(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発酵槽内で被発酵物の発酵処理を行いながら、前記発酵槽から排出される排ガスを脱臭設備で脱臭処理する発酵処理方法において、
前記発酵槽内に原料の投入を開始してから一定時間経過するまでの間又は前記発酵槽内の被発酵物の切返しを開始してから一定時間経過するまでの間に、前記発酵槽から排出される排ガスを、脱臭処理する代わりに、前記発酵槽内の被発酵物を通過するように循環させ、
前記発酵槽から排出される排ガスを循環させている間、前記発酵槽に給気を行わないことを特徴とする発酵処理方法。
【請求項２】
発酵槽と、該発酵槽で発生した排ガス中の粉塵を除去する第１の除塵装置と、該第１の除塵装置を通過した排ガス中の臭気成分を除去する脱臭設備と、前記発酵槽への給気を行う給気手段とを備えた発酵処理設備において、
前記発酵槽で発生した排ガス中の粉塵を除去する第２の除塵装置と、
前記第２の除塵装置と前記給気手段とを連結する排ガスラインと、
前記発酵槽で発生した排ガスの排出先を、前記脱臭設備又は前記給気手段のいずれか一方とするように切り替えるための切替手段と、
を備えることを特徴とする発酵処理設備。
【請求項３】
前記第１の除塵装置と前記第２の除塵装置とが同一であることを特徴とする請求項２に記載の発酵処理設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃棄物の堆肥化等に用いられる発酵処理方法及び発酵処理設備に係り、より詳しくは密閉型の発酵槽を用いた発酵処理方法及び発酵処理設備に関する。
【０００２】
【従来技術】
有機性廃棄物を堆肥化する方法として、従来から、発酵槽を用いる発酵処理方法が知られている。
【０００３】
図４は、発酵処理方法を実施する従来の発酵処理装置の一例を示すフロー図である。この発酵処理装置においては、図４に示すように、発酵槽１００に原料が投入され、投入された原料は被発酵物として発酵処理され堆肥化される。この時、発酵槽１００においては、発酵により、粉塵及びアンモニア等の臭気成分を含む排ガスが発生するが、この排ガスは除塵装置１０１で除塵された後、脱臭設備１０２で脱臭処理され、大気へ放出される。
【０００４】
また、例えば特開平１１−２３６２８８号公報には、切返しをする時、開放型の発酵槽に収容された堆肥化材料の中から発せられる多量の水蒸気を吸気口から吸い込み、これを還流させて堆肥化材料で脱臭し、脱臭手段によって除臭した後、大気中へ放出する方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す発酵処理装置を用いた発酵処理方法においては、原料の投入や被発酵物の切返しを行わない通常運転時には、臭気成分の濃度変化が少なく、脱臭設備１０２の負荷変動の小さい運転が行われるものの、発酵槽１００への原料投入や発酵処理中の被発酵物の切返しを行うと、発酵槽１００が密閉型であるため、発酵槽１００内に蓄積された高濃度の臭気成分が一気に脱臭設備１０２に送られ、脱臭設備１０２の負荷が一時的に高くなり、脱臭設備１０２が臭気成分を捕捉しきれず、臭気成分が大気中へ放出される場合がある。ここで、大気中への臭気成分の放出を十分に防止するためには、脱臭設備１０２を負荷変動のピークに合せて大型化することが考えられるが、この場合、コストがかかるのみならずスペースの無駄にもなる。
【０００６】
また、前述した特開平１１−２３６２８８号公報では、切返しを行うときは、臭気が強いため、上述したように、発酵槽内の排ガスを還流させて堆肥化材料で脱臭した後、さらに脱臭手段で除臭しても、脱臭手段での負荷が過大となる場合があり、その場合には臭気を十分に除去しきれず、大気中への臭気成分の放出を十分に防止することができない。すなわち、この方法は、発酵槽内の臭気成分の濃度の高低にかかわらず発酵槽内で発生した排ガスを還流させているため、大気中への臭気成分の放出を十分に防止することができない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、脱臭設備を大型化することなく大気中への臭気成分の放出を十分に防止できる発酵処理方法及び発酵処理設備を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、発酵槽内で被発酵物の発酵処理を行いながら、発酵槽内で発生する排ガスを脱臭設備で脱臭処理する発酵処理方法において、前記発酵槽内に原料の投入を開始してから一定時間経過するまでの間又は前記発酵槽内の被発酵物の切返しを開始してから一定時間経過するまでの間に、発酵槽から排出される排ガスを脱臭処理する代わりに、発酵槽内の被発酵物を通過するように循環させ、発酵槽から排出される排ガスを循環させている間、発酵槽には給気を行わないことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、発酵槽内に原料を投入しない時又は発酵槽内の被発酵物の切返しを行わない時は、発酵槽内の被発酵物が発酵処理されながら、発酵槽内で発生する排ガスが脱臭処理される。この時、排ガス中の臭気成分の濃度変化が小さいため、脱臭処理に使用する脱臭設備にかかる負荷は小さく、臭気成分が脱臭設備で十分に除去される。一方、発酵槽内に原料の投入を開始してから一定時間経過するまでの間又は発酵槽内の被発酵物の切返しを開始してから一定時間経過するまでの間は、被発酵物中に蓄積されていた臭気成分が一気に開放され、排ガス中の臭気成分の濃度変化が大きくなる。従って、この排ガスを脱臭設備で脱臭処理することとすれば、脱臭設備に過大な負荷がかかり、脱臭設備で排ガス中の臭気成分を十分に除去しきれず、臭気成分が大気中へ放出されるおそれがある。そこで、本発明においては、排ガス中の臭気成分の濃度変化が大きくなる時は、発酵槽から排出される排ガスは脱臭設備に送られず、発酵槽を通過するように循環される。しかも、排ガスは、発酵槽内の被発酵物を通過するように循環されるため、排ガス中の臭気成分の濃度変化が徐々に小さくなり、脱臭処理を行う時に、脱臭設備に過大な負荷がかかることが十分に防止される。よって、脱臭設備を、原料投入時又は被発酵物の切返し時の負荷変動のピークに合せて大型化することなく、排ガス中の臭気成分を脱臭設備で十分に除去することが可能となる。
【００１０】
さらに、給気を行うと、給気した分を抜く必要があるが、本発明によれば、発酵槽から排出される排ガスを循環させている間、発酵槽には給気を行わないため、給気した分の空気を抜く必要がなくなる。
【００１１】
本発明は、発酵槽と、該発酵槽で発生した排ガス中の粉塵を除去する第１の除塵装置と、該第１の除塵装置を通過した排ガス中の臭気成分を除去する脱臭設備と、前記発酵槽への給気を行う給気手段とを備えた発酵処理設備において、前記発酵槽で発生した排ガス中の粉塵を除去する第２の除塵装置と、前記第２の除塵装置と前記給気手段とを連結する排ガスラインと、前記発酵槽で発生した排ガスの排出先を、前記脱臭設備又は前記給気手段のいずれか一方とするように切り替えるための切替手段とを備えることを特徴とする。この発明によれば、上記方法の発明を有効に実施することができる。
【００１２】
また、上記発酵処理設備において、第１の除塵装置と前記第２の除塵装置とが同一であることが好ましい。これにより、除塵装置が１つで済み、発酵処理設備の小型化が図られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の発酵処理装置の一実施形態を示すフロー図である。図１に示すように、発酵処理装置１は、投入される原料を被発酵物として発酵処理する密閉型の発酵槽２を備えている。ここで、発酵槽２は通常、投入された原料を発酵処理し堆肥化する槽を意味するが、堆肥を熟成させる熟成堆肥保管庫をも意味するものとする。発酵槽２の形状は、竪型、横型、円形型、キルン型などのいずれの形状でもよい。
【００１５】
また発酵処理装置１は給気装置３を備えており、バルブＶ１を開くことによりラインＬ１を経て吸気され、ラインＬ２を経て発酵槽２に給気が行われる。ここで、発酵槽２内の被発酵物に十分に給気を行えるよう、ラインＬ２は、発酵槽２の底部（図２参照）又は側部に接続されることが好ましい。給気装置３はルーツブロワ、ターボファンなどのいずれを用いることもできる。なお、ラインＬ１、バルブＶ１、給気装置３及びラインＬ２により給気手段が構成されている。
【００１６】
発酵槽２においては、被発酵物は、切返し装置（図示せず）により適宜切返しが行われるようになっている。
【００１７】
発酵槽２内で発生する排ガスは、バルブＶ３を開くことにより、ラインＬ３を経て発酵槽２から除塵装置（第１の除塵装置）４に送られて除塵される。除塵装置４としては、サイクロン、スクラバ、バグフィルタ等が用いられる。なお、除塵装置４で除去された粉塵は、ラインＬ４を経て発酵槽２に返送されるようになっている。
【００１８】
除塵装置４で除塵された排ガスはラインＬ５を経て脱臭設備５に送られ、脱臭処理された後、大気中へ放出される。脱臭設備５としては、酸・アルカリおよび次亜塩素酸ナトリウムを用いた薬液洗浄式の脱臭設備、生物脱臭設備、活性炭吸着設備等が用いられる。
【００１９】
一方、発酵槽２内で発生した排ガスは、バルブＶ２を開くことによりライン（排ガスライン）Ｌ６を経て給気装置３により吸引され、ラインＬ２を経て発酵槽２に導入され、排ガスが循環させられるようになっている。このように発酵処理装置１においては、被発酵物への給気に使用する給気装置３を有効に利用して発酵槽２内の排ガスが循環されるので、低コスト化、省スペース化が図られる。
【００２０】
ラインＬ６には除塵装置（第２の除塵装置）６が設けられることが好ましい。この場合、排ガス中に粉塵が多く存在しても除塵装置６で除去されるため、粉塵による吸引装置３への悪影響が十分に防止される。なお、除塵装置６で除去された粉塵は、ラインＬ７を経て発酵槽２に返送されるようになっている。
【００２１】
なお、発酵処理設備１において、バルブＶ２，Ｖ３は、発酵槽２で発生した排ガスの排出先を、脱臭設備５又は給気装置３のいずれか一方とするように切り替えるためのものであり、バルブＶ２，Ｖ３により、切替手段が構成されている。
【００２２】
次に、前述した発酵処理装置１における発酵処理方法について説明する。
【００２３】
発酵処理装置１においては、原料の投入を行っていないとき、又は切返し装置により被発酵物の発酵を行っていないときは、バルブＶ１を開き、ラインＬ１を経て給気装置３により吸気を行い、ラインＬ２を経て発酵槽２の被発酵物に給気を行う。これにより、被発酵物は発酵処理され、アンモニア等の臭気成分及び粉塵を含む排ガスが発生する。この排ガスを、バルブＶ２を閉じ、バルブＶ３を開くことにより、ラインＬ３を経て除塵装置４に送って除塵する。そして、除塵された排ガスをラインＬ５を経て脱臭設備５に送って脱臭処理し、脱臭処理した排ガスを大気中へ放出する。この時、発酵槽２においては、臭気成分の濃度変化が小さくなる。このため、脱臭設備５で脱臭処理により臭気成分が十分に除去され、大気中への臭気成分の放出が十分に防止される。
【００２４】
一方、原料を投入し又は発酵槽２内の被発酵物を切返し装置により切返しを行うと、被発酵物中に蓄積されていた臭気成分が一気に開放され、排ガス中の臭気成分の濃度変化が大きくなり、この排ガスを脱臭設備５で脱臭処理することとすれば、脱臭設備５に過大な負荷がかかり、脱臭設備５で排ガス中の臭気成分を十分に除去しきれず、臭気成分が大気中へ放出されるおそれがある。
【００２５】
そこで、本発明では、原料を投入してから一定時間経過するまでの間又は被発酵物の切返しを行ってから一定時間経過するまでの間、バルブＶ１、Ｖ３を閉じ、バルブＶ２を開いて給気装置３を作動する。こうすることにより、発酵槽２で発生した排ガスの排出先を、脱臭設備５から給気装置３にするように切り替える。ここで、一定時間とは、排ガス中の臭気成分の濃度が、原料投入前又は被発酵物の切返し前の臭気成分濃度に近づくのに要する時間であり、被発酵物の量によって異なるが、通常は３０〜３００分であり、好ましくは１２０分前後である。
【００２６】
そして、発酵槽２内で発生した排ガスをラインＬ６を経て吸引し、除塵装置６で除塵した後、ラインＬ２を経て発酵槽２に導入することにより、排ガスを循環させる。すなわち、臭気成分の濃度変化が大きくなる時は、排ガスを脱臭設備５に送らないこととしている。このため、脱臭設備５に過大な負荷がかけられることがない。しかも、排ガスは、発酵槽２の被発酵物を通過させられるので、循環されている間、排ガス中の臭気成分が被発酵物に捕捉され、臭気成分の濃度が時間とともに徐々に低減されていく。従って、静置状態になった後、発酵槽２内の排ガスを脱臭設備５に送る場合にも、脱臭設備５に過大な負荷がかかることがない。なお、上記のように排ガスを循環させている間は、バルブＶ１を閉じ、発酵槽２に給気を行わないことが好ましい。給気を行うと、給気した分を抜く必要があるが、給気を行わないようにすることで、給気した分の空気を抜く必要がなくなる。
【００２７】
以上より、原料投入時又は被発酵物の切返し時の負荷変動のピークに合せて脱臭設備５を大型化することなく、排ガス中の臭気成分を脱臭設備５で十分に除去することが可能となり、大気中への臭気成分の放出を十分に防止することができる。
【００２８】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付すこととする。
【００２９】
図３は、本発明の発酵処理装置の他の実施形態を示すフロー図である。本実施形態の発酵処理設備は、第１実施形態の除塵装置４と除塵装置６とが同一であり、且つ除塵装置４と給気装置３とがラインＬ８を介して連結されている点で第１実施形態と相違する。
【００３０】
発酵処理装置１１においては、原料を投入しない時又は切返し装置により被発酵物を切返ししない時は、バルブＶ４を閉じ、バルブＶ１、Ｖ５を開いて給気装置３を作動し、発酵槽２で発生した排ガスをラインＬ３を経て除塵装置４に送って除塵し、ラインＬ５を経て脱臭設備５に送って脱臭処理する。
【００３１】
一方、原料の投入を開始してから一定時間経過するまでの間、又は切返し装置により被発酵物の切返しを開始してから一定時間経過するまでの間は、バルブＶ１、Ｖ５を閉じ、バルブＶ４を開いて給気装置３を作動し、こうすることにより、発酵槽２で発生した排ガスの排出先を脱臭設備５から給気装置３に切り替え、発酵槽２で発生した排ガスをラインＬ３、ラインＬ８、ラインＬ２を経て循環させる。この時、一定時間の程度、及び被発酵物を通過するように発酵槽２に排ガスを導入する点は、第１実施形態と同じである。なお、本実施形態では、バルブＶ４，Ｖ５により切替手段が構成されている。
【００３２】
以上より、本実施形態の発酵処理装置１１においても、原料投入時又は被発酵物の切返し時の負荷変動のピークに合せて脱臭設備５を大型化することなく、排ガス中の臭気成分を脱臭設備５で十分に除去することが可能となり、大気中への臭気成分の放出が十分に防止されることとなる。また、発酵処理装置１１によれば、通常は脱臭設備５及び給気装置３に必要な２つの除塵装置を、１つの除塵装置で済ませることが可能となり、発酵処理装置１１をより小型化することが可能となる。
【００３３】
本発明は、前述した第１及び第２実施形態に限定されるものではない。例えば第１及び第２実施形態においては、発酵槽２で発生した排ガスを循環させるために、被発酵物への給気に使用する給気装置３が利用されているが、排ガスの循環用に別個に吸引装置を設け、この吸引装置を利用して発酵槽２を通過するように排ガスが循環されてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の発酵処理方法及び発酵処理設備によれば、発酵槽内に原料の投入を開始してから一定時間経過するまでの間又は発酵槽内の被発酵物の切返しを開始してから一定時間経過するまでの間に、発酵槽から排出される排ガスは、発酵槽内の被発酵物を通過するように循環されるので、脱臭設備に過大な負荷がかかることが十分に防止される。従って、脱臭設備を大型化することなく大気中への臭気成分の放出を十分に防止できる。さらに、発酵槽から排出される排ガスを循環させている間、発酵槽には給気を行わないため、給気した分の空気を抜く必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発酵処理装置の一実施形態を示すフロー図である。
【図２】図１の発酵槽の内部を示す図である。
【図３】本発明の発酵処理装置の他の実施形態を示すフロー図である。
【図４】従来の発酵処理方法を実施する発酵処理装置の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１，１１…発酵処理装置、２…発酵槽、３…給気装置（給気手段）、４…除塵装置（第１の除塵装置）、５…脱臭設備、６…除塵装置（第２の除塵装置）、Ｌ１…ライン（給気手段）、Ｖ１…バルブ（給気手段）、Ｌ２…ライン（給気手段）、Ｌ６，Ｌ８…ライン（排ガスライン）、Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５…バルブ（切替手段）。
【図１】
0004252205.tif 000002
【図２】
0004252205.tif 000003
【図３】
0004252205.tif 000004
【図４】
0004252205.tif 000005