JP2001347247A - 有機性廃棄物の乾式メタン発酵方法 - Google Patents
有機性廃棄物の乾式メタン発酵方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生ごみ、家畜糞尿等の有機性廃棄物、更には
古紙、雑草等を乾式メタン発酵により高いメタン発酵効
率にて高負荷処理することにより、メタンガスを安定か
つ効率的に回収する。 【解決手段】 有機性廃棄物を乾式メタン発酵処理する
方法において、該有機性廃棄物のＣ／Ｎ比が２０〜２５
０となるように該有機性廃棄物を調整する。
古紙、雑草等を乾式メタン発酵により高いメタン発酵効
率にて高負荷処理することにより、メタンガスを安定か
つ効率的に回収する。 【解決手段】 有機性廃棄物を乾式メタン発酵処理する
方法において、該有機性廃棄物のＣ／Ｎ比が２０〜２５
０となるように該有機性廃棄物を調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、畜産業、食品産
業、製紙業等より発生する有機性廃棄物の乾式メタン発
酵方法に係り、特に、これらの有機性廃棄物を高負荷で
効率的に乾式メタン発酵処理してメタンガスとして再資
源化すると共に、古紙や雑草等の乾式メタン発酵をも行
える有機性廃棄物の乾式メタン発酵方法に関する。
業、製紙業等より発生する有機性廃棄物の乾式メタン発
酵方法に係り、特に、これらの有機性廃棄物を高負荷で
効率的に乾式メタン発酵処理してメタンガスとして再資
源化すると共に、古紙や雑草等の乾式メタン発酵をも行
える有機性廃棄物の乾式メタン発酵方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】古紙、生ごみ、家畜糞尿などの有機性廃
棄物をメタン発酵菌の作用で嫌気性分解するメタン発酵
処理は、廃棄物を大幅に減容化すると共に、分解により
得られるメタンガスを含むバイオガスを電気又は熱の形
でエネルギー回収することができるという優れた利点を
有する処理方法である。
棄物をメタン発酵菌の作用で嫌気性分解するメタン発酵
処理は、廃棄物を大幅に減容化すると共に、分解により
得られるメタンガスを含むバイオガスを電気又は熱の形
でエネルギー回収することができるという優れた利点を
有する処理方法である。
【０００３】このメタン発酵法には、ＴＳ（全固形物）
濃度３〜５％程度でメタン発酵する湿式メタン発酵法
と、ＴＳ濃度１５〜４０％程度でメタン発酵する乾式メ
タン発酵法とがある。
濃度３〜５％程度でメタン発酵する湿式メタン発酵法
と、ＴＳ濃度１５〜４０％程度でメタン発酵する乾式メ
タン発酵法とがある。
【０００４】このうち、湿式メタン発酵法では、ＴＳ濃
度が低いため、高負荷処理が困難であり、また、生ゴミ
や糞尿、古紙、下水汚泥等のＴＳ濃度の高い有機物を処
理するためには前処理工程として可溶化処理や希釈によ
ってＴＳ濃度を１０％以下にする必要があった。
度が低いため、高負荷処理が困難であり、また、生ゴミ
や糞尿、古紙、下水汚泥等のＴＳ濃度の高い有機物を処
理するためには前処理工程として可溶化処理や希釈によ
ってＴＳ濃度を１０％以下にする必要があった。
【０００５】これに対して、乾式メタン発酵法であれ
ば、ＴＳ濃度の高い有機性廃棄物を複雑な前処理工程な
しに高負荷で処理してバイオガスを得ることができる。
ば、ＴＳ濃度の高い有機性廃棄物を複雑な前処理工程な
しに高負荷で処理してバイオガスを得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、乾式メ
タン発酵法では、ＴＳ濃度の高い有機性廃棄物を高負荷
で処理するため、被処理物によっては窒素含有濃度が高
くアンモニアが高濃度に発生して、メタン発酵菌の生育
が阻害され、メタン発酵効率が低下したり、炭素源が少
なく、メタン発酵の基質が不足してメタン発酵が進行せ
ず、メタンガスを安定かつ効率的に回収することができ
ないという不具合があった。
タン発酵法では、ＴＳ濃度の高い有機性廃棄物を高負荷
で処理するため、被処理物によっては窒素含有濃度が高
くアンモニアが高濃度に発生して、メタン発酵菌の生育
が阻害され、メタン発酵効率が低下したり、炭素源が少
なく、メタン発酵の基質が不足してメタン発酵が進行せ
ず、メタンガスを安定かつ効率的に回収することができ
ないという不具合があった。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決し、古
紙、生ごみ、家畜糞尿、し尿、汚泥等の有機性廃棄物を
乾式メタン発酵により高いメタン発酵効率にて高負荷処
理することにより、メタンガスを安定かつ効率的に回収
することができる有機性廃棄物の乾式メタン発酵方法を
提供することを目的とする。
紙、生ごみ、家畜糞尿、し尿、汚泥等の有機性廃棄物を
乾式メタン発酵により高いメタン発酵効率にて高負荷処
理することにより、メタンガスを安定かつ効率的に回収
することができる有機性廃棄物の乾式メタン発酵方法を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の有機性廃棄物の
乾式メタン発酵方法は、有機性廃棄物を乾式メタン発酵
処理する方法において、該有機性廃棄物のＣ／Ｎ比が２
０〜２５０となるように該有機性廃棄物を調整すること
を特徴とする。
乾式メタン発酵方法は、有機性廃棄物を乾式メタン発酵
処理する方法において、該有機性廃棄物のＣ／Ｎ比が２
０〜２５０となるように該有機性廃棄物を調整すること
を特徴とする。
【０００９】Ｃ／Ｎ比が２０〜２５０となるように有機
性廃棄物を調整することにより、効率的な乾式メタン発
酵処理を行うことができる。
性廃棄物を調整することにより、効率的な乾式メタン発
酵処理を行うことができる。
【００１０】上記Ｃ／Ｎ比に調整するためには、繊維含
有有機物を有機性廃棄物に添加するのが好ましく、特
に、繊維含有有機物として紙（古紙）及び／又は草（雑
草）を添加することにより、従来のメタン発酵では前処
理が必要とされたこれらの廃棄物を前処理なしでメタン
発酵処理することが可能となる。
有有機物を有機性廃棄物に添加するのが好ましく、特
に、繊維含有有機物として紙（古紙）及び／又は草（雑
草）を添加することにより、従来のメタン発酵では前処
理が必要とされたこれらの廃棄物を前処理なしでメタン
発酵処理することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の有機性廃棄物の乾
式メタン発酵方法の実施の形態を図面を参照しながら詳
細に説明する。
式メタン発酵方法の実施の形態を図面を参照しながら詳
細に説明する。
【００１２】図１は本発明の有機性廃棄物の乾式メタン
発酵方法の実施の形態を示す系統図である。
発酵方法の実施の形態を示す系統図である。
【００１３】生ゴミ、家畜糞尿、下水処理場等から発生
する汚泥などの有機性廃棄物を、要すれば破砕機等を用
い直径５〜４ｃｍ或いはそれ以下に破砕した投入原料１
を混合装置２に投入し、必要に応じて水や繊維含有有機
物３を添加混合し、混合発酵原料を得、これを乾式メタ
ン発酵槽６からの返送汚泥９と混合した混合物５を乾式
メタン発酵槽６に送給する。
する汚泥などの有機性廃棄物を、要すれば破砕機等を用
い直径５〜４ｃｍ或いはそれ以下に破砕した投入原料１
を混合装置２に投入し、必要に応じて水や繊維含有有機
物３を添加混合し、混合発酵原料を得、これを乾式メタ
ン発酵槽６からの返送汚泥９と混合した混合物５を乾式
メタン発酵槽６に送給する。
【００１４】本発明においては、この混合発酵原料のＣ
／Ｎ比が２０〜２５０、好ましくは２５〜６０となるよ
うに調整する。また、混合発酵原料のＴＳ濃度は２０〜
４０％、好ましくは２０〜３５％とすることが望まし
い。
／Ｎ比が２０〜２５０、好ましくは２５〜６０となるよ
うに調整する。また、混合発酵原料のＴＳ濃度は２０〜
４０％、好ましくは２０〜３５％とすることが望まし
い。
【００１５】Ｃ／Ｎ比が２０未満ではメタン発酵の基質
である炭素源が不足し、２５０を超えるような炭素過剰
のものでは、別途窒素やリンを添加しなければ微生物に
よる分解が困難である。特に、Ｃ／Ｎ比が６０を超える
と有機態炭素を資化する増殖速度の大きい酸生成菌がメ
タン発酵菌に優先してメタン発酵菌の生育が阻害される
ため、Ｃ／Ｎ比は６０以下、特に２５〜６０とするのが
好ましい。
である炭素源が不足し、２５０を超えるような炭素過剰
のものでは、別途窒素やリンを添加しなければ微生物に
よる分解が困難である。特に、Ｃ／Ｎ比が６０を超える
と有機態炭素を資化する増殖速度の大きい酸生成菌がメ
タン発酵菌に優先してメタン発酵菌の生育が阻害される
ため、Ｃ／Ｎ比は６０以下、特に２５〜６０とするのが
好ましい。
【００１６】また、ＴＳ濃度が２０％未満では乾式メタ
ン発酵による高負荷処理ができず、４０％を超えると水
分量が不足していずれの場合もメタン発酵効率が低下す
る場合がある。
ン発酵による高負荷処理ができず、４０％を超えると水
分量が不足していずれの場合もメタン発酵効率が低下す
る場合がある。
【００１７】投入原料１は通常、下水汚泥や糞尿のよう
に窒素過多なものであるため、混合装置２においてＣ／
Ｎ比を調整する。Ｃ／Ｎ比の調整手段としては、投入原
料１を加熱脱水し、脱アンモニア処理してＣ／Ｎ比を高
くすることにより混合発酵原料のＣ／Ｎ比及びＴＳ濃度
を調整することができる。しかし、このような投入原料
の前処理を行うと処理操作が複雑化し、また脱水濾液の
処理も必要になるので好ましくなく、混合装置２に紙や
藁、雑草などＣ／Ｎ比、ＴＳ濃度の両方が高い繊維含有
有機物３もあわせて投入し、投入原料１と混合すること
により混合発酵原料のＣ／Ｎ比を上記範囲に調整するこ
とができると共に、ＴＳ濃度も調整できる。
に窒素過多なものであるため、混合装置２においてＣ／
Ｎ比を調整する。Ｃ／Ｎ比の調整手段としては、投入原
料１を加熱脱水し、脱アンモニア処理してＣ／Ｎ比を高
くすることにより混合発酵原料のＣ／Ｎ比及びＴＳ濃度
を調整することができる。しかし、このような投入原料
の前処理を行うと処理操作が複雑化し、また脱水濾液の
処理も必要になるので好ましくなく、混合装置２に紙や
藁、雑草などＣ／Ｎ比、ＴＳ濃度の両方が高い繊維含有
有機物３もあわせて投入し、投入原料１と混合すること
により混合発酵原料のＣ／Ｎ比を上記範囲に調整するこ
とができると共に、ＴＳ濃度も調整できる。
【００１８】一般に、汚泥や家畜糞尿等の有機性廃棄物
は、上記ＴＳ濃度に対して若干固形物量が不足し、また
Ｃ／Ｎが低い。これに対して紙（古紙）や草（雑草）は
繊維を多く含む有機物であり、しかもＣ／Ｎ比が高い。
紙はＮを殆ど含まず従って、Ｃ／Ｎは著しく高く、草は
Ｃ／Ｎが６０〜１００程度である。従って、ＴＳ濃度や
Ｃ／Ｎ比の調整剤として適している。しかも、紙や草は
セルロースなどの生物分解性の炭素源とリグニン、ヘミ
セルロース、灰分などの難分解性物質も含むため、これ
らを添加することにより、生物分解性物質が微生物の基
質となり、また、難分解性物質が微生物担体として作用
することで良好な乾式メタン発酵処理を行える。
は、上記ＴＳ濃度に対して若干固形物量が不足し、また
Ｃ／Ｎが低い。これに対して紙（古紙）や草（雑草）は
繊維を多く含む有機物であり、しかもＣ／Ｎ比が高い。
紙はＮを殆ど含まず従って、Ｃ／Ｎは著しく高く、草は
Ｃ／Ｎが６０〜１００程度である。従って、ＴＳ濃度や
Ｃ／Ｎ比の調整剤として適している。しかも、紙や草は
セルロースなどの生物分解性の炭素源とリグニン、ヘミ
セルロース、灰分などの難分解性物質も含むため、これ
らを添加することにより、生物分解性物質が微生物の基
質となり、また、難分解性物質が微生物担体として作用
することで良好な乾式メタン発酵処理を行える。
【００１９】混合装置２には蒸気４の吹き込みを行って
混合発酵原料と返送汚泥９との混合物５を５０〜６０℃
に加温し、これを乾式メタン発酵槽６に投入し、嫌気条
件下で乾式メタンを発酵させる。混合発酵原料はメタン
生成菌を含む返送汚泥９と混合され、加温されているた
め、発酵槽６内の加温、攪拌操作は不要である。このた
め、発酵槽６内にはＴＳ濃度１５〜４０％の高濃度の汚
泥が保持され、１０〜２０ｋｇ−ＣＯＤＣＣｒ／ｍ３／
ｄａｙの高負荷で乾式メタン発酵が行われる。
混合発酵原料と返送汚泥９との混合物５を５０〜６０℃
に加温し、これを乾式メタン発酵槽６に投入し、嫌気条
件下で乾式メタンを発酵させる。混合発酵原料はメタン
生成菌を含む返送汚泥９と混合され、加温されているた
め、発酵槽６内の加温、攪拌操作は不要である。このた
め、発酵槽６内にはＴＳ濃度１５〜４０％の高濃度の汚
泥が保持され、１０〜２０ｋｇ−ＣＯＤＣＣｒ／ｍ３／
ｄａｙの高負荷で乾式メタン発酵が行われる。
【００２０】発酵槽６に投入された混合発酵原料は発酵
槽６内で嫌気性微生物により分解されて徐々にＴＳ濃度
が低下し、発酵槽６の下部へ移動し、引抜き汚泥７とし
て引き抜かれる。１日当りの汚泥７の引き抜き量は槽内
に保有される汚泥の１／４〜１倍、好ましくは１／３〜
１／２倍で、このうち混合発酵原料からガス化した部分
を除いた量（通常は混合発酵原料の９０％程度）を余剰
汚泥８として排出し、残りは返送汚泥９として混合装置
２に供給し、混合発酵原料と混合する。
槽６内で嫌気性微生物により分解されて徐々にＴＳ濃度
が低下し、発酵槽６の下部へ移動し、引抜き汚泥７とし
て引き抜かれる。１日当りの汚泥７の引き抜き量は槽内
に保有される汚泥の１／４〜１倍、好ましくは１／３〜
１／２倍で、このうち混合発酵原料からガス化した部分
を除いた量（通常は混合発酵原料の９０％程度）を余剰
汚泥８として排出し、残りは返送汚泥９として混合装置
２に供給し、混合発酵原料と混合する。
【００２１】このような本発明の方法によれば、畜産
業、食品産業、製紙業等から排出される有機性廃棄物
や、生ごみ等を効率的に処理してメタンガスとして再資
源化することが可能となる。
業、食品産業、製紙業等から排出される有機性廃棄物
や、生ごみ等を効率的に処理してメタンガスとして再資
源化することが可能となる。
【００２２】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
【００２３】試験１（実施例１） 図１に示す装置を用いてＴＳ濃度２０％、Ｃ／Ｎ比１３
の豚糞と生ゴミの混合物（生ゴミは直径５ｃｍに破砕）
の処理を行った。混合装置２において豚糞と生ゴミの混
合物及び繊維含有有機物３として幅５ｍｍ程度に裁断し
た古紙を表１に示す割合で混合し、混合発酵原料のＴＳ
濃度及びＣ／Ｎ比を表１に示す値に調整した。これを３
１ｋｇ−混合発酵原料／ｔ−返送汚泥となるように返送
汚泥９と混合し、蒸気の吹き込みにより５５℃に加温
し、乾式メタン発酵槽６に投入し、下記条件で３２日間
連続して乾式メタン発酵槽処理し、このときのメタンガ
ス発生量を調べた。表１に試験期間中のメタンガス発生
量の平均値を示す。なお、発酵槽６内の温度は試験期間
中、５２〜５５℃であった。 ［処理条件］ 発酵槽内汚泥量；約２１ｔ 投入原料 ；約６００ｋｇ／ｄａｙ 余剰汚泥量 ；約５５０ｋｇ／ｄａｙ 返送汚泥量 ；約２１ｔ／ｄａｙ
の豚糞と生ゴミの混合物（生ゴミは直径５ｃｍに破砕）
の処理を行った。混合装置２において豚糞と生ゴミの混
合物及び繊維含有有機物３として幅５ｍｍ程度に裁断し
た古紙を表１に示す割合で混合し、混合発酵原料のＴＳ
濃度及びＣ／Ｎ比を表１に示す値に調整した。これを３
１ｋｇ−混合発酵原料／ｔ−返送汚泥となるように返送
汚泥９と混合し、蒸気の吹き込みにより５５℃に加温
し、乾式メタン発酵槽６に投入し、下記条件で３２日間
連続して乾式メタン発酵槽処理し、このときのメタンガ
ス発生量を調べた。表１に試験期間中のメタンガス発生
量の平均値を示す。なお、発酵槽６内の温度は試験期間
中、５２〜５５℃であった。 ［処理条件］ 発酵槽内汚泥量；約２１ｔ 投入原料 ；約６００ｋｇ／ｄａｙ 余剰汚泥量 ；約５５０ｋｇ／ｄａｙ 返送汚泥量 ；約２１ｔ／ｄａｙ
【００２４】試験２（実施例２〜４、比較例１） 投入原料１をＴＳ濃度２６％、Ｃ／Ｎ比１２の豚糞と
し、試験１で用いた装置より規模が小さい試験装置を用
い、下記に示す条件で３０日間の連続処理を行った。投
入原料と実験装置の大きさ及び試験期間以外は実施例１
と同様とした。このときの古紙の添加量、混合発酵原料
のＴＳ濃度、Ｃ／Ｎ比、メタンガス発生量の平均値を表
１に示す。 ［処理条件］ 発酵槽内汚泥量；約３．５ｋｇ 投入原料 ；約１１０ｇ／ｄａｙ 余剰汚泥量 ；約１００ｇ／ｄａｙ 返送汚泥量 ；約３．５ｋｇ／ｄａｙ
し、試験１で用いた装置より規模が小さい試験装置を用
い、下記に示す条件で３０日間の連続処理を行った。投
入原料と実験装置の大きさ及び試験期間以外は実施例１
と同様とした。このときの古紙の添加量、混合発酵原料
のＴＳ濃度、Ｃ／Ｎ比、メタンガス発生量の平均値を表
１に示す。 ［処理条件］ 発酵槽内汚泥量；約３．５ｋｇ 投入原料 ；約１１０ｇ／ｄａｙ 余剰汚泥量 ；約１００ｇ／ｄａｙ 返送汚泥量 ；約３．５ｋｇ／ｄａｙ
【００２５】試験３（実施例５、比較例２） 投入原料１として２種類の古紙を用い、混合装置２にお
いて、ＴＳ濃度を調整したものを混合発酵原料とした他
は試験２と同様の処理を行った。このときの混合発酵原
料のＴＳ濃度、Ｃ／Ｎ比、メタンガス発生量の平均値を
表１に示す。
いて、ＴＳ濃度を調整したものを混合発酵原料とした他
は試験２と同様の処理を行った。このときの混合発酵原
料のＴＳ濃度、Ｃ／Ｎ比、メタンガス発生量の平均値を
表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】表１より、被処理物のＣ／Ｎ比を２０〜２
５０、好ましくは２５〜６０とすることにより、効率的
なメタン発酵処理を行えることがわかる。
５０、好ましくは２５〜６０とすることにより、効率的
なメタン発酵処理を行えることがわかる。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の有機性廃棄
物の乾式メタン発酵方法によれば、生ごみ、家畜糞尿等
の有機性廃棄物、更には古紙、雑草等を乾式メタン発酵
により高いメタン発酵効率にて高負荷処理することによ
り、メタンガスを安定かつ効率的に回収することが可能
とされる。
物の乾式メタン発酵方法によれば、生ごみ、家畜糞尿等
の有機性廃棄物、更には古紙、雑草等を乾式メタン発酵
により高いメタン発酵効率にて高負荷処理することによ
り、メタンガスを安定かつ効率的に回収することが可能
とされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す系統図である。
１ 投入原料 ２ 混合装置 ３ 繊維含有有機物 ４ 蒸気 ６ 乾式メタン発酵槽 ７ 引抜汚泥 ８ 余剰汚泥 ９ 返送汚泥
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古賀 哲雄 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 石橋 保 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D004 AA01 AA02 AA03 AA12 BA03 CA15 CA18 CB28 DA02 DA09 DA20 4D059 AA01 AA03 AA07 BA12 BF20 BJ02 DB31 DB34 EA01 EA20
Claims (3)
- 【請求項１】 有機性廃棄物を乾式メタン発酵処理する
方法において、該有機性廃棄物のＣ／Ｎ比が２０〜２５
０となるように該有機性廃棄物を調整することを特徴と
する有機性廃棄物の乾式メタン発酵方法。 - 【請求項２】 請求項１において、該有機性廃棄物に繊
維含有有機物を添加することにより、該有機性廃棄物を
調整することを特徴とする有機性廃棄物の乾式メタン発
酵方法。 - 【請求項３】 請求項２において、繊維含有有機物が紙
及び／又は草であることを特徴とする有機性廃棄物の乾
式メタン発酵方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000170827A JP4543504B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 有機性廃棄物の乾式メタン発酵方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000170827A JP4543504B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 有機性廃棄物の乾式メタン発酵方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001347247A true JP2001347247A (ja) | 2001-12-18 |
| JP4543504B2 JP4543504B2 (ja) | 2010-09-15 |
Family
ID=18673479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000170827A Expired - Lifetime JP4543504B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 有機性廃棄物の乾式メタン発酵方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4543504B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004004937A1 (ja) * | 2002-07-02 | 2004-01-15 | Obayashi Corporation | 乾式メタン発酵槽及び有機物処理システム |
| JP2005230624A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Ohbayashi Corp | 乾式メタン発酵法 |
| JP2005279411A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Kurita Water Ind Ltd | グリセリンの高速メタン発酵方法 |
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