(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ゴミを主とする廃棄物を浄化処理する廃棄物浄化処理装置において、
廃棄物を粉砕して懸濁液を精製する前処理装置と、得られた懸濁液を加熱する加熱処理装置からなり、
前記前処理装置は、廃棄物を粉砕する石臼の下臼を水没させた状態に設置した懸濁液精製槽と、前記石臼で粉砕された廃棄物を前記懸濁液精製槽内の水に懸濁させて得られる懸濁液を一時的に貯留する懸濁液貯留槽とを備えると共に、当該懸濁液貯留槽に貯留された懸濁液の濾液又は上澄液を前記懸濁液精製槽に還流させる水循環系が形成され、
前記加熱処理装置は、前記懸濁液貯留槽から送液管を介して流入する懸濁液を加熱してこれに含まれている可溶物質を分解する分解反応室が、前記懸濁液貯留槽よりも低所に設置され、当該反応室で加熱処理された処理液を反応室内の圧力で上方に排出させる縦管が反応室の低面近傍から前記懸濁液貯留槽の液面より高い位置を通って処理液回収タンクに接続されたことを特徴とする廃棄物浄化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭、飲食店、食品販売加工業者などから出る野菜カスや魚類などの生ゴミを主とする廃棄物を浄化処理するための廃棄物浄化処理装置とそれに使用する浄化前処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家庭から出る野菜カスや魚類などの生ゴミは、それ自体は人工的なものではないので、環境を破壊するものとはならないため、流し台の排水口に設けたディスポーザと称する粉砕機により粉砕してそのまま下水へ流せるようにしたものが提案されている。
【０００３】
しかし、鳥の骨や貝殻などの硬いものを流してしまうとディスポーザが刃こぼれしたり、食品包装ラップやアルミホイルなどを流してしまうと刃にまとわりついて故障するという問題があるため、結局通常の可燃ゴミとして処理しているのが一般的である。
【０００４】
また、飲食店、八百屋、魚屋、食品加工業者、青果市場、魚市場などは、廃棄量が一般家庭とは比較にならないほど多いため、その一部は飼料などに再利用するために回収している。しかし、輸入飼料や安価に入手できるところから、生ゴミを再生して飼料にして販売しようとしても、回収費及び加工費が嵩んで商売にならないため撤退する業者も多く、結局、業者から出る生ゴミは産業廃棄物として処理しているのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ゴミ問題はいまや極めて深刻であり、このように自然に分解できる生ゴミまでを一般ゴミと同じように可燃ゴミや産業廃棄物として処理すると、その量は増えるばかりである。
【０００６】
また、野菜カスや魚類などの生ゴミは、時間さえたてば自然に分解されるのもであるから、土に埋めたり海に投棄しても環境を破壊するものとはならないが、現実には、量が増えれば分解しきれずに、悪臭の原因となったり、病原菌が繁殖する原因となる。
【０００７】
例えば、全家庭の生ゴミや食品取扱業者などから出る生ゴミの全てを粉砕して下水へ流すことを考えれば、下水処理施設の処理容量を軽くオーバーし河川及び海洋の環境破壊は避けられない。
【０００８】
なお、生ゴミのなかでも分解しやすいものだけを選別して回収することができれば、これを化学的に処理することはそれほど困難ではないが、現実には、分解し難い骨や貝殻、さらには、生ゴミ以外の割り箸や食品包装フィルムなどが混ざって回収されるため、その処理も容易ではない
【０００９】
そこで本発明は、生ゴミを主とする廃棄物を、そのまま廃棄しても環境汚染につながらない程度まで浄化処理することにより廃棄物の減量化・浄化処理の促進を図り、ひいては廃棄物による環境破壊を防止すること技術的課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、生ゴミを主とする廃棄物を浄化処理する廃棄物浄化処理装置において、廃棄物を含んだ懸濁液を精製する前処理装置と、得られた懸濁液を加熱する加熱処理装置からなり、前記前処理装置は、廃棄物を粉砕する石臼の下臼を水没させた状態に設置した懸濁液精製槽と、前記石臼で粉砕された廃棄物を前記懸濁液精製槽内の水に懸濁させて得られる懸濁液を一時的に貯留する懸濁液貯留槽とを備えると共に、当該懸濁液貯留槽に貯留された懸濁液の濾液又は上澄液を前記懸濁液精製槽に還流させる水循環系が形成され、前記加熱処理装置は、前記懸濁液貯留槽から送液管を介して流入する懸濁液を加熱してこれに含まれている可溶物質を分解する分解反応室が、前記懸濁液貯留槽よりも低所に設置され、当該反応室で加熱処理された処理液を反応室内の圧力で上方に排出させる縦管が反応室の低面近傍から前記懸濁液貯留槽の液面より高い位置を通って処理液回収タンクに接続されたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、分解し難い骨や貝殻、さらには、割り箸や食品包装フィルムなど混ざって回収された生ゴミが前処理装置の石臼で挽かれて粉砕される。
この石臼は、懸濁液精製槽内に下臼が水没した状態で設置されているので、柔らかいものはつぶされ、硬い骨や貝殻、さらには、割り箸なども、細かく粉状にされて粉砕されて、上臼と下臼の間から水中に溶出して懸濁液が精製される。
このとき、包装フィルムやホイルなどは細かく粉砕されず、引き千切られて、懸濁液中に浮遊するので、網目の粗い篩や籠などで簡単に除去できる。
【００１２】
この懸濁液が、懸濁液貯留槽に一時的に貯留されて、その濾液又は上澄液が水循環系を介して、石臼を設置した懸濁液精製槽に還流されるので、懸濁液を精製するための水を節約することができる。
【００１３】
前処理装置で精製された懸濁液は、懸濁液貯留槽よりも低所に設置された加熱処理装置の分解反応室へ流入する。
分解反応室で懸濁液の液面が縦管の開口部に達すると、内部空気が逃げ場を失って閉じ込められ、以後、分解反応室内の液量は増えずに、懸濁液は縦管内を懸濁液貯留槽の液面高さまで上昇する。
【００１４】
ここで分解反応室を２００〜３００℃に加熱すると、分解反応室内の懸濁液の量は僅かであるから、短時間で加熱され、その懸濁液に含まれる水が水蒸気になり、一部は酸素と水素に解離する。
そして、加熱された懸濁液が、高温下で、水蒸気、水素、酸素に曝され、懸濁液中の可溶物質が、加熱分解又は加水分解されて処理される。
【００１５】
分解反応室内にある水蒸気などの高温ガスは、縦管を通って順次排出されるが、分解反応室で突沸して一度に大量の高温ガスが縦管内に入ると、縦管内にたまっている処理液が吹き上げられ、縦管の頂点に達した処理液が排出される。
【００１６】
その結果、縦管内の液面が低下して懸濁液貯留槽の液面高さに対して水頭差を生ずるので、双方の液面位置が等しくなるまで、懸濁液貯留槽から分解反応室に懸濁液が供給され、分解反応室内の処理液が縦管内に押し上げられ、懸濁液貯留槽内の懸濁液が順次浄化され、１日４トンの懸濁液を浄化処理することができた。
【００１７】
また、処理液は、そのまま下水に流せる程度に浄化されているので、そのまま流すこともできるが、石臼内に投入された廃棄物と同じ重さの水分を下水に流し、残りは前処理装置の懸濁液精製槽内に還流させれば、水を循環させるだけで外部からほとんど供給することなく、不足分を補給する程度で生ゴミを主とする廃棄物の浄化処理を行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る廃棄物浄化処理装置を示す基本構成図、図２は石臼の刃の形状を示す断面図である。
【００１９】
本例の廃棄物浄化処理装置１は、一般家庭、飲食店、食品販売加工業者などから出る生ゴミを主とする廃棄物を浄化処理するもので、廃棄物を粉砕して懸濁液を精製する前処理装置２と、得られた懸濁液を加熱して浄化処理する加熱処理装置３からなる。
【００２０】
前処理装置２は、廃棄物を粉砕する石臼４の下臼４Ｌを完全に水没させると共に、上臼４Ｕを半没させた状態に設置した懸濁液精製槽５と、前記石臼４で粉砕された廃棄物を前記懸濁液精製槽５内の水に懸濁させて得られる懸濁液を一時的に貯留する懸濁液貯留槽６とを備えている。
【００２１】
石臼４は、図２に示すように、上臼４Ｕの刃７Ｕと、下臼４Ｌの刃７Ｌが、上臼４Ｕの回転方向に対して互いに逆目となるように目立てされ、硬いものでもより確実に粉砕できるようになっている。
【００２２】
この石臼４は、上臼４Ｕがモータ８により回転駆動されるように成され、生ゴミを投入すると、柔らかいものはつぶされ、硬い骨や貝殻、さらには、割り箸なども、細かく粉砕されて、上臼４Ｕと下臼４Ｌの間から水中に溶出して懸濁液が精製される。
また、包装フィルムやホイルなどは細かく粉砕されず、引き千切られて、懸濁液中に浮遊する。
【００２３】
懸濁液精製槽５と懸濁液貯留槽６はコック９ａが介装された貯留配管９で接続され、懸濁液貯留槽６の上面開口部に形成された分別籠１０を通して懸濁液が貯留槽６内に注ぎ込まれるようになっている。
したがって、石臼４で細かく粉砕された固形廃棄物は分別籠１０を通過して貯留槽６内に落とし込まれ、包装フィルムやホイルなど細かく粉砕されなかったものは分別籠１０に回収される。
【００２４】
懸濁液貯留槽６内には、濾過フィルタ１１で仕切られた濾液室１２が形成され、当該濾液室１２内の濾液をポンプ１３により還流配管１４を介して懸濁液精製槽５に還流させる水循環系１５が形成されている。
【００２５】
加熱処理装置３は、懸濁液貯留槽６から送液管１６を介して流入する懸濁液を加熱してこれに含まれている可溶物質を分解する分解反応室１７と、当該反応室１７で加熱処理された処理液を反応室１７内の圧力で上方に排出させる縦管１８と、当該縦管１８を介して排出された処理液を回収する処理液回収タンク１９を備えている。
【００２６】
分解反応室１７は、懸濁液貯留槽６よりも低所に設置され、送液管１６は、分解反応室１７の底面１７ａ又はその近傍で、縦管１８の開口部１８ａより低い位置に開口されて、コック１６ａを開くだけで、ポンプなどを使用することなく、水頭差により懸濁液が流入する。
【００２７】
また、分解反応室１７は、２００〜３００℃に加熱可能な電熱ヒータ２０を埋め込んだ有底円筒状のアルミ鋳造品で形成された容器本体２１Ａと、縦管１８が貫設される蓋体２１Ｂとで形成され、当該蓋体２１Ｂの周囲が容器本体２１Ａに気密に取り付けられている。
【００２８】
縦管１８は、分解反応室１７の底面１７ａの近傍から外部に連通するように立設されると共に、その頂点１８ｂが前記懸濁液貯留槽６より高い位置に達し、その先端１８ｃが下方に屈曲されて処理液回収タンク１９に接続されている。
【００２９】
なお、頂点１８ｂの高さは、懸濁液の加熱処理時間を左右し、懸濁液貯留槽６の液面に対して差が少ないと加熱処理時間が短くなり、処理量が増えるが浄化が不十分になるおそれがある。また、差が大きいと加熱処理時間が長くなり、浄化が進むがその分処理量が減るので、適当な高さに選定する。
【００３０】
処理液回収タンク１９は、有機物分解酵素を分泌する微生物の作用により処理液中に含まれる有機物を生物学的に処理する二次処理槽２２に接続されている。
この処理液中に含まれる有機物は、分解反応室１７で熱分解されたものと、熱分解されなかったものが含まれるが、いずれも、細かく粉砕されているので、微生物により生物学的に分解させる場合も、その処理速度が格段に速い。
【００３１】
また、二次処理槽２２には生物処理剤供給装置２３が備えられ、微生物と栄養剤を水飴上に固定した生物処理剤を水に溶解して活性化させたものを二次処理槽２２に定期的に投入するように成されている。
【００３２】
なお、処理液回収タンク１９に回収された処理液や、二次処理槽２２で生物処理が終了した処理液は、そのまま下水に捨てることができる程度に浄化されており、そのまま廃棄しても良いし、破線で示す還流配管２４，２５を介して前処理装置２の懸濁液精製槽５に還流させても良い。
【００３３】
以上が本発明の一例構成であって、次にその作用を説明する。
上臼４Ｕをモータ８により回転させながら、生ゴミを主とする廃棄物を投入すると、これが細かく粉砕されて、上臼４Ｕと下臼４Ｌの間から、懸濁液精製槽５内の水中に溶出して懸濁液が精製される。
【００３４】
このとき、上臼４Ｕの刃７Ｕと、下臼４Ｌの刃７Ｌが、上臼４Ｕの回転方向に対して互いに逆目となるように目立てされているので、骨や貝殻、さらには、割り箸などもの硬いものでも確実に粉砕される。
また、包装フィルムやホイルなどは細かく粉砕されず、引き千切られて、懸濁液中に浮遊する。
【００３５】
この懸濁液を懸濁液貯留槽６に送給すると、石臼４で細かく粉砕されなかった包装フィルムやホイルなどは分別籠１０に捕捉される。これらは熱処理することが困難であるので、一般ゴミとして廃棄すればよい。
【００３６】
また、石臼４で細かく粉砕されて水中に懸濁された生ゴミは分別籠１０を透過して懸濁液貯留槽６に一次貯留される。
なお、懸濁液を懸濁液貯留槽６に送給することにより、懸濁液精製槽５の液面が低下するが、懸濁液貯留槽６の濾液室１２からポンプ１３により還流配管１４を介して濾液を懸濁液精製槽５に還流させれば、新たな水を供給することもなく、水を節約することができる。
【００３７】
このようにして精製された懸濁液は、懸濁液貯留槽６よりも低所に設置された加熱処理装置３の分解反応室１７へ流入する。
分解反応室１７で懸濁液の液面が縦管１８の開口部１８ａに達すると、内部空気が逃げ場を失って閉じ込められ、以後、分解反応室１７内の液量は増えずに、懸濁液は縦管１８内を懸濁液貯留槽６の液面高さまで上昇する。
【００３８】
ここで分解反応室１７を２００〜３００℃に加熱すると、分解反応室１７内の懸濁液の量は僅かであるから、短時間で加熱され、その懸濁液に含まれる水が水蒸気になり、一部は酸素と水素に解離する。
そして、加熱された懸濁液が、高温下で、水蒸気、水素、酸素に曝され、懸濁液中の可溶物質が、加熱分解又は加水分解されて処理される。
【００３９】
縦管１８を上昇された未処理状態の懸濁液は温度が低いので、比重が重く、熱処理が進むにつれて、分解反応室１７内の処理済み懸濁液と入れ替わりながら、分解反応室１７及び縦管１８内の懸濁液が浄化処理される。
【００４０】
そして、分解反応室１７内にある水蒸気などの高温ガスは、縦管１８を通って順次排出されるが、分解反応室１７で突沸して一度に大量の高温ガスが縦管１８内に入ると、縦管１８内にたまっている処理液が吹き上げられ、縦管１８の頂点１８ｂに達した処理液が排出される。
【００４１】
その結果、縦管１８内の液面が低下して懸濁液貯留槽６の液面高さに対して水頭差を生ずるので、双方の液面位置が等しくなるまで、懸濁液貯留槽６から分解反応室１７に懸濁液が供給されると共に、分解反応室１７内の処理液が縦管１８内に押し上げられ、このようにして懸濁液貯留槽６内の懸濁液が順次浄化され、１日４トンの懸濁液を浄化処理できた
【００４２】
次いで、処理液回収タンク１９に回収された処理液を二次処理槽２２に送給し、生物処理させればさらに浄化される。
この処理液中に含まれる有機物は、分解反応室１７で熱分解されたものと、熱分解されなかったものが含まれるが、いずれも、石臼４で細かく粉砕されているので、微生物により生物学的に分解させる場合も、その処理速度が格段に速い。
【００４３】
このように加熱処理して処理液回収タンク１９に回収された処理液や、二次処理槽２２で生物処理が終了した処理液は、そのまま下水に捨てることができる程度に浄化されており、これを大量に流しても下水処理施設が処理不能に陥ったり、環境破壊につながることもない。
【００４４】
さらに、処理液を還流配管２４，２５を介して前処理装置２の懸濁液精製槽５に還流させることにより循環再利用するようにすれば、外部からほとんど水分を補給する必要のない浄化処理システムを構築できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、生ゴミを主とする大量の廃棄物から、浄化処理できない生ゴミ以外のものを除去し、生ゴミは下水に大量に流しても環境汚染につながらない程度まで浄化処理することができるので、これにより生ゴミの減量化・浄化処理の促進を図り、ひいてはゴミによる環境破壊を防止することができるという大変優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る廃棄物浄化処理装置を示す基本構成図。
【図２】石臼の刃の形状を示す断面図。
【符号の説明】
１………廃棄物浄化処理装置
２………前処理装置        ３………加熱処理装置
４………石臼              ４Ｌ……下臼
４Ｕ……上臼              ５………懸濁液精製槽
６………懸濁液貯留槽    １５………水循環系
１６………送液管          １７………分解反応室
１８………縦管            １９………処理液回収タンク
【図１】
0003718121.tif 000002
【図２】
0003718121.tif 000003