(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスポーザで破砕された生ごみの固形物懸濁液を固形物と懸濁物液とに分離する分離装置と、
前記分離後の固形物が移流される第１の室と、前記分離後の懸濁物液が移流される第２の室と、前記第１の室と第２の室とを仕切り且つ連通させる開口部を有する仕切板とを備える前処理槽と、
この前処理槽の第２の室に接続され、この第２の室から移流される前記懸濁物液を嫌気的生物分解させる嫌気槽と、
この嫌気槽に接続され、この嫌気槽から移流する前記懸濁物液を好気的生物分解させる好気槽と、
この好気槽に接続され、この好気槽から移流される好気的生物分解後の処理水を貯留する処理水槽と、
前記前処理槽の第１の室に設けられ、この第１の室内の固形物を可溶化する可溶化手段と、を備え、
この可溶化によって生成された微生物分解性有機物が、前記第１の室から前記仕切板の開口部を通って前記第２の室に移動し、前記懸濁物液とともに、前記嫌気槽に移流されることを特徴とする生ごみ処理装置。
【請求項２】
嫌気槽と好気槽の少なくとも一方に設けられ、槽内の懸濁物液を加温する加温手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の生ごみ処理装置。
【請求項３】
第２の室から嫌気槽への懸濁物液の移流量を調整する流量調整手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の生ごみ処理装置。
【請求項４】
処理水槽内の処理水の一部を前処理槽の分離装置に向けて移送する移送手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の生ごみ処理装置。
【請求項５】
加熱手段により加温する温度は、嫌気槽内及び好気槽内の液の温度を４０〜６０℃に維持することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の生ごみ処理装置。
【請求項６】
嫌気槽の下部と前処理槽の第１の室の下部とを接続する配管と、該配管に介挿される開閉弁と、前処理槽の第２の室内の懸濁物液の液位を検知するセンサとを備え、
該開閉弁が該センサからの信号によって開閉されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の生ごみ処理装置。
【請求項７】
前処理槽の第２の室の液位が嫌気槽の液位よりも常時低い状態に設定され、開閉弁が開動作されると、嫌気槽から前処理槽の第１の室に向かう流れが生じることを特徴とする請求項６に記載の生ごみ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、家庭や飲食店から出てディスポーザによって破砕される生ごみの固形物懸濁液を処理するための生ごみ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディスポーザによって破砕された生ごみの固形物懸濁液は、屎尿、その他雑排水と合わせて、微生物を用いた活性汚泥法、接触ばっ気法、浸漬ろ床法等によって処理されている。しかし、このような汚水との合併処理では、生ごみの固形物懸濁液の汚濁負荷が高くなり（汚濁量が多くなり）、処理装置が大きくなるという問題がある。
【０００３】
このような観点から、特開平９−１９２６２４号公報には、生ごみの固形物懸濁液を、別装置を用いて単独に処理して汚濁負荷低減を図った上で、これによって得られた処理水を既設の合併処理浄化槽等の処理施設又は下水道に放流させるようにした装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平９−１９２６２４号公報に開示されている装置では、固形物懸濁液の汚濁量を低減するために、生ごみの固形物懸濁液を別装置を用いて別個に処理しなければならず、装置が大きくなってしまうという課題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、装置を大きくすることなく固形物懸濁液の汚濁量を低減することができる生ごみ処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の生ごみ処理装置１は、ディスポーザ２で破砕された生ごみの固形物懸濁液を固形物と懸濁物液とに分離する分離装置１１と、前記分離後の固形物が移流される第１の室（下室）２９と、前記分離後の懸濁物液が移流される第２の室（上室）２８と、前記第１の室（下室）２９と第２の室（上室）２８とを仕切り且つ連通させる開口部３１を有する仕切板１３とを備える前処理槽７と、この前処理槽７の第２の室（上室）２８に接続され、この第２の室（上室）２８から移流される前記懸濁物液を嫌気的生物分解させる嫌気槽８と、この嫌気槽８に接続され、この嫌気槽８から移流する前記懸濁物液を好気的生物分解させる好気槽９と、この好気槽９に接続され、この好気槽９から移流される好気的生物分解後の処理水を貯留する処理水槽１０と、前記前処理槽の第１の室に設けられ、この第１の室内の固形物を可溶化する可溶化手段と、を備え、この可溶化によって生成された微生物分解性有機物が、前記第１の室から前記仕切板の開口部を通って前記第２の室に移動し、前記懸濁物液とともに、前記嫌気槽に移流されることを特徴とする。
【００１１】
この請求項１に記載の生ごみ処理装置１によれば、嫌気槽８及び好気槽９において固形物懸濁液中の有機物が嫌気的生物分解及び好気的生物分解される前に、前処理槽７で固形物懸濁液が分離装置１１により、固形物と懸濁物液とに分離される。分離された固形物は、前処理槽７の第１の室２９に移流し、槽底部に沈降する。一方、懸濁物液は前処理槽７の第２の室（上室）２８に移流する。
【００１２】
前処理槽７を備えることにより、別装置を用いないで、固形物懸濁液から分離された固形物を効果的に第１の室（下室）２８へ沈降させることができるので、装置を大きくすることなく固形物懸濁液の汚濁量を低減することができる。また、前処理槽７で固形物懸濁液を固形物と懸濁物液とに効果的に分離しているので、後続の嫌気槽８及び好気槽９への汚濁負荷が低減されるとともに、嫌気槽８及び好気槽９における生物分解に固形物による悪影響が及ばないため、生物分解の分解効率を向上することができる。また、第１の室（下室）２９の固形物は、可溶化手段（固形物可溶化装置）１２により可溶化されるので、固形物の減量化ができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の生ごみ処理装置１において、嫌気槽８と好気槽９の少なくとも一方に設けられ、槽内の懸濁物液を加温する加温手段（加温ヒータ）１９を備えることを特徴とする。
【００１６】
この請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の生ごみ処理装置と同様な作用効果を奏するとともに、加温手段（加温ヒータ）１９の作用により、嫌気性或いは好気性微生物の活性が高まるため、嫌気的或いは好気的生物分解効率（速度）が高くなる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の生ごみ処理装置１において、第２の室（上室）２９から嫌気槽８への懸濁物液の移流量を調整する流量調整手段（流量調整装置）１４を備えることを特徴とする。
【００１８】
この請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の生ごみ処理装置１と同様な作用効果を奏するとともに、前処理槽７内の固形物懸濁液は、流量調整手段（流量調整装置）１４によってその一定量が嫌気槽８に移流される。したがって、流量変動が平均化され、前処理槽７における固形物の分離機能及び嫌気槽８と好気槽９の処理性能が安定に維持される。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の生ごみ処理装置１において、処理水槽１０内の処理水の一部を前処理槽７の分離装置１１に向けて移送する移送手段（移送ポンプ）１７を備えることを特徴とする。
【００２０】
この請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の生ごみ処理装置１と同様な作用効果を奏するとともに、移送手段（移送ポンプ）１７によって処理水槽１０内の処理水の一部が配管２６から前処理槽７の分離装置１１に移送されるため、分離装置１１の目詰まりが防止される。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の生ごみ処理装置１において、加熱手段により加温する温度は、嫌気槽８内及び好気槽９内の懸濁物液の温度を４０〜６０℃に維持することを特徴とする。
【００２２】
この請求項５に記載の生ごみ処理装置によれば、請求項２〜４のいずれかに記載の生ごみ処理装置１と同様な作用効果を奏するとともに、加温手段（加温ヒータ）１９の作用により、液温が４０〜６０℃に維持される。このとき、嫌気性或いは好気性微生物の活性が、特に高まるため、嫌気的或いは好気的生物分解効率（速度）が更に高くなる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の生ごみ処理装置１において、嫌気槽８の下部と前処理槽７の第１の室（下室）２９の下部とを接続する配管２１と、該配管２１に介挿される開閉弁２２と、前処理槽７の第２の室（上室）２８内の懸濁物液の液位を検知するセンサ（液位センサ）２０とを備え、該開閉弁２２が該センサ２０からの信号によって開閉されることを特徴とする。
【００２４】
この請求項６に記載の生ごみ処理装置１によれば、請求項１〜５のいずれかに記載の生ごみ処理装置１と同様な作用効果を奏するとともに、センサ（液位センサ）２０からの信号による開閉弁２２が開くと、嫌気槽８に沈殿している汚泥は、前処理槽７に自動的に移送される。一方、開閉弁２２が閉じると、嫌気槽８から前処理槽７への汚泥の移流が阻止される。このように、センサ（液位センサ）２０からの信号により、嫌気槽８の沈殿汚泥が、自動的に且つ間欠に前処理層７に移流するので、嫌気槽８内への懸濁物液の流入により、嫌気槽８の堆積汚泥が巻き上げられて好気槽９に移流してしまうことを防止できる。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の生ごみ処理装置１において、前処理槽７の第２の室（上室）２８の液位が嫌気槽８の液位よりも常時低い状態に設定され、開閉弁２２が開動作されると、嫌気槽８から前処理槽７の第１の室（下室）２９に向かう流れが生じることを特徴とする。
【００２６】
この請求項７に記載の生ごみ処理装置１によれば、請求項６に記載の生ごみ処理装置１と同様な作用効果を奏するとともに、開閉弁２２が開動作されると、嫌気槽８に沈殿している汚泥が、自動的に前処理槽７の第１の室（下室）２９に移送され、前処理槽７の槽内液が配管２１を通って嫌気槽８に逆流することを防止する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
図１に示されるように、本発明の実施の形態に係る生ごみ処理装置１は、家庭や飲食店等に設置された流し台２７からディスポーザ２を介して延びる配管４に連結される。具体的には、生ごみ処理装置１は、ディスポーザ２によって破砕された生ごみの固形物懸濁液中の固形物を分離して可溶化する前処理槽７と、前処理槽７に接続され且つ懸濁物液中の有機物を嫌気的生物分解する嫌気槽８と、嫌気槽８に接続され且つ固形物懸濁液中の有機物を好気的生物分解する好気槽９と、好気槽９に接続され且つ処理水を貯留する処理水槽１０とを備えている。
【００２９】
前処理槽７には、その流入部３２側に、固形物懸濁液を固形物と懸濁物液とに分離する分離装置１１が設けられている。この分離装置１１は、固形物懸濁液の分離が可能で且つ固形物による目詰まりを起こしにくい構造であることが好ましく、例えば０．８〜１．５ｍｍ目のメッシュ構造又は見開き構造を有する板によって形成される。また、前記板は、好ましくは、水平方向に対して４５°〜６０°程度の角度をもって設置される。
【００３０】
また、前処理槽７は、分離装置１１の下側に、仕切板１３によって区画された上室（第１の室）２８と下室（第２の室）２９とを有している。この場合、分離装置１１から下室２９に向かって移流管３０が形成されている。また、下室２９には、固形物懸濁液中の固形物を可溶化する固形物可溶化装置（可溶化手段）１２が配設されている。この固形物可溶化装置１２は、超音波、オゾン、ＵＶ、加圧、酸、熱アルカリ処理等によって固形物を可溶化する。特に本実施の形態においては、維持管理性や装置構造の簡易性等を考慮して、固形物可溶化装置１２が超音波発生装置として構成されている。
【００３１】
また、仕切板１３には開口部３１が設けられている。この開口部３１は、固形物可溶化装置１２で行なわれる固形物の分解により生成される微生物分解性有機物が上室２８へ移動することを許容する。また、仕切板１３は、その上側においては、分離装置１１で除去しきれなかった固形物をその上面に沈降させて滑り落とすことにより下室２９に移送できることが好ましい。また、仕切板１３は、その下側においては、固形物懸濁液中の固形物が移流管３０を通って下室２９に流入する際に、下室２９の底部に蓄積された汚泥が巻上げられて仕切板１３の開口部３１から上室２８に移送されない構造であることが好ましい。
【００３２】
そのため、本実施の形態では、前記条件を満たすために、仕切板１３が水平方向に対して下向きに４５°〜６０°程度の角度で設置されるとともに、開口部３１が仕切板１３の下端に設けられている。このような仕切板１３を備えることにより、固形物と懸濁物液とを確実に区分けすることができる。また、仕切板１３は開口部３１を有しているので、固形物を槽底部に沈降させると共に、第１の室（下室）２８の懸濁物液を第２の室（上室）２９に移流させることができる。
【００３３】
また、上室２８には、分離装置１１により分離し得なかった固形物及び懸濁物液の一定量を嫌気槽８に移流する計量装置を備えた流量調整手段としての流量調整装置１４が配設されている。この流量調整装置１４は計量装置を有する移送ポンプ又は水中ポンプ等からなる。特に本実施の形態では、コスト的な面等の理由から、流量調整装置１４として移送ポンプが使用される。移送ポンプの場合、流量調整装置１４の計量は、計量装置の返送水側に設けた上下稼働式の「せき」の高さを調整することにより行なうことができる。一方、水中ポンプの場合、前記「せき」を用いる方法でも良いし、バルブを設けてバルブの開閉度を調整して計量を行なう方法でも良い。また、上室２８には、例えば電極式又はフロート式等の液位センサ２０が配設されている。
【００３４】
嫌気槽８には、嫌気性微生物を槽内に保持（担持）して嫌気的生物分解を効率的に行なわせるために、微生物の付着体（第１の微生物担持体）１５が設けられている。付着体１５は、微生物を保持（担持）でき且つ目詰まりを起こしにくい構造であることが好ましく、例えば、網目状、筒状、へチマ状のもの等が使用される。また、付着体１５の材質としては、４０〜６０℃に達する槽内温度に耐えることができるように、ポリプロピレン、ポリカーボネート、フェノ一ル樹脂等の樹脂、又は、セラミックス等の耐熱性のある材料が好ましい。
【００３５】
嫌気槽８からは、好気槽９で開口する移流管２４が上方に向かって延びている。また、嫌気槽８には、槽底部に貯留された堆積汚泥が懸濁物液の流入時に巻上げられて移流管２４から好気槽９内に移流してしまうことを防止する汚泥移流防止機構３３が設けられている。この汚泥移流防止機構３３は、嫌気槽８の下部から前処理槽７の下部に通じる配管２１と、配管２１に介挿された開閉弁２２とからなる。
【００３６】
開閉弁２２は、前処理槽７の上室２８に設けられた液位センサ２０からの信号によって開閉され、その開位置で嫌気槽８から前処理槽７への汚泥の移流を自動的に許容するとともに、その閉位置で嫌気槽８から前処理槽７への汚泥の移流を阻止する。具体的には、前処理槽７が低液位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）になると、液位センサ２０からの信号によって開閉弁２２が開いて、嫌気槽８の堆積汚泥を含む液が前処理槽７に自動的に移流されるようになっている。また、前処理槽７の液位が調整液位（Ｃ．Ｗ．Ｌ）に達すると、開閉弁２２が閉じるようになっている。このように、開閉弁２２の開閉により、嫌気槽８の堆積汚泥を含む液を前処理槽７に間欠に移流するようになっている。
【００３７】
前処理槽７における前記調整液位（Ｃ．Ｗ．Ｌ）は所定の値に設定されている。すなわち、前処理槽７を低液位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）にするとともに嫌気槽８を定常液位にした後、開閉弁２２を開いて嫌気槽８の液を前処理槽７に移流させると、一定時間後に前処理槽７と嫌気槽８との液位が平衡になるが、その平衡液位以下に調整液位（Ｃ．Ｗ．Ｌ）が設定される。そのため、開閉弁２２が開いて嫌気槽８内の懸濁物液が前処理槽７内に流入しても、前処理槽７の液位が嫌気槽８の液位よりも高くなることはなく、前処理槽７の槽内液が配管２１を通って嫌気槽８に逆流することが防止される。つまり、本実施の形態において、前処理槽７の液位は嫌気槽８の液位よりも常時低い状態に設定されるため、開閉弁２２が開動作されると、高液位にある嫌気槽８から低液位にある前処理槽７への流れが自動的に生じ、嫌気槽８の底部に蓄積している汚泥が前処理槽７に移流される。
【００３８】
好気槽９内には、槽内を好気性雰囲気に保つために、ブロワ２５に接続された散気管２３が設置されている。また、好気性微生物によって懸濁物液の好気的生物分解を行なうために、好気槽９内には微生物の付着体（第２の微生物担持体）１６が設けられている。この付着体１６は、ポリプロピレン、ポリカーボネート、フェノール樹脂等の樹脂、又は、セラミックス、活性炭等の後述する液温４０〜６０℃に耐えられる耐熱性及び耐久性のある材質によって形成されており、好ましくは、ヘチマ状、円筒状に形成した網、球状に形成した骨格、小円筒状、波板状、ハニカム状、発泡体（スポンジ状）等の比表面積の大きい形状を成している。
【００３９】
少なくとも嫌気槽８及び好気槽９の液温を４０〜６０℃に設定した場合に、微生物の活性を高めるために、生ごみ処理装置１（図１では、好気槽９）には加温手段としての加温ヒータ１９が取り付けられている。加温ヒ一夕１９は、温度センサと制御器とを備えており、例えば、設定液温が４０℃の場合、槽内が４０℃以下になると作動スイッチが入り、４２℃以上になると作動スイッチが切れるようになっている。
【００４０】
処理水槽１０からは上方に向かって配管（移送手段）２６が延びている。配管２６の上端側は前処理槽７に設置された分離装置１１に向かって延びている。また、処理水槽１０内の処理水の一部を配管２６を介して分離装置１１に流して分離装置１１の目詰まりを防止するために、配管２６には計量装置を有する移送ポンプ（移送手段）１７が設けられている。移送ポンプ１７としては、エアリフトポンプ又は電動ポンプを用いることができるが、本実施の形態では、コストの安いエアリフトポンプが使用される。なお、処理水槽１０内の処理水を生ごみ処理装置１の外部に排出するために、放流管１８が処理水槽１０の上部で開口している。
【００４１】
また、食器の洗い水等、固形物をほとんど含まない汚濁度の低い水を前処理槽７に流すことなく下水道、浄化槽、側溝等の系外に直接に放流させるために、生ごみ処理装置１は、ディスポーザ２から延びる配管４に接続されるバイパス管６を有している。このバイパス管６には、ディスポーザ２と連動して作動する開閉弁５が設けられている。開閉弁５は、ディスポーザ２が作動している時には閉じて、懸濁物液を前処理槽７に流入させる。また、開閉弁５は、ディスポーザ２の作動が停止している時には開いて、食器の洗い水等を配管４から分岐するバイパス管６を通じて下水道、浄化槽、側溝等の系外に直接に放流させる。
【００４２】
次に、上記構成の生ごみ処理装置１の動作について説明する。
【００４３】
家庭や飲食店等で使われる野菜、果物、肉類、魚介類等の生ごみは、流し台２７に装着されたディスポーザ２によって１〜２ｍｍ程度に破砕され、この時に加えられる水道水とともに固形物懸濁液となって配管４から前処理槽７へと移流される。
【００４４】
なお、ディスポーザ２の生ごみ投入口３には、ディスポーザ２による破砕によって生じた固形物懸濁液だけでなく、食器の洗い水等も流入される。この洗い水を固形物懸濁液とともに生ごみ処理装置１に移流させると、生ごみ処理装置１への水量負荷が高くなり、装置容量が大きくなるという問題が生じる。そのため、固形物をほとんど含まない汚濁度の低い食器等の洗い水は、配管４から分岐するバイパス管６を介して下水道、浄化槽、側溝等の系外に直接に放流される。具体的には、ディスポーザ２が作動している時には、前記開閉弁５が閉じて、固形物懸濁液が配管４を経て前処理槽７に流入される。また、ディスポーザ２の作動が停止されている時には、開閉弁５が開いて、食器等の洗い水が配管４からバイパス管６を介して下水道、浄化槽、側溝等の系外に直接に放流される。これにより、生ごみ処理装置１への水量負荷が低減される。
【００４５】
前処理槽７内に移流された固形物懸濁液は、分離装置１１によって固形物懸濁液が固形物と懸濁物液に分離される。すなわち、前処理槽７では、後続の嫌気槽８及び好気槽９への汚濁負荷を低減するととともに槽内の汚泥発生量を低減するために、固形物懸濁液中の固形物が分離・可溶化される。
【００４６】
固形物懸濁液中に含まれる骨、貝殻、卵殻等の固形物は、生物分解が行なわれ難く、後続の嫌気槽８及び好気槽９に移流されると、分解されずに付着体１５，１６に付着して微生物処理の弊害となるばかりか、槽底部に堆積して処理水悪化の原因となる。一方、固形物懸濁液中の米粒、野菜・果物屑、肉魚類等の生物分解性固形物も、一般に生物分解速度が遅く、そのまま後続の嫌気槽８及び好気槽９に移流させると、分解されないまま微生物の付着体１５，１６に付着して生物処理の弊害となる。
【００４７】
そのため、本実施の形態の生ごみ処理装置１においては、固形物懸濁液が前処理槽７の流入部３２に設けられた分離装置１１によって、固形物と懸濁物液とに分離される。分離装置１１によって分離された固形物は、移流管３０を介して、仕切板１３で区画された下室２９に移送され、固形物可溶化装置１２によって微生物分解性有機物に分解される。また、分離装置１１によって分離され得なかった固形物及び懸濁物液は上室２８に移流される。また、分離装置１１で分離されずに上室２８に流入した固形物は、仕切板１３の上面に沈降して滑り落ち、開口３１から下室２９へと移送される。無論、この固形物も固形物可溶化装置１２によって微生物分解性有機物に分解される。
【００４８】
固形物可溶化装置１２による固形物の分解によって生成された微生物分解性有機物は、仕切板１３の開口部３１を通って前処理槽７の上室２８に移動し、上室２８内の固形物及び懸濁物液とともに、流量調整装置１４によってその一定量が嫌気槽８に移流される。なお、分離・可溶化後に前処理槽７に残留する固形物は、維持管理の際などにおいて、水中ポンプ等を使用して系外に排出される。
【００４９】
流量調整装置１４によって前処理槽７から嫌気槽８への懸濁物液の流れを制御するのは以下の理由による。すなわち、前処理槽７への懸濁物液の流入はディスポーザ２の使用時のみであるため、前処理槽７に対しては懸濁物液が間欠で短時間に流入することになる。このような大きな流量変動があると、前処理槽７では固形物の分離機能が低下し、また、後段の嫌気槽８及び好気槽９の処理性能も不安定なものとなる。したがって、この流量変動を平均化して処理の安定化を図るために、前処理槽７に流量調整装置１４が設けられている。
【００５０】
流量調整装置１４を介して嫌気槽８に移送された懸濁物液は、嫌気槽８内の付着体１５に繁殖させた嫌気性微生物の作用によって固形物が可溶化され有機物が嫌気的生物分解される。この場合、嫌気性微生物の活性は、好気槽９に設けられたヒータ１９の作用を間接的に受け（嫌気槽８にもヒータ１９が設けられている場合にはその作用を直接的に受け）、高まっているため、嫌気的生物分解効率（速度）は非常に大きい。
【００５１】
また、嫌気槽８で余剰に発生した汚泥は、槽上部にスカムとして、また、槽底部に堆積汚泥として貯留される。しかし、堆積汚泥がある一定量を越えると、これが懸濁物液の流入時に巻き上げられ移流管２４を通過して好気槽９に移流してしまう。そのため、本実施の形態では、前処理槽７が低液位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）になると、液位センサ２０からの信号によって開閉弁２２が開いて、嫌気槽８の堆積汚泥を含む液が前処理槽７に移流される。なお、前述したように、前処理槽７の液位が調整液位（Ｃ．Ｗ．Ｌ）に達すると、開閉弁２２は閉じられる。したがって、前処理槽７の槽内液が配管２１を通って嫌気槽８に逆流することはない。
【００５２】
嫌気槽８で嫌気処理が施された懸濁物液は、移流管２４を通って自然流下により好気槽９に移流され、槽内の微生物付着体１６に付着した好気性微生物によって好気分解される。この場合、好気槽９内は、ブロワ２５に接続された散気管２３の作用により好気性雰囲気に保たれ、また、ヒータ１９の作用（液温が４０〜６０℃に設定）により好気性微生物の活性が高まっているため、好気分解効率（速度）は非常に大きい。
【００５３】
好気槽９で好気分解を受けた懸濁物液は、処理水として好気槽９の下部を通って処理水槽１０に移流される。処理水槽１０では、移送ポンプ１７によって処理水の一部が配管２６から前処理槽７に常時循環されるとともに、残りの処理水が放流管１８を通じて装置外に排出される。配管２６を通じて流れる処理水は、前処理槽７の流入部３２に設けられた分離装置１１に向けて上側から流し落とされ、分離装置１１の目詰まりを防止する。
【００５４】
このように、ディスポーザ２から配管４を通じて送られてくる固形物懸濁液は、前処理槽７と嫌気槽８と好気槽９とを経て固形物が分解されて低ＢＯＤまで処理された後、処理水槽１０を経て処理水槽１０の上部に設けられた放流管１８から処理水として下水道、浄化槽、側溝等の装置外に放流される。
【００５５】
次に、上記構成の生ごみ処理装置１を用いて行なった固形物懸濁液分解試験の結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
0004088813.tif 000002
【００５７】
なお、この試験において、生ごみ処理装置１の全有効容量は１２０Ｌ（リットル）に設定した。また、各槽の容量は、前処理槽７が４５Ｌ、嫌気槽８が３０Ｌ、好気槽９が３０Ｌ、処理水槽１０が１５Ｌとした。前処理槽７の流入部３２に設けられる分離装置１１には１．２ｍｍの見開き構造を有する板を使用した。この場合、前記板は水平面に対して６０°の角度で設置した。また、固形物可溶化装置１２には、出力１２０Ｗ、周波数４７kHzの超音波発生装置を使用した。前処理槽７の上室２８に設置される液位センサ２０にはステンレス製の棒状電極式センサを使用した。
【００５８】
また、開閉弁２２が閉じる調整液位（Ｃ．Ｗ．Ｌ）は、前処理槽７を低液位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）にし且つ嫌気槽８を定常液位にした後に開閉弁２２を開けて前処理槽７と嫌気槽８との液位が平衡に達した位置よりも３０ｍｍ低い位置（Ｃ．Ｗ．Ｌ）に設定した。また、前処理槽７及び処理水槽１０に設置される移送ポンプ１４，１７にはエアリフトポンプを用い、ブロワ２５から分岐させた空気をエアリフトポンプに供給した。また、これら２つのエアリフトポンプ１４，１７には、移送量を調整する計量装置を設け、前処理槽７から嫌気槽８への移送量は間欠で流入する固形物懸濁液量を２４時間に平均化した時間当りの流量（Ｑ）の４倍（４Ｑ）量に設定した。すなわち、固形物懸濁液流入量ＩＱと処理水槽１０のエアリフトポンプ１７から移送されてくる量３Ｑとを合わせた量である４Ｑを移送させるようにした。
【００５９】
また、前処理槽７の上部には流量調整部（Ｈ．Ｗ．ＬとＬ．Ｗ．Ｌとの間）を設けた。嫌気槽８及び好気槽９には、微生物の付着体１５，１６としてポリプロピレン製のへチマ状濾材を用い、有効容量の７０％を固定床として液没させるように充填した。また、好気槽９には、ブロワ２５に接続した散気管２３により空気曝気を行ない、さらに、バイプ状ステンレス製の加温ヒータ１９を配して槽内液を４０〜４２℃（設定液温＝４０℃）に保温した。
【００６０】
また、ディスポーザ２で破砕した生ごみの固形物懸濁液（ＢＯＤ＝５１００ｍｇ／Ｌ、ＳＳ＝５３００ｍｇ／Ｌ）２５Ｌを朝、昼、夕の３回／日に分けて毎日前処理槽７に投与した。なお、別に４０℃で馴養した好気性菌を好気槽９に植種して試験を開始した。
【００６１】
また、液温に関する比較例として、生ごみ処理装置１の槽内液を２０〜２２℃（設定液温＝２０℃）に調整し、２０℃で馴養した好気性菌を好気槽９に植種した試験も行なった。なお、表１の値は定常状態になってからの結果を示している。
【００６２】
表１に示されるように、装置１内を４０℃に加温すると、加温を行なわない比較例と比較して、ＢＯＤ除去速度が高まり、結果として、処理水ＢＯＤ及び処理水ＳＳが大きく低減した。また、汚泥転換量についても、実施例の値は比較例と比較して大幅に低減されている。すなわち、本実施の形態の生ごみ処理装置１を用いれば、固形物懸濁液のＢＯＤが大幅に低減し、固形物の減量化を図れることが分かる。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態の生ごみ処理装置１によれば、嫌気槽８及び好気槽９において固形物懸濁液中の有機物が嫌気分解及び好気分解される前に、前処理槽７で固形物懸濁液が分離装置１１及び固形物可溶化装置１２により分離・可溶化される。このように、前処理槽７を備えることにより、別装置を用いないで、固形物懸濁液から分離された固形物を効果的に下室２９へ沈降させることができるので、装置を大きくすることなく固形物懸濁液の汚濁量を低減することができる。また、前処理槽７で固形物懸濁液を固形物と懸濁物液とに効果的に分離しているので、後続の嫌気槽８及び好気槽９への汚濁負荷が低減されるとともに、嫌気槽８及び好気槽９における生物分解に固形物による悪影響が及ばないため、生物分解の分解効率を向上することができる。しかも、固形物可溶化装置１２により、固形物を効率的に可溶化しているので、固形物の減量化が容易に実現される。
【００６４】
また、嫌気槽８及び好気槽９に設けられた付着体１５，１６による生物処理に固形物による悪影響が及ばないため、付着体１５，１６による分解効率が向上するとともに、付着体１５，１６の分解性能が長期間にわたって維持される。したがって、装置の維持管理がし易い。また、前処理槽７内の懸濁物液は、流量調整装置１４によってその一定量が嫌気槽８に移流される。したがって、流量変動が平均化され、前処理槽７における固形物懸濁液の分離機能及び嫌気槽８と好気槽９の処理性能が安定に維持される。また、移送ポンプ１７によって処理水槽１０内の処理水の一部が配管２６から前処理槽７の分離装置１１に移送されるため、分離装置１１の目詰まりが防止される。
【００６５】
また、本実施の形態の生ごみ処理装置では、加温ヒータ１９によって嫌気槽８内及び好気槽９内の液の温度が４０〜６０℃に維持される。したがって、加温ヒータ１９の作用（液温が４０〜６０℃に設定）により好気性微生物の活性が特に高まるため、好気分解効率（速度）が更に高くなる。
【００６６】
また、本実施の形態の生ごみ処理装置では、開閉弁２２が液位センサ２０からの信号によって開閉される。したがって、嫌気槽８内への懸濁物液の流入時に、嫌気槽８の堆積汚泥が巻き上げられて好気槽９に移流してしまうことを防止できる。この場合、特に、前処理槽７の上室２８の液位が嫌気槽８の液位よりも常時低い状態に設定され、開閉弁２２が開動作されると、嫌気槽８から前処理槽７の下室２９に向かう流れが生じるようになっているため、前処理槽７の槽内液が配管２１を通って嫌気槽８に逆流することがない。
【００６７】
【発明の効果】
【００６９】
請求項１に記載の生ごみ処理装置によれば、前処理槽を備えることにより、別装置を用いないで、固形物懸濁液から分離された固形物を効果的に第１の室へ沈降させることができるので、装置を大きくすることなく固形物懸濁液の汚濁量を低減することができる。また、前処理槽７で固形物懸濁液を固形物と懸濁物液とに効果的に分離しているので、後続の嫌気槽及び好気槽への汚濁負荷が低減されるとともに、嫌気槽及び好気槽における生物分解に固形物による悪影響が及ばないため、生物分解の分解効率を向上することができる。また、第１の室の固形物は、可溶化手段により可溶化されるので、固形物の減量化ができる。
【００７１】
請求項２に記載の生ごみ処理装置によれば、請求項１に記載の生ごみ処理装置と同様な効果を奏するとともに、加温手段の作用により、嫌気性或いは好気性微生物の活性が高まるため、嫌気的或いは好気的生物分解効率（速度）が高くなる。
【００７２】
請求項３に記載の生ごみ処理装置によれば、請求項１又は２に記載の生ごみ処理装置と同様な効果を奏するとともに、前処理槽内の固形物懸濁液は、流量調整手段によってその一定量が嫌気槽に移流される。したがって、流量変動が平均化され、前処理槽における固形物の分離機能及び嫌気槽と好気槽の処理性能が安定に維持される。
【００７３】
請求項４に記載の生ごみ処理装置によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の生ごみ処理装置と同様な効果を奏するとともに、移送手段によって処理水槽内の処理水の一部が配管から前処理槽の分離装置に移送されるため、分離装置の目詰まりが防止される。
【００７４】
請求項５に記載の生ごみ処理装置によれば、請求項２〜４に記載の生ごみ装置と同様な効果を奏するとともに、加温手段の作用により、液温が４０〜６０℃に維持される。このとき、嫌気性或いは好気性微生物の活性が、特に高まるため、嫌気的或いは好気的生物分解効率（速度）が更に高くなる。
【００７５】
請求項６に記載の生ごみ処理装置によれば、請求項１〜５のいずれかに記載の生ごみ処理装置と同様な効果を奏するとともに、センサからの信号により、嫌気槽の沈殿汚泥が、自動的に且つ間欠に前処理層に移流するので、嫌気槽内への懸濁物液の流入により、嫌気槽の堆積汚泥が巻き上げられて好気槽に移流してしまうことを防止できる。
【００７６】
請求項７に記載の生ごみ処理装置によれば、請求項６に記載の生ごみ処理装置と同様な効果を奏するとともに、前処理槽の槽内液が配管を通って嫌気槽に逆流することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る生ごみ処理装置を概略的に示した断面図。
【符号の説明】
１…生ごみ処理装置、２…ディスポーザ、３…生ごみ投入口、４…配管、
５…開閉弁、６…バイパス管、７…前処理槽、８…嫌気槽、９…好気槽、
１０…処理水槽、１１…固形物分離装置、
１２…固形物可溶化装置（可溶化手段）、１３…仕切板、
１４…流量調整装置（流量調整手段）、１５，１６…付着体（微生物担持体）、
１７…移送ポンプ（移送手段）、１８…放流管、
１９…加温ヒータ（加温手段）、２０…液位センサ、２１…配管、
２２…開閉弁、２３…散気管、２４…移流管、２５…ブロワ、２６…配管、
２７…流し台、２８…上室（第２の室）、２９…下室（第１の室）、
３０…移流管、３１…開口部、３２…流入部、３３…移流防止機構。
【図１】
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