JP3835930B2 - Organic waste treatment methods - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、性状や濃度が異なる複数種類の有機性廃棄物を同一処理系で処理し、有用物質を回収する有機性廃棄物の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より有機性廃棄物の再資源化が図られており、たとえば特開平9−201699号には、し尿、浄化槽汚泥、下水汚泥、農集汚泥、家畜ふん尿、生ごみ、食品廃棄物など、性状や濃度が異なる有機性廃棄物を同一システムにおいて処理して有用物質を回収し、資源化する方法が開示されている。
【0003】
この方法は、図3に示したようなものであり、し尿、浄化槽汚泥、農集汚泥、下水汚泥、家畜ふん尿を除渣工程#31において除渣し、固液分離工程#32において液状廃棄物31と脱水汚泥32とに分離し、液状廃棄物31は、生物処理工程#33でBOD分解並びに必要に応じて脱窒素し、固液分離工程#34で浮遊物を除去し、高度処理工程#35でCODや色素成分や鉄・マンガンなどの重金属類を除去し、消毒して放流水または再利用水としている。
【0004】
一方、生ごみや食品廃棄物は、破砕・分別工程#36において破砕し、プラスチック袋やトレーなどを分別した後に、上記した脱水汚泥32と混合して、嫌気性発酵工程#37において発酵させ、発生したメタンガス33を回収して、発電工程#38などにより電気や熱の形態として使用に供するとともに、消化汚泥34を脱水工程#39で脱水汚泥35とし、コンポスト化工程#40などに送って肥料や固形燃料や乾燥汚泥として回収しており、脱水濾液36は生物処理工程#33へ送って処理している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような嫌気性発酵工程#37で発生した消化汚泥34には有機性成分が少ないため、それを脱水した脱水汚泥35をコンポスト化する際に熱量と肥効成分が不足することがある。一方、リンは脱水濾液36側に移行するため、脱水濾液36を処理する生物処理工程#33あるいはその他の水処理工程でリン除去操作を行わなくてはならない。
【0006】
また、破砕・分別した生ごみ、食品廃棄物には魚の骨等の小さな嫌気性発酵不適物が多量に含まれており、それらが発酵槽内に蓄積してしまうという問題がある。
【0007】
本発明は上記問題を解決するもので、リンや魚の骨等の嫌気性発酵不適物を効率よく分離することができ、分離したリンの有効利用、ならびに処理の効率化を図れる有機性廃棄物の処理方法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明の請求項1記載の有機性廃棄物の処理方法は、性状や濃度が異なる複数種類の有機性廃棄物を同一処理系で処理し、有用物質を回収するに際して、生ごみなどの固形の有機性廃棄物を破砕工程に導いて破砕し、この破砕物をし尿、浄化槽汚泥などのスラッジ状の有機性廃棄物との混合物として、少なくとも一方がリン凝集効果を有する2種類の凝集剤を添加する二液凝集脱水工程に導いて、混合物中に含まれたリンを凝集させ、凝集リンを含んだ固形物と脱離液とに分離し、分離したリン含有固形物をコンポスト化工程に導いて、好気性条件下で発酵させ、コンポストとして回収するとともに、脱離液を嫌気性発酵工程に導いて、嫌気性条件下で発酵させ、発生したメタンなどのバイオガスを回収することを特徴とする。
【0009】
請求項2記載の有機性廃棄物の処理方法は、破砕工程において、微細な破砕排出孔を有し、瞬間的に負荷する高圧により圧縮破砕を行う圧縮破砕機によって、有機性廃棄物を破砕することを特徴とする。
【0010】
請求項3記載の有機性廃棄物の処理方法は、生物分解率の低い有機性廃棄物を二液凝集脱水工程の前段で可溶化処理し、液状化させることを特徴とする。
上記した請求項1記載の構成によれば、二液凝集脱水を行うことによって混合物中のリンを確実に固形物側に移行させ、このリン含有固形物を好気性条件下で発酵させるので、豊富に存在する有機物が多量の熱を発生しながら効率よく発酵することになり、肥効成分としての窒素およびリンを十分に含んだ良好なコンポストが得られる。また、リンが除去された脱離液を嫌気性条件下で発酵させるので、発生した消化汚泥から脱離する脱水濾液についてのリン除去操作は不要である。
【0011】
請求項2記載の構成によれば、従来は破砕困難であった有機性廃棄物も、負荷される高圧により破砕排出孔において微細に破砕されつつ排出されるが、魚の骨等の発酵不適物は高圧によっても破砕排出孔に侵入できないため装置内に残留し、自動的に分別される。微細に破砕された有機性廃棄物は効率よく発酵し、有機成分が高率にて回収される。
【0012】
請求項3記載の構成によれば、生物分解率の低い有機性廃棄物を予め液状化させるので、この液状化した有機性廃棄物を、二液凝集脱水工程を経て、嫌気性発酵工程とコンポスト化工程のいずれかで効率よく発酵させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図1に、し尿、浄化槽汚泥、下水汚泥、農集汚泥、家畜ふん尿、生ごみ、食品廃棄物などの有機性廃棄物を同一処理系で処理して、有用物質を回収し、資源化するフローを示す。
【0014】
し尿、浄化槽汚泥、下水汚泥、農集汚泥、家畜ふん尿などのスラッジ状の有機性廃棄物を濃縮工程#1に導き、性状によっては有機高分子凝集剤1を添加して固液分離して、濃縮汚泥2と分離液3とする。この濃縮工程#1は、所望の汚泥含水率に応じて、造粒濃縮、スクリーン濃縮などによって行えばよく、必要のない場合は省略可能である。濃縮工程#1の前段に除渣工程を設けてもよい。
【0015】
分離液3を生物処理工程#2へ導入して、BOD分解および必要に応じて脱窒素し、生物処理水4は図示を省略した後段の処理に導く。
生物処理工程#2で発生した余剰汚泥5は適宜に引き抜くが、生物分解性が低いので、他の低生物分解性有機性廃棄物とともに可溶化工程#3に導き、可溶化処理することによって、液状化、低分子量化する。可溶化処理としては、約70〜80℃で3日間維持する;70℃,0.3MPa程度の高温高圧に維持する;苛性ソーダや消石灰等のアルカリを添加して70℃程度に維持する;オゾンガスを吹き込む;130〜175℃に維持するなどの種々の手法が挙げられる。この可溶化工程#3は必ずしも行う必要はないが、液状化、低分子量化することで生物分解性を高めることができる。得られた液状化物6は、濃縮工程#1を経て生物処理工程#2へ送って処理するか、あるいは濃縮工程#1がない場合には後述するようにして処理する。
【0016】
一方、生ごみ、食品廃棄物など、プラスチック類などの発酵不適物を含んでいたり、不均質な固形分を含んでいたりする、その他の有機性廃棄物は、破砕・分別工程#4において圧縮破砕する。
【0017】
使用する破砕機はたとえば図2に示したような圧縮破砕機であり、投入口111より投入されフィーダー112によってチャンバー113の内部へ送り出された破砕対象物を、性状によっては万遍なく圧力がかかるように希釈水で調整したうえで、油圧シリンダー114により瞬間的に負荷する200〜250kg/cm2 の高圧にて圧縮し、スリット状に形成された微細な破砕排出孔(図示せず)より押し出すことで細粒子状(破砕対象物の性状によりペースト状あるいはフレークス状となる)に破砕して、破砕物排出口115を通じて排出し、残留物は別途に残留物排出口116より取り出すように構成されている。
【0018】
このため、生ごみ等の有機性廃棄物は、粒径1〜2mm以下の流動可能な細粒子状物7となって排出され、破砕不能なプラスチック類、金属類、石・砂、魚の骨などの発酵不適物8は残留することで自動的に同時に分別される。発酵不適物8の含水率は低く、発酵不適物8への有機性廃棄物の付着も非常に少ない。生ごみ、食品廃棄物の性状によっては粗破砕工程を設けることで、圧縮破砕機への投入量を増大し、処理量を増大することも可能である。
【0019】
次に、この細粒子状物7と上記した濃縮汚泥2(場合によってはスラッジ状有機性廃棄物あるいは液状化物6)とを混合し、混合物9を二液凝集脱水工程#5に導いて、遠心脱水機、ベルトプレス、フィルタープレス、スクリュープレスなどの脱水機に導入するとともに、導入路の混合物9に2種類の凝集剤10,11を順次添加し、混合して、脱水する。
【0020】
このとき、一方の凝集剤10はリン凝集効果を有することが必須であり、他方の凝集剤11はリン凝集効果を有しても有さなくてもよい。凝集剤10としては、硫酸バンド、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、TKフロック等のアルミニウム系凝集剤、ポリ鉄、硫酸第1鉄、硫酸第2鉄、塩化第2鉄等の鉄系凝集剤、塩化マグネシウム、消石灰等の無機凝集剤、凝集剤11としては、両性ポリマー、カチオンポリマー等の有機高分子凝集剤を好適に使用できる。このような2種類の凝集剤10,11を添加することで、混合物9中に含まれるリンが確実に凝集し、混合物9の脱水性が向上し、凝集リンを含んだ固形物12と脱離液13とに良好に分離される。
【0021】
分離されたリン含有固形物12をコンポスト化工程#6に導いて、好気性条件下で発酵させ、コンポスト14として回収する。その際、細粒子状物7が、上記したように圧縮破砕によって細粒子化されるだけでなく、細胞膜も一部破壊されているために、生物分解性が非常に大きく、また従来は破砕困難であるとして排除されていた有機性廃棄物や、発酵不適物8に付着して排除されていた有機性廃棄物も細粒子状物7の中に含まれており、また生ごみ、食品廃棄物と、し尿、浄化槽汚泥などとが有する互いに異質の成分、たとえば微量元素(Fe,Ni,Co等)が混合されることによる効果もあって、豊富に存在する有機物が多量の熱を発生しながら効率よく発酵し、肥効成分としての窒素およびリンを十分に含んだ良好なコンポスト14が得られる。
【0022】
分離した脱離液13は嫌気性発酵工程#7に導いて、酸発酵槽、次いで嫌気性条件下のメタン発酵槽で発酵させるが、固形分を含んでいない脱離液13を原料とするため、酸発酵、メタン発酵とも速度が大きい。メタン発酵槽で発生したメタンなどのバイオガス15は回収し、脱硫などした後、従来と同様にして使用に供する。
【0023】
メタン発酵槽で発生した発酵汚泥16は、脱水工程#8に導いて脱水し、脱水ケーキ17として回収して、従来と同様に固形燃料などとするか、あるいは、リン含有固形物12と混合してコンポスト化してもよい。脱離液18は生物処理工程#2に返送して処理するが、リンが含まれていないため、従来のようなリン除去操作は不要である。
【0024】
なお、嫌気性発酵工程#7へ供給する有機物負荷は、二液凝集脱水工程#5における脱水率を加減することで調整することができ、したがって発酵槽の小型化も可能である。
【0025】
また、嫌気性発酵工程#7では、発酵槽内のメタン菌の濃度を高めることで発酵をより促進することができ、たとえばUASB法(上向流式スラッジブランケット法)の実施や、膜分離型発酵槽の使用などが可能である。
【0026】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、生ごみなどを破砕した破砕物と、し尿、浄化槽汚泥などとの混合物を二液凝集脱水工程に導いて、混合物中に含まれたリンを凝集させ、凝集リンを含んだ固形物と脱離液とに分離し、リン含有固形物を好気性条件下で発酵させるので、豊富に存在する有機物が多量の熱を発生しながら効率よく発酵することになり、肥効成分としての窒素およびリンを十分に含んだ良好なコンポストが得られるとともに、発酵環境を整えるために外部から供給する熱量も低減できる。また、リンが除去された脱離液を嫌気性条件下で発酵させるので、その消化汚泥から脱離する脱水濾液についてはリン除去操作は不要である。
【0027】
また、圧縮破砕機を使用するようにしたので、従来は破砕困難であった有機性廃棄物も微細に破砕して、効率よく発酵させることができ、有機成分を高率で回収できるとともに、魚の骨等の発酵不適物を自動的に同時に分別することができ、発酵不適物の酸発酵槽やメタン発酵槽への移送、槽内での蓄積を防止できることもあって、各槽の小型化も可能である。
【0028】
また、生物分解率の低い有機性廃棄物を二液凝集脱水工程の前段で可溶化処理し、液状化させるようにしたので、この液状化した有機性廃棄物を、二液凝集脱水工程を経て、嫌気性発酵工程とコンポスト化工程のいずれかで、効率よく発酵させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における有機性廃棄物の処理方法を説明するフローチャートである。
【図2】図1に示した有機性廃棄物の処理方法で使用される圧縮破砕機の概略構成を示した説明図である。
【図3】従来の有機性廃棄物の処理フローを示したフローチャートである。
【符号の説明】
5 余剰汚泥
6 液状化物
7 破砕物
9 混合物
10,11 凝集剤
12 固形物
13 脱離液
14 コンポスト
15 バイオガス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for treating organic waste in which a plurality of types of organic waste having different properties and concentrations are treated in the same treatment system, and useful substances are recovered.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, organic waste has been recycled. For example, JP-A-9-201699 describes properties such as human waste, septic tank sludge, sewage sludge, agricultural sludge, livestock manure, garbage, food waste, etc. In other words, a method is disclosed in which organic wastes having different concentrations are processed in the same system to recover useful materials and recycle them.
[0003]
This method is as shown in FIG. 3. Human waste, septic tank sludge, agricultural sludge, sewage sludge, and livestock manure are removed in the
[0004]
On the other hand, food waste and food waste are crushed in the crushing / sorting
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the
[0006]
Moreover, there is a problem that food waste and food waste that has been crushed and sorted contain a large amount of small anaerobic fermentation inadequate materials such as fish bones, which accumulate in the fermenter.
[0007]
The present invention solves the above problems, and can efficiently separate anaerobic fermentation inadequate materials such as phosphorus and fish bones. Organic waste that can effectively use separated phosphorus and increase the efficiency of processing can be achieved. The object is to provide a processing method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the organic waste processing method according to claim 1 of the present invention treats a plurality of types of organic waste having different properties and concentrations in the same processing system, and recovers useful substances. At this time, solid organic waste such as garbage is led to a crushing process and crushed, and the crushed material is mixed with sludge-like organic waste such as urine and septic tank sludge. Leading to a two-component coagulation dehydration process in which two types of coagulant are added, the phosphorus contained in the mixture is aggregated, separated into a solid substance containing aggregated phosphorus and a desorbed liquid, and separated phosphorus-containing solid Biomass such as methane generated by introducing the product into the composting process, fermenting it under aerobic conditions, collecting it as compost, introducing the effluent into the anaerobic fermentation process, fermenting it under anaerobic conditions To collect And it features.
[0009]
The organic waste processing method according to
[0010]
The method for treating organic waste according to
According to the configuration of claim 1 described above, the two-component coagulation dehydration is performed, so that the phosphorus in the mixture is surely transferred to the solid side, and this phosphorus-containing solid is fermented under aerobic conditions. The organic matter present in the fermented material efficiently fermented while generating a large amount of heat, and a good compost sufficiently containing nitrogen and phosphorus as fertilizing components can be obtained. Further, since the desorbed liquid from which phosphorus has been removed is fermented under anaerobic conditions, a phosphorus removing operation for the dehydrated filtrate desorbed from the generated digested sludge is unnecessary.
[0011]
According to the configuration of
[0012]
According to the configuration of
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Fig. 1 shows the flow of recovering useful materials by recycling organic waste such as human waste, septic tank sludge, sewage sludge, agricultural sludge, livestock manure, garbage, food waste, etc. in the same treatment system. Indicates.
[0014]
Sludge-like organic waste such as human waste, septic tank sludge, sewage sludge, agricultural sludge, livestock manure, etc. is led to the concentration step # 1, and depending on the nature, organic polymer flocculant 1 is added and solid-liquid separated. Concentrated
[0015]
The
The
[0016]
On the other hand, other organic wastes that contain unfit fermentation materials such as food waste, food waste, etc., or that contain inhomogeneous solids, are compressed and crushed in the crushing / sorting
[0017]
The crusher to be used is, for example, a compression crusher as shown in FIG. 2, and the crushing object introduced from the
[0018]
For this reason, organic waste such as garbage is discharged as
[0019]
Next, this
[0020]
At this time, it is essential that one
[0021]
The separated phosphorus-containing
[0022]
The separated
[0023]
The fermented
[0024]
In addition, the organic substance load supplied to the anaerobic
[0025]
In the anaerobic
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a mixture of crushed material obtained by crushing garbage and human waste, septic tank sludge, etc. is guided to a two-liquid coagulation dehydration step to aggregate phosphorus contained in the mixture, Separation into solids containing aggregated phosphorus and detachment liquid, and the phosphorus-containing solids are fermented under aerobic conditions, so abundant organic matter will be efficiently fermented while generating a large amount of heat. In addition to obtaining good compost that sufficiently contains nitrogen and phosphorus as fertilizing components, the amount of heat supplied from the outside for adjusting the fermentation environment can also be reduced. Further, since the desorbed liquid from which phosphorus has been removed is fermented under anaerobic conditions, the phosphorus removal operation is not necessary for the dehydrated filtrate desorbed from the digested sludge.
[0027]
In addition, since the compression crusher was used, organic waste, which was difficult to crush in the past, can be finely crushed and efficiently fermented, and organic components can be recovered at a high rate. Inferior fermentation materials such as bones can be automatically separated at the same time, and transfer of inappropriate fermentation materials to acid and methane fermentation tanks and accumulation in the tank can be prevented. Is possible.
[0028]
In addition, organic waste with a low biodegradation rate was solubilized and liquefied before the two-liquid coagulation dehydration process, so this liquefied organic waste was subjected to the two-liquid coagulation dehydration process. In either an anaerobic fermentation process or a composting process, the fermentation can be carried out efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for treating organic waste according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a compression crusher used in the organic waste processing method shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing a conventional organic waste processing flow.
[Explanation of symbols]
5
10,11 flocculant
12 Solid
13 Release liquid
14 Compost
15 Biogas
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