(57)【要約】【課題】アンモニアを中心とする不快臭が少なく、ごみの過大投入や成分に偏りのあるごみの投入などに対して、安定した処理能力を維持できる。【解決手段】処理槽１へ充填する処理材２が水分が５％以上、４０％以下の低含水率状態で且つｐＨが３以上、７未満の酸性状態で運転を開始して好酸性の通性嫌気性菌を主体とする微生物相を形成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物分解方式の生ごみ処理機において、処理槽へ充填する処理材の水分が５％以上、４０％以下の低含水率状態で且つｐＨが３以上、７未満の酸性状態で運転を開始して好酸性の通性嫌気性菌を主体とする微生物相を形成することを特徴とする生ごみ処理装置。
【請求項２】
処理槽に栄養剤を投入することを特徴とする請求項１記載の生ごみ処理機。
【請求項３】
栄養剤がｐＨ調整剤を兼ねていることを特徴とする請求項２記載の生ごみ処理機。
【請求項４】
処理槽に排気経路を設け、この排気経路に中性ガス又は酸性ガスを脱臭するための脱臭器を設けると共に、処理槽内に酸性又は中性の吸着材を投入することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の生ごみ処理機。
【請求項５】
酸性又は中性の吸着材として添着活性炭又は疎水性ゼオライトを用いることを特徴とする請求項４記載の生ごみ処理機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微生物分解方式の生ごみ処理機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から微生物分解方式の生ごみ処理機が知られており、現在主流となっている生ごみ処理機は、木質チップのような処理材と生ごみを好気条件下で混合させ、好気性微生物により分解処理をおこなうようになっている。
【０００３】
このような好気分解方式の立ち上げには一般的に処理材の水分が４０％〜６０％の高含水率状態のものが使用される。これは十分な水分条件のもと、酸素、温度、栄養が好適であれば好気性菌は著しく増殖し、早期に安定した微生物相を形成することができるからである。この好気分解方式では高い分解効率化を得ることができる。
【０００４】
しかしながら、アルカリ性・好気分解方式では、以下のような問題が生じる。
【０００５】
▲１▼  有機物の分解が活発であるほど、分解に伴って多くのガスが発生する。特に好気性分解は一般にアルカリ域で行われるため、タンパク質の分解により多量のアンモニアが放出されることがある。
【０００６】
▲２▼  過大量の生ごみやご飯など糖類を多く含む生ごみが多量に投入されたような場合には、一時的に有機酸が大量発生してｐＨが酸性領域まで急低下することがあり、好気性菌の活性が失われてしまうことがある。
【０００７】
▲３▼  上記のような急激な好気性菌の失活は他の腐敗菌の増殖を招き、悪性発生の原因となる。
【０００８】
好気性分解処理では、その中心的な働きをなす菌の至適ｐＨは７．０〜９．５の範囲にあるため、処理材のｐＨをアルカリ領域に維持することが重要である。
このため、上述したようなｐＨの低下は処理能力に対して重大な影響をおよぼすことになる。
【０００９】
一方、上記のアルカリ領域で行う微生物分解方式の欠点を解決する手段として、酸性領域で生ごみを分解する方法（酸性分解法）がある。（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）
この酸性分解法ではアンモニアガスの発生が抑制されるので、マイルドな分解臭が得られ、また、分解が酸性状態で行われるので過大量の生ごみや糖質を多く含む生ごみが多量に投入された場合でもｐＨ変動が生じず、処理安定性が良いものである。この酸性分解法では、酸性状態を維持するため代謝産物として乳酸などの有機酸を産出する微生物を主に利用することになる。特に、強い腐敗臭を発生することなく、しかも好気的雰囲気でも増殖できる通気嫌気性菌を利用することが有用である。
【００１０】
しかしながら、酸性分解で主に利用する通気嫌気性菌は一般に呼吸鎖を有しているので好気性（好アルカリ性）の分解菌に比べて増殖速度が劣り、このため、微生物相の安定していない運転開始時などでは好気性菌との増殖競争に敗れ、好気性菌の産出する多量のアンモニアによりｐＨが上昇し、酸性状態を維持できなくなることが多いという問題がある。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１０−１７４５９２号公報
【特許文献２】
特開平１１−２９９４８０号公報
【特許文献３】
特開平７−２７５３３３号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、アンモニアを中心とする不快臭が少なく、ごみの過大投入や成分に偏りのあるごみの投入などに対して、安定した処理能力を維持でき、また、堆肥や肥料としての効果を向上させることができ、また、脱臭効率を上げることができる生ごみ処理機を提供することを課題とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る生ごみ処理機は、微生物分解方式の生ごみ処理機において、処理槽１へ充填する処理材２の水分が５％以上、４０％以下の低含水率状態で且つｐＨが３以上、７未満の酸性状態で運転を開始して好酸性の通性嫌気性菌を主体とする微生物相を形成することを特徴とするものである。このように処理槽１に充填する処理材２の水分を５％以上、４０％以下の低含水率状態とし、更にｐＨを３以上、７未満の酸性状態とすることで、このような環境で増殖可能な微生物を限定でき、また、酸性なので、好気性細菌（好アルカリ性菌）の活性は自ずと低下するものであり、一方、好酸性の酸性分解菌（通性嫌気性菌）に対しては有利な条件となるので、増殖速度の遅さを補うことができ、これらの理由により酸性分解菌が運転開始段階から安定して増殖できる環境を作ることができるものであり、これら酸性分解菌を主体とする酸性分解状態が得られるものである。
【００１４】
また、処理槽１に栄養剤を投入することが好ましい。このように栄養剤を投入することで、処理材２の栄養価が高まり堆肥や肥料としての効果を向上させることができる。
【００１５】
ここで、栄養剤がｐＨ調整剤を兼ねていることが好ましい。このように栄養剤がｐＨ調整剤を兼ねていることで、ｐＨ調整剤と栄養剤とを別々に投入する必要がなく、効果的である。
【００１６】
また、処理槽１に排気経路３を設け、この排気経路３に中性ガス又は酸性ガスを脱臭するための脱臭器４を設けると共に、処理槽１内に酸性又は中性の吸着材１５を投入することが好ましい。このような構成とすることで、処理槽１内に投入した酸性又は中性の吸着材１５によりアルカリ性ガスを優先に吸着することができ、吸着されなかった中性ガス又は酸性ガスを排気経路３の脱臭器４で脱臭することができて脱臭効率を上げることができる。
【００１７】
また、酸性又は中性の吸着材１５として添着活性炭又は疎水性ゼオライトを用いることが好ましい。これにより、処理槽１内に投入した添着活性炭又は疎水性ゼオライトによりアルカリ性ガスを効果的に優先に吸着することができるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１９】
図１には本発明の生ごみ処理機５が示してある。生ごみ処理機５には上部に開閉自在な蓋６を設けたケース７内に処理槽１が内装してあり、処理槽１内には木質チップなどの処理材２が充填してあり、処理槽１内にはこの処理材２と生ごみを混合するための攪拌手段８が設けてある。攪拌手段８は攪拌モータ９により回転するようになっている。更に、処理槽１には処理材２を加熱するためのヒータ１３が設けてあり、また、処理材２の水分検知を行うための水分検知手段１０が設けてある。生ごみ処理機５には処理槽１に外気を給気する給気経路１１と、処理槽１からの排気をする排気ファン１２を備えた排気経路３が設けてある。
【００２０】
上記水分検知手段１０により処理槽１内の処理材２の水分を検知し、この水分検知手段１０により検知された値を基にヒータ１３を制御部（図示せず）により制御することで、酸性分解に適する水分１５〜４０％の範囲内に維持するようになっている。また、排気ファン１２の運転により常時通気し、ヒータ１３の制御により温度範囲を３０〜６０℃（好ましくは３０〜４５℃）とする。
【００２１】
ここで、本発明においては、生ごみ処理機５の運転開始に当たって、処理槽１内に充填する木質チップのような処理材２として運転開始時に水分５％以上、４０％以下の低含水率状態としたものを用いるものであり、更に、酸（例えば、乳酸やくえん酸などの有機酸）または酸性のｐＨ緩衝材（例えば、りん酸二水素カリウムなど）を添加することにより処理材２のｐＨを３以上、７未満の酸性状態に調整する。このように処理槽１へ充填する処理材２の水分が５％以上、４０％以下の低含水率状態で且つｐＨが３以上、７未満の酸性状態で運転を開始して好酸性の通性嫌気性菌を主体とする微生物相を形成することに本発明の特徴がある。
【００２２】
このような低水分状態で、かつ酸性状態であるような環境で増殖できる細菌は限定され、特に、至適ｐＨがアルカリ域にある大多数の好気性分解菌の増殖を抑制できる。一方、好酸性の酸性分解菌に対しては有利な条件となるので、好気性菌に比べて遅い増殖速度を補うことができるのである。しかも、排気ファン１２の運転により常時通風が行われ、好気的雰囲気が維持されているので、腐敗菌などの偏性嫌気性菌の増殖は抑制され、好酸性の通性嫌気性菌を主体とする菌相が形成されることになる。
【００２３】
好酸性の通性嫌気性菌の生成する有機酸（乳酸など）により、生ごみの処理を続けても処理材２のｐＨは酸性領域を維持できるものであり、酸性状態とすることで、雑菌の繁殖が抑制され、アンモニアの放出が抑制されることになる。更に、好気雰囲気により偏性嫌気性菌の繁殖を防ぎ、腐敗臭の発生も生じがたくなり、生ごみ処理機５からの発生臭気を低減できるものである。
【００２４】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。
【００２５】
上記のように、処理槽１へ充填する処理材２の水分が５％以上、４０％以下の低含水率状態で且つｐＨが３以上、７未満の酸性状態で運転を開始して好酸性の通性嫌気性菌を主体とする微生物相を形成することにより、酸性分解菌により酸性分解をして生ごみを処理するようなものにおいて、処理槽１に栄養剤を投入することに本実施形態の特徴がある。
【００２６】
すなわち、上記のような酸性分解方式の生ごみ処理機５においては処理槽１内で処理された処理材２は、処理材２中に栄養素である窒素を多く含み、堆肥としての栄養価が高いものである。そこで、本発明においては、更にリンやカリウム等の栄養素を処理槽１に投入することで、処理材２の栄養価が更に高くなり、堆肥及び肥料としての効果が更に大きくなるものである。ここで、栄養剤が処理材のｐＨを酸性に維持できる調整剤であれば、ｐＨ調整剤とは別に栄養剤を投入しなくても栄養価を高くできて効果的である。特に、弱酸性を考慮したｐＨ調整剤を兼ねた栄養剤として、リン酸２水素カリウム、リン酸２水素カルシウム、リン酸２水素ナトリウム、リン酸２水素アンモニウム、リン酸水素マグネシウム等の塩を挙げることができる。
【００２７】
そして、酸性分解方式の生ごみ処理機５において栄養剤を投入され処理槽１内で処理された処理材２は、処理槽１から取り出して堆肥や肥料として利用するものである。
【００２８】
次に、処理材（乾燥重量５ｋｇ、ｐＨ５．９）に対して、栄養剤（リン酸２水素カリウム）１００ｇを投入した場合の肥料分析を実施した結果を下記の表１に示す。
【００２９】
下記の表１において明らかなように、ｐＨ調整剤として緩衝機能を有する一方、リン酸・カリ量の上昇が認められた。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
次に、本発明の更に他の実施形態を説明する。
【００３２】
上記のように、処理槽１へ充填する処理材２が水分が５％以上、４０％以下の低含水率状態で且つｐＨが３以上、７未満の酸性状態で運転を開始して好酸性の通性嫌気性菌を主体とする微生物相を形成することにより、酸性分解菌により酸性分解をして生ごみを処理するようなものにおいて、排気経路３に酸性ガスを脱臭するための脱臭器４を設けると共に、処理槽１内に酸性又は中性の吸着材１５を投入することに本発明の特徴がある。
【００３３】
しかして、上記酸性分解方式においては処理槽１から酢酸等の酸性ガス、硫化メチル等の中性ガスが発生する。また、生ごみ自体からわずかながらアンモニア等のアルカリ性ガスが発生する。このため、本実施形態においては、図２に示すように、排気経路３に酸性ガスを脱臭するための脱臭器４を設けるだけでなく、処理槽１内に直接酸性又は中性の吸着材１５を投入することで、酸性又は中性の吸着材１５によりアルカリ性ガスを優先に吸着し（また、中性ガスも一部吸着し）、吸着されなかった酸性ガスと中性ガスのみを排気経路３に設けた酸性ガスを脱臭するための脱臭器４で脱臭するものである。これにより、アルカリ性ガス、酸性ガスというようにガスの種類に応じて別々に効率的に脱臭でき、脱臭効率を上げることができると共に排気経路３における脱臭器４の配置スペースが小さくなるものである。
【００３４】
ここで、処理槽１内に投入する吸着材１５として、処理材２が酸性であるためアルカリ性の吸着材は酸性分解状態を不安定にする要因となるため投入することができず、そこで、本実施形態においては、酸性あるいは中性の吸着材１５を処理槽１内に投入するものであり、この処理槽１内に投入する吸着材１５としては添着活性炭又は疎水性ゼオライトが好ましい。
【００３５】
一方、排気経路では酸性、中性、アルカリ性の吸着材のいずれも設置可能であるが、処理槽１内で上記のようにアルカリ性ガスが除去されるため、中性の吸着材、アルカリ性の吸着材を設置するのが効率的であり、排気経路３に設置する吸着材としてアルカリ添着炭やノーマル活性炭を用いるのが好ましいものである。
なお、排気経路３の脱臭方法として排気経路３に吸着材を備えた脱臭器４を設けた例で説明したが、処理槽１内に添着活性炭又は疎水性ゼオライトを投入することに加え、上記排気経路３に触媒脱臭やオゾン脱臭の脱臭器を設けるようにしてもよく、この場合も脱臭効率を上げることができるものである。
【００３６】
なお、また、処理槽１へ充填する処理材２が水分が５％以上、４０％以下の低含水率状態で且つｐＨが３以上、７未満の酸性状態で運転を開始して好酸性の通性嫌気性菌を主体とする微生物相を形成することにより、酸性分解菌により酸性分解をして生ごみを処理するに当たって、処理槽１に栄養剤を投入するものにおいて、脱臭のために排気経路３に酸性ガスを脱臭するための脱臭器４を設けると共に、処理槽１内に添着活性炭又は疎水性ゼオライトを投入するようにしてもよいものである。
【００３７】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、微生物分解方式の生ごみ処理機において、処理槽へ充填する処理材の水分が５％以上、４０％以下の低含水率状態で且つｐＨが３以上、７未満の酸性状態で運転を開始して好酸性の通性嫌気性菌を主体とする微生物相を形成するので、好酸性の通性嫌気性菌を主体とする微生物が増殖可能な環境をつくることができ、また、酸性なので、好気性細菌（好アルカリ性菌）の活性が低下し、好酸性の通性嫌気性菌（酸性分解菌）に対しては有利な条件となって、増殖速度の遅さを補うことができ、これらの通性嫌気性菌を主体とする酸性分解状態が得られるものであり、このような酸性分解状態により大量のアンモニアガスの発生がなく、雑菌の繁殖が抑制されるものであり、また、生ごみの過大投入や偏りがあるごみの投入など負荷変動に対して、安定したｐＨを維持できるものであり、更に、窒素成分をアンモニアガスとして放出しないので、残さの堆肥としての有効性も高いものである。
【００３８】
また、請求項２記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、処理槽に栄養剤を投入するので、処理材の栄養価が高まり、堆肥及び肥料としての効果が向上するものである。特に、リン酸塩を投入することで、不足している栄養素のリンを補うことができて栄養価の高い堆肥及び肥料として使用できるものである。
【００３９】
また、請求項３記載の発明にあっては、上記請求項２記載の発明の効果に加えて、栄養剤がｐＨ調整剤を兼ねているので、ｐＨ調整剤と栄養剤を別々に投入する必要がなく、効果的である。
【００４０】
また、請求項４記載の発明にあっては、上記請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、処理槽に排気経路を設け、この排気経路に中性ガス又は酸性ガスを脱臭するための脱臭器を設けると共に、処理槽内に酸性又は中性の吸着材を投入するので、処理槽内に投入した酸性又は中性の吸着材によりアルカリ性ガスを優先に吸着することができ、吸着されなかった中性ガス又は酸性ガスを排気経路の脱臭器で脱臭することができて脱臭効率を上げることができ、また、排気経路における脱臭器の配置スペースが小さくなるものである。
【００４１】
また、請求項５記載の発明にあっては、上記請求項４記載の発明の効果に加えて、酸性又は中性の吸着材として添着活性炭又は疎水性ゼオライトを用いるので、処理槽内に投入した添着活性炭又は疎水性ゼオライトによりアルカリ性ガスを効果的に優先に吸着することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の生ごみ処理機の一実施形態の概略構成図である。
【図２】同上の生ごみ処理機の他の実施形態の概略構成図である。
【符号の説明】
１  処理槽
２  処理材
３  排気経路
４  脱臭器
１５  吸着材
【図１】
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【図２】
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