(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の有機物を発酵処理する発酵槽の底部において周壁に複数の通気孔を穿孔し所要間隔ごとに平行に複数個敷設された密閉散気管と、
該密閉散気管内にそれぞれ突入先端位置が異なるように一部を突入配置させそれぞれの先端の送風口から空気を吹出す複数の送風管であって、密閉散気管内での異なる先端位置のそれぞれの送風口から密閉散気管内に空気を噴射して、密閉散気管から周囲の有機物に対して均一に空気の供給を行なわせる複数の送風管と、
それぞれの送風管に設けられた送風量調整手段と、
送風管に連通して密閉散気管内に空気を供給する送風手段と、を有することを特徴とする発酵槽装置。
【請求項２】
送風管の突入先端位置が密閉散気管内においてそれぞれ略等間隔で離隔した位置に設定されている請求項１記載の発酵槽装置。
【請求項３】
発酵槽が、攪拌機を進退させつつ発酵槽内の有機物の発酵促進を行なわせる一方向に長い攪拌発酵式の発酵槽であり、
密閉散気管は所要間隔ごとに攪拌機進行方向に対して直角状に複数個敷設されていることを特徴とする請求項１または２記載の発酵槽装置。
【請求項４】
密閉散気管の通気孔は同密閉散気管の設置下面近傍において管長手方向に帯状分布を形成するように設けられた請求項１ないし３のいずれかに記載の発酵槽装置。
【請求項５】
発酵槽の底部に設けた溝部内に密閉散気管を敷設したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の発酵槽装置。
【請求項６】
発酵槽内に投入されて密閉散気管の周囲に堆積する有機物には予め高温発酵菌が着床されており、かつ密閉散気管から周囲の有機物に対して送風される風量が０．０３ｍ３〜０．０５ｍ３／分である請求項１ないし５のいずれかに記載の発酵槽装置。
【請求項７】
処理対象の有機物を発酵処理する発酵槽の底部において周壁から均等に外部となる周囲の有機物に送風する均等送風手段であり、
複数の通気孔を穿孔し所要間隔ごとに平行に複数個敷設された密閉散気管と、該密閉散気管内にそれぞれ突入先端位置が異なるように一部を突入配置させそれぞれの先端の送風口から空気を吹出す複数の送風管であり、密閉散気管内での異なる先端位置のそれぞれの送風口から密閉散気管内に空気を噴射して、密閉散気管から周囲の有機物に対して均一に空気の供給を行なわせる複数の送風管と、を含む均等送風手段を用意し、
該処理対象の有機物に予め高温発酵菌を着床させて発酵槽内に投入し、
均等送風手段から送風される風量を０．０３ｍ３〜０．０５ｍ３／分として有機物に対して均一に空気の供給を行なわせつつ好気性発酵させる有機物の発酵処理方法。
【請求項８】
処理対象の有機物が家畜糞尿であり、発酵後の有機物が肥料とされる請求項７記載の有機物の発酵処理方法。
【請求項９】
処理対象の有機物が焼酎粕であり、発酵後の有機物が家畜飼料または肥料とされる請求項７記載の有機物の発酵処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家畜糞尿や焼酎粕その他の有機物を発酵処理する発酵槽の床内に配管される強制送風配管機構を設置させた発酵槽装置およびそれを用いた有機物の発酵処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、家畜糞尿を好気性発酵処理する際の発酵槽については、発酵槽底部に溝部を形成させ、この溝部内に表面に複数の散気用孔を穿孔させた散気管を配置させ、該散気管に接続させた送風機により風を送って散気管から発酵槽内に投入させた家畜糞尿を発酵させるものが知られている。また、例えば焼酎粕等についても同様に、これを飼料原料として適用させるために焼酎粕を適宜の水分調整と、ｐＨ調整を行なった後、攪拌機付きの発酵槽内に投入して適宜の空気を発酵槽内の焼酎粕調整ケーキに供給しながら発酵処理させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の送風配管機構では、送風機に近い側の散気管からの発酵槽内有機物への空気供給は十分に行ないやすいものの圧力損失により散気管の先端側での空気供給が不十分となり、空気供給量が発酵槽内で偏って槽内の有機物全体の発酵立ち上がりが行なわれないか、あるいは長時間を要する問題があった。一方、空気供給は発酵条件を満足するためには発酵菌の活性との関係から、適度の供給量である必要があり、送風量を単に増加させるだけでは結局発酵を生じさせ得ない。例えば、従来の方法で水分調整を行って処理対象の有機物の含水率を５０％ないし６０％とし、ｐＨ値を６程度に調整し、さらに放線菌等の好気性発酵菌を有機物内に投入し、１日に１度程度の攪拌機による切替し作業を行なったとしても、上記の従来の送風配管機構では、発酵を開始するのに要する時間は３日ないし４日程度もかかるものであった。
【０００４】
特に攪拌発酵槽の場合では、散気管は発酵槽の長手方向に沿って縦長に設けられており、したがって、散気管内に送出される空気は有機物のうちの発酵が進んだ水分の少ないところの通気孔から空気が放出される一方、発酵初期の水分の多い部分の通気孔からは放出されにくくなり、空気供給が必要である部分には十分な酸素供給がなされず、結局、発酵条件が整わずに発酵自体が生起され得ないか、あるいは発酵開始までに長時間を要するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その１つの目的は、発酵槽内に均等にかつ槽体の全面にわたって処理対象物への空気供給を行ない、空気供給の偏りをなくして短時間でかつ、確実に発酵を開始させ、高い分解率を保持して短期に槽内の有機物を分解させることのできる発酵槽装置およびそれを用いた有機物の発酵処理方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するために、本発明は、処理対象の有機物を発酵処理する発酵槽１００の底部１０において周壁に複数の通気孔２２を穿孔し所要間隔ごとに平行に複数個敷設された密閉散気管１２と、該密閉散気管内にそれぞれ突入先端位置が異なるように一部を突入配置させそれぞれの先端の送風口１４から空気を吹出す複数の送風管であって、密閉散気管１２内での異なる先端位置のそれぞれの送風口から密閉散気管内に空気を噴射して、密閉散気管１２から周囲の有機物に対して均一に空気の供給を行なわせる複数の送風管１６と、それぞれの送風管に設けられた送風量調整手段（３０）と、送風管１６に連通して密閉散気管１２内に空気を供給する送風手段（２４）と、を有する発酵槽装置から構成される。
【０００７】
その場合、送風管１６の突入先端位置が密閉散気管１２内においてそれぞれ略等間隔で離隔した位置に設定されるように構成すると良い。
【０００８】
さらに、発酵槽１００が、攪拌機を進退させつつ発酵槽内の有機物の発酵促進を行なわせる一方向に長い攪拌発酵式の発酵槽であり、密閉散気管１２は所要間隔ごとに攪拌機進行方向に対して直角状に複数個敷設されている構成としてもよい。
【０００９】
また、密閉散気管１２の通気孔２２は同密閉散気管１２の設置下面近傍において管長手方向に帯状分布を形成するように設けられた構成としても良い。
【００１０】
さらに、発酵槽１００の底部１０に設けた溝部２０内に密閉散気管１２を敷設した構成としてもよい。
【００１１】
さらに、発酵槽１００内に投入されて密閉散気管１２の周囲に堆積する有機物には予め高温発酵菌が着床されており、かつ密閉散気管から周囲の有機物に対して送風される風量が０．０３ｍ３〜０．０５ｍ３／分であるようにするとよい。
【００１２】
また、本発明は、処理対象の有機物を発酵処理する発酵槽１００の底部１０において周壁から均等に外部となる周囲の有機物に送風する均等送風手段であり、複数の通気孔を穿孔し所要間隔ごとに平行に複数個敷設された密閉散気管と、該密閉散気管内にそれぞれ突入先端位置が異なるように一部を突入配置させそれぞれの先端の送風口から空気を吹出す複数の送風管であり、密閉散気管内での異なる先端位置のそれぞれの送風口から密閉散気管内に空気を噴射して、密閉散気管から周囲の有機物に対して均一に空気の供給を行なわせる複数の送風管と、を含む均等送風手段（１２、１６）を用意し、該処理対象の有機物に予め高温発酵菌を着床させて発酵槽内に投入し、均等送風手段から送風される風量を０．０３ｍ３〜０．０５ｍ３／分として有機物に対して均一に空気の供給を行なわせつつ好気性発酵させる有機物の発酵処理方法から構成される。
【００１３】
その際、処理対象の有機物が家畜糞尿であり、発酵後の有機物が肥料とされるようにしても良い。
【００１４】
さらに、処理対象の有機物が焼酎粕であり、発酵後の有機物が家畜飼料または肥料とされるものであってもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１及び図２は、本発明の発酵槽装置の第１実施形態について説明しており、この第１実施形態の発酵槽装置では、発酵槽が槽体１００内に処理対象物である例えば家畜糞尿Ｕを投入させて堆積させ、その状態で槽体１００の底部から空気を供給して発酵させる堆積発酵形の発酵槽に対して実施された例を示す。
【００１６】
該発酵槽装置は、家畜糞尿、焼酎粕、野菜・果実搾汁粕その他の処理対象の有機物を早期にかつ確実に発酵分解させる発酵槽手段であり、特に、本実施形態では、発酵槽の底部において周壁に複数の通気孔を穿孔し所要間隔ごとに複数の密閉散気管を平行に敷設させ、該密閉散気管内に一部を突入配置させそれぞれの突入先端の送風口の突入先端位置が異なるように複数本の送風管を設置させ、発酵槽内に投入されて密閉散気管の周囲に堆積する有機物に対して均一に空気の供給を行なわせる点が主な特徴点である。
【００１７】
詳細には、本実施形態の発酵槽装置は、発酵槽Ａの底部１０に布設され、複数の通気孔２２を穿孔させた複数の密閉散気管１２と、該密閉散気管１２内に一部を突入させて配置され、それぞれに送風量調整手段を備えた複数の送風管１６と、送風管に連通して密閉散気管１２内に空気を供給する送風手段と、を備えている。平面四角形の発酵槽の底部には図２に示すように複数の仕切り壁１８によって仕切られた発酵槽の１辺側から対向他辺側に延びる溝部２０が形成されており、この溝部２０内に埋め込み状に上面が仕切り壁１８と略同じ高さ位置に設定された内径５０ｍｍ程度の中空円筒形状の密閉散気管１２が敷設されている。密閉散気管１２の基端側は、平面四角形状の発酵槽の１辺側に近接した位置に配置されるとともに、その先端側は対向他辺側の付近にまで延長されている。
【００１８】
密閉散気管１２は、例えば合成樹脂製のパイプからなり、両端が閉鎖壁で閉鎖されてその中空内部が外部から密閉されている。そして、該密閉散気管１２は、発酵槽Ａの槽体１００内に互いに所要の間隔を空けて槽体の面積全体にわたって平行に並設されている。これらの密閉散気管１２の下部外周面には通気孔２２が散気管の長手方向に沿って２個１対で一定間隔ごとに穿孔されている。これに限らず、これらの通気孔２２は、密閉散気管１２の設置下面近傍において管長手方向に帯状分布を形成するように設けるようにするとよい。密閉散気管からその周囲に堆積される有機物Ｎに対して効率よく酸素供給が行なわれれば良く、密閉散気管の下面側から吹き出してその上昇空気により有機物に対して酸素供給を行なうほうが槽体の底部にある有機物に対しても効果的に酸素供給が行なえ、また、孔２２の数も多いほど有機物側に対する空気の流れを円滑に行なわせるので好ましい。また、孔の配置は、ランダムに配置させてもよい。詳細には、図２に示すように、密閉散気管１２を溝部２０の底面に着底させた状態で、孔が溝部の底壁によって閉鎖されないような密閉散気管の中心からの垂線との交点位置からある程度左右にずれた位置にそれぞれ１対の通気孔２２が開けられ、それらが散気管１２の長手方向に併設して設けられている。これによって、発酵槽内に投入される処理対象物としての有機物が密閉散気管の孔内に詰まって空気供給が遮断されることがないようにする。また、散気管の底部から空気を吹き出させるから有機物の下面側から有機物内部を通って散気管付近に酸素が供給されるようにし全体として無駄なく均一に周囲の有機物に対して酸素供給を行なう。
【００１９】
槽体内において略均等な占有面積を有するように、複数配置された密閉散気管１２の各々には、複数の送風管１６が少なくとも先端側を含む一部を該密閉散気管１２内に突入配置させた状態で設置されている。これらの送風管１６は、実施形態において２個配置されており、それらの先端のみが開口した例えば直径１０〜１３ｍｍの細径管で構成されている。そして、それらの先端の開口が送風口１４とされてその送風口１４のみから大気から取り込まれた空気が密閉散気管１２内に送風される。この送風管１６のそれぞれの突入先端となる送風口１４の突入先端位置はそれぞれ異なるように設けられている。すなわち、実施形態において、例えば密閉散気管１２は全長５ｍの中空円筒管であり、該密閉散気管１２の空気供給端となる基端壁１２ａから密閉散気管の全長の約１０分の１〜１０分の２程度の長さ密閉散気管内に突出させた短尺送風管１６ａと、密閉散気管１２の基端壁１２ａからその全長の約３分の２程度の長さで同密閉散気管１２内に突出された長尺送風管１６ｂと、の各２本を配管してある。実施形態において、それぞれの送風管１６は、例えば内径１３ｍｍ、外径１８ｍｍの中空の合成樹脂管から構成されており、例えば短尺送風管１６ａの突入先端の送風口は密閉散気管の基端壁１２ａから約２０ｃｍ程度の突入位置で固定されているとともに、長尺送風管１６ｂの送風口は基端壁１２ａから約３ｍ程度の位置に設定されている。
【００２０】
この送風管１６は、密閉散気管１２の通気孔２２のそれぞれから均等の空気量を外部、すなわち、密閉散気管の周囲に堆積する処理対象有機物に対して密閉散気管を介して均等に散気させる手段であり、密閉散気管内での吹き出し位置を複数の送風管間で異ならしめて密閉散気管内において複数の空気吹き出し駆動位置を設定し、密閉散気管内における空気吹き出し量の偏在を防止して該密閉散気管からその外部に均一に空気を供給させる。これによって、密閉散気管の管長により空気の圧力（静圧）損失が散気管の先端に行くほど大きくなり、このために散気管の基端側と先端側とで空気供給量のばらつきを生じさせることなく、発酵槽内全体として適正な発酵条件を保持させて処理対象物の有機物の早期の発酵分解を実現させる。
【００２１】
実施形態では、送風管１６は、各密閉散気管１２に対して各々２個づつ突入配置させているが、３本、４本、．．．のようにできるだけ多い本数をそれぞれの密閉散気管内での突入長さを異ならせて配置させるのが密閉散気管内の空気の供給量、ひいては、密閉散気管から外部の有機物側への空気の供給量の均等化の点で有利である。
【００２２】
図１に示すように、各々の送風管１６は共通配管２６から個々の送風管１６に対応して分岐した分岐配管２８に接続され、共通配管２６が送風手段としての送風機２４に接続されて、該送風機２４を介してそれぞれの送風管１６に外気から取り込まれた空気供給が行なわれる。そして、分岐配管２８に送風量調整手段としての送風調整バルブ３０が介設されている。したがって、送風調整バルブ３０を調整することにより、密閉散気管１２内へ送風する複数の送風管１６ごとの送風量調整が行なわれ、これによって、槽内に投入されて密閉散気管の周囲に堆積する有機物に対して均一に空気の供給を行なわせることができる。実施形態において、密閉散気管１２から周囲の有機物に対して送風される風量は、０．０３ｍ３／分〜０．０５ｍ３／分となるように送風調整バルブ３０により調整設定される。この密閉散気管から均等に吹き出される空気量は、０．０３ｍ３／分〜０．０５ｍ３／分である必要がある。例えば０．０３ｍ３／分以下の場合には、有機物に対する酸素供給が不足し該有機物が嫌気状態となって、効率的な分解作用を行なえなくなる。一方、吹き出し空気量が０．０５ｍ３／分以上の場合には、発酵菌が発酵に必要な熱量保持状態が維持できず、発酵温度を降下させて好適な発酵条件が保てずにかえってその分解率を劣化させる。このように、密閉散気管１２からの均等な空気の吹き出しを行ないつつ該密閉散気管からの吹き出し空気量を０．０３ｍ３／分〜０．０５ｍ３／分に設定することにより、発酵菌による有機物の高い分解率を保持させて短期間でこれらを大量に分解処理することができる。例えば、夏期における平均外気温が高い時期には密閉散気管１２から周囲の有機物側への吹き出し空気量は、０．０５ｍ３／分程度に設定され、冬期における平均外気温が低い時期には０．０３ｍ３／分程度に設定される。
【００２３】
実施形態では、発酵槽内にエアレーションを行なう好気性菌による好気性発酵を主体として発酵する方式が用いられており、例えば放線菌等で高温耐性を有する高温発酵菌としての土壌微生物が予め処理対象物に投入されて混合される。また、処理対象物は麦、米糠、植物繊維、牧草等、その他の水分調整剤を混合して例えば含水率５０％〜６０％程度に水分調整されている。高温耐性菌では例えば１００℃以上の温度でも生存するものがあるが、実施形態では主に常温から発酵が始まった際には７５℃ないし８５℃に対象物内温度が上昇する微生物が好適に選択される。なお、好気性微生物は、これらの条件時に発酵するものに限定されない。
【００２４】
次に、図３ないし図５に基づいて、本発明の発酵槽装置の第２実施形態について説明するが、第１実施形態と同一部材については同一符号を付してその詳細な説明は省略する。この第２実施形態の発酵槽装置では、発酵槽を形成する槽体１００が例えば幅４ｍ、長さ７０ｍ程度のいずれかの対向辺側が一方に長い攪拌発酵式の発酵槽で構成され、例えばモータ駆動により回転羽根を回転駆動させながら発酵槽の長手方向に沿って移動する攪拌機が設置された攪拌発酵式の発酵槽について適用された例を示している。
【００２５】
この攪拌式の発酵槽装置についてもその槽体の構成と、攪拌機が搭載されている点を除けば基本的には第１実施形態の堆積発酵方式の場合と同様であり、この実施形態では、攪拌発酵槽Ｂの底部１０に、複数の通気孔２２を穿孔した密閉散気管１２を所要間隔ごとに図示しない攪拌機進行方向（発酵槽の長手方向に沿う方向）に対して直角状に複数個敷設されている。
【００２６】
図３、図４において、密閉散気管１２は、第１実施形態と同じ構成であり、両端が閉鎖壁で閉鎖されてその中空内部がされてその中空内部が外部から密閉され、かつ、発酵槽Ａの槽体１００内に互いに所要の間隔を空けて槽体の面積全体にわたって並設されている。この実施形態では、密閉散気管の長さは攪拌発酵槽の幅長さとほぼ同じに設定されている。また、密閉散気管１２の下部外周面には通気孔２２が散気管の長手方向に沿って２個１対で一定間隔ごとに穿孔され、その詳細部分についても第１実施形態と同様である。さらに、この密閉散気管１２には、送風口１４の一部を密閉散気管内に突入配置させそれぞれの突入先端の送風光の突入先端位置が異なるように設けた複数本の送風管１６を備えている点も第１実施形態と同様である。さらに、それぞれの送風管１６には、送風量調整手段としての送風調整バルブ３０が接続されている。さらに、密閉散気管１２は、発酵槽Ｂの底部１０に設けた溝部２０内に配設されている。
【００２７】
上述のように、それぞれの送風管１６の密閉散気管１２内への突入長さは、異なっており、これに対応して密閉散気管１２内におけるそれぞれの送風口１４の位置が異なって、かつそれぞれ等間隔に設定されている。この実施形態においても散気管１２内に一部を突入させてその先端のみから空気を供給する送風管は短尺送風管１６ａと、短尺送風管よりも散気管への突入長さが長い長尺送風管１６ｂとの２本が配置され、第１実施形態と同様に、散気管の長さに対するそれらの突入長さは略同様の比率で配置されている。これらの送風管１６は２本以上の複数本でも良く、本数が多い方が好適である。例えば３本の場合には、順次その突入長さが長くなるように配置させるのが風量の管理の上で好適であるが、ランダムに配置させてもよい。密閉散気管１２内へ吹き出す際には送風管の先端の送風口１４からのみ空気を放出するようにしているので、密閉散気管内への均等の送風量を配分させるために、それらの先端の位置が密閉散気管の長さ方向について均等の距離間隔を開けるように設定することが好ましい。
【００２８】
この実施形態でも、図４に示すように、密閉散気管１２を溝部２０の底面に着底させた状態で、その両側から通気孔２２を介して散気管の底部から空気を吹き出させるようにして有機物に無駄なく酸素供給を行なえる。送風管１６は、密閉散気管内での吹き出し位置を複数の送風管間で異ならしめて密閉散気管内において複数の空気吹き出し駆動位置を設定し、密閉散気管内における空気吹き出し量の偏在を防止して該密閉散気管からその外部に均一に空気を供給させる。これによって発酵槽内全体として適正な発酵条件を保持させて処理対象物の有機物の早期の発酵分解を実現させる。密閉散気管１２から周囲の有機物に対して送風される風量は、０．０３ｍ３／分〜０．０５ｍ３／分となるように送風調整バルブ３０により調整設定される。これによって、好適な発酵条件を保持して有効に有機物の分解作用を行なう。
【００２９】
図５は、この第２実施形態の攪拌発酵槽における各密閉散気管からの空気吹き出しの分布状態を示しており、図に示すように、送風口の突入位置を異ならしめた個々の密閉散気管からの外部の有機物への酸素供給が均一であるため、発酵槽全体の有機物に対して略均一な量の酸素供給が行なわれ、局部的な酸素供給の偏りがなくなり、槽体全体にわたって確実、有効に均等の酸素供給量を保持して単位面積当りの空気供給量分布が均一となり、よって、有機物全体の早期の発酵分解を実現させ得る。加えて、送風量調整手段としての送風調整バルブ３０を介して個々の送風管の送風量設定ができるから、密閉散気管からの風量の、０．０３ｍ３／分〜０．０５ｍ３／分の設定を簡単に行なえ、これによって、実際の有機物の含水率や周辺温度等の状況を考慮しながら、細部の発酵生成条件の設定を行なえる。
【００３０】
なお、図６は２連式の攪拌発酵槽Ｂ、Ｃの配管を示すものであり、この場合には攪拌発酵槽Ｂ、Ｃの仕切り壁を幅方向に跨がって埋設される密閉散気管３内に送風管１７を各攪拌発酵槽Ｂ、Ｃ手前と約全長の３分の２位までの長さに各４本ずつ配管するものであり、作用、効果は一連式の攪拌発酵槽と同様である。
【００３１】
上記した第１、第２実施形態の発酵槽装置は、発酵槽内に投入される処理対象物としての有機物は、家畜糞尿とし、これを発酵処理して発酵後にこれを肥料とするものでも良いし、また、処理対象の有機物が焼酎粕であり、発酵後の有機物を家畜飼料とするものであってもよい。
【００３２】
このような攪拌発酵式の発酵槽において適用される発酵槽装置を用いた有機物の発酵処理方法は、処理対象の有機物を発酵処理する発酵槽の底部において周壁から均等に外部となる周囲の有機物に送風する上記実施形態の密閉散気管及び送風管からなるような均等送風手段を用意し、処理対象の有機物にあらかじめ高温発酵菌を着床させて発酵槽内に投入し、均等送風手段から送風される風量を０．０３ｍ３〜０．０５ｍ３／分として有機物に対して均等に空気供給を行なわせながら有機物を好気性発酵させる有機物の発酵処理方法である。
【００３３】
図７は、処理対象有機物が例えば焼酎粕の場合を例として本発明の発酵槽装置での発酵処理の手順を示しており、これと同様の工程で他の畜糞や野菜、果実搾汁粕等についても発酵処理が行なわれる。図７において、回収した焼酎粕は通常水分を多く含み含水率が８０％程度あり、かつ、そのｐＨは４程度で酸性を示す。分解処理に際しては、発酵菌の成育に適するようにおがくず等を混合してｐＨ及び水分調整を行ない、さらに例えば１０：９：１程度の乾燥時重量比で微生物資材種菌を配合させる（Ｓ１）。これにより、例えば含水率６０〜６５％、ｐＨ値６〜７程度に調整され、この調整後の有機物が発酵槽に投入されて発酵処理される。日々排出される多量の廃棄処理される有機物は例えば横５ｍ、縦７０ｍ程度の大型の攪拌発酵式の処理槽で発酵処理されるが、その前に５日〜１０日程度堆積発酵（Ｓ２）させて発酵菌の活性を確保して養生させ、その後に攪拌発酵槽に移されて処理される。堆積発酵槽では、発酵の立ち上がりからある程度発酵が進むので含水率５０〜５５％、ｐＨは９程度にアルカリ状態に変わる。そして、攪拌発酵槽での処理により４０〜５０日程度で含水率４４％、ｐＨ９程度となり、投入された有機物が約５０％程度分解されて飼料として十分製品化可能な状態となる（Ｓ３）。上記の堆積発酵槽及び攪拌発酵槽では本発明の発酵槽装置が適用され、さらに、密閉散気管の周囲に堆積する有機物には予め高温発酵菌が着床されており、かつ密閉散気管から周囲の有機物に対して送風される風量が０．０３ｍ３〜０．０５ｍ３／分に設定される。従来の単に周壁面に通気孔を多数穿孔してその中空管の内部に空気を送給させる方式の発酵槽では、各中空管からの空気吹き出しがその管長方向について偏っており、そのため発酵槽全体について発酵分解が行なわれる部分とほとんど行なわれない部分が存在し、全体の発酵分解率は大きく劣り、例えば上記のステップＳ２での堆積発酵時の発酵立ち上がり時間が遅く、最終的には投入時の有機物の分解が５０％程度となるためには少なくとも１２０日以上の日数が必要であった。
【００３４】
次に、本発明の発酵槽装置を用いた実施例についてそれとの比較例を参照しつつ説明する。
個別の密閉散気管についての実施例及び比較例
［実施例１及び比較例１］
密閉散気管の長さ５ｍ、管内径５０ｍｍ、送風管内径１３ｍｍとし、送風機を供給元とする密閉散気管からの外部への吹き出し風量は０．０３ｍ３〜０．０５ｍ３／分で設定した。発酵槽内にそれぞれ焼酎粕をおがくずで水分調整し高温発酵種菌を配合させた含水率６０％、ｐＨ６の有機物をその堆積高さがそれぞれ１．６ｍで堆積させて処理させた。それぞれ、冬期の某日において午後３：００から翌朝９：００までの１８時間経過後の有機物内温度を測定した。測定箇所は、空気の供給端側からそれぞれ１ｍ間隔で４箇所を測定した。なお、有機物の投入時の温度は１８℃であった。
｛実施例１（図８（ａ）参照）｝
密閉散気管内にそれぞれ一部を突入させた突入長さが異なる２本の送風管を接続させ、突入先端の送風口の位置は長尺側が空気の供給端壁から３ｍ、短尺側は２０ｃｍに設定した。
｛比較例１（図８（ｂ）参照）｝
密閉散気管内に一部を突入させた１本の送風管を接続し、その突入先端の送風口の位置を空気の供給端壁から２０ｃｍに設定した。
［実施例２及び比較例２］
密閉散気管の長さ７ｍ、管内径５０ｍｍ、送風管内径１３ｍｍとし、送風機を供給元とする密閉散気管からの外部への吹き出し風量は０．０３ｍ３〜０．０５ｍ３／分で設定した。有機物は、実施例と同様のものを用い、有機物の堆積高さはそれぞれ１．７ｍである。それぞれ、冬期の某日において午後４：３０から翌朝９：００までの１６．５時間経過後の有機物内温度を測定した。測定箇所は、空気の供給端側からそれぞれ１．１５ｍ間隔で５箇所を測定した。なお、有機物の投入時の温度は１９℃であった。
｛実施例２（図９（ａ）参照）｝
密閉散気管内にそれぞれ一部を突入させた突入長さが異なる２本の送風管を接続させ、突入先端の送風口の位置は長尺側が空気の供給端壁から４ｍ、短尺側は２０ｃｍに設定した。
｛比較例２（図９（ｂ）参照）｝
密閉散気管内に一部を突入させた１本の送風管を接続し、その突入先端の送風口の位置を空気の供給端壁から２０ｃｍに設定した。
【００３５】
図１０は、実施例１及び比較例１の各測定点での温度を表に示したものであり、図１１は、実施例２及び比較例２の各測定点での温度を表に示したものである。表に示すように、いずれも密閉散気管内に一部を突入させた送風管を１本接続させてある程度空気の直接に吹き出す部位を密閉散気管の空気供給端よりも突設させた方向に設定した構成である比較例においても送風管の先端側にいくほど有機物内温度が低下し、酸素供給が不足してある程度嫌気化した状態が推測される。これに対し、実施例１では、空気供給端側からその先端側に至るまで一定の温度で、さらに、８０℃という極めて高い有機物内温度が示され、発酵菌が好気性活性し、高い効率で有機物の分解処理が行なわれていることがわかる。
【００３６】
発酵槽全体の発酵状態についての実施例
［実施例３］
上記実施例１、２で堆積発酵させた有機物を１〜２回／日、程度機械攪拌させる攪拌発酵槽（幅５ｍ、長さ７０ｍ）に投入し、投入から４０〜４１日間の主に含水率、ｐＨ、有機物内温度を計測し、さらにその際の微生物による有機物の分解率を測定した。発酵槽にはそれぞれ実施形態に示した送風管を配置させた密閉散気管が平行に２ｍ間隔程度で槽の長手方向に直交するように配設されている。
｛実施例３（図１２参照）｝
発酵槽における有機物の投入端からそれぞれ４ｍおきに６箇所の測定点Ｕ−１〜Ｕ６において投入された有機物の搬送される速度に対応させてそれらの地点でのそれぞれの値を測定した。図１４の測定結果に示すように、スタートから４１日目に含水率は約６０％から２４％程度となり、その際の温度は約８０℃一定を維持し、さらに、ｐＨは８〜９の範囲で若干アルカリ化特性を保持した状態で推移している。すなわち、密閉散気管からの均一な酸素供給により個々の密閉散気管での酸素供給のバラツキがなく、したがって、発酵槽全体での発酵効率が大幅に改善され、温度及びｐＨ値に示すように発酵菌の活性状態が安定してしかも高く保持されて確実な有機物の分解発酵作用が行なわれていることがわかる。特に、分解率は投入時からほぼリニアに安定した比率で上昇し、４１日目で略５０％の分解率となっている（図１７参照）。なお、分解率測定は、対象の有機物を再コンポスト化し、それから発生するガスをテドラーバッグに回収し、その中の炭酸ガス及びアンモニア濃度を検知管で測定し、１２時間ごとの炭酸ガス発生量とアンモニア発生量およびそれぞれの累積発生量を計算する。また、炭酸ガスから炭素揮散率を求め、現地での有機物分解が十分に進行してたのであれば、再コンポスト化したときの炭酸ガス発生量は少ないはずである。そして、再コンポスト化したときの炭酸ガス発生量からサンプル中に残存する未分解有機物量を推定する方法で行なった。好熱性微生物のＣＦＵ／ｇ−ｄｓは、菌体濃度であり、単位乾燥重量当りのコロニー形成数である。図１４の従来例は、多孔散気管から単に直接に周囲の有機物側に吹き出す構成で行なった場合の発酵処理の例を示しており、一般に投入して５０％程度の分解率を得るために少なくとも約１２０日を要するのに比較して本願発明による発酵槽装置及び発酵方法が極めて短期に行なわれる点が示されている。このように処理された焼酎粕は、飼料製品として提供され得ることは勿論、肥料としても製品化して供給し得る。
【００３７】
ちなみに、図１３は、実施例３と同じ発酵槽を用いて空気供給端から４ｍ、２０ｍ、３６ｍ、４８ｍのそれぞれの地点で有機物内の温度測定を行なった実施例４の測定結果を示す表であり、特に、投入後、立ち上がりから７日間を連続して計測したものである。図の表からわかるように、発酵槽全体にわたって実施例構成では投入後２４時間以内に有機物内温度は７５℃〜８０℃域に急速に上昇し、１週間平均して７１℃〜７５℃を維持して安定した発酵と分解処理を行なっていることが分かるとともに、従来の多孔散気管から単に直接に周囲の有機物側に吹き出す構成では、最初の１日目では全く温度変化がなく、立ち上がりの１週間目でやっと６０℃程度に上昇する。
【００３８】
［実施例５］
実施例３の発酵槽及び密閉散気管並びに送風管の構成で処理対象有機物を畜糞とした構成及びその測定結果例を図１５、図１６に示しその分解率結果のグラフを図１８に示す。畜糞の場合には、３０日程度で分解率が３３％程度となり、４０日目で２０％に降下しているが、これは製品の肥料用として加水処理等により測定点での値が降下したものであり、発酵槽全体での有機物の発酵、分解率は従来の所要日数に比較して大幅に改善されている。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の発酵槽装置によれば、処理対象の有機物を発酵処理する発酵槽の底部において周壁に複数の通気孔を穿孔し所要間隔ごとに平行に複数個敷設された密閉散気管と、該密閉散気管内に一部を突入配置させそれぞれの突入先端の送風口の突入先端位置が異なるように設けられ、さらに、それぞれに送風量調整手段を備えた複数本の送風管と、送風管に連通して密閉散気管内に空気を供給する送風手段と、を有し、発酵槽内に投入されて密閉散気管の周囲に堆積する有機物に対して均一に空気の供給を行なわせる構成であるから、密閉散気管内に空気を直接に供給駆動する送風管の吹き出し位置を異ならせて密閉散気管内部で平均化されて該密閉散気管から周囲の有機物に対して空気を供給し、これによって、密閉散気管の管長によって吹き出し風量が偏ることなく均一な酸素供給を周囲の有機物に行なって有効な発酵、分解を行なわせ得る。
【００４０】
また、送風管の突入先端位置が密閉散気管内においてそれぞれ略等間隔で離隔した位置に設定された構成とすることにより、密閉散気管内の空気の静圧分布を均一化し、ひいては密閉散気管の周囲への空気吹き出し量分布を均等に行なって発酵菌の発酵条件の好適な状態での維持を実現させ得る。
【００４１】
また、発酵槽が、攪拌機を進退させつつ発酵槽内の有機物の発酵促進を行なわせる一方向に長い攪拌発酵式の発酵槽であり、密閉散気管は所要間隔ごとに攪拌機進行方向に対して直角状に複数個敷設されている構成とすることにより、大型で長大な攪拌発酵槽についても、均等な酸素供給による槽内全体の有機物の発酵、分解処理を実現し得る。
【００４２】
また、密閉散気管の通気孔は同密閉散気管の設置下面近傍において管長手方向に帯状分布を形成するように設けられた構成とすることにより、空気は密閉散気管の下面側から周囲の有機物内に吹き出され、該有機物の内部を通過して上昇する際に効率的に有機物に酸素供給を行なえる。
【００４３】
また、発酵槽の底部に設けた溝部内に密閉散気管を敷設した構成とすることにより、溝部での密閉散気管の位置が決められてその下面側に配置させた通気孔が最も効率良く有機物内部への酸素供給を行なえる周壁周りの位置をセットしやすい。
【００４４】
また、発酵槽内に投入されて密閉散気管の周囲に堆積する有機物には予め高温発酵菌が着床されており、かつ密閉散気管から周囲の有機物に対して送風される風量が０．０３ｍ３〜０．０５ｍ３／分である構成であるから、密閉散気管から均等分布の酸素供給をおこないつつ、高温菌が最も発酵しやすい条件を生成させうる。
【００４５】
また、本発明の有機物の発酵処理方法では、処理対象の有機物を発酵処理する発酵槽の底部において周壁から均等に外部となる周囲の有機物に送風する均等送風手段を用意し、該処理対象の有機物に予め高温発酵菌を着床させて発酵槽内に投入し、均等送風手段から送風される風量を０．０３〜０．０５ｍ３／分として有機物に対して均一に空気の供給を行なわせつつ好気性発酵させる構成であるから、密閉散気管の管長によって吹き出し風量が偏ることなく均一な酸素供給を周囲の有機物に行なって有効な発酵、分解を行なわせ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明実施例１における平面説明図である。
【図２】  本発明実施例１における要部断面説明図である。
【図３】  本発明実施例２における平面説明図である。
【図４】  本発明実施例２における要部断面説明図である。
【図５】  本発明実施例２の攪拌発酵槽の一部省略平面説明図である。
【図６】  本発明実施例２の２連式発酵槽における平面説明図である。
【図７】  本発明の実施例の発酵槽装置を用いた有機物発酵処理の手順を示す図である。
【図８】  （ａ）本発明の実施例１の発酵槽装置の密閉散気管のみの実施例構成の説明図である。（ｂ）は、その比較例１構成の説明図である。
【図９】  （ａ）本発明の実施例２の発酵槽装置の密閉散気管のみの実施例構成の説明図である。（ｂ）は、その比較例２構成の説明図である。
【図１０】  発酵槽全体についての実施例１及び比較例１における温度測定結果を表に示した図である。
【図１１】  同じく発酵槽全体についての実施例２及び比較例２における温度測定結果を表に示した図である。
【図１２】  本発明の実施例３の発酵槽全体についての長期の測定結果を表に示す図である。
【図１３】  本発明の実施例４の発酵槽全体についての測定結果を表に示す図である。
【図１４】  本発明の実施例３の測定結果を表に示す図である。
【図１５】  実施例３の発酵槽及び密閉散気管並びに送風管の構成で処理対象有機物を畜糞とした構成を説明する図である。
【図１６】  図１５の実施例の測定結果を表に示す図である。
【図１７】  実施例３の測定結果をグラフに示す図である。
実施例５の測定結果をグラフに示す図である。
【図１８】  実施例５の測定結果をグラフに示す図である。
【符号の説明】
Ａ    堆積発酵槽
Ｂ    攪拌発酵槽
１０  底部
１４  送風口
１６、１７  送風管
２０  溝部
２２  通気孔
２４  送風機
３０  送風調整バルブ
１００  槽体
【図１】
0004092539.tif 000002
【図２】
0004092539.tif 000003
【図３】
0004092539.tif 000004
【図４】
0004092539.tif 000005
【図５】
0004092539.tif 000006
【図６】
0004092539.tif 000007
【図７】
0004092539.tif 000008
【図８】
0004092539.tif 000009
【図９】
0004092539.tif 000010
【図１０】
0004092539.tif 000011
【図１１】
0004092539.tif 000012
【図１２】
0004092539.tif 000013
【図１３】
0004092539.tif 000014
【図１４】
0004092539.tif 000015
【図１５】
0004092539.tif 000016
【図１６】
0004092539.tif 000017
【図１７】
0004092539.tif 000018
【図１８】
0004092539.tif 000019