(57)【要約】【課題】  余剰電力の発電を防止しかつシステムの有効性とユーザの経済性とをマッチさせる。【解決手段】  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Ｓにおいて、上記臭気ガスＧの一部を燃焼とともに燃焼して脱臭及び動力生成を行う脱臭動力生成装置４０を有する。【選択図】          図１
2005281059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記臭気ガスの一部を燃焼とともに燃焼して脱臭及び動力生成を行う脱臭動力生成装置を有することを特徴とする有機廃棄物処理システム。
【請求項２】
前記臭気ガスを貯留し、かつ、前記臭気ガスを前記脱臭発電装置と前記脱臭動力生成装置とに分配する分配装置を備え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】
前記脱臭発電装置あるいは／及び脱臭動力生成装置を複数備えることを特徴とする請求項１または２記載の有機廃棄物処理システム。
【請求項４】
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、
前記臭気ガスの一部を燃料とともに燃焼して脱臭及び動力生成を行うことを特徴とする有機廃棄物処理方法。
【請求項５】
前記臭気ガスを貯留した後に、発電に用いられる臭気ガスと動力生成に用いられる臭気ガスとに分配することを特徴とする請求項４記載の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】
しかしながら、近年は、一度に堆肥化させる有機廃棄物の量が増加する傾向にあり、このように一度に堆肥化させる有機廃棄物の量が増加した場合には、一度に発生する臭気ガスの量も増大する。そして、この増大した臭気ガスの全てを燃料とともに燃焼することによって脱臭及び発電した場合には、発電量も多くなり、有機廃棄物処理システムにおける必要電力量を上回ってしまい、余剰電力が生じることとなる。現在、有機廃棄物処理システムは、一般の農家を対象として普及が図られているが、例えば、余剰電力を有機廃棄物処理システム以外の装置に用いたり売電する場合には、電柱や電線等を新たに設置する必要が生じ、設置コストの増大から一般の農家への普及が阻まれることが懸念される。
また、余剰電力をそのまま放電等する場合であっても、余剰電力の発電のために燃料が消費されている。このため、余剰電力をそのまま放電等すると、有機廃棄物処理システム全体の発電効率の低下を招くことなり、有機廃棄物処理システムの有効性とユーザの経済性とがマッチしなくなり、有機廃棄物処理システムのメリットが薄れてしまうという問題が生じる。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、余剰電力の発電を防止しかつシステムの有効性とユーザの経済性とをマッチさせることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明では、有機廃棄物処理システムに係る第１の手段として、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、上記臭気ガスの一部を燃焼とともに燃焼して脱臭及び動力生成を行う脱臭動力生成装置を有するという構成を採用する。
【０００６】
また、有機廃棄物処理方法に係る第１の手段として、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、上記臭気ガスの一部を燃料とともに燃焼して脱臭及び動力生成を行うという構成を採用する。
【０００７】
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、臭気ガスの一部が燃料とともに燃焼されることによって、臭気ガスの脱臭とともに動力生成が行われる。このため、所定量の臭気ガスによって、有機廃棄物処理システムに用いられる必要電力を発電し、余剰した臭気ガスを動力生成に用いることができる。そして、このようして生成された動力は、有機廃棄物処理システムにおいて消費することができるため、全ての臭気ガスを脱臭するために用いられた燃料費を発電及び動力生成によってカバーすることができる。したがって、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、余剰電力の発電を防止しかつシステムの有効性とユーザの経済性とをマッチさせることが可能となる。
【０００８】
また、有機廃棄物処理システムに係る第２の手段として、上記第１の手段において、上記臭気ガスを貯留し、かつ、上記臭気ガスを上記脱臭発電装置と上記脱臭動力生成装置とに分配する分配装置を備えるという構成を採用する。
また、有機廃棄物処理方法に係る第２の手段として、上記第１の手段において、上記臭気ガスを貯留した後に、発電に用いられる臭気ガスと動力生成に用いられる臭気ガスとに分配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、臭気ガスが、一度貯留された後に、発電に用いられる臭気ガスと動力生成に用いられる臭気ガスとに分配される。このため、常に、所望の量の臭気ガスを用いて発電し、所望の量の臭気ガスを用いて動力生成を行うことができる。
【０００９】
また、有機廃棄物処理システムに係る第３の手段として、上記第１または第２の手段において、上記脱臭発電装置あるいは／及び脱臭動力生成装置を複数備えるという構成を採用する。
例えば、脱臭動力生成装置を複数備えることによって、本発明に係る有機廃棄物処理システムは、複数の箇所に脱臭動力生成装置から動力を伝達することができる。
また、一般の農家等においては、ランニングコスト及びイニシャルコストの増加から、大型の脱臭発電装置を設置することが困難な場合がある。このため、比較的に小型の脱臭発電装置を複数設置することによって、ランニングコスト及びイニシャルコストを低下させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
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、余剰電力の発電を防止しかつシステムの有効性とユーザの経済性とをマッチさせることができるため、一般の農家等に広く有機廃棄物処理システム及び方法を普及させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。なお、以下の図面において、各部材の認識を容易とするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳの概略構成を示す図である。
この図に示すように、本実施形態に係る有機廃棄物処理ステムＳ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の一部を燃焼して脱臭するとともに動力生成を行う脱臭動力生成装置４０及び臭気ガスＧを脱臭発電装置２０と脱臭動力生成装置４０とに分配する分配装置３０等を備えて構成される。
【００１３】
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。図２は、堆肥化装置１０の概略構成を示した図である。この図に示すように、堆肥化装置１０は、約３０〜５０ｍ３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、送風管１５の途中部位に設置される空気加熱用の電気ヒータ１４及び給気ブロワ１６等を含んで構成される。
攪拌装置１３は、コンポスト１１内の畜糞Ｆを直接攪拌する通気翼１３ａと、コンポスト１１の外部に配置され、通気翼１３ａを、例えば駆動輪を介して回転駆動する油圧シリンダ１３ｂとを備えて構成されている。
なお、通気翼１３ａの内部は、中空状態とされている。そして、通気翼１３ａの下部には、図示するように、通気翼１３ａの上部に接続された送風管１５から通気翼１３ａ内に一度供給された空気Ｘが通気翼１３ａ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１３ｃが形成されている。
また、油圧シリンダ１３ｂには、内部に油が充填された配管４１が、図１に示すように接続さている。この油圧シリンダ１３ｂには、制御回路が内蔵されており、この制御回路によって１３ａの回転駆動が制御されている。
【００１４】
そして、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３１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３１の途中部位に設置された排風ブロワ３２の駆動によって、図１に示すように、ガス送管３１を介して分配装置３０に送られる。
【００１５】
図１に戻り、分配装置３０は、ガス送管３１を介してコンポスト１１から送られた臭気ガスＧを貯留し、かつ、脱臭発電装置２０と脱臭動力生成装置４０とに分配するものである。本実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳは、このような分配装置３０を備えることによって、所望の量の臭気ガスＧを脱臭発電装置２０と脱臭動力生成装置４０とに供給することができる。
【００１６】
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。
【００１７】
なお、本実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳにおいては、比較的小型の脱臭発電装置２０が３台設置されている。このように比較的小型の脱臭発電装置２０を複数台設置することによって、単一の大型の脱臭発電装置を設置する場合と比較して、有機廃棄物処理システムＳのランニングコスト及びイニシャルコストを抑えることができ、また、余剰な電力を発電しなくて済む。
【００１８】
脱臭動力生成装置４０は、臭気ガスＧを燃料とともに燃焼して脱臭及び動力生成を行うものであり、臭気ガスＧの一部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４２を備えている。この脱臭動力生成装置４０には、当該脱臭動力生成装置４０を動力源とする油圧発生装置４３が隣接されており、この油圧発生装置４３は、上述の油が充填された配管４１と接続されている。
すなわち、脱臭動力生成装置４０において生成された動力は、油圧発生装置４３と配管４１に充填された油とを介して油圧シリンダ１３ｂ、つまり攪拌装置１３に伝達される。
【００１９】
次に、このように構成された本実施形態に係る有機廃棄物処理システムの動作である本実施形態に係る有機廃棄物処理方法について説明する。
【００２０】
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、醗酵し堆肥化される。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３２の駆動によってガス送管３１を介して分配装置３０に供給される。
【００２１】
続いて、臭気ガスＧは、分配装置３０に一度貯留された後、各脱臭発電装置２０及び脱臭動力生成装置４０に供給される。具体的には、脱臭発電装置２０に供給される臭気ガスＧの分配量は、脱臭発電装置２０が本実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳにおいて消費される電力分だけ発電するのに必要な量であり、残りの全部あるいは一部の臭気ガスＧが脱臭動力生成装置４０に供給される。
【００２２】
ここで、臭気ガスＧは、脱臭発電装置２０の燃焼機関２１及び脱臭動力生成装置４０の燃焼機関４２に燃料とともに供給され、燃焼機関２１，４２によって、燃焼され脱臭されることで、排ガスＹとされる。そして、排ガスＹは、不図示の触媒等を介してクリーンガスとされた後、有機廃棄物処理システムＳの外部に排気される。
【００２３】
脱臭発電装置２０において臭気ガスＧが燃料とともに燃焼されることによって発電された電力は、本実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳの、例えば、給気ブロワ１６、排風ブロワ３２及びヒータ１４等に送られ消費される。
ここで、本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は、上述のように脱臭発電装置２０に、臭気ガスＧが有機廃棄物処理システムＳにおいて消費される電力分だけ発電するのに必要な量だけ供給されるため、余剰電力の発電を防止することができる。
【００２４】
また、脱臭動力生成装置４０において臭気ガスＧが燃料とともに燃焼されることによって生成された動力は、油圧発生装置４３、配管４１内に充填された油を介して攪拌装置１３の油圧シリンダ１３ｂに伝達され、攪拌装置１３の通気翼１３ａを回転駆動することによって消費される。
このように、本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は、脱臭発電装置２０において供給されなかった臭気ガスＧが、脱臭動力生成装置４０において燃料とともに燃焼されることによって動力生成が行われ、この動力が有機廃棄物処理システムＳ内において消費される。このため、有機廃棄物処理システムＳの運転コストが低減され、臭気ガスＧを脱臭するために用いた燃料費をカバーすることが可能となる。したがって、システムの有効性とユーザの経済性とをマッチさせることが可能となる。
【００２５】
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。
【００２６】
例えば、上記実施形態においては、単一の脱臭動力生成装置４０を設置し、この脱臭動力生成装置４０によって生成された動力を攪拌装置１３の通気翼１３ａの回転駆動に用いた。しかしながら、本発明はこれに限定さえるものではなく、例えば有機廃棄物処理システムがコンポスト１１内に畜糞を供給するためのベルトコンベアを有している場合には、脱臭動力生成装置４０において得られた動力をベルトコンベアの駆動に用いても良いし、また、２台（複数の）脱臭動力生成装置４０を設置し、各脱臭動力生成装置４０において生成された動力をベルトコンベアの駆動と攪拌装置１３のアームの駆動とに用いても良い。
【００２７】
また、上記実施形態においては、脱臭発電装置２０及び脱臭動力生成装置４０に安定した流量の臭気ガスＧを供給するために、分配装置３０において臭気ガスＧを一度貯留し、その後、脱臭発電装置２０と脱臭動力生成装置４０に分配したが、例えば、コンポスト１１から常に安定した流量の臭気ガスＧが排出される場合には、必ずしも分配装置３０において臭気ガスＧを一度貯留する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳの概略構成を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る有機廃棄物処理システムＳが備える堆肥化装置１０の概略構成を示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０……堆肥化装置
２０……脱臭発電装置
３０……分配装置
４０……脱臭動力生成装置
Ｓ……有機廃棄物処理システム
Ｆ……畜糞（有機廃棄物）
Ｇ……臭気ガス
【図１】
2005281059.tif 000003
【図２】
2005281059.tif 000004