JP2000015228A - 有機性廃棄物の発酵方法 - Google Patents

有機性廃棄物の発酵方法

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JP2000015228A
JP2000015228A JP10189532A JP18953298A JP2000015228A JP 2000015228 A JP2000015228 A JP 2000015228A JP 10189532 A JP10189532 A JP 10189532A JP 18953298 A JP18953298 A JP 18953298A JP 2000015228 A JP2000015228 A JP 2000015228A
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organic waste
fermentation
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oil
residue
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Masashi Moro
正史 師
Yuji Soeda
祐二 添田
Tetsuya Yamamoto
哲也 山本
Toshiyuki Shibata
敏行 柴田
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Kubota Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機性廃棄物中の砂等を除去する一方で、油
分は残留させて、有機性廃棄物を効率よく可溶化させ、
嫌気性発酵工程における発酵効率を高める。 【解決手段】 家畜ふん尿、浄化槽汚泥などのスラッジ
状の有機性廃棄物にアルカリ剤1,5を添加して油分を
溶解させ、油分が溶解した有機性廃棄物を除渣工程#
1,#2に導いて、砂等の無機物や繊維質等の難可溶化
物を除渣手段により分離除去し、この除渣した有機性廃
棄物を可溶化工程#5へ導く。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機性廃棄物の発
酵方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より有機性廃棄物の再資源化が図ら
れており、たとえば特開平9−201699号には、し
尿、浄化槽汚泥、下水汚泥、農集汚泥、家畜ふん尿、生
ごみ、食品廃棄物など、性状や濃度が異なる有機性廃棄
物を同一システムにおいて処理して有用物質を回収し、
資源化する方法が開示されている。
【0003】この方法は、図2に示したようなものであ
り、し尿、浄化槽汚泥、農集汚泥、下水汚泥、家畜ふん
尿を除渣工程#31において除渣し、固液分離工程#3
2において液状廃棄物31と脱水汚泥32とに分離し、
液状廃棄物31は、生物処理工程#33でBOD分解並
びに必要に応じて脱窒素し、固液分離工程#34で浮遊
物を除去し、高度処理工程#35でCODや色素成分や
鉄・マンガンなどの重金属類を除去し、消毒して放流水
または再利用水としている。
【0004】一方、生ごみや食品廃棄物は、破砕・分別
工程#36において破砕し、プラスチック袋やトレーな
どを分別した後に、上記した脱水汚泥32と混合して、
嫌気性発酵工程#37において発酵させ、発生したメタ
ンガス33を回収して、発電工程#38などにより電気
や熱の形態として使用に供するとともに、消化汚泥34
を脱水工程#39で脱水汚泥35とし、コンポスト化工
程#40などに送って肥料や固形燃料や乾燥汚泥として
回収しており、脱水濾液36は生物処理工程#33へ送
って処理している。嫌気性発酵工程#37における発酵
を促進するために、発酵に先立って脱水汚泥を熱処理や
アルカリ処理等により可溶化(液状化、低分子量化)さ
せることもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した除
渣工程#31など、浄化槽汚泥、家畜ふん尿などの有機
性廃棄物を除渣する際には、1mm程度のスクリーンを
用いるのが一般的であるため、家畜ふん尿、浄化槽汚泥
などに多量に含まれている砂等を除去することはでき
ず、この砂等が可溶化効率を低下させる原因となる一
方、浄化槽汚泥などに多量に含まれている有機成分たる
油分はスクリーンにより除かれてしまい、しかもその油
分によってスクリーンの目詰まりが頻繁に起きるという
問題があった。
【0006】本発明は上記問題を解決するもので、有機
性廃棄物中の砂等を除去できるとともに、油分が多く含
まれている場合は除去することなく有機成分として回収
できる有機性廃棄物の発酵方法を提供することを目的と
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の請求項1記載の有機性廃棄物の発酵方法
は、有機性廃棄物を嫌気性条件下でメタン発酵させ、メ
タンガスを回収する嫌気性発酵工程を有した処理系にお
いて、家畜ふん尿、浄化槽汚泥などのスラッジ状の有機
性廃棄物を除渣工程に導き、一次除渣手段と二次除渣手
段とにより2段に除渣して、砂等の無機物や繊維質等の
難可溶化物を分離除去し、除渣した有機性廃棄物を可溶
化工程に導いて可溶化処理し、その後に嫌気性発酵工程
に導くようにしたものである。
【0008】請求項2記載の有機性廃棄物の発酵方法
は、有機性廃棄物中に多量の油分が含まれている時に
は、除渣に先立って有機性廃棄物にアルカリ剤を添加
し、油分を溶解させるようにしたものである。
【0009】上記した請求項1記載の構成によれば、砂
等の無機物や繊維質等の難可溶化物を分離除去してから
可溶化処理するので、有機性廃棄物を効率よく可溶化さ
せることができ、それにより嫌気性発酵工程での発酵効
率も高めることができる。
【0010】請求項2記載の構成によれば、除渣に先立
って有機性廃棄物にアルカリ剤を添加し、油分を溶解さ
せるので、油分による目詰まりを懸念することなく適当
な除渣手段を用いて除渣することができ、有機性廃棄物
の可溶化効率が高まるとともに、油分の溶解によって有
機成分の回収率が高まる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。図1において、し尿、浄化槽汚
泥などのスラッジ状の有機性廃棄物に、苛性ソーダなど
のアルカリ剤1を添加して、有機性廃棄物中に含まれる
油分を溶解させ、油分が溶解した有機性廃棄物を一次除
渣工程#1に導いて、適当な目幅のスクリーンで繊維質
等の難可溶化物を主体とした粗固形物2を分離除去す
る。油分が多量に含まれていない場合はアルカリ剤1の
添加は不要である。
【0012】粗固形物を除去した有機性廃棄物3と、下
水汚泥、家畜ふん尿、後述する余剰汚泥4などのスラッ
ジ状の有機性廃棄物とを混合し、上記と同様のアルカリ
剤5を添加して、混合した有機性廃棄物中に含まれる油
分を溶解させ、油分が溶解した有機性廃棄物を二次除渣
工程#2に導き、遠心分離機、スクリュープレスなどの
機械式分離手段において無薬注で、つまり凝集剤やポリ
マーを添加することなく、残存する砂などの無機物を主
体とした微細固形物6を分離除去する。油分が多量に含
まれていない場合はアルカリ剤5の添加は不要である。
【0013】このようにしてスクリーンと機械式分離手
段とで2段に除渣することにより、繊維質等の難可溶化
物を高率で除去し、砂等の無機物をほぼ完全に除去する
ことができる。ただし、繊維質等の難可溶化物は完全に
除去するのではなく、後段への有機物負荷を調整するこ
とを意図して適当な除去率とすればよく、したがってス
クリーンは、目詰まりが生じにくく、高い処理効率が得
られる適当な目幅のものを選択すればよい。油分による
目詰まりは、アルカリ剤1,5の添加によって生じにく
い。
【0014】次に、粗固形物2や微細固形物6を除去し
た有機性廃棄物7を濃縮工程#3に導き、性状によって
は有機高分子凝集剤を添加したうえで濃縮して、濃縮汚
泥8と分離液9とする。この濃縮工程#3は、所望の汚
泥含水率に応じて、造粒濃縮装置、スクリーン濃縮装
置、重力濃縮槽などの濃縮手段によって行うもので、必
要のない場合は省略可能である。
【0015】分離液9は生物処理工程#4に導入して、
BOD分解および必要に応じて脱窒素し、生物処理水1
0は図示を省略した後段の処理に導く。発生した余剰汚
泥4は、上述したように二次除渣工程#2に導く。
【0016】濃縮汚泥8は可溶化工程#5に導いて可溶
化処理し、それにより液状化、低分子量化した可溶化物
11とする。この可溶化処理は、1)苛性ソーダや消石
灰等のアルカリを添加して70℃程度に維持する、2)
約70〜80℃で3日間維持する、3)70℃,0.3
MPa程度の高温高圧に維持する、4)オゾンガスを吹
き込む、5)130〜175℃に維持するなどの種々の
手法のいずれかによって行うが、油分を溶解させるアル
カリ剤1,5として苛性ソーダを添加した場合には、
1)の方法が一番効率がよい。その際、上述したように
無機物がほぼ完全に除去され、難可溶化物も高率で除去
されているので、濃縮汚泥8を効率よく可溶化させるこ
とができる。有機性廃棄物7の濃縮率が低い場合、ある
いは全く濃縮しなかった場合には油分が溶解しているた
め、可溶化率は高い。
【0017】一方、生ごみ、食品廃棄物など、プラスチ
ック類などの発酵不適物を含んでいたり、不均質な固形
分を含んでいたりする、その他の有機性廃棄物は、一次
除渣工程#1、二次除渣工程#2で分離された粗固形物
2や微細固形物6とともに、破砕・分別工程#6におい
て、一軸破砕機などの粗破砕機で粗破砕し、次いで圧縮
破砕機で200〜250kg/cm2 の高圧にて圧縮破
砕して、細粒子状物12とするとともに、プラスチック
袋やトレー、砂、金属などの発酵不適物13を分別す
る。
【0018】そして、圧縮破砕した細粒子状物12と、
上記した可溶化物11とを混合槽において混合し、TS
(全蒸発残留物)濃度を調整し、嫌気性発酵工程#7に
導いて、約55℃に維持する状態においてメタン発酵さ
せ、メタンガス14を回収する。その際、嫌気性発酵工
程#7では、細粒子状物12が、圧縮破砕によって細粒
子化されるとともに細胞膜が破壊されているために、生
物分解性が非常に大きく、また可溶化物11の可溶化率
が高く、また生ごみ、食品廃棄物と、浄化槽汚泥などと
が有する互いに異質の成分、たとえば微量元素(Fe,
Ni,Co等)が混合されることによる効果もあって、
従来より短い日数で効率よく発酵する。また、従来は排
除されていた油分や、破砕困難な有機性廃棄物や、発酵
不適物13に付着して排除されていた有機性廃棄物も含
まれているために、有機成分の回収率は95%以上にも
なる。
【0019】回収したメタンガス14は従来と同様にし
て硫化水素、水分等を除去して、電気や熱として使用に
供する。消化汚泥15は従来と同様にして脱水し、肥料
や固形燃料や乾燥汚泥(ペレットを含む)とする。
【0020】なお、嫌気性発酵工程#7に投入する有機
性廃棄物は、発酵槽内で流動性を保てる濃度であればよ
く、発酵槽内の加温(保温)のためのエネルギー消費量
を考慮すると、TS濃度10〜15%に調整するのが有
利な場合がある。
【0021】また、嫌気性発酵工程#7では、発酵槽内
のメタン菌の濃度を高めることで発酵をより促進するこ
とができ、たとえば、消化汚泥15の一部を脱水機や槽
内外に配置した濾過膜などにより濃縮し、発酵槽内へ返
送(残留)することによって、従来はHRT15日以上
として設計していた発酵槽をHRT10日以下の小さな
ものにすることも可能である。
【0022】上記した嫌気性発酵工程以外の発酵工程で
も、同様にして可溶化率および可溶化効率を高め、発酵
効率および有機成分の回収率の増大を図ることができ
る。
【0023】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、家畜ふん尿、浄化槽汚泥などのスラッジ状の有機
性廃棄物を2段に除渣し、砂等の無機物や繊維質等の難
可溶化物を分離除去してから可溶化処理するので、有機
性廃棄物を効率よく可溶化させることができ、それによ
り嫌気性発酵工程での発酵効率も高めることができる。
したがって、可溶化槽およびメタン発酵槽を小さくする
ことも可能である。
【0024】請求項2記載の発明によれば、有機性廃棄
物中に多量の油分が含まれている時には、除渣に先立っ
て有機性廃棄物にアルカリ剤を添加し、油分を溶解させ
るようにしたので、油分による目詰まりを懸念すること
なく適当な除渣手段を用いて除渣することができ、有機
性廃棄物の可溶化効率が高まるとともに、油分の溶解に
よって有機成分の回収率が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における有機性廃棄物の発
酵方法を説明するフローチャートである。
【図2】従来の有機性廃棄物の処理フローを示したフロ
ーチャートである。
【符号の説明】
1,5 アルカリ剤 2 粗固形物 6 微細固形物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 哲也 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 柴田 敏行 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 Fターム(参考) 4D059 AA01 AA02 AA03 AA08 BA12 BC02 BE02 BE13 BE26 BE38 BE42 BE56 BF02 BF14 BF20 BK11 BK12 BK17 CA01 CA22 CB27 CC01 CC03 DA01 DA05 DA43 EA06 EB01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機性廃棄物を嫌気性条件下でメタン発
    酵させ、メタンガスを回収する嫌気性発酵工程を有した
    処理系において、家畜ふん尿、浄化槽汚泥などのスラッ
    ジ状の有機性廃棄物を除渣工程に導き、一次除渣手段と
    二次除渣手段とにより2段に除渣して、砂等の無機物や
    繊維質等の難可溶化物を分離除去し、除渣した有機性廃
    棄物を可溶化工程に導いて可溶化処理し、その後に嫌気
    性発酵工程に導くことを特徴とする有機性廃棄物の発酵
    方法。
  2. 【請求項2】 有機性廃棄物中に多量の油分が含まれて
    いる時には、除渣に先立って有機性廃棄物にアルカリ剤
    を添加し、油分を溶解させることを特徴とする請求項1
    記載の有機性廃棄物の発酵方法。
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