(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性プラスチック製品が混合された有機性廃棄物を収納する処理槽と、該処理槽内に空気を送り込むブロアーと、該処理槽内を加温することができる加温設備とを備えた有機性廃棄物処理装置を用いて、生分解性プラスチック製品が混合された有機性廃棄物を処理する方法において、処理槽内の相対湿度が１００％、温度が７５℃〜９０℃の状態を１時間〜４８時間維持する、主として生分解性プラスチック製品の崩壊を行う工程を行った後に、処理槽内の温度が３０℃以上７０℃以下である、主として有機性廃棄物の発酵分解を行う工程を行うことを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック製品が混入している生ごみ、汚泥、糞尿等の有機性廃棄物を、発酵・乾燥させてコンポスト化する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生ごみや、汚泥、糞尿等の有機性廃棄物は、微生物によって比較的容易に処理することが可能であり、微生物処理によって減容させることができるとともに、処理物をコンポスト、飼料、土壌改良剤等としてリサイクルすることが可能である。近年、廃棄物の埋立地の減少と、農業における有機栽培の見直しにより、有機性廃棄物の微生物処理が盛んに行われるようになっている。
【０００３】
また、従来は微生物分解が不可能なプラスチックを用いて製造されていた種々の袋やシートあるいは用具等も、分別等の手間をさけ、微生物処理を容易にする目的で、生分解性のプラスチックを原料として製造されたものが用いられるようになってきている。
【０００４】
生分解性プラスチックには様々な種類があるが、一般的には使用中には分解しにくく、処理過程において容易に分解するものが望まれている。一方コンポスト化処理においては、通常60℃以上の温度が数日間続き、非常に活発な微生物分解が行われる。そのため、生分解性プラスチック製品を含む有機性廃棄物をコンポスト化処理することは、非常に効果的な処理方法であるといえる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、生分解性プラスチック製品のなかには、60℃程度の温度では非常に分解の遅いものもあり、コンポスト化の処理条件によっては高温を十分維持できない場合もある。また、生ごみ袋等の生分解性製品が最も混入する可能性が高い、家庭用あるいは業務用厨芥に関わる、いわゆる生ごみ処理機の場合、処理時の温度は60℃以下であることが多く、また処理時間も短いため、実際には生分解性プラスチック製品を十分処理できないという問題があった。このような処理装置によって生分解性プラスチック製品を含む有機性廃棄物を処理した場合、混入している生分解性プラスチックが処理できないのみならず、生分解性プラスチック製品が撹拌羽根にからみついて故障の原因となったり、生分解性プラスチックでできた生ごみ袋等を用いた場合には袋内の有機性廃棄物が好適に処理されずに嫌気分解して腐臭を発することも問題となっていた。
【０００６】
本発明は、生分解性プラスチック製品が混入している有機性廃棄物を効率よくコンポスト化する方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような事情に鑑みて鋭意検討を重ねた結果、生分解性プラスチック製品を含む生ごみ等の有機性廃棄物を70℃以下の温度で微生物分解処理するにあたり、75℃以上90℃以下の高温、相対湿度100％の高湿条件で１〜４８時間処理する工程を組み込むことによって、好適に処理が可能なことを見出し、本発明に到達した。
【０００８】
すなわち本発明は、生分解性プラスチック製品が混合された有機性廃棄物を収納する処理槽と、該処理槽内に空気を送り込むブロアーと、該処理槽内を加温することができる加温設備とを備えた有機性廃棄物処理装置を用いて、生分解性プラスチック製品が混合された有機性廃棄物を処理する方法において、主として有機性廃棄物の発酵分解を行う工程と、主として生分解性プラスチック製品の崩壊を行う工程とからなることを特徴とする有機性廃棄物の処理方法を要旨とするものである。
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明でいう生分解性プラスチック製品とは、生分解性のある樹脂で形成された製品であれば特に限定されるものではないが、具体的にはフィルム、シート、袋、紐、バンド、箱等の他、箸、フォーク、スプーン、皿等の各種食器類、服、帽子等の衣料品が挙げられる。
【００１０】
生分解性プラスチック製品の原料としては、コラーゲン、ゼラチン、フィブリン、アルブミン、合成ポリペプチド、絹、羊毛等のポリペプチド、アミロース、デキストラン、アルギン酸、キチン、キトサン、木綿、麻、レーヨン、セルロース等の多糖類、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリグラクチン、ポリリンゴ酸、ポリ-ε-カプロラクトン、ポリ-3-ヒドロキシ酪酸、ポリ-3-ヒドロキシ吉草酸、ポリ-4-ヒドロキシ酪酸、ポリ-6-ヒドロキシヘキサン酸、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート等のポリエステル等が挙げられるが、特にポリ乳酸を主原料とする製品に有効である。
【００１１】
本発明でいう有機性廃棄物とは、有機性廃棄物で微生物分解できるものであれば特に限定しないが、家庭、レストラン等から排出される厨芥、食品加工場等から排出される加工残差、排水処理によって発生する有機性汚泥、畜糞等が挙げられる。
【００１２】
本発明の処理方法で用いられる有機性廃棄物の処理装置としては、いわゆる生ごみ処理装置であればよいが、少なくとも有機性廃棄物を収納する処理槽と、該処理槽内に空気を送り込むブロアーと、該処理槽内を加温することができる加温設備とを備えたものでなければならず、該処理槽内を撹拌することができる撹拌手段を備えていることがさらに望ましい。
【００１３】
このなかで、処理槽とは、有機性廃棄物を収容できればよく、容量や材質等特に限定されるものではないが、本発明においては、処理槽内を加温する必要があるため、容積としては、望ましくは10L以上5m3以下、さらに望ましくは20L以上1m3以下であり、材質としては高温に耐えることのでき、腐食に強い材質、例えばステンレスや耐熱・耐腐食性プラスチックを用いることが望ましい。
【００１４】
ブロアーも特殊なものである必要はなく、内容物が嫌気的にならず乾燥に十分な容量があればよい。送気量としては、生分解性プラスチックの崩壊を主とする工程と、有機性廃棄物の発酵分解を主とする工程とで異なるが、1m3の処理槽あたり0.1〜10m3/minのものであればよい。
【００１５】
加温設備としては槽自体を加熱あるいは加温するものでもよいし、送気する空気を加熱して槽内の温度を上昇させてもよい。
【００１６】
撹拌手段とは、内容物が十分撹拌できるものであればよく、有機性廃棄物の処理装置に一般的に用いられているものでよい。具体的には、回転モーターの回転軸に撹拌翼が設けられた装置が挙げられる。この撹拌手段による撹拌により、内容物が撹拌され、好気的な発酵が起こると共に好適な乾燥が行われる。
【００１７】
また、処理には特殊な分解菌を添加してもよいが、特に添加しなくても生ごみに付着している菌あるいは空気中の浮遊菌によって十分処理することが可能である。特に、処理槽中に前回処理した処理物が残った状態で次の投入を行う、いわゆる連続処理の場合は、分解菌の添加効果は薄い。
【００１８】
また、水分調整剤、発酵基剤あるいは発酵助剤として、おがくず、バーク、籾殻、ゼオライト、木材チップ、米糠あるいはそれ以外の特殊な剤を用いても良いが、生ごみのみでの処理も可能である。
【００１９】
本発明における、主として生分解性プラスチック製品の崩壊を行う工程とは、相対湿度を100％を維持しつつ、槽内温度を75℃以上90℃以下とする工程である。この工程の主な目的は、混入している生分解性プラスチックを崩壊させ、主として有機性廃棄物の分解をおこなう工程において微生物分解しやすくするものである。通常の有機性廃棄物を処理する場合には、処理初期の槽内の相対湿度は90％以上となり、特に水分を加える必要はない。ただし、かなり乾燥したものを処理する場合、あるいは先に主として有機性廃棄物の分解をおこなう工程を行う場合には、水分を加えて、相対湿度を上昇させることが必要な場合がある。
【００２０】
この工程での送気量は、相対湿度90％以上を維持することと、嫌気状態とならないことに留意することが望ましい。具体的には1m3の処理槽あたり0.1〜2m3/minが望ましく、0.2〜1m3/minがさらに望ましい。また、送気は槽内であればどこから行ってもよいが、全体に空気が行き渡るためには槽の底部あるいは撹拌羽根の裏側等から行うことが望ましい。このような高温高湿処理を行うことにより、生分解性プラスチックが効率よく崩壊する。
【００２１】
この主として生分解性プラスチック製品の崩壊を行う工程の処理時間は1時間以上48時間以下が必要である。高温での長時間の処理は生分解性プラスチックの崩壊に関しては有効であるが、主として有機性廃棄物の分解を行う工程での微生物による有機性廃棄物ならびに崩壊した生分解性プラスチックの分解に支障をきたすためである。
【００２２】
ここでいう、崩壊とは生分解性プラスチックが加水分解等により低分子化し強度が著しく低下し、形状を保てなくなることであり、モノマー自体の分解を意味するものではない。
【００２３】
本発明でいう、主として有機性廃棄物の分解を行う工程とは、70℃以下の微生物反応に適した温度、具体的には30℃以上70℃以下が必要であり、望ましくは40℃以上65℃以下の温度で、有機性廃棄物並びに主として生分解性プラスチック製品の崩壊を行う工程にて崩壊した生分解性プラスチックを分解する工程である。主として生分解性プラスチック製品の崩壊を行う工程にて生分解性プラスチックは崩壊し低分子化しているため、本工程にて容易に分解される。また、有機性廃棄物も高温高湿条件下での処理によって微生物分解を受けやすくなっているため、処理が容易となる。
【００２４】
この工程での送気量は、やや上昇させ、望ましくは１ｍ3の処理槽当たり0.2〜10m3/min、さらに望ましくは0.5〜5m3/minとする。ただし、別に第三工程として乾燥工程を設ける場合には主として生分解性プラスチック製品の崩壊を行う工程と同様にして運転してもよい。また、処理物の含水率が十分高い場合や、送気量を高めても槽内の含水率が著しく低下しない場合にはさらに送気量を上げてもかまわない。
【００２５】
本工程での微生物分解処理時間は、処理物の含水率が80％以下、望ましくは70％以下で30％を下回らない時間を6時間以上とすることが望ましく、8時間以上とすることがさらに望ましい。処理物の含水率が多いと良好な好気性処理が行えず、30％を下回ると、微生物活性が著しく低下するためである。
【００２６】
本発明においては、主として生分解性プラスチック製品の崩壊を行う工程を行った後に、主として有機性廃棄物の分解を行う工程を行うことが必要である。連続的に生分解性プラスチック製品の混入した生ごみを処理する場合は前後逆に行ってもよい。
その場合は、生分解性プラスチック製品が初めの工程、すなわち主として有機性廃棄物の分解を行う工程では崩壊しないが、次に行う主として生分解性プラスチック製品の崩壊を行う工程によって崩壊し、連続的に行われる次のサイクルのなかの主として有機性廃棄物の分解を行う工程によって効果的に分解されるため、槽内に生分解性プラスチック製品が蓄積することはなく、良好な処理が可能となる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を具体的に説明する。
参考例１
生分解性プラスチックの崩壊挙動を調べるため以下の実験を行った。ポリ乳酸80量部と昭和高分子社製のビオノーレ20量部からなる高分子成分に可塑剤としてアセチルトリブチルクエン酸17量部と、酸化珪素（SiO2）５量部とからなるフィルム（特開平11-116788号公報の実施例１参照）を、相対湿度90％および100％の条件下、60℃、70℃、80℃の温度条件下に放置した。1、2、3、6、24、48時間後に室温に戻し、風乾した後、劣化・崩壊の程度を目視判定し、さらにモノマーの分子量を測定した。60℃及び70℃では相対湿度90％および100％両方において、すべての処理時間で、外観上全く変化がなかった。分子量は24時間までは60℃ではほとんど変化がなかったが、相対湿度100％、70℃、24時間の処理においてやや低下し、48時間後には60℃処理においてもやや低下した。処理温度を80℃としたものでは、相対湿度100％では2時間後には柔軟性がなくなり、6時間後には劣化が認められ、24時間後には袋の形態を保てず、ぼろぼろに崩壊した状態になった。相対湿度90％では相対湿度100％に比べて崩壊状態が悪く、24時間でも劣化は起こったが袋の形態を保っていた。図1に相対湿度100％、80℃処理における分子量変化を示す。処理時間と共に加水分解が起こり急速に低分子化することが明らかとなった。
【００２８】
実施例1
上記の参考例と同じように作製したフィルムを熱圧着して作った生ごみ袋に厨芥1kgを入れたもの10袋を、撹拌羽根を持ち、処理槽下部より送気ができ、槽内を加温可能な生ごみ処理機（処理容量20Ｌ）に投入した。処理槽にはあらかじめ種コンポスト200gを加えておいた。厨芥投入後、撹拌羽根を停止したまま、10L/minで送気を行い、槽内が80℃となるまで加温を行った。このとき槽内の相対湿度は100％であった。5時間経過後、処理槽温度を60℃に下げ、送気量を20L/minに変更し、1rpmで撹拌を行いつつ、さらに24時間の処理を行った。生分解性プラスチックは80℃、5時間処理の間にかなり崩壊し、その後の60℃での撹拌によって、有機性廃棄物と崩壊した生分解性プラスチックは十分混ざり、良好な発酵が可能であった。試験終了後の処理物の含水率は40％でさらさらの発酵処理物となった。
【００２９】
比較例1
実施例１と同様に、厨芥1kg入れた生分解性生ごみ袋10袋を、撹拌羽根を持ち、処理槽下部より送気ができ、槽内を加温可能な生ごみ処理機（処理容量20Ｌ）に投入した。処理槽にはあらかじめ種コンポスト200gを加えておいた。厨芥投入後、撹拌羽根を停止したまま、10L/minで送気を行い、槽内が60℃となるまで加温を行った。このとき槽内の相対湿度は100％であった。5時間経過後、送気量を20L/minに変更し、1rpmで撹拌を行いつつ、さらに24時間の処理を行った。試験終了後、槽内の生ごみ袋は原型をとどめており、一部が撹拌羽根にからみついた状態であった。また、一部の生ごみ袋は内容物が外部へ出ておらず、それらの中では生ごみが良好に処理されておらず、腐敗が起こっていた。
【００３０】
【効果】
本発明によれば、生分解性プラスチックが混入した有機性廃棄物を効率的に充分発酵処理することができ、得られるコンポストも良好なものになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】生分解性フィルムの崩壊工程（相対湿度100％、80℃処理）における分子量変化を示す図である。
【図１】
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