JP2010036161A - Organic waste treatment method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic waste treatment method which can efficiently decompose organic matter, and also does not produce waste water required to be treated. <P>SOLUTION: The organic waste treatment method comprises: a methane fermentation step (a) where organic matter contained in organic waste is subjected to dry type methane fermentation and a solubilization step (b) where the organic matter contained in the organic waste is made low in molecular weight, wherein the waste water is not produced, and the removal amount of aqueous ammonia in the solubilization step (b) is controlled in such a manner that the dry type methane fermentation is made possible in the methane fermentation step (a). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機性廃棄物を処理するための効率的な方法に関する。   The present invention relates to an efficient method 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 Technology development to recover sludge and other organic waste as methane gas by methane fermentation is being promoted. In order to collect 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.

例えば、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)、または高温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方法(特許文献3)が知られている。   For example, as a method for efficiently performing methane fermentation on organic waste, a method for subjecting organic waste to various pretreatments prior to methane fermentation has been proposed. For example, as a pretreatment for methane fermentation, a method of heat-treating organic waste (see Patent Document 1), a method of decomposing organic waste with an ultrahigh-heat anaerobic bacterium (see Patent Document 2), or under high temperature A method of decomposing organic substances contained in organic waste with methane fermentation sludge (Patent Document 3) is known.

しかしながら、従来技術における廃棄物のメタン発酵では、廃棄物が含む水の処理が必須であり、水処理の設備および大きな電力コストという問題があった。   However, in the methane fermentation of wastes in the prior art, it is essential to treat the water contained in the wastes, and there are problems of water treatment facilities and large power costs.

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、有機性廃棄物の処理において排水量を減らし、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 特開2006−15331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 technology for reducing the amount of wastewater in the treatment of organic waste, more efficiently recovering energy from the organic waste, and reducing the amount of waste.
JP 58-41916 A JP 2003-326237 A JP 2006-15331 A

本発明はこのような従来の事情および最近の動向に対処してなされたもので、有機物を効率よく分解でき、かつ処理必要な排水を生じさせない有機性廃棄物の処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in response to such conventional circumstances and recent trends, and an object of the present invention is to provide a method for treating organic waste that can efficiently decompose organic matter and does not generate wastewater that requires treatment. And

上記課題を解決するために本発明者らは研究を重ねた結果、メタン発酵工程及び可溶化工程を含む有機性廃棄物処理方法において、メタン発酵工程に供される有機性廃棄物の含水率及び可溶化工程におけるアンモニア水の回収量を調整することにより、排水を生ずることなく有機性廃棄物を処理できることを見出した。本発明者らはこの知見に基づき、さらに研究を重ねることによって、本発明を完成するに至った。   In order to solve the above problems, the present inventors have conducted research, and in the organic waste treatment method including the methane fermentation process and the solubilization process, the water content of the organic waste provided in the methane fermentation process and It was found that organic waste can be treated without producing waste water by adjusting the amount of ammonia water recovered in the solubilization process. Based on this finding, the present inventors have completed the present invention by further research.

すなわち本発明は、以下の通りである。
項1.有機性廃棄物を処理する方法であって、
有機性廃棄物に含まれる有機物を乾式メタン発酵するメタン発酵工程(a)と有機物を低分子化させる可溶化工程(b)とを含み、
(1)メタン発酵工程(a)により得られるメタン発酵処理物から必要量の発酵処理物を引き抜き、第一処理物及び第二処理物に分け、第一処理物を固液分離処理により液体と残渣に分離し、第一処理物から分離された液体と有機性廃棄物との混合物をメタン発酵工程(a)又は可溶化工程(b)に供すること、
(2)可溶化工程(b)により得られる可溶化処理物をメタン発酵工程(a)に供すること、
(3)第二処理物を可溶化工程(b)に供すること、
(4)可溶化工程(b)が、70℃以上で加熱処理し、かつアンモニア水を回収する工程であること、
並びに、
(5)排水が生ずることなく、かつメタン発酵工程(a)において乾式メタン発酵が可能となるように、可溶化工程(b)におけるアンモニア水の回収量を制御すること、
を特徴とする処理方法。
項2.有機性廃棄物を処理する方法であって、
有機性廃棄物に含まれる有機物を乾式メタン発酵するメタン発酵工程(a)と有機物を低分子化させる可溶化工程(b)とを含み、
(1)メタン発酵工程(a)により得られるメタン発酵処理物から必要量の発酵処理物を引き抜き、第一処理物及び第二処理物に分け、第一処理物を固液分離処理により液体と残渣に分離し、第一処理物から分離された液体と有機性廃棄物との混合物をメタン発酵工程(a)に供すること、
(2)可溶化工程(b)により得られる可溶化処理物をメタン発酵工程(a)に供すること、
(3)第二処理物を可溶化工程(b)に供すること、
(4)可溶化工程(b)が、70℃以上で加熱処理し、かつアンモニア水を回収する工程であること、
並びに、
(5)排水が生ずることなく、かつメタン発酵工程(a)において乾式メタン発酵が可能となるように、可溶化工程(b)におけるアンモニア水の回収量を制御すること、
を特徴とする処理方法。
項3.項1.有機性廃棄物を処理する方法であって、
有機性廃棄物に含まれる有機物を乾式メタン発酵するメタン発酵工程(a)と有機物を低分子化させる可溶化工程(b)とを含み、
(1)メタン発酵工程(a)により得られるメタン発酵処理物から必要量の発酵処理物を引き抜き、第一処理物及び第二処理物に分け、第一処理物を固液分離処理により液体と残渣に分離し、第一処理物から分離された液体と有機性廃棄物との混合物を可溶化工程(b)に供すること、
(2)可溶化工程(b)により得られる可溶化処理物をメタン発酵工程(a)に供すること、
(3)第二処理物を可溶化工程(b)に供すること、
(4)可溶化工程(b)が、70℃以上で加熱処理し、かつアンモニア水を回収する工程であること、
並びに、
(5)排水が生ずることなく、かつメタン発酵工程(a)において乾式メタン発酵が可能となるように、可溶化工程(b)におけるアンモニア水の回収量を制御すること、
を特徴とする処理方法。
項4.メタン発酵工程(a)において引き抜かれるメタン発酵処理物の比率が、第一処理物:第二処理物=1:1〜4となる、項1〜3のいずれかに記載の方法。
項5.アンモニアストリッピング法によって、可溶化工程(b)におけるアンモニア水の除去量を制御する、項1〜4のいずれかに記載の方法。
項6.投入する有機性廃棄物の含水率が60%以下である、項1〜5のいずれかに記載の方法。
項7.排水を生じさせないために回収するアンモニア水量が、以下の式:
W−1.5×(1−p/100)Q
(式中、Qは投入有機廃棄物の固形物重量、Wは投入有機廃棄物の水分量、pはメタン発酵効率(%)を示す)
で表される、項1〜6のいずれかに記載の方法。
That is, the present invention is as follows.
Item 1. A method for treating organic waste, comprising:
Including a methane fermentation step (a) for dry methane fermentation of organic matter contained in organic waste and a solubilization step (b) for reducing the molecular weight of the organic matter,
(1) A required amount of fermentation processed product is extracted from the methane fermentation processed product obtained by the methane fermentation step (a), divided into a first processed product and a second processed product, and the first processed product is separated from the liquid by solid-liquid separation processing. Separating the residue and subjecting the mixture of the liquid and organic waste separated from the first treated product to the methane fermentation step (a) or the solubilization step (b),
(2) subjecting the solubilized product obtained in the solubilization step (b) to the methane fermentation step (a);
(3) subjecting the second treated product to the solubilization step (b);
(4) The solubilization step (b) is a step of heat-treating at 70 ° C. or higher and recovering ammonia water,
And
(5) controlling the amount of ammonia water recovered in the solubilization step (b) so that drainage does not occur and dry methane fermentation is possible in the methane fermentation step (a);
A processing method characterized by the above.
Item 2. A method for treating organic waste, comprising:
Including a methane fermentation step (a) for dry methane fermentation of organic matter contained in organic waste and a solubilization step (b) for reducing the molecular weight of the organic matter,
(1) A required amount of fermentation processed product is extracted from the methane fermentation processed product obtained by the methane fermentation step (a), divided into a first processed product and a second processed product, and the first processed product is separated from the liquid by solid-liquid separation processing. Subjecting the mixture of the liquid separated from the first treated product and the organic waste to the methane fermentation step (a),
(2) subjecting the solubilized product obtained in the solubilization step (b) to the methane fermentation step (a);
(3) subjecting the second treated product to the solubilization step (b);
(4) The solubilization step (b) is a step of heat-treating at 70 ° C. or higher and recovering ammonia water,
And
(5) controlling the amount of ammonia water recovered in the solubilization step (b) so that drainage does not occur and dry methane fermentation is possible in the methane fermentation step (a);
A processing method characterized by the above.
Item 3. Item 1. A method for treating organic waste, comprising:
Including a methane fermentation step (a) for dry methane fermentation of organic matter contained in organic waste and a solubilization step (b) for reducing the molecular weight of the organic matter,
(1) A required amount of fermentation processed product is extracted from the methane fermentation processed product obtained by the methane fermentation step (a), divided into a first processed product and a second processed product, and the first processed product is separated from the liquid by solid-liquid separation processing. Subjecting the mixture of the liquid and organic waste separated from the first treated product to the solubilization step (b),
(2) subjecting the solubilized product obtained in the solubilization step (b) to the methane fermentation step (a);
(3) subjecting the second treated product to the solubilization step (b);
(4) The solubilization step (b) is a step of heat-treating at 70 ° C. or higher and recovering ammonia water,
And
(5) controlling the amount of ammonia water recovered in the solubilization step (b) so that drainage does not occur and dry methane fermentation is possible in the methane fermentation step (a);
A processing method characterized by the above.
Item 4. Item 4. The method according to any one of Items 1 to 3, wherein the ratio of the processed methane fermentation product extracted in the methane fermentation step (a) is 1st processed product: 2nd processed product = 1: 1 to 4.
Item 5. Item 5. The method according to any one of Items 1 to 4, wherein the removal amount of the ammonia water in the solubilization step (b) is controlled by an ammonia stripping method.
Item 6. Item 6. The method according to any one of Items 1 to 5, wherein the organic waste to be fed has a moisture content of 60% or less.
Item 7. The amount of ammonia water collected to prevent drainage is given by the following formula:
W-1.5 × (1-p / 100) Q
(Wherein, Q is the solid weight of the input organic waste, W is the water content of the input organic waste, and p is the methane fermentation efficiency (%))
Item 7. The method according to any one of Items 1 to 6, which is represented by:

本発明により、処理の必要な排水を出すことなく、効率よく有機性廃棄物を処理することができる。本発明の処理方法によれば、廃棄物が含む水の処理を行う必要がなく、そのため水処理の設備も不要であり、電力コストも削減することができる。また、本発明の処理方法において処理中に回収される残渣及びアンモニア水は、焼却炉やエンジンの脱硝液などの有価物として利用することができるため、無駄な廃棄物が出ることもなく、さらに本発明の処理方法に必要なエネルギーは処理中に発生するバイオガスを発電利用する際に発生する廃熱でまかなえるため、環境的にもコスト的にも極めて有用である。   According to the present invention, organic waste can be efficiently processed without discharging wastewater that needs to be processed. According to the treatment method of the present invention, it is not necessary to treat the water contained in the waste, so that no water treatment facility is required, and the power cost can be reduced. In addition, since the residue and aqueous ammonia recovered during the treatment in the treatment method of the present invention can be used as valuable materials such as an incinerator and a denitration liquid for an engine, no waste is generated, and Since the energy required for the treatment method of the present invention can be covered by waste heat generated when the biogas generated during the treatment is used for power generation, it is extremely useful both in terms of environment and cost.

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。ただし、本発明の方法におけるメタン発酵は乾式メタン発酵であるため、有機性廃棄物の含水率が高い場合は、前処理によって調節する。
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. However, since methane fermentation in the method of the present invention is dry methane fermentation, when the water content of organic waste is high, it is adjusted by pretreatment.

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、アンモニアを除去できるので、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, ammonia can be removed, so that 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). This is advantageous when processing organic wastes of the above degree.

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。
以下、本発明の方法に供する有機性廃棄物を投入有機性廃棄物と称することがある。
Whether organic matter is being decomposed smoothly is indicated by changes in VTS (Volatile Total Solids) and VSS (Volatile Suspended Solid) amounts (VSS reduction rate) in each process. It can be judged as.
Hereinafter, the organic waste provided for the method of the present invention may be referred to as input organic waste.

有機性廃棄物の処理方法
本発明の処理方法は、以下に詳述するようなメタン発酵工程(a)及び可溶化工程(b)を含む。これらの工程はそれぞれ、どちらの工程を先に行ってもよく、また回分形式で実施してもよいが、投入有機性廃棄物の供給と工程(a)又は工程(b)において発酵又は分解された発酵物・分解物の抜き取りと搬送(返送)を連続的又は断続的に行うことにより、工程(a)及び工程(b)を連続的に繰り返し、全体のシステムが定常状態になるように実施するのが好ましい。これにより全体としての有機物分解率を向上させることができる。
Organic Waste Treatment Method The treatment method of the present invention includes a methane fermentation step (a) and a solubilization step (b) as described in detail below. Each of these steps may be performed first or in a batch format, but it is fermented or decomposed in the supply of input organic waste and in step (a) or step (b). By continuously or intermittently removing and transporting (returning) fermented and decomposed products, step (a) and step (b) are repeated continuously so that the entire system is in a steady state. It is preferable to do this. Thereby, the organic matter decomposition rate as a whole can be improved.

さらに、本発明は以下に詳述するように、メタン発酵残渣の脱水濾液を原料希釈水として利用し、また可溶化工程(b)において、アンモニア回収装置を備えることにより、処理必要な排水をなくすことを特徴とする。   Furthermore, as described in detail below, the present invention uses the dehydrated filtrate of the methane fermentation residue as raw material dilution water, and in the solubilization step (b), an ammonia recovery device is provided to eliminate wastewater that requires processing. It is characterized by that.

(1)メタン発酵工程(a)
メタン発酵工程(a)では、有機廃棄物と後述する第一処理物から分離された液体との混合物に含まれる有機物又は工程(b)で得られる分解物に含まれる有機物が、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嫌気性雰囲気下で行うことができる。本発明におけるメタン発酵は乾式メタン発酵であるため、有機性廃棄物は、全固形物(TS)濃度が20〜40重量%程度というほぼ固体に近い状態で混合槽に導入され、発酵槽内には、TS濃度が10〜20質量%程度の固形状のメタン汚泥(乾式メタン汚泥)が保持される。
(1) Methane fermentation process (a)
In the methane fermentation step (a), the organic matter contained in the mixture of the organic waste and the liquid separated from the first treated product described later or the organic matter contained in the decomposition product obtained in the step (b) is methane and carbon dioxide. Is broken down into The methane fermentation in this step can be performed in an anaerobic atmosphere using a conventionally known methane fermentation bacterium and methane fermentation tank. Since the methane fermentation in the present invention is dry methane fermentation, the organic waste is introduced into the mixing tank in a nearly solid state with a total solid (TS) concentration of about 20 to 40% by weight, and is put into the fermentation tank. The solid methane sludge having a TS concentration of about 10 to 20% by mass (dry methane sludge) is retained.

本工程(a)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 (a), the preparation and 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(a)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。好ましくは、可溶化槽との熱交換の観点から50〜55℃で行う。   The temperature condition at the time of methane fermentation in this step (a) 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. Preferably, it carries out at 50-55 degreeC from a viewpoint of heat exchange with a solubilization tank.

後述の工程(b)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(a)を実施することが望ましい。   When the decomposition product obtained in the step (b) described below maintains a high temperature of 80 ° C. or higher, the decomposition product does not significantly adversely affect methane fermentation (for example, 60 ° C. or less). After cooling, it is desirable to supply this to a methane fermenter and to implement this process (a).

本工程(a)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 (a) 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 form, etc. 30 days, preferably 10 to 20 days, more preferably 10 to 14 days.

本工程(a)のメタン発酵において発生するメタン発酵処理物からは必要量(適当量)の発酵処理物が引き抜かれ、第一処理物及び第二処理物に分けられる。引き抜く量は、投入する有機性廃棄物の量等の各種条件に応じて適宜決定できる。   A necessary amount (appropriate amount) of the fermentation treatment product is extracted from the methane fermentation treatment product generated in the methane fermentation of the present step (a), and is divided into a first treatment product and a second treatment product. The amount to be extracted can be appropriately determined according to various conditions such as the amount of organic waste to be input.

第一処理物は、公知の固液分離処理によって液体と固形残渣に分離される。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。   The first processed product is separated into a liquid and a solid residue by a known solid-liquid separation process. The method of solid-liquid separation is not particularly limited, and known methods such as precipitation separation, membrane separation, and centrifugation can be employed.

分離された固形残渣は、種々の方法で処理される。例えば、そのまま、堆肥として農地還元する、コンポスト化して農地還元をする、廃棄する、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、生成される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。   The separated solid residue is treated in various ways. For example, as it is, processing such as compost reduction, composting, composting, agricultural land reduction, disposal, incineration, or the like is performed. In addition, low-temperature waste heat can be effectively used for drying. When the generated 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.

また、分離された液体は脱水濾液として、投入有機性廃棄物と混合され、再度工程(a)に供される。この液体の量は、投入される有機性廃棄物の含水量などによって適宜決定し、もし余剰が出れば、当該余剰の液体はそのまま可溶化工程(b)に搬送しても良い。   Further, the separated liquid is mixed with the input organic waste as a dehydrated filtrate, and is supplied again to the step (a). The amount of this liquid is appropriately determined depending on the water content of the organic waste to be charged, etc. If there is a surplus, the surplus liquid may be transferred to the solubilization step (b) as it is.

次に、第二処理物は工程(b)に送られ、以下の可溶化工程(b)に供される。   Next, a 2nd processed material is sent to a process (b), and is provided to the following solubilization processes (b).

これらの操作により、固形分が更に徹底的に分解され、かつ液体分が効率的に再利用されるので、廃棄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。   By these operations, the solid content is further thoroughly decomposed and the liquid content is efficiently recycled, so that the amount of waste can be further reduced and the amount of methane gas generated can be increased. Is returned to the system, so that the merit of improving the stability of methane fermentation can be obtained.

上記2つのメタン発酵処理物の比率は、後述するように、排水処理が不要となるような投入有機性廃棄物の含水量などを総合的に判断して適宜決定できるが、具体的な一実施形態としては、例えば、第一処理物:第二処理物=1:1〜4となるように調整する。   The ratio of the above two processed methane fermentation products can be appropriately determined by comprehensively judging the water content of the input organic waste so that wastewater treatment is unnecessary, as will be described later. As a form, it adjusts so that it may become 1st processed material: 2nd processed material = 1: 1-4, for example.

本工程(a)で発生するメタンガスは、発電して排熱エネルギーとして回収でき、後述の工程(b)の温度調節などに用いることもできるが、工程(b)のアンモニア回収工程に用いるのが最も好ましい。   The methane gas generated in this step (a) can be generated and recovered as exhaust heat energy, and can be used for temperature adjustment in step (b) described later, but it can be used for the ammonia recovery step in step (b). Most preferred.

本工程(a)のメタン発酵の形式は特に制限されず、回分式、固定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 form of methane fermentation in this step (a) is not particularly limited, and may be any known form used in methane fermentation such as a batch type or a fixed bed type.

(2)可溶化工程(b)
可溶化工程では、70℃以上の温度条件下で加熱処理をし、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。
(2) Solubilization step (b)
In the solubilization process, heat treatment is performed under a temperature condition of 70 ° C. or higher, and the organic matter contained in the organic waste is decomposed by methane fermentation sludge.

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 reduce high molecular organic substances in bacteria that can grow at 60 ° C or higher contained in 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(b)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 (b) is not limited to low molecular weight to the extent that all organic waste is solubilized, and 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(b)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、メタン発酵工程(a)で得られるメタン発酵処理物(前記第二処理物)を使用できる。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 (b) 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 processed product (the second processed product) obtained in the methane fermentation step (a) can be used. 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70℃以上であれば、特に制限されないが、好ましくは70〜90℃程度、更に好ましくは75〜85℃程度、特に好ましくは80〜85℃程度である。本工程において、70℃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、前述の工程(a)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 70 ° C. or higher, but is preferably about 70 to 90 ° C., more preferably about 75 to 85 ° C., and particularly preferably about 80 to 85 ° C. It is. In this step, heavy oil, city gas, electric power, or the like can be used to maintain a predetermined temperature of 70 ° C. or higher. However, since a considerable amount of heat is required to maintain the temperature, heat and power are obtained by using the methane gas generated in the above-mentioned step (a) 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、高温可溶化槽という)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 capable of adjusting and maintaining the above temperature conditions (hereinafter referred to as high temperature solubilization tank). It can be performed by holding under conditions.

有機性廃棄物とメタン発酵汚泥とを高温可溶化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)有機性廃棄物を高温可溶化槽に供給し、また別にメタン発酵汚泥を高温可溶化槽に供給して、高温可溶化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・汚泥混合物を高温可溶化槽に供給する方法。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高温可溶化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(b)には、以下態様の工程が含まれる:
(B-1)有機性廃棄物を、混合槽に供給する工程
(B-2)メタン発酵汚泥を混合槽に供給する工程、
(B-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、
(B-4)工程(B-3)で得られた有機性廃棄物・汚泥混合物を高温可溶化槽に供給する工程、及び
(B-5)高温可溶化槽において、70℃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 high-temperature solubilization tank, for example, the following methods are exemplified: (1) Supply the organic waste to the high-temperature solubilization tank, and separate methane A method of supplying fermented sludge to a high-temperature solubilization tank and mixing organic waste and methane fermentation sludge in the high-temperature solubilization tank, and (2) supplying organic waste to a mixing tank equipped with a mixing means The methane fermentation sludge is supplied to the mixing tank, both are mixed in advance in the mixing tank, and the resulting organic waste / sludge mixture is supplied to the high-temperature solubilization 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 high-temperature solubilization tank by a small and inexpensive pump. become. In the case of the latter method (2), specifically, this step (b) includes the steps of the following embodiments:
(B-1) Supplying organic waste to the mixing tank
(B-2) supplying methane fermentation sludge to the mixing tank;
(B-3) mixing organic waste and methane fermentation sludge in a mixing tank;
(B-4) supplying the organic waste / sludge mixture obtained in step (B-3) to a high-temperature solubilization tank; and
(B-5) A step of decomposing organic substances contained in organic waste at a temperature of 70 ° C. or higher in a high-temperature solubilization tank.

本工程(b)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。   The decomposition by methane fermentation sludge in this step (b) can be carried out by allowing the organic waste and methane fermentation sludge to coexist and standing under the above conditions. Can also be carried out with stirring under the above conditions.

本工程(b)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 step (b), the ratio of methane fermentation sludge to be used and organic waste to be used in this step depends on the type of methane fermentation sludge and organic waste to be used, decomposition conditions, etc. It can be set accordingly. 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。   Decomposition by the methane fermentation sludge in this step may be performed in either an anaerobic atmosphere or an aerobic atmosphere.

本工程(b)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、これによって高温可溶化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 (b) is performed in an anaerobic atmosphere, gas is generated along with decomposition (solubilization) of the organic matter contained in the organic waste, thereby purging oxygen in the high-temperature solubilization tank. Since the atmosphere is kept anaerobic, a special operation for creating and maintaining the 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.

さらに、本工程(b)においては、メタン発酵工程(a)に供される全水分量が乾式メタン発酵が可能な量となるように、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する量を制御して、可溶化処理物の水分量を調整する。   Furthermore, in this step (b), ammonia and methane fermentation sludge contained in the organic waste are adjusted so that the total amount of water supplied to the methane fermentation step (a) becomes an amount capable of dry methane fermentation. The amount of ammonia recovered by the decomposition by the above is controlled to adjust the water content of the solubilized product.

メタン細菌の活性は、高濃度の遊離性のアンモニア態窒素により阻害され、メタン汚泥中のアンモニウム濃度が上がると、メタン発酵活性が著しく阻害され、メタン発酵が停止することが知られている。このため、有機性廃棄物のメタン発酵処理においては、アンモニアの除去は必須であり、さらに、系外に処理中に発生する不要な排水を取り除く必要がある。そこで、これらを本工程においてアンモニア水として合わせて回収すれば、アンモニア水は有価物として利用でき、かつ不要な水も排出されなくなるため、非常に効率的である。   It is known that the activity of methane bacteria is inhibited by a high concentration of free ammonia nitrogen, and when the ammonium concentration in methane sludge increases, the methane fermentation activity is significantly inhibited and methane fermentation is stopped. For this reason, in the methane fermentation treatment of organic waste, it is essential to remove ammonia, and it is also necessary to remove unnecessary waste water generated during the treatment outside the system. Therefore, if these are combined and recovered as ammonia water in this step, the ammonia water can be used as a valuable material and unnecessary water is not discharged, which is very efficient.

本工程(b)では、70℃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(b)において、高温可溶化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できる。回収するアンモニア水量は、アンモニアストリッピング装置における曝気風量を調節することにより調整可能である。   In this step (b), since the temperature condition of 70 ° C. or higher is adopted, the ammonia contained in the organic waste and the ammonia generated by the decomposition by the methane fermentation sludge are remarkably easily volatilized (Journal of Hazardous Materials 37 (1994) 191-206). Therefore, in step (b), gas can be blown into the high-temperature solubilization tank, and ammonia can be volatilized and recovered by the ammonia stripping method. The amount of ammonia water to be recovered can be adjusted by adjusting the amount of aeration air in the ammonia stripping device.

例えば、1m3の樹脂性タンクに800Lのメタン発酵汚泥を投入し、温度を80℃に保ってタンク下部から7.5m3/minの曝気風量でストリッピングガス(嫌気性ガス)を吹き込みアンモニアおよび水を蒸発させた場合、アンモニアストリッピングガス中のアンモニア濃度は8000ppm、水分は38%、回収アンモニア水量は100L/日となる。 For example, 800L of methane fermentation sludge is put into a 1m 3 resinous tank, the temperature is kept at 80 ° C, and stripping gas (anaerobic gas) is blown from the bottom of the tank with an aeration rate of 7.5m 3 / min. Is evaporated, the ammonia concentration in the ammonia stripping gas is 8000 ppm, the moisture is 38%, and the recovered ammonia water amount is 100 L / day.

ここで、排水処理が不要となる場合の、アンモニア水回収量及び投入有機性廃棄物の含水率について、具体的な一実施形態を挙げて説明する。   Here, a specific embodiment will be described with respect to the amount of ammonia water recovered and the water content of the input organic waste when wastewater treatment is unnecessary.

投入有機性廃棄物の固形物重量をQ(トン)、水分量をW(トン)で表し、固形物のメタン発酵効率(バイオガス化効率)(%)をpとすると、バイオガスの発生量はp/100*Q(トン)、残渣の乾燥重量は(1−p/100)Q(トン)となる。発酵残渣は通常含水率60%程度で場外搬出されるため、発酵残渣中の水分量は(1-p/100)Q(1/0.4-1)(トン)である。このことから、排水を発生させないために回収することが必要なアンモニア水量はW-1.5×(1-p/100)×Q(トン)となる。   The amount of biogas generated when the solid weight of the input organic waste is expressed in Q (tons), the water content in W (tons), and the solid methane fermentation efficiency (biogasification efficiency) (%) as p. Is p / 100 * Q (tons), and the dry weight of the residue is (1-p / 100) Q (tons). Since the fermentation residue is usually transported off-site at a moisture content of about 60%, the amount of water in the fermentation residue is (1-p / 100) Q (1 / 0.4-1) (tons). For this reason, the amount of ammonia water that needs to be recovered in order not to generate wastewater is W-1.5 × (1-p / 100) × Q (tons).

ここで、pを一般的なメタン発酵効率(80 %)とすると、排水を発生させないために回収することが必要なアンモニア水量はW-0.3Q(トン)となる。   Here, if p is a general methane fermentation efficiency (80%), the amount of ammonia water that needs to be recovered in order not to generate wastewater is W-0.3Q (tons).

次に、メタン発酵汚泥の温度を50℃とすると、超高温可溶化槽でのアンモニア回収に必要な熱量は、
(W-0.3Q)×(50+540)/760 (MWh)(式(I))
で表すことができる。
Next, if the temperature of the methane fermentation sludge is 50 ° C, the amount of heat required for ammonia recovery in the ultra-high temperature solubilization tank is
(W-0.3Q) x (50 + 540) / 760 (MWh) (Formula (I))
Can be expressed as

他方、本プロセスで発生した0.8Q(トン)のバイオガスを発電してエネルギー回収するとき、排熱(蒸気)として回収できる熱量は
0.8Q×0.2(回収効率)×6.1(バイオガス1トン当たりの熱量)(MWh)(式(II))
となる。
On the other hand, when recovering energy by generating 0.8Q (tons) of biogas generated in this process, the amount of heat that can be recovered as exhaust heat (steam) is
0.8Q x 0.2 (recovery efficiency) x 6.1 (heat quantity per ton of biogas) (MWh) (formula (II))
It becomes.

本プロセスで発生する排熱のみを用いて排水処理が不要となるようにアンモニア水を回収するためには、式(II)>式(I)となることから、
0.8Q×02×6.1>(W-0.3Q)×[(50+540)/760]
すなわちQ/W > 0.63 (式(III))となる。
In order to recover ammonia water so that wastewater treatment is unnecessary using only the waste heat generated in this process, since formula (II)> formula (I),
0.8Q × 02 × 6.1> (W-0.3Q) × [(50 + 540) / 760]
That is, Q / W> 0.63 (formula (III)).

投入廃棄物の含水率は1/(1+Q/W)であるから、式(III)を代入すると、含水率<61.3%と算出される。このことから、排水処理が不要となる乾式メタン発酵システムは、含水率が60%以下であり、当然ながら希釈水を用いないことが前提となる。   Since the water content of the input waste is 1 / (1 + Q / W), the water content <61.3% is calculated by substituting Equation (III). For this reason, the dry methane fermentation system that does not require wastewater treatment has a moisture content of 60% or less, and of course it is assumed that no dilution water is used.

上記の条件を満たすようにアンモニア水量を調整すれば、無駄な排出物又は排水を生ずることなく、効率的に有機性廃棄物を処理することができる。   If the amount of ammonia water is adjusted so as to satisfy the above conditions, organic waste can be efficiently treated without producing wasteful discharge or drainage.

本工程(b)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 (b), when the obtained decomposition product is subjected to the methane fermentation treatment, the treatment efficiency is improved.

本工程(b)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(b)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 (b) 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 (b) 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(b)により得られた分解物は、そのまま前述の工程(a)に供してもよく、混合槽において、あるいは投入有機性廃棄物と混合してから工程(a)に供してもよい。   The decomposition product obtained in this step (b) may be used as it is for the above-mentioned step (a), or may be used for the step (a) in the mixing tank or after being mixed with the input organic waste. .

(3)搬送・供給・排出工程
1.メタン発酵工程(a)を先に行う場合
本発明の方法には、投入有機性廃棄物、前記第一処理物から分離された液体及び可溶化工程(b)により得られる可溶化処理物をメタン発酵工程(a)に供するため、これらをメタン発酵工程(a)に供給する工程が含まれる。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。
(3) Transport / supply / discharge process In the case where the methane fermentation step (a) is performed first, the method of the present invention includes adding the organic waste, the liquid separated from the first treated product, and the solubilized product obtained by the solubilizing step (b) to methane. In order to use for fermentation process (a), the process of supplying these to methane fermentation process (a) is included. The supply means may use a conventionally known pump, or may be another means.

また、本発明の方法は、メタン発酵工程(a)において生成したメタン発酵処理物を排出する工程を含み、さらに、メタン発酵工程(a)において生成したメタンガスを回収する工程も含む。ここで排出されたメタン発酵処理物のうち、前述の第一処理物は固液分離処理されて、固形は堆肥などとして利用され、液体はメタン発酵処理槽の上流にある混合槽へ搬送されて、投入有機性廃棄物と混合されてから、再度メタン発酵工程に供される。第二処理物は可溶化工程に供するため、高温可溶化槽へ搬送される。搬送するそれぞれのメタン発酵処理物の量及び割合は、工程(a)及び(b)の処理条件等を考慮して、前述したように、排水処理が不要となるような投入有機性廃棄物の含水量などを総合的に判断して適宜決定すればよい。   Moreover, the method of this invention includes the process of discharging | emitting the methane fermentation processed material produced | generated in the methane fermentation process (a), and also including the process of collect | recovering the methane gas produced | generated in the methane fermentation process (a). Of the methane fermentation processed product discharged here, the first processed product is subjected to solid-liquid separation processing, the solid is used as compost, etc., and the liquid is conveyed to a mixing tank upstream of the methane fermentation processing tank. After being mixed with the input organic waste, it is again subjected to the methane fermentation process. Since a 2nd processed material is used for a solubilization process, it is conveyed to a high temperature solubilization tank. The amount and ratio of each methane fermentation processed product to be transported is the amount of input organic waste that eliminates the need for wastewater treatment, as described above, considering the processing conditions in steps (a) and (b). What is necessary is just to determine suitably, comprehensively judging moisture content.

また、回収されたメタンガスは、発電してエネルギーとして回収され、本発明の方法における温度制御などに用いることができる。   Further, the recovered methane gas is generated and recovered as energy, and can be used for temperature control in the method of the present invention.

2.可溶化工程(b)を先に行う場合
本発明の方法は、投入有機性廃棄物及び工程(a)で得られたメタン発酵処理物(前記第二処理物)及び第一処理物から分離された液体を可溶化工程(b)に供するため、これらを工程(b)に供給する工程が含まれる。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。
2. When the solubilization step (b) is performed first, the method of the present invention is separated from the input organic waste and the methane fermentation treatment product (second treatment product) obtained in step (a) and the first treatment product. In order to use the obtained liquid for the solubilization step (b), a step of supplying them to the step (b) is included. The supply means may use a conventionally known pump, or may be another means.

さらに、工程(b)においてメタン発酵汚泥として、工程(a)で得られた第二処理物を使用する場合、本発明の方法は工程(a)で得られた第二処理物を可溶化工程(b)又はそれより上流側に搬送する工程を含有する。搬送される場合、メタン発酵処理物は、工程(b)を実施する高温可溶化槽に直接搬送してもよく、また高温可溶化槽の上流に混合槽を設ける場合には該混合槽に搬送してもよい。搬送工程において返送するメタン発酵処理物の量及び割合は、前述したように、排水処理が不要となるような投入有機性廃棄物の含水量などを総合的に判断して適宜決定すればよい。   Furthermore, when using the second treated product obtained in step (a) as methane fermentation sludge in step (b), the method of the present invention is a step of solubilizing the second treated product obtained in step (a). (b) or a step of conveying it upstream. When transported, the methane fermentation treatment product may be transported directly to the high-temperature solubilization tank for carrying out step (b), and when a mixing tank is provided upstream of the high-temperature solubilization tank, it is transported to the mixing tank. May be. As described above, the amount and ratio of the methane fermentation processed product to be returned in the transporting process may be appropriately determined by comprehensively judging the water content of the input organic waste that does not require wastewater treatment.

以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。ただし、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。
<人工生ゴミの作成>
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)。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present 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.
<Making 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”.

<有機物処理方法>
100gの生ゴミ(TS40%)に脱水濾液80mlを添加してTS22%とし、乾式メタン発酵装置(発酵槽体積3.6L、運転温度55℃)に毎日投入した。
メタン発酵槽から1日あたり140gを引き抜いて超高温可溶化槽(可溶化槽体積0.09L、運転温度80℃)に搬送し、メタン発酵汚泥の可溶化処理を行うとともに、3L/日のガス流量でアンモニアストリッピングを行い、超高温可溶化槽内のアンモニア濃度を1500mg/Lとした。この操作で32gのアンモニア水(アンモニア濃度0.5%)を回収することができた。残り108gの可溶化液はメタン発酵槽に返送した。
<Organic substance processing method>
80 g of dehydrated filtrate was added to 100 g of raw garbage (TS 40%) to make TS 22%, and it was put into a dry methane fermentation apparatus (fermentor volume 3.6 L, operating temperature 55 ° C.) every day.
140 g per day is withdrawn from the methane fermentation tank and transported to an ultra-high temperature solubilization tank (solubilization tank volume 0.09 L, operating temperature 80 ° C.), solubilizing methane fermentation sludge and 3 L / day of gas Ammonia stripping was performed at a flow rate, and the ammonia concentration in the ultra-high temperature solubilization tank was 1500 mg / L. By this operation, 32 g of ammonia water (ammonia concentration 0.5%) could be recovered. The remaining 108 g of lysate was returned to the methane fermenter.

<結果>
超高温可溶化処理によりバイオガス化効率が改善したため、メタン発酵槽から1日あたり40gのバイオガスが発生するとともに、108gのメタン発酵廃液が発生した。これを脱水により固液分離すると、含水率40%の発酵残渣(堆肥)が28g発生するとともに80mlの脱水濾液が発生したが、これは全量生ゴミの希釈水として用いるため、処理が必要な排水は発生しなかった。
<Result>
Since the biogasification efficiency was improved by the ultra-high temperature solubilization treatment, 40 g of biogas was generated per day from the methane fermentation tank, and 108 g of methane fermentation waste liquid was generated. When this was solid-liquid separated by dehydration, 28 g of fermentation residue (compost) with a water content of 40% was generated and 80 ml of dehydrated filtrate was generated. Did not occur.

以上より、本発明の方法によれば、回収するアンモニア水量を調整することにより処理が必要な排水が生じなくなり、またプロセス中に発生するバイオガスによる排熱エネルギーのみでアンモニア水の回収に必要なエネルギーをまかなうことが可能であることが示された。   As described above, according to the method of the present invention, wastewater that needs to be treated is not generated by adjusting the amount of ammonia water to be recovered, and it is necessary to recover ammonia water only by waste heat energy from biogas generated during the process. It has been shown that it is possible to provide energy.

比較例1
100gの生ゴミ(TS40%)に希釈水80mlを添加してTS22%とし、乾式メタン発酵装置(発酵槽体積3.6L、運転温度55℃)に毎日投入した。
メタン発酵槽から1日あたり140gを引き抜いて、超高温可溶化槽(可溶化槽体積0.09L、運転温度80℃)に搬送し、メタン発酵汚泥の可溶化処理を行った。その後、同量(140g)の可溶化液をメタン発酵槽に返送した。
Comparative Example 1
Diluted water 80 ml was added to 100 g of raw garbage (TS 40%) to make TS 22%, which was added to a dry methane fermentation apparatus (fermentor volume 3.6 L, operating temperature 55 ° C.) every day.
140 g per day was withdrawn from the methane fermentation tank and transferred to an ultra-high temperature solubilization tank (solubilization tank volume 0.09 L, operating temperature 80 ° C.) to solubilize methane fermentation sludge. Thereafter, the same amount (140 g) of the solubilized liquid was returned to the methane fermentation tank.

その結果、1日あたり40gのバイオガスが発生するとともに、147gのメタン発酵処理物が発生した。これを脱水すると、含水率40%の発酵残渣(堆肥)が28g発生するとともに112gの排水が発生した。   As a result, 40 g of biogas was generated per day, and 147 g of methane fermentation processed product was generated. When this was dehydrated, 28 g of fermentation residue (compost) with a moisture content of 40% was generated and 112 g of waste water was generated.

参考例1
上述の実施例に基づいて、実スケールにおける実施を想定すると、以下のようになる。
1日あたり100tの生ゴミ(TS40%)を実施例と同様に脱水濾液80mを添加してTS22%とし、乾式メタン発酵装置(55℃)に投入する。
メタン発酵槽から1日あたり140tを引き抜いて超高温可溶化槽(可溶化槽体積90m、運転温度80℃)に搬送し、メタン発酵汚泥の可溶化処理を行うとともに、3000m/日のガス流量でアンモニアストリッピングを行い、超高温可溶化槽内のアンモニア濃度を1500mg/Lとする。この操作で32tのアンモニア水(アンモニア濃度0.5%)を回収することができる。残り108tの可溶化液はメタン発酵槽に返送する。
Reference example 1
Based on the above-described embodiment, assuming an implementation on an actual scale, it is as follows.
100 t of raw garbage per day (TS 40%) is added to 80 m 3 of dehydrated filtrate in the same manner as in the example to make TS 22%, and put into a dry methane fermentation apparatus (55 ° C.).
140t per day is withdrawn from the methane fermentation tank and transported to an ultra-high temperature solubilization tank (solubilization tank volume 90 m 3 , operating temperature 80 ° C.) to solubilize methane fermentation sludge and 3000 m 3 / day of gas Ammonia stripping is performed at a flow rate so that the ammonia concentration in the ultra-high temperature solubilization tank is 1500 mg / L. By this operation, 32t of ammonia water (ammonia concentration 0.5%) can be recovered. The remaining 108 t of solubilized liquid is returned to the methane fermenter.

結果として、メタン発酵槽から1日あたり40tのバイオガスが発生するとともに、108tのメタン発酵廃液が発生する。これを脱水により固液分離すると、含水率40%の発酵残渣(堆肥)が28t発生するとともに80mの脱水濾液が発生するが、これは全量生ゴミの希釈水として用いるため、処理が必要な排水は発生しないことになる。 As a result, 40 t of biogas is generated per day from the methane fermentation tank, and 108 t of methane fermentation waste liquid is generated. When this is solid-liquid separated by dehydration, 28 tons of fermentation residue (compost) with a water content of 40% is generated and 80 m 3 of dehydrated filtrate is generated. There will be no drainage.

図1は、実施例の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment. 図2は、比較例の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a comparative example.

Claims (5)

有機性廃棄物を処理する方法であって、
有機性廃棄物に含まれる有機物を乾式メタン発酵するメタン発酵工程(a)と有機物を低分子化させる可溶化工程(b)とを含み、
(1)メタン発酵工程(a)により得られるメタン発酵処理物から必要量の発酵処理物を引き抜き、第一処理物及び第二処理物に分け、第一処理物を固液分離処理により液体と残渣に分離し、第一処理物から分離された液体と有機性廃棄物との混合物をメタン発酵工程(a)又は可溶化工程(b)に供すること、
(2)可溶化工程(b)により得られる可溶化処理物をメタン発酵工程(a)に供すること、
(3)第二処理物を可溶化工程(b)に供すること、
(4)可溶化工程(b)が、70℃以上で加熱処理し、かつアンモニア水を回収する工程であること、
並びに、
(5)排水が生ずることなく、かつメタン発酵工程(a)において乾式メタン発酵が可能となるように、可溶化工程(b)におけるアンモニア水の回収量を制御すること、
を特徴とする処理方法。
A method for treating organic waste, comprising:
Including a methane fermentation step (a) for dry methane fermentation of organic matter contained in organic waste and a solubilization step (b) for reducing the molecular weight of the organic matter,
(1) A required amount of fermentation processed product is extracted from the methane fermentation processed product obtained by the methane fermentation step (a), divided into a first processed product and a second processed product, and the first processed product is separated from the liquid by solid-liquid separation processing. Separating the residue and subjecting the mixture of the liquid and organic waste separated from the first treated product to the methane fermentation step (a) or the solubilization step (b),
(2) subjecting the solubilized product obtained in the solubilization step (b) to the methane fermentation step (a);
(3) subjecting the second treated product to the solubilization step (b);
(4) The solubilization step (b) is a step of heat-treating at 70 ° C. or higher and recovering ammonia water,
And
(5) controlling the amount of ammonia water recovered in the solubilization step (b) so that drainage does not occur and dry methane fermentation is possible in the methane fermentation step (a);
A processing method characterized by the above.
メタン発酵工程(a)において引き抜かれるメタン発酵処理物の比率が、第一処理物:第二処理物=1:1〜4となる、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein a ratio of the methane fermentation processed product extracted in the methane fermentation step (a) is 1st processed product: 2nd processed product = 1: 1-4. アンモニアストリッピング法によって、可溶化工程(b)におけるアンモニア水の除去量を制御する、請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the amount of ammonia water removed in the solubilization step (b) is controlled by an ammonia stripping method. 投入する有機性廃棄物の含水率が60%以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the water content of the organic waste to be input is 60% or less. 排水を生じさせないために回収するアンモニア水量が、以下の式:
W−1.5×(1−p/100)Q
(式中、Qは投入有機廃棄物の固形物重量、Wは投入有機廃棄物の水分量、pはメタン発酵効率(%)を示す)
で表される、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
The amount of ammonia water collected to prevent drainage is given by the following formula:
W-1.5 × (1-p / 100) Q
(Wherein, Q is the solid weight of the input organic waste, W is the water content of the input organic waste, and p is the methane fermentation efficiency (%))
The method in any one of Claims 1-4 represented by these.
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