JPS5843297A - 竪型発酵槽の結露防止方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に竪型発酵槽を用いた好気的発酵ゆゆいお
いア、８□□−ｉイ４□、□ 方法及びその装置に関する。本明細書において竪型発酵
槽とは、発酵槽上部から被処理物を投入して発酵完了物
を発酵槽下部から取出す型式のものをいい、通常は縦長
の形態を成すが、必ずしもこのような形態には限定され
ない。

竪型発酵槽は、設置面積が小さく、発酵完了物が自重で
落下するためにその取出しが容易で大量処理が容易であ
る等の利点を有するために広（利用されている。

しかしながら、発酵温度の上昇に伴なって被処理物中の
水分の活発な気化が始まると、これが発酵槽内外の温度
差が特に犬き（・側壁内面に結露し、この結露した水分
を吸収して通気しにくい豊潤状態となった被処理物が多
量に発酵槽の側壁面に付着ｌ〜てしまってここで嫌気発
酵を生じ、強い嫌気具を発生する原因となっている。嫌
気具は、発酵処理時の周囲の環境を悪化させるばかりか
、発酵完了物に残留してその埋立地等への投棄や肥料と
しての利用等を１：妨げてしまう。また、側壁への被□
′：□：、 処理物の付着は、′１発酵槽内でのブリッジを発生しや
すくし、発酵完了物が自重で落下するためにその取出し
が容易であるという竪型発酵槽の利点を失わせる結果と
なる。

従来、このような竪型発酵槽の側壁への被処理物の付着
防止対策としては、発酵槽内に、側壁面との間に適宜間
隔を持たせて網やパンチングボード等の通気性材料の中
間壁を設け、結露を発酵槽の側壁と中間壁の間で流下さ
せてしまうと共に中間壁によって被処理物が結露に接触
しないようにすることが知られている（実開昭５５−１
６８０４６号）。しかしながら、これは被処理物の付着
原因である結露を防止するものではなく、中間壁から飛
出した被処理物が徐々に側壁内面に付着堆積されてしま
って度々その掻き落しが必要となって根゛本的な解決策
とはなっていない。

また、結露自体を防止するために、発酵槽に断熱材を巻
き付けることも行なわれているが、本発明者等の実験に
よれば、発泡板を巻き付ける程度ではほとんど効果がな
く、完全を期すためには膨大な量の断熱材とその精密な
施工が必要となって実用性が失なわれてしまう欠点があ
る。

本発明は、このような従来の欠点を解消するもので、簡
便な手段により竪型発酵槽内側壁面における結露を防止
し、もって側壁内面への豊潤状態となった被処理物の付
着による嫌気具やブリッジを発生させることなく発酵処
理できるようにすることを目的とする。

即ち、本発明は、竪型発酵槽を用いた好気的発酵処理に
おいて、発酵槽に投入された被処理物と発酵槽側壁間に
隙間を持たせて両者間に十分な通気性を付与し、この隙
間に外気を強制送風することにより、隙間内に滞留しよ
うとする多量の水分を含有する発酵廃ガスを当該隙間内
から迅速に搬出してしまうことを特徴とする竪型発酵槽
の結露防止方法、及び、竪型発酵槽の全内周に亘って、
網状物、すだれ状物、パンチングボード等で構成された
通気性を有する仕切壁が発酵槽側壁との間に隙間を持た
せて設けられ、少なくともこの隙間の下部に沿って隙間
内に外気を強制送風する送風管が周設されていることを
特徴とする竪型発酵槽の結露防止装置である。

本発明における被処理物は、主に多量の易分解性の有機
物含有の廃棄物で、具体的には、下水汚泥、豚糞、鶏糞
等の人畜糞尿、食品製造残渣やその廃液汚泥、港湾ヘド
ロ等である。

まず、本発明の方法について説明すると、被処理物は、
発酵槽投入前にあらかじめ含水率を４０〜６０％に調節
しておくことが好ましい。含水率がこの範囲外であると
発酵させにくくなるし、特に高過ぎる場合には、後述す
る被処理物と発酵槽側壁との間の隙間による１分な通気
性も維持しにくくなる。

通常、前記被処理物の含水率は、上記範囲よりも大きい
ことが多いことから、凝縮、遠心分離。

ｐ過、圧縮等の化学的もしくは機械的手段により脱水す
る。また、種の接種を兼ねて、本発明による発酵完了物
をリサイクル利用して混合することも含水率の調節方法
として好ましいことである。

特に、この含水率を４５〜５５％、好ましくは４７〜５
２％に調節して発酵ぎせると、単時間に発酵温度が８０
〜９０°Ｃにも上る良好な発酵状態が得られるので好ま
しい。このようにして高い発酵温度となると、その分活
発な水分の蒸発が成され、発酵槽内外の温度差も大きく
なって結露の危険が大きくなるが、本発明によればこの
ような高発酵温度下においても十分結露の防止が果され
るものである。

また、被処理物の発酵促進並びに被処理物と側壁間の隙
間による十分な通気性の維持を容易にするために被処理
物を造粒もしくは破砕１−ておくことも好ましいことで
ある。造粒もしくは破砕は、平均粒径が４〜１６Ｉｌｌ
Ｉ＋１、好ましくは５〜１０闘、粒径分布が微小〜４０
ｍｍ、好ましくは微小〜２゜闘で、最適には粒化被処理
物の７０％以上が上記ｆ均粒径範囲内になるように行な
い、これを嵩密度０６〜０８ｇ／ｃｃ、好ましくは０６
５〜ｏ７５９７　ｃｃとなるよう発酵槽内に投入すると
、発酵状態が良好でかつ後述する側壁付近の湿った発酵
廃ガスの搬出のだ一□の通気性の維持が容易になる。

、′ 特に被処理物を造粒する場合、通常の造粒機で行っても
よいが、横型回転式発酵槽を利用すると最適である。即
ち、横型回転式発酵槽で発酵を活発に行なう主発酵をし
、竪型発酵槽でその後の発酵完了までの副発酵を行うよ
うにすれば、横型回転式発酵槽の回転により主発酵と同
時に被処理物を造粒でき、一般に竪型発酵槽より立上り
状態が良いという横型回転式発酵槽の利点と相俟って処
理効率を高めることができる。

含水率等が調節された被処理物は、発酵槽へ投入されて
発酵に供されるが、投入された被処理物と発酵槽側壁と
の間には隙間を持たせて寸分な通気性が得られるように
なっていなげればならない。

これは、この隙間に後述するようにして外気を強制送風
することにより、隙間内に滞留しようとする発酵熱で気
化した多量の水分を含有する発酵廃ガスが側壁に触れて
結露を生ずる前に迅速に隙間外へ搬出するためである。

被処理物が側壁全面に密着していたのでは被処理物と側
壁間への送風ができず、結局湿った発酵廃ガスの搬出が
できなくなって結露を生じてしまう。しかし、被処理物
を完全に側壁から離しておく必要はなく、部分的に被処
理物と側壁が接触していても上記迅速な発酵廃ガスの搬
出ができる通気性が維持されていれば足る。通常、投入
された被処理物の中央部分の３倍以上の通気性が内縁部
付近に維持されていればよい。これは、結露の発生自体
が生じにくくなるので、被処理物の部分的側壁との接触
がその付着へ結び付きにくくなっているためである。

発酵槽側壁と被処理物間の隙間の形成は、発酵槽内に網
状物、すだれ状物、パンチングボード等の筒体を挿入し
たり、側壁を波板で形成したり、側壁内方に多数の凸部
を形成したり、更には粒状の被処理物にあっては粒径の
大きなもののみを側壁側に集める等、側壁と被処理物間
にできるだけ隙間を形成して十分な通気性を維持させ得
ればどのような方法によってもよい。

このようにして形成された隙間には、外気が強制送風さ
れる。この外気の強制送風によって発酵熱で気化した多
量の水分を含有する発酵廃ガスが側壁に触れて結露を生
ずる以前に稀釈して発酵槽外へ搬出してしまうためであ
る。従って、本発明によれば、側壁にほとんど結露を生
じな（・ので、結露に基づく被処理物の側壁への付着を
根本的に解消できる。また、結露自体生ずることが少な
いので、被処理物が多少側壁に接触しても豊潤状態とな
って付着してしまうことがなく、実用上極めて有利であ
るばかりか、長期間の連続処理においても、側壁に徐々
に被処理物が付着堆積されてしまってその掻き落しが必
要になるようなことがない。

上記隙間への強制送風は、被処理物の発酵温度が５０°
Ｃ以上になってから最高温度到達以前に開始することが
好ましい。発酵活動の不活発なときに開始すると、発酵
熱の上昇を妨げて発酵中断の原因となりやすく、また開
始が遅過ぎると、強制送風する前に結露を生じてしまい
やすい。好ましくは、この強制送風される外気を加温し
ておくことである。強制送風される外気が加温されてい
れば、冷たい外気によって発酵が阻害される危険も、）
ｔｘ　＜　、　’！　ｔ；Ｍ。□□叡・・優３０．。

い加温温度は、３５°Ｃ〜７０°Ｃである。低過ぎては
加温の効果がなく、高過ぎると必要以上に被処理物の水
分を奪うおそれがある。

特に上記強制送風される外気の加温は、発酵熱によって
加熱されて発酵槽から排出される発酵廃ガスとの熱交換
によって行なえば、加温のためのエネルギーが不要にな
る利点がある。特に前述のように被処理物の含水率を調
節すれば、極めて高い発酵温度が得られるので強制送風
外気の加温には好ましく、逆にこの加温により、高い発
酵温度でも結露防止が一層確実なものとなる。この場合
、発酵槽を密閉式とし、できるだけ高温の発酵廃ガスが
無駄に放出されてしまうのを防止しつつ発酵廃ガスを熱
交換器へ導き、強制送風すべき外気をこの熱交換器に通
すことによって熱交換すればよい。本発明者等の実験に
よれば、送風量や外気温によっても異なるが、２０’Ｃ
程度の外気を５０’Ｃ程度まで加温し得ることが確認さ
れている。

上記のように１．内周縁の隙間に強制送風される外気を
発酵熱を利ｉ）して加温する場合は勿論のこと、このよ
うな外気の加温を行なわない場合において　　　″も、
より側壁面での結露を生じにくくするために、側壁をあ
る程度保温しておくことも好ましいことである。また、
隙間への強制送風は、発酵槽の高さにもよるが、通常多
段に行なうことが好ましい。

次に、本発明の装置を図面を参照しつつ説明する。

第１図は、本発明に係る装置の縦断面図、第２図はその
横断面図である。

図中１は竪型発酵槽で、その側壁２との間に隙間３を持
たせて仕切壁４が発酵槽１の全内周に亘って設けられて
いる。この隙間３の下部と中央部付近には、ブロワ−５
ａによって外気を噴出する送風管６が二段に設けられて
いる。従って、発酵処理時にブロワ−５ａを作動させて
送風管６がら外気を隙間３内に強制送風すれば、発酵熱
によって被処理物７から気化した多量の水分を含有する
発酵廃ガスは迅速にこの隙間３がら搬出されて排気口８
か、ら排出されてしまい隙間３内に滞留することがない
ので側壁２に結露を生じることがない。

また、９は発酵槽１を横断する給気管で、ブロワ−５ｂ
より発酵槽１内の被処理物の好気的発酵を助長する空気
を供給するためのもの、１ｏは発酵完了物を排出口１１
から取出すための排出装置、１２は被処理物の投入口で
ある。

隙間３０幅は、通気を十分維持できれば足り、あまり大
きくし過ぎると処理量が減って効率が悪くなるため、必
要な通気を維持し得る範囲でできるだけ小さい方が好ま
しい。一般には、２〜２゜酊で十分である。また、隙間
３は、発酵槽１の全周に亘って上記必要幅が保たれてい
ることが好ましいが、部分的に仕切壁４が側壁２に接し
ていても、通気が妨げられるような広範囲に亘らなけれ
ば差し支えない。これは、本発明が送風管６がらの強制
送風によって側壁２での結露の発生自体を°防止してし
まうものであるため、結露の防止に必要な通気の維持さ
え確保できれば多少被処理物７が側壁２に接していても
豊潤状態になることがないためである。

仕切壁４は、網状物、すだれ状物、パンチングボード、
布状物等の通気性を有するもので構成されているもので
ある。仕切壁４を非通気性のものとすると、側壁２を二
重に構成したのと同様になり、仕切壁４内面での結露が
避けられなくなる。

仕切壁４の設置は、最も簡単には上記通気性材料である
程度定形性を維持し得る筒体を形成し、この筒体を発酵
槽１内に挿入しておけばよい。これは、特に発酵槽１が
上部開放型の場合には有効である。また、仕切壁４と側
壁２間に適宜スペーサーを配置して両者間の隙間３を確
実に維持し得るようにすることもできる。尚、特に仕切
壁４として布状物を利用するときには、起毛状のものを
用いると有利である。

送風管６は、少なくとも隙間３の下部に一段設けられて
いればよいが、通常は複数段に設けておいた方が発酵廃
ガスの搬出が確実である。また、送風管６は、上方に向
けて外気を吹き出すようにしてもよいが、側壁２の方向
に向けて外気を吹き出すように設けた方が好ましい。こ
れはできるだ１ け側壁２に沿った流れを得るため、及び、ある程度乱流
状態にして発酵廃ガスを巻き込みやすくするためである
。

更に本発明を実施例及び比較例により説明する。

実施例１゜ 第３図（ａ）に示されるような高さ１ｍ、直径３０ｃｍ
の小型の実験用上部開放式発酵槽１を作成し、下端から
ｌＱｃｍの位置に中央を横断する給気管９を設け、その
直ぐ上と下端から５ｏｃｍの位置に側壁２の内周に沿っ
て送風管６を設けた。仕切壁４として６メツシユの金網
を発酵槽１の内径よりやや小さい筒形に形成して挿入し
てから含水率約４２．０％の下水消化汚泥を４８２ｋｇ
投入した。仕切壁４と側壁２間の隙間３は、部分的に仕
切壁４と側壁２とが接触ｌ−ている箇所があったが、は
ぼ５　ｔａｎの幅であった。

給気管９から温度４０°Ｃ１湿度１０％の空気を供給し
つつ発酵処理したところ、開始当時４５°Ｃであった発
酵温度が４時間後に最高温度７０’Ｃに達した。最高温
−に達する直前から通気管６がら外気を７　ｌ／　ｍｉ
ｎ　”で送風し続け、最高温度到達後約９１時間で発酵
処理を完了した。発酵完了物の含水率は、発酵槽１の下
部で３２．３％、中間部で３４０％、上部で３４５％で
、全体で４２．０　ｋｔｉであった。

発酵槽１の上部４箇所にやや湿った跡が残っていたが、
下水消化汚泥の付着はほとんどなく、嫌気臭も全く発生
しなかった。湿り跡の位置及び広さを第３図（ｂ）に発
酵槽１の展開図中に斜線で示す。

比較例１゜ 両送風管６及び仕切壁４を取り除き、側壁２の外周に厚
さ１０闘の発泡マットを巻き付けた以外、実施例１と全
く同じ装置を用いて含水率４２．０％の下水消化汚泥４
６．２１Ｃｇを発酵処理１−だ。

給気管９から温度４０°Ｃ１湿度１５％の空気を供給し
つつ発酵処理したところ、開始当時４３０℃であった発
酵温度が約５時間後に最高温度７］、、５°Ｃに達し、
その後約９０時間で発酵処理を完了した。発酵完了物の
含水率は、発酵槽１の下部で３３４％、中間部で３４７
％、上部で３５０％で、全体で４０８ｋｇであった。

発酵槽１の中間やや下方寄りから上方にかけて一面に厚
さ１５〜２０龍で豊潤な下水消化汚泥が付着してしまい
、嫌気臭を発生していた。付着位置及び広さを第３図（
ｃ）に発酵槽１の展開図中に斜線で示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置を有する発酵槽の縦断面図、
第２図はその横断面図、第３図（ａ）は実施例に用いた
発酵槽の説明図、同（ｂ）は実施例による湿り跡の位置
及び広さを示す発酵槽の展開図、同（ｃ）は比較例によ
る付着位置及び広さを示す発酵槽の展開図である。 １：発酵槽、２：側壁、３：隙間、４：仕切壁、５ａ＋
５ｂニブロワー、６：送風管、７：被処理物、８：排気
口、９：給気管、１ｏ：排出装置、１１：排出口、１２
：投入口 出願人　旭エンジニアリング株式会社 代理人　豊　　１）　善　　雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ］。）竪型発酵槽を用いた好気的発酵処理において、発
   酵槽に投入された被処理物と発酵槽側壁間に隙間を持た
   せて両者間に十分な通気性を伺与し、この隙間に外気を
   強制送風することにより、隙間内に滞留しようとする多
   量の水分を含有する発酵廃ガスを当該隙間内から迅速に
   搬出してしまうことを特徴とする竪型発酵槽の結露防止
   方法。 ２）被処理物と発酵槽側壁間に隙間を持たせることによ
   り両者間に伺力される通気性が、投入された被処理物の
   中央部分の３倍以上であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の竪型発酵槽の結露防止方法。 ３）隙間への強制送風が、発酵温度が５０°Ｃ以上に」
   −昇後最高温度到達以前に開始されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の竪型発酵槽の結露防止方法
   。 ４）隙間へ強制送風される外気が、加温されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の竪型発酵槽の
   結露防止方法。 ５）隙間へ強制送風される外気の加温が、発酵槽から排
   出される発酵廃ガスとの熱交換によって行なわれること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の竪型発酵槽の
   結露防止方法。 ６）被処理物が、あらかじめ含水率４５〜５５％に調節
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
   の竪型発酵槽の結露防止方法。 ７）被処理物が、あらかじめ粒状に造粒または破砕され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の竪
   型発酵槽の結露防止方法。 ８）被処理物が、平均粒径４〜１６闘、粒径分布微小〜
   ４０ｍ＋１１で、嵩密度０６〜０８ｇ／ＣＣとなるよう
   発酵槽内に投入されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の竪型発酵槽の結露防止方法。 ９）隙間への強制送風が、上下に多段に行なわれること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の竪型発酵槽の
   結露防止方法。 １０）竪型発酵槽の全内周に亘って、網状物、すだれ状
   物、パンチングボード等で構成された通気性を有する仕
   切壁が発酵槽側壁との間に隙間を持たせて設けられ、少
   なくともこの隙間の下部に沿って隙間内に外気を強制送
   風する送風管が周設されていることを特徴とする竪型発
   酵槽の結露防止装置。 １１）送風管が、側壁側に外気を吹き出すように設けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載
   の竪型発酵槽の結露防止装置。 １２）送風管が、上下に多段に設けられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１０項記載の竪型発酵槽の結
   露防止装置。