(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
残飯等の固形有機廃棄物を粉砕すると共にアルカリ剤を加える粉砕機と、該粉砕機で粉砕した粉砕物を所定圧力に昇圧するポンプと、昇圧された粉砕物を加熱して水熱反応により粉砕物を液状化する加熱器と、該加熱器からの液状化物を減圧する減圧装置と、減圧された液状化物に酸化ガスを供給して酸化反応により有機物を湿式酸化分解する酸化加熱器とを備えたことを特徴とする固形有機廃棄物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、残飯等の固形有機廃棄物の処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ホテル、デパート及び食品加工場等から排出される残飯、生ゴミ等の固形有機廃棄物を処理する際には、ごみ焼却場で焼却するか、固形有機廃棄物を微生物の生物処理により処理し、基準値に見合った状態にしてから排出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、固形有機廃棄物をごみ焼却場で焼却する際には、燃焼排ガスの悪臭防止や有害ガスの処理が必要であるためごみ焼却場の設備が大型になり、都心や住宅地に建設が難しいという問題があった。又、生物処理する際には、処理に時間が掛かるため大型容積の装置設備が必要になると共に、生物処理であるため生物臭、腐敗臭等の悪臭がひどく、ごみ焼却場と同様に都心や住宅地に建設が難しいという問題があった。
【０００４】
本発明は、残飯等の固形有機廃棄物から悪臭等を発生させることなく、簡単な構成により固形有機廃棄物を確実に処理する固形有機廃棄物の処理装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
【０００７】
本発明の固形有機廃棄物の処理装置は、残飯等の固形有機廃棄物を粉砕すると共にアルカリ剤を加える粉砕機と、該粉砕機で粉砕した粉砕物を所定圧力に昇圧するポンプと、昇圧された粉砕物を加熱して水熱反応により粉砕物を液状化する加熱器と、該加熱器からの液状化物を減圧する減圧装置と、減圧された液状化物に酸化ガスを供給して酸化反応により有機物を湿式酸化分解する酸化加熱器とを備えたものである。
【０００８】
本発明によれば、固体有機廃棄物を処理する際には、固形有機廃棄物を粉砕しアルカリ剤を加え、粉砕物を昇圧及び加熱して水熱反応により液状化させ、液状化物を減圧し、酸化ガスを混合して酸化反応によりＣＯＤを低減する。
【０００９】
このため、固形有機廃棄物から悪臭を発生させることなく固形有機廃棄物を確実に処理して排出することができ、又、簡単な構成で固形有機廃棄物を処理し得るので装置構成を小型化することができる。更に、アルカリ剤を加えているので固体有機廃棄物の液状化を促進させることができる。
【００１０】
アルカリ剤を０．００１〜１Ｎの濃度になるよう添加すると、固形有機廃棄物に適切にアルカリ剤が作用し、固体有機廃棄物の液状化を一層促進させることができる。
【００１１】
固形有機廃棄物に水を添加して粉砕すると、粉砕物の流動性を高め得るので、固形有機廃棄物の処理を迅速に行うことができる。
【００１２】
固形有機廃棄物の処理装置において、加熱器がマイクロオートクレーブであるとすると、昇圧した固形有機廃棄物の粉砕物をマイクロオートクレーブにより攪拌すると同時に加熱するので、固形有機廃棄物の液状化を一層促進させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例と共に説明する。
【００１４】
図１は、本発明を実施する装置の形態の一例を示すフローチャートである。図１に示すごとく、残飯、生ゴミ等の固形有機廃棄物を処理する処理ライン１の出発点には粉砕機２を備えており、粉砕機２は、内部にミキサーのごとき回転羽根３を設けると共に固形有機廃棄物、アルカリ剤及び水を投入可能な構成を備えている。
【００１５】
粉砕機２の下流には高圧のポンプ４が接続されており、ポンプ４の送出側には加熱器５が接続されている。
【００１６】
加熱器５は内部に流路６を備えており、流路６にはマイクロ波により振動を与えると共に加熱するよう構成されている。加熱器５の排出側には減圧装置７のオリフィスを介して酸化加熱器８が接続されている。
【００１７】
酸化加熱器８には、圧力保持弁９を介して酸素若しくは空気やオゾン等の酸化ガスを適宜供給する供給ライン１０と、圧力保持弁１１を介して排水及び固形分を排出する排水ライン１２と、圧力保持弁１３を介して二酸化炭素ガスを排出するガス排出ライン１４とを備えている。ここで、オゾンは、オゾン発生器（図示せず）より、酸素は、空気圧縮器（図示せず）より夫々供給ライン１０に送出されている。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態例の作用を説明する。
【００１９】
ホテル、デパート、食品加工場等から排出される残飯、生ゴミ等の固形有機廃棄物は粉砕機２に投入されて、裁断及び攪拌される。
【００２０】
この時、粉砕機２には、粉砕物が所定の流動性を保つよう水を適宜加えると共に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ剤を加えており、アルカリ剤は、固形有機廃棄物の粉砕物に対して０．００１Ｎ〜１．０Ｎの濃度になるよう添加されている。
【００２１】
粉砕機２内の粉砕物は、高圧のポンプ４により略４ＭＰａ以上の圧力に昇圧されて加熱器５に供給される。
【００２２】
加熱器５内の粉砕物は、流路６内でマイクロ波の振動により攪拌されると同時に粉砕物の水分が気化しない温度の略２５０℃以上に加熱されて、水熱反応を起こす。
【００２３】
水熱反応を起こした粉砕物は、固形有機廃棄物中の主成分である高分子の結合が切断されて低分子化することにより、分解すなわち液状化する。
【００２４】
ここで、図２は、固形有機廃棄物にアルカリ剤を加えた際の水熱反応による分解度を示したものであり、水熱反応による分解度、すなわち水熱反応による液状化の度合は、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）により表記されており、同じ量の固形有機廃棄物に対してＣＯＤが高くなれば固形有機廃棄物が一層分解していることを示している。処理試験は、処理温度３００℃、処理時間３０min.の条件下で、１０ｇの動物残渣を固形有機廃棄物に対して様々な濃度（Ｎ）のＮａＯＨ液を加えて行った。
【００２５】
この結果、ＮａＯＨ液を加えない場合、ＣＯＤは８４００ｐｐｍであり、ＮａＯＨ液を加えた場合、ＣＯＤは１００００ｐｐｍ以上であり、ＮａＯＨ液の濃度を高めたものほどＣＯＤが高く、水熱反応により分解、液状化することが明らかである。
【００２６】
一方、図３は、攪拌用の振動を与えるオートクレーブ、もしくは振動のないオートクレーブを用いた場合の、夫々の固形有機廃棄物の処理試験の結果を示しており、処理試験は、処理温度３００℃、処理時間３０min.、酸素注入圧１０ｋｇ/ｃｍ2の条件下で、ＣＯＤ１０００ｐｐｍの処理液２０ｍｌに対して温度を変えた際の夫々の加熱器５のＣＯＤ分解率を測定している。
【００２７】
この結果、ＣＯＤ分解率において、振動のないオートクレーブに対し、攪拌用の振動を与えるマイクロオートクレーブの方が優れていることが明らかである。
【００２８】
加熱器５内で液状化された粉砕物は、液状化物として減圧装置７のオリフィスに送出され、減圧装置７により所定圧力に減圧されると共に、所定温度に減温されて、酸化加熱器８に供給される。
【００２９】
酸化加熱器８内の液状化物には、供給ライン１０により供給された酸素若しくはオゾンの酸化ガスがバブリング等により混合され、液状化物のＣＯＤを酸化反応により低下させると共に二酸化炭素ガスを発生させる。
【００３０】
ＣＯＤの低下した液状化物は、最終的に残るカルシウム、ケイ素等の固形分と共に排水として排水ライン１２より排出され、二酸化炭素ガスはガス排出ライン１４より排出される。
【００３１】
このため、固形有機廃棄物から悪臭を発生させることなく固形有機廃棄物を確実に処理して排出することができ、又、簡単な構成で固形有機廃棄物を処理し得るので装置構成を小型化することができる。更に、アルカリ剤を加えているので固体有機廃棄物の液状化を促進させることができ、食肉等に含まれる難溶性の油脂も容易に水に融かすことができる。
【００３２】
固形有機廃棄物にアルカリ剤を０．００１〜１Ｎの濃度になるよう添加すると、固形有機廃棄物に適切にアルカリ剤が作用し、固体有機廃棄物の液状化を一層促進させることができる。ここで、アルカリ剤の濃度が０．００１Ｎ未満の場合は、固体有機廃棄物の液状化を促進することがなく、アルカリ剤の濃度が１Ｎをより大きい場合には、最終的に中和する必要があるため新たな処理が必要になる。又、アルカリ剤の好ましい濃度は、０．００１Ｎ〜０．１Ｎであり、この場合、図２に示すごとく、極めて良好に固体有機廃棄物の液状化を促進させることができる。
【００３３】
固形有機廃棄物に水を添加して粉砕すると、粉砕物の流動性を高め得るので、固形有機廃棄物の処理を迅速に行うことができる。
【００３４】
固形有機廃棄物の処理装置において、加熱器５がマイクロオートクレーブであるとすると、昇圧した固形有機廃棄物の粉砕物をマイクロオートクレーブにより攪拌すると同時に加熱するので、固形有機廃棄物の液状化を一層促進させることができる。
【００３５】
なお、本発明の固形有機廃棄物の処理装置は、上述の実施の形態例に限定されるものではなく、アルカリ剤は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム以外のものでもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の固形有機廃棄物の処理装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３７】
Ｉ）固形有機廃棄物から悪臭を発生させることなく固形有機廃棄物を確実に処理して排出することができ、又、簡単な構成で固形有機廃棄物を処理し得るので装置構成を小型化することができる。更に、アルカリ剤を加えているので固体有機廃棄物の液状化を促進させることができる。
【００３８】
ＩＩ）アルカリ剤を０．００１〜１Ｎの濃度になるよう添加すると、固形有機廃棄物に適切にアルカリ剤が作用し、固体有機廃棄物の液状化を一層促進させることができる。
【００３９】
ＩＩＩ）固形有機廃棄物に水を添加して粉砕すると、粉砕物の流動性を高め得るので、固形有機廃棄物の処理を迅速に行うことができる。
【００４０】
ＩＶ）固形有機廃棄物の処理装置において、加熱器がマイクロオートクレーブであるとすると、昇圧した固形有機廃棄物の粉砕物をマイクロオートクレーブにより攪拌すると同時に加熱するので、固形有機廃棄物の液状化を一層促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実施する固形有機廃棄物の処理装置の形態例を示すフローチャートである。
【図２】  固形有機廃棄物にアルカリ剤を加えた際の水熱反応による分解度を示したグラフである。
【図３】  マイクロオートクレーブを用いた場合の固形有機廃棄物の処理試験の結果を示したグラフである。
【符号の説明】
２  粉砕機
４  ポンプ
５  加熱器
７  減圧装置
８  酸化加熱器
【図１】
0004239312.tif 000002
【図２】
0004239312.tif 000003
【図３】
0004239312.tif 000004