JP4425195B2 - 家庭ゴミの堆肥化装置と堆肥化方法 - Google Patents

Description

本願発明は、家庭ゴミの堆肥化装置と堆肥化方法に関するものである。

家庭等から排出される生ゴミは、大量に収集して焼却処分や埋設処分、或いは下記特許文献1乃至特許文献３に開示されている様に大量一括した堆肥化がなされることとなるが、いずれも排煙や悪臭や有害物質を発生し環境衛生上の問題となっている。そこで、各家庭において生ゴミを堆肥化し生ゴミの排出量を抑制しようと言う機運が高まっている。

特開平７−２１５７８８ 特開平１１−１３０５７１ 特開２００３−１５５１０９

しかしながら、今日存在する生ゴミの堆肥化手法は、例えばコンポーストに生ゴミを堆積させていく形態を採るものが多く、下位の層として存在する部分には湿気が溜まり生ゴミが外気に触れにくい環境となる。その様な環境は悪臭発生の原因となる嫌気性微生物が好む環境であって、堆肥化への発酵を促す好気性微生物が繁殖し難い環境であり（下記特許文献４参照）、生ゴミの腐敗によってハエが集まり悪臭を放つなどの生活環境を低下させ、家庭用に用いるには適さないものとなっている。

上記特許文献４に開示の手法の様に、好気性微生物が繁殖し易い環境をつくる技術は紹介されているものの、家庭用の堆肥化手法としては過度に大掛りであり、高価であり電源を必要とするなどイニシャルコストやランニングコストが嵩むばかりか、保守管理面でも煩雑であることが推測される。

家庭ゴミの堆肥化装置及び方法において悪臭を防止する先行技術としては、下記特許文献５が挙げられるが、当該アジテータ用小棒では発酵槽内における生ゴミ等の撹拌態様を自在に調節できないと言う問題がある。経験上、微生物は、発酵の進んでいるエリアに多く繁殖し生ゴミを捕食することから、発酵の進みが悪い部分に繁殖した微生物が行き渡るように調整しえる撹拌が行われないと微生物の繁殖並びに堆肥化の効率が悪い。

特開平９−３０８８２ 特開２００３−１５５１０９

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、構造が簡単でありながら好気性微生物が繁殖し易い環境を好適に維持することができ、且つ故障が少なく安価な家庭ゴミの堆肥化装置と堆肥化方法の提供を目的とする。

上記課題を解決する為になされた本発明による家庭ゴミの堆肥化装置は、水平な回転軸の周囲に円筒状の周壁を配し通気孔を備えた発酵槽と、当該発酵槽の回転軸を回転自在に支持する支持台とを備え、前記発酵槽は、前記周壁の一部に開閉自在な蓋を具備すると共に、当該周壁の内面に旋回方向が反転した複数連のスクリュー翼を具備することを特徴とする。前記発酵槽には、回転力を伝えるハンドルを適宜添設することが望ましい。更に、前記発酵槽内で発生したガスが前記通気孔を通じて通り抜ける経路に、前記堆肥化素地を取替え可能に充填する臭気吸着手段を備えた構造としても良い。

上記課題を解決する為になされた本発明による家庭ゴミの堆肥化方法は、好気性微生物を含有し粉砕木を基体とする堆肥化素地が投入された前記請求項１に記載の堆肥化装置の発酵槽へ生ゴミを投入し、前記発酵槽の正逆回転により当該発酵槽の内部に存在する新規投入生ゴミと前記堆肥化素地を撹拌することを特徴とする。尚、好気性微生物を含有し粉砕木を基体とする堆肥化素地としては、出願人によって先に公開された下記特許文献６及び７に記載された堆肥が挙げられる

特開平３−５０１７４ 特開平９−２８８８

円筒状の周壁を備える発酵槽を水平な回転軸を以って回転自在に支持する構造と、前記周壁の内面に旋回方向が反転した複数連のスクリュー翼を具備する構造によって、低コストで製造できる比較的簡単な構造でありながら、前記発酵槽の正逆転の加減によって発酵の進んでいるエリアに多く繁殖した微生物を、発酵の進みが悪い部分に行き渡るように調整する撹拌が容易に行われることとなり、発酵槽内における微生物の繁殖並びに堆肥化の効率を高めることが出来る。また、前記発酵槽内で発生したガスが前記通気孔を通じて通り抜ける経路に、前記堆肥化素地を臭気吸着剤として取替え可能に充填する臭気吸着手段を備えた構造とすれば、当該通気孔を通過するガスの臭気を長期に亘って好適に除去することができる。

以下、本発明による家庭ゴミの堆肥化装置と、それを用いた堆肥化方法の実施の形態を図面に基づき説明する。
図に示す例は、円筒形の発酵槽１とそれを支持する支持台２とから構成される。

前記発酵槽１の両端壁３の中央には、水平な回転軸を以って回転しえる様に各々支軸４が設けられており、当該支軸４の一方には、当該支軸４を回転させ、それに連結された発酵槽１を回転させる為のハンドル５が装着される。また、当該発酵槽１の周壁６の一部には、内部へ堆肥化素地や生ゴミ（以下、生ゴミ等７と記す。）を投入し、堆肥となった生成物を外部へ排出するための開口部が設けられ、当該開口部を封鎖する蓋８が開閉並びに施錠可能に備えられている他、当該蓋８を開閉する際の手掛かりとなる持ち手９が設けられている。

更に、当該発酵槽１の周壁６（蓋８を含む。）及び端壁には、生ゴミ等７の発酵に伴って発生するガスを排出する為の通気孔１０が適宜設けられており、必要に応じて、発酵の状況を確認する為の窓を設けることが望ましく、当該例においては、通気孔が両端壁の中央部に設けられている他、透明板で覆われた窓１１が蓋８の中央部に設けられている。

当該発酵槽１の当該周壁６の内面には、２連のスクリュー翼１２，１２が定着され、各スクリュー翼１２，１２は、当該発酵槽１の長手方向の中央において旋回方向が反転した対照的なレイアウトとされている。仮に、発酵槽１が長い場合などは、これらを複数連に亘って設ける場合もある。

従って、各一連なりのスクリュー翼１２，１２の端は、当該発酵槽１の長手方向の中央においてＶ字状に繋がり、図３の如く当該Ｖ字部１３の先端方向に発酵槽１を回転させれば内容物たる生ゴミ等７は当該発酵槽１の端部方向へ集められてその端部において二手に分かれて撹拌され、逆に、図４の如く当該Ｖ字部１３の先端の向きとは逆に回転させれば、全ての生ゴミ等７は当該発酵槽１の中央部に集められ、その中央部において一つのまとまりとして撹拌される。この様に、当該発酵槽１の回転方向及び回転量を適宜調節することによって、例えば、中央部に発酵が集中している場合には、全ての生ゴミ等７を中央部に集めて撹拌し、更に逆転して生ゴミ等７を発酵槽１の幅一杯に亘って均等に配置したりなど（図３（Ｂ）又は図４（Ｂ）参照）、発酵槽１の正逆転のみによって発酵の位置及び量について多様な調整が可能となる。

前記支持台２は、支柱１４と脚部１５と生成物排出用のシュータ１６とで構成される。
前記支柱１４は、全長に亘って一様なコの字状の断面を有する鋼材で構成され、背板部の両側に側板部を対照的に備えた形状を呈している。左右対称的に一対設けられ、その上部に前記発酵槽１の回転軸を回転自在に支持する軸承部１７を備える。当該軸承部１７は、上記背板部の上端をＵ字状に切欠して軸受けとしたものであり、左右各軸受けに、前記発酵槽１の支軸４を載せ、当該軸受けを挟んで二つのリング状のブッシュを、前記発酵槽１の支軸４に装着することによって、当該発酵槽１の回転位置が安定し外れ止めともなる。

前記一対の支柱１４の下部に、Ｌ字状の断面を有する鋼材１８，１８を対照的に下開きの傾斜を与えて固着し、各々の下端を平坦な鋼材１９で連結することによって、前記脚部１５が形成される。脚部１５の上端部には、前記一対の支柱１４の間に渡し掛けられた前記コの字状鋼材からなる横桟２０の端部が固着され、両支柱１４，１４が連結されているが、前記発酵槽１の開口部の真下に当たる前記横桟２０の上部には、蝶板を介して揺動可能に前記生成物排出用のシュータ１６が装着されている。

当該シュータ１６は、平板をコの字状に成形し、平坦な滑り床２１の両側に直角に起立した一対のガイド壁を形成したものである。前記滑り床２１の裏面には補強枠２２が左右両端に渡って固着され、当該補強枠２２の一部には、当該シュータ１６の傾斜を調整する調整ガイド板２３が固着されている。当該調整ガイド板２３には円弧状の長孔２４が設けられており、前記横桟２０の当該調整ガイド板２３と摺設する位置に固着された調整挟持板２５にはボルト孔が設けられている。当該ボルト孔に装着されたボルトが前記調整ガイド板の長孔にも相通され、当該ボルトに螺合される蝶ネジ等で締結する等の締結手段（図示省略）を以って、前記シュータ１６が所望の傾斜角度に調整・固定されることとなる。

本発明による家庭用ゴミの堆肥化装置は以上の如く構成され、バークや粉砕木（以下、バーク等と記す。）を基体とし、発酵促進剤として米糠を混入することにより好気性微生物を含有することとなった堆肥化素地（上記特許文献６又は引用特許７参照）を投入し、日々発生する生ゴミを当該堆肥化装置の発酵槽１へ投入し（目安として、体積比 堆肥化素地：生ゴミ＝１０：１程度）、前記発酵槽１の正逆回転により当該発酵槽の内部に存在する新規投入生ゴミと前記堆肥化素地又は既投入生ゴミを撹拌する家庭ゴミの堆肥化方法を実施することができる。

前記バーク等としては、当該微生物が住み易い様に空間を多く生じる手法で粉砕したものが好ましい。例えば、互いに噛合する一対の歯車に挟み繰り出して押圧し、未だ繊維の結合状態を保持している波形シート状のバーク等をチップ状に破砕したものである（上記特許文献６又は引用特許７参照）。

先に記した通り好気性微生物の繁殖には空気を確保し得るだけの空間が必要とされる。空間形成には、発酵対象を空気に接触させ粒子間に空隙を形成する撹拌が必要である他、前記堆肥化素地自体も出来るだけ多くの空隙を持つことが有効である。この様に堆肥化素地として多くの空隙を持つのが前記バークや粉砕木を基体とする堆肥化素地である。

しかも、バーク等は分解の過程で炭化し更に空洞が増加するので、当該発酵過程のバーク等が好気性微生物を付着した状態で生ゴミと共に撹拌されることによって、活性炭的機能を持った発酵過程のバーク等は発酵過程の生ゴミの悪臭を吸収し、栄養となる有機物の多い生ゴミを好んで捕食する好気性微生物は、発酵過程のバーク等を長期に亘って温存しつつ積極的に生ゴミの分解を継続し、悪臭の少ない堆肥化が実現することとなる。

当該生ゴミ等７の分解が好適に継続されるによって、発酵過程の内容物には６０℃から８０℃の熱が発生し、発酵に必要な熱は外部から供給を受けることなく確保される。当該熱によって生ゴミ等に含まれる余分な水分は、前記ガスと共に前記通気孔１０から継続的に排出され、発酵に必要な水分は専ら逐次投入される生ゴミから確保する。そして、既投入生ゴミの発酵状態を見計らった上で、更に生ゴミを投入し、前記発酵槽１の正逆転により発酵状態の分布に応じた撹拌を行えば、生ゴミ等７の深部に溜まった余分の水分の発散が促進されると共に、新鮮な空気が内容物の隅々まで行き渡り、且つ適度な空隙が生ゴミ等７に形成されることによって、発酵に適したより良い環境が形成されることとなる。

以上の結果、自然界においては、約５年から約１５年を要する堆肥化が、当該堆肥化方法によれば、約２週間から約４週間で早期に完了することとなる。完熟した堆肥となるとサラサラした粉末状の生成物となる。生成物は、発酵槽１の蓋８を開いてシュータ１６上に排出し、必要に応じて当該シュータ１６の下端から容器や袋に備蓄する。家庭用としては、少なくとも一週間に１度は新規に生ゴミを投入する必要があるので、１週間程度で一週間分の生ゴミを堆肥化させ得る規模の堆肥化装置が必要である。因みに、当該例では、直径：６００ｍｍ、長さ：１０００ｍｍの発酵槽とし、スパイラル翼の高さは５０ｍｍに設定されている。

上記の如く好気性微生物の繁殖に好ましい環境を発酵槽１の内部に造り上げたことにより、悪臭の少ない生ゴミの堆肥化が可能にはなるものの、堆肥化途中の生ゴミは、依然悪臭の発生原因となり、発酵槽１の正逆転で発酵の位置及び量についての調整を行う際には、当該発酵槽１の蓋８等に設けられた通気孔１０より臭気が排出されることとなる。

そこで、上記堆肥化装置の発酵槽１内で発生したガスが前記通気孔１０を通じて通り抜ける経路に、前記堆肥化素地を臭気吸着剤として取替え可能に充填する臭気吸着手段を備えた構造とすることも可能である。例えば、前記通気孔１０が設けられた蓋８、周壁６、又は端壁３の内部に、前記堆肥化素地を臭気吸着剤として取替え可能に充填し、当該通気孔１０を通過するガスの臭気を除去し得る構造とすれば良い。

具体的には、前記発酵槽１の周壁６に倣った凹面状の底壁２７を有する矩形状の箱体２８に開閉蓋２６を設けた容器を蓋８とするものであって、前記開閉蓋２６と底壁２７に通気孔１０が各々設けられたものである。前記開閉蓋２６は、蝶板を以って前記箱体２８に連結され、閉鎖状態を維持すべく、当該開閉蓋２６は前記箱体２８のネジ孔と螺合するネジで箱体２８に固定されている。

当該開閉蓋２６を開けた容器の底壁２７に通気性シート２９を敷設した後に堆肥化素地を充填し、当該堆肥化素地上に更に通気性シート２９を敷設して当該開閉蓋２６を閉じれば、臭気吸着機能が付された蓋８となる。臭気吸着機能を有するものとしては、活性炭が広く知られているが、活性炭では、それ自身に発酵を促進する栄養が無く、それ自身の堆肥化の過程において新たな空洞が生じ難い為、臭気吸着機能が極めて短期間で消失してしまうという問題がある。

一方、バーク等を基体とし、発酵促進剤として米糠を混入することにより好気性微生物を含有することとなった堆肥化素地を蓋８内に充填すれば、前記基体の分解の過程で当該基体の炭化過程が加わることで、当該基体の空洞が新規に形成されるので、臭気吸着機能が比較的長期間に亘って維持できることとなる。当該堆肥化素地は、当該発酵過程のバーク等が好気性微生物を付着した状態で、生ゴミ自体、或いは生ゴミの臭気と接触し、発酵過程の生ゴミの悪臭を吸収する。栄養となる有機物の多い生ゴミを好んで捕食する好気性微生物は、発酵過程のバーク等を長期に亘って温存しつつ積極的に蓋８に付着した生ゴミの分解を継続し、長期に亘って発酵槽１から排出される悪臭の吸着を行うこととなる。

尚、蓋８以外の箇所に臭気吸着手段を設ける場合にあっても、前記通気孔１０を通じて通り抜ける経路に、前記堆肥化素地を臭気吸着剤として取替え可能に充填する容器を敷設すれば、同様の機能を得ることができる。前記通気性シート２９としては、不織布や紙等が挙げられ、その素材としては、上記堆肥化素地を交換する際に発酵槽１へ投入できる堆肥化可能な素材（例えば、前記波形シート状のバーク等。仮に分解素材と呼ぶ。）が望ましい。

この様に生成された堆肥は、自家菜園等で良質で害の無い肥料として用いられ、地域のゴミ処理システムの拡大や、環境汚染をも抑制することが出来る。この様に環境汚染の抑制により生態系の悪化が抑制され、所謂一次産業の収穫高の安定や収穫物の品質の向上も期待できる。

本発明による家庭ゴミの堆肥化装置の一例を示す、（Ａ）：平面図、及び（Ｂ）：正面図である。 本発明による家庭ゴミの堆肥化装置の一例を示す、（Ａ）：側面図、及び（Ｂ）：縦断面図である。 本発明による家庭ゴミの堆肥化装置の一例による生ゴミ等の撹拌状態の一例を示す説明図である。 本発明による家庭ゴミの堆肥化装置の一例による生ゴミ等の撹拌状態の一例を示す説明図である。 本発明による家庭ゴミの堆肥化装置の一例を示す、（Ａ）：平面図、及び（Ｂ）：正面図である。 本発明による家庭ゴミの堆肥化装置の一例を示す、（Ａ）：側面図、及び（Ｂ）：縦断面図である。 本発明による家庭ゴミの堆肥化装置における発酵槽の蓋の一例を示す説明図である。

符号の説明

１ 発酵槽，２ 支持台，３ 端壁，４ 支軸，５ ハンドル，６ 周壁，
７ 生ゴミ等，８ 蓋，９ 持ち手，１０ 通気孔，１１ 窓，
１２ スクリュー翼，１３ Ｖ字部，１４ 支柱，１５ 脚部，１６ シュータ，
１７ 軸承部，１８ 鋼材，１９ 鋼材，２０ 横桟，２１ 滑り床，
２２ 補強枠，２３ 調整ガイド板，２４ 長孔，２５ 調整挟持板，
２６ 開閉蓋，２７ 底壁，２８ 箱体，２９ 通気性シート，

Claims (3)

1. 水平な回転軸の周囲に円筒状の周壁を配し通気孔を備えた発酵槽と、当該発酵槽の回転軸を回転自在に支持する支持台とを備え、前記周壁の一部に開閉自在な蓋を具備すると共に、当該周壁の内面に旋回方向が反転した複数連のスクリュー翼を具備する家庭ゴミの堆肥化装置を用い、
   その発酵槽へ、バーク又は粉砕木を基体とし米糠を混入した好気性微生物を含有する堆肥化素地を投入すると共に、当該堆肥化素地に対して生ゴミが体積比で１０：１程度となるように生ゴミを投入し、前記発酵槽の正逆回転により当該発酵槽の内部に存在する新規投入生ゴミと前記堆肥化素地を撹拌する家庭ゴミの堆肥化方法。
2. 前記家庭ゴミの堆肥化装置における前記発酵槽内で発生したガスが前記通気孔を通じて通り抜ける経路に、前記堆肥化素地を取替え可能に充填する臭気吸着手段を備えた前記請求項１に記載の家庭ゴミの堆肥化方法。
3. 前記基体は、波形シート状に押圧されたバーク又は粉砕木をチップ状に破砕してなるものである前記請求項１又は請求項２のいずれかに記載の家庭ゴミの堆肥化方法。
   

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