(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を加熱乾燥処理した後、１００〜２００℃で加熱処理する工程を経てコンポスト様物を製造する方法において、
該処理中の被処理物の温度を検知して該処理時間を設定することを特徴とするコンポスト様物の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、被処理物の温度を検知して被処理物の攪拌条件及び／又は水蒸気や排ガスを系外に排出するためのブロワー風量を設定することを特徴とするコンポスト様物の製造方法。
【請求項３】
有機性廃棄物を加熱乾燥し、更に１００〜２００℃で加熱する加熱手段と、該加熱手段で処理されている被処理物の温度を検知する検知手段と、該検知手段の検知信号に基づき、前記加熱手段の処理時間を制御する制御手段とを具備することを特徴とするコンポスト様物の製造装置。
【請求項４】
請求項３において、被処理物の温度を検知する検知手段の検知信号に基づき、前記加熱手段の被処理物の攪拌条件及び／又は水蒸気や排ガスを系外に排出するためのブロワー風量を制御する制御手段を具備することを特徴とするコンポスト様物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンポスト様物の製造方法及び製造装置に係り、特に、有機性廃棄物を処理してコンポストに類似した悪臭の無い製品を製造して資源化するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び先行技術】
従来、生物処理汚泥や生ごみ、畜糞等の有機性廃棄物の再資源化処理方法としては、主にコンポスト化処理法が実施されている。コンポスト化処理方法は、有機性廃棄物を醗酵させる方法であり、得られた熟成コンポストは、悪臭成分が分解されているが有機物は十分残留しているため、取り扱い性に優れた肥料となる。
【０００３】
しかしながら、このようなコンポスト化処理法は、処理に数週間以上の長期間を要するなどの問題があることから、近年、短時間でコンポスト様の製品が製造できる技術の開発が試みられ、特願平１１−２３５７４５号（以下「先願１」という。）には、有機性廃棄物を乾燥処理後、更に１００〜２００℃で加熱して、臭気成分を除去することにより、悪臭の殆どないコンポスト様物を製造する方法が提案されている。この方法によれば、加熱乾燥後も更に１００〜２００℃での加熱を継続することにより、１０〜２０時間程度の短時間の処理で、悪臭がなく、しかも、有機肥料分も十分に残留している上に塩分もさほど高くなく、有機肥料として有効な熟成コンポスト類似の取り扱い性に優れた製品を得ることができる。
【０００４】
上記先願１に示される処理方法では、乾燥処理後更に１００〜２００℃で加熱処理するに際して、この加熱処理を過不足なく行うことが重要である。即ち、処理時間が短かった場合には処理が不十分で製品から悪臭が発生し、処理時間を必要以上に長くした場合には製品からの悪臭の発生はないものの、燃料を浪費し、また生産性が低下するといった不具合を生じる。
【０００５】
また、この方法では、加熱乾燥に伴って発生する水蒸気や臭気成分などを含む排ガスはブロワーを用いて系外に排出されているが、被処理物から水分が除去された後はこのブロワーの風量を下げる必要がある。これは、乾燥が終了してもブロワーの風量を下げなければ、排ガスに混入する粉塵量が増大し、排ガスの性状が悪化し、環境上好ましくないことによる。
【０００６】
更に、処理中は、装置に設けられた攪拌羽根を回転させることで被処理物の攪拌を行うが、水分が除去された後は被処理物の容量が小さくなり、また粘性もなくなることから、攪拌羽根の回転数を下げる必要がある。これは、乾燥が終了しても高い回転数で攪拌を続けると、被処理物が磨耗などの物理的作用により破砕され、粉塵の発生量が増大し、処理終了後に取り出した製品の取り扱い時に、周囲に粉塵が飛散するなど作業環境に悪影響を及ぼすからである。
【０００７】
先願１の方法では、上記加熱処理時間や、ブロワーの風量、攪拌羽根の回転数の切り換え時期を、事前に十分な予備試験を行って設定するか、或いは、処理途中で原料の処理状況を作業員が観察、分析して適切な時期を判断したりすることで設定していた。
【０００８】
一方、特願２０００−１７３９１（以下「先願２」という。）には、このように有機性廃棄物を乾燥した後、更に１００〜２００℃で加熱してコンポスト様物を製造する方法において、予備実験を行うことなく、加熱処理の終了時間を自動的に判断して装置の運転を終了させる手段として、該加熱処理工程から排出される排ガスに含まれる所定成分を検知して加熱処理時間を設定することが提案されている。この方法では、加熱処理に伴って発生する排ガス中の成分濃度が処理に伴って増減することを利用して、この変化を検知して適正な加熱時間を設定する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、予備試験結果に基づいた運転では、処理すべき原料の量や、原料の含水率などの性状の変化に応じた適正な運転を行うことは困難であり、また、作業員が処理状況を観察、分析して処理時間の終了を判断する方法では、多大な人手や時間を要し、工業的に不利である。
【００１０】
また、上記先願２の方法では、具体的には、排ガス中の水蒸気を実質的に検出しなくなった時点を起点として処理時間を定めたり、排ガス中のアンモニア濃度の濃度パターンを検知して処理時間を定めたりしているが、これらの検知手段では、被処理物から発生する粉塵などのために測定誤差を招き易く、センサ等を頻繁に保守点検する必要があるという不具合があった。
【００１１】
本発明は、このような問題点を解決し、有機性廃棄物を加熱乾燥した後、１００〜２００℃で加熱処理する工程を経てコンポスト様物を製造するに当たり、原料の量や性状が異なっても、乾燥ないし加熱処理の終了時期を適正に判断して自動的に装置の運転を停止することにより、更には加熱乾燥終了時期を適正に判断して、攪拌羽根の回転数やブロワーの風量を自動的に制御することにより、適正な処理条件、処理時間で原料を処理することができ、目標とする悪臭のない高品質の製品を、燃料や時間、人手を浪費することなく、また、周囲環境に悪影響を及ぼすことなく、効率的に製造することができる方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンポスト様物の製造方法は、有機性廃棄物を加熱乾燥処理した後、１００〜２００℃で加熱処理する工程を経てコンポスト様物を製造する方法において、該処理中の被処理物の温度を検知して該処理時間を設定することを特徴とする。
【００１３】
本発明のコンポスト様物の製造装置は、有機性廃棄物を加熱乾燥し、更に１００〜２００℃で加熱する加熱手段と、該加熱手段で処理されている被処理物の温度を検知する検知手段と、該検知手段の検知信号に基づき、前記加熱手段の処理時間を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
なお、以下において、有機性廃棄物の加熱乾燥処理を「乾燥処理」と称し、この乾燥処理後の１００〜２００℃での加熱処理を「後加熱処理」と称す場合がある。
【００１５】
有機性廃棄物の加熱工程においては、被処理物の乾燥処理で水分が蒸発する過程において、水分が残留している間は、被処理物の温度は１００℃未満であるが、水分がほぼ完全に蒸発処理された後も加熱を継続すると、被処理物の温度は急激に１００℃以上に上昇し始める。
【００１６】
本発明はこの現象に着目して、被処理物の温度を検出し、この温度が１００℃以上に上昇し始めた時点を乾燥処理終了と判断して、攪拌羽根の回転数を制御したり、ブロワーの風量を制御したりする。
【００１７】
また、乾燥処理終了後、加熱を継続して、後加熱処理で被処理物の温度が所定温度に達すると、原料に含まれている臭気成分、或いは加熱によって原料の有機性廃棄物が分解されて新たに発生した各種の臭気成分などが原料から除去され、水分や臭気成分が除去され、汚泥臭のしない良好なコンポスト様物が製造されることから、この臭気成分や水分の除去に必要な温度に達したときを後加熱処理の終点とみなして、装置を停止する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施の形態を示す系統図、図２は本発明に好適な間接加熱装置を示す断面図である。
【００２０】
図１において、１１は加熱装置（本実施例において、この加熱装置は、図２に示す間接加熱装置である。）、１２は被処理物の温度検出手段、１３は排ガス処理装置、１４は制御装置である。
【００２１】
また、図２の間接加熱装置は、加熱媒体が循環するように、２重壁構造とされた加熱容器１の循環路に媒体油２を循環させて、内部の被処理物１０を間接加熱するものである。この媒体油２は熱交換器３で加熱されて加熱容器１の循環路を循環する。有機性廃棄物は加熱容器１の上部投入口（図示せず）から投入され、回転軸４の回転により攪拌羽根５で攪拌されると共に、媒体油２で加熱され、製品のコンポスト様物は加熱容器１の底部出口（図示せず）から取り出される。６は回転軸４の駆動用モーターであり、７は装置内のガスを排気するためのブロワーである。また、この間接加熱装置には被処理物１０の温度を検出する温度検出手段１２が設けられている。
【００２２】
本発明においては、有機性廃棄物、例えば、下水処理汚泥や余剰汚泥、消化汚泥等、廃水や廃棄物の生物処理工程で生じる生物処理汚泥、生ごみ、畜糞等を加熱乾燥し、この乾燥処理により有機性廃棄物中の水分が徐々に蒸発し、含水率が１％未満となって乾燥が完了した後も、更に１００〜２００℃で加熱を継続して後加熱処理するに当たり、被処理物の温度を検知し、この結果に基いて乾燥処理時間及び後加熱処理時間を自動的に判断する。
【００２３】
即ち、前述の如く、有機性廃棄物の乾燥処理工程で水分が蒸発する過程において、水分が残留している間は、被処理物である有機性廃棄物の温度は１００℃未満であるが、水分が完全に蒸発除去された後も加熱を継続すると、被処理物の温度は１００℃以上に上昇する。ここで被処理物の温度が１００℃以上に上昇した時点を乾燥処理終了と判断して、攪拌羽根の回転数を下げ、ブロワーの風量を下げる。
【００２４】
この後、更に加熱を継続すると温度の上昇に伴って臭気成分の除去や有機物の分解が進み、臭気の殆どない熟成コンポスト様物を得ることができる。
【００２５】
なお、この後加熱処理が完了するときの被処理物温度は原料の性状や要求される臭気成分濃度などの製品品質のレベルにも依るが、被処理物の温度が１１０〜２００℃、特に１５０〜２００℃になった時点とするのが好ましい。この温度範囲であれば、水分は完全に蒸発除去され、臭気成分も揮散、分解される一方で、良好な熟成コンポスト様物を得ることができる。
【００２６】
具体的には、図１に示す如く、加熱装置１１、被処理物の温度検出手段１２、排ガス処理装置１３及び制御装置１４を備える装置を用い、有機性廃棄物を加熱装置１１に投入して加熱処理し、被処理物の温度を温度検出手段１２で検出する。この検出結果は、制御装置１４に入力され、制御装置１４では、この検出結果に基いてまず被処理物の温度が１００℃以上に上昇した時点で乾燥処理終了を判断して、攪拌羽根５の回転軸４のモーター６の回転数と排気用ブロワー７の風量を制御し、次に、被処理物１０の温度が所定の温度、好ましくは１１０〜２００℃、より好ましくは１５０〜２００℃に達した時点で、後加熱処理の終了を判断して、加熱装置１１の停止信号を出力する。
【００２７】
本発明において、被処理物１０の温度検出手段１２としては、特に制限はなく、熱伝対のように被処理物１０の温度を直接測定する手段、或いは赤外線式温度測定器のように被処理物１０の温度を間接的に測定する手段等を用いることができる。
【００２８】
なお、本発明において、有機性廃棄物の加熱を、直接加熱方式で行うと発火の恐れがあることから、図２に示すような間接加熱装置を用いて、間接加熱を行うのが好ましいが、このような間接加熱装置で有機性廃棄物を加熱する場合、媒体油２の温度を１５０〜２００℃に維持すると、後述の実施例の結果からも明らかなように、乾燥終了前は１００℃未満の被処理物１０が乾燥処理完了後は１００〜２００℃に維持され、良好な加熱が行われる。
【００２９】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３０】
実施例１
し尿処理施設から発生した余剰汚泥の脱水ケーキ（含水率８３％）４ｔｏｎを熱媒油の設定温度２００℃で図２に示す間接加熱装置により被処理物の目標処理温度１６０℃で加熱し、熱伝対で被処理物の温度を連続的に検知した。
【００３１】
被処理物の温度が１０５℃以上となった時点を乾燥処理完了と自動判断して、制御装置にて攪拌羽根の回転数を５ｒｐｍから１ｒｐｍに自動的に変更すると共に、ブロワー風量を１２ｍ３／分から２ｍ３／分に自動的に変更するように設定した。
【００３２】
また、被処理物の処理温度が１６０℃となるまで後加熱処理するものとし、装置停止後も媒体油の温度が直ちには低下しないことから予熱の利用を考えて、被処理物の処理温度が１５０℃に達した時点で制御装置により加熱装置を自動停止するように設定し、その後被処理物の温度が１６０℃になった時点で製品を取り出した。
【００３３】
この処理における被処理物の温度と含水率の経時変化は図３に示す通りであり、自動制御にて臭気の殆どないコンポスト様物を得ることができた。
【００３４】
以上の自動制御方法で、含水率等の性状の異なる他の様々な有機性廃棄物について処理を行ったところ、いずれの場合も同様に殆ど臭気のないコンポスト様物を製造することができた。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のコンポスト様物の製造方法及びコンポスト様物の製造装置によれば、原料の量や性状が異なっても、乾燥ないし後加熱処理の終了時期を適正に判断して自動的に装置の運転を停止することにより、適正な処理条件、処理時間で原料を処理して、目標とする悪臭のない高品質の製品を、燃料や時間、人手を浪費することなく自動運転で効率的に製造することができる。
【００３６】
特に、請求項２，４によれば、被処理物の温度の検知結果に基づいて乾燥処理の終了時期を適正に判断し、被処理物を攪拌するための攪拌羽根の回転数を変更したり、発生する水蒸気や排ガスを排出するためのブロワー風量を変更したりすることができ、目標とする悪臭のない高品質の製品を、燃料や時間、人手を浪費することなく、また、周囲環境に悪影響を及ぼすことなく、効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンポスト様物の製造方法及びコンポスト様物の製造装置の実施の形態を示す系統図である。
【図２】本発明における加熱処理に好適な間接加熱装置を示す断面図である。
【図３】実施例１における被処理物の温度と含水率の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  加熱容器
２  媒体油
３  熱交換器
４  回転軸
５  攪拌羽根
６  モーター
７  ブロワー
１０  被処理物
１１  加熱装置
１２  温度検出手段
１３  排ガス処理装置
１４  制御装置
【図１】
0003968969.tif 000002
【図２】
0003968969.tif 000003
【図３】
0003968969.tif 000004