(57)【要約】【課題】  冬場等の気温が低い場合であっても運転コストを増加させることなく、有機廃棄物を良好に堆肥化する。【解決手段】  外部から空気Ｘが供給されるコンポスト１１内において有機廃棄物Ｆを醗酵させて堆肥化する堆肥化装置１０と、上記堆肥化装置１０から発生する臭気ガスＧを燃料とともに燃焼して脱臭及び発電を行う脱臭発電装置２０と、を有する有機廃棄物処理システムＳ１において、上記脱臭発電装置２０において発生した熱量を用いて、外部からコンポスト１１内に供給される上記空気Ｘを加温する空気加温手段２５を備える。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から空気が供給されるコンポスト内において有機廃棄物を醗酵させて堆肥化する堆肥化装置と、前記堆肥化装置から発生する臭気ガスを燃料とともに燃焼して脱臭及び発電を行う脱臭発電装置と、を有する有機廃棄物処理システムにおいて、
前記脱臭発電装置において発生した熱量を用いて、外部からコンポスト内に供給される前記空気を加温する空気加温手段を備えることを特徴とする有機廃棄物処理システム。
【請求項２】
前記空気加温手段は、前記脱臭発電装置の排ガスと前記空気との間で熱交換を行う熱交換器であることを特徴とする請求項１記載の有機廃棄物処理システム。
【請求項３】
外部から空気が供給されるコンポスト内において有機廃棄物を醗酵させて堆肥化する堆肥化装置と、前記堆肥化装置から発生する臭気ガスを燃料とともに燃焼して脱臭及び発電を行う脱臭発電装置と、を有する有機廃棄物処理システムにおいて、
前記脱臭発電装置が備えるラジエータから排風された温風を前記空気として供給する供給手段を備えることを特徴とする有機廃棄物処理システム。
【請求項４】
前記空気を前記コンポストに供給するための空気供給配管を覆う保温材を備えることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の有機廃棄物処理システム。
【請求項５】
外部から空気が供給されるコンポスト内において有機廃棄物を醗酵させて堆肥化し、この醗酵過程において発生する臭気ガスを燃料とともに燃焼して脱臭及び発電を行う有機廃棄物処理方法において、
前記臭気ガスを燃料とともに燃焼した際に発生した熱量を用いて、外部からコンポスト内に供給される前記空気を加温することを特徴とする有機廃棄物処理方法。
【請求項６】
前記臭気ガスを燃料とともに燃焼した際に発生する排ガスと前記空気とを熱交換することによって前記空気を加温することを特徴とする請求項５記載の有機廃棄物処理方法。
【請求項７】
外部から空気が供給されるコンポスト内において有機廃棄物を醗酵させて堆肥化し、この醗酵過程において発生する臭気ガスを燃料とともに燃焼して脱臭及び発電を行う有機廃棄物処理方法において、
前記臭気ガスを燃料とともに燃焼した際の発生する熱量を吸収することによって加温された温風を前記空気として用いることを特徴とする有機廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機廃棄物処理システム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
畜産農家等（養鶏場、養豚場、養牛場等）において発生する家畜糞（糞尿を含む）、又は生ゴミ等の有機廃棄物を醗酵させて堆肥化する技術において、処理過程で発生する臭気ガスの悪臭対策は、大きな問題となっている。
例えば、臭気ガスの脱臭方法としては、水（あるいは薬液）洗浄法、オガ粉吸着法、微生物分解法等が知られているが、これらの脱臭方法は、水（薬液）処理を伴ったり、比較的広い敷地面積を必要としたりすることから、一般の農家等においては、導入が困難な場合が多く、しかもアンモニア以外の臭気成分を除去することが難しい。
また、近年、臭気ガスを炉（脱臭炉）内で燃焼させて臭気成分を高温で熱分解する燃焼脱臭法が検討されているものの、燃焼装置及びその運転コストが高いため、普及は進んでいない。
そこで、特許文献１に示すように、堆肥化装置から発生する臭気ガスを内燃機関（ディーゼルエンジン）に導入して燃料とともに燃焼させることにより、臭気成分を高温で熱分解し、同時に、その内燃機関を駆動源として発電を行うことにより、低コスト化を図ることができる有機廃棄物処理システムが提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１４８１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、有機廃棄物を醗酵させて堆肥化する際には、有機廃棄物が貯蔵されるコンポスト内に空気を供給し、有機廃棄物中の微生物の力によって有機廃棄物を醗酵させる。この微生物による有機廃棄物の醗酵は、その温度環境によって醗酵時間が変化する。このため、冬場等の周辺の温度が低くかつコンポスト内に供給される空気の温度が低い場合には、微生物による有機廃棄物の分解能力が低下する。
一般の農家等から出る有機廃棄物の量は、夏冬等の季節において、あまり変化がない。このため、一度の醗酵処理にかけられる時間は、夏冬限らず一定となる。ここで、上述のように冬場等は微生物による有機廃棄物の分解能力が低下するが、一度の醗酵処理にかけられる時間は一定であるため、冬場等の気温が低い場合には、有機廃棄物が十分に醗酵され良好に堆肥化される前に、コンポストから取り出されることとなる。このような場合において、微生物が死滅していない状態の堆肥を畑等に蒔くと、再び微生物が醗酵するため悪臭を発する。そのうえ生乾き状態であるため、コンポストから取り出された堆肥を商品とする場合には、商品価値の低い堆肥として扱われる。
【０００４】
このような問題から、従来の有機廃棄物処理システムでは、コンポスト内に供給される空気をヒータ等で加温してからコンポスト内に供給し、コンポスト内を温めることによって微生物の分解能力を活発化させ、有機廃棄物の醗酵を促進させている。
しかしながら、このようなヒータとしては一般的に２〜１１ｋＷのものが用いられるため、冬場等において毎日のようにヒータを用いることは電気代が多くかかる。このため、システムの運転コストが上昇してしまい、上記技術のメリットが薄れてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、冬場等の気温が低い場合であっても運転コストを増加させることなく、有機廃棄物を良好に堆肥化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る有機廃棄物処理システムは、第１の手段として、外部から空気が供給されるコンポスト内において有機廃棄物を醗酵させて堆肥化する堆肥化装置と、上記堆肥化装置から発生する臭気ガスを燃料とともに燃焼して脱臭及び発電を行う脱臭発電装置と、を有する有機廃棄物処理システムにおいて、上記脱臭発電装置において発生した熱量を用いて、外部からコンポスト内に供給される上記空気を加温する空気加温手段を備えるという構成を採用する。
【０００７】
また、本発明に係る有機廃棄物処理方法は、第１の手段として、外部から空気が供給されるコンポスト内において有機廃棄物を醗酵させて堆肥化し、この醗酵過程において発生する臭気ガスを燃料とともに燃焼して脱臭及び発電を行う有機廃棄物処理方法において、上記臭気ガスを燃料とともに燃焼した際に発生した熱量を用いて、外部からコンポスト内に供給される上記空気を加温するという構成を採用する。
【０００８】
このような構成を採用する本発明に係る有機廃棄物処理システム及び方法によれば、脱臭発電装置において発生した熱量、すなわち臭気ガスを燃料とともに燃焼した際に発生した熱量を用いて、外部からコンポスト内に供給される空気が加温される。このため、ヒータを用いることなく、外部からコンポスト内に供給される上記空気を加温することができる。
【０００９】
また、本発明に係る有機廃棄物処理システムは、第２の手段として、上記第１の手段において、上記空気加温手段は、上記脱臭発電装置の排ガスと上記空気との間で熱交換を行う熱交換器であるという構成を採用する。
また、本発明に係る有機廃棄物処理方法は、第２の手段として、上記第１の手段において、上記臭気ガスを燃料とともに燃焼した際に発生する排ガスと上記空気とを熱交換することによって上記空気を加温するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、臭気ガスを燃料とともに燃焼した際に発生する排ガスと、外部からコンポスト内に供給される空気とを熱交換し、空気を加温することができる。
【００１０】
また、本発明に係る有機廃棄物システムは、第３の手段として、外部から空気が供給されるコンポスト内において有機廃棄物を醗酵させて堆肥化する堆肥化装置と、上記堆肥化装置から発生する臭気ガスを燃料とともに燃焼して脱臭及び発電を行う脱臭発電装置と、を有する有機廃棄物処理システムにおいて、上記脱臭発電装置が備えるラジエータから排風された温風を上記空気として供給する供給手段を備えるという構成を採用する。
また、本発明に係る有機廃棄物処理方法は、第３の手段として、外部から空気が供給されるコンポスト内において有機廃棄物を醗酵させて堆肥化し、この醗酵過程において発生する臭気ガスを燃料とともに燃焼して脱臭及び発電を行う有機廃棄物処理方法において、上記臭気ガスを燃料とともに燃焼した際の発生する熱量を吸収することによって加温された温風を上記空気として用いるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、ラジエータ等から排風された温風をコンポストに供給する空気として用いることができ、コンポスト内に加温された空気を供給することができる。
【００１１】
また、本発明に係る有機廃棄物システムは、第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、上記空気を上記コンポストに供給するための空気供給配管を覆う保温材を備えるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、加温された空気の温度を下げることなくコンポスト内に供給することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る有機廃棄物処理システム及び方法によれば、ヒータを用いることなく、加温された空気をコンポスト内に供給することができるため、冬場等の気温が低い場合であっても運転コストを増加させることなく、有機廃棄物を良好に堆肥化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係る有機廃棄物処理システム及び方法の一実施形態について説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本第１実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳ１の概略構成図を示すである。
この図に示す有機廃棄物処理システムＳ１は、外部から空気Ｘが供給されるコンポスト１１内において畜糞（有機廃棄物）Ｆを醗酵させて堆肥化させる堆肥化装置１０、畜糞Ｆの醗酵により発生した臭気ガスＧを燃焼して脱臭するとともに発電を行う脱臭発電装置２０、臭気ガスＧを堆肥化装置１０から脱臭発電装置２０に送気するガス送管３０、制御弁２６の開口度を調節する制御装置４０等を備えて構成される。
【００１５】
堆肥化装置１０としては、例えば、畜糞Ｆを連続的に好気性醗酵させる連続式醗酵機が用いられる。堆肥化装置１０は、約１０〜３０ｍ３程度の容量のコンポスト１１、当該コンポスト１１の上部に形成される畜糞Ｆの投入口１２、コンポスト１１内において畜糞Ｆを常時あるいは定期的に攪拌する攪拌機１３、コンポスト１１内に外部から空気Ｘを供給するための送風管１５（空気供給配管）及び給気ブロワ１６等を含んで構成される。
なお、攪拌装置１３の内部は、中空状態とされている。そして、攪拌装置１３の下部には、図示するように、攪拌装置１３の上部に接続された送風管１５から攪拌装置１３内に一度供給された空気Ｘが攪拌装置１３の下部からコンポスト１１内に供給されるように、複数の通気孔１３ａが形成されている。
【００１６】
このコンポスト１１内において畜糞Ｆが醗酵されると、臭気成分（アンモニア、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル等）を含む気体（以下、臭気ガスＧ）が、コンポスト１１の容量の約１０〜３０％程度の量だけ発生する。
コンポスト１１の上部には、ガス送管３０が接続されており、コンポスト１１内で発生した臭気ガスＧは、ガス送管３０の途中部位に設置された排風ブロワ３１の駆動によって、ガス送管３０を介して脱臭発電装置２０に送られる。
なお、コンポスト１１の上部空間には、コンポスト１１内で発生する臭気ガスＧの温度を検出する温度センサ４２が設けられる。
【００１７】
脱臭発電装置２０は、臭気ガスＧを燃料とともに燃焼することによって、高温（約１０００℃）で熱分解して脱臭する燃焼機関２１と、燃焼機関２１を駆動源とする発電機２２とを含んで構成される。
燃焼機関２１としては、例えば、ディーゼル機関やガスタービン等が用いられる。適用される燃焼機関の種類やその特性については、畜糞Ｆの処理量や設置スペース等の周囲環境等に応じて定められる。
例えば、総排気量２０００ｃｃのディーゼル機関を用いた場合には、堆肥化装置１０において発生する臭気ガスＧを給気口から毎分約２ｍ３程度取り込んで灯油等の燃料とともに燃焼させることにより脱臭する。なお、臭気ガスＧとともに空気を燃焼機関２１に導入してもよい。
そして、燃焼機関２１には、当該燃焼機関２１の排ガス（臭気ガスＧの分解ガス）Ｙを排気するための排ガス排気管２４が接続されている。この排ガス排気管２４は、途中部位において管２４ａと管２４ｂとに分岐されており、この管２４ａの途中部位には熱交換器２５（空気加温手段）が設置され、管２４ｂの途中部位には制御弁２６が設置されている。そして、この制御弁２６は、上述の温度センサ４２の検出結果に基づいて制御装置４０によってその開口度を調節される。
【００１８】
また、熱交換器２５には、送風管１５が接続されている。すなわち、本第１実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳ１においては、熱交換器２５によって、燃焼機関２１の排ガスＹとコンポスト１１内に供給される空気Ｘとの間で熱交換が行われ、コンポスト１１に供給される空気Ｘが加温される。具体的には、送風管１５を介して、コンポスト１１内に供給される空気Ｘと排ガスＹとの間で熱交換が行われ、この熱交換によって加温された空気Ｘが送風管１５を介して、コンポスト１１内に供給される。
すなわち、本第１実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳ１は、脱臭発電装置２０の燃焼機関２１によって発生した熱量を用いて、コンポスト１１に供給される空気Ｘを加温している。
【００１９】
なお、制御装置４０で制御弁２６の開口度を調整することによって、管２４ａに送られる排ガスＹの量を調整することができるため、コンポスト１１内に供給される空気Ｘの温度を制御することができる。
また、管２４ａ，２４ｂを介して外部に排気される排ガスＹは、不図示の触媒を経由してクリーンガスとなって、大気中に放出される。
【００２０】
発電機２２は、燃焼機関２１の出力軸の回転を駆動源として駆動され発電（最大約２２ｋＷ）を行う。そして、発電機２２において発電された電力は、電圧調整器２３を介して堆肥化装置１０（攪拌機１３等）や畜産農家等の電源設備等（電灯設備等）に送られ、これらの設備において消費される。
このように、有機廃棄物処理システムＳ１は、堆肥化装置から発生する臭気ガスの脱臭を低コストに行うことができるようになっている。
【００２１】
制御装置４０は、有機廃棄物処理システムＳ１の運転を制御するものであって、攪拌機１３、給気ブロワ１６、制御弁２６等を制御して、畜糞Ｆの醗酵サイクルを促進させる。また、燃焼機関２１、排風ブロワ３１を制御して、臭気ガスＧの脱臭（燃焼）と発電を行う。
【００２２】
また、本第１実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳ１は、送風管１５覆う保温材１８を備えている。
【００２３】
次に、このように構成された本第１実施形態に係る有機廃棄物処理システムの動作である有機廃棄物処理方法について説明する。
【００２４】
まず、投入口１２からコンポスト１１内に投入された畜糞Ｆは、コンポスト１１内において、攪拌装置１３によって、空気Ｘと共に攪拌され貯留されることによって、醗酵する。そして、この醗酵過程において発生した臭気ガスＧは、排風ブロワ３１の駆動によってガス送管３０を介して脱臭発電装置２０に供給される。続いて、臭気ガスＧは、脱臭発電装置２０の燃焼機関２１に燃料とともに供給され、燃焼機関２１によって、燃焼され脱臭され、排ガスＹとして排ガス排気管２４を介して脱臭発電装置２０の外部に排気される。この燃焼機関２１から排出された排ガスＹの温度は、約３００℃となっている。なお、燃焼機関２１において、臭気ガスＧ及び燃料を燃焼することによって得られた動力は、発電機２２に伝達され、この動力によって発電機２２において、コンポスト１１に供給する動力電力や電灯設備等に供給される電灯電力が発電される。
【００２５】
そして、排ガス排気管２４に流入した排ガスＹは、管２４ａと管２４ｂとに分流される。ここで、排ガスＹの分流比は、制御弁２６の開口度によって規定される。この制御弁２６は、上述のように制御装置４０によってその開口度を調節されている。そして、制御装置４０は、温度センサ４２の検出結果に基づいて制御弁２６の開口度を調節し、管２４ａと管２４ｂとに分流される排ガスＹの分流比を調節する。なお、具体的には、温度センサ４２によって検出される臭気ガスＧの温度が、畜糞Ｆの最適な醗酵状態を示す約７０℃となるように、制御装置４０は、管２４ａと管２４ｂとに分流される排ガスＹの分流比を調節する。
【００２６】
続いて、管２４ａに分流された排ガスＹは、管２４ａの途中部位に設置された熱交換器２５において、送風管１５を介してコンポスト１１内に供給される空気Ｘと熱交換される。これによって、空気Ｘが加温される。
なお、熱交換器２５を通過した排ガスＹ及び制御弁２６を通過した排ガスＹは、不図示の触媒を経由してクリーンガスとなって、大気中に放出される。
【００２７】
送風管１５を介してコンポスト１１内に供給される空気Ｘは、給気ブロワ１６の駆動によって送風管１５に取り込まれ、熱交換器２５によって加温された後に、送風管１５を介してコンポスト１１内に供給される。
すなわち、本第１実施形態に係る有機廃棄物処理方法によれば、排ガスＹと空気Ｘとを熱交換することで空気Ｘが加温される。
【００２８】
空気Ｘは、送風管１５を介してコンポスト１１の上部から、中空状に形成された攪拌装置１３の内部に流入し、その後、攪拌装置１３の下部に形成された複数の通気孔１３ａからコンポスト１３内に供給される。
ここで、コンポスト１１内に供給される空気Ｘは加温されているため、冬場等の温度が低い場合であっても、コンポスト１１内が畜糞Ｆの醗酵に適した温度に保たれる。したがって、コンポスト１１内に貯留される畜糞Ｆは、良好に堆肥化される。
【００２９】
このように本第１実施形態に係る有機廃棄物処理システム及び方法によれば、コンポスト１１内に供給される空気Ｘを加温するためにヒータ等を設置する必要がなく、冬場等の気温が低い場合であっても運転コストを増加させることなく、有機廃棄物を良好に堆肥化することが可能となる。
【００３０】
また、本第１実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳ１においては、送風管１５が保温材１８によって覆われているため、空気Ｘの熱量を逃がすことなく、所望の温度に加温した空気Ｘをコンポスト１１内に供給することができる。
【００３１】
なお、上記第１実施形態において、加温された空気Ｘが通過する送風管１５の途中部位に給気ブロワ１６設置した。しかしながら、このように加温された空気Ｘが通過する送風管１５の途中部位に設置することによって、空気Ｘの加温温度が給気ブロワ１６の使用可能な温度範囲内に制限される可能性がある。このような場合には、給気ブロワ１６を熱交換器２５よりも前の送風管１５の途中部位に設置することによって、空気Ｘの温度を十分に確保することが可能となる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図２を参照して説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００３３】
図２は、本第２実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳ２の概略構成図を示すである。
この図に示すように、本第２実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳ２は、燃焼機関２１が備えるラジエータ２１ａから排風された温風Ｘ３をコンポスト１１内に供給する供給システム５０（供給手段）を備えている。
【００３４】
この供給システム５０は、ラジエータ２１ａから排風された温風Ｘ３を排出するための排出管５１と、当該排出管５１から分岐される管５１ａ，５１ｂと、管５１ｂの途中部位に設置される制御弁５２とを備えて構成されている。
なお、管５１ａはコンポスト１１と接続されており、制御弁５２は制御装置４０によってその開口度が調節される。
【００３５】
このような構成を有する有機廃棄物処理システムＳ２の動作、すなわち、有機廃棄物処理方法では、温度センサ４２の検出結果に基づいて制御装置４０が制御弁５２の開口度を調節し、これによって、臭気ガスＧを燃料とともに燃焼した際に発生する熱量を吸収した温風Ｘ３の一部を空気Ｘとして管５１ａに流入させる。そして、空気Ｘは、管５１ａを介してコンポスト１１内に供給される。
【００３６】
すなわち、本第２実施形態に係る有機廃棄物処理システム及び方法においても、上記第１実施形態に係る有機廃棄物処理システム及び方法と同様に、脱臭発電装置２０において発生した熱量を用いて、外部からコンポスト１１内に供給される空気Ｘを加温している。したがって、このような本第２実施形態に係る有機廃棄物処理システム及び方法においても、上記第１実施形態に係る上記第１実施形態に係る有機廃棄物処理システム及び方法と同様の効果を奏することができる。
【００３７】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る有機廃棄物処理システム及び方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳ１の概略構成図を示すである。
【図２】本発明の第２実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳ２の概略構成図を示すである。
【符号の説明】
【００３９】
１０……堆肥化装置
１１……コンポスト
１８……保温材
２０……脱臭発電装置
２１ａ……ラジエータ
２５……熱交換器（空気加温手段）
５０……供給システム（供給手段）
Ｆ……畜糞（有機廃棄物）
Ｇ……臭気ガス
Ｓ１，Ｓ２……有機廃棄物処理システム
Ｘ……空気
Ｘ３……温風
Ｙ……排ガス
【図１】
2005281058.tif 000003
【図２】
2005281058.tif 000004