JP2004136262A

JP2004136262A - ハウス型・有機物発酵処理システム

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Publication number: JP2004136262A
Application number: JP2002340123A
Authority: JP
Inventors: Minoru Tomita; 富田　実
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: JP3706097B2

Abstract

【課題】大量の有機廃棄物を短時間で処理し、肥料化又は飼料化を行え、環境に配慮し、且つランニングコスト及びイニシャルコストの安いハウス型・有機物発酵処理システムを提供する。
【解決手段】ハウス（発酵槽）本体は、上部と下部に分離でき、一体化した場合には、任意で減圧状態（真空ポンプＡ２９，真空ポンプＢ２９ａ，真空ポンプＣ２９ｂ）及び常圧状態（空気吸入口９，ブロワー３１）のどちらも保つことができる装置で構成されており、且つ加温装置（ヒーター１４，ヒーティング３４）及び殺菌装置（紫外線照射装置１３，オゾン発生装置２７）、自走式撹拌機１２、自走式スラリー散布装置を備えている。又、オゾン発生装置２７とターリングタワー３３を備え、システム内から一切の排水、廃棄を出さない様にしている。ハウス本体は、分離後、ハウス下部が移動し、効率良く処理前の有機廃棄物と処理後の有機物を入れ換えられる構造となっている。
【選択図】　　図１０

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は有機物質、特に有機廃棄物の肥料化及び飼料化を行う機能を有するシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機廃棄物を発酵させ肥料化及び飼料化を行うためのプラント（装置）の提案は、数多くなされているが大きく分けると固形物の発酵と液体物の発酵の二つに分けることができる。
【０００３】
二つの処理方法を述べる前に、有機廃棄物の現状と、特に家畜糞尿の場合はその飼育形態により排出される糞尿の状態及び量について違いがあるため、あらかじめ記述する。
【０００４】
〔有機廃棄物の現状〕
まず、代表的な有機廃棄物としては家畜糞尿、食物残渣、農漁業系残渣がある。
特に家畜糞尿は深刻で、平成１１年１１月より「家畜糞尿の適正な管理及び適正な処理」が法政化され、それを義務付けた。しかしながらその量は莫大で、全国で毎年約１億トン有機廃棄物として排出され、その約８％程度が堆肥に加工され農地還元されているにすぎず、９０％以上は野積状態で放置されるか、穴を掘って埋めるか、垂れ流し状態である。
【０００５】
又、一般家庭から出される生ゴミの場合は、全国約４千万世帯で１世帯当り毎日１．５ｋｇの生ゴミを排出すると年間２，１９０万トンになり、一般家庭の生ゴミは家畜糞尿排出量の１／５位発生している。
【０００６】
農業系残渣物は、規格品外や豊作、輸入等による生産調整という名目で畑に放置され、悪臭公害や土壌腐敗の原因となったり、不法投棄問題を引き起している。又、農産物加工場から排出される有機廃棄物、例えば澱粉粕、大豆の絞り粕、酒類粕、選果残渣、等莫大な量が排出され、そのほとんどが有効利用されず放置又は埋立処理されている。
【０００７】
漁業系残渣物は、平成１３年度より海洋投棄が禁止となり、入港し水揚げされた水産物は商品にならない海藻類、貝類、ヒトデ、魚類も全て陸上で有機廃棄物として処理されており、全体の水揚げ量の３０％を超える量になっている。全国で毎年約５３０万トンの水揚げがあるので年間約１５９万トン程度発生し、水産加工場から排出される約１００万トンと合せるとその数は約２６０万トンとなる。又、それ以外にも公共施設、外食産業、市場から排出される有機廃棄物も莫大な数量になっている。
【０００８】
以上の様に有機廃棄物は、家畜糞尿を筆頭に毎年増加傾向で推移しているが、その量があまりにも莫大なため処理が追いつかないのが現状であり、又その事が悪臭、土壌・水質汚染、大気汚染等の公害問題や不法投棄問題、焼却炉（ダイオキシンの問題）、埋立地建設による財政問題等、様々な諸問題を引起している。
【０００９】
〔家畜飼育形態による糞尿状態の違い及び量〕
家畜の種類によって糞尿の量と状態には大きな違いがある。現在、農林省が家畜と定義している動物は６種類（乳用牛、肉用牛、豚、採卵鶏、馬、ブロイラー）で糞尿発生量は乳用牛約７０％、肉用牛約２０％、豚約６％、採卵鶏約２％、馬約１％、プロイラー約１％であり、今後馬の飼育が若干減り、乳用牛の飼育が微増傾向である。
【００１０】
糞尿の状態は飼育形態、特に敷料の量と密接な関係があり、固形物として処理を行うか液体物として処理するかは飼育形態で決まる。豚、採卵鶏、馬、ブロイラーは地域によって多少のばらつきはあるものの糞尿発生量が少なく、敷料材が十分で飼育形態も比較的確立れていることなどから、その糞尿のほとんどは含水比が７５％前後の固形物（ソリッドと呼ばれるタイプ）として取り扱うことができる。
【００１１】
家畜糞尿の一番の問題は、全体の糞尿発生量の約９０％を占める牛である。肉用牛はその価値が高価なことから、フリーバーンと呼ばれる飼養形態（数頭の牛を部屋ごとに分け濃厚飼料で育てる）が多く、敷料材もオガクズ等水分を吸収しやすい材料が大量に使用されていて、ほとんどんがソリッドタイプとして取り扱うことができる。
【００１２】
特に問題なのは乳用牛の糞尿で、成牛１頭当り人間の大人５０〜６０人分で、約、糞（敷料材含む）５０ｋｇ、尿が１５ｋｇの発生量があり、その数量は肉用牛と較べると３倍近くなる。又、飼育形態も牛舎につなぎ飼育するスタンチョンスタイル（搾乳牛に多い）と数頭ごとの部屋に分け飼育を行うフリーストール（乾乳牛に多い）に分けられるが、乳用牛は肉用牛と比べてその価格が低いことから、敷料材も安価な麦稈、稲稈、牧草を使用するため排出される糞尿の含水比は上がり、スタンチョンスタイルでは含水比が約８７％（セミソリッドと呼ばれるタイプ）、フリーストールスタイルに至っては含水比が９０％（スラリーと呼ばれるタイプ）を超え、液体物として取り扱われる。
【００１３】
近年は、トータルコスト削減のために搾乳牛に対してもコストのかからないフリーストールスタイルでの飼育形態が増加している。すなわち、糞尿の状態もセミソリッドタイプ（発酵させるには固液分離が必要）からスラリータイプ（液体）に移行されてきており、増加傾向にあり、〔有機廃棄物の現状〕で述べた様に家畜糞尿の全国年間排出量は約１億トンあるので、その７０％を占める乳用牛、特にスラリータイプの処理は大問題である。
【００１４】
従来、有機廃棄物を発酵させる技術には先に述べた様に、大きく分けると固形物の発酵と液体物の発酵の２つがある。
【００１５】
まず第１に固形有機廃棄物の発酵であるが、基本的には有機廃棄物の含水比を７０％前後に調節してから、有機廃棄物の中に含まれている発酵微生物菌でそのまま発酵処理を行う。含水比調節を行う方法としては、脱水機で水分を絞り固液分離を行うか、又は副資材として他の有機物（籾殻、おが粉、米糠等）を混ぜ合せるのが一般的である。
【００１６】
当然、発酵させて堆肥を作るか、家畜や魚などの飼料を作るかで混ぜ合せる副資材は変ってくる。又、含水比を７０％前後に調節するのは、通常固形有機物の発酵は好気微生物による発酵を期待するためである。好気微生物による有機物の発酵（微生物が有機物を分解する活動）は、その含水比が７０％以下になり空気の供給があれば活発に促進される。
【００１７】
又、空気を供給するために切返し（有機物を反転させる）が必要であるが、この切返し度合いによって発酵時間が大きく変わる。毎日頻繁に切返しを行い、風通しの良い条件で水分を蒸発散させながら含水比を６０％以下になる様発酵させれば、だいたい１２０日前後で良質の有機肥料、又は有機飼料ができあがる。又、通常切返しにおいては、数量が少ない場合はバックホー、ショベル等の重機で行い、数量が多くなると自動撹拌装置が付いたハウス型処理施設で行っている。
【００１８】
第２に液体有機廃棄物の発酵であるが、その主な対象有機廃棄物は先に述べた乳用牛の飼育形態が、フリーストールスタイルによって排出されるスラリータイプの糞尿と、セミソリッドタイプの糞尿を脱水機又は自然流下し、固液分離させた尿である。
【００１９】
スラリータイプの糞尿は、肥料効果が高くその成分がほとんど無機態あるいは分解されやすい有機態であることから、化学肥料と類似した肥料効果を表すが、発酵によってその成分が損なわれることはほとんどない。
【００２０】
通常タンクに液状の糞尿を集め、タンク内にエアレーション（空気を送る）で曝気処理を行い、好気微生物菌による発酵を促し、悪臭を減少させ液肥として使用する。適正な保温とエアレーションを行なえば発酵期間としてはおおよそ３０日位である。
【００２１】
又、密閉タンクに液体有機廃棄物である糞尿を入れ、嫌気微生物による発酵を３０日前後行い、発酵により発生するメタンガスを３０日前後かけ取り出しエネルギーの有効利用をした後、液肥として使用する場合もある。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
第１の固形有機廃棄物の発酵処理による肥料化及び飼料化であるが、
▲１▼含水比調節を行うため、副資材が必要であり処理コストが嵩む問題がある。
▲２▼切返しによる自然発酵のため発酵状態が外気温度、湿度に左右され、特に外気温が下がる寒冷地においては、冬期間発酵菌が休止してしまい発酵そのものができなくなる問題がある。
【００２３】
▲３▼切返しによる自然発酵のため、切返しが少なく空気の供給が十分でない場合や含水比の調節が十分でない場合（７５％以上）等は、好気微生物菌による発酵ではなく、嫌気微生物菌での発酵に占有され、腐敗菌を多量に含む腐敗した肥料や飼料ができてしまう。当然のことながら肥料や飼料として使用することができず、有機廃棄物に逆戻りである。
【００２４】
▲４▼
【従来の技術】で記述した様に有機廃棄物の量は莫大で、例えば北海道での酪農家戸数は約１１，０００戸で１戸当りの乳用牛の飼育頭数は平均的な農家で１００頭前後である。即ち、１頭の乳用牛の１日当り糞尿排出量が６５ｋｇであれば１００頭で６トン５００ｋｇ排出され、１年間では農家１戸から２，３７２トン５００ｋｇ排出される計算になる。莫大な量の有機廃棄物を発酵処理するのに長時間（固形で１２０日、液体で６０日）時間をかけるため、処理する施設規模、使用面積が大々がかりになりイニシャルコストが嵩む問題がある。
【００２５】
▲５▼有機廃棄物の含水比を下げるために水分を大気中に蒸発散させるため、アンモニア、メタンガス、亜酸化窒素、硫化水素等、発酵時の還元物質がガス体として揮散し、悪臭公害（主にアンモニア）や地球温暖化（主にメタンガス、亜酸化窒素）等の諸問題を引き起してしまう。
【００２６】
▲６▼自然発酵のため発酵条件（発酵開始時の含水比、外気温、湿度、酸素供給量等）により、処理完了時の発酵状態（有機物構成成分、好気微生物菌、嫌気微生物菌の数量等）が一定ではなく、使用原料が同じでも均一の製品を作ることができない。
【００２７】
第２の液体有機廃棄物の発酵処理による肥料化であるが、色々な問題点をはらんでいる。
▲１▼発酵により臭気を減少させることができるが、その悪臭はひどく取扱いが大変で使用後は悪臭公害となる。
【００２８】
▲２▼発酵によってその成分が損なわれることはほとんどないため、肥料効果は期待できるが田畑に多くの数量を投入することができない。これは仮に液肥を作っても出口（市場）がなく、市場性がないということであり無理に田畑に投入すれば植物の生育をさまたげることとなる。
【００２９】
▲３▼液状のため地下浸透及び大気中の揮散が多く、窒素分は硝酸態窒素として水質汚染をし、揮散したガス体（アンモニア、メタンガス、亜酸化窒素、硫化水素等）は大気汚染の原因となってしまう。
【００３０】
▲４▼発酵時間が長く（３０〜６０日前後）かかると、前記で述べた様に毎日大量の糞尿が排出されるので、施設規模が大掛かりになりイニシャルコストが嵩む問題がある。特に嫌気微生物菌で発酵を行い、メタンガスを取り出しエネルギーの有効利用を行うバイオガスプラントは、イニシャルコストが高くランニングコストも嵩む問題がある。
【００３１】
▲５▼▲４▼で述べたバイオガスプラントは、エネルギーの有効利用という観点からは将来的に大切なことであるが、しかしなからバイオガス発電した場合を例に取ると、現実とは汞離している。色々なメーカーがあり一概に論じることはできないが、２億円相当の設備投資をして得ることのできる電力は、一般家庭８戸〜１０戸分である。逆に考えると８戸〜１０戸の一般家庭で２億円もの電力を消費するにはどの位の年月がかかるか、ということであり到底商業ベースで対価効果は成立しない。又、バイオガス（メタンガス、炭素ガス）を取り出してエネルギーの有効利用後の液肥であるが、前記述と同様に市場性やコストの問題がある。以上を鑑みたとき、バイオガスプラントは将来的な研究課題として施工されるべきである。
【００３２】
▲６▼液体有機廃棄物である糞尿の最大の問題点は、莫大な排出量に対して発酵させても主要成分値に変化がないことから多量に施肥することができず、悪臭がひどく流動性があるため取扱いが困難なことである。
【００３３】
▲７▼前記より鑑みると、液体有機廃棄物に関する限り固形有機廃棄物における処理とは完全な違いがある。それは、減臭を行うことはできるがエネルギーの利用という以外、利用方法がないことである。一般的に「処理する」という分野には属さないということが問題点であり、現実に液体有機廃棄物であるスラリーを処理する方法はないのが現状である。
【００３４】
この発明は前記課題を解消するもので、閉塞されたシステム内で一度に多くの有機物質を強制発酵させることにより多くの時間（日数）や広大な施設規模、使用面積を必要とせず、且つ外気温や湿度等の外的条件に発酵が左右されることがなく、悪臭や還元物質をほとんどシステム外部に放出しない。又、システムの発酵槽であるハウス内を減圧し、内部の沸点を下げ強制乾燥とセル現象（内部破壊）を同時に行い有機物の性状を変える物理的破壊を行うため含水比を下げるための副資材（籾殻、おが粉、米糠等）の必要がなく、且つ発行時間の短縮が行え経済的である。
【００３５】
しかも本発明は有機物質、無機物質を問わず、光化学分解法により殺菌することができ、特に有機物質については好気微生物菌、嫌気微生物菌のどちらでも発酵処理を行うことができ、且つ市販されている有用な微生物菌を使用することもできる。
【００３６】
又、ハウス（発酵槽）内で発生した還元物質であるガス体は熱交換器で凝縮水となるが、オゾンの酸化により化学変化を起こし無害となる。例えば、硫化水素はＣＯ２＋２Ｈ２Ｓ→ＣＨ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ＋Ｓ２、メタンはＣＯ２＋ＣＨ４→２ＣＨ２Ｏ、アンモニアは２ＣＯ２＋２ＮＨ４→２ＣＨ２Ｏ＋２Ｈ２Ｏ＋Ｎ２とそのほとんどが水と炭素化合物に分解する。
【００３７】
又、凝縮水は熱交換器に使用されるための冷却循環水として再利用し、過剰になった分だけを水蒸気としてクーリングタワーより蒸発散させる。即ち、一切の排水、廃液をシステムの外部に出すことがないので、水質汚染や大気汚染を引き起すことがない。
【００３８】
又、本発明は有機廃棄物の固液分離が行え、且つ固液同時、あるいは時間差で処理することができ、固形有機廃棄物は良質の肥料や飼料に発酵させ、液体有機廃棄物はそのほとんどを消滅処理し、且つ固形有機廃棄物や副資材にその肥効性を残すことができる。
【００３９】
以上のごとく本発明は、大量の有機廃棄物を固体、液体問わず短時間で水質汚染、大気汚染をすることなく発酵処理をし、且つ無機物質、有機物質を問わず殺菌を行う機能を備えたシステムを提供することを目的とするものである。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
［１］前記目的を達成するために、講じた本説明の手段は次の通りである。
請求項１の発明にあたっては、ハウス型・有機物発酵処理システムの発酵槽本体であるハウスを１０．ハウス上部（発酵槽），と１１．ハウス下部（発酵槽），とに分離できる様に構成した。
【００４１】
［２］１０．ハウス上部（発酵槽），は発酵槽内部に太陽光を取り込むため、透過性の良い耐圧ガラスの二重構造となっており、耐圧ガラスと耐圧ガラスの間は１０ａ．断熱層空間，となっている。又、１０．ハウス上部（発酵槽），は支柱及び２１．支圧壁，と共に基礎に連結され固定されている。
【００４２】
［３］１１．ハウス下部（発酵槽），は一体化された２槽で構成されており、１９．ハウス下部（発酵槽）移動ローラー，により▲２▼．処理テリトリーＡ，〜▲６▼．処理テリトリーＣ，の間で移動ができる。又、▲４▼．処理テリトリーＢ，にて発酵を行うときは、１８．ハウス下部（発酵槽）設置ジャッキ，により、１０．ハウス上部（発酵槽），に密着される。又、このとき１０．ハウス上部（発酵槽），と連結されている２１．支圧壁，は内側の壁が可動式になっており、２２．支圧壁ジャッキ，により密着する。１０．ハウス上部（発酵槽），と１１．ハウス下部（発酵槽），が密着する面には全て２３．メジ材，が設けてあり完全に密閉された発酵槽が出来上がる。
【００４３】
［４］１０．ハウス上部（発酵槽），には、複数の真空ポンプ（２９．真空ポンプＡ，２９ａ．真空ポンプＢ，２９ｂ．真空ポンプＣ，）が２４．防塵器（サイクロン），と２５．熱交換器（コンデンサー），を経由し、並列に備え付けており、且つ９．空気吸入口，の弁の開閉と３１．ブロワー，を連動し可動させることにより、ハウス（発酵槽）内の大気圧を任意に常圧状態と減圧状態にすることができる。又、並列に備え付けた真空ポンプは、ハウス（発酵槽）内の減圧率が設定値に到達すると１台を残して可動が停止するが、ハウス（発酵槽）内の温度が上昇すると順次可動し、一定の減圧状態を保つ様構成している。
【００４４】
［５］又、１０．ハウス上部（発酵槽），は１３．紫外線照射装置，複数台、１４．ヒーター，複数台、１５．自走式オゾン噴霧装置，１６．自走式スラリー散布装置，１７．自走式発酵菌噴霧装置，１２．自走式撹拌機，を備え付けている。
【００４５】
［６］又、１１．ハウス下部（発酵槽），が２１．支圧壁，と接する面は２０．ハウス下部（発酵槽）開閉壁，となっており、▲２▼．処理テリトリーＡ，か▲６▼．処理テリトリーＣ，に移動している場合は任意に開閉を行うことができる。又、１１．ハウス下部（発酵槽），の２０．ハウス下部（発酵槽）開閉壁，以外の全ての面には、３４．ヒーティング，が設けてある。
【００４６】
［７］請求項２の請求にあたっては、１０．ハウス上部（発酵槽），両サイド最下部に梁が備えてあり、その上部にＡ．撹拌機走行レール，が設置されていて、上部を１２．自走式撹拌機，が両方向に行き来できる様構成している。
【００４７】
［８］▲４▼．処理テリトリーＢ，で処理された有機廃棄物は、１１．ハウス下部（発酵槽），ごと▲２▼．処理テリトリーＡ，か▲６▼．処理テリトリーＣ，に１９．ハウス下部（発酵槽）ローラー，により移動され、２０．ハウス下部（発酵槽）開閉壁，を開いた後ショベルローダーにより搬出される。
【００４８】
［９］請求項３の請求にあたっては、１０．ハウス上部（発酵槽），中段の両サイドに１３．紫外線照射装置，と１４．ヒーター，が交互に備えつけられており、又、２７ｂ．オゾン送入ガイドレール，軌道に沿って配されている１５．自走式オゾン噴霧装置，が２７．オゾン発生装置，で作ったオゾンを噴霧する様構成している。
【００４９】
［１０］１１．ハウス下部（発酵槽），には、２０．ハウス下部（発酵槽）開閉壁，を除く全ての面に３４．ヒーティング，が備えてあり、５．太陽電池，で作られた電気が６．蓄電池，を通して３４．ヒーティング，に送られる。（このとき、直流電流を交流電流に交換しているのはインバーターである。）
【００５０】
［１１］請求項４の請求にあたっては、１０．ハウス上部（発酵槽），は発酵槽内部に太陽光の熱を取り込むため、透過性の良い耐圧ガラスの二重構造となっており、耐圧ガラスと耐圧ガラスの間は１０ａ．断熱層空間，となっており、この空間は３０．真空ポンプＤ，が接続されており任意の圧力断熱層を作ることができる。
【００５１】
［１２］請求項５の請求にあたっては、▲１▼．搬入テリトリーＡ，と▲５▼．搬入テリトリーＢ，に２．固液分離機，を備え、このとき分離された固体有機廃棄物は▲２▼．処理テリトリーＡ，か▲６▼．処理テリトリーＣ，にショベルローダー等で搬入され、▲４▼．処理テリトリーＢ，で発酵処理させる。又、このとき分離された液形有機廃棄物は、２．固液分離機，の下部に備えてある２ｃ．排水管，を通して４．液体有機物貯留タンク，に貯留される。この貯留された液体有機廃棄物は１０．ハウス上部（発酵槽），に備えている、１６自走式スラリー散布装置，に４ａ．液体有機物送入管，を通して送られ散布される。このとき、散布するタイミングは、▲４▼．処理テリトリーＢ，で処理されている固形有機廃棄物の含水比と大きく関わるため任意に設定できる様構成されている。
【００５２】
［１３］請求項６の請求にあたっては、１０．ハウス上部（発酵槽），と１１．ハウス下部（発酵槽），とに分離できる様構成した。１０．ハウス上部（発酵槽），は支柱及び２１．支圧壁，と共に基礎に連結され固定されている。１１．ハウス下部（発酵槽），は一体化された２槽で構成されており、２０．ハウス下部（発酵槽）開閉壁，を備えている。１１．ハウス下部（発酵槽），の下部には、１８．ハウス下部（発酵槽）設置ジャッキ，と１９．ハウス下部（発酵槽）移動ローラー，が備えつけられていて自在に１０．ハウス上部（発酵槽），が設置されていている。▲４▼．処理テリトリーＢ，に移動し設置ができる様構成されている。
【００５３】
［１４］１０．ハウス上部（発酵槽），には１２．自走式撹拌機，が備えてあり、１０．ハウス上部（発酵槽），と１１．ハウス下部（発酵槽），が一体となり、▲４▼．処理テリトリーＢ，で発酵処理を行っているときは撹拌姿勢となり自動撹拌を行うが、▲４▼．処理テリトリーＢ，での発酵処理が終わり▲２▼．処理テリトリーＡ，か▲６▼．処理テリトリーＣ，に１１．ハウス下部（発酵槽），が移動を行う場合は、１２ａ．スクープ，が跳ね上がり、１１．ハウス下部（発酵槽），の移動を妨げない様構成されている。
【００５４】
［１５］請求項７の請求にあたっては、１０．ハウス上部（発酵槽），に複数の真空ポンプ（２９．真空ポンプＡ，２９ａ．真空ポンプＢ，２９ｂ．真空ポンプＣ，）が２４．防塵器（サイクロン），２５．熱交換器（コンデンサー），を経由し、並列に備え付けられ３１．ブロワー，は直接１０．ハウス上部（発酵槽），に備え付けられている。複数の真空ポンプ（２９．真空ポンプＡ，２９ａ．真空ポンプＢ，２９ｂ．真空ポンプＣ，）により、ハウス（発酵槽）から引き出された水蒸気やガス体（還元物質）は２５．熱交換器（コンデンサー），で凝縮水となり、２６．凝縮水タンク，へと集められ２６ａ．凝縮水送水管，を通して３３．クーリングタワー，へと送られ余剰水分が蒸発し、残りは２５．熱交換器（コンデンサー），に使う冷却循環水として使用される。
【００５５】
［１６］このとき、２６．凝縮水タンク，には２７ａ．オゾン送付管，を通して、２７．オゾン発生装置，によって作られたオゾンが投入され脱塩基化が行われるので、冷却循環水及び３３．クーリングタワー，から蒸発かる水分は無害な水（Ｈ２Ｏ）と炭素化合物（Ｃ）に変化し問題を起こさない。又、３１．ブロワー，により引き出されるガス体（還元物質）や水分も、前記同様に２５．熱交換器（コンデンサー），と２６．凝縮水タンク，を経由してか、又は直接３３．クーリングタワー，に送入するため前記と同様に問題を起こさない。
【００５６】
【作用】
このように構成された本発明のハウス型・有機物発酵処理システムは、ハウス（発酵槽）内に投入された大量の有機廃棄物（固形・液体）を数時間で発酵処理や消滅処理をすることができるので、広大な場所や長時間の時間を必要としない。
【００５７】
又、ハウス内（発酵槽）を減圧し沸点を下げ、強制乾燥と強制発酵を同時に行うため、少ないエネルギー量で処理物の水分を気化させ、且つ太陽エネルギーを最大限に活用するため、有機廃棄物の含水比を下げるための副資材も必要とせず、ランニングコストの軽減が計られ経済的である。又、有機物処理システム内から一切の排水、廃液を出さないため環境に優しい。
【００５８】
【実施例】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳述する。
【００５９】
このハウス型・有機物発酵処理システムは、課題を解決するための手段の項において説明したものと同様な構造となっており、更にそれらに付随する１．投入ホッパー，１ａ．投入コンベアー，２ａ．圧縮ジャッキ，２ｂ．押出しジャッキ，３．排出ホッパー，３ａ．排出コンベアー，７．油圧ユニット，８．発酵微生物菌貯留タンク，８ａ．発酵菌送入管，２４ａ．還元物質吸入管Ａ，２４ｂ．還元物質吸入管Ｂ，２８．送水ポンプＡ，３２．送水ポンプＢ，Ｂ．温度計測器，Ｃ．湿度計測器，▲３▼．搬出テリトリーＡ，▲７▼．搬出テリトリーＢ，を図１．２に示してある。
【００６０】
まず［１］▲１▼．搬入テリトリーＡ，か▲５▼．搬入テリトリーＢ，に搬入された有機廃棄物は、その必要性に応じて２．固液分離機，で分離するか直接▲２▼．処理テリトリーＡ，もしくは▲６▼．処理テリトリーＣ，に露出されている１１．ハウス下部（発酵槽），へ、ショベルローダー等で搬入する。
【００６１】
［２］このとき、固液分離を行う場合は有機廃棄物を１．投入ホッパー，に投入し、１ａ．投入コンベアー，で２．固液分離処理機，に送入する。送入された有機廃棄物は２ａ．圧縮ジャッキ，により押しつぶされ固液に分離される。２．固液分離機，の槽内底面は、穴の明いた目皿となっており、分離された液体は２ｃ．配水管，を通り４．液体有機物貯留タンク，へ貯留され、固体は２ｂ．押出しジャッキ，により３．排出ホッパー，に入れられ３ａ．排出コンベアー，で再び▲１▼．搬入テリトリーＡ，か▲５▼．搬入テリトリーＢ，へと戻され、１１．ハウス下部（発酵槽），へ投入される。
【００６２】
［３］有機廃棄物の投入が完了した１１．ハウス下部（発酵槽），は２０．ハウス下部（発酵槽）開閉壁，を閉じ、１９．ハウス下部（発酵槽）移動ローラー，で▲４▼．処理テリトリーＢ，に移動を行い、１８．ハウス下部（発酵槽）設置ジャッキ，と２１．支圧壁，が起動され１０．ハウス上部（発酵槽），と完全に密着した一体の発酵槽ができるよう構成される。
【００６３】
［４］１１．ハウス下部（発酵槽），は、一体化の区切られた２槽の発酵槽で構成しているため、このとき▲４▼．処理テリトリーＢ，に位置していた発酵槽はこれから処理する発酵槽があった処理テリトリーと反対の方向に露出される。このことにより露出された発酵槽の完了処理物は搬出され、又、有機廃棄物が投入されるというサイクルになっている。又［２］で４．液体有機物貯留タンク，へ貯留された液体有機物は４ａ．液体有機物送入菅，を通して、１６．自走式スラリー散布装置，により発酵槽内に散布され固形有機物と一緒に発酵処理が行われる。このとき液体有機物は、体積的にはそのほとんどが消滅してしまう。
【００６４】
［５］１０．ハウス上部（発酵槽），と１１．ハウス下部（発酵槽），が密閉され一体となったハウス型・有機物発酵処理槽であるが、上部は１０．ハウス上部（発酵槽），が太陽光を取り込むため透過性の良い耐圧ガラスの二重構造となっていて、１０ａ．断熱層空間，を設けてあり断熱と共に耐圧層おも形成している。このことにより、四季を通してかなりの温室効果を得ることができる。二重構造としているのは，断熱層を設けると共に構造物が直接大気圧を受けない様大気圧の緩和層（耐圧層）を形成することを目的としている。
【００６５】
［６］又、密閉されたハウス・有機物発酵処理槽であるが、［５］で示した温室効果による加温方法以外にも１４．ヒーター，と３４．ヒーティング，による加温装置を備えている。
【００６６】
［７］１４．ヒーター，と３４．ヒーティング，には５．太陽電池，で作られる電池が６．蓄電池，に貯められ、インバーターで制御され送られてくる。
【００６７】
［８］こうして［１］〜［４］で記述のごとく、ハウス（発酵槽）に投入された有機廃棄物（固体、液体）は温室効果、１４．ヒーター，３４．ヒーティング，による加温を受けることとなる。
【００６８】
［９］こうして［８］に記述のごとく、有機廃棄物（固体、液体）は加温されるが、同時に真空ポンプの働きにより減圧を受ける。
【００６９】
［１０］［３］記述のハウス（発酵槽）内の有機廃棄物（固体、液体）は［８］記述の加温と［９］記述の減圧を同時に受け、発酵微生物菌による発酵が促進される。
【００７０】
［１１］このときハウス（発酵槽）内は減圧によって沸点が下がる。又、後に記述するが沸点が６０度位であればハウス（発酵槽）内の熱量はそのほとんどが温室効果でまかなえ１４．ヒーター，と３４．ヒーティング，は補助的（冬期、夜）なものと考えられる。
【００７１】
［１２］１０．ハウス上部（発酵槽），には２４．防塵器（サイクロン），と２５．熱交換器（コンデンサー），が経由して複数の真空ポンプ（２９．真空ポンプＡ，２９ａ．真空ポンプＢ，２９ｂ．真空ポンプＣ，）が接続されていて、ハウス型・有機物発酵処槽から水分とガス体である還元物質を２５．熱交換器（コンデンサー），で凝縮水に変え、３３．クーリングタワー，に送り蒸発散と熱交換に使用する冷却循環水として循環させている。
【００７２】
［１３］真空ポンプでハウス型・有機物発酵処理槽から、空気、水分、ガス体を吸引し減圧状態にするのは、ハウス型・有機物発酵処理槽内の沸点を下げ、槽内の蒸発散にすする熱エネルギー量を減らしつつ強制乾燥を行うと同時に有機物質にセル現象（内部破壊）を起こさせ、有機物質の性状を変えることにより発酵微生物菌が繁殖する断面を爆発的に増やすことを目的としている。当然槽内は、減圧され嫌気状態となるので発酵力の強い嫌気微生物菌はこれも爆発的に増殖される。
【００７３】
［１４］［１３］の強制乾燥、有機物質の性状変化（内部から破壊されるため、スカスカのスポンジ状になり分解しやすくなる）及び性状変化に伴う発酵微生物菌の繁殖断面の確保、嫌気状態での嫌気微生物菌の爆発的増殖、これらが互いに相乗効果となり、従来自然発酵で１２０日間位かかっていた有機廃棄物の発酵処理が数時間（２時間から最大５時間）で処理できる様になる。
【００７４】
［１５］［１２］において複数の真空ポンプ（２９．真空ポンプＡ，２９ａ．真空ポンプＢ，２９ｂ．真空ポンプＣ，）を並列に接続するのは、ハウス型・有機物発酵処理システムの槽内を一定の減圧状態に保つためである。仮に、同じ到達圧力性能を備えた真空ポンプで何もない密閉されたタンク、あるいは容器を減圧するのであれば、真空ポンプの大小により到達圧力に達するまでの時間的な差は出るものの、一度、到達圧力に達すればそれを維持することは真空ポンプの大小に関係なく同じであり、当然真空ポンプの台数など関係はない。
【００７５】
［１６］しかしながら、本発明は何もない密閉されたタンクではなく、［１］〜［４］に記述のごとく、有機物を発酵処理するためのシステムであるので、当然気密性を有した発酵槽内には有機物が投入されている。
【００７６】
［１７］発酵槽内は１台の真空ポンプで、減圧をかければすぐに設定した到達圧力に達し沸点を下げる。しかし有機物からの水分の蒸発散が始まり、発酵微生物菌の活動により発酵が促され、ガス体である還元物質が発生してくると、発酵槽内の温度は沸点を無視して上昇を始める。このとき真空ポンプの圧力計は、設定到達圧力を示している。
【００７７】
［１８］これは圧力計が到達圧力を示していても、発酵槽内が一定の減圧状態を保っていないことを示している。なぜならば、減圧によって発酵槽内の沸点が下がり、一定の減圧状態を保っているのであれば沸点以上の温度上昇は起きない。水を大気圧状態で、いくら熱しても１００度以上の温度に上昇しないのと同じ理由である。
【００７８】
［１９］ではなぜ真空ポンプの圧力計が設定到達圧力を示していて、発酵槽内の沸点が下がっているにもかかわらず、発酵槽内温度が上昇するかというと、設定到達圧力を保っていないためである。
【００７９】
［２０］これは、真空ポンプの吸排気能力（到達圧力に達する時間）を上回る量の溶存水、溶存空気、還元物質であるガス体が、有機物から出されているためである。
【００８０】
［２１］真空ポンプの圧力計を信じて発酵槽内の温度上昇を見逃すか、無視すると有機廃棄物を時間をかけて乾燥することはできるが、発酵処理をすることはできない。［１３］、［１４］で記述の通りである。
【００８１】
［２２］本発明、ハウス型・有機物発酵処理システムにおいて、設定到達圧力まで減圧し、設定到達圧力の状態に保つことは生命線であり、何にもまして大切なことである。
【００８２】
［２３］本発明、ハウス型・有機物発酵処理システムにおいては、発酵槽内の減圧状態を一定に保つため、発酵槽内の温度管理をし、真空ポンプの可動と連動させている。つまり、減圧を開始するときは全ての真空ポンプが可動し設定した減圧状態に到達させる。しかし設定減圧状態に到達すると、２９．真空ポンプＡ，だけが可動し設定減圧状態を保ち、２９ａ．真空ポンプＢ，と２９ｂ．真空ポンプＣ，は停止する。このとき２９ａ．真空ポンプＢ，と２９ｂ．真空ポンプＣ，は真空ポンプの圧力計に関係なく、発酵槽内のＢ．温度計測器，と連動し可動する様設定する。減圧状態により設定されているはずの発酵槽内沸点温度を超えて、温度が上昇しだすと自動的にまず２９ａ．真空ポンプＢ，が可動を開始し、設定減圧状態を保つ。当然再び温度が上昇しだすと、最後の２９ｂ．真空ポンプＣ，の可動が開始され、設定減圧状態を保つ様に構成されている。
【００８３】
［２４］つまり発酵槽温度に連動し可動する真空ポンプの必要台数は、処理を行う有機廃棄物の質と量に比例しているということであり、逆に必要台数の真空ポンプを可動させれば発酵処理槽は拡大でき、有機廃棄物の処理量を増やすことができるということである。
【００８４】
［２５］本発明、ハウス型・有機物発酵処理システムにおいては、全て−７４０ｍｍＨｇ（絶対圧力２０ｍｍＨｇ）到達圧力の真空ポンプで、発酵槽内圧力が−６００ｍｍＨｇ以上になる様設定している。−６００ｍｍＨｇのときの沸点は約６０度であるが、これは大気圧の酸素濃度の約２０％位である。
【００８５】
［２６］発酵槽内温度が８０度以上になると（約−４００ｍｍＨｇ、絶対圧力３６０ｍｍＨｇ）［１３］、［１４］で記述した有機廃棄物の発酵処理はほとんど期待できない。
【００８６】
［２７］次に複数の真空ポンプ（２９．真空ポンプＡ，２９ａ．真空ポンプＢ，２９ｂ．真空ポンプＣ，）によって発酵槽から吸引された水分、空気、ガス体（還元物質）は、２５．熱交換器（コンデンサー），で凝縮水に変えられ、最終的には３３．クーリングタワー，に送られ処理されるが、その前に一度、２６．凝縮水タンク，に集められ２７．オゾン発生装置，で作られたオゾンを２７ａ．オゾン送付管，より注入撹拌されることにより、
【従来の技術】
【００３６】及び
【課題を解決するための手段】［１５］で記述のごとく、問題を起こさない様構成されている。
【００８７】
［２８］次に［１］〜［４］で記述のハウス（発酵槽）には、１２．自走式撹拌装置，が備え付けられており、処理対象である有機廃棄物を自走しながら撹拌を行っている。これは処理を早め、処理にムラが起きない様にするためである。
【００８８】
［２９］次に［１］〜［４］で記述のハウス（発酵槽）には、３１．ブロワー，と９．空気吸入口，を備え付けている。これは［１３］〜［２６］で記述のごとく有機廃棄物を密閉されたハウス（発酵槽）に入れ、加温と減圧と乾燥を行い、発酵処理を行うわけであるがほとんどの場合、この状態での処理だけで発酵処理を完了することはできないためである。
【００８９】
［３０］上記のごとく、加温と減圧と乾燥による発酵処理を行えば［１３］〜［１４］に記述の様に処理が行えるが、この状態での処理だけで完了したのでは発酵肥料として田畑に施肥した場合問題が起きてしまう。
【００９０】
［３１］これは［１３］に記述の通り、発酵槽内を嫌気状態で発酵力の強い嫌気微生物菌の働きを利用するためである。
【００９１】
［３２］嫌気微生物菌は大きく分けると偏性嫌気性菌と通性嫌気性菌に分けられる。偏性嫌気性菌は非常に嫌気的で空気の中では生存できない微生物で、通性嫌気性菌は嫌気と好気の中間に位置するもので嫌気的ではあるけれど空気の中でも生存が可能な微生物である。（人間の大腸菌、乳酸菌、光合成菌）
【００９２】
［３３］実は、病原菌や腐敗菌のほとんどが嫌気性が強く、嫌気的になるほどその病原性や腐敗性も強くなる傾向がある。
【００９３】
［３４］［１３］に記述の通り、発酵処理を行うときはその発酵力を利用するが、発酵処理が完了間近になると嫌気性の強い偏性嫌気性菌は不要（いては困る）であるため、ハウス（発酵槽）内に空気を９．空気吸入口，より３１．ブロワー，で吸引し、常圧状態にすることにより殺菌を行う。（［３２］に記述の通り偏性嫌気性菌は空気の中で生存できない）
【００９４】
［３５］常圧状態で１２．自走式撹拌機，でまんべんなく撹拌された有機廃棄物は、次に好気微生物による発酵が開始され、通性嫌気性菌とブレンドされた良質の堆肥となる。
【００９５】
［３６］次に、１３．紫外線照射装置，とハウス（発酵槽）にオゾンを噴霧する１５．自走式オゾン噴霧装置，についてである。これは埋立地等の有機廃棄物を本発明のハウス型・有機物発酵処理システムで処理する場合に使用する。
【００９６】
［３７］ダイオキシン類等の有害物質を含む可能性がある有機廃棄物を処理する場合は、オゾンの持つ酸化力を利用して脱塩基化を行い、紫外線照射による殺菌を行う（光化学分解）方法としては、１０．ハウス上部（発酵槽），に［６］〜［７］に記述の１４．ヒーター，と交互に１３．紫外線照射装置，が設けてあり、必要に応じて紫外線を照射し殺菌を行う。又、同じく１０．ハウス上部（発酵槽），には［４］で記述の１６．自走式スラリー散布装置と平行する形で備え付けられており、必要に応じて１５．自走式オゾン噴霧装置から、オゾンが出される様に構成されている。
【００９７】
［３８］次に８．発酵微生物菌貯留タンク，であるが、これは主に［１］〜［４］で記述している有機廃棄物が家畜の糞尿ではなく、食物残渣や農業系残渣の場合主に使用される。その理由は家畜の糞尿には腸内菌や枯草菌等の発酵菌が多量に含まれているので、前記［１］〜［３５］の様な環境を与えるとおのずと発酵しやすい。ところが食物残渣や農業系残渣物は人手が多く介在しているせいもあって、含まれている発酵菌が非常に少ない場合が多い。特に野菜の場合は農薬を使用している場合など、発酵菌がほとんどない場合がある。
【００９８】
［３９］前記の場合等は、家畜糞尿と混ぜ合せた上で発酵処理を行うか、８．発酵微生物菌貯留タンク，で培養されている市販又は採取した発酵菌を８ａ．発酵菌送入管，で送り、１７．自走式発酵菌噴霧装置，で噴霧する。
【００９９】
［４０］発酵微生物菌の採取及び培養は難しいことではなく、誰にでも簡単に行うことができる。例えば、乳酸菌等は２〜３日分の米のとぎ汁に牛乳を入れ、３日位置けば乳酸菌培養液ができるし、稲の切り株に御飯を載せ、２〜３日置いてから容器に入れ３５度前後のお湯と黒糖などの糖類を入れて置くと４〜５日で枯草菌培養液ができあがる。
【０１００】
［４１］尚、［５］に示している１０．ハウス上部（発酵槽），に使用している耐圧ガラスは、透過性の良い耐圧素材であればその材質にこだわるものではない。又、［２８］に示している１２．自走式撹拌機，（スクープ方式）は、その機能を有していればスクリュー方式、オーガー方式等その型式にこだわるものではない。又、［６］〜［８］に示している加温方法（ソーラーシステムによる加温方法）は、その機能を有していればボイラー、買電等そのシステムにこだわるものではない。又、［４］に示している１１．ハウス下部（発酵槽），は、その機能を有していれば材質及び形状（区切られた２槽）にこだわるものではない。例えば、発酵時間（開給から完了まで）が短い場合は３槽でも５槽でもよい。
【効果】
以上のごとく、構成し作用する本発明のハウス型・有機物発酵処理システムは、システム内部で発酵に適した環境を作り強制発酵を行うため、発酵が外的要因に左右されず大量の固形有機廃棄物を短時間（１／５００〜１／１，５００程度）で発酵処理し、且つ従来処理ができなかった液体有機廃棄物（スラリー）を消滅処理することができる。このため広大な場所や施設を必要とせず、イニシャルコストが安く済み経済的である。悪臭、還元物質（ガス体）、排水、廃液をシステム外部に放出しないため環境に優しい。本システムの動力源の大半を太陽光でまかなうため、ランニングコストが安く済み経済的であり、環境に優しい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るハウス型・有機物発酵処理システムの側面図である。
【図２】本発明に係るハウス型・有機物発酵処理システムの平面図である。
【図３】本発明に係るハウス型・有機物発酵処理システムの側面図と減圧システム部詳細図１である。
【図４】本発明に係るハウス型・有機物発酵処理システムの平面図と減圧システム部詳細図２である。
【図５】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図及び拡大図である。
【図６】本発明に係るハウス型・有機物発酵処理システムの断面図であり、発酵槽下部移動状況図である。
【図７】本発明に係るハウス型・有機物発酵処理システムの断面図であり、支圧壁詳細図１である。
【図８】本発明に係るハウス型・有機物発酵処理システムの側面図であり、支圧壁詳細図２である。
【図９】本発明に係るハウス型・有機物発酵処理システムの側面図であり、撹拌機詳細図である。
【図１０】本発明に係るハウス型・有機物発酵処理システムのフロー図である。
【符号の説明】
１．　投入ホッパー　　　　　　　　　　　２０．ハウス下部（発酵槽）開閉壁
１ａ．投入コンベアー　　　　　　　　　　２１．支圧壁
２．　固液分離機　　　　　　　　　　　　２２．支圧壁ジャッキ
２ａ．圧縮ジャッキ　　　　　　　　　　　２３．メジ材
２ｂ．押出しジャッキ　　　　　　　　　　２４．防塵器（サイクロン）
２ｃ．排水管　　　　　　　　　　　　　　２４ａ．還元物質吸入管Ａ
３．　排出ホッパー　　　　　　　　　　　２４ｂ．還元物質吸入管Ｂ
３ａ．排出コンベアー　　　　　　　　　　２５．熱交換器（コンデンサー）
４．　液体有機物貯留タンク　　　　　　　２６．凝縮水タンク
４ａ．液体有機物送入管　　　　　　　　　２６ａ．凝縮水送水管
５．　太陽電池　　　　　　　　　　　　　２７．オゾン発生装置
６．　蓄電池　　　　　　　　　　　　　　２７ａ．オゾン送付管
７．　油圧ユニット　　　　　　　　　　　２７ｂ．オゾン送入ガイドレール
８．　発酵微生物菌貯留タンク　　　　　　２８．送水ポンプＡ
８ａ．発酵菌送入管　　　　　　　　　　　２９．真空ポンプＡ
９．　空気吸入口　　　　　　　　　　　　２９ａ．真空ポンプＢ
１０．ハウス上部（発酵槽）　　　　　　　２９ｂ．真空ポンプＣ
１０ａ．断熱層空間　　　　　　　　　　　３０．真空ポンプＤ
１１．ハウス下部（発酵槽）　　　　　　　３１．ブロワー
１２．自走式撹拌機　　　　　　　　　　　３２．送水ポンプＢ
１２ａ．スクープ　　　　　　　　　　　　３３．クーリングタワー

Claims

有機物質（家畜糞尿・食物残渣・農漁業系残渣等）の発酵を促し肥料化及び飼料化を行う機能を有する、ハウス型・発酵処理システムで、高い気密性を有しハウス（発酵槽）内の大気圧を任意に常圧状態と減圧状態にすることができ、且つ一定の減圧状態を保つことができる装置を備えている。
ハウス（発酵槽）内の有機物質を撹拌し、処理有機物質を効率良くハウスの外に排出する装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
ハウス（発酵槽）内に殺菌装置と加温装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
ハウス（発酵槽）内に太陽エネルギーを取り込みつつ、断熱設備（保温）を備えていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
有機物質の固液分離が行え、固液を同時あるいは時間差で処理する装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
有機物の発酵処理時は、ハウス（発酵槽）本体が一体となり、発酵処理終了時には上部ハウス（発酵槽）と下部ハウス（発酵槽）に分離できる装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
有機物処理システム内から、一切の排水、廃液を出さないことを特徴とする請求項１に記載のシステム。