(57)【要約】【課題】有機物を肥料化させる際、従来では有機物が嫌気的な状態に移行しやすく、悪臭が発生する上に肥料化に至るまでに長期間を要する。【解決手段】本発明による有機物の肥料化処理装置１０は、生物分解される有機物Ｇが投入される処理槽１１と、この処理槽１１内に投入された有機物Ｇの含水率を調整するための給水手段１２と、この給水手段１２によって処理槽１１内に供給される水Ｗに微小気泡をコロイド状に分散させる気泡発生手段１３と、処理槽１１内をここに投入された有機物Ｇを分解するための好気性微生物の活性温度に保温するための保温手段１４と、処理槽１１内に投入された有機物Ｇを撹拌するための撹拌手段１５と、処理槽１１の内部に対する換気手段１６とを具える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物分解される有機物が投入される処理槽と、
この処理槽内に投入された前記有機物の含水率を調整するための給水手段と、
この給水手段によって前記処理槽内に供給される水に微小気泡をコロイド状に分散させる気泡発生手段と、
前記処理槽内をここに投入された有機物を分解するための好気性微生物の活性温度に保温するための保温手段と、
前記処理槽内に投入された有機物を撹拌するための撹拌手段と、
前記処理槽の内部に対する換気手段と
を具えたことを特徴とする有機物の肥料化処理装置。
【請求項２】
前記給水手段は、前記処理槽内に投入された有機物の含水率を検出するための含水率センサーを含み、この含水率センサーからの検出情報に基づいて前記給水手段および前記撹拌手段の作動を制御する制御手段をさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載の有機物の肥料化処理装置。
【請求項３】
前記気泡発生手段は、粒径が１０μｍから５０μｍの範囲にある微小気泡を発生させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機物の肥料化処理装置。
【請求項４】
前記保温手段は、前記処理槽を加熱するための手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の有機物の肥料化処理装置。
【請求項５】
前記保温手段は、前記処理槽に投入された有機物の温度を検出するための温度センサーを含み、この温度センサーからの検出情報に基づいて前記撹拌手段および前記換気手段および前記処理槽を加熱するための手段の作動を制御する制御手段をさらに具えたことを特徴とする請求項４に記載の有機物の肥料化処理装置。
【請求項６】
前記換気手段は、固体および液体の通過を遮断するのに対し、空気中の酸素分子の通過を許容すると共に水蒸気の通過を抑制する気体透過膜を含むことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の有機物の肥料化処理装置。
【請求項７】
前記処理槽内に供給される水を好気性微生物の活性温度に加熱するための手段をさらに具えたことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の有機物の肥料化処理装置。
【請求項８】
前記処理槽内に供給される水を弱塩基性に調整するための水素イオン濃度調整手段をさらに具えたことを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の有機物の肥料化処理装置。
【請求項９】
前記水素イオン濃度調整手段が水酸化カルシウムを含むことを特徴とする請求項８に記載の有機物の肥料化処理装置。
【請求項１０】
生物分解される有機物を処理槽に投入するステップと、
前記処理槽内に投入された有機物に微小気泡がコロイド状に分散した水を供給してその含水率を調整するステップと、
前記処理槽内に投入された有機物を撹拌するステップと、
前記処理槽内に投入された有機物を分解するための好気性微生物の活性温度になるように、前記処理槽内に投入された有機物を保温するステップと、
前記処理槽内を換気するステップと
を具えたことを特徴とする有機物の肥料化処理方法。
【請求項１１】
前記処理槽内に投入された有機物に微小気泡がコロイド状に分散した水を供給してその含水率を調整するステップは、有機物に供給される水に分散する微小気泡の粒径を１０μｍから５０μｍの範囲に調整するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の有機物の肥料化処理方法。
【請求項１２】
前記処理槽内に投入された有機物に微小気泡がコロイド状に分散した水を供給してその含水率を調整するステップは、有機物に供給される微小気泡が分散する水の水素イオン濃度を調整するステップを含むことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の有機物の肥料化処理方法。
【請求項１３】
前記処理槽内に投入された有機物を保温するステップは、前記処理槽を加熱するステップを含むことを特徴とする請求項１０から請求項１２の何れかに記載の有機物の肥料化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ゴミなどの腐熟が不充分な有機物を微生物などによる好気発酵分解によって肥料化させるようにした有機物の肥料化処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生ゴミなどの有機廃棄物を肥料などに利用するため、酵母や菌などの微生物の働きを利用して有機廃棄物を熟成、つまり発酵させて分解処理する方法が知られている。肥料化の原料となる有機廃棄物などには、分解されやすい有機物（易分解性有機物）と、比較的ゆっくり分解される有機物（難分解性有機物）とが含まれている。易分解性有機物が多く含まれる肥料化処理物を土壌に施用すると、土壌中で易分解性有機物の急激な分解が起こり、土壌中の酸素の欠乏や大量の発酵熱およびガスの発生により、植物に害を及ぼすことがある。このような不具合を防ぐため、肥料化処理においては肥料化処理物中の易分解性有機物を速やかに発酵分解することが必要となる。有機廃棄物の肥料化処理において、好気性微生物の活動を主体とした有機物の発酵分解では、肥料化処理物中の水分や酸素を吸収しながら微生物が増殖し発酵分解が進む。
【０００３】
このようにして肥料化処理物の発酵分解が進行すると、好気性微生物の活動がさらに活発になり、肥料化処理物の温度が上昇する。このため、肥料化処理物の温度上昇と共に肥料化処理物中に含まれる水分が蒸発し、その含水率が減少する傾向となる。また、肥料化処理物は発酵分解が進行するに連れて酸素を消費する。さらに肥料化処理物の分解に伴って組織が破壊される結果、通気性が低下する。このように、水分および酸素が不足してくると、発酵分解の速度が低下するか、あるいは分解がほとんど停止して肥料化が鈍化し、肥料化処理を短期間で行うことが困難になる。
【０００４】
このような不具合を抑制して有機廃棄物の肥料化を促進し、肥料化処理時間を短縮するため、肥料化処理物に加水して適度な湿り気を与えることが行われている。また、これと並行して人力や機械などによる切り返し混合、あるいは送風機などを用いた通気を行い、好気性微生物にとって必要な水分および酸素を補充する方法も採られている。例えば、特許文献１においては、加湿装置を設けて有機物が投入された発酵槽の上方からその発酵を促進させるようにし、また撹拌機によって肥料化処理物の撹拌を行い、肥料化処理物の間に空気が入り込むように配慮している。これにより、好気性微生物にとって必要である水分および酸素が供給され、肥料化処理物の好気性状態を保つ効果を得ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−１１０５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された有機物の肥料化処理装置において、好気的な条件で肥料化を促進するためには、水分を適切に管理する上で加水を行うことが必要となってくる。しかしながら、肥料化処理物中の水分量を満足させるために加水を行う際、加水によって水が多く散布された部分では、処理物が局部的に水分過剰となってしまう場合がある。このため、処理物が粘性を持った団子状となってしまい、適切な空隙を確保できず、部分的に通気が遮断されてしまうことがあった。水分で覆われて通気が遮断された部分では、肥料化処理物中の好気性微生物に対して酸素の供給が不足してしまうため、嫌気的な状態に変化してしまい、好気性微生物の活性が鈍化してしまう。その結果、肥料化処理物の分解速度が低下してしまうことになる。
【０００７】
一方、切り返しなどの撹拌処理を行うことで肥料化処理物全体の通気性を改善することが可能になるけれども、撹拌頻度を増加して通気が過剰になると、肥料化処理物が必要以上に冷却されてしまい、発酵熱による充分な蓄熱ができなくなる。この結果、肥料化処理物の温度が上昇せず、その分解速度が鈍くなってしまうことがあった。
【０００８】
本発明の目的は、上記した問題点に鑑みてなされたもので肥料化処理物を嫌気的な状態になることを抑制し、適切に水分および酸素を供給し、良好な好気性状態を維持することで効率よく肥料化を行うことができる有機物の肥料化処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、生物分解される有機物が投入される処理槽と、この処理槽内に投入された前記有機物の含水率を調整するための給水手段と、この給水手段によって前記処理槽内に供給される水に微小気泡をコロイド状に分散させる気泡発生手段と、前記処理槽内をここに投入された有機物を分解するための好気性微生物の活性温度に保温するための保温手段と、前記処理槽内に投入された有機物を撹拌するための撹拌手段と、前記処理槽の内部に対する換気手段とを具えたことを特徴とする有機物の肥料化処理装置を用いる。
【００１０】
上記課題を解決するため、生物分解される有機物を処理槽に投入するステップと、前記処理槽内に投入された有機物に微小気泡がコロイド状に分散した水を供給してその含水率を調整するステップと、前記処理槽内に投入された有機物を撹拌するステップと、前記処理槽内に投入された有機物を分解するための好気性微生物の活性温度になるように、前記処理槽内に投入された有機物を保温するステップと、前記処理槽内を換気するステップとを具えたことを特徴とする有機物の肥料化処理方法を用いる。
【００１１】
本発明の第１の形態による有機物の肥料化処理装置において、処理槽内に投入された有機物に微小気泡がコロイド状に分散した水を供給してその含水率を調整するステップは、有機物に供給される水に分散する微小気泡の粒径を１０μｍから５０μｍの範囲に調整するステップを含むことができる。
【００１２】
処理槽内に投入された有機物に微小気泡がコロイド状に分散した水を供給してその含水率を調整するステップは、有機物に供給される微小気泡が分散する水の水素イオン濃度を調整するステップを含むことができる。
【００１３】
処理槽内に投入された有機物を保温するステップが処理槽を加熱するステップを含むことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、給水手段によって処理槽内に供給される水に微小気泡をコロイド状に分散させる気泡発生手段を具えているので、有機物の分解過程においてこれを好気的雰囲気に嫌気的な状態にすることを抑制し、悪臭の発生を抑えることができる。また、有機物中に生存する好気性微生物に対して水分と微小気泡に含まれる酸素とを満遍なく供給することができるため、これら好気性微生物の活動に適した環境を維持し、好気性微生物の活性度を増加させることができる。この結果、処理槽内に投入された有機物の肥料化を短期間にて完了させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による有機物の肥料化処理装置の一実施形態の概略構造を模式的に表す断面図である。
【図２】図１に示した有機物の肥料化処理装置の制御ブロック図である。
【図３】図１に示した有機物肥料化処理装置による有機物の肥料化処理手順を表すフローチャートである。
【図４】図３に示した給水制御の処理手順を表すフローチャートである。
【図５】図３に示した保温制御の処理手順を表すフローチャートである。
【図６】図１に示した有機物肥料化処理装置における換気処理の手順を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明による有機物の肥料化処理装置の一実施形態について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施形態のみに限らず、本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも応用することができる。
【００１７】
本実施形態の概略構造を模式的に図１に示し、その制御ブロックを図２に示す。すなわち、本実施形態による肥料化処理装置１０は、処理槽１１と、給水手段１２と、気泡発生手段１３と、保温手段１４と、撹拌手段１５と、換気手段１６と、加熱手段１７と、水素イオン濃度調整手段１８と、これらの作動を制御する制御手段１９とを具えている。
【００１８】
生物分解される有機物が投入される処理槽１１は、本体２０と、蓋２１と、これら本体２０と蓋２１とを連結するための図示しない締結手段と、本体２０と蓋２１との間の隙間をシールするシール手段２２とを有する。
【００１９】
本体２０は円筒状をなし、好気性微生物を含む有機物、つまり生物分解される有機物（以下、これを肥料化処理物と記述する場合がある）Ｇが投入される開口２０ａがその上端に形成されている。この開口２０ａは、生物分解されて肥料化した有機物Ｇを取り出すための取り出し口としても機能する。本実施形態では、本体２０の底から下方に突出して床面Ｆに当接する複数本の脚部２０ｂが設けられている。蓋２１は、本体２０の形状に対応した円筒状をなし、本体２０に対して着脱自在に装着されて本体２０の開口２０ａを開閉し得る。
【００２０】
本実施形態では本体２０に対して蓋２１を完全に取り外すことができるようになっているが、蝶番を介して本体２０に蓋２１を取り付け、本体２０の開口２０ａに対して蓋２１が蝶番を介して開閉されるように構成することも可能である。なお、締結手段は本体２０の開口２０ａを確実にシール状態で塞ぐことができるものであればよい。例えば、蓋２１の外周面に固定されるキャッチと、このキャッチに対して係合し得るように本体２０に固定されたラッチレバーとを具えたものなどを締結手段として採用することができる。
【００２１】
シール手段２２は、蓋２１によって本体２０の開口２０ａを塞いだ状態において、蓋２１と本体２０との間の隙間をシールするためのものである。本実施形態では、シール手段２２としてシリコーン樹脂などのシールリングを蓋２１の下端面に装着しているが、本体２０の開口２０ａの端縁部に取り付けるか、あるいはこれらの両方に取り付けるようにしてもよい。
【００２２】
処理槽１１内に投入された肥料化処理物Ｇの含水率を調整するための給水手段１２は、貯水タンク２３と、給水通路２４ａを画成する給水管２４と、給水ポンプ２５と、電磁開閉弁２６と、含水率センサー２７とを有する。含水率センサー２７は、処理槽１１内に投入された肥料化処理物Ｇの含水率を検出して、その検出情報を制御手段１９に出力する。この給水手段１２によって調整される肥料化処理物Ｇの含水率は、例えば３０％〜６０％の範囲に収められる。
【００２３】
貯水タンク２３には図示しない水道配管が連通し、微小気泡がコロイド状に分散した所定量の水Ｗが貯留された状態となる。貯水タンク２３内の水Ｗを処理槽１１内に供給するための給水ポンプ２５およびこの給水ポンプ２５に連動して給水通路２４ａを開閉するための電磁開閉弁２６は、貯水タンク２３と処理槽１１の蓋２１とに連結される給水管２４の途中に配されている。処理槽１１内に臨む給水管２４の末端には、蓋２１の内側に固定された散水ノズル２８が連結され、この散水ノズル２８から微小気泡がコロイド状に分散した水Ｗを処理槽１１内に散布するようになっている。
【００２４】
本実施形態の含水率センサー２７は、電圧が印加される図示しない一対の電極を処理槽１１内に投入された肥料化処理物Ｇに直接接触させ、肥料化処理物Ｇに流れる電流値を測定することによって、肥料化処理物Ｇの含水率を検出する電気抵抗方式のものである。含水率センサー２７は、処理槽１１の本体２０に取り付けられ、その検出信号が制御手段１９に出力される。このような含水率センサー２７として周知の湿度センサーを流用し、処理槽１１内の湿度と別途検出される処理槽１１内の温度とから有機物の含水率を予測することも可能である。この場合、湿度センサーや温度センサーを蓋２１に取り付けることができる。
【００２５】
先の給水ポンプ２５および電磁開閉弁２６は、含水率センサー２７によって検出される肥料化処理物Ｇの含水率に基づき、制御手段１９によってこれらの作動が制御される。
【００２６】
給水手段１２によって処理槽１１内に供給される水Ｗに微小気泡をコロイド状に分散させる気泡発生手段１９は、貯水タンク２３に組み付けられて粒径が１０μｍから５０μｍの範囲にある微小気泡を貯水タンク２３に貯溜された水Ｗに対して発生させる。従って、貯水タンク２３内に貯溜された水Ｗは微小気泡、すなわちマイクロバブルが飽和してコロイド状に分散した白濁状態となる。この気泡発生手段１３の具体的なものとして、例えば水を流動化させることにより気体を同伴させ、その機械的な作用を利用する旋回液流式，スタティックミキサー式，エジェクター式，キャビテーション式のものを採用することができる。この他、セラミックスや金属などの多孔質物質、または膜やフィルターなどの細孔から気泡を発生させて静止した水に気体を吹き込む細孔式などの気泡発生手段１３を採用することも可能であるが、本実施形態では旋回液流式のマイクロバブル発生装置を用いている。
【００２７】
なお、給水手段１２の散水ノズル２８から処理槽１１内に噴出する水滴の粒径が微小気泡の最大径である５０μｍを越えるように、散水ノズル２８の構成を設定することが好ましい。これによって、１０μｍから５０μｍの範囲にある粒径の微小気泡がコロイド状に分散した状態の水滴を確実に肥料化処理物Ｇに供給することができる。
【００２８】
処理槽１１内を保温するための保温手段１４は、処理槽１１を加熱するための保温ヒーター２９と、処理槽１１に投入された肥料化処理物Ｇの温度を検出するための処理物温度センサー３０と、処理槽１１を囲む断熱壁３１とを有する。処理槽１１内は、ここに投入された肥料化処理物Ｇを分解するための好気性微生物の活性温度に好ましくは保温される。
【００２９】
本実施形態における保温ヒーター２９は、本体２０の外周面および底面に貼り付けられたシート状の電気発熱体を含み、制御手段１９を介して図示しない電源に接続される。処理槽１１の内部を保温するための断熱壁３１は、本体２０および蓋２１の外周面を覆うように配される断熱材にて構成され、本体２０側の断熱材は保温ヒーター２９に重ねてこれを覆うように配される。このような断熱材としては、微生物の活動により発生した発酵熱の放散を最小限に抑え、肥料化処理物Ｇの温度を適切に維持することが可能であれば特に制限はなく、既知の断熱材を使用することができる。例えば、グラスウール，ロックウール，セラミックシート，発泡スチロール，ポリエチレンフォームなどを使用することが可能であるが、蓄熱剤を採用することも可能であり、この場合には融点が３０℃〜６０℃程度の蓄熱剤が好適である。また、これら複数の断熱材を適宜組み合わせることも可能である。処理物温度センサー３０は、処理槽１１の本体２０に取り付けられ、その検出信号が制御手段１９に出力される。
【００３０】
処理槽１１内に投入された肥料化処理物Ｇを撹拌するための本実施形態による撹拌手段１５は、撹拌用モーター３２と、この撹拌用モーター３２から突出する回転軸３２ａに対して一体的に取り付けられた撹拌羽根３３を具えている。撹拌用モーター３２は、本体２０の底に固定され、回転軸３２ａは、この撹拌用モーター３２から本体２０の底を貫通して本体２０内に上端が突出状態となっている。撹拌用モーター３２は制御手段１９を介して図示しない電源から供給される電力により駆動して撹拌羽根３３を旋回させ、これによって処理槽１１内に投入された肥料化処理物Ｇが所定の頻度で撹拌され、この肥料化処理物Ｇに対する曝気を促進する。
【００３１】
微生物の活動により発生する二酸化炭素が処理槽１１内に溜まると、微生物の活動が損なわれるため、処理槽１１内の空気を外気と置換する必要がある。このための処理槽１１の内部に対する換気手段１６は、吸気口２１ａおよび排気口２１ｂと、吸気口２１ａおよび排気口２１ｂを塞ぐ気体透過膜３４と、排気口２１ｂに装着された排気筒３５と、脱臭装置３６と、排気ファンモーター３７とを有する。吸気口２１ａおよび排気口２１ｂは、処理槽１１の蓋２１に相隔てて形成され、脱臭装置３６および排気ファンモーター３７は、排気筒３５内に組み込まれている。
【００３２】
脱臭装置３６は、酸化触媒３６ａと、この酸化触媒３６ａの温度を検出する触媒温度センサー３６ｂと、酸化触媒３６ａを活性化させるための触媒用ヒーター３６ｃとを含む。この脱臭装置３６は、酸化触媒３６ａよりも排気筒３５の上流側、つまり処理槽１１内部側に配され、制御手段１９を介して図示しない電源に接続している。排気ファンモーター３７は、酸化触媒３６ａよりも排気筒３５の下流側、つまり酸化触媒３６ａを挟んで触媒用ヒーター３６ｃの反対側に配され、制御手段１９を介して図示しない電源に接続している。
【００３３】
微生物の活動によって生成する二酸化炭素を多く含んだ処理槽１１内の空気は、排気ファンモーター３７の回転により排気口２１ｂから排気筒３５へと吸引される。そして、触媒用ヒーター３６ｃによって活性化温度以上に加熱された酸化触媒３６ａを通過する間に臭気成分が酸化触媒３６ａにより酸化し、脱臭状態となって外部へと排出される。これに伴い、排気口２１ｂから排気された空気量に見合う外気が吸気口２１ａから処理槽１１内に吸引されるようになっている。
【００３４】
気体透過膜３４は、固体および液体の通過を遮断するのに対し空気中の酸素分子の通過を許容すると共に水蒸気の通過を抑制する機能を持ち、蓋２１の内周面に接合された状態となっている。この気体透過膜３４は撥水性を有し、必要に応じてその表面積を増大させるための凹凸（図示せず）がエンボス加工や蛇腹構造などによって形成される。この気体透過膜３４を吸気口２１ａおよび排気口２１ｂに配したことにより、換気中に処理槽１１内の肥料化処理物Ｇの含水率の変化を最小限に抑えることができる。
【００３５】
処理槽１１内に供給される水Ｗを好気性微生物の活性温度に加熱するための加熱手段１７は、貯水タンク２３内に貯溜された水を加熱するためのタンク用ヒーター３８と、貯水タンク２３内に貯溜された水の性状を検出する性状センサー３９とを含む。タンク用ヒーター３８は制御手段１９を介して図示しない電源に接続し、本実施形態における性状センサー３９は、貯水タンク２３内に貯溜された水の温度と、溶存酸素量と、水素イオン濃度とを検出し、これらの検出情報を制御手段１９に出力する。本実施形態では、タンク用ヒーター３８を貯水タンク２３に組み付けるようにしたが、これを電磁開閉弁２６よりも下流側、つまり散水ノズル２８側の給水管２４に組み付けるようにしてもよい。この場合、水温センサーをこのタンク用ヒーター３８よりもさらに下流側の給水通路２４ａに配することが好ましく、加熱領域を少なくすることができるので電力消費量を削減することが可能となる。このような加熱手段１７を設けたことにより、微小気泡がコロイド状に分散する水を微生物の活動に適した温度、例えば３５〜４０℃に加熱した状態で供給することができる。
【００３６】
処理槽１１内に供給される水Ｗを弱塩基性に調整するための水素イオン濃度調整手段１８は、肥料化処理物Ｇの分解過程で生成する有機酸を中和するためのものである。より具体的には、肥料化処理物Ｇの水素イオン濃度、つまりpＨを７〜９の中性から弱塩基性の適切な領域に維持し、これによって微生物による肥料化処理物Ｇの分解をさらに促進させる。この水素イオン濃度調整手段１８として最も簡便な方法は、水酸化カルシウムを利用することである。水酸化カルシウムを含む水は、石灰水として一般に知られており、性状センサー３９によって検出される水素イオン濃度に基づき、貯水タンク２３に貯溜された水Ｗに対する水酸化カルシウムの添加量が調整される。つまり、本実施形態では貯水タンク２３の上に搭載された水酸化カルシウム供給装置を水素イオン濃度調整手段１８として用いており、必要な量の水酸化カルシウムを貯水タンク２３に貯溜された水Ｗに添加することができるようになっている。なお、水酸化カルシウム以外に水酸化マグネシウムや炭酸水素ナトリウムなど水溶性で弱塩基性を示す材料を用いることも可能である。
【００３７】
制御手段１９は、給水手段１２，気泡発生手段１３，保温手段１４，撹拌手段１５，換気手段１６，加熱手段１７，水素イオン濃度調整手段１８の作動をそれぞれ制御する。より具体的には、性状センサー３９からの検出信号に基づいて貯水タンク２３に貯溜された水Ｗの酸素溶存量と水素イオン濃度と水温とを気泡発生手段１３と水素イオン濃度調整手段１８とタンク用ヒーター３８とを用いてあらかじめ設定された所定範囲に収める。また、触媒温度センサー３６ｂからの検出信号に基づいて酸化触媒３６ａの活性化の有無を判断し、酸化触媒３６ａが活性状態となるように触媒用ヒーター３６ｃに対する通電のオン／オフを制御する。
【００３８】
一方、含水率センサー２７によって検出される含水率Ｍnが給水撹拌処理を開始するための閾値ＭRL（例えば４０％）以下の場合、給水ポンプ２５を作動させると共に電磁開閉弁２６を開き、さらに撹拌用モーター３２を作動させる。これにより、処理槽１１内に投入された肥料化処理物Ｇに給水を行うと共にその含水率が均一となるように肥料化処理物Ｇの撹拌を行い、含水率Ｍnが所定値ＭRH（例えば５０％）以上になるまでこの処理を継続する。なお、所定値ＭRHはこの給水撹拌処理を終了するための閾値であり、ＷRH＞ＷRLの関係を有する。含水率Ｍnが所定値ＭRH以上の場合、給水ポンプ２５を停止すると共に電磁開閉弁２６を閉じ、さらに撹拌用モーター３２を停止する。
【００３９】
また、処理物温度センサー３０によって検出される肥料化処理物Ｇの温度Ｔnが保温撹拌処理を開始するための閾値ＴRL（例えば３５℃）以下の場合、保温ヒーター２９に通電を行うと共に撹拌用モーター３２を作動させる。これにより、処理槽１１内に投入された肥料化処理物Ｇを加熱すると共にその温度分布が均一となるように撹拌を行い、肥料化処理物Ｇの温度Ｔnが所定値ＴRH（例えば４０℃）以上になるまでこの処理を継続する。なお、所定値ＴRHは、この保温撹拌処理終了するための閾値であり、ＴRH＞ＴRLの関係を有する。肥料化処理物の温度Ｔnが所定値ＴRH以上の場合、保温ヒーター２９に対する通電を止めると共に撹拌用モーター３２を停止する。
【００４０】
さらに、排気ファンモーター３７に対して通電を行う換気処理は、制御手段１９に組み込まれた図示しない換気用タイマーにより所定期間毎に行われる。この場合、保温撹拌処理中に換気処理を行うことによる悪影響を回避するため、換気処理は保温撹拌処理が行われていない場合にのみ実行される。
【００４１】
このような本実施形態による制御の流れを図３〜図６に基づいて説明する。まず、Ｓ１のステップにて給水制御が行われ、次いでＳ２にて保温制御が行われる。そして、この保温制御の終了後に撹拌用タイマーのカウントアップがＳ３のステップにて開始され、撹拌用タイマーのカウント値ＣMnが閾値ＣMR以上であるか否かがＳ４のステップにて判定される。このＳ４のステップにて撹拌用タイマーのカウント値ＣMnが閾値ＣMR以上である、つまり次の撹拌周期に達したと判断した場合には、Ｓ５のステップに移行して撹拌処理が行われ、撹拌用タイマーのカウント値ＣMnが０にリセットされる。この撹拌処理は、撹拌用モーター３２に対する一定時間の通電制御であり、一定時間後に撹拌用モーター３２に対する通電を停止する。
【００４２】
Ｓ４のステップにて撹拌用タイマーのカウント値ＣMnが閾値ＣMR未満である、つまり次の撹拌周期に達していないと判断した場合には、Ｓ１のステップに戻る。
【００４３】
先のＳ１のステップでの給水制御の処理の流れを図４に示す。この給水制御においては、まずＳ１１のステップにて含水率センサー２７によって検出される含水率Ｍnが給水撹拌処理を開始するための閾値ＭRL以下であるか否かを判定する。ここで、含水率Ｍnが閾値ＭRL以下である、つまり給水撹拌処理が必要であると判断した場合には、Ｓ１２のステップに移行して給水撹拌処理を行う。そして、Ｓ１３のステップに移行して含水率センサー２７によって検出される含水率Ｍnが給水撹拌処理を終了するための閾値ＭRH以上になったか否かを判定し、含水率Ｍnが閾値ＭRH以上となるまでＳ１２のステップにおける給水撹拌処理を継続する。このようにしてＳ１３のステップにて含水率Ｍnが閾値ＭRH以上になったと判断した場合、Ｓ１４のステップに移行して撹拌用タイマーのカウント値ＣMnを０にリセットし、給水撹拌処理を終了する。
【００４４】
先のＳ２のステップでの保温制御の処理の流れを図５に示す。この保温制御においては、まずＳ２１のステップにて処理物温度センサー３０によって検出される肥料化処理物Ｇの温度Ｔnが保温撹拌処理を開始するための閾値ＴRL以下であるか否かを判定する。ここで、肥料化処理物Ｇの温度Ｔnが閾値ＴRL以下である、つまり保温撹拌処理が必要であると判断した場合には、Ｓ２２のステップに移行して保温撹拌処理を行う。次にＳ２３のステップに移行し、処理物温度センサー３０によって検出される肥料化処理物Ｇの温度Ｔnが保温撹拌処理を終了するための閾値ＴRH以上になったか否かを判定する。そして、肥料化処理物Ｇの温度Ｔnが閾値ＴRH以上となるまでＳ２２のステップにおける保温撹拌処理を継続する。このようにしてＳ２３のステップにて肥料化処理物Ｇの温度Ｔnが閾値ＴRH以上になったと判断した場合、Ｓ２４のステップに移行して撹拌用タイマーのカウント値ＣMnを０にリセットし、保温撹拌処理を終了する。
【００４５】
一方、換気手段１６の作動は、先にも述べたように給水撹拌処理および保温撹拌処理に対して独立に制御される。この換気処理の流れを図６に示す。まずＳ０１のステップにて制御手段１９に組み込まれた換気用タイマーのカウントアップを行い、次にＳ０２のステップにて換気用タイマーのカウント値ＣEnが換気処理を開始するための閾値ＣER以上であるか否かを判定する。ここで、換気用タイマーのカウント値ＣEnが閾値ＣER未満の場合には、Ｓ０１のステップに戻り、換気用タイマーのカウント値ＣEnが閾値ＣER以上となるまで、Ｓ０１，Ｓ０２のステップが繰り返される。このようにして換気用タイマーのカウント値ＣEnが閾値ＣER以上であるとＳ０２のステップにて判断した場合、Ｓ０３のステップに移行して保温制御が行われているか否かを判定する。ここで、保温制御が行われていると判断した場合には、保温制御が終了するまで換気処理の開始を待ち、保温制御中に換気処理を行って処理槽１１の温度を低下させてしまうような不具合を回避する。そして、Ｓ０３のステップにて保温制御が行われていない、つまり換気処理を行っても大きな悪影響が起こらないと判断した場合には、Ｓ０４のステップに移行して換気処理を行い、換気用タイマーのカウント値ＣEnを０にリセットする。
【００４６】
なお、上述した処理の手順はあくまでも一例であり、肥料化処理物に対して要求される特性や各機器の特性などに応じて自由に変更することが可能であることに注意されたい。何れの場合においても、上述した肥料化処理装置１０を用いて有機物の肥料化を行う場合には、まず処理槽１１の蓋２１を開けて肥料化処理物を本体２０に投入した後、本体２０に蓋２１をかぶせて内部を密閉状態に保つ。この状態から、肥料化処理装置１０の主電源スイッチ４０をオンにすると、制御手段１９が給水手段１２，保温手段１４，撹拌手段１５，換気手段１６，加熱手段１７，水素イオン濃度調整手段１８の作動をそれぞれ適切に制御する。
【００４７】
肥料化の初期において好気性微生物の活動を助けるため、処理槽１１内の温度が例えば３５℃になるように保温ヒーター２９により保温する。なお、微小気泡がコロイド状に分散した水Ｗの温度を４０℃よりも高温に設定し、これを処理槽１１内に散布して肥料化処理物Ｇの発酵が始まるまで処理層１１内の温度を好気発酵に適した温度に保つことも可能である。好気性微生物の活動によって肥料化処理物Ｇの発酵分解が活発になると、肥料化処理物Ｇの温度が上昇するので、処理槽１１の保温制御が不要となる場合もある。
【００４８】
処理槽１１内での好気性微生物の活動を抑制する炭酸ガスなどの滞留を防ぐため、処理槽１１内の空気は、排気ファンモーター３７によって排気口２１ｂから脱臭装置３６を経て外部に排出される。その際、処理槽１１の外に導かれた空気量に見合った空気が吸入口２１ａから処理槽１１内に導入される。
【００４９】
好気性微生物の活動がさらに活発になると肥料化処理物Ｇの分解が進み、処理槽１１中の肥料化処理物Ｇの温度はさらに上昇を続けるが、肥料化処理物Ｇの温度上昇に伴ってこれに含まれる水分も蒸発する。しかしながら、本実施形態では気体透過膜３４を吸気口２１ａおよび排気口２１ｂに配しているため、肥料化処理物Ｇの乾燥がそれほど大きく減少しない。しかも、肥料化処理物Ｇの含水率を常に監視しているため、これが所定の含水率以下になった場合には貯水タンク２３内の微小気泡をコロイド状に分散させた水Ｗが処理槽１１内に供給され、肥料化処理物Ｇの含水率が好ましい値に制御される。
【００５０】
このように、含水率が低下した肥料化処理物Ｇに対し、空気による微小気泡を含んだ水Ｗを散布することで、肥料化処理物Ｇ中に存在する好気性微生物に対して水分と空気に含まれる酸素とを細部に渡って効率よく供給することができる。特に、水分の供給に伴って酸素供給効率を従来の方法よりも大幅に高めることが可能となる。この結果、処理槽１１内を適湿適温に維持することができ、処理槽１１内の処理対象物Ｇに含まれる易分解性有機物の発酵分解を促進することができ、約２週間という短期間で肥料化処理物Ｇを肥料化することが可能となる。
【００５１】
次に、本発明の効果を確認するために以下の実施例１，２および比較例１，２に記載したような実験を行った。しかしながら、本発明はこれらの実施例に何ら制限されるものではないことを理解されたい。
【００５２】
（実施例１）
本実施形態の有機物の肥料化処理装置における処理槽１１内に、肥料化処理物Ｇとして乾燥式生ゴミ処理機により減容した５キログラムの生ゴミ処理物を投入し、さらに少量の種菌（有機物を分解するための好気性微生物）と消石灰４０ｇとを生ゴミ処理物に加えた。なお、この生ゴミ処理物は、食品リサイクル機器連絡協議会編「業務用ごみ処理機性能基準（改訂版）」に記載の標準テスト生ゴミ（炊飯したご飯１５％，肉・魚類１２％，野菜類７３％）に準じたものを使用した。
【００５３】
次に、処理槽１１内に散布するための水Ｗが貯留された貯水タンク２３内で気泡発生手段１３によりマイクロバブルを発生させ、コロイド状に分散する空気のマイクロバブルを飽和させ、これをタンク用ヒーター３８によって４０℃に制御した。
【００５４】
保温ヒーター２９によって処理槽１１内の肥料化処理物Ｇが３５℃に達するまで加熱し、処理槽１１内の温度が３５℃に達した時点で保温ヒーター２９に対する通電を遮断した。同時に、撹拌用モーター３２によって肥料化処理物Ｇを適宜撹拌しながらその含水率をモニターし、肥料化処理物Ｇの含水率Ｍnが４０％になるように、微小気泡がコロイド状に分散した水Ｗを肥料化処理物Ｇに供給した。このようにして、肥料化処理物Ｇの含水率Ｍnが４０％未満となった場合には再び微小気泡がコロイド状に分散した水Ｗを肥料化処理物Ｇに供給し、肥料化処理物Ｇの含水率Ｍnをほぼ４０％に保持した。また、肥料化処理物Ｇの場所による発酵のばらつきを抑制し、分解発酵を均一に促進するため、１回／２日の頻度で撹拌処理を行い、肥料化処理期間を１４日とした。
【００５５】
１４日の処理期間後に肥料化処理物Ｇを処理槽１１から取り出して分解率を測定したところ、８１％以上の処理物が分解されていることを確認した。なお、肥料化処理物Ｇの分解率は、乾燥重量で計算したものであり、処理槽１１に投入時の最初の肥料化処理物Ｇの乾燥重量に対し、肥料化処理を行った１４日後の肥料化処理物Ｇの乾燥重量の割合である。
【００５６】
また、肥料化処理を実施した肥料化処理物Ｇを用いて生ゴミ処理物施用の小松菜の生育に与える影響を確認した。具体的には、農林水産省園芸局長通達第１９４３号「植物に対する害に関する栽培試験の方法」（農林水産省１９８４）に基づき、ノイバウエルポットによる植害試験を行った。結果として、発芽阻害および生育阻害の傾向は見られなかった。
【００５７】
（比較例１）
肥料化処理物Ｇに供給する水として、実施例１のように微小気泡をコロイド状に分散させた水ではなく単なる水道水を用いた以外は、実施例１と同様の条件で肥料化処理を行った。
【００５８】
その結果、肥料化処理物Ｇの内、水分を多く含んだ粘性のある団子状となっている部分が散見された。このような団子状になった部分では通気性が充分に確保されていない状態となっており、部分的に嫌気的な状態に変化してしまっていた。この肥料化処理物Ｇの分解率は４３％未満であった。
【００５９】
また、実施例１と同様の植害試験を行い、生ゴミ処理物施用の小松菜の生育に与える影響を確認した結果、発芽阻害および生育阻害の傾向が見られた。
【００６０】
（実施例２）
肥料化処理物Ｇに供給する水として、弱塩基性に調製した石灰水に微小気泡がコロイド状に分散飽和させたものを用いた以外、実施例１と同じ条件にて生ゴミ処理物の肥料化処理を行った。
【００６１】
１４日後に得られた肥料化処理物Ｇの分解率は８８％以上であった。また、その植害試験の結果、発芽阻害および生育阻害の傾向は全く見られなかった。
【００６２】
（比較例２）
肥料化処理物Ｇに供給する水として、実施例２のように微小気泡をコロイド状に分散させた石灰水ではなく単なる石灰水を用いた以外は、実施例２と同様の条件で肥料化処理を行った。
【００６３】
その結果、得られた肥料化処理物Ｇの一部に水分を多く含んだ粘性のある団子状となっている部分が散見された。この団子状になった部分では通気性が充分に確保されておらず、部分的に嫌気的な状態に変化してしまっており、この肥料化処理物Ｇの分解率は４６％未満であることを確認した。
【００６４】
また、植害試験の結果から発芽阻害および生育阻害の傾向が見られた。
【００６５】
上述した実施例１，２および比較例１，２から明らかなように、生物分解される有機物の含水率を調整する場合、酸素を含む微小気泡をコロイド状に分散させた水を使用することによって、短期間で有機物を肥料化させることができる。
【００６６】
なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。
【符号の説明】
【００６７】
１０  肥料化処理装置
１１  処理槽
１２  給水手段
１３  気泡発生手段
１４  保温手段
１５  撹拌手段
１６  換気手段
１７  加熱手段
１８  水素イオン濃度調整手段
１９  制御手段
２０  本体
２０ａ  開口
２０ｂ  脚部
２１  蓋
２１ａ  吸気口
２１ｂ  排気口
２２  シール手段
２３  貯水タンク
２４  給水管
２４ａ  給水通路
２５  給水ポンプ
２６  電磁開閉弁
２７  含水率センサー
２８  散水ノズル
２９  保温ヒーター
３０  処理物温度センサー
３１  断熱壁
３２  撹拌用モーター
３２ａ  回転軸
３３  撹拌羽根
３４  気体透過膜
３５  排気筒
３６  脱臭装置
３６ａ  酸化触媒
３６ｂ  触媒温度センサー
３６ｃ  触媒用ヒーター
３７  排気ファンモーター
３８  タンク用ヒーター
３９  性状センサー
４０  主電源スイッチ
Ｇ  生物分解される有機物（肥料化処理物）
Ｆ  床面
Ｗ  微小気泡がコロイド状に分散した水
Ｍn  肥料化処理物の含水率
ＭRL  給水撹拌処理を開始するための閾値
ＭRH  給水撹拌処理を終了するための閾値
Ｔn  肥料化処理物の温度
ＴRL  保温撹拌処理を開始するための閾値
ＴRH  保温撹拌処理終了するための閾値
ＣMn  撹拌用タイマーのカウント値
ＣMR  撹拌処理を開始するための閾値
ＣEn  換気用タイマーのカウント値
ＣER  換気処理を開始するための閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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