JP2006015331A - Organic waste treatment method and organic waste treatment apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic waste treatment method and apparatus having an enhanced organic waste decomposition ratio. <P>SOLUTION: The organic waste treatment method comprises the steps of (a) decomposing an organic substance included in organic waste at a temperature of 60°C or higher by methane fermentation sludge and (b) causing the product produced by the process (a) to undergo methane fermentation in an anaerobic atmosphere. The organic waste treatment apparatus comprises a methane fermentation sludge treatment vessel for decomposing the organic substance by the methane fermentation sludge and a methane fermentation vessel for causing the decomposition product produced in the methane fermentation sludge vessel to undergo methane fermentation. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、有機性廃棄物を処理するための方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for treating organic waste.

地球環境保全の重要性や省エネルギーの観点から、食品工場などから排出される有機性廃棄物、ホテル、飲食店、一般家庭などから排出される有機性廃棄物(生ゴミ)、畜産廃棄物、下水汚泥などの有機性廃棄物を、メタン発酵によりメタンガスとして回収する技術開発が進められており、有機物からできるだけ多くのメタンを回収し、最終廃棄物の量を削減するため、有機物分解率を向上させる方法が開発されている。   From the viewpoint of the importance of global environmental conservation and energy saving, organic waste discharged from food factories, etc., organic waste discharged from hotels, restaurants, general households, livestock waste, sewage Technological development to recover sludge and other organic waste as methane gas by methane fermentation is underway. To recover as much methane as possible from organic matter and reduce the amount of final waste, the organic matter decomposition rate is improved. A method has been developed.

有機性廃棄物に対して効率的にメタン発酵を行う方法として、メタン発酵に先だって、有機性廃棄物を各種の前処理に供する方法が提案されている。例えば、メタン発酵の前処理として、有機性廃棄物を加熱処理する方法(特許文献1参照)や有機性廃棄物を超高熱嫌気性菌により分解する方法(特許文献2参照)が知られている。   As a method for efficiently performing methane fermentation on organic waste, methods for subjecting organic waste to various pretreatments prior to methane fermentation have been proposed. For example, as a pretreatment for methane fermentation, a method of heat-treating organic waste (see Patent Document 1) and a method of decomposing organic waste with ultra-high-heat anaerobic bacteria (see Patent Document 2) are known. .

今日、天然エネルギーの枯渇や廃棄物処理能力の限界が懸念されており、益々、エネルギーの有効利用や廃棄物の軽減化の技術を実用化することが強く望まれている。そのため、より一層効率的に、有機性廃棄物からエネルギーを回収し、廃棄物量を軽減する技術を開発することが重要になっている。
特開昭58−41916号公報 特開2003−326237号公報
Today, there is concern about the depletion of natural energy and the limit of waste treatment capacity, and it is strongly desired to put into practical use technology for effective use of energy and reduction of waste. For this reason, it is important to develop a technique for recovering energy from organic waste and reducing the amount of waste even more efficiently.
JP 58-41916 A JP 2003-326237 A

本発明は、有機性廃棄物の分解率を向上させることができる、有機性廃棄物を処理する方法及び装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the method and apparatus which process organic waste which can improve the decomposition rate of organic waste.

本発明者らは、有機性廃棄物をメタン発酵処理に供する前に、60℃以上の温度条件下で、有機性廃棄物に含まれる有機物をメタン発酵汚泥により分解することにより、有機性廃棄物の分解率を向上させることができることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて更に検討を重ねることによって完成したものである。   Prior to subjecting the organic waste to the methane fermentation treatment, the present inventors decompose the organic matter contained in the organic waste with methane fermentation sludge under a temperature condition of 60 ° C. or higher, thereby providing the organic waste. It has been found that the decomposition rate of can be improved. The present invention has been completed by further studies based on such knowledge.

即ち、本発明は、下記に掲げる有機廃棄物処理方法である:
項1. (a)60℃以上の温度条件下で、有機性廃棄物に含まれる有機物をメタン発酵汚泥により分解する工程、及び
(b)工程(a)で得られた分解物を嫌気性雰囲気下でメタン発酵する工程、
を含む、有機性廃棄物の処理方法。
項2. (a)工程が、有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とを混合槽に供給して予め混合し、得られた有機性廃棄物・汚泥混合物をメタン発酵汚泥処理槽に供給して60℃以上の温度条件下で有機性廃棄物を分解する工程である、項1に記載の処理方法。
項3. 工程(a)において、メタン発酵汚泥として、工程(b)で得られたメタン発酵処理物を使用する、項1又は2に記載の処理方法。
項4. 工程(a)が下記工程を含む、項1乃至3のいずれかに記載の処理方法:
(a-1)有機性廃棄物を、混合槽に供給する工程
(a-2)メタン発酵汚泥を混合槽に供給する工程、
(a-3)混合槽において、有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とを混合する工程、
(a-4)工程(a-3)で得られた有機性廃棄物・汚泥混合物をメタン発酵汚泥処理槽に供給する工程、及び
(a-5)メタン発酵汚泥処理槽において、60℃以上の温度条件下で、有機性廃棄物に含まれる有機物を分解する工程。
項5. 工程(b)が下記工程を含む、項1乃至4のいずれかに記載の処理方法:
(b-1)工程(a)で得られた分解物を60℃以下に冷却した後に、メタン発酵槽に供給する工程、及び
(b-2)メタン発酵槽において、嫌気性雰囲気下でメタン発酵する工程。
項6.更に、(c)工程(b)で得られたメタン発酵処理物の少なくとも一部をメタン発酵汚泥処理槽又はそれより上流側に返送する工程
を有する、項2乃至5のいずれかに記載の処理方法。
項7. 下記工程を含む、項1乃至6のいずれかに記載の処理方法:
(a-1)有機性廃棄物を、混合槽に供給する工程
(a-2)下記工程(b-2)で得られたメタン発酵処理物をメタン発酵汚泥として混合槽に供給する工程、
(a-3)混合槽において、有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とを混合する工程、
(a-4)工程(a-3)で得られた有機性廃棄物・汚泥混合物をメタン発酵汚泥処理槽に供給する工程、
(a-5)メタン発酵汚泥処理槽において、60℃以上の温度条件下で、有機性廃棄物に含まれる有機物を分解する工程、
(b-1)工程(a)で得られた分解物を60℃以下に冷却した後に、メタン発酵槽に供給する工程、
(b-2)メタン発酵槽において、嫌気性雰囲気下でメタン発酵する工程、及び
(c)工程(b)で得られたメタン発酵処理物の少なくとも一部をメタン発酵汚泥処理槽又はそれより上流側に返送する工程。
That is, the present invention is an organic waste treatment method described below:
Item 1. (a) a step of decomposing organic matter contained in organic waste with methane fermentation sludge under a temperature condition of 60 ° C. or higher; and
(b) a step of subjecting the decomposition product obtained in step (a) to methane fermentation in an anaerobic atmosphere,
A method for treating organic waste.
Item 2. (a) A process supplies organic waste and methane fermentation sludge to a mixing tank, mixes beforehand, supplies the obtained organic waste and sludge mixture to a methane fermentation sludge treatment tank, and is 60 degreeC or more. Item 2. The treatment method according to Item 1, which is a step of decomposing organic waste under temperature conditions.
Item 3. Item 3. The treatment method according to Item 1 or 2, wherein in the step (a), the methane fermentation treated product obtained in the step (b) is used as the methane fermentation sludge.
Item 4. Item 4. The processing method according to any one of Items 1 to 3, wherein the step (a) includes the following steps:
(a-1) Supplying organic waste to the mixing tank
(a-2) supplying methane fermentation sludge to the mixing tank;
(a-3) mixing organic waste and methane fermentation sludge in a mixing tank;
(a-4) supplying the organic waste / sludge mixture obtained in step (a-3) to a methane fermentation sludge treatment tank; and
(a-5) A step of decomposing organic matter contained in organic waste under a temperature condition of 60 ° C. or higher in a methane fermentation sludge treatment tank.
Item 5. Item 5. The processing method according to any one of Items 1 to 4, wherein the step (b) includes the following steps:
(b-1) a step of cooling the decomposition product obtained in step (a) to 60 ° C. or lower and then supplying it to a methane fermentation tank; and
(b-2) A process of methane fermentation in an anaerobic atmosphere in a methane fermentation tank.
Item 6. The treatment according to any one of Items 2 to 5, further comprising a step (c) of returning at least a part of the methane fermentation treatment product obtained in step (b) to the methane fermentation sludge treatment tank or upstream thereof. Method.
Item 7. Item 7. The processing method according to any one of Items 1 to 6, comprising the following steps:
(a-1) Supplying organic waste to the mixing tank
(a-2) supplying the methane fermentation processed product obtained in the following step (b-2) to the mixing tank as methane fermentation sludge,
(a-3) mixing organic waste and methane fermentation sludge in a mixing tank;
(a-4) supplying the organic waste / sludge mixture obtained in step (a-3) to a methane fermentation sludge treatment tank,
(a-5) Decomposing organic matter contained in organic waste under a temperature condition of 60 ° C. or higher in a methane fermentation sludge treatment tank,
(b-1) a step of cooling the decomposition product obtained in step (a) to 60 ° C. or lower and then supplying it to a methane fermentation tank;
(b-2) a process of methane fermentation in an anaerobic atmosphere in a methane fermentation tank; and
(c) A step of returning at least a part of the methane fermentation treatment product obtained in step (b) to the methane fermentation sludge treatment tank or the upstream side thereof.

また、本発明は、下記に掲げる有機性廃棄物処理装置である:
項8. 有機性廃棄物に含まれる有機物をメタン発酵汚泥により分解するメタン発酵汚泥処理槽、及び該処理槽により分解された分解物をメタン発酵処理するメタン発酵槽を含む、有機性廃棄物処理装置。
項9. 更に、有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とを混合する混合槽を含み、該混合槽で得られる有機性廃棄物・汚泥混合物がメタン発酵汚泥処理槽に供給されるように構成されている、項8に記載の装置。
項10. 更に、メタン発酵槽から得られるメタン発酵処理物の少なくとも一部をメタン発酵汚泥処理槽又はそれより上流側に返送するメタン発酵汚泥返送手段を含む、項8又は9に記載の装置。
Moreover, this invention is the organic waste processing apparatus hung up below:
Item 8. An organic waste treatment apparatus comprising a methane fermentation sludge treatment tank that decomposes organic matter contained in organic waste with methane fermentation sludge, and a methane fermentation tank that performs methane fermentation treatment of the decomposition product decomposed by the treatment tank.
Item 9. Furthermore, it includes a mixing tank that mixes organic waste and methane fermentation sludge, and is configured so that the organic waste / sludge mixture obtained in the mixing tank is supplied to the methane fermentation sludge treatment tank. 9. The apparatus according to 8.
Item 10. Furthermore, the apparatus of claim | item 8 or 9 containing the methane fermentation sludge return means which returns at least one part of the methane fermentation processed material obtained from a methane fermentation tank to a methane fermentation sludge processing tank or its upstream.

以下、本発明を詳細に説明する。
(1)有機廃棄物処理方法
有機性廃棄物
本発明の方法で処理される有機性廃棄物は、有機物を含むものであれば特に制限されないが、例えば、動物又は植物由来のものが挙げられる。具体的には、固形の有機性廃棄物、半固形の有機性廃棄物、不溶性固形分として有機物を含む有機性廃棄物、スラリー状の有機性廃棄物[以下、これらを“固形有機性廃棄物”という場合がある。]などが例示される。更に具体的には、厨芥,生ゴミ,生ゴミの乾燥物、食品工場廃棄物,下水汚泥,畜産廃棄物(家畜のし尿と、わら、おがくず等との混合物)などが例示される。また、本発明の方法で処理される有機性廃棄物は、濃厚廃液(糖廃蜜、焼酎の廃液等)、下水や有機排水(ビール工場の排水等)など、有機物を可溶性成分として含む液状のもの、有機物濃度の濃厚な廃液又は希薄な廃液であってもよい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(1) Organic waste treatment method
Organic waste The organic waste treated by the method of the present invention is not particularly limited as long as it contains an organic matter, and examples thereof include those derived from animals or plants. Specifically, solid organic waste, semi-solid organic waste, organic waste containing organic matter as an insoluble solid, slurry-like organic waste [hereinafter referred to as “solid organic waste "In some cases. ] Etc. are illustrated. More specifically, examples include straw, raw garbage, dried food waste, food factory waste, sewage sludge, and livestock waste (a mixture of livestock excreta and straw, sawdust, etc.). The organic waste treated by the method of the present invention is a liquid containing organic matter as a soluble component such as concentrated waste liquid (sugar waste, shochu waste liquid, etc.), sewage and organic waste water (beer factory waste water, etc.). It may be a waste liquid having a high concentration of organic matter or a dilute waste liquid.

これら有機性廃棄物のpHは、種類によって異なるものであり、特に限定されないが、通常、生ゴミの場合は、pHは5程度である。   The pH of these organic wastes varies depending on the type and is not particularly limited. Usually, in the case of garbage, the pH is about 5.

本発明の方法では、アンモニアを除去しやすいので、窒素含有量が多い有機性廃棄物(例えば、厨芥や生ゴミなど、たんぱく質を多く含む有機性廃棄物、好ましくは窒素含有量が0.5重量%以上程度の有機性廃棄物)を処理する場合に有利である。   In the method of the present invention, since ammonia is easily removed, organic waste having a high nitrogen content (for example, organic waste containing a lot of protein such as straw and garbage, preferably having a nitrogen content of 0.5% by weight). % Or more of organic waste) is advantageous.

有機性廃棄物には、異物が混入している場合がある。例えば、厨芥には、分別収集した場合であっても、ビニール袋、割り箸、アルミホイル、瀬戸物、スプーン,フォークなどの金属、骨等が混入している場合がある。異物が混入している場合、本発明の方法では、工程(a)に供する前に、異物除去手段を設けることにより有機性廃棄物から異物を除去するのが望ましい。異物を除去する手段としては、例えばスクリーン等の分別処理装置で有機性廃棄物と分離し、除去する方法が挙げられる。   The organic waste may contain foreign substances. For example, even if collected separately, the bag may contain metal such as plastic bags, disposable chopsticks, aluminum foil, seto, spoons, forks, and bones. When foreign matter is mixed, in the method of the present invention, it is desirable to remove the foreign matter from the organic waste by providing the foreign matter removing means before the step (a). As a means for removing the foreign matter, for example, a method of separating and removing the organic waste from the organic waste with a separation processing device such as a screen can be cited.

有機性廃棄物は、そのまま本発明の処理方法に供してもよいが、大きな固形物を含む固形有機性廃棄物である場合、破砕して微細化した後、供給するのが好ましい。破砕は、例えば、破砕機、ミキサー等で行うことができる。有機性廃棄物に大きな固形物が含まれる場合、破砕してから供給すると、分解率が向上するので好ましい。   The organic waste may be subjected to the treatment method of the present invention as it is, but when it is a solid organic waste containing a large solid, it is preferably supplied after being crushed and refined. The crushing can be performed with, for example, a crusher or a mixer. When organic waste contains a large solid, it is preferable to supply it after crushing because the decomposition rate is improved.

また、有機性廃棄物が生ゴミの場合、一般に、プレス機等で押しつぶしておいてから分解設備等に供給するが、その際、ビニール等がプレス機に残り、ごみ(有機性廃棄物)だけがプレス機から排出されるので、それにより異物を除去することができる。また、本発明の方法では、固形の有機性廃棄物は、工程(a)により可溶化されるので、ゴミとビニールなどの異物を選別せず、一緒に裁断(例えば5mm角程度)したものを工程(a)に供した後、工程(a)で得られた分解物からビニールなどの異物をメッシュ等で取り除くことも可能である。   In addition, when organic waste is garbage, it is generally crushed with a press machine, etc., and then supplied to the disassembly facility. However, at that time, vinyl etc. remains in the press machine, and only garbage (organic waste) Is discharged from the press machine, whereby foreign matter can be removed. In the method of the present invention, the solid organic waste is solubilized by the step (a). Therefore, the waste that has been cut together (for example, about 5 mm square) is not separated from foreign matters such as dust and vinyl. After being subjected to the step (a), it is possible to remove foreign matters such as vinyl from the decomposition product obtained in the step (a) with a mesh or the like.

異物の除去と破砕は、有機性廃棄物の種類に応じて、いずれを行ってもよく、通常、異物を除去した後破砕するが、破砕した後異物を除去してもよい。   The removal and crushing of the foreign matter may be performed depending on the type of organic waste. Usually, the foreign matter is removed and then crushed, but the foreign matter may be removed after crushing.

本発明の方法では、これらを湿式酸化処理やオートクレーブ処理などの前処理を行った後、工程(a)に供してもよい。   In the method of the present invention, these may be subjected to a pretreatment such as a wet oxidation treatment or an autoclave treatment, and then subjected to step (a).

有機性廃棄物の有機物濃度としては、異物を除去した後の有機性廃棄物全重量を100重量%とした場合の、有機物の割合が、0.1重量%以上、好ましくは1重量%以上、より好ましくは5重量%以上、特に好ましくは10重量%以上となるような濃度である。   As the organic matter concentration of the organic waste, the ratio of the organic matter when the total weight of the organic waste after removing foreign matters is 100% by weight is 0.1% by weight or more, preferably 1% by weight or more, The concentration is more preferably 5% by weight or more, particularly preferably 10% by weight or more.

異物を除去した後の有機性廃棄物の固形分濃度は、通常、10〜25重量%程度である。本発明で使用する有機性廃棄物は、水等で希釈されて上記固形分濃度が10重量%以下であるものでもよい。   The solid content concentration of the organic waste after removing the foreign matter is usually about 10 to 25% by weight. The organic waste used in the present invention may be diluted with water or the like so that the solid content concentration is 10% by weight or less.

有機物が順調に分解されているかどうかは、各工程におけるのVTS(Volatile Total Solids;強熱減量)量及びVSS(Volatile Suspended Solid; 浮遊物質の強熱減量)量の変化(VSSの減少速度)を指標として判断することができる。   Whether organic matter is decomposed smoothly depends on the change in VTS (Volatile Total Solids) and VSS (Volatile Suspended Solid) in each process (VSS reduction rate). It can be judged as an index.

工程(a)
工程(a)では、60℃以上の温度条件下で、有機性廃棄物に含まれる有機物をメタン発酵汚泥により分解する。
Step (a)
In the step (a), the organic matter contained in the organic waste is decomposed with methane fermentation sludge under a temperature condition of 60 ° C. or higher.

本工程により、有機性廃棄物に含まれる有機物が分解されて可溶化、液状化される。メタン発酵汚泥に含まれるメタン細菌は、60℃以上では生育不能であるが、該メタン発酵汚泥にはメタン細菌以外に、60以上で生育可能な細菌も存在している。本工程では、メタン発酵汚泥に含まれる60℃以上で生育可能な細菌の内の高分子有機物を低分子化できる細菌(以下、可溶化菌と表記することもある)の働きか、メタン発酵汚泥に含まれる酵素の作用により、高温条件下で溶解度が上昇した有機物(炭水化物、蛋白質、脂質)が、低分子量化(例えば、糖、アミノ酸、ペプチドなどまで)され、更にその一部又は大部分は酸分解を受けてプロピオン酸、酪酸等の有機酸まで分解されていると思われるが、詳細は完全には解明されていない。   By this step, the organic matter contained in the organic waste is decomposed and solubilized and liquefied. The methane bacteria contained in the methane fermentation sludge cannot grow at 60 ° C. or higher, but there are bacteria that can grow at 60 or more in addition to the methane bacteria in the methane fermentation sludge. In this process, the methane fermentation sludge is a function of bacteria (hereinafter sometimes referred to as solubilized bacteria) that can lower the molecular organic matter of bacteria that can grow at 60 ° C or higher contained in the methane fermentation sludge. Organic substances (carbohydrates, proteins, lipids) that have increased solubility under high-temperature conditions due to the action of enzymes contained in are reduced in molecular weight (for example, sugars, amino acids, peptides, etc.), and some or most of them It seems that organic acids such as propionic acid and butyric acid have been decomposed by acid decomposition, but the details have not been fully elucidated.

本工程(a)でいう「分解」とは、有機性廃棄物の全てが可溶化している程度に低分子化されていることに限らず、有機性廃棄物に含まれる不溶化有機物が、好ましくは20重量%以上程度、より好ましくは25重量%以上程度の不溶化有機物が水に溶ける程度まで低分子化されることを意味する。   The `` decomposition '' in this step (a) is not limited to low molecular weight to the extent that all organic waste is solubilized, but insolubilized organic matter contained in organic waste is preferable. Means that an insolubilized organic substance of about 20% by weight or more, more preferably about 25% by weight or more is reduced in molecular weight to such an extent that it can be dissolved in water.

本工程において使用するメタン発酵汚泥とは、有機物をメタン発酵することにより得られる発酵物、又は該発酵物の固形分のことである。当該メタン発酵汚泥として、例えば、有機性廃棄物をメタン発酵処理することにより得られたメタン発酵処理物を使用することができる。好ましくは、本発明における工程(b)で得られるメタン発酵処理物である。また、メタン発酵汚泥として、有機物をメタン発酵することにより得られる発酵物そのものを使用する場合、固形分が0.1重量%以上、好ましくは1重量%以上含まれているものが望ましい。なお、ここでいう固形分には、メタン発酵により得られる発酵物中の不溶化残渣と、メタン細菌菌や可溶化菌等の細菌が含まれる。   The methane fermentation sludge used in this step is a fermented product obtained by subjecting an organic material to methane fermentation, or a solid content of the fermented product. As the methane fermentation sludge, for example, a methane fermentation treated product obtained by subjecting organic waste to methane fermentation treatment can be used. Preferably, it is a methane fermentation processed product obtained in step (b) in the present invention. Moreover, when using the fermented material itself obtained by carrying out methane fermentation of organic substance as methane fermentation sludge, what contains solid content 0.1weight% or more, Preferably 1weight% or more is desirable. In addition, solid content here contains the insolubilization residue in fermented material obtained by methane fermentation, and bacteria, such as methane bacteria and solubilized bacteria.

本工程のメタン発酵汚泥による分解において、温度条件は60℃以上であれば、特に制限されないが、好ましくは60〜90℃程度、更に好ましくは65〜80℃程度、特に好ましくは70〜80℃程度である。本工程において、60℃以上の所定温度に保つためには重油、都市ガス、電力等を利用することもできる。しかし、該温度の維持には相当量の熱量が必要となるので、電力源として重油等を単独で利用するよりも、後述する工程(b)で発生するメタンガスを利用して熱と電力を得るコジェネレーション手段(ガスエンジン、燃料電池等)を利用し、発生する排熱を有効利用することが望ましい。   In the decomposition by methane fermentation sludge in this step, the temperature condition is not particularly limited as long as the temperature condition is 60 ° C. or higher, but is preferably about 60 to 90 ° C., more preferably about 65 to 80 ° C., and particularly preferably about 70 to 80 ° C. It is. In this step, heavy oil, city gas, electric power, or the like can be used to maintain a predetermined temperature of 60 ° C. or higher. However, since a considerable amount of heat is required to maintain the temperature, heat and power are obtained using methane gas generated in step (b) described later, rather than using heavy oil alone as a power source. It is desirable to make effective use of the generated exhaust heat by using cogeneration means (gas engine, fuel cell, etc.).

メタン発酵汚泥による有機性廃棄物に含まれる有機物の分解は、上記温度条件を調節・保持できる槽(以下、メタン発酵汚泥処理槽という)内で、有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とを共存させ上記条件下で保持することにより行うことができる。   Decomposition of organic matter contained in organic waste by methane fermentation sludge allows organic waste and methane fermentation sludge to coexist in a tank that can adjust and maintain the above temperature conditions (hereinafter referred to as methane fermentation sludge treatment tank). It can carry out by hold | maintaining on the said conditions.

有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とをメタン発酵汚泥処理槽内で共存させるには、例えば、以下の方法が例示される:(1)有機性廃棄物をメタン発酵汚泥処理槽に供給し、また別にメタン発酵汚泥をメタン発酵汚泥処理槽に供給して、メタン発酵汚泥処理槽内で有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とを混合する方法、及び(2)有機性廃棄物を混合手段を備えた混合槽に供給し、またメタン発酵汚泥を該混合槽に供給し、該混合槽内で両者を予め混合し、得られた有機性廃棄物・汚泥混合物をメタン発酵汚泥処理槽に供給する方法。後者の(2)の方法の場合、有機性廃棄物・汚泥混合物の固形分濃度を10重量%以下にすることによって、小型で安価なポンプにより該混合物をメタン発酵汚泥処理槽に供給することが可能になる。また、後者の(2)の方法の場合、具体的には、本工程(a)には、以下態様の工程が含まれる:
(a-1)有機性廃棄物を、混合槽に供給する工程
(a-2)メタン発酵汚泥を混合槽に供給する工程、
(a-3)混合槽において、有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とを混合する工程、
(a-4)工程(a-3)で得られた有機性廃棄物・汚泥混合物をメタン発酵汚泥処理槽に供給する工程、及び
(a-5)メタン発酵汚泥処理槽において、60℃以上の温度下で、有機性廃棄物に含まれる有機物を分解する工程。
In order for the organic waste and the methane fermentation sludge to coexist in the methane fermentation sludge treatment tank, for example, the following methods are exemplified: (1) Supply the organic waste to the methane fermentation sludge treatment tank; Separately, methane fermentation sludge is supplied to the methane fermentation sludge treatment tank, and the organic waste and methane fermentation sludge are mixed in the methane fermentation sludge treatment tank, and (2) a means for mixing the organic waste is provided. A method of supplying a mixing tank, supplying methane fermentation sludge to the mixing tank, mixing both in advance in the mixing tank, and supplying the obtained organic waste / sludge mixture to the methane fermentation sludge treatment tank. In the case of the latter method (2), by setting the solid content concentration of the organic waste / sludge mixture to 10% by weight or less, the mixture can be supplied to the methane fermentation sludge treatment tank by a small and inexpensive pump. It becomes possible. In the case of the latter method (2), specifically, this step (a) includes the steps of the following embodiments:
(a-1) Supplying organic waste to the mixing tank
(a-2) supplying methane fermentation sludge to the mixing tank;
(a-3) mixing organic waste and methane fermentation sludge in a mixing tank;
(a-4) supplying the organic waste / sludge mixture obtained in step (a-3) to a methane fermentation sludge treatment tank; and
(a-5) A step of decomposing organic matter contained in organic waste at a temperature of 60 ° C. or higher in a methane fermentation sludge treatment tank.

メタン発酵汚泥処理槽内のpHは、特に限定されるものではなく、アルカリ性、中性及び酸性のいずれであってもよい。アルカリ性である場合は、pHは9以下程度が好ましく、7.4〜8程度であることが好ましい。酸性の場合のpHは、5以上であることが好ましく、6程度〜7未満であることが好ましい。pHの値は、有機性廃棄物の種類や供給量、有機性廃棄物の分解の程度により変わり得るものであり、例えば、有機性廃棄物の分解処理後に測定したpHが上記範囲であることが好ましい。また、有機性廃棄物の分解処理中又は分解処理開始時においても、pHが上記範囲であるので好ましいが、例えば有機性廃棄物を供給した後のpHが上記範囲外となってもよい。メタン発酵汚泥処理槽内のpHがアルカリ性の場合には、アンモニアを回収し易くなる点において利点がある。   The pH in the methane fermentation sludge treatment tank is not particularly limited, and may be alkaline, neutral or acidic. When it is alkaline, the pH is preferably about 9 or less, and preferably about 7.4-8. The pH in the case of acidity is preferably 5 or more, and preferably about 6 to less than 7. The pH value may vary depending on the type and amount of organic waste and the degree of decomposition of the organic waste. For example, the pH measured after the organic waste decomposition treatment may be in the above range. preferable. Further, the pH is preferable because the pH is within the above range even during the decomposition treatment of the organic waste or at the start of the decomposition treatment. For example, the pH after supplying the organic waste may be outside the above range. When the pH in the methane fermentation sludge treatment tank is alkaline, there is an advantage in that ammonia can be easily recovered.

本工程のメタン発酵汚泥による分解は、有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とを共存させ、上記条件下で静置することによって行うことができ、また有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とを上記条件下で撹拌しながら行うこともできる。   Decomposition by methane fermentation sludge in this step can be performed by allowing organic waste and methane fermentation sludge to coexist and standing under the above conditions. It can also be carried out under stirring.

本工程のメタン発酵汚泥による分解において、使用するメタン発酵汚泥と本工程に供する有機性廃棄物との割合については、使用するメタン発酵汚泥や有機性廃棄物の種類、分解条件等に応じて適宜設定することができる。これらの混合割合の一例として、有機性廃棄物に含まれる固形分1重量部に対して、メタン発酵汚泥(固形分換算)を0.1〜10重量部となる割合が例示される。   In the decomposition with methane fermentation sludge in this process, the ratio of the methane fermentation sludge to be used and the organic waste to be used in this process is appropriately determined according to the type of methane fermentation sludge and organic waste to be used, decomposition conditions, etc. Can be set. As an example of these mixing ratios, a ratio of 0.1 to 10 parts by weight of methane fermentation sludge (in terms of solids) is exemplified with respect to 1 part by weight of solids contained in the organic waste.

メタン発酵汚泥による分解時間は、使用するメタン発酵汚泥の種類や量、処理対象の有機性廃棄物の種類や量によって異なり一律に規定することはできないが、通常1〜10日、好ましくは1〜5日、更に好ましくは1〜2日が例示される。   The decomposition time by methane fermentation sludge varies depending on the type and amount of methane fermentation sludge to be used and the type and amount of organic waste to be treated and cannot be defined uniformly, but is usually 1 to 10 days, preferably 1 to Examples are 5 days, more preferably 1-2 days.

本工程(a)のメタン発酵汚泥による分解は、嫌気性雰囲気、好気性雰囲気の何れの雰囲気で行ってもよい。   The decomposition by methane fermentation sludge in this step (a) may be performed in any of an anaerobic atmosphere and an aerobic atmosphere.

本工程(a)を嫌気性雰囲気下で行う場合であれば、有機性廃棄物に含まれる有機物の分解(可溶化)に伴ってガスが発生し、これによってメタン発酵汚泥処理槽内の酸素がパージされてその雰囲気が嫌気性に保たれるので、嫌気性雰囲気を作り、これを維持するための特段の操作は必ずしも必要ではない。もちろん、二酸化炭素、窒素、アルゴン、水素、天然ガス、メタン、都市ガス等を用いて嫌気性雰囲気を作成・維持してもよく、また、硫化ナトリウム等の酸素除去剤用いて嫌気性雰囲気を作成・維持してもよい。   If this step (a) is performed in an anaerobic atmosphere, gas is generated along with decomposition (solubilization) of organic matter contained in the organic waste, and oxygen in the methane fermentation sludge treatment tank is thereby generated. Since the atmosphere is purged and kept anaerobic, a special operation for creating and maintaining an anaerobic atmosphere is not necessarily required. Of course, you may create / maintain anaerobic atmosphere using carbon dioxide, nitrogen, argon, hydrogen, natural gas, methane, city gas, etc., and create anaerobic atmosphere using oxygen remover such as sodium sulfide.・ It may be maintained.

また、本工程(a)において、有機性廃棄物に含まれているアンモニア及びメタン発酵汚泥による分解で生じたアンモニアを回収してもよい。本工程(a)では、60℃以上の温度条件が採用されるため、有機性廃棄物に含まれているアンモニア及びメタン発酵汚泥による分解で生じたアンモニアが格段に揮発され易くなっている(Journal of Hazardous Materials 37 (1994)191-206)。そのため、工程(a)において、メタン発酵汚泥処理槽内に気体を吹き込み、アンモニアストリッピング法によりアンモニアを揮発させて回収することが可能である。このように、アンモニアを回収することにより、最終処理物にアンモニアが含まれるという問題を回避することが可能になる。但し、投入する有機性廃棄物中の窒素含量が少なくアンモニア発生量が少ない場合、また発生アンモニアを河川放流しても問題のない場合、或いは後述する工程(b)の後に硝化脱窒処理等の脱アンモニア処理を行う方が安価である場合などは、本工程(a)においてアンモニア回収は必ずしも必要ではない。   In this step (a), ammonia contained in the organic waste and ammonia generated by the decomposition by the methane fermentation sludge may be recovered. In this step (a), a temperature condition of 60 ° C. or higher is adopted, so that ammonia contained in organic waste and ammonia generated by decomposition by methane fermentation sludge are much more easily volatilized (Journal of Hazardous Materials 37 (1994) 191-206). Therefore, in step (a), gas can be blown into the methane fermentation sludge treatment tank, and ammonia can be volatilized and recovered by the ammonia stripping method. Thus, by collecting ammonia, it becomes possible to avoid the problem that ammonia is contained in the final processed product. However, when the nitrogen content in the organic waste to be input is small and the amount of ammonia generated is small, when there is no problem even if the generated ammonia is discharged into the river, or after the step (b) described later, nitrification denitrification treatment, etc. In cases where it is cheaper to perform deammonia treatment, ammonia recovery is not necessarily required in this step (a).

本工程(a)は、回分形式で実施してもよく、また有機性廃棄物とメタン発酵汚泥(以下、これらを原料ということもある)の供給とメタン発酵汚泥により分解された分解物の抜き取りを連続的又は断続的に行うことにより実施してもよい。原料の供給と分解物の抜き取りを連続的に又は断続的に行う場合、その原料供給速度及び分解物抜き取り速度は、該原料のメタン発酵汚泥処理槽内平均滞留時間が上記分解時間となるように適宜設定すればよい。   This step (a) may be carried out in a batch format. In addition, supply of organic waste and methane fermentation sludge (hereinafter sometimes referred to as raw materials) and extraction of decomposition products decomposed by methane fermentation sludge May be carried out by continuously or intermittently. When supplying the raw material and extracting the decomposition product continuously or intermittently, the raw material supply rate and the decomposition product extraction rate are set so that the average residence time of the raw material in the methane fermentation sludge treatment tank becomes the above decomposition time. What is necessary is just to set suitably.

本工程(a)によって、有機性廃棄物に含まれる有機物が低分子化されるので、得られた分解物をメタン発酵処理に供すると、その処理効率が向上する。   Since the organic matter contained in the organic waste is reduced in molecular weight by this step (a), when the obtained decomposition product is subjected to the methane fermentation treatment, the treatment efficiency is improved.

本工程(a)に供された固形有機性廃棄物は、固形有機性廃棄物に含まれる有機物が分解されて可溶化し、液状になるので、本工程(a)で得られた分解物をそのままメタン発酵処理に供することが可能になる。これによって、固形有機性廃棄物をメタン発酵処理に直接供する場合に、メタン発酵により有機物が十分に処理されないという問題が解消される。   The solid organic waste provided in this step (a) is decomposed and solubilized by the decomposition of the organic matter contained in the solid organic waste, so the decomposition product obtained in this step (a) It becomes possible to use for methane fermentation treatment as it is. This solves the problem that organic matter is not sufficiently treated by methane fermentation when the solid organic waste is directly subjected to methane fermentation treatment.

本工程(a)により得られた分解物は、そのまま後述の工程(b)に供してもよく、また該分解物を固液分離をした後に、その液体分を後述の工程(b)に供してもよい。   The decomposed product obtained in this step (a) may be used as it is in the later-described step (b), or after the decomposition product is subjected to solid-liquid separation, the liquid is used in the later-described step (b). May be.

本工程(a)により得られた分解物に対して固液分離を行う場合、その固液分離方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。例えば、分解物中の固形分が沈降しやすい場合は、沈殿分離により固液分離を行うことができる。他の方法としては、膜分離、遠心分離等が挙げられる。膜分離により固液分離を行う場合には、メタン発酵汚泥処理槽内に膜を浸漬してもよく、メタン発酵汚泥処理槽内の分解物を外部に取り出して外置きの固液分離装置により処理してもよい。外置きの装置は、洗浄、点検、交換が容易である。固液分離は、本工程(a)で得られた分解物の全てについて行ってもよく、一部について行い、残部は直接後述の工程(b)に供してもよい。この場合には、固液分離手段のメンテナンスの際にシステム全体を止める必要がない。   When solid-liquid separation is performed on the decomposition product obtained in this step (a), the solid-liquid separation method is not particularly limited, and a known method can be used. For example, when the solid content in the decomposed product tends to settle, solid-liquid separation can be performed by precipitation separation. Other methods include membrane separation, centrifugation and the like. When performing solid-liquid separation by membrane separation, the membrane may be immersed in the methane fermentation sludge treatment tank, and the decomposition product in the methane fermentation sludge treatment tank is taken out and processed by an external solid-liquid separation device. May be. The external device is easy to clean, inspect and replace. Solid-liquid separation may be performed on all of the decomposition products obtained in this step (a), or may be performed on a part of the decomposition product, and the remainder may be directly subjected to step (b) described later. In this case, it is not necessary to stop the entire system during the maintenance of the solid-liquid separation means.

本工程(a)により得られた分解物を固液分離する場合、得られた固形分含有画分(汚泥)は、一部又は全部を、メタン発酵汚泥処理槽に返送してもよく(返送される汚泥を「返送汚泥」という場合がある)、一部を廃棄してもよい(廃棄される汚泥を「余剰汚泥」という場合がある)。工程(a)で得られた分解物の固液分離を行う場合、得られた汚泥を如何なる割合で返送汚泥と余剰汚泥に分けるかについては、工程(a)の処理能力等を考慮して、適宜設定すればよい。   When the decomposition product obtained in this step (a) is subjected to solid-liquid separation, the obtained solid content fraction (sludge) may be partially or entirely returned to the methane fermentation sludge treatment tank (return) The sludge to be discarded may be referred to as “return sludge”), or a part of the sludge may be discarded (the sludge to be discarded may be referred to as “surplus sludge”). When solid-liquid separation of the decomposition product obtained in step (a) is performed, the proportion of the obtained sludge is divided into return sludge and excess sludge in consideration of the processing capacity of step (a), etc. What is necessary is just to set suitably.

メタン発酵汚泥処理槽には、分解の進行に従って固形分が蓄積していくので、該固形分を汚泥として適宜引き抜いておくことが好ましい。引き抜いた汚泥は、余剰汚泥として種々の方法で処理される。例えば、そのまま、液肥として農地還元する、脱水後コンポスト化して農地還元をする、脱水して廃棄する、脱水後焼却する、脱水+乾燥後廃棄する、脱水+乾燥後焼却する等の処理が行われる。また、乾燥には低温廃熱を有効利用することができ、メタンガスをガスエンジンやマイクロガスタービン、ボイラー等で利用する場合、その廃熱を利用して乾燥することが可能である。なお、脱水ろ液はその水質と排水基準によりそのまま放流できる場合もあり、そうでない場合は水処理に供すればよい。また工程(b)の後に活性汚泥処理等の水処理を行う場合は、該処理に供給してもよい。有機物の分解は嫌気性雰囲気で行われるので、水処理が活性汚泥処理などの好気性雰囲気で行われる処理である場合、工程(a)で分解できなかった有機物であっても、水処理で分解できる場合がある。この場合、廃棄すべき余剰汚泥の量が減少するので好ましい。   Since solid content accumulates in the methane fermentation sludge treatment tank as the decomposition proceeds, it is preferable that the solid content is appropriately extracted as sludge. The extracted sludge is treated by various methods as surplus sludge. For example, as it is, it is returned to farmland as liquid fertilizer, processed after dehydration and converted into farmland, dehydrated and discarded, dehydrated and incinerated, dehydrated + dried and discarded, and dehydrated + dried and incinerated. . In addition, low-temperature waste heat can be effectively used for drying, and when methane gas is used in a gas engine, a micro gas turbine, a boiler, or the like, the waste heat can be used for drying. In some cases, the dehydrated filtrate can be discharged as it is depending on the water quality and drainage standards. If not, it may be subjected to water treatment. When water treatment such as activated sludge treatment is performed after step (b), it may be supplied to the treatment. Since the organic matter is decomposed in an anaerobic atmosphere, even if the water treatment is performed in an aerobic atmosphere such as activated sludge treatment, even the organic matter that could not be decomposed in step (a) is decomposed by water treatment. There are cases where it is possible. This is preferable because the amount of excess sludge to be discarded is reduced.

工程(b)
工程(b)では、工程(a)で得られた分解物を嫌気性雰囲気下でメタン発酵する。本工程において、工程(a)で得られた分解物がメタンと二酸化炭素に分解される。本工程におけるメタン発酵は、従来公知のメタン発酵菌及びメタン発酵槽を用いて行うことができる。
Step (b)
In step (b), the decomposition product obtained in step (a) is subjected to methane fermentation in an anaerobic atmosphere. In this step, the decomposition product obtained in step (a) is decomposed into methane and carbon dioxide. The methane fermentation in this step can be performed using a conventionally known methane fermentation bacterium and methane fermentation tank.

本工程(b)において、嫌気性雰囲気の調製・維持は、二酸化炭素、窒素、アルゴン、水素、天然ガス、メタン、都市ガスなどを用いて行うことができる。また、必要に応じて、硫化ナトリウムなどの酸素除去剤を使用してもよい。   In this step (b), the preparation / maintenance of the anaerobic atmosphere can be performed using carbon dioxide, nitrogen, argon, hydrogen, natural gas, methane, city gas, and the like. Moreover, you may use oxygen removal agents, such as sodium sulfide, as needed.

本工程(b)のメタン発酵時の温度条件は、用いるメタン発酵菌の種類に応じて広い温度範囲から適宜設定することができ、特に限定されるものではないが、一般には20〜60℃程度、例えば、35℃程度のいわゆる中温でも、55℃程度のいわゆる高温でもよい。前記工程(a)に供した有機性廃棄物に含まれる窒素含量が少なく、該工程(a)においてアンモニア除去を行わない場合は、メタン発酵がアンモニア阻害を受けにくい35℃程度の中温の方が好ましい。一方、前記工程(a)においてアンモニア除去を行う場合であれば、メタン発酵速度が高まるという点から、55℃程度の高温の方が好ましい。   The temperature condition at the time of methane fermentation in this step (b) can be appropriately set from a wide temperature range depending on the type of methane fermentation bacteria to be used, and is not particularly limited, but is generally about 20 to 60 ° C. For example, a so-called intermediate temperature of about 35 ° C. or a so-called high temperature of about 55 ° C. may be used. When the nitrogen content contained in the organic waste subjected to the step (a) is small and ammonia removal is not performed in the step (a), a medium temperature of about 35 ° C. where methane fermentation is less susceptible to ammonia inhibition preferable. On the other hand, if ammonia removal is performed in the step (a), a high temperature of about 55 ° C. is preferable because the methane fermentation rate is increased.

工程(a)で得られた分解物が80℃以上の高温を保持している場合には、当該分解物をメタン発酵に著しく悪影響を及ぼすことがない程度(例えば、60℃以下)に冷却した後に、メタン発酵槽に供給し本工程(b)を実施することが望ましい。   When the decomposition product obtained in step (a) maintains a high temperature of 80 ° C. or higher, the decomposition product is cooled to such an extent that it does not significantly adversely affect methane fermentation (for example, 60 ° C. or less). It is desirable to supply this to a methane fermentation tank later and to implement this process (b).

本工程(b)におけるメタン発酵処理時間としては、供する分解物の種類や量、使用するメタン発酵菌の種類、発酵温度、発酵形態等によって異なり、一律に規定することはできないが、通常10〜30日、好ましくは10〜20日、更に好ましくは10〜14日を挙げることができる。   The methane fermentation treatment time in this step (b) varies depending on the type and amount of the degradation product to be provided, the type of methane fermentation bacteria to be used, the fermentation temperature, the fermentation mode, etc. 30 days, preferably 10 to 20 days, more preferably 10 to 14 days.

本工程(b)のメタン発酵において発生する汚泥(余剰汚泥)は、有機性廃棄物を直接メタン発酵する従来の方法では廃棄されていたが、本発明の方法では、定期的に工程(a)に返送することが可能であり、これによって再度分解せしめ、全体としての有機物分解率を向上させることができる。   The sludge generated in the methane fermentation in this step (b) (surplus sludge) has been discarded in the conventional method of directly methane fermentation of organic waste, but in the method of the present invention, the step (a) is regularly performed. It is possible to return it to the above, and it can be decomposed again to improve the organic matter decomposition rate as a whole.

本工程(b)のメタン発酵の形式は特に制限されず、回分式、固定床式、UASB(Upflow Anaerobic Sludge Bed、上向流嫌気性汚泥床)式等のメタン発酵において利用されている公知のいずれの形式であってもよい。   The type of methane fermentation in this step (b) is not particularly limited, and is known in methane fermentation such as batch type, fixed bed type, UASB (Upflow Anaerobic Sludge Bed) type, etc. Either format is acceptable.

本工程(b)において、メタン発酵は、回分形式で実施してもよく、また工程(a)で得られた分解物の供給とメタン発酵槽内のメタン発酵処理物の抜き取りを連続的に又は断続的に行うことにより実施してもよい。上記分解物の供給と上記メタン発酵処理物の抜き取りを連続的又は断続的に行う場合、その分解物供給速度及びメタン発酵処理物抜き取り速度は、該分解物のメタン発酵槽内平均滞留時間が上記発酵処理時間となるように適宜設定すればよい。   In this step (b), the methane fermentation may be carried out in a batch format, and the decomposition product obtained in step (a) and the extraction of the methane fermentation treatment product in the methane fermentation tank are continuously or You may implement by performing intermittently. When supplying the decomposition product and extracting the methane fermentation treatment product continuously or intermittently, the decomposition product supply rate and the methane fermentation treatment product extraction rate are the average residence time of the decomposition product in the methane fermentation tank. What is necessary is just to set suitably so that it may become fermentation processing time.

本工程(b)で得られたメタン発酵処理物は、そのまま、或いは固液分離をした後の液体分を、活性汚泥処理などの水処理に供してもよい。固液分離の方法は、特に限定されるものではなく、例えば沈殿分離、膜分離、遠心分離などの公知の方法を採用することができる。固液分離は、本工程(b)の後に行う処理に供する全てのメタン発酵処理物について行ってもよく、一部について行い、残部は直接後段の処理に供してもよい。   The methane fermentation treatment product obtained in this step (b) may be subjected to water treatment such as activated sludge treatment as it is or after liquid separation after solid-liquid separation. The method of solid-liquid separation is not particularly limited, and known methods such as precipitation separation, membrane separation, and centrifugation can be employed. The solid-liquid separation may be performed for all the methane fermentation processed products to be subjected to the treatment performed after this step (b), may be performed for a part, and the remainder may be directly subjected to the subsequent treatment.

また、メタン発酵処理物を固液分離した固形分含有画分(汚泥)は、一部又は全部を、メタン発酵槽に返送し、再度本工程(b)に供することもできる。この操作により、固形分が更に徹底的に分解されるので、廃棄固形分量が更に低減でき、メタンガス発生量も増大するというメリットが得られると共に、メタン細菌が系内に返送されるので、メタン発酵の安定度が向上するというメリットも得られる。但し、返送比を大とすると、メタン発酵槽内の固形分濃度が上昇するため、メタン発酵槽内の攪拌やポンプ輸送の面では不利となる面もあるので、これらを総合的に判断した上で、返送量を決めるとよい。   In addition, the solid-containing fraction (sludge) obtained by solid-liquid separation of the methane fermentation treatment product can be partially or entirely returned to the methane fermentation tank and again subjected to this step (b). By this operation, the solid content is further thoroughly decomposed, so that the amount of waste solid content can be further reduced and the amount of methane gas generated can be increased. In addition, methane bacteria are returned to the system. The merit of improving the stability of is also obtained. However, if the return ratio is increased, the solid content concentration in the methane fermenter will increase, which may be disadvantageous in terms of stirring and pumping in the methane fermenter. It is good to decide the return amount.

本工程(b)において、メタン発酵槽には、メタン発酵処理の進行に従って固形分が蓄積するので、通常、該固形分は汚泥として適宜引き抜かれる。引き抜かれた汚泥は、種々の方法で処理される。例えば、そのまま、液肥として農地還元する、脱水後コンポスト化して農地還元をする、脱水して廃棄する、脱水後焼却する、脱水+乾燥後廃棄する、脱水+乾燥後焼却する等の処理が行われる。また、乾燥には低温廃熱を有効利用することができ、メタンガスをガスエンジンやマイクロガスタービン、ボイラー等で利用する場合、その廃熱を利用して乾燥することが可能である。なお、脱水ろ液はその水質と排水基準によりそのまま放流できる場合もあり、そうでない場合は再度水処理に供すればよい。また、脱水ろ液は、工程(b)の後に活性汚泥処理などの水処理を行う場合は、該処理に供してもよい。メタン発酵処理は嫌気性雰囲気で行われるので、水処理が活性汚泥処理などの好気性雰囲気で行われる処理である場合、メタン発酵で分解されなかった有機物であっても、活性汚泥処理などの水処理で分解できる場合がある。この場合、廃棄すべき汚泥の量が減少するので好ましい。   In this step (b), the solid content accumulates in the methane fermentation tank as the methane fermentation process proceeds, so that the solid content is usually extracted appropriately as sludge. The extracted sludge is treated by various methods. For example, as it is, it is returned to farmland as liquid fertilizer, processed after dehydration and converted into farmland, dehydrated and discarded, dehydrated and incinerated, dehydrated + dried and discarded, and dehydrated + dried and incinerated. . In addition, low-temperature waste heat can be effectively used for drying, and when methane gas is used in a gas engine, a micro gas turbine, a boiler, or the like, the waste heat can be used for drying. In some cases, the dehydrated filtrate can be discharged as it is, depending on the water quality and drainage standards. If not, it may be subjected to water treatment again. In addition, the dehydrated filtrate may be subjected to a water treatment such as activated sludge treatment after the step (b). Since the methane fermentation treatment is performed in an anaerobic atmosphere, if the water treatment is performed in an aerobic atmosphere such as activated sludge treatment, water such as activated sludge treatment may be used even if it is an organic matter that has not been decomposed by methane fermentation. It may be disassembled by processing. This is preferable because the amount of sludge to be discarded is reduced.

工程(c)
前記工程(a)においてメタン発酵汚泥として、工程(b)で得られたメタン発酵処理物を使用する場合、本発明の方法は工程(b)で得られたメタン発酵処理物の少なくとも一部をメタン発酵汚泥処理槽又はそれより上流側に返送する工程((c)工程)を含有する。このように、工程(b)で得られたメタン発酵処理物を工程(a)で再利用することにより、最終廃棄物量を減量化でき、更には本発明の方法における有機物の分解率を高めることが可能になる。
Step (c)
When using the methane fermentation treated product obtained in step (b) as the methane fermentation sludge in the step (a), the method of the present invention uses at least a part of the methane fermentation treated product obtained in step (b). Contains a methane fermentation sludge treatment tank or a step ((c) step) of returning to the upstream side. In this way, by reusing the methane fermentation treatment product obtained in step (b) in step (a), the amount of final waste can be reduced, and further, the decomposition rate of organic matter in the method of the present invention can be increased. Is possible.

なお、本工程(c)において返送するメタン発酵処理物は、上記工程(b)で得られたメタン発酵処理物を固液分離して得られた固形分であってもよいが、固液分離を行っていないメタン発酵処理物そのままであってもよい。メタン発酵処理物は、有機性廃棄物が高い割合で分解されてメタン発酵処理物の固形分濃度は低くなっている(例えば、固形分濃度2重量%程度)。   Note that the methane fermentation processed product returned in this step (c) may be a solid content obtained by solid-liquid separation of the methane fermentation processed product obtained in the above step (b). The methane fermentation processed product which is not performed may be used as it is. In the methane fermentation treatment product, organic waste is decomposed at a high rate, and the solid content concentration of the methane fermentation treatment product is low (for example, a solid content concentration of about 2% by weight).

本工程(c)において、メタン発酵処理物は、工程(a)を実施するメタン発酵汚泥処理槽に直接返送してもよく、またメタン発酵汚泥処理槽の上流に混合槽を設ける場合には該混合槽に返送してもよい。   In this step (c), the methane fermentation treatment product may be directly returned to the methane fermentation sludge treatment tank for carrying out step (a), and when a mixing tank is provided upstream of the methane fermentation sludge treatment tank, You may return to a mixing tank.

本工程(c)において、返送するメタン発酵処理物の量及び割合は、工程(a)及び(b)の処理条件、返送するメタン発酵処理物の固液分離の有無等を考慮して、適宜設定すればよい。   In this step (c), the amount and ratio of the methane fermentation processed product to be returned are appropriately determined in consideration of the processing conditions of steps (a) and (b), the presence or absence of solid-liquid separation of the methane fermentation processed product to be returned, etc. You only have to set it.

本工程(c)により、メタン発酵処理物の一部を混合槽に返送する場合、その返送量は、有機性廃棄物の種類、各主成分濃度(特に固形分濃度、窒素成分濃度とCOD成分濃度)、分解性により異なるが、例えば、以下のA)〜C)の条件を満たすように決められる。なお、以下記す「希釈率」とは、混合層に供給される有機性廃棄物の容量を1とする場合に、返送されるメタン発酵処理物の容量の割合であり、「循環比」とはメタン発酵槽から排出されたメタン発酵処理物の容量を1とする場合に、混合槽に返送されるメタン発酵処理物の容量の割合である。
A)機械的に問題が起きない、希釈率及び循環比であること
ポンプ類や攪拌機等は固形分濃度が低い(=希釈率が高い、循環比が大きい)程、機械的問題が少ないが、循環比が大きい程、各設備の容量や消費エネルギーも大となるので、これらを考慮した上で適当な値を決める。
B)系内のアンモニア濃度が高くなって生物阻害を起こすことがない、希釈率及び循環比であること
この場合の希釈率及び循環比は、アンモニア除去装置の除去効率や水処理設備の窒素除去効率等に依存する。但し、有機性廃棄物中の窒素成分濃度(アンモニアやタンパク質等)が低い場合には、上述のA)と下記C)の観点から希釈率及び循環率を決めればよい。
C)要求される残渣削減率及びメタンガス発生量を達成する、希釈率及び循環比であること
循環比が高いほど固形残渣発生量は減少し、ガス発生量は増大する方向に向かう。これは、メタン発酵処理物中の固形残査が再度分解設備に投入されるからである。但し、循環比を高くとることのデメリットとして、ポンプ類の容量や消費エネルギーが大となることがあるので、これらも考慮した上で希釈率及び循環比を決定する。
When a part of the methane fermentation treatment product is returned to the mixing tank by this step (c), the return amount is determined based on the type of organic waste, the concentration of each main component (particularly solid content concentration, nitrogen component concentration and COD component). For example, it is determined so as to satisfy the following conditions A) to C). The “dilution ratio” described below is the ratio of the capacity of the methane fermentation processed product to be returned when the volume of organic waste supplied to the mixed layer is 1, and the “circulation ratio” is When the capacity of the methane fermentation processed product discharged from the methane fermentation tank is 1, it is the ratio of the capacity of the methane fermentation processed product returned to the mixing tank.
A) Dilution rate and circulation ratio that do not cause mechanical problems Pumps, stirrers, etc. have lower mechanical content as the solids concentration is lower (= higher dilution rate and larger circulation ratio). The larger the circulation ratio, the larger the capacity and energy consumption of each facility. Therefore, an appropriate value is determined in consideration of these factors.
B) The dilution rate and the circulation ratio are such that the ammonia concentration in the system does not increase and biological inhibition does not occur. In this case, the dilution rate and the circulation ratio are the removal efficiency of the ammonia removal device and the nitrogen removal of the water treatment facility. Depends on efficiency etc. However, when the nitrogen component concentration (ammonia, protein, etc.) in the organic waste is low, the dilution rate and the circulation rate may be determined from the viewpoints of A) and C) below.
C) Dilution rate and circulation ratio to achieve the required residue reduction rate and methane gas generation amount The solid residue generation amount decreases and the gas generation amount increases as the circulation ratio increases. This is because the solid residue in the methane fermentation processed product is again input to the decomposition facility. However, as a disadvantage of increasing the circulation ratio, the capacity and energy consumption of the pumps may increase, so the dilution rate and the circulation ratio are determined in consideration of these factors.

本工程(c)により、メタン発酵処理物の一部を混合槽に返送する場合、メタン発酵処理物の返送量は、例えば、希釈率が1〜10であり、循環比が0.1〜0.9となるように調節することができる。   When returning a part of methane fermentation processed material to a mixing tank by this process (c), the return amount of a methane fermentation processed material is a dilution rate of 1-10, for example, and a circulation ratio is 0.1-0. .9 can be adjusted.

本工程(c)により、メタン発酵処理物を混合槽に返送する場合、例えば、固形物濃度18重量%程度の生ゴミ(有機性廃棄物)1重量部と固形物濃度2重量%程度の返送メタン発酵処理物1重量部とを混合層中で混合することにより、該混合槽中で固形分濃度10重量%程度の有機性廃棄物・メタン発酵処理物混合物が得られ、熱交換器を通過しやすい固形分濃度の混合物が調製される。   When returning the methane fermentation processed product to the mixing tank by this step (c), for example, returning 1 part by weight of garbage (organic waste) having a solid concentration of about 18% by weight and a solid concentration of about 2% by weight. By mixing 1 part by weight of the methane fermentation processed product in the mixed layer, an organic waste / methane fermentation processed product mixture having a solid content of about 10% by weight is obtained in the mixing tank, and passes through the heat exchanger. A solid concentration mixture is prepared.

本発明の方法において、工程(a)及び(b)の処理時間(即ち、メタン発酵汚泥処理槽及びメタン発酵槽内の滞留時間)を短くした方が有利である場合には、最終排水中に水処理で分解可能な程度に有機物を残留させてもよい。この場合、この最終排水を活性汚泥設備やリン酸処理設備などの水処理設備により処理してもよい。   In the method of the present invention, when it is advantageous to shorten the treatment time of steps (a) and (b) (that is, the residence time in the methane fermentation sludge treatment tank and the methane fermentation tank), Organic matter may be left to the extent that it can be decomposed by water treatment. In this case, this final waste water may be treated by water treatment equipment such as activated sludge equipment or phosphoric acid treatment equipment.

本発明の方法によれば、工程(a)により有機性廃棄物の固形分の分解率(可溶化率)が向上するため、工程(b)において残渣となる固形物の発生量は低減される。   According to the method of the present invention, since the decomposition rate (solubilization rate) of the solid content of the organic waste is improved by the step (a), the generation amount of the solid matter that becomes a residue in the step (b) is reduced. .

本発明の方法によれば、有機性廃棄物に含まれる有機物の分解率が、例えば、60%以上、特に80%以上になる。   According to the method of the present invention, the decomposition rate of the organic matter contained in the organic waste is, for example, 60% or more, particularly 80% or more.

本発明の方法の実施態様の一例を図1に示す。また、メタン発酵により有機性廃棄物を処理する従来の方法の例を図2に示す。図2から理解されるように、従来法においては、原料の一日投入量(容積)をQとした場合、原料を2倍希釈するためには、固形物自体の容積を無視すると、水処理系からQ量の処理水を原料側へ返送する必要がある。従って、従来法において固液分離処理及び水処理への水量負荷はいずれも2Qとなる。   An example of an embodiment of the method of the present invention is shown in FIG. Moreover, the example of the conventional method which processes organic waste by methane fermentation is shown in FIG. As can be understood from FIG. 2, in the conventional method, when the daily input amount (volume) of the raw material is Q, in order to dilute the raw material twice, water treatment is performed if the volume of the solid material itself is ignored. It is necessary to return Q amount of treated water from the system to the raw material side. Therefore, in the conventional method, the water amount load on the solid-liquid separation treatment and the water treatment is 2Q.

この従来法に対して、図1に示す態様の本発明の方法では、メタン発酵後にその処理物を固液分離せずにメタン発酵汚泥処理槽より上流側に返送させている。従って、原料の一日投入量(容積)をQとした場合、原料を2倍希釈するためには、固形物自体の容積を無視すると、メタン発酵設備より稀釈液としてQ量のメタン発酵処理物を返送することが必要である。よって、図1に示されるように、メタン発酵槽から固液分離処理を経ずにメタン発酵処理物をメタン発酵汚泥処理槽より上流側に返送するので、固液分離処理及び水処理への水量負荷容積はいずれもQとなり、従って従来法での負荷容積2Qの半分となる点で、本発明の方法は有利である。当然ながら、2倍稀釈は単なる例に過ぎず、1.5倍稀釈等ケース毎に最適化される。   In contrast to this conventional method, in the method of the present invention shown in FIG. 1, the processed product is returned to the upstream side from the methane fermentation sludge treatment tank without solid-liquid separation after methane fermentation. Therefore, when the daily input amount (volume) of the raw material is Q, in order to dilute the raw material twice, neglecting the volume of the solid itself, the methane fermentation processed product of Q amount as a dilution solution from the methane fermentation facility Need to be returned. Therefore, as shown in FIG. 1, the methane fermentation treatment product is returned to the upstream side from the methane fermentation sludge treatment tank without going through the solid-liquid separation treatment from the methane fermentation tank, so the amount of water for the solid-liquid separation treatment and water treatment The load volume is Q in all cases, and therefore the method of the present invention is advantageous in that it is half the load volume 2Q in the conventional method. Of course, the 2-fold dilution is merely an example, and is optimized for each case, such as a 1.5-fold dilution.

また、本発明の方法において、工程(a)でストリッピング処理を行うことにより水処理系への窒素負荷も低減可能であるので、本発明の方法で排出される液体の水処理は小型の設備を使用でき、窒素除去のための運転費(吹き込み空気量、攪拌動力、還元剤投入量)も従来法と比較して有利である。また、固液分離処理(一般的には、脱水処理)も小型の設備を使用でき、脱水のための運転費(凝集剤投入量、動力)も従来法と比べて有利である。   Further, in the method of the present invention, since the nitrogen load on the water treatment system can be reduced by performing the stripping process in the step (a), the water treatment of the liquid discharged by the method of the present invention is a small facility. The operating cost for removing nitrogen (amount of blown air, stirring power, amount of reducing agent input) is also advantageous compared to the conventional method. In addition, a solid-liquid separation process (generally, a dehydration process) can use a small facility, and an operation cost for dehydration (amount of flocculant input, power) is more advantageous than the conventional method.

(2)有機性廃棄物処理装置
本発明の有機性廃棄物処理装置は、上記有機性廃棄物の処理方法を好適に実施できる装置である。本発明の装置は、有機性廃棄物に含まれる有機物をメタン発酵汚泥により分解するメタン発酵汚泥処理槽、及び該処理槽により分解された分解物をメタン発酵処理するメタン発酵槽を含むものである。
(2) Organic waste processing apparatus The organic waste processing apparatus of this invention is an apparatus which can implement suitably the processing method of the said organic waste. The apparatus of this invention includes the methane fermentation sludge processing tank which decomposes | disassembles the organic substance contained in organic waste with methane fermentation sludge, and the methane fermentation tank which carries out the methane fermentation process of the decomposition product decomposed | disassembled by this processing tank.

上記メタン発酵汚泥処理槽は、工程(a)を実施できるように、温度制御手段を備えるものである。また、必要に応じて、当該メタン発酵汚泥処理槽は、槽内を攪拌するための攪拌手段を有していてもよい。   The said methane fermentation sludge processing tank is equipped with a temperature control means so that a process (a) can be implemented. Moreover, the said methane fermentation sludge processing tank may have a stirring means for stirring the inside of a tank as needed.

また、当該メタン発酵汚泥処理槽は、槽内に有機性廃棄物やメタン発酵汚泥を供給できるように、有機性廃棄物供給手段及びメタン発酵汚泥供給手段を備えるものである。なお、メタン発酵汚泥処理槽の前段として、有機性廃棄物とメタン発酵汚泥を混合する混合槽を設ける場合、当該有機性廃棄物供給手段及びメタン発酵汚泥供給手段に代えて、又は組み合わせて、該混合槽から有機性廃棄物・汚泥混合物をメタン発酵汚泥処理槽内に供給するための有機性廃棄物・汚泥混合物供給手段を備えている。これら有機性廃棄物供給手段、メタン発酵汚泥供給手段及び有機性廃棄物・汚泥混合物供給手段としては、従来公知のポンプ(有機性廃棄物供給ポンプ、メタン発酵汚泥供給ポンプ及び有機性廃棄物・汚泥混合物供給ポンプ)を利用するものが挙げられる。これらのポンプを使用する場合、供給される供給物(有機性廃棄物、メタン発酵汚泥又は有機性廃棄物・汚泥混合物)は、固形分濃度が10重量%程度以下となるように希釈されていることが望ましい。10重量%程度以下であると、小型で安価なポンプが使用可能となるためである。   Moreover, the said methane fermentation sludge processing tank is equipped with an organic waste supply means and a methane fermentation sludge supply means so that an organic waste and methane fermentation sludge can be supplied in a tank. In addition, when a mixing tank for mixing organic waste and methane fermentation sludge is provided as a pre-stage of the methane fermentation sludge treatment tank, instead of or in combination with the organic waste supply means and the methane fermentation sludge supply means, Organic waste / sludge mixture supply means for supplying the organic waste / sludge mixture from the mixing tank into the methane fermentation sludge treatment tank is provided. These organic waste supply means, methane fermentation sludge supply means, and organic waste / sludge mixture supply means include conventionally known pumps (organic waste supply pump, methane fermentation sludge supply pump, and organic waste / sludge. The thing using a mixture feed pump) is mentioned. When these pumps are used, the supplied supplies (organic waste, methane fermentation sludge, or organic waste / sludge mixture) are diluted so that the solids concentration is about 10% by weight or less. It is desirable. This is because if it is about 10% by weight or less, a small and inexpensive pump can be used.

また、当該メタン発酵汚泥処理槽は、槽内で分解された分解物を槽外に排出するための分解物排出手段を有する。   Moreover, the said methane fermentation sludge processing tank has a decomposition product discharge means for discharging | emitting the decomposition product decomposed | disassembled in the tank out of the tank.

また、工程(a)における有機物の分解と共にアンモニアを除去できるように、当該メタン発酵汚泥処理槽は、アンモニア回収手段を備えていてもよい。当該アンモニア回収手段は、例えば、メタン発酵汚泥処理槽の上部に設けられていればよい。当該アンモニア回収手段は、アンモニアストリッピング法を利用したものであってもよく、また、揮発したアンモニアを触媒燃焼して窒素とした後に回収する方法を利用したものでもよい。   Further, the methane fermentation sludge treatment tank may be provided with an ammonia recovery means so that ammonia can be removed together with the decomposition of the organic matter in the step (a). The said ammonia collection | recovery means should just be provided in the upper part of the methane fermentation sludge processing tank, for example. The ammonia recovery means may use an ammonia stripping method, or may use a method of recovering nitrogen after volatilized ammonia is catalytically burned into nitrogen.

また、当該メタン発酵汚泥処理槽でアンモニアとともに発生する二酸化炭素や硫化水素を回収した方が好ましい場合は、アンモニア回収手段の後段に、アルカリ槽を配してこれらを吸収することもできる。これによって、工程(b)で得られるメタンが高濃度化される。また、硫化水素などの腐食性ガスを除去することにより、装置が腐食しにくくなる。   Moreover, when it is more preferable to collect the carbon dioxide and hydrogen sulfide which generate | occur | produce with ammonia in the said methane fermentation sludge processing tank, an alkaline tank can be arrange | positioned in the back | latter stage of an ammonia collection | recovery means, and these can also be absorbed. Thereby, the concentration of methane obtained in step (b) is increased. Further, by removing a corrosive gas such as hydrogen sulfide, the apparatus becomes difficult to corrode.

上記メタン発酵槽は、上記メタン発酵汚泥処理槽により分解された分解物をメタン発酵処理するための槽であり、工程(b)が実施できるように、温度制御手段を備え、嫌気性雰囲気を保持できるものである。また、必要に応じて、当該メタン発酵槽は、槽内を攪拌するための攪拌手段を有していてもよい。   The methane fermentation tank is a tank for subjecting the decomposition product decomposed by the methane fermentation sludge treatment tank to methane fermentation treatment, and is equipped with temperature control means so that step (b) can be carried out, and maintains an anaerobic atmosphere. It can be done. Moreover, the said methane fermentation tank may have a stirring means for stirring the inside of a tank as needed.

当該メタン発酵槽は、上記メタン発酵汚泥処理槽から排出手段により排出された分解物を内部に供給するための分解物供給手段を備えている。当該メタン発酵汚泥供給手段は、従来公知のポンプを利用するものであってもよく、その他の手段によるものであってもよい。   The said methane fermentation tank is equipped with the decomposition product supply means for supplying the decomposition product discharged | emitted by the discharge means from the said methane fermentation sludge processing tank inside. The said methane fermentation sludge supply means may utilize a conventionally well-known pump, and may be based on another means.

また、該メタン発酵槽は、槽内で生成したメタン発酵処理物を槽外に排出するためのメタン発酵処理物排出手段を有する。また、当該メタン発酵槽は、槽内で生成したメタンを回収するためのメタン回収手段を有する。   Moreover, this methane fermentation tank has a methane fermentation processed material discharge | emission means for discharging | emitting the methane fermentation processed material produced | generated in the tank out of the tank. Moreover, the said methane fermentation tank has a methane collection | recovery means for collect | recovering the methane produced | generated in the tank.

当該メタン発酵槽は、メタン発酵に通常使用されている発酵槽を使用することができる。   The said methane fermenter can use the fermenter normally used for methane fermentation.

また、当該メタン発酵槽には、有機性廃棄物を供給する有機性廃棄物供給手段を設けてもよい。例えば、既存のメタン発酵槽にメタン発酵汚泥処理槽を後付けする場合は、メタン発酵槽に既に設けられている原料供給手段があるので、それを有機性廃棄物供給手段として利用すればよい。その場合、メタン発酵槽の引き抜き汚泥(メタン発酵処理物)をメタン発酵汚泥処理槽に供給するメタン発酵処理物返送手段により、メタン発酵汚泥処理槽に有機性廃棄物を供給することになる。   The methane fermentation tank may be provided with organic waste supply means for supplying organic waste. For example, when retrofitting a methane fermentation sludge treatment tank to an existing methane fermentation tank, since there is a raw material supply means already provided in the methane fermentation tank, it may be used as an organic waste supply means. In that case, organic waste is supplied to the methane fermentation sludge treatment tank by the methane fermentation treatment product return means for supplying the extracted sludge (methane fermentation treatment product) of the methane fermentation tank to the methane fermentation sludge treatment tank.

また、本発明の装置は、上記メタン発酵槽からメタン発酵処理物排出手段により排出されたメタン発酵処理物の少なくとも一部を上記メタン発酵汚泥処理槽又はそれより上流側(上記混合槽)に返送するために、メタン発酵汚泥返送手段を備えていてもよい。当該メタン発酵汚泥返送手段を有することによって、上記メタン発酵槽から排出されたメタン発酵処理物を、工程(a)においてメタン発酵汚泥として再利用することが可能になる。当該メタン発酵汚泥返送手段は、従来公知のポンプを利用するものであってもよく、その他の手段によるものであってもよい。   Moreover, the apparatus of this invention returns at least one part of the methane fermentation processed material discharged | emitted by the methane fermentation processed material discharge | emission means from the said methane fermentation tank to the said methane fermentation sludge processing tank or its upstream (the said mixing tank). In order to do so, you may provide the methane fermentation sludge return means. By having the methane fermentation sludge returning means, the methane fermentation processed product discharged from the methane fermentation tank can be reused as methane fermentation sludge in the step (a). The methane fermentation sludge return means may use a conventionally known pump, or may use other means.

本発明の装置において、上記メタン発酵汚泥処理槽及びメタン発酵槽の温度制御手段は、エネルギーの有効利用の観点から、メタン発酵槽から回収されたメタンを利用して熱と電力を得るコジェネレーション手段を利用していることが望ましい。   In the apparatus of the present invention, the methane fermentation sludge treatment tank and the temperature control means of the methane fermentation tank are cogeneration means for obtaining heat and electric power using methane recovered from the methane fermentation tank from the viewpoint of effective use of energy. It is desirable to use.

また、本発明の装置において、有機性廃棄物、メタン発酵汚泥、又は有機性廃棄物・メタン発酵汚泥混合物が加熱された後に、該メタン発酵汚泥処理槽に供給されるように、熱交換器を設けておいてもよい。   Further, in the apparatus of the present invention, the organic waste, the methane fermentation sludge, or the organic waste / methane fermentation sludge mixture is heated and then supplied to the methane fermentation sludge treatment tank. It may be provided.

更に、本発明の装置において、メタン発酵汚泥処理槽から排出された分解物が冷却された後に、メタン発酵槽に供給されるように、熱交換器を設けておいてもよい。   Furthermore, in the apparatus of the present invention, a heat exchanger may be provided so that the decomposition product discharged from the methane fermentation sludge treatment tank is cooled and then supplied to the methane fermentation tank.

本発明の装置は、更に、上記メタン発酵槽から排出手段により排出されたメタン発酵処理物の全て又は一部を固液分離するための固液分離手段を有していてもよい。当該固液分離手段としては、前述のものを採用できる。   The apparatus of the present invention may further include solid-liquid separation means for solid-liquid separation of all or part of the methane fermentation processed product discharged from the methane fermentation tank by the discharge means. As the solid-liquid separation means, those described above can be adopted.

更に、本発明の装置は、上記メタン発酵槽から排出手段により排出されたメタン発酵処理物、或いはメタン発酵処理物を固液分離して得られた液体を水処理できるように、水処理手段を有していてもよい。当該水処理手段としては、水処理設備としては、活性汚泥処理法、回転円板法、生物膜濾過法、接触酸化法、担体法等の生物的処理を実施可能な水処理方法を利用したもの;並びに、オゾン酸化、フェントン法、触媒酸化法などの物理化学的を実施可能な水処理方法を利用したものなどが挙げられる。本発明で利用する水処理手段は、公知の水処理手段であればよく、既存の水処理設備に、メタン発酵汚泥処理槽やメタン発酵槽の内容物を供給できるように設定することもできる。水処理手段として活性汚泥処理を利用する場合には余剰汚泥が発生する。この余剰汚泥は、適宜引き抜くのが好ましく、引き抜き汚泥は焼却等の処理をしてもよいし、またメタン発酵汚泥処理槽及びメタン発酵槽のいずれか一方、又は両方に返送してもよい。余剰汚泥を返送し、再利用することによって、本装置による有機物分解率を向上させることができる。   Furthermore, the apparatus of the present invention provides water treatment means so that the methane fermentation treatment product discharged from the methane fermentation tank by the discharge means or the liquid obtained by solid-liquid separation of the methane fermentation treatment product can be treated with water. You may have. As the water treatment means, water treatment facilities utilizing water treatment methods capable of performing biological treatment such as activated sludge treatment method, rotating disk method, biofilm filtration method, contact oxidation method, carrier method, etc. And those utilizing a water treatment method capable of performing physicochemistry such as ozone oxidation, Fenton method, catalytic oxidation method, and the like. The water treatment means utilized in the present invention may be any known water treatment means, and can be set so that the contents of the methane fermentation sludge treatment tank and the methane fermentation tank can be supplied to existing water treatment equipment. When activated sludge treatment is used as a water treatment means, excess sludge is generated. The surplus sludge is preferably extracted as appropriate, and the extracted sludge may be subjected to incineration or the like, and may be returned to one or both of the methane fermentation sludge treatment tank and the methane fermentation tank. By returning excess sludge and reusing it, the organic matter decomposition rate by this apparatus can be improved.

水処理手段により処理されて得られた処理水は、沈殿分離して上清を下水放流、河川放流、海域放流などにより処分することができる。   The treated water obtained by being treated by the water treatment means can be separated by precipitation, and the supernatant can be disposed of by sewage discharge, river discharge, sea area discharge, or the like.

本発明によれば、有機性廃棄物の分解率を向上させることができ、また、メタン発酵装置の導入、運転において、コストおよび環境負荷を低減することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the decomposition rate of organic waste can be improved and cost and an environmental load can be reduced in introduction | transduction and operation | movement of a methane fermentation apparatus.

以下、実施例及び試験例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1
下記条件・方法に従って、人工生ゴミを作成し、該生ゴミの処理実験を行った。
<人工生ゴミの作製>
以下の材料をそれぞれ5mm角に切り、各材料をよく攪拌する。1回の粉砕操作に指定の割合で全種類が含まれるように秤量し、フードカッターを用いて砕き混ぜる(10000rpm, 5min.)。含水率を測定しTS(固形物重量)を求める(保存する場合はディープフリーザへ)。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a test example are given and this invention is demonstrated, this invention is not limited to these Examples.
Example 1
Artificial garbage was prepared according to the following conditions and methods, and a treatment experiment of the garbage was performed.
<Production of artificial garbage>
Cut the following materials into 5mm squares and stir each material well. Weigh so that all types are included at the specified rate in one crushing operation, and crush and mix using a food cutter (10000 rpm, 5 min.). Measure the moisture content and determine the TS (solid weight) (if storing, go to Deep Freezer).

・果実類(30%) リンゴ 2.5%
オレンジ(皮) 7.5%
バナナ(皮) 10%
・野菜類(36%) キャベツ 10%
ジャガイモ 10%
ニンジン 10%
大根 10%
白菜 10%
・肉(14%) 挽肉 2.5%
・魚介類 魚 3.5%
骨 1.5%
・卵類 卵 2.5%
・残飯類(20%) 米飯 10%
パン 2.5%
麺類 7.5%
上記の単位「%」は、いずれも「重量%」である。
・ Fruits (30%) Apple 2.5%
Orange (skin) 7.5%
Banana (skin) 10%
・ Vegetables (36%) Cabbage 10%
Potato 10%
Carrot 10%
Radish 10%
Chinese cabbage 10%
・ Meat (14%) Minced meat 2.5%
・ Seafood Fish 3.5%
Bone 1.5%
・ Eggs Egg 2.5%
・ Remaining rice (20%) Rice 10%
Bread 2.5%
Noodles 7.5%
The unit “%” is “% by weight”.

<運転方法>
発酵温度が55℃で運転されているメタン発酵施設の発酵槽内から採取された汚泥(固形分1重量%以上)200mLを実効容積200mLの密閉容器(以下、メタン発酵汚泥処理槽という)に入れ80℃に保温した。また、上記メタン発酵施設の発酵槽内から採取された汚泥2Lを実効容積2Lの密閉容器(以下、メタン発酵槽という)に入れ55℃に保温した。
<Driving method>
Put 200 mL of sludge (solid content of 1% by weight or more) collected from the fermentation tank of a methane fermentation facility operating at a fermentation temperature of 55 ° C into a 200 mL effective container (hereinafter referred to as methane fermentation sludge treatment tank). The temperature was kept at 80 ° C. Further, 2 L of sludge collected from the fermenter of the methane fermentation facility was put in a sealed container (hereinafter referred to as a methane fermenter) having an effective volume of 2 L and kept at 55 ° C.

1日1回、55℃に保温したメタン発酵槽から内容物(メタン発酵処理物)93mLを抜き取り、抜き取ったメタン発酵処理物の内60mLを人工生ゴミ40mL(40g相当)と混合した後、80℃に保温したメタン発酵汚泥処理槽に投入した。抜き取ったメタン発酵処理物の残り33mLは最終廃棄物とした。更に80℃に保温したメタン発酵汚泥処理槽から100mlを引き抜き、これを55℃に保温したメタン発酵槽へ投入した。本操作を1ヵ月間毎日行った。なお、試験開始2週間後から17日間毎日継続して、抜き取ったメタン発酵処理物(最終廃棄物)についてはメタン発酵処理物中の有機物量(VTS:Volatile total solids)及びCODを測定し、更に遠心分離により固液分離した後、メタン発酵処理物の固体画分中の有機物量(VSS)を測定した。これらの測定値から、1日当たり産出される最終廃棄物中のVTS量(廃棄VTS量:mg/日)、COD量(廃棄COD量:mg/日)及びVSS量(破棄VSS量:mg/日)を算出した。   Once a day, 93 mL of the content (methane fermentation processed product) was extracted from the methane fermentation tank kept at 55 ° C., and 60 mL of the extracted methane fermentation processed product was mixed with 40 mL of artificial garbage (equivalent to 40 g). It put into the methane fermentation sludge processing tank kept at ℃. The remaining 33 mL of the extracted methane fermentation treatment product was used as final waste. Further, 100 ml was extracted from the methane fermentation sludge treatment tank kept at 80 ° C., and this was put into the methane fermentation tank kept at 55 ° C. This operation was performed every day for one month. In addition, it continues every day for 17 days from 2 weeks after the start of the test, and for the extracted methane fermentation processed product (final waste), the organic matter amount (VTS: Volatile total solids) and COD in the methane fermented processed product are measured. After solid-liquid separation by centrifugation, the amount of organic matter (VSS) in the solid fraction of the methane fermentation treatment product was measured. From these measurements, the amount of VTS (final VTS amount: mg / day), COD amount (waste COD amount: mg / day), and VSS amount (discarded VSS amount: mg / day) in the final waste produced per day. ) Was calculated.

比較例1
発酵温度が55℃で運転されているメタン発酵施設の発酵槽内から採取された汚泥(固形分1重量%以上)2Lを、実効容積2Lの密閉容器(以下、メタン発酵槽という)に入れ、55℃で保温した。1日1回、メタン発酵槽から内容物(メタン発酵処理物)200mlを抜き取った。メタン発酵処理物を抜き取ったメタン発酵槽には、蒸留水100ml(100g相当)と人工生ゴミ100mlを混合した後、これを投入した。本操作を1ヵ月間毎日行った。なお、試験開始2週間後から17日間毎日継続して、抜き取ったメタン発酵処理物(最終廃棄物)についてはメタン発酵処理物中の有機物量(VTS:Volatile total solids)及びCODを測定し、更に遠心分離により固液分離した後、メタン発酵処理物の固体画分中の有機物量(VSS)を測定した。これらの測定値から、1日当たり産出される最終廃棄物中のVTS量(廃棄VTS量:mg/日)、COD量(廃棄COD量:mg/日)及びVSS量(破棄VSS量:mg/日)を算出した。
Comparative Example 1
Put 2L of sludge (solid content of 1% by weight or more) collected from the fermenter of a methane fermentation facility operated at a fermentation temperature of 55 ° C into an airtight container (hereinafter referred to as a methane fermenter) with an effective volume of 2L. The temperature was kept at 55 ° C. Once a day, 200 ml of contents (methane fermentation processed product) were extracted from the methane fermenter. The methane fermentation tank from which the methane fermentation treatment product was extracted was mixed with 100 ml of distilled water (equivalent to 100 g) and 100 ml of artificial garbage, and then charged. This operation was performed every day for one month. In addition, it continues every day for 17 days from 2 weeks after the start of the test, and for the extracted methane fermentation processed product (final waste), the organic matter amount (VTS: Volatile total solids) and COD in the methane fermented processed product are measured. After solid-liquid separation by centrifugation, the amount of organic matter (VSS) in the solid fraction of the methane fermentation treatment product was measured. From these measurements, the amount of VTS (final VTS amount: mg / day), COD amount (waste COD amount: mg / day), and VSS amount (discarded VSS amount: mg / day) in the final waste produced per day. ) Was calculated.

結果
測定結果を図3(廃棄VTS量)、4(廃棄COD量)及び5(破棄VSS量)に示す。この結果、実施例1においてメタン発酵処理物中のVSS及びCODが比較例1に比して低減しており、本発明によって有機物の分解率を高められることが確認された。55℃でメタン発酵させて得られたメタン発酵汚泥を80℃における分解処理に使用することにより、有機性廃棄物の分解率が上昇するメカニズムは明らかではないが、高温で有機物分解酵素の活性が向上したこと、若しくは高温では固形分の溶解度が上がるため、分解酵素の基質濃度が高くなり、酵素活性が同じであっても分解率が向上したことが予想される。
The measurement results are shown in FIG. 3 (discarded VTS amount), 4 (discarded COD amount), and 5 (discarded VSS amount). As a result, VSS and COD in the methane fermentation processed product in Example 1 were reduced as compared with Comparative Example 1, and it was confirmed that the decomposition rate of the organic matter can be increased by the present invention. The mechanism by which the decomposition rate of organic waste is increased by using methane fermentation sludge obtained by methane fermentation at 55 ° C for the decomposition treatment at 80 ° C is not clear, but the activity of organic matter decomposing enzymes at high temperatures is not clear. It is expected that the improvement in the solid content at higher temperatures or the substrate concentration of the degrading enzyme increases, and the degradation rate is improved even if the enzyme activity is the same.

実施例2
下記条件・方法に従って、ドッグフードを有機性廃棄物のモデルとして用い、、ドッグフードの処理実験を行った。
<ドックフードの前処理及び組成>
市販品のドックフード(商品名「ペディグリーミキサー」、マスターフーズ社製)を、平均粒径0.5mmに粉砕した。得られた粉末状ドッグフードを所定量の水に添加して、下表1に示す成分組成のドッグフード含有水溶液を調製し、これを以下に示す処理実験に使用した。
Example 2
In accordance with the following conditions and methods, a dog food treatment experiment was conducted using dog food as a model of organic waste.
<Doc food pretreatment and composition>
Commercially available dock food (trade name “Peddy Grey mixer”, manufactured by Master Foods) was pulverized to an average particle size of 0.5 mm. The obtained powdered dog food was added to a predetermined amount of water to prepare a dog food-containing aqueous solution having the component composition shown in Table 1 below, and this was used in the treatment experiment shown below.

Figure 2006015331
Figure 2006015331

<運転方法>
発酵温度が55℃で運転されているメタン発酵施設の発酵槽内から採取された汚泥(固形分2.1重量%)300mLを実効容積300mLの密閉容器(以下、メタン発酵汚泥処理槽という)に入れ80℃に保温した。また、上記メタン発酵施設の発酵槽内から採取された汚泥2Lを実効容積2Lの密閉容器(以下、メタン発酵槽という)に入れ55℃に保温した。
<Driving method>
300 mL of sludge (2.1 wt% solid content) collected from the fermentation tank of a methane fermentation facility operated at a fermentation temperature of 55 ° C. into a 300 mL effective container (hereinafter referred to as a methane fermentation sludge treatment tank). The temperature was kept at 80 ° C. Further, 2 L of sludge collected from the fermenter of the methane fermentation facility was put in a sealed container (hereinafter referred to as a methane fermenter) having an effective volume of 2 L and kept at 55 ° C.

1日4回(6時間毎に)、55℃に保温したメタン発酵槽から内容物(メタン発酵処理物)22.5mLを抜き取り、これをドッグフード含有水溶液15mLと混合した後、80℃に保温したメタン発酵汚泥処理槽に投入した。同時にメタン発酵汚泥処理槽から37.5mlを抜き取り、これを55℃に保温したメタン発酵槽に投入した。この作業の直前に、55℃に保温したメタン発酵槽から別途7.5mlを抜きとり、これを処理後廃棄物とした。本操作を2ヵ月間毎日行った。3〜4日に1回、メタン発酵槽における発生気体量、メタン発酵槽の発生気体中のメタン及び二酸化炭素濃度を測定した。また、抜き取ったメタン発酵処理物(最終廃棄物)については遠心分離により固液分離した後、メタン発酵処理物の固体画分中の固形物(SS)量を測定した。これらの測定値から、1日当たり、投入VTS量(投入したドッグフード含有水溶液に含まれるVTS量)に対して産出されるメタン、二酸化炭素、及び廃棄有機物(SS)量を算出した。   Four times a day (every 6 hours), 22.5 mL of the content (methane fermentation processed product) was extracted from the methane fermentation tank kept at 55 ° C., mixed with 15 mL of dog food-containing aqueous solution, and then kept at 80 ° C. It put into the methane fermentation sludge processing tank. At the same time, 37.5 ml was extracted from the methane fermentation sludge treatment tank, and this was put into a methane fermentation tank kept at 55 ° C. Immediately before this operation, another 7.5 ml was extracted from the methane fermentation tank kept at 55 ° C., and this was treated as waste. This operation was performed every day for 2 months. Once every 3 to 4 days, the amount of gas generated in the methane fermenter and the concentrations of methane and carbon dioxide in the gas generated in the methane fermenter were measured. Moreover, about the extracted methane fermentation processed material (final waste), after carrying out solid-liquid separation by centrifugation, the amount of solids (SS) in the solid fraction of a methane fermentation processed material was measured. From these measured values, the amount of methane, carbon dioxide, and waste organic matter (SS) produced per day was calculated with respect to the input VTS amount (the VTS amount contained in the input dog food-containing aqueous solution).

比較例2
発酵温度が55℃で運転されているメタン発酵施設の発酵槽内から採取された汚泥(固形分2.1重量%)2Lを、実効容積2Lの密閉容器(以下、メタン発酵槽という)に入れ、55℃で保温した。
1日4回(6時間毎に)、55℃に保温したメタン発酵槽から内容物(メタン発酵処理物)30mlを抜き取った。メタン発酵処理物を抜き取ったメタン発酵槽には、ドッグフード含有水溶液15mLと蒸留水15mlの混合液を投入した。本操作を2ヵ月間毎日行った。3〜4日に1回、メタン発酵槽における発生気体量、メタン発酵槽の発生気体中のメタン及び二酸化炭素濃度を測定した。また、抜き取ったメタン発酵処理物(最終廃棄物)については遠心分離により固液分離した後、メタン発酵処理物の固体画分中の固形物(SS)量を測定した。これらの測定値から、1日当たり、投入VTS量(投入したドッグフード含有水溶液に含まれるVTS量)に対して産出されるメタン、二酸化炭素、及び廃棄有機物(SS)量を算出した。
Comparative Example 2
Put 2L of sludge (solid content 2.1wt%) collected from the fermenter of a methane fermentation facility operated at a fermentation temperature of 55 ° C into a sealed container (hereinafter referred to as methane fermenter) with an effective volume of 2L. And kept at 55 ° C.
Four times a day (every 6 hours), 30 ml of the contents (methane fermentation treatment product) were extracted from the methane fermentation tank kept at 55 ° C. A mixed solution of 15 mL of a dog food-containing aqueous solution and 15 mL of distilled water was added to the methane fermentation tank from which the methane fermentation processed product was extracted. This operation was performed every day for 2 months. Once every 3 to 4 days, the amount of gas generated in the methane fermenter and the concentrations of methane and carbon dioxide in the gas generated in the methane fermenter were measured. Moreover, about the extracted methane fermentation processed material (final waste), after carrying out solid-liquid separation by centrifugation, the amount of solids (SS) in the solid fraction of a methane fermentation processed material was measured. From these measured values, the amount of methane, carbon dioxide, and waste organic matter (SS) produced per day was calculated with respect to the input VTS amount (the VTS amount contained in the input dog food-containing aqueous solution).

結果
1日当たりの投入VTS量(投入したドッグフード含有水溶液に含まれるVTS量)に対して産出されるメタン、二酸化炭素、及び廃棄有機物量について、それぞれ図6−8に示す。この結果から、実施例2は比較例1に比べて、破棄された有機物(SS)の割合の点で2倍以上高い値を示しており、またメタン発生量の点でも約1.27倍の値であることが確認された。55℃でメタン発酵させて得られたメタン発酵汚泥を80℃における分解処理に使用することにより、有機性廃棄物の分解率が上昇するメカニズムは明らかではないが、高温で有機物分解酵素の活性が向上したこと、若しくは高温では固形分の溶解度が上がるため、分解酵素の基質濃度が高くなり、酵素活性が同じであっても分解率が向上したことが予想される。
Results FIG. 6-8 shows the amounts of methane, carbon dioxide, and waste organic matter produced with respect to the amount of input VTS per day (the amount of VTS contained in the input dog food-containing aqueous solution). From this result, Example 2 shows a value that is more than twice as high in terms of the proportion of discarded organic matter (SS) as compared with Comparative Example 1, and also about 1.27 times in terms of the amount of methane generated. Value was confirmed. The mechanism by which the decomposition rate of organic waste is increased by using methane fermentation sludge obtained by methane fermentation at 55 ° C for the decomposition treatment at 80 ° C is not clear, but the activity of organic matter decomposing enzymes at high temperatures is not clear. It is expected that the improvement in the solid content at higher temperatures or the substrate concentration of the degrading enzyme increases, and the degradation rate is improved even if the enzyme activity is the same.

試験例1 メタン発酵汚泥による有機性廃棄物の分解(可溶化)試験
80℃におけるメタン発酵汚泥の有機性廃棄物の分解(可溶化)特性を検証するために、以下の試験を行った。まず、実施例1において作成した人工生ゴミを風乾した後に更に粉砕機で破砕し、1mmのふるいをかけて粒系1mm以下にした破砕乾燥生ごみを調製した。この粉砕乾燥生ごみを80℃の湯で洗浄し、80℃で容易に溶解する成分を除去した(洗浄生ごみ)。この洗浄生ごみの濃度が90g(乾燥重量)/lとなるように、洗浄生ごみに水を添加して、洗浄生ごみ溶液を調製した。100ml容の瓶に、表2に示す試験サンプル10mlと洗浄生ごみ溶液10mlを入れて、混合し、密栓し、さらに内部気体を窒素で置換して嫌気状態とした。これを80℃に保温し、混合直後(0日後)、1日後、3日後、6日後に、瓶中の水溶性画分のCOD量(可溶化COD)を測定した。なお、試験開始前に瓶中の沈殿画分(固形分)のCODを測定しておいた(初期固形COD)。試験サンプル毎に、可溶化COD/初期固形CODを算出し、各々の可溶化率(%)[{(1、3又は6日後の可溶化COD/初期固形COD)−(0日後の可溶化COD/初期固形COD)}×100]を求めた。
Test Example 1 Decomposition (Solubilization) Test of Organic Waste with Methane Fermented Sludge In order to verify the decomposition (solubilization) characteristics of organic waste of methane fermented sludge at 80 ° C., the following test was performed. First, the artificial garbage produced in Example 1 was air-dried and then crushed with a pulverizer to prepare a crushed dry garbage having a particle size of 1 mm or less by applying a 1 mm sieve. This pulverized and dried garbage was washed with hot water at 80 ° C., and components easily dissolved at 80 ° C. were removed (washed garbage). Water was added to the washed garbage so that the concentration of the washed garbage was 90 g (dry weight) / l to prepare a washed garbage solution. A 100 ml bottle was charged with 10 ml of the test sample shown in Table 2 and 10 ml of the washed garbage solution, mixed and sealed, and the internal gas was replaced with nitrogen to make an anaerobic state. This was kept at 80 ° C., and immediately after mixing (after 0 day), after 1 day, after 3 days, and after 6 days, the COD amount (solubilized COD) of the water-soluble fraction in the bottle was measured. Before the start of the test, the COD of the precipitate fraction (solid content) in the bottle was measured (initial solid COD). For each test sample, the solubilized COD / initial solid COD was calculated, and each solubilization rate (%) [{(solubilized COD after 1, 3 or 6 days / initial solid COD) − (solubilized COD after 0 days] / Initial solid COD)} × 100].

Figure 2006015331
Figure 2006015331

得られた結果を図9に示す。本結果から、一旦80℃で洗浄した生ごみであっても、80℃で加熱することで固形分が10〜15%程度可溶化(分解)するが、これにメタン発酵汚泥、特に沈殿画分を加えることによって、可溶化率が20〜25%程度まで上昇することが確認された。   The obtained results are shown in FIG. From this result, even if the garbage was washed once at 80 ° C., the solid content is solubilized (decomposed) by heating at 80 ° C., about 10 to 15%. It was confirmed that the solubilization rate rose to about 20 to 25% by adding.

試験例2
試験例1で使用した洗浄生ごみ溶液及び発酵温度が55℃で運転されているメタン発酵施設の発酵槽内から採取された汚泥(含水率約90重量%)を用いて、可溶化能力の評価試験を行った。具体的には、表3に示す条件に従って、洗浄生ごみ溶液及び汚泥(含水率約90重量%)を100ml容の瓶に入れて、混合し、密栓し、さらに内部気体を窒素で置換して嫌気状態とした。これを表3に示す条件下で保温し、1日後に、瓶中の水溶性画分のCOD量(可溶化COD)を測定した。上記試験例1と同様の方法で、各条件下での可溶化処理における可溶化率(%)を測定した。
Test example 2
Evaluation of solubilization ability using the washed garbage solution used in Test Example 1 and the sludge collected from the fermenter of the methane fermentation facility operated at a fermentation temperature of 55 ° C. (water content of about 90% by weight) A test was conducted. Specifically, according to the conditions shown in Table 3, the washed garbage solution and sludge (moisture content of about 90% by weight) are placed in a 100 ml bottle, mixed and sealed, and the internal gas is replaced with nitrogen. Anaerobic state. This was kept warm under the conditions shown in Table 3, and one day later, the COD amount (solubilized COD) of the water-soluble fraction in the bottle was measured. In the same manner as in Test Example 1, the solubilization rate (%) in the solubilization treatment under each condition was measured.

Figure 2006015331
Figure 2006015331

得られた結果を図10に示す。この結果から、いわゆる乾式と呼ばれる、水分含量が約90重量%の汚泥を使用しても、80℃で保温することにより、可溶化率を向上できることが確認された。   The obtained result is shown in FIG. From this result, it was confirmed that the solubilization rate can be improved by keeping the temperature at 80 ° C. even when using a so-called dry type sludge having a water content of about 90% by weight.

試験例3
実施例2の有機物処理において、処理操作開始60日後に、可溶化槽内及びメタン発酵処理槽内の液体画分の分子量分布をGPCにより測定し、各ピークについてNMRにより組成を推測した。また、比較例2の有機物処理においても、処理操作開始60日後に、メタン発酵槽内の液体画分を同様に測定し、その組成を推測を行った。
Test example 3
In the organic matter treatment of Example 2, 60 days after the start of the treatment operation, the molecular weight distribution of the liquid fraction in the solubilization tank and the methane fermentation treatment tank was measured by GPC, and the composition of each peak was estimated by NMR. Moreover, also in the organic substance process of the comparative example 2, the liquid fraction in a methane fermenter was measured similarly 60 days after processing operation start, and the composition was estimated.

得られた結果を図11に示す。この結果から、55℃で運転されているメタン発酵槽による処理だけでは、糖類、多糖類がほとんど未溶解のまま廃液として排出されているのに対し、可溶化槽内ではこれらの高分子が低分子化されることにより可溶化し、更にこの可溶化高分子がメタン発酵槽内で分解されていることが明らかとなった。   The obtained results are shown in FIG. From this result, saccharides and polysaccharides are discharged as waste liquid almost undissolved only by treatment with a methane fermentation tank operating at 55 ° C, whereas these polymers are low in the solubilization tank. It was clarified that the solubilized polymer was decomposed in the methane fermentation tank.

図1は、本発明の有機性廃棄物処理方法の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of the organic waste treatment method of the present invention. 図2は、従来の有機性廃棄物処理方法の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of a conventional organic waste treatment method. 図3は、実施例1及び比較例1において測定したVTSの結果を示す。FIG. 3 shows the VTS results measured in Example 1 and Comparative Example 1. 図4は、実施例1及び比較例1において測定したCODの結果を示す。FIG. 4 shows the results of COD measured in Example 1 and Comparative Example 1. 図5は、実施例1及び比較例1において測定したVSSの結果を示す。FIG. 5 shows the results of VSS measured in Example 1 and Comparative Example 1. 図6は、実施例2及び比較例2における、投入VTS量(投入したドッグフード含有水溶液に含まれるVTS量)に対して産出されるメタン量の割合の経時変化を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the change over time in the ratio of the amount of methane produced with respect to the amount of input VTS (the amount of VTS contained in the input dog food-containing aqueous solution) in Example 2 and Comparative Example 2. 図7は、実施例2及び比較例2における、投入VTS量(投入したドッグフード含有水溶液に含まれるVTS量)に対して産出される二酸化炭素量の割合の経時変化を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the change over time in the ratio of the amount of carbon dioxide produced with respect to the input VTS amount (the VTS amount contained in the input dog food-containing aqueous solution) in Example 2 and Comparative Example 2. 図8は、実施例2及び比較例2における、投入VTS量(投入したドッグフード含有水溶液に含まれるVTS量)に対して産出される廃棄有機物(SS)量の割合の経時変化を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the change over time in the ratio of the amount of waste organic matter (SS) produced with respect to the input VTS amount (the VTS amount contained in the input dog food-containing aqueous solution) in Example 2 and Comparative Example 2. . 図9は、試験例1において測定した、試験サンプル1(メタン発酵汚泥)、2(メタン発酵汚泥の固形分画分)、3(メタン発酵汚泥の液体画分)、及び4(水)による有機性廃棄物の可溶化率の結果を示す。FIG. 9 shows the organicity of test samples 1 (methane fermentation sludge), 2 (solid fraction of methane fermentation sludge), 3 (liquid fraction of methane fermentation sludge), and 4 (water) measured in Test Example 1. The result of the solubilization rate of radioactive waste is shown. 図10は、試験例2において測定した、表3に示す条件1−8で可溶化処理をした場合の可溶化率の結果を示す。FIG. 10 shows the result of the solubilization rate when the solubilization treatment was performed in Condition 1-8 shown in Table 3 and measured in Test Example 2. 図11は、試験例3の測定結果、即ち、実施例2の可溶化槽内及びメタン発酵処理槽内の液体画分の組成、並びに比較例2のメタン発酵槽内の液体画分の組成について示す。FIG. 11 shows the measurement results of Test Example 3, that is, the composition of the liquid fraction in the solubilization tank and the methane fermentation treatment tank of Example 2, and the composition of the liquid fraction in the methane fermentation tank of Comparative Example 2. Show.

Claims (10)

(a)60℃以上の温度条件下で、有機性廃棄物に含まれる有機物をメタン発酵汚泥により分解する工程、及び
(b)工程(a)で得られた分解物を嫌気性雰囲気下でメタン発酵する工程、
を含む、有機性廃棄物の処理方法。
(a) a step of decomposing organic matter contained in organic waste with methane fermentation sludge under a temperature condition of 60 ° C. or higher; and
(b) a step of subjecting the decomposition product obtained in step (a) to methane fermentation in an anaerobic atmosphere,
A method for treating organic waste.
工程(a)が、有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とを混合槽に供給して予め混合し、得られた有機性廃棄物・汚泥混合物をメタン発酵汚泥処理槽に供給して60℃以上の温度条件下で有機性廃棄物を分解する工程である、請求項1に記載の処理方法。   In step (a), the organic waste and the methane fermentation sludge are supplied to the mixing tank and mixed in advance, and the obtained organic waste / sludge mixture is supplied to the methane fermentation sludge treatment tank to be 60 ° C. or higher. The processing method according to claim 1, which is a step of decomposing organic waste under temperature conditions. 工程(a)において、メタン発酵汚泥として、工程(b)で得られたメタン発酵処理物を使用する、請求項1又は2に記載の処理方法。   The processing method of Claim 1 or 2 which uses the methane fermentation processed material obtained at the process (b) as a methane fermentation sludge in a process (a). 工程(a)が下記工程を含む、請求項1乃至3のいずれかに記載の処理方法:
(a-1)有機性廃棄物を、混合槽に供給する工程、
(a-2)メタン発酵汚泥を混合槽に供給する工程、
(a-3)混合槽において、有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とを混合する工程、
(a-4)工程(a-3)で得られた有機性廃棄物・汚泥混合物をメタン発酵汚泥処理槽に供給する工程、及び
(a-5)メタン発酵汚泥処理槽において、60℃以上の温度条件下で、有機性廃棄物に含まれる有機物を分解する工程。
The processing method according to claim 1, wherein step (a) includes the following steps:
(a-1) supplying organic waste to the mixing tank,
(a-2) supplying methane fermentation sludge to the mixing tank;
(a-3) mixing organic waste and methane fermentation sludge in a mixing tank;
(a-4) supplying the organic waste / sludge mixture obtained in step (a-3) to a methane fermentation sludge treatment tank; and
(a-5) A step of decomposing organic matter contained in organic waste under a temperature condition of 60 ° C. or higher in a methane fermentation sludge treatment tank.
工程(b)が下記工程を含む、請求項1乃至4のいずれかに記載の処理方法:
(b-1)工程(a)で得られた分解物を60℃以下に冷却した後に、メタン発酵槽に供給する工程、及び
(b-2)メタン発酵槽において、嫌気性雰囲気下でメタン発酵する工程。
The processing method according to any one of claims 1 to 4, wherein step (b) comprises the following steps:
(b-1) a step of cooling the decomposition product obtained in step (a) to 60 ° C. or lower and then supplying it to a methane fermentation tank; and
(b-2) A process of methane fermentation in an anaerobic atmosphere in a methane fermentation tank.
更に、(c)工程(b)で得られたメタン発酵処理物の少なくとも一部をメタン発酵汚泥処理槽又はそれより上流側に返送する工程
を有する、請求項2乃至5のいずれかに記載の処理方法。
Furthermore, (c) It has the process of returning at least one part of the methane fermentation processed material obtained by the process (b) to a methane fermentation sludge processing tank or its upstream side. Processing method.
下記工程を含む、請求項1乃至6のいずれかに記載の処理方法:
(a-1)有機性廃棄物を、混合槽に供給する工程
(a-2)下記工程(b-2)で得られたメタン発酵発酵処理物をメタン発酵汚泥として混合槽に供給する工程、
(a-3)混合槽において、有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とを混合する工程、
(a-4)工程(a-3)で得られた有機性廃棄物・汚泥混合物をメタン発酵汚泥処理槽に供給する工程、
(a-5)メタン発酵汚泥処理槽において、60℃以上の温度条件下で、有機性廃棄物に含まれる有機物を分解する工程、
(b-1)工程(a)で得られた分解物を60℃以下に冷却した後に、メタン発酵槽に供給する工程、
(b-2)メタン発酵槽において、嫌気性雰囲気下でメタン発酵する工程、及び
(c)工程(b)で得られたメタン発酵処理物の少なくとも一部をメタン発酵汚泥処理槽又はそれより上流側に返送する工程。
The processing method in any one of Claims 1 thru | or 6 including the following processes:
(a-1) Supplying organic waste to the mixing tank
(a-2) supplying the methane fermentation fermentation treatment product obtained in the following step (b-2) to the mixing tank as methane fermentation sludge,
(a-3) mixing organic waste and methane fermentation sludge in a mixing tank;
(a-4) supplying the organic waste / sludge mixture obtained in step (a-3) to a methane fermentation sludge treatment tank,
(a-5) Decomposing organic matter contained in organic waste under a temperature condition of 60 ° C. or higher in a methane fermentation sludge treatment tank,
(b-1) a step of cooling the decomposition product obtained in step (a) to 60 ° C. or lower and then supplying it to a methane fermentation tank;
(b-2) a process of methane fermentation in an anaerobic atmosphere in a methane fermentation tank; and
(c) A step of returning at least a part of the methane fermentation treatment product obtained in step (b) to the methane fermentation sludge treatment tank or the upstream side thereof.
有機性廃棄物に含まれる有機物をメタン発酵汚泥により分解するメタン発酵汚泥処理槽、及び該処理槽により分解された分解物をメタン発酵処理するメタン発酵槽を含む、有機性廃棄物処理装置。   An organic waste treatment apparatus comprising a methane fermentation sludge treatment tank that decomposes organic matter contained in organic waste with methane fermentation sludge, and a methane fermentation tank that performs methane fermentation treatment of the decomposition product decomposed by the treatment tank. 更に、有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とを混合する混合槽を含み、該混合槽で得られる有機性廃棄物・汚泥混合物がメタン発酵汚泥処理槽に供給されるように構成されている、請求項8に記載の装置。   Furthermore, it includes a mixing tank that mixes organic waste and methane fermentation sludge, and is configured so that the organic waste / sludge mixture obtained in the mixing tank is supplied to the methane fermentation sludge treatment tank. Item 9. The apparatus according to Item 8. 更に、メタン発酵槽から得られるメタン発酵処理物の少なくとも一部をメタン発酵汚泥処理槽又はそれより上流側に返送するメタン発酵汚泥返送手段を含む、請求項8又は9に記載の装置。   Furthermore, the apparatus of Claim 8 or 9 containing the methane fermentation sludge return means which returns at least one part of the methane fermentation processed material obtained from a methane fermentation tank to a methane fermentation sludge processing tank or its upstream.
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