(57)【要約】【目的】有機性廃棄物を瞬間的に炭酸ガスと水とに分解することができ、かつ、浄水効果に優れ、新たな有機性廃棄物処理システムに資する有機性廃棄物処理装置を提供する。【解決手段】有機性廃棄物を投入する投入ホッパ１００と、搬送するスクリューフィーダ２００と、有機性廃棄物処理装置１内の混合液を循環させる送り管３および戻し管４と、装置内に投入された有機性廃棄物を衝撃作用と剪断作用とによって細かく粉砕し混合液に浮遊させる微粉砕機３１０と、微粉砕機３１０において粉砕された有機性廃棄物を選別するふるい分け選別機３２０と、ふるい分け選別機３２０から送り込まれる有機性廃棄物を微生物の生分解作用によって二酸化炭素と水とに分解する微生物分解処理槽５００と、発生した水を排水する排水装置７００とを備える。【選択図】図２
2004195280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を微生物の生分解作用によって二酸化炭素と水とに分解する有機性廃棄物処理装置であって、
前記装置内に微生物を包含する溶液を循環させる溶液循環手段と、
前記装置内に投入された有機性廃棄物を衝撃作用と剪断作用とによって細かく粉砕し前記溶液の液面に浮遊させる微粉砕手段と、
前記微粉砕手段によって前記溶液の液面に浮遊した前記有機性廃棄物を微生物の生分解作用によって二酸化炭素と水とに分解する微生物分解手段とを備える
ことを特徴とする有機性廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記溶液循環手段は、
前記溶液の溢流によって前記溶液を送る
ことを特徴とする請求項１記載の有機性廃棄物処理装置。
【請求項３】
前記微粉砕手段は、
粉砕媒体を内部に包含して回転し前記粉砕媒体を前記溶液の液面よりも高い位置から落下させて前記有機性廃棄物に前記衝撃作用を加え、前記粉砕媒体の転動によって前記有機性廃棄物に前記剪断作用を加える
ことを特徴とする請求項１または２記載の有機性廃棄物処理装置。
【請求項４】
前記微粉砕手段は、
石を粉砕媒体とする
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機性廃棄物処理装置。
【請求項５】
前記微粉砕手段は、
前記有機性廃棄物を排出する側に向けて狭まる傾斜を備え、前記有機性廃棄物を排出する側における前記溶液の液面の水位を上昇させる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機性廃棄物処理装置。
【請求項６】
前記有機性廃棄物処理装置は、さらに、
前記微粉砕手段によって粉砕された前記有機性廃棄物を当該有機性廃棄物の粒度の大小を基準とするふるい分けによって選別する選別手段を備え、
前記選別手段は、
前記溶液循環手段を介して所定の大きさよりも小さい粒度の有機性廃棄物を前記微生物分解手段に送り込む
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機性廃棄物処理装置。
【請求項７】
前記有機性廃棄物処理装置は、さらに、
前記微生物分解手段によって生じた水を濾過する浄水手段と、
前記浄水手段によって濾過した水を殺菌して放流する排水手段とを備える
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機性廃棄物処理装置。
【請求項８】
前記有機性廃棄物処理装置は、さらに、
前記溶液循環手段によって装置内を循環する溶液の温度を所定の温度に維持する溶液温度調節手段を備える
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機性廃棄物処理装置。
【請求項９】
前記有機性廃棄物処理装置は、さらに、
前記溶液循環手段によって装置内を循環する溶液の酸素濃度を所定の濃度にまで高める酸素供給手段を備える
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機性廃棄物処理装置。
【請求項１０】
前記有機性廃棄物処理装置は、さらに、
前記選別手段によって選別された前記所定の大きさよりも大きい粒度の有機性廃棄物を蓄積する貯蔵手段と、
前記貯蔵手段に蓄積された前記有機性廃棄物から堆肥を精製する堆肥精製手段とを備える
ことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の有機性廃棄物処理装置。
【請求項１１】
有機性廃棄物を微生物の生分解作用によって二酸化炭素と水とに分解する有機性廃棄物処理装置における粉砕装置であって、
前記粉砕装置は、
微生物を包含し前記有機性廃棄物処理装置内を循環する溶液を内部に滞留させて、前記有機性廃棄物を衝撃作用と剪断作用とによって細かく粉砕し前記溶液に浮遊させる
ことを特徴とする有機性廃棄物処理装置における粉砕装置。
【請求項１２】
前記粉砕装置は、さらに、
前記溶液とともに粉砕媒体を内部に包含して回転し前記粉砕媒体を前記溶液の液面よりも高い位置から落下させて前記有機性廃棄物に前記衝撃作用を加え、前記粉砕媒体の転動によって前記有機性廃棄物に前記剪断作用を加える
ことを特徴とする請求項１１記載の粉砕装置。
【請求項１３】
前記粉砕装置は、
石を粉砕媒体とする
ことを特徴とする請求項１１または１２記載の粉砕装置。
【請求項１４】
前記粉砕装置は、
前記有機性廃棄物を排出する側に向けて狭まる傾斜を備え、前記有機性廃棄物を排出する側における前記溶液の液面の水位を上昇させる
ことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の粉砕装置。
【請求項１５】
有機性廃棄物を微生物の生分解作用によって二酸化炭素と水とに分解する有機性廃棄物処理装置における有機性廃棄物処理方法であって、
前記装置に前記有機性廃棄物を投入する投入ステップと、
前記装置内に微生物を包含する溶液を循環させる溶液循環ステップと、
前記投入ステップにおいて投入された有機性廃棄物を衝撃作用と剪断作用とによって細かく粉砕し前記溶液の液面に浮遊させる微粉砕ステップと、
前記微粉砕ステップにおいて前記溶液の液面に浮遊した前記有機性廃棄物を微生物の生分解作用によって二酸化炭素と水とに分解する微生物分解ステップとを含む
ことを特徴とする有機性廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、有機性廃棄物の処理装置に係るものであり、特に、微生物を用いて大量の生ごみ、食物残渣、下水汚泥および蓄糞尿等の有機性廃棄物を炭酸ガスと水とに瞬間的に分解する消滅型の処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境保全の観点から廃棄物の処理方法に関して注目が集まっている。有機性廃棄物の処理については、大量の有機性廃棄物を処分することができる焼却、埋立または海洋投棄等の処理方法が主流となっている。しかし、ダイオキシンの発生、埋立地の確保や水質汚濁が問題視されている昨今においては、微生物の働きを利用して有機性廃棄物を二酸化炭素（炭酸ガス）と水とに分解する処理方法、いわゆる消滅型の処理方法が確立されつつある。
【０００３】
この消滅型の処理方法に用いられる従来の有機性廃棄物の処理装置について、具体例を挙げて簡単に説明すると、密閉容器にプラスチックにより成形したブロックと有機性廃棄物とを投入し、このブロックによって有機性廃棄物を物理的に破砕しながら、温風等によって有機性廃棄物を加温して微生物の繁殖に適した温度範囲を維持し微生物による生分解を促進させるというものがある（特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１８４０６号公報（明細書第１頁、図１、図２、図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の処理装置では、密閉容器に一定量の有機性廃棄物を投入すれば、生分解処理が行なわれるまでの数時間は、新たな有機性廃棄物を投入することができない。そのため、１日あたり１００トン以上の有機性廃棄物が搬入される中間処理場において、搬入される有機性廃棄物の全てを処分するためには、上記の処理装置を多数設置しなければならず、多数設置するための用地を確保することが困難であったり、運用コストがかかったりする等の問題が残ることになる。そのため、焼却、埋立または海洋投棄等の従来から主流となっている処理方法に、有機性廃棄物の処理の多くを頼らざるを得ず、図８に示す従来における有機性廃棄物処理システムから脱却することができないという問題がある。
【０００６】
図８は、従来における有機性廃棄物処理システムの概略を示す図である。
一般家庭９２０１から排出される生ごみ、飲食店９２０２から排出される食物残渣および農牧場９２０３から排出される畜糞尿等の有機性廃棄物は、ごみ回収車等によって回収されて中間処理場の中間処理プラント９１００へ集積される。
【０００７】
中間処理プラント９１００内に設置された従来における有機性廃棄物処理装置９０１は、集積タンク９０３から有機性廃棄物を取り出して、これを炭酸ガスと水とに分解し、排水管９０２から水を排出するが、分解処理に数時間を要するため１日に処理することができる量は１日あたり１０トン程度にすぎない。
【０００８】
そのため、次々と一般家庭９２０１等から運び込まれる有機性廃棄物によって、集積タンク９０３は溢れてしまい、集積タンク９０３の容量を超えた分の有機性廃棄物は、大量処理が可能な焼却場９３０１、海上投棄場９３０２または埋立場９３０３に送られることになる。
【０００９】
このように、従来における有機性廃棄物処理装置９０１は、処理能力に課題が存在し、従来における有機性廃棄物処理システムが抱える様々な問題を残してしまうことになる。
【００１０】
また、従来における有機性廃棄物処理装置によれば、例えば長い繊維質の廃棄物は破砕されないまま排水される等、排出される水の浄化が不十分となる可能性がある。さらに、有機性廃棄物を破砕する媒体としてプラスチックを用いているため、魚や鶏等の骨や、貝殻等のように硬い食物残渣を処理すると、プラスチックが破損してしまい、プラスチックの破片が排出される水に混入するおそれがある。
【００１１】
一方、排出される水の浄化を高めようとすれば、処理に要する時間が多くなり、上述した問題点をさらに深刻化させてしまうおそれもある。
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、有機性廃棄物を瞬間的に炭酸ガスと水とに分解することができ、かつ、浄水効果に優れ、新たな有機性廃棄物処理システムに資する有機性廃棄物処理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る有機性廃棄物処理装置は、有機性廃棄物を微生物の生分解作用によって二酸化炭素と水とに分解する有機性廃棄物処理装置であって、前記装置内に微生物を包含する溶液を循環させる溶液循環手段と、前記装置内に投入された有機性廃棄物を衝撃作用と剪断作用とによって細かく粉砕し前記溶液の液面に浮遊させる微粉砕手段と、前記微粉砕手段によって前記溶液の液面に浮遊した前記有機性廃棄物を微生物の生分解作用によって二酸化炭素と水とに分解する微生物分解手段とを備えることを特徴とする。これによって、有機性廃棄物を液体に浮遊する程度まで微粉化し、微粉化した有機性廃棄物を極めて短時間で炭酸ガスと水とに分解することが可能となるので、大量の有機性廃棄物を焼却したり、海洋投棄したりすることなく処理することができる。
【００１３】
また、前記微粉砕手段は、石を粉砕媒体とするのが好ましい。これによって、排出される水や精製される堆肥にプラスチックや鉄分等の異物が混入されることがなく、排水基準に適合した水の排出が可能となるので、より地球環境保全に適した有機性廃棄物処理装置が実現される。
【００１４】
さらに、本発明は、このような有機性廃棄物処理装置として実現することができるだけでなく、このような有機性廃棄物処理装置が備える特徴的な手段をステップとする有機性廃棄物処理方法として実現することもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
まず、本発明の実施の形態に係る有機性廃棄物処理装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係る有機性廃棄物処理装置１の機能的な構成を示すブロック図である。
有機性廃棄物処理装置１は、物理的な分解作用と微生物を用いた生物的な分解作用とによって有機性廃棄物を炭酸ガスと水とに瞬間的に分解することができる消滅型の処理装置であり、投入部１０、搬送部２０、物理的分解部３０、コンポスト化部４０、微生物分解部５０、排気部６０および排水部７０を備える。
【００１７】
投入部１０は、本装置の被処理物となる有機性廃棄物を装置内に取り込む処理部であり、ホッパ等によって実現される。この投入部１０は、装置内に取り込まれた有機性廃棄物を搬送部２０に送り込むための孔と、投入部１０内における有機性廃棄物の残量を検出する残量検出部１１とを、例えば底部に備えている。なお、この残量検出部１１は、センサ装置によって実現される。
【００１８】
搬送部２０は、投入部１０から送り込まれた有機性廃棄物を物理的分解部３０に搬送する処理部であり、スクリューフィーダやコンベヤベルト等によって実現される。この搬送部２０は、装置内に投入された有機性廃棄物の物理的分解部３０への供給量を制御する供給制御部２１を備えている。
【００１９】
供給制御部２１は、スクリューフィーダ等の回転数を制御することによって、有機性廃棄物を物理的分解部３０へ搬送する量を調整する処理部であり、モータ装置等により実現される。
【００２０】
物理的分解部３０は、微生物による有機性廃棄物の生分解処理を速くするために有機性廃棄物を物理的に破砕することによって微粉化し、微粉化した有機性廃棄物を選別してコンポスト化部４０または微生物分解部５０に送る処理部であり、ミル等の微粉砕機とトロンメル等のふるい分け選別機とによって実現される。この物理的分解部３０は、微粉砕部３１と選別部３２とを備える。
【００２１】
微粉砕部３１は、有機性廃棄物を物理的に破砕して微粉化する処理部であり、ミル等の微粉砕機によって実現される。有機性廃棄物の表面積を大きくすると、微生物による生分解が速く進むため、この微粉砕部３１は、有機性廃棄物の表面積を可能な限り大きくするために、所定の大きさになるまで有機性廃棄物を微粉砕する。
【００２２】
選別部３２は、有機性廃棄物を、物理的分解部３０において微粉砕処理を続けるものと、次なる処理工程に送るものとに選別し、さらに、次なる処理工程に送るものをコンポスト化部４０に送るものと、微生物分解部５０に送るものとに選別する処理部であり、微粉砕機の内部構造やトロンメル等のふるい分け選別機によって実現される。
【００２３】
コンポスト化部４０は、有機性廃棄物を原料として堆肥等を精製するために、選別部３２から送り込まれる有機性廃棄物を一時的に蓄積する貯蔵部であり、貯蔵タンク等によって実現される。
【００２４】
微生物分解部５０は、選別部３２から送り込まれる有機性廃棄物を微生物の働きを利用した生分解作用によって、炭酸ガスと水とに分解し、浄水を行なう処理部である。この微生物分解部５０は、微生物溶液の入った水槽等により実現され、沈殿部５１、消化部５２、浄水部５４および酸素供給部５５を備える。
【００２５】
沈殿部５１は、微生物分解部５０内に送り込まれる有機性廃棄物のうち再結束したもの等を沈殿させて、再び物理的分解部３０へ戻す処理部であり、底部に沈殿した有機性廃棄物の取り出し口を設けた水槽等によって実現される。
【００２６】
消化部５２は、微生物分解部５０内に送り込まれる有機性廃棄物を微生物の生分解作用によって炭酸ガスと水とに分解する処理部であり、微生物担持部５３を備える。この微生物担持部５３は、微生物を培養した多孔質物体の入った籠等によって実現され、消化部５２は、このような籠を備えた水槽によって実現される。
【００２７】
浄水部５４は、消化部５２における生分解後の溶液を排水のために浄化する処理部であり、砂濾過層を備えた水槽等によって実現される。
酸素供給部５５は、微生物の働きを活性化させて有機性廃棄物の生分解処理を速めるために、主として消化部５２を高酸素状態に維持する処理部であり、エアレーション装置等によって実現される。
【００２８】
排気部６０は、消化部５２において生分解処理後に発生する炭酸ガスを回収して、排気する処理部であり、炭酸ガス回収装置等によって実現される。
排水部７０は、浄水部５４において浄化された溶液に殺菌処理等を施し、排水基準に沿うように無害化して河川等に放流する処理部であり、紫外線殺菌装置等によって実現される。
【００２９】
次に、この有機性廃棄物処理装置１の構成を具現化して説明することとする。図２は、本実施の形態に係る有機性廃棄物処理装置の具体的構成の一例を示す図である。
【００３０】
図２に示すように、有機性廃棄物処理装置１は、投入ホッパ１００、スクリューフィーダ２００、微粉砕機３１０、ふるい分け選別機３２０、堆肥化用タンク４００、微生物分解処理槽５００、発生ガス回収装置６００および排水装置７００を備えている。そして、これらの装置を構成する微粉砕機３１０や微生物分解処理槽５００等の部材は、送り管３および戻し管４の２種類のパイプによって連結されており、装置稼動中は絶えず一定量の液体が装置内を循環している。ここで、送り管３とは、装置内に投入された有機性廃棄物を装置内の液体と共に次の処理工程に送るためのパイプであり、戻し管４とは、有機性廃棄物を再び微粉砕処理工程に戻したり、一定量の液体を循環させるために、装置内の液体を微粉砕処理工程に戻したりするためのパイプであり、揚水ポンプと連結されている。そして、装置内を循環している液体とは、含水率の高い生ごみや畜糞尿からなる有機性廃棄物が含む水分と高濃度の微生物溶液とを混ぜ合わせた液体である。
【００３１】
また、これらの構成部材は、鉄骨架台２の上に重ねられて載せられている。この鉄骨架台２はコンクリートベース上に水平に据え付けられて、装置が発生させる振動を緩和したり、位置ずれを防止したりするためにグラウティングが施されている。
【００３２】
さらに、装置全体は悪臭の原因となるメタンガスや分解処理によって発生する炭酸ガスを回収するためのガス回収カバーによって覆われている。
なお、この有機性廃棄物処理装置１の寸法は、大量の有機性廃棄物を連続的に微粉砕して炭酸ガスと水とに分解することができるように、高さ６０００ｍｍ程度で、幅９０００ｍｍ程度を目安として例示することができる。
【００３３】
投入ホッパ１００は、図１における投入部１０に相当し、有機性廃棄物を装置内に投入するための容器であり、底部に残量検出センサ１１０を備える。この投入ホッパ１００は、液体状の糞尿や固体状の食物残渣等の種々雑多な混合物から構成される有機性廃棄物を、後述するスクリューフィーダ２００へ確実に送り込むことができるように、金属やプラスチック等の摩擦係数の少ない材料で成形することが好ましい。また、この投入ホッパ１００は、有機性廃棄物の悪臭等を装置外に漏出させないように、有機性廃棄物の投入時にのみ開放される上蓋を備えている。
【００３４】
残量検出センサ１１０は、図１における残量検出部１１に相当し、投入ホッパ１００内の有機性廃棄物の残量を機械的または電子的に検出するセンサ装置である。この残量検出センサ１１０は一定の残量を検出すると、ランプの点灯等によって外部表示する機能を有する。
【００３５】
スクリューフィーダ２００は、図１における搬送部２０に相当し、投入ホッパ１００に投入された有機性廃棄物を、後述するミル供給タンク３１２に搬送する装置であり、図１における供給制御部２１に相当するモータを備えており、このモータの回転数を制御することによって微粉砕機３１０への供給量を調整する機能を有する。
【００３６】
微粉砕機３１０は、図１における微粉砕部３１および選別部３２に相当するコニカルミルであり、回転動力供給モータ３１１が発生させる回転動力によって回転し、内部の粉砕媒体によってミル供給タンク３１２から送り込まれる有機性廃棄物を微粉砕する。通常、コニカルミルとは、中央部が円筒形状であり、供給側と排出側とが円錐形状となるミルをいうが、ここでは、中央部が円筒形であり、排出側のみが円錐形状となるミルを意味するものとする。なお、この微粉砕機３１０の寸法は、直径１５００ｍｍ程度で、長さ３０００ｍｍ程度を一つの目安として例示することができる。
【００３７】
回転動力供給モータ３１１は、微粉砕機３１０を回転させるモータ装置であり、回転動力を発生させて微粉砕機３１０を１５ｒｐｍ程度の速度で回転させる。この回転動力供給モータ３１１は、発生させる回転動力をインバータ等によって調整し、微粉砕機３１０の回転速度を調整することができる。
【００３８】
ミル供給タンク３１２は、微粉砕機３１０の内部に有機性廃棄物を流し込むタンクである。このミル供給タンク３１２は、微生物溶液投入口３１３から送り管３を通って送り込まれる高濃度微生物溶液と、スクリューフィーダ２００によって送り込まれる有機性廃棄物と、微生物分解処理槽５００から戻し管４を通って送り込まれる循環液とを混ぜ合わせて混合液として、微粉砕機３１０内部に流し込む。
【００３９】
微生物溶液投入口３１３は、高濃度微生物溶液を補充するための漏斗等であり、高濃度微生物溶液をミル供給タンク３１２に流し込むことによって、装置内を循環する混合液の微生物濃度を高めることができる。
【００４０】
ミル回転保持部３１４は、微粉砕機３１０の回転によって発生する振動を防止するためのローラ装置等である。
図３および図４を用いて微粉砕機３１０およびその周辺装置について、より詳しく説明する。
【００４１】
図３は、有機性廃棄物処理装置１における微粉砕機３１０の内部を示す図である。
図３に示すように、微粉砕機３１０はミル内部に多数の石球３０１を備え、また、ミル本体内周面３１５上には、リフティングバー３０２を備えている。
【００４２】
この石球３０１は、微粉砕機３１０における粉砕媒体であり、３．０以上の比重を有する岩石を砕石して構成され、微粉砕機３１０内部に、微粉砕機３１０の内部容量の半分程度の量、例えば３トン〜１０トン程度の量が充填される。また、リフティングバー３０２とミル本体内周面３１５とは石球３０１と同質の石によって覆われている。一般に、ミルの粉砕媒体としては鉄球等の金属製や硬化プラスチック製のものが用いられるが、本発明に係る有機性廃棄物処理装置１における微粉砕機３１０の粉砕媒体は石材からなる石球３０１を用いている。これによって、装置外に排出される水や還元される堆肥に金属片やプラスチック片等の異物を含ませないことができる。さらに、この石球３０１の比重を３．０以上とすることによって、混合液中においても金属等と比肩する破砕効果を発揮することができる。
【００４３】
そして、ミル供給タンク３１２は、スクリューフィーダ２００から送り込まれる有機性廃棄物を、微生物溶液投入口３１３から送り管３を通って送り込まれる（図３のＸ１方向）高濃度微生物溶液や、微生物分解処理槽５００から戻し管４を通って送り込まれる（図３のＸ５方向またはＸ８方向）循環液と混ぜ合わせて混合液とし、ミル供給口３１６から微粉砕機３１０内部に流し込む。微粉砕機３１０内部に流し込まれた混合液は、一時的に滞留し、混合液に含まれる有機性廃棄物は石球３０１による微粉砕処理を受ける。図３において、この混合液の水位が微粉砕機３１０の軸方向における一点鎖線によって示されている。
【００４４】
そして、微粉砕機３１０内部の混合液は、連続して微粉砕機３１０内部に流し込まれる混合液に押し出されるようにオーバーフローして、ミルの排出側に位置する送り管３を通ってふるい分け選別機３２０に送られる（図３のＸ３方向）。このとき、混合液に含まれる有機性廃棄物は、混合液の液面付近に浮遊する程度まで細かく微粉砕されることによって、混合液とともにオーバーフローしてふるい分け選別機３２０に送られることになる。
【００４５】
なお、ここで、混合液の液面付近に浮遊する程度まで細かく微粉砕されるとは、粒度を基準とすれば、およそ２００メッシュ（０．０７４ｍｍ）まで細かく微粉砕されることを意味する。ただし、生ごみ、食物残渣や畜糞尿等からなる有機性廃棄物は、それぞれ比重が異なるため、粒度が２００メッシュとなるまで細かく微粉砕されなくても浮遊するものが存在しうる。このような比重が軽い有機性廃棄物については、後述するふるい分け選別機３２０において適切な処理工程に運ばれることになる。
【００４６】
図４は、微粉砕機３１０のＡ−Ａ線における断面図である。
図４に示すように、微粉砕機３１０が、内部に混合液を一時的に滞留させた状態で回転すると、微粉砕機３１０内部の石球３０１はミル本体内周面３１５上に設けられたリフティングバー３０２によってミル本体内周面３１５に沿って持ち上げられ、混合液の液面（図４の一点鎖線）を超えた一定の高さまで上昇すると落下する。このとき、石球３０１の落下によって混合液内の有機性廃棄物に打撃を加える。また、微粉砕機３１０内部の石球３０１は微粉砕機３１０本体の回転によって転動し、混合液内の有機性廃棄物に剪断作用を与える。さらに、高濃度微生物溶液を含む混合液内の微生物３１９による生分解処理がなされ、有機性廃棄物はさらに微粉化される。なお、この微生物３１９として、高温度帯（およそ６０℃〜９０℃）で最も活動する好熱性微生物を用いることとする。
【００４７】
このようにして、混合液に含まれる有機性廃棄物は、落下衝撃と剪断による物理的な破砕処理と高濃度微生物溶液の微生物による生分解処理とによって、混合液の液面付近に浮遊する程度まで微粉砕されるので、微生物分解処理槽５００における分解処理速度が高められることになる。また、粉砕媒体となる石球３０１の量と微粉砕機３１０の回転速度を一定に保つことによって、有機性廃棄物の微粉化の程度を一定に維持することができる。
【００４８】
また、微粉砕機３１０内部の混合液の液面付近に浮遊しない有機性廃棄物は微粉砕機３１０において微粉砕処理が続けられるので、微粉砕機３１０内部の混合液の水位が図１における選別部３２として機能することになる。従って、微粉砕機３１０の排出側の直径を小さくして混合液の液面レベルを上昇させる等によって、次の工程に運ぶ有機性廃棄物を調整することができる。この場合、外部から微粉砕機３１０内部の液面レベルを把握することができるように、微粉砕機３１０の内部に液面レベルを検出するセンサを設けることが望ましい。
【００４９】
さらに、豚骨や貝殻等の硬い食物残渣を破砕するために、微粉砕機３１０の径を大きくし石球３０１の落下衝撃を増加させて破砕能力を高めたり、おから等の繊維質を多く含む食物残渣の微粉化をより進めるために、微粉砕機３１０の全長を伸ばし微粉砕機３１０における処理時間を長くしたり、微粉砕機３１０の径と全長とを調整することによって有機性廃棄物の種類に応じた処理を行なうこともできる。
【００５０】
またさらに、微粉砕機３１０内部の石球３０１は、落下と転動を繰り返して磨耗することになるが、材質が石であるため、後の処理工程に進んで排出されるとしても金属片やプラスチック等と異なり無害である。
【００５１】
なお、この微粉砕機３１０は、定期的なメンテナンス、例えば金属片の取り出しや石球３０１の補充等を行なうためのマンホールを備えており、このマンホールから石球３０１によって破砕できない金属片等を取り出すことができる。また、微粉砕機３１０の微粉砕作用を判定する方法として、微粉砕機３１０の内部における石球３０１の落下衝撃音の音響を外部から測定することが考えられる。この音響の変化によって、石球３０１の補充時期や微粉砕完了時期を判断することができる。
【００５２】
より詳しく説明すると、微粉砕機３１０内部に被処理物が入っていない状態、すなわち無負荷状態では、石球３０１の落下衝撃音の音響は最大レベルとなり、被処理物が入った状態、すなわち負荷最大状態では、この音響は下がり、被処理物の微粉砕が進むにつれて音響は増加することになるので、このような音響の変化から微粉砕完了時期を判断することができる。また、磨耗していない石球３０１を入れた微粉砕機３１０の無負荷状態における音響を測定しておくことによって、無負荷状態における音響の変化を検出することによって石球３０１の補充時期を判断することができる。
【００５３】
また、微粉砕機３１０は、回転ローラ３１７と回転保持ベルトチェーン３１８からなるミル回転保持部３１４によって、微粉砕機３１０の回転による振動の発生が防止されている。
【００５４】
次に、再び図２を参照すると、微粉砕機３１０から送り管３を通ってオーバーフローした混合液は、ふるい分け選別機３２０に送り込まれることになる。
ふるい分け選別機３２０は、図１における選別部３２に相当し、微粉砕機３１０から送り込まれる混合液に含まれる有機性廃棄物がふるい目を通過するか否かによって選別するトロンメル等の選別装置である。このふるい分け選別機３２０は、ふるい目を通過した有機性廃棄物を混合液とともに送り管３を通して微生物分解処理槽５００に送り、ふるい目を通過しなかった有機性廃棄物を、ふるい分け選別装置３２０内においてオーバーフローした混合液とともに堆肥化用タンク４００に送る。ここで、ふるい目を通過しない有機性廃棄物としては、長い繊維質のものや、比重が軽くふるい目よりも大きいもの等が考えられる。
【００５５】
堆肥化用タンク４００は、図１におけるコンポスト化部４０に相当し、ふるい分け選別機３２０のふるい目を通過しなかった有機性廃棄物を一時的に蓄積するタンクである。この堆肥化用タンク４００に蓄積された有機性廃棄物は、堆肥精製場に搬送される等して堆肥等に還元されることになる。
【００５６】
微生物分解処理槽５００は、図１における微生物分解部５０に相当し、沈殿部５１に相当する沈殿槽５１０と、消化部５２に相当する消化槽５２０と、浄水部５４に相当する浄化槽５３０とから構成される水槽であり、底部に酸素供給部５５に相当するエアレーション装置５５０を備える。
【００５７】
図５を用いて微生物分解処理槽５００について、より詳しく説明する。
図５は、有機性廃棄物処理装置１における微生物分解処理槽５００の内部を示す図である。
【００５８】
図５に示すように、微生物分解処理槽５００は、沈殿槽５１０と消化槽５２０とが微生物分解処理槽５００の略中央の高さまで仕切られており、消化槽５２０と浄化槽５３０との間が、微生物分解処理槽５００の全高の８割程度の高さに至るまで仕切られている。以下、微生物分解処理槽５００を構成するこれらの各槽を説明する。
【００５９】
沈殿槽５１０は、図１における沈殿部５０に相当し、ふるい分け選別機３２０から送り管３を通って（図５のＸ３方向）微粉化された有機性廃棄物を含む混合液が流し込まれる水槽である。この沈殿槽５１０において、再結束した有機性廃棄物のように比重の重いものは、槽内に沈殿し（図５のＸ４方向）、比重の軽いものは槽内に設けられたポンプによって浮き上がらされる。そして、比重の軽いものは混合液の液面に浮遊すると、順次ふるい分け選別機３２０から送り込まれる混合液に押し出されるように、沈殿槽５１０と消化槽５２０との仕切り板をオーバーフローして消化槽５２０に流れ込む。
【００６０】
また、沈殿槽５１０は、戻し管４と接続された戻し管送り口５１１を底部付近に備えており、沈殿した有機性廃棄物を混合液とともに戻し管４に送り、循環液として再び微粉砕処理工程に戻す（図５のＸ５方向）。さらに、この沈殿槽５１０の底部には、酸素供給装置５１２が設けられており、エアレーション装置５５０が発生させた酸素を槽内に供給して高酸素状態を維持している。そして、この沈殿槽５１０は槽内にヒータ５１３を備えており、このヒータ５１３によって槽内の混合液は、微生物３１９の活動が活発化する温度帯（６０℃〜９０℃）に保たれている。
【００６１】
消化槽５２０は、図１における消化部５２に相当し、沈殿槽５１０から流れ込む混合液に含まれる有機性廃棄物を微生物３１９によって炭酸ガスと水とに分解する水槽であり、槽内に微生物担持籠５６０を備える。
【００６２】
この微生物担持籠５６０は、微生物３１９を培養した多孔質プラスチック体５２１を多数保持しており、沈殿槽５１０から消化槽５２０に混合液が流れ込む位置から消化槽５２０における混合液の液面および液面付近全体を覆うことができるように設置される。また、微生物担持籠５６０は、上部に微生物担体投入口５６１を備え、籠内の多孔質プラスチック体５２１を補充することができる。
【００６３】
この消化槽５２０において、沈殿槽５１０からオーバーフローして流れ込む混合液は、微生物担持籠５６０を通過し、順次沈殿槽５１０から流れ込む混合液に押し出されるように、消化槽５２０と浄化槽５３０との仕切り板をオーバーフローして浄化槽５３０に流れ込む（図５のＸ６方向）。このとき、沈殿槽５１０から流れ込む混合液に含まれる有機性廃棄物は、微生物担持籠５６０内の多孔質プラスチック体５２１に培養されている微生物３１９によって炭酸ガスと水とに分解される。そして、有機性廃棄物は、前工程となる微粉砕機３１０によって、混合液に浮遊し、かつ、ふるい分け選別機３２０を通過することができる程度にまで微粉化されて有機性廃棄物の表面積は大きくなっているので、微生物３１９は送り込まれた有機性廃棄物を瞬間的に炭酸ガスと水とに分解することができる。
【００６４】
また、この消化槽５２０は、沈殿槽５１０と同様に、底部に酸素供給装置５２２を備え、エアレーション装置５５０が発生させた酸素を槽内に供給して高酸素状態を維持するとともに、槽内にヒータ５２３を備え、槽内の混合液を微生物３１９の活動が活発化する温度帯（およそ６０℃〜９０℃）に維持している。
【００６５】
さらに、消化槽５２０は、微生物の生分解作用によって発生する炭酸ガスを装置外へ排出するための排気口５２４を備えており、図２に示す発生ガス回収装置６００に排気管５２５を介して炭酸ガスを送り込む（図５のＸ７方向）。
【００６６】
浄化槽５３０は、図１における浄水部５４に相当し、消化槽５２０から流れ込む混合液を浄化する槽であり、粗砂層５３１等の砂濾過層を備える。
この浄化槽５３０において、消化槽５２０からオーバーフローして流れ込む混合液は、粗砂層５３１によって濾過される。混合液に含まれる有機性廃棄物のほとんどが炭酸ガスと水とに分解されているが、この粗砂層５３１によって残りの有機性廃棄物も捕捉される。
【００６７】
そして、この粗砂層５３１によって濾過された混合液は、順次消化槽５２０から流れ込んで粗砂層５３１によって濾過される混合液に押し出されるように、オーバーフローして戻し管送り口５３２から戻し管４に送られ、循環液として再び微粉砕処理工程に戻される（図５のＸ８方向）。また、再び微粉砕処理工程に戻される循環液の水量は、微粉砕機３１０内部の混合液の水位を一定に保つため戻し管４に流水量を制御する弁が設けられている。そのため、粗砂層５３１によって濾過された混合液は、排水送り口５３３からオーバーフローして活性炭層５３４に流し込まれる（図５のＸ９方向）。そして、流し込まれた混合液は、活性炭層５３４、細砂層５３５および粗砂層５３６によってさらに濾過され、排水液としてバルブを備えた送り管３を通って排水装置７００に送られる（図５のＸ１０方向）。
【００６８】
再度、図２を参照すると、微生物分解処理槽５００の消化槽５２０において微生物の生分解作用により発生した炭酸ガスは、排水管５２５を通って発生ガス回収装置６００に運ばれる。
【００６９】
この発生ガス回収装置６００は、炭酸ガスを回収して、二酸化炭素成分を吸収し他の用途、例えば、ドライアイスを精製する等の処理を行なう装置である。
また、微生物分解処理槽５００の浄化槽５３０において浄化された排水液は、送り管３を通って排水装置７００に運ばれる。
【００７０】
この排水装置７００は、紫外線殺菌装置等であり、排水液に含まれるわずかな微生物を殺菌して、排水液を河川や湖沼等に放流する装置である。
以上のように構成された有機性廃棄物処理装置１を用いて有機性廃棄物を分解処理する手順について説明する。
【００７１】
図６は、有機性廃棄物処理装置１による有機性廃棄物の処理工程を説明するためのフロー図である。
まず、被処理物となる有機性廃棄物を装置内に投入する（Ｓ１）。このとき、生ごみ回収トラック等から直接、または、プラント内の集積タンク等からアンローダ等の搬送機械を用いて、投入ホッパ１００に有機性廃棄物を投入する。このとき、投入ホッパ１００は、トラック等が近づくと、投入ホッパ１００に取り付けられた近接センサによってこれを検出して、投入ホッパ１００の上蓋を開ける仕組みとしてもよい。
【００７２】
次に、装置内に投入された被処理物は、スクリューフィーダ２００によって微粉砕機３１０に搬送されて、石球３０１による衝撃破砕および剪断破砕と、微生物３１９による生分解とを合わせた微粉砕処理を受ける（Ｓ２）。
【００７３】
ここで、連続して供給される混合液によって押し出されるように、微粉砕機３１０内部の混合液がオーバーフローするため、混合液の液面に浮遊するまで微粉砕された被処理物は、次の処理工程に運ばれ、混合液の液面に浮遊するまで細かく微粉砕処理が繰り返されるという浮遊選別を受ける（Ｓ３）。
【００７４】
そして、浮遊選別を終えた被処理物は、ふるい分け選別機３１２において、ふるい目を通過するものが微生物分解工程に運ばれ、ふるい目を通過しないものがコンポスト化工程に運ばれるというふるい分け選別を受ける（Ｓ４）。
【００７５】
ここで、ふるい目を通過した被処理物は、微生物分解処理槽５００の消化槽５２０内の微生物３１９による生分解処理がなされ、炭酸ガスと水とに分解される（Ｓ５）。
【００７６】
一方、ふるい目を通過しなかった被処理物は、堆肥化用タンク４００に送られてコンポスト化処理がなされて、堆肥として再生されることになる（Ｓ６）。
微生物３１９による生分解処理で発生した炭酸ガスは、発生ガス回収装置６００によって回収され、生分解処理で発生した水は、微生物分解処理槽５００の浄化槽５３０において砂濾過等による浄水処理を受け（Ｓ７）、送り管３を通って排水装置７００に送られる。  その後、浄水処理を受けた水は、排水装置７００において紫外線殺菌処理等により無害化され、河川等への放流という形で排水処理される（Ｓ８）。
【００７７】
このような工程を経て、有機性廃棄物処理装置１によって有機性廃棄物は炭酸ガスと水とに分解される。ここで、微粉砕機３１０における微粉砕処理によって被処理物である有機性廃棄物は水に浮遊するまで、粒度としては、２００メッシュ（およそ０．０７４ｍｍ）程度にまで微粉化されるので、微生物分解処理槽５００における生分解処理が高速になる。その結果、連続的に有機性廃棄物を投入することが可能となるので、本装置によれば、一時間あたり２０トン、すなわち、稼働時間を１０時間として一日あたり２００トンもの有機性廃棄物を処理することができる。
【００７８】
図７は、有機性廃棄物処理装置１によって実現される有機性廃棄物処理システムの概略図である。
この有機性廃棄物処理システムは、有機性廃棄物処理装置１を用いて生ごみ、食物残渣および畜糞尿等の有機性廃棄物を瞬間的に炭酸ガスと水とに分解し、ダイオキシン発生問題等を抱える従来の有機性廃棄物処理システムからの脱却を実現することができるシステムである。
【００７９】
一般家庭２００１から排出される生ごみ、飲食店２００２から排出される食物残渣および農牧場２００３から排出される畜糞尿等の有機性廃棄物は、ごみ回収車等によって回収されて有機性廃棄物処理装置１を備えた高速処理プラント１０００へ集積される。
【００８０】
高速処理プラント１０００内に設置された有機性廃棄物処理装置１は、集積タンク６に集積された有機性廃棄物を、微粉砕処理と生分解処理とによって、瞬間的に炭酸ガスと水とに分解することができるので、有機性廃棄物を連続的に投入することができる。そのため、集積タンク６は有機性廃棄物によって溢れることがない。さらに、有機性廃棄物処理装置１において、徹底した浄化および排水処理がなされるので、装置から排出される水は、排水基準に適合しており、河川等に大量放流しても水質汚濁等の公害を発生させることもない。
【００８１】
また、有機性廃棄物処理装置１において、微粉砕処理がなされなかった有機性廃棄物も装置内のタンクに一時的に蓄積され、その後堆肥精製場３０００に搬送されて堆肥として再生することができるので、農牧場２００３への還元を図ることもできる。
【００８２】
以上のように、本発明に係る有機性廃棄物処理装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態において、沈殿槽５１０において沈殿した有機性廃棄物は、再度微粉砕処理工程に戻すこととしているが、戻し管送り口５１１から有機性廃棄物を取り出して、堆肥化用タンク４００に蓄積し、堆肥として再生することとしてもよい。
【００８３】
また、上記実施の形態において、沈殿槽５１０と消化槽５２０とに微生物の活動を活発化させるためのヒータが設けられているが、微粉砕機３１０内部にもヒータを設けてもよい。
【００８４】
さらに、上記実施の形態において、微粉砕機３１０における粉砕媒体として、球形状の石球３０１を用いているが、セラミック材料からなるセラミックボールを用いることもできる。また、形状は球状に限られず、例えば、立方体であってもよいことはいうまでもない。
【００８５】
また、上記実施の形態における有機性廃棄物１および微粉砕機３１０の寸法は、一つの目安に過ぎず、この寸法に限られるものではない。同様に、上記実施の形態では、微粉砕機３１０に充填する石球３０１の量を例示しているが、この数値範囲に限定されるものではない。
【００８６】
そして、この実施の形態における有機性廃棄物処理装置１を構成する部材の配置は、単なる例示に過ぎず、これに限られるものでないことはいうまでもない。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る有機性廃棄物処理装置によれば、有機性廃棄物を極めて短時間で炭酸ガスと水とに分解することが可能となり、大量の有機性廃棄物を連続的に処理することが可能になるという効果が奏される。また、粉砕媒体を石としているので、排出される水や精製される堆肥に金属片やプラスチック等の異物が混入されることがなく、排水基準に適合した水の排出が可能となり、地球環境保全に適した有機性廃棄物処理装置が実現される。
【００８８】
よって、本発明により、焼却や海洋投棄等の方法に頼ることなく、大量の有機性廃棄物の処理が可能となり、新たな有機性廃棄物処理システムの構築の必要性が高まっている今日における実用的価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る有機性廃棄物処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る有機性廃棄物処理装置の具体的構成の一例を示す図である。
【図３】有機性廃棄物処理装置における微粉砕機の内部を示す図である。
【図４】微粉砕機のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】有機性廃棄物処理装置における微生物分解処理槽の内部を示す図である。
【図６】有機性廃棄物処理装置による有機性廃棄物の処理工程を説明するためのフロー図である。
【図７】本発明に係る有機性廃棄物処理装置によって実現される有機性廃棄物処理システムの概略図である。
【図８】従来の有機性廃棄物処理装置を用いた有機性廃棄物処理システムの概略図である。
【符号の説明】
１    有機性廃棄物処理装置
２    鉄骨架台
３    送り管
４    戻し管
６、９０２    集積タンク
７、９０３    排水管
１０    投入部
１１    残量検出部
２０    搬送部
２１    供給量制御部
３０    物理的分解部
３１    微粉砕部
３２    選別部
４０    コンポスト化部
５０    微生物分解部
５１    沈殿部
５２    消化部
５３    微生物担持部
５４    浄水部
５５    酸素供給部
６０    排気部
７０    排水部
１００    投入ホッパ
１１０    残量検出センサ
２００    スクリューフィーダ
３０１    石球
３０２    リフティングバー
３１０    微粉砕機
３１１    回転動力供給モータ
３１２    ミル供給タンク
３１３    微生物溶液投入口
３１４    ミル回転保持部
３１５    ミル本体内周面
３１６    ミル供給口
３１７    回転ローラ
３１８    回転保持ベルトチェーン
３１９    微生物
３２０    ふるい分け選別機
４００    堆肥化用タンク
５００    微生物分解処理槽
５１０    沈殿槽
５１１、５３２    戻し管送り口
５１２、５２２    酸素供給装置
５１３、５２３    ヒータ
５２０    消化槽
５２１    多孔質プラスチック体
５２４    排気口
５２５    排気管
５３０    浄化槽
５３１、５３６    粗砂層
５３３    排水送り口
５３４    活性炭層
５３５    細砂層
５５０    エアレーション装置
５６０    微生物担持籠
５６１    微生物担体投入口
６００    発生ガス回収装置
７００    排水装置
１０００    高速処理プラント
２００１、９２０１    一般家庭
２００２、９２０２    飲食店
２００３、９２０３    農牧場
３０００    堆肥精製場
９１００    中間処理プラント
９３０１    焼却場
９３０２    海上投棄場
９３０３    埋立場
【図１】
2004195280.tif 000003
【図２】
2004195280.tif 000004
【図３】
2004195280.tif 000005
【図４】
2004195280.tif 000006
【図５】
2004195280.tif 000007
【図６】
2004195280.tif 000008
【図７】
2004195280.tif 000009
【図８】
2004195280.tif 000010