(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物原料を投入するための投入部を一方の端に備え、成果物を取出すための搬出部を他方の端に備え、その間をロータリー式等の攪拌移送機によって攪拌移動させることによって有機物を好気発酵して堆肥化するための発酵処理部からなる好気発酵処理用の堆肥発酵槽において、
前記投入部は、投入原料の滲出水分を流下しうる下り勾配の傾斜面と、この傾斜面から温風を吹き出し、または吸引減圧が可能な空圧手段と、添加投入された水分調整材とともに有機物原料を破砕混合する混合手段とを備えることを特徴とする好気発酵処理用の堆肥発酵槽。
【請求項２】
前記傾斜面は、好気発酵用微生物が高濃度で生息しうる通水性及び通気性を有する材料で形成することを特徴とする請求項１記載の好気発酵処理用の堆肥発酵槽。
【請求項３】
前記混合手段は、対称動作する２つの並列配置のオーガスクリュー軸からなり、各スクリュー軸は、相互に逆方向をなすオーガを直列に形成して左右から目的物を寄せ集めつつ、両軸間で破砕混合することを特徴とする請求項１記載の好気発酵処理用の堆肥発酵槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、好気発酵処理用の堆肥発酵槽に関し、特に、寒冷地においても畜産廃棄物や生ごみ、汚泥等を確実に堆肥発酵処理しうる好気発酵処理用の堆肥発酵槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
好気発酵堆肥の製造装置には各種の方式がありそれぞれ実用化されている。例えば、平面・開放・連続送り型の一例として、両側に側壁があり、幅がほぼ５〜１０ｍ、長さが数十〜１００ｍのコンクリート製の溝状発酵槽と、側壁に沿って移動しながら有機物を攪拌・移送する攪拌移送機を備えたものがある。溝状発酵槽の一方の端からホイールローダ等によって堆肥原料を投入し、攪拌移送機によって他端の方向へ原料を移動させつつ適度に攪拌すると、数日から数十日で有機物が分解発酵し、堆肥化する。
【０００３】
有機物原料としては、生ごみ、厨芥、食品工場残渣、畜糞、下水汚泥その他があるが、これらを廃棄物として処分しようとすると２次公害の原因にもなりかねず、逆に、品質の高い堆肥として自然界に還元させることができれば環境の維持、向上にも大きな貢献になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の有機物原料は、その成分や含水率、排出量が時期によっても場所によっても区々であり、これを高品質な堆肥にするためにはそれぞれに応じて発酵条件を整える必要がある。
例えば、有機廃棄物に含まれる多量の水分及び有機物の分解発酵過程で生じる水分が過剰に存在すると、嫌気性菌が活性化して腐敗が進み、悪臭が発生して周囲の生活環境を悪化させると共に、できた堆肥の品質も低く、施肥効果が期待できない。
堆肥原料としての好ましい含水率は、乾燥固形重量に対しておおよそ６０ないし７０％であり、原料の水分を調整するために多くの手段を講じている。簡便な方法は、有機原料に匹敵する量のおが屑、稲わら、籾殻、乾燥した堆肥等を混入することであり、電気や重油を熱源とした温風乾燥設備を付帯させることも行われている。
【０００５】
特に、寒冷地においては、発酵温度の維持に注意するのは勿論、畜糞を原料にする場合は、凍結したものが持ち込まれて、その溶解に多くのエネルギーを使ったり、また既に一部は嫌気発酵しているものがあり、それによる悪臭の発生や好ましくない大腸菌等が周辺にばら撒かれることがある。
上記畜糞は、畜舎の排糞装置により、また運搬の仕方により、畜糞が大きな団子状に固まることがあるので、たとえ凍結していないものであっても、発酵時の攪拌では十分に破砕分散がなされず、内部が嫌気発酵した小塊のままで発酵過程を通過することがある。このような小塊を含む堆肥は、当然品質的にも低い堆肥となる。
【０００６】
この発明の目的は、寒冷地に好適な堆肥の製造装置であって、原料中の水分を容易に調整でき、腐敗臭の発生を少なくした取扱性に優れた好気発酵処理用の堆肥発酵槽を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、有機物原料を投入するための投入部を一方の端に備え、成果物を取出すための搬出部を他方の端に備え、その間をロータリー式等の攪拌移送機によって攪拌移動させることによって有機物を好気発酵して堆肥化するための発酵処理部からなる好気発酵処理用の堆肥発酵槽において、前記投入部は、投入原料の滲出水分を流下しうる下り勾配の傾斜面と、この傾斜面から温風を吹き出し、または吸引減圧が可能な空圧手段と、添加投入された水分調整材とともに有機物原料を破砕混合する混合手段とを設けて構成する。
【０００８】
原料の投入部を傾斜面にすることによって有機物原料から滲出する水分が分離され、かつ、空圧手段によって乾燥され、混合手段により水分調整材とともに有機物原料が破砕混合され、容易に水分調整することができ、寒冷環境でも発酵条件を整えることができる。
上記供給部は下り勾配の傾斜面となっているので、それに続く発酵処理部の床が氷結土層より低い地中に位置することになる。このように、床面を氷結土層より低く埋没させると、寒気の影響が少なくなり、夏冬を通じてほぼ一定の条件を保つことができる。
【０００９】
前記傾斜面は、好気発酵用微生物が高濃度で生息しうる通水性及び通気性を有する材料で形成することにより、有機物原料から自然に分離する水分が通水性のある床面を通って床下に排出される。同時に、好気発酵用微生物が高濃度で繁殖し、この通性ないし好気性の土壌菌が、腐敗菌の繁殖を抑制する成分を含んだ代謝物を分泌したり、投入した有機物原料から滲出した汚水に含まれるＢＯＤ、ＣＯＤ、悪臭成分を分解除去するべく作用する。これらの作用効果は、菌体の自己消化によって細孔が目詰りすることがないので永続性が確保される。
前記混合手段は、対称動作する２つの並列配置のオーガスクリュー軸からなり、各スクリュー軸は、相互に逆方向をなすオーガを直列に形成して左右から目的物を寄せ集めつつ両軸間で破砕混合するべく構成することにより、軸が並行に並んだ複数のスクリューの上に、原料と水分調整材を供給すると、原料の塊を小片（ほぼ５ｃｍ以下の大きさ）に確実にほぐしながら調整材を均一に混合させることができて、好気発酵に適した通気性堆積物にすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記解決手段をなす技術的思想の実施の形態について以下に図を参照して説明する。
図１は本発明の堆肥発酵槽の縦断面図である。
堆肥発酵槽１は、供給原料Ａを投入するための一端側の投入部２と、ロータリー式等の攪拌移送機３を備える発酵処理部４と、他端側の搬出部５と、雨水を避けかつ保温のための建家６とから構成する。
【００１１】
投入部２には、投入原料Ａの滲出水分を流下しうる下り勾配の傾斜面７と、この傾斜面７から温風を吹き出し、または吸引減圧が可能な空圧手段８と、水分調整材Ｂを添加投入する添加口９と、添加調整材Ｂとともに有機物原料Ａを破砕混合する混合手段１０とを設ける。
【００１２】
傾斜面７は、好気発酵用微生物が高濃度で生息する通水性及び通気性を有する材料で形成することにより、有機物原料から自然に分離する水分が通水性のある床面を通って床下に排出される。同時に、好気発酵用微生物が高濃度で繁殖し、この通性ないし好気性の土壌菌が、腐敗菌の繁殖を抑制する成分を含んだ代謝物を分泌したり、投入した有機物原料から滲出した汚水に含まれるＢＯＤ、ＣＯＤ、悪臭成分を分解除去するべく作用する。これらの作用効果は、菌体の自己消化によって細孔が目詰りすることがないので永続的に機能する。
【００１３】
具体的な材料としては、多孔質コンクリート、表面を針状結晶化したコンクリートブロック、砂の代わりに土を用いたソイルセメントブロック、鉄や木格子の上に敷き詰めた軽石層や山砂層又は籾殻層など、入手しやすい材料を使用することができる。
【００１４】
空圧手段８は、図示せぬ送風機と接続して送風と減圧を選択可能に、かつ、加熱部８ａを介して傾斜面７に構成する。床下から空気を送気すると、堆積している有機物層から水分を蒸散させて、含水率を下げるとともに堆積物を好気性にし、好気性発酵を促進する。このとき、加熱部８ａによる温風を供給することにより水分の調整及び発酵の促進に好ましい効果を与える。また、わずかに床下を減圧することにより、原料からの滲出水を効率よく抽出することができる。
【００１５】
したがって、低温度の原料が投入されても、好ましい所定条件に合わせて発酵前の温度及び水分を調整することができるので、発酵処理部における発酵の早期立上げを図ることができる。
【００１６】
添加口９は傾斜面の上方に備えた回転バレル等からなる。この回転バレルにより、おが屑、稲わら、籾殻、乾燥した堆肥等の水分調整材を混合しやすいように細片にほぐしつつ、下方の傾斜面上の原料に添加供給する。
【００１７】
混合手段１０は傾斜面の下端に位置する回転バレルからなり、原料の塊を小片にほぐしながら調整材を均一に混合させることができて、好気発酵に適した通気性堆積物にすることができる。この混合手段が水分調整材と原料とを均一に混合することにより、原料の含水率を発酵に適した６５ないし７０％にまで下げることができるので、上記含水率を超える原料をそのまま発酵過程に持ち込んだ場合に多く発生する腐敗菌の繁殖による悪臭を防止することができる。
【００１８】
発酵処理部４は、ロータリー式等の攪拌移送機３を備えた床４ａと側壁４ｂとからなる。ロータリー式攪拌移送機３は側壁４ｂの上端に支持され、投入部２から受けた目的物を発酵させるべく搬出部５の方向に攪拌移動させる。
【００１９】
投入部２寄りの床４ｃは、必要に応じて水分調整のための空圧手段８を設ける。また、側壁４ｂに電気ヒーター等の遠赤外線を放射する加熱手段を設ける。この加熱手段により、寒冷期においても、側面の冷え込みによる結露の発生や発酵の不均一を緩和し、発酵処理すべき有機物が温められて水分の調整及び発酵の促進がより円滑に進行する。上記加熱手段は側壁４ｂに限らず、必要に応じて床面４ａを含め、また、遠赤外線を発生する鉱石粉やセラミックスを塗布又は埋設することによっても同様の効果をえることができる。
【００２０】
図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
発酵処理部４の両側の側壁４ｂは凍結土層Ｃより深く埋設して構成する。この発酵処理部４は、供給部２が下り勾配の傾斜面７となっているので、それに続く発酵処理部４の床４ｃ，４ａが氷結土層より低い地中に位置することになる。このように、床面を氷結土層Ｃより低く埋没させると、寒気の影響が少なくなり、夏冬を通じてほぼ一定の条件を保つことができる。
【００２１】
上記構成をなす堆肥発酵槽による堆肥発酵処理について説明する。
畜舎から排出される有機廃棄物Ａは、主に敷き料と糞である。その他各種の原料の有機物Ａを間欠的に搬入して堆肥発酵槽１の投入部２から投入し、通水性と通気性とを兼ね備えた多孔質コンクリートの傾斜面７を介して水分調整や解凍を行う。
【００２２】
含水率の高い材料は水分調整材Ｂを混合する前に空圧手段８を作動させて、通水性の傾斜面７の床下を減圧にすることによって、滲出水が床面７に吸われ、強制的に余分な水分を排除することができる。次に加熱部８ａから温風を供給して原料の乾燥と解凍又は加熱を行う。さらに水分調整はおが屑や出来上がった完熟堆肥を混合することによって行う。水分量の微調整は床下から吹き込む空圧手段８の空気配管からの風量や床下からの排気量を制御することで、適切な発酵環境を整えることができる。
【００２３】
側壁４ｂに沿って攪拌移送機３を作動させると、堆積している有機物材料は出口方向へ少量づつ移動し、その過程で発酵が開始する。この攪拌に伴い、有機物材料は空気に触れて発酵に必要な酸素が供給される。
攪拌移送機３は前後方向に１日に１ないし２回程度の割合で稼動し、発酵物は、その都度、空気の供給を受けながら出口方向に移動される。発酵は２０ないし３０日で完了するが、初期の立ち上げを促進するために、床４ｃの空圧手段８によって加熱空気を吹き込むことで寒冷環境にあっても発酵期間を短縮することができる。
【００２４】
図３は本発明の別の堆肥発酵槽の縦断面図である。前記同様の部材はその符号を付すことにより説明を省略する。
堆肥発酵槽２１は、建屋６にファン付きの吸い込みダクト２２を備え、これを空圧手段８と接続する。また、搬出部５側に後熟成２３のスペースをとり、ベルトコンベヤ等の搬出装置２４を設ける。
【００２５】
吸い込みダクト２２は、７０℃以上に達する有機物の発酵熱によって温まった空気を建屋６の天井近傍で回収する。この温風を空圧手段８を介して傾斜面７等に供給する。この発酵熱で温められた発酵処理部４の空気を利用することにより、ヒーター２５による加熱コストを抑えつつ、水分を調整して発酵を促進ることができる。
【００２６】
有機質原料の中に藁等のセルロースが多く含まれている場合は、分解発酵が不十分になることがあるので、後熟成２３のスペースにおいて数十日堆積して完熟堆肥を得る。完熟堆肥は搬出装置２４により搬出部５から順次搬出する。
【００２７】
図４は投入部の混合手段の他の構成例を示す斜視図である。
混合手段３１は、傾斜面７の下部で対称動作する２つの並列配置のオーガスクリュー軸３２、３３からなり、各スクリュー軸は、相互に逆方向の螺旋面をなすオーガ面３４、３５を直列に形成して左右から目的物を寄せ集めつつ両軸間で破砕混合するべく構成する。その上方に水分調整材を添加する添加口３６を形成する。
【００２８】
投入された有機質原料はオーガスクリュウ３４、３５の回転によって左右方向Ｄに振り分けられる。大きな塊は転動しながら、また、両軸の対称動作によって両軸間に巻き込まれ、破砕されて小片に細分化する。凍結塊は空圧手段による温風により温められて融解する。
このように、上記混合手段３１の対称動作する並行スクリューにより、原料の塊を小片（ほぼ５ｃｍ以下の大きさ）に確実にほぐしながら、上方の添加口３６から落下する調整材を均一に混合させることができ、好気発酵に適した通気性堆積物にすることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の好気発酵処理用の堆肥発酵槽は以下の効果を奏する。
堆肥発酵槽は投入部と搬出部を両端に備える発酵処理部からなり、投入部は傾斜面と空圧手段と混合手段とを備えることから、原料の投入部を傾斜面にすることによって有機物原料から滲出する水分が滞留することなく分離され、かつ、空圧手段によって乾燥され、混合手段により水分調整材とともに有機物原料が破砕混合され、水分調整した上で発酵処理部に送られる。
【００３０】
上記投入部は下り勾配の傾斜面となっているので、それに続く発酵処理部の床が氷結土層より低い地中に位置することになる。このように、床面を氷結土層より低く埋没させると、寒気の影響が少なくなり、夏冬を通じてほぼ一定の条件を保つことができる。
【００３１】
上記空圧手段によって床下から空気を送気すると、堆積している有機物層から水分が蒸散されて含水率を下げるとともに堆積物を好気性にし、好気性発酵を促進する。このとき、発酵処理部の発酵熱で温められた空気を利用することも可能であり、この温風を送気すると、水分の調整及び発酵の促進に好ましい効果を与える。また、わずかに床下を減圧することにより、原料からの滲出水を強制抽出することができる。
【００３２】
したがって、低温度の原料が投入されても、好ましい所定条件に合わせて発酵前の温度及び水分を調整することができるので、発酵処理部における発酵の早期立上げを図ることができる。
【００３３】
混合手段は、原料の塊を小片にほぐしながら調整材を均一に混合させることができて、好気発酵に適した通気性堆積物にすることができる。
籾殻やおが屑、完熟した堆肥などの水分調整材を原料に均一に混合することにより、原料の含水率を発酵に適した６５ないし７０％にまで下げることができるので、上記含水率を超える原料をそのまま発酵過程に持ち込んだ場合に多く発生する腐敗菌の繁殖による悪臭を防止することができる。
このようにして、本発明の好気発酵処理用の堆肥発酵槽は寒冷地における有機質廃棄物を容易に堆肥化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の堆肥発酵槽の縦断面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図
【図３】本発明の別の堆肥発酵槽の縦断面図
【図４】投入部の混合手段の他の構成例を示す斜視図
【符号の説明】
１    堆肥発酵槽
２    投入部
３    攪拌移送機
４    発酵処理部
４ａ  床
４ｂ  側壁
４ｃ  床
５    搬出部
７    傾斜面
８    空圧手段
１０    混合手段
２１    堆肥発酵槽
３１    混合手段
３２、３３    オーガスクリュー軸
３４、３５    オーガ面
Ａ    供給原料
Ｂ    水分調整材
【図１】
0003563287.tif 000002
【図２】
0003563287.tif 000003
【図３】
0003563287.tif 000004
【図４】
0003563287.tif 000005