JP2000263096A - 家畜糞尿の処理方法 - Google Patents

家畜糞尿の処理方法

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JP2000263096A
JP2000263096A JP7113699A JP7113699A JP2000263096A JP 2000263096 A JP2000263096 A JP 2000263096A JP 7113699 A JP7113699 A JP 7113699A JP 7113699 A JP7113699 A JP 7113699A JP 2000263096 A JP2000263096 A JP 2000263096A
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solid
liquid
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ammonia
livestock manure
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JP7113699A
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English (en)
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Kiyoshi Sugata
清 菅田
Kazunori Matsumoto
和典 松本
Takeshi Nakamura
中村  剛
Takao Hashizume
隆夫 橋爪
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/20Waste processing or separation

Abstract

(57)【要約】 【課題】 家畜糞尿から有用なエネルギー資源の回収を
可能とし、最終的な廃棄処理に至る廃棄物の量を極めて
少なくできる家畜糞尿の処理方法を提供する。 【解決手段】 家畜糞尿を固液分離によって固形物と液
とに分けた後、該固形物をメタン発酵させてメタンガス
として回収するとともに、該液を生物処理することを特
徴とする家畜糞尿の処理方法、さらに加えて、上記固液
分離した液を生物処理する前段階において、アンモニア
除去を行うことを特徴とする家畜糞尿の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、豚糞の他、鶏糞,
牛糞,馬糞や羊糞等の家畜糞尿について広く適用できる
家畜糞尿の処理方法に関し、さらに詳しくは、家畜糞尿
からのエネルギー資源の効果的な回収が可能であり、廃
棄物をエネルギー源や肥料として有効に再利用できる家
畜糞尿の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、資源の有効利用の観点から、従来
の廃棄物処理に代えて、し尿汚泥や家畜糞尿等の有機性
廃棄物をリサイクルする資源回収方法あるいはシステム
が待望されている。このような回収方法やシステムを有
する処理場には、従来からの下水や排水処理でのメタン
発酵技術に留まらず、種々の有機性廃棄物を効率的にメ
タン発酵させてエネルギー源として資源回収すること、
有用な堆肥その他の肥料として資源回収すること等が必
要とされる。そして、汚泥や有機性廃棄物の減容化を実
現して、廃棄物自体を少なくすることも重要である。
【0003】ところが、従来、通常の有機性廃棄物処理
では、例えば特定の廃棄物である家畜糞尿について、処
理システム全体として最も有効な資源回収方法がどのよ
うなものであるかについては、ほとんど検討された例が
なかった。また、有機性廃棄物の処理システムにおい
て、各工程で発生あるいは排出される処理物をシステム
自体の中で再利用することによって、資源回収できずに
廃棄処理に至るものをできる限り少なくするための処理
プロセスや処理システムの構築については、あまり検討
されてこなかった。
【0004】一方、有機性廃棄物の中でも、家畜糞尿は
通常のし尿汚泥とは性状がかなり異なるので、廃棄処理
するに際しても問題となる点が異なる。通常、例えば豚
糞には2,000〜3,000ppm程度のアンモニア
が存在し、豚糞以外の鶏糞、牛糞、馬糞や羊糞等の家畜
糞尿についてもアンモニア濃度が非常に高い特徴があ
る。これらの家畜糞尿は、具体的にはアンモニアを10
00ppm以上、さらには2000ppm以上含有する
ような有機性廃棄物である。したがって、通常のし尿や
生ゴミ等を対象とした処理方法と異なり、豚糞等の畜産
廃棄物を対象にした場合には、生物処理を行うにして
も、そのアンモニア濃度が高い特性を考慮した独自の処
理方法が必要とされる。
【0005】豚糞等の畜産廃棄物の処理において、主に
それらの液成分については、生物処理により廃物処理を
促進できる。しかしながら、上記のようなアンモニア濃
度の高い廃棄物について生物処理する場合には、生物処
理自体は可能であっても生物処理装置が大型化してしま
うという問題点があった。具体的には、同程度に生物処
理するには、濃度に比例して容積が増大してしまい、例
えば濃度が2倍になれば、生物処理槽の容積も約1.5
〜2倍に大型化してしまう。したがって、このようなア
ンモニア濃度1,000ppm以上の廃棄物に適用が可
能な廃棄物処理方法あるいは処理システムが望まれてい
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点に鑑み、有機性廃棄物の1つである家畜糞尿の処理
において、畜産廃棄物を一種の資源として捉え、主にエ
ネルギー源として有効に回収するとともに、処理システ
ム全体として最終的に廃棄処理に至るものをできる限り
少なくする観点から、従来にない有効な資源回収を可能
とする処理方法を開発すべく、鋭意検討した。その結
果、本発明者らは、家畜糞尿を対象とする処理方法にお
いては、その特性を生かして固液分離を有効に利用して
固形物をメタン発酵させるとともに、液を生物処理する
工程と組み合わせること等によって、かかる問題点が解
決されることを見い出した。本発明は、かかる見地より
完成されたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、有
機性廃棄物を固液分離によって固形物と液とに分けた
後、該固形物をメタン発酵させてメタンガスとして回収
するとともに、該液を生物処理することを特徴とする有
機性廃棄物の処理方法を提供するものである。ここで、
上記固形物はメタン発酵させやすい水分含有量に調整す
ることが望ましく、好ましくは70〜95%、より好ま
しくは80〜90%の含水率を有するのがよい。本発明
では、上記固液分離した液を生物処理する前段階におい
て、アンモニア除去を行うことが好ましい。液中のアン
モニアを除去しておけば、アンモニア濃度が低くなって
いる分だけ、後の生物処理工程における装置がコンパク
ト化できるからである。また、上記アンモニア除去を行
った液の一部を、上記メタン発酵させる固形物の水分調
整に用いることが好ましい。メタン発酵においては、ア
ンモニアの存在が発酵の阻害因子になるので、固形物中
のアンモニア濃度はできるだけ低い方が、メタンガスの
回収が容易になるからである。さらに、上記生物処理し
た後の処理物を汚泥と液とに分離し、汚泥については返
送して、家畜糞尿と混合して再度の固液分離を行うこと
が効率的である。
【0008】そして、上記アンモニア除去の工程は特に
限定されないが、ストラバイト法あるいはストリッピン
グ法による処理であることが好適である。特に、ストラ
バイト法によるアンモニア除去による場合には、除去し
たアンモニアについても高価な無機肥料であるストラバ
イトとして回収できるので、アンモニアも資源の1つと
して有効利用できる。上記アンモニア除去処理を行う有
機性廃棄物としては、アンモニアを1000ppm以
上、さらには2000ppm以上含有するものに対して
有効であり、これらに一般の畜産廃棄物は含まれる。
【0009】本発明によれば、有機性廃棄物の1つであ
る家畜糞尿について、エネルギー源としての回収効率が
高く、処理システム全体の廃棄物処理を有効に行うこと
ができる。また、本発明の処理方法を実施するにあた
り、システム全体として固液分離後の処理を行うので、
各工程で発生あるいは排出される処理物から効率的に資
源の回収が図れ、最終的な廃棄処理に至る量を少なくで
きる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る家畜糞尿の処
理方法について、添付図面を参照しながら、その具体的
な実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明で行われ
る実施の形態の工程を概略的に示すものである。
【0011】実施の形態 本実施の形態の処理方法においては、有機性廃棄物を固
液分離によって固形物と液とに分けた後、該固形物をメ
タン発酵させてメタンガスとして回収するとともに、該
液を生物処理する。そして、固液分離した液を生物処理
する前段階において、アンモニア除去を行うものであ
る。
【0012】本発明では、先ず、家畜糞尿を固液分離工
程で処理し、固形物と液とに分離する。固液分離工程で
は、遠心分離等の方法によって固形物と水分とに分け
て、得られた固形物についてはメタン発酵工程、液につ
いては生物処理工程に送る。固液分離工程で用いられる
装置は特に限定されるものではなく、固形分と液とに分
離できる装置であれば広く用いることができる。具体的
には、例えば遠心分離装置、スクリュープレス、フィル
タープレス、ローラープレスなどの固液分離装置を用い
ることができる。
【0013】本発明の主目的が資源回収であることか
ら、固液分離後の固形物はメタン発酵させてメタンガス
として回収する。この際、固液分離後の固形分について
は、適宜、乾燥処理あるいは水分添加等の水分調整を行
い、メタン発酵させやすい水分含有量に調整することが
望ましく、好ましくは70〜95%、より好ましくは8
0〜90%の含水率を有するように処理するのがよい。
通常の遠心分離等によって固液分離を行う場合には、得
られる固形分の含水率は約85%程度であるが、その都
度、メタン発酵に好適な水分調整を行うことが好まし
い。
【0014】また、本実施の形態においては、後述の生
物処理させる分離液の一部を、前処理としてアンモニア
除去した後に、必要に応じて、上記メタン発酵させる固
形物の上記水分調整に使用することができる。通常、例
えば豚糞には2,000〜3,000ppm程度のアン
モニアが存在し、鶏糞、牛糞、馬糞や羊糞等の他の家畜
糞尿についてもアンモニア濃度が非常に高い特徴があ
る。そして、固液分離後の固形物や分離液にも、これら
アンモニア成分は存在する。このようにアンモニア濃度
が高いと、メタン発酵槽内でメタン発酵菌が活性化しな
いため、メタン発酵が阻害され、メタンガスが発生しに
くい。よって、メタンガスの効率的な回収を行うには、
アンモニア濃度1,000ppm以上の廃棄物について
は、アンモニアの存在による発酵阻害を減少させるた
め、なるべくアンモニアを除去しておくのがよい。この
ようなことから、本発明では、固液分離後にアンモニア
除去工程を経た液がある場合には、この液により固形物
の水分調整を行い、メタン発酵工程における発酵阻害因
子を減少させておくことが好ましい。
【0015】本実施の形態では、家畜糞尿を固液分離し
て、固形物をメタン発酵させてメタンガスを回収する基
本プロセスに加えて、固液分離後の液を生物処理する。
これにより、廃棄物をエネルギー源のメタンガスとして
回収できるとともに、液の廃物処理も促進できる。ここ
で、生物処理としては、通常行われる種々の方法が使用
できるが、具体的には、例えば生物学的硝化・脱窒素法
や活性汚泥法等の処理方法が挙げられる。生物学的硝化
・脱窒素法における処理条件は、特に限定されないが、
処理温度としては10〜40℃の範囲で、pH6〜9の
条件が好ましい。
【0016】本発明では、上記生物処理の前処理とし
て、固液分離された液についてアンモニア除去を行うこ
とが好ましい。生物処理においては液中にアンモニアが
存在していても可能であるが、アンモニア濃度が高いと
処理装置が大型化してしまう。そこで、アンモニア除去
が行われていれば、液中のアンモニア濃度が低いので生
物処理装置を大型化しなくて良く、装置を大幅にコンパ
クト化できる。装置コンパクト化の程度は、その処理設
備全体の規模にも関係するので一概に示せるものではな
いが、一般にアンモニア濃度が低くなっている分だけ、
生物処理装置もコンパクト化可能である。具体的には、
濃度に比例して容積を減少させることができ、例えばア
ンモニア濃度を半分にすれば、生物処理槽の容積も最大
で約半分にまでコンパクト化できる。
【0017】ここで、本実施の形態におけるアンモニア
除去工程について説明する。アンモニア除去方法として
は特に限定されるものではないが、例えばストラバイト
法(晶析による方法)あるいはストリッピング法(空気
吹き込みによる方法)による除去が好適である。ストラ
バイト法では、固液分離した液に、マグネシウムM
2+,リン酸PO4 2 +を添加し、液中に含まれるアンモ
ニアNH4 +と反応させる。この反応によって、無機肥料
であるMgNH4PO4・6H2O(ストラバイド)aの
結晶が析出して、液中に含まれるアンモニアが除去され
る。このストラバイド法によれば、メタン発酵における
阻害要因が解消されると同時に、アンモニアは無機肥料
として有効利用されるので、アンモニアの資源回収にも
なる。
【0018】ストリッピング法では、例えば液のpHを
約10以上にまで上げて、下部方向から空気を噴き込ん
でアンモニアを飛ばしてしまう(アンモニアストリッピ
ング法)。空気を吹き込む際の空気の供給量は、通常は
流速2〜20m/分、好ましくは流速5〜10m/分で
ある。この方法によれば、空気とアンモニア成分NH 3
との分圧の差によって、アンモニアが飛散し、液中のア
ンモニア濃度を低下させることができる。
【0019】このようなアンモニア除去工程を経ること
によって、アンモニアが低濃度になった液については、
その一部を上述した固形物の水分調整に用いるととも
に、硝化・脱窒素法等による生物処理を行う。アンモニ
アを除去しておけば、この生物処理において、装置のコ
ンパクト化が可能である。そして、生物処理した後に発
生する処理物については、沈殿槽等を用いて分離を行
う。この分離工程で汚泥と液とに分離し、汚泥(固形
分)については、再度、固液分離工程前に返送すること
が好ましい。そして、家畜糞尿と混合して再度の固液分
離を行うことにより、残留する未処理成分をより進んで
分解処理可能となり、最終的に廃棄処分される量を減少
させることができる。以上のような本実施の形態によれ
ば、処理を行うシステム全体において、効率的に無駄な
く廃棄物を処理でき、メタンガスや肥料等として資源回
収できる。
【0020】
【発明の効果】本発明の処理方法は、家畜糞尿からのエ
ネルギー資源の効果的な回収が可能であり、廃棄物をエ
ネルギー源や肥料として有効に再利用できる方法である
そして、本発明に係る処理方法によれば、有機性廃棄物
の1つである家畜糞尿について、エネルギー源としての
回収効率が高く、処理システム全体の廃棄物処理を有効
に行うことができる。また、本発明の処理方法を実施す
るにあたり、システム全体として固液分離後の処理を行
うので、各工程で発生あるいは排出される処理物から効
率的に資源の回収が図れ、最終的な廃棄処理に至る量を
少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本実施の形態に係る処理方法の工程を
概略的に示すものである。
【符号の説明】
a ストラバイト
フロントページの続き (72)発明者 中村 剛 神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目8番地1 三菱重工業株式会社基盤技術研究所内 (72)発明者 橋爪 隆夫 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重工 業株式会社横浜製作所内 Fターム(参考) 4D004 AA02 AB05 AC05 BA03 BA04 CA13 CA18 CB04 CC03 CC07 CC08 CC11 CC12 DA09 4D059 AA01 BA12 BA21 BA34 BE16 BE26 BE27 BE38 BE49 CA01 CA22 CC01 CC03 4H061 AA02 CC36 GG48 GG52 GG53 GG54

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 家畜糞尿を固液分離によって固形物と液
    とに分けた後、該固形物をメタン発酵させてメタンガス
    として回収するとともに、該液を生物処理することを特
    徴とする家畜糞尿の処理方法。
  2. 【請求項2】 上記固液分離した液を生物処理する前段
    階において、アンモニア除去を行うことを特徴とする請
    求項1記載の家畜糞尿の処理方法。
  3. 【請求項3】 上記アンモニア除去を行った液の一部
    を、上記メタン発酵させる固形物の水分調整に用いるこ
    とを特徴とする請求項2記載の家畜糞尿の処理方法。
  4. 【請求項4】 上記生物処理した後の処理物を汚泥と液
    とに分離し、汚泥については返送して、家畜糞尿と混合
    して再度の固液分離を行うことを特徴とする請求項1又
    は2に記載の家畜糞尿の処理方法。
  5. 【請求項5】 上記アンモニア除去工程が、ストラバイ
    ト法による処理であることを特徴とする請求項2又は3
    に記載の家畜糞尿の処理方法。
  6. 【請求項6】 上記アンモニア除去工程が、ストリッピ
    ング法による処理であることを特徴とする請求項2又は
    3に記載の家畜糞尿の処理方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006289168A (ja) * 2005-04-06 2006-10-26 Maezawa Ind Inc 排水処理装置
JP2009018211A (ja) * 2007-06-15 2009-01-29 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd 家畜糞尿の処理装置

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