(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）実質的に水平な方向に延びる回転軸を中心に回転可能な円筒状分解槽；
（２）前記円筒状分解槽の内部で、前記回転軸と実質的に平行に延び、前記円筒状分解槽を、分解処理室と給気室とに分割する多孔性隔壁；
（３）前記分解処理室内に、微生物担持担体を挿入する手段；
（４）前記分解処理室内に、被処理有機廃棄物を挿入する手段；
（５）前記円筒状分解槽を回転させるか、又は回転を停止させることができる手段であって、前記円筒状分解槽の回転により前記微生物担持担体と前記被処理有機廃棄物との混合物が分解処理室内に形成する安息角と多孔性隔壁とが実質的に平行になり、前記給気室が前記分解処理室の下方になる位置で、円筒状分解槽の回転を停止して静止させることのできる手段；
（６）前記給気室内に酸素を供給する給気手段；
（７）前記分解処理室から気体を排出する排気手段；
（８）前記微生物担持担体と前記被処理有機廃棄物との混合物が分解処理室内に形成する前記安息角と多孔性隔壁とが実質的に平行になり、前記給気室が前記分解処理室の下方になる位置で静止状態となっている前記分解処理室において、前記混合物に、前記給気手段及び／又は前記排気手段を介して、酸素を通気させる強制通気手段；及び
（９）前記給気室に設けられ、前記分解処理室内からの水分を前記円筒状分解槽の外部へ排出する排水手段；
を含む、有機廃棄物分解装置。
【請求項２】
前記円筒状分解槽の内部に、相互に実質的に平行な多孔性隔壁２つを有し、前記円筒状分解槽が、中央部の分解処理室１つと、その分解処理室の両側に配置される給気室と排気室とに分割されている、請求項１に記載の有機廃棄物分解装置。
【請求項３】
前記排気手段を前記排気室に連結すると共に、前記分解処理室内へ水分を供給する給水手段を前記排気室に設ける、請求項２に記載の有機廃棄物分解装置。
【請求項４】
前記円筒状分解槽が前記回転軸を中心に回転した場合に、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物を、その回転軸が延びる方向へ移動させる軸方向移動用撹拌手段を、前記分解処理室内に設ける、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機廃棄物分解装置。
【請求項５】
前記軸方向移動用撹拌手段が、前記分解処理室内において前記円筒状分解槽の回転軸に平行な内壁面上に設けた三角柱型撹拌板であり、前記三角柱型撹拌板は、その１つの大略直角三角形状底面で前記分解処理室の内壁面上に固定されており、その３つの側面の内、大略直角で交わる２側面は、一方が前記回転軸と実質的に平行であって、もう一方が前記回転軸と実質的に垂直方向に延びており、第３の側面が前記回転軸の延びる方向から偏向している、請求項４に記載の有機廃棄物分解装置。
【請求項６】
前記円筒状分解槽が前記回転軸を中心に回転した場合に、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物を、その回転方向へ移動させる回転方向移動用撹拌手段を、前記分解処理室内に設ける、請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機廃棄物分解装置。
【請求項７】
前記回転方向移動用撹拌手段が、前記分解処理室内において前記円筒状分解槽の回転軸に平行な内壁面上に設けた平板型撹拌板であり、前記平板型撹拌板は、その１つの大略長方形状底面で前記分解処理室の内壁面上に固定されており、その相互に平行な２対の側面の内、面積の大きい２側面は前記回転軸と実質的に平行であり、面積の小さい２側面は前記回転軸と実質的に垂直方向に延びている、請求項６に記載の有機廃棄物分解装置。
【請求項８】
被処理有機廃棄物挿入手段から前記分解処理室内に被処理有機廃棄物を挿入する際、及び／又は、前記円筒状分解槽を回転させて前記分解処理室内で被処理有機廃棄物を撹拌する際に、前記円筒状分解槽の回転軸が水平方向と垂直方向との間の任意の角度で傾斜するように前記円筒状分解槽を傾斜させることのできる、円筒状分解槽傾斜手段を更に有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機廃棄物分解装置。
【請求項９】
前記円筒状分解槽傾斜手段が、傾斜後の前記円筒状分解槽の上部領域に前記被処理有機廃棄物挿入手段を配置させることのできる円筒状分解槽傾斜手段である、請求項８に記載の有機廃棄物分解装置。
【請求項１０】
（１）実質的に水平な方向に延びる回転軸と実質的に平行に延びる多孔性隔壁によって分割された分解処理室と給気室とを備え、前記分解処理室内に微生物担持担体を含み、そして前記の回転軸を中心に回転可能な円筒状分解槽を用意し；
（２）前記分解処理室内に、被処理有機廃棄物を挿入し；
（３）前記の円筒状分解槽を、前記回転軸を中心に回転させることにより、前記分解処理室内の微生物担持担体と被処理有機廃棄物とを混合し；
（４）微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物によって分解処理室内に形成される安息角と多孔性隔壁とが実質的に平行になり、前記給気室が前記分解処理室の下方になる位置で、円筒状分解槽の回転を停止して静止させ；
（５）酸素を、前記給気室から、前記多孔性隔壁を経て、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物内部を経由させ、円筒状分解槽に設けた排気手段から排出する強制的な通気条件下において微生物発酵を実施する；
ことを特徴とする、有機廃棄物の分解方法。
【請求項１１】
前記円筒状分解槽の静止下における微生物発酵工程と、前記円筒状分解槽の回転による微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合工程とを、順次繰り返して実施する、請求項１０に記載の有機廃棄物の分解方法。
【請求項１２】
前記円筒状分解槽の回転軸が水平方向と垂直方向との間の任意の角度で傾斜するように前記円筒状分解槽を傾斜させた状態で、前記分解処理室内に被処理有機廃棄物を挿入し、及び／又は、前記円筒状分解槽を回転して前記分解処理室内の微生物担持担体と被処理有機廃棄物とを混合し、前記円筒状分解槽の回転軸を水平方向にした静止状態で微生物発酵を実施する、請求項１０又は１１に記載の有機廃棄物の分解方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機廃棄物分解装置及び分解方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レストランや食品加工工場、あるいは一般家庭等からも、廃棄物として残飯又は野菜くず等の生ゴミが排出される。こうした有機廃棄物（特に、食料品系有機廃棄物）の処理方法としては、微生物に分解させる方法が従来から広く使用されている。微生物は、一般に、有機担体、例えば、木材のおがくず、チップ、もみ殻、又はそば殻、あるいは多孔性無機担体、例えば、岩石又はセラミックに担持させ、それらの微生物担持担体と有機廃棄物とを混合する。
【０００３】
有機廃棄物処理装置には、微生物担持担体及び有機廃棄物を収容する処理槽を動かさずに、可動攪拌手段を内部に有するタイプと、微生物担持担体及び有機廃棄物を収容する処理槽自体を回転させるタイプとが存在する。処理槽を動かさずに内部の可動攪拌手段を動かして攪拌するタイプでは、内容物を充分に攪拌するために、攪拌手段として高強度の材料を使用する必要があり、更に高出力の動力が必要であるという欠点がある。
【０００４】
処理槽回転型の処理装置としては、例えば、特開２０００−３１７４２９公報に、分解処理ドラムを有する生ゴミ処理装置が記載されている。この生ゴミ処理装置によれば、分解処理ドラムの内壁に複数の衝立板が取り付けられており、酸素の供給は撹拌によって行われる。従って、この生ゴミ処理装置では、分解処理ドラムを連続的に回転させながら微生物処理を実施する必要がある。このため、微生物担持担体も、分解処理ドラムの回転により衝立板と衝突して摩耗するので、微生物担持担体が短時間で粉砕され、消滅してしまうという問題があった。微生物担持担体として、有機物担体を使用した場合は、非常に早く消滅し、セラミック等の無機担体でも比較的早く消滅してしまう。また、連続的に回転させる処理装置によると、特に、米や小麦などの穀類廃棄物を処理する際に、糊化、餅化、又はガム状化の現象が起き、被処理物が塊となって分解が進まず、衝立板及び分解処理ドラム内壁に糊化された被処理物が付着して機械が損壊する等の問題もあった。糊化、餅化、又はガム状化の防止策としては、手早く小塊に分割してしまう方法、低温にして粘性を低下させる方法（この方法では低温のために微生物分解反応も停止する）等が考えられるが、経済的な問題等があり実用的ではない。更に、この生ゴミ処理装置では、排水手段を存在させないので、被処理物が水分を多量に含有していた場合に分解処理ドラム内に過剰な水分が溜まってしまうことがある。ドラム内に過剰に水分が溜まると、その水分によって微生物に、充分な空気が供給されなくなるので、嫌気性発酵が起こり、分解速度が著しく低下するばかりでなく、アンモニアガスやメタンガスなどの有害／悪臭物質が発生するという問題もあった。
【０００５】
分解処理ドラムを不連続に回転させる装置としては、例えば、特開２０００−６１４３１公報に、多孔性のドラム内に生ゴミ及び微生物担持担体を収容し、ドラム周辺をカバーにより密閉して、カバー内に空気を通気しながらドラムを間欠的に回転させる生ゴミ消滅型攪拌装置が記載されている。この装置によれば、分解処理ドラムを回転させて撹拌した後、分解処理ドラムの回転を停止し、静止状態で微生物処理を実施することができる。しかしながら、分解処理ドラムを静止した場合、ドラムの側壁部に位置する微生物担持担体には酸素が供給されるが、ドラム中心部に位置する微生物担持担体には充分に酸素が供給されないので、均一な空気供給のために、頻繁にドラムを回転させる必要があった。その結果、分解処理ドラムを連続的に回転させる装置と同様の問題が発生する。
【０００６】
微生物担持担体に空気を充分に通気させる構造を有する処理装置としては、例えば、特開平１０−１１３６４２公報に、分解処理ドラムの回転軸を垂直方向に配置した縦回転型処理装置が記載されている。しかしながら、この装置では、攪拌機構が複雑になるので故障し易く、撹拌に必要な動力が高出力になるという欠点があった。
【０００７】
更に、特開平１０−１５６３２０公報には、分解処理ドラムの回転軸を水平方向に配置した多孔性の横回転型円筒形ドラムを有する処理装置が記載されている。この装置では、微生物担持担体を収容したドラムの下方から上方へ空気を通気する。しかし、この装置によると、円筒形の多孔性ドラム内部に微生物担持担体層が、断面円弧状の層を形成するので、層厚の差が極めて大きくなり、通気抵抗の差もそれに応じて大きくなる。従って、層厚が薄い領域では多くの空気が通過するが、層厚の厚い領域では空気がほとんど通過しないことがあり、大多数の微生物担持担体は、層厚の厚い領域に存在するので、全体としては、充分な好気性発酵が行われないという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の有機廃棄物処理装置（特に、生ゴミ処理装置）においては、充分な酸素供給を保証するために連続撹拌方式を採用すると、糊化、餅化、又はガム状化の現象が起きると共に微生物担持担体が早期に破壊されるという欠点があり、その逆に、不連続撹拌方式を採用すると、充分な酸素供給が保証されないか、構造が複雑になって故障が発生し易くなるというジレンマがあった。
従って、本発明の課題は、不連続撹拌方式を採用し、しかも充分な酸素供給が保証され、更に構造が単純で故障が発生しにくい有機廃棄物処理装置及び処理方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、
（１）実質的に水平な方向に延びる回転軸を中心に回転可能な円筒状分解槽；
（２）前記円筒状分解槽の内部で、前記回転軸と実質的に平行に延び、前記円筒状分解槽を、分解処理室と給気室とに分割する多孔性隔壁；
（３）前記分解処理室内に、微生物担持担体を挿入する手段；
（４）前記分解処理室内に、被処理有機廃棄物を挿入する手段；
（５）前記円筒状分解槽を回転させるか、又は回転を停止させることができる手段であって、前記円筒状分解槽の回転により前記微生物担持担体と前記被処理有機廃棄物との混合物が分解処理室内に形成する安息角と多孔性隔壁とが実質的に平行になり、前記給気室が前記分解処理室の下方になる位置で、円筒状分解槽の回転を停止して静止させることのできる手段；
（６）前記給気室内に酸素を供給する給気手段；
（７）前記分解処理室から気体を排出する排気手段；
（８）前記微生物担持担体と前記被処理有機廃棄物との混合物が分解処理室内に形成する前記安息角と多孔性隔壁とが実質的に平行になり、前記給気室が前記分解処理室の下方になる位置で静止状態となっている前記分解処理室において、前記混合物に、前記給気手段及び／又は前記排気手段を介して、酸素を通気させる強制通気手段；及び
（９）前記給気室に設けられ、前記分解処理室内からの水分を前記円筒状分解槽の外部へ排出する排水手段；
を含む、有機廃棄物分解装置によって解決することができる。
【００１０】
また、本発明は
（１）実質的に水平な方向に延びる回転軸と実質的に平行に延びる多孔性隔壁によって分割された分解処理室と給気室とを備え、前記分解処理室内に微生物担持担体を含み、そして前記の回転軸を中心に回転可能な円筒状分解槽を用意し；
（２）前記分解処理室内に、被処理有機廃棄物を挿入し；
（３）前記の円筒状分解槽を、前記回転軸を中心に回転させることにより、前記分解処理室内の微生物担持担体と被処理有機廃棄物とを混合し；
（４）微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物によって分解処理室内に形成される安息角と多孔性隔壁とが実質的に平行になり、前記給気室が前記分解処理室の下方になる位置で、円筒状分解槽の回転を停止して静止させ；
（５）酸素を、前記給気室から、前記多孔性隔壁を経て、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物内部を経由させ、円筒状分解槽に設けた排気手段から排出する強制的な通気条件下において微生物発酵を実施する；
ことを特徴とする、有機廃棄物の分解方法にも関する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による有機廃棄物分解装置を添付図面に沿って説明するが、本発明はこれらの添付図面に示す態様に限定されるものではない。
図１は、本発明による有機廃棄物分解装置１の斜視図であり、図２は、図１の有機廃棄物分解装置１に含まれる横回転型円筒状分解槽１０の内部構造、及び被処理有機廃棄物挿入手段３０の構造を示す部分断面図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、本発明による有機廃棄物分解装置１は、横回転型円筒状分解槽１０と、被処理物挿入手段３０と、前記円筒状分解槽１０を回転させる回転手段４０とを含む。前記の横回転型円筒状分解槽１０の内部には、後述するように、有機廃棄物を分解する分解処理室３が配置されている。
【００１３】
前記の横回転型円筒状分解槽１０は、その回転軸が実質的に水平方向となるように配置して使用され、図２の矢印Ｘ方向への回転及びそれとは逆方向である矢印Ｙ方向への回転が可能であり、回転を停止して静止状態にすることも可能である。回転手段４０としては、前記の回転及び静止を可能とする手段である限り限定されるものではないが、例えば、図１に示すように、モータ４２及び支持ギア４１ａ，４１ｂを挙げることができる。なお、図１においては、横回転型円筒状分解槽１０の正面側から見える２つの支持ギア４１ａ，４１ｂのみを示すが、横回転型円筒状分解槽１０の裏側にも同様の支持ギアが２つ存在する。図１に示すように、歯車型の支持ギア４１ａ，４１ｂを用いる場合は、それらと嵌合可能なリング状ギア４３ａ，４３ｂを、横回転型円筒状分解槽１０の円筒状側壁部１０ａ上に設けることもできる。図１に示す一方の支持ギア４１ｂとリング状ギア４３ｂとに代わり、支持ローラ及びリング状ローラを用いることもできる。あるいは、全ての支持ギア及びリング状ギアに代わり、支持ローラ及びリング状ローラを用いることもできる。
【００１４】
前記の横回転型円筒状分解槽１０は、その内部に設けた分解処理室３に、微生物を担持させた担体（微生物担持担体）を挿入する手段として、例えば、図１に示すように、円筒状分解槽１０の円筒状側壁部１０ａ上に、挿入・排出部１８を有することができる。この挿入・排出部１８は、例えば、開口部１７と開閉可能な蓋部１６とからなることができ、新鮮な微生物担持担体の挿入だけでなく、古くなって交換が必要になった微生物担持担体の一部又は全部の排出に用いることもでき、更に、被処理有機廃棄物の挿入及び／又は排出に用いることもできる。また、微生物によって分解することができないか又は分解に長時間を有する残留物（例えば、トウモロコシの皮やタケノコの皮などの植物繊維）の排出に用いることもできる。なお、微生物担持担体挿入手段とは別に、微生物担持担体の排出手段を設けることもでき、この微生物担持担体排出手段から、古くなった微生物担持担体や、微生物によって分解することができないか又は分解に長時間を有する残留物を排出することができる。
【００１５】
前記の横回転型円筒状分解槽１０は、その内部に設けた分解処理室３に、被処理有機廃棄物を挿入する手段を有し、例えば、図１及び図２に示すように、その一方の円盤状側壁部１０ｃに、被処理物挿入手段３０が設置されている。被処理物挿入手段３０は、例えば、ホッパ３１、モータ３２、及び螺旋コンベヤ３３を含む。前記螺旋コンベヤ３３は、その回転軸が横回転型円筒状分解槽１０の回転軸と実質的に一致するように配置され、円盤状側壁部１０ｃの中心において、横回転型円筒状分解槽１０の外側から横回転型円筒状分解槽１０内部の分解処理室３の内部まで貫通している。
【００１６】
前記螺旋コンベヤ３３の静止管３５は、軸シール部３４によって密封された状態で、横回転型円筒状分解槽１０の円盤状側壁部１０ｃに固定されている。静止管３５内には、螺旋パドル３６を設け、ホッパ３１から挿入される有機廃棄物を分解処理室３の内部に送ることができる回転方向にモータ３２によって回転させることができる。なお、螺旋パドル３６の長さを延長して、静止管３５の先端から突出させると、螺旋パドル３６の回転によって分解処理室３の内部での有機廃棄物の拡散を促進することができるので好ましい。また、ホッパ３１の上部に粉砕手段（図示せず）を設け、被処理有機廃棄物に含まれている大型の塊を粉砕して、小型化することもできる。
【００１７】
前記の横回転型円筒状分解槽１０の円筒状側壁部１０ａ、並びに２つの円盤状側壁部１０ｂ，１０ｃを構成するハウジングは、図１及び図２などに示すように、外側の断熱材層８と内側のドラム２との２層構造からなることができる。外側断熱材層８は、図１及び図２などに示すように、円筒状分解槽１０の円筒状側壁部１０ａ、並びに２つの円盤状側壁部１０ｂ，１０ｃの全体を覆うことも、それらの一部を覆うこともできる。内側ドラム２は、水不透過性で不通気性の材料からなることができる。
【００１８】
前記の横回転型円筒状分解槽１０は、その内部に１つの分解処理室３と、少なくとも１つの給気室を有し、好ましくは、１つの分解処理室３と、給気室１つと排気室１つとを有する。図２（及び後述する図７及び図８）には、１つの分解処理室３と、給気室４及び排気室５をそれぞれ１つずつ有する態様を示す。分解処理室３の容量（体積）は、給気室（１つの場合）よりも大きくし、給気室４及び排気室５の合計容量（体積）よりも大きくすることが好ましい。前記の横回転型円筒状分解槽１０の内部において、分解処理室３と給気室４とは、多孔性隔壁によって分離する。また、分解処理室３と排気室５も多孔性隔壁によって分離する。これらの多孔性隔壁は、水と気体（例えば、空気、水蒸気、あるいは炭酸ガス）を透過するが、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物を透過しない材料からなる。
【００１９】
前記の横回転型円筒状分解槽１０が、その内部に１つの分解処理室と１つの給気室とを有し、排気室を設けない場合にも、分解処理室から気体を排出する手段は必要であり、例えば、分解処理室の壁面に排気口を設けることができる。この排気口から、微生物担持担体や被処理有機廃棄物が排出されないように、排気口をフィルタや金網などで覆うのが好ましい。また、排気室を設けない横回転型円筒状分解槽の壁面、すなわち、分解処理室の壁面及び／又は給気室の壁面に給水口を設け、分解処理室の微生物担持担体及び被処理有機廃棄物に水分を供給することもできる。
【００２０】
本明細書の添付図面では、前記の横回転型円筒状分解槽１０の内部に１つの分解処理室３と、給気室４及び排気室５をそれぞれ１つずつ有する本発明の代表的態様を示す。例えば図２などに示すように、横回転型円筒状分解槽１０の内部には、多孔性隔壁６によって中央部の分解処理室３と給気室４とが隔てられ、もう一方の多孔性隔壁７によって中央部分解処理室３と排気室５とが隔てられている。２枚の多孔性隔壁６，７は、それぞれが、前記の横回転型円筒状分解槽１０の回転軸と実質的に平行に延びると共に、２枚の多孔性隔壁６，７が相互に実質的に平行に設けられる。また、２枚の多孔性隔壁６，７は、それぞれ、円筒状分解槽１０の両端の円盤状側壁部１０ｂ，１０ｃに達する。
【００２１】
多孔性隔壁６，７は、それぞれ、湾曲していない平板状であることもできるが、少なくとも、分解処理室３と給気室４とを隔てる多孔性隔壁６は、図７及び図８に示すように、若干湾曲させ、中央部を円筒状側壁部１０ａの方向へ若干突出させることが好ましい。後述するように、分解処理室３への通気は、給気室４から多孔性隔壁６を介して、分解処理室３の内部の微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物に対して行われる。後述する図９に示すように、この際、多孔性隔壁６が湾曲していない平板状であると、多孔性隔壁６と円筒状側壁部１０ａとの接合部の付近の混合物の量が多くなるので、通気抵抗に若干の差異が発生するが、多孔性隔壁６を湾曲させることにより、通気抵抗の差異を修正することができる。また、湾曲した多孔性隔壁６を用いることにより、分解処理室３の内部収容スペースを広くすることができると共に、酸素（例えば、空気）の供給面積を広くすることができる。
【００２２】
前記の横回転型円筒状分解槽１０は、前記の給気室４に酸素（例えば、空気）を供給する給気手段、及び前記の排気室５から気体を排出する排気手段を有し、更に、給気手段への給気及び／又は排気手段からの排気を強制的に実行する強制通気手段を有する。すなわち、強制通気手段は、給気手段側に配置する強制送風手段（例えば、送風機）であることも、排気手段側に配置する強制吸引手段（例えば、吸気機）であることもでき、更には、それらの強制送風手段と強制吸引手段とを併用することもできる。なお、強制吸引手段を用いると、分解処理室３の内部の微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物に対して、均一な強制通気を実施することができる点で好ましく、強制送風手段を用いると、コストを低く抑えることが出きる点で好ましい。
【００２３】
前記の給気手段及び排気手段は、それぞれが給気室４及び排気室５と接続する限り、前記の横回転型円筒状分解槽１０の任意の位置に設けることができるが、例えば、図１及び図２に示すとおり、円盤状側壁部１０ｂに、給気管１２ａと排気管１２ｂとからなる給排気管系１２を設けることができる。
【００２４】
本発明の有機廃棄物分解装置１においては、分解処理室３の内部に挿入された被処理有機廃棄物に含まれる余分な水分を除去する排水手段を設けることが好ましい。スープ類、麺のつゆ、みそ汁、又はカレーなどの食品系有機廃棄物は大部分が水分であり、あるいは、残飯や果物など固形の食品系有機廃棄物であっても多量の水分を含む場合がある。このように、大部分が水分の有機廃棄物又は多量の水分を含む有機廃棄物を処理する場合には、前記のような嫌気性発酵を起こすことがあるので、場合により、強制吸引型排水手段を設けて、有害な過剰水分を除去することが好ましい。なお、有機廃棄物の微生物処理によって発生する水分は、主に水蒸気となって、同じく微生物処理によって発生する炭酸ガスと共に、前記の排気手段から排出することができる。一方、分解処理室３の内部に水分を補給する給水手段を設けることもできる。この給水手段により、特に、微生物担持担体上の微生物に対して水分を補給することができ、あるいは、水分含量の低い被処理有機廃棄物に対して、水分を補給することができる。
【００２５】
前記の排水手段及び給水手段は、それぞれ、前記給気室４及び前記排気室５のいずれに接続させることもできる。しかしながら、前記の排水手段を前記給気室４に接続させることが好ましく、前記の給水手段を前記排気室５に接続させることが好ましい。これは、後述するように、被処理有機廃棄物を微生物処理する際には、横回転型円筒状分解槽１０を静止状態とし、更にその際に、前記給気室４を分解処理室３の下方にし、前記排気室５を分解処理室３の上方にして静止状態とするので、排水手段を給気室４と同様に分解処理室３の下方に配置し、給水手段を排気室５と同様に分解処理室３の上方に配置することが好ましいからである。前記給水手段及び排水手段は、例えば、排気室５及び給気室４と接続する限り、前記の横回転型円筒状分解槽１０の任意の位置に設けることができるが、例えば、図１及び図２に示すとおり、円盤状側壁部１０ｂに、給水管１１ａと排水管１１ｂとからなる給排水管系１１を設けることができる。
【００２６】
本発明の有機廃棄物分解装置１においては、横回転型円筒状分解槽１０の外側表面が空気中に露出していることができる。あるいは、円筒状分解槽１０内の温度を微生物の生育に適した温度に維持するために、円筒状分解槽１０の外側を断熱材槽で覆うことができ、更に、図１及び図２に示すように温度調節手段、例えば、冷水管、又は好ましくは温水管１３を配置し、前記円筒状分解槽１０及び前記温水管１３の全体を断熱材層８で覆うことができる。また、本発明の有機廃棄物分解装置１の全体又はその一部（少なくとも、横回転型円筒状分解槽１０の全体）を、密閉可能で温度制御が可能な恒温室内に設置して、横回転型円筒状分解槽１０の外側表面を前記恒温室内の空気中に露出させ、前記恒温室の温度制御により、円筒状分解槽１０内の温度を微生物の生育に適した温度に維持することもできる。
【００２７】
温度調節手段としては、調節可能に冷却又は好ましくは加熱することができる任意の手段（例えば、電気ヒータ）を用いることができる。図２に示すように、温水管１３は、円盤状側壁部１０ｂに設けた温水供給管１３ａから供給し、前記円筒状分解槽１０の円筒状側壁部１０ａの外側表面を、例えば、螺旋状に巻回させることができる。あるいは、円筒状分解槽１０の内部に温水管を通過させて、直接、微生物担持担体を加熱することもできる。
【００２８】
本発明の有機廃棄物分解装置１においては、前記の給気手段から供給する酸素（例えば、空気）を用いて、分解処理室３内部の温度制御を行うことができる。例えば、前記の給気手段から給気室に、温度制御した空気（例えば、冷風、又は好ましくは温風）を供給し、その温度制御空気を、多孔性隔壁を経て分解処理室３に送り、分解処理室３内部の温度を微生物の生育に適した温度に維持することができる。更に、本発明の有機廃棄物分解装置１においては、前記の給水手段から供給する水（例えば、冷水又は好ましくは温水）を用いて、分解処理室３内部の温度制御を行い、分解処理室３内部の温度を微生物の生育に適した温度に維持することもできる。
分解処理室３の内部に、温度、湿度、及び／又は酸素濃度などのセンサを設置すると、排水量、給水量、通気量、温度、及び湿度を自動的に制御することができるので好ましい。
【００２９】
なお、微生物による有機廃棄物の分解は発熱反応であるので、分解が進行するにつれて分解処理室内部の温度が上昇する。従って、分解処理室の温度を上昇させるための温度調節手段を設ける必要はないが、分解処理を最初に開始する際、又は被処理物が減少して微生物の分解処理量が減少した場合など、発熱量が低下した場合であっても、分解処理室内の温度を上昇させて微生物の生育至適温度を維持することができるので、加温可能な温度調節手段を設けることが好ましい。一方、微生物の有機廃棄物分解により過剰な発熱量が生じて微生物の生育至適温度を超えた場合には、温度調節手段の温度調節媒体（例えば、水又は空気など）の温度を微生物の生育至適温度に保つか又はその生育至適温度よりも低温にすることにより分解処理室内部の温度を微生物の生育至適温度まで低下させることもできるので、温度調節媒体を用いるタイプの温度調節手段であることが好ましい。
【００３０】
前記円筒状分解槽１０の円盤状側壁部１０ｂにおいては、前記の給排気管系１１、前記の給排水管系１２、及び前記の温水供給管１３ａのパイプラインを統括的にまとめる回転ジョイント１４及び総合管１５を設けることが好ましい。総合管１５の先端に、前記の給排気管系１１と連絡する強制通気手段（図示せず）を設けることができる。
【００３１】
本発明の有機廃棄物分解装置１においては、分解処理室３の内部の微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物に対して、後述するように、回転を停止した静止状態で微生物処理を実施する。その際の分解処理室３と、給気室４及び排気室５の位置関係は特に限定されないが、給気室４を分解処理室３の下方に位置させ、排気室５を分解処理室３の上方に位置させ、分解処理室３の下方から上方の方向へ強制通気を行うのが好ましい。この場合、前記の給水管１１ａを、分解処理室３の上方に位置する排気室５に接続させ、排水管１１ｂを、分解処理室３の下方に位置する給気室４に接続させることが好ましい。
【００３２】
なお、本発明の有機廃棄物分解装置１においては、横回転型円筒状分解槽１０の回転中には、給気室及び排気室を最初から確定せずに、横回転型円筒状分解槽１０の回転を停止して、静止状態にした際に、分解処理室３の下方に位置する部屋を給気室４とし、分解処理室３の上方に位置する部屋を排気室５として使用することもできる。この場合は、２つの給・排気室にそれぞれ接続する給排気管系１１及び給排水管系１２を適宜切り替えることが好ましい。
【００３３】
本発明による有機廃棄物分解装置１は、円筒状分解槽１０の内側表面の一部に多孔性隔壁６，７を設けるので、分解処理室３の断面形状は、真円の一部を直線又は曲線で切り欠いた扁平な形状となる。すなわち、多孔性隔壁６，７が真円断面の円筒体の内壁面上から突出した構造を有するので、微生物担持担体及び有機廃棄物を収容して回転させた場合には、それらを効率よく撹拌することができるので、円筒状分解槽１０の内側表面に、通常の撹拌羽根を設ける必要はないが、通常の撹拌羽根を設けることによって撹拌効率を向上させることが好ましい。
【００３４】
本発明者は、本発明の有機廃棄物分解装置１において、横回転型円筒状分解槽１０の内部に、前記円筒状分解槽１０が前記回転軸を中心に回転した場合に、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物を、その回転軸が延びる方向へ移動させる軸方向移動用撹拌手段を配置すると、撹拌効率を更に向上させることもできることを見出した。また、本発明の有機廃棄物分解装置１においては、横回転型円筒状分解槽１０の内部に、前記円筒状分解槽１０が前記回転軸を中心に回転した場合に、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物を、その回転方向へ移動させる回転方向移動用撹拌手段を配置することが好ましい。
【００３５】
図３は、前記軸方向移動用撹拌手段の一態様である三角柱型撹拌板２１の斜視図であり、図４は、前記回転方向移動用撹拌手段の一態様である平板型撹拌板２４の斜視図である。
三角柱型撹拌板２１は、三角柱型の撹拌主体板２２を有し、場合により、その上面に設けた撹拌補助板２３を含むことができる。三角柱型撹拌板２１は、その三角柱型撹拌主体板２２の１つの大略直角三角形状底面２２ｄで前記分解処理室３の内側ドラム２の内壁面、及び／又は多孔性隔壁６，７の分解処理室側壁面の上に固定して設けることができる。三角柱型撹拌主体板２２が有する３つの側面２２ａ，２２ｂ，２２ｃの内、大略直角で交わる２側面２２ａ，２２ｃは、一方の側面２２ａが、横回転型円筒状分解槽１０の回転軸と実質的に平行であり、もう一方の側面２２ｃが前記回転軸と実質的に垂直方向に延びる（以下、前記側面２２ａを平行側面２２ａと称することがある）。また、第３の側面２２ｂが前記回転軸の延びる方向から偏向している（以下、この側面２２ｂを偏向側面２２ｂと称することがある）。
【００３６】
前記の三角柱型撹拌板２１を有する横回転型円筒状分解槽１０が、図３に示す矢印Ｙの方向に回転すると、前記の平行側面２２ａと接する微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物は、矢印Ｙの方向（すなわち、回転方向）に移動する。一方、この三角柱型撹拌板２１を有する横回転型円筒状分解槽１０が、図３に示す矢印Ｘの方向に回転すると、前記の偏向側面２２ｂと接する微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物は、矢印Ｘの方向（すなわち、回転方向）に移動すると共に、図３に示す矢印Ａの方向（すなわち、横回転型円筒状分解槽１０の軸方向）にも移動する。
【００３７】
前記の撹拌補助板２３は、前記分解処理室３の内側ドラム２の内壁面、及び／又は多孔性隔壁６，７の分解処理室側壁面と実質的に平行に設置（従って、前記の平行側面２２ａや偏向側面２２ｂとは垂直に設置）することが好ましい。また、前記の回転方向の撹拌を補助するためには、平行側面２２ａの上部に突出させた撹拌補助板２３として設置することが好ましい。更に、前記の軸方向の撹拌を補助するために、偏向側面２２ｂの上部に突出させた撹拌補助板２３’（仮想線で示す）を設置することもできる。
【００３８】
前記軸方向移動用撹拌手段としては、図３に示す前記三角柱型撹拌板２１において、底面を直角三角形から二等辺三角形に変更した形状の三角柱型撹拌板を用いることもできる。こうした二等辺三角形型撹拌板を用いると、２つの側面を前記回転軸の延びる方向に対して偏向して設置することができ、横回転型円筒状分解槽１０の回転方向とは無関係に、回転方向撹拌と軸方向撹拌を実施することができる。
【００３９】
平板型撹拌板２４は、平板型の撹拌主体板２５を有し、場合により、その上面に設けた撹拌補助板２６を含むことができる。平板型撹拌主体板２５は、その１つの大略長方形状底面で、前記分解処理室３の内側ドラム２の内壁面、及び／又は多孔性隔壁６，７の分解処理室側壁面の上に固定して設けることができる。平板型撹拌主体板２５の相互に平行な２対の側面の内、面積の大きい２側面２５ａは前記回転軸と実質的に平行であり、面積の小さい２側面２５ｂは前記回転軸と実質的に垂直方向に延びている。この平板型撹拌主体板２５を有する横回転型円筒状分解槽１０が、図４に示す矢印Ｘの方向に回転すると、前記側面（平行側面）２５ａと接する微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物は、矢印Ｘの方向（すなわち、回転方向）に移動し、矢印Ｙの方向に回転すると、矢印Ｙの方向（すなわち、回転方向）に移動する。
【００４０】
前記の撹拌補助板２６は、前記分解処理室３の内側ドラム２の内壁面、及び／又は多孔性隔壁６，７の分解処理室側壁面と実質的に平行に設置（従って、前記の平行側面２５ａとは垂直に設置）することが好ましい。前記三角柱型撹拌板２１による回転方向の撹拌を補助するために、前記三角柱型撹拌板２１に設ける撹拌補助板２３と同じ方向に突出させて１つの側面（平行側面）２５ａの上部に突出させて設置することが好ましい。更に、前記側面（平行側面）２５ａの裏面であるもう１つの側面（平行側面）２５ａの上部に突出させた撹拌補助板２６’（仮想線で示す）を設置することもできる。
【００４１】
なお、平板型撹拌板２４の平行側面２５ａを、前記円筒状分解槽１０の前記回転軸が延びる方向に対して偏向させて配置することにより、この平板型撹拌板２４を、前記軸方向移動用撹拌手段として用いることもできる。また、こうした平板型撹拌板を、前記分解処理室３の内側ドラム２の内壁面、及び／又は多孔性隔壁６，７の分解処理室側壁面において、軸方向に連続的な帯状体として配置することもできる。更に、例えば、特開２０００−３１７４２９号公報記載の衝立板のように、螺旋状に曲げた連続的帯状体を設けることもできる。
本発明においては、これら複数種の軸方向移動用撹拌手段の１種又はそれらの組み合わせを適宜選択し、更に、前記の平板型撹拌板２４と組み合わせて用いることができる。
【００４２】
図２に示す横回転型円筒状分解槽１０の分解処理室３の内壁には、前記の三角柱型撹拌板２１及び平板型撹拌板２４がそれぞれ複数個設置されている。図５は、三角柱型撹拌板２１及び平板型撹拌板２４の設置状態を説明するために、円筒状側壁部１０ａの内側表面を展開した説明図である。円筒形立体の内側表面の展開図であるので、図５の上端と下端とは連続する曲面の同一の部分を意味し、右端及び左端は、それぞれ円盤状側壁部１０ｂ，１０ｃに接しており、そして横回転型円筒状分解槽１０の回転は、図５の上下方向（矢印Ｘ，Ｙの方向）への移動に相当する。
【００４３】
三角柱型撹拌板２１は、平行側面２２ａが回転方向（矢印Ｘ，Ｙの方向）に対して垂直に配置されており、偏向側面２２ｂが回転方向（矢印Ｘ，Ｙの方向）に対して偏向して配置されている。平板型撹拌板２４は、２つの側面（平行側面）２５ａのいずれの面も回転方向（矢印Ｘ，Ｙの方向）に対して垂直に配置されている。三角柱型撹拌板２１及び平板型撹拌板２４上の撹拌補助板２３，２６は、それぞれ、矢印Ｙの方向の撹拌を補助する方向に設ける。
【００４４】
図５の態様では、横回転型円筒状分解槽１０の回転方向（矢印Ｘ，Ｙの方向）に向かって３つの三角柱型撹拌板２１と３つの平板型撹拌板２４とを交互に配置した撹拌板（計６つ）の列を１セットとする撹拌板列２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを、横回転型円筒状分解槽１０の軸方向（矢印Ａの方向）に配置する。こうした配置を有する横回転型円筒状分解槽１０に対して、円盤状側壁部１０ｃ側に設けた静止管３５（図２及び図５の破線参照）の方向から被処理有機廃棄物を挿入して、横回転型円筒状分解槽１０を矢印Ｙの方向に回転させると、分解処理室３の内部の微生物担持担体に対し、被処理有機廃棄物は、横回転型円筒状分解槽１０の回転方向に移動して撹拌される。
【００４５】
一方、横回転型円筒状分解槽１０を、前記とは逆の矢印Ｘの方向に回転させると、撹拌板列２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの三角柱型撹拌板２１と接触する微生物担持担体と被処理有機廃棄物との混合物は、矢印Ｘの方向（すなわち、回転方向）に移動すると共に、横回転型円筒状分解槽１０の軸方向にも移動する。ここで、撹拌板列２７ａ，２７ｂ，２７ｃの三角柱型撹拌板２１の偏向側面２２ｂは、いずれも矢印Ａの方向へ混合物を移動させる方向に偏向しているので、撹拌板列２７ａ，２７ｂ，２７ｃの三角柱型撹拌板２１と接触する混合物は、いずれも矢印Ａの方向へ移動する。すなわち、一方の円盤状側壁部１０ｃ側からもう一方の円盤状側壁部１０ｂの方向へ移動させる。また、撹拌板列２７ｄの三角柱型撹拌板２１の偏向側面２２ｂは、いずれも矢印Ａの方向とは逆方向へ混合物を移動させる方向に偏向しているので、撹拌板列２７ａ，２７ｂ，２７ｃによって移動してきた混合物を、逆方向へ移動させる。すなわち、一方の円盤状側壁部１０ｂ側からもう一方の円盤状側壁部１０ｃの方向へ移動させる。
【００４６】
本発明の有機廃棄物分解装置１においては、分解処理室３の内部に、三角柱型撹拌板２１のような軸方向移動用撹拌手段と、平板型撹拌板２４のような回転方向移動用撹拌手段とを設け、横回転型円筒状分解槽１０を両方向に回転させることにより、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物が、回転方向だけでなく、軸方向にも移動して撹拌が行われるので、微生物担持担体と被処理有機廃棄物との撹拌を効率的に実施することができ、回転回数を削減することができる。
【００４７】
分解処理室３の内部に設ける三角柱型撹拌板２１及び平板型撹拌板２４の数は、微生物担持担体と被処理有機廃棄物との前記の撹拌を効率的に実施することができる限り、特に限定されない。また、三角柱型撹拌板２１の偏向側面２２ｂを偏向させる方向（角度）も同様に限定されない。
【００４８】
図６に、三角柱型撹拌板２１及び平板型撹拌板２４の別の配置態様を説明する分解処理室表面の展開図を示す。図６に示す配置は、被処理有機廃棄物の挿入が、円盤状側壁部１０ｂ，１０ｃ側からではなく、それら円盤状側壁部１０ｂ，１０ｃ間の中央部から行われる場合、例えば、図１に示す微生物担持担体挿入・排出部１８から行われる場合に適している。なお、図６に示すように、微生物担持担体挿入・排出部１８の蓋部１６の内側には、三角柱型撹拌板２１及び平板型撹拌板２４を設ける必要はないが、蓋部１６の内側にも、三角柱型撹拌板２１及び平板型撹拌板２４を設けることができる。
【００４９】
本発明による有機廃棄物分解装置及び有機廃棄物分解方法において微生物を担持するために使用する担体としては、当技術分野で使用される任意の公知担体を使用することができ、例えば、吸水性が高く、軽くて且つ比表面積の大きな有機物、例えば、木材のおがくずやチップ、もみ殻、そば殻等、並びに一部の岩石やセラミック等を挙げることができる。有機担体と無機担体は、被処理有機廃棄物の種類により、適宜選択して用いることが好ましい。例えば、水分含有量が高い有機廃棄物を処理する場合には、無機担体、例えば、セラミック担体の量を多くするか、あるいは無機担体、例えば、セラミック担体のみを用いることにより、水はけを向上させることができる。
【００５０】
本発明に用いることができる微生物は、廃棄物分解装置及び分解方法で用いられる通常の好気性菌である限り特に限定されるものではない。使用する微生物の種類も、被処理有機廃棄物の種類により、適宜選択して用いることができる。例えば、被処理有機廃棄物が油分を多く含み、好気性発酵によって温度が上昇する傾向がある場合には、好高温性好気性微生物、例えば、約５０℃〜約７０℃に好適生育条件を有する好高温性好気性微生物を用いることができる。一方、被処理有機廃棄物が野菜類を多く含み、好気性発酵によって温度が上昇しない傾向がある場合には、好低温性好気性微生物、又は好常温性好気性微生物（例えば、約３０℃〜約４０℃に好適生育条件を有する微生物）を用いることができる。
【００５１】
本発明において処理することのできる有機廃棄物も、通常の有機廃棄物分解装置及び分解方法によって処理される有機廃棄物である限り特に限定されるものではないが、例えば、レストランや食品加工工場、あるいは一般家庭や食品生産工場等から排出される食料品系有機廃棄物、特には、残飯又は野菜くず等の生ゴミを挙げることができる。
本発明に係る有機廃棄物処理装置及び有機廃棄物処理方法によると、前記有機廃棄物を、堆肥化することもできるが、完全に炭酸ガスと水とに分解して消滅させることもできる。従って、本発明は、堆肥化用の有機廃棄物処理装置及び有機廃棄物処理方法、並びに有機廃棄物消滅用の有機廃棄物処理装置及び有機廃棄物処理方法に関する。堆肥化用装置として利用する場合には、分解処理室内の堆肥と微生物担持担体との混合物を取り出すための排出手段を適当な位置に設け、バッチ処理又は連続処理を行うことができる。
【００５２】
本発明による有機廃棄物分解装置の円筒状分解槽内部の多孔性隔壁に用いることのできる材料は、水及び気体（例えば、空気、水蒸気、あるいは炭酸ガス）は通過可能であるが、微生物担持担体及び有機廃棄物は通過することができない多孔性物質であれば特に限定されず、例えば、当業者に公知の通水性ボード、通水性布帛やフィルタ素材を金属製メッシュ上に担持させたもの、又は目の細かい金網若しくは孔径の小さい貫通孔を有する金属板であることもできる。
【００５３】
本発明による有機廃棄物分解装置１においては、円筒状分解槽１０を、その本体に直接、又は支持手段を介して間接的に連動する動力、例えばモータを設けて、自動的に回転させることもできるし、ハンドルを設けて手動で回転させることもできる。本発明による有機廃棄物分解装置１は、分解装置であり、被処理有機廃棄物は完全に分解されて炭酸ガスと水とに分解されて排出されるので、静止状態での分解過程の進行につれて微生物担持担体と有機廃棄物との間に空隙が順次形成される。従って、横回転型円筒状分解槽１０を定期的に回転させることにより、微生物担持担体と有機廃棄物とを攪拌して、前記の空隙をなくし、微生物担持担体と有機廃棄物との接触面積が多くなるように維持することが好ましい。
【００５４】
次に、図１及び図２等に示す有機廃棄物分解装置を用いて、本発明による有機廃棄物の分解方法を実施する態様を、他の添付図面も参照しながら説明する。
まず、図１及び図２に示す横回転型円筒状分解槽１０の分解処理室３内に、図１に示す挿入・排出部１８の開口部１７から未使用の微生物担持担体（図示せず）を挿入し、蓋部１６を閉めて分解処理室３を密閉し、そして給排気管系１２による空気の循環、及び温水管１３による温水の循環、及び必要により給水管１１ａによる給水を開始する。こうして、微生物担持担体における微生物を活性化させる。
【００５５】
続いて、被処理物挿入手段３０のモータ３２を回転させて、被処理有機廃棄物（図示せず）をホッパ３１中に挿入する。有機廃棄物は、螺旋コンベヤ３３の静止管３５内を、螺旋パドル３６に押されながら移動し、分解処理室３内に挿入される。有機廃棄物の挿入操作の際に、横回転型円筒状分解槽１０を、図２及び図５の矢印Ｘの方向に回転させる。図５の矢印Ａの方向で螺旋パドル３６から送り込まれた有機廃棄物は、微生物担持担体と共に、撹拌板列２７ａ，２７ｂ，２７ｃに含まれる三角柱型撹拌板２１の偏向側面２２ｂに沿って、挿入口側の円盤状側壁部１０ｃから離れる方向（すなわち、図２及び図５の矢印Ａの方向）に移動する。
【００５６】
一方、挿入口とは反対側の円盤状側壁部１０ｂ付近に位置する微生物担持担体及び有機廃棄物（以下、処理体混合物とも称する）は、撹拌板列２７ｄに含まれる三角柱型撹拌板２１の偏向側面２２ｂに沿って、挿入口側の円盤状側壁部１０ｃへ向かう方向（すなわち、図２及び図５の矢印Ａの方向とは逆方向）に移動する。なお、３列の撹拌板列２７ａ，２７ｂ，２７ｃの内、挿入口側の円盤状側壁部１０ｃから最も離れた位置に配置する撹拌板列２７ｃに含まれる各三角柱型撹拌板２１と、挿入口とは反対側の円盤状側壁部１０ｂ側に配置する撹拌板列２７ｄに含まれる各三角柱型撹拌板２１とは、それらの偏向側面２２ｂが、図５に示すように、回転方向に変位するように配置しているので、３列の撹拌板列２７ａ，２７ｂ，２７ｃによって、挿入口側の円盤状側壁部１０ｃから離れる方向（すなわち、図２及び図５の矢印Ａの方向）に移動する処理体混合物は、挿入口とは反対側の円盤状側壁部１０ｂの付近にまで移動することができ、軸方向撹拌は、効率よく実行される。
【００５７】
軸方向撹拌が完了して、有機廃棄物が分解処理室３の内部に軸方向に均一に拡散された状態で、有機廃棄物の挿入と横回転型円筒状分解槽１０の矢印Ｘの方向への回転を停止する。続いて、横回転型円筒状分解槽１０を、矢印Ｙの方向へ逆回転させる。図７は、この状態の横回転型円筒状分解槽１０の模式的断面図である。なお、図７では、微生物担持担体５１と、被処理有機廃棄物５２との処理体混合物の移送状態を説明することが目的なので、横回転型円筒状分解槽１０の外側断熱材層８及び内側ドラム２、分解処理室３、給気室４及び排気室５、多孔性隔壁６，７、三角柱型撹拌板２１、及び平板型撹拌板２４のみを示す。
【００５８】
図７に示すとおり、横回転型円筒状分解槽１０を矢印Ｙの方向へ回転させると、矢印Ｙの回転方向に垂直な平面である平行側面２２ａ，２５ａにより、微生物担持担体５１と、被処理有機廃棄物５２との処理体混合物が移送され、矢印Ｙの回転方向と同じ方向に処理体混合物が移動し、攪拌される。また、三角柱型撹拌板２１及び平板型撹拌板２４は、それぞれ撹拌補助板２３，２６を有するので、多くの処理体混合物を保持して移送することができる。三角柱型撹拌板２１及び平板型撹拌板２４によって運ばれた処理体混合物は、分解処理室３の上方において三角柱型撹拌板２１及び平板型撹拌板２４から重力に従って落下し、回転分解処理室３の内部に形成される処理体混合物の斜面に沿って滑り落ちる。前記斜面の傾斜角度は、「安息角」となる。安息角とは、粒状の物質を堆積させたときに、その面が崩れずに安定する最大傾斜角であり堆積される物質の粒度、粘度、湿度等の条件によって変化するが、それらの条件を一定に保つことによって概ね予想することができる。
【００５９】
前記のように、横回転型円筒状分解槽１０を、矢印Ｙの方向へ回転させることにより、回転方向での撹拌を行い、充分に均一に撹拌が完了した後、横回転型円筒状分解槽１０の矢印Ｙの方向への回転を停止する。続いて、必要により、残りの有機廃棄物の挿入操作や、軸方向撹拌を行うための矢印Ｘの方向へ回転操作、更には、回転方向撹拌を行うための矢印Ｙの方向へ回転操作を実施することができる。
【００６０】
横回転型円筒状分解槽１０の回転を停止する際には、図８に示すように、微生物担持担体５１と被処理有機廃棄物５２との処理体混合物の安息角によって規定される斜面Ｓと、多孔性隔壁６とが、ほぼ平行になる位置で停止させる。この状態では、処理体混合物５０の層厚が、多孔性隔壁６の上において、ほぼ均一になる。処理体混合物５０の層厚をほぼ均一に維持した状態で、横回転型円筒状分解槽１０を静止させ、微生物担持担体５１上の微生物により、被処理有機廃棄物５２の好気的発酵を実施する。
本発明方法においては、例えば、横回転型円筒状分解槽１０の円筒状側壁部１０ａや、円盤状側壁部１０ｂ，１０ｃ上に、内部観察用の窓を設けて前記の安息角を決定するか、あるいは、簡単なパイロット試験を実施して安息角を決定することができる。
【００６１】
図８に示すように、内側ドラム２の給気室４内には、給気管１２ａと連結する給気口１２ｃから、新鮮な空気が送風される。この空気は、多孔性隔壁６を通過し、分解処理室３内の処理体混合物５０の間を通過し、多孔性隔壁７を通過して排気口１２ｄを経て、排気管１２ｂから排気される。この際、処理体混合物５０は、ほぼ均一の厚さを有するので、多孔性隔壁６上で通気抵抗がほぼ等しくなり、処理体混合物５０の全体に亘って空気が均一に通気する。
【００６２】
なお、図９に示すとおり、分解処理室３の側壁は、横回転型円筒状分解槽１０の円筒状側壁部の湾曲した内壁に沿って形成されるので、多孔性隔壁が、図９の仮想線で示すような平板状の多孔性隔壁６’であると、安息角斜面Ｓ及びそれに平行な前記平板状多孔性隔壁６’の間に堆積する処理体混合物５０の断面形状は、長方形状にはならず、両端部に湾曲突出部Ｐ３及びＲ３を有する。ここで、前記平板状多孔性隔壁６’の中央部領域Ｑｗには、処理体混合物Ｑ１のみが堆積するのに対し、中央部領域Ｑｗと同一底面積を有する一方の端部領域Ｐｗには、混合物Ｐ１及びＰ３が堆積し、中央部領域Ｑｗと同一底面積を有するもう一方の端部領域Ｒｗには、処理体混合物Ｒ１及びＲ３が堆積する。ここで、処理体混合物Ｑ１と処理体混合物Ｐ１及びＲ１はそれぞれ同じ体積であるので、両端部領域Ｐｗ，Ｒｗには、処理体混合物Ｐ１，Ｒ１が余分に堆積していることになる。このような状態で給気室４から空気を矢印Ｂの方向で多孔性隔壁６’に向かって強制的に供給すると、中央部領域Ｑｗでの通気抵抗は、両端部領域Ｐｗ，Ｒｗでの通気抵抗よりも低くなるので、両端部領域Ｐｗ，Ｒｗの処理体混合物５０には充分に空気が供給されないことになる。
【００６３】
そこで、本発明では、多孔性隔壁６を湾曲させることにより、中央部領域Ｑｗでの通気抵抗と、両端部領域Ｐｗ，Ｒｗでの通気抵抗とを実質的に等しくなるように調整する。すなわち、多孔性隔壁６を湾曲させると、中央部領域Ｑｗには、体積の比較的大きい処理体混合物Ｑ２の部分が増加するのに対し、両端部領域Ｐｗ，Ｒｗでは、体積の比較的小さい処理体混合物Ｐ２，Ｒ２の部分が増加するだけであるので、中央部領域Ｑｗ上の処理体混合物Ｑ（＝Ｑ１＋Ｑ２）と、一方の端部領域Ｐｗ上の処理体混合物Ｐ（＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）と、もう一方の端部領域Ｒｗ上の処理体混合物Ｒ（＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）とは、それらの体積が実質的に同一になり、従って、通気抵抗も実質的に等しくなり、矢印Ｂから矢印Ｃへの強制通気が処理体混合物５０に関して均一になる。
なお、本明細書において、前記の多孔性隔壁が前記回転軸と「実質的に平行」に延びるとは、上記のように、通気抵抗が実質的に等しくなるような態様で湾曲している場合を含む意味である。
【００６４】
本発明の有機廃棄物分解装置においては、処理体混合物を通過した気体を、分解処理室の内部から横回転型円筒状分解槽の外部へ排出することができる限り、任意の位置に任意の排気手段を設けることができる。
例えば、前記横回転型円筒状分解槽が、その内部に１つの分解処理室と１つの給気室とを有し、排気室を設けない場合には、例えば、分解処理室の壁面に排気口を設けることができる。また、図２（並びに図７及び図８）に示す態様のように、前記横回転型円筒状分解槽１０が、その内部に１つの分解処理室３と１つの給気室４と１つの排気室５を有する場合には、例えば、排気室５の壁面に排気口を設けることができる。
【００６５】
更に、図１及び図２に示すとおり、横回転型円筒状分解槽１０の外部から内部に貫通する螺旋コンベヤ３３を有する被処理物挿入手段３０を設ける場合には、被処理物挿入手段３０のホッパ３１から排気することができるので、被処理物挿入手段３０を排気手段として用いるか、あるいは排気手段の一部として用いることができる。この場合には、横回転型円筒状分解槽１０に排気室を設ける必要がない。更に、被処理物挿入手段３０を排気手段として用いる場合には、別途にその他の排気手段を設ける必要もない。
【００６６】
例えば、処理体混合物５０の量が少なく、分解処理室３の内部で螺旋コンベヤ３３の静止管３５が処理体混合物５０の表面から露出する場合には、給気室４から多孔性隔壁６を経て分解処理室３に供給される空気を、処理体混合物５０に通気した後、静止管３５の中を通過させてホッパ３１から排気することができる。一方、処理体混合物５０の量が多く、分解処理室３の内部で静止管３５が処理体混合物５０の表面下に埋没する場合には、例えば、静止管３５の分解処理室３内の領域に排気塔（図示せず）を設け、この排気塔と、静止管３５と、ホッパ３１とから排気手段を構成することができる。前記排気塔の上部に排気口を設け、この排気口を処理体混合物５０の安息角斜面Ｓの上に露出させる。また、前記排気塔は、前記静止管３５の側面から前記安息角斜面Ｓに対して垂直方向に延びるのが好ましい。前記排気塔を設けた場合には、空気は、給気室４から多孔性隔壁６を経て分解処理室３に入り、処理体混合物５０の間を通過し、排気塔の排気口を経て、静止管３５の中を通過してホッパ３１から排気される。
なお、軸シール部３４とホッパ３１との間の静止管３５の側面に排気用開口部（図示せず）を設け、その排気用開口部から排気することもできる。
【００６７】
また、横回転型円筒状分解槽１０に、図１及び図２に示すような被処理物挿入手段３０を設けず、図１に示すような微生物担持担体挿入・排出部１８を横回転型円筒状分解槽１０の円筒状側壁部１０ａに設け、その微生物担持担体挿入・排出部１８から被処理物を挿入する態様の有機廃棄物分解装置においては、横回転型円筒状分解槽の回転軸の位置に、排気パイプ（図示せず）を設けることができる。すなわち、この排気パイプは、図２に示す被処理物挿入手段３０の静止管３５と同様の位置に設け、横回転型円筒状分解槽の外部に排気することができる。また、この排気パイプの側面から、処理体混合物の安息角斜面の上に露出する方向に延び、好ましくは前記安息角斜面Ｓに対して垂直方向に延びる排気塔を設け、その排気塔の上部に設けた排気口から排気パイプを経て、横回転型円筒状分解槽の外部に排気することができる。なお、前記の排気パイプにも、前記静止管３５と同様に軸シール部を設け、前記排気パイプを密封すると共に、横回転型円筒状分解槽の回転から独立させて静止状態（非回転状態）を維持させるのが好ましい。
【００６８】
本発明の有機廃棄物分解装置においては、脱臭手段を設けることができる。脱臭手段は、前記排気手段に設けるのが好ましい。
例えば、前記の横回転型円筒状分解槽１０が、その内部に１つの分解処理室と１つの給気室とを有し、排気室を設けない場合には、分解処理室壁面に設けた排気口、排気管の一部、及び／又は排気管の出口に脱臭手段を設け、脱臭した空気を排出することが好ましい。また、前記の横回転型円筒状分解槽１０が、排気室を有する場合には、前記排気室壁面に設けた排気口、排気管の一部、及び／又は排気管の出口に脱臭手段を設け、脱臭した空気を排出することが好ましい。
なお、前記脱臭手段を設ける場合には、強制送風手段及び強制吸引手段を併用することが好ましい。
【００６９】
内側ドラム２の排気室５には、給水管１１ａと連絡する給水口１１ｄが設けられており、微生物の生育に最適な条件よりも湿度が不足している場合に、水分を供給することができる。給水口１１ｄから供給された水は、多孔性隔壁７を通過して、処理体混合物５０に供給される。被処理有機廃棄物に含まれる有害な過剰水分、ドレン、及び可溶性物質は、多孔性隔壁６を通過して分解処理室３から給気室４内に入り、排水口１１ｃを経て、排水管１１ｂから排水される。ここで、排水口１１ｃは、図８に示すように、横回転型円筒状分解槽１０の回転を停止した静止状態において、横回転型円筒状分解槽１０の重力方向の最下部に位置するように設けるのが好ましい。なお、被処理有機廃棄物の分解によって発生した水分は、主に水蒸気となり、排気手段から排出される。処理体混合物に対して給水中及び／又は給水した後には、処理体混合物を撹拌して、処理体混合物内に均一に水分を分散させることが好ましい。処理体混合物に水分を供給するには、給水口を、前記の通り排気室内に設けることが好ましいが、給気室又は分解処理室内に給水口を設けても、給水中及び／又は給水後に処理体混合物を撹拌することにより、処理体混合物全体にわたって水分を供給することができる。
【００７０】
本発明においては、被処理有機廃棄物に含まれる余分な水分を除去したり、あるいは、微生物の生育に必要な水分を供給した後で、撹拌工程を実施して、被処理有機廃棄物と微生物担持担体とを充分に混合することが好ましい。
微生物に供給する水とは別に、所望により、温度制御水、例えば、温水管１３からの温水を流して、内側ドラム２内の温度を微生物の生育に最適な温度に維持することが好ましい。
【００７１】
微生物による分解が進行すると、有機廃棄物が炭酸ガスと水とに分解されて排出されるので、微生物担持担体と有機廃棄物との間に空隙が逐次形成される。前記空隙を放置しておくと、微生物担持担体と有機廃棄物との接触面積が減少して、分解に参加する微生物数が減少し、分解速度が低下してしまう。従って、微生物担持担体と有機廃棄物との緊密な接触を維持するために、横回転型円筒状分解槽１０を定期的に回転させて攪拌することが好ましい。微生物処理の完了は、例えば、横回転型円筒状分解槽１０の円筒状側壁部１０ａや、円盤状側壁部１０ｂ，１０ｃ上に設けた内部観察用の窓から確認することができる。
【００７２】
本発明の有機廃棄物分解装置１においては、多孔性隔壁６，７の目詰まりを、例えば、逆洗浄によって解消することができる。すなわち、排気管１２ｂから内側ドラム２の内部に空気を送って、給気管１２ａから空気を排出することにより、多孔性隔壁６，７の目詰まりを解消することができる。また、排水管１１ｂから水を供給して、給水管１１ａから水を排出する操作を併用するか、あるいはその操作を単独で実施して、前記目詰まりを解消することもできる。なお、微生物分解により前記目詰まりを解消することもできる。
【００７３】
本発明の有機廃棄物分解装置１においては、被処理有機廃棄物挿入手段、例えば、廃棄物自動投入装置３０から前記分解処理室３内に被処理有機廃棄物を挿入する際に、横回転円筒型分解槽１０の回転軸を水平方向から垂直方向へ傾斜させ、重力を利用して被処理有機廃棄物を前記分解処理室３の内部へ進入させることができる。例えば、図１に示す本発明の有機廃棄物分解装置１の全体を適当な基台（図示せず）上に設置し、その基台に連結して設けたリフト手段により、廃棄物自動投入装置３０を設けた円盤状側壁部１０ｃ側が上方（重力方向に対して）となり、反対側の円盤状側壁部１０ｂ側が下方（重力方向に対して）となるように、有機廃棄物分解装置１を矢印Ｕの方向に持ち上げ、結果として前記円筒状分解槽１０を傾斜させることができる。持ち上げる角度は、水平方向と垂直方向との間の任意の角度であることができ、挿入する被処理有機廃棄物の進入程度によって適宜選択することができる。
【００７４】
前記円筒状分解槽１０の傾斜は、被処理有機廃棄物の挿入時に限定されず、前記円筒状分解槽１０を回転させて前記分解処理室３内で被処理有機廃棄物を撹拌する段階で前記円筒状分解槽１０を傾斜させることもできる。但し、微生物発酵を実施する前に、横回転円筒型分解槽１０の回転軸を水平方向に戻し、この水平状態で横回転円筒型分解槽１０を回転させ、分解処理室３の内部の微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物の安息角斜面Ｓと、多孔性隔壁とが実質的に平行な状態で停止することができるように、撹拌工程を行うことが好ましい。
【００７５】
本発明の有機廃棄物分解装置１は、家庭用の小型装置であることも、あるいは食品加工工場用の大型装置であることもできる。本発明の有機廃棄物分解装置１が、大型装置である場合は、例えば、円筒状側壁部１０ａ、又は円盤状側壁部１０ｂ，１０ｃに開口部を設け、修理工が前記分解処理室３の内部に入り、メンテナンスや修理を行うことができる。あるいは、円盤状側壁部１０ｂ，１０ｃの全体を開放可能な構造にするか、着脱自在の構造とすることもできる。
【００７６】
本発明の有機廃棄物分解装置においては、例えば、長期間の使用により、微生物担持担体に塩分又はその他の付着物が付着して微生物の活性を阻害することがある。このような場合には、例えば、給水手段から分解処理室へ洗浄水を供給して、微生物担持担体を洗浄し、塩分又はその他の付着物を溶出することができる。この場合、洗浄水を微生物担持担体に噴射すると、微生物が担体から剥離されることがあるので、微生物担持担体を洗浄水に浸漬させて溶出処理を実施することが好ましい。
また、分解処理室から排出された排水は、そのまま、あるいは物理的、化学的、及び／又は生物学的浄化処理をした後に、一部又は全部を循環させて、給水として再び分解処理室内に供給することができる。排水を循環させると、水の節約になるのみでなく、排水の水質汚染度、すなわち、ＢＯＤを低下することができるので好ましい。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によると、円筒状分解槽の回転を停止した静止状態においても、微生物担持担体及び被処理有機廃棄物の混合物への効率的な通気を行うことができるので、円筒状分解槽の回転数を減少させることができ、従って担体の寿命が延長される。また、有害な過剰水分を除去することにより、微生物への通気が保証されるので、嫌気性発酵を防止することができる。また、円筒状分解槽の回転数が少ないので、糊化、餅化、又はガム状化の現象を抑制することができる。
また、本発明において、分解処理室内に軸方向移動用撹拌手段を設けることにより、分解処理室内での回転方向撹拌と軸方向撹拌とを効率的に実施することができるので、円筒状分解槽の回転数を更に減少させることができる。
本発明に係る有機廃棄物処理装置及び有機廃棄物処理方法は、堆肥の製造、いわゆるコンポスト化に用いることもできるが、好気性微生物にとって良好な生育条件を維持することができるので、短時間で有機廃棄物を水と炭酸ガスとに分解し、消滅させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による有機廃棄物分解装置の斜視図である。
【図２】図１の有機廃棄物分解装置に含まれる横回転型円筒状分解槽の内部構造、及び被処理有機廃棄物挿入手段の構造を示す部分断面図である。
【図３】ドラム内壁面上に配置された三角柱型撹拌板の斜視図である。
【図４】ドラム内壁面上に配置された平板型撹拌板の斜視図である。
【図５】図１及び図２に示す横回転型円筒状分解槽における三角柱型撹拌板及び平板型撹拌板の配置を模式的に示す、分解処理室表面の展開図である。
【図６】横回転型円筒状分解槽における三角柱型撹拌板及び平板型撹拌板の別の配置を模式的に示す、分解処理室表面の展開図である。
【図７】図１及び図２の横回転型円筒状分解槽における回転方向攪拌の状態を示す、横回転型円筒状分解槽の模式的な断面図である。
【図８】図１及び図２の横回転型円筒状分解槽の静止状態における微生物分解操作を示す、模式的な断面図である。
【図９】湾曲型多孔性隔壁による均質通気の原理を説明する、横回転型円筒状分解槽の模式的な断面図である。
【符号の説明】
１・・・有機廃棄物分解装置；２・・・内側ドラム；３・・・分解処理室；
４・・・給気室；５・・・排気室；６，７・・・多孔性隔壁；
６’・・・平板状の多孔性隔壁；８・・・断熱材層；１０・・・円筒状分解槽；
１０ａ・・・円筒状側壁部；１０ｂ，１０ｃ・・・円盤状側壁部；
１１・・・給排水管系；１１ａ・・・給水管；１１ｂ・・・排水管；
１１ｃ・・・排水口；１１ｄ・・・給水口；
１２・・・給排気管系；１２ａ・・・給気管；１２ｂ・・・排気管；
１２ｃ・・・給気口；１２ｄ・・・排気口；
１３・・・温水管；１３ａ・・・温水供給管；１４・・・回転ジョイント；
１５・・・総合管；１６・・・蓋部；１７・・・開口部；
１８・・・挿入・排出部；２１・・・三角柱型撹拌板；
２２・・・三角柱型撹拌主体板；２２ａ・・・平行側面；
２２ｂ・・・偏向側面；２２ｃ・・・側面；
２２ｄ・・・大略直角三角形状底面；２３・・・撹拌補助板；
２４・・・平板型撹拌板；２５・・・平板型撹拌主体板；
２５ａ・・・平行側面；２５ｂ・・・側面；２６・・・撹拌補助板；
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ・・・撹拌板列；
３０・・・被処理有機廃棄物挿入手段；３１・・・ホッパ；
３２・・・モータ；３３・・・螺旋コンベヤ；３４・・・軸シール部；
３５・・・静止管；３６・・・螺旋パドル；４０・・・回転手段；
４１ａ，４１ｂ・・・支持ローラ；４２・・・モータ；
４３ａ，４３ｂ・・・リング状ギア；
５０・・・処理体混合物；５１・・・微生物担持担体；
５２・・・被処理有機廃棄物；
Ｓ・・・安息角斜面。
【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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【図７】
0003933465.tif 000008
【図８】
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【図９】
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