JP2016203103A - 有機性廃棄物の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】油温減圧脱水処理する工程に導入する有機性廃棄物の含水率に影響されずに、油温減圧脱水処理を効率的に行える有機性廃棄物の処理方法を提供すること。【解決手段】有機性廃棄物を油温減圧脱水処理する有機性廃棄物の処理方法において、有機性廃棄物をスクリュープレスに導入して、有機性廃棄物に含まれる脱水阻害物質を分離し、次いで、脱水阻害物質が分離された固形状有機性廃棄物を油温減圧脱水処理することを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。【選択図】図２

Description

本発明は、有機性廃棄物の処理方法に関し、より詳しくは、有機性廃棄物を効率的に油温減圧脱水処理できる有機性廃棄物の処理方法に関する。

特許文献１には、有機性廃棄物を脱水処理する方法として、油温減圧脱水処理方法が開示されている。その方法は、クッカー内の加熱油に投入した有機性廃棄物を負圧状態で加熱して脱水処理するものである。

特開平６−７１２９８号公報

有機性廃棄物を油温減圧脱水処理の本質は、あくまでも脱水である。この脱水効率を上昇させるために、油温減圧脱水処理する工程に導入する有機性廃棄物の含水率を下げれば、油温減圧脱水処理におけるボイラーの燃料の使用量が減少し、処理コストの低減に寄与できる。

そこで、本発明者は、油温減圧脱水処理する工程に導入する有機性廃棄物を脱水機で脱水して、含水率を下げようとした。

しかし、脱水機で脱水処理しても、処理前と処理後の有機性廃棄物を比較するとその含水率に差異はなく、却って処理後の方が高くなっていた。

本発明の課題は、油温減圧脱水処理する工程に導入する有機性廃棄物の含水率に影響されずに、油温減圧脱水処理を効率的に行える有機性廃棄物の処理方法を提供することにある。

また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

本発明によれば、油温減圧脱水処理する工程に導入する有機性廃棄物の含水率に影響されずに、油温減圧脱水処理を効率的に行える有機性廃棄物の処理方法を提供することができる。

本発明の有機性廃棄物の処理方法を実施するための処理システムの一例を説明する図 （ａ）スクリュープレスに導入される前の有機性廃棄物の写真、（ｂ）スクリュープレスで脱水阻害物質が分離された固形状有機性廃棄物の写真、及び（ｃ）スクリュープレスで前記脱水阻害物質が分離されずに残存するスラリー状有機性廃棄物の写真 油温減圧脱水処理における品温の経時変化を示す図 油温減圧脱水処理におけるガス温度の経時変化を示す図

以下に、本発明を実施するための形態について詳しく説明する。

図１は、本発明の有機性廃棄物の処理方法を実施するための処理システムの一例を説明する図である。

有機性廃棄物としては、例えば、生ごみ、廃弁当、汚泥、農業残渣、食品加工残渣、動植物性残渣、動物糞尿、し尿、醸造かす、発酵かす等を例示できる。

有機性廃棄物は、まず破砕・分別機１に供される。破砕・分別機１は、有機性廃棄物に含まれる比較的大きな固形物を破砕して断片化すると共に、金属、プラスチック等の不適物を分別して除去する。

次いで、有機性廃棄物はスクリュープレス２に供される。有機性廃棄物は、スクリュープレス２で、前記有機性廃棄物に含まれる脱水阻害物質が分離された固形状有機性廃棄物と、前記脱水阻害物質が分離されずに残存するスラリー状有機性廃棄物とに分離処理される。

スクリュープレス２で分離された脱水阻害物質を含むスラリー状有機性廃棄物は、スラリー貯留タンク３に貯留される。

次いで、スクリュープレス２で分離された固形状有機性廃棄物は、混合タンク４に導入される。混合タンク４では、固形状有機性廃棄物に、後述する油タンク１０からの油を混合する。

次いで、固形状有機性廃棄物は、予備加熱タンク５に導入され、予備加熱される。

次いで、固形状有機性廃棄物は、油温減圧脱水装置６に導入され、油温減圧脱水処理により脱水処理される。即ち、廃食用油などの油中において固形状有機性廃棄物を加熱及び減圧して、該固形状有機性廃棄物中の水を蒸気として除去する。

本発明で、油温減圧脱水処理の前処理におけるスクリュープレス２による処理は、有機性廃棄物の含水率の低下ではなく、油温減圧脱水対象の有機性廃棄物中の脱水阻害物質の除去効果に着目して行った。

油温減圧脱水処理の本質はあくまでも脱水処理であるから、水を抜くことができればよい。しかし、家庭や調理場などから排出される生ごみのような有機性廃棄物は、油温減圧脱水の前処理として脱水機によって脱水しようとしても、含水率が低下しないことが実験により判明した。本発明者は、油温減圧脱水の前処理として含水率が低下しなくても、油温減圧脱水の際に、水の抜けが格段に向上する原因ないし要因を見出した。すなわち、有機性廃棄物中に、油温減圧脱水の際の脱水阻害物質が存在することが判明した。この脱水阻害物質が前処理で除去されていれば、たとえ含水率が低下しなくても、油温減圧脱水の際に水の抜けが格段に向上する。脱水阻害物質は、油温減圧脱水の際に水の抜けを阻害する物質であればよいので格別限定的ではないが、Ｎ−ヘキサン抽出物質を好ましい物質として例示できる。たとえばＮ−ヘキサン抽出物質が分離されていると、油温減圧脱水の際に、水の抜け道が確保され、効果的な脱水を可能にする。

図２（ａ）に、有機性廃棄物の写真、図２（ｂ）に、脱水阻害物質が分離された固形状有機性廃棄物の写真、図２（ｃ）に、有機性廃棄物から分離された脱水阻害物質を含むスラリーの写真をそれぞれ示す。

次に、固形状有機性廃棄物から放出された蒸気は、ミストキャッチャー７により捕集される。捕集された蒸気は、コンデンサー８に導入され、凝縮水が生成される。

油温減圧脱水装置６で脱水された有価物は、更に油分離機９に導入され、油分が分離される。分離された油分は、油タンク１０に貯留される。

次いで、有価物は、搾油機１１に導入され更なる油分が分離される。ここで分離された油分も、油タンク１０に貯留される。

以上のようにして得られた有価物は、動物用飼料の原料やコンポスト原料として用いることができる。

動物用飼料の原料として用いる場合、有機性廃棄物中の粗たんぱく質の動向は栄養源であるので重要である。本発明者の実験によると、前記固形状有機性廃棄物は、前記スラリー状有機性廃棄物よりも粗たんぱく質含有量が大きくなることがわかった（表１参照）。

一方、スラリー貯留タンク３に貯留された脱水阻害物質が分離して増量されたスラリー状有機性廃棄物は、嫌気性処理槽１２に導入され、嫌気性処理に供される。嫌気性処理は、例えばメタン発酵処理等のようにバイオガスを生成する処理であることが好ましい。

嫌気性処理によって生成されたバイオガスを回収し、該バイオガスを発電機やボイラー等に供して電気や熱を回収し、該熱をプロセス内で利用することは特に好ましいことである。回収した熱は、例えば予備加熱タンク５や油温減圧脱水装置６の熱源として好適に用いることができる。

嫌気性処理に伴って生成した消化液は、液肥などに利用することができる。

嫌気性処理槽１２には、ミストキャッチャー７、コンデンサー８で生成された凝縮水を添加することも好ましいことである。

以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はかかる実施例により限定されない。

１．油温減圧脱水試験
（実施例１）
図１に示した処理システムを用い、図２（ａ）に示すような有機性廃棄物（生ごみ）をスクリュープレスに導入して、図２（ｂ）に示すような脱水阻害物質が分離して減量された固形状有機性廃棄物と、図２（ｃ）に示すような脱水阻害物質が分離して増量されたスラリー状有機性廃棄物に分離した。
有機性廃棄物（生ごみ）、固形状有機性廃棄物及びスラリー状有機性廃棄物の各性状を表１に示す。

次いで、図２（ｂ）に示すような固形状有機性廃棄物５０ｋｇを、媒体油２０ｋｇと共に油温減圧脱水装置のクッカー内に導入して油温減圧脱水処理した。油温減圧脱水処理により生成された有価物の性状を表２に示す。
また、油温減圧脱水処理における品温の経時変化を図３に、ガス温度（蒸気温度）の経時変化を図４にそれぞれ示す。

（比較例１）
スクリュープレスに導入されていない図２（ａ）に示すような有機性廃棄物（生ごみ）５０ｋｇを、媒体油２０ｋｇと共に油温減圧脱水装置に導入して、実施例１と同様にして油温減圧脱水処理した。油温減圧脱水処理により生成された有価物の性状を表２に示す。また、油温減圧脱水処理における品温の経時変化を図３に、ガス温度の経時変化を図４にそれぞれ示す。

（参考例１）
スクリュープレスに導入されていない図２（ａ）に示すような有機性廃棄物（生ごみ）と、図２（ｂ）に示すような脱水阻害物質が分離して減量された固形状有機性廃棄物との混合物５０ｋｇを、媒体油２０ｋｇと共に油温減圧脱水装置に導入して、実施例１と同様にして油温減圧脱水処理した。油温減圧脱水処理における品温の経時変化を図３に、ガス温度の経時変化を図４にそれぞれ示す。

＜評価＞
スクリュープレスによって脱水阻害物質が分離された後の固形状有機性廃棄物からなる被脱水物を油温減圧脱水処理する場合（実施例１）は、元の有機性廃棄物をそのまま油温減圧脱水処理する場合（比較例１）と比べて、低い含水率まで脱水できることがわかる。

更に、図３及び図４より、実施例１では、比較例１と比べて、より短時間で脱水が終了することがわかる。即ち、脱水が終了すると、水の気化熱として消費される熱量が減少して、品温が１００℃を超えて上昇するようになる。実施例１では、比較例１と比べて、この上昇が１０分程度早く生じていることがわかる。

以上のことから、スクリュープレスによる脱水阻害物質の除去が、油温減圧脱水処理における脱水効率の向上に大きく寄与することがわかる。

更に表２より、実施例１の被脱水物（固形状有機性廃棄物）と、比較例１の被脱水物（有機性廃棄物）とを対比すると、実施例１の被脱水物は特にＮ−ヘキサン抽出物質の含有量が顕著に減少しており、その他の項目については大きな差は見られない。このことから、スクリュープレスによって脱水阻害物質として特にＮ−ヘキサン抽出物質を除去することが、油温減圧脱水処理における脱水効率の向上に大きく寄与することがわかる。

また、表１に示すように、スクリュープレスにより分離される固形状有機性廃棄物には粗たんぱく質が安定に保持され、更に表２に示すように、この粗たんぱく質は、固形状有機性廃棄物が油温減圧脱水処理を経て有価物になるまで安定に保持されることがわかる。

２．メタン発酵試験
実施例１においてスクリュープレスにより分離された脱水阻害物質を含むスラリー状有機性廃棄物を、油温減圧脱水処理での脱水時に発生した蒸気を凝縮させて得た凝縮水と共にメタン発酵槽に導入し、３５〜３７℃の中温にてメタン発酵処理した。その結果、メタン濃度５６．４（体積％）のバイオガスが生成した。メタン発酵後の消化液の性状は表３に示す通りであった。

１：破砕・分別機
２：スクリュープレス
３：スラリー貯留タンク
４：混合タンク
５：予備加熱タンク
６：油温減圧脱水装置
７：ミストキャッチャー
８：コンデンサー
９：油分離機
１０：油タンク
１１：搾油機
１２：嫌気性処理槽

Claims (5)

1. 有機性廃棄物を油温減圧脱水処理する有機性廃棄物の処理方法において、
   前記有機性廃棄物をスクリュープレスに導入して、前記有機性廃棄物に含まれる脱水阻害物質を分離し、
   次いで、脱水阻害物質が分離された固形状有機性廃棄物を油温減圧脱水処理することを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。
2. 有機性廃棄物を油温減圧脱水処理する有機性廃棄物の処理方法において、
   前記有機性廃棄物をスクリュープレスに導入して、前記有機性廃棄物に含まれる脱水阻害物質が分離して減量された固形状有機性廃棄物と、前記脱水阻害物質が分離して増量されたスラリー状有機性廃棄物とに分離し、
   次いで、前記固形状有機性廃棄物を油温減圧脱水処理して有価物を生成し、前記スラリー状有機性廃棄物をメタン発酵してバイオガスを生成することを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。
3. 前記脱水阻害物質が、Ｎ−ヘキサン抽出物質であることを特徴とする請求項１又は２記載の有機性廃棄物の処理方法。
4. 前記固形状有機性廃棄物は、前記スラリー状有機性廃棄物よりも粗たんぱく質含有量が大きいことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の有機性廃棄物の処理方法。
5. 前記油温減圧脱水処理して生成する有価物が、動物用飼料の原料となることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の有機性廃棄物の処理方法。