(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
堆肥原料を投入する発酵槽と、この発酵槽の長手方向に沿って移動する架台に支持され、発酵槽の堆肥排出口側から堆肥原料投入口側に向けて移動しながら斜め上方に向けて回動するエンドレスの揚送手段によって堆肥原料を上方に揚送して落下させる切り返し装置、とを有するスクープ式堆肥発酵処理装置において、前記切り返し装置の堆肥原料落下位置に取付けられ、落下してくる堆肥原料を破砕しながら飛散させる粉砕機と；堆肥発酵槽の一部又は全部の上方を覆ったフードの内部から発酵槽堆肥排出口側の所定範囲の床面間に配設され、フード内の悪臭空気を吸引して発酵の進んだ堆肥層に下方から長手方向の多数の排気孔群を介して吸収させる通気管路を備えた悪臭吸収装置と；家畜等の糞尿汚水槽から圧送手段を介在させて発酵槽の堆肥排出口側床面の所定範囲に配設された汚水供給管と、この汚水供給管に所定間隔をもって形成された注出孔を有し、汚水供給管から送られる前記汚水を発酵の進んだ発酵槽の堆肥に下方床面から注入する汚水処理装置と；を設けたことを特徴とする堆肥発酵処理装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は堆肥の発酵処理装置に関し、特に、畜糞などの農業有機排泄物や生ごみなどの生活雑排物を材料とする堆肥の発酵処理装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
従来、堆肥の主な原料は畜糞等の農業有機排泄物であったが、最近は食品残査等の生ごみの焼却が困難になってきたことやリサイクルの認識が高まってきたところからこれらの生ごみを農業有機排泄物に混合して堆肥化することが行われている。
他方、環境問題に対する認識の高まりから、堆肥製造時の悪臭、汚水の問題を解決することが大きな課題となり、さらには、農業技術の進歩から堆肥の品質に対する要求が厳しくなっている。
【０００３】
【従来の技術】
堆肥製造工程は一般に、堆肥材料を圧縮混練して昇温させ、発酵槽で発酵させた後、所定時間養生して製品となるものであるが、上記のような堆肥材料の増加、環境問題、品質に対応するためにいろいろな発酵処理装置が提案されており、中でも効率の良い発酵処理装置としてスクープ方式の装置が広く使用されている。
【０００４】
このスクープ式発酵処理装置は、発酵槽の長手方向に沿って移動する架台に、斜め上方に向けて回動するエンドレスの揚送手段を支持した切り返し装置を用い、発酵槽の後部から前部に向けて移動しながら、堆肥原料を上方に揚送して落下させ、落下の過程で空気に触れさせて好気発酵を促そうというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記のように食品残査が混合される最近の堆肥材料は多糖類を多く含むため、これらを混練・撹拌した堆肥原料は粘質性が高く、団塊になり易い。しかも一旦、団塊になると表面から乾燥して硬くなり、砕けにくくなるとともに、表面硬化のために団塊の内部は水分が下がらず酸素が入りにくいために嫌気的発酵となって悪臭を発生させる。
また、従来の装置は好気発酵を目的として、発酵槽の下部から空気を送っているが、堆肥原料が団塊となることにより全体の空気の通りが良くなり、乾燥が急速に進み、内部の発酵が完了しないままで見かけ上の発酵が終了してしまう。このため、堆肥化後に外気温度が上昇し水分を含むと悪臭を発生させながら再度発酵し、いわゆる二次発酵による悪臭発生の環境問題が発生する。また、団塊内部の発酵が完了しない状態で土壌に入ると土中でガスを発生し、作物生育の障害となる。
【０００６】
また、従来の発酵処理装置は悪臭を処理するために発酵槽にフードを設け、フード内の悪臭空気を脱臭装置で処理して大気に放出している。従って、脱臭装置を別途設けなけらばならず、コスト高になっていた。
【０００７】
さらに、従来の発酵処理装置は家畜の糞尿汚水を処理するために発酵槽の堆肥原料の上方から汚水を散水しているが、このような処理は、とくに悪臭の強い汚水を空中に放散することになるため悪臭発生を増大させる結果になっていた。
【０００８】
従って、本発明の第１の目的は、好気発酵を促進して、悪臭発生を出さずに良質の堆肥を迅速に製造するための堆肥発酵処理装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の第２の目的は、発酵槽内に発生した悪臭を脱臭装置を用いずに発酵槽内で分解・吸収する上記堆肥発酵処理装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の第３の目的は、畜舎などから排出される家畜の糞尿汚水を悪臭を放出させずに発酵・分解させる上記堆肥発酵処理装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明の堆肥発酵処理装置は、堆肥原料を投入する発酵槽と、この発酵槽の長手方向に沿って移動する架台に支持され、発酵槽の堆肥排出口側から堆肥原料投入口側に向けて移動しながら斜め上方に向けて回動するエンドレスの揚送手段によって堆肥原料を上方に揚送して落下させる切り返し装置、とを有するスクープ式堆肥発酵処理装置において、前記切り返し装置の堆肥原料落下位置に、落下してくる堆肥原料に対抗して下方から上向きに高速回転して堆肥団塊に対する下方からの回転衝撃により堆肥を破砕しながら後方の上方へ飛散させる粉砕機を設けたことを特徴とする。
【００１２】
上記第２の目的を達成するために、本発明は、上記堆肥発酵処理装置において、堆肥発酵槽の一部又は全部の上方を覆うフードと、このフードの内部と発酵槽の床面間に配設され、フード内の悪臭空気を吸引して堆肥原料の下方から長手方向の多数の排気孔群を介して放出する通気管路と、を備えた悪臭吸収装置を有することをさらに特徴とする。
【００１３】
この場合、前記フードを、発酵槽の堆肥原料投入口側から長手方向に沿って所定範囲にわたって設けるとともに、発酵槽床面の前記通気管路の排気孔群を、堆肥排出口側の所定範囲にわたって配設し、原料投入口側で発生するフード内の悪臭が発酵の進んだ堆肥層に吸収されるようにすることが望ましい。
【００１４】
上記第３の目的を達成するために、本発明は、上記堆肥発酵処理装置において、家畜等の糞尿の汚水槽と、この汚水槽から圧送手段を介在させて発酵槽床面に配設された汚水供給管と、堆肥排出口側床面の所定範囲の汚水供給管に所定間隔をもって形成された注出孔を有し、汚水供給管から送られる前記汚水を発酵の進んだ発酵槽の堆肥に下方から注入する汚水処理装置を設けたことをさらに特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図は本発明によるスクープ式堆肥発酵処理装置の一実施例を示すもので、発酵槽１は、堆肥製造の混練、加圧工程で発酵温度に昇温させた堆肥原料２を投入して発酵工程を行うための処理槽であり、スクープ式の発酵処理槽では、後述する移動式切り返し装置３で切り返しを自動的に行うために、切り返し装置が往復走行するのに充分な長さと巾を有し、切り返し中に堆肥原料が槽外にこぼれないように適宜の深さに形成されている。
【００１６】
発酵槽１の内部には、発酵槽１の長手方向に移動しながら堆肥原料をすくい上げ、斜め上方に揚送して落下させる堆肥切り返し装置３が装備されている。
図の実施例の切り返し装置３は、モータ等の揚送駆動手段４によって斜め上方に向けて回動するエンドレスのキャタピラ５に沿って多数のスクープブラケット６を固定した揚送装置７を備えている。
【００１７】
揚送装置７は、発酵槽１の長手方向に固定したレール８に沿って往復走行する架台９に支持されており、架台移動モータ１０によって自走する架台９と一体になって発酵槽１内の長手方向に往復移動するようになっている。
【００１８】
かくして、切り返し装置３は、揚送装置７のスクープブラケット６ですくい上げた堆肥原料２を落下させながら発酵槽１の堆肥排出口側１ｂから堆肥原料投入口側１ａに向けて移動し、これにより発酵槽１の堆肥原料２の切り返しを行い、堆肥原料２を空気に接触させて好気菌による好気的発酵を促すようにしている。
【００１９】
ところが、前述のように、畜糞などの畜産排泄物と生ごみなど混合物を圧縮混練した堆肥原料は、粘質性が高く、団塊になっているので切り返し装置３から落下させただけでは空気との接触が不充分であることから嫌気的発酵となって悪臭を出す。
この問題を解決するために、本発明は、切り返し装置３の堆肥落下位置、すなわち、揚送装置７の裏側に、揚送装置７の上端から落下してくる団塊状の堆肥原料２に衝撃を与え、破砕及び飛散させる粉砕機１１が設けられている。
【００２０】
揚送装置７は下端回動部が発酵槽１の床面に強い力で衝突しないように、ロープ２４等で床面より若干上方へ吊るすか、あるいはキャスタなどの脚をつけてもよい。
また、切り返し装置３による堆肥の切り返し作業は、発酵槽１の堆肥排出口側１ｂ（後部）から堆肥原料投入口側１ａ（前部）までを１サイクルとして数サイクル繰り返して行われる。切り返し装置３を排出口側端部に戻すときは、ロープ２４をモータ２５で巻き上げて揚送装置７の下端を上方へ引き上げ、架台移動モータ１０を逆転させて自動操作するのが好ましい。
【００２１】
図の実施例の粉砕機１１は粉砕機駆動モータ１２によって高速回動する回転軸に複数の破砕部材１３を固設した構造になり、落下してくる堆肥の塊りに対抗して破砕部材１３が高速回転して堆肥団塊の下方から強い回転衝撃を与えるようになっている。
このようにして、堆肥原料が破砕部材１３によって粉砕、飛散されることにより、団塊が砕かれた状態で空気によく接触する。また、破砕部材１３で上方へ飛散させられることにより、空気との接触滞空時間が長くなると同時に、砕かれた堆肥原料が雪が降るようにふんわりと広範囲に堆積することにより、切り返した堆肥原料の堆積層内に空気が充分に入り急速に好気発酵分解が進む。従って、汚水や悪臭を出すことなく発酵、分解が迅速に完了する。
このように、本発明は粉砕機により、堆肥原料の破砕による空気接触の向上、飛散による空気接触の向上、堆積後の空気接触の向上という、三つの作用が同時に得られるのである。
【００２２】
このようにして好気的発酵により発酵中の悪臭の発生が著しく抑制されるが、堆肥原料そのものに悪臭があるのでその対策が必要になる。
すなわち、図２、図３のように、本発明の上記発酵処理装置では発酵槽１の全長の堆肥原料投入口側１ａから所定の範囲、例えば、堆肥原料投入口側１ａから約３分の２の範囲のところで発酵が完了し、堆肥排出口側１ｂから約３分の１のところでは悪臭の発生はほとんどなくなるが、投入口から約３分の２の範囲では発酵が完了していないため堆肥原料自体の悪臭が出る。
【００２３】
そこで、本発明の堆肥発酵処理装置は、図２に示すように、堆肥発酵槽１の一部又は全部の上方をフード１４で覆い、悪臭空気が外に出ないようにするとともに、フード１４内の悪臭を吸引して発酵槽１内の堆肥原料２の下方、特に、発酵の進んだ堆肥原料２の下方から堆肥原料に向けて、好ましくはエアレーシヨンとして放出する悪臭吸収装置１５を設けてある。
図の実施例の悪臭吸収装置１５は、フード１４に連通するダクト１６と、このダクト１６に介装され、フード１４内の臭気を吸引する送風機１７と、ダクト１６に連通し、多数の吹出孔１８を形成した通気管１９から成り、通気管１９をその吹出孔１８を上に向けて発酵槽１の床面に敷設した構成になっている。
【００２４】
好ましくは、前記フード１４は、発酵槽１の悪臭の発生する範囲、例えば、堆肥原料投入口側１ａから長手方向全長の約３分の２の範囲にわたって設けるとともに、悪臭吸収装置１５の通気管１９の吹出口１８は発酵の進んだ堆肥原料の下方に対向するように、例えば、発酵槽１の排出口側１ｂから長手方向全長の約３分の１の範囲にわたって敷設する。
【００２５】
かくして、フード１４内の悪臭空気はダクト１６、送風機１７、通気管１９、吹出口１８を通って堆肥の下方から放出される。
有機物の発酵・分解は、微生物の体内及び体外の酵素によって行われるものであるが、分解完了により微生物自体は死滅しても、酵素は活性を保って残留するために、体外酵素とともに悪臭成分を分解する能力を発揮する。すなわち、微生物脱臭機能により、フード１４内の悪臭が、発酵の進んだ堆肥に効率よく吸収される。
【００２６】
ところで、畜舎等の畜産施設からは糞と尿の混じった汚水が大量に排出される。この汚水は、悪臭と病原菌の問題から畑地への散布が禁止されはじめており、その処置が困難になっている。
そこで、本発明は、畜舎等から排水される前記汚水を発酵槽内の堆肥原料にその下方から注入し、悪臭を放散させないで堆肥に吸収させる汚水処理装置を設けてある。
このため、畜舎等からの汚水を貯溜する汚水槽２０を設け、この汚水槽２０から発酵槽１の床面に汚水供給管２１を配管してある。
発酵槽１の外部に配設された部分の汚水供給管２１ａにはポンプ２２を設けるとともに、発酵槽１の床面に配設された部分の汚水供給管２１ｂの上面長手方向に沿って複数の小さな注出孔２３を所定間隔で形成し、これにより、発酵槽１から排出された汚水を圧送して発酵槽１内の堆肥に注入し、汚水が堆肥層に下方から吸収されるようになっている。
【００２７】
汚水が発酵槽１の堆肥に均一に注入されるように、発酵槽１内の汚水供給管２１ｂは複数本に分岐し、発酵槽１の床面巾に沿って適宜の間隔で配置するのが望ましい。
また、悪臭の発生を抑えて汚水を効率良く、発酵、分解するためには汚水は発酵槽１内の発酵の進んだ堆肥材料又は堆肥に吸収させるのが望ましい。このため、前記悪臭吸収装置１５の悪臭吹出口１８と同様に、汚水注出孔２３は発酵槽１の堆肥排出口側１ｂの適宜の範囲、好ましくは堆肥排出口側１ｂから発酵槽全長の約５０％の範囲に配設するとよい。
【００２８】
なお、図１乃至図３に示すように、発酵槽１の床面には堆肥原料投入口側１ａから約３分の２の範囲、すなわち、発酵中の堆肥原料に空気を送って好気発酵を促進させるための送風管２６が送風機２７を介して配管されている。
【００２９】
【効果】
本発明は切り返し装置の堆肥落下位置に粉砕機を設けたことにより、団塊状の堆肥材料が細かく砕かれ、空気との接触面積が拡大するとともに、粉砕機によって上方へ遠く飛散することにより空気接触時間が長くなり、さらには、粉砕、飛散した堆肥原料が雪のように柔らかく広範囲に降下するので空気を多く含んだ状態で堆積する。これらの現象が相俟って堆肥の好気発酵分解が速進され、汚水や悪臭が抑制されるとともに、発酵分解時間が著しく短縮される。
【００３０】
堆肥原料の悪臭を吸引し発酵槽の堆肥原料の下方から放出して堆肥に吸収させることにより悪臭の問題が解決されるので、別途、脱臭装置を設ける必要がない。
【００３１】
畜舎等から出る家畜の糞尿汚水を堆肥の下方から堆肥層に注入して、発酵・分解させるので汚水が外部に放出されずに吸収され、汚水による悪臭も効率良く抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による堆肥発酵処理装置の要部概略構成図
【図２】本発明による堆肥発酵処理装置の概略縦断面図
【図３】本発明による堆肥発酵処理装置の発酵槽平面図
【符号の説明】
１…発酵槽
１ａ…堆肥原料投入口側
１ｂ…堆肥排出口側
２…堆肥原料
３…切り返し装置
４…揚送駆動手段
５…キャタピラ
６…スクープブラケット
７…揚送装置
８…レール
９…架台
１０…架台駆動モータ
１１…粉砕機
１２…粉砕機駆動モータ
１３…破砕部材
１４…フード
１５…悪臭吸収装置
１６…ダクト
１７…送風機
１８…吹出孔
１９…通気管
２０…汚水槽
２１、２１ａ、２１ｂ…汚水供給管
２２…ポンプ
２３…注出孔
２４…ロープ
２５…モータ
２６…送風管
２７…送風機
【整理番号】ＰＡＳ９９００８
【図１】
0003978293.tif 000002
【図２】
0003978293.tif 000003
【図３】
0003978293.tif 000004