(57)【要約】【課題】発酵液中の固形物濃度に応じて、柔軟に対応可能な発酵処理装置を提供する。【解決手段】被処理物である固形物を含む有機性廃棄物を発酵槽２０に投入して嫌気性発酵処理する発酵処理装置１０であって、前記発酵槽２０に投入された有機性廃棄物を槽内で撹拌する撹拌機構４０と、を備え、前記撹拌機構４０は、前記発酵槽２０の上部で回転可能に支持された撹拌軸４１と、前記撹拌軸４１に固定された撹拌羽根４２を備えて構成され、前記撹拌羽根４２は、前記発酵槽内の発酵液の液面を横切る位置で前記撹拌軸に固定された沈降促進羽根を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物である固形物を含む有機性廃棄物を発酵槽に投入して嫌気性発酵処理する発酵処理装置であって、
前記発酵槽に投入された有機性廃棄物を槽内で撹拌する撹拌機構と、
を備え、
前記撹拌機構は、前記発酵槽の上部で回転可能に支持された撹拌軸と、前記撹拌軸に固定された撹拌羽根を備えて構成され、
前記撹拌羽根は、前記発酵槽内の発酵液の液面を横切る位置で前記撹拌軸に固定された沈降促進羽根を備えている発酵処理装置。
【請求項２】
前記沈降促進羽根は、先端が前記発酵槽の内壁面の近傍位置まで延出形成されている請求項１記載の発酵処理装置。
【請求項３】
前記沈降促進羽根は、羽根面の上縁が下縁より前記撹拌軸の回転方向前方に向けて傾斜する傾斜姿勢に設定され、液面に浮上した被処理物を回転に伴って前記羽根面で発酵液中に沈降させるように構成されている請求項１または２記載の発酵処理装置。
【請求項４】
前記撹拌羽根は、前記発酵槽の底部位置で前記撹拌軸に固定され、発酵液中で被処理物を分散させる下部分散羽根片と、前記下部分散羽根片の先端に固定され発酵液中に沈降した発酵不適物を不適物排出機構に掻き寄せる掻き寄せ羽根片とを備えた掻き寄せ羽根を含む請求項１から３の何れかに記載の発酵処理装置。
【請求項５】
前記発酵槽に有機性廃棄物を投入する投入機構を備え、
前記撹拌羽根は、前記沈降促進羽根より下方で有機性廃棄物の投入位置の近傍高さで前記撹拌軸に固定された分散羽根を含む請求項１から４の何れかに記載の発酵処理装置。
【請求項６】
前記分散羽根は、断面が円形または楕円形の棒状体で構成されている請求項５記載の発酵処理装置。
【請求項７】
前記撹拌軸は、前記発酵槽の上部に配置される蓋体に回転可能に支持され、前記発酵槽の上端から挿脱可能に構成されている請求項１から６の何れかに記載の発酵処理装置。
【請求項８】
前記発酵槽に有機性廃棄物を投入する投入機構を備え、
前記投入機構は、先端側が下向きとなるように水平面に対して所定の傾斜角度となる傾斜姿勢で前記発酵槽の壁部に固定された筒状ケーシングと、前記筒状ケーシングに内装された搬送機構と、前記搬送機構を駆動する駆動機構と、を備えた搬送投入機構で構成されている請求項１から７の何れかに記載の発酵処理装置。
【請求項９】
前記筒状ケーシングの壁部に下端が連通するホッパー機構が設けられ、前記ホッパー機構に投入される由来の異なる被処理物が予混合されるように構成されている請求項８記載の発酵処理装置。
【請求項１０】
前記ホッパー機構の前記筒状ケーシングの壁部への連通位置近傍が前記発酵槽内の発酵液の液面となるように前記ホッパー機構の前記筒状ケーシングへの取付け位置が設定されている請求項８記載の発酵処理装置。
【請求項１１】
前記発酵槽の側壁に対する前記投入機構の上下方向取付け位置が、被処理物の性状に基づいて調整可能な取付位置調整機構を備えた請求項８記載の発酵処理装置。
【請求項１２】
前記発酵槽の径方向に対する前記搬送投入機構の先端部の位置が、被処理物の性状に基づいて調整可能な先端位置調整機構を備えた請求項１１記載の発酵処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物である固形物を含む有機性廃棄物を予め可溶化処理することなく発酵槽に投入して嫌気性発酵処理する発酵処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、資源循環型社会を実現するため、生ごみや紙ごみ等の有機性固形廃棄物を嫌気性微生物によりエネルギー源として利用可能なバイオガス（約６０％のメタンガス、約４０％の二酸化炭素ガス、少量の硫化水素などを含む）に変換するメタン発酵処理の実用化が進められている旨記載され、そのために好適な発酵液循環式メタン発酵装置が提案されている。
【０００３】
当該発酵液循環式メタン発酵装置は、内側の所定高さに移動式レーキと周壁貫通のスクリューコンベアとが設けられた原料槽、原料槽に軽量異物の混入した有機性固形廃棄物を投入する取入口、原料槽に発酵液を供給する供給路、及び原料槽の発酵液を下方から引き抜いて上方へ戻す循環路を備え、原料槽に投入された廃棄物を発酵液に浸漬させつつ予め可溶化して発酵液と共に循環させつつバイオガスに分解し、原料槽の液面に浮かぶ軽量異物をレーキの移動によりスクリューコンベアに集めて排出するように構成されている。
【０００４】
そして、発酵液を貯えるメタン発酵槽をさらに設け、供給路に発酵槽の発酵液を原料槽へ継続的に供給する供給装置を備え、循環路に原料槽の発酵液を継続的に引き抜いて固液分離し且つ分離した濾液を発酵槽へ送ると共に固形分を原料槽へ戻す固液分離装置を備えて構成されている。
【０００５】
当該発酵液循環式メタン発酵装置は、主に有機性固形廃棄物を予め可溶化する原料槽と、主にメタン発酵させるメタン発酵槽を備える必要があり、設備コストが嵩むという問題があった。
【０００６】
そこで、本願発明者は、被処理物である固形物を含む有機性廃棄物を予め可溶化処理することなく発酵槽に投入して嫌気性発酵処理する発酵処理装置の実現を目指して鋭意研究開発を進めている。
【０００７】
上述した生ごみや紙ごみなどの有機性固形廃棄物以外に、下水汚泥、し尿、家畜糞尿、農業系残渣、食品廃棄物などのバイオマスを対象として、それらを単独または混合した有機性廃棄物を被処理物とする発酵処理装置である。
【０００８】
上述の特許文献１に記載された発酵液循環式メタン発酵装置では、原料槽及びメタン発酵の双方に循環ポンプ付き外付け循環路で構成される撹拌装置を備えて被処理物が含まれる発酵液を撹拌するように構成されている。
【０００９】
被処理物が含まれる発酵液を撹拌する撹拌装置として、湿式発酵装置では上述した循環ポンプ方式以外にブロワーファンを用いて槽内に気泡を供給し、気泡の上向流を利用して槽内に循環流を生成するガス循環方式が採用されている。
【００１０】
つまり、被処理物と発酵液とを撹拌するために用いられる撹拌方式は、発酵液に含まれる固形物濃度（ＴＳまたはＳＳ［％］）に応じて適切に選択される必要があり、比較的均質で固形物濃度が５％程度の低濃度の汚泥や生ごみ、家畜糞尿、食品廃棄物などの有機性廃棄物に対しては、上述した循環ポンプ方式やガス循環方式が好適に採用されているが、不均質で発酵不適物が多く固形物濃度が１０％以上になる可燃ごみなどは、横型の発酵槽内部に低速回転するガス抜き用の撹拌パドルが装備され、一方側に備えた投入部から投入された被処理物を他方側から排出するコンポガス方式（プラグフロー式）や、縦型の発酵槽内部に立設された導入管の下端から被処理物を投入して上端から槽内に被処理物を供給するとともに底部から排出するドランコ方式（プラグフロー式）では、積極的な撹拌は行なわれていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１２−８６１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、有機性固形廃棄物以外に下水汚泥やし尿などのバイオマスを対象として、それらを単独または混合した有機性廃棄物を被処理物とする発酵処理装置では、被処理物が様々な性状となるため、一律に、循環ポンプ方式やガス循環方式による撹拌装置を備えた発酵槽を構成し、或いは撹拌装置を備えないプラグフロー式の発酵槽を構成することが困難であるという問題があった。
【００１３】
発酵槽内の発酵液の固形物濃度が高く高粘度である場合に、被処理物を分散させるために循環ポンプ方式やガス循環方式を採用すると、大きな動力が必要となり現実的でなく、発酵槽内の発酵液の固形物濃度が低く低粘度である場合に、プラグフロー式を採用するとプラグフローが維持できず、有機性固形廃棄物である可燃ごみなどが槽内で分離するために発酵効率が低下し、また発酵液中で有機性固形廃棄物の沈降や浮上が発生し易くなり、その対応が困難であるためである。
【００１４】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、固形物濃度が低濃度から高濃度まで処理でき、発酵液中の固形物濃度に応じて、柔軟に対応可能な発酵処理装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の目的を達成するため、本発明による発酵処理装置の第一の特徴構成は、被処理物である固形物を含む有機性廃棄物を発酵槽に投入して嫌気性発酵処理する発酵処理装置であって、前記発酵槽に投入された有機性廃棄物を槽内で撹拌する撹拌機構と、を備え、前記撹拌機構は、前記発酵槽の上部で回転可能に支持された撹拌軸と、前記撹拌軸に固定された撹拌羽根を備えて構成され、前記撹拌羽根は、前記発酵槽内の発酵液の液面を横切る位置で前記撹拌軸に固定された沈降促進羽根を備えている点にある。
【００１６】
撹拌軸の回転に伴って、発酵液の液面に浮遊する有機性固形廃棄物が沈降促進羽根によって液中に撹拌される結果、発酵液中での発酵処理が促される。
【００１７】
同第二の特徴構成は、上述の第一の特徴構成に加えて、前記沈降促進羽根は、先端が前記発酵槽の内壁面の近傍位置まで延出形成されている点にある。
【００１８】
沈降促進羽根の先端が発酵槽の内壁面の近傍位置まで延出形成されているため、発酵液の液面に浮遊する有機性固形廃棄物のほぼ全てが沈降促進羽根によって液中に押込められて発酵液中での発酵処理が促される。
【００１９】
同第三の特徴構成は、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記沈降促進羽根は、羽根面の上縁が下縁より前記撹拌軸の回転方向前方に向けて傾斜する傾斜姿勢に設定され、液面に浮上した被処理物を回転に伴って前記羽根面で発酵液中に沈降させるように構成されている点にある。
【００２０】
上縁が下縁より前記撹拌軸の回転方向前方に向けて傾斜する傾斜姿勢に設定された羽根面により、発酵液の液面に浮遊する有機性固形廃棄物が液面下に沈降するように押し下げられ、発酵液中での発酵処理が促されるようになる。
【００２１】
同第四の特徴構成は、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記撹拌羽根は、前記発酵槽の底部位置で前記撹拌軸に固定され、発酵液中で被処理物を分散させる下部分散羽根片と、前記下部分散羽根片の先端に固定され発酵液中に沈降した発酵不適物を不適物排出機構に掻き寄せる掻き寄せ羽根片とを備えた掻き寄せ羽根を含む点にある。
【００２２】
発酵槽内部に沈降した発酵不適物が底部に堆積しないように掻き寄せ羽根片によって不適物排出機構に効率的に掻き寄せられる。その過程で発酵不適物に混入している被処理物が下部分散羽根片により撹拌されて発酵処理が促される。
【００２３】
同第五の特徴構成は、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記発酵槽に有機性廃棄物を投入する投入機構を備え、前記撹拌羽根は、前記沈降促進羽根より下方で前記投入機構による有機性廃棄物の投入位置の近傍高さで前記撹拌軸に固定された分散羽根を含む点にある。
【００２４】
沈降促進羽根より下方、つまり発酵液中に位置し、有機性廃棄物の投入位置の近傍高さで撹拌軸に固定された分散羽根が回転すると、発酵液中に浮遊する被処理物が分散羽根によって押圧されるため、発酵過程で被処理物に捕捉された状態のバイオガスが被処理物から開放され、バイオガスによる体積膨張に起因する液位の上昇が抑制されるとともに、発酵槽に投入された直後の有機性廃棄物を含め、発酵液中で被処理物が分散されることによりさらに発酵が促進されるようになる。
【００２５】
同第六の特徴構成は、上述の第五の特徴構成に加えて、前記分散羽根は、断面が円形または楕円形の棒状体で構成されている点にある。
【００２６】
分散羽根が発酵液中で回転すると、回転に伴って棒状体の表面に接触する発酵液が円形の曲面に沿って上下に振り分けられるように移動するため、大きな抵抗を受けることなく回転でき、分散羽根の回転軌跡の上下近傍に位置する発酵液が効果的に撹拌される。
【００２７】
同第七の特徴構成は、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記撹拌軸は、前記発酵槽の上部に配置される蓋体に回転可能に支持され、前記発酵槽の上端から挿脱可能に構成されている点にある。
【００２８】
発酵槽から蓋体を取り外せば、撹拌機構を分解することなく発酵槽の上端から撹拌機構を抜き出すことができ、また撹拌機構を構成する撹拌軸を蓋体に回転可能に支持でき、別途の支持機構も不要になる。
【００２９】
同第八の特徴構成は、上述の第一から第七の何れかの特徴構成に加えて、前記発酵槽に有機性廃棄物を投入する投入機構を備え、前記投入機構は、先端側が下向きとなるように水平面に対して所定の傾斜角度となる傾斜姿勢で前記発酵槽の壁部に固定された筒状ケーシングと、前記筒状ケーシングに内装された搬送機構と、前記搬送機構を駆動する駆動機構と、を備えた搬送投入機構で構成されている点にある。
【００３０】
被処理物が生ごみや紙ごみなどの有機性固形廃棄物である場合、流動性の高い下水汚泥、し尿、家畜糞尿、農業系残渣、食品廃棄物などである場合、それらの混合物である場合など何れの場合でも、発酵槽の側壁に搬送機構が内装された筒状ケーシングが傾斜姿勢で取付けられているため、駆動機構により搬送機構が駆動されることにより、傾斜姿勢に沿って安定して発酵槽に搬送投入できるようになる。
【００３１】
同第九の特徴構成は、上述の第八の特徴構成に加えて、前記筒状ケーシングの壁部に下端が連通するホッパー機構が設けられ、前記ホッパー機構に投入される由来の異なる被処理物が予混合されるように構成されている点にある。
【００３２】
ホッパー機構に投入された由来の異なる被処理物がホッパーの内部で予混合された状態で搬送投入機構によって順次発酵槽内に搬送投入されるので、例えば乾燥状態の被処理物と湿潤状態の被処理物がホッパーの内部で混合されて安定した性状の混合物として槽内に投入される結果、槽内で均質に且つ速やかに分散されるようになる。
【００３３】
同第十の特徴構成は、上述の第八の特徴構成に加えて、前記ホッパー機構の前記筒状ケーシングの壁部への連通位置近傍が前記発酵槽内の発酵液の液面となるように前記ホッパー機構の前記筒状ケーシングへの取付け位置が設定されている点にある。
【００３４】
筒状ケーシングに流入した発酵液がホッパー機構から外部に漏洩することがなく、またホッパー機構から供給される有機性廃棄物に適度な水分が付与されるので、発酵槽に押込み投入された後に発酵液中で速やかに分散するようになる。
【００３５】
本発明による発酵処理装置の第十一の特徴構成は、上述した第八の特徴構成を備えた発酵処理装置であって、前記発酵槽の側壁に対する前記投入機構の上下方向取付け位置が、被処理物の性状に基づいて調整可能な取付位置調整機構を備えた点にある。
【００３６】
発酵処理装置に投入される被処理物の性状は、設置された地域の環境により異なるが、地域ごとに安定しており大きく変動することはない。そこで、発酵処理装置の製造に際して、被処理物の性状に基づいて投入機構の上下方向取付け位置を調整することにより、被処理物の性状に適した状態で発酵槽に被処理物を投入することができるようになる。例えば、発酵槽内の発酵液の固形物濃度が高く高粘度となるような被処理物は、発酵液中で浮き上がり難いので、上方から投入することによって、ゆっくりと沈降しながら発酵処理を進めることができ、例えば、発酵槽内の発酵液の固形物濃度が低く低粘度となるような被処理物は、発酵液中で液面に浮き上がり易いので、下方から投入することによって容易に液面に浮き上がることがない状態で発酵処理を進めることができる。
【００３７】
本発明による発酵処理装置の第十二の特徴構成は、上述した第十一の特徴構成に加えて、前記発酵槽の径方向に対する前記搬送投入機構の先端部の位置が、被処理物の性状に基づいて調整可能な先端位置調整機構を備えた点にある。
【００３８】
搬送投入機構の先端部の位置が発酵槽の径方向に対して短い場合には、それだけ発酵槽の深い位置から被処理物を投入することができ、押込み投入機構の先端部の位置が発酵槽の径方向に対して長い場合には、それだけ発酵槽の浅い位置から被処理物を投入することができる。そこで、被処理物の性状によって、押込み投入機構の先端部の位置を調整することにより、良好な発酵状態を実現することができるようになる。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明した通り、本発明によれば、固形物濃度が低濃度から高濃度まで処理でき、発酵液中の固形物濃度に応じて、柔軟に対応可能な発酵処理装置を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による発酵処理装置が組み込まれた有機性廃棄物の処理システムの説明図
【図２】本発明による発酵処理装置が組み込まれた発酵処理システムの説明図
【図３】本発明による発酵処理装置の説明図
【図４】（ａ）は投入機構の平面視の説明図、（ｂ）は投入機構の側面視の説明図、（ｃ）は（ｂ）のＡ断面説明図、（ｄ）は（ｂ）のＢ断面説明図、（ｅ）は（ｂ）のＣ断面説明図、（ｆ）は筒状ケーシングに形成された開口部と押圧体の位置関係の説明図
【図５】（ａ）は沈降促進羽根の説明図、（ｂ）は分散羽根の説明図、（ｃ）は掻き寄せ羽根の説明図
【図６】（ａ）は押圧体が最後端付近まで後退した投入機構の要部拡大説明図、（ｂ）は押圧体が最前端まで進出した投入機構の要部拡大説明図
【図７】本発明による発酵処理装置の説明図
【図８】本発明による発酵処理装置の説明図
【図９】（ａ）は筒状ケーシングに形成された開口部と押圧体の位置関係の説明図、（ｂ）は同別実施形態の説明図、（ｃ）は同別実施形態の説明図
【図１０】スカム排出機構の説明図
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明による発酵処理装置を説明する。
【００４２】
［発酵処理装置が組み込まれたシステムの説明］
図１には、有機性廃棄物の処理システムのブロック構成が示されている。都市ごみ、し尿や浄化槽汚泥、下水汚泥などの由来の異なる様々な有機性廃棄物を処理するシステムで、それら有機性廃棄物に含まれるエネルギーをバイオガスとして回収するシステムである。
【００４３】
一般家庭などから収集された紙ごみ、厨芥、樹脂等の可燃性ごみを、破砕機などを用いて小片に破砕し、発酵処理に適した有機性固形廃棄物と発酵処理に不適な樹脂や無機物、金属などに分別する前処理が行なわれ、発酵不適物はごみ焼却設備で処理され、発酵適物は発酵処理装置に投入されてメタン発酵処理される。
【００４４】
当該発酵処理装置では、発酵適物である可燃性ごみに加えて、し尿や浄化槽汚泥さらには下水汚泥が同時に処理できる。なお、発酵処理装置で処理される被処理物は、生ごみや紙ごみなどの有機性固形廃棄物、下水汚泥、し尿や浄化槽汚泥以外に、家畜糞尿、農業系残渣、食品廃棄物などのバイオマスなども対象となり、それらが単独または混合された有機性廃棄物が対象となる。
【００４５】
メタン発酵処理で生成されたバイオガスに含まれるメタンガスは再生エネルギーとして回収され、発酵残渣は脱水処理などの残渣処理が施された後に焼却処理される。発酵残渣の脱水処理により生じた脱水液は活性汚泥法などで生物処理され、当該生物処理で生じた余剰汚泥も発酵適物としてメタン発酵処理の対象となる。
【００４６】
［発酵処理装置の説明］
図３には、発酵処理装置の全体構成が示されている。発酵処理装置１０は、発酵槽２０と、投入機構３０と、撹拌機構４０と、ガス排出部５０と、発酵液排出口６０、不適物排出機構７０などを備えて構成され、被処理物である発酵適物、つまり固形物を含む有機性廃棄物を、別途の可溶化処理槽などを用いて可溶化処理することなく、発酵槽２０に直接投入して嫌気性発酵処理する装置である。
【００４７】
発酵槽２０は、鋼板を用いて円筒状に形成された縦型の処理槽であり、側壁には熱媒体の流路となるジャケット２２が設けられ、熱媒供給部２３から供給される熱媒体がジャケット２２を通過して熱媒排出部２１から排出されるように構成されている。熱媒体として温水が好適に用いられ、例えば約５７℃程度の温水がジャケット２２に供給されることで槽内の発酵液が発酵に適した約５５℃の温度に加温される。
【００４８】
発酵槽２０の上端には、槽内が密閉されるように円盤状の蓋体２５がフランジ部で着脱可能に固定されている。蓋体２５には、撹拌機構４０が支持されるとともに、嫌気性発酵処理で生成されたバイオガスを取り出すガス排出部５０として機能するバイオガス排出バルブＶ３を備えた配管が接続され、さらに槽内部を目視確認するためののぞき窓２６が設けられている。
【００４９】
発酵槽２０の側壁下端には下方側が次第に縮径されるロート状部２４が形成され、底部中央には不適物排出機構７０が設けられている。
【００５０】
不適物排出機構７０は、発酵液中に混入した砂、貝殻、金属類などの発酵不適物を発酵槽２０から排出するための機構で、発酵槽２０の底部下方に突出形成され発酵槽２０より縮径された筒状部７３と、筒状部７３に設けられた二重ダンパ機構７１，７２で構成されている。下部ダンパ７２を閉じた状態で上部ダンパ７１を開放して発酵不適物を取り込んだ後に、上部ダンパ７１を閉じて下部ダンパ７２を開放することにより発酵不適物が槽外に取り出される。
【００５１】
被処理物に混入する砂、金属、貝殻などの発酵不適物が発酵液中で次第に沈降して底部に堆積すると有効な発酵容積が減少して発酵効率が低下する虞がある。しかし、底部に形成された筒状部７３に発酵不適物を堆積させて、二重ダンパ機構７１，７２を介して槽外に排出することにより、ポンプ装置などの大きな動力を要することなく、また嫌気状態を維持しながら発酵容積の減少を回避することができる。
【００５２】
［発酵処理装置に組み込まれた撹拌機構の説明］
撹拌機構４０は、発酵槽２０に投入された有機性廃棄物を槽内で撹拌するために設けられ、蓋体２５の上部に設置された撹拌用のモータ４５と、蓋体２５に回転可能に軸受で支持された鉛直姿勢の回転軸と、回転軸にカップリング４３を介して接続された撹拌軸４１と、撹拌軸４１に固定された撹拌羽根４２，４４，４６を備えて構成されている。撹拌軸４１は発酵槽２０の軸心と一致するように設置されている。
【００５３】
撹拌軸４１の上端は蓋体２５に軸支された回転軸とカップリング４３を介して接続され、撹拌軸４１の下端は軸支されることなく自由端となっている。そのためメンテナンスが必要な場合には、分解することなくまた槽内の汚泥を引抜くことなく発酵槽２０から蓋体２５を取り外すことにより、発酵槽２０の上端から撹拌羽根４２，４４，４６と一体で撹拌軸４１を引き抜くことが可能になる。
【００５４】
図３及び図５（ａ）に示すように、最上段に位置する沈降促進羽根４２は、撹拌軸４１に嵌入固定されたスリーブ４２ｂに中心角１８０°の角度となるように固定された２枚の平板状の羽根片４２ａで構成され、発酵槽２０内の発酵液の液面を横切る位置、好ましくは羽根面の上下方向中央部に液面が位置するように位置決めされるとともに、先端が発酵槽２０の内壁面の近傍位置まで延出形成されている。具体的には羽根片４２ａの先端と発酵槽２０の内壁面の間隙が投入口の口径程度に設定されている。なお、羽根面の上下方向中央部に液面が位置するように、発酵液の液位を光反射式などの液位センサで検出して発酵液の液位の変動が小さくなるように発酵液の引き抜きにより調整することが好ましい。
【００５５】
そして、各羽根面の上縁４２Ｕが下縁４２Ｌより撹拌軸４１の回転方向に向けて傾斜する傾斜姿勢となるようにスリーブ４２ｂに固定されている。そのため、撹拌軸４１が回転すると沈降促進羽根４２によって発酵液の液面に浮遊する未発酵の有機性固形廃棄物が効率的に液面下に沈降するように押し下げられるようになり、液中で発酵処理が促されるようになる。なお、図５（ａ）中、上方の図面は平面図、下方の図面は正面図である。
【００５６】
本実施形態では、各羽根片４２ａの径方向長さが発酵槽２０の内径より僅かに短い長さに設定されるとともに、水平面に対して上端側が１５〜６０度の範囲、好ましくは３０〜４５度の範囲で回転方向に傾斜するように設定されている。なお、撹拌軸４１の先端部の周速が１０〜１００ｍｍ／秒、好ましくは３０〜６０ｍｍ／秒の範囲であれば廃棄物の沈降が促進される。
【００５７】
図３及び図５（ｂ）に示すように、沈降促進羽根４２より下方に分散羽根４４が上下方向に３段設けられている。図５（ｂ）中、上方の図面は平面図、下方の図面は正面図である。
【００５８】
分散羽根４４は、撹拌軸４１に固定されたスリーブ４４ｂに中心角１８０°の角度となるように固定された２枚の平板状の羽根片４４ａで構成され、各羽根片４４ａの径方向長さが沈降促進羽根４２よりも短く、発酵槽２０の内径の４０〜９０％、好ましくは５０〜７０％の範囲の長さに設定されている。平板状の羽根片４４ａであれば、発酵液の上下方向中間部の撹拌が効率よくできて、軽いものと重いものを振り分けることができる。
【００５９】
分散羽根４４は、上下方向幅が数十から数百ｍｍ程度に設定され、水平面に対して上端側が所定角度だけ回転方向に傾斜するように設定されていてもよい。
【００６０】
分散羽根４４による撹拌作用により、発酵過程で被処理物に捕捉された状態のバイオガスが被処理物から開放され、バイオガスによる体積膨張に起因する液位の上昇が抑制されるとともに、発酵液中で被処理物が分散されることによりさらに発酵が促進されるようになる。また、発酵液が撹拌されることにより、ジャケット２２に供給される熱媒体から伝熱される発酵液の温度分布が均一になり、発酵液全体が良好な発酵温度に維持される。
【００６１】
また、上下方向に３段に配された分散羽根４４のうちの１段は、投入機構３０による有機性廃棄物の投入位置の近傍高さに位置するように構成され、投入機構３０により発酵槽２０に投入された直後の有機性廃棄物が速やかに発酵液中で分散される。
【００６２】
図３及び図５（ｃ）に示すように、分散羽根４４より下方に掻き寄せ羽根４６が設けられている。図５（ｃ）中、上方の図面は平面図、下方の図面は正面図である。
【００６３】
掻き寄せ羽根４６は、発酵槽２０の底部位置で撹拌軸４１に固定され、発酵液中で被処理物を分散させる下部分散羽根片４６ａと、下部分散羽根片４６ａの先端に固定され発酵液中に沈降した発酵不適物を不適物排出機構７０に掻き寄せる掻き寄せ羽根片４６ｃとを備えている。
【００６４】
具体的に、掻き寄せ羽根４６は、撹拌軸４１に嵌入固定されたスリーブ４６ｂに中心角１８０°の角度となるように固定された２枚の断面コの字状の下部分散羽根片４６ａと、下部分散羽根片４６ａの先端側に設けられた断面コの字状の掻き寄せ羽根片４６ｃで構成されている。掻き寄せ羽根片４６ｃは発酵槽２０の側壁のうちロート状部２４に対向するように傾斜姿勢で配置され、下部分散羽根片４６ａは一端がスリーブ４６ｂに固定され他端が羽根片４６ｃに固定されるように水平姿勢で配置されている。
【００６５】
断面コの字状に形成された各羽根片４６ａ，４６ｃの開口が回転方向を向くように配され、発酵槽２０の底部に沈降した発酵不適物をコの字状の凹部で捕捉して筒状部７３に向けて掻き寄せるように動作する。その過程で発酵不適物に混入している発酵適物が撹拌されて発酵処理が促される。
【００６６】
つまり、発酵槽２０の内部に沈降した発酵不適物が底部に堆積しないように、また発酵不適物により架橋の発生を回避するべく、掻き寄せ羽根片４６ｃによって不適物排出機構７０に効率的に掻き寄せられる。その過程で発酵不適物に混入している被処理物が下部分散羽根片４６ａにより撹拌されて発酵処理が促される。なお、各羽根片４６ａ，４６ｃは断面コの字状に形成されることが必須ではなく、単に平坦な板状体で構成されていてもよい。筒状部付近まで撹拌軸が延出しているのは、架橋を破壊するためであり、その部位に突起を設けるとさらにその効果が上昇する。
【００６７】
［発酵処理装置に組み込まれた投入機構の説明］
図３及び図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、投入機構３０は、発酵槽２０に有機性廃棄物を投入するための機構であり、水平面に対して所定の傾斜角度θとなる傾斜姿勢で発酵槽２０の壁部に形成されたフランジ管３６に、先端側が下向きとなるように挿入されフランジ固定された断面が矩形の筒状ケーシング３１（図４（ｅ）参照。）と、筒状ケーシング３１に内装された断面が矩形の押圧体３２と、筒状ケーシング３１の軸心に沿って押圧体３２を進退駆動する油圧式の駆動機構３３とを備えた押込み投入機構３０で構成されている。
【００６８】
筒状ケーシング３１の先端部ＦＥが発酵槽２０内で発酵液中に浸漬するように、発酵槽２０の側壁に備えたフランジ管３６に挿入固定されている。本実施形態では、フランジ管３６が水平面に対して約３０°の傾斜姿勢に設定され、筒状ケーシング３１の傾斜姿勢も水平面に対して約３０°の傾斜姿勢に設定されている。なお、本実施形態では約３０°の傾斜姿勢に設定されているが、１５〜４５°の範囲で適宜設定可能である。従って、筒状ケーシング３１の他端側に配された駆動機構３３が発酵液中に没することなく、また確実に水封できるようになる。
【００６９】
さらに、有機性廃棄物を筒状ケーシング３１の先端から押込み投入機構３０に供給するホッパー機構３５が押込み投入機構３０の上部に設けられている。ホッパー機構３５は、開閉自在な蓋体３５ｃを備えた投入部である上部開口３５ｄから垂下する４枚の側壁３５ａにより角筒状の収容部が形成され、側壁３５ａのうち平面視で筒状ケーシング３１の軸心を挟むように設けられた一対の対向壁に連なり、下端に向けて次第に幅狭となる傾斜壁部３５ｂが形成されている。
【００７０】
図４（ａ）には説明の便宜上、蓋体３５ｃを破線で示している。当該蓋体３５は一端部で側壁３５ａにヒンジ機構ｈを介して開閉自在に取り付けられている。また、図４（ｃ）で示す符号３５ｈは点検窓である。
【００７１】
上部開口３５ｄからから収容部に投入された発酵適物が、傾斜壁部３５ｂの下端開口から押込み投入機構３０の筒状ケーシング３１に形成された開口部３１ａを介して筒状ケーシング３１内に落下供給されるように構成されている。
【００７２】
つまり、投入機構３０の一部を構成する筒状ケーシング３１の上部に、長手方向が筒状ケーシング３１の軸心に沿う形状の開口部３１ａが形成され、開口部３１ａの各長手方向縁部に傾斜壁部３５ｂの各下端３５ｕ（図４（ａ）参照。）が段差なく連なるように配置されている。
【００７３】
そして、押圧体３２の押圧面３２ａが、開口部３１ａの各長手方向縁部と傾斜壁部３５ｂの各下端の連接部Ｐ１，Ｐ２を通る仮想平面Ｐよりも上方に延出する矩形形状に構成され、また筒状ケーシング３１に連なる傾斜壁部３５ｂの傾斜角度が水平方向に対して１０〜６０度、好ましくは３０〜５０度の範囲の傾斜角に設定されている（図９（ａ）参照。）。
【００７４】
この様な構成を採用することにより、ホッパー機構３５に投入された有機性廃棄物が傾斜壁部３５ｂの下端近傍で圧密化されてブリッジが生じる虞があるような場合でも、当該押圧面３２ａによって圧密部が削り取られる結果、傾斜壁部３５ｂの下端近傍の有機性廃棄物の重量バランスが崩れてブリッジの発生が阻止される。またホッパー機構３５の傾斜壁部３５ｂの下端近傍でブリッジが生じていても、当該押圧面３２ａによって圧密部が削り取られるためにブリッジが破壊される。
【００７５】
しかも、被処理物が生ごみや紙ごみなどの有機性固形廃棄物である場合、流動性の高い下水汚泥、し尿、家畜糞尿、農業系残渣、食品廃棄物などである場合、それらの混合物である場合など何れの場合でも、発酵槽２０の側壁に押圧体３２が内装された筒状ケーシング３１が傾斜姿勢で取付けられているため、駆動機構３３により進退駆動される押圧体３２によって安定して発酵槽２０に押込み投入できるようになる。
【００７６】
筒状ケーシング３１の先端ＦＥが押圧体３２の最大進出位置よりさらに先端側に延出形成されている。そのため、押圧体３２が後退駆動された場合に、押圧体３２により押圧され圧密化された有機性廃棄物が筒状ケーシング３１の先端ＦＥに残存してシール機能が発揮されるようになる。その結果、発酵槽２０内の発酵液が筒状ケーシング３１内に多量に流入するようなことがなく、また発酵ガスが筒状ケーシング３１内に漏洩するようなことが回避できる。
【００７７】
さらに、筒状ケーシング３１の先端ＦＥの開口が側面視で鉛直または鋭角な端縁に形成されている。従って、発酵槽２０の内部で生じた発酵ガスが発酵液内を鉛直方向に上昇する際に、筒状ケーシング３１の内に流入して外部に漏洩するような不都合な事態の発生を回避することができる。
【００７８】
ホッパー機構３５の筒状ケーシング３１壁部への連通位置ＣＡ近傍が発酵槽２０内の発酵液の液面となるようにホッパー機構３５の筒状ケーシング３１への取付け位置が設定されている（図４（ｂ）参照。）。この様な設定によれば、筒状ケーシング３１に流入した発酵液がホッパー機構３５から外部に漏洩することがなく、またホッパー機構３５から供給される有機性廃棄物に適度な水分が付与されるので、発酵槽２０に押込み投入された後に発酵液中で速やかに分散するようになる。
【００７９】
ホッパー機構３５は、矩形形状の上部開口から垂下する側壁を備えた角筒状の収容部３５ａと、収容部３５ａの下端が筒状ケーシング３１に向けて先窄まり形状となる傾斜壁部３５ｂで構成されるロート状部を備えて構成され、収容部３５ａに投入された有機性固形廃棄物である可燃性ごみを選別した発酵適物に加えて、し尿や浄化槽汚泥さらには下水汚泥が一緒に投入され、内部に堆積された状態で混合されつつ押込み投入機構３０により発酵槽２０内部に投入される。
【００８０】
筒状ケーシング３１に連接されるホッパー機構３５の壁部３５ａのうち押圧体３２の進出方向側の前壁部３５ｅが筒状ケーシング３１との連接部位で押圧体３２の進出方向に向けた傾斜姿勢に形成されている（図４（ｂ），（ｄ）参照。）。
【００８１】
押圧体３２により筒状ケーシング３１内を押圧される有機性廃棄物は、筒状ケーシング３１に連接された前壁部３５ｅとの間で圧密される際に前壁部３５ｅ及び押圧体３２に圧密応力が作用する。このとき、押圧体３２の進出方向側の前壁部３５ｅが筒状ケーシング３１との連接部位で押圧体３２の進出方向に向けた傾斜姿勢に形成されていると、押圧体３２の上部近傍の有機性廃棄物の一部が傾斜姿勢の前壁部３５ｅに形成された空間に逃げるため、急激な圧密作用が回避され、円滑に押圧供給されるようになる。
【００８２】
筒状ケーシング３１に連接されるホッパー機構３５の壁部３５ａのうち押圧体３２の後退方向側の後壁部３５ｆは、開口部３１ａより押圧体３２の後退方向側に位置している。
【００８３】
押圧体３２を最大進出位置まで駆動した際に、押圧体３２の後端壁より後方に開口部３１ａから有機性廃棄物が落下することがないように、開口部３１ａの長手方向長さより押圧体３２の長さを長くする必要があり、それだけ部品コストが嵩むという不都合が生じる。そこで、開口部３１ａの長手方向長さを制限すると、それに伴ってホッパー機構３５の容量を制限せざるを得なくなる。そのような場合でも、筒状ケーシング３１に連接されるホッパー機構３５の壁部３５ａのうち押圧体３２の後退方向側の後壁部３５ｆが開口部３１ａより後退方向側に位置するように構成すれば、押圧体３２の長さを制限して部品コストを低減しながらもホッパー機構３５の容量を確保することができるようになる。
【００８４】
図６（ａ），（ｂ）には、筒状ケーシング３１に沿って押圧体３２が最後端付近まで後退駆動された状態及び最前端まで進出駆動された状態が示されている。後退駆動された押圧体３２の最後端位置は、筒状ケーシング３１の開口部３１ａのうちホッパー機構３５の後端壁３５ｆ側で、押圧体３２の先端が僅かに開口部３１ａから覗える程度に筒状ケーシング内に位置するように設定されている。
【００８５】
押圧体３２の押圧面３２ａが進出方向に対して垂直な面に形成されることにより有機性廃棄物に対して最大の押圧力が作用する。そして、筒状ケーシング３１内で押圧体３２が最大進出位置に達した後に後退駆動されると、筒状ケーシング３１内に形成された空洞部にホッパー３５から新たな有機性廃棄物が落下供給される。
【００８６】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態では、押圧体３２の押圧面３２ａが進出方向に対して垂直な面に形成されるとともに、側面視で上部から下部に向けて段階的に突出する階段形状に形成されており、有機性廃棄物に対して最大の押圧力を作用させながらも、筒状ケーシング３１の下部側の押圧面で押圧される有機性廃棄物が筒状ケーシング３１の上部側の押圧面で押圧される有機性廃棄物よりも筒状ケーシング３１のより先端側Ｆまで押圧されるように構成されている。
【００８７】
そのため、押圧体３２が後退駆動された際に筒状ケーシング３１内に形成される空洞部の容積が平坦な押圧面で押圧された場合より大きくなり、それだけ多量の有機性廃棄物が筒状ケーシング３１内に落下供給可能になる。
【００８８】
押圧面３２ａに形成された階段形状の傾斜角度（筒状ケーシング３１の軸心に対する段差部の先端包絡面の傾斜角度α）は筒状ケーシング３１の軸心の直交面に対して筒状ケーシング３１の傾斜角度θ以上の角度に設定されていることが好ましい。ホッパー機構３５から筒状ケーシング３１内に鉛直方向に落下する有機性廃棄物の落下軌跡上に先に押圧された有機性廃棄物が存在することがなくなるので、それだけ多量の有機性廃棄物が落下供給されるようになる。
【００８９】
さらに、筒状ケーシング３１とホッパー機構３５の進出方向側の壁部３５ｅとの連接部位またはその近傍に一端側が固定され、開口部に沿って他端側がホッパー機構３５の投入部３５ｄに掛け渡された索状体３５ｇを備えている。
【００９０】
仮にホッパー機構３５の傾斜壁部３５ｂでブリッジが発生した場合でも、投入部３５ｄに掛け渡された索状体３５ｇを牽引操作することにより、容易くブリッジを崩壊させることができる。なお、ワイヤーやチェーンで索状体３５ｇを構成することができる。また、索状体３５ｇの一端側が固定される連接部位には、前壁部３５ｅの傾斜部によって空間が形成されているため、押圧体３２が最大進出位置まで駆動された場合でも、押圧体３２と干渉することがない。なお、押圧体３２と索状体３５ｇを連動させて、索状体３５ｇの牽引を自動化してもよい。
【００９１】
当該押圧体３２は、先端側の階段状の押圧面２３ａを構成するブロックを含めて、筒状ケーシング３１の軸心方向に分割可能な複数の押圧体片３２ｃで構成されている。押圧体３２が筒状ケーシング３１に沿って進退駆動される際に、筒状ケーシング３１の内壁と押圧体３２との間で有機性廃棄物や異物などが挟み込まれる虞があり、それによって押圧体３２が摩耗する場合がある。そのような場合に押圧体３２を筒状ケーシング３２の軸心方向に分割可能な複数の押圧体片３２ｃで構成しておけば、摩耗した押圧体片３２ｃのみ交換すればよいので、コストの低減を図ることができる。押圧体３２を樹脂材料で構成すれば、筒状ケーシング３１の摩耗を防止し、滑りを良くすることができ、発酵液に起因する酸腐食も回避できる。また、原料の送り量を増やすために開口を大きくする場合に、押圧体３２も長くするする必要がある。そのような場合でも押圧体３２の長さを容易に調整できる。押圧体３２の強度を上げるために、押圧体３２をＳＵＳで一体に製作することもできる。
【００９２】
また、押圧体３２の後端部３２ｅに先端が固定され、後端が筒状ケーシング３１の後端部から突出するストロークゲージ３２ｇが設けられている。油圧式の駆動機構３３であるため、筒状ケーシング３１内で有機性廃棄物の詰りなどが生じた場合に、最大の圧油が油路に供給されていても押圧体３２を駆動するピストンロッドが作動しない場合がある。
【００９３】
そのような場合に押圧体３２が最大進出位置に達しているのか否かを筒状ケーシング３１の外部から確認することは困難であるが、ストロークゲージ３２ｇを設けておけば、筒状ケーシング３１内部での押圧体３１の位置を筒状ケーシング３１の外部から容易に確認することができる。
【００９４】
なお、押込み投入機構３０が垂直姿勢であれば、流動性の高い液分が固形分に優先して槽内に投入され、押込み投入機構３０が水平姿勢であれば流動性の高い液分が円滑に搬送されず、何れの場合でも槽内の被処理物の組成が不安定になるが、押込み投入機構３０が傾斜姿勢で取付けられていれば、そのような状態の発現が回避される。
【００９５】
発酵液排出口６０となるフランジ管が発酵槽２０の側壁下部に設けられ、嫌気性発酵処理後の発酵液、つまり消化液が排出される。
【００９６】
［発酵処理装置の別実施形態の説明］
図７に示すように、筒状ケーシング３１の先端ＦＥが、上下一対の分散羽根４４の間まで延出するように設置されることが好ましく、発酵槽２０に投入された有機性廃棄物が分散羽根４４によって槽内で速やか且つ効率的に撹拌されるようになる。
【００９７】
図９（ａ）の例では、ホッパー機構３５の傾斜壁部３５ｂと断面形状が矩形の筒状ケーシング３１の傾斜壁とが平面状に連なる例を説明したが、図９（ｂ）に示すように、筒状ケーシング３１の断面形状が円形である場合には、ホッパー機構３５の傾斜壁部３５ｂが筒状ケーシング３１の接線方向に連なるように構成されていればよい。この場合も、押圧体３２の押圧面３２ａが、開口部３１ａの各長手方向縁部と傾斜壁部３５ｂの各下端の連接部Ｐ１，Ｐ２を通る仮想平面Ｐよりも上方に延出するように構成されていればよい。この場合も筒状ケーシング３１に連なる傾斜壁部３５ｂの傾斜角度が水平方向に対して１０〜６０度、好ましくは３０〜５０度の範囲の傾斜角に設定されている。
【００９８】
また、図９（ｃ）に示すように、ホッパー機構３５の傾斜壁部３５ｂが筒状ケーシング３１の接線方向に連なるように構成されていない場合でも、押圧体３２の押圧面３２ａが、開口部３１ａの各長手方向縁部と傾斜壁部３５ｂの各下端の連接部Ｐ１，Ｐ２を通る仮想平面Ｐよりも上方に延出するように構成されていればよい。
【００９９】
図１０には、発酵槽２０内部で発酵液の液面に成長したスカムを除去するための機構が示されている。沈降促進羽根４２の上下中央位置に調整された発酵液の液面と同程度の高さの壁面に排出口ｈが形成され、排出口ｈに開閉バルブＶ１を介してスカム吸引配管が設けられ、スカム吸引配管から鉛直下方に向けて開閉バルブＶ２を介してスカム排出配管が分岐接続されている。
【０１００】
沈降促進羽根４２による撹拌処理にもかかわらず、発酵液の液面に厚くスカムが堆積すると、バルブＶ１，Ｖ２を閉塞した状態で真空ポンプを作動させ、配管内部を真空に調整した後にバイオガス排出バルブＶ３及びバルブＶ１を開いてスカム吸引配管内にスカムを取込み、その後バルブＶ１を閉じ、バルブＶ２を開いてスカム排出配管からスカムを排出するような吸引機構を備えることが好ましい。排出されたスカムは残渣処理（脱水処理）される。
【０１０１】
上述した実施形態では、撹拌機構４０として、撹拌軸４１に沈降促進羽根４２、分散羽根４４、掻き寄せ羽根４６を備えた構成を説明したが、少なくとも沈降促進羽根４２を備えていればよく、分散羽根４４及び掻き寄せ羽根４６を備えていなくてもよい。
【０１０２】
上述した実施形態では、撹拌機構４０として、上中下３段の分散羽根４４を備えた例を説明したが、１段であってもよいし、上下２段であってもよいし、４段以上備えていてもよい。
【０１０３】
分散羽根４４は、撹拌軸４１に固定されたスリーブ４４ｂに中心角１８０°の角度となるように固定された断面が円形の二本の棒状体４４ａで構成されていてもよい。各棒状体４４ａの径方向長さは沈降促進羽根４２よりも短く、発酵槽２０の内径の４０〜９０％、好ましくは５０〜７０％の範囲の長さに設定されていればよい。棒状体４４ａの断面は長径が上下姿勢となる長円で構成されていても、真円であっても楕円であってもよい。
【０１０４】
分散羽根４４が発酵液中で回転すると、回転に伴って棒状体４４ａの表面に接触する発酵液が円形の曲面に沿って上下に振り分けられるように移動するため、大きな抵抗を受けることなく回転でき、分散羽根４４ａの回転軌跡の上下近傍に位置する発酵液が効果的に撹拌される。
【０１０５】
上述した実施形態では、沈降促進羽根４２、分散羽根４４、掻き寄せ羽根４６の何れも中心角１８０°となるようにスリーブに固定された２枚の羽根片で構成された例を説明したが、２枚に限るものではなく、３枚以上の羽根片で構成されていてもよい。３枚の羽根片であれば中心角１２０°、４枚の羽根片であれば中心角９０°と均等に配置すればよい。また、各撹拌羽根は平面視で直線形状である必要はなく、平面視で湾曲形状に形成されていてもよい。
【０１０６】
上述した実施形態では、沈降促進羽根４２、分散羽根４４が板状体の羽根片で構成され、掻き寄せ羽根４６が断面コの字状の羽根片で構成された例を説明したが、各羽根片の形状は特に限定されることはなく、求められる機能に応じて公知の形状の羽根片から適切な形状の羽根片を採用することが可能である。ただし、沈降促進羽根４２の羽根片は回転に伴って発酵液の液面に浮遊する未処理の被処理物を液中に浸漬させる機能を備えている必要がある。
【０１０７】
上述した実施形態では、発酵槽２０の側壁下部にロート状部２４を形成し、内壁の傾斜面に沿って発酵不適物が沈降するように構成した例を説明したが、ロート状部２４は必須でなく、鉛直壁に形成されていてもよい。この場合、底部に沈降した発酵不適物を筒状部７３に向けて掻き出すように掻き寄せ羽根４６を構成すればよい。
【０１０８】
上述した実施形態では、断面形状が円形の発酵槽２０を説明したが、発酵槽２０の形状は円筒形状に限るものではなく、断面矩形の角筒形状の発酵槽２０であってもよい。そのような場合には、発酵液の液面に浮遊する被処理物を発酵液中に浸漬するために、複数の撹拌機構４０を分散して設置すればよい。
【０１０９】
［発酵処理システムの説明］
図２には、発酵処理装置１０が組み込まれた発酵処理システムが示されている。ごみ収集車９０により収集され家庭ごみヤード９１に搬入された家庭ごみは、ホイールローダ９２によりコンベア機構に搬送されて破袋機９３に投入される。
【０１１０】
破袋機９３で破袋された家庭ごみは選別機９４に投入されて、樹脂などの軽量物発酵不適物９４ａと金属成分などの重量物発酵不適物９４ｂと、厨芥や紙ごみなどの発酵適物９４ｃに選別され、発酵適物９４ｃは発酵適物ヤード９５に集積される。さらに発酵適物ヤード９５から適物ホッパー９６に投入された発酵適物は破砕分別機９７により小片に破砕されて風力及びふるい選別された発酵適物がストックケース８０にストックされる。選別機９４としてロールスクリーン選別機などが用いられる。
【０１１１】
ストックケース８０に充填された有機性廃棄物は電動チェーン機構８１によって発酵処理装置１０に備えたホッパー機構３５に投入され、押込み投入機構３０を介して発酵槽２０に投入されてメタン発酵処理される。
【０１１２】
発酵槽２０で生成されたメタンガスなどのバイオガスは、ガス排出部５０から引抜かれてガスホルダ８４に集められ、脱硫塔８６で脱硫された後にガス燃焼装置８８の燃料に供される。なお、符号８７は燃料（ＬＰＧボンベ）である。ガス燃焼装置８８で加熱された熱水が熱源として発酵槽２０の保温用のジャケットなどに供給される。
【０１１３】
発酵槽２０で嫌気性発酵処理が終了した発酵液は固液分離（脱水処理）されて、液分は活性汚泥が充填された発酵汚泥貯留槽８９に貯留される。発酵汚泥貯留槽８９から発酵液が混和槽９８に導かれて凝集剤が添加された後に汚泥脱水機９９に導かれて固液分離され、固形分はストックケース８０に充填されて焼却設備に送られ、焼却処理される。液分は生物処理槽８９で生物処理され、処理水は放流し、余剰汚泥は発酵槽２０に投入され、或いは系外処理される。
【０１１４】
上述した発酵処理装置１０は、押込み投入機構３０の筒状ケーシング３１の先端部ＦＥが発酵液中に浸漬するように、発酵槽２０の側壁に傾斜姿勢で取付けられ、筒状ケーシング３１の先端部が撹拌羽根の近傍に位置するように構成されている。
【０１１５】
さらに、発酵処理装置１０は、発酵槽２０の側壁に対する押込み投入機構３０の上下方向取付け位置が、被処理物の性状に基づいて調整されるように構成される。
【０１１６】
例えば、図３に示したように、発酵槽２０の側壁の上下に備えたフランジ管３６，３７の何れかに押込み投入機構３０を取り付けるように構成することが望ましい。フランジ管３６，３７が、発酵槽２０の側壁に対する投入機構３０の上下方向取付け位置が、被処理物の性状に基づいて調整可能な取付位置調整機構となる。
【０１１７】
発酵処理装置１０に投入される被処理物の性状は、設置された地域の環境により異なるが、地域ごとに安定しており大きく変動することはない。そこで、被処理物の性状に基づいて押込み投入機構３０の上下方向取付け位置を調整することにより、被処理物の性状に適した状態で発酵槽に被処理物を投入することができるようになる。
【０１１８】
例えば、発酵槽２０内の発酵液の固形物濃度が高く高粘度となるような被処理物は、発酵液中で浮き上がり難いので、図３に示すように、上方のフランジ管３６から投入することによって、ゆっくりと沈降しながら発酵処理を進めることができる。
【０１１９】
また、例えば、発酵槽２０内の発酵液の固形物濃度が低く低粘度となるような被処理物は、発酵液中で液面に浮き上がり易いので、図８に示すように、下方のフランジ管３７から投入することによって容易に液面に浮き上がることがない状態で発酵処理を進めることができる。
【０１２０】
さらに、発酵槽２０の径方向に対する押込み投入機構３０の筒状ケーシング３１の先端部ＦＥの位置が、被処理物の性状に基づいて調整されるようにアタッチメント用の配管を設けることが好ましい。例えば、図７に示すように、筒状ケーシング３１の先端部ＦＥの位置が発酵槽２０の径方向に対して短い場合には、それだけ発酵槽２０の深い位置から被処理物を投入することができ、図３に示すように、筒状ケーシング３１の先端部ＦＥの位置が発酵槽２０の径方向に対して長い場合には、それだけ発酵槽の浅い位置から被処理物を投入することができる。そこで、被処理物の性状によって、筒状ケーシング３１の先端部の位置を調整することにより、良好な発酵状態を実現することができるようになる。
【０１２１】
発酵槽２０の径方向に対する押込み投入機構３０の先端部の位置を調整するためのアタッチメント用の配管が、被処理物の性状に基づいて調整可能な先端位置調整機構となる。
【０１２２】
上述した実施形態では、投入機構３０が、筒状ケーシング３１と、筒状ケーシング３１に内装された断面が矩形の押圧体３２と、筒状ケーシング３１の軸心に沿って押圧体３２を進退駆動する油圧式の駆動機構３３とを備えた押込み投入機構３０で構成された例を説明したが、投入機構３０は、筒状ケーシング３１と、筒状ケーシング３１に内装されたスクリュー羽根と、スクリュー羽根を回転駆動得る駆動機構とで構成されたスクリュー式の投入機構であってもよい。
【０１２３】
即ち、投入機構３０は、先端側が下向きとなるように水平面に対して所定の傾斜角度となる傾斜姿勢で発酵槽２０の壁部に固定された筒状ケーシングと、筒状ケーシングに内装された搬送機構と、搬送機構を駆動する駆動機構と、を備えた搬送投入機構で構成されていればよい。
【０１２４】
上述した実施形態は本発明の一態様であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的な構造、サイズ、材料などは本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１２５】
１０：発酵処理装置
２０：発酵槽
３０：投入機構
３１：筒状ケーシング
３２：押圧体
３６：フランジ管
３７：フランジ管
４０：撹拌機構
４１：撹拌軸
４２：沈降促進羽根
４４：分散羽根
３６：掻き寄せ羽根
５０：ガス排出部
６０：発酵液排出口
７０：不適物排出機構
７１：二重ダンパ機構
７２：二重ダンパ機構
７３：筒状部
【図１】
2020104072.tif 000003
【図２】
2020104072.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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