(57)【要約】　　　（修正有）【課題】コンポスト化処理時に発生するガス中の二酸化炭素濃度と連動させて処理装置を断続運転させることにより、コンポスト化処理の効率を高めることである。【解決手段】被処理物を収容する処理槽と、該処理槽内に回転可能に配設された撹拌羽根とを備え、前記処理槽内に投入収容された被処理物を前記撹拌羽根により撹拌させながら、被処理物をコンポスト化する処理装置において、コンポスト化処理時に生ずる二酸化炭素濃度Ｄを連続測定して、被処理物の投入後に前記処理装置を設定時間だけ運転した後に停止させて、時間に対する二酸化炭素濃度Ｄが低下している状態において、その後に最初に発生する最大の二酸化炭素濃度Ｄに対して所定値だけ低下した運転再開濃度に達した場合に、処理装置の運転を再開させて設定時間後に停止させる操作を反復させて断続運転を行うことである。【選択図】　　　　図１０
2004131307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を収容する処理槽と、該処理槽内に回転可能に配設された撹拌羽根とを備え、前記処理槽内に投入収容された被処理物を前記撹拌羽根により撹拌させながら、被処理物をコンポスト化する処理装置において、
コンポスト化処理時に生ずるガスの二酸化炭素の濃度を連続測定して、被処理物の投入後に前記処理装置を設定時間だけ運転した後に停止させて、時間に対する二酸化炭素濃度が低下している状態において、その後に最初に発生する最大の二酸化炭素濃度に対して所定値だけ低下した運転再開濃度に達した場合に、処理装置の運転を再開させて設定時間後に停止させる操作を反復させて断続運転を行うことを特徴とするコンポスト化処理装置の運転方法。
【請求項２】
前記所定値とは、被処理物の投入後に前記処理装置を設定時間だけ運転した後に停止させて、最初に発生する最大の二酸化炭素濃度と、前記運転終了直後の二酸化炭素濃度との差を基準濃度差と定めた場合に、前記基準濃度差に設定値を乗じた値であることを特徴とする請求項１に記載のコンポスト化処理装置の運転方法。
【請求項３】
前記設定値は、約０．２であることを特徴とする請求項２に記載のコンポスト化処理装置の運転方法。
【請求項４】
被処理物を収容する処理槽と、該処理槽内に回転可能に配設された撹拌羽根とを備え、前記処理槽内に投入収容された被処理物を前記撹拌羽根により撹拌させながら、被処理物をコンポスト化する処理装置において、
コンポスト化処理時に生ずるガスの二酸化炭素の濃度を連続測定して、被処理物の投入後に前記処理装置を設定時間だけ運転した後に停止させて、時間に対する二酸化炭素濃度が低下している状態において、直前の最大の二酸化炭素濃度に対して所定値だけ低下した運転再開濃度に達した場合に、処理装置の運転を再開させて設定時間後に停止させる操作を反復させて断続運転を行うことを特徴とするコンポスト化処理装置の運転方法。
【請求項５】
前記所定値とは、直前の最大の二酸化炭素濃度から、被処理物の投入後に前記処理装置を設定時間だけ運転した後に停止させた時点での二酸化炭素濃度を減じた濃度差に設定値を乗じた値であることを特徴とする請求項４に記載のコンポスト化処理装置の運転方法。
【請求項６】
前記設定値は、約０．２であることを特徴とする請求項５に記載のコンポスト化処理装置の運転方法。
【請求項７】
処理装置は、回転軸と平行に配設されて、撹拌羽根と一体に回転する送気管を備えていて、処理装置の停止時には、前記送気管は、回転軸の直下に配置されるように制御することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のコンポスト化処理装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理槽内に配設された撹拌羽根により、被処理物である生物系廃棄物を撹拌させながらコンポスト化処理する装置の運転方法に関するものである。ここで、本発明におけるコンポスト化処理装置の運転方法とは、撹拌羽根を取付けている回転軸（主軸）の回転に関するものである。また、「生物系廃棄物」とは、例えば、一般廃棄物に分類される可燃ゴミ、厨芥、し尿等が挙げられ、天然の動植物自身及びその代謝物、並びにそれらの処理残さ等の生物に由来する有機資材の残さのことをいう。
【０００２】
【従来の技術】
生物系廃棄物のコンポスト化処理装置として、上面に生物系廃棄物の投入口が設けられた処理槽と、該処理槽内に回転可能に配設された撹拌羽根と、コンポスト化処理時に前記処理槽内で発生したガスを吸引して回収するためのガス吸引回収装置と、該ガス吸引回収装置で吸引回収されたガスを脱臭するための脱臭装置とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１）。ここで、「コンポスト化」とは、投入口から処理槽内に投入された生物系廃棄物を撹拌羽根により撹拌させながら、微生物の作用によって生化学反応を進行させて、上記生物系廃棄物に含まれる有機物を二酸化炭素と水とに分解して、肥料及び土地改良材として有効な農業用製品であるコンポスト化製品にすることをいう。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３９８４８号公報
【０００４】
従来のコンポスト化処理装置は、その殆どが連続運転であって、微生物の活動が活発な場合においても、被処理物を撹拌させている。このような状態で、被処理物を撹拌させると、微生物の増殖を阻害したり、或いはその細胞を破壊するために、上記生化学反応が害されて、コンポスト化処理の能率が低下する。一方、微生物の活動が不活発な場合には、被処理物を撹拌させて、内部の水分を蒸発させたり、空気（酸素）を供給する必要がある。
【０００５】
また、コンポスト化処理における時間に対する二酸化炭素濃度の変化の特性によって、微生物による生化学反応の程度を間接的に知ることができる。即ち、微生物による生化学反応の程度によって、被処理物中の有機物が分解されて発生する二酸化炭素の量が変化するからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、コンポスト化処理時に発生するガス中の二酸化炭素濃度と連動させて処理装置を断続運転させることにより、コンポスト化処理の効率を高めることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための請求項１の発明は、被処理物を収容する処理槽と、該処理槽内に回転可能に配設された撹拌羽根とを備え、前記処理槽内に投入収容された被処理物を前記撹拌羽根により撹拌させながら、被処理物をコンポスト化する処理装置において、コンポスト化処理時に生ずるガスの二酸化炭素の濃度を連続測定して、被処理物の投入後に前記処理装置を設定時間だけ運転した後に停止させて、時間に対する二酸化炭素濃度が低下している状態において、その後に最初に発生する最大の二酸化炭素濃度に対して所定値だけ低下した運転再開濃度に達した場合に、処理装置の運転を再開させて設定時間後に停止させる操作を反復させて断続運転を行うことを特徴としている。
【０００８】
一般に、微生物の作用によって生物系廃棄物をコンポスト化処理する場合には、処理時に発生するガスの二酸化炭素濃度の値によって、コンポスト化反応、即ち微生物の活性の程度を知ることができ、この値が高い程、微生物の活性の程度が高く、コンポスト化反応が効率よく行われていることを意味する。そして、被処理物を投入して撹拌した後においては、微生物の働きが活発であるため、発生ガスに含まれる時間に対する二酸化炭素の濃度は上昇して、最大値に達し、以後は、徐々に低下する。時間に対する二酸化炭素濃度が低下していることは、コンポスト化反応が徐々に鈍化していることを意味する。このため、時間に対する二酸化炭素濃度が低下している状態において、その濃度が、前記最大二酸化炭素濃度から、前記基準濃度差に設定値を乗じた値だけ減じられた運転再開濃度に達した場合に、処理装置の運転を再開させて、設定時間後に停止させる。これにより、被処理物が撹拌されて、コンポスト化反応が促進される。
【０００９】
このように、請求項１の発明においては、処理装置を連続運転させないで、ガス中の二酸化炭素濃度と連動させて断続運転させることに特徴を有し、発生ガスに含まれる二酸化炭素濃度が、最大二酸化炭素濃度に対して所定値だけ低下した場合に、処理装置の運転を再開させて、所定時間後に停止させる操作を繰り返す。即ち、二酸化炭素濃度が運転再開濃度よりも高い場合には、微生物の活動が活発であるため、被処理物を撹拌させることなく、その静止状態を維持した方がコンポスト化処理（醗酵）が促進される。このように、微生物の活動が活発な状態では、被処理物を撹拌させずに、そのままの静止状態にしておくのは、微生物の活動が活発な状態で、被処理物を撹拌させると、微生物の増殖を阻害したり、或いは微生物の細胞自体を破壊するため、微生物の活動を不安定にしてしまい、コンポスト化処理が阻害されるのを避けるためである。
【００１０】
このようにして、処理装置を断続運転させると、連続運転させる場合に比較して、コンポスト化処理の能率が高まる（所定のコンポスト化製品を得るのに要する時間が短くなる）。また、処理装置の「断続運転」によって、各部の過熱、装置寿命の低下、ランニングコストの高騰等も防止できる。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記所定値とは、被処理物の投入後に前記処理装置を設定時間だけ運転した後に停止させて、最初に発生する最大の二酸化炭素濃度と、前記運転終了直後の二酸化炭素濃度との差を基準濃度差と定めた場合に、前記基準濃度差に設定値を乗じた値であることを特徴としている。
【００１２】
請求項２の発明によれば、運転再開濃度の基準として、被処理物の投入後に前記処理装置を設定時間だけ運転した後に停止させて、最初に発生する最大の二酸化炭素濃度と、前記運転終了直後の二酸化炭素濃度との差を用いているので、前記所定値に客観性を付与できる。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記設定値は、約０．２であることを特徴としている。
【００１４】
請求項３の発明によれば、被処理物を最も効率よくコンポスト化処理できると推定される。即ち、前記設定値を約０．２よりも小さくして、運転再開濃度を高く設定すると、微生物が活発に活動している最中に、その活動を阻害することになると共に、前記設定値を約０．２よりも大きくして、運転再開濃度を低く設定すると、微生物の活発な活動は維持されるが、所定のコンポスト化製品を得るように要する時間（処理時間）が長くなって、いずれの場合も、コンポスト化の処理効率が低下する。
【００１５】また、請求項４の発明は、被処理物を収容する処理槽と、該処理槽内に回転可能に配設された撹拌羽根とを備え、前記処理槽内に投入収容された被処理物を前記撹拌羽根により撹拌させながら、被処理物をコンポスト化する処理装置において、コンポスト化処理時に生ずるガスの二酸化炭素の濃度を連続測定して、被処理物の投入後に前記処理装置を設定時間だけ運転した後に停止させて、時間に対する二酸化炭素濃度が低下している状態において、直前の最大の二酸化炭素濃度に対して所定値だけ低下した運転再開濃度に達した場合に、処理装置の運転を再開させて設定時間後に停止させる操作を反復させて断続運転を行うことを特徴としている。
【００１６】請求項４の発明によれば、処理装置の運転再開の二酸化炭素の濃度の基準を、直前の最大の二酸化炭素濃度にしてあるので、更に効率的に、生物系廃棄物のコンポスト化処理を行える。
【００１７】
また、請求項５及び６の各発明は、請求項２及び３の各発明に対応する発明であって、これらと同等の作用効果が奏される。
【００１８】
また、請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明において、処理装置は、回転軸と平行に配設されて、撹拌羽根と一体に回転する送気管を備えていて、処理装置の停止時には、前記送気管は、回転軸の直下に配置されるように制御することを特徴としている。
【００１９】
請求項７の発明によれば、処理装置の停止時には、処理槽の最下部から空気が供給されるため、処理槽内に収容された被処理物のほぼ全部に空気が供給されて、処理装置の停止時においても、最も効率よくコンポスト化処理される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、実施形態を挙げて、本発明について更に詳細に説明する。図１は、本発明に係るコンポスト化処理装置Ａの正面断面図であり、図２は、図１のＸ−Ｘ線断面図であり、図３は、コンポスト化処理装置Ａ及び脱臭装置Ｃの配置を示す平面図であり、図４は、図２の投入口１６の部分の拡大図であり、図５は、吸引パイプＦ１　の斜視図である。図３に示されるように、コンポスト化処理装置Ａの背面側には、該処理装置Ａ内で発生して吸引回収した臭気性ガスを脱臭するための脱臭装置Ｃが配設され、前記コンポスト化処理装置Ａ内で発生した臭気性ガスは、ガス吸引回収装置Ｂを介して脱臭装置Ｃに導かれる。
【００２１】
まず、コンポスト化処理装置Ａは、処理槽１の中心部に、中空構造の回転軸２が水平に配置されて、その両端部は、前記処理槽１の外側に配置された一対の軸受３で回転可能に支持されている。回転軸２には、螺旋状の撹拌羽根４が一体に取付けられていて、その両端部には、複数本のアーム５を介して支持リング６が一体に取付けられている。この一対の支持リング６には、送気管７が前記回転軸２と平行に支持されていると共に、一対の支持リング６における前記送気管７と位相が１８０°異なる部分は連結ロッド８で連結されて、一対の支持リング６の連結剛性が高められている。送気管７の内側（配置状態で回転軸２の側を向く側）には、多数の空気噴出孔７ａ（図２参照）が軸方向に沿って所定間隔をおいて設けられている。また、中空構造の回転軸２と送気管７とは、該回転軸２の軸直角方向に配置された中空構造の２本の連結送気管９を介して連結されている。一方、回転軸２の一端部には、ブロワ１１が連結されていて、該ブロワ１１から送られた空気は、中空構造の回転軸２及び２本の連結送気管９を介して送気管７に送られて、これに設けられた多数の空気噴出孔７ａから回転軸２の側に向けて空気が噴出される構成になっている。
【００２２】
また、回転軸２の他端部に取付けられた被動スプロケット１２と、駆動モータ１３の駆動軸１３ａに取付けられた駆動スプロケット１４とは、チェーン１５を介して連結され、前記回転軸２は、駆動モータ１３の駆動力により所定方向に低速回転される構成になっている。このため、後述の投入口１６から処理槽１内に投入された生物系廃棄物（被処理物）Ｋは、装置の運転時においては、撹拌羽根４の作用により、ゆっくりと回転させられながら、その処理が行われる。なお、撹拌羽根４は、螺旋状となっていて、その回転により生物系廃棄物Ｋは回転軸２の一方側に僅かに移送されるため、後述するように、処理装置を「断続運転」させる場合において、各運転毎に、連続回転している撹拌羽根４の正転を一旦停止させて、その後に、撹拌羽根４を１回転を超えない範囲で逆転させて、「断続運転」における各運転を停止させている。この逆転により、処理槽１内において回転軸２の軸方向の一方側に寄せられた被処理物を他方側に戻して、処理槽１内における被処理物の収容状態を回転軸２の軸方向に沿って均一化している。
【００２３】
また、生物系廃棄物Ｋのコンポスト化処理時に処理槽１内で発生した臭気性ガスは、ガス吸引回収装置Ｂにより吸引回収されて、脱臭装置Ｃに導かれる。このガス吸引回収装置Ｂは、処理槽１の投入口１６の周縁部に配置された方形枠状の吸引パイプＦ１　と、該吸引パイプＦ１　と脱臭装置Ｃとを連結する連結パイプＦ２　とで構成される。処理槽１の正面側には、傾斜面部１ａが設けられていて、該傾斜面部１ａに方形状の投入口１６が斜上方を向いて設けられ、該投入口１６は、生物系廃棄物Ｋの投入時を除いて、その斜上端部にヒンジ連結された蓋体１７により閉塞されている。この投入口１６の内側には、その周縁に沿って吸引パイプＦ１　が固定配置され、該吸引パイプＦ１　は、処理槽１の上板部の内面に沿って配置された連結パイプＦ２　を介して吸引ファン１８に連結されている。
【００２４】
また、図５に示されるように、吸引パイプＦ１　の全体形状は、投入口１６の形状に対応した方形枠状をなしていて、配置状態において内側（前記回転軸２と対向する側）になる部分には、その周方向に沿って所定間隔をおいて多数の吸引孔１９が設けられている。即ち、吸引パイプＦ１　は、図５に示されるように、両端部が軸心に対して４５°の角度で切断された４本の等長のパイプ単体２１が方形枠状に配置されて、その接続部が溶接等により一体に連結されることにより構成される。また、図４に示されるように、吸引パイプＦ１　に設けられた多数の吸引孔１９の投入口１６の開口面に対する角度（θ）は、略３０°程度であることが望ましい。ここで、投入口１６の開口面に対する吸引孔１９の形成角度（θ）を上記のように選択することにより、図２に示されるように、吸引孔１９の中心部に対しても吸引気流が効果的に作用して、蓋体１７を開いた際に、処理槽１内の臭気性ガスは、吸引パイプＦ１　に効果的に吸引回収されて、そのまま投入口１６から大気中に放出されるのを防止できる。
【００２５】
また、吸引パイプＦ１　には、連結パイプＦ２　を介して吸引ファン１８の吸引力が及んでいるため、投入口１６の部分には、常時吸引気流が発生している。よって、ほぼ密閉状態の処理槽１内において生物系廃棄物Ｋの処理時に発生した臭気性ガスは、吸引パイプＦ１　に吸引されて脱臭装置Ｃに導かれると共に、蓋体１７を開いて投入口１６から処理槽１内に生物系廃棄物Ｋを投入する際に、開口状態の投入口１６から大気中に流出しようとする臭気性ガスは、この投入口１６の全域に及んでいる吸引気流によって吸引パイプＦ１　に吸引されて、臭気性ガスが大気中に放出されるのを防止している。
【００２６】
また、処理槽１を構成する一方の側板部１ｂにおける前記回転軸２よりも下方の部分には、処理時における処理槽１内の温度及び水分を検出するための各センサ２２，２３を有する第１センサ筒Ｇ１　が取付けられていて、その処理状態が遠隔にて監視可能になっている。更に、処理槽１の周壁部１ｄにおける他方の側板部１ｃに近い部分であって、回転軸２よりも下方の部分には、コンポスト化処理を終えた農業用製品（コンポスト化製品）を処理槽１内から排出するための排出口２４が設けられている。なお、図１ないし図３において、２５は、処理槽１等の各種装置を載せている台板を示す。
【００２７】
ここで、処理装置を「断続運転」させる場合において、各運転毎に、連続回転している撹拌羽根４の正転を一旦停止させて、その後に、撹拌羽根４を１回転を超えない範囲で逆転させて、「断続運転」における各運転を停止させ、各運転毎の処理装置の停止時において、送気管７を回転軸２のほぼ直下に配置させており、この制御は、以下のようである。即ち、図６に示されるように、一方の軸受３を支持している軸受台２６の側面にブラケット２７を介して近接スイッチ２８が被動スプロケット１２と対向配置されていて、被動スプロケット１２における前記近接スイッチ２８と対向する部分には、被検出ドッグ２９が取付けられている。ここで、回転軸２の回転中において、送気管７と被検出ドッグ２９との回転方向に沿って位相のずれはないので、前記近接スイッチ２８及び被検出ドッグ２９の各部材に対する取付位置は、送気管７が回転軸２のほぼ直下に達した場合に、被検出ドッグ２９が近接スイッチ２８により検出される構成になっている。また、この近接スイッチ２８は、回転軸２の正転時（図２で矢印Ｅ方向）においては、被検出ドッグ２９を検出せずに、回転軸２の逆転時においてのみ、被検出ドッグ２９を検出可能な構造になっている。
【００２８】
よって、駆動モータ１３の起動による回転軸２の正転開始後において、所定時間（例えば、５分間）を経過した後に、一旦駆動モータ１３を停止させる。その後に、駆動モータ１３の逆転により回転軸２を１回転以下だけ逆転させる。回転軸２の逆転時には、近接スイッチ２８は、被検出ドッグ２９を検出可能な状態になっており、近接スイッチ２８が被検出ドッグ２９を検出することにより、即ち、送気管７が回転軸２のほぼ直下に達すると、駆動モータ１３の停止により回転軸２の回転が停止する。
【００２９】
そして、生物系廃棄物Ｋをコンポスト化処理するには、その特性に応じてコンポスト化に適するように所定の調整を施された生物系廃棄物Ｋを、処理槽１の投入口１６から内部に投入して、所定の撹拌条件に従って均一に混合する。コンポスト化するのに必要な酸素を含む空気を、前記ブロワ１１、中空の回転軸２、同じく中空の連結送気管９及び送気管７を介して、処理槽１の内部に送気して、コンポスト化反応を開始させる。また、上記したように、送気管７は、処理装置の停止時には、処理槽１の最底部（回転軸２のほぼ直下の位置）に配置するように設計されており、処理装置の停止中において、生物系廃棄物Ｋの内部に所定流量の空気を確実に送気して、酸素を供給することにより活発な微生物の活動が維持される。
【００３０】
このようにして、生物系廃棄物Ｋのコンポスト化が開始して順調に進行すると共に、処理槽１の内部では、微生物の活動によって生物系廃棄物Ｋが分解されることにより水や二酸化炭素、或いはそれらに加えて生成する臭気性ガス等が発生し、処理槽１の内部の温度が５０℃から６０℃程度にも上昇する。そして、生物系廃棄物Ｋ自体に多量に含まれている水分が気化して水蒸気も発生する。これらのコンポスト化処理の結果、生成された臭気性ガスや、温度上昇に伴って気化した水蒸気、処理槽１内に送気される余剰の空気等のガス、更に生物系廃棄物Ｋが粉砕されてゴミ状となった粉塵類が混合された状態で、前記投入口１６の周縁部に取り付けられた吸引パイプＦ１　に吸引回収された後に、連結パイプＦ２　を介して、吸引ファン１８の吸引力によって前記脱臭装置Ｃの側に吸引される。
【００３１】
また、脱臭装置Ｃは、処理槽１内で発生した臭気性ガスに含まれる水蒸気を凝縮により除去する凝縮処理装置３１と、該凝縮処理装置３１により水蒸気を除去された臭気性ガスに含まれるアルカリ性ガスを硫酸溶液で中和処理する中和処理装置３２と、該中和処理装置３２による処理時に臭気性ガスに僅かに含まれることとなった硫酸溶液を噴霧水中で溶解除去する酸性溶液除去装置３３と、臭気性ガスに含まれる残余の臭気分を活性炭に吸着させて除去する吸着処理装置３４とから成って、上記した各装置３１，３２，３３，３４が、上記順序で連結されている。そして、吸着処理装置３４で最終処理されたガス内には、臭気分は殆ど含まれておらず、そのまま大気中に放出される。また、図３に示されるように、吸着処理装置３４に連結された排気筒３０には、二酸化炭素及びアンモニアの各濃度センサ３５，３６を有する第２センサ筒Ｇ２　が挿入されていて、吸着処理装置３４を経て大気中に放出されるガス内に含まれる二酸化炭素及びアンモニアの各濃度が検出される。
【００３２】
次に、生物系廃棄物をコンポスト化処理して、コンポスト化製品として利用するための前記コンポスト化処理装置の運転方法について、生物系廃棄物を例えば生ゴミと想定して、本発明に係る「断続運転」の部分を中心に説明する。図７に示されるように、コンポスト化処理装置Ａの運転方法Ｑは、内部が空の前記処理槽１に新規の生ゴミを投入してから次に追加の生ゴミを投入する毎に、ほぼ同一パターンの「Ｎ回の単位運転（Ｒ１　〜Ｒｎ）　」を繰り返し、前記二酸化炭素の濃度センサ３５によって検知される二酸化炭素の排出量が少なくなって、コンポスト化製品として利用するには水分を多く含む半コンポスト化製品状態の被処理物（生ゴミ）を、処理槽１から取り出すまでを１サイクルとして行われる。そして、Ｎ回の各単位運転（Ｒ１　〜Ｒｎ）　は、最終の単位運転Ｒｎ及びこれに近い単位運転Ｒ（ｎ−１），Ｒ（ｎ−２）等を除いてほぼ同一内容の運転方法であって、前処理運転Ｒ００と、追加生ゴミ撹拌運転Ｒ０１と、その後に断続運転するために繰り返される多数の各小単位運転Ｒ０２とで構成される。
【００３３】
次に、第１実施形態（請求項１の発明の運転方法）の前記各単位運転Ｒ１　〜Ｒｎについて、更に詳細に説明する。図８は、運転を開始してから、次の生ゴミの追加投入が行われるまでの最終の単位運転Ｒｎを除く第１実施形態の各単位運転Ｒ１　〜Ｒ（ｎ−１）の運転内容を例示的に示す模式図であり、図９は、最終の単位運転Ｒｎの同様の模式図であって、縦、横の各軸は、それぞれ前記二酸化炭素濃度センサ３５が検出する二酸化炭素濃度と、運転の時間経過を示している。また、図１０は、本発明に係るコンポスト化処理装置Ａの運転方法のフローチャートである。各単位運転（Ｒ１　〜Ｒｎ）は、例えば生ゴミをまとめて処理したい１日ごとに繰り返される場合が多く、以下の説明はその例に従って記載する。各単位運転（Ｒ１　〜Ｒｎ）の最初に行われる前処理運転Ｒ００は、コンポスト化をより効率的に行うための処理であって、具体的には、生ゴミを追加投入する作業者が、コンポスト化処理装置Ａの前記撹拌羽根４の回転と連動するリセットボタンを押して（ステップＳ１）、前記処理槽１の内部に残存する前日までのコンポスト化途中の被処理物を撹拌する作業から開始する（ステップＳ２）。この撹拌による前処理運転Ｒ００は設定時間Ｔ１（例えば、約１０分間）だけ行われ、新たに追加投入する予定の生ゴミ分の水分増加に備えて、コンポスト化処理装置Ａの処理槽１内に残存する被処理物中に含まれる水分の蒸発を促し、これにより発生した水蒸気を吸引パイプＦ１　及び連結パイプＦ２　を介して脱臭装置Ｃの側に排出し、前記被処理物中の水分を減らすために行われる。
【００３４】
処理槽１の内部は、順調にコンポスト化が進行している場合には、５０〜６０℃の温度が保持されているので、残存する被処理物中の水分は、撹拌されることによって容易に蒸発して水蒸気となり、ある程度は除去される。また、微生物によってコンポスト化するのに最適な被処理物の含水率は、例えば４０％程度と知られており、一方生ゴミはその重量の約８０％が水分なので、このように撹拌して予め被処理物中の水分を減らすことによって、後の微生物の活発な活動を維持できる。そして、この約１０分間の前処理運転Ｒ００の後には、追加の生ゴミが投入される（ステップＳ３　）。なお、空の処理槽１に新規に生ゴミを投入する場合、即ち、最初の単位運転Ｒ１　では、コンポスト化製品等と混合してコンポスト化に最適な所定の含水率に調整済みの生ゴミが通常使用されるので、前記前処理運転Ｒ００は省略できる。
【００３５】
そして、追加の生ゴミの投入を終えた後に、コンポスト化処理装置Ａ、前記二酸化炭素濃度センサ３５の測定値、それらの記憶及び処理装置（図示せず）等の作動と連動する自動運転ボタンを押す（ステップＳ４　）ことにより、処理装置Ａを運転（これを「追加生ゴミ撹拌運転Ｒ０１」という）させて（ステップＳ５　）、追加の生ゴミが加えられた被処理物を設定時間Ｔ２（例えば、５分間）だけ撹拌させて、後続の小単位運転Ｒ０２の開始時まで処理装置を停止させる。これにより、追加の生ゴミは、コンポスト化処理が進んでいる他の生ゴミと適正に混合されて、コンポスト化処理が促進され易くなる。
【００３６】
そして、コンポスト化処理により発生するガスに含まれる二酸化炭素の濃度の時間に対する変化は、連続して測定されていて、図８に示されるように、「追加生ゴミ撹拌運転Ｒ０１」の後において急激に高くなり、所定時間後に最大値に達し、以後は、徐々に低くなる。これは、二酸化炭素濃度が最初の最大値（図８において、この位置を「Ｐ１　」で示してある）に達した後は、微生物の活動が徐々に鈍化してコンポスト化処理の能率が下がることを意味する。そこで、二酸化炭素の濃度が最大値よりも所定値だけ下がった場合には、処理装置Ａの運転を再開させて、所定時間Ｔ３（例えば、５分間）に停止させることにより、微生物の活動が鈍化した被処理物を撹拌させると共に、撹拌中の被処理物のほぼ全域に、撹拌羽根４と一体となって回転する送気管７から処理槽１内に送気（給気）される空気に含まれる酸素を供給して、鈍化した微生物の活動を活発化させられる。また、各小単位運転Ｒ０２において、処理装置Ａの運転停止後においては、発生ガス中の二酸化炭素濃度が徐々に高くなって、最大値に達し、その後に低下して、処理装置Ａの運転が再開される間は、微生物の活動が最も活発な時間帯であって、この時間帯に被処理物を静止させているために、微生物の増殖が阻害されたり、その細胞が破壊されたりしなくなって、高能率のコンポスト化処理状態が維持される。また、処理装置Ａの停止時においては、上記したように、送気管７は、回転軸２のほぼ直下に配置されるように制御されているため、停止中の処理装置Ａの処理槽１内に静止状態で収容されている被処理物（生ゴミ）の全体に対してほぼ均一に空気（酸素）が供給されるため、微生物の活動を一層活発化させられる。
【００３７】
ここで、二酸化炭素濃度の前記最大濃度（Ｄ１）と、「追加生ゴミ撹拌運転Ｒ０１」の停止直後における濃度（Ｄ２）との差（Ｄ１　−Ｄ２）を「基準濃度差」と定める。コンポスト化処理により発生するガスに含まれる二酸化炭素の濃度が最大濃度（Ｄ１）に達した後に、その濃度が低下している状態において、処理装置Ａの運転を再開させる基準となる運転再開濃度（Ｄ３）として、本実施形態では、最大濃度（Ｄ１）に対して基準濃度差（Ｄ１　−Ｄ２）に０．２を乗じた値だけ低くなった濃度を設定している。
【００３８】
これにより、「追加生ゴミ撹拌運転Ｒ０１」の停止後においては、処理槽１内で発生するガスに含まれる二酸化炭素の濃度が運転再開濃度（Ｄ３）に達する毎に、小単位運転Ｒ０２が開始される。この小単位運転Ｒ０２は、運転開始後の設定時間（例えば、５分間）だけ処理装置Ａを運転させた後に停止する運転方法である。図８に示されるように、小単位運転Ｒ０２の装置運転時においては、発生ガスに含まれる二酸化炭素の濃度は、徐々に低くなった後に、撹拌羽根４による被処理物の撹拌、及び酸素供給の効果があらわれて、微生物の活動が再度活性化されるため、二酸化炭素の濃度は、徐々に高まる。そして、二酸化炭素の濃度が２番目の最大値（図８において、この位置を「Ｐ２　」で示してある）に達した後は、上記と同様にして２回目の小単位運転Ｒ０２が実行される。以後、全く同様にして、小単位運転Ｒ０２が繰り返されて、「一単位運転」に要する時間である「一日」が経過して、作業者がリセットボタンを押すと、直前の各単位運転Ｒ１　〔Ｒ２　〜Ｒ（ｎ−１）〕の各種情報が全て削除されて、次の単位運転に移行する。次の単位運転では、直前の単位運転と全く同様の運転操作、即ち、前処理運転Ｒ００、追加生ゴミ撹拌運転Ｒ０１、多数回の小単位運転Ｒ０２とが、この順序で実行される。
【００３９】
そして、最終、或いはこれに近い単位運転Ｒｎ〔Ｒ（ｎ−１），・・〕においては、被処理物のコンポスト化処理が進行しているために、図９に示されるように、繰り返して生ずる二酸化炭素の濃度の最大値が、運転再開濃度（Ｄ３）よりも小さくなって、処理装置が連続運転されることがある。図９において、時間Ｔ３　で連続運転される状態を連続小単位運転Ｒ０３として図示してある。そして、最終の単位運転Ｒｎを終了した後においては、処理槽１内の被処理物は、その含水率が投入当初よりも高くなって、コンポスト化処理がほぼ完成した半コンポスト化製品となっており、処理槽１の排出口２４から外部に取り出される。
【００４０】
次に、第２実施形態（請求項４の発明の運転方法）の前記各単位運転Ｒ１　〜Ｒ（ｎ−１）について説明する。図１１は、図８と同様の第２実施形態の各単位運転Ｒ１　〜Ｒ（ｎ−１）の運転内容を例示的に示す模式図である。第２実施形態の各単位運転Ｒ１　〜Ｒ（ｎ−１）は、各小単位運転Ｒ０２を開始する基準となる二酸化炭素の前記運転再開濃度を定めるための最大濃度の設定方法についてのみ、上述した第１実施形態のそれと異なっている。即ち、第２実施形態の各小単位運転Ｒ０２は、それぞれの直前の小単位運転Ｒ０２における二酸化炭素の最大濃度を基にして、第１実施形態の場合と同様に前記基準濃度差を算定し、それに前記設定値である（０．２）を乗じた値である運転再開濃度に達した時点で開始される。具体的には、図１１に示されるように、前記追加生ゴミ撹拌運転Ｒ０１直後の小単位運転Ｒ０２のみは、第１実施形態の場合と同様に算定される運転再開濃度Ｄ３　に達した時点で開始されるが、順次、その次の各小単位運転Ｒ０２は、その直前の小単位運転Ｒ０２における二酸化炭素の最大濃度、例えばＤ１２，　Ｄ１３…を基に、（Ｄ１２−Ｄ２　）×０．２，（Ｄ１３−Ｄ２　）×０．２…で算定される運転再開濃度Ｄ３２，　Ｄ３３…、に達する毎に開始され、第１実施形態の場合とは、各小単位運転Ｒ０２を開始するタイミングが少しづつ異なっている。このようにして、第２実施形態の運転方法では、処理装置Ａの各小単位運転Ｒ０２を再開する二酸化炭素の濃度の基準である各運転再開濃度を、それぞれの直前の小単位運転Ｒ０２の二酸化炭素の最大濃度毎に算定するので、追加生ゴミ撹拌運転Ｒ０１直後のその最大濃度Ｄ１　のみを基に算定される運転再開濃度Ｄ３　に基づく第１実施形態の方法と比較すると、変化に富む微生物の活動に逐一追随しながら撹拌して、微生物の需要に応じた酸素供給量をタイミング良く増加する運転ができ、更に効率的に生物系廃棄物のコンポスト化処理を行える。
【００４１】
また、上述したように、生物系廃棄物がコンポスト化される過程は、微生物がコンポスト化処理装置Ａの処理槽１の内部に送気される空気中の酸素を消費しながら、生物系廃棄物を構成する有機物を、主に二酸化炭素と水とに分解するものであって、二酸化炭素の生成量を微生物の活性のバロメーターとして関連付けれるという前提に基づくものである。よって、ここでこの前提を換言すると、微生物による生物系廃棄物の分解活動に費やされる酸素の消費量を、二酸化炭素の生成量と同様に、微生物の活性のバロメーターとして関連付けることができる。即ち、前記二酸化炭素濃度センサ３５と同様に、酸素センサ（図示せず）をコンポスト化処理装置Ａに取り付け、発生ガス中の酸素の濃度を検出することによって、その検出値と、処理槽１の内部に送気される空気中の酸素の初期濃度との「差」が求められるので、この濃度「差」が、微生物による前記酸素の消費量に相当すると想定できる。空気中の前記酸素の初期濃度は、一般に約２１％と近似できるので、前記酸素の消費量に相当する濃度は簡単に求められ、発生ガス中の前記二酸化炭素濃度と同様の測定値として扱うことができる。よって、上述したコンポスト化処理装置の運転方法は、「二酸化炭素の濃度」の部分を「酸素の消費量に相当する濃度」と換言して、同様に実施することが可能である。
【００４２】
このように、発生ガスに含まれる二酸化炭素の濃度と連動されて、コンポスト化処理装置Ａを断続運転させることにより、即ち、二酸化炭素の濃度が高くて微生物の活動が活発な場合は、被処理物を撹拌することなく、そのままの状態を維持すると共に、二酸化炭素の濃度が運転再開濃度まで低下して、微生物の活動が沈静化した場合には、処理装置の運転を再開させて、酸素を供給したり、水蒸気ガスの放出を容易化すること等によって、コンポスト化処理の能率の向上が図られる。また、処理装置の「断続運転」によって、各部の過熱、装置寿命の低下、ランニングコストの高騰等も防止できる。
【００４３】
また、第１及び第２のいずれの実施形態においても、断続運転を行うコンポスト化処理装置Ａの運転再開濃度は、最初に発生する最大二酸化炭素濃度、又はその直前の小単位運転Ｒ０２における最大二酸化炭素濃度と、追加生ゴミ撹拌運転Ｒ０１の停止直後における二酸化炭素濃度との差である「基準濃度差」を定め、ガス内の二酸化炭素濃度が、上記した２種類の最大二酸化炭素濃度に対して、前記「基準濃度差」に（０．２）を乗じた値だけ下がった濃度としている。このようにして、処理装置Ａの運転再開濃度を定めると、基準値である「基準濃度差」が明確であるために、客観性を確保できる利点がある。そして、この運転再開濃度に関しては、上記の要素に加えて、被処理物の性質、含水率等の性状をも加味することにより、更に最適な値でもって、処理装置Ａを断続運転することが望ましい。
【００４４】
また、本発明を実施するコンポスト化処理装置の構成に関しても、投入された被処理物を収容する処理槽と、該処理槽内に収容された被処理物を撹拌させる撹拌羽根とを備えておれば、如何なる構成の装置であっても実施可能である。例えば、上記実施形態の処理装置Ａは、撹拌羽根４と一体回転する送気管７を備えていて、処理槽１内の周方向の全部位から被処理物に対して空気（酸素）を送られる利点があるが、この送気（給気）構造に関しては、処理槽の底部に固定配置された送気管から行う構成であってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に係るコンポスト化処理装置の運転方法は、処理装置を連続運転させないで、発生ガスに含まれる二酸化炭素濃度が、最大二酸化炭素濃度に対して所定値だけ低下した場合に、処理装置の運転を再開させて、所定時間後に停止させる操作を繰り返す。即ち、二酸化炭素濃度が運転再開濃度よりも高い場合には、微生物の活動が活発であるため、被処理物を撹拌させることなく、その静止状態を維持した方がコンポスト化処理（醗酵）が促進されると共に、二酸化炭素濃度が運転再開濃度まで低下すると、処理装置の運転を再開させて、酸素の供給、内部水分の蒸発の容易化を図る等して、コンポスト化処理を促しているので、その能率が大幅に高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンポスト化処理装置Ａの正面断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】コンポスト化処理装置Ａ及び脱臭装置Ｃの配置を示す平面図である。
【図４】図２の投入口１６の部分の拡大図である。
【図５】吸引パイプＦ１　の斜視図である。
【図６】図３の部分拡大図である。
【図７】本発明に係るコンポスト化処理装置Ａの運転方法の１サイクルを示す模式図である。
【図８】請求項１の発明の運転方法であって、最終の単位運転Ｒｎを除く各単位運転Ｒ１　〜Ｒ（ｎ−１）の運転内容を例示的に示す模式図である。
【図９】最終の単位運転Ｒｎの同様の模式図である。
【図１０】本発明に係るコンポスト化処理装置Ａの運転方法のフローチャートである。
【図１１】請求項４の発明の運転方法であって、最終の単位運転Ｒｎを除く各単位運転Ｒ１　〜Ｒ（ｎ−１）の運転内容を例示的に示す模式図である。
【符号の説明】
Ａ：コンポスト化処理装置
Ｄ：二酸化炭素濃度
Ｋ：生物系廃棄物（被処理物）
Ｒ１　〜Ｒｎ：単位運転
Ｒ００：前処理運転
Ｒ０１：追加生ゴミ撹拌運転
Ｒ０２：小単位運転
１：処理槽
２：回転軸
４：撹拌羽根
２８：近接スイッチ
２９：被検出ドッグ
３５：二酸化炭素濃度センサ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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