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技術 廃棄物処理方法、廃棄物処理装置、及び有機性廃棄物の分解処理用基材

出願人 キヤノン電子株式会社
発明者 新井克美松元雪男
出願日 2003年4月4日 (17年10ヶ月経過) 出願番号 2003-101159
公開日 2004年11月4日 (16年3ヶ月経過) 公開番号 2004-305855
状態 未査定
技術分野 固体廃棄物の処理 固体相互の分離
主要キーワード 略閉空間 通気ファン パチン錠 通気流量 メッシュ状物 磁気検知センサー 取り出し扉 触媒ヒーター
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年11月4日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

有機性廃棄物に含まれる油分による廃棄物処理に対する悪影響をなくし、有機性廃棄物の適正な分解処理が可能となる有機性廃棄物処理方法有機性廃棄物処理装置、及び有機性廃棄物の分解処理用基材を提供する。

解決手段

処理槽10に収容された有機性廃棄物を、微生物を含む基材を用いて分解処理する廃棄物処理方法または装置において、前記基材に撥水性処理をした吸油材11aを含む基材11を用い、有機性廃棄物に含まれる油分を前記吸油材に吸着し、該油分を吸着した吸油材を前記処理槽10外に排出するようにする。

概要

背景

従来、廃棄物処理手段として、おが、わら籾、そば殻等の基材微生物菌床として用い、これを通気性の確保や水分調整等の目的で有機性廃棄物と混合し、前記基材で培養された微生物を利用して前記有機性廃棄物の分解処理を行う廃棄物処理手段が知られている。
このような手段によって廃棄物処理を行う場合、厨芥等の有機性廃棄物中に含まれる水分が多すぎたり、あるいは廃棄物を繰り返し投入されたりすること等により、基材の水分調整能力を超えてしまうようなことが生じる。このような場合には、有機性廃棄物を含む基材が粘土状の固まりとなり、微生物による適正な分解に必要な空気が入り込みにくくなる。この結果、分解性能落ちたり、場合によってはひどい腐敗臭が発生することとなる。

概要

有機性廃棄物に含まれる油分による廃棄物処理に対する悪影響をなくし、有機性廃棄物の適正な分解処理が可能となる有機性廃棄物処理方法有機性廃棄物処理装置、及び有機性廃棄物の分解処理用基材を提供する。処理槽10に収容された有機性廃棄物を、微生物を含む基材を用いて分解処理する廃棄物処理方法または装置において、前記基材に撥水性処理をした吸油材11aを含む基材11を用い、有機性廃棄物に含まれる油分を前記吸油材に吸着し、該油分を吸着した吸油材を前記処理槽10外に排出するようにする。

目的

本発明は、上記課題を解決し、有機性廃棄物に含まれる油分による廃棄物処理に対する悪影響をなくし、有機性廃棄物の適正な分解処理が可能となる有機性廃棄物処理方法、有機性廃棄物処理装置、及び有機性廃棄物の分解処理用基材を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

処理槽に収容された有機性廃棄物を、微生物を含む基材を用いて分解処理する廃棄物処理方法において、前記基材に撥水性処理をした吸油材を含む基材を用い、前記有機性廃棄物を分解処理することを特徴とする廃棄物処理方法。

請求項2

前記有機性廃棄物の分解処理は、前記有機性廃棄物に含まれる油分を前記吸油材に吸着し、該油分を吸着した吸油材を前記処理槽外に排出する工程を有することを特徴とする請求項1に記載の有機性廃棄物処理方法

請求項3

前記吸油材の処理槽外への排出は、該吸油材以外の基材構成部の粒の大きさよりも小さく形成された前記吸油材を、該吸油材以外の基材構成部との粒の大きさの違いを利用して分離し、該吸油材だけを処理槽外へ排出することにより行われることを特徴とする請求項2に記載の有機性廃棄物処理方法。

請求項4

有機性廃棄物を収容する処理槽を備え、該処理槽に収容された有機性廃棄物を、微生物と撥水性処理をした吸油材を含む基材を用いて分解処理する有機性廃棄物処理装置であって、前記吸油材によって有機性廃棄物に含まれる油分を吸着した吸油材を、前記処理槽外に排出する排出手段を有することを特徴とする有機性廃棄物処理装置。

請求項5

前記排出手段が、前記吸油材と該吸油材以外の基材構成部とを分離する手段を有することを特徴とする請求項4に記載の有機性廃棄物処理装置。

請求項6

前記分離手段が、メッシュ状物、あるいは貫通孔又はスリットを多数設けた板状物で構成されたい分け手段であることを特徴とする請求項5に記載の有機性廃棄物処理装置。

請求項7

有機性廃棄物の分解処理用基材であって、該基材が微生物と撥水性を有する吸油材を含むことを特徴とする有機性廃棄物の分解処理用基材。

請求項8

前記吸油材は、該吸油材以外の基材構成部よりも小さい粒形状を有することを特徴とする有機性廃棄物の分解処理用基材。

技術分野

0001

この発明は有機性廃棄物分解処理を効率的に行うための有機性廃棄物処理方法有機性廃棄物処理装置、及び有機性廃棄物の分解処理用基材に関するものである。

0002

従来、廃棄物処理手段として、おが、わら籾、そば殻等の基材を微生物菌床として用い、これを通気性の確保や水分調整等の目的で有機性廃棄物と混合し、前記基材で培養された微生物を利用して前記有機性廃棄物の分解処理を行う廃棄物処理手段が知られている。
このような手段によって廃棄物処理を行う場合、厨芥等の有機性廃棄物中に含まれる水分が多すぎたり、あるいは廃棄物を繰り返し投入されたりすること等により、基材の水分調整能力を超えてしまうようなことが生じる。このような場合には、有機性廃棄物を含む基材が粘土状の固まりとなり、微生物による適正な分解に必要な空気が入り込みにくくなる。この結果、分解性能落ちたり、場合によってはひどい腐敗臭が発生することとなる。

背景技術

0003

また、基材中に空気を取り込むために、基材の撹拌切り返しをしようとする場合には、基材の粘性抵抗が大きい為、機械的に行う場合には機械への負荷が大きくなり、場合によっては機械の故障を招くこともあった。
そのため、従来においては、特許文献1のように基材中の水分を検出する水分センサー厨芥処理装置に設け、水分調整手段を用いて基材中の水分を適正な値に制御する方法が提案されている。
【特許文献1】
特開平07−251146号公報

0004

ところで、上記した基材の水分調整能力を超えるのと同様のことが、厨芥等の有機性廃棄物に含まれる油分によっても起こり得る。すなわち、基材は多孔質体であるため、油分も水分の場合と同様に基材に吸着することとなり、これにより油分が過剰となった場合には、水分の時と同様に基材が団子状となり、基材の通風が妨げられることとなる。しかしながら、油分の場合には、水分の場合と違い揮発性が低い場合が多いため、特許文献1で提案されているような水分調整手段によっては、油分を低下させることは困難である。

発明が解決しようとする課題

0005

そこで、本発明は、上記課題を解決し、有機性廃棄物に含まれる油分による廃棄物処理に対する悪影響をなくし、有機性廃棄物の適正な分解処理が可能となる有機性廃棄物処理方法、有機性廃棄物処理装置、及び有機性廃棄物の分解処理用基材を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、処理槽に収容された有機性廃棄物を、微生物を含む基材を用いて分解処理する廃棄物処理方法及び装置において、前記基材に撥水性処理をした吸油材を含む基材を用い、前記有機性廃棄物を分解処理するようにしたものである。
ここで、前記有機性廃棄物に含まれる油分を吸着した吸油材は、排出手段等によって処理槽外に排出する。その際、吸油材の処理槽外への排出は、吸油材の粒径を該吸油材以外の基材構成部の粒径よりも小さく形成し、該吸油材と該吸油材以外の基材構成部とをい分け、該吸油材だけを処理槽外へ排出するように構成することができる。また、それらを篩い分けるための分離手段としては、メッシュ状物、あるいは貫通孔又はスリットを多数設けた板状物等を用いることができる。
これらにより、基材の吸水能力の著しい低下や、油分過多による基材の凝集を防止することができ、有機性廃棄物の適正な分解処理を行うことが可能となる。

0007

以下に、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する主旨のものではない。

0008

図1及至図3に基づいて、本発明の実施の形態に係わる廃棄物処理装置を説明する。
図1は、本実施の形態に係わる廃棄物処理装置の構成を示す概略斜視図、図2図1のA視からみた廃棄物処理装置の概略断面図、図3は本実施の形態に係わる廃棄物処理装置の外装カバー装着時の概略斜視図である。図4は本実施の形態に係わる基材の模式図である。
図1及至図4において、1は動力源駆動モーター、2は駆動モーター1の出力軸先端に固定された小スプロケット、3は小スプロケット2とかみ合うチェーン、4はチェーン3とかみ合う大スプロケット、5は廃棄物を撹拌する撹拌部材としての撹拌羽根、6は撹拌羽根5を回転させる撹拌軸、7は撹拌軸6を支持する軸受けである。

0009

8は廃棄物処理装置を覆う枠体としての外装部、10は廃棄物を処理し、処理槽側板右13と処理槽側板左14を固定している(廃棄物)処理槽、9は処理槽10を加熱する加熱手段として処理槽10下部に設けられた面状ヒーター、11は廃棄物を分解処理させるための基材、この基材11は撥水処理した吸油材11aと、該吸油材11a以外の基材の構成成分である菌床材11bとで構成されている。
また、12は分解処理の状態を検知する基材状態測定センサー、13は処理槽10を支持している側壁としての処理槽側板右、14は処理槽側板右13同様に処理槽10を支持している側壁としての処理槽側板左である。

0010

15は微生物への酸素の供給と分解処理で生成する水分と炭酸ガス通気を行う排気ファン、16は処理槽10内へ外気を取り込む吸気口、17は処理槽10内で発生したガスを排出する排気口、21は廃棄物を投入する投入口、20は投入口21をふさぐ投入蓋、19は投入蓋20に付けたマグネットを検知する投入蓋検知センサー、18は処理槽10の投入蓋20に取付けたマグネットである。22は全体を制御する制御部、24は処理槽10内から発生する粉塵を取り除く除塵フィルター、25(25a、25b、25c)は処理槽10内の排気口と外気を連通する排気ダクト、26は処理槽10から発生する臭気を帯びた空気を触媒ヒーターにより加熱し、酸化触媒を用いて脱臭する脱臭手段としての脱臭部である。

0011

27は廃棄物処理装置を覆う枠体としての外装部8の一部と処理槽側板左14とで略閉空間を形成する第1の部屋、28は廃棄物処理装置を覆う枠体としての外装部8の一部と処理槽10とで略閉空間を形成する第2の部屋、29は第1の部屋27を形成する外装部8の上面側に設けた外気を取り入れるための外気取り入れ口、30は外気取り入れ口から取り入れた外気の流れを強制的に作る通気ファン、31は廃棄物処理装置を覆う枠体としての外装部8の一部である底板である。

0012

32は処理槽10の前面側に設けられた吸油材分離フィルター、33は吸油材分離フィルター32によって分離された撥水処理した吸油材11aを受けるトレー、34は吸油材分離フィルター32によって分離された撥水処理した吸油材11aをトレー33に導くシュート、35は外装部8に設けられたトレー取り出し扉である。
36は処理槽10と面状ヒーター9に挟まれるように設けられ、基材の温度検知手段である温度センサーである。

0013

次に、上述のように構成された有機性廃棄物処理装置の作用および動作について説明する。
処理槽10は中央に撹拌軸6を有し、中に基材11が入っている。基材11は、多孔質体で吸水性と空隙を有し、且つ処理槽の一部に設けた吸油材分離フィルター32を通過する粒子の大きさを持つ吸油材11aと、撥水処理し且つ吸油材分離フィルター32を通過しない粒子の大きさを持つ菌床材11bとから構成される。

0014

吸油材フィルター32は、多数の貫通穴、又はスリットを持った板や、網状の物で、その開口径開口幅は、吸油材及び菌床材の粒の大きさによって任意に設定されるが、吸油材フィルター32を通過しないように設定される菌床材11bの粒を、分解に適した大きさとするために、開口径・開口幅は1〜10mmが望ましい。

0015

菌床材11bとしては、木材チップ、おが屑、籾殻、そば殻等の食物繊維質、及びこれらを所望の大きさに成形した物を用いる。この菌床材11bは、有機性廃棄物に含まれる水分を調整する働きをし、その空隙と粒子同士によって作られる空間により分解を担う微生物への酸素の供給を確保する働きをする。これにより、分解の効率が向上する。
また、このときの混合物中の廃棄物を分解する処理生物は、好気性の微生物や菌である。菌床材11bは、前記の働きを果たすのに十分な形状であれば、球状、円筒状、不定形などその形状は問わない。

0016

吸油材11aとしては、炭酸カルシウムタルクマイカグラファイト石英、及びシリカゲルゼオライト珪藻土パーライト等の造粒物に撥水処理を施した物を用いる。吸油材11aの形状としては、球状、柱状、円筒状、顆粒状などがあげられ、大きさとしては共に基材11を構成するところの菌床材11bよりも小さい範囲で、且つ油分を吸着した際に粘りが出ない程度の大きさが望ましい。
撥水性の付与は、表面にオルガノポリシロキサンシラン化合物による被膜を形成する方法や、水酸基メチル基アルキル基等で置換することにより疎水性を付与したシリカ粉を表面に塗布する方法による。
吸油材11aは撥水性とともに親油性を有するため、有機性廃棄物に含まれる水分は吸着せずに、有機性廃棄物に含まれる油分のみを吸収する。このため、菌床材11bへの油分吸着を抑え、その水分調整能力の低下を抑制することができる。
菌床材11bと吸油材11aの構成比率は、分解する有機性廃棄物に含まれる水分と油分によって調整されるものであるが、概ね吸油材の割合が基材全体の5〜50vol%となる構成が望ましい。

0017

運転中の廃棄物処理装置の投入蓋20を開けると、投入蓋20のマグネット18を検知していた投入蓋開閉検知センサー19は、投入蓋20が開かれたと判断し、撹拌状態の時は駆動モーター1が停止する。
ここで、投入蓋20に取り付けたマグネット18と投入蓋開閉検知センサー19とを備える投入蓋開閉検知手段は、処理槽10に取り付けた磁気に反応する磁気センサーで構成されているが、投入蓋20に突部を設け、その突部を処理槽10側に取り付けた光学センサーで検知しても良い。
また、投入蓋開閉検知センサー19は、本実施の形態においては、非接触式磁気検知センサーを用いているが、機械式マイクロスイッチであってもよい。
また、投入蓋開閉検知センサー19の取り付け位置は、投入蓋20側あるいは処理槽10側あるいは投入蓋20と処理槽10のどちらか一方に検知センサーを取り付け、他方に検知部材を取り付けても可能である。

0018

次に、廃棄物投入後の撹拌運転について説明する。
廃棄物投入後の駆動モーター1による撹拌運転は、例えば通常は30分周期の間に5分間だけ撹拌を行うが、廃棄物が投入された直後は、すぐに撹拌を開始し、例えば30分周期の間に10分間撹拌をすることで、投入された廃棄物を基材11とまんべんなく混合するとともに、また、有機性廃棄物中に含まれる過剰な油分を油吸収剤11aに積極的に吸収させ、これによって菌床材11bに揮発性が低く、分解されにくい油分が吸収されることを防ぎ、菌床材11bの水分吸収能力の低下を抑制することができる。

0019

撹拌は基材11と廃棄物の混合や油分の吸油材11aへの吸着効果以外にも、撹拌することで混合物の温度の一定化と、混合物中に含まれる水分を積極的に混合物の外部へ飛ばすことが可能で、混合物の含水率調整効果もある。
さらに、撹拌によって、基材の一部が吸油材分離フィルター32に接することにより、基材11内の油吸着材11aのみが吸油材分離フィルター32を通過し、処理槽10内の油吸収材が徐々に処理槽10から排出される。処理槽10から排出された吸油材11aは、シュート34に導かれてトレー33に排出される。これに伴って油分も処理槽10内に蓄積することなく、排出することができる。この際、必要に応じて排出分を補うための油吸収材11aを追加補充することが望ましい。

0020

また、トレー33に排出された吸油材11aが油分をほとんど吸着してない場合には、もう一度処理槽10内に投入しても構わない。
トレー33は、外装部8に設けられたトレー取り出し扉35を開けることにより、取り出すことができる。
また、本実施の形態において、撹拌羽根5は、断面が3角形状であり、撹拌軸6に複数等間隔で取り付けられる構成であるが、撹拌軸6に平板状の撹拌羽根5を複数等間隔で取り付けても可能である。このほかにも撹拌軸6に棒状の撹拌棒を複数等間隔で取り付けても良い。

0021

ここで処理槽10の断面形状は、基材11の全体が均一に軽い作用で撹拌されるように図1に示すように、ほぼ半円以上の円弧部を有する略U字形状になっている。そして円弧部の円弧の中心と一致して水平方向に撹拌軸6が設けられている。この撹拌軸6には撹拌羽根5が複数枚等間隔で固定されている。
なお、本実施例の形態では、処理槽10に撹拌軸6を横架させているが、撹拌軸6が処理槽10に鉛直方向に設けられても良い。

0022

また、このとき撹拌により、水分と炭酸ガスが撹拌停止時以上に発生することから、排気ファン15の通気流量を増加し、吸気口16からの酸素の供給と同時に、分解で発生する水分と炭酸ガスを処理槽10の外部へと排出することで、処理槽10内の混合物が多湿気味になることを防止でき、混合物の含水率調整効果もある。
また、このときの排気ファン15の取り付け位置は、本実施の形態では、排気口17に連通する脱臭部26を通過後、排気ダクト25内に排気ファン15を取り付けているが、吸気口16に排気ファン15を取り付けても同様の効果が得られる。

0023

また、吸気口16に取り付ける排気ファンは、処理槽10内に約40℃から約70℃に加熱した空気を送ることのできる熱風ファンでもよい。吸気口16に熱風ファンを取り付けることにより処理槽10内の気体の温度を上昇させることができる。処理槽10内の気体の温度が上昇することで気体に含まれる飽和水分量が増すことから、時間あたりの通気流量が同じであれば、短時間で混合物中の水分をより多く処理槽10から外へ出すことができる。吸気口16への熱風ファンの取り付けは、混合物が多湿気味になるときに混合物の含水率を調整する手段として有効である。
また、排気口17と連通する排気ダクト25内に排気ファン15を設け、かつ吸気口16に熱風ファンを設ける構成にすることでも上記と同様の効果が得られる。
その後、投入された廃棄物と基材11がまんべんなく混合されて分解処理が始まる。

0024

さらに、基材状態測定センサー12で測定した結果に応じて撹拌運転時間を制御することも可能である。例えば撹拌の間欠運転時間を通常は、30分周期の間に5分間撹拌していたのを、基材状態が乾燥気味の時は、30分周期の間に2分間とすることで必要充分な撹拌時間として撹拌過多により基材11が破砕されるのを防ぎ基材11の寿命を伸ばすことができる。
また、基材状態測定センサー12で測定した結果に応じて、撹拌サイクル排気流量を調整することで、基材と廃棄物の混合物の含水率を調整することが可能となる。処理槽10内が多湿気味になると、嫌気性の菌が増殖し、硫化水素等を発生し、臭気状態が悪臭となることから、基材11と廃棄物の混合物を含水率20%から60%の範囲内に調整することが望ましい。

0025

また、水分が多くなると、撹拌に必要なトルクが大きくなり、動力に無理が生じたり、基材11が微粉化されているときは、水分を含むと粘土状になりやすい傾向がある。基材11が粘土状になると、分解効率極端に低くなることから、このようなときには、全量または半分以上の基材11の交換が必要となる。
また、このときの基材状態測定手段である基材状態測定センサー12は、1対の電極直接処理槽10内の基材11に接触させ、1対の電極間電圧印加して、基材11間を流れる電流を測定し、基材11の含水率を測定する方式である。
また、基材11と廃棄物の混合物は、投入される廃棄物の種類により弱アルカリ性弱酸性に変わることから、混合物に直接接触する電極を構成する材質は、耐酸性耐アルカリ性に優れたステンレス材を使用すると良い。本実施例では、汎用性があり、価格の安いステンレス材のネジを電極として使用している。

発明を実施するための最良の形態

0026

また、廃棄物投入が中断したり、投入量が低下したときには、撹拌等によって基材11が乾燥しすぎるときがある。このときには、基材11中の微生物が乾燥によって活性化が鈍り処理効率が低くなるばかりではなく、基材11が微粉化したときには飛散したりして、周囲を汚すという欠点がある。また、このとき微粉末混入している菌も飛散することから、安全衛生上好ましくない。
このようなとき、排気口17に設けた除塵フィルター24により微粉末を外部に出さないようにすることで上記欠点を補うことができる。
また、除塵フィルター24は排気口17に機械的に係合または蝶ネジパチン錠で固定されることにより、器具を使用しないで人手にて取り外すことができる。除塵フィルター24を取り外せることで、除塵フィルター24にとりついた基材の微粉末を容易に清掃することが可能である。

図面の簡単な説明

0027

本発明によれば、継続的に油分を含んだ有機性廃棄物を投入しても、油分が基材中に蓄積していくことを抑制することが可能となり、これによって基材の水分調整能の著しい低下や油分過多による基材の凝集等の防止、あるいは基材の適正な通気性の保持等を図ることができ、有機性廃棄物の適正な分解処理を行うことができる。

図1
本発明の実施の形態に係わる廃棄物処理装置の構成を示す概略斜視図である。
図2
図1のA視から見た廃棄物処理装置の概略断面図である。
図3
本発明の実施の形態に係わる廃棄物処理装置の外装カバー装着時の概略斜視図である。
図4
本発明の実施の形態に係わる基材の模式図である。
【符号の説明】
1:駆動モーター、
2:小スプロケット、
3:チェーン、
4:大スプロケット、
5:撹拌羽根、
6:撹拌軸、
7:撹拌軸を支持する軸受け、
8:外装部
9:面状ヒーター、
10:処理槽、
11:基材、
11a:吸油材
11b:菌床材
12:基材状態測定センサー
13:処理槽側板右、
14:処理槽側板左、
15:排気ファン、
16:吸気口、
17:排気口、
18:投入蓋に取り付けたマグネット、
19:投入蓋開閉検知センサー
20:投入蓋、
21:廃棄物投入口
22:制御部、
23:通気口、
24:除塵フィルター、
25:排気ダクト、
26:脱臭部、
27:第1の部屋
28:第2の部屋
29:外気取り入れ口
30:通気ファン
31:底板
32:吸油材分離フィルター
33:トレー
34:シュート
35:トレー取り出し扉

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