(57)【要約】    【課題】  ゴミの水分を合理的に除去し、エネルギー効率にも優れ、ゴミの有機成分の分解発酵の発酵促進を簡便に達成するためのゴミ処理装置を提供する。    【解決手段】  回収されたゴミを圧縮するとともにゴミ水分を取り除いたゴミを微細ゴミに粉砕するミル機能を備えたロータリープレス１０と、そのロータリープレス１０によって圧縮されて得たゴミ水分に対して細胞壁を破壊可能なプラズマ処理を施すプラズマ処理装置２０と、プラズマ処理をしたゴミ水分を発酵させて燃料ガスを得る発酵装置３０とを備えた。また、プラズマ処理装置２０は、微細ゴミにもプラズマ処理を施し、発酵装置３０は、プラズマ処理した微細ゴミをも発酵させることとした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回収されたゴミを圧縮するロータリープレスと、
そのロータリープレスによって圧縮されて得たゴミ水分に対して細胞壁を破壊可能なプラズマ処理を施すプラズマ処理装置と、
プラズマ処理をしたゴミ水分を発酵させて燃料ガスを得る発酵装置とを備えたゴミ処理装置。
【請求項２】
ゴミ水分から分離されたゴミを微細ゴミに粉砕するミルを備えるとともに、
前記プラズマ処理装置は、前記微細ゴミにもプラズマ処理を施し、
前記発酵装置は、プラズマ処理した微細ゴミをも発酵させることが可能であるようにした請求項１記載のゴミ処理装置。
【請求項３】
回収されたゴミを圧縮するとともにゴミ水分を取り除いたゴミを微細ゴミに粉砕するミル機能を備えたロータリープレスと、
そのロータリープレスによって圧縮されて得たゴミ水分に対して細胞壁を破壊可能なプラズマ処理を施すプラズマ処理装置と、
プラズマ処理をしたゴミ水分を発酵させて燃料ガスを得る発酵装置とを備えたゴミ処理装置。
【請求項４】
前記プラズマ処理装置は、前記微細ゴミにもプラズマ処理を施し、
前記発酵装置は、プラズマ処理した微細ゴミをも発酵させることが可能であるようにした請求項３記載のゴミ処理装置。
【請求項５】
発酵装置から得たメタンガスから水素を得るための改質機と、
その改質機によって得た水素を貯蔵する水素吸蔵合金と、
改質機から得た炭素を用いて前記発酵装置を加温する発酵補助装置とを備えた請求項１から請求項４のいずれかに記載のゴミ処理装置。
【請求項６】
発酵装置には、メタン発酵として働く微生物を補給するための補給装置を備えた請求項１から請求項５のいずれかに記載のゴミ処理装置。
【請求項７】
ロータリープレスで回収されたゴミを圧縮するゴミ圧縮工程と、
そのゴミ圧縮工程によって圧縮されて得たゴミ水分に対して細胞壁を破壊可能なプラズマ処理装置でプラズマ処理を施すプラズマ処理工程と、
そのプラズマ処理工程によってプラズマ処理を施したゴミ水分を発酵させて燃料ガスを得る発酵工程とを備えたゴミ処理方法。
【請求項８】
ゴミ水分から分離されたゴミを微細ゴミに粉砕するゴミ粉砕工程と、
そのゴミ粉砕工程によって得た微細ゴミにプラズマ処理を施す微細ゴミプラズマ処理工程と、
プラズマ処理した微細ゴミを発酵させる微細ゴミ発酵工程とを備えた請求項７記載のゴミ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲食店などから出る生ゴミや、野菜屑などを含む家庭ゴミなど、水分を含むゴミの処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
資源ゴミに関しては、分別収集が徹底されつつあり、リサイクルされて再び資源として活用されるようになっている。資源ゴミの代表格として、スチール缶やアルミ缶がある。
【０００３】
資材ゴミ圧縮機としては、油圧等を利用したプレス機であり、圧縮する資材ゴミはバッチでしか処理できなかった。しかし、既に特開２００２−３０１５９４号に開示されているような「缶つぶし機」が案出されている（例えば、特許文献１参照）。これは、空き缶のような体積がかさばる資材ゴミを確実かつ連続的に処理可能とした装置である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３０１５９４号公報
【０００５】
一方、消費生活の進化に伴い、叫ばれているゴミの減量は、家庭ゴミに関しては、なかなか達成できずにいる。
ただし、家庭用ゴミを減らす技術として、生ゴミ処理機と呼ばれる簡単な装置も開発されているが、臭いの発生、スペースの確保などの問題があり、広く普及しているとは言えなかった。
【０００６】
ゴミに含まれる有機成分を有効活用するべく、微生物による分解発酵にてメタンガスなどの燃料ガスを得る技術は、多数開示されている。これらの技術は多くの人手を必要とせずに不潔、悪臭などを根本から分解し、エネルギーを得ることもできるという点で優れている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
燃焼させて処理することとなるゴミ、特に家庭用のゴミについては、生ゴミの割合が多いために水分を多く含むことが経験的に知られている。この水分は、燃焼処理させる際に蒸発させなければならないために、多くの燃料を必要とすることとなる。
燃焼処理における燃料の節約のためには、ゴミに含まれている水分を除去する合理的な技術があればよいのだが、そうした技術は不足していた。つまり、ゴミから水分を分離しても分離した水が大量に出てしまい、別途その水分には有機物が多く含まれているため、その水を早く安価に処理する技術が確立されていない。したがって、水分の分離をすることなく燃焼処理をしているのが現状であった。
【０００８】
さて、ゴミの有機成分を分解発酵させる技術については、反応速度が遅いことが問題であった。このため、収集されてくるゴミの処理が間に合わずに別途焼却処分することになっていたり、その焼却の補助燃料としてメタンガスが利用される程度であった。言うまでもなく、反応促進のために加温するなどの熱エネルギーを別途必要とするのでは本末転倒である。
すなわち、ゴミの有機成分を分解発酵の発酵促進を、安価且つ迅速に達成する技術が望まれていた。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、ゴミの水分を合理的に除去し、エネルギー効率にも優れたゴミ処理装置であるとともに、ゴミの有機成分の分解発酵の発酵促進を簡便に達成するための技術を提供することにある。
ここで、請求項１から請求項６に記載の発明の目的は、ゴミの水分を合理的に除去し、エネルギー効率にも優れ、ゴミの有機成分の分解発酵の発酵促進を簡便に達成するためのゴミ処理装置を提供することにある。
また、請求項７および請求項８に記載の発明の目的は、ゴミの水分を合理的に除去し、エネルギー効率にも優れ、ゴミの有機成分の分解発酵の発酵促進を簡便に達成するためのゴミ処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した課題に関して、分解発酵の妨げになっているのは、ミクロレベルでは以下のような点である。すなわち、生ゴミを多数の細胞であると見た場合、発酵の栄養源となるのは主に細胞液であるが、その細胞液は細胞壁によって囲まれている。細胞壁が分解されるのに時間が掛かり、細胞壁の存在が分解発酵を抑制していると考えられる。
本発明は、分解発酵を促進するためにプラズマ技術を用いる。すなわち、プラズマ放電によってゴミの中に存在する有機物の細胞壁を破壊することで、細胞液を素早く分解発酵に供し、発酵を劇的に促進することを発明原理としている。
【００１１】
（請求項１）
請求項１記載の発明は、回収されたゴミを圧縮するロータリープレスと、そのロータリープレスによって圧縮されて得たゴミ水分に対して細胞壁を破壊可能なプラズマ処理を施すプラズマ処理装置と、プラズマ処理をしたゴミ水分を発酵させて燃料ガスを得る発酵装置とを備えたゴミ処理装置を提供する。
ここで「細胞壁を破壊可能なプラズマ処理」とは、以下のようなものである。放電条件として、電圧が１５．３〜１３０ｋＶ（好ましくは３０〜５０ｋＶ）、放電波形としてバイポーラ減衰波形であって周波数が１０〜１００ｋＨｚ（好ましくは２０〜５０ｋＨｚ）、放電方式として誘電体バリア放電またはアーク放電である。また、プラズマによる細胞壁の破壊を効率化するために、処理対象となる水分は例えば霧状とする。
【００１２】
（作用）
ロータリープレスがゴミを圧縮し、微細ゴミとゴミ水分とに分離する。プラズマ処理装置がゴミ水分に対しプラズマ処理を施し、ゴミ水分の細胞壁を破壊する。このプラズマ処理によってセルロースなどの分解しにくい分子構造であった細胞壁が破壊され、細胞壁の中にあった細胞液が流出する。内部の細胞液に対しての発酵促進を施す。すなわち、細胞液は分解しやすい分子構造なので、発酵装置がプラズマ処理されたゴミ水分の発酵を施し、発酵によってメタンガスが得られる。
ゴミの中から分離されたゴミ水分は、有機物を含んでいるのでそのままでは腐敗し、悪臭を放つが、有機物を構成する動植物の細胞は細胞壁で護られているので、分解もしにくい。しかし、プラズマ処理によって細胞壁が壊され、細胞液がゴミ水分にとけ込むこととなる。そのため、微生物による有機物の発酵分解が促進され、メタンガスを得られる。メタンガスを放出したゴミ水分は、有機物が取り除かれたこととなるので、腐敗の原因物質が減少し、悪臭が減り、無害に近づくこととなる。
したがって、ゴミから分離した水を早く安価に処理することに寄与し、間接的にはゴミの燃焼に要する燃料の節約にも寄与する。
なお、液体状のゴミ水分に対してのプラズマ処理時間は、固体状（例えば、微細ゴミなど）のものに比べて、短くすることが望ましい。これは、固体よりも液体のほうがプラズマ処理の効果が高く、浸透しやすいからである。
【００１３】
（請求項２）
請求項２記載の発明は、請求項１記載のゴミ処理装置を限定したものであり、ゴミ水分から分離されたゴミを微細ゴミに粉砕するミルを備えるとともに、前記プラズマ処理装置は、前記微細ゴミにもプラズマ処理を施し、前記発酵装置は、プラズマ処理した微細ゴミをも発酵させることが可能であるようにしたことを特徴とする。
ここで、「ミル」とは、ゴミを粉砕する機能を備えた機械の総称であり、狭義のミルを意味しない。
【００１４】
（作用）
ゴミ処理装置に備えられたミルがゴミ水分から分離されたゴミを微細ゴミに粉砕する。粉砕するためのミルは、上記のロータリープレスと一体的な構造としても望ましい。プラズマ処理装置が、微細ゴミにプラズマ処理を施す。このプラズマ処理によってセルロースなどの分解しにくい分子構造であった細胞壁が破壊され、細胞壁の中にあった細胞液が流出し、細胞液に対しての発酵促進を施す。発酵装置がプラズマ処理された微細ゴミの発酵を施し、その発酵によってメタンガスが得られる。
すなわち、ゴミ水分と分離した微細ゴミに対しても、ゴミ水分と同様にメタンガスを得ることができ、合理的にエネルギーを確保することができる。また、この微細ゴミは、水分を除去した圧縮状態のゴミであるため、燃焼効率に優れ、燃焼のための燃料の節約に寄与する。
【００１５】
（請求項３）
請求項３記載の発明は、回収されたゴミを圧縮するとともにゴミ水分を取り除いたゴミを微細ゴミに粉砕するミル機能を備えたロータリープレスと、そのロータリープレスによって圧縮されて得たゴミ水分に対して細胞壁を破壊可能なプラズマ処理を施すプラズマ処理装置と、プラズマ処理をしたゴミ水分を発酵させて燃料ガスを得る発酵装置とを備えたゴミ処理装置を提供する。
【００１６】
（作用）
ロータリープレスでゴミを圧縮し、ミル機能により微細ゴミとゴミ水分とに分離する。プラズマ処理装置がゴミ水分に対しプラズマ処理を施し、ゴミ水分の細胞壁を破壊する。このプラズマ処理によってセルロースなどの分解しにくい分子構造であった細胞壁が破壊され、細胞壁の中にあった細胞液が流出する。内部の細胞液に対しての発酵促進を施す。すなわち、細胞液は分解しやすい分子構造なので、発酵装置がプラズマ処理されたゴミ水分の発酵を施し、発酵によってメタンガスが得られる。
【００１７】
（請求項４）
請求項４記載の発明は、請求項３記載のゴミ処理装置を限定したものであり、前記プラズマ処理装置は、前記微細ゴミにもプラズマ処理を施し、前記発酵装置は、プラズマ処理した微細ゴミをも発酵させることが可能であるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
（作用）
プラズマ処理装置が、微細ゴミに対してもプラズマ処理を施すので、微細ゴミの中にある有機物に係る細胞壁が破壊され、細胞壁の中にあった細胞液が流出する。流出した細胞液は発酵しやすいので、発酵装置がプラズマ処理された微細ゴミに対しても発酵を施し、その発酵によってもメタンガスが得られる。したがって、発酵する過程によって微細ゴミからもメタンガスを得ることができる。
【００１９】
（請求項５）
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のゴミ処理装置を限定したものであり、発酵装置から得たメタンガスから水素を得るための改質機と、その改質機によって得た水素を貯蔵する水素吸蔵合金と、改質機から得た炭素を用いて前記発酵装置を加温する発酵補助装置とを備えたことを特徴とする。
「発酵補助装置」とは、例えば焼却炉の余熱または廃熱によって発酵装置を加温し発酵促進を促すための装置である。焼却炉の燃焼を促進するための燃料として用いてもよいが、所定以上の温度（例えば摂氏４５度以上）では、発酵のための微生物が死滅するおそれがあるので、例えば熱の媒体として水を用いて間接的に加温するなどの工夫をする。
【００２０】
（作用）
改質機がメタンガスの水素と炭素の中から水素を抽出し、その水素を水素吸蔵合金に貯蔵する。一方、メタンガスから得られた炭素を用いて発酵補助装置がメタンガス炭素を用いて発酵装置を加温する。水素吸蔵合金で貯蔵された水素は、燃料電池などとして利用することができる。
また、メタンガスを分解してできた炭素は、発酵補助装置によって加温するためのエネルギーとして利用される。このため、ゴミの発酵によって生成されたメタンガスの炭素を再利用して発酵装置の発酵を促進させることができ、合理的にエネルギーの再利用が図られている。
【００２１】
（請求項６）
請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のゴミ処理装置を限定したものであり、
発酵装置には、メタン発酵として働く微生物の補給装置を備えたことを特徴とする。
【００２２】
（作用）
プラズマ処理によって発酵に必要な微生物が死んでしまった場合や、発酵活動が減退してしまった場合などは、補給装置が発酵装置に対して微生物を補給する。このため、微生物の補給を行なうことにより、発酵時間の短縮が図られ、促進をさせることができる。
【００２３】
（請求項７）
請求項７記載の発明は、ロータリープレスで回収されたゴミを圧縮するゴミ圧縮工程と、  そのゴミ圧縮工程によって圧縮されて得たゴミ水分に対して細胞壁を破壊可能なプラズマ処理装置でプラズマ処理を施すプラズマ処理工程と、  そのプラズマ処理工程によってプラズマ処理を施したゴミ水分を発酵させて燃料ガスを得る発酵工程とを備えたゴミ処理方法を提供する。
【００２４】
（請求項８）
請求項８記載の発明は、請求項７記載のゴミ処理方法を限定したものであり、
ゴミ水分から分離されたゴミを微細ゴミに粉砕するゴミ粉砕工程と、  そのゴミ粉砕工程によって得た微細ゴミにプラズマ処理を施す微細ゴミプラズマ処理工程と、  プラズマ処理した微細ゴミを発酵させる微細ゴミ発酵工程とを備えたゴミ処理方法に係る。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１から請求項６に記載の発明によれば、ゴミの水分を合理的に除去し、エネルギー効率にも優れ、ゴミの有機成分の分解発酵の発酵促進を簡便に達成するためのゴミ処理装置を提供することができた。
請求項７および請求項８に記載の発明によれば、ゴミの水分を合理的に除去し、エネルギー効率にも優れ、ゴミの有機成分の分解発酵の発酵促進を簡便に達成するためのゴミ処理方法を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施の形態及び図面に基づいて、更に詳しく説明する。ここで使用する図面は、図１から図５である。図１は、本発明の全体構成を示した概略図であり、図２は、ロータリープレスの構造を示した概略図であり、図３は、ロータリープレスの他の形態を示した概略図であり、図４は、プラズマ処理装置の構造を示した概略図であり、図５は、ゴミ発酵キルンの構造を示した概略平面図である。
【００２７】
（図１）
ゴミ処理装置１は、ゴミを分離するロータリープレス１０と、ゴミにプラズマ放電を施し、ゴミの発酵促進を行うプラズマ処理装置２０と、ゴミの発酵処理を施すゴミ発酵キルン（発酵装置）３０と、ゴミの発酵に伴って発生するメタンガスを分解し、メタンガスの分解によって生成された炭素と水素のうち、水素を抽出する改質機４０と、抽出した水素を貯蔵する水素吸蔵合金タンク５０とを備えている。また、メタンガスの炭素を用いてゴミの燃焼を行うとともに、ゴミ発酵キルン３０を余熱する焼却炉（発酵補助装置としても機能する）６０と、ゴミ発酵キルン３０に微生物を補給する補給装置７０とを備えて構成されている。
【００２８】
（図２および図３）
図３に示すロータリープレス１０は、枠体１１と、この枠体内に配置された一対のキャタピラベルト１２と、これらキャタピラベルト１２を作動させるための駆動源である駆動モータ（図示しない）と、ゴミを粉砕するためのミル部材１６とを備えている。枠体１１は、下方に向けて細くなるように形成されている角筒体からなり、床上に支持台などを介して起立されている。一対のキャタピラベルト１２は、それぞれ上下両端側が回転軸１３ａ、１３ｂに掛け回されている。回転軸１３ａ，１３ｂは、枠体１１内に上下方向にかつ押圧面１２ａが互いに対向して配置されている。この押圧面１２ａ，１２ａは下方にゆくほど近づいているとともに、その表面状には多数の突起部（図示は省略）を設け、ゴミを確実に把持させて下方へ送るようにしている。
【００２９】
また、図示は省略するが、各回転軸１３ａ，１３ｂのうち一方の回転軸には、駆動チェーンによって接続され、その駆動チェーンが駆動モータと接続されている。このため、駆動モータの駆動力は、キャタピラベルト１２を通じて一方のキャタピラベルトに伝達され、ついで回転軸１３ａおよび回転軸１３ｂとを接続した回転伝達部材（図示は省略）などを通じて他方のキャタピラベルトにも伝達されることによって作動することになる。
【００３０】
また、図２に示すように、各キャタピラベルト１２の対向間は、進行方向側（下側）が圧縮されたゴミの出口１４であり、その反対方向側（上側）がゴミの投入口１５となっていると共に、上記投入口１５から出口１４に向けて次第に狭く、正面視で略Ｖ字状に形成されている。このため、投入口１５から投入されたゴミは徐々に対向するキャタピラベルト１２の押圧面１２ａによって押圧され、圧縮されていく。
【００３１】
圧縮されて送り出されたゴミはミル部材１６で粉砕される。このミル部材１６は、枠体１１のゴミの出口１４の下方に配置されており、上記のゴミの圧縮過程でゴミ水分が取り除かれたゴミ（以下、微細ゴミと表記）を細かく粉砕することで、空気に触れる表面積を増やし、後に行う発酵効率や燃焼効率を高めている。この処理方法としては、圧縮された微細ゴミを粉砕させることができれば任意で良いが、例えば、図３に示すように、回転軸１３ｂ、１３ｂの軸周面に、歯車１７を設け、歯車１７が相互に噛み合うようにしても良い。このようにすれば、ミル機能を備えたロータリープレス１０とした、一体構造とすることができるため、設置スペースなどの関係からも望ましい。
すなわち、ロータリープレス１０のメイン機能としては、投入されたゴミをゴミ水分と微細ゴミとに分離することになる。微細ゴミは、ミル機能によって粉砕する。そして、これら微細ゴミおよびゴミ水分は、プラズマ処理装置２０に送られる。
【００３２】
（図４）
図４の回転円錐台２３の下部に示した複数の矢印は、放電ストリーマと呼ばれるもので、放電の向きを示したものである。
プラズマ処理装置２０は、上記ロータリープレス１０で圧縮した微細ゴミおよびゴミ水分に対し、プラズマ放電（誘電体バリア放電）を施し、ゴミの発酵を促進するための装置である。プラズマ処理装置２０は、ゴミを粉砕するためのゴミ粉砕刃２１を備えた金属製の外周壁面２２と、外周壁面２２の内周面の略中心部に配置され、ゴミ粉砕刃２１ｂを備えた回転構造の回転円錐台２３と、回転円錐台２３の下部に配置されたプラズマ放電用誘電体２４と、プラズマ放電用誘電体２４の下部に配置された金属製の支持台２５とを備えて構成されている。
プラズマ処理装置２０による放電条件は、電圧を３０〜５０ｋＶ、放電波形としてバイポーラ減衰波形であって周波数が２０〜５０ｋＨｚ、放電方式として誘電体バリア放電を採用した。この条件では、細胞壁の主成分であるセルロース中の「Ｃ−Ｏ−Ｃ結合」を破壊するのに適していることが判明したからである。誘電体バリア放電ではなくアーク放電を採用しても、細胞壁を破壊できた。
【００３３】
ゴミの投入口である上部の開口部２６より投入されたゴミ（図４、ゴミ１）は、所定方向（図では右回転）へ回転する回転円錐台２３のゴミ粉砕刃２１ｂと、外周壁面２２に配置されたゴミ粉砕刃２１とで粉砕される。そして、プラズマ放電用誘電体２４が外周壁面２２へプラズマ放電を施す。プラズマ処理を施すことによって、ゴミ水分や微細ゴミの中にある有機物を構成する細胞の細胞壁が破壊される。つまり、セルロースなどの分解しにくい分子構造であった細胞壁が破壊され、細胞壁の内側に囲まれていた細胞液が流出する。細胞液は細胞壁に比べて分子構造が簡単であり、発酵が起きやすい。このため、全体として発酵促進を施すことができる。
【００３４】
ゴミ粉砕刃２１，２１ｂによって粉砕され、プラズマ放電を施されたゴミは、ゴミの排出口である排出口２７より排出される（図４中のゴミ２）。また、液体状のゴミ水分に対してのプラズマ処理時間は、固体状の微細ゴミに比べて短くすることが望ましい。これは、固体よりも液体のほうが浸透しやすいため、プラズマ処理の効果が高くなるからである。
【００３５】
（図５）
ゴミ発酵キルン３０は、誘電体構造として形成されており、金属製の円柱部材３１と、円柱部材３１内に配置され、内部に誘電体を被覆した回転構造の回転六角体３２と、円柱部材３１の略中心部に配置され、攪拌用の回転羽３３を有する回転構造の回転円柱体３４とを備えて構成されている。また、回転六角体３２と回転円柱体３４とは、図５の矢印で示すように、それぞれが逆方向に回転する構造となっている。
ゴミ発酵キルン３０は、装置全体から加熱、保湿および回転羽３３から回転六角体３２の誘電体に微弱放電される。プラズマ処理装置２０でプラズマ処理されたゴミは、各回転体内に充填され、微弱電流と別途注入される水素によって、ゴミの発酵が促進される。この発酵によってメタンガスが発生し、エネルギーを得ることができる。
なお、ゴミの最短発酵時間は、温度条件、加湿条件および攪拌条件の各種設定値によって算出することができる。
また、ゴミ発酵キルン３０は、装置全体から加熱、保湿および回転羽３３から回転六角体３２の誘電体への放電をアーク放電もしくは、誘電体バリア放電に変更し、加温温度を４００度以上に設定すれば、ゴミ炭化キルンへ応用が可能である。この場合ゴミを発酵せず炭化し燃料化するとともに、放電、加温により発生した有機ガス（主にメタン）を焼却炉などの燃焼力などに利用する。
【００３６】
ゴミの発酵については、ゴミ水分の場合であれば、有機物を含んでいるのでそのままでは腐敗し、悪臭を放つが、有機物を構成する動植物の細胞は細胞壁で護られているので、分解もしにくい。しかし、プラズマ処理によって細胞壁が壊され、細胞液がゴミ水分にとけ込むこととなる。そのため、微生物による有機物の発酵分解が促進され、その発酵によってメタンガスが得られる。すなわち、このメタンガスを焼却炉などの燃焼力などに利用することで、合理的な燃焼サイクルとなるため、エネルギーの有効活用を図ることができる。
【００３７】
また、メタンガスを放出したゴミ水分は、有機物が取り除かれたこととなるので、腐敗の原因物質が減少し、悪臭が減り、無害に近づくこととなる。したがって、ゴミに含まれている水分を除去することが可能となる。同様に、微細ゴミにおいても、上述したようにプラズマ放電およびゴミ発酵キルンにて発酵し、メタンガスによるエネルギーの再利用が図られている。ゴミ水分および微細ゴミの双方とも、ゴミ処理の過程の中で合理的にエネルギーを確保しているため、エネルギーを有効活用することができる。
【００３８】
上記、ゴミ発酵キルン３０には、分解発酵として働く微生物を補給する補給装置７０が備えられている。補給装置７０は、ゴミ発酵キルン３０の発酵促進のための装置である。つまり、補給装置７０によって微生物を補給することで、プラズマ処理によって発酵に必要な微生物が死滅または減少して、発酵活動が衰えてしまった場合などに効果的となる。つまり、メタン発酵に供する微生物を補給することにより、発酵を促進し、発酵時間を短縮することができる。したがって、ゴミの有機成分の分解発酵の発酵促進を簡便に達成することができる。
【００３９】
図１において、改質機４０は、ゴミ発酵キルン３０から発生したメタンガスを水素と炭素とに分解し、水素を抽出するための装置である。抽出した水素は水素吸蔵合金５０に貯蔵される。水素吸蔵合金５０で貯蔵された水素は、プラズマ処理装置２０に送り、発酵促進に利用したり、燃料電池などとして利用してシステム全体のエネルギーの補助とすることができる。なお、本実施形態では改質機４０にメタンガスの分解機能を付与しているが、これは別途、触媒装置などの外部装置によるものとしても良い。
【００４０】
また、改質機４０から得た炭素を用いてゴミ発酵キルン３０を加熱する焼却炉６０が備えられている。焼却炉６０は、メタンガスを分解してできた炭素が、焼却炉６０の焼却エネルギーとして利用されている。そして、焼却炉の余熱によってゴミ発酵キルン３０を加熱させて発酵促進を施している。つまり、ゴミ発酵キルン３０がゴミの発酵に必要な温度の補助も行っていることになる。したがって、ゴミの発酵によって生成されたメタンガスの炭素を再利用してゴミ発酵キルン３０の発酵を促進させることができ、エネルギー効率に優れたゴミ処理装置となっている。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の全体構成を示した概略図である。
【図２】ロータリープレスの構造を示した概略図である。
【図３】ロータリープレスの他の形態を示した概略図である。
【図４】プラズマ処理装置の構造を示した概略図である。
【図５】ゴミ発酵キルンの構造を示した概略平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  ゴミ処理装置
１０  ロータリープレス
１１  枠体                    １２  キャタピラベルト
１３ａ，１３ｂ  回転軸
１４  出口                    １５  投入口
１６  ミル部材                １７  接触部
１８  歯車
２０  プラズマ処理装置
２１，２１ｂ  ゴミ粉砕刃
２２  外周壁面                ２３  回転円錐台
２４  プラズマ放電用誘電体    ２５  支持台
２６  開口部                  ２７  排出口
３０  ゴミ発酵キルン          ３１  円柱部材
３２  回転六角体              ３３  回転刃
３４  回転円柱体
４０  改質機
５０  水素吸蔵合金
６０  焼却炉
７０  補給装置
【図１】
2005288277.tif 000003
【図２】
2005288277.tif 000004
【図３】
2005288277.tif 000005
【図４】
2005288277.tif 000006
【図５】
2005288277.tif 000007