JP2003503180A - 構造性を有しないかまたは構造性の少ない生物廃棄物を処理する方法および装置 - Google Patents
構造性を有しないかまたは構造性の少ない生物廃棄物を処理する方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
構造性を有しないかまたは構造性の少ない生物廃棄物を、最大３ｍｍの粒度に粉砕し、５〜２２％の乾燥分含量を有する均質なかゆ状物（１１）に標準化し、これを次に最大２４時間酸性加水分解に供給し、その後かゆ状物に温度制御されたメタン化を実施する。粉砕過程において振動コロイドミルを使用し、加水分解のために羽根型回転ポンプ、ガス吸引装置および加熱装置を装備した加水分解容器（１３）を使用し、メタン化のために加熱およびガス送入することができおよび回転装置を包含する嫌気性作業の円板反応器（１９）を使用する。
Description
【０００１】
本発明は、構造性を有しないかまたは構造性の少ない生物廃棄物を処理する、
即ち家庭、飲食店営業からの残飯（Speiseresten）および／または食物残滓なら
びに食品工業からの廃棄物をその粉砕および均質化後、十分に好気性加水分解を
実施し、引き続き嫌気性メタン化に供給し、その際生じる生物ガスを排気する方
法に関する。さらに、本発明は粉砕装置、混合装置、通風可能な加水分解容器、
生物ガス反応器、沈降槽および生物廃棄物を次段階に移すかないしは先行段階に
戻すためのそのつどの材料搬送装置を有する、該方法を実施する装置に関する。
即ち家庭、飲食店営業からの残飯（Speiseresten）および／または食物残滓なら
びに食品工業からの廃棄物をその粉砕および均質化後、十分に好気性加水分解を
実施し、引き続き嫌気性メタン化に供給し、その際生じる生物ガスを排気する方
法に関する。さらに、本発明は粉砕装置、混合装置、通風可能な加水分解容器、
生物ガス反応器、沈降槽および生物廃棄物を次段階に移すかないしは先行段階に
戻すためのそのつどの材料搬送装置を有する、該方法を実施する装置に関する。
【０００２】
ＥＰ０７７３９１４Ｂ１号には、生および／または煮沸した食べ残し、農業の
廃棄物、殊に動物排泄物および／または植物成分を含めて地方自治体および／ま
たは産業の廃棄物からなる有機生物残物（organischen Bioreststoffe）を処理
するため、これらを激しい混合および均質下に圧搾により水に溶解したかまたは
可溶なＣ含有有機成分を有する液状画分および残存する固体からなる固形画分に
分離し、その際有機生物残物は圧搾する前に、斜めに存在するテーブルまたはテ
ーブル薄板の上方および下方にそのつどこれに対して平行に配置されたスクリュ
ーコンベヤにより閉循環路で案内され、その経過中に生物残物は弛緩され、弛緩
された生物残物は吸湿および／または通風される方法および装置が記載される。
生物残物の弛緩は、循環路の一部における搬送速度を高める殊により実施され、
このため当該装置はその上向き搬送スクリューはスクリューねじの異なるピッチ
を有するスクリューコンベヤを有する。
廃棄物、殊に動物排泄物および／または植物成分を含めて地方自治体および／ま
たは産業の廃棄物からなる有機生物残物（organischen Bioreststoffe）を処理
するため、これらを激しい混合および均質下に圧搾により水に溶解したかまたは
可溶なＣ含有有機成分を有する液状画分および残存する固体からなる固形画分に
分離し、その際有機生物残物は圧搾する前に、斜めに存在するテーブルまたはテ
ーブル薄板の上方および下方にそのつどこれに対して平行に配置されたスクリュ
ーコンベヤにより閉循環路で案内され、その経過中に生物残物は弛緩され、弛緩
された生物残物は吸湿および／または通風される方法および装置が記載される。
生物残物の弛緩は、循環路の一部における搬送速度を高める殊により実施され、
このため当該装置はその上向き搬送スクリューはスクリューねじの異なるピッチ
を有するスクリューコンベヤを有する。
【０００３】
次に、このように前処理された生物廃棄物（Bioabfaelle）は、メタン化のた
めの嫌気性反応器に供給される。
めの嫌気性反応器に供給される。
【０００４】
上述した方法およびこれに使用される装置は、異質の生物廃棄物用に設計され
ているが、残飯または食品工業の領域からの廃棄物からなる単一装入材料には適
当でない。このような生物材料は、どんな種類の構造性も有せず、それでスクリ
ュー駆動で搬送することができない。殊に、スクリューコンベヤで作業する装置
は、大きい調理場、レストラン営業、スナックレストランからの残飯の処理また
は食品工業から、畜殺場または醸造場等からの廃棄物には適当でない。
ているが、残飯または食品工業の領域からの廃棄物からなる単一装入材料には適
当でない。このような生物材料は、どんな種類の構造性も有せず、それでスクリ
ュー駆動で搬送することができない。殊に、スクリューコンベヤで作業する装置
は、大きい調理場、レストラン営業、スナックレストランからの残飯の処理また
は食品工業から、畜殺場または醸造場等からの廃棄物には適当でない。
【０００５】
たんに、生物廃棄物を好気性処理前に分解および粉砕し、引き続き加水分解お
よびメタン化するのに適当であるような方法および装置が救済策を講じることが
できるにすぎない。
よびメタン化するのに適当であるような方法および装置が救済策を講じることが
できるにすぎない。
【０００６】
しかし動物体の利用に制限されているこのような方法は、たとえばＤＥ１９６
２３１６３Ａ１号に記載される。動物体からなる廃棄物は粉砕され、分解により
前処理され、１８℃〜４０℃の温度で加水分解され、それで加水分解物は３〜５
のｐＨ値を有し、５０℃〜６０℃の温度で６．５〜８．５のｐＨ値でメタン化さ
れ、引き続き衛生処理され、その際生物ガスおよび希薄液が生じる。分解は、機
械的、化学的または生化学的に行うことができる。加水分解は、通風下に半嫌気
性に実施すべきであり、その際通風速度は脂肪酸スペクトルに依存して選択され
、脂肪酸スペクトルは再び脂肪、糖またはタンパク質のような供給物中の種々の
物質の分量に依存する。生物材料は、１０〜２０日かかるメタン化に移される前
に、加水分解中に３〜５日滞留する。類似の方法はＤＥ１９６２８５２１Ａ１号
に記載され、該方法では動物体部分からまたは動物起源の産物を粉砕段階におい
て差し当たり破砕機を用いて粗砕し、後接された微粉砕機中で微粉砕し、均質に
する。引き続き、生成物を滅菌し、得られたかゆ状産物を冷却し、不断の運動下
に加水分解し、最後に生物反応器中で嫌気性条件下に生物ガスに変換する。微粉
砕は、出発物質を２０〜５ｍｍ間の粒度に変えるべきである。
２３１６３Ａ１号に記載される。動物体からなる廃棄物は粉砕され、分解により
前処理され、１８℃〜４０℃の温度で加水分解され、それで加水分解物は３〜５
のｐＨ値を有し、５０℃〜６０℃の温度で６．５〜８．５のｐＨ値でメタン化さ
れ、引き続き衛生処理され、その際生物ガスおよび希薄液が生じる。分解は、機
械的、化学的または生化学的に行うことができる。加水分解は、通風下に半嫌気
性に実施すべきであり、その際通風速度は脂肪酸スペクトルに依存して選択され
、脂肪酸スペクトルは再び脂肪、糖またはタンパク質のような供給物中の種々の
物質の分量に依存する。生物材料は、１０〜２０日かかるメタン化に移される前
に、加水分解中に３〜５日滞留する。類似の方法はＤＥ１９６２８５２１Ａ１号
に記載され、該方法では動物体部分からまたは動物起源の産物を粉砕段階におい
て差し当たり破砕機を用いて粗砕し、後接された微粉砕機中で微粉砕し、均質に
する。引き続き、生成物を滅菌し、得られたかゆ状産物を冷却し、不断の運動下
に加水分解し、最後に生物反応器中で嫌気性条件下に生物ガスに変換する。微粉
砕は、出発物質を２０〜５ｍｍ間の粒度に変えるべきである。
【０００７】
最初に記載した方法を最適化しおよびこれに適当な装置を記載することが本発
明の課題である。殊に、方法および装置は簡単で短時間の操作での経済的作業方
法を可能にすべきである。
明の課題である。殊に、方法および装置は簡単で短時間の操作での経済的作業方
法を可能にすべきである。
【０００８】
この課題は、請求項１記載の方法により解決され、該方法は本発明により、生
物廃棄物を最大３ｍｍ、とくに０．５ｍｍ未満の粒度に粉砕し、場合により水の
添加により５〜２２％、とくに１０％に調節された乾燥分を有する均質なかゆ状
物にし、かゆ状物を引き続き３５℃〜６０℃、とくに３５℃〜４０℃で温度制御
された酸性好気性加水分解に供給し、その際加水分解は最大２４時間に時間的に
制限されており、その後かゆ状物を３５℃〜４０℃の温度で温度制御されたメタ
ン化に連続的に供給し、メタン化において１０日以下の期間にわたり集塊（Mass
e）を連続的にｐＨ値≧７で、とくに≦４ｒｐｍの回転数で作業する回転装置で
回転させ、引き続き集塊を液相および固相に分離するため沈降槽に移すことを特
徴とする。
物廃棄物を最大３ｍｍ、とくに０．５ｍｍ未満の粒度に粉砕し、場合により水の
添加により５〜２２％、とくに１０％に調節された乾燥分を有する均質なかゆ状
物にし、かゆ状物を引き続き３５℃〜６０℃、とくに３５℃〜４０℃で温度制御
された酸性好気性加水分解に供給し、その際加水分解は最大２４時間に時間的に
制限されており、その後かゆ状物を３５℃〜４０℃の温度で温度制御されたメタ
ン化に連続的に供給し、メタン化において１０日以下の期間にわたり集塊（Mass
e）を連続的にｐＨ値≧７で、とくに≦４ｒｐｍの回転数で作業する回転装置で
回転させ、引き続き集塊を液相および固相に分離するため沈降槽に移すことを特
徴とする。
【０００９】
上述した方法により、廃棄物は処理前に分解ないしは粉砕する。分解された材
料には第二段階で好気性処理を実施し、その際好気性微生物の高い代謝作用に基
づき有機廃棄物の一部はＣＯ２に物質代謝され、他の部分は微生物から分離され
た酵素により水に可溶性の細菌学的物質代謝可能な化合物に変換される。第三段
階において、溶解した有機化合物は嫌気性微生物によりＣＯ２およびＣＨ４に物
質代謝される。
料には第二段階で好気性処理を実施し、その際好気性微生物の高い代謝作用に基
づき有機廃棄物の一部はＣＯ２に物質代謝され、他の部分は微生物から分離され
た酵素により水に可溶性の細菌学的物質代謝可能な化合物に変換される。第三段
階において、溶解した有機化合物は嫌気性微生物によりＣＯ２およびＣＨ４に物
質代謝される。
【００１０】
とくに、加水分解処理の場合およびメタン化処理において同じ温度が調節され
、その際単一な温度制御回路に拠ることができる。方法の１実施形により、処理
すべきバイオマス２００ｌが加水分解段階から２４時間にわたり分配されてメタ
ン化段階に移される。もう１つの最適化は、酸性加水分解の間集塊を不断に撹拌
することによって生じる。加水分解容器中のガス空間は不断に吸引され、その際
吸引されたガスは臭気公害を避けるために堆肥フィルターを経て屋外に誘導され
る。沈降槽から排出されたスラッジはとくに、メタンおよび二酸化炭素への完全
な変換の目的でメタン化段階に戻される。メタン化段階の反応器から排出される
生体ガスは、少なくとも部分的に反応器ガス送入のために使用される。加水分解
はｐＨ値が３．６〜４．５の間、とくに３．８〜４．５の間に到達した際に終了
させるのが最適であることが判明した。本発明による方法の更なる改良によれば
、生物体廃棄物を粉砕後で加水分解前に、熱的、化学的、酵素的または生物学的
分解を実施する。
、その際単一な温度制御回路に拠ることができる。方法の１実施形により、処理
すべきバイオマス２００ｌが加水分解段階から２４時間にわたり分配されてメタ
ン化段階に移される。もう１つの最適化は、酸性加水分解の間集塊を不断に撹拌
することによって生じる。加水分解容器中のガス空間は不断に吸引され、その際
吸引されたガスは臭気公害を避けるために堆肥フィルターを経て屋外に誘導され
る。沈降槽から排出されたスラッジはとくに、メタンおよび二酸化炭素への完全
な変換の目的でメタン化段階に戻される。メタン化段階の反応器から排出される
生体ガスは、少なくとも部分的に反応器ガス送入のために使用される。加水分解
はｐＨ値が３．６〜４．５の間、とくに３．８〜４．５の間に到達した際に終了
させるのが最適であることが判明した。本発明による方法の更なる改良によれば
、生物体廃棄物を粉砕後で加水分解前に、熱的、化学的、酵素的または生物学的
分解を実施する。
【００１１】
装置技術的には、上述の課題は請求項１０記載の特徴の組合せにより解決され
る。この装置のそのつど好ましい部分は、粉砕のための振動コロイドミル、羽根
型回転ポンプ、ガス吸引装置および加熱装置を装備する加水分解容器および加熱
可能およガス導入可能な嫌気性作業の、幾つかの円板を支持するを回転駆動装置
を有する軸を有する円板反応器である。円板反応器はとくに大体において水平に
配置されたシリンダー管からなり、その内部空間中に縦軸方向に軸が回転可能に
固着されている。本発明の他の構成により、それぞれの円板は孔を備えていて、
その際２つの並列配置された円板の間には、とくにＰＥからなる不織布が配置さ
れている。この不織布は微生物の固定層として使用される。好ましくは、円板反
応器の内部空間は、付加的回転のためにチューブメンブレン通風口（Schlauchme
mbranbelueftern）によりガス送入される。
る。この装置のそのつど好ましい部分は、粉砕のための振動コロイドミル、羽根
型回転ポンプ、ガス吸引装置および加熱装置を装備する加水分解容器および加熱
可能およガス導入可能な嫌気性作業の、幾つかの円板を支持するを回転駆動装置
を有する軸を有する円板反応器である。円板反応器はとくに大体において水平に
配置されたシリンダー管からなり、その内部空間中に縦軸方向に軸が回転可能に
固着されている。本発明の他の構成により、それぞれの円板は孔を備えていて、
その際２つの並列配置された円板の間には、とくにＰＥからなる不織布が配置さ
れている。この不織布は微生物の固定層として使用される。好ましくは、円板反
応器の内部空間は、付加的回転のためにチューブメンブレン通風口（Schlauchme
mbranbelueftern）によりガス送入される。
【００１２】
本発明による方法および装置の他の利点および構成は、次の実施例の記載から
判明する。
判明する。
【００１３】
唯１つの図は、本発明による装置の概略断面図を示す。
【００１４】
大調理場、レストラン営業、スナックレストランからの残飯ならびに食品工業
から、畜殺場または醸造場からの廃棄物は、妨害物および粗大物を選別した後、
振動コロイドミルまたは他の粉砕装置中で＜０．５ｍｍの粒度に粉砕して均質な
かゆ状物にする。このように準備したかゆ状物（矢印１１を見よ）は、水の添加
下に（矢印１２を見よ）加熱可能な加水分解容器１３中に加える。加水分解容器
は、０．５ｍの直径および１．６ｍの高さを有する直立管からなる。材料は、撹
拌装置１４により回転され、均質化される。好気性加水分解を達成するために、
たとえば羽根型回転ポンプで、撹拌装置により最適変換に必要な空気量（矢印１
５）が吹き込まれる。加水分解容器は３７℃の温度に加熱される。加熱源として
は、たとえばガスボイラー熱が使用される。加水分解容器中の温度は、制御ユニ
ットにより制御される。１０％の乾燥分含量に調節されたかゆ状物は加水分解容
器中に最大２４時間とどまり、その際記述した装置中で２００ｌの充填体積は毎
日の装置装入量に相当する。加水分解容器中の空間は、コンプレッサーにより吸
引され、図示されてない堆肥フィルターを経て屋外に誘導される。加水分解の行
われた後、かゆ状材料はポンプ１７により受容器１６中に移される。この容器は
、加水分解容器１３と構造等しくおよび相応する撹拌装置１４ならびに通風装置
を有する。不断に撹拌することにより、固形物の沈降ないしは浮遊スラッジ層の
形成が避けられる。容器１３および１４中でのそのつどの充填レベルは、フロー
トスイッチにより監視される。
から、畜殺場または醸造場からの廃棄物は、妨害物および粗大物を選別した後、
振動コロイドミルまたは他の粉砕装置中で＜０．５ｍｍの粒度に粉砕して均質な
かゆ状物にする。このように準備したかゆ状物（矢印１１を見よ）は、水の添加
下に（矢印１２を見よ）加熱可能な加水分解容器１３中に加える。加水分解容器
は、０．５ｍの直径および１．６ｍの高さを有する直立管からなる。材料は、撹
拌装置１４により回転され、均質化される。好気性加水分解を達成するために、
たとえば羽根型回転ポンプで、撹拌装置により最適変換に必要な空気量（矢印１
５）が吹き込まれる。加水分解容器は３７℃の温度に加熱される。加熱源として
は、たとえばガスボイラー熱が使用される。加水分解容器中の温度は、制御ユニ
ットにより制御される。１０％の乾燥分含量に調節されたかゆ状物は加水分解容
器中に最大２４時間とどまり、その際記述した装置中で２００ｌの充填体積は毎
日の装置装入量に相当する。加水分解容器中の空間は、コンプレッサーにより吸
引され、図示されてない堆肥フィルターを経て屋外に誘導される。加水分解の行
われた後、かゆ状材料はポンプ１７により受容器１６中に移される。この容器は
、加水分解容器１３と構造等しくおよび相応する撹拌装置１４ならびに通風装置
を有する。不断に撹拌することにより、固形物の沈降ないしは浮遊スラッジ層の
形成が避けられる。容器１３および１４中でのそのつどの充填レベルは、フロー
トスイッチにより監視される。
【００１５】
ポンプ、とくにホースポンプ（Schlauchpumpe）１８を用い、受容器１６から
かゆ状物は円板反応器１９中にポンプ輸送される。制御装置は、受容器の充填能
力（２００ｌ）が２４時間にわたり分配されて円板反応器１９中に添加されるよ
うに配慮する。この円板反応器は嫌気性反応器として運転され、１．０ｍの直径
を有する、長さ４．０ｍの横置式ＨＤＰＥ管からなる。この反応器は約２／３が
、即ち約２０００ｌの量の２／３が充填される。反応容器中にポンプ輸送された
材料は、そこに約１０日とどまる。円板反応器１９は、モーター２０により駆動
され、サンドイッチ組立て方に構成された幾つか（ここでは１５個図示された）
のＨＤＰＥ有孔円板を支持する軸２１を有する。そのつど２個の円板の間には、
微生物用固定層として使用されるＰＥ不織布が存在する。軸２１は、最大４ｒｐ
ｍの低い回転速度で回転し、それで沈着された生物体は剪断力に基づき洗い落と
すことはできない。
かゆ状物は円板反応器１９中にポンプ輸送される。制御装置は、受容器の充填能
力（２００ｌ）が２４時間にわたり分配されて円板反応器１９中に添加されるよ
うに配慮する。この円板反応器は嫌気性反応器として運転され、１．０ｍの直径
を有する、長さ４．０ｍの横置式ＨＤＰＥ管からなる。この反応器は約２／３が
、即ち約２０００ｌの量の２／３が充填される。反応容器中にポンプ輸送された
材料は、そこに約１０日とどまる。円板反応器１９は、モーター２０により駆動
され、サンドイッチ組立て方に構成された幾つか（ここでは１５個図示された）
のＨＤＰＥ有孔円板を支持する軸２１を有する。そのつど２個の円板の間には、
微生物用固定層として使用されるＰＥ不織布が存在する。軸２１は、最大４ｒｐ
ｍの低い回転速度で回転し、それで沈着された生物体は剪断力に基づき洗い落と
すことはできない。
【００１６】
反応器から排出される生物ガスは、一部はコンプレッサ２３を用いて、反応器
１９の下方範囲内に存在するガス送入ユニット２４に供給される。戻されない生
物ガスは、ガスメーター２５により測定され、生物ガス利用個所（矢印２６を見
よ）に供給される。
１９の下方範囲内に存在するガス送入ユニット２４に供給される。戻されない生
物ガスは、ガスメーター２５により測定され、生物ガス利用個所（矢印２６を見
よ）に供給される。
【００１７】
反応器−ガス送入の目的は、第一に反応器中に存在する生物量の回転を支持し
、第二にスラッジ沈積の回避のために役立つ。反応器中でグラフト流（Pfropfen
stroemung）が達成され、その際円板２２の間に吹き込まれたガスはカーテンの
ように作用する。反応器内の温度は、相応する加熱により３７℃に制御される。
加熱のために、加水分解容器中において使用されたと同様にガスボイラー熱を使
用することができる。加熱ガスは、そのつどの煙管により適当な弁制御装置を経
て自動的に加水分解容器１３、受容器１６および円板反応器１９に案内される。
円板反応器の加熱はそれぞれの場合に優先性を有する、それというのも嫌気性微
生物は温度の変動に対して敏感に反応するからである。
、第二にスラッジ沈積の回避のために役立つ。反応器中でグラフト流（Pfropfen
stroemung）が達成され、その際円板２２の間に吹き込まれたガスはカーテンの
ように作用する。反応器内の温度は、相応する加熱により３７℃に制御される。
加熱のために、加水分解容器中において使用されたと同様にガスボイラー熱を使
用することができる。加熱ガスは、そのつどの煙管により適当な弁制御装置を経
て自動的に加水分解容器１３、受容器１６および円板反応器１９に案内される。
円板反応器の加熱はそれぞれの場合に優先性を有する、それというのも嫌気性微
生物は温度の変動に対して敏感に反応するからである。
【００１８】
円板反応器１９からの排水は、自然の排水溝を経て２つの沈降槽２７および２
８（たとえば２２０ｌ／ＰＥ容器）中に誘導される。容器は上方の範囲内でホー
ス管２９により結合されているので、第１の槽２７中に存在する固形物は沈降し
、上澄水は排水管２９および浸漬管を経て第２の槽２８中に入ることができる。
第１の容器２７はガス導管３０により円板反応器１９と結合しているので、ここ
でも嫌気性状態が保持される。ホースポンプにより、導管３１を経て毎時容器２
７中に沈積したスラッジの定義量が戻される。受容器ならびに捕集槽からの円板
反応器供給のために、調整可能弁３２および３３が使用される。第２の捕集槽２
８から排出可能な水は、廃水処理個所３４に供給される。
８（たとえば２２０ｌ／ＰＥ容器）中に誘導される。容器は上方の範囲内でホー
ス管２９により結合されているので、第１の槽２７中に存在する固形物は沈降し
、上澄水は排水管２９および浸漬管を経て第２の槽２８中に入ることができる。
第１の容器２７はガス導管３０により円板反応器１９と結合しているので、ここ
でも嫌気性状態が保持される。ホースポンプにより、導管３１を経て毎時容器２
７中に沈積したスラッジの定義量が戻される。受容器ならびに捕集槽からの円板
反応器供給のために、調整可能弁３２および３３が使用される。第２の捕集槽２
８から排出可能な水は、廃水処理個所３４に供給される。
【００１９】
適当な測定、調整および制御技術は、加水分解容器、受容器および円板反応器
中の温度を不変に３７℃に調節するために使用される。さらに、懸濁液中の酸素
濃度の測定に応じて、加水分解反応器１３中への空気の供給が調整される。加水
分解反応器中の生物学的分解過程は、排気中のＣＯ２濃度測定値ならびに懸濁液
中のｐＨ値により測定することができる。
中の温度を不変に３７℃に調節するために使用される。さらに、懸濁液中の酸素
濃度の測定に応じて、加水分解反応器１３中への空気の供給が調整される。加水
分解反応器中の生物学的分解過程は、排気中のＣＯ２濃度測定値ならびに懸濁液
中のｐＨ値により測定することができる。
【００２０】
ポンプおよび弁３２、３３および３５の制御は、最適供給ないしは所望の配量
への戻しを配慮する。
への戻しを配慮する。
【００２１】
上述した装置は次のように作業する：
供給された生物廃棄物は、まず記述した粒度に粉砕され、水の添加により約１
０％の乾燥分含量に調節される。制御された空気添加下に、加水分解容器中に存
在する懸濁液は好気性に保持され、その際懸濁液１ｌあたり２ｍｇ以上の酸素濃
度が調節される。加水分解容器中に存在する材料は、２４時間の滞留時間内に多
かれ少なかれ十分に、微生物的または自己分解的活性により酵素により水溶性 化合物に変えられる。これらの化合物、就中酢酸により、懸濁液中のｐＨ値は約
４の値に下がる。最大２４時間後に、懸濁液をポンプで排出し、中間貯蔵のため
の受容器１６中に移す。場合により、懸濁液から未反応の材料を排出し、新たに
加水分解段階に供給することができる。
０％の乾燥分含量に調節される。制御された空気添加下に、加水分解容器中に存
在する懸濁液は好気性に保持され、その際懸濁液１ｌあたり２ｍｇ以上の酸素濃
度が調節される。加水分解容器中に存在する材料は、２４時間の滞留時間内に多
かれ少なかれ十分に、微生物的または自己分解的活性により酵素により水溶性 化合物に変えられる。これらの化合物、就中酢酸により、懸濁液中のｐＨ値は約
４の値に下がる。最大２４時間後に、懸濁液をポンプで排出し、中間貯蔵のため
の受容器１６中に移す。場合により、懸濁液から未反応の材料を排出し、新たに
加水分解段階に供給することができる。
【００２２】
受容器１６からは、連続的にそこに中間貯蔵された懸濁液がメタン化段階、つ
まり円板反応器に移される。嫌気性作業の円板反応器１９中で、水に溶解した有
機物ならびになお存在する微粒子の固形有機物は生物ガスに変換される。円板反
応器１９の供給は、できるだけｐＨ値≧７で作業すべき円板反応器１９中での嫌
気性段階の酸性化を阻止するために、円板反応器中で測定されたｐＨ値に依存し
て行われる。ｐＨ値７以下に低下した場合、さもなければ高濃度の二酸化炭素の
放出下に強い泡立溢出反応の虞がある。
まり円板反応器に移される。嫌気性作業の円板反応器１９中で、水に溶解した有
機物ならびになお存在する微粒子の固形有機物は生物ガスに変換される。円板反
応器１９の供給は、できるだけｐＨ値≧７で作業すべき円板反応器１９中での嫌
気性段階の酸性化を阻止するために、円板反応器中で測定されたｐＨ値に依存し
て行われる。ｐＨ値７以下に低下した場合、さもなければ高濃度の二酸化炭素の
放出下に強い泡立溢出反応の虞がある。
【００２３】
大体において２段の方法技術（酸性加水分解およびメタン化）は、両方の段階
を場所的に分離して作業することができるかないしは既に加水分解された懸濁液
を制御して嫌気性メタン化段階に添加することができる。加水分解により溶解し
た有機成分ならびにたとえばなお存在する微粒子状の成分は、いずれにせよ嫌気
性メタン化段階において、未処理材料よりも明らかに迅速に分解される。加水分
解された生物発生材料は、このようにして純嫌気性条件下よりも１０倍迅速に分
解される。選択された過程制御により、殊に嫌気性段階の実質的後酸性化が避け
られる。
を場所的に分離して作業することができるかないしは既に加水分解された懸濁液
を制御して嫌気性メタン化段階に添加することができる。加水分解により溶解し
た有機成分ならびにたとえばなお存在する微粒子状の成分は、いずれにせよ嫌気
性メタン化段階において、未処理材料よりも明らかに迅速に分解される。加水分
解された生物発生材料は、このようにして純嫌気性条件下よりも１０倍迅速に分
解される。選択された過程制御により、殊に嫌気性段階の実質的後酸性化が避け
られる。
【００２４】
記載した方法ないしは当該装置の有利な使用は、激しい他国人の往来により強
く過重負荷されている休暇期間内の最盛期において提供される。飲食店営業にお
いては、通例脂肪分離装置が欠けていて、これによりたとえば脂肪、油等のよう
な大量の抽出可能材料が下水処理場に入る虞がある。本発明による方法技術なし
では、臭気公害、被覆洗面器の表面における浮滓形成、後沈殿池からのスラッジ
漂流および下水道中ならびに存在する導管網中での脂肪沈積の虞がある。このよ
うな飲食店営業からの残飯の前処理は強制されている。残飯の分解の場合、代謝
過程の経過および速度ならびに微生物により達成しうるエネルギー利得が決定的
である。
く過重負荷されている休暇期間内の最盛期において提供される。飲食店営業にお
いては、通例脂肪分離装置が欠けていて、これによりたとえば脂肪、油等のよう
な大量の抽出可能材料が下水処理場に入る虞がある。本発明による方法技術なし
では、臭気公害、被覆洗面器の表面における浮滓形成、後沈殿池からのスラッジ
漂流および下水道中ならびに存在する導管網中での脂肪沈積の虞がある。このよ
うな飲食店営業からの残飯の前処理は強制されている。残飯の分解の場合、代謝
過程の経過および速度ならびに微生物により達成しうるエネルギー利得が決定的
である。
【００２５】
有機物の好気性分解は、複合微生物集団により実施される。その際、個々の生
物体種類は、出発物質の最終産物への分解を行うことができる。この分解の際に
、生物量中に含有されている炭素の５０％までは、細菌性バイオマス（スラッジ
）と決定される。たいていの好気性微生物の世代時間は、数分〜最大２４時間の
範囲内にある。
物体種類は、出発物質の最終産物への分解を行うことができる。この分解の際に
、生物量中に含有されている炭素の５０％までは、細菌性バイオマス（スラッジ
）と決定される。たいていの好気性微生物の世代時間は、数分〜最大２４時間の
範囲内にある。
【００２６】
嫌気性環境中での分解は、一部は異なる生物体群により実施される４段階に経
過する。すべて同時に経過しうるこれら４つの段階に、例外なく細菌が関与して
いる。タンパク質、脂肪、多糖、核酸等のような高分子物質は、好気性分解の場
合のように、差し当たり細胞外酵素によりその低分子成分に分解（加水分解）さ
れ、生物体により取り込まれる。形成したモノマーおよびダイマーは、加水分解
におけると同じ細菌により取り込まれ、さらに分解されうる（酸形成）。、アセ
テート、プロピオネートおよびブチレートのようなカルボン酸が、生産物の主部
分を形成する。これに、なお乳酸およびアルコールが加わる。水素および二酸化
炭素も小部分を形成する。中間に形成する水素の濃度が、生産物の種類を決定す
る。Ｈ２の分圧が高ければ高いほど、酢酸および水素のような還元生産物は益々
少なく形成する。酸性化が強すぎる場合、つまり生産された酸がさらに使用され
ない場合、（殊にｐＨ＜４において）これら生物体の阻止が起きる。近接相にお
いて、発酵段階において形成した有機酸およびアルコールが酢酸、水素および二
酸化炭素に変換される（酢酸形成）。これは、全分解の熱力学的に最も困難な過
程である。これらの反応は、水素分圧が非常に低いときだけ発熱的に経過しうる
。その後、第４段階（メタン形成）において、酢酸および二酸化炭素が分子状水
素と反応してメタンが形成する。反応は、必須嫌気性細菌により実施される。
過する。すべて同時に経過しうるこれら４つの段階に、例外なく細菌が関与して
いる。タンパク質、脂肪、多糖、核酸等のような高分子物質は、好気性分解の場
合のように、差し当たり細胞外酵素によりその低分子成分に分解（加水分解）さ
れ、生物体により取り込まれる。形成したモノマーおよびダイマーは、加水分解
におけると同じ細菌により取り込まれ、さらに分解されうる（酸形成）。、アセ
テート、プロピオネートおよびブチレートのようなカルボン酸が、生産物の主部
分を形成する。これに、なお乳酸およびアルコールが加わる。水素および二酸化
炭素も小部分を形成する。中間に形成する水素の濃度が、生産物の種類を決定す
る。Ｈ２の分圧が高ければ高いほど、酢酸および水素のような還元生産物は益々
少なく形成する。酸性化が強すぎる場合、つまり生産された酸がさらに使用され
ない場合、（殊にｐＨ＜４において）これら生物体の阻止が起きる。近接相にお
いて、発酵段階において形成した有機酸およびアルコールが酢酸、水素および二
酸化炭素に変換される（酢酸形成）。これは、全分解の熱力学的に最も困難な過
程である。これらの反応は、水素分圧が非常に低いときだけ発熱的に経過しうる
。その後、第４段階（メタン形成）において、酢酸および二酸化炭素が分子状水
素と反応してメタンが形成する。反応は、必須嫌気性細菌により実施される。
【００２７】
嫌気性分解のプロセス安定な経過のためには、特定のプロセス状態において４
つの分解段階のどれが速度制限段階であるかが重要である。加水分解相は、基質
がおもに高分子化合物から構成されるかまたは混合基質として存在する、つまり
リグニンおよびセルロースの高割合を有するときに反応を制限する分解段階と見
なされる。残飯中にはおもに脂肪、タンパク質および炭水化物が含有されている
ことから出発するので、とくに酢酸生産（Acetogenese）およびメタン生産（Met
hanogenese）が速度決定的と見なされる。たいていの嫌気性微生物の世代時間は
、１０〜２４日およびそれ以上の範囲内にある。
つの分解段階のどれが速度制限段階であるかが重要である。加水分解相は、基質
がおもに高分子化合物から構成されるかまたは混合基質として存在する、つまり
リグニンおよびセルロースの高割合を有するときに反応を制限する分解段階と見
なされる。残飯中にはおもに脂肪、タンパク質および炭水化物が含有されている
ことから出発するので、とくに酢酸生産（Acetogenese）およびメタン生産（Met
hanogenese）が速度決定的と見なされる。たいていの嫌気性微生物の世代時間は
、１０〜２４日およびそれ以上の範囲内にある。
【００２８】
有機物質の生物学的分解は、好気性環境ならびに嫌気性環境中で微生物の酵素
接触された代謝過程により行われる。分解過程に必要な基質特異的酵素は、生物
量中に既に存在するか−易分解性物質に対し−または相応する生物体種類により
合成される；後者は就中分解が困難で緩慢である基質の場合に該当する。その際
、プロセス速度は、分解すべき基質の組成および量ならびに生物体の基質特異的
酵素の含量により決定される。基質濃度による代謝速度の依存性は、低い基質濃
度の場合に小さい代謝速度が期待され、高い基質濃度の場合に代謝速度が低下す
るように挙動する。システム特異的限界濃度からは、代謝速度のさらなる増加は
もはや達成できない。
接触された代謝過程により行われる。分解過程に必要な基質特異的酵素は、生物
量中に既に存在するか−易分解性物質に対し−または相応する生物体種類により
合成される；後者は就中分解が困難で緩慢である基質の場合に該当する。その際
、プロセス速度は、分解すべき基質の組成および量ならびに生物体の基質特異的
酵素の含量により決定される。基質濃度による代謝速度の依存性は、低い基質濃
度の場合に小さい代謝速度が期待され、高い基質濃度の場合に代謝速度が低下す
るように挙動する。システム特異的限界濃度からは、代謝速度のさらなる増加は
もはや達成できない。
【００２９】
生物体のエネルギー利得は、Ｈ供与体としての栄養素からの水素の分離および
他の物質（ Ｈ受容体）への水素の伝達により行われる。その際、順次分解の際
に分離される水素は、ニコチン酸アミド−アデニン−ジヌクレオチドに伝達され
る（ＮＡＤ→ＮＡＤＨ２）。エネルギーの一般的伝達物質は、アデノシン三リン
酸（ＡＴＰ）（３個のリン酸残基を有する高エネルギー化合物）である。リン酸
残基の加水分解による分離の際に、分解基質１モルあたり２９ｋＪのエネルギー
が遊離する（ホスホリル化）。生物体の可能なエネルギー利得の高さは、出発物
質および最終産物のエネルギー含量の間の差の高さに依存する。
他の物質（ Ｈ受容体）への水素の伝達により行われる。その際、順次分解の際
に分離される水素は、ニコチン酸アミド−アデニン−ジヌクレオチドに伝達され
る（ＮＡＤ→ＮＡＤＨ２）。エネルギーの一般的伝達物質は、アデノシン三リン
酸（ＡＴＰ）（３個のリン酸残基を有する高エネルギー化合物）である。リン酸
残基の加水分解による分離の際に、分解基質１モルあたり２９ｋＪのエネルギー
が遊離する（ホスホリル化）。生物体の可能なエネルギー利得の高さは、出発物
質および最終産物のエネルギー含量の間の差の高さに依存する。
【００３０】
生物学的グルコース分解の例につき、好気性分解および嫌気性分解の共通性お
よび相違を呈示できる。好気性代謝過程ならびに嫌気性代謝過程の際に生じる中
間産物ピルベートの形成までは、好気性分解過程および嫌気性分解過程は相違し
ない。
よび相違を呈示できる。好気性代謝過程ならびに嫌気性代謝過程の際に生じる中
間産物ピルベートの形成までは、好気性分解過程および嫌気性分解過程は相違し
ない。
【００３１】
好気性分解の場合、部分段階である酸化脱カルボキシル、トリカルボン酸サイ
クルおよび呼吸連鎖が続く。その際、酸素は末端の水素受容体として使用され；
呼吸連鎖中で水素は生化学的爆鳴気反応で水に酸化される（呼吸連鎖ホスホリル
化）。最終産物として、エネルギーの少ない無機物質ＣＯ２およびＨ２Ｏが形成
する。好気性分解の場合微生物のエネルギー利得は大きい。
クルおよび呼吸連鎖が続く。その際、酸素は末端の水素受容体として使用され；
呼吸連鎖中で水素は生化学的爆鳴気反応で水に酸化される（呼吸連鎖ホスホリル
化）。最終産物として、エネルギーの少ない無機物質ＣＯ２およびＨ２Ｏが形成
する。好気性分解の場合微生物のエネルギー利得は大きい。
【００３２】
嫌気性環境において、酸素はＨ受容体として利用できない。従って、代謝中間
産物がＨ受容体としての機能を果たさなければならない（基質ホスホリル化）。
これらの代謝中間産物は、種々の生物体により多種多様に産出され、引き続き細
胞内部から導出される（アルコール、脂肪酸、低級有機酸）。これら産物の一部
は、他の細菌群によりさらに二酸化炭素およびメタンに変換することができる。
嫌気性分解の場合に出現しない呼吸連鎖ホスホリル化に基づき、嫌気性環境中で
の出発物質および最終産物の間のエネルギー差は僅かにすぎない、つまり微生物
のエネルギー利得は決定的に低い。嫌気性分解のなおエネルギーに富む産物−有
機代謝産物およびメタン−は、好気性環境中で生物学的にさらに分解するかない
しはボイラーまたはガス機関中での燃焼により利用することができる。
産物がＨ受容体としての機能を果たさなければならない（基質ホスホリル化）。
これらの代謝中間産物は、種々の生物体により多種多様に産出され、引き続き細
胞内部から導出される（アルコール、脂肪酸、低級有機酸）。これら産物の一部
は、他の細菌群によりさらに二酸化炭素およびメタンに変換することができる。
嫌気性分解の場合に出現しない呼吸連鎖ホスホリル化に基づき、嫌気性環境中で
の出発物質および最終産物の間のエネルギー差は僅かにすぎない、つまり微生物
のエネルギー利得は決定的に低い。嫌気性分解のなおエネルギーに富む産物−有
機代謝産物およびメタン−は、好気性環境中で生物学的にさらに分解するかない
しはボイラーまたはガス機関中での燃焼により利用することができる。
【００３３】
好気性分解の際に遊離するエネルギーは、グルコース１モルあたり３８ＡＴＰ
の形成により使用され、その際グルコース１モルあたり３４ＡＴＰだけは呼吸連
鎖により形成される。３８ＡＴＰ／モルで蓄積される、生物学的過程において直
接利用できるエネルギー（１１００ｋＪ／モルに相当）に対し付加的に、１１７
０ｋＪ／モル（＝６０％）が熱エネルギーとして遊離する。これにより、食べ残
しの好気性分解の場合、その相応する濃度を前提として、残飯の自発熱は高温性
温度範囲にまで達する。
の形成により使用され、その際グルコース１モルあたり３４ＡＴＰだけは呼吸連
鎖により形成される。３８ＡＴＰ／モルで蓄積される、生物学的過程において直
接利用できるエネルギー（１１００ｋＪ／モルに相当）に対し付加的に、１１７
０ｋＪ／モル（＝６０％）が熱エネルギーとして遊離する。これにより、食べ残
しの好気性分解の場合、その相応する濃度を前提として、残飯の自発熱は高温性
温度範囲にまで達する。
【００３４】
それに対して、嫌気性分解の場合微生物のエネルギー利得はグルコース１モル
あたり２ＡＴＰにすぎず、これは好気性生物学的グルコース分解の際に可能なエ
ネルギー利得の約５％にすぎない。それに応じて、生物学的嫌気性過程において
は、残飯の顕著な自発熱には十分でない僅かな熱エネルギーしか遊離しない。嫌
気性過程においては、エネルギーの大部分は有機中間産物および最終産物中ない
しは生物ガスのメタン中に保持されている。
あたり２ＡＴＰにすぎず、これは好気性生物学的グルコース分解の際に可能なエ
ネルギー利得の約５％にすぎない。それに応じて、生物学的嫌気性過程において
は、残飯の顕著な自発熱には十分でない僅かな熱エネルギーしか遊離しない。嫌
気性過程においては、エネルギーの大部分は有機中間産物および最終産物中ない
しは生物ガスのメタン中に保持されている。
【００３５】
エネルギー全収支決算における比較は、好気性および嫌気性分解において熱エ
ネルギーおよび生物ガスの形で遊離する全エネルギーは、分解されるＣＢＳに関
し、双方のプロセス変形に対して同じ結果を有することを示す。
ネルギーおよび生物ガスの形で遊離する全エネルギーは、分解されるＣＢＳに関
し、双方のプロセス変形に対して同じ結果を有することを示す。
【００３６】
上記の発明は、代謝過程を、短い滞留時間に関して、同時に安定な操作条件の
保証において最適化する可能性を初めて創造する。
保証において最適化する可能性を初めて創造する。
【図１】
本発明による装置の概略断面図。
１１、１２、３６ 矢印、 １３ 加水分解容器、 １４ 撹拌装置、 １６
受容器、 １７ ポンプ、 １８ ホースポンプ、 １９ 円板反応器、 ２
０ モーター、 ２１ 軸、 ２２ 円板、 ２３ コンプレッサ、 ２４ ガ
ス送入ユニット、 ２５ ガスメーター、 ２６ 矢印、 ２７、２８ 沈降槽
、 ２９ ホース導管、 ３０ ガス導管、 ３１ 導管、 ３２、３３、３５
弁、 ３４ 廃水処理
受容器、 １７ ポンプ、 １８ ホースポンプ、 １９ 円板反応器、 ２
０ モーター、 ２１ 軸、 ２２ 円板、 ２３ コンプレッサ、 ２４ ガ
ス送入ユニット、 ２５ ガスメーター、 ２６ 矢印、 ２７、２８ 沈降槽
、 ２９ ホース導管、 ３０ ガス導管、 ３１ 導管、 ３２、３３、３５
弁、 ３４ 廃水処理
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年７月５日（２００１．７．５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、構造性を有しないかまたは構造性の少ない生物廃棄物を処理する、
即ち家庭、飲食店営業からの残飯（Speiseresten）および／または食物残滓なら
びに食品工業からの廃棄物をその粉砕および均質化後、十分に好気性加水分解を
実施し、その後に嫌気性メタン化に供給し、その際生じる生物ガスを排気する方
法に関する。さらに、本発明は粉砕装置、混合装置、通風可能な加水分解容器、
生物ガス反応器、沈降槽および生物廃棄物を次段階に移すかないしは先行段階に
戻すためのそのつどの材料搬送装置を有する、該方法を実施する装置に関する。
即ち家庭、飲食店営業からの残飯（Speiseresten）および／または食物残滓なら
びに食品工業からの廃棄物をその粉砕および均質化後、十分に好気性加水分解を
実施し、その後に嫌気性メタン化に供給し、その際生じる生物ガスを排気する方
法に関する。さらに、本発明は粉砕装置、混合装置、通風可能な加水分解容器、
生物ガス反応器、沈降槽および生物廃棄物を次段階に移すかないしは先行段階に
戻すためのそのつどの材料搬送装置を有する、該方法を実施する装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
更に、欧州特許出願公開第８６６０４２号明細書には、構造性の少ない生物廃
棄物からなる廃棄物、例えば別々の収集物からなる家庭廃棄物の天然の有機成分
、食品加工工場からの廃棄物ならびに類似した有機残滓からなる廃棄物を処理す
る方法が記載されており、この場合放棄された生物廃棄物は、粉砕され、混合さ
れ、妨害物質の篩別後に懸濁液の形の水を用いて加水分解され、その後に発酵（
メタン化）され、その上、残存する発酵スラッジは脱水され、堆肥に供給され、
その際には、加水分解後および発酵前に衛生化を実施すべきである。衛生化の効
果を最適にするために、生物廃棄物を加水分解前に最大で１ｃｍ、有利に０．７
ｃｍ以下の大きさに粉砕し、そのために離解装置（Mazerator）、即ち回転する
刃を備えた粉砕装置が提供され、この場合この刃は、火格子に対向して回転する
。水および粉砕された生物廃棄物からなる懸濁液は、加水分解工程および酸発酵
工程において、最大で１日の滞留時間を有する。また、公知技術水準によれば、
３５℃〜６５℃の加水分解温度、例えば中温菌によるメタン発酵のための３５℃
の温度または高温細菌によるメタン発酵のための約５５℃の温度は、同様に公知
である。 最初に記載した方法を最適化しおよびこれに適当な装置を記載することが本発
明の課題である。殊に、方法および装置は簡単で短時間の操作での経済的作業方
法を可能にすべきである。
棄物からなる廃棄物、例えば別々の収集物からなる家庭廃棄物の天然の有機成分
、食品加工工場からの廃棄物ならびに類似した有機残滓からなる廃棄物を処理す
る方法が記載されており、この場合放棄された生物廃棄物は、粉砕され、混合さ
れ、妨害物質の篩別後に懸濁液の形の水を用いて加水分解され、その後に発酵（
メタン化）され、その上、残存する発酵スラッジは脱水され、堆肥に供給され、
その際には、加水分解後および発酵前に衛生化を実施すべきである。衛生化の効
果を最適にするために、生物廃棄物を加水分解前に最大で１ｃｍ、有利に０．７
ｃｍ以下の大きさに粉砕し、そのために離解装置（Mazerator）、即ち回転する
刃を備えた粉砕装置が提供され、この場合この刃は、火格子に対向して回転する
。水および粉砕された生物廃棄物からなる懸濁液は、加水分解工程および酸発酵
工程において、最大で１日の滞留時間を有する。また、公知技術水準によれば、
３５℃〜６５℃の加水分解温度、例えば中温菌によるメタン発酵のための３５℃
の温度または高温細菌によるメタン発酵のための約５５℃の温度は、同様に公知
である。 最初に記載した方法を最適化しおよびこれに適当な装置を記載することが本発
明の課題である。殊に、方法および装置は簡単で短時間の操作での経済的作業方
法を可能にすべきである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この課題は、請求項１記載の方法により解決される。この場合、生物廃棄物は
、最大３ｍｍ、とくに０．５ｍｍ未満の粒度に粉砕され、場合により水の添加に
より５〜２２％、とくに１０％に調節された乾燥分を有する均質なかゆ状物にさ
れ、かゆ状物は、引き続き３５℃〜６０℃、とくに３５℃〜４０℃で温度制御さ
れた酸性好気性加水分解に供給され、その際加水分解は最大２４時間に時間的に
制限されており、３．６〜４．５のｐＨ値に到達した際に終了され、その後かゆ
状物は３５℃〜４０℃の温度で温度制御されたメタン化に連続的に供給され、メ
タン化において１０日以下の期間にわたり集塊（Masse）を連続的にｐＨ値≧７
で、とくに≦４ｒｐｍの回転数で作業する回転装置で回転され、引き続き集塊を
液相および固相に分離するため沈降槽に移される。
、最大３ｍｍ、とくに０．５ｍｍ未満の粒度に粉砕され、場合により水の添加に
より５〜２２％、とくに１０％に調節された乾燥分を有する均質なかゆ状物にさ
れ、かゆ状物は、引き続き３５℃〜６０℃、とくに３５℃〜４０℃で温度制御さ
れた酸性好気性加水分解に供給され、その際加水分解は最大２４時間に時間的に
制限されており、３．６〜４．５のｐＨ値に到達した際に終了され、その後かゆ
状物は３５℃〜４０℃の温度で温度制御されたメタン化に連続的に供給され、メ
タン化において１０日以下の期間にわたり集塊（Masse）を連続的にｐＨ値≧７
で、とくに≦４ｒｐｍの回転数で作業する回転装置で回転され、引き続き集塊を
液相および固相に分離するため沈降槽に移される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
大調理場、レストラン営業、スナックレストランからの残飯ならびに食品工業
から、畜殺場または醸造場からの廃棄物は、妨害物および粗大物を選別した後、
振動コロイドミルまたは他の粉砕装置中で＜０．５ｍｍの粒度に粉砕して均質な
かゆ状物にする。このように準備したかゆ状物（矢印１１を見よ）は、水の添加
下に（矢印１２を見よ）加熱可能な加水分解容器１３中に加える。加水分解容器
は、０．５ｍの直径および１．６ｍの高さを有する直立管からなる。材料は、撹
拌装置１４により回転され、均質化される。好気性加水分解を達成するために、
たとえば羽根型回転ポンプで、撹拌装置により最適変換に必要な空気量（矢印１
５）が吹き込まれる。加水分解容器は３７℃の温度に加熱される。加熱源として
は、たとえばガスボイラー熱が使用される。加水分解容器中の温度は、制御ユニ
ットにより制御される。１０％の乾燥分含量に調節されたかゆ状物は加水分解容
器中に最大２４時間とどまり、その際記述した装置中で２００ｌの充填体積は毎
日の装置装入量に相当する。加水分解容器中の空間は、コンプレッサーにより吸
引され、図示されてない堆肥フィルターを経て屋外に誘導される。加水分解の行
われた後、かゆ状材料はポンプ１７により受容器１６中に移される。この容器は
、加水分解容器１３と構造等しくおよび相応する撹拌装置１４ならびに通風装置
を有する。不断に撹拌することにより、固形物の沈降ないしは浮遊スラッジ層の
形成が避けられる。容器１３および１６中でのそのつどの充填レベルは、フロー
トスイッチにより監視される。
から、畜殺場または醸造場からの廃棄物は、妨害物および粗大物を選別した後、
振動コロイドミルまたは他の粉砕装置中で＜０．５ｍｍの粒度に粉砕して均質な
かゆ状物にする。このように準備したかゆ状物（矢印１１を見よ）は、水の添加
下に（矢印１２を見よ）加熱可能な加水分解容器１３中に加える。加水分解容器
は、０．５ｍの直径および１．６ｍの高さを有する直立管からなる。材料は、撹
拌装置１４により回転され、均質化される。好気性加水分解を達成するために、
たとえば羽根型回転ポンプで、撹拌装置により最適変換に必要な空気量（矢印１
５）が吹き込まれる。加水分解容器は３７℃の温度に加熱される。加熱源として
は、たとえばガスボイラー熱が使用される。加水分解容器中の温度は、制御ユニ
ットにより制御される。１０％の乾燥分含量に調節されたかゆ状物は加水分解容
器中に最大２４時間とどまり、その際記述した装置中で２００ｌの充填体積は毎
日の装置装入量に相当する。加水分解容器中の空間は、コンプレッサーにより吸
引され、図示されてない堆肥フィルターを経て屋外に誘導される。加水分解の行
われた後、かゆ状材料はポンプ１７により受容器１６中に移される。この容器は
、加水分解容器１３と構造等しくおよび相応する撹拌装置１４ならびに通風装置
を有する。不断に撹拌することにより、固形物の沈降ないしは浮遊スラッジ層の
形成が避けられる。容器１３および１６中でのそのつどの充填レベルは、フロー
トスイッチにより監視される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
有機物質の生物学的分解は、好気性環境ならびに嫌気性環境中で微生物の酵素
接触された代謝過程により行われる。分解過程に必要な基質特異的酵素は、生物
量中に既に存在するか−易分解性物質に対し−または相応する生物体種類により
合成される；後者は就中分解が困難で緩慢である基質の場合に該当する。その際
、プロセス速度は、分解すべき基質の組成および量ならびに生物体の基質特異的
酵素の含量により決定される。基質濃度による代謝速度の依存性は、低い基質濃
度の場合に小さい代謝速度が期待され、高い基質濃度の場合に代謝速度が増加す
るように挙動する。システム特異的限界濃度からは、代謝速度のさらなる増加は
もはや達成できない。
接触された代謝過程により行われる。分解過程に必要な基質特異的酵素は、生物
量中に既に存在するか−易分解性物質に対し−または相応する生物体種類により
合成される；後者は就中分解が困難で緩慢である基質の場合に該当する。その際
、プロセス速度は、分解すべき基質の組成および量ならびに生物体の基質特異的
酵素の含量により決定される。基質濃度による代謝速度の依存性は、低い基質濃
度の場合に小さい代謝速度が期待され、高い基質濃度の場合に代謝速度が増加す
るように挙動する。システム特異的限界濃度からは、代謝速度のさらなる増加は
もはや達成できない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ０９Ｂ 3/00 Ｚ
Ｆターム(参考） 4D004 AA03 BA03 BA04 CA04 CA15
CA18 CA19 CA35 CA48 CB45
DA00 DA02 DA06 DA09 DA12
DA20
4D059 AA07 BA03 BA12 BF12 BF15
BF17 BJ02 BJ03 BK11 BK12
CA16 EB05 EB06 EB16 EB20
4D063 FF08 GA10
Claims (13)
- 【請求項１】 構造性を有しないかまたは構造性の少ない生物廃棄物を処理
する、即ち家庭、飲食店営業からの残飯および／または食物残滓ならびに食品工
業からの廃棄物を粉砕および均質化後十分に好気性加水分解を実施し、引き続き
嫌気性メタン化に供給し、生じる生物ガスを排出する方法において、生物廃棄物
を最大３ｍｍ、とくに＜０．５ｍｍの粒度に粉砕し、場合により水の添加により
５〜２２％、とくに１０％に調節される乾燥分含量を有する均質なかゆ状物にし
、かゆ状物を引き続き温度制御された酸性加水分解に３５℃〜６０℃、とくに３
５℃〜４０℃で供給し、その際加水分解は最大２４時間に時間的に制限されてお
り、その後かゆ状物を温度制御されたメタン化に３５℃〜４０℃の温度で連続的
に供給し、その際１０日未満にわたり集塊を連続的にｐＨ値≧７で、とくに≦４
ｒｐｍの回転数で作業する回転装置を用いて回転させ、引き続き集塊を液相およ
び固相を分離するため沈降槽に移すことを特徴とする構造性を有しないかまたは
構造性の少ない生物廃棄物を処理する方法。 - 【請求項２】 加水分解の際およびメタン化処理において同じ温度を調節す
ることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 加水分解段階からの集塊を２００ｌの量で２４時間にわたり
分配してメタン化段階に移すことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 集塊を加水分解の間不断に撹拌することを特徴とする請求項
１から３までのいずれか１項記載に方法。 - 【請求項５】 加水分解容器中のガス空間を不断に吸引し、吸引されたガス
を堆肥濾過層を経て戸外に誘導することを特徴とする請求項１から４までのいず
れか１項記載の方法。 - 【請求項６】 沈降槽から排出されたスラッジを部分的にメタン化段階に戻
すことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項７】 メタン化段階の反応器から排出される生物ガスを少なくとも
部分的に反応器のガス送入のために使用することを特徴とする請求項１から６ま
でのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項８】 加水分解を３．６〜４．５、とくに３．８〜４．５の間のｐ
Ｈ値に到達した際に終了させることを特徴とする請求項１から７までのいずれか
１項記載の方法。 - 【請求項９】 生物廃棄物を粉砕後で加水分解前に熱的、化学的、酵素的ま
たは生物学的分解処理を実施することを特徴とする請求項１から８までのいずれ
か１項記載の方法。 - 【請求項１０】 粉砕装置、混合装置、通風可能な加水分解容器、生物ガス
反応器、沈降槽および生物廃棄物を次の段に移すかないしは先行段に戻すための
そのつどの材料搬送装置を有する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方
法を実施する装置において、次の装置： ａ）粉砕するための振動コロイドミル、 ｂ）回転弁ポンプ、ガス吸引装置および加熱装置を装備する加水分解容器および
／または ｃ）回転駆動装置を有する、若干の円板を支持する軸を有する加熱可能、ガス処
理可能な嫌気作業の円板反応器 の少なくとも１つを特徴とする構造性を有しないかまたは構造性の少ない生物廃
棄物を処理する装置。 - 【請求項１１】 円板反応器が、その内部空間に縦軸方向に軸が回転可能に
固定されている、本質的に水平方向に配置されたシリンダー管からなることを特
徴とする請求項１０記載の装置。 - 【請求項１２】 円板のそれぞれが孔を備えていて、２つの並列配置された
円板の間に、とくにＰＥからなる不織布が微生物用固定層として配置されている
ことを特徴とする請求項１０または１１記載の装置。 - 【請求項１３】 円板反応器の内部空間がチューブメンブレン通風入口によ
りガス送入可能であることを特徴とする請求項１０から１２までのいずれか１項
記載の装置。
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