專利名稱：有機廢物的處理方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用較短的時間有效地對剩飯以及生活垃圾等有機廢物進行發(fā)酵處理的堆肥化的有機廢物處理方法及其裝置。
背景技術(shù)：
在剩飯及生活垃圾等有機廢物處理中，可以采用電動式生活垃圾處理裝置進行處理的方法以及直接使用地下的方法等各種各樣的方法，然而，其中之一的發(fā)酵處理方法是把有機廢物轉(zhuǎn)變成安全的肥料。
而且，在簡單實施發(fā)酵處理的方法中，存在的問題是有機廢物的腐爛以及蟲蛆易于產(chǎn)生。特別是在實施發(fā)酵處理方法中，必須熟知好氧性微生物以及生活垃圾堆肥等的特點(例如，調(diào)整環(huán)境條件、產(chǎn)生的發(fā)酵熱使溫度上升的微生物原則、以及在槽內(nèi)發(fā)酵處理時，在上部、中部及下部進行均勻發(fā)酵處理等)，僅機械操作熟練是不夠的。因此，例如，不考慮好氧微生物的發(fā)酵溫度而簡單地從外部用加熱裝置進行加熱等，將招致處理時間延長以及運行成本的上升，生產(chǎn)線難以工業(yè)化。
本發(fā)明鑒于上述情況，提供一種不招致有機廢物的腐爛以及產(chǎn)生蟲蛆、可以抑制、防止處理時間的延長及運行成本的上升、并且易于工業(yè)化的有機廢物處理方法及其裝置。
另外，本發(fā)明提供一種不限于發(fā)酵槽容量的大量連續(xù)處理系統(tǒng)，可進行大量的、24小時連續(xù)處理，而且設(shè)備、處理成本大幅度降低的有機廢物處理方法及其裝置。
發(fā)明的公開在權(quán)利要求1所述的發(fā)明中，為了完成上述課題，采用串聯(lián)排列的、存儲添加有好氧微生物的有機廢物的、大致截頭的倒圓錐形的多個處理槽；在各處理槽上下的任一方設(shè)置的馬達；至少是由處理槽內(nèi)上下任一方支撐、用馬達驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；安裝在該旋轉(zhuǎn)軸上使好氧微生物和有機廢物進行混合的攪拌葉片。在使有機廢物進行好氧發(fā)酵的堆肥化處理的有機廢物處理方法中，在上游處理槽中投入大于容量的有機廢物，其一部分有機廢物在攪拌葉片的離心力作用下，從處理槽的周壁上部流出口流至相鄰的位于下游的處理槽頂部的流入口，根據(jù)處理槽的臺數(shù)，該操作反復(fù)進行，這是其特征。
在權(quán)利要求2所述的發(fā)明中，為了完成上述課題，采用多個存儲添加有好氧微生物的有機廢物處理槽，在使有機廢物進行好氧處理的堆肥化處理時，多個處理槽串聯(lián)排列，各處理槽的周壁上部的流出口與位于鄰接的下游的處理槽的上部流出口連接，各處理槽形成大致截頭的倒圓錐形，在其上下的任何一方設(shè)置馬達，至少在各處理槽內(nèi)的上下任何一方支撐用馬達驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸，在該旋轉(zhuǎn)軸上安裝使好氧微生物和有機廢物混合的攪拌葉片，這是其特征。
還有，在各處理槽的內(nèi)周壁上設(shè)置多個溫度傳感器，該溫度傳感器在垂直方向以一定間隔排列設(shè)置是優(yōu)選的。
另外，在各處理槽的周壁上設(shè)置絕熱材料，在設(shè)處理槽內(nèi)有機廢物略呈密閉狀態(tài)的存儲是優(yōu)選的。
另外，在旋轉(zhuǎn)軸上及/或攪拌葉片上安裝用于好氧微生物和有機廢物粉碎、混合的切削葉片。
這里，權(quán)利要求范圍內(nèi)的好氧性微生物，既可以是各種好氧性菌及絲狀菌，也可以是放線菌。有機廢物包括剩飯、魚頭、豬骨、家畜糞便、鋸末、瓦楞紙板、生活垃圾等全部有機廢物。這些有機廢物是難分解性，即使不是也行。多臺處理槽，是2臺以上，3臺、5臺或6臺均可。另外，攪拌葉片以多個為主，但單個、多個未作限定。
按照權(quán)利要求1或2中所述的發(fā)明，由于使大體積有機廢物不在單獨的處理槽內(nèi)投入排出，而是往互相連接的多個處理槽內(nèi)連續(xù)投入或排出大體積有機廢物，與使用1臺處理槽的堆肥化處理相比，發(fā)酵效率提高。另外，大體積有機廢物可從多個處理槽的上游向下游連續(xù)轉(zhuǎn)移，所以，可不限于處理槽的體積而進行發(fā)酵處理。另外，由于連續(xù)進行發(fā)酵處理，所以，不必進行有機廢物的投入、取出，同時，有機廢物的發(fā)酵溫度升高快，在進行同體積有機廢物處理的場合，作業(yè)時間可以縮短。
按照權(quán)利要求3所述的發(fā)明，在各處理槽的內(nèi)周壁設(shè)置多臺溫度傳感器，把這多臺溫度傳感器以一定間隔在處理槽的垂直方向排列，因此，可以掌握有機廢物的上部、中部、下部或上部、下部等的溫度分布，從而控制馬達旋轉(zhuǎn)。
按照權(quán)利要求4所述的發(fā)明，在各處理槽的周壁安裝絕熱材料，該處理槽以基本密閉狀態(tài)存儲有機廢物，所以，可以防止、抑制有機廢物分解所生成的熱散發(fā)至處理槽的外部。因此，在熱損失少的分解條件下，有機廢物的發(fā)酵溫度可以以幾近直線狀態(tài)上升。另外，所述基本密閉的存儲狀態(tài)，是指在保持壓力的狀態(tài)下，可在短時間內(nèi)使發(fā)酵溫度上升(也可根據(jù)條件，在低于90分鐘上升至100℃)。
另外，按照權(quán)利要求5所述的發(fā)明，可直接或間接在旋轉(zhuǎn)軸及/或攪拌葉片上安裝使好氧微生物和有機廢物進行粉碎、混合的單個或多個切削葉片，所以，可用較小的旋轉(zhuǎn)阻力促進有機廢物發(fā)酵。
附圖的簡單說明圖1為表示本發(fā)明涉及的有機廢物處理方法及其裝置的實例方案的說明圖。
圖2為表示本發(fā)明涉及的有機廢物處理方法及其裝置實例方案的斷面說明圖。
圖3為表示本發(fā)明涉及的有機廢物處理裝置的另一實例方案中攪拌葉片的說明圖，(a)圖為傾斜的槳型攪拌葉片的說明圖，(b)圖為渦輪型攪拌葉片的說明圖，(c)圖為錨型攪拌葉片的說明圖。
圖4為表示本發(fā)明涉及的有機廢物處理裝置另一實例方案中切削葉片的說明圖。
圖5為表示本發(fā)明涉及的有機廢物處理方法及其裝置的實施例中的曲線圖。
實施本發(fā)明的最佳方案下面參照


本發(fā)明優(yōu)選實施方案，在本發(fā)明實施方案中，有機廢物處理裝置如圖1及圖2所示，將基本密閉存放預(yù)先添加有好氧性微生物1的有機廢物2的多個處理槽3·3A·3B，以上游至下游排列，中型的各處理槽3·3A·3B·3C的周壁上部的流出口14，通過流通路4，與其下游的鄰接的處理槽3A·3B·3C的頂部流出口9連接，在各處理槽3·3A·3B·3C的下部設(shè)置馬達17，同時各處理槽3·3A·3B·3C內(nèi)上下部，有貫通軸支撐馬達17驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸19，在該旋轉(zhuǎn)軸19上設(shè)置使好氧微生物1和有機廢物2混合的多個攪拌葉片21，使大體積的有機廢物2連續(xù)進行好氧發(fā)酵的堆肥化處理。
好氧性微生物1是由需氧的各種好氧菌、絲狀菌、放線菌等組成的。該好氧性微生物1的特征是，呼吸作用在生物學(xué)上的能量效率最好，比厭氧菌的增殖速度快，在自然界處于占優(yōu)勢的狀態(tài)。
多臺(本實例方案中為4臺)處理裝置3·3A·3B·3C，如圖1所示，呈階梯狀在架臺5上排成一列，并且，以串聯(lián)連續(xù)設(shè)置。通過這樣設(shè)置，多臺處理槽3·3A·3B·3C是，最上游的處理槽3位于最高處，下游的處理槽3A·3B依次位于低處，最下游的處理槽3C位于最低處。
各處理槽3·3A·3B·3C如圖2所示，例如，可用鋁、鋁合金、鋼等制成高100cm以下的空心稍截頭的倒置圓錐臺形。該各處理槽3·3A·3B·3C具有位于上方的圓筒形擴徑部6和在該擴徑部6的下方，是整體的、連續(xù)的稍截頭的倒置圓錐臺形的縮徑部7，擴徑部6的功能是可以存放的量比縮徑部7可混合的有機廢物2的量多。對涉及這一點加以說明，生活垃圾等有機廢物2通過粉碎混合，體積減少，當(dāng)進行發(fā)酵處理時，體積進一步減少，這是其特征。這樣，各處理槽3·3A·3B·3C在縮徑部7，把該部位有機廢物2和擴徑部6的有機廢物2在攪拌時進行混合，形成螺旋狀，在體積減少的同時，擴徑部6形成的空間可以保證有機廢物2與空氣的接觸。
各處理槽3·3A·3B·3C，在其平坦的上部中央突出形成旋轉(zhuǎn)軸19用的軸支撐部8，在該軸支撐部8內(nèi)有軸承，位于頂部中心偏向外方向的地方，設(shè)置有機廢物2用的流入口9、觀看內(nèi)部用的視窗10、安放溫度計用的孔11、圖中未示出的照明孔、控制孔12、以及使處理槽3·3A·3B·3C內(nèi)的二氧化碳氣及水蒸汽排至外部的排氣導(dǎo)管13。控制板12對馬達17進行控制。在各處理槽3·3A·3B·3C的外周壁的上部橫向穿孔的流出口14，用蓋調(diào)整該口的開閉度，從該流出口14使堆肥排出外部至下游。例如，在把60kg有機廢物2投入處理槽3·3A·3B·3C時，該流出口14，在離各處理槽3·3A·3B·3C的周壁頂部20cm的范圍形成。
在各處理槽3·3A·3B·3C的內(nèi)周壁上設(shè)置由熱敏電阻構(gòu)成的多個溫度傳感器，同時，該多個溫度傳感器15在處理槽3·3A·3B·3C的上下方向(垂直方向)以一定間隔排列設(shè)置，該多個溫度傳感器15的功能是輸出檢出信號到控制面板12。另外，在各處理槽3·3A·3B·3C的外周壁上整體被覆由石棉及玻璃毛等構(gòu)成的絕熱材料16，該絕熱材料16可有效抑制、防止從各處理槽3·3A·3B·3C的發(fā)酵熱轉(zhuǎn)向外部。
馬達17由便宜的、通用AC馬達及DC馬達構(gòu)成，安裝在架臺5上，例如，以110/分左右的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，使有機廢物2充分混合。減速機18連接在該馬達17上，該減速機18的輸出軸位于處理槽3·3A·3B·3C的下部中央。另外，旋轉(zhuǎn)軸19的上端部由軸支承部8的軸承支撐，下端部由處理槽3·3A·3B·3C下部軸承支承，同時，通過接頭20貫通連接減速機18輸出軸及密封裝置。在該旋轉(zhuǎn)軸19上以處理槽3·3A·3B·3C的徑向，通過夾具以放射狀安裝、支承多個金屬攪拌葉片21，該金屬制的各攪拌葉片21使好氧微生物1和有機廢物2進行混合。
在上述結(jié)構(gòu)中，在處理剩飯及生活垃圾等有機廢物2時，首先，把全部處理槽3·3A·3B·3C倒空，往生活垃圾等有機廢物2中添加好氧微生物1，把大量有機廢物2連續(xù)投入最上游的處理槽3的流入口9。有機廢物2的投入量，因為量多可以促進發(fā)酵處理的進行，所以，優(yōu)選達到可能的限量以上的量。在有機廢物2為魚頭、豬骨混合的場合，預(yù)先用破碎機(例如，顎式破碎機、圓錐破碎機、錘式破碎機等)破碎處理至適當(dāng)大小即可。
另外，在有機廢物2的含水率達到66％以上的場合，要進行脫水及干燥處理，使有機廢物2的含水率調(diào)整至45％～65％以下(含濕量標(biāo)準(zhǔn))，以使好氧微生物1易于活化，同時，可以抑制、防止惡臭的發(fā)生。另外，好氧微生物1的添加，在這種處理前后均可進行。在添加該好氧微生物1時，混合枯葉及枯草等碳源，以抑制氮的揮發(fā)，還可以確保碳和氮的平衡。
在最上游的處理槽3內(nèi)，在保持壓力的狀態(tài)下，投入高于該槽容量上的有機廢物2后，啟動馬達17，以110/分左右的轉(zhuǎn)速使旋轉(zhuǎn)軸19連續(xù)旋轉(zhuǎn)，通過攪拌葉片21使有機廢物2和好氧微生物1充分?jǐn)嚢杌旌希{(diào)整有機廢物2的性質(zhì)，同時，為使有機廢物2細?；?，調(diào)整微生物2的分解條件，在規(guī)定的一定溫度下，使有機廢物2進行發(fā)酵處理。這時，在高溫下，有機廢物2自身發(fā)熱，所以，要用多個溫度傳感器15不斷監(jiān)測發(fā)酵溫度的上升期、恒溫期、下降期等的變遷，在要求有機廢物2的發(fā)酵溫度上升，并用短時間進行處理時，提高馬達17的轉(zhuǎn)速，換言之，用手動或自動控制以提高旋轉(zhuǎn)軸19的轉(zhuǎn)速。反之，從經(jīng)濟性及成本等觀點考慮，在想要降低有機廢物2的發(fā)酵溫度時，降低馬達17的轉(zhuǎn)速，換言之，可用手動或自動控制以降低旋轉(zhuǎn)軸19的轉(zhuǎn)速。
另外，當(dāng)往最上游處理槽3中連續(xù)投入高于收納量的有機廢物2時，其溢出部分的有機廢物2通過勢能和攪拌葉片21的水平方向的離心力，而從處理槽3的流出口14流至相鄰的位于下游的處理槽3A上部的流入口9。根據(jù)處理槽3·3A·3B·3C的臺數(shù)，依次反復(fù)進行此操作，連續(xù)排放至最下游的處理槽3C。有機廢物又通過該多臺處理槽3·3A·3B·3C之間連續(xù)轉(zhuǎn)移時，微生物量增加，同時，發(fā)酵溫度緩慢提高(例如，20℃、40℃、65℃、以及90℃)，完成一次發(fā)酵。
然而，有機廢物2進行好氧發(fā)酵的堆肥化處理，得到處理過的有機肥料，優(yōu)選把用該箭頭表示的有機肥料從各處理槽3·3A·3B·3C排至外部。然后，如把有機肥料施入田地等，肥料成分供給作物，可使土壤中微生物活化。根據(jù)需要，上述作業(yè)可反復(fù)進行。
按照上述結(jié)構(gòu)，可以24小時連續(xù)投入、連續(xù)排出大量有機廢物2，與一次性堆肥化處理相比，發(fā)酵效率可大幅度提高。另外，從多個處理槽3·3A·3B·3C的上游向下游，連續(xù)轉(zhuǎn)移大量有機廢物2，所以，可不限于處理槽容量而進行發(fā)酵處理。另外，即使一個處理槽發(fā)生故障，可回避發(fā)生故障的處理槽而連續(xù)使大量的有機廢物2轉(zhuǎn)移，從而可以防止整個體系停止運行。另外，因為是連續(xù)發(fā)酵處理，不必逐次進行有機廢物2的投入、取出，同時，有機廢物2的發(fā)酵溫度升高也加快，在進行同樣量處理時，可以期望作業(yè)時間大幅度下降。另外，從第2次起，因為還可以利用處理槽3·3A·3B·3C具有的熱能，所以，由于有機廢物的投入而造成的溫度下降實際上很少。
另外，有機廢物2是不用加熱裝置從外部進行加熱，而采用簡單的結(jié)構(gòu)使有機廢物2本身發(fā)熱，有機廢物2的發(fā)酵溫度可通過馬達17的轉(zhuǎn)速進行控制，從而可以大幅抑制、防止處理時間的延緩以及運行成本的上升。另外，由于結(jié)構(gòu)簡單，可以使生產(chǎn)線的工業(yè)化。另外，由于有機廢物2在高溫時自身發(fā)熱，從而可極容易得到處理后臭味濃度低的有機肥料。即，在有機廢物2通過自身發(fā)熱得到高溫的條件下，與從外部加熱而得到高溫的情況不同，有機廢物2的固體成分減少和水分減少進行良好的平衡，所以，可以達到不影響微生物分解條件的原有高溫。結(jié)果是，有機廢物2中所含的易分解成分中，由于失去了揮發(fā)成分，從而，可極容易得到處理后臭味濃度低的有機肥料。因此，使用有機肥料改良土壤，形成生產(chǎn)力高的農(nóng)業(yè)，在抑制、防止農(nóng)藥污染的同時，提高農(nóng)業(yè)的自給率，并且，促進由植物引起的地球溫?zé)釟怏w的同化。
還有，在上述實施方案中，大體積的有機廢物2連續(xù)投入至最上游處理槽3的流入口9，對此沒有任何限定，把大體積有機廢物2連續(xù)投入各處理槽3·3A·3B·3C的流入口9也可。另外，處理槽3·3A·3B·3C以對垂直方向傾斜20～50°左右的狀態(tài)支撐、設(shè)置在5個架臺，以減輕攪拌葉片21等的負擔(dān)。另外，馬達17及減速機18等也可以位于處理槽3·3A·3B·3C的頂部中央。另外，如圖3(a)、(b)、(c)所示，攪拌葉片21的個數(shù)及形狀，可以適當(dāng)變更。還有，如圖4所示，設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸19及/或攪拌葉片21上的用于好氧性微生物1和有機廢物2進行粉碎、混合的單個或多個切削葉片22，由此也可以削減或省略粉碎裝置。
下面說明本發(fā)明涉及的有機廢物處理方法及其裝置的實施方案如圖1所示，4臺處理槽3·3A·3B、·3C從上游向下游串聯(lián)排列，各處理槽3·3A·3B的周壁上部的流出口14和位于其下游的相鄰處理槽3A·3B·3C的頂部流入口9用流通路4連結(jié)，在各處理槽3·3A·3B·3C的下部設(shè)置馬達17，同時，驅(qū)動馬達17旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸19貫通各處理槽3·3A·3B·3C內(nèi)的上下部，在該旋轉(zhuǎn)軸19上安裝多個使好氧微生物1和有機廢物2進行混合的多個攪拌葉片21。使用該有機廢物處理裝置，可把大量的有機廢物2連續(xù)進行好氧發(fā)酵的堆肥化處理，有機廢物2的發(fā)酵的溫度變化示于圖5。
在進行處理時，使發(fā)酵溫度設(shè)定在80℃、經(jīng)過5分鐘或以上的狀況作為處理終止時的標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果平均處理時間的縮短花4小時30分鐘處理4次，每次平均67分鐘，平均處理時間縮短。最低溫度上升已經(jīng)判明，從第二次處理開始，由于處理裝置具有熱量，有機廢物2的投入不會造成溫度下降。最高溫度上升溫度上升優(yōu)良，可使達到90℃的時間縮短。根據(jù)圖5的研究因為連續(xù)發(fā)酵處理，不必進行取出、投入，在進行同樣量處理時，時間縮短。另外，發(fā)酵溫度也不必要在85℃或以上，根據(jù)計算，60+40+50+30＝180分，分成4次，1次可縮短至45分。
工業(yè)上利用的可能性因此，按照權(quán)利要求1或2中所述的發(fā)明，其效果是，不招致有機廢物的腐爛及產(chǎn)生蟲蛆等，可以抑制、防止處理時間的延長以及運行成本的上升。另外，結(jié)構(gòu)簡單，易于工業(yè)化。
并且，可以大量、連續(xù)24小時處理，另外，可大幅度減少設(shè)備和處理成本。
權(quán)利要求
1.一種有機廢物處理方法，該法是把有機廢物進行好氧發(fā)酵的堆肥化處理的有機廢物處理方法，其特征是，采用串聯(lián)排列的，多臺具有添加好氧微生物的有機廢物的大致截頭的倒圓錐形的處理槽；在各處理槽的上下任何一方設(shè)置的馬達；至少由各處理槽的上下任何一方支撐并由馬達驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；安裝在該旋轉(zhuǎn)軸上、使好氧微生物和有機廢物混合的攪拌葉片，往上游處理槽內(nèi)投入大于收容量的有機廢物，其部分有機廢物在攪拌葉片的離心力作用下，從處理槽周壁的上部流出口流至與位于鄰接的下游的處理槽頂部的流入口，根據(jù)處理槽的臺數(shù)反復(fù)進行此操作。
2.一種有機廢物處理裝置，其特征是，采用多臺收納添加了好氧微生物的有機廢物的處理槽，使有機廢物好氧發(fā)酵的堆肥化處理的有機廢物處理裝置，多臺處理槽串聯(lián)排列，把各處理槽的周壁上部流出口和位于其鄰接的下游的處理槽頂部流入口連接，各處理槽形成大致為截頭的倒圓錐形，在其上下任何一方設(shè)置馬達，至少在各處理槽內(nèi)的上下任何一方支撐由馬達驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸，在該旋轉(zhuǎn)軸上安裝使好氧微生物和有機廢物混合的攪拌葉片。
3.權(quán)利要求2中所述的有機廢物處理裝置，其中，在各處理槽的內(nèi)周壁上設(shè)置多個溫度傳感器，該多個溫度傳感器在垂直方向以一定間隔排列。
4.權(quán)利要求2或3中所述的有機廢物處理裝置，其中，在各處理槽周壁安裝絕熱材料，使該處理槽以基本密閉的狀態(tài)收納有機廢物。
5.權(quán)利要求2、3、4中所述的有機廢物處理裝置，其中，在旋轉(zhuǎn)軸及/或攪拌葉片上安裝使好氧微生物和有機廢物進行粉碎、混合的切削葉片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以大量處理有機廢物的方法及其裝置、它可24小時連續(xù)處理并成本大幅度下降。本發(fā)明采用串排排列的，多臺大致截頭的倒圓錐形的處理槽3·3A·3B·3C；在各處理槽下部設(shè)置的馬達17；貫通各處理槽上下部的軸支撐，由馬達17驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸19；裝在旋轉(zhuǎn)軸19的使好氧微生物和有機廢物混合的攪拌葉片21，在上游處理槽3中投入大于收納量的有機廢物2，其部分有機廢物2通過攪拌葉片21的離心力，從處理槽3的周壁上部流出口14流至位于其鄰接的下游處理槽3A的頂部流入口。根據(jù)處理槽的臺數(shù)反復(fù)進行此操作，把大量有機廢物2連續(xù)進行好氧發(fā)酵的堆肥化處理。
文檔編號B01F13/10GK1427750SQ01809213
公開日2003年7月2日 申請日期2001年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月29日
發(fā)明者上田裕一 申請人:日本生活中心有限會社, 上田裕一