(57)【要約】【課題】強い排気促進力が必要とならない発酵処理設備とする。【解決手段】建物１内に被処理物Ｐの発酵槽２を設け、被処理物Ｐから発生したガスＧが排気路４を通して排気されるようにする。この際、発酵槽２上方のガス遮断面７は、長手方向に関して、一部位に向かうに応じて高くなるようにする。また、この最高部位近傍に流れたガスＧは、この流れが利用されて排気されるようにする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物内に被処理物の発酵槽が設けられ、前記被処理物から発生したガスが排気路を通して排気される、発酵処理設備であって、
前記発酵槽上方のガス遮断面が、少なくとも長手方向に関しては、一部位に向かうに応じて高くなっており、この最高部位近傍に流れたガスが、この流れが利用されて排気されるように前記排気路が設けられている、ことを特徴とする発酵処理設備。
【請求項２】
建物内に発酵槽を覆う遮断板が設けられ、この遮断板の下側面が遮断面とされている、請求項１記載の発酵処理設備。
【請求項３】
長手方向一方端部が最高部位とされ、発酵槽は、前記長手方向を長手方向とし、かつ前記最高部位側が、被処理物の供給場所とされている、請求項１又は請求項２記載の発酵処理設備。
【請求項４】
最高部位側端部及び両側端部から下方に向かって、少なくとも発酵槽上端縁高さ位置まで延在するように封止材が設けられている、請求項３記載の発酵処理設備。
【請求項５】
排気路が、最高部位側端部から下方に延在する封止材に設けられている、請求項４記載の発酵処理設備。
【請求項６】
発酵槽内の被処理物を撹拌する手段と、ガスの排気促進力を変化させて前記発酵槽上方におけるガス濃度上昇を抑える排気促進手段と、が設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発酵処理設備。
【請求項７】
発酵槽の長手方向長さが、２０ｍ以上ある、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発酵処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発酵処理設備に関するものである。より詳しくは、発酵処理にともなって、アンモニアガス等のガスが発生する場合に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の発酵処理設備は、有機性排出物などの被処理物を、例えば、堆肥化、減容化、減水、乾燥する場合などに、使用される。
従来の発酵処理設備としては、例えば、図１及び図２に示す発酵処理設備１００や、図３及び図４に示す発酵処理設備２００などがある。前者の発酵処理設備１００においては、屋根１０１Ａを有する建物１０１（なお、本技術分野においては、建物１０１が、「建屋」などとも言われる。）が備えられており、この建物１０１内には、この建物１０１の長手方向に沿って延在するように、被処理物Ｐの発酵槽１０２が設けられている。また、本建物１０１内には、発酵槽１０１に沿って延在するように、作業スペース１０６が設けられる場合もある。そして、この場合、この作業スペース１０６は、発酵槽１０１側から、発酵にともなって被処理物Ｐから発生したアンモニアガス等のガスＧが流れてこないように、発酵槽１０１側とカーテン１０７によって、仕切られる。本発酵処理設備１００において、発酵にともなって被処理物Ｐから発生したアンモニアガス等のガスＧは、建物１０１内を通る排気路１０４を通して、外部に排気される。一方、後者の発酵処理設備２００においても、屋根１０１Ａを有する建物１０１が備えられており、この建物１０１内には、この建物１０１の長手方向に沿って延在するように、被処理物Ｐの発酵槽１０２が設けられている。また、本建物１０１内にも、発酵槽１０１に沿って延在するように、作業スペース１０６が設けられる場合がある。この作業スペース１０６が、発酵槽１０１側と、カーテン１０７によって、仕切られているのも同様である。ただし、本発酵処理設備２００においては、アンモニアガス等のガスＧを外部に排気する排気路２０４が、建物１０１外を通っている。排気路１０４や２０４を、建物１０１内を通すか、建物１０１外を通すかは、例えば、施行容易性などに基づいて、適宜選択されている。
【０００３】
しかしながら、これら従来の発酵処理設備１００や２００には、ガスＧの排気に関して、問題がある。すなわち、従来の発酵処理設備１００や２００においては、図２及び図４に示すように、建物１０１の屋根１０１Ａが、長手方向に関して水平であるため、長手方向の一部において、ガスＧが滞留してしまうおそれがある。このガスＧの滞留は、ガスＧが作業スペース１０６や建物１０１外に漏れる原因となり、ガスＧが漏れると、例えば、臭気の問題が生じる。
【０００４】
そこで、従来の発酵処理設備１００や２００においては、排気路１０４，２０４内にガスＧを取り入れる開口部１０３又は２０３を、排気路１０４，２０４の長手方向に適宜の間隔をおいて、複数設けている。しかしながら、開口部１０３又は２０３を、複数設けたとしても、相互に隣接する開口部１０３，１０３間又は２０３，２０３間において、ガスＧの滞留が生じる可能性があり、この滞留を解消するためには、強いガス排気促進力が必要になる。もちろん、相互に隣接する開口部１０３，１０３間又は２０３，２０３間の間隔を狭めれば、各開口部１０３又は２０３におけるガス排気促進力を弱くすることができるが、開口部１０３又は２０３の数自体が増えるため、全体としてのガス排気促進力は、変わらない。ちなみに、従来の発酵処理設備１００や２００において、排気を促進するために用いる排気ファンや吸引ポンプなどの電気代は、発酵処理設備１００や２００を稼動するための総電気代の約６〜８割となっており、以上の排気促進力の問題は、重要な問題となっている。
【０００５】
この点、ガスＧの排気促進力を弱くすることができる形態としては、現在、発酵槽１０２に直接排気路１０４や２０４を接続する形態が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この形態においても、発酵槽１０２上方にガスＧが拡散してしまうのを防止するためには、強い排気促進力が必要となる。特に、被処理物Ｐを撹拌手段１０５などによって撹拌するに際しては、一度に大量のガスＧが拡散してしまうため、より強い排気促進力が必要となる。また、この形態には、例えば、近年注目されている、発酵槽１０２の長手方向長さが２０ｍ以上にわたるような大規模な発酵処理設備（いわゆる高速発酵処理設備）においては、あまりにもコストがかさむことになるとの問題もある。
【特許文献１】特開平８−３０９３２５号公報（図２、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする主たる課題は、強い排気促進力が必要とならない発酵処理設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
建物内に被処理物の発酵槽が設けられ、前記被処理物から発生したガスが排気路を通して排気される、発酵処理設備であって、
前記発酵槽上方のガス遮断面が、少なくとも長手方向に関しては、一部位に向かうに応じて高くなっており、この最高部位近傍に流れたガスが、この流れが利用されて排気されるように前記排気路が設けられている、ことを特徴とする発酵処理設備。
【０００８】
〔請求項２記載の発明〕
建物内に発酵槽を覆う遮断板が設けられ、この遮断板の下側面が遮断面とされている、請求項１記載の発酵処理設備。
【０００９】
〔請求項３記載の発明〕
長手方向一方端部が最高部位とされ、発酵槽は、前記長手方向を長手方向とし、かつ前記最高部位側が、被処理物の供給場所とされている、請求項１又は請求項２記載の発酵処理設備。
【００１０】
〔請求項４記載の発明〕
最高部位側端部及び両側端部から下方に向かって、少なくとも発酵槽上端縁高さ位置まで延在するように封止材が設けられている、請求項３記載の発酵処理設備。
【００１１】
〔請求項５記載の発明〕
排気路が、最高部位側端部から下方に延在する封止材に設けられている、請求項４記載の発酵処理設備。
【００１２】
〔請求項６記載の発明〕
発酵槽内の被処理物を撹拌する手段と、ガスの排気促進力を変化させて前記発酵槽上方におけるガス濃度上昇を抑える排気促進手段と、が設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発酵処理設備。
【００１３】
〔請求項７記載の発明〕
発酵槽の長手方向長さが、２０ｍ以上ある、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発酵処理設備。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の発酵処理設備によると、強い排気促進力が必要とならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
〔被処理物〕
本発明において、発酵処理の対象となる被処理物とは、有機性排出物等の有機物など、発酵する性質を有する物質を意味する。有機性排出物としては、例えば、下水処理施設、屎尿処理施設、汚水処理施設、浄化槽等から排出される有害金属を含む場合もある汚泥、汚水類や、家畜糞尿、水産魚介類残査物、食肉加工場や食品加工場等から排出される残査物、家庭や食堂、学校、レストラン、ホテル、旅館等から排出される生ゴミといわれる厨芥類、外食産業、スーパー、デパート等から排出される食品の売れ残り品や残査物、酒、焼酎、ビール、味噌、醤油、漬け物等の醸造産業から排出される残査物等を、例示することができる。
【００１６】
〔用途〕
本発明の発酵処理設備は、被処理物を発酵処理して、例えば、堆肥化、減容化、減水、乾燥する場合などに、使用することができる。発酵処理による堆肥化に関しては、例えば、特開平６−３４５５７５号公報、特開平７−６９７６５号公報、特開平７−１３３１７７号公報、特開平１１−２２８２７０号公報、特開２００１−４８６８６号公報、特開２００１−７０７４４号公報、特開２００１−７０７４５号公報等に記載があり、これらの公報に記載の装置・方法と、本発明を組み合わせることもできる。他方、発酵処理による減容化に関しては、例えば、特開２０００−１５２９３号公報、特開２０００−２２９２７７号公報、特開２００３−３０５４４５号公報等に記載があり、これらの公報に記載の装置・方法と、本発明を組み合わせることもできる。
【００１７】
〔発酵処理設備〕
図５及び図６に、本実施の形態の発酵処理設備１０を示した。本発酵処理設備１０においては、平面略長方形状の建物１内に、被処理物Ｐの発酵槽２が設けられている。また、建物１内には、図示例のように、発酵槽２に沿って延在する（広がる）ように作業スペース６が設けられる場合がある。
本発酵槽２は、その内部に仕切り壁２Ａのない槽（容器）であっても、仕切り壁２Ａが１つ、２つ、３つ又はそれ以上の複数設けられた槽であってもよい。本実施の形態では、仕切り壁２Ａが２つ設けられて、３つの槽が並列的に並んだ形態となっている。もちろん、この仕切り壁２Ａが設けられた形態は、これに替えて、複数の発酵槽２を並列的に並べた形態とすることもできる。これら仕切り壁２Ａ設けられた形態や、複数の発酵槽２が並べられた形態においては、各槽における発酵処理内容が、同じであっても、例えば、特開２００３−３０５４４５号公報等に開示されるような、上段（上流）、下段（下流）の関係にあってもよい。
【００１８】
発酵槽２内の被処理物Ｐは、発酵にともなって、アンモニアガス等のガスＧを発生する。そして、この被処理物Ｐから発生したガスＧは、軽いため、あるいは温度が高いため、上方へ流れる（上昇）。したがって、本実施の形態においても、従来の形態と同様、発酵槽２の上方に、ガスＧの上昇を限界付けるための、屋根１Ａの下側面や本実施の形態のように遮断板７の下側面等からなるガス遮断面が存在する。ただし、本実施の形態においては、このガス遮断面（７）が、少なくとも長手方向に関して、好ましくは本実施の形態のように長手方向及び幅方向に関して、一部位に向かうに応じて高くなっており、（以下、一部位に向かうに応じて高くなることを、単に「傾斜」ともいう。）、この一部位たる最高部位近傍に流れたガスＧが、この流れが利用されて、排気路４から、排気されるようになっている。このようにガスＧの流れを利用すると、強い排気促進力が必要とならなくなる。
【００１９】
この点、図１や図３から明らかなように、屋根１０１Ａの下側面からなる遮断面が、幅方向に関して、傾斜する形態は、従来から存在していた。しかしながら、この幅方向に傾斜する形態では、前述したように、長手方向の一部におけるガス滞留の問題が生じてしまう。ここで、このガス滞留を防止するために、幅方向の傾斜を長手方向の傾斜に変更することは、一見容易に考えられるようにも思える。しかしながら、従来の幅方向の傾斜は、ガスＧの流れを意識したものではなく、建物１が従来からもっていた構造をそのまま利用したものであったため、長手方向の傾斜という発想にはなりえなかった。また、小規模な発酵処理設備としては、例えば、特開２００１−４８６８６号公報等に示されるように、遮断面たる屋根１Ａの下側面を、中央部が最も高くなった円錐状とした形態（以下、単に円錐形態ともいう。）もある。しかしながら、この円錐形態では、最高部位近傍に流れたガスＧが、下方に向かって吸引されて、排気されるようになっている。つまり、本円錐形態では、ガスＧが最高部位近傍まで流れてくるだけであり、この流れが利用されて排気されるようにはなっていない。これは、本円錐形態が、ガスＧが流力を有していることまでは、意識していないことを示す。なお、流れの利用は、流力及び流れ方向（ベクトル）を意識して、はじめて可能になる。以上のほか、本円錐形態は、大規模な発酵処理設備に適用するのが困難である、との問題も有している。
【００２０】
本実施の形態の発酵処理設備１０は、ガスＧが上昇する性質を利用するものであり、遮断面（７）を、長手方向に関して一部位に向かうに応じて高くなるようにしたものである。これにより、ガスＧは、遮断面（７）の最高部位近傍（なお、ここで「近傍」という表現を用いたのは、「最高部位」自体は、遮断面の一部位を示すものであるため、その遮断面の「そば」「近く」ということを、示すためである。）に流れるため、長手方向の一部におけるガスＧの滞留は防止される。
【００２１】
本遮断面（７）は、例えば、屋根１Ａを、少なくとも長手方向に関しては傾斜させて、この屋根１Ａの下側面で構成することができる。ただし、本実施の形態のように、建物１内に発酵槽２を覆う遮断板７を設け、この遮断板７の下側面を遮断面とするのが好ましい。遮断板７を設けると、ガスＧの拡散する空間（範囲）が狭くなるため、ガスＧの排気促進力が弱くて足り、また、ガスＧの流れ方向を制御し易くなる。加えて、遮断板７を設けると、例えば、二重窓（サッシ）などと同様の原理で、結露防止効果が得られる。遮断面に結露が生じると、この結露が発酵槽２内の被処理物Ｐ上に落ちて、例えば、均一な堆肥化の妨げなどとなるおそれがある。また、遮断板７を設けると、仮に結露が生じるとしても、それは少量であり、発酵槽２内の被処理物Ｐ上に落ちることがなくなる。そして、この場合、遮断板７は、幅方向に関して、両側端部が低くなる横断面略逆Ｖ字状にしておくのが好ましい。この形態によると、微量の結露は、遮断板７の下側面（遮断面）を伝わって、両側端部に集まることになる。この集まった結露は、本形態のように、そこが発酵槽２の上方でなければ、そのまま下方へ落ちるにまかせることができる。また、遮断板７の両側端部の位置いかんに関わらず、遮断板７の両側端部に樋を設けて、結露の回収を図ることもできる。結露回収用の樋としては、例えば、特開２００３−２４６６９３号公報を参考にすることができる。
【００２２】
一方、長手方向に関する遮断面（７）の傾斜は、例えば、任意の中央部に向かうに応じて高くなる形態（縦断面略逆Ｖ字状）とすることもできる。ただし、本実施の形態のように、一方端部に向かうに応じて高くなる形態とするのが好ましい。この形態によると、ガスＧの流れが一方向のみとなるため、より大きな流力を得ることができるとともに、流れ方向も揃い易くなる。また、遮断面（７）は、本実施の形態ように断面略直線状に限定されるものではなく、例えば、上方又は下方に曲がる断面略円弧状とすることもできる。ただし、二以上の部位に向かうに応じて高くなるような形態、具体的には、例えば、両端部に向かうに応じて高くなる形態（縦断面略Ｖ字状）は、好ましくない。最高部位近傍におけるガスＧの流力が半減してしまい、十分な排気促進力を得ることができないためである。
【００２３】
ところで、遮断面（７）を、一方端部に向かうに応じて高くなる形態とする場合は、発酵槽２が、遮断面（７）の長手方向が長手方向となるように配置され、かつ最高部位側が、被処理物Ｐの供給場所とされているのが、好ましい。被処理物Ｐは、発酵に際して、最初６０〜８０℃と高い温度となり、また、ガス量も多く、それから４０℃位まで徐々に温度が下がり、これにともなってガス量も減っていく。したがって、発酵槽２の最高部位側を、被処理物Ｐの供給場所とした方が、ガスＧの流れが円滑なものとなる。
【００２４】
なお、被処理物Ｐの供給方法は、特に限定されない。例えば、一時的に、図示しない貯留槽に貯留した後、必要に応じて発酵槽２に供給することや、貯留せずに必要に応じて発酵槽２に直接供給することなどができる。また、被処理物Ｐは、必要に応じて、図示しない解砕機で解砕してから、発酵槽２に供給することもできる。
【００２５】
本実施の形態のように、遮断板７を設ける場合は、遮断板７の最高部位側端部及び両側端部から下方に向かって、少なくとも発酵槽２の上端縁高さ位置まで延在（連続的に存在）するように、封止材９及び８を設けるのが好ましい。封止材９及び８を設けると、ガスＧの拡散が防止されて、ガスＧの流れ方向が一方向に揃い易くなる。また、遮断板７の最低部位側端部には、封止材を設けないことによって、ここが空気の取り入れ口となり、ガスＧの流れ方向が一方向により揃い易くなる。
【００２６】
遮断板７や封止材８，９は、ガスＧの流れを遮断することができるものであればよく、その素材は、特に限定されない。例えば、アルミ、スチール、ステンレス等の金属製とすることや、ビニール製、紙製、布製などとすることができる。また、例えば、先に従来例として示したカーテン１０７などと同様の素材とすることもできる。
【００２７】
本実施の形態において、管などからなるガスＧの排気路４は、最高部位近傍に流れたガスＧが、この流れが利用されて排気されるように、設けられていればよい。この形態としては、例えば、排気路４を遮断板７に設けて、ガスＧが最高部位近傍から上方に流れるようにすることができる。ただし、本実施の形態のように、最高部位側端部から下方に延在する封止材９に設けて、ガスＧが最高部位近傍から、例えば、側方に流れるようにするのが好ましい。この形態によると、排気路４内において、結露が生じたとしても、この結露が、建物１内に落ちてしまうおそれがない。
【００２８】
ところで、本発酵処理設備１０にも、通常の発酵処理設備と同様に、ガスＧの排気を促進するための、排気ファンや吸引ポンプなどの排気促進手段を設けることができ、また、発酵槽２内において、上側にある被処理物Ｐと下側にある被処理物Ｐとを、置き換えながら混ぜ合わせる（いわゆる、切り替えし。）などを目的として、被処理物Ｐの撹拌手段５を設けることができる。本撹拌手段５は、例えば、被処理物Ｐの混合及び移送を行うものであっても、いずれか一方のみを行うものであってもよい。
【００２９】
本撹拌手段５を設ける場合においては、排気促進手段を、ガスＧの排気促進力を変化させて発酵槽２の上方におけるガス濃度上昇を抑える、いわゆるインバータ制御可能なものとするのが好ましい。被処理物Ｐは、大量のガスＧや水蒸気等を含んでしまうため、ガスＧや水蒸気等は、被処理物Ｐの撹拌時に大量に放出され、他方、通常時はそれほど放出されないことになる。したがって、ガス濃度上昇を基準にインバータ制御することによって、電気代を節減する趣旨である。
【００３０】
〔その他〕
（１）本実施の形態において、建物１や発酵槽２の大きさ、つまり発酵処理設備１０の規模は、特に限定されない。ただし、発酵処理設備１０が、発酵槽２の長手方向長さが２０ｍ以上にわたるような大規模な設備である場合は、本発明の効果がいかんなく発揮される（なお、特に発酵槽２の長手方向長さが４０ｍ以上にわたるような「超」大規模な設備の場合は本発明の効果が実に優れたものとなる。）。前述したように、特開平８−３０９３２５号公報に記載の設備（円錐形態）によると、規模拡大により著しいコストの増加が生じるが、本発明によると、ほとんどコストの増加が生じない。また、本発明によると、大規模な設備においては、ガスＧの流力がより強いものとなるため、排気促進力がより強いものとなる。
【００３１】
（２）本実施の形態では、最高部位近傍に流れたガスＧが、排気路４を通して排気されるようになっているが、例えば、これとともに長手方向中央部近傍を流れるガスＧも排気されるようにすることもできる。ただし、設備の単純化、ガスＧの乱流防止、より強い排気促進力の取得などの観点からは、本実施の形態のように、最高部位近傍に流れたガスＧのみが、排気されるようにするのが好ましい。
【００３２】
（３）本実施の形態の発酵処理設備１０は、バッチ式処理にも、連続式処理にも適用することができる。なお、バッチ式処理の場合は、例えば、発酵槽２内に供給した被処理物Ｐの発酵処理が終わるまでは、次の被処理物Ｐを供給せず、発酵処理を終えた後にこの被処理物Ｐを取り出すとともに次の被処理物Ｐを供給することになる。
【００３３】
（４）本実施の形態の発酵処理設備１０には、例えば、必要に応じて発酵槽２内の被処理物Ｐの水分量を測定し、この測定結果に基づいて、発酵槽２内に散水機等により水分を補給する水分量制御機構を設けることができる。また、例えば、発酵槽２内の被処理物Ｐの温度を測定し、この測定結果に基づいて、適宜の加熱、冷却手段等により発酵温度制御を行う発酵温度制御機構を設けることもできる。もちろん、現在汎用されている、発酵槽２の底部から空気を供給する、いわゆるエアーレーション行うことなどもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、有機性排出物などの被処理物を、例えば、堆肥化、減容化、減水、乾燥する場合などに、適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来の発酵処理設備の横断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】従来の発酵処理設備の横断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本実施の形態の発酵処理設備の横断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１，１０１…建物、１Ａ，１０１Ａ…屋根、２，１０２…発酵槽、４，１０４…排気路、５，１０５…撹拌手段、６，１０６…作業スペース、７…遮断板、８，９…封止板、１０７…カーテン、Ｐ…被処理物。
【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５】
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【図６】
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