(57)【要約】【課題】  下水処理された糞尿を主体とする生汚泥を効率よく堆肥化するために有効な前処理手段としての攪拌装置を提供すること。【解決手段】  内部断面形状が略まゆ形乃至長円形を呈し、両端部に原料投入ホッパ部６と加工原料排出口７を備えた筒状ケーシング５の内部に、互に反転する２本の平行な軸８，９であって各軸８，９の前記ホッパ部６寄りの前半部にはリード角が遂次小さくなる側に変化するスクリュ体11，12を設けると共に、前記排出口７寄りの後半部には捩れの向きやピッチを変化させたパドル体13，14を設けた攪拌軸８，９を設けて成り、前記ホッパ部６から投入された原料汚泥がスクリュ体11，12によりケーシング５内を送られ前記パドル体13，14により捏和・攪拌・混練されて排出口７から排出されるようにした。【選択図】図１
2006056729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部断面形状が略まゆ形乃至長円形を呈し、両端部に原料投入ホッパ部と加工原料排出口を備えた筒状ケーシングの内部に、互に反転する２本の平行な軸であって各軸の前記ホッパ部寄りの前半部にはリード角が遂次小さくなる側に変化するスクリュ体を設けると共に、前記排出口寄りの後半部には捩れの向きやピッチを変化させたパドル体を設けた攪拌軸を設けて成り、前記ホッパ部から投入された原料汚泥がスクリュ体によりケーシング内を送られ前記パドル体により捏和・攪拌・混練されて排出口から排出されるようにしたことを特徴とする堆肥化汚泥の攪拌装置。
【請求項２】
モータの回転を減速装置を介して２本の軸に伝達し、両軸を互に逆方向に回転させるようにした請求項１の堆肥化汚泥の攪拌装置。
【請求項３】
２本の軸に設けたスクリュー体は、そのリード角をホッパ部に近い側が大きく軸の前方へ向うに従ってリード角を小さくした請求項１又は２の堆肥化汚泥の攪拌装置。
【請求項４】
２本の軸の後半側に設けたパドル体は、可変ピッチ乃至可変リード角で設けると共に、排出口近くのパドル体にはノーリード角及び逆リード角で設けた請求項１〜３のいずれかの堆肥化汚泥の攪拌装置。
【請求項５】
原料汚泥は、生汚泥に水分調整剤として汚泥堆肥を混ぜたものである請求項１〜４のいずれかの堆肥化汚泥の攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、畜産動物の糞尿などの有機系廃棄物汚泥（以下、単に「汚泥」という）を発酵槽に入れて堆肥化処理するとき、その前処理として当該汚泥を発酵しやすくするための攪拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、汚泥処理の一態様として、焼却処理などのほかに、汚泥を堆肥化処理することも行われてはいるが、近年においては汚泥を焼却処理する際生じるCO2やダイオキシンなど、及び、焼却処理の経済性が問題視されるに至り、堆肥化処理の需要が一段と高まっている。
【０００３】
しかし、下水処理される汚泥は、微生物処理や化学的中和処理、機械的脱水処理を経由して生成されるため、含水率が80％以上と高く、そのまま堆積して堆肥化しようとしても、含水率が高くて内部が固結塊状になり易く空気が通り難いので、きわめて堆肥化が難かしい原料であると認識されている。
【０００４】
このため従来技術では、堆肥化しようとする生汚泥に含水率が30％程度になった汚泥堆肥又はオガ屑等を水分調整材として混ぜ、含水率を50〜55％程度にする試みが行われているが、含水率80％以上の生汚泥と含水率30％程度の汚泥堆肥を、例えばショベルローダのショベル内で当該ショベルを振とうさせる態様で混合しても、含水率の低い汚泥堆肥が生汚泥の回りにまぶされた汚泥塊に形成されるだけであるため、その汚泥塊の内部は生汚泥のままで、上述の空気が通り難いという状態は殆んど改善されていない。
【０００５】
因みに、畜糞を堆肥原料とする堆肥化において、堆肥化効率を上げるための前処理として、畜糞原料を加圧，混練して当該原料の温度を高める技術が特許文献１，２などにより提案されている。
【０００６】
上記文献１，２には、堆肥原料である畜糞を加圧，混練することにより、当該原料を圧縮して摩擦させることにより発熱昇温させ、低，中温菌を死滅させて高温菌の汚性化を図ることが開示されている。
【０００７】
畜糞を加圧，混練すると発熱するのは、当該畜糞の中に切わらなどの摩擦角を有する材料が含まれているからであるが、摩擦角のある材料を含まない生汚泥は、含水率が高いこともあって加圧，混練しただけで発熱昇温することはまずない。
【０００８】
本発明の発明者らは、下水処理されたあとの糞尿汚泥の堆肥化率やその効率を上げるには、上述した畜糞を原料とする堆肥化における前処理とは異なる前処理が肝要であるとの観点から鋭意研究を重ねた本発明の完成を見たものである。
【特許文献１】特開平５−１０５５６４号公報
【特許文献２】特開２０００−２２８９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明は、下水処理された糞尿を主体とする生汚泥を効率よく堆肥化するために有効な前処理手段としての攪拌装置を提供することを、その課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決することを目的としてなされた本発明攪拌装置の構成は、内部断面形状が略まゆ形乃至長円形を呈し、両端部に原料投入ホッパ部と加工原料排出口を備えた筒状ケーシングの内部に、互に反転する２本の平行な軸であって各軸の前記ホッパ部寄りの前半部にはリード角が遂次小さくなる側に変化するスクリュ体を設けると共に、前記排出口寄りの後半部には捩れの向きやピッチを変化させたパドル体を設けた攪拌軸を設けて成り、前記ホッパ部から投入された原料汚泥がスクリュ体によりケーシング内を送られ前記パドル体により捏和・攪拌・混練されて排出口から排出されるようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明攪拌装置に用いる原料汚泥は、下水処理された生汚泥に水分調整剤として汚泥堆肥を加えたものである。
【００１２】
上記の原料汚泥を前処理する本発明攪拌装置では、モータの回転を、減速機を介して２本の軸が互に逆方向に回転するように伝達する機構を備えている。また、２本の軸に設けたスクリュ体のリード角は、ホッパ部に近い側が大きく軸の前方へ向うに従ってリード角を徐々に小さくした構成であるが、リード角の大きさは少なくとも３種類設けることが好ましい。更に、２本の軸の後半側に設けたパドル体は可変ピッチ乃至可変リード角で設けると共に、排出口近くにはノーリード角及び逆リード角でパドル体を設けることにより、送られて来る原料汚泥が堆肥化するのに好ましい性状となるように、よく捏和・攪拌・混練するのみならず、そのように前処理された原料汚泥の排出口からの排出を円滑にする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、内部断面形状が略まゆ形乃至長円形を呈し、両端部に、原料投入ホッパ部と加工原料排出口を備えた筒状ケーシングの内部に、互に反転する２本の軸であって各軸前記のホッパ部寄りの前半部にはリード角が複数に変化するスクリュ体を設けると共に前記排出口寄りの後半部には捩れの向きやピッチを変化させたパドル体を備えた攪拌軸を設けて、原料汚泥を効率よく堆肥化するための前処理手段となる攪拌装置を構成したので、ホッパ部から投入された原料汚泥がケーシング内を排出口まで送られる間に、前記パドル体によって堆肥化され易い性状となるようによく捏和・攪拌・混合され、排出口から排出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、図面を参照して本発明攪拌装置の実施の形態例について説明する。図１は本発明攪拌装置の一例における概要をケーシングを断面にして示した平面図、図２は図１の攪拌装置の正面図、図３は図１，図２のケーシングに装着される攪拌軸の構成の一例を示した平面図である。
【００１５】
図１，図２において、１は適宜鋼材等により形成したベース架台、２は該架台の図における左側端側に載置したギアモータ、３はカップリング４を介して前記モータ２に接続し架台11に設置された減速装置であり、２本の出力軸を具備している。
【００１６】
５は上記架台１において、上記減速装置３より右方の架台１の右半部に載架した攪拌槽となる、ここでは断面内形が略まゆ形の筒状をなすケーシングで、該ケーシング５の左側上面側にはホッパ６が、右側下面側には排出口７がそれぞれ形成されていると共に、ケーシング５の内部に、前記減速装置３の２本の出力軸にカップリング等を介してケーシング５の外で結合された２本の攪拌軸８，９が設けられている。なお、排出口７にはその開口を開放遮断する方向で動作する調整板（図示せず）を備えたゲート10が形成されている。
【００１７】
上記２本の攪拌軸８と９には、図１に示した軸の左半側にホッパ６から投入される生汚泥と水分調整剤として加えられる汚泥堆肥を攪拌しつつケーシング５内の右方へ搬送するためのスクリュ体11と12が取付けられている。各軸８と９のスクリュ体11と12は、翼面のリード角の向きが互に逆向きである。これは、減速装置３の２本の出力軸の回転方向が互に逆向きであるから、両軸８，９が互に逆回転することにより、ホッパ６から投入される原料汚泥を効率よく攪拌しながらケーシング５の右方へ搬送するためである。上記軸８と９におけるスクリュ体11と12は、図３に例示したように、リード角，ピッチともに大きい翼体11a（12a），それらが中間の大きさの翼体11b（12b），リード角，ピッチともに小さな翼体11c（12c）が軸上で連続した螺旋翼形態で設けられている（図３参照）。
【００１８】
上記軸８と９は、それぞれのスクリュ体11と12に引きつづき原料汚泥の捏和混合乃至混練部として機能するように各軸８，９の外周面にパドル体13と14が取付けられている。パドル体13と14も、上記スクリュ体11と12の場合と同様に、捏和面として作用するパドル面のリード角の向きが互に反対向きである。そして、両攪拌軸８と９のエンド部近傍、即ち、排出口７の近くでは、図３に例示するように、リード角のないパドル体13aと逆リード角で軸に設けたパドル体13b乃至翼体が設けられ、以上により本発明攪拌装置の一例を構成する。
【００１９】
次に、本発明攪拌装置の作用について述べる。
上記攪拌装置では、２本の軸８と９に、それぞれのスクリュ体11，12とパドル体13，14のリード角の向きを逆に配設し、当該軸８，９を互に逆方向に同時に回転するから、ホッパ６から投入される生汚泥と汚泥堆肥（これらを原料汚泥という）は、双方の軸８，９に設けられているスクリュ体11，12によりケーシング５内で互に強制的に混合攪拌されつつ右方へ送られるに従って圧縮され、送られて来る原料汚泥は、２つの軸８，９の夫々のパドル体13，14の各部位において、各パドル体13と14の作用でケーシング内を右方へ送られつつ捏和，混合乃至混練されて排出口７の部位に次々と到達することになる。
【００２０】
上記のようにしてホッパ６から投入される生汚泥と汚泥堆肥による原料汚泥は、連続的に捏和，攪拌，混合乃至混練されつつケーシング５の内部を次々と連続的に移動させられ、逐次排出口７の部位に到達するが、排出口７はそのゲート10を調整して排出口７の開口面積を任意に変化させることができるので、排出口７の開口面積の大きさに比例して、加工された原料汚泥の排出量を加減することができる。このゲート10の開口面積の加減は、ケーシング５の内部における原料汚泥の捏和，攪拌，混合状態を粗くしたり、或は、細かくしたりする調整ができることを意味する。また、ホッパ６から投入される原料汚泥の含水率などに応じてその原料投入時に更に別の水分調整材を当該原料に配合し、原料汚泥の捏和，混合度合をより完璧な状態のものに近付けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明攪拌装置は以上の通りであって、相対回転する２本の攪拌軸に設けたスクリュ体とパドル体により、ホッパから連続して投入される原料汚泥を連続して排出口側に搬送し乍ら、その原料汚泥の混合，捏和，攪拌をするので、原料汚泥を高い効率で発酵させ堆肥化するのに好適な前処理を行うことができる。
【００２２】
また、本発明攪拌装置では、パドル体のエンド側にリード角のないパドル体と逆リード角のパドル体を設けているのでパドル体により捏和されて搬送されて来る加工された原料汚泥が、ケーシング内の搬送エンド部分に滞溜されることなく排出口から円滑に排出されるという別の効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明攪拌装置の一例における概要をケーシングを断面にして示した平面図。
【図２】図１の攪拌装置の正面図。
【図３】図１，図２のケーシングに装着される攪拌軸の構成の一例を示した平面図。
【符号の説明】
【００２４】
１        ベース架台
２        ギアモード
３        減速装置
４        カップリング
５        ケーシング
６        ホッパ
７        排出口
８，９    攪拌軸
11，12    スクリュ体
13，14    パドル体
【図１】
2006056729.tif 000003
【図２】
2006056729.tif 000004
【図３】
2006056729.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月26日(2004.8.26)
【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】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、畜産動物の糞尿などの有機系廃棄物汚泥（以下、単に「汚泥」という）を発酵槽に入れて堆肥化処理するとき、その前処理として当該汚泥を発酵しやすくするための攪拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、汚泥処理の一態様として、焼却処理などのほかに、汚泥を堆肥化処理することも行われてはいるが、近年においては汚泥を焼却処理する際生じるCO2やダイオキシンなど、及び、焼却処理の経済性が問題視されるに至り、堆肥化処理の需要が一段と高まっている。
【０００３】
しかし、下水処理で発生する汚泥は、微生物処理や化学的中和処理、機械的脱水処理を経由して生成されるため、含水率が80％以上と高く、そのまま堆積して堆肥化しようとしても、含水率が高くて内部が固結塊状になり易く空気が通り難いので、きわめて堆肥化が難かしい原料であると認識されている。
【０００４】
このため従来技術では、堆肥化しようとする生汚泥に含水率が30％程度になった汚泥堆肥又はオガ屑等を水分調整材として混ぜ、含水率を50〜55％程度にする試みが行われているが、含水率80％以上の生汚泥と含水率30％程度の汚泥堆肥を、例えばショベルローダのショベル内で当該ショベルを振とうさせる態様で混合しても、含水率の低い汚泥堆肥が生汚泥の回りにまぶされた汚泥塊に形成されるだけであるため、その汚泥塊の内部は生汚泥のままで、上述の空気が通り難いという状態は殆んど改善されていない。
【０００５】
因みに、畜糞を堆肥原料とする堆肥化において、堆肥化効率を上げるための前処理として、畜糞原料を加圧，混練して当該原料の温度を高める技術が特許文献１，２などにより提案されている。
【０００６】
上記文献１，２には、堆肥原料である畜糞を加圧，混練することにより、当該原料を圧縮して摩擦させることにより発熱昇温させ、低，中温菌を死滅させて高温菌の活性化を図ることが開示されている。
【０００７】
畜糞を加圧，混練すると発熱するのは、当該畜糞の中に切わらなどの摩擦角を有する材料が含まれているからであるが、摩擦角のある材料を含まない生汚泥は、含水率が高いこともあって加圧，混練しただけで発熱昇温することはまずない。
【０００８】
本発明の発明者らは、下水処理されたあとの汚泥の堆肥化率やその効率を上げるには、上述した畜糞を原料とする堆肥化における前処理とは異なる前処理が肝要であるとの観点から鋭意研究を重ねて本発明の完成を見たものである。
【特許文献１】特開平５−１０５５６４号公報
【特許文献２】特開２０００−２２８９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明は、下水処理された糞尿を主体とする生汚泥を効率よく堆肥化するために有効な前処理手段としての攪拌装置を提供することを、その課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決することを目的としてなされた本発明攪拌装置の構成は、内部断面形状が略まゆ形乃至長円形を呈し、両端部に原料投入ホッパ部と加工原料排出口を備えた筒状ケーシングの内部に、互に反転する２本の平行な軸であって各軸の前記ホッパ部寄りの前半部にはリード角が遂次小さくなる側に変化するスクリュ体を設けると共に、前記排出口寄りの後半部には捩れの向きやピッチを変化させたパドル体を設けた攪拌軸を設けて成り、前記ホッパ部から投入された原料汚泥がスクリュ体によりケーシング内を送られ前記パドル体により捏和・攪拌・混練されて排出口から排出されるようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明攪拌装置に用いる原料汚泥は、下水処理された生汚泥に水分調整剤として汚泥堆肥を加えたものである。
【００１２】
上記の原料汚泥を前処理する本発明攪拌装置では、モータの回転を、減速機を介して２本の軸が互に逆方向に回転するように伝達する機構を備えている。また、２本の軸に設けたスクリュ体のリード角は、ホッパ部に近い側が大きく軸の前方へ向うに従ってリード角を徐々に小さくした構成であるが、リード角の大きさは少なくとも３種類設けることが好ましい。更に、２本の軸の後半側に設けたパドル体は可変ピッチ乃至可変リード角で設けると共に、排出口近くにはノーリード角及び逆リード角でパドル体を設けることにより、送られて来る原料汚泥が堆肥化するのに好ましい性状となるように、よく捏和・攪拌・混練するのみならず、そのように前処理された原料汚泥の排出口からの排出を円滑にする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、内部断面形状が略まゆ形乃至長円形を呈し、両端部に、原料投入ホッパ部と加工原料排出口を備えた筒状ケーシングの内部に、互に反転する２本の軸であって各軸前記のホッパ部寄りの前半部にはリード角が複数に変化するスクリュ体を設けると共に前記排出口寄りの後半部には捩れの向きやピッチを変化させたパドル体を備えた攪拌軸を設けて、原料汚泥を効率よく堆肥化するための前処理手段となる攪拌装置を構成したので、ホッパ部から投入された原料汚泥がケーシング内を排出口まで送られる間に、前記パドル体によって堆肥化され易い性状となるようによく捏和・攪拌・混合され、排出口から排出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、図面を参照して本発明攪拌装置の実施の形態例について説明する。図１は本発明攪拌装置の一例における概要をケーシングを断面にして示した平面図、図２は図１の攪拌装置の正面図、図３は図１，図２のケーシングに装着される攪拌軸の構成の一例を示した平面図である。
【００１５】
図１，図２において、１は適宜鋼材等により形成したベース架台、２は該架台の図における左側端側に載置したギアモータ、３はカップリング４を介して前記モータ２に接続し架台11に設置された減速装置であり、２本の出力軸を具備している。
【００１６】
５は上記架台１において、上記減速装置３より右方の架台１の右半部に載架した攪拌槽となる、ここでは断面内形が略まゆ形の筒状をなすケーシングで、該ケーシング５の左側上面側にはホッパ６が、右側下面側には排出口７がそれぞれ形成されていると共に、ケーシング５の内部に、前記減速装置３の２本の出力軸にカップリング等を介してケーシング５の外で結合された２本の攪拌軸８，９が設けられている。なお、排出口７にはその開口を開放遮断する方向で動作する調整板（図示せず）を備えたゲート10が形成されている。
【００１７】
上記２本の攪拌軸８と９には、図１に示した軸の左半側にホッパ６から投入される生汚泥と水分調整剤として加えられる汚泥堆肥を攪拌しつつケーシング５内の右方へ搬送するためのスクリュ体11と12が取付けられている。各軸８と９のスクリュ体11と12は、翼面のリード角の向きが互に逆向きである。これは、減速装置３の２本の出力軸の回転方向が互に逆向きであるから、両軸８，９が互に逆回転することにより、ホッパ６から投入される原料汚泥を効率よく攪拌しながらケーシング５の右方へ搬送するためである。上記軸８と９におけるスクリュ体11と12は、図３に例示したように、リード角，ピッチともに大きい翼体11a（12a），それらが中間の大きさの翼体11b（12b），リード角，ピッチともに小さな翼体11c（12c）が軸上で連続した螺旋翼形態で設けられている（図３参照）。
【００１８】
上記軸８と９は、それぞれのスクリュ体11と12に引きつづき原料汚泥の捏和混合乃至混練部として機能するように各軸８，９の外周面にパドル体13と14が取付けられている。パドル体13と14も、上記スクリュ体11と12の場合と同様に、捏和面として作用するパドル面のリード角の向きが互に反対向きである。そして、両攪拌軸８と９のエンド部近傍、即ち、排出口７の近くでは、図３に例示するように、リード角のないパドル体13aと逆リード角で軸に設けたパドル体13b乃至翼体が設けられ、以上により本発明攪拌装置の一例を構成する。
【００１９】
次に、本発明攪拌装置の作用について述べる。
上記攪拌装置では、２本の軸８と９に、それぞれのスクリュ体11，12とパドル体13，14のリード角の向きを逆に配設し、当該軸８，９を互に逆方向に同時に回転するから、ホッパ６から投入される生汚泥と汚泥堆肥（これらを原料汚泥という）は、双方の軸８，９に設けられているスクリュ体11，12によりケーシング５内で互に強制的に混合攪拌されつつ右方へ送られるに従って圧縮され、送られて来る原料汚泥は、２つの軸８，９の夫々のパドル体13，14の各部位において、各パドル体13と14の作用でケーシング内を右方へ送られつつ捏和，混合乃至混練されて排出口７の部位に次々と到達することになる。
【００２０】
上記のようにしてホッパ６から投入される生汚泥と汚泥堆肥による原料汚泥は、連続的に捏和，攪拌，混合乃至混練されつつケーシング５の内部を次々と連続的に移動させられ、逐次排出口７の部位に到達するが、排出口７はそのゲート10を調整して排出口７の開口面積を任意に変化させることができるので、排出口７の開口面積の大きさに比例して、加工された原料汚泥の排出量を加減することができる。このゲート10の開口面積の加減は、ケーシング５の内部における原料汚泥の捏和，攪拌，混合状態を粗くしたり、或は、細かくしたりする調整ができることを意味する。また、ホッパ６から投入される原料汚泥の含水率などに応じてその原料投入時に更に別の水分調整材を当該原料に配合し、原料汚泥の捏和，混合度合をより完璧な状態のものに近付けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明攪拌装置は以上の通りであって、相対回転する２本の攪拌軸に設けたスクリュ体とパドル体により、ホッパから連続して投入される原料汚泥を連続して排出口側に搬送し乍ら、その原料汚泥の混合，捏和，攪拌をするので、原料汚泥を高い効率で発酵させ堆肥化するのに好適な前処理を行うことができる。
【００２２】
また、本発明攪拌装置では、パドル体のエンド側にリード角のないパドル体と逆リード角のパドル体を設けているのでパドル体により捏和されて搬送されて来る加工された原料汚泥が、ケーシング内の搬送エンド部分に滞溜されることなく排出口から円滑に排出されるという別の効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明攪拌装置の一例における概要をケーシングを断面にして示した平面図。
【図２】図１の攪拌装置の正面図。
【図３】図１，図２のケーシングに装着される攪拌軸の構成の一例を示した平面図。
【符号の説明】
【００２４】
１        ベース架台
２        ギアモード
３        減速装置
４        カップリング
５        ケーシング
６        ホッパ
７        排出口
８，９    攪拌軸
11，12    スクリュ体
13，14    パドル体