が解放された円筒状に形成され、その槽壁２ａ上面には、円周に倣って走行用レール９が敷設さる。発酵処理槽２の中に、厨芥Ｓを攪拌粉砕するための攪拌粉砕装置３を据え付ける。攪拌粉砕装置３の主要部材を発酵処理槽２の槽壁２ａにその直径上を跨いで支持される一対の左右移動用レールを兼ねた架台６上に搭載する。架台６の両端を槽壁２ａの縁上に設けられたレール９に嵌合される車輪１０により発酵処理槽２の円周上を回転移動可能とする。すなわち、槽壁２ａのレール９上に、回転移動用の車輪１０を走行可能に嵌合すると共に、車輪保持フレームにより回転可能に保持し、モーター５により回転駆動する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業系資源廃棄物、畜産排泄物、農業集落排水汚泥、下水汚泥、食品廃棄物、水産系資源廃棄物、木質系資源廃棄物を発酵処理して堆肥化するために使用される有機性廃棄物処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生ゴミ等の有機性廃棄物の処理では、廃棄物に微生物を加えて発酵処理して堆肥化する方法が多く採用されている。この微生物による発酵処理方法では、有機物を微生物で発酵分解して、均一な低分子化合物を主成分とする有機肥料に変成処理する。例えば、生ゴミを堆肥化して処理する生ゴミ処理装置としては、底部が開口した容器を地中に埋設して発酵菌を添加して生ゴミを収容し、菌によって発酵処理させる家庭用の小型のものから、粉砕装置、発酵槽を備えた産業用の大型生ゴミ処理装置まで、種々の形式のものが知られている。しかし、従来の生ゴミ処理装置は、前者はその処理容量が小さく、大量の生ゴミが発生する所には適用できず、また後者の場合は、例えば食品残渣からなる大量の水分を含む生ゴミの場合、人手による水切り後さらに鋸屑やわら片等の水分調整材を大量に混ぜて処理するため、処理が面倒で維持費が高く、しかも処理後の量も大量に発生するので、処理済みの生ゴミの搬出周期も短くしなければならない等の欠点があった。
【０００３】
そのため、専門の処理要員を必要とし、例えば給食センターやレストラン等大量の生ゴミを生じる事業所において、そのような装置を設置して自己処理するには設備コスト及びランニングコストが嵩み過ぎる問題点がある。そこで、生ゴミが多く発生する施設は、一般に専門の処理業者に頼っているのが現状であるが、近年、これらの処理業者の減少に伴い、迅速な処理を行うことが困難になっている。
【０００４】
一方、搬入された家畜糞尿を一時的に貯留する貯留槽から逐次ガス抜き槽に送り込まれた糞尿を攪拌してガスを抜きし、加熱蒸発室でガス抜き槽内の糞尿を加熱板に吹き付ける吹き付け装置によって水分を蒸発させ、その加熱蒸発室で蒸発した水分を、加熱蒸発室内の天井を覆うように配置されたガス抜き穴を有する冷却板と、その冷却板の下に配置された受け樋とで構成された液化装置によって液化し、一方、ガス抜き槽と加熱蒸発室とで発生したガス成分を加熱蒸発室の加熱用補助燃料として確保し、加熱蒸発室内に残された固形成分を随時取り出して肥料にする糞尿処理プラント（例えば、特許文献１参照。）や発酵槽内に処理媒体を収納して発酵処理用床を構成しておき、これにし尿または家畜の糞尿を混入したうえ、発酵条件調整手段を作動させて、発酵処理用床内に自然界の土壌菌や酵素等の微生物と湿度と空気とを供給し水分を調整して、し尿又は家畜の糞尿を発酵させて堆肥化する処理施設（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２０３９９号公報
【特許文献２】特開平７−６９７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来は堆肥化施設に設置される攪拌装置等が大型であるため、堆肥化施設自体も大規模にならざるを得ない。このため、小規模の堆肥化舎屋では大型の攪拌装置は過剰設備となるので採用しがたく、通常、シャベル等の重機を作業員が操作して攪拌作業等を行っているのが実情である。このような小規模な堆肥化舎屋において、攪拌作業を自動化できる攪拌効率の高い簡便な堆肥化装置が切望されていた。
【０００７】
また、従来の廃棄物粉砕装置としては、被処理物の種類に応じて、ロールミル、円錐クラッシャ、往復式又は回転式のカッターを有するもの、ウォームと有孔円盤の組合せ、スクリュー式回転ドラム型等、種々のタイプのものが知られている。また、回転形式や振動形式のもの等、種々のものがあり、これらの粉砕及び撹拌手段を組合せた撹拌粉砕装置も知られている。これら、従来の撹拌又は粉砕装置は、一般に強い力によって強制的に圧窄、切断、押出し、又は剛球等の粉砕媒体と一緒にドラム内で回転させるものであり、それだけ装置を頑丈に作らなければならず、簡易な構造にすることができず設備コスト嵩むという問題点がある。
【０００８】
また、従来の廃棄物粉砕装置は、被処理物に応じて撹拌又は粉砕の専用装置であり、例えば厨芥等水分の多い有機処理物の粉砕には、一般に回転刃を有するものが使用されているが、単に回転刃により適宜大きさに切断して粉砕するのみである。したがって、例えば厨芥を発酵処理する場合、微生物による最適な発酵処理条件を得るために、粉砕と同時に水分調整や、酸素濃度の調節等、及び十分な撹拌をすることができなかった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題を解決するため、小規模な堆肥化舎屋にも適し、堆肥化舎屋全体の構造部材が少なくて済み、経済的且つ簡単に施工できるばかりでなく、処理後の量的減少率が非常に大きい有機廃棄物処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的達成のため本発明は、有機廃棄物を貯留する発酵処理槽の上部に水平移動可能に据え付けられた台車を有する架台と、該台車に垂下して設けられ有機廃棄物を攪拌粉砕する攪拌粉砕装置を有してなる有機廃棄物堆肥化装置において、前記発酵処理槽を上面が解放された円筒形状に形成すると共に、前記架台を前記処理槽上で回転移動させることを第１の特徴とする。また、攪拌粉砕装置が、上端及び下端が開口し、その周囲に粉砕用孔が形成された断面半円弧形状のケーシングと、該ケーシング内に回転駆動可能に設けられた撹拌羽根を有する攪拌シャフトとからなり、該撹拌シャフトが回転駆動することにより発酵処理槽の下部に堆積している被処理物を撹拌して前記ケーシング内を上昇させ前記粉砕用孔及びケーシング上端から分散落下させる繰り返しにより、被処理物を撹拌粉砕することを第２の特徴とする。
【００１１】
本発明では、上部が開放された円筒状の発酵堆処理槽の上縁部にその径方向に架台を掛け渡して支持し、架台上に発酵処理槽の径方向に水平移動可能な台車を設ける。この台車上には駆動用モーターを配設すると共に、このモーターで駆動される攪拌粉砕装置を垂下して設ける。攪拌粉砕装置の回転軸は複数本、例えば２本設けることができ、回転軸の周面にはスクリュー様の攪拌羽根を固着する。これにより、発酵堆肥化槽に堆積した有機廃棄物を下層部分まで確実に攪拌して十分な通気を行うことができ、発酵効率を大幅に高めることができる。
【００１２】
本発明の有機廃棄物処理装置では、水平回転により有機廃棄物を攪拌粉砕するスクリュー型の攪拌粉砕装置を備え、これをモーターで回転させる方式を採用している。このため、攪拌処理の自動化や省力化が可能になることは無論のこと、消費エネルギーも少なくて済み、施工も簡単で、特に小規模の堆肥化舎屋に使用して好適なものとなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、以下のような優れた効果を奏する。
（１）小規模な堆肥化舎屋にも適し、堆肥化舎屋全体の構造部材が少なくて済み、経済的且つ簡単に施工できる。
（２）廃棄物投入後、所定時間撹拌用スクリューを作動させることによって発酵処理槽下部に堆積した厨芥を撹拌すると共に、ケーシング内に圧送させ、圧送中に一部の生ゴミはケーシング壁に形成された粉砕用孔から押し出されることによって粉砕され、またケーシングの上部開放部に達した厨芥は開放部周縁から押し出される。粉砕用孔及び上部開放部周縁から押し出された生ゴミは、分散状態になって発酵槽処理層に落下し、その過程で生ゴミは十分な粉砕及び撹拌と水分の蒸散が行われ、水分、酸素濃度、及び大きさが適度に調整され、微生物による最適な発酵処理条件が得られ、効率良く発酵処理が行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。本実施例は、本発明装置を厨芥堆肥化舎屋に適用したものである。攪拌粉砕装置は一対のスクリュー型の回転軸を有するものを垂下させ、鉛直軸方向に対して所定角度傾斜させて配置されている。
図１は本発明に係る有機廃棄物処理装置の一実施例の概要を示す正面図、図２は平面図、図３は本発明に係る有機廃棄物処理施設の他の実施例を示す正面図、図４は平面図、図５（ａ）は本発明に係る攪拌粉砕装置を示す正面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図６（ａ）は攪拌粉砕装置の背面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図、図７（ａ）は攪拌粉砕装置の側面図、（ｂ）はＣ−Ｃ線断面図である。
【実施例】
【００１５】
図１乃至図４において、１は出入口を備えたドーム式厨芥堆肥化舎屋で、野菜屑や残飯などの厨芥Ｓを発酵処理して堆肥化するための施設である。その発酵処理槽２は、コンクリート製で上面が解放された円筒状に形成され、その槽壁２ａ上面には、円周に倣って走行用レール９が敷設されている。
【００１６】
発酵処理槽２の中には、厨芥Ｓを攪拌粉砕するための攪拌粉砕装置３が据え付けられる。攪拌粉砕装置３の主要部材は発酵処理槽２の槽壁２ａにその直径上を跨いで支柱（回動軸心）８で支持される一対の左右移動用レールを兼ねた架台６上に搭載されている。架台６はその両端を槽壁２ａの縁上に設けられたレール９に嵌合される車輪１０により発酵処理槽２の円周上を回転移動可能とされている。すなわち、槽壁２ａのレール９上には、回転移動用の車輪１０が走行可能に嵌合されると共に、車輪保持フレームにより回転可能に保持され、回転走行用モーター５により回転駆動される。
【００１７】
架台６上には、２つのモーターが据付けられた台車７が搭載されると共に、この台車７に攪拌粉砕装置３が垂下して取付けられている。台車７上の一方のモーターは、架台６上を左右に往復移動するための往復移動用モーター７ａであり、車輪７ｃに連結されている。他方のモーターは攪拌粉砕装置３を回動させるための攪拌シャフト駆動用モーター７ｂである。すなわち、架台６が支柱８を軸心として発酵処理槽２の槽壁２ａ上を円周方向に回転移動しながら、攪拌粉砕装置３が架台６上を左右水平に往復動する。したがって、攪拌粉砕装置３は発酵処理槽２内で自転しながら発酵処理槽２内を平面上の軌跡で放射線状にジグザグに移動し、貯留された厨芥Ｓを満遍なく攪拌することができる。発酵処理槽２の開放上面には、厨芥を発酵処理槽２内に投入するフラットコンベア４が設けられている。図中、４ａは未処理厨芥の掲揚コンベア、４ｂはホッパーである。
【００１８】
台車７に据え付けられた攪拌粉砕装置３には、対向するスクリュー羽根３ｃを有する一対の攪拌シャフト３ａが設けられ、これら攪拌シャフト３ａの下端は、発酵処理槽２の床面近傍まで達している。ここで、攪拌シャフト３ａは中空のものが使用され、その上端部分にはロータリージョイントを介して、送風口が設けられ、攪拌時にシャフト３ａ先端部からイジェクター方式で発酵に最適な温風が送気して発酵を促進できるようにされている。
【００１９】
このような垂直型のスクリュー式攪拌粉砕装置３は、攪拌中における処理槽内の熱の発散が少なく、高温発酵の持続性が高く、攪拌スクリュー３ａの先端よりエアーを出す仕組みになっているので、処理能力が高く、厨芥Ｓの移動量が比較的少ないため、処理槽の径が短くて済む。また、ベアリング等が被処理物の中に直接入らないので、故障が少なく構造もシンプルでメンテナンスも容易である。
【００２０】
また、発酵処理槽２の底面には送風ブロアー１２に連通された送気管１１が全面にわたって櫛状に張設されており、収容された厨芥Ｓの発酵処理効率を高めるために底部から送気できるようにされている。さらに、ドーム１の天井にはテレビカメラ１５が設けられ、遠隔操作指令塔１４にて厨芥Ｓの処理状態の視認及び各種装置の操作ができるようにされている。
【００２１】
次に図５乃至図７に基づいて、攪拌粉砕装置３の構成を詳述する。図中、３ｂは横断面が略半円弧状に形成されたステンレス製のケーシングであり、その内部に対向するスクリュー羽根３ｃを有する一対の撹拌シャフト３ａが回転自在に立設され、シャフト３ａの上端は軸受３ｆに回転自在に軸受され、駆動装置であるモーター７ｂに連動して回転駆動されるようになっている。スクリュー羽根３ｃは、処理槽内に投入された厨芥Ｓを撹拌する役目と厨芥Ｓをケーシング３ｂに向って圧送する役目を果たすものである。
【００２２】
ケーシング３ｂは、固定リブ３ｅによって台車７に連結されると共に、その周壁に複数の粉砕用孔３ｄが形成され、スクリュー羽根３ｃで攪拌され圧送される厨芥Ｓの一部がこの粉砕用孔１３を通過することによって粉砕されるようになっている。この粉砕用孔３ｄの大きさによって、厨芥の粉砕粒径を制御することができるから、異なる大きさの粉砕用孔３ｄを有する複数のケーシング３ｂを用意し、被処理物に応じてそれを適宜選定・交換できるようにしても良い。
【００２３】
撹拌粉砕装置３は、以上のように構成され、撹拌シャフト３ａを回転させると、処理槽２内の厨芥Ｓがスクリュー羽根３ｃによって全体が撹拌されながら、ケーシング３ｂに押圧され破砕される。
【００２４】
ケーシング３ｂ内を圧送中に一部の厨芥Ｓは、ケーシング３ｂ周壁に形成された粉砕用孔３ｄから押し出されることによってさらに粉砕され、ケーシング３ｂ壁外周から細片となって再び処理物堆積部に落下する。また、ケーシング３ｂ内の上部開解放部に達した厨芥Ｓは、スクリュー羽根３ｃによって押し出され、同様に処理物堆積部に落下する。粉砕用孔３ｄ及び上部開放部から押し出された厨芥Ｓは、ケーシング３ｂの外周から分散状態になって自然落下するが、湿った厨芥である場合はその過程で水分が蒸散する。撹拌シャフト３ａを所定時間駆動することによって、処理槽２内に堆積した厨芥Ｓが何度も上昇落下を繰り返すことにより、厨芥Ｓは十分な撹拌と粉砕及び水分や匂い又はガスの蒸散や飛散が行われ、水分、酸素濃度、及び大きさが適度に調整される。
【００２５】
したがって、本装置で例えば水分が多く種々の大きさの厨芥Ｓが混在している有機廃棄物を処理すると、廃棄物は十分な撹拌と粉砕及び水分や匂い又はガスの蒸散や飛散が行われ、水分、酸素濃度、及び粒度を適度に調整することによって、微生物による最適な発酵処理条件が得られ、効率良く発酵処理が行われて、厨芥を処理槽２内で堆肥化することができる。
【００２６】
本実施例の有機廃棄物処理装置は、以上のように構成され、厨芥Ｓは次のようにして処理される。発酵処理槽２には、予め発酵微生物を植種した発酵促進材を適量収容しておく。厨芥Ｓをホッパー４ｂに投入すると、厨芥Ｓは掲揚コンベア４ａによって上方に運ばれフラットコンベア４に落下してフラットコンベア４の両端部から適宜投入される。
【００２７】
発酵処理槽２に投入された厨芥Ｓは、発酵処理槽２に収容されている発酵微生物によって分解が行われる。一方、発酵処理槽２に厨芥Ｓを投入後、所定時間、撹拌粉砕装置３を作動させる。発酵処理槽２に堆積した厨芥Ｓを攪拌粉砕装置３により攪拌すると共に、ケーシング３ｂ内で上昇させて圧送させる。ケーシング３ｂ内を圧送中に一部の厨芥Ｓは、ケーシング３ｂ周壁に形成された粉砕用孔３ｄから押し出されることによって粉砕され、ケーシング３ｂ壁外周から細粉となって再び発酵処理槽２に落下する。また、ケーシング３ｂの上部解放部に達した厨芥Ｓは、スクリュー羽根３ｃによって押し出され、上部解放部外周から同様に発酵処理槽２内に落下する。粉砕用孔３ｄ及び上部開放部から押し出された厨芥Ｓは、分散状態になって発酵処理槽に落下するが、その過程で水分が蒸散する。撹拌スクリューを所定時間駆動することによって、発酵処理槽内に堆積した厨芥Ｓが何度も上昇落下を繰り返すことにより、厨芥Ｓは十分な撹拌と粉砕及び水分の蒸散が行われ、水分、酸素濃度、及び大きさが適度に調整され、微生物による最適な発酵処理条件が得られ、効率良く発酵処理が行われる。発酵処理されて堆肥化した処理済み厨芥Ｓは、所定期間毎に搬出用コンベヤ１３を駆動して、発酵処理槽２から外部に搬出して取り出す。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る有機廃棄物処理装置の一実施例の概要を示す正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明に係る有機廃棄物処理施設の他の実施例を示す正面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】（ａ）は本発明に係る攪拌粉砕装置を示す正面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。
【図６】（ａ）は攪拌粉砕装置の背面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】（ａ）は攪拌粉砕装置の側面図、（ｂ）はＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ドーム式堆肥化舎屋
２発酵処理槽
２ａ槽壁
３攪拌粉砕装置
３ａ攪拌シャフト
３ｂケーシング
３ｃスクリュー羽根
３ｄ粉砕用孔
３ｅ固定リブ
３ｆ軸受
４フラットコンベア
４ａ掲揚コンベア
４ｂホッパー
５回転走行用モーター
６架台（往復移動用レール）
７台車
７ａ往復移動用モーター
７ｂ攪拌シャフト駆動用モーター
７ｃ車輪
８支柱（回動軸心）
９走行レール
１０車輪
１１ブロアー
１２ブロアー配管
１３搬出用コンベア
１４遠隔操作指令塔
１５テレビカメラ
Ｓ厨芥（有機廃棄物）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機廃棄物を貯留する発酵処理槽の上部に水平移動可能に据え付けられた台車を有する架台と、該台車に垂下して設けられ有機廃棄物を攪拌粉砕する攪拌粉砕装置を有してなる有機廃棄物堆肥化装置において、前記発酵処理槽を上面が解放された円筒形状に形成すると共に、前記架台を前記処理槽上で回転移動させることを特徴とする有機廃棄物処理装置。
【請求項２】
攪拌粉砕装置が、上端及び下端が開口し、その周囲に粉砕用孔が形成された断面半円弧形状のケーシングと、該ケーシング内に回転駆動可能に設けられた撹拌羽根を有する攪拌シャフトとからなり、該撹拌シャフトが回転駆動することにより発酵処理槽の下部に堆積している被処理物を撹拌して前記ケーシング内を上昇させ前記粉砕用孔及びケーシング上端から分散落下させる繰り返しにより、被処理物を撹拌粉砕することを特徴とする請求項１記載の有機廃棄物処理装置。

【図１】