JP2004504942A - 廃棄物処理プロセス - Google Patents
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Abstract
以下の工程から成る廃棄物処理のプロセス:(a)不溶性成分を含む廃棄物を直列に並んだ複数のバイオリアクタを備えた嫌気性バイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持し、それにより廃棄物のpHを少なくとも24時間の間4.9未満に維持する工程;(b)工程(a)の後に廃棄物を曝気する工程;および(c)工程(b)の前か後に廃棄物から不溶性成分を取り除く工程。このプロセスはグリーストラップ廃棄物の首尾良い処理も提供する。
Description
【0001】
本発明は、糞便、下水、および家庭廃棄物を例とする生物学的廃棄物、ならびにグリーストラップ廃棄物を含む商業および産業廃棄物を含む、廃棄物の処理に適した廃棄物処理プロセスおよびプラントに関する。
【0002】
以下の工程から成る汚水処理プラントおよびプロセスについて言及しているPCT国際出願国際公開第WO95/25071号を参照することができる:
(i)不溶性成分を含む廃棄物を直列に並んだ複数のバイオリアクタを備えたバイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持する工程;
(ii)処理された廃棄物中の病原菌の除去用の遊離揮発性脂肪酸を生成するために、pHを4.5より低い値に低下させるべく、処理された廃棄物をバイオリアクタシステムから1または複数の酸性化タンクへと移動させる工程;および
(iii)工程(ii)の前か後に、不溶性成分を分離する工程。
【0003】
バイオリアクタシステム内での廃棄物の処理後に遊離揮発性脂肪酸(VFA)による病原菌除去を促進するために、1または複数の酸性化タンクに処理された廃棄物を移動させることは、PCT国際出願国際公開第WO95/25071号に開示されている本発明の本質的特徴である。
【0004】
しかしながら、期せずして、グリーストラップを含むある廃棄物に関しては、病原菌の処分または除去に際して、廃棄物をバイオリアクタシステムに通過されている時に少なくとも24時間、廃棄物のpHを4.9より低い値に維持することがより効率的であることが現在分かっている。これは、PCT国際出願国際公開第WO95/25071号のプロセスの工程(ii)をなくすことができる廃棄物処理の有効なプロセスを行い、それにより廃棄物処理のより単純で経済的なプロセスを生じさせ得ることを意味している。
【0005】
したがって、本発明は、次の工程から成る廃棄物処理のプロセスを提供する:
(a)不溶性成分を含む廃棄物を直列に並んだ複数のバイオリアクタを備えた嫌気性バイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持し、それにより廃棄物のpHを少なくとも24時間の間4.9未満に維持する工程;
(b)工程(a)の後に廃棄物を曝気する工程;および
(c)工程(b)の前か後に廃棄物から不溶性成分を取り除く工程;から成る廃棄物処理のプロセス。
【0006】
廃棄物は通常、ほとんどの状況で約5.3〜5.8のpHを有するため、バイオリアクタシステムに供給されるに先立って、または嫌気性バイオリアクタシステムに通過させる時に、pH低下工程を受ける必要がある。より好ましくは、pH低下工程は廃棄物がバイオリアクタシステムを通過している時に起こる。しかしながら、状況によっては、廃棄物の性質のために、バイオリアクタシステムに供給されるに先立って、pH低下工程が必要でないことが理解されよう。しかしながらそのようなことは比較的稀である。いかなる場合も、廃棄物が嫌気性バイオリアクタシステムを通過している時に廃棄物のpHはモニタされることが理解されよう。
【0007】
通常、pH低下工程は、塩酸、硫酸または硝酸のような強い無機酸の追加を含む。しかしながらこれによってリン酸、過塩素酸、または同じ効果を達成する強い有機酸のような他の酸の使用が排除されるわけではない。
【0008】
バイオリアクタシステムは、その内容全体が引用により本明細書に組み込まれるPCT国際出願国際公開第WO95/25071号に記述されているような複数のバイオリアクタを備える。
【0009】
しかしながら、PCT国際出願国際公開第WO95/25071号の場合と同様に、廃棄物を1つのバイオリアクタから別のバイオリアクタへと移動させるべく廃棄物を圧送する必要なく1つのバイオリアクタから隣接するバイオリアクタまで速く効率的に廃棄物または流出液を移動させるために、各バイオリアクタを排水管により相互接続することができる。適切には、固形粒子が懸濁状態で維持されるように、各バイオリアクタには、各バイオリアクタの内容物をスラリーまたは懸濁物の形で維持する振動手段が設けられる。
【0010】
さらに、各バイオリアクタの内容物は加熱手段も受け得る。加熱手段は、1つの形式では、各バイオリアクタの中へおよび各バイオリアクタから外へ蒸気を通過させることにより提供される。しかしながら、電気加熱のような加熱手段の他の形式を採用してもよい。各バイオリアクタ内の温度は適切にサーモスタット制御された手段により、25〜40℃、より適切には30〜40℃に維持されることが好ましい。
【0011】
第1のバイオリアクタのpHは、4.8〜5.5の間、より好ましくは約5.0に維持されることが好ましい。第2のバイオリアクタのpHは、3.6〜4.9の間、より好ましくは4.0〜4.7の間、最も好ましくは約4.3に適切に維持される。各バイオリアクタでの保持時間は12〜48時間であることが好ましく、より適切には24時間である。
【0012】
本発明のプロセスを受ける廃棄物には、人間または動物の糞便、そして好ましくはリグノセルロースを含む家畜飼料の成分を含み得る家畜飼養場からの糞便が含まれ得る。実際、本発明のプロセスは、炭水化物やタンパク質のような複雑な巨大分子を8個かそれより少ない炭素原子から成る短鎖有機酸に分解する最初の嫌気的発酵工程を必要とする廃棄物の処理において、非常に効率的である。さらに、脂質のような複雑な巨大分子も、9個かそれより多い炭素原子から成る長鎖有機酸とグリセリンに分解され得る。この発酵工程は、通常、二酸化炭素と水に容易に代謝され得る揮発性脂肪酸や長鎖脂肪酸のような有機酸を生産できる、酸生成発酵菌および脂肪分解菌の存在下で起こる。
【0013】
最初の嫌気的発酵工程では、酸素または空気が各バイオリアクタに導入されるのを防止するように設計された、上述の一連の嫌気性バイオリアクタが使用される。通常、溶存酸素量は非常に低く、0.7mg/l未満である。したがって、そのようなバイオリアクタは大気から封鎖されてもよい。
【0014】
多くの、例えば通常2〜6個、より好ましくは3〜6個、適切には5個の嫌気性リアクタの通過後に、そのようにして処理された廃棄物は次に好気性タンクまたは曝気システムに移動され得る。好気性タンクまたは曝気システムは、加圧下でセルに空気を供給する曝気装置または噴流装置に空気ラインが空気または酸素を供給する、1つのセルまたは好気性または通気性の複数のセルを含み得る。通常、曝気装置は拡散で機能し得るが、機械的曝気装置を使用してもよい。曝気装置は、米国特許第5,380,438号に記述されているような栓流構成であってもよいし、完全混合型気構成であってもよいし、代わりに活性スラッジシステムであってもよい。
【0015】
最も好ましくは、曝気システムは、空気が加圧下でタンクに供給される、タンクの底部に多孔分散管を有するタンクから構成され得る。
所望の場合、嫌気性バイオリアクタシステムから通過させた後の廃棄物を、スラッジを始めとする固形成分を除去する分離手順にかけてもよい。これは廃棄物をスクリーンに通過させることにより達成され得る。このスクリーンは、スクリーン内に位置する孔または通路で詰まりや妨害が生じるのを防ぐべく、スクリーンの上か下で洗浄水の作用を受ける。好ましくはBAYLEENフィルタシステムとして知られているフィルタシステムが使用される。
【0016】
ここで図1の添付図面に示されている本発明の好ましい実施形態を参照すると、まず、動物飼養場からの糞便や、グリーストラップ廃棄物のような商業または産業廃棄物が、ローディング室10に送られる。ローディング室10において、廃棄物は導管11、12,13に沿って貯蔵タンク14A,14B,14Cに運ばれ得る。所望の場合、約2000−3000mg/lの低い生物学的酸素要求量(BOD)を有する低強度の有機廃棄物を、導管9を通じて堆肥エリアに送ってもよい。
【0017】
まず廃棄物を、スプーン、ナイフ、ナット、ボルトなどの大きな異物を除去するために、ハイドロサイクロンか遠心分離機(図示しない)に通過させ得る。ローディング室10は、さらに、貯蔵タンク14A,14B,14Cに廃棄物を輸送するための浸軟機ポンプを備えてもよい。
【0018】
各貯蔵タンク14A,14B,14Cは、例えば動物飼養場からの糞便は14Aに、グリーストラップ廃棄物はタンク14Bに、下水廃棄物はタンク14Cに、というように、異なる種類の廃棄物に使用することができる。代わりに、各タンクを、同じ種類の廃棄物や複数の廃棄物の混合物の貯蔵に使用してもよい。
【0019】
適切な時間の間(例えば12〜24時間)保持された後、各タンク14A,14B,14Cからの廃棄物は、バルブV1,V2,V3を各々が備えた別個の導管15,16,17に沿ってポンプP1により圧送される。導管15,16,17から廃棄物を集めた後で、ポンプP1は集めた廃棄物を導管18を通じてバイオリアクタ19に移動させることができる。
【0020】
代わりに、導管15,16,17のそれぞれに、バイオリアクタ19に流体を移動させるための自身のポンプが設けられてもよい。
バイオリアクタ19において、廃棄物は約4.8〜5.5、より適切には5.0のpHで維持され得る。通常、バイオリアクタ19に放出された固形物質の平均乾燥重量は、約3.5〜8.5乾燥重量%であり、より好ましくは4.0乾燥重量%である。
【0021】
廃棄物の処理に関して、液体(つまり大部分が水)中にトリグリセリド小滴のエマルションを廃棄物中に生産するために、陰イオン、陽イオン、両性イオン、または非イオンの界面活性剤の形をした乳化剤を加えてもよい。これはトリグリセリド小滴にリパーゼの作用をより受けやすくする。好ましくは、乳化剤は、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリルエーテル硫酸ナトリウムまたはラウリル硫酸アンモニウムである。より好ましくは、乳化剤は、GARDINOLかまたはTEEPOLの商標で市販されている。しかしながら、セッケン(つまり脂肪酸の金属塩またはアルカノールアミン塩)、アルキルベンゼンスルホン酸塩、C14−16のα−オレフィンスルホン酸塩、またはミリスチルアルコール由来の硫酸アルキルを含めた、他の乳化剤も使用できることが理解されよう。しかしながら、上述のような水中にトリグリセリドエマルションを提供するのに有効な、いかなるタイプの界面活性剤を使用してもよい。
【0022】
バイオリアクタ19に脂肪分解菌を加えることも有用である可能性があり、そのような細菌は豚の糞便、牛の糞便、人の糞便、またはそれらの混合物を含む、動物の糞便から得ることができ、最も好ましくは、0〜7日経った動物から得られた糞便から得ることができる。
【0023】
脂肪分解菌はトリアシルグリセロールまたはトリグリセリドを加水分解して遊離長鎖脂肪酸とグリセリンを生産する。脂肪分解菌の例としては、糞便中に見出だされるベイロネラ(Veillonella )属およびアネロビブリオ(Anerovibrio )属の細菌がある。
【0024】
また、タンパク質の大部分を分岐鎖揮発性脂肪酸とアンモニア窒素に変換するタンパク質分解菌をバイオリアクタ19に加えてもよい。そのような細菌にはバクテロイデス(Bacteroides )、クロストリジア(Clostridia)およびビフィドバクテリウム(Bifidobacterium )が含まれ、糞便中に一般に見出だされる。
【0025】
同様に糞便中に見出だされる糖分解菌は、炭水化物を直鎖揮発性脂肪酸に変換する。糖分解菌にはクロストリジア(Clostridia)、ブチリビブリオ(Butyrivibrio)、ストレプトコッカス(Streptococcus )、バクテロイデス(Bacteroides )およびメガスフェラ エルスデニ(Megasphera elsdenii )が含まれる。
【0026】
糞便は、酸素が豊富な雰囲気中か酸素が欠乏した雰囲気中で活動する通性嫌気性菌もさらに含み、それには例としてエンテロバクテリアカ(Enterobacteriacae )が挙げられる。そのような細菌は発酵液中の酸素を減少させる。
【0027】
糞便は、揮発性脂肪酸を生産する加水分解発酵・酸生成細菌もさらに含む。
そのような揮発性脂肪酸には、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、ヘプタン酸およびオクタン酸が含まれる。イソ酪酸とイソ吉草酸のような分岐揮発性脂肪酸も生産され得る。
【0028】
1000リットルの廃棄物ごとに、通常、5〜100g、より好ましくは30〜45gの湿重量の糞便が、初期接種物としてバイオリアクタ19に加えられる。代わりに、糞便を固形物として加えてもよい。豚の糞便は脂肪分解菌の良好な供給源であると考えられ、牛の糞便はタンパク質分解菌と糖分解菌の良好な供給源である。
【0029】
さらに、N、S、C、PおよびK、ならびにMg、Ca、NaおよびCl−を含む成分を加えてもよい。N、PおよびKの豊富な供給源は、肉粉、血液および骨、尿素および過燐酸塩を始めとする農業肥料である。Nの好ましい供給源は水酸化アンモニウムであり、好ましくは、0.5〜5.0ml/リットル廃棄物がバイオリアクタ19に加えられる。最も好ましくはこれは2ml/リットルである。通常、水酸化アンモニウムは、25%のアンモニア強度を有している。さらに、適切な場合には、米、トウモロコシおよびジャガイモを例とする容易に発酵可能な炭水化物のような炭素源を加えてもよい。糖蜜を使用してもよく、糖蜜の好ましい濃度は2〜12ml/リットル廃棄物であり、好ましくは7ml/リットルである。グリーストラップ廃棄物を処理する時や、曝気した人の下水に由来する活性スラッジ用には、通常糖蜜が使用される。
【0030】
バイオリアクタ19に入る廃棄物流の内容は非常に変化しやすいため、上述の成分を加えるべきかどうかチェックするためにモニタされるべきであることを強調しておく。
【0031】
廃棄物をバイオリアクタ19に24時間の間保持した後、上述のように嫌気的発酵を起こさせるために、廃棄物がライン20を通じてバイオリアクタ21に移される。廃棄物がバイオリアクタ21内にあるとき、適切には工業レベルの強度の硫酸である、酸がバイオリアクタ21に加えられ得る。これはpHを約4.0〜4.7に、より適切には4.3に低下させ、廃棄物中の病原菌を殺す際の上述の遊離VFAの作用を促進する。このpHは少なくとも24時間の間維持される。好ましくは、廃棄物1リットル当たり1〜10mlの酸が加えられ、より好ましくはこれは5ml/リットルである。通常、酸は工業グレード(つまり50%強度)である。
【0032】
その後、廃棄物はライン22を通じてバイオリアクタ23に移され、グリーストラップの場合にはNaOH、KOHまたは他の適切な塩基の追加により、廃棄物のpHは6.0〜8.0に調節される。通常、廃棄物1リットル当たり5〜25mlの塩基が加えられ、より好ましくはこれは10ml/リットルである。塩基は通常40%のwt/vの強度である。このようなpHの上昇は、それが廃棄物流中に存在するリパーゼの活性を促進するという点で重要であり、かくしてトリグリセリドまたはトリアシルグリセロールはグリセリンと、オレイン酸、パルミチン酸、アコニット酸またはラウリン酸のような長鎖脂肪酸とに変換される。
【0033】
グリーストラップではない廃棄物の場合、バイオリアクタ23,25,27のpHは5.8−6.4の間に維持され得る。
必要な場合、バイオリアクタ23内の廃棄物にも糞便を加えてもよく、これは好ましくは新生仔(0〜7日)豚の糞便のような生理活性のある糞便である。バイオリアクタ19への糞便の追加に関して上述したのと同様の濃度を加えることができる。
【0034】
次に廃棄物は、バイオリアクタ23からライン24を通ってバイオリアクタ25に、最後にはライン26を通ってバイオリアクタ27に移され得る。5個のバイオリアクタ(つまり19,21,23,25,27)の使用は、トリグリセリドの触媒作用における脂肪分解菌の作用を最大限にするのに十分な期間を提供するため好ましい。したがって、この目的を達成するために、各バイオリアクタでの滞留時間は好ましくは24時間である。
【0035】
発酵の終わりに、未消化の固形物を含む発酵済み廃棄物は、曝気容器31,33,35に移される。しかしながら、複数の曝気容器が例示されているものの、本発明に関連しては1個の曝気容器のみを利用してもよいことを強調しておく。曝気容器では、VFAの存在下でNとPを除去するためにアシネトバクター(Ac inetobacter )種のような好気性細菌を加えることができる。揮発性脂肪酸や長鎖脂肪酸を二酸化炭素と水に酸化するために、窒素や他の元素のような適切な栄養素を、上述したように同じ濃度でさらに曝気容器に加えてもよい。曝気の合計時間は2〜5日、より好ましくは5日である。
【0036】
発酵済み廃棄物はライン28に沿ってフィルタ29に移されてから、ろ過された廃棄物がライン30を通じて曝気容器31に入る。フィルター29は好ましくは上述のBAYLEENフィルタとして知られているフィルタであり、これはスクリーンの基部で固形物を最終的に集めるように細かい霧がスクリーンの下で固形物を洗浄する、約20〜200μmの孔を有するステンレス鋼フィルタの形をしている。ろ液がこの孔を通過する。このフィルタでは、スクリーン上に向けて下方にかつ孔が詰まるのを防ぐために上方に水の噴流が適用される。そのようなフィルタが、本明細書に引用によりその全体が組み込まれるPCT国際出願国際公開第WO98/23357号に記述されている。
【0037】
代わりに、ネジプレスフィルタが使用されてもよく、放物線状のステンレス鋼スクリーンが使用されてもよい。
代わりに、曝気廃棄物が曝気容器31,33,35を通過し、ライン32,34,36を通過した後、廃棄物が曝気容器35を通過した後で、そのような曝気廃棄物がフィルタ29Aの作用を受けてもよい。この代替例は、ろ過が曝気に先立って起こる場合はかなりの量のVFAと長鎖脂肪酸が分離された固形物に付着する恐れがあるため、フィルタ29の使用よりも望ましい。これは、処理用のより活性の強いスラッジと、曝気容器31,33,35により酸化されるより薄い残分溶液とを提供し得る。
【0038】
固形物は、フィルタ29または29Aからライン29Bを通じて堆肥エリア29Cに送られるか、または処理プラントから送られ得る。
曝気の終わりに、未処理廃棄物中の乾燥重量固形物は約70%だけ減小され、未処理廃棄物の生物学的酸素要求量(BOD)は約90%だけ減小される。
【0039】
ライン36を通じて液体貯蔵タンク37に通過させた後、ライン38を通じてタンク39に通過させる前の一定期間、曝気された液体は貯蔵タンク37に保持され得る。その後、曝気された液体は、ライン40,41を通じて適宜湿地または貯留池に送られ得る。各ライン40,41にはバルブV4,V5が設けられる。
【0040】
図1では、ライン40,41がタンク37から延びた状態で示されており、これは1個の貯蔵タンクのみを使用する場合には適切である。しかしながら、タンク39を使用する場合、ライン40,41はタンク37ではなくこのタンクに接続してもよい。
【0041】
貯蔵タンク14A,14B,14Cに関して、これらは45,000リットル容量の地上プラスチックタンクであり、20〜40℃の温度に維持され得る。
流入廃棄物は2〜5mmの粒径範囲の固形物であり得る。pHは5.8〜6.4であってよく、グリーストラップ廃棄物の場合には5.3〜5.8であってよい。流入廃棄物の温度は20〜30℃であり、約73.5l/時間の設計流を有し得る。
【0042】
各バイオリアクタ19,21,23,25,27は、PCT国際出願国際公開第95/25071号に記述されているのと同じ構造であってよく、従って図1には概略形式でのみ示している。各バイオリアクタの温度は37℃の温度に維持され得る。
【0043】
実施例
表1に示されるように4つのサンプルの流動を行なった。流入廃棄物の重量/体積は、5.46%w/v、5.76%w/v、5.27%w/vおよび5.44%w/vであった。バイオリアクタ27ではこれらの量は3.54%、3.56%、3.54%および3.77%まで減少した。曝気タンク35の場合にはこれらの量は示されるように1.6〜1.9%に減少した。バイオリアクタ19と最後の曝気装置の生物学的酸素要求量(BOD)に関する結果が示されており、最後の曝気装置でのスラッジと水の生物学的酸素要求量(BOD)の結果も与えられている。第1の曝気装置、第2の曝気装置および最後の曝気装置に対する揮発性脂肪酸(VFA)の量がミリモルで示されている。第1の曝気装置、第2の曝気装置および最後の曝気装置に対する化学的酸素要求量(COD)値もさらに提供される。
【0044】
未処理廃棄物の平均CODおよびBODは52500mg/lおよび23865mg/lであった。これらの値は廃棄物処理の終わりには16100mg/lおよび2925mg/lまでそれぞれ減少した。未処理スラッジのBODは119325であり、これは13675まで減少した。最終曝気水のBODは530であった。
【0045】
発酵の終わりに、固形物の乾燥重量%に対する発酵廃棄物の平均結果は3.96であったが、これは曝気後に1.785まで減少した。未処理廃棄物中の脂肪の量は全固形物の53%であり、このパーセンテージは発酵段階の終わりには33%に、曝気段階の終わりには5%に減少した。未処理廃棄物の固形物の実際のグラム重量は2.47であり、これは発酵段階の終わりには1.85に、曝気段階の終わりには0.85に減少した。脂肪含有量に関しては、未処理生スラッジでは1.32gであり、これは発酵段階の終わりには0.6/gに、曝気段階の終わりには0.04g減少した。未処理スラッジのCOD対BODの比は2.2:1であり、曝気後にはこの比は5.4:1であった。
【0046】
図2〜5にこれらの結果をグラフで示す。
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施形態を示す略図。
【図2】処理後グリーストラップ廃棄物の構成成分のBOD。
【図3】未処理スラッジと処理後スラッジのBODの比較(平均90%減小)。
【図4】処理中の廃棄物中の脂肪の減小(平均90%減小)。
【図5】処理中のグリーストラップ廃棄物の固形物の乾燥重量の減小(平均70%減小)。
本発明は、糞便、下水、および家庭廃棄物を例とする生物学的廃棄物、ならびにグリーストラップ廃棄物を含む商業および産業廃棄物を含む、廃棄物の処理に適した廃棄物処理プロセスおよびプラントに関する。
【0002】
以下の工程から成る汚水処理プラントおよびプロセスについて言及しているPCT国際出願国際公開第WO95/25071号を参照することができる:
(i)不溶性成分を含む廃棄物を直列に並んだ複数のバイオリアクタを備えたバイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持する工程;
(ii)処理された廃棄物中の病原菌の除去用の遊離揮発性脂肪酸を生成するために、pHを4.5より低い値に低下させるべく、処理された廃棄物をバイオリアクタシステムから1または複数の酸性化タンクへと移動させる工程;および
(iii)工程(ii)の前か後に、不溶性成分を分離する工程。
【0003】
バイオリアクタシステム内での廃棄物の処理後に遊離揮発性脂肪酸(VFA)による病原菌除去を促進するために、1または複数の酸性化タンクに処理された廃棄物を移動させることは、PCT国際出願国際公開第WO95/25071号に開示されている本発明の本質的特徴である。
【0004】
しかしながら、期せずして、グリーストラップを含むある廃棄物に関しては、病原菌の処分または除去に際して、廃棄物をバイオリアクタシステムに通過されている時に少なくとも24時間、廃棄物のpHを4.9より低い値に維持することがより効率的であることが現在分かっている。これは、PCT国際出願国際公開第WO95/25071号のプロセスの工程(ii)をなくすことができる廃棄物処理の有効なプロセスを行い、それにより廃棄物処理のより単純で経済的なプロセスを生じさせ得ることを意味している。
【0005】
したがって、本発明は、次の工程から成る廃棄物処理のプロセスを提供する:
(a)不溶性成分を含む廃棄物を直列に並んだ複数のバイオリアクタを備えた嫌気性バイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持し、それにより廃棄物のpHを少なくとも24時間の間4.9未満に維持する工程;
(b)工程(a)の後に廃棄物を曝気する工程;および
(c)工程(b)の前か後に廃棄物から不溶性成分を取り除く工程;から成る廃棄物処理のプロセス。
【0006】
廃棄物は通常、ほとんどの状況で約5.3〜5.8のpHを有するため、バイオリアクタシステムに供給されるに先立って、または嫌気性バイオリアクタシステムに通過させる時に、pH低下工程を受ける必要がある。より好ましくは、pH低下工程は廃棄物がバイオリアクタシステムを通過している時に起こる。しかしながら、状況によっては、廃棄物の性質のために、バイオリアクタシステムに供給されるに先立って、pH低下工程が必要でないことが理解されよう。しかしながらそのようなことは比較的稀である。いかなる場合も、廃棄物が嫌気性バイオリアクタシステムを通過している時に廃棄物のpHはモニタされることが理解されよう。
【0007】
通常、pH低下工程は、塩酸、硫酸または硝酸のような強い無機酸の追加を含む。しかしながらこれによってリン酸、過塩素酸、または同じ効果を達成する強い有機酸のような他の酸の使用が排除されるわけではない。
【0008】
バイオリアクタシステムは、その内容全体が引用により本明細書に組み込まれるPCT国際出願国際公開第WO95/25071号に記述されているような複数のバイオリアクタを備える。
【0009】
しかしながら、PCT国際出願国際公開第WO95/25071号の場合と同様に、廃棄物を1つのバイオリアクタから別のバイオリアクタへと移動させるべく廃棄物を圧送する必要なく1つのバイオリアクタから隣接するバイオリアクタまで速く効率的に廃棄物または流出液を移動させるために、各バイオリアクタを排水管により相互接続することができる。適切には、固形粒子が懸濁状態で維持されるように、各バイオリアクタには、各バイオリアクタの内容物をスラリーまたは懸濁物の形で維持する振動手段が設けられる。
【0010】
さらに、各バイオリアクタの内容物は加熱手段も受け得る。加熱手段は、1つの形式では、各バイオリアクタの中へおよび各バイオリアクタから外へ蒸気を通過させることにより提供される。しかしながら、電気加熱のような加熱手段の他の形式を採用してもよい。各バイオリアクタ内の温度は適切にサーモスタット制御された手段により、25〜40℃、より適切には30〜40℃に維持されることが好ましい。
【0011】
第1のバイオリアクタのpHは、4.8〜5.5の間、より好ましくは約5.0に維持されることが好ましい。第2のバイオリアクタのpHは、3.6〜4.9の間、より好ましくは4.0〜4.7の間、最も好ましくは約4.3に適切に維持される。各バイオリアクタでの保持時間は12〜48時間であることが好ましく、より適切には24時間である。
【0012】
本発明のプロセスを受ける廃棄物には、人間または動物の糞便、そして好ましくはリグノセルロースを含む家畜飼料の成分を含み得る家畜飼養場からの糞便が含まれ得る。実際、本発明のプロセスは、炭水化物やタンパク質のような複雑な巨大分子を8個かそれより少ない炭素原子から成る短鎖有機酸に分解する最初の嫌気的発酵工程を必要とする廃棄物の処理において、非常に効率的である。さらに、脂質のような複雑な巨大分子も、9個かそれより多い炭素原子から成る長鎖有機酸とグリセリンに分解され得る。この発酵工程は、通常、二酸化炭素と水に容易に代謝され得る揮発性脂肪酸や長鎖脂肪酸のような有機酸を生産できる、酸生成発酵菌および脂肪分解菌の存在下で起こる。
【0013】
最初の嫌気的発酵工程では、酸素または空気が各バイオリアクタに導入されるのを防止するように設計された、上述の一連の嫌気性バイオリアクタが使用される。通常、溶存酸素量は非常に低く、0.7mg/l未満である。したがって、そのようなバイオリアクタは大気から封鎖されてもよい。
【0014】
多くの、例えば通常2〜6個、より好ましくは3〜6個、適切には5個の嫌気性リアクタの通過後に、そのようにして処理された廃棄物は次に好気性タンクまたは曝気システムに移動され得る。好気性タンクまたは曝気システムは、加圧下でセルに空気を供給する曝気装置または噴流装置に空気ラインが空気または酸素を供給する、1つのセルまたは好気性または通気性の複数のセルを含み得る。通常、曝気装置は拡散で機能し得るが、機械的曝気装置を使用してもよい。曝気装置は、米国特許第5,380,438号に記述されているような栓流構成であってもよいし、完全混合型気構成であってもよいし、代わりに活性スラッジシステムであってもよい。
【0015】
最も好ましくは、曝気システムは、空気が加圧下でタンクに供給される、タンクの底部に多孔分散管を有するタンクから構成され得る。
所望の場合、嫌気性バイオリアクタシステムから通過させた後の廃棄物を、スラッジを始めとする固形成分を除去する分離手順にかけてもよい。これは廃棄物をスクリーンに通過させることにより達成され得る。このスクリーンは、スクリーン内に位置する孔または通路で詰まりや妨害が生じるのを防ぐべく、スクリーンの上か下で洗浄水の作用を受ける。好ましくはBAYLEENフィルタシステムとして知られているフィルタシステムが使用される。
【0016】
ここで図1の添付図面に示されている本発明の好ましい実施形態を参照すると、まず、動物飼養場からの糞便や、グリーストラップ廃棄物のような商業または産業廃棄物が、ローディング室10に送られる。ローディング室10において、廃棄物は導管11、12,13に沿って貯蔵タンク14A,14B,14Cに運ばれ得る。所望の場合、約2000−3000mg/lの低い生物学的酸素要求量(BOD)を有する低強度の有機廃棄物を、導管9を通じて堆肥エリアに送ってもよい。
【0017】
まず廃棄物を、スプーン、ナイフ、ナット、ボルトなどの大きな異物を除去するために、ハイドロサイクロンか遠心分離機(図示しない)に通過させ得る。ローディング室10は、さらに、貯蔵タンク14A,14B,14Cに廃棄物を輸送するための浸軟機ポンプを備えてもよい。
【0018】
各貯蔵タンク14A,14B,14Cは、例えば動物飼養場からの糞便は14Aに、グリーストラップ廃棄物はタンク14Bに、下水廃棄物はタンク14Cに、というように、異なる種類の廃棄物に使用することができる。代わりに、各タンクを、同じ種類の廃棄物や複数の廃棄物の混合物の貯蔵に使用してもよい。
【0019】
適切な時間の間(例えば12〜24時間)保持された後、各タンク14A,14B,14Cからの廃棄物は、バルブV1,V2,V3を各々が備えた別個の導管15,16,17に沿ってポンプP1により圧送される。導管15,16,17から廃棄物を集めた後で、ポンプP1は集めた廃棄物を導管18を通じてバイオリアクタ19に移動させることができる。
【0020】
代わりに、導管15,16,17のそれぞれに、バイオリアクタ19に流体を移動させるための自身のポンプが設けられてもよい。
バイオリアクタ19において、廃棄物は約4.8〜5.5、より適切には5.0のpHで維持され得る。通常、バイオリアクタ19に放出された固形物質の平均乾燥重量は、約3.5〜8.5乾燥重量%であり、より好ましくは4.0乾燥重量%である。
【0021】
廃棄物の処理に関して、液体(つまり大部分が水)中にトリグリセリド小滴のエマルションを廃棄物中に生産するために、陰イオン、陽イオン、両性イオン、または非イオンの界面活性剤の形をした乳化剤を加えてもよい。これはトリグリセリド小滴にリパーゼの作用をより受けやすくする。好ましくは、乳化剤は、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリルエーテル硫酸ナトリウムまたはラウリル硫酸アンモニウムである。より好ましくは、乳化剤は、GARDINOLかまたはTEEPOLの商標で市販されている。しかしながら、セッケン(つまり脂肪酸の金属塩またはアルカノールアミン塩)、アルキルベンゼンスルホン酸塩、C14−16のα−オレフィンスルホン酸塩、またはミリスチルアルコール由来の硫酸アルキルを含めた、他の乳化剤も使用できることが理解されよう。しかしながら、上述のような水中にトリグリセリドエマルションを提供するのに有効な、いかなるタイプの界面活性剤を使用してもよい。
【0022】
バイオリアクタ19に脂肪分解菌を加えることも有用である可能性があり、そのような細菌は豚の糞便、牛の糞便、人の糞便、またはそれらの混合物を含む、動物の糞便から得ることができ、最も好ましくは、0〜7日経った動物から得られた糞便から得ることができる。
【0023】
脂肪分解菌はトリアシルグリセロールまたはトリグリセリドを加水分解して遊離長鎖脂肪酸とグリセリンを生産する。脂肪分解菌の例としては、糞便中に見出だされるベイロネラ(Veillonella )属およびアネロビブリオ(Anerovibrio )属の細菌がある。
【0024】
また、タンパク質の大部分を分岐鎖揮発性脂肪酸とアンモニア窒素に変換するタンパク質分解菌をバイオリアクタ19に加えてもよい。そのような細菌にはバクテロイデス(Bacteroides )、クロストリジア(Clostridia)およびビフィドバクテリウム(Bifidobacterium )が含まれ、糞便中に一般に見出だされる。
【0025】
同様に糞便中に見出だされる糖分解菌は、炭水化物を直鎖揮発性脂肪酸に変換する。糖分解菌にはクロストリジア(Clostridia)、ブチリビブリオ(Butyrivibrio)、ストレプトコッカス(Streptococcus )、バクテロイデス(Bacteroides )およびメガスフェラ エルスデニ(Megasphera elsdenii )が含まれる。
【0026】
糞便は、酸素が豊富な雰囲気中か酸素が欠乏した雰囲気中で活動する通性嫌気性菌もさらに含み、それには例としてエンテロバクテリアカ(Enterobacteriacae )が挙げられる。そのような細菌は発酵液中の酸素を減少させる。
【0027】
糞便は、揮発性脂肪酸を生産する加水分解発酵・酸生成細菌もさらに含む。
そのような揮発性脂肪酸には、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、ヘプタン酸およびオクタン酸が含まれる。イソ酪酸とイソ吉草酸のような分岐揮発性脂肪酸も生産され得る。
【0028】
1000リットルの廃棄物ごとに、通常、5〜100g、より好ましくは30〜45gの湿重量の糞便が、初期接種物としてバイオリアクタ19に加えられる。代わりに、糞便を固形物として加えてもよい。豚の糞便は脂肪分解菌の良好な供給源であると考えられ、牛の糞便はタンパク質分解菌と糖分解菌の良好な供給源である。
【0029】
さらに、N、S、C、PおよびK、ならびにMg、Ca、NaおよびCl−を含む成分を加えてもよい。N、PおよびKの豊富な供給源は、肉粉、血液および骨、尿素および過燐酸塩を始めとする農業肥料である。Nの好ましい供給源は水酸化アンモニウムであり、好ましくは、0.5〜5.0ml/リットル廃棄物がバイオリアクタ19に加えられる。最も好ましくはこれは2ml/リットルである。通常、水酸化アンモニウムは、25%のアンモニア強度を有している。さらに、適切な場合には、米、トウモロコシおよびジャガイモを例とする容易に発酵可能な炭水化物のような炭素源を加えてもよい。糖蜜を使用してもよく、糖蜜の好ましい濃度は2〜12ml/リットル廃棄物であり、好ましくは7ml/リットルである。グリーストラップ廃棄物を処理する時や、曝気した人の下水に由来する活性スラッジ用には、通常糖蜜が使用される。
【0030】
バイオリアクタ19に入る廃棄物流の内容は非常に変化しやすいため、上述の成分を加えるべきかどうかチェックするためにモニタされるべきであることを強調しておく。
【0031】
廃棄物をバイオリアクタ19に24時間の間保持した後、上述のように嫌気的発酵を起こさせるために、廃棄物がライン20を通じてバイオリアクタ21に移される。廃棄物がバイオリアクタ21内にあるとき、適切には工業レベルの強度の硫酸である、酸がバイオリアクタ21に加えられ得る。これはpHを約4.0〜4.7に、より適切には4.3に低下させ、廃棄物中の病原菌を殺す際の上述の遊離VFAの作用を促進する。このpHは少なくとも24時間の間維持される。好ましくは、廃棄物1リットル当たり1〜10mlの酸が加えられ、より好ましくはこれは5ml/リットルである。通常、酸は工業グレード(つまり50%強度)である。
【0032】
その後、廃棄物はライン22を通じてバイオリアクタ23に移され、グリーストラップの場合にはNaOH、KOHまたは他の適切な塩基の追加により、廃棄物のpHは6.0〜8.0に調節される。通常、廃棄物1リットル当たり5〜25mlの塩基が加えられ、より好ましくはこれは10ml/リットルである。塩基は通常40%のwt/vの強度である。このようなpHの上昇は、それが廃棄物流中に存在するリパーゼの活性を促進するという点で重要であり、かくしてトリグリセリドまたはトリアシルグリセロールはグリセリンと、オレイン酸、パルミチン酸、アコニット酸またはラウリン酸のような長鎖脂肪酸とに変換される。
【0033】
グリーストラップではない廃棄物の場合、バイオリアクタ23,25,27のpHは5.8−6.4の間に維持され得る。
必要な場合、バイオリアクタ23内の廃棄物にも糞便を加えてもよく、これは好ましくは新生仔(0〜7日)豚の糞便のような生理活性のある糞便である。バイオリアクタ19への糞便の追加に関して上述したのと同様の濃度を加えることができる。
【0034】
次に廃棄物は、バイオリアクタ23からライン24を通ってバイオリアクタ25に、最後にはライン26を通ってバイオリアクタ27に移され得る。5個のバイオリアクタ(つまり19,21,23,25,27)の使用は、トリグリセリドの触媒作用における脂肪分解菌の作用を最大限にするのに十分な期間を提供するため好ましい。したがって、この目的を達成するために、各バイオリアクタでの滞留時間は好ましくは24時間である。
【0035】
発酵の終わりに、未消化の固形物を含む発酵済み廃棄物は、曝気容器31,33,35に移される。しかしながら、複数の曝気容器が例示されているものの、本発明に関連しては1個の曝気容器のみを利用してもよいことを強調しておく。曝気容器では、VFAの存在下でNとPを除去するためにアシネトバクター(Ac inetobacter )種のような好気性細菌を加えることができる。揮発性脂肪酸や長鎖脂肪酸を二酸化炭素と水に酸化するために、窒素や他の元素のような適切な栄養素を、上述したように同じ濃度でさらに曝気容器に加えてもよい。曝気の合計時間は2〜5日、より好ましくは5日である。
【0036】
発酵済み廃棄物はライン28に沿ってフィルタ29に移されてから、ろ過された廃棄物がライン30を通じて曝気容器31に入る。フィルター29は好ましくは上述のBAYLEENフィルタとして知られているフィルタであり、これはスクリーンの基部で固形物を最終的に集めるように細かい霧がスクリーンの下で固形物を洗浄する、約20〜200μmの孔を有するステンレス鋼フィルタの形をしている。ろ液がこの孔を通過する。このフィルタでは、スクリーン上に向けて下方にかつ孔が詰まるのを防ぐために上方に水の噴流が適用される。そのようなフィルタが、本明細書に引用によりその全体が組み込まれるPCT国際出願国際公開第WO98/23357号に記述されている。
【0037】
代わりに、ネジプレスフィルタが使用されてもよく、放物線状のステンレス鋼スクリーンが使用されてもよい。
代わりに、曝気廃棄物が曝気容器31,33,35を通過し、ライン32,34,36を通過した後、廃棄物が曝気容器35を通過した後で、そのような曝気廃棄物がフィルタ29Aの作用を受けてもよい。この代替例は、ろ過が曝気に先立って起こる場合はかなりの量のVFAと長鎖脂肪酸が分離された固形物に付着する恐れがあるため、フィルタ29の使用よりも望ましい。これは、処理用のより活性の強いスラッジと、曝気容器31,33,35により酸化されるより薄い残分溶液とを提供し得る。
【0038】
固形物は、フィルタ29または29Aからライン29Bを通じて堆肥エリア29Cに送られるか、または処理プラントから送られ得る。
曝気の終わりに、未処理廃棄物中の乾燥重量固形物は約70%だけ減小され、未処理廃棄物の生物学的酸素要求量(BOD)は約90%だけ減小される。
【0039】
ライン36を通じて液体貯蔵タンク37に通過させた後、ライン38を通じてタンク39に通過させる前の一定期間、曝気された液体は貯蔵タンク37に保持され得る。その後、曝気された液体は、ライン40,41を通じて適宜湿地または貯留池に送られ得る。各ライン40,41にはバルブV4,V5が設けられる。
【0040】
図1では、ライン40,41がタンク37から延びた状態で示されており、これは1個の貯蔵タンクのみを使用する場合には適切である。しかしながら、タンク39を使用する場合、ライン40,41はタンク37ではなくこのタンクに接続してもよい。
【0041】
貯蔵タンク14A,14B,14Cに関して、これらは45,000リットル容量の地上プラスチックタンクであり、20〜40℃の温度に維持され得る。
流入廃棄物は2〜5mmの粒径範囲の固形物であり得る。pHは5.8〜6.4であってよく、グリーストラップ廃棄物の場合には5.3〜5.8であってよい。流入廃棄物の温度は20〜30℃であり、約73.5l/時間の設計流を有し得る。
【0042】
各バイオリアクタ19,21,23,25,27は、PCT国際出願国際公開第95/25071号に記述されているのと同じ構造であってよく、従って図1には概略形式でのみ示している。各バイオリアクタの温度は37℃の温度に維持され得る。
【0043】
実施例
表1に示されるように4つのサンプルの流動を行なった。流入廃棄物の重量/体積は、5.46%w/v、5.76%w/v、5.27%w/vおよび5.44%w/vであった。バイオリアクタ27ではこれらの量は3.54%、3.56%、3.54%および3.77%まで減少した。曝気タンク35の場合にはこれらの量は示されるように1.6〜1.9%に減少した。バイオリアクタ19と最後の曝気装置の生物学的酸素要求量(BOD)に関する結果が示されており、最後の曝気装置でのスラッジと水の生物学的酸素要求量(BOD)の結果も与えられている。第1の曝気装置、第2の曝気装置および最後の曝気装置に対する揮発性脂肪酸(VFA)の量がミリモルで示されている。第1の曝気装置、第2の曝気装置および最後の曝気装置に対する化学的酸素要求量(COD)値もさらに提供される。
【0044】
未処理廃棄物の平均CODおよびBODは52500mg/lおよび23865mg/lであった。これらの値は廃棄物処理の終わりには16100mg/lおよび2925mg/lまでそれぞれ減少した。未処理スラッジのBODは119325であり、これは13675まで減少した。最終曝気水のBODは530であった。
【0045】
発酵の終わりに、固形物の乾燥重量%に対する発酵廃棄物の平均結果は3.96であったが、これは曝気後に1.785まで減少した。未処理廃棄物中の脂肪の量は全固形物の53%であり、このパーセンテージは発酵段階の終わりには33%に、曝気段階の終わりには5%に減少した。未処理廃棄物の固形物の実際のグラム重量は2.47であり、これは発酵段階の終わりには1.85に、曝気段階の終わりには0.85に減少した。脂肪含有量に関しては、未処理生スラッジでは1.32gであり、これは発酵段階の終わりには0.6/gに、曝気段階の終わりには0.04g減少した。未処理スラッジのCOD対BODの比は2.2:1であり、曝気後にはこの比は5.4:1であった。
【0046】
図2〜5にこれらの結果をグラフで示す。
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施形態を示す略図。
【図2】処理後グリーストラップ廃棄物の構成成分のBOD。
【図3】未処理スラッジと処理後スラッジのBODの比較(平均90%減小)。
【図4】処理中の廃棄物中の脂肪の減小(平均90%減小)。
【図5】処理中のグリーストラップ廃棄物の固形物の乾燥重量の減小(平均70%減小)。
Claims (46)
- (a)不溶性成分を含む廃棄物を直列に並んだ複数のバイオリアクタを備えた嫌気性バイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持し、それにより廃棄物のpHを少なくとも24時間の間4.9未満に維持する工程;
(b)工程(a)の後に廃棄物を曝気する工程;および
(c)工程(b)の前か後に廃棄物から不溶性成分を取り除く工程;から成る廃棄物処理のプロセス。 - 廃棄物のpHを工程(a)の間モニタし、pH低下工程が廃棄物が前記バイオリアクタシステムを通過している時に起こる、請求項1に記載のプロセス。
- 廃棄物のpHを工程(a)の間モニタし、少なくとも24時間の間4.9未満にpHが維持されている時にはpH低下工程が必要ではない、請求項1に記載のプロセス。
- pH低下工程が工程(a)より先に起こる、請求項3に記載のプロセス。
- pH低下工程は、廃棄物への塩酸、硫酸または硝酸から選択された強い無機酸の追加を含む、請求項2または4に記載のプロセス。
- 前記バイオリアクタシステムの各バイオリアクタは、廃棄物を1つのバイオリアクタから隣接するバイオリアクタへと移動させるために、排出管により相互接続されている、請求項1〜5のいずれかに記載のプロセス。
- 各バイオリアクタは廃棄物を懸濁物として維持するために廃棄物を振動させる、請求項6に記載のプロセス。
- 各バイオリアクタが25〜40℃の間で加熱される、請求項6または7に記載のプロセス。
- 各バイオリアクタが30〜40℃の間で加熱されると共に、サーモスタット制御される、請求項8に記載のプロセス。
- 第1のバイオリアクタのpHが4.8〜5.5の間に維持される、請求項1〜9のいずれかに記載のプロセス。
- 第2のバイオリアクタのpHが3.6〜4.9の間に維持される、請求項10に記載のプロセス。
- 第1のバイオリアクタのpHが5.0に維持される、請求項10に記載のプロセス。
- 第2のバイオリアクタのpHが4.0〜4.7の間に維持される、請求項11に記載のプロセス。
- 第2のバイオリアクタのpHが4.3に維持される、請求項13に記載のプロセス。
- 廃棄物が各バイオリアクタ中で12〜48時間保持される、請求項1〜14のいずれかに記載のプロセス。
- 廃棄物が各バイオリアクタ中で24時間保持される、請求項15に記載のプロセス。
- 各バイオリアクタにおける溶存酸素量は0.7mg/l未満である、請求項1〜16のいずれかに記載のプロセス。
- 2〜6個のバイオリアクタが存在する、請求項1〜17のいずれかに記載のプロセス。
- 5個のバイオリアクタが存在する、請求項18に記載のプロセス。
- 曝気工程(b)が、空気が加圧下でタンクに供給される水中用多孔分散管を有するタンクの中で起こる、請求項1〜19のいずれかに記載のプロセス。
- 工程(c)が工程(b)の前に起こる、請求項1〜20のいずれかに記載のプロセス。
- 工程(c)が工程(b)の後に起こる、請求項1〜20のいずれかに記載のプロセス。
- 廃棄物を、フィルタスクリーンの上か下で洗浄水の作用を受けるフィルタスクリーンに通過させる、請求項21または22に記載のプロセス。
- バイオリアクタシステムに放出される廃棄物の平均乾燥重量が3.5〜8.5の乾燥重量%になる、請求項1〜23のいずれかに記載のプロセス。
- 廃棄物の乾燥重量は4.0%である、請求項24に記載のプロセス。
- 実質的に液体形式のトリグリセリド小滴のエマルションを廃棄物中に生産するために、バイオリアクタシステム内の廃棄物に乳化剤を加える、1〜25のいずれかに記載のプロセス。
- トリアシルグリセロールまたはトリグリセリドを加水分解して長鎖脂肪酸とグリセリンを生産するために、脂肪分解細菌をバイオリアクタシステム内の廃棄物に加える、1〜26のいずれかに記載のプロセス。
- バイオリアクタシステム内の廃棄物にタンパク質分解菌を加える、請求項1〜27のいずれかに記載のプロセス。
- バイオリアクタシステム内の廃棄物に糖分解菌を加える、請求項1〜28のいずれかに記載のプロセス。
- バイオリアクタシステム内の廃棄物に糞便を加える、請求項1〜29のいずれかに記載のプロセス。
- バイオリアクタシステム内の廃棄物に、各1000リットルの廃棄物当たり5〜100g湿重量の糞便を加える、請求項30に記載のプロセス。
- 廃棄物に、各1000リットルの廃棄物当たり30〜45g湿重量の糞便を加える、請求項31に記載のプロセス。
- 廃棄物に固形形式の糞便を加える、請求項30に記載のプロセス。
- バイオリアクタシステム内の廃棄物にN、S、C、P、K、Mg、Ca、NaおよびCl−を含む成分を加える、請求項1〜33のいずれかに記載のプロセス。
- バイオリアクタシステム内の廃棄物に農業肥料を加える、請求項1〜34のいずれかに記載のプロセス。
- バイオリアクタシステムに0.5〜5.0ml/リットル廃棄物の水酸化アンモニウムを加える、請求項1〜35のいずれかに記載のプロセス。
- バイオリアクタシステムに2.0ml/リットルの水酸化アンモニウムを加える、請求項36に記載のプロセス。
- バイオリアクタシステム内の廃棄物に、容易に発酵可能な炭水化物を加える、請求項1〜37のいずれかに記載のプロセス。
- バイオリアクタシステムに2〜12ml/リットル廃棄物の糖蜜を加える、請求項38に記載のプロセス。
- バイオリアクタシステムに7ml/リットル廃棄物の糖蜜を加える、請求項39に記載のプロセス。
- (バイオリアクタシステムに、廃棄物1リットル当たり1〜10mlの無機酸を加える、請求項5〜40のいずれかに記載のプロセス。
- 酸の追加後に、廃棄物のpHを7.0〜8.0に上げるためにバイオリアクタシステムに廃棄物1リットル当たり5〜25mlの塩基を加える、請求項41に記載のプロセス。
- バイオリアクタシステムに廃棄物1リットル当たり10mlの塩基を加える、請求項42に記載のプロセス。
- バイオリアクタシステムに第2の糞便の注入を加える、請求項30に記載のプロセス。
- 曝気工程(b)において、揮発性脂肪酸の二酸化炭素と水への酸化を促進するために、曝気容器に、窒素および他の元素を含む栄養素を加える、請求項1〜44のいずれかに記載のプロセス。
- (a)不溶性成分を含む廃棄物を直列に並んだ複数のバイオリアクタを備えた嫌気性バイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持し、それにより廃棄物のpHを少なくとも24時間の間4.9未満に維持する工程;
(b)バイオリアクタシステム内の廃棄物に、糞便を始めとするリパーゼ供給源を加える工程;
(c)バイオリアクタシステム内の廃棄物のpHを6.0〜8.0の値に上げる工程;
(d)工程(c)の後に廃棄物を曝気する工程;および
(e)工程(d)の前か後に、廃棄物から不溶性成分を取り除く工程;から成るグリーストラップ廃棄物の処理のプロセス。
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