JP2005087977A - Organic waste treatment method and organic waste treatment system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機性廃棄物処理方法および有機性廃棄物処理システムに関し、より詳しくは、有機性廃棄物のメタン発酵処理で生成する発酵残液からペレットを回収可能な、有機性廃棄物の処理方法および処理システムに関する。 The present invention relates to an organic waste treatment method and an organic waste treatment system, and more particularly, treatment of organic waste capable of recovering pellets from a fermentation residue produced by methane fermentation treatment of organic waste. It relates to a method and a processing system.
畜産廃棄物や生ごみなどの有機性廃棄物のメタン発酵処理(嫌気性消化)は、バイオガス(嫌気性微生物の代謝により産生されるメタンを主成分とするガス。)を回収し、リサイクルエネルギーとして活用できることから、風力発電、太陽光発電などと並び、再生可能なエネルギー資源の一つに位置付けられ今後の普及が期待されている。 Methane fermentation treatment (anaerobic digestion) of organic waste such as livestock waste and food waste collects biogas (a gas mainly composed of methane produced by metabolism of anaerobic microorganisms) and recycles energy. Therefore, it is positioned as one of the renewable energy resources along with wind power generation and solar power generation.
メタン発酵とそれによって生成するバイオガスを利用するシステムについては、システムの全体的なエネルギーの利用効率を改善する目的で燃料電池などの発電装置によって生成する熱量をメタン発酵の加温に利用する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかし、特許文献1に記載のシステムでは、発電装置で発生する熱量の一部しか有効に活用することができず、その他の多くの熱は放出されてしまうため、熱利用効率の向上はあまり期待できない。 For systems that use methane fermentation and the biogas produced by it, a technology that uses the amount of heat generated by a power generator such as a fuel cell for heating methane fermentation in order to improve the overall energy utilization efficiency of the system Has been proposed (see, for example, Patent Document 1). However, in the system described in Patent Document 1, only a part of the amount of heat generated in the power generation device can be used effectively, and a lot of other heat is released. Can not.
一方、メタン発酵処理において生成するメタン発酵残液は、多量の植物栄養成分を含むことから、堆肥化(好気性コンポスト化)して肥料として活用されている。しかし、発酵残液を堆肥化する場合には、含水率や炭素/窒素比の調整のために比較的多量の副資材を必要とし、また堆肥ヤードも例えばメタン発酵部分の10倍以上という大きな面積を要するため、メタン発酵処理による利点の多くが減殺されてしまっていた。 On the other hand, since the methane fermentation residual liquid produced | generated in a methane fermentation process contains a lot of plant nutrient components, it is composted (aerobic composting) and utilized as a fertilizer. However, when composting the fermentation residual liquid, a relatively large amount of secondary materials are required to adjust the moisture content and the carbon / nitrogen ratio, and the compost yard is a large area, for example, 10 times or more of the methane fermentation part. As a result, many of the benefits of methane fermentation have been diminished.
また、発酵残液は固形分の沈降性が極めて小さいため、固液分離を行うためには通常多量の凝集剤を必要としていた。固液分離後の液分は一般的にBOD(生物化学的酸素要求量)に比べてCOD(化学的酸素要求量)が大きいために、生物学的な処理のみでは放流可能な水質にまで浄化することが困難であり、そのため、生物処理後に、さらに窒素処理(硝化脱窒)、脱色処理、凝集剤の投入、膜濾過などの追加処理が必要である。窒素処理ではメタノールなどの薬剤を用い、脱色処理ではオゾン、活性炭、過酸化水素などを用い、凝集剤の投入ではその分離後の固形分処理が必要となることから、消費エネルギー、処理コストが大きくなってしまっていた。 In addition, since the fermentation residual liquid has extremely low sedimentation of solids, a large amount of a flocculant is usually required to perform solid-liquid separation. Since the liquid after solid-liquid separation generally has a higher COD (chemical oxygen demand) than BOD (biochemical oxygen demand), it can be purified to a water quality that can be released only by biological treatment. Therefore, after biological treatment, additional treatment such as nitrogen treatment (nitrification denitrification), decolorization treatment, addition of flocculant, membrane filtration is required. Nitrogen treatment uses chemicals such as methanol, decolorization treatment uses ozone, activated carbon, hydrogen peroxide, etc., and the addition of flocculants requires solids treatment after the separation, which increases energy consumption and processing costs. It had become.
また、特開平11−333416号公報には、有機性廃棄物の発酵により発生した消化汚泥を鉄系凝集剤により凝集させて脱水した後に炭化させた炭化物を回収する有機性廃棄物の処理方法が記載されている。しかし、発酵残液の脱水ろ液の処理については充分に考慮されていない。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-333416 discloses a method for treating organic waste that recovers carbonized carbon after agglomerating the digested sludge generated by fermentation of organic waste with an iron-based flocculant and dehydrating it. Has been described. However, the processing of the dehydrated filtrate of the fermentation residue is not fully considered.
また、特開2001−129599号公報には、機械撹拌式のコンポスト化装置に、余剰汚泥、メタン発酵汚泥を脱水ケーキとして投入し、水分調整剤として炭化物を投入し、熱量補給として易分解性有機物を投入して、脱水ケーキのコンポスト化と減容化を行う発酵汚泥の処理方法が記載されている。 JP 2001-129599 A discloses a mechanically stirred composting apparatus in which surplus sludge and methane fermentation sludge are introduced as a dehydrated cake, carbide is introduced as a moisture adjusting agent, and an easily decomposable organic substance is provided as a heat supply. Is described, a method for treating fermented sludge in which dehydrated cake is composted and reduced in volume is described.
また、特開2002−1270号公報には、畜糞尿を高濃度廃水と固形分とに分離する脱水工程と、前記高濃度廃水に生ごみを混合してバイオガスを発生させる発酵工程と、前記畜糞尿の固形分と前記バイオガス発生後の残渣とを混合して乾燥、炭化する工程を含む廃棄物の処理方法が記載されている。しかし、発酵残液の脱水ろ液の処理については充分に考慮されていない。 JP-A-2002-1270 discloses a dehydration step for separating livestock manure into high-concentration wastewater and solids, a fermentation step for generating biogas by mixing garbage with the high-concentration wastewater, A waste disposal method including a step of mixing solid matter of livestock manure and the residue after the generation of biogas, drying and carbonizing is described. However, the processing of the dehydrated filtrate of the fermentation residue is not fully considered.
また、特開2003−103299号公報には、メタン発酵工程の発酵残液を脱水機により脱水し、脱水汚泥を炭化手段により炭化して炭化物を得る処理方法が記載されている。しかし、発酵残液の脱水ろ液の処理については充分に考慮されていない。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-103299 describes a processing method for obtaining a carbide by dehydrating a fermentation residual liquid in a methane fermentation process with a dehydrator and carbonizing dehydrated sludge with a carbonization means. However, the processing of the dehydrated filtrate of the fermentation residue is not fully considered.
このように、メタン発酵処理において生成する発酵残液の処理負担が大きいことが有機性廃棄物処理システムの普及を妨げる大きな要因の一つとなっている。 Thus, the large processing load of the fermentation residual liquid produced | generated in a methane fermentation process is one of the big factors which hinder the spread of an organic waste processing system.
このように、有機性廃棄物のメタン発酵により生成するバイオガスを利用する有機性廃棄物の処理システムは、有効なエネルギーの供給源となり得るが、メタン発酵は発酵残液の処理を要するため、システム全体でのエネルギー効率が大きく低下してしまう。従って、有機性廃棄物をメタン発酵処理した残渣である発酵残液を効率よく処理する技術が求められている。この技術を提供することが本発明の課題である。 Thus, an organic waste treatment system that uses biogas produced by methane fermentation of organic waste can be an effective energy source, but methane fermentation requires processing of the fermentation residue. The energy efficiency of the entire system is greatly reduced. Therefore, there is a need for a technique for efficiently treating a fermentation residue, which is a residue obtained by subjecting organic waste to methane fermentation. Providing this technique is the subject of the present invention.
上記課題を解決するため、本発明の第1の態様に係る有機性廃棄物処理方法の発明は、有機性廃棄物をメタン発酵するメタン発酵工程と、前記メタン発酵工程の発酵残液を、固形分と液分とに分離する固液分離工程と、前記液分を濃縮して濃縮物とする濃縮工程と、前記固形分と前記濃縮物とを乾燥して乾燥物とする乾燥工程と、前記乾燥物をペレットとするペレット化工程と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention of the organic waste processing method according to the first aspect of the present invention includes a methane fermentation step for methane fermentation of organic waste, and a fermentation residual liquid in the methane fermentation step, A solid-liquid separation process for separating the liquid into a liquid and a liquid; a concentration process for concentrating the liquid to obtain a concentrate; a drying process for drying the solid and the concentrate to obtain a dry product; And a pelletizing step using the dried product as pellets.
メタン発酵残液の処理コストを低減するには、その体積を減容させることが最も有効である。本態様では、発酵残液を固液分離工程において固形分と液分とに分離し、前記液分を濃縮工程において濃縮して濃縮物とする。固液分離工程により、後段の濃縮工程でのエネルギー消費を少なくすることができる。また、乾燥工程において固形分と濃縮物とを乾燥して乾燥物とし、この乾燥物をペレット化工程においてペレット化処理するため、発酵残液の全て(すなわち、濃縮工程及び乾燥工程における水などの凝縮成分を除く成分)をペレット化処理することができる。また、発酵残液をペレットとすることによって、体積を著しく低減することができるとともに、ペレットを特殊肥料や肥料原料、また成分調整によって一般肥料などとして利用できる。 In order to reduce the processing cost of the methane fermentation residual liquid, it is most effective to reduce its volume. In this aspect, the fermentation residue is separated into a solid and a liquid in the solid-liquid separation step, and the liquid is concentrated in the concentration step to obtain a concentrate. The solid-liquid separation step can reduce energy consumption in the subsequent concentration step. In addition, in the drying process, the solid content and the concentrate are dried to form a dried product, and this dried product is pelletized in the pelletizing process. Therefore, all of the fermentation residual liquid (that is, water in the concentration process and the drying process) The component excluding the condensed component) can be pelletized. Moreover, while making a fermentation residual liquid into a pellet, while being able to reduce a volume remarkably, a pellet can be utilized as a general fertilizer etc. by special fertilizer, a fertilizer raw material, and component adjustment.
また、本発明の第2の態様に係る有機性廃棄物処理方法の発明は、前記第1の態様において、前記濃縮工程が、多重効用方式の濃縮装置を使用して濃縮を行うものであることを特徴とする。 Moreover, the invention of the organic waste processing method according to the second aspect of the present invention is that, in the first aspect, the concentration step performs concentration using a multi-effect type concentration device. It is characterized by.
多重効用方式の濃縮装置では、少ない熱量で高度の濃縮が可能になるため、エネルギー消費量を最小限に抑えつつ、充分な濃縮を行うことができる。また、減圧多重効用方式では低温での濃縮が可能になるため、有価物の変性や分解が起こりにくく、これらをペレット成分として回収することができる。 In the multi-effect type concentrator, high concentration is possible with a small amount of heat, so that sufficient concentration can be performed while minimizing energy consumption. In addition, since the reduced pressure multiple effect method enables concentration at a low temperature, the valuable materials are hardly denatured or decomposed, and these can be recovered as pellet components.
また、本発明の第3の態様に係る有機性廃棄物処理方法の発明は、前記第1の態様または前記第2の態様において、さらに、前記メタン発酵工程で得られるバイオガスを燃料として熱と電力を回収するコージェネレーション工程を含み、前記濃縮工程および/または前記乾燥工程における熱源として、前記コージェネレーション工程において回収された熱を利用するようにしたことを特徴とする。 Moreover, the invention of the organic waste processing method according to the third aspect of the present invention is the method of the first aspect or the second aspect, further using the biogas obtained in the methane fermentation step as a fuel. It includes a cogeneration process for recovering electric power, and the heat recovered in the cogeneration process is used as a heat source in the concentration process and / or the drying process.
バイオガスを燃料とするコージェネレーション工程は、熱(例えば蒸気、温水の形態)と電力を回収できるが、熱分についてはこれまで充分に利用されていなかった。しかし、本態様では濃縮工程および/または乾燥工程における熱源として、コージェネレーション工程において回収された熱を利用するようにしたので、有機性廃棄物の処理システムに係るプロセス全体でのエネルギー資源の効率的な活用を図ることができる。すなわち、メタン発酵工程で発生するバイオガスを有効に利用して、発酵残液から効率よくペレットを生成することができる。 The cogeneration process using biogas as fuel can recover heat (for example, steam and hot water) and electric power, but the heat content has not been fully utilized. However, in this aspect, since the heat recovered in the cogeneration process is used as a heat source in the concentration process and / or the drying process, it is possible to efficiently use energy resources in the entire process related to the organic waste treatment system. Can be used effectively. That is, the biogas generated in the methane fermentation process can be effectively used to efficiently generate pellets from the fermentation residual liquid.
また、本発明の第4の態様に係る有機性廃棄物処理方法の発明は、前記第1の態様から第3の態様のいずれかの態様において、さらに、前記メタン発酵工程で得られるバイオガスを燃料として熱を発生させる熱発生工程を含み、前記濃縮工程および/または前記乾燥工程における熱源として、前記熱発生工程において発生させた熱を利用するようにしたことを特徴とする。 The organic waste treatment method according to the fourth aspect of the present invention is the organic waste treatment method according to any one of the first aspect to the third aspect, further comprising biogas obtained in the methane fermentation step. A heat generation step for generating heat as a fuel is included, and the heat generated in the heat generation step is used as a heat source in the concentration step and / or the drying step.
バイオガスを燃料とする熱発生工程は、熱(例えば蒸気、温水の形態)を発生させることができる。そして、この熱を濃縮工程および/または乾燥工程における熱源として利用するようにしたので、有機性廃棄物の処理システムに係るプロセス全体でのエネルギーの効率的な活用を図ることができる。すなわち、メタン発酵工程で発生するバイオガスを有効に利用して、濃縮工程および/または乾燥工程において必要量だけの熱(例えば蒸気、温水)を生成することにより、発酵残液から効率よくペレットを生成することができる。 The heat generation process using biogas as fuel can generate heat (for example, in the form of steam or hot water). Since this heat is used as a heat source in the concentration step and / or the drying step, it is possible to efficiently use energy in the entire process related to the organic waste treatment system. That is, by effectively using the biogas generated in the methane fermentation process and generating only the necessary amount of heat (for example, steam, hot water) in the concentration process and / or drying process, pellets can be efficiently produced from the fermentation residue. Can be generated.
また、本発明の第5の態様に係る有機性廃棄物処理システムの発明は、有機性廃棄物をメタン発酵するメタン発酵装置と、前記メタン発酵による発酵残液を、固形分と液分とに分離する固液分離装置と、前記液分を濃縮して濃縮物とする濃縮装置と、前記固形分と前記濃縮物とを乾燥して乾燥物とする乾燥装置と、前記乾燥物をペレットとするペレット化装置と、を備えていることを特徴とする。 Moreover, the invention of the organic waste treatment system according to the fifth aspect of the present invention includes a methane fermentation apparatus for methane fermentation of organic waste, and a fermentation residual liquid from the methane fermentation into a solid content and a liquid content. A solid-liquid separation device for separating; a concentrating device for concentrating the liquid to obtain a concentrate; a drying device for drying the solid and the concentrate to obtain a dried product; and the dried product as a pellet. And a pelletizing device.
メタン発酵残液の処理コストを低減するには、その体積を減容させることが最も有効である。本態様では、発酵残液を固液分離装置において固形分と液分とに分離し、前記液分を濃縮装置において濃縮して濃縮物を得る。固液分離装置により、後段の濃縮装置でのエネルギー消費を少なくすることができる。また、乾燥装置において固形分と濃縮物とを乾燥して乾燥物とし、この乾燥物をペレット化装置においてペレット化処理するため、発酵残液の全て(すなわち、濃縮装置および乾燥装置における水などの凝縮成分を除く成分)をペレット化処理することができる。また、発酵残液をペレットとすることによって、体積を著しく低減することができるとともに、ペレットを特殊肥料や肥料原料、また成分調整によって一般肥料などとして利用できる。また、システム全体でのエネルギー効率が高く、少ないエネルギーで発酵残液からペレットを生成することができる。 In order to reduce the processing cost of the methane fermentation residual liquid, it is most effective to reduce its volume. In this aspect, the fermentation residue is separated into a solid and a liquid in a solid-liquid separator, and the liquid is concentrated in a concentrator to obtain a concentrate. The solid-liquid separation device can reduce energy consumption in the subsequent concentration device. In addition, the solid content and the concentrate are dried in a drying apparatus to form a dried product, and this dried product is pelletized in the pelletizing apparatus. Therefore, all of the fermentation residual liquid (that is, water in the concentration apparatus and the drying apparatus, etc. The component excluding the condensed component) can be pelletized. Moreover, while making a fermentation residual liquid into a pellet, while being able to reduce a volume remarkably, a pellet can be utilized as a general fertilizer etc. by special fertilizer, a fertilizer raw material, and component adjustment. Moreover, the energy efficiency of the whole system is high, and a pellet can be produced | generated from a fermentation residual liquid with little energy.
また、本発明の第6の態様に係る有機性廃棄物処理システムの発明は、前記第5の態様において、さらに、前記メタン発酵で得られるバイオガスから熱と電力を回収するコージェネレーション装置および/または前記メタン発酵で得られるバイオガスから熱を発生させる熱発生装置を備え、前記コージェネレーション装置により回収した熱および/または前記熱発生装置により発生させた熱を前記濃縮装置および/または前記乾燥装置に供給する熱供給手段を備えていることを特徴とする。 The organic waste treatment system according to the sixth aspect of the present invention is the cogeneration apparatus for recovering heat and power from the biogas obtained by the methane fermentation and / or the fifth aspect. Or a heat generating device that generates heat from the biogas obtained by the methane fermentation, and the heat collected by the cogeneration device and / or the heat generated by the heat generating device is the concentrating device and / or the drying device. It is characterized by comprising heat supply means for supplying to
この有機性廃棄物処理システムは、コージェネレーション装置により発生した熱(例えば蒸気、温水の形態)および/または熱発生装置により発生させた熱(例えば蒸気、温水の形態)を濃縮装置および/または乾燥装置に供給する熱供給手段を備えているので、熱を有効利用することができ、システム全体でのエネルギー効率を著しく高めることができる。従って、本形態の処理システムは、有機性廃棄物の処理に好適なシステムである。 This organic waste treatment system is a device for concentrating and / or drying heat generated by a cogeneration device (for example, steam, hot water) and / or heat generated by a heat generation device (for example, steam, hot water). Since the heat supply means for supplying the apparatus is provided, the heat can be effectively used, and the energy efficiency of the entire system can be remarkably increased. Therefore, the treatment system of this embodiment is a system suitable for the treatment of organic waste.
本発明の有機性廃棄物の処理方法および処理システムによれば、メタン発酵によって生成する発酵残液の体積を著しく減容することができ、処理コストを低減することができる。また、発酵残液のうち、水などの凝縮成分を除いた全てをペレット化処理することができるので、固液分離後の液分を処理するための設備を別途設ける必要がなく、システム全体の構成を簡易にすることができる。また、メタン発酵残液の処理によって得られるペレットは取り扱い性、流通性が高く、また特殊肥料や肥料原料、成分調整を行って一般肥料として利用可能であり有用である。 According to the organic waste processing method and processing system of the present invention, the volume of the fermentation residual liquid produced by methane fermentation can be significantly reduced, and the processing cost can be reduced. In addition, since all of the fermentation residual liquid except the condensed components such as water can be pelletized, it is not necessary to provide a separate facility for processing the liquid after solid-liquid separation, The configuration can be simplified. Moreover, the pellet obtained by processing the methane fermentation residual liquid has high handleability and flowability, and can be used as a general fertilizer by adjusting special fertilizers, fertilizer raw materials, and components, and is useful.
また、コージェネレーション工程、熱発生工程によってシステム全体のエネルギー効率を高めることができ、エネルギー資源の効率的な活用を図ることができる。 In addition, the energy efficiency of the entire system can be increased by the cogeneration process and the heat generation process, and the energy resources can be efficiently used.
以下、本発明に係る有機性廃棄物処理方法および有機性廃棄物処理システムについて説明する。
本発明に係る有機性廃棄物処理方法は、有機性廃棄物をメタン発酵するメタン発酵工程と、前記メタン発酵工程の発酵残液を、固形分と液分とに分離する固液分離工程と、前記液分を濃縮して濃縮物とする濃縮工程と、前記固形分と前記濃縮物とを乾燥して乾燥物とする乾燥工程と、前記乾燥物をペレットとするペレット化工程と、を含むことを特徴とするものである。
Hereinafter, the organic waste processing method and the organic waste processing system according to the present invention will be described.
The organic waste processing method according to the present invention includes a methane fermentation step for methane fermentation of organic waste, a solid-liquid separation step for separating the fermentation residual liquid of the methane fermentation step into solids and liquids, A concentration step of concentrating the liquid to obtain a concentrate, a drying step of drying the solid and the concentrate to obtain a dried product, and a pelletizing step of using the dried product as a pellet. It is characterized by.
有機性廃棄物(バイオマス)としては、例えば、畜産廃棄物や緑農廃棄物、廃水処理汚泥などを挙げることができる。ここで、畜産廃棄物としては、家畜の糞尿や、屠体、その加工品が挙げられ、より具体的には牛、羊、山羊、ニワトリなどの家畜の屠体、そこから分離された骨、肉、脂肪、内臓、血液、脳、眼球、皮、蹄、角などのほか、例えば肉骨粉、肉粉、骨粉、血粉などに代表される家畜屠体の骨、肉等を破砕した破砕物や、血液などを乾燥した乾燥物も含まれる。また、緑農廃棄物としては、家庭の生ごみのほか、産業廃棄物生ごみとして農水産業廃棄物、食品加工廃棄物等が含まれる。 Examples of organic waste (biomass) include livestock waste, green farm waste, wastewater treatment sludge, and the like. Here, livestock waste includes livestock manure, carcass, processed products thereof, and more specifically livestock carcasses such as cattle, sheep, goats, chickens, bones separated therefrom, In addition to meat, fat, internal organs, blood, brain, eyeballs, skin, hoofs, horns, etc., for example, bone and meat of animal carcasses represented by meat and bone meal, meat meal, bone meal, blood meal, etc. Also included are dried products obtained by drying blood and the like. In addition to household garbage, the green agricultural waste includes agricultural and industrial waste, food processing waste and the like as industrial waste.
また、有機性廃棄物の状態により、必要に応じて、前処理として破砕・分別工程を実施することができる。破砕・分別工程は、例えば、以下に示すような分別破砕、全量破砕により行うことができる。 Further, depending on the state of the organic waste, a crushing / sorting step can be performed as a pretreatment as necessary. The crushing / sorting step can be performed by, for example, fractional crushing and whole quantity crushing as shown below.
分別破砕の場合は、破砕分別機を用い、有機性廃棄物のなかで比較的容易に破砕可能な部位を液と共にスラリーとして回収する。一方、破砕しにくい部位は塊状物として別途回収する。スラリーの含水率は70〜98重量%程度である。破砕分別機は、有機性の固形物をせん断力、引っ張り力によって破砕するもので、カッター部分は2軸式または3軸式のものが利用できる。牛などの動物屠体を原料とする場合には、3軸式の破砕分別機で破砕処理する方が破砕の細かさや均一性の観点から好ましい。選別除去すべき混入プラスティック類、シート類などは、メッシュによる選別、風選などで除去することが好ましい。 In the case of fractional crushing, a crushing / separating machine is used to collect a portion of the organic waste that can be crushed relatively easily as a slurry together with the liquid. On the other hand, parts that are difficult to crush are collected separately as a lump. The water content of the slurry is about 70 to 98% by weight. The crushing / separating machine crushes organic solids by a shearing force and a pulling force, and a two-axis type or a three-axis type cutter can be used. When animal carcasses such as cattle are used as raw materials, crushing with a triaxial crushing and sorting machine is preferred from the viewpoint of crushing fineness and uniformity. It is preferable to remove mixed plastics, sheets, and the like to be sorted and removed by sorting with a mesh, wind sorting, or the like.
また、全量破砕の場合は、例えばディスポーザー等の破砕機を使用して全対象物を破砕する。含水率は、一例として60〜80重量%程度であるが、加工品の場合にはより広い範囲を取り得る。 Further, in the case of crushing the entire amount, for example, a crusher such as a disposer is used to crush all objects. The moisture content is about 60 to 80% by weight as an example, but in the case of a processed product, it can take a wider range.
<メタン発酵>
メタン発酵(嫌気性消化)は、いわゆる中温型、高温型、またはスラリー(湿式)型、ドライ(乾式)型のいずれのタイプのものであっても適用できる。
<Methane fermentation>
Methane fermentation (anaerobic digestion) can be applied to any type of so-called medium temperature type, high temperature type, slurry (wet) type, and dry (dry) type.
発酵槽は、絶対嫌気性であるメタン発酵菌による活動を妨げることがないように、二槽方式をとる発酵プロセスの場合でも後段において空気を完全に遮断したタンクにより構成される。発酵槽は、固形分濃度(通常、7〜40重量%の範囲)と発酵温度(通常、中温発酵では37℃、高温発酵では55℃)によって、形状や運転条件を設定する。特に本発明においては、高含水率の原料(固形分濃度10重量%まで)の場合は湿式型の完全混合方式の発酵槽、低含水率の原料(固形分濃度30〜40重量%)の場合は乾式型のプラグフロー式(押し出し式)の発酵槽を用いることが好ましい。 The fermenter is composed of a tank in which air is completely shut off at the subsequent stage even in the case of a fermentation process using a two-tank system so as not to hinder the activity of methane fermentation bacteria that are absolutely anaerobic. A fermenter sets a shape and an operating condition with solid content concentration (usually the range of 7-40 weight%) and fermentation temperature (usually 37 degreeC in medium temperature fermentation, 55 degreeC in high temperature fermentation). Particularly in the present invention, in the case of a raw material with a high water content (up to a solid content concentration of 10% by weight), a wet type complete mixing type fermenter, a raw material with a low water content (a solid content concentration of 30 to 40% by weight) It is preferable to use a dry type plug flow type (extrusion type) fermenter.
発酵槽には、生成するバイオガスを回収するための回収手段のほか、槽内をメタン発酵に好適な温度として維持するための加熱手段を設けておくことが好ましい。バイオガスの回収手段には、必要に応じて脱硫装置を設けることができる。この脱硫装置によりバイオガスから腐食性の高い硫黄化合物(例えば、硫化水素)を取り除くことができる。これらの装置は既知の構成のものを利用できる。発酵槽の加熱手段の熱源には、例えば後述するコージェネレーション工程において回収した熱分を利用できる。 In addition to the recovery means for recovering the produced biogas, the fermenter is preferably provided with a heating means for maintaining the inside of the tank at a temperature suitable for methane fermentation. The biogas recovery means can be provided with a desulfurization apparatus as required. This desulfurization apparatus can remove highly corrosive sulfur compounds (for example, hydrogen sulfide) from biogas. These devices can be used in known configurations. As the heat source of the heating means of the fermenter, for example, the heat recovered in the cogeneration process described later can be used.
一般のメタン発酵においては、中温発酵で20〜30日間程度、高温発酵で15日間程度の滞留時間をとっているが、本発明においては、高含水率の原料(固形分濃度を10重量%程度まで)の場合は、完全混合方式の発酵槽を用い、中温メタン発酵菌(至適温度37℃)では滞留時間を15〜20日間程度、高温メタン発酵菌(至適温度55℃)では滞留時間を10日間程度と、通常のメタン発酵の所要時間よりも短くすることが可能である。低含水率の原料(固形分濃度30〜40重量%)の場合は、被処理物の固形分濃度を30〜40重量%にして押し出し式の発酵槽を使用できる程度の固さに調整する。滞留時間については、高含水率の場合と同様に設定することができる。また、必要な場合は、炭素/窒素比の調整のために、若干の有機成分を導入することもできる。 In general methane fermentation, the residence time is about 20 to 30 days for medium temperature fermentation and about 15 days for high temperature fermentation. In the present invention, a raw material with a high water content (solid content concentration is about 10% by weight). In the case of the above), a complete mixing type fermenter is used, and the residence time is about 15 to 20 days for medium temperature methane fermentation bacteria (optimum temperature 37 ° C.), and the residence time for high temperature methane fermentation bacteria (optimum temperature 55 ° C.). Can be shortened to about 10 days, which is shorter than the time required for normal methane fermentation. In the case of a raw material having a low water content (solid content concentration of 30 to 40% by weight), the solid content concentration of the material to be treated is adjusted to 30 to 40% by weight to adjust the hardness to such an extent that an extrusion-type fermenter can be used. About residence time, it can set similarly to the case of high moisture content. If necessary, some organic components can be introduced to adjust the carbon / nitrogen ratio.
メタン発酵後の発酵残液は、有機性廃棄物の種類により異なるが、例えば高含水率のメタン発酵においては水分含有率90〜97重量%程度、固形分3〜10重量%程度を含む液状であり、嫌気性微生物の菌体およびその代謝産物に由来する各種アミノ酸や有機酸などの有価物を多量に含んでいる。 The fermentation residual liquid after methane fermentation differs depending on the type of organic waste. For example, in methane fermentation with a high water content, it is a liquid containing about 90 to 97% by weight of water content and about 3 to 10% by weight of solid content. It contains a large amount of valuable substances such as various amino acids and organic acids derived from the cells of anaerobic microorganisms and their metabolites.
メタン発酵後に、発酵残液のpH調整工程を設けることができる。後段の固液分離工程における固液分離性を向上させる点、固形分に有価物を回収する点、および気泡の発生を低減する点、飛沫の発生を抑制する点から、pH調整を行い、フミン質などの有価物を凝集させて固形分に回収し、固液分離性を向上させるとともに、溶存二酸化炭素を放散させておくことが好ましい。pH調整は、例えば硫酸や塩酸などの無機酸を添加することにより、発酵残液のpH値を4.5〜5.5に調整する。 After the methane fermentation, a pH adjustment step of the fermentation residual liquid can be provided. In order to improve the solid-liquid separation in the subsequent solid-liquid separation process, to recover valuables in the solid content, to reduce the generation of bubbles, and to suppress the generation of droplets, the pH is adjusted, It is preferable to agglomerate valuable materials such as quality and collect them in a solid content to improve solid-liquid separation and to disperse dissolved carbon dioxide. In the pH adjustment, for example, an inorganic acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid is added to adjust the pH value of the fermentation residue to 4.5 to 5.5.
<固液分離工程>
固液分離工程では、発酵残液を固形分と液分とに分離する。後段の濃縮工程でのエネルギー消費を抑制するため、固液分離を行い、発酵残液から固形分を分離する。固液分離は、例えば遠心分離機、スクリュープレス、デカンター、凝集沈殿槽、膜分離器など、スラリー濃度を高めることが可能な装置を利用可能であり、発酵残液の性質に応じて選択できる。固液分離工程によって発酵残液を、例えば固形分濃度7〜20重量%程度の固形分と、固形分濃度1〜4重量%程度の液分とに分離する。
<Solid-liquid separation process>
In the solid-liquid separation step, the fermentation residual liquid is separated into a solid content and a liquid content. In order to suppress energy consumption in the subsequent concentration step, solid-liquid separation is performed to separate the solid content from the fermentation residue. For the solid-liquid separation, an apparatus capable of increasing the slurry concentration, such as a centrifuge, a screw press, a decanter, a coagulation sedimentation tank, or a membrane separator, can be used, and can be selected according to the properties of the fermentation residual liquid. The fermentation residual liquid is separated into a solid content having a solid content concentration of about 7 to 20% by weight and a liquid content having a solid content concentration of about 1 to 4% by weight by the solid-liquid separation step.
<コージェネレーション工程>
コージェネレーション工程では、メタン発酵で得られるバイオガスを燃料として熱(例えば蒸気、温水の形態)と電力を発生させる。バイオガスは、有機性廃棄物の種類により異なるが、通例メタンを50〜60体積%程度、二酸化炭素を40〜50体積%程度、その他に微量成分(硫化水素等)を含んだガスであり、コージェネレーションにおけるエネルギー源として充分に利用できる。
<Cogeneration process>
In the cogeneration process, heat (for example, steam, warm water) and electric power are generated using biogas obtained by methane fermentation as fuel. Biogas is a gas containing about 50 to 60% by volume of methane, about 40 to 50% by volume of carbon dioxide and other trace components (such as hydrogen sulfide), although it varies depending on the type of organic waste. It can be fully used as an energy source in cogeneration.
コージェネレーション工程で使用する装置としては、例えば、蒸気ボイラ発電機、マイクロガスタービン、燃料電池、ガスエンジン、またはこれらの組合せなどが挙げられる。このコージェネレーション工程では、バイオガスを燃料として熱と電力を回収することができる。この段階で回収された熱は、蒸気または温水の形態で濃縮工程における濃縮装置および/または乾燥工程における乾燥装置の熱源として利用できる。なお、熱を温水(熱水)で回収する場合には発酵槽の加熱手段の熱源、処理工程の前加熱の熱源などとして用いることができる。 Examples of the device used in the cogeneration process include a steam boiler generator, a micro gas turbine, a fuel cell, a gas engine, or a combination thereof. In this cogeneration process, heat and electric power can be recovered using biogas as fuel. The heat recovered at this stage can be used in the form of steam or hot water as a heat source for the concentrator in the concentration process and / or the drying apparatus in the drying process. In addition, when heat | fever is collect | recovered with warm water (hot water), it can use as a heat source of the heating means of a fermenter, a heat source of the preheating of a process process, etc.
また、コージェネレーション工程で得られる電力も、濃縮工程における濃縮装置および/または乾燥工程における乾燥装置などにおいて利用することが可能である。なお、余剰の熱と電力は他の用途に転用でき、バイオガスボイラなどと組み合わせることによってシステム全体のエネルギー効率の向上を図ることができる。 The electric power obtained in the cogeneration process can also be used in a concentrator in the concentration process and / or a drying apparatus in the drying process. In addition, surplus heat and electric power can be diverted to other uses, and improvement of the energy efficiency of the whole system can be aimed at by combining with a biogas boiler etc.
また、さらにメタン発酵で得られるバイオガスを燃料として熱(例えば蒸気、温水の形態)を発生させる熱発生工程を設けることが好ましい。熱発生工程における熱発生装置としては、例えばバイオガスボイラ、蒸気ボイラが挙げられる。熱発生工程で発生させた熱は、蒸気または温水の形態で濃縮工程における濃縮装置および/または乾燥工程における乾燥装置の熱源として利用できる。 Further, it is preferable to provide a heat generation step for generating heat (for example, steam or hot water) using biogas obtained by methane fermentation as fuel. Examples of the heat generation apparatus in the heat generation process include a biogas boiler and a steam boiler. The heat generated in the heat generation process can be used in the form of steam or hot water as a heat source for the concentration apparatus in the concentration process and / or the drying apparatus in the drying process.
<濃縮工程>
濃縮工程では、上記固液分離工程における液分を濃縮することにより、固形分濃度20〜30重量%程度の濃縮物を生成し、全体量を20〜30%程度にまで減容することができる。
<Concentration process>
In the concentration step, by concentrating the liquid component in the solid-liquid separation step, a concentrate having a solid concentration of about 20 to 30% by weight can be generated, and the total amount can be reduced to about 20 to 30%. .
濃縮は、既知の濃縮装置を使用して行うことができるが、多重効用方式の濃縮装置を用いて減圧下で行うことが好ましい。多重効用方式の濃縮装置としては、二重効用缶、三重効用缶、四重効用缶、五重効用缶など既知の構成の装置を使用可能である。これらによって比較的低い温度での濃縮が可能となり、濃縮工程におけるエネルギー効率を著しく高めることができる。多重効用缶では、単一の蒸発缶による濃縮装置と比較して、所要熱量をおよそ1/3(三重から四重効用缶の場合)〜1/4(四重から五重効用缶の場合)まで低減できる。 Concentration can be performed using a known concentrator, but it is preferably performed under reduced pressure using a multi-effect type concentrator. As the multi-effect type concentrating device, a device having a known configuration such as a double-effect can, a triple-effect can, a quadruple-effect can, or a five-effect can can be used. These enable concentration at a relatively low temperature, and can significantly increase energy efficiency in the concentration step. For multiple effect cans, the required heat is about 1/3 (for triple to quadruple effect cans) to 1/4 (for quadruple to fivefold effect cans) compared to a single evaporator can. Can be reduced.
多重効用方式においては、各缶を接続する蒸気導入経路上にスチームコンプレッサーを備えたものも好ましい。スチームコンプレッサーにより強制的に蒸気を導入することにより、缶内の発酵残液が強制的に循環させられ、さらに熱効率が改善されて濃縮効率が向上する。濃縮工程の過程で生じる凝縮液には窒素成分などが含まれている場合があるが、これらの成分は少量であるため簡易な生物処理や膜処理などによって処理することが可能である。 In the multi-effect system, a steam compressor provided on the steam introduction path connecting each can is also preferable. By forcibly introducing steam with the steam compressor, the fermentation residual liquid in the can is forcibly circulated, further improving the thermal efficiency and improving the concentration efficiency. The condensate produced during the concentration step may contain nitrogen components and the like. However, since these components are in a small amount, they can be processed by simple biological treatment or membrane treatment.
<乾燥工程>
乾燥工程では、上記固液分離工程の固形分と上記濃縮工程の濃縮物との混合物を、固形分濃度60〜90重量%程度まで乾燥することができ、全体量を5〜12%程度にまで減容することができる。
<Drying process>
In the drying step, the mixture of the solid content in the solid-liquid separation step and the concentrate in the concentration step can be dried to a solid content concentration of about 60 to 90% by weight, and the total amount is about 5 to 12%. Volume can be reduced.
固液分離工程の固形分と濃縮工程の濃縮物とは混合工程により混合して、例えば固形分濃度を15〜25重量%程度としたものを乾燥することができる。混合工程における混合装置としては、例えばラインミキサーを用いることができる。 The solid content in the solid-liquid separation step and the concentrate in the concentration step can be mixed in the mixing step, and for example, a solid content concentration of about 15 to 25% by weight can be dried. As a mixing apparatus in the mixing step, for example, a line mixer can be used.
乾燥は、既知の乾燥装置を使用して行うことができるが、多重効用方式の乾燥装置を用いて行うことが好ましい。多重効用方式の乾燥装置としては、二重効用缶、三重効用缶など既知の構成の装置やドラムドライヤー方式のものを使用可能である。これらによって比較的低い温度での乾燥が可能となり、乾燥工程におけるエネルギー効率を著しく高めることができる。多重効用缶では、単一の乾燥缶による乾燥装置と比較して、所要熱量をおよそ1/3〜1/4まで低減できる。乾燥工程の過程で生じる凝縮液には窒素成分などが含まれている場合があるが、これらの成分は少量であるため簡易な生物処理や膜処理などによって処理することが可能である。 Although drying can be performed using a known drying apparatus, it is preferably performed using a multi-effect drying apparatus. As a multi-effect drying apparatus, a known apparatus such as a double-effect can or a triple-effect can or a drum dryer system can be used. These enable drying at a relatively low temperature and can significantly increase energy efficiency in the drying process. In the multi-effect can, the required amount of heat can be reduced to about 1/3 to 1/4 as compared with a drying apparatus using a single drying can. The condensate produced in the course of the drying process may contain nitrogen components and the like, but since these components are in a small amount, they can be processed by simple biological treatment or membrane treatment.
<ペレット化工程>
ペレット化工程(造粒工程)では、上記乾燥工程における乾燥物をペレット化処理してペレットとし、全体量を当初発酵残液量の5〜10%程度とすることができる。ペレットとすることにより、発酵残液に比べて体積を著しく減容することができ、また取り扱い性、流通性、長期保存性、耐久性、強度を向上できる。また、畑などへの機械散布に適しており、さらに散布後の埃の発生を減少することができる。
<Pelletization process>
In the pelletization step (granulation step), the dried product in the drying step is pelletized to form pellets, and the total amount can be about 5 to 10% of the initial fermentation residual liquid amount. By using pellets, the volume can be remarkably reduced as compared with the fermentation residual liquid, and handling, distribution, long-term storage, durability, and strength can be improved. In addition, it is suitable for machine spraying on fields and the like, and the generation of dust after spraying can be reduced.
ペレット化は、既知のペレット化装置、ペレタイザーを使用して行うことができ、例えば、押し出し装置とカッターとを備えたペレット化装置を用い、成型用の孔が形成された板体に乾燥物を圧縮し、孔から押し出される成型物を所定の長さで切断することによってペレットとすることができる。ペレットの形状は、例えば円柱状、角柱状とすることができ、断面形状は円形、星形、三角形などとすることができる。 Pelletization can be performed using a known pelletizing apparatus or pelletizer. For example, using a pelletizing apparatus equipped with an extrusion apparatus and a cutter, a dried product is applied to a plate body on which molding holes are formed. It can be made into a pellet by compressing and cutting the molded product extruded from the hole with a predetermined length. The shape of the pellet can be, for example, a cylindrical shape or a prismatic shape, and the cross-sectional shape can be a circle, a star, a triangle, or the like.
また、ペレット化に先立ち、必要に応じて乾燥物に副資材を添加することができる。副資材としては、例えば粘着剤、成分調整剤などを挙げることができる。粘着剤としては、例えば米ぬか、糖蜜などを挙げることができ、粘着剤を添加することによって造粒性、成型性を向上することができる。粘着剤は乾燥物に対して例えば10重量%程度となるように添加される。成分調整剤としては、例えばカリウム成分、リン成分などを含む薬剤を挙げることができ、成分調整剤を適量添加することによって栄養成分を調整し、一般肥料とすることができる。なお、これらの副資材を添加する場合には、乾燥物と副資材とを混合する混合装置を用いることが好ましい。 Prior to pelletization, auxiliary materials can be added to the dried product as necessary. Examples of the auxiliary material include a pressure-sensitive adhesive and a component adjusting agent. Examples of the pressure-sensitive adhesive include rice bran and molasses. By adding the pressure-sensitive adhesive, the granulation property and moldability can be improved. An adhesive is added so that it may become about 10 weight% with respect to a dried material. As a component regulator, the chemical | medical agent containing a potassium component, a phosphorus component, etc. can be mentioned, for example, a nutrient component can be adjusted by adding a proper quantity of a component regulator, and it can be set as a general fertilizer. In addition, when adding these subsidiary materials, it is preferable to use the mixing apparatus which mixes a dried material and subsidiary materials.
ペレット化工程の後に、必要に応じてペレットの乾燥工程を設けることができる。乾燥処理によってペレットの固形分濃度を85〜95重量%程度とすることができ、耐腐食性、耐久性、強度を一層向上することができるとともに、長期保存性、取り扱い性、さらに軽量化に伴う流通性をも一層高めることができる。 After the pelletizing step, a pellet drying step can be provided as necessary. The solid content concentration of the pellets can be reduced to about 85 to 95% by drying, and the corrosion resistance, durability, and strength can be further improved, and the long-term storage property, handleability, and weight reduction are accompanied. Distribution can be further enhanced.
以下、図面に基づき本発明の第1の実施形態について説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の第1の実施形態に係る有機性廃棄物処理システム101の概要を示すブロック図である。この有機性廃棄物処理システム101は、主要な構成として、メタン発酵装置としてのメタン発酵槽10と、固液分離装置20と、濃縮装置30と、乾燥装置40と、ペレット化装置50を備えており、さらにバイオガスを燃料とする装置として、熱発生装置としての蒸気ボイラ70およびコージェネレーション装置80を備えている。各装置の構成および機能は上述したとおりである。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an organic
有機性廃棄物は、図1に示すように、発酵槽10に投入され、嫌気的条件の下で所定期間、メタン発酵が行われる。このメタン発酵により、発酵槽10から、固形分濃度5重量%程度の発酵残液が生成する。
As shown in FIG. 1, the organic waste is put into a
メタン発酵後の残渣である発酵残液は、固形分濃度5重量%程度の液状であり、pH調整槽15に移送され、pH値4.5〜5.5に調整される。pH調整は、pH調整槽15に導入した発酵残液に硫酸や塩酸などを加え、撹拌手段(図示せず)によって充分に混合撹拌することによって行われる。pH調整によって、フミン質などの有価物が固形分に凝集して固液分離性を向上することができるとともに、発酵残液に溶存する二酸化炭素を放散させて後段での気泡発生や飛沫発生を低減することができる。
The fermentation residue, which is a residue after methane fermentation, is a liquid having a solid concentration of about 5% by weight, transferred to the
pH調整後の発酵残液は固液分離装置20に送られ、固形分濃度15重量%程度の固形分と、固形分濃度3.5重量%程度の液分とに分離される。なお、固形分と液分との重量比は、2:8〜4:6程度である。
The fermentation residual liquid after pH adjustment is sent to the solid-
液分は濃縮装置30に送られ、ここで固形分濃度20〜30重量%程度まで濃縮されて濃縮物となる。蒸気ボイラ70から濃縮装置30への熱供給手段としての経路71は、通常の流体流路を構成するもの(例えば、断熱性配管)であればよいが、蒸気ボイラ70からの熱分は蒸気の形態で供給されるため、経路71にスチームコンプレッサーを配備することも可能である。また、コージェネレーション装置80からの熱供給手段としての経路81が濃縮装置30に接続しており、コージェネレーション装置80からの熱分が温水の形態で供給される。
The liquid is sent to the
ここで、図2に本発明に好適に使用できる濃縮装置の一例の構成を示す。濃縮装置30は、多重効用方式の濃縮装置であり、第一缶31、第二缶32、第三缶33により構成され、各缶(31、32、33)内で流体を強制循環させる強制循環方式の三重効用缶である。強制循環方式とは、加熱部(図示せず)での蒸発は避け、飽和温度の液として濃縮缶内を強制循環させる方式である。発酵残液の液分は濃縮度が進むに従い液の粘性が増加してくるため、強制循環方式を採用することにより高濃度となった濃縮物の流動性を確保し、かつ装置内でのスケーリング発生を最小限に抑えることができる。
Here, FIG. 2 shows a configuration of an example of a concentration apparatus that can be suitably used in the present invention. The
第一缶31には、主に蒸気ボイラ70からの蒸気が経路71aにより導入されるとともに、固液分離装置20からの液分が経路21aによって導入される。発酵残液の液分は、加熱部(図示せず)において蒸気または温水によって予加熱してから第一缶31に導入される。
Steam from the
第一缶31の内部は減圧装置(図示せず)により負圧状態に維持されているため、発酵残液の液分は低温で濃縮される。このため濃縮物に含まれる成分が熱によって変性したり、分解したりすることがほとんどない。
Since the inside of the
第一缶31で所定濃度まで濃縮された濃縮物は、経路21bを介して第二缶32に移送され、そこで第一缶31の場合と同様に濃縮された後、経路21cを通って第三缶33に送られて、同様にさらに濃縮される。また、第一缶31から排出された蒸気は、経路71bを通って第二缶32へ送られ、第二缶32から排出された蒸気は、経路71cを介して第三缶33へ送られる。蒸気が通過する経路(71b、71c)には、加熱圧縮装置(38、39)が配備されている。このように、蒸気ボイラ70で発生した蒸気(熱分)を第一缶31、第二缶32、第三缶33で繰り返し蒸発熱源として利用することができるため、単効用方式に比し数分の一の熱量での濃縮が可能となり、エネルギー効率が著しく高い。各缶における圧力、温度は、例えば、第一缶31が20〜30kPa、60〜70℃、第二缶32が47〜70kPa、80〜90℃、第三缶33が約100kPa、100℃以上が目安となる。
The concentrate concentrated to a predetermined concentration in the
図1に戻り、濃縮装置30の濃縮過程で生じる凝縮液は、水処理装置で窒素分を除去した後、再利用することができる。水処理装置としては、活性汚泥法によって簡易生物処理により硝化および脱窒を行う装置、膜処理装置を例示できる。
Returning to FIG. 1, the condensate produced in the concentration process of the
濃縮装置30によって固形分濃度20〜30重量%まで濃縮された濃縮物は、経路35を介して乾燥装置40に移送される。濃縮物が通る経路35には、固液分離装置20によって分離された固形分が導入され、濃縮物と固形分とを混合して固形分濃度15〜25重量%程度の混合物を調整する。濃縮物と固形分とを充分に混合するために、経路35には混合装置としてのラインミキサー(図示せず)を配備することが好ましい。なお、濃縮物(固形分との混合物を含む)は、そのまま液肥として利用可能であり、また必要に応じて図示しない有価物回収装置(精密濾過膜など)で処理することにより有価物を回収することもできる。
The concentrate concentrated to a solid concentration of 20 to 30% by weight by the concentrating
乾燥装置40に導入された濃縮物と固形分との混合物(以下、「濃縮物」と記す。)は、固形分濃度70〜90重量%程度まで乾燥されて乾燥物となる。蒸気ボイラ70から乾燥装置40への熱供給手段としての経路72は、通常の流体流路を構成するもの(例えば、断熱性配管)であればよいが、蒸気ボイラ70からの熱分は蒸気の形態で供給されるため、経路72にスチームコンプレッサーを配備することも可能である。また、コージェネレーション装置80からの熱供給手段としての経路82が乾燥装置40に接続しており、コージェネレーション装置80からの熱分が温水の形態で供給される。
A mixture of the concentrate and the solid content (hereinafter referred to as “concentrate”) introduced into the drying
ここで、図3に本発明に好適に使用できる乾燥装置の一例の構成を示す。乾燥装置40は、多重効用方式の乾燥装置であり、第一缶41、第二缶42、第三缶43により構成され、各缶(41、42、43)内に回転体としてのドラムが設けられたドラムドライヤー方式である。濃縮物は乾燥度が進むに従い粘性が増加して装置内で固着し易くなるが、ドラムが回転することによりこれを抑えることができる。
Here, FIG. 3 shows a configuration of an example of a drying apparatus that can be suitably used in the present invention. The drying
第一缶41には、主に蒸気ボイラ70からの蒸気が経路72aにより導入されるとともに、濃縮物が経路35aによって導入される。濃縮物は、必要に応じて加熱部(図示せず)において蒸気または温水によって予加熱してから第一缶41に導入することもできる。
The steam from the
第一缶41で所定程度まで乾燥された乾燥物は、第二缶42に移送され、そこで第一缶41の場合と同様に乾燥された後、第三缶43に送られて、同様にさらに乾燥される。また、第一缶41から排出された蒸気は、経路72bを通って第二缶42へ送られ、第二缶42から排出された蒸気は、経路72cを介して第三缶43へ送られる。このように、蒸気ボイラ70で発生した蒸気(熱分)を第一缶41、第二缶42、第三缶43で繰り返し乾燥熱源として利用することができるため、単効用方式に比し数分の一の熱量での乾燥が可能となり、エネルギー効率が著しく高い。なお、乾燥装置40の乾燥過程で生じる凝縮液は、水処理装置で窒素分を除去した後、再利用することができる。
The dried product dried to a predetermined degree in the
図1に戻り、乾燥物は、ペレット化装置50に導入され、ペレット化処理されてペレットとなる。ペレットの形状、長さなどは使用される状況に応じて適宜変更する。また、必要に応じて乾燥装置(図示せず)にペレットを導入し、さらに乾燥させて固形分濃度85〜95重量%程度することができる。ペレットは、特殊肥料や肥料原料、成分調整を行った場合には一般肥料として用いることができる。
Returning to FIG. 1, the dried product is introduced into the
なお、本実施形態では蒸気ボイラ70で回収された蒸気を濃縮装置30および乾燥装置40に、コージェネレーション装置80で回収された温水を濃縮装置30および乾燥装置40にそれぞれ供給して熱源として利用しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
In this embodiment, the steam recovered by the
メタン発酵槽10でのメタン発酵によって生成するバイオガスは、捕集手段(図示せず)によって集められて脱硫装置60へ送られる。脱硫装置60では、バイオガスに含まれる硫黄化合物(例えば、硫化水素)が取り除かれる。
Biogas produced by methane fermentation in the
脱硫後のバイオガスは二分され、一方は蒸気ボイラ70に送られ、高温の蒸気を生成する際の熱源として利用される。また、他方のバイオガスはコージェネレーション装置80に送られて、熱(温水)と電力を生成する際の熱源として利用される。
The biogas after desulfurization is divided into two parts, and one is sent to the
蒸気ボイラ70で回収された熱(蒸気)は上述したように、濃縮装置30および乾燥装置40に供給される。コージェネレーション装置80で回収された熱(温水)は上述したように濃縮装置30および乾燥装置40に供給されるほか、発酵槽10に熱供給手段としての配管83を介して供給されて、発酵槽10の加熱手段の熱源として利用される。
The heat (steam) collected by the
次に、図4は本発明の第2の実施形態に係る有機性廃棄物処理システム102の概要を示すブロック図である。図1と同じ構成については同一の符合を付して説明を省略する。
Next, FIG. 4 is a block diagram showing an outline of the organic
この有機性廃棄物処理システム102は、コージェネレーション装置として、図1に示した実施形態での蒸気ボイラ70、コージェネレーション装置80に代えてマイクロガスタービン90を備えている。本実施形態に係る有機性廃棄物処理システム102では、マイクロガスタービン90によりバイオガスを燃料として発電を行うとともに、発電の過程で生成する熱(例えば温水の形態)を、濃縮装置30、乾燥装置40および発酵槽10に供給してそれぞれの装置での熱源として利用できる。なお、濃縮装置30、乾燥装置40および発酵槽10には、マイクロガスタービン90からの熱供給手段としての配管(91、92および93)が接続されている。
This organic
以上、本発明についていくつのかの実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、他の実施形態についても適用できる。 The present invention has been described above with some embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and other embodiments are within the scope of the invention described in the claims. Is also applicable.
本発明は、有機性廃棄物をメタン発酵して生成する発酵残液を効率よく処理し、かつ、ペレットを好適に回収することに利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used to efficiently treat a fermentation residue produced by subjecting organic waste to methane fermentation and to suitably recover pellets.
10 メタン発酵槽
15 pH調整槽
20 固液分離装置
30 濃縮装置
31 第一缶
32 第二缶
33 第三缶
40 乾燥装置
41 第一缶
42 第二缶
43 第三缶
50 ペレット化装置
60 脱硫装置
70 蒸気ボイラ
80 コージェネレーション装置
90 マイクロガスタービン
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記メタン発酵工程の発酵残液を、固形分と液分とに分離する固液分離工程と、
前記液分を濃縮して濃縮物とする濃縮工程と、
前記固形分と前記濃縮物とを乾燥して乾燥物とする乾燥工程と、
前記乾燥物をペレットとするペレット化工程と、を含むことを特徴とする、有機性廃棄物処理方法。 A methane fermentation process for methane fermentation of organic waste,
A solid-liquid separation process for separating the fermentation residual liquid of the methane fermentation process into a solid content and a liquid content;
A concentration step of concentrating the liquid to obtain a concentrate;
A drying step of drying the solid and the concentrate to obtain a dried product;
And a pelletizing step using the dried product as a pellet.
前記濃縮工程および/または前記乾燥工程における熱源として、前記コージェネレーション工程において回収された熱を利用するようにしたことを特徴とする、有機性廃棄物処理方法。 In Claim 1 or Claim 2, further including a cogeneration process which collects heat and electric power by using biogas obtained in said methane fermentation process as fuel,
An organic waste processing method, wherein heat recovered in the cogeneration step is used as a heat source in the concentration step and / or the drying step.
前記濃縮工程および/または前記乾燥工程における熱源として、前記熱発生工程において発生させた熱を利用するようにしたことを特徴とする、有機性廃棄物処理方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, further comprising a heat generation step of generating heat using the biogas obtained in the methane fermentation step as fuel.
A method for treating organic waste, wherein heat generated in the heat generation step is used as a heat source in the concentration step and / or the drying step.
前記メタン発酵による発酵残液を、固形分と液分とに分離する固液分離装置と、
前記液分を濃縮して濃縮物とする濃縮装置と、
前記固形分と前記濃縮物とを乾燥して乾燥物とする乾燥装置と、
前記乾燥物をペレットとするペレット化装置と、を備えていることを特徴とする、有機性廃棄物処理システム。 A methane fermentation device for methane fermentation of organic waste,
A solid-liquid separation device for separating the fermentation residual liquid from the methane fermentation into a solid content and a liquid content;
A concentrator for concentrating the liquid to obtain a concentrate;
A drying device for drying the solid and the concentrate to obtain a dried product;
An organic waste treatment system comprising: a pelletizing device that uses the dried product as pellets.
前記コージェネレーション装置により回収した熱および/または前記熱発生装置により発生させた熱を前記濃縮装置および/または前記乾燥装置に供給する熱供給手段を備えていることを特徴とする、有機性廃棄物処理システム。 In claim 5, further comprising a cogeneration device for recovering heat and power from the biogas obtained by the methane fermentation and / or a heat generation device for generating heat from the biogas obtained by the methane fermentation,
Organic waste comprising heat supply means for supplying heat recovered by the cogeneration apparatus and / or heat generated by the heat generation apparatus to the concentration apparatus and / or the drying apparatus Processing system.
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