(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部には投入口を、下部には排出口を、内部には攪拌機を有する容器内に、好気性微生物群を含む処理媒体を堆積させ、前記投入口から投入された生ごみを前記攪拌機の作用で容器内に堆積された処理媒体と混合させ、好気性微生物群を活性化させて生ごみを堆肥化する生ごみ処理装置において、
前記容器内底部における前記攪拌機による攪拌が及ばないデッドスペース領域に、電気抵抗率が１０１〜１０ー２Ω・ｃｍを呈する植物由来の高温炭化粒状物を満たすと共に、その上に前記処理媒体を堆積させ、
それにより、前記処理媒体と前記高温炭化粒状物との電位差により微弱電流を流しつつ、前記高温炭化粒状物から前記処理媒体へと電子を放射することで、好気性微生物群の活性化を促進すると共に、前記高温炭化粒状物により、アンモニアやアミン類に加えて、酸性基悪臭成分をも吸着除去する、ことを特徴とする生ゴミ処理装置。
【請求項２】
前記高温炭化粒状物の上に堆積させる処理媒体には、電気抵抗率が１０１〜１０ー２Ω・ｃｍを呈する植物由来の高温炭化粒状物、及び／又は、電気抵抗率が１０８〜１０３Ω・ｃｍを呈する植物由来の低温炭化粒状物が、混入されていることを特徴とする請求項１に記載の生ゴミ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、好気性微生物群及び水分調整媒体（処理媒体）を利用して、生ごみを堆肥化する過程で用いる生ごみ処理用炭化粒状物、該炭化粒状物を利用する生ごみ処理方法及び装置に係り、特に、好気性微生物群の活性化、または、生ごみの堆肥化過程で発生される悪臭成分の除去に好適な生ごみ処理用炭化粒状物、該炭化粒状物を利用する生ごみ処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、産業、文化の発展した国々においては、一般廃棄物のごみ発生量は年々増加する傾向にある。日本国を例に挙げると、各自治体のごみ処理能力は限界に近づきつつあると共に、その処理費用も年々増大しつつある。しかも、焼却場や埋め立て地では、用地の確保や環境問題等も絡み、用地を容易に増やすわけにもいかず、各自治体もごみの減量化やリサイクルをさかんに呼びかけている。
【０００３】
また、一般家庭のごみの排出量は、標準家庭（両親、子供２人）で１日当り 約２Ｋｇであり、このうち約半分程度が生ごみとされる。加えて、外食産業や生鮮食品量販店等からは大量の生ごみが排出される。これらの生ごみは、水分が多く、また腐敗変質しやすいため、一般家庭ごみのなかでも最もハンドリングに難渋し、かつ処理しにくいものである。
【０００４】
こうした背景のなかで、各市町村でも各家庭での個別生ごみ処理対策として、家庭生ごみ処理機に補助金を出したり、また減量化対策として、ごみの有料化を検討しているところが増えつつある。また大規模の外食産業や生鮮食品量販店等では、業務用の大型ごみ処理機の導入がなされ、或は検討項目に挙げられようになっている。
【０００５】
従来、汎用されている生ごみ処理機を大別すると、ほぼ次の３通りとなる。
【０００６】
（１）電気等のエネルギーで乾燥させる方法を適用した生ごみ処理機
（２）通性嫌気微生物群を利用して主として乳酸発酵処理する方法を適用した生ごみ処理機
（３）好気性微生物群を利用して堆肥化する方法を適用した生ごみ処理機
これらの処理機のうち、実用上最も問題が少なく、省エネルギーや地球環境保護の観点で優れているのは、上記（３）の生ごみ処理機である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、好気性微生物群を利用して堆肥化する方法を適用した従来の生ごみ処理機にあっては、生ごみ処理用媒体としておが屑や籾がら等を使用することもあって、堆肥化過程で耐え難い悪臭が発生するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、好気性微生物群の活性化による堆肥化の促進、並びに、生ごみの堆肥化過程で発生される悪臭の除去に好適な生ごみ処理用炭化粒状物、該炭化粒状物を利用する生ごみ処理方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上部には投入口を、下部には排出口を、内部には攪拌機を有する容器内に、好気性微生物群を含む処理媒体を堆積させ、前記投入口から投入された生ごみを前記攪拌機の作用で容器内に堆積された処理媒体と混合させ、当該混合により好気性微生物群を活性化させて生ごみを堆肥化する生ごみ処理装置において、前記容器内にて、前記攪拌機による攪拌が及ばないデッドスペース領域に電気抵抗率が１０１〜１０ー２Ω・ｃｍを呈する植物由来の高温炭化粒状物を満たすと共に、その上に前記処理媒体を堆積させ、前記高温炭化粒状物により好気性微生物群の活性化を促進することを特徴とする生ごみ処理装置にある。
【００１０】
ここで、植物由来の高温炭化粒状物とは、例えば木、竹、籾がら等を８００〜１０００℃程度以上の高温で炭化させたものであって、粒度が１〜８ｍｍ程度の粒状化物をいう。
【００１１】
そして、本発明によれば、デッドスペース領域に満たした高温炭化粒状物は、相対的にマイナス電位となり、その上に堆積された処理媒体側は相対的にプラスマイナス０電位のとなるので、その間に電位差が生じる。よって、微弱電流が処理媒体から高温炭化粒状物へと流れ、高温炭化粒状物は処理媒体へと電子を放射し、処理媒体中に含まれる好気性微生物群の活性化を効果的に促進することができよう。また、高温炭化粒状物そのものは、その内部表面官能基が、主としてカルボニル基（＞ｃ＝０）で硫化水素等の酸性基臭気成分をよく吸着する性質を有しているので、処理媒体（生ごみ）から放散される異臭成分を効果的に除去することができよう。なお、デッドスペース領域は高温炭化粒状物で満たされているため、このデッドスペース領域での異臭成分の発生を回避できよう。
【００１２】
本発明は、前記高温炭化粒状物の上に堆積させる処理媒体には、電気抵抗率が１０１〜１０ー２Ω・ｃｍを呈する植物由来の高温炭化粒状物、及び／又は、電気抵抗率が１０８〜１０３Ω・ｃｍを呈する植物由来の低温炭化粒状物が含まれていることを特徴とする生ゴミ処理装置にある。
【００１３】
ここで、植物由来の低温炭化粒状物とは、例えば木炭、竹炭、籾がら炭等の植物由来原料の炭化粒状物のうち、３５０〜６５０℃程度の低温で炭化させて電気抵抗率が１０８〜１０３Ω・ｃｍになった粒度が１〜８ｍｍ程度の粒状化物をいう。
【００１４】
また、植物由来の低温炭化粒状物は、その内部表面官能基が、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）やフェノール性水酸基（−ＯＨ）が多く含まれ、生ごみの臭気成分のうち、アンモニアやアミン類の塩基性臭気成分（酸性物質）をよく吸着する性質を有しているので、その臭気成分の除去を効果的に図ることができよう。
【００１５】
そして、本発明によれば、高温炭化粒状物の有する生ごみ活性化促進作用並びに酸性臭気成分吸着作用と、低温炭化粒状物の有するアルカリ臭気成分吸着作用とが相まって、好気性微生物群の活性化と、生ごみ放散臭気の除去とを一層確実なものとすることができよう。
【００１６】
【発明の実施形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について、詳細に説明する。
【００１７】
通常、９０％前後の水分が含まれる生ごみを堆肥化するためには、生ごみに対する水分調整が絶対的な必要条件となる。この水分調整は、好気性微生物群に十分な空気が供給されるようにするため、おが屑や籾がら等の水分調整材（処理媒体）を生ごみに混合し、生ごみの水分を６０％程度に抑える調整である。水分調整された生ごみであれば、好気性微生物群が活性化されるので、生ごみに蓄積されていた水分や有機物分解によって発生する水分は、好気性微生物群の活動による発酵分解熱によって次第に蒸散される。この過程において、好気性微生物群の活動により、易分解性のものから順次分解され、有機物総量のうち、１０〜６０％程度の難分解性有機物が残り、この難分解性有機物がいわゆる堆肥となる。
【００１８】
この堆肥を生産する際、従来においては、生ごみ中の有機物分解が不十分で臭気成分が大量に発生されたため、これに起因して、特に一般家庭の使用者にとっては耐えがたい悪臭を、外界雰囲気中へと放散してしまうことになった。
【００１９】
そこで、本発明の好ましい実施形態では、図１〜図３の各横断面図、図４の縦断面図に示されるような内部構造で、図５の斜視図に示されるような外観構造である生ごみ処理装置を構成した。同図において、１は収納容器、２は撹拌軸２Ａに５個の撹拌羽根２ａ〜２ｅを等間隔で取り付けた電気駆動式の撹拌機、３は処理媒体（好気性微生物群含有の水分調整媒体）、４は生ごみ、５は電気抵抗率が１０１〜１０ー２Ω・ｃｍを呈する植物由来の高温炭化粒状物、６は撹拌が及ぶ領域、７は撹拌が及ばないデッドスペース領域、８は上板、９は投入口蓋、１０は吸気口、１１は排出口蓋、１２は排水パイプ、１３は撹拌軸２Ａの軸受カバー、１４は電源スイッチ、１５は排気口である。
【００２０】
この生ごみ処理装置では、収納容器１内に撹拌軸２Ａを水平に取り付けた撹拌機２の撹拌動作を利用して、収納容器１内のデッドスペース領域７に高温炭化粒状物５を満たす処置を行い、また、高温炭化粒状物５の上に処理媒体３を堆積させる処置を行い、また、処理媒体３中に生ごみ４を混合させて堆肥化する処理を行なう。
【００２１】
収納容器１内のデッドスペース領域７に高温炭化粒状物５を満たす処置を図１を用いて説明する。同図に示されるように、収納容器１内のデッドスペース領域７に高温炭化粒状物５を満たした状態を確保するためには、まず、電源スイッチ１４を入れて撹拌機２を回転動作させ、次に、収納容器１内に高温炭化粒状物５を投入し、収納容器１内で高温炭化粒状物５を飛散させればよい。
【００２２】
高温炭化粒状物５の上に処理媒体３を堆積させる処置を図２を用いて説明する。同図に示されるように、高温炭化粒状物５の上に処理媒体３が堆積された状態を確保するためには、高温炭化粒状物５を満たす処置に継続して、収納容器１内に処理媒体３を投入し、収納容器１内で処理媒体３を飛散させればよい。この状態で生ごみ４を投入することにより生ごみ４の堆肥化処理へと移行できる。
【００２３】
処理媒体３中に生ごみ４を混合させて堆肥化する処理は、処理媒体３上への生ごみ４の投入配置後、撹拌機２の撹拌動作により、図３及び図４に示されるように処理媒体３中に生ごみ４が混合させ、同時に処理媒体３中に含まれる好気性微生物群を活性化させて実施する。なお、収納容器１内への高温炭化粒状物５、処理媒体３及び生ごみ４の投入は、投入口蓋９を開けて行い、また、堆肥化された生ごみの排出は、排出口蓋１１を開けて行なう。また、通常、生ごみ４の投入量は１〜１．５Ｋｇ／日、堆肥の取り出し時期は半年から１年経過後である。
【００２４】
この堆肥化処理の実施中、デッドスペース領域７に満たした高温炭化粒状物５は、相対的にマイナス電位となり、その上に堆積された処理媒体３側は相対的にプラスマイナス０電位のとなるので、その間に電位差が生じる。よって、微弱電流が処理媒体３から高温炭化粒状物５へと流れ、高温炭化粒状物５は処理媒体３へと電子を放射し、処理媒体３中に含まれる好気性微生物群の活性化を効果的に促進することができるようになる。また、高温炭化粒状物５そのものは、その内部表面官能基が、主としてカルボニル基（＞ｃ＝０）で硫化水素等の酸性基悪臭成分をよく吸着する性質を有しているので、処理媒体（生ごみ）３から放散される悪臭成分を効果的に除去することができるようになる。なお、デッドスペース領域７は高温炭化粒状物で満たされているため、このデッドスペース領域７での悪臭成分の発生を回避できる。
【００２５】
このため、収納容器１への生ごみ４の投入量が多すぎて、処理媒体３の堆積量が図３の上限の位置を越えてオーバーロード状態となり、処理媒体３中に混ざらない生ごみ４が生じた場合であっても、この生ごみ４から放出される悪臭成分を効果的に除去できる。なお、通常、処理媒体３の堆積量が図３の適量の位置で堆肥化を進めるとよく、また、処理媒体３の堆積量が同図の下限の位置以下では堆肥化処理の進行が遅れる傾向となる。
【００２６】
前述の如く、本実施形態装置では、デッドスペース領域７に満たした高温炭化粒状物５により、その上に堆積された処理媒体３中に含まれる好気性微生物群の活性化を効果的に促進し、また、生ごみから放散される悪臭成分を効果的に除去することができる。これに関し、堆肥を生産している現場（家庭環境の室内）で官能試験を行なったところ、対象人数２３名中、２１名が悪臭を感じなかった。但し、本実施形態では、収納容器１の底面１ａに配置される高温炭化粒状物５として、８００〜１０００℃程度以上の高温で炭化させて電気抵抗率が１０１〜１０ー２Ω・ｃｍになった粒度が１〜８ｍｍ程度の粒状化杉木炭を用いている。なお、高温炭化粒状物５無しの状態で同様の官能試験を行なったところ、２３名中全員が悪臭を感じた。
【００２７】
また、生ごみは、収納容器１へ毎日毎日投入されるものであるため、たまにオーバーロード状態で本実施形態装置が稼動されることもある。この際、一時的に悪臭が装置の周囲雰囲気中に漂うこともある。そこで、更に広角度的に悪臭成分を除去できるようにすることも試みた。この実施形態を以下説明する。
【００２８】
この実施形態では、生ごみの堆肥化処理は、好気性微生物群が含有される処理媒体３中に、電気抵抗率が１０１〜１０ー２Ω・ｃｍを呈する植物由来の高温炭化粒状物と、電気抵抗率が１０８〜１０３Ω・ｃｍを呈する植物由来の低温炭化粒状物との両方を混合させた状態を併用して行なう。
【００２９】
具体的には、好気性微生物群が含有される処理媒体３中に、容積比５〜２０％程度、一般的には１０％前後の下記の条件で配合された炭化粒状物を混合する。
【００３０】
（ａ）高温炭化粒状物
電気抵抗率：１０１〜１０ー２Ω・ｃｍ
粒度      ：１〜８ｍｍ程度
（ｂ）低温炭化粒状物
電気抵抗率：１０８〜１０３Ω・ｃｍ
粒度      ：１〜８ｍｍ程度
（ａ）＋（ｂ）＝（ｃ）のとき、（ｃ）中の（ａ）の重量比混合率０．３〜０．７
このように高温炭化粒状物と低温炭化粒状物とを混合して用いる理由は、低温炭化粒状物は、内部表面官能基が、主としてカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）やフェノール性水酸基（−ＯＨ）が多く含まれ、アンモニアやアミン類の塩基性臭気成分をよく吸着する性質を有しており、更に臭気成分の吸着後は、次第に好気性微生物群により分解され堆肥の中に馴染むものとなる。これに対し、高温炭化粒状物は、前述のように電子特性の働きに優れており、更に内部表面官能基が、主としてカルボニル基（＞ｃ＝０）で硫化水素等の酸性基臭気成分をよく吸着する性質を有しているからである。なお、高温炭化粒状物に吸着された悪臭成分は、
高温炭化粒状物の周辺にその悪臭成分の分解に適した微生物群が集まり、分解してくれる。また、本発明組成物である植物由来の高温炭化粒状物及び低温炭化粒状物は、動物及び植物に対する有害成分が含まれておらず、生ごみを堆肥化する観点で極めて有用なものである。
【００３１】
これらのうち、特に悪臭成分の吸着性能について、実験により確認したところ、表１に示すようなデータが得られた。但し、同表において、単位：ｐｐｍ、Ａ：低温炭化木炭（赤松、電気抵抗率：１０６Ωｃｍ）、Ｂ：高温炭化木炭（赤松、電気抵抗率：１００Ωｃｍ）、Ｃ：市販椰子がら活性炭であり、また、試験方法：６０リットル密閉容器中のガス濃度測定、試験薬品：アンモニア、トリメチルアミン、メチルメルカプタン、硫化水素（ともに試薬１級）である。
【００３２】
【表１】
0003867165.tif 000002
同表を見て分かるように、吸着物が低温炭化木炭Ａの場合には、アンモニア、トリメチルアミンを効率良く吸着できる。アンモニアの例では、当初の濃度９０ｐｐｍが、６０分経過時点では３８ｐｐｍの濃度となり、９０分経過時点では１９ｐｐｍとなり、１２０分経過時点では６ｐｐｍまで濃度を低減できた。トリメチルアミンの例では、当初の濃度７０ｐｐｍが、６０分経過時点では３１ｐｐｍの濃度となり、９０分経過時点では２７ｐｐｍとなり、１２０分経過時点では２２ｐｐｍまで濃度を低減できた。なお、メチルメルカプタン、硫化水素についての吸着能力はあまり高くなく、６０ｐｐｍ濃度のメチルメルカプタンを、１２０分経過後に４２ｐｐｍ濃度に低減させ、また、８０ｐｐｍ濃度の硫化水素を、１２０分経過後に３０ｐｐｍ濃度に低減させるに留まった。
【００３３】
吸着物が高温炭化木炭Ｂの場合には、硫化水素を効率良く吸着でき、また、低温炭化木炭Ａの場合よりも多少劣るもアンモニア、トリメチルアミンを効率良く吸着できる。硫化水素の例では、当初の濃度８０ｐｐｍが、６０分経過時点では２２ｐｐｍの濃度となり、９０分経過時点では１６ｐｐｍとなり、１２０分経過時点では８ｐｐｍまで濃度を低減できた。アンモニアの例では、当初の濃度９０ｐｐｍが、９０分経過時点では３５ｐｐｍとなり、１２０分経過時点では１２ｐｐｍまで濃度を低減できた。トリメチルアミンの例では、当初の濃度７０ｐｐｍが、９０分経過時点では３３ｐｐｍとなり、１２０分経過時点では２６ｐｐｍまで濃度を低減できた。なお、メチルメルカプタンにいての吸着能力はあまり高くなく、６０ｐｐｍ濃度のメチルメルカプタンを、１２０分経過後に３７ｐｐｍ濃度に低減させるに留まった。
【００３４】
このように、低温炭化木炭Ａ及び高温炭化木炭Ｂは、共に悪臭成分の吸着能力に優れている他に、前述した各効果を発揮することができるので、本実施形態では、好気性微生物群を利用して生ごみを堆肥化させる際、植物由来の低温及び高温炭化の各粒状物が予め混合させておいた処理媒体を用いた。
【００３５】
この混合処理媒体を用いた場合には、生ごみが堆肥化される過程で、生ごみの有機物分解を担当する好気性微生物群を高温炭化粒状物で活性化させ、同時に、生ごみの堆肥化過程で発生される悪臭成分が酸性、中性、塩基性（アルカリ性）の多岐に亘っても、その悪臭成分を、高温炭化粒状物と低温炭化粒状物との両方で、広角度的に除去することができようになる。なお、予め処理媒体中に、低温炭化粒状物のみを混合させておいても、高温炭化粒状物では除去しきれない塩基性の悪臭成分を除去できるので、この方法も有用である。また、堆肥生産過程の状況に応じて適宜選定した量の植物由来の高温炭化粒状物、及び／または、植物由来の低温炭化粒状物が混合された処理媒体を予め用意しておくこともできる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、好気性微生物群の活性化、または、生ごみの堆肥化過程で発生される悪臭成分の除去に好適な生ごみ処理用炭化粒状物、該炭化粒状物を利用する生ごみ処理方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる生ごみ処理装置を、高温炭化粒状物を配置した状態で示す横断面図である。
【図２】  本発明にかかる生ごみ処理装置を、処理媒体を配置した状態で示す横断面図である。
【図３】  本発明にかかる生ごみ処理装置を、堆肥生産状態で示す横断面図である。
【図４】  本発明にかかる生ごみ処理装置を、堆肥生産状態で示す縦断面図である。
【図５】  本発明にかかる生ごみ処理装置の外形構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１              収納容器
２              撹拌機
２Ａ            撹拌軸
２ａ〜２ｅ      撹拌羽根
３              処理媒体
４              生ごみ
５              高温炭化粒状物
６              撹拌が行なわれる領域
７              デッドスペース領域
８              上板
９              投入口蓋
１０            吸気口
１１            排出口蓋
１２            排水パイプ
１３            軸受カバー
１４            電源スイッチ
１５            排気口
【図１】
0003867165.tif 000003
【図２】
0003867165.tif 000004
【図３】
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【図４】
0003867165.tif 000006
【図５】
0003867165.tif 000007