【手続補正書】
【提出日】平成16年8月27日(2004.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】        明細書
【発明の名称】    生ごみ処理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  生ごみを投じた分解槽内の貯留水に酸素を供給して、その貯留水中で生ごみを好気性菌により分解する生ごみ処理装置であって、
前記分解槽における貯留水面上の槽内空間に対し、その槽内空間へ新鮮空気を導入する空気導入口、及び、その槽内空間から内部空気を排出する排気口を開口させ、
前記分離槽の下部に設けた吸入口から槽内の貯留水を吸入して、その吸入貯留水の一部を主循環路から散水用分岐路を通じて散水具から前記分離槽内の貯留水面上へ散布し、
かつ、吸入貯留水の他部を前記主循環路から撹拌用分岐路を通じて分離槽下部の撹拌用吐出口から前記分離槽内の貯留水中へ吐出する循環ポンプを設けてある生ごみ処理装置。【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生ごみを投じた分解槽内の貯留水に酸素を供給して、その貯留水中で生ごみを好気性菌により分解する生ごみ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種方式の生ごみ処理において、分解槽の貯留水中で生ごみを分解するのに対し、後続処理として、分解槽から分解残渣物を含んだ濃縮液を二次処理槽へ移し、この二次処理槽でヒータにより濃溶液を加熱して水を蒸発させることで、液中の分解残渣物を乾燥させて回収する方式がある（例えば、実用新案登録第３０１３２６７号（平成７年）公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、分解槽から取り出す分解残渣物には、分解槽への投入から未だ充分な処理時間を経ていない未分解物質や、好気性菌では分解が難しい難分解物質が含まれる場合が多く、この為、上記の如く分解槽からの取り出し濃縮液を加熱して単に水分を蒸発させるだけでは、これら未分解物質や難分解物質が乾燥後の回収残渣物の中にそのまま残り、充分な減量効果、無害化効果を得ることができない問題があった。
【０００４】
殊に、分解槽に投入された生ごみの中に殺菌性を有する物質が含まれていた場合、この殺菌性物質の為に好気性菌の活性が損なわれて分解槽中における未分解物質の量及び存在時間が長くなり、これが原因で、回収残渣物中における未分解物質の量が大巾に増加して上記問題が一層顕著になることもあった。
【０００５】
かといって、分解槽への投入物に選別処理を施して難分解物質や殺菌性物質を予め除外したり、また、分解槽への生ごみ投入を時間的に制限して分解槽からの取り出し残渣物に未分解物質が含まれるのを回避するのでは、利便性が大きく低下し、この点で未だ改善の余地があった。
【０００６】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、合理的な装置構成により生ごみの分解を促進する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、生ごみ処理装置に係り、その特徴は、
生ごみを投じた分解槽内の貯留水に酸素を供給して、その貯留水中で生ごみを好気性菌により分解する生ごみ処理装置において、
前記分解槽における貯留水面上の槽内空間に対し、その槽内空間へ新鮮空気を導入する空気導入口、及び、その槽内空間から内部空気を排出する排気口を開口させ、
前記分離槽の下部に設けた吸入口から槽内の貯留水を吸入して、その吸入貯留水の一部を主循環路から散水用分岐路を通じて散水具から前記分離槽内の貯留水面上へ散布し、
かつ、吸入貯留水の他部を前記主循環路から撹拌用分岐路を通じて分離槽下部の撹拌用吐出口から前記分離槽内の貯留水中へ吐出する循環ポンプを設けてある点にある。
【０００８】
この発明では、循環ポンプにより分解槽下部の吸入口から吸入した貯留水の一部は、主循環路から散水用分岐路を通じて散水具から槽内の貯留水面上へ散布し、他部は攪拌用分岐路を通じて分解槽下部の攪拌用吐出口から槽内の貯留水中へ吐出させ、生ごみを含む槽内貯留水の攪拌に用いる。
【０００９】
つまり、この装置では、分解槽の槽内空間に開口させた排気口から臭気を帯びた空気（分解処理に伴う発生ガスを含む空気）を槽外へ排出し、また、それに伴い、空気導入口から槽外の新鮮空気を分解槽の槽内空間に導入しながら、その貯留水面上の槽内空間において、散水具により循環ポンプからの供給貯留水を貯留水面上へ拡げて飛散させることにより、その飛散過程での気液接触をもって、槽内空間における空気（空気導入口から導入した空気）から飛散水に酸素を効率的に与え、これにより、攪拌を伴う貯留水循環の下で分解槽内の貯留水に酸素を効率的かつ均一に供給して、貯留水中での好気性菌による生ごみの分解を促進することができる。
【００１０】
なお、分解槽の貯留水に酸素を供給して貯留水中で好気性菌により生ごみを分解するのに対し、後続処理として、分解槽から取り出した分解残渣物を加熱乾燥機において炭化が生じる温度で加熱乾燥処理するように構成すれば、この加熱乾燥処理で、取り出し残渣物に含まれる未分解物質や難分解物質もともに炭化した乾燥状態にすることができる。
【００１１】
したがって、未分解物質や難分解物質が単に水分除去されただけの乾燥状態で回収残渣物中にそのまま残る先述の従来方法に比べ、一層高い減量効果及び無害化効果（特に無臭化効果）が得られる。また、炭化により回収残渣物が均質な炭屑状のサラサラのものになり、回収残渣物の取り扱いも一層簡便になる。
【００１２】
そして、未分解物質や難分解物質もともに良好に処理できることで、分解槽への投入物を選別処理して難分解物質や殺菌性物質を予め除外したり、分解槽への生ごみ投入を時間的に制限して分解槽からの取り出し残渣物に未分解物質が含まれるのを回避するといった処置も不要になり、また、良好な処理が可能な生ごみの種別範囲も拡大でき、利便性・汎用性の面でも優れた処理方法となる。
【００１３】
また、分解槽から取り出した分解残渣物を加熱乾燥機において炭化が生じる温度で加熱するのに、分解残渣物を１３０℃〜１７０℃の範囲内の温度に加熱するのが好ましい。
【００１４】
つまり、各種実験の結果、分解槽から取り出した分解残渣物を１３０℃〜１７０℃の範囲内の温度に加熱すれば、例えば、分解残渣物をさらに高い温度で焼却処理する方式を採るに比べ、有害な燃焼副生ガスの発生を回避して周辺環境への影響を極めて小さくし、また、加熱に要するコストは低くしながら、一般的な組成の生ごみについて、分解残渣物をそれに含まれる未分解物質や難分解物質とともに減量面、無害化面、取り扱い性の面で極めて良好な炭化状態にすることができる。
【００１５】
更に、分解槽内の貯留水に酸素を供給して貯留水中で生ごみを好気性菌により分解する生ごみ処理装置に、その分解槽での分解処理に並行して槽内の分解残渣物の一部量を連続的又は間欠的に取り出す抜取手段、及び、その抜取手段により取り出した分解残渣物を炭化が生じる温度で加熱乾燥処理する加熱乾燥機を付帯装備する構成にすると、生ごみ処理を一連の工程でまとめて実施でき、これにより、従来方法を採る装置に比べ、前記の如く減量面、無害化面、回収残渣物の取り扱い性の面で一層処理性能に優れ、また管理も容易な処理装置となる。
【００１６】
しかも、分解残渣物を加熱乾燥処理するのに、分解槽での分解処理に並行して槽内の分解残渣物の一部量を連続的又は間欠的に取り出すから、分解槽に残す分解残渣物を栄養源にして分解槽における好気性菌の働きを活発に保つことができて、生ごみ投入に対し常に備えた状態を維持でき、この点、分解槽内の分解残渣物の全量を一度に取り出して加熱乾燥機に送る方式を採るに比べ、利便性の一層高い装置となり、また、分解残渣物を受け入れる加熱乾燥装置も小型なもので済み、装置コスト面及び装置のコンクパクト化の面でも有利になる。
【００１７】
更に、抜取手段により分解槽から取り出して加熱乾燥機に送る分解残渣物と、加熱乾燥処理において加熱乾燥機から排出される高温の水蒸気含有ガスとを熱交換させることで、その排出高温ガスの保有熱を回収利用して加熱乾燥機へ供給する分解残渣物を予熱する方式とするから、加熱乾燥処理の熱効率を高めてランニングコストを低減でき、省エネ面でも優れた処理装置となる。
【００１８】
また、この熱交換をもって加熱乾燥機からの排出高温ガスに含まれる水蒸気（分解残渣物の加熱乾燥処理で発生する水蒸気）を復水させて、専用復水器の付帯装備を不要にしながら、加熱乾燥処理に伴う発生水蒸気の処理も合わせ行うことができる。
【００１９】
そしてまた、上記熱交換器における分解残渣物の熱交換室を、残渣物導入路及び残渣物導出路の閉じ操作による密閉化が可能な構造にし、この密閉化した熱交換室の室内を低圧化する排気ポンプを設けることにより、加熱乾燥機からの排出高温ガスとの熱交換による加熱（予熱）と、排気ポンプによる低圧化とで水分蒸発を効果的に促進して、熱交換室から加熱乾燥機に送る分解残渣物の水分量を効果的に低下させることができ、これにより、加熱乾燥機を一層小型なもので済ませることができ、排気ポンプの付加があるにしても、装置コスト面、ランニングコスト面、及び、装置のコンクパクト化の面でさらに有利になる。
【００２０】
そして更に、前記抜取手段を、分解槽から分解残渣物を含む貯留水を流入させる沈降槽と、この沈降槽への貯留水流入を断続する流入弁と、この沈降槽の上下中間部から沈降物上のうわずみ水を分解槽へ流出させる排水弁と、この沈降槽の底部から沈降物を流出させる導出弁とで構成し、これにより分解槽からの分解残渣物の取り出しを次の如く行うのが好ましい。
【００２１】
排水弁及び導出弁を閉じた状態で流入弁を開き、分解槽における分解残渣物の一部量を貯留水とともに沈降槽に流入させ、その後、流入弁を閉じた状態で適当時間の間、そのまま放置し、沈降槽の槽内で貯留水中の分解残渣物を沈降させて槽底に堆積させる。
【００２２】
この沈降の後、排水弁を開き、沈降物として槽底に堆積した分解残渣物の上のうわずみ水のみを沈降槽から流出させて分解槽へ戻し、その後、導出弁を開くことで槽底の堆積分解残渣物を沈降槽から流出させ、この分解残渣物を前記熱交換室（ないしは直接に加熱乾燥機）に送る。
【００２３】
つまり、分解残渣物を貯留水とともに分解槽から流出させる形態を採ることで、分解槽からの分解残渣物の取り出しを円滑かつ容易に行えるようにしながらも、各弁を操作しての沈降槽での水の分離除去により後続の加熱乾燥処理の処理負担を小さくして、加熱乾燥機を初めとする加熱乾燥処理のための付帯構成を小さくすることができ、装置コスト面、ランニングコスト面、及び、装置のコンクパクト化の面でさらに有利になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、分離槽１に投入した生ごみを槽内の貯留水Ｗ中で好気性菌により分解処理する方式の生ごみ処理装置を示し、分解槽１の上部には、貯留水面上の槽内空間Ｓに対し開口させる空気導入口２及び排気口３を設け、また、給水弁４の開閉により槽内に所要量の水Ｗを供給する給水路５を接続してある。
【００２５】
６は分解槽１内の貯留水Ｗを循環させる循環ポンプであり、この循環ポンプ６により分解槽下部の吸入口７から吸入した貯留水Ｗの一部は、主循環路８から散水用分岐路９を通じて分解槽１内の頂部に配備の散水具１０から槽内の貯留水面上へ散布し、他部は攪拌用分岐路１１を通じて分解槽下部の攪拌用吐出口１２から槽内の貯留水Ｗ中へ吐出させ、生ごみを含む槽内貯留水Ｗの攪拌に用いる。
【００２６】
つまり、この装置では、分解槽１の槽内空間Ｓに開口させた排気口３から臭気を帯びた空気Ａ’（分解処理に伴う発生ガスを含む空気）を排気ファン１３により排気路１４を通じて槽外へ排出し、また、それに伴い、空気導入口２から槽外の新鮮空気Ａを分解槽１の槽内空間Ｓに導入しながら、その貯留水面上の槽内空間Ｓにおいて、散水具１０により循環ポンプ６からの供給貯留水Ｗを貯留水面上へ拡げて飛散させることにより、その飛散過程での気液接触をもって、槽内空間Ｓにおける空気（空気導入口２から導入した空気Ａ）から飛散水Ｗに酸素を効率的に与え、これにより、攪拌を伴う貯留水循環の下で分解槽１内の貯留水Ｗに酸素を効率的かつ均一に供給して、貯留水Ｗ中での好気性菌による生ごみの分解を促進する。
【００２７】
なお、好気性菌による分解処理であるから発生臭気はそれほど強いものではないが、排気路１４から槽外へ排出する空気Ａ’に対しては付帯の脱臭装置により脱臭処理を施す。【００２８】
前記散水具１０は、図２に示すように、循環ポンプ６から供給される貯留水Ｗを大口径（例えば２５ｍｍ以上の口径）の吐水口１５から下向きに吐出させて、その吐出水Ｗを吐水口１５の下方に設けた円板状衝突部１６の上向き衝突面に衝突させることにより、吐出水Ｗを微細化した状態で水平方向への拡がりを持たせて分離槽１の貯留水面上へ広く飛散させる構造にしてあり、吐水口１５を大口径にすることで循環ポンプ６からの供給貯留水Ｗに含まれる分解過程物質や分解残渣物による吐出口１５の目詰まりを確実に防止しながら、上記の衝突をもって吐出水Ｗを貯留水面上へ大きく拡げて良好に飛散させる。
【００２９】
また、衝突部１６の水平方向周囲は、衝突部１６からの飛散水Ｗを反射させる壁部ａと衝突部１６からの飛散水Ｗの通過を許す開口部ｂとを周方向に交互に多数並べて櫛歯状に形成した散水カバー１７で囲ってあり、これにより、外方側への飛散水Ｗの拡がりは各開口部ｂを通過する飛散水Ｗにより充分にしながら、内方側に飛散水不存の空洞部が生じることを各壁部ａによる飛散水Ｗの反射により防止して、貯留水面に対する散水の均一性を高める。
【００３０】
さらにまた、散水具１０は分解槽１の頂部に設けた下向き空気導入口２の内部に同芯上に配置してあり、これにより、散水具１０の吐水口１５から吐出させて衝突部１６への衝突により飛散させる水Ｗに対し、空気導入口２からの導入新鮮空気Ａを集中的かつ水吐出に伴う誘引作用の下で効率的に接触させる。
【００３１】
１８は上記の分解処理で最終的に残る分解残渣物Ｄを加熱乾燥処理して回収する加熱乾燥機であり、図１及び図３に示す如く、分解槽１での分解処理に並行して、攪拌用分岐路１１から分解残渣物Ｄを含む循環貯留水Ｗの一部量を取出路１９へ所定時間毎に取り出し、この取り出し水Ｗ中の分解残渣物Ｄを、沈降槽２０での水分離処理、及び、それに続く熱交換器２１での水分蒸発処理を経て加熱乾燥機１８に送る。２２は加熱乾燥機１８から送出される処理済の残渣物Ｄを受け入れる回収容器である。
【００３２】
２３は取出路１９を通じての沈降槽２０への貯留水流入を断続する流入弁、２４は沈降槽２０の上下中間部から沈降物Ｄ上のうわずみ水Ｗを流出させる排水弁、２５は沈降槽２０の底部から沈降物Ｄを流出させる導出弁であり、この構成により沈降槽２０での水分離処理を次の如く行う。
【００３３】
排水弁２４及び導出弁２５を閉じた状態で流入弁２３を開き、取出路１９を通じて分解残渣物Ｄを貯留水Ｗとともに沈降槽２０に流入させ、その後、流入弁２３を閉じた状態で所定時間の間、そのまま放置し、沈降槽２０の槽内で貯留水Ｗ中の分解残渣物Ｄを沈降させて槽底に堆積させる。そして、この沈降の後、排水弁２４を開き、沈降物として槽底に堆積した分解残渣物Ｄの上のうわずみ水Ｗのみを還水路２６を通じ沈降槽２０から流出させて分解槽２０へ戻し、その後、導出弁２５を開くことで槽底の堆積分解残渣物Ｄを沈降槽２０から熱交換器２１の熱交換室２１ａへ流出させる。
【００３４】
つまり、これら沈降槽２０及び付帯の各弁２３〜２５は、分解槽１から分解残渣物Ｄの一部量を貯留水Ｗとともに取り出し、その取り出し残渣物Ｄを水分離処理した上で熱交換器２１の熱交換室２１ａに送る抜取手段を構成する。
【００３５】
なお、２７は流入弁２３を開いた状態で取出路１９に導入される貯留水Ｗのうち、沈降槽２０の受け入れ流量を上回る余剰流量分を分解槽１に戻す放水路であり、この放水路２７を設けて流入弁２３における過大な水通過を許すことで、流入弁２３に大口径のものを選定できるように、また、その流入弁２３を全閉か全開かの２位置で使用できるようにして、貯留水Ｗ中の分解残渣物Ｄによる弁の詰まりを防止する。
【００３６】
熱交換器２１は、沈降槽２０で水分離処理した分解残渣物Ｄを、加熱乾燥機１８から排出される高温の水蒸気含有ガスＧと熱交換させて加熱（予熱）するものであり、沈降槽２０からの分解残渣物Ｄを受け入れる熱交換室２１ａの周部に蒸気室２１ｂを形成し、この蒸気室２１ａに加熱乾燥機１８からのガス送出路２８を接続してある。２１ｃは熱交換を促進するための伝熱フィンである。
【００３７】
また、熱交換室２１ａには、沈降槽２０から熱交換室２１ａへの導出弁２５、及び、熱交換室２１ａから加熱乾燥機１８への導出弁２９を閉じて熱交換室２１ａを密閉化した状態で、その熱交換室２１ａから排気ポンプ３０（真空ポンプ）により室内気を吸引排気して熱交換室２１ａの室内を低圧化する吸引路３１を接続してあり、これにより、加熱乾燥機１８からの排出高温ガスＧとの熱交換による加熱（予熱）と、排気ポンプ３０による低圧化とで室内分解残渣物Ｄからの水分蒸発を促進して、熱交換室２１ａから加熱乾燥機１８に送る分解残渣物Ｄの水分量を低下させる。
【００３８】
３２は蒸発室２１ｂにおいて分解残渣物Ｄとの熱交換で復水した水蒸気凝縮水を蒸発室２１ｂから排出するＵトラップ装備のドレン路、３３は蒸発室２１ｂに導入した高温の水蒸気含有ガスＧのうち非凝縮のガス分を蒸発室２１ｂから排出する排ガス路であり、この排ガス路３３への排出ガスと排気ポンプ３０による熱交換室２１ａからの排出気とは合流排ガス路３４を通じて排気ファン１３に導き、分離槽１からの排出空気Ａ’とともに脱臭装置で脱臭処理する。
【００３９】
加熱乾燥機１８は、熱交換器２１の熱交換室２１ａから供給される分解残渣物Ｄを、複数の攪拌翼３５の回転により攪拌しながら送出口３６へ向けて機体内移動させる過程で、機壁に装備の電気ヒータ３７により加熱して乾燥させる構造を採用してあり、その運転にあたっては、分解残渣物Ｄを１３０〜１７０℃の範囲内の温度に加熱して、分解残渣物Ｄ中に含まれる未分解物質や難分解物質もともに炭化させ、これにより、処理済残渣物Ｄとして均質でサラサラの炭屑状のものを送出口３６から得る。
【００４０】
３８ａ，３８ｂは加熱乾燥機１８内での処理物移動を調整する堰、３９は攪拌翼３５の駆動モータである。
【００４１】
なお、以上の処理において、各弁２３〜２５，２９の開閉操作、及び、排気ポンプ３０の発停は付帯の制御器（図示せず）が予め設定されたプログラムに従って自動的に行う。【００４２】
〔別の実施形態〕
次に別の実施形態を列記する。
【００４３】
加熱乾燥機での加熱温度は前記の如く１３０〜１７０℃が一般的に最適であるが、分解残渣物がそれに含まれる未分解物質や難分解物質とともに炭化する温度範囲であれば、生ごみの組成や要求される回収残渣物の組成によって、１３０〜１７０℃の範囲よりも低い加熱温度あるいは高い加熱温度を選定してもよい。
【００４４】
前述の実施形態では、流入弁２３の開閉操作により分解槽の槽内から分解残渣物の一部量を間欠的に取り出す方式を示したが、間欠的な取り出しに代え、分解槽の槽内から分解残渣物の一部量を連続的に取り出して加熱乾燥処理する方式を採ってもよく、分解槽での分解処理に並行して槽内の分解残渣物の一部量を連続的又は間欠的に取り出す抜取手段の具体的方式・構造は種々の構成変更が可能である。
【００４５】
処理対象の生ごみは、魚屑や野菜屑に限られるのではなく、例えば油滓や廃棄油を初めとする油脂類などであってもよく、また、食品ごみ以外のものであってもよく、混入する難分解物質以外の主組成が好気性菌による水中での分解が可能なものであれば、どのようなものも処理対象とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
装置の全体構成図
【図２】
散水具の構成図
【図３】
要部の拡大構成図
【符号の説明】
１                      分解槽
１８                    加熱乾燥機
２０，２３，２４，２５  抜取手段
２０                    沈降槽
２１                    熱交換器
２１ａ                  熱交換室
３０                    排気ポンプ
２３                    流入弁
２４                    排水弁
２５                    導出弁
Ｄ                      分解残渣物
Ｇ                      水蒸気含有ガス
Ｗ                      貯留水