(57)【要約】【課題】糞尿、生ごみ、排水の汚泥等の廃棄物を連続して微生物分解して焼却することができる廃棄物処理システムを提供する。【解決手段】糞尿、生ごみ、下水の汚泥等の廃棄物をおが屑とともに攪拌手段２１で攪拌して、前記廃棄物に含まれる有機性化合物を微生物分解する微生物分解装置２０と、前記おが屑および前記廃棄物に含まれる無機物を前記微生物分解装置２０から取り出す搬送装置３０と、搬送装置３０で搬送された前記おが屑および前記廃棄物に含まれる無機物を燃焼する燃焼炉と、前記燃焼炉で燃焼した際に発生する燃焼ガスにより水を加熱して蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラで発生した蒸気によりタービンを回転させて発電する発電機と、を備えることを特徴とする廃棄物処理システム。【選択図】図１
2009183830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
糞尿、生ごみ、下水の汚泥等の廃棄物をおが屑とともに攪拌手段で攪拌して、前記廃棄物に含まれる有機性化合物を微生物分解する微生物分解装置と、
前記おが屑および前記廃棄物に含まれる無機物を前記微生物分解装置から取り出す搬送装置と、
前記搬送装置で搬送された前記おが屑および前記廃棄物に含まれる無機物を燃焼する燃焼装置と、
前記燃焼装置で燃焼した際に発生する燃焼ガスにより水を加熱して蒸気を発生させるボイラと、
前記ボイラで発生した蒸気によりタービンを回転させて発電する発電機と、
を備えることを特徴とする廃棄物処理システム。
【請求項２】
請求項１記載の廃棄物処理システムであって、
前記発電機にて発電した電力により前記微生物分解装置内の攪拌手段を駆動することを特徴とする廃棄物処理システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の廃棄物処理システムであって、
前記発電機のタービンにて使用した蒸気をさらに前記微生物分解装置に導入して微生物分解装置の内部を加熱することを特徴とする廃棄物処理システム。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに記載の廃棄物処理システムであって、
エアヒーターを備え、前記エアヒーターが前記ボイラで使用済みの燃焼ガスにより空気流を加熱し、前記加熱された空気流が前記燃焼装置内に送り込まれることを特徴とする廃棄物処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糞尿、生ゴミ、下水の汚泥等の廃棄物を連続して微生物分解して焼却する廃棄物処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、人の糞尿を無臭にして処理する装置として、人の糞尿をおが屑と一緒に攪拌して分解する仮設トイレがある（例えば特許文献１参照）。この場合、図４に示すように、仮設トイレ７０のトイレ設備７１では、便座７２から人の糞尿を分解処理槽７３内に落下させる。分解処理層７３内にはおが屑が入れてあるので、分解処理槽７３内にてブレード７４がモータ７５に駆動されて回転することにより、分解処理槽７３内のおが屑と人の糞尿を攪拌して、人の糞尿を微生物分解している。
【特許文献１】特開２００４−１９１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述の従来例では、人の糞尿を分解処理槽７３内にてバッチ処理しているので、人の糞尿を連続して処理することができないという問題があった。
また、人の糞尿以外の家畜の糞尿、生ごみ、下水の汚泥等を分解処理槽７３内で微生物分解する場合も同様にバッチ処理であり、連続して処理することができないという問題があった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、上述の従来例の問題点を解決し、人および家畜の糞尿、生ごみおよび下水の汚泥等の廃棄物を連続して微生物分解して焼却することができる廃棄物処理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、糞尿、生ごみ、下水の汚泥等の廃棄物をおが屑とともに攪拌手段で攪拌して、前記廃棄物に含まれる有機性化合物を微生物分解する微生物分解装置と、前記おが屑および前記廃棄物に含まれる無機物を前記微生物分解装置から取り出す搬送装置と、前記搬送装置で搬送された前記おが屑および前記廃棄物に含まれる無機物を燃焼する燃焼装置と、前記燃焼装置で燃焼した際に発生する燃焼ガスにより水を加熱して蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラで発生した蒸気によりタービンを回転させて発電する発電機と、備えることを特徴とする廃棄物処理システムである。
【０００５】
請求項１記載の発明に関わる廃棄物処理システムでは、微生物分解装置が糞尿、生ごみ、下水の汚泥等の廃棄物をおが屑とともに攪拌手段で攪拌して、前記廃棄物に含まれる有機性化合物を微生物分解し、搬送装置が前記おが屑および前記廃棄物に含まれる無機物を前記微生物分解装置から取り出し、燃焼装置が前記搬送装置で搬送された前記おが屑および前記廃棄物に含まれる無機物を燃焼し、ボイラが前記燃焼装置で燃焼した際に発生する燃焼ガスにより水を加熱して蒸気を発生させ、発電機が前記ボイラで発生した蒸気によりタービンを回転させて発電する。
【０００６】
さらに、請求項２記載の発明は、請求項１記載の廃棄物処理システムであって、前記発電機にて発電した電力により前記微生物分解装置内の攪拌手段を駆動することを特徴とする廃棄物処理システムである。
【０００７】
請求項２記載の発明により、前記発電機にて発電した電力により前記微生物分解装置内の攪拌手段を容易に駆動することができる。
【０００８】
さらに、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の廃棄物処理システムであって、前記発電機のタービンにて使用した蒸気をさらに前記微生物分解装置に導入して微生物分解装置の内部を加熱することを特徴とする廃棄物処理システムである。
【０００９】
請求項３記載の発明により、前記発電機のタービンにて使用した蒸気をさらに前記微生物分解装置に導入して微生物分解装置の内部のおが屑および廃棄物を加熱することができる。
【００１０】
さらに、請求項４記載の発明は、請求項１から３までのいずれかに記載の廃棄物処理システムであって、エアヒーターを備え、前記エアヒーターが前記ボイラで使用済みの燃焼ガスにより空気流を加熱し、前記加熱された空気流が前記燃焼装置内に送り込まれることを特徴とする廃棄物処理システムである。
【００１１】
請求項４記載の発明により、前記エアヒーターが前記ボイラで使用済みの燃焼ガスにより空気流を加熱し、前記加熱された空気流が前記燃焼装置内に送り込まれるので、燃焼装置内の温度を高め、水分を含むおが屑を効率よく焼却することができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、糞尿、生ごみ、下水の汚泥等の廃棄物を連続して微生物分解し、焼却することができ、さらに、蒸気の発生および発電をもすることができる。
さらに、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果とともに、微生物分解装置内の攪拌手段を駆動する電力を外部から供給する必要がなくなる。
さらに、請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明の効果とともに、微生物分解装置の内部を加熱するための蒸気を外部から供給する必要がなくなる。
さらに、請求項４記載の発明によれば、請求項１から３までの発明の効果とともに、燃焼装置内にておが屑等の燃焼を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明における実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る廃棄物処理システムの前段部分を示し、図２は本発明の実施の形態に係る廃棄物処理システムの後段部分を示し、図３は図２の燃焼装置の下部を拡大して示す。
【００１４】
廃棄物処理システム１０は、図１に示すように微生物分解装置２０、搬送装置３０を備え、さらに、図２に示すように燃焼装置４０、ボイラ４７、エアヒーター４８および発電機６０を備えている。
【００１５】
図１に示すように、微生物分解装置２０が糞尿、生ごみ、下水の汚泥等の廃棄物１１ａをおが屑１２ａとともに攪拌手段２２で攪拌して、廃棄物１１ａに含まれる有機性化合物を微生物分解する。
具体的には、廃棄物サイロ１１およびおが屑サイロ１２が地面６３上に設置されている。廃棄物サイロ１１が廃棄物１１ａを貯蔵し、コンベア１１ｂが廃棄物サイロ１１内の廃棄物１１ａを搬送してホッパ１１ｃに投入し、フライトコンベア１１ｄがホッパ１１ｃに投入された廃棄物１１ａを搬送して微生物分解装置２０の第１投入口２４から微生物分解装置２０内に投入する。
さらに、おが屑サイロ１２がおが屑１２ａを貯蔵し、コンベア１２ｂがおが屑サイロ１２内のおが屑１２ａを搬送してホッパ１２ｃに投入し、フライトコンベア１２ｄがホッパ１２ｃに投入されたおが屑１２ａを搬送して微生物分解装置２０の第２投入口２５から微生物分解装置２０内に投入する。おが屑１２ａには空気が十分に含まれているので、おが屑１２ａと一緒に空気が微生物分解装置２０内に導入される。
なお、各コンベア１１ｂ、１２ｂは、三角形の板を備え、この三角形の板を押し引きして、搬送対象物を搬送するものである。
【００１６】
微生物分解装置２０は筒状の好気発酵槽であり、その壁２１は横長の筒状部２１ａ、筒状部２１ａの一方の端部を塞ぐ第１板状部２１ｂおよび筒状部２１ａの他方の端部を塞ぐ第２板状部２１ｃからなる。攪拌手段２２の回転軸２３は、横軸であり、第１板状部２１ｂの中央部に設けられた図示しない軸受および第２板状部２１ｃの中央部に設けられた図示しない軸受により回転自在に支えられている。そして、回転軸２３の第１板状部２１ｂから外部に突出した部分は第１モータ２７により回転駆動され、回転軸２３の第２板状部２１ｃから外部に突出した部分は第２モータ２８により回転駆動される。なお、第１モータ２７と第２モータ２８は同期して回転軸２３を回転させる。また、第１支持部２７ａおよび第２支持部２８ａが地面６３上に設置され、第１支持部２７ａが第１モータ２７および筒状部２１ａの一方の端部を支え、第２支持部２８ａが第２モータ２８および筒状部２１ａの他方の端部を支えている。さらに、第２板状部２１ｃの下部に排出口２９が形成されている。
【００１７】
なお、筒状部２１ａはＵ字状の本体の上側開口部を開閉可能な図示しない蓋で閉じたものであり、前記Ｕ字状の本体は二重構造のジャケットになっていて、このジャケットの入口２６からこのジャケットの中に後述する発電機６０のタービン６１で使用済みの蒸気がパイプ６１ａ、６１ｂを経由して送りこまれる。この蒸気の熱により微生物分解装置２０の内部が５０℃以上、湿度５０％以上に保たれて廃棄物１１ａが好気発酵する条件が保たれる。さらに、パイプ６１ａ、６１ｃを経て、蒸気が廃棄物サイロ１１内に送り込まれる。これにより廃棄物サイロ１１内の廃棄物１１ａが加熱される。
【００１８】
具体的には、微生物分解装置２０内にて、廃棄物１１ａとおが屑１２ａとが攪拌されて、廃棄物１１ａの水分がおが屑１２ａに保水される。そして、水分を除いた廃棄物１１ａの固形物を微生物分解する。この場合の微生物は自然界に生息している微生物および例えば廃棄物１１ａが糞尿の場合には腸内細菌である。このため、特別な菌は不要であり、廃棄物１１ａは微生物分解により脱臭され、水分は加温されて臭いを発することなく蒸発する。この微生物により廃棄物１１ａの固形物は「水と二酸化炭素」に分解処理される。
廃棄物１１ａが糞尿の場合は、蒸発も分解もされない無機成分（窒素、リン酸、カリウム等）が残渣として残り、粉状態でおが屑１２ａに吸着される。そして、見た目には、「おが屑１２ａの色」が変わるのみで、糞尿が消えたように見える。
【００１９】
図２に示すように、燃焼装置４０が、搬送装置３０で搬送された廃棄物１１ａに含まれる水分を含んだおが屑１２ａおよび廃棄物１１ａに含まれる無機物を燃焼する。
具体的には、搬送装置３０はフライトコンベア３１、破砕機３２、ホッパ３３およびフライトコンベア３４を備えている。フライトコンベア３１の入口は排出口２９に接続され、フライトコンベア３１の途中に破砕機３２が配設されている。フライトコンベア３１の出口はホッパ３３の上に配置され、フライトコンベア３４の入口はホッパ３３の下に設置され、フライトコンベア３４の出口は燃焼装置４０の投入プッシャー４２の上に配置されている。このため、微生物分解装置２０の排出口２９から「廃棄物１１ａに含まれる水分を含んだおが屑１２ａおよび廃棄物１１ａに含まれる無機物」（以下「搬送対象物」とする。）をフライトコンベア３１が搬送してホッパ３３内に落下させる。なお、フライトコンベア３１が搬送する途中にて破砕機３２が前記「搬送対象物」を破砕する。そして、ホッパ３３内の前記破砕された「搬送対象物」をフライトコンベア３４が搬送して投入プッシャー４２上に落下させる。
【００２０】
搬送装置３０が微生物分解装置２０内のおが屑１２ａおよび「廃棄物１１ａに含まれる無機物」を微生物分解装置２０から取り出す。なお、微生物分解装置２０から取り出されたおが屑１２ａは廃棄物１１ａの水分を含んでいる。
具体的には、搬送装置３０はフライトコンベア３１、破砕機３２、ホッパ３３およびフライトコンベア３４を備えている。フライトコンベア３１は微生物分解装置２０の排出口２９から排出されるおが屑１２ａおよび「廃棄物１１ａに含まれる無機物」を搬送して、ホッパ３３に落下させる。なお、フライトコンベア３１の搬送途中にて破砕機３２が排出されるおが屑１２ａおよび「廃棄物１１ａに含まれる無機物」を破砕して細かくする。
さらに、ホッパ３３内のおが屑１２ａおよび「廃棄物１１ａに含まれる無機物」をフライトコンベア３４が搬送して燃焼装置４０の投入プッシャー４２上に落下させる。なお、ホッパ３３を使用することにより、フライトコンベア３４がおが屑１２ａおよび「廃棄物１１ａに含まれる無機物」を搬送する量を調節することができる。
【００２１】
図２に示す燃焼装置４０は、投入プッシャー４２上に落下したおが屑１２ａ（水分約５０％、図１参照）および「廃棄物１１ａ（図１参照）に含まれる無機物」を燃焼する。
具体的には、燃焼装置４０は、燃焼装置４０の側面を囲う側壁４１を備えている。側壁４１のうち前部４１ａには投入プッシャー４２が取り付けられている。投入プッシャー４２から燃焼装置４０内に投入された「おが屑１２ａ（図１参照）および「廃棄物１１ａ（図１参照）に含まれる無機物」」はレシプロストーカー４３により燃焼装置４０の奥の方（前部４１ａから離れる方向）へ運ばれつつ燃焼する。
【００２２】
図３に示すように、レシプロストーカー４３は、第１部分４４および第２部分４５を備えている。第１部分４４は第１支持部４３ａと第２支持部４３ｂとで支えられ、第２部分４５は第２支持部４３ｂと第３支持部４３ｃとで支えられている。なお、第１支持部４３ａは前部４１ａに取り付けられ、第２支持部４３ｂは側壁４１のうち側部４１ｃ（前部４１ａと後部４１ｂ（図２参照）とを連結する部分）に取り付けられ、第３支持部４３ｃは仕切壁４１ｄの上端部に取り付けられている。なお、仕切壁４１ｄは燃焼装置４０の床から立ち上がるように形成されている。また、側部４１ｃには吸気孔４１ｅ、４１ｆが形成されている。
【００２３】
そして、第１部分４４は、流体圧式の第１シリンダ４４ａ、第１ロッド４４ｂ、第１台部４４ｃ、複数の固定桟４４ｄおよび複数の可動桟４４ｅを備えている。複数の固定桟４４ｄは側部４１ｃに固定され、固定桟４４ｄと可動桟４４ｅが交互に配置されている。第１シリンダ４４ａが第１ロッド４４ｂを介して第１台部４４ｃを押し引きすると、複数の可動桟４４ｅが燃焼装置４０の前後方向に押し引きされる。
【００２４】
同様に、第２部分４５は、流体圧式の第２シリンダ４５ａ、第２ロッド４５ｂ、第２台部４５ｃ、複数の固定桟４５ｄおよび複数の可動桟４５ｅを備えている。複数の固定桟４５ｄは側部４１ｃに固定され、固定桟４５ｄと可動桟４５ｅが交互に配置されている。第２シリンダ４５ａが第２ロッド４５ｂを介して第２台部４４ｃを押し引きすると、複数の可動桟４５ｅが前後方向に押し引きされる。
【００２５】
図２に示すように、レシプロストーカー４３の上方には輻射熱防止壁４６が配置され、輻射熱防止壁４６の基部は側壁４１の後部４１ｂに取り付けられている。このため、レシプロストーカー４３と輻射熱防止壁４６との間にておが屑１２ａ（図１参照）等が燃焼する。その際輻射熱防止壁４６は燃焼による輻射熱が上方に伝わることを防ぐ役割をしている。
また、「おが屑１２ａおよび「廃棄物１１ａに含まれる無機物」」を燃焼させた残渣は仕切壁４１ｄと側壁４１の後部４１ｂとの間の床上に溜まる。この残渣は、窒素、燐酸、カリ等を含有しているので、肥料となる。
【００２６】
図２に示すように、ボイラ４７が、燃焼装置４０の上部にて輻射熱防止壁４６の上側に配設されている。ボイラ４７が燃焼装置４０で燃焼した際に発生する燃焼ガスにより水を加熱して蒸気を発生させる。
具体的には、ボイラ４７内には複数のパイプ４７ａが横向きに配設されていて、燃焼装置４０で燃焼した際に発生する約９００〜１０００℃の燃焼ガスが燃焼装置４０内にて輻射熱防止壁４６とボイラ４７との間を矢印４０ａに示す方向に流れて、パイプ４７ａを通過すると、この燃焼ガスの熱によりボイラ４７内の水が加熱されて蒸気が発生する。
【００２７】
さらに、図２に示すように、エアヒーター４８がボイラ４７で水を加熱するために使用された燃焼ガスにより空気を加熱する。
具体的には、押し込みファン５１がパイプ５１ａを通って約２０℃の空気流をエアヒーター４８に供給する。ボイラ４７のパイプ４７ａを通過した約４５０℃の燃焼ガスは導管４７ｂを通ってエアヒーター４８に供給される。エアヒーター４８では燃焼ガスの熱により前記供給された空気流を加熱する。
そして、エアヒーター４８で加熱された約２００℃の空気流はパイプ４８ａを通って側壁４１の前部４１ａに形成された図示しない孔から燃焼装置４０内に供給されて、燃焼装置４０内の「おが屑１２ａ（水分を含んでいる。）（図１参照）および「廃棄物１１ａ（図１参照）に含まれる無機物」」を加熱して燃焼し易くする。
【００２８】
さらに、図２に示すように、エアヒーター４８で使用された約２５０℃の燃焼ガスはパイプ４８ｂを通って集塵機５２に送られ、集塵機５２にて除塵されてパイプ５２ａを通って吸引ファン５３に吸引され、さらに、吸引ファン５３からパイプ５３ａを通って煙突５４に送られ、煙突５４の上端部から大気中に放出される。
【００２９】
さらに、図２に示すように、発電機６０が、ボイラ４７で発生した蒸気をパイプ４７ｃによりタービン６１に導き、前記蒸気でタービン６１を回転させ、この回転エネルギーにより発電機６０で発電する。
そして、発電機６０で発電した電力が図１の攪拌手段２２の各モータ２７、２８の動力源となる。
なお、図２における燃焼装置４０、押し込みファン５１、集塵機５２、吸引ファン５３および煙突５４は地面６３上に設置されている。
【００３０】
以上の構成の廃棄物処理システム１０が、以下の動作をする。
すなわち、微生物分解装置２０が糞尿、生ごみ、下水の汚泥等の廃棄物１１ａをおが屑１２ａとともに攪拌手段２２で攪拌して、廃棄物１１ａに含まれる有機性化合物を微生物分解し、搬送装置３０が「おが屑１２ａおよび「廃棄物１１ａに含まれる無機物」」を微生物分解装置２０から取り出し、燃焼装置４０が搬送装置３０で搬送された「おが屑１２ａおよび「廃棄物１１ａに含まれる無機物」」を燃焼し、ボイラ４７が燃焼装置４０で燃焼した際に発生する燃焼ガスにより水を加熱して蒸気を発生させ、発電機６０がボイラ４７で発生した蒸気によりタービン６１を回転させて発電する。
【００３１】
さらに、発電機６０にて発電した電力により微生物分解装置２０内の攪拌手段２２を容易に駆動することができる。
さらに、発電機６０のタービン６１にて使用した蒸気をさらに微生物分解装置２０に導入して微生物分解装置２０の内部の「おが屑１２ａおよび廃棄物１１ａ」を加熱することができる。
さらに、エアヒーター４８がボイラ４７で使用済みの燃焼ガスにより空気流を加熱し、前記加熱された空気流が燃焼装置４０内に送り込まれるので、燃焼装置４０内の温度を高め、水分を含むおが屑１２ａ等を効率よく焼却することができる。
【００３２】
なお、上記実施の形態において、微生物分解装置２０内で好気発酵したおが屑１２ａは水分約５０％を含んでいるが、低位発熱量が１５００キロカロリー／ｋｇあるので、バイオマス燃料として利用できる。
また、畜糞は利用しにくいので、畜糞を乾燥して燃やしてほしいという要求が多く、例えば鶏糞を燃焼してボイラで蒸気を発生しているが、鶏糞のたんぱく質がボイラの伝熱面に付着して２４時間もたないが、鶏糞におが屑を混入したものは完全に燃焼する。
また、糞尿を嫌気メタン発酵すると、二酸化炭素の排出量が膨大になるが、本発明ではこれを防ぐことができ、地球温暖化の防止に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態に係る廃棄物処理システムの前段部分を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る廃棄物処理システムの後段部分を示す説明図である。
【図３】図２の燃焼装置の下部を拡大して示す部分図である。
【図４】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  廃棄物処理システム
１１ａ  廃棄物
１２ａ  おが屑
２０  微生物分解装置
２２  攪拌手段
３０  搬送装置
４０  燃焼装置
４７  ボイラ
４８  エアヒーター
６０  発電機
【図１】
2009183830.tif 000003
【図２】
2009183830.tif 000004
【図３】
2009183830.tif 000005
【図４】
2009183830.tif 000006