JP4041600B2 - 生ごみ等の処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微生物を使用した生ごみ等の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般家庭や小規模なレストラン、生鮮食品店などから出る野菜や魚、肉等のくずなどのいわゆる生ごみと言われるものは、従来はそのままごみ箱に捨てられたり下水に流されたりしていた。また、市場などのように大量に生ごみが発生するところでは、活性汚泥槽で処理するとか焼却処理をしていた。
近年、環境保護等の観点から、各家庭や従来廃棄が黙認されていた程度の店舗でも生ごみを処理して廃棄することが望まれている。従来知られている活性汚泥法では比較的大きな処理槽が必要であることから、小型でしかも簡単な操作で処理できる装置及び方法が望まれている。
これらのことから種々の生ごみ処理方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
生ごみ処理方法としては、簡単な容器内で攪拌するだけで、生ごみが分解して少量化させる方法である。処理方法として考えられる方法は、生ごみ自体に付着している腐敗菌の作用を助長させて分解を促進させる方法と、更に生ごみを分解処理する微生物を加えて分解する方法である。
しかしながら従来の方法は、いずれも生ごみを腐敗させる方法であるため、処理時にアンモニアガス、硫化水素ガス、メルカプタン等の腐敗臭が生じ、一般家庭では簡単に使用できないとか、処理期間が長いなどの問題が生じている。これらのことから、効率よく生ごみを分解する方法が求められている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記従来の問題を解決するために、本発明者らは種々の微生物について研究をすすめた結果、特定の微生物が生ごみを容易に分解し、しかも分解時に腐敗臭等の不快な臭いを生ずることもなく、そのため処理容器を密閉等することなく効率よく処理できることを見出して本発明を完成した。
【０００５】
本発明の生ごみ等の処理方法は、アルカリヂエネス属に属する細菌アルカリヂエネス・レイタス（Alcaligenes latus ）No. 3563またはその培養液を生ごみまたは生ごみ類似物に添加することを特徴とするものである。
【０００６】
本発明で使用する細菌アルカリヂエネス・レイタス（Alcaligenes latus ）No. 3563は、活性汚泥法による排水などの水処理において問題とされている処理槽内に生じる活性汚泥の膨化（バルキング：bulking ）処理のために開発された既に知られている微生物である（特公平３−３８０００号公報参照）。
バルキングは、糸状細菌スフエロチルス（Sphaerotilus）等が活性汚泥中で異常に増殖することにより起こるといわれている。このバルキングを防除する方法としては、化学的方法と微生物学的方法とがあり、後者の微生物学的方法は活性汚泥法に必要な微生物を死滅させることなく、バルキングを生じさせる糸状細菌スフエロチルスを選択的に溶解除去する微生物を見いだすことにある。
このように本発明で使用する細菌アルカリヂエネス・レイタスNo. 3563（以下、本発明菌No. 3563または本発明菌という）は、水槽中の特定の微生物を溶解除去する能力があることは知られていたが、生ごみ等の分解能力については全く知られていない。
【０００７】
本発明菌No. 3563は、桿菌で、グラム陰性、好気性で、発酵せず、オキシダーゼ陽性、キノンタイプがＱ₈ でＤＮＡのＧＣ含有量が70.9 mol％であることより、アルカリヂエネス（Alcaligenes ）属と同定されたが、公知のアルカリヂエネス・レイタス（Alcaligenes latus ）とは運動性も鞭毛も無い点で相違するものである。
本発明菌No. 3563は、ＦＥＲＭ ＢＰ−６５４６として寄託されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明菌No. 3563は、該細菌を含む培養終了後の培養液をそのまま、または培養液を遠心分離して集菌し、該菌または除菌培養液（粗酵素液）を使用してもよい。
本発明菌の生ごみ等への添加は、細菌または培養液を直接添加してもよいが、培養液を適当な担体に担持させて添加してもよい。
担体としては、例えば、ゼオライト、軽石、角閃石、多孔質セラミック、活性炭、木炭、シリカ、モンモリロナイト、タルク、クレー等の粘土鉱物、多孔質珪酸等の無機質担体、鋸屑、木材チップ、砂糖黍粕、甜菜くず等の有機物質、プラスチック等が挙げられる。プラスチックは、発泡尿素樹脂、発泡ウレタン樹脂などの分解性プラスチックの使用がより好ましい。担体は、適当な大きさ、例えば１〜１５mm程度、好ましくは５〜１０mm程度の粒体がよいが、担体が有機物質の場合には適当な大きさの棒状、板状としてもよい。
担体への本発明菌の担持は菌を含む培養液または除菌した培養液（以下単に菌培養液という）を、担体に付着または吸収させて行うが、タルク、クレー等の粘土鉱物の場合にはこれらの粉体と混練して押し出し造粒等の造粒法によってもよい。
【０００９】
本発明によって処理される被処理物としては、通常生ごみと称される野菜、魚、肉等の調理くずの他、調理後の動植物油などの動植物性物質が挙げられる。
本発明の処理方法は、上記家庭内の生ごみの他に、従来より排水処理に行われている活性汚泥法の処理槽の槽底に溜る汚泥を採取して水分を絞った汚泥ケーキの処理、へどろの処理などにも適用できる。へどろや前記処理槽内の汚泥は取り出して水分を絞りケーキ状として土中に埋めるとか焼却またはコンクリートで固めるなどの方法で処理されているが、これらも本発明方法によって処理できる。更に、工場から排出される有機廃棄物、例えば、砂糖黍や甜菜の絞り粕、食品加工会社からの加工屑などの処理にも適用できる。以下、本発明の被処理物を単に生ごみという。
【００１０】
本発明菌No. 3563は、好気性菌で生育の範囲がｐＨ５〜１０、１０〜３２℃のものであり、酸性からアルカリ性へと広いｐＨ範囲で活動するので種々の生ごみに対応できる。生ごみ処理に際しては、温度を３０℃前後に保つことが好ましく、３４℃では菌の増殖が認められないため、生ごみ処理能力が低下し、腐敗臭が認められる。本発明菌による処理の特徴は、開放条件下で処理してアンモニアガス等の腐敗臭が極めて低いことで、条件によっては全く感知しないことを一つの特徴とするものである。
通常は、生ごみまたはその周囲の環境に腐敗菌が存在しているために、生ごみを放置しておくと自然と腐敗が進行し腐敗臭を発するが、この段階で本発明菌を適用しても腐敗臭の発生をなくすことができる。
【００１１】
通常の家庭用生ごみ処理器は、適当な速度または適当な時間的間隔で生ごみを攪拌するようになっている。生ごみの細菌による分解がすすむと熱を発生するので、処理器の大きさまたは攪拌条件を調整することによって、処理を最適なものとすることができる。本発明菌の場合、好ましい活動温度が２７〜３２℃と高温であるため生ごみ分解処理を容易に行うことができる。
工業的には、例えば円筒体を横に寝かせたような形の処理器本体と、該本体の中に生ごみを上方に上げて下方に落とす形の攪拌羽根を有する回転軸を備えた攪拌装置、温度調節のための電熱ヒータ、生ごみへの散水機等を備えた処理器を用いて行うとよい。処理は、好ましくは、処理器にセラミック粒体または本発明菌を担持させたセラミック粒体を処理すべき生ごみの投入量／日の２〜３倍量入れておき、これに生ごみを投入して行うとよい。
【００１２】
本発明菌による生ごみ分解処理の作用機序については不明であるが、処理温度を３０℃前後に保つことによって、腐敗臭を発することなく速い速度で生ごみを分解処理できる。生ごみの分解処理能力については本発明菌のみによるものであるのか、または本来存在する腐敗菌との協働作用よるものであるかは不明であるが、上記のように従来菌による腐敗・分解が進行している生ごみに本発明菌を投入すると腐敗臭が消え分解が促進されることから、生ごみ成分中の窒素（Ｎ）、イオウ（Ｓ）分をガス化しないものと考えられる。
【００１３】
本発明菌を適当な担体に保持させたものは、常温でプラスチックの袋や容器内に長時間保存でき、使用に際しては、粒状体としたものは、生ごみと均一に混合できるため有利である。また、生ごみが活性汚泥ケーキやへどろケーキのように大量である場合には、発熱量が多くなり温度が高くなるとか、新たに生ごみを投入したとき温度が低下する場合があるが、これらに対しては担体の量を多くして発熱量を希釈化させたり温度を保持させることもできる。このような目的には、担体はセラミックのような無機質粒体が好ましい。処理後の生ごみ残渣との分離のためには、適当な大きさの粒体が好ましい。
なお、処理中の生ごみの温度調整のためには、菌を担持させない無機質粒体を別に加えてもよい。本発明菌は、ｐＨ７〜８程度の弱アルカリ性で良好に増殖することから、処理時の生ごみをこのｐＨ域にする担体または添加物を加えるとよい。
【００１４】
家庭用の生ごみ処理器のように容量が小さく、また処理量が少ない場合の処理には担体として木材チップ、おがくず等の有機物を使用すると、生ごみに均一に混合でき、しかも生ごみと共に担体も分解処理されるので有利である。
【００１５】
【実施例】
以下に本発明の試験例および実施例を示すが、本発明の趣旨はもとよりこれに限定されるものではない。
【００１６】
試験例１
普通ブイヨン５０ｍｌに本発明菌No. 3563を１白金耳接種した各試料をそれぞれの温度で振盪培養したのち、６００ｎｍの吸光度（濁度）により増殖度を測定した。その結果を表１に示す。

この結果からわかるように、本発明菌は３５℃以上では増殖せず、３３℃でも２９℃の半分程度しか繁殖しないことから、生ごみの処理温度を３０℃前後とするのが好ましい。
【００１７】
試験例２
試験例１と同様にして普通ブイヨンで２９℃の温度で本発明菌No. 3563を７日間培養し、培養液を10000rpm，１５分間遠心分離し、メンブランフィルターで分離して本発明菌と除菌培養液とを得た。
得られた本発明菌と市販の生ごみ処理用土壌菌７種とを、シャーレ内のゼラチン（スキムミルク）培地上にそれぞれ菌を接種して、温度３０℃で７０時間保持した後白色のゼラチンの分解状態を調査したところ、本発明菌はシャーレの面積の１／４以上が無色の状態となり、分解されていることが認められた。同一シャーレ内の他の位置に接種された市販の土壌処理菌の６種は、この試験条件では殆ど分解能が認められず、残りの１種のみが本発明菌の半分程度の分解能が認められた。
なお、これらの市販の土壌菌は本発明菌によっては分解されなかった。このことから、本発明菌はこれらの菌と共存できることが認められる。
【００１８】
試験例３
平均粒径約３．５ｍｍのシリカ・ビーズ１００ｇを試験例２の方法にしたがって得た本発明菌の培養液３００ｍｌに浸漬してビーズへの吸着状態を調べた。液温は室温（約２７℃）とした。結果を表２に示す。

菌数はシリカ・ビーズ１ｇ当たりの吸着菌数を示す。１日の吸着で４日目の最高値の約７０％が吸着していることから、２〜３日の浸漬処理で充分と認められる。
【００１９】
実施例１
家庭から出る生ごみとして、野菜くず（大根、玉ねぎ、小松菜、馬鈴薯、食パンの耳を各２００ｇ）１ｋｇと生鮮食品くず（豚レバー５００ｇ、鮭と鰯５００ｇ）１ｋｇの合計２ｋｇを２ｃｍ角程度に裁断したものを作り、これを小型のポリバケツ（開口面直径２３ｃｍ，高さ２３ｃｍ）に入れたものをそれぞれ用意し、下記の処理条件で８月１８日から９月１７日までの１か月間処理した。処理中は２〜３日毎に１回内容物を棒で攪拌した。
接種菌は、下記の５種とした。
▲１▼本発明菌の培養液（試験例２にしたがって調製した菌を含むもの）、
▲２▼本発明の除菌培養液（▲１▼の除菌培養液）、
▲３▼本発明菌の培養液をシリカ・ビーズに担持させたもの、
▲４▼本発明菌の培養液とシリカ・ビーズとの併用、
▲５▼市販の生ごみ処理用菌（液状物）
培養液は各５０ｍｌとし、シリカ・ビーズ量は１ｋｇとした。
結果を表３に示す。なお、表中の処理条件の温度はポリバケツを置いた場所の雰囲気温度を示し、開放はポリバケツの蓋をしない状態、閉鎖は蓋をした状態を示す。
処理状態は、
良好 ：処理後の被処理物の残量が最初の量の１／１０以下、
良 ： 同 １／５程度
不良 ： 同 １／２程度
不可 ： 同 ２／３程度以上
であることを示す。シリカ・ビーズを使用したものは、該ビーズを除いた量を示す。
臭気は、◎は殆ど無し、○はやや臭気あり、×は臭気が強いことを示す。
【００２０】

表の結果からわかるように、本発明菌によるものは分解性も良好で臭気も殆ど感じられない。なお、▲３▼と▲４▼のシリカ・ビーズを担体または添加したものは、▲１▼と▲２▼のものに比べて２／３程度（約２０日）で分解できた。シリカ・ビーズに代えて他の無機質粒体を使用しても同様の結果が得られた。また、▲５▼での処理１０日程度の異臭を激しく発するものに本発明菌を添加すると異臭が殆ど感じられなくなった。
【００２１】
実施例２
円筒体を横に寝かせた形の処理器本体内に生ごみを上方に上げて下方に落とす形の攪拌羽根を有する回転軸を備えた攪拌装置、温度調節のための電熱ヒータ、生ごみへの散水機等を備えた生ごみ処理器（内容積：約０．７ｍ³ ）を用いて処理を行った。
試験例３と同様にして作製した粒径約６〜１０ｍｍのシリカ・ビーズに本発明菌を担持させたものを生ごみ処理器に１５０ｋｇ入れ、これに生ごみとして魚市場から出る魚介類の屑を休日を除いて１日５０ｋｇの量で総合計量が２Ｔ（トン）になるまで投入して、投入開始日から４か月間処理した。
処理は、処理器内の温度を電熱ヒータで２６〜３３℃とし、ときどき散水し、緩やかに攪拌した。処理器は完全に密閉せず、通気条件下で行った。
処理期間中殆ど臭気は感じられず、処理後のシリカ・ビーズ量を除いた後の残渣は約５０ｋｇであった。
同様にして青物市場、レストラン、スーパーからの生ごみを処理して同様な結果を得た。
【００２２】
実施例３
かまぼこ工場の排水処理に使用されている活性汚泥槽の底から取り出した汚泥を実施例２の処理器を用いて処理した。
活性汚泥槽から取り出した汚泥を水分約３５％になるまで圧縮して煉瓦状の大きさに固形化し、表面が乾燥した状態の汚泥ケーキを、５ｃｍ角程度の大きさに破砕して１日５０ｋｇの量で実施例２に記載の処理器に投入して、実施例２と同様にして処理した。ただし、本発明菌担持シリカ・ビーズの量は２００ｋｇとした。
汚泥ケーキは非常に強い異臭を発するものであったが、処理開始後１週間程度で臭気は極端に低下した。処理後の残渣は少量であるため、適当な時期に取り出して焼却処理することによってシリカ・ビーズは回収した。
【００２３】
【発明の効果】
本発明菌は、従来の自然界に存在する腐敗菌の作用を阻害することなく、かつ、これらの菌が従来発していたアンモニア等の異臭を発生を押えて、生ごみを速い速度で分解することができる。しかも、開放条件下で処理できるため、処理器を密閉型とする必要もなく、処理器の製造も容易であるなど種々の利点を有する。本発明菌は、従来の腐敗菌の多くと共繁殖でき、これらの菌に侵されることもないので菌の管理も容易である。

Claims (5)

1. アルカリヂエネス属に属する細菌アルカリヂエネス・レイタス（Alcaligenes latus ）No. 3563（ＦＥＲＭ ＢＰ−６５４６）またはその培養液を生ごみまたは生ごみ類似物に添加することを特徴とする生ごみ等の処理方法。
2. 細菌アルカリヂエネス・レイタス（Alcaligenes latus ）No. 3563（ＦＥＲＭ ＢＰ−６５４６）またはその培養液を、無機物、天然有機物またはプラスチック等の担体に担持させて添加することを特徴とする請求項１記載の処理方法。
3. 処理温度を２７〜３２℃として好気性条件下で行うことを特徴とする請求項１記載の処理方法。
4. 生ごみ等の被処理物が、家庭からでる生ごみ、活性汚泥ケーキ、工場等からの有機廃棄物であることを特徴とする請求項１記載の処理方法。
5. セラミック等の無機質粒体とともに攪拌処理することを特徴とする請求項１記載の処理方法。