(57)【要約】【課題】残留農薬や重金属、有害化学物質、放射性核種などの有害物質を含む有機性廃棄物又は無機廃棄物を継続的に処理して無害化することが可能な有害廃棄物の処理方法、その処理方法に用いるコンポストの製造方法及び有害廃棄物の処理システムを提供する。【解決手段】有害物質を含む有機性廃棄物４を処理する方法であって、有機性廃棄物４を分解処理する有用微生物を含んだ菌床材１と、光合成細菌２と、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる微生物活性剤３と、有害物質を含む有機性廃棄物と４、を撹拌混合することを特徴とする。【選択図】図１
2014144440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害物質を含む有機性廃棄物を処理する有害廃棄物の処理方法であって、
前記有機性廃棄物を分解処理する有用微生物を含んだ菌床材と、
光合成細菌と、
珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる微生物活性剤と、
前記有害物質を含む有機性廃棄物と、を撹拌混合することを特徴とする有害廃棄物の処理方法。
【請求項２】
有害物質を含む有機性廃棄物を処理する有害廃棄物の処理方法であって、
微生物を担持する担体と、
光合成細菌を含み、前記有機性廃棄物を分解処理する有用微生物と、
珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる微生物活性剤と、
前記有害物質を含む有機性廃棄物と、を撹拌混合することを特徴とする有害廃棄物の処理方法。
【請求項３】
有害物質を含む無機廃棄物又は／及び有機性廃棄物を処理する有害廃棄物の処理方法であって、
光合成細菌を含む有用微生物によって有機性廃棄物を分解処理してコンポストを製造するコンポスト製造工程と、
前記コンポストと前記無機廃棄物又は／及び有機性廃棄物とを攪拌混合して有害廃棄物を処理する有害物質処理工程と、を有し、
前記コンポスト製造工程は、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる微生物活性剤と、微生物を担持する担体と、前記有用微生物と、前記有機性廃棄物と、を撹拌混合することを特徴とする有害廃棄物の処理方法。
【請求項４】
前記珪素含有溶質が、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰の群から選ばれる１又は２以上の物質からなる請求項１乃至３の何れか一項に記載の有害廃棄物の処理方法。
【請求項５】
前記酸溶媒が希塩酸からなる請求項１乃至４の何れか一項に記載の有害廃棄物の処理方法。
【請求項６】
前記酸溶媒が、酢酸、酢酸アンモニウム、塩化アンモニウムの群から選ばれる１又は２以上のゲル化抑止剤を含有してなる請求項１乃至５の何れか一項に記載の有害廃棄物の処理方法。
【請求項７】
前記担体又は前記菌床材が、籾殻又は米ぬかを含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の有害廃棄物の処理方法。
【請求項８】
前記有用微生物が、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母の群から選ばれる１又は２以上の微生物をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の有害廃棄物の処理方法。
【請求項９】
前記有害物質が放射性核種である請求項１乃至８の何れか一項に記載の有害廃棄物の処理方法。
【請求項１０】
請求項３乃至９の何れか一項に記載の有害廃棄物の処理方法に用いるコンポストを製造するコンポストの製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至９の何れか一項に記載の有害廃棄物の処理方法に用いる有害廃棄物の処理システムであって、
撹拌機能を備え、前記有害廃棄物を収容して処理する処理槽を有する有害廃棄物の処理システム。
【請求項１２】
前記処理槽が両端を閉口した円筒状体で形成され、回転軸を略水平方向に配置した前記円筒状体の外周に接触して前記円筒状体を回転駆動する駆動ローラを備えた請求項１１に記載の有害廃棄物の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、残留農薬や重金属、有害化学物質、放射性核種などの有害物質を含む有機性廃棄物又は無機廃棄物を処理する有害廃棄物の処理方法、その処理方法に用いるコンポストの製造方法及び有害廃棄物の処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
東日本大震災に伴う原発事故によって発生した放射能汚染では、原発周辺の土壌や河川などの汚染に留まらず、原発から遠く離れた都市部の下水処理場や焼却施設でも、汚泥や焼却灰から高い放射線が検出されている。事故を起こした原発の周辺では除染作業が行なわれているが、除染作業で出る廃棄物を始めとして、汚泥や焼却灰の処理についても有効な手段が見出せていない。
【０００３】
一方、ヒューミックシェールと呼ばれる古代植物堆積層から抽出される腐植物質（フルボ酸・フミン酸）が、放射性核種を収着結合して中和・無毒化するという研究結果も報告されている。また、フルボ酸やフミン酸などの腐植物質は、キレート機能を有し、残留農薬や重金属、有害化学物質、放射性核種など様々な有害物質と錯体を形成し、これらの有害物質を無害化するという研究結果も報告されている。
【０００４】
腐植物質を用いた放射性物質の処理方法について、特許文献１には、原子力施設における放射能物質を含む排水を無害化処理する方法が開示されている。特許文献１に記載の処理方法は、原子力施設から発生する放射性排水を固液分離し、放射性固形物質が除かれた排水を逆浸透膜濾過装置によってイオン化した溶解性放射性物質を含まない濾過水と、溶解性放射性物質が濃縮された濃縮水に分け、この濃縮水にフルボ酸を添加して、濃縮水中に溶存した放射性物質イオンとフルボ酸で錯体を形成させ、放射性物質イオンを生物吸収しない形態にして無害化するものである。
【０００５】
また、引用文献２には、放射性核種を含む広い範囲の重金属に対して高い吸着能力を示す光合成細菌を使用した環境浄化方法が開示されている。特許文献２に記載の環境浄化方法は、ロドバクラター・スファエロイデス（Rhodobacter sphaeroides）ＳＳＩ株を使用し、このＳＳＩ株が生産する細胞表面たんぱく質やＲＮＡの電気的吸引力を利用して環境中の重金属（特にＳｒ，Ｕ，Ｃｏなどの放射性核種）を吸着して回収するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２２５８１０号公報
【特許文献２】特開２００９−１７８０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
引用文献１及び引用文献２に記載の処理方法は、原子力施設内などの限られた環境において使用することはできるかもしれないが、原発事故によって広域に飛散した放射性核種を無害化し、又は回収することは困難であり、実際に使用されていない。
【０００８】
また、フルボ酸やフミン酸などの腐植物質は、人工的に合成することはできないとされており、一般には、ヒューミックシェールと呼ばれる古代植物堆積層から抽出することによって得られている。特に、フルボ酸は精製に長い時間を必要とするため、継続的に安定供給することが困難であり、残留農薬や重金属、有害化学物質、放射性核種などの有害物質の処理を大量且つ継続的に行うことができないという課題があった。
【０００９】
また、原発事故に伴う除染作業で出る廃棄物や下水処理場及び焼却施設から排出される汚泥及び焼却灰は、膨大な量になって保管場所の確保も困難なことから、これらの廃棄物に含まれる放射性核種の無害化処理と同時に廃棄物の減容化も望まれている。
【００１０】
そこで、本発明は、残留農薬や重金属、有害化学物質、放射性核種などの有害物質を含む有機性廃棄物又は無機廃棄物を継続的に処理して無害化することが可能な有害廃棄物の処理方法、その処理方法に用いるコンポストの製造方法及び有害廃棄物の処理システム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】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するために、有害物質を含む有機性廃棄物を処理する有害廃棄物の処理方法であって、前記有機性廃棄物を分解処理する有用微生物を含んだ菌床材と、光合成細菌と、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる微生物活性剤と、前記有害物質を含む有機性廃棄物と、を撹拌混合することを特徴とする有害廃棄物の処理方法を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、有害物質を含む有機性廃棄物を処理する有害廃棄物の処理方法であって、微生物を担持する担体と、光合成細菌を含み、前記有機性廃棄物を分解処理する有用微生物と、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる微生物活性剤と、前記有害物質を含む有機性廃棄物と、を撹拌混合することを特徴とする有害廃棄物の処理方法を提供するものである。
【００１３】
また、本発明は、有害物質を含む無機廃棄物又は／及び有機性廃棄物を処理する有害廃棄物の処理方法であって、光合成細菌を含む有用微生物によって有機性廃棄物を分解処理してコンポストを製造するコンポスト製造工程と、前記コンポストと前記無機廃棄物又は／及び有機性廃棄物とを攪拌混合して有害廃棄物を処理する有害物質処理工程と、を有し、前記コンポスト製造工程は、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる微生物活性剤と、微生物を担持する担体と、前記有用微生物と、前記有機性廃棄物と、を撹拌混合することを特徴とする有害廃棄物の処理方法を提供するものである。
【００１４】
また、本発明の有害廃棄物の処理方法は、前記珪素含有溶質が、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰の群から選ばれる１又は２以上の物質からなるものである。
【００１５】
また、本発明の有害廃棄物の処理方法は、前記酸溶媒が希塩酸からなるものである。
【００１６】
また、本発明の有害廃棄物の処理方法は、前記酸溶媒が、酢酸、酢酸アンモニウム、塩化アンモニウムの群から選ばれる１又は２以上のゲル化抑止剤を含有してなるものである。
【００１７】
また、本発明の有害廃棄物の処理方法は、前記担体又は前記菌床材が、籾殻又は米ぬかを含むことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の有害廃棄物の処理方法は、前記有用微生物が、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母の群から選ばれる１又は２以上の微生物をさらに含むことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の有害廃棄物の処理方法は、前記有害物質が放射性核種である。
【００２０】
また、本発明は、上記の有害廃棄物の処理方法に用いるコンポストを製造するコンポストの製造方法を提供するものである。
【００２１】
また、本発明は、上記の有害廃棄物の処理方法に用いる有害廃棄物の処理システムであって、撹拌機能を備え、前記有害廃棄物を収容して処理する処理槽を有する有害廃棄物の処理システムを提供するものである。
【００２２】
また、本発明の有害廃棄物の処理システムは、前記処理槽が両端を閉口した円筒状体で形成され、回転軸を略水平方向に配置した前記円筒状体の外周に接触して前記円筒状体を回転駆動する駆動ローラを備えたものである。
【００２３】
また、本発明は、有害廃棄物の処理システムにおいて、前記処理槽内に空気を送り込む送風手段を備えていてもよく、該送風手段が送風路に磁界を発生させる磁界発生手段と、磁界を発生させた送風路に電子を放射させる電子発生手段とを備えていてもよい。また、本発明は、前記コンポスト製造工程が、処理槽内に空気を送り込む送風手段を備えていてもよく、該送風手段が送風路に磁界を発生させる磁界発生手段と、磁界を発生させた送風路に電子を放射させる電子発生手段とを備えていてもよい。
【００２４】
また、前記磁界発生手段は、送風方向に磁界を発生させると共に、前記電子発生手段が送風方向に電子を放射させるように構成してもよい。本発明は、この磁界発生手段と電子発生手段によって、有用微生物が有機性廃棄物を分解するのに必要なエネルギーを供給することができ、セルロースを含む廃棄物や、グリストラップ汚泥、石油系高分子凝集剤を含んだ残留汚泥などの難分解性の有機性廃棄物も確実に分解処理することができ、非常に短時間で有機性廃棄物を分解処理して腐植物質を豊富に含むコンポストを製造することができる。
【００２５】
また、本発明は、前記光合成細菌が紅色細菌であるか、紅色細菌を含むことが好ましい。また、シアノバクテリアを付加することも望ましい。
【００２６】
また、本発明は、前記処理槽内に、２価の鉄イオン又は／及び１価の銅イオンを供給する水溶液、金属又は金属化合物を添加してもよい。
【００２７】
また、本発明は、前記処理槽内に、銅、亜鉛、マンガンの群から選ばれる１又は２以上の補助剤を添加してもよい。
【００２８】
また、本発明は、前記珪素含有溶質が前記珪素含有物質の熱融解点以下の温度で熱処理された前記微生物活性剤を用いることが好ましい。この珪素含有溶質は優れた酸溶解性を有するから、酸溶媒に溶解して安定した珪素ゾルとなり、菌床材や担体、処理対象の廃棄物と容易に混合することができる。
【００２９】
また、本発明は、前記アルカリ性物質が炭酸カルシウム又は石灰からなる前記微生物活性剤をもちいることが好ましい。この微生物活性剤は、珪素含有溶質がパウダー状となるから、酸溶媒への溶解性を向上させることができる。また、微生物活性剤は、珪酸溶液が豊富なカルシウムを含むことにより、有用微生物の増殖を促し、有用微生物が活性化した状態を維持することができる。
【００３０】
また、前記微生物活性剤は、前記珪素含有物質がマグネシウム又はマグネシウム化合物を含むことが好ましく、マグネシウム水溶液を添加したものでもよい。この微生物活性剤は、珪素含有物質がマグネシウム又はマグネシウム化合物を含むことにより、有用微生物の増殖を促進させる無機塩類を豊富に含むから、有用微生物のさらなる増殖を促し、有用微生物が活性化した状態を維持することができる。
【００３１】
また、前記微生物活性剤は、水酸化カルシウムを添加してｐＨを調整することが好ましい。水酸化カルシウムは、処理槽内を有用微生物が活性化し、増殖しやすいｐＨ値に調整することができると共に、有用微生物の増殖を促し、有用微生物を活性化するカルシウムを供給することができる。また、微生物活性剤は、水酸化カルシウムの水和熱によって処理槽内の温度を保つことができるから、ヒーター等の熱源が不要になり、有機性廃棄物の処理コストを大幅に低減することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の有害廃棄物の処理方法は、有害物質を含む有機性廃棄物を処理する有害廃棄物の処理方法であって、前記有機性廃棄物を分解処理する有用微生物を含んだ菌床材と、光合成細菌と、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる微生物活性剤と、前記有害物質を含む有機性廃棄物と、を撹拌混合することにより、珪素含有溶質を酸溶媒に溶解した珪素ゾルを含む微生物活性剤によって、有機性廃棄物の分解処理に用いられる有用微生物（光合成細菌や菌床材に含まれる微生物）を活性化することができると共に、珪素ゾルがゲル化すると多孔質状になって有用微生物を担持する担体として作用し、有用微生物の増殖を促して有用微生物が活性化した状態を維持することができるから、短時間で有機性廃棄物を分解処理することができる効果がある。
【００３３】
また、珪素ゾルがゲル化した珪素ゲルは、凝集効果を持ち、有機物をコロイド状態にして土を団粒化する。この団粒化した腐植物質などの物質は、ＣＥＣ陽イオン交換橋梁を高め、これにより、プラスイオン物質をより多く、より強く吸着することができる。この吸着されるプラスイオン物質（カルシウム、マグネシウムなど）は、微生物に必要なミネラルであり、微生物が活性化し、酵素を作るのに有効である。
【００３４】
また、本発明は、微生物活性剤によって活性された有用微生物が、有機性廃棄物を分解処理してフミン酸やフルボ酸などの腐植物質を豊富に含むコンポストに変えるから、有機性廃棄物に含まれる残留農薬や重金属、有害化学物質、放射性核種などの有害物質を吸収結合して無毒化することが可能な腐植物質を人工的に生成し、継続的に供給することができる。これにより、本発明の有害廃棄物の処理方法は、有機性廃棄物を分解処理して減容化すると同時に、様々な有害物質を無毒化することが可能なフミン酸やフルボ酸などの腐植物質を継続的に供給することができ、有機性廃棄物に含まれる有害物質を無毒化しつつ回収することができる効果がある。
【００３５】
また、フルボ酸は、人や生物に毒性を及ぼす様々な化学物質を吸着（吸収結合）する作用を有し、フルボ酸及びフミン酸は、放射性核種であるセシウム１３４、セシウム１３７、プルトニウム２３９、プルトニウム２４０、ウラン２３５、ウラン２３８、ストロンチウム９０などを吸収結合する作用を有し、これらの有害物質を無毒化することができる。
【００３６】
また、本発明の有害廃棄物の処理方法は、有害物質を含む有機性廃棄物を処理する有害廃棄物の処理方法であって、微生物を担持する担体と、光合成細菌を含み、前記有機性廃棄物を分解処理する有用微生物と、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる微生物活性剤と、前記有害物質を含む有機性廃棄物と、を撹拌混合することにより、珪素含有溶質を酸溶媒に溶解した珪素ゾルを含む微生物活性剤によって、光合成細菌を含み、有機性廃棄物の分解処理に用いられる有用微生物を活性化することができると共に、珪素ゾルがゲル化すると多孔質状になって有用微生物を担持する担体として作用し、有用微生物の増殖を促して有用微生物が活性化した状態を維持することができるから、短時間で有機性廃棄物を分解処理することができる効果がある。
【００３７】
担体としては、杉チップは多孔質であり、有用微生物が多孔質内に住み付くのに適している。また、もみ殻は、糖分を含み、珪酸マグネシウムも豊富に含んでいるから、有用微生物の栄養素としても作用する。
【００３８】
また、本発明は、微生物活性剤によって活性された有用微生物が、有機性廃棄物を分解処理してフミン酸やフルボ酸などの腐植物質を豊富に含むコンポストに変えるから、有機性廃棄物に含まれる残留農薬や重金属、有害化学物質、放射性核種などの有害物質を吸収結合して無毒化することが可能な腐植物質を人工的に生成し、継続的に供給することができる。これにより、本発明の有害廃棄物の処理方法は、有機性廃棄物を分解処理して減容化すると同時に、様々な有害物質を無毒化することが可能なフミン酸やフルボ酸などの腐植物質を継続的に供給することができ、有機性廃棄物に含まれる有害物質を無毒化しつつ回収することができる効果がある。
【００３９】
また、本発明の有害廃棄物の処理方法は、有害物質を含む無機廃棄物又は／及び有機性廃棄物を処理する有害廃棄物の処理方法であって、光合成細菌を含む有用微生物によって有機性廃棄物を分解処理してコンポストを製造するコンポスト製造工程と、前記コンポストと前記無機廃棄物又は／及び有機性廃棄物とを攪拌混合して有害廃棄物を処理する有害物質処理工程と、を有し、前記コンポスト製造工程は、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる微生物活性剤と、微生物を担持する担体と、前記有用微生物と、前記有機性廃棄物と、を撹拌混合することにより、コンポスト製造工程は、珪素含有溶質を酸溶媒に溶解した珪素ゾルを含む微生物活性剤によって、光合成細菌を含み、有機性廃棄物の分解処理に用いられる有用微生物を活性化することができると共に、珪素ゾルがゲル化すると多孔質状になって有用微生物を担持する担体として作用し、有用微生物の増殖を促して有用微生物が活性化した状態を維持することができるから、短時間で有機性廃棄物を分解処理してＣ／Ｎ比の高いコンポストを製造することができる効果がある。
【００４０】
また、コンポスト製造工程で製造されるコンポストにはフミン酸やフルボ酸などの腐植物質が豊富に含まれるから、有害物質処理工程は、フミン酸やフルボ酸などの腐植物質を豊富に含んだコンポストと有害廃棄物とを攪拌混合することによって、腐植物質が有害廃棄物に含まれる残留農薬や重金属、有害化学物質、放射性核種などの有害物質を吸収結合し、有害物質を無毒化しつつ回収することができる。本発明の有害廃棄物の処理方法は、コンポスト製造工程で腐植物質を豊富に含んだコンポストを製造し、このコンポストを用いて有害物質処理工程で有害廃棄物を処理するから、処理対象が有機物を含まない無機廃棄物であっても、様々な有害物質を無毒化することが可能なフミン酸やフルボ酸などの腐植物質を継続的に供給することができ、無機廃棄物又は／及び有機性廃棄物に含まれる有害物質を無毒化しつつ回収することができる効果がある。
【００４１】
また、本発明の有害廃棄物の処理方法は、前記珪素含有溶質が、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰の群から選ばれる１又は２以上の物質からなることにより、これらの珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して珪酸溶液を生成することができる。特に、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグは、有用微生物の増殖を促進させる無機塩類であるカルシウムとマグネシウムを豊富に含むことから、生成される珪酸溶液が有用微生物の増殖を促し、有用微生物が活性化した状態を維持することができる効果がある。
【００４２】
また、本発明の有害廃棄物の処理方法は、前記酸溶媒が希塩酸からなることにより、塩酸はカルシウムの溶解性が高く、中和すると塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）になるから安全無毒の微生物活性剤を生成することができる効果がある。
【００４３】
また、本発明の有害廃棄物の処理方法は、前記酸溶媒が、酢酸、酢酸アンモニウム、塩化アンモニウムの群から選ばれる１又は２以上のゲル化抑止剤を含有してなることにより、ゲル化抑止剤によって珪素ゾルのゲル化を抑止して安定したゾル状態を長期間維持することができるから、微生物活性剤の保管及び運搬が容易になる。また、これらのゲル化抑止剤は、処理槽内で有用微生物によって分解されるから、珪酸溶液がゲル化して多孔質状になり、有用微生物を担持する担体として作用する効果がある。
【００４４】
また、本発明の有害廃棄物の処理方法は、前記担体又は前記菌床材が、籾殻又は米ぬかを含むことにより、有用微生物にリン酸やミネラルを供給し、有用微生物が有機性廃棄物を分解する際に要するエネルギーを供給する効果がある。
【００４５】
また、本発明の有害廃棄物の処理方法は、前記有用微生物が、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母の群から選ばれる１又は２以上の微生物をさらに含むことにより、微生物活性剤によって活性化された有用微生物が、従来の微生物処理では分解処理が不能又は困難であったセルロースを含む廃棄物や、グリストラップ汚泥、石油系高分子凝集剤を含んだ残留汚泥の他、おから、ウサギ等の糞、鶏がらなど、難分解性の有機性廃棄物を分解処理することができる効果がある。
【００４６】
また、本発明の有害廃棄物の処理方法は、前記有害物質が放射性核種であることにより、光合成細菌を含む有用微生物が有機性廃棄物を分解処理するのに必要なエネルギーを、放射性核種から放射されるエネルギーによって得ることができるから、微生物活性剤を加え、放射性核種を含む有機性廃棄物と有用微生物を撹拌するだけで、有用微生物が短時間で有機性廃棄物を分解処理して腐植物質を生成することができる。また、放射性核種は、有機性廃棄物の分解処理過程で生成されるフミン酸やフルボ酸などの腐植物質によって無毒化して回収することができる効果がある。
【００４７】
また、本発明のコンポストの製造方法は、上記の有害廃棄物の処理方法に用いるコンポストを製造することにより、日常排出される有機性廃棄物から腐植物質を豊富に含んだコンポストを製造することができるから、有害廃棄物の処理に用いる大量のコンポストを継続的に供給することができる効果がある。
【００４８】
また、本発明の有害廃棄物の処理システムは、上記の有害廃棄物の処理方法に用いる有害廃棄物の処理システムであって、撹拌機能を備え、前記有害廃棄物を収容して処理する処理槽を有することにより、処理槽内において、有機性廃棄物を分解処理して減容化すると同時に、様々な有害物質を無毒化することが可能なフミン酸やフルボ酸などの腐植物質を継続的に供給することができ、有機性廃棄物に含まれる有害物質を無毒化しつつ確実に回収することができる効果がある。
【００４９】
また、本発明の有害廃棄物の処理システムは、前記処理槽が両端を閉口した円筒状体で形成され、回転軸を略水平方向に配置した前記円筒状体の外周に接触して前記円筒状体を回転駆動する駆動ローラを備えたことにより、円筒状体の処理槽自体が回転して内部に収容された廃棄物などを撹拌することができるから、大容量の処理槽であっても小さな駆動力で確実に撹拌することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の有害廃棄物の処理方法に用いる処理システムの一実施例を示す構成図。
【図２】その処理システムの他の実施例を示す構成図。
【図３】その処理システムの別の実施例を示す構成図。
【図４】その処理システムの処理槽の一実施例を示す断面図。
【図５】本発明の有害廃棄物の処理方法に用いるコンポスト製造装置の一実施例を示す構成図。
【図６】処理システムに用いるエネルギー供給装置の一実施例を示す構成図。
【図７】そのエネルギー供給装置の一実施例の要部を示す構成図。
【図８】そのエネルギー供給装置の他の実施例を示す構成図。
【図９】そのエネルギー供給装置の他の実施例の要部を示す構成図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明の実施の形態を図示する実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００５２】
本発明に係る有害廃棄物の処理方法は、有害物質を含む有機性廃棄物４を処理する方法であって、有機性廃棄物４を分解処理する有用微生物を含んだ菌床材１と、光合成細菌２と、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる微生物活性剤３と、有害物質を含む有機性廃棄物４と、を撹拌混合することを特徴とする。
【００５３】
図１は、本発明の有害廃棄物の処理方法に用いる処理システムの一実施例を示す構成図である。菌床１は、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母、放線菌、糸状菌、シアノバクテリア、活性汚泥菌などの有用微生物を用い、有機性廃棄物を分解処理して堆肥化したものである。本実施例では、有機性廃棄物として、ウサギの糞尿及びウサギが食べ残した餌を混ぜ合わせて脱水したものを用いた。
【００５４】
有用微生物は、夜明け前にヨモギの葉を刈り取り、このヨモギの葉に付着している微生物を培養したものを用いた。この有用微生物は、夜明け前に刈り取ったヨモギの葉に岩塩をふり掛けて押し蓋をし、その後、ヨモギの葉に廃糖蜜を加えて３８〜４０℃で一定期間培養して得られる。
【００５５】
菌床１の製造には、微生物を担持する担体としておが屑を用い、このおが屑と、米ぬかと、上記有用微生物と、ウサギの糞尿からなる有機性廃棄物を処理槽内に収容し、数日間撹拌することにより、有機性廃棄物が有用微生物によって堆肥化され、菌床１が得られる。なお、菌床１の製造方法は実施例に限定されるものではない。また、菌床１に含まれる有用微生物は、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母の群から選ばれる１又は２以上の微生物を含むものであることが好ましいが、これに限られるものではなく、光合成細菌を含んでいてもよい。
【００５６】
本実施例では、光合成細菌２として紅色細菌（Proteobacteria）を用いた。紅色細菌の例として、アルファプロテオバクテリア、ベータプロテオバクテリア、ガンマプロテオバクテリアが挙げられる。入手の容易性や研究の蓄積があることから、Rhodopseudomonas（ロドシュードモナス）属、Rhodospirillum（ロドスピリウム）属、Rhodobacter（ロドバクター）属、Ectothiorhodospira（エクトチオロドスピラ）属が例示でき、特に、Rhodobacter sphaeroides、Rhodobacter capsulatus、Rhodospirillum rubrum、Rhodopseudomonas palustris、Ectothiorhodospira shaposhnikovii (Ectothiorhodospira vacuolata)、Ectothiorhodospira mobilis、Ectothiorhodospira halophilaを用いることができる。
【００５７】
これらの入手可能な菌株として、Rhodobacter sphaeroidesについてはＳ株、ＩＬ１０６株、ＩＦＯ１２２０３株、ＫＡ３８株、ＮＲ３株、ＡＴＣＣ１７０２３株、ＮＩ１７株、ＮＩ２０株、Ｐ２株、ＭＣ９Ｒ株を例示でき、Rhodobacter capsulatusについてはＭＳ９Ｒ株を例示でき、Rhodospirillum rubrumについてはＧ−９ＢＭ株、ＩＦＯ３９８６株を例示でき、Rhodopseudomonas palustrisについてはＡＴＣＣ１７００１株、ＳＡ３７株、ＮＩＶ２株、ＤＩＩＩ４株を例示でき、Ectothiorhodospira shaposhnikovii (Ectothiorhodospira vacuolata)については、１４５１株、ＡＴＣＣ３１７５１株を例示でき、Ectothiorhodospira mobilisについてはＮＩ８株を例示でき、Ectothiorhodospira halophilaについては、Ｈ１６株を例示できるが、これらに限定されるものではない。また、光合成細菌２は、各種の微生物を一種類以上、含めばよく、複数種の混合物であってもよい。
【００５８】
また、光合成細菌３は、好気下で活動できる紅色非硫黄細菌が好ましく、油脂や澱粉等の有機物を好んで分解し、臭気の元になる硫化水素やアンモニアなども分解して悪臭を消滅させることができる。
【００５９】
微生物活性剤３は、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる。この珪素含有溶質には、入手が容易なものとしてセメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰等、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理された生成物を用いることができる。これらの珪素含有溶質は、主成分である珪素及びカルシウムの他に、鉄やマグネシウムを含むから、有用微生物を活性化させることができる。本実施例では、珪素含有溶質には、珪素の含有率が高いシリカセメント（珪素とカルシウムの重量比で４：６）を用い、さらに粘土を加えて珪素含有物質の熱融解点以下の温度（１３００℃）で熱処理している。これにより、珪素含有溶質は、上述した珪素、カルシウム、鉄、マグネシウムの他に、硫黄やマンガン、ホウ素、銅、亜鉛、モリブデンなどの微量要素を含み、有用微生物にとって好適な微生物活性剤を生成することができる。
【００６０】
本実施例では、酸溶媒として塩酸（ＨＣｌ）を用い、上記珪素含有溶質を３３％濃度の塩酸に飽和するまで溶解させている。塩酸（ＨＣｌ）は、カルシウムの溶解性が高く、中和すると塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）となり安全無毒であるから、酸溶媒として塩酸を用いることが好ましい。また、酸濃度に対する珪素の溶解度は一定であり、液体容積に分散する珪素ゾル密度も一定の水空隙の中でしかゾル状態の安定を保つことができないことから、酸溶媒として塩酸を希釈した希塩酸を用い、特に、３倍〜７倍に希釈した希塩酸を用いることが好ましい。なお、酸溶媒は、塩酸（ＨＣｌ）に限られるものではなく、他の酸溶液を用いることも可能である。
【００６１】
また、酸溶媒は、酢酸（Ｃ２Ｈ４Ｏ２）をゲル化抑止剤として含有してある。酸溶媒は、ゲル化抑止剤として酢酸（Ｃ２Ｈ４Ｏ２）を含有することにより、酢酸のｐＨ緩衝作用とゾル、コロイドの収斂性によって、酢酸の滴加量を調整して珪素ゾルのゲル化を抑止することができる。また、酢酸などの有機酸は、紅色細菌の絶好の基質であるから、ゲル化抑止剤として酢酸を用いることにより、有用微生物をさらに活性化させることができる。
【００６２】
微生物活性剤３は、処理槽１１内に収容されると、ゲル化抑止剤が光合成細菌２を含む有用微生物によって分解されるから、珪素ゾルがゲル化して多孔質状になり、有用微生物を担持する担体としても作用することができる。なお、酢酸アンモニウム（ＣＨ３ＣＯＯＮＨ４）又は塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）を希塩酸に加えた混酸によっても、酢酸と同様に珪素ゾルのゲル化を抑止することができる。
【００６３】
図４は、本発明の有害廃棄物の処理方法に用いる処理システムの処理槽の一実施例を示す断面図である。処理システム１０は、菌床１、光合成細菌２及び微生物活性剤３を収容する処理槽１１と、処理槽１１内に収容された収容物を撹拌する撹拌機構１２とから構成されている。処理槽１１は、両端を閉口した円筒状体で形成され、円筒状体の回転軸が略水平方向になるように配置してある。撹拌機構１２は、円筒状体の外周に接触して設けられ、処理槽１１を回転駆動する駆動ローラ１３及び処理槽１１の回転に従動する従動ローラ１４と、駆動ローラ１３を回転駆動する駆動モータ１５とから構成されている。処理槽１１には、菌床材１、光合成細菌２、微生物活性剤３及び有害物質を含む有機性廃棄物４を投入し、且つ、処理後の廃棄物を排出するための扉を設けてある。
【００６４】
処理槽１１には、菌床材１、光合成細菌２、微生物活性剤３及び有害物質を含む有機性廃棄物４が収容されており、処理槽１１の回転に伴って撹拌される。撹拌機構１２は、処理槽１１を毎分１〜２回転させるように構成してあることが好ましい。また、処理槽１１内には、処理槽１１と相対的に回転する撹拌爪を設けて、処理槽１１の内面に付着した菌床１や有機性廃棄物４を掻き落とすように構成してもよい。
【００６５】
［比較例］
図１に示す本実施例において、放射性核種セシウム１３４、セシウム１３７を含む汚泥を処理して放射線量の変化を測定した。本実施例は、ウサギの糞尿を含む有機性廃棄物をヨモギの葉に付着している微生物を培養した有用微生物で分解処理して製造した菌床１０〜１５ｋｇに対して、微生物活性剤１５０ｍＬ（ミリリットル）と、光合成細菌の培養液１００ｍＬと、塩化第二鉄溶液１００ｍＬを混ぜて散布した。一方、比較例は、牛の糞尿を含む有機性廃棄物をヨモギの葉に付着している微生物を培養した有用微生物で分解処理して製造した菌床のみを用いた。
【００６６】
【表１】
2014144440.tif 000003
【００６７】
汚泥の処理は、福島県二本松市岩代せせらぎセンター内の集落排水処理場から排出された汚泥を用い、同排水処理場内にて２０１３年１月７日から１０日までの４日間行った。処理前の汚泥の放射線量は、セシウム１３７が２，６７０Ｂｑ／ｋｇ、セシウム１３４が１，４９０Ｂｑ／ｋｇで、合計は４，１６０Ｂｑ／ｋｇであった。放射線量の測定には、ＡＴＯＭＴＥＸ社製の計測器をしようした。比較実験は、それぞれの菌床６ｋｇに対して汚泥２ｋｇを混入し、１０Ｌの処理槽（撹拌機構付）にて撹拌を行った。比較実験の結果を表１に示す。
【００６８】
菌床と汚泥を混合した状態において、処理前の放射線量は、セシウム１３４とセシウム１３７の合計で何れも２，２００Ｂｑ／ｋｇ程度であった。処理槽内において、２４時間処理を行った後の放射線量は、比較例が合計で２，６７０Ｂｑ／ｋｇであったのに対し、本実施例は合計で１，７７０Ｂｑ／ｋｇとなった。このことは、汚泥が菌床に含まれる有用微生物によって分解されて重量が減ったため、比較例では単位重量当たりの放射線量が４７０Ｂｑ／ｋｇだけ上昇したことを示している。一方、本実施例は、汚泥が分解されて重量が減ったにも関わらず、単位重量当たりの放射線量が４７０Ｂｑ／ｋｇだけ減少している。このことは、本実施例では、放射性核種セシウム１３４、セシウム１３７が無害化されていることを示している。
【００６９】
その後、本実施例と比較例ともに、更に汚泥のみを２ｋｇずつ追加して、４８時間処理を継続して行った。処理後の放射線量は、比較例が合計で３，６１０Ｂｑ／ｋｇ（４８時間で６４０Ｂｑ／ｋｇ増）であったのに対し、本実施例は合計で２，１５０Ｂｑ／ｋｇ（４８時間で４２０Ｂｑ／ｋｇ減）となった。本実施例は、最終重量が６．１ｋｇであり、最初に投入した菌床の重量と略同じであるから、投入した汚泥の大半を分解して減容化しつつ、放射性核種セシウム１３４、セシウム１３７を無害化している。また、本実施例は、処理槽内に有機性廃棄物を投入することにより、微生物が活性化した状態を維持して放射性核種の無害化能力を持続できることが分かった。
【００７０】
放射性核種セシウム１３４、セシウム１３７は、崩壊時にガンマ線を放出し、物質をプラスイオン物質とマイナスイオン物質に分けるが、本発明の有害廃棄物の処理方法は、その分離したイオン物質も吸着して、微生物にとって有用な酵素を作り出していると考えられる。また、フミン酸及びフルボ酸は、マイナスに帯電しているから、放射性核種セシウム１３４、セシウム１３７などのプラスイオン物質を吸着し、キレート化して錯体を形成していると考えられる。
【実施例２】
【００７１】
本発明に係る有害廃棄物の処理方法は、有害物質を含む有機性廃棄物４を処理する方法であって、微生物を担持する担体５と、光合成細菌２を含み、有機性廃棄物４を分解処理する有用微生物１と、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる微生物活性剤３と、有害物質を含む有機性廃棄物４と、を撹拌混合することを特徴とする。
【００７２】
図２は、本発明の有害廃棄物の処理方法に用いる処理システムの他の実施例を示す構成図である。有用微生物１は、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母、放線菌、糸状菌、シアノバクテリア、活性汚泥菌などを用い、光合成細菌２を含んでいる。本実施例では、光合成細菌２として紅色細菌（Proteobacteria）を用いた。紅色細菌の例は、実施例１において説明したとおりである。
【００７３】
微生物活性剤３は、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる。本実施例では、珪素含有溶質には、珪素の含有率が高いシリカセメント（珪素とカルシウムの重量比で４：６）を用い、さらに粘土を加えて珪素含有物質の熱融解点以下の温度（１３００℃）で熱処理している。酸溶媒には、塩酸（ＨＣｌ）を用い、上記珪素含有溶質を３３％濃度の塩酸に飽和するまで溶解させている。また、酸溶媒は、酢酸（Ｃ２Ｈ４Ｏ２）をゲル化抑止剤として含有してある。
【００７４】
また、珪素含有溶質としては、入手の容易な普通セメント（ポルトランドセメント）を用いることもできる。また、珪素含有溶質には、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰の群から選ばれる２以上の物質を混合して用いることも可能である。普通セメントは、表１に示すように、有用微生物の増殖を促進させる無機塩類であるマグネシウムとカルシウムを豊富に含むから、珪素含有溶質として普通セメントを用いることが好ましい。また、二酸化珪素を６０％以上含有する天然のシリカ質混合材とポルトランドセメントを混合して珪素の含有率を高めたシリカセメントを用いることがより好ましい。
【００７５】
【表２】
2014144440.tif 000004
【００７６】
また、珪素含有溶質は、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し、珪素含有物質の熱融解点以下の温度で熱処理されたものを用いることが更に好ましい。この珪素含有溶質は、優れた酸溶解性を有するから酸溶媒に溶解して安定した珪素ゾルとなり、担体や処理対象の廃棄物と容易に混合することが可能になる。
【００７７】
珪素含有物質は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）等の珪素化合物を含有する天然の土類若しくは岩石、又はそれらを含む加工製品からなる。また、珪素含有物質は、バチルス属細菌など有用微生物の増殖を促すためにマグネシウムを含有しているものが好ましい。珪素含有物質には、例えば、表１に示すように、二酸化珪素の含有率が高く、酸化鉄（ＦｅＯ３）と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を含有する伊武部白土（沖縄県伊武部地方の土類）を用いることができる。
【００７８】
アルカリ性物質は、珪素含有物質を酸溶解性に変えるために混合してあり、実施例では、アルカリ性物質として炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）又は石灰を珪素含有物質に混ぜ合わせて熱処理してある。これにより、生成される珪素含有溶質がパウダー状となり、酸溶媒への溶解性が向上すると共に、有用微生物の増殖を促進させる無機塩類であるカルシウムを含ませることができる。この熱処理は、珪素含有物質の熱融解点以上の温度で行うとガラス状となり溶解性が低下することから、珪素含有物質の熱融解点以下の温度で行うことが好ましい。珪素含有物質が、表１に示す伊武部白土（沖縄県伊武部地方の土類）の場合には、伊武部白土の熱融解点である約１３００℃以下の任意の温度で行い、熱融解点に近い１１５０〜１２５０℃で熱処理することが好ましい。
【００７９】
また、珪素含有溶質には、水酸化カルシウムを主成分とし、二酸化珪素を含有するカーバイドスラリーを、８００℃〜１３００℃で焼成したものを使用することも可能である。
【００８０】
また、微生物活性剤３には、マグネシウム水溶液を加えてあることが好ましい。マグネシウムは、アルカリ性物質として添加されるカルシウムと共に、有用微生物の増殖を促進させる無機塩類であるから、有用微生物のさらなる増殖を促し、有用微生物が活性化した状態を維持することができる。
【００８１】
本実施例において、処理対象によってｐＨ調整が必要な場合には、処理槽１１内にｐＨ調整剤として、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）を収容してある。処理槽１１内は、水酸化カルシウムの水和熱によって、温度を約４０〜５０℃に保つことができる。なお、ｐＨ調整剤には、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）又は石灰等のアルカリ剤を用いることも可能であるが、水和熱を利用することができることから、水酸化カルシウムを用いることが好ましい。
【００８２】
本実施例では、処理槽１１内に、担体として籾殻を収容してある。籾殻は、豊富な二酸化珪素（ＳｉＯ２）と少量のアルカリ元素を含み、形状及び大きさが担体として好適であり、有用微生物を活性化することができる。特に、バチルス属細菌は、珪素によって活発化し、蛋白質、澱粉、油脂やアンモニア等の分解性に優れており、担体として籾殻を使用することが好ましい。なお、処理槽１１内に収容される担体は、籾殻に限られるものでなく、適切な大きさに加工した木質チップ材や、微生物の増殖を妨げない素材で形成された多孔質剤を使用することもできる。他の構成は、実施例１の構成と同じである。
【実施例３】
【００８３】
本発明に係る有害廃棄物の処理方法は、有害物質を含む無機廃棄物４又は／及び有機性廃棄物４を処理する方法であって、光合成細菌２を含む有用微生物によって有機性廃棄物２３を分解処理してコンポスト１を製造するコンポスト製造工程と、コンポスト１と無機廃棄物４又は／及び有機性廃棄物４とを攪拌混合して有害廃棄物を処理する有害物質処理工程と、を有し、コンポスト製造工程は、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる微生物活性剤３と、微生物を担持する担体５と、有用微生物と、有機性廃棄物２３と、を撹拌混合することを特徴とする。
【００８４】
図３は、本発明の有害廃棄物の処理方法に用いる処理システムの別の実施例を示す構成図である。本実施例は、コンポスト製造工程が、微生物活性剤３と微生物を担持する担体５と有用微生物と有機性廃棄物２３を撹拌混合するから、微生物活性剤３によって光合成細菌２を含む有用微生物を活性化することができる。すなわち、コンポスト製造工程は、短時間で有機性廃棄物２３を分解処理してＣ／Ｎ比の高いコンポスト１を製造することができると共に、フミン酸やフルボ酸などの腐植物質を豊富に含んだコンポスト１を製造することができる。
【００８５】
本実施例は、フミン酸やフルボ酸などの腐植物質を豊富に含んだコンポスト１をコンポスト製造工程から継続的に供給し、有害物質処理工程において、コンポスト１と有害廃棄物４とを攪拌混合して処理するから、有害廃棄物４が無機廃棄物又は有機物の含有量が少ない廃棄物であっても、残留農薬や重金属、有害化学物質、放射性核種などの有害物質を無毒化することが可能になる。
【００８６】
すなわち、本実施例では、プルシアンブルー等の吸着材によって吸着した放射性核種を無毒化することも可能になる。また、本実施例に使用する微生物活性剤は、優れた凝集性能を有するから、汚染水の処理においてプルシアンブルー等の吸着材を素早く凝集沈殿させることができ、その沈殿物の処理も可能になる。
【００８７】
コンポスト製造工程で処理する有機性廃棄物２３は、有機物を多く含むものであれば種類は問わないが、有用微生物に分解エネルギーを与える作用を促すＡＴＰの構成要素であるリン酸を豊富に含み、日常的に多量に排出される生物の糞尿や下水道汚泥を用いることが好ましい。
【００８８】
有用微生物は、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母、放線菌、糸状菌、シアノバクテリア、活性汚泥菌などを用い、光合成細菌２を含んでいる。本実施例では、光合成細菌２として紅色細菌（Proteobacteria）を用いた。紅色細菌の例は、実施例１において説明したとおりである。有用微生物は、処理槽２１に収容する前に、処理対象となる有機性廃棄物と同等の有機物を与えて培養してあることが好ましい。これにより、処理対象となる有機性廃棄物の分解に適した微生物が優占種となり、有機性廃棄物の処理時間を短縮することができる。
【００８９】
微生物活性剤３は、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して得られる。本実施例では、珪素含有溶質には、珪素の含有率が高いシリカセメント（珪素とカルシウムの重量比で４：６）を用い、さらに粘土を加えて珪素含有物質の熱融解点以下の温度（１３００℃）で熱処理している。酸溶媒には、塩酸（ＨＣｌ）を用い、上記珪素含有溶質を３３％濃度の塩酸に飽和するまで溶解させている。また、酸溶媒は、酢酸（Ｃ２Ｈ４Ｏ２）をゲル化抑止剤として含有してある。微生物活性剤の構成は、実施例１及び実施例２と同様である。
【００９０】
本実施例では、処理槽１１内に、担体として籾殻を収容してある。籾殻は、豊富な二酸化珪素（ＳｉＯ２）と少量のアルカリ元素を含み、形状及び大きさが担体として好適であり、有用微生物を活性化することができる。特に、バチルス属細菌は、珪素によって活発化し、蛋白質、澱粉、油脂やアンモニア等の分解性に優れており、担体として籾殻を使用することが好ましい。なお、処理槽１１内に収容される担体は、籾殻に限られるものでなく、適切な大きさに加工した木質チップ材や、微生物の増殖を妨げない素材で形成された多孔質剤を使用することもできる。
【００９１】
図５は、本発明の有害廃棄物の処理方法に用いるコンポスト製造装置の一実施例を示す構成図である。コンポスト製造装置は、微生物を担持する担体５を収容し、有機性廃棄物２３を微生物により分解させる処理槽２１と、処理槽２１内に設けられ、担体５と有機性廃棄物２３を攪拌混合する攪拌機構２２と、処理槽２１内に空気を送り込む送風手段４０と、送風手段４０に設けられ、処理槽２１内に有機性廃棄物２３の分解エネルギーを供給するエネルギー供給手段３０と、処理槽２１から排出される排気を脱臭する脱臭手段５０と、を備えている。
【００９２】
処理槽２１は、下部が半円筒状を成して有機性廃棄物２３の収容部を形成し、上部が断面台形状を成して屋根部を形成してある。処理槽２１の屋根部には、開口部を設けて、有機性廃棄物２３を投入するための投入口２６を形成してある。この投入口２６には、開口部を開閉可能な開閉蓋を設けてある。また、処理槽２１の底部には、開口部を設けて、処理槽２１内の被処理物を排出するための排出口を形成してある。この排出口には、処理槽２１の底部形状に沿って形成され、排出口を形成する開口部を密閉可能に開閉する開閉蓋を設けてある。
【００９３】
攪拌機構２２は、処理槽２１内に回転可能に設けた攪拌軸と、この攪拌軸に放射状に立設した複数の攪拌アーム２５と、これらの攪拌アーム２５の夫々の先端部に設けた攪拌爪とからなる。攪拌アーム２５は、攪拌軸の軸方向に一定間隔で、且つ、攪拌軸の軸周り方向に１２０°ずつずらして立設してある。攪拌爪２５は、回転方向に開いた断面Ｖ字状を成し、処理槽２１内に収容される担体５及び有機性廃棄物２３などを攪拌混合することができるように形成してある。
【００９４】
図５において、２４は攪拌機構２２の撹拌軸を回転駆動する駆動モータである。攪拌軸は、軸受によって処理槽２１の半円筒状の収容部の中心軸に沿って回転自在に軸支されている。本実施例の場合、攪拌アーム２５の回転数は３〜１０ｒｐｍが好ましく、５ｒｐｍが最も好ましい。攪拌アーム２５の回転数が２０ｒｐｍ以上では、送風手段４０により送り込まれる空気によって処理槽２１内の収容物が冷やされて、処理槽２１内の温度が低下し、有用微生物による有機性廃棄物の分解能力が低下するために、好ましくない。また、攪拌アーム２５の回転数が１ｒｐｍ以下では、処理槽２１内に収容された担体５及び有機性廃棄物２３などの攪拌が不十分となり、有用微生物による有機性廃棄物の分解能力が低下するために、好ましくない。
【００９５】
なお、処理槽２１及び攪拌機構２２は、図５に示される構成に限られるものでなく、図４に示す構成のものを採用することも可能である。
【００９６】
図５に示す実施例において、送風手段４０は、処理槽２１内に空気を送り込む送風路４１と、この送風路４１に設けたブロワ４２と、処理槽２１内に槽の長手方向に配設された給気管４４とから構成してある。給気管４４は、処理槽２１の下部に、槽外に向かって突出して配設してある。給気管４４の側面には、一定間隔で給気口４５を設けてあり、攪拌機構２２の回転方向に向かって処理槽２１内に均一に給気することができるように構成してある。給気管４４の中央には、送風路４１を接続してあり、ブロワ４２によって給気管４４に空気が送り込まれるようにしてある。
【００９７】
本実施例において、送風手段４０は、処理槽２１の上部から空気を取り出して送風路４１に送り込み、処理槽２１内に送り込まれる空気の全部又は一部を循環させる循環路４３を備えている。送風手段４０は、処理槽２１内に送り込まれる空気の全部又は一部を循環させることにより、処理槽２１内の温度が低下するのを防ぎ、有用微生物による有機性廃棄物の分解能力が低下するのを防止している。また、送風手段４０は、外気取込手段を備えており、外気を取り込むことにより、処理槽２１内を好気状態に維持することができるようにしてある。なお、送風手段４０は、循環路４３を設けない構成にすることも可能である。
【００９８】
本実施例において、エネルギー供給手段３０は、送風路４１に設置してあり、処理槽２１内に有機性廃棄物２３の分解エネルギーを供給することができるように構成してある。エネルギー供給手段３０は、処理槽２１内に空気を送り込む送風路４１と、送風路４１内に磁界を発生させる磁界発生手段と、送風路４１内に電子を放射させる電子発生手段とからなる。
【００９９】
図６に示すように、送風路４１は、ブロワ４２の下流側で２本に分岐してある。エネルギー供給手段３０は、ブロワ４２に隣接して、分岐された送風路４１，４１の双方に設置してある。また、エネルギー供給手段３０の排出側は、処理槽２１に配設した給気管４４に接続してあり、分解エネルギーを効率よく処理槽２１内に供給することができるようにしてある。
【０１００】
図６及び図７に示すように、磁界発生手段は、送風路４１を形成する送気管３２ａの周囲に円周方向に沿って送風方向と直交する方向に巻き回した電磁コイル３３と、電磁コイル３３に直流電流を供給する電流供給機構３７とからなる。電流供給機構３７は、送風方向と同方向に（風上側がＮ極，風下側がＳ極となる）静磁界を発生させる向きで、電磁コイル３３に直流電流を供給している。実施例において、電流供給機構３７は、９Ｖ−３Ａの直流電流を電磁コイル３３に供給している。なお、磁界発生手段により生じる磁界は、風上側をＳ極、風下側をＮ極とすることも可能である。
【０１０１】
送気管３２ａは、非導電性の合成樹脂により形成してあり、電磁コイル３３を巻き回した送気管３２ａの内周には、銅、アルミニウム、スズ、真鍮、亜鉛、チタンなど、熱伝導性のよい非磁性体金属で形成された非磁性管３１を設けてある。非磁性管３１は、放熱により電磁コイル３３の過熱を抑制すると共に、処理槽２１に供給する空気を加熱することができる。本実施例では、非磁性管３１は、アルミニウム又はチタンで形成してある。
【０１０２】
電磁コイル３３の外周には、温度センサ３５を配置してある。温度センサ３５は、電磁コイル３３の温度が所定温度以上に上昇したときに、電流供給機構３７の電流を遮断するようにしてある。実施例では、温度センサ３５は、７０℃以上で電流供給機構３７の電流を遮断して、電磁コイル３３が過熱するのを防止している。
【０１０３】
電子発生手段は、送気管３２ａ内において、送風方向に対向して設けた放電極３２ｂと対極３２ｃとからなる。放電極３２ｂは、送風方向に対して垂直に配置した棒状の電極からなり、磁界発生手段の上流に設置してある。対極３２ｃは、酸化チタンで形成され、放電極３２ｂと平行に配置した棒状体からなり、磁界発生手段の下流側に隣接して設置してある。放電極３２ｂは高圧電源３８に接続され、対極３２ｃは接地してある。
【０１０４】
高圧電源３８は、放電極３２ｂと対極３２ｃとの間に３０ｋＶの直流電圧を印加して、放電極３２ｂから対極３２ｃに向かって、送風方向と同方向（静磁界と同方向）に電子を放射させることができるように構成してある。放電極３２ｂの周囲には、絶縁体３４を挿入してあり、放電極３２ｂからの漏電を防止している。電子発生手段は、放電極３２ｂと対極３２ｃ間の電圧が低いと電子が充分に発生しないことから、高圧電源３８は、放電極３２ｂと対極３２ｃとの間に５ｋＶ以上の電圧を印加できることが好ましい。
【０１０５】
なお、放電極３２ｂは、送気管３２ａ内に針先を送風方向に向けて配置した放電針により形成することも可能である。また、対極３２ｃは、触媒作用によって活性酸素の生成を促進することができるから、酸化チタンで形成してあることが好ましいが、銅又は銅合金で形成することもでき、導体であれば他の素材で形成することも可能である。
【０１０６】
放電極３２ｂから対極３２ｃに向かって放射された電子は、電磁コイル３３内の静磁界によって、電子スピンの向きが一定の方向に揃えられる共に、静磁界と電子の運動方向のズレにより、螺旋運動をしながら静磁界の磁力線に沿って進む。
【０１０７】
ブロワ４２は、送風路４１によってエネルギー供給手段３０に大量の空気を送り、エネルギー供給手段３０で生成されるスーパーオキシドアニオン（Ｏ２−）を処理槽２１内に送風するようにしてある。電磁コイル３３内に送られる酸素分子は、基底状態の三重項酸素（３Ｏ２）であり、２個の不対電子を有している。この三重項酸素（３Ｏ２）は、電磁コイル３３内の静磁界によって、分子内の電子スピン方向が一定の方向に揃えられる。そして、三重項酸素（３Ｏ２）の不対電子は、螺旋運動する電子が発生する磁界によってスピン方向が変えられると、一重項酸素（１Ｏ２）に励起される。この一重項酸素（１Ｏ２）は、電子が付加され易い酸素分子であるから、電子スピンの向きが揃えられ、螺旋運動している電子が付加してスーパーオキシドアニオン（Ｏ２−）を生成することができる。
【０１０８】
上述の通り、エネルギー供給手段３０は、送風路４１内に放射された電子の電子スピン方向と、送風路４１内を通過する酸素分子の電子スピン方向とを、電磁コイル３３内の静磁界によってコントロールし、この酸素分子に電子を付加して酸化力の強いスーパーオキシドアニオン（Ｏ２−）を生成することができる。活性酸素供給手段３は、電磁コイル３３に１〜３Ａ程度の直流電流を供給すると共に、放電極３２ｂに５ｋＶ以上の高電圧を掛けることにより、基底状態の三重項酸素（３Ｏ２）を一重項状態に励起し、電子を付加してスーパーオキシドアニオン（Ｏ２−）を生成することができる。
【０１０９】
図示の実施例において、エネルギー供給手段３０は、処理槽２１を支持する支持枠の内側に設けてある。スーパーオキシドアニオン（Ｏ２−）の寿命は短いから、エネルギー供給手段３０は、給気管４４に近い位置に設けることが好ましい。
【０１１０】
本実施例において、処理槽２１には、スーパーオキシドディスムターゼ（以下「ＳＯＤ」とする）を産生するＳＯＤ産生微生物と、フェントン反応を起こさせる金属イオンを供給する水溶液、金属又は金属化合物とを収容してある。
【０１１１】
ＳＯＤ産生微生物として使用できる微生物は、ＳＯＤを産生できるものであればよく、特に限定されない。例えば、光合成細菌、特に紅色細菌（Proteobacteria）がＳＯＤをより多く供給でき、かつ、有機物性廃棄物を分解できる点で好ましい。
【０１１２】
紅色細菌の例として、アルファプロテオバクテリア、ベータプロテオバクテリア、ガンマプロテオバクテリアが挙げられる。入手の容易性や研究の蓄積があることから、Rhodopseudomonas（ロドシュードモナス）属、Rhodospirillum（ロドスピリウム）属、Rhodobacter（ロドバクター）属、Ectothiorhodospira（エクトチオロドスピラ）属が例示でき、特に、Rhodobacter sphaeroides、Rhodobacter capsulatus、Rhodospirillum rubrum、Rhodopseudomonas palustris、Ectothiorhodospira shaposhnikovii (Ectothiorhodospira vacuolata)、Ectothiorhodospira mobilis、Ectothiorhodospira halophilaを用いることができる。
【０１１３】
これらの入手可能な菌株として、Rhodobacter sphaeroidesについてはＳ株、ＩＬ１０６株、ＩＦＯ１２２０３株、ＫＡ３８株、ＮＲ３株、ＡＴＣＣ１７０２３株、ＮＩ１７株、ＮＩ２０株、Ｐ２株、ＭＣ９Ｒ株を例示でき、Rhodobacter capsulatusについてはＭＳ９Ｒ株を例示でき、Rhodospirillum rubrumについてはＧ−９ＢＭ株、ＩＦＯ３９８６株を例示でき、Rhodopseudomonas palustrisについてはＡＴＣＣ１７００１株、ＳＡ３７株、ＮＩＶ２株、ＤＩＩＩ４株を例示でき、Ectothiorhodospira shaposhnikovii (Ectothiorhodospira vacuolata)については、１４５１株、ＡＴＣＣ３１７５１株を例示でき、Ectothiorhodospira mobilisについてはＮＩ８株を例示でき、Ectothiorhodospira halophilaについては、Ｈ１６株を例示できるが、これらに限定されず、ＳＯＤを産生する限り各種の微生物を使用することが可能である。また、ＳＯＤを産生する限り各種の微生物を一種類以上、含めばよく、複数種の混合物であってもよい。
【０１１４】
また、処理槽２１には、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）の群から選ばれる１又は２以上の補助剤を収容してあることが好ましい。これらの補助剤は、ＳＯＤ産生微生物がＳＯＤを産生するのを補助することができる。これらの補助剤は、化合物として処理槽２１に収容することもでき、また、担体に含ませたり、微生物活性剤５に添加したりして処理槽２１に収容することもできる。なお、ＳＯＤは、実施例のように、処理槽２１に収容されたＳＯＤ産生微生物から供給されるものに限定されず、処理槽２１にＳＯＤを直接収容することも可能である。
【０１１５】
フェントン反応を起こさせるために処理槽２１に収容する金属イオンは、フェントン反応を引き起こす力が強いことから、２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）又は／及び１価の銅イオン（Ｃｕ＋）であることが好ましい。この金属イオンは、２価の鉄の化合物又は１価の銅の化合物を処理槽２１内に収容することにより供給できる。また、この金属イオンは、水溶液として処理槽２１に収容することもでき、微生物活性剤５に含ませることも可能である。２価の鉄の化合物としては、例えば、硫酸鉄（ＩＩ）[ＦｅＳＯ４]、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウム（Ｋ４[Ｆｅ（ＣＮ）６]）、硫化鉄（ＩＩ）[ＦｅＳ]などが挙げられる。
【０１１６】
ＳＯＤ産生微生物が産生するＳＯＤは、エネルギー供給手段３０から供給されるスーパーオキシドアニオン（Ｏ２−）を過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と酸素（Ｏ２）に分解する。この過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）は、フェントン反応を起こさせる２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）によって、下式の反応によりヒドロキシラジカル（・ＯＨ）とヒドロキシイオン（ＯＨ−）に分解される。
Ｈ２Ｏ２＋Ｆｅ２＋→・ＯＨ＋ＯＨ−＋Ｆｅ３＋（フェントン反応）
【０１１７】
また、フェントン反応により２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）から生成された３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）は、エネルギー供給手段３０から供給されるスーパーオキシドアニオン（Ｏ２−）によって、下式の反応により２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）に還元される。還元された２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）は、再びフェントン反応を起こすことができる。
Ｏ２−＋Ｆｅ３＋→Ｏ２＋Ｆｅ２＋（ハーバー・ワイス反応）
【０１１８】
このヒドロキシラジカル（・ＯＨ）は、最も酸化力の強い活性酸素の一種であり、糖質やタンパク質、脂質などのあらゆる有機物を分解することができる。本発明に係る有機性廃棄物の分解処理方法は、酸化力が非常に強くて、１／１００万秒と寿命が短いヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を処理槽２１内で生成することにより、分解し難い有機性廃棄物も確実に酸化分解することができる。また、ＳＯＤによって分解されずに残ったスーパーオキシドアニオン（Ｏ２−）や他の活性酸素も有機性廃棄物を酸化分解することができるから、このコンポスト製造方法は有機性廃棄物の分解処理時間を大幅に短縮して短時間でコンポスト１を供給することができる。
【０１１９】
本発明のコンポスト製造方法は、処理槽２１に収容された有機性廃棄物２３を活性酸素によって酸化分解して細分化することができ、細分化された有機物を処理槽２１に収容されたＳＯＤ産生微生物を含む有用微生物によって分解させることにより、有機性廃棄物を確実に分解処理し、迅速にコンポスト１を製造することができる。
【０１２０】
脱臭手段５０は、処理槽２１から排出される排気を脱臭する脱臭塔５１と、脱臭塔５１で脱臭された排気を排出する排気口５３と、ドレン５４とから構成してある。処理槽２１から排出される排気は、排気管４９を通って脱臭塔５１へ導かれる。脱臭塔５１は、活性炭などの脱臭剤及び脱臭液を収容してあり、排気管４９から送られる排気を脱臭することができるようにしてある。排気口５３には、排気ブロワ５２を設けてあり、脱臭塔５１で脱臭された排気を排出するようにしてある。ドレン５４は、排気中に含まれる水分などの液体を排出するために設けてある。また、脱臭手段５０は、処理槽２１からの排気が臭いを伴わない場合には、排気管４９から直接排出することも可能である。
【０１２１】
次に、本発明本発明のコンポスト製造方法の作用について説明する。
本発明のコンポスト製造方法に用いられるコンポスト製造装置は、小型化が可能で消費電力も少ないことから、飲食店や調理場などに設置して、有機性廃棄物の発生場所で処理することができる。また、このコンポスト製造装置は、排水処理施設に併設して、排水処理施設から排出される残留汚泥を処理することが好ましい。
【０１２２】
図示の実施例において、コンポスト製造方法は、処理槽２１内に、微生物を担持する担体５と、光合成細菌２を含み、バチルス属細菌、乳酸菌、酵母の群から選ばれる１又は２以上の有用微生物及びＳＯＤ産生微生物と、これらの有用微生物を活性化させる微生物活性剤３と、ｐＨ調整剤と、フェントン反応を起こさせる２価の鉄イオンとを、有機性廃棄物２３の処理能力に応じて夫々に必要な量を収容してある。
【０１２３】
【表３】
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【０１２４】
表３に示すように、処理能力が１５ｋｇ／日のコンポスト製造装置は、処理槽２１内に、担体５として籾殻を１５０Ｌ（リットル）と、バチルス属細菌を優占種とした有用微生物の培養液を２Ｌと、ＳＯＤ産生微生物である紅色細菌を含む光合成細菌２を優占種とした有用微生物の培養液を２Ｌ（１０倍に希釈して２０Ｌ）と、微生物活性剤を０．７５Ｌ（１０倍に希釈して７．５Ｌ）と、ｐＨ調整剤として水酸化カルシウム（消石灰）を２ｋｇと、２価の鉄イオンとして硫酸鉄（ＩＩ）［硫酸第一鉄］溶液を０．３０Ｌ（２０倍に希釈して６Ｌ）収容している。また、コンポスト製造方法は、処理槽２１内に、必要に応じて、マグネシウム水溶液、及び、銅、亜鉛、マンガンの群から選ばれる１又は２以上の補助剤を収容している。
【０１２５】
本実施例において、処理槽１内に収容された光合成細菌は、Rhodobacter sphaeroidesのＳ株、ＩＬ１０６株、ＩＦＯ１２２０３株、ＫＡ３８株、ＮＲ３株、ＡＴＣＣ１７０２３株、ＮＩ１７株、ＮＩ２０株、Ｐ２株、ＭＣ９Ｒ株、Rhodobacter capsulatusのＭＳ９Ｒ株、Rhodospirillum rubrumのＧ−９ＢＭ株、ＩＦＯ３９８６株、Rhodopseudomonas palustrisのＡＴＣＣ１７００１株、ＳＡ３７株、ＮＩＶ２株、ＤＩＩＩ４株、Ectothiorhodospira shaposhnikovii (Ectothiorhodospira vacuolata)の１４５１株、ＡＴＣＣ３１７５１株、Ectothiorhodospira mobilisのＮＩ８株、Ectothiorhodospira halophilaのＨ１６株の中から選択された一種類又は複数種類の光合成細菌を培養したものである。
【０１２６】
また、処理槽２１内に収容されたバチルス属細菌は、有機物を分解可能な一又は二以上の種類を用いることができ、処理対象となる有機性廃棄物２３と同等の有機物を与えて培養することにより、処理対象となる有機性廃棄物の分解に適した種類を優占種としている。
【０１２７】
本実施例において、処理槽２１内に収容された微生物活性剤３は、普通セメントを５倍に希釈した希塩酸（６．６％濃度）に溶解し、ゲル化抑止剤として酢酸（Ｃ２Ｈ４Ｏ２）を添加している。この微生物活性剤３は、珪素ゾルの飽和溶液を作り、この飽和溶液を１０倍に希釈している。酢酸は、紅色細菌の絶好の基質であるから、微生物活性剤には、酢酸を添加してあることが好ましいが、酢酸アンモニウムや塩化アンモニウムを添加することも可能である。また、微生物活性剤３は、完全なゾル状態を保っている必要はないから、酢酸などのゲル化抑止剤を含有しないものを用いることも可能である。
【０１２８】
処理槽２１内に収容された水酸化カルシウムは、微生物活性剤３のｐＨを調整すると共に、水和熱によって処理槽２１内の温度を保つことができる。また、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）は、有機物の分解時に発生する二酸化炭素（ＣＯ２）により、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）と水（Ｈ２Ｏ）を生成し、炭酸カルシウムは有用微生物の増殖を促進させる無機塩類の供給源にもなる。
【０１２９】
本発明のコンポスト製造方法は、投入口１１から有機性廃棄物２３を処理槽２１内に投入して、この有機性廃棄物２３を分解処理する。有機性廃棄物の投入方法は、まとまった量の有機性廃棄物２３を所定の時間間隔をおいて、投入口１１から処理槽２１内に投入する。処理槽２１内に投入された有機性廃棄物２３は、活性酸素などによって有用微生物が分解処理し易いサイズに細分化されるから、有機性廃棄物２３の投入間隔を所定時間空けることにより、有用微生物による分解処理能力が向上する。表２の実施例の場合、４〜８時間で有機性廃棄物２３が略消滅するので、消滅する前にコンポスト１を取り出す。
【０１３０】
本発明のコンポスト製造方法は、様々な有害物質を無毒化することが可能なフミン酸やフルボ酸などの腐植物質を豊富に含んだコンポスト１を短時間で製造することができる。本発明のコンポスト製造方法によって、有機性廃棄物としてカニ殻を用いてコンポストを製造した。このコンポストの分析結果を表４に示す。表４より、本発明のコンポスト製造方法で製造されたコンポストはＣ／Ｎ比が３９．２と非常に高く、フミン酸及びフルボ酸を豊富に含んでいることが分かる。
【０１３１】
【表４】
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【０１３２】
なお、本発明のコンポスト製造方法は、エネルギー供給手段３０を備えない構成にしてもよい。この場合、コンポストの製造時間は長くなるが、有機性廃棄物２３が易分解性の場合にはエネルギー供給手段３０は不要である。また、実施例１及び実施例２において、処理槽１１にエネルギー供給手段３０を設けた構成とすることも可能である。なお、有機性廃棄物に放射性核種を含む場合には、放射性核種が出すエネルギーを利用することができるから、エネルギー供給手段３０を設けなくてもよい。
【０１３３】
図８及び図９に示すように、エネルギー供給手段３０は、処理槽２１内に空気を送り込む送風路４１内に磁界を発生させる磁界発生手段と、磁界を発生させた送風路４１内に磁界方向に対して非平行な方向に電子を放射させる電子発生手段１３２とから構成することも可能である。図示の実施例において、磁界発生手段は、送風方向と同方向に静磁界を発生させる電磁コイル１３３からなる。また、電子発生手段１３２は、磁界方向に対して所定の角度に配置した放電針１３２ｂと、対極である対面極１３２ｃとからなる。
【０１３４】
図９に示すように、電子発生手段１３２は、送風路４１の途中で、電磁コイル１３３の上流側に隣接して設けてある。電子発生手段１３２は、非導電性の合成樹脂により形成された筒状の送気管１３２ａと、該送気管１３２ａの管内部に針先を送風方向（図中の矢印方向）に向けて配置した放電針１３２ｂと、該放電針１３２ｂの針先と磁界方向に対して所定の角度にて対面する位置の送気管１３２ａ内周に配置した環状の対面極１３２ｃとから構成してある。図８に示すように、高圧電源１３８は、放電針１３２ｂに数千ボルトの高電圧を掛けて、放電針１３２ｂの針先から対面極１３２ｃに向かって、磁界方向に対して所定の角度に電子を放射させることができるようにしてある。
【０１３５】
図８及び図９に示すように、磁界発生手段は、電磁コイル１３３と、電磁コイル１３３に直流電流を供給する電流供給機構１３７とからなる。電磁コイル１３３は、電子発生手段１３２に対して送風方向の下流に隣接し、非磁性体で形成された非磁性管１３１の周囲に円周方向に沿って巻き回してある。また、電磁コイル１３３は、銅、アルミニウム、スズ、真鍮、亜鉛、チタンなど、熱伝導性のよい非磁性体金属で形成されたボビンの周囲に巻き回してあることが好ましい。
【０１３６】
電子発生手段１３２は、電磁コイル１３３の半径をカバーする方向に電子を放射するようにしてあることが好ましい。図示の実施例では、電子発生手段１３２は、電磁コイル１３３の半径より僅かに大径の対面極１３２ｃを電磁コイル１３３の入口部に隣接して設けてあり、放電針１３２ｂの針先から電磁コイル１３３の半径をカバーする対面極１３２ｃに向かって電子が放射される。磁界方向に対して所定の角度で放射された電子は、ローレンツ力によって螺旋運動をしながら電磁コイル１３３内を通過して、基底状態の三重項酸素（３Ｏ２）を一重項状態に励起し、電子を付加してスーパーオキシドアニオン（Ｏ２−）を生成することができる。
【０１３７】
また、他の実施例において、エネルギー供給手段３０は、電流供給機構１３７が交流磁界を発生させるパルス電流に、直流磁界を発生させる直流電流を重畳した電流を電磁コイル１３３に供給することができるように構成することも可能である。電流供給機構１３７は、電流のパルス成分の周波数を調節する周波数調節機構を設けてあり、電磁コイル１３３で囲まれた非磁性管１３１内に、電流の直流成分により直流磁界を発生させると共に、該直流磁界に対して酸素分子（Ｏ２）の共鳴周波数の交流磁界を発生させることができるようにしてある。なお、電流供給機構１３７は、パルス電流に代えて正弦波電流を用いることもできるが、共鳴周波数への調整が容易なことからパルス電流を用いることが好ましい。
【０１３８】
この磁界発生手段は、電磁コイル１３３によって非磁性管１３１内に、送気方向の直流磁界を発生させて、基底状態にある三重項酸素（３Ｏ２）の不対電子にスピンを加え、酸素分子のエネルギー準位を上げる。また、この磁界発生手段は、電磁コイル１３３によって非磁性管１３１内に、酸素分子（Ｏ２）の共鳴周波数の交流磁界を発生させて、エネルギー準位を高められた酸素分子を励起して一重項酸素（１Ｏ２）を発生させることができる。この一重項酸素（１Ｏ２）は、活性酸素の一種であり強い酸化力を有する。
【０１３９】
酸素分子（Ｏ２）の共鳴周波数ν０は、数１に示す式から求められる。式中の磁気回転比γは、原子核に固有の定数であるから、酸素分子（Ｏ２）の共鳴周波数ν０は、静磁場Ｂ０の強さに比例する。
【０１４０】
【数１】
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【０１４１】
電子発生手段１３２は、放電針１３２ｂの針先から送気方向に向かって電子を放射させ、上記磁界発生手段により発生した一重項酸素（１Ｏ２）に電子を付加して、スーパーオキシドアニオン（Ｏ２−）を生成することができる。ブロワ４２は、送気管４１によってスーパーオキシドアニオン生成機構に大量の空気を送り、生成したスーパーオキシドアニオン（Ｏ２−）を処理槽１内に送気するようにしてある。磁界発生手段が、静磁界を加えた酸素分子に、共鳴周波数の高周波磁界を印加することにより、電子を付加し易い一重項酸素（１Ｏ２）を発生させるから、活性酸素供給手段３は、更に酸化力の強いスーパーオキシドアニオン（Ｏ２−）を生成することができる。なお、活性酸素供給手段３は、実施例の構成に限定されるものでなく、スーパーオキシドアニオン（Ｏ２−）を含む活性酸素を供給可能な他の手段を使用することもできる。
【符号の説明】
【０１４２】
１  有用微生物（菌床・コンポスト）
２  光合成細菌
３  微生物活性剤
４  有害廃棄物（有機性廃棄物・無機廃棄物）
５  担体
１０  処理システム
１１  処理槽
１２  撹拌機構
１３  駆動ローラ
１４  従動ローラ
１５  駆動モータ
２１  処理槽
２２  撹拌機構
２３  有機性廃棄物
２４  駆動モータ
２５  攪拌アーム
３０  エネルギー供給装置
３１  非磁性管
３２ａ  送気管
３２ｂ  放電極
３２ｃ  対極
３３  電磁コイル
３４  絶縁体
３５  温度センサ
３７  電流供給機構
３８  高圧電源
４０  送風機構
４１  送風路
４２  ブロワ
４３  循環路
４４  給気管
４５  給気口
４９  排気管
５０  脱臭装置
５１  脱臭塔
５２  排気ブロワ
５３  排気口
５４  ドレン
１３１  非磁性管
１３２  電子発生手段
１３２ａ  送気管
１３２ｂ  放電針
１３２ｃ  対面極
１３３  電磁コイル
１３７  電流供給機構
１３８  高圧電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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５】
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