JP2003285034A

JP2003285034A - 有機系廃棄物処理システムと有機系廃棄物処理方法

Info

Publication number: JP2003285034A
Application number: JP2002091497A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Hirao; 知彦平尾; Munechika Ito; 宗親井藤; Takashi Kono; 孝志河野; Shizuo Kataoka; 静夫片岡
Original assignee: Takuma Co Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2003-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】近年増加しつつあるメタン発酵残渣をエネル
ギー源として有効利用可能な有機系廃棄物処理システム
と有機系廃棄物処理方法を提供すること。【解決手段】有機系廃棄物をメタン発酵させる発酵槽
２と、この発酵槽２の発酵により生じた発酵残渣を脱水
する脱水装置５と、脱水された発酵残渣をガス化するガ
ス化炉７と、このガス化炉７から発生したガスを送給す
る送給装置とを有する有機系廃棄物処理システムと有機
系廃棄物処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機系廃棄物処理シ
ステムと有機系廃棄物処理方法に関し、詳しくは、有機
系廃棄物をコンポスト以外に有効利用可能な有機系廃棄
物処理システムと有機系廃棄物処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】生ゴミ、蓄糞、汚泥などの有機系廃棄物
の処理システムとして、バクテリアを利用するいわゆる
微生物利用技術が行われていて、微生物の発酵作用によ
り、堆肥（コンポスト）を得る方法、発生したメタン等
のガスを燃料として用いるシステム等がある。これに
は、分子状酸素の存在下で処理を行う好気性発酵と、分
子状酸素を必要としない嫌気性発酵があり、処理速度が
早い等の理由から前者が多く採用されてきた。

【０００３】しかしながら、好気性発酵により好気性コ
ンポストを得る場合、常に酸素を送給する必要上、送風
時に臭気が飛散するという問題があり、環境上、好まし
いものではなく、改良の要請が強い。

【０００４】一方、密閉したシステムで処理して得られ
る嫌気性発酵ガスでは、そのような問題がないため、最
近、嫌気性発酵システムが注目を集めるに至っており、
このシステムによる処理は増大している。そして、嫌気
性発酵システムから得られたメタン等は、発電装置など
に送給されて有効に活用されている。

【０００５】このような処理システムとして、例えば、
図２に示すようなシステムがある。この処理システム
は、有機系廃棄物をメタン発酵槽２に投入する前に、予
め所定温度（３５〜５５℃）に加温すべく熱交換器１に
投入され、好ましい発酵条件となるように加温される。
その後、メタン発酵槽２に送給されて十分に発酵を促進
させ、生じたメタンをガスホルダー３へ送給して貯蔵
し、発電設備４へと送給される。この発電設備４から発
生する加熱水蒸気の一部を熱交換器１に送給して、熱効
率を高める工夫がなされている。そして、メタン発酵槽
２に残存する発酵残渣は、適宜取り出されて乾燥機６に
より脱水処理されて、コンポストなどとして有効活用さ
れるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大量に
発生する発酵残渣をコンポストとして利用するのに、広
い敷地が必要となり、コンポスト製造に少なくない期間
を要し、その間、有機酸が生じたりアンモニア臭が発生
する弊害があり、又、輸送する場合にも臭気対策が必要
となり、しかも、コンポストは一年を通じて常に需要が
あるものではなく、その使用は植物の生育に必要な季節
に限られており、又、貯蔵する場合でも有機酸対策や臭
気対策を要する。そして現状、コンポストは供給過剰と
なっているため、発酵残渣は廃棄・埋立処分される場合
が多く、そのための処理コストが必要となる等、発酵残
渣の処理方法について更なる改善が望まれている。

【０００７】そこで、本発明の目的は、かかる従来技術
の有する問題点に鑑みて、近年増加しつつあるメタン発
酵残渣をエネルギー源として有効利用可能な有機系廃棄
物処理システムと有機系廃棄物処理方法を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は各請求項記載
の発明により達成される。すなわち、本発明に係る有機
系廃棄物処理システムの特徴構成は、有機系廃棄物をメ
タン発酵させる発酵槽と、この発酵槽の発酵により生じ
た発酵残渣を脱水する脱水装置と、脱水された発酵残渣
をガス化する加熱装置と、この加熱装置から発生したガ
スを送給する送給装置とを有することにある。

【０００９】この構成によれば、発酵残渣をコンポスト
としてではなくガス化して熱エネルギーを保有したガス
として利用するので、近年増加して過剰気味のコンポス
ト以外の有用な用途に発酵残渣を使用できることにな
る。そして、ガス化による熱量を発酵時の加温や、脱水
あるいは乾燥にも有効利用できるので、システム全体と
しての熱効率を高いものとすることができる。しかも、
廃棄物はガス化によってその容量が著しく減量されるの
で、後処理が容易となる。その結果、メタン発酵残渣を
エネルギー源として有効利用可能な有機系廃棄物処理シ
ステムを提供することができた。

【００１０】前記送給装置から送給されたガスを発電装
置に送給するようになっていると共に、前記発酵槽から
発生したメタンを回収する回収装置を備えることが好ま
しい。

【００１１】この構成によれば、有機系廃棄物をメタン
発酵させて発生したメタンのみならず、発酵残渣につい
ても発電に寄与させることができ、発電コストを顕著に
低減できて都合がよい。

【００１２】又、本発明に係る有機系廃棄物処理方法の
特徴構成は、有機系廃棄物をメタン発酵させ、この発酵
により生じた発酵残渣を脱水し、脱水した発酵残渣を加
熱してガス化することにある。

【００１３】この構成によれば、メタン発酵残渣をエネ
ルギー源として有効利用可能な有機系廃棄物処理方法を
提供することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る有機
系廃棄物処理システムの全体構造を示す。有機系廃棄物
を予め熱交換器１に投入し、所定温度に加温してからメ
タン発酵槽２に投入し、メタン発酵槽２から発生したメ
タンは回収装置であるガスホルダー３で貯蔵され、更に
このメタンが発電設備４に送給されることは従来と同様
であるが、発酵残渣を脱水機あるいは濃縮機５により固
液分離して脱水・濃縮し、５０〜８０％の水分とした
後、更に乾燥機６に送給して水分を１０〜４０％程度
に、好ましくは２０〜３０％に除去し、これを、発酵残
渣をガス化する加熱装置であるガス化炉７に投入する点
が大きく異なる。

【００１５】ガス化炉７では、発酵残渣を４００〜１０
００℃、好ましくは８３０〜８７０℃に加熱してガス化
する。この発生したガスを発電設備４に送給し、メタン
発酵槽２から発生したメタンに加えて、発電に必要な熱
量を増大させ発電量の増加に寄与し得るものにできる。

【００１６】すなわち、本実施形態では、発酵残渣を乾
燥することによって、燃料にするシステムを採用するこ
とにより、得られた燃料を発電設備に有効利用すること
になって、従来技術のように単に発酵残渣を廃棄処分あ
るいは過剰気味なコンポストとして利用していたのを、
コンポスト以外の有用な資源として利用し得るものとな
る。又、ガス化炉７としては、特別なものである必要は
なく、通常の流動型、循環流動型など、各形式のガス化
炉を使用でき、発電設備については、ガスエンジン、ガ
スタービン、マイクロガスタービン、燃料電池などを利
用できる。

【００１７】更に、発電設備４から発生した熱量の一部
を回収して、外部から送給される空気を予熱する空気予
熱器８に送給すると共に、予熱した空気をガス化炉７に
送給し、ガス化炉７の燃焼用空気として利用することも
できる。空気予熱器８により熱交換された廃熱を廃熱ボ
イラー９に送給すると共に、廃熱ボイラー９から生じた
水蒸気を乾燥機６に送給することによって、乾燥機６の
熱エネルギーに利用することができる。このようにする
ことにより、システム全体として熱効率を極めて高いも
のにすることがてき、大幅な省エネルギーを達成するこ
とができる。もっとも、乾燥機６の熱源としては加熱蒸
気に限定されるものではなく、加熱空気を乾燥機に送給
する方式であってもよい。

【００１８】本実施形態に係る廃棄物処理システムは、
発酵残渣の有する特性を熱エネルギーとして有効に利用
でき、残存するのは無機物である灰分のみとなり、当初
の有機系廃棄物は１／２００〜１／１０に減量されるこ
とになる。

【００１９】

【実施例】上記実施形態の廃棄物処理システムを用いて
実施した具体例を、以下に説明する。

【００２０】廃棄物である厨芥（１８ｔ）に紙、剪定枝
を混合した混合物３０ｔを嫌気発酵させ、バイオガスで
あるメタン等をガスホルダーに回収した後、得られた発
酵残渣（約３７％）を脱水・乾燥して、水分含量約２０
％とし、これをガス化炉に投入した。発酵残渣から発生
したガスと、バイオガスとを共にガスエンジンに送給し
て、ガスエンジンから得られた熱量で蒸気を発生させ発
電装置を駆動した処、５２６ｋＷの発電量を得た。バイ
オガスのみをガスエンジンに送給して発電すると、２５
０〜２６０ｋＷ程度の発電量であるため、約２倍程度の
発電量が得られたことになる。

【００２１】〔別実施の形態〕（１）嫌気発酵槽としては、縦型槽、横型槽など、特に
限定されることなく種々のものを使用できるが、密封し
て嫌気発酵処理可能な横型の発酵槽を使用してもよい。
つまり、この発酵槽内部に挿入されて嫌気性菌を保持可
能な固定床を備え、発酵槽内の入口側から出口側に向け
て被処理物を送給する送給手段と接続可能になってい
る。このようになっていると、手間のかかる前処理を必
要とする副資材を処理の都度用いる必要がないので、処
理コストを低くすることができ、しかも固定床に嫌気性
菌を培養することにより、処理能力を十分高く維持する
ことができて、安価に嫌気性発酵ガスが得られる。しか
も、被処理物を槽内の横方向に押し出すようにしている
ため、強力でエネルギーコストの低い油圧式の押出し手
段などを使用できるので、被処理物をほとんど希釈する
必要がなく、格別大規模な排水処理設備を必要とせず、
排水処理コストも低く押さえることができる。又、発酵
槽に、投入された被処理物を緩速度で攪拌可能な攪拌機
構と、嫌気性菌の繁殖を促進可能にする加熱手段とが設
けられていることが好ましい。

【００２２】（２）本発明に実施可能なガス化する加熱
装置としては、上記したガス化炉の他、ストーカ炉、キ
ルン式や流動床式やシャフト炉式やガス改質方式などの
各種ガス化溶融炉、その他の各種焼却炉など、有機廃棄
物を含む廃棄物を加熱して加熱処理可能な装置であれ
ば、特に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る有機系廃棄物処理システムの一実
施形態の概略全体構成図

【図２】従来の有機系廃棄物処理システムの一実施形態
の概略全体構成図

【符号の説明】

２発酵槽３回収装置５脱水装置７加熱装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河野孝志兵庫県尼崎市金楽寺町２丁目２番33号株式会社タクマ内 (72)発明者片岡静夫兵庫県尼崎市金楽寺町２丁目２番33号株式会社タクマ内Ｆターム(参考） 4D004 AA02 AA03 AA12 BA03 CA13 CA15 CA18 CA22 CA27 CA42 CB04 CB31 CB36 CC08 4D059 AA01 AA03 AA07 AA23 BA12 BB03 BD11 BE00 BF15 CA07 CA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機系廃棄物をメタン発酵させる発酵槽
と、この発酵槽の発酵により生じた発酵残渣を脱水する
脱水装置と、脱水された発酵残渣をガス化する加熱装置
と、この加熱装置から発生したガスを送給する送給装置
とを有する有機系廃棄物処理システム。
【請求項２】前記送給装置から送給されたガスを発電
装置に送給するようになっていると共に、前記発酵槽か
ら発生したメタンを回収する回収装置を備える請求項１
の有機系廃棄物処理システム。
【請求項３】有機系廃棄物をメタン発酵させ、この発
酵により生じた発酵残渣を脱水し、脱水した発酵残渣を
加熱してガス化する有機系廃棄物処理方法。