JP4968696B2

JP4968696B2 - 有機性廃棄物の資源化方法

Info

Publication number: JP4968696B2
Application number: JP2008281193A
Authority: JP
Inventors: 勝利渋谷; 健次野崎; 博一村田; 実川島
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: JP2010104943A

Description

本発明は、有機性廃棄物をガス化してバイオガスを生成する有機性廃棄物の資源化方法に関する。

例えば建物、再開発街区等では、新聞、ダンボール、ＯＡ用紙などの紙類ごみと、生ごみが主要ごみとして排出される。このうち、紙類ごみは、リサイクル化が進められており、リサイクル以外の資源化の割合が非常に少なくなっている。

また、生ごみにおいては、メタン発酵技術を適用して発電、冷暖房等に利用可能なバイオガスを生成し、資源化することが提案、実用化されている（例えば、特許文献１参照）。そして、メタン発酵技術を適用して生ごみを資源化する際には、移送、撹拌等の操作を容易にするために生ごみを水等で希釈し、液状の生ごみ（原料）に種汚泥を加えて発酵させる湿式メタン発酵が多用されている。
特開２００７−３２５５６４号公報

しかしながら、紙類ごみをリサイクルする際には、静岡県、愛媛県などの製紙工場に運搬して再利用することが多く、製紙工場から離れた都市部などの紙類ごみを製紙工場に運搬することで二酸化炭素の排出量が多くなるという問題があった。また、近年、中国への古紙の輸出量が増大しているが、やはり運搬時に多くの二酸化炭素が排出される。

一方、生ごみを湿式メタン発酵で発酵させてバイオガスを生成する場合には、バイオガスを生成した後の発酵液（発酵残渣）を処理することが必要になり、この発酵液の処理が著しく経済性を悪化させるという問題があった。このため、生ごみからバイオガスを生成する生ごみの資源化は、一般に広く普及するに至っていない。

本発明は、上記事情に鑑み、紙類ごみ、生ごみの有機性廃棄物を効率的且つ経済的に資源化することが可能な有機性廃棄物の資源化方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の有機性廃棄物の資源化方法は、建物あるいは街区である特定領域内で発生した有機性廃棄物を前記特定領域内で資源化し、前記有機性廃棄物を資源化して得た有用物を前記特定領域内で利用する地産地消システムのための有機性廃棄物の資源化方法であって、前記有機性廃棄物の紙類ごみを還元性雰囲気で加熱してガス化するバイオマスガス化装置と、前記有機性廃棄物の生ごみを乾式メタン発酵によってガス化する乾式メタン発酵装置とを用い、前記バイオマスガス化装置と前記乾式メタン発酵装置によってそれぞれ前記有機性廃棄物をガス化して前記有用物であるバイオガスを生成するとともに、前記乾式メタン発酵装置でバイオガスを生成した後の発酵残渣を乾燥して前記バイオマスガス化装置に投入し、該バイオマスガス化装置で前記発酵残渣をガス化して前記有用物であるバイオガスを生成し、且つ、前記有機性廃棄物と前記発酵残渣をガス化する前記バイオマスガス化装置の排熱及び／又は前記バイオガスを利用して生じた排熱を用いて、前記発酵残渣を乾燥するようにしたことを特徴とする。

この発明においては、建物や再開発街区等の特定領域内で主要ごみとして排出される紙類ごみ（有機性廃棄物）をバイオマスガス化装置でガス化し、同じく主要ごみとして排出される生ごみ（有機性廃棄物）を乾式メタン発酵装置でガス化することにより、建物や再開発街区等の特定領域内で排出される主要ごみの紙類ごみと生ごみからバイオガス（有用物）を生成することが可能になる。また、生成したバイオガスを建物や再開発街区等の特定領域内での発電や冷暖房等に利用することが可能になる。

そして、このとき、乾式メタン発酵装置を用いることで水分含有量の少ない発酵残渣が発生することになり、少ないエネルギー投入量で発酵残渣を乾燥させることが可能になる。このため、発酵残渣をバイオマスガス化装置に投入してバイオガスを生成することが可能になり、発酵残渣をバイオマスガス化装置で再資源化することが可能になる。また、このように発酵残渣を再資源化することで、建物や再開発街区等から最終的に排出される廃棄物を大幅に減容化することが可能になる。

さらに、バイオマスガス化装置の排熱や、生成したバイオガスを発電、冷暖房などに利用して発生した排熱を用いて発酵残渣を乾燥させることにより、発酵残渣の乾燥処理を効率的且つ経済的に行うことが可能になる。

本発明の有機性廃棄物の資源化方法においては、建物や再開発街区等の特定領域内で主要ごみとして排出される紙類ごみと生ごみ（有機性廃棄物）をバイオマスガス化装置と乾式メタン発酵装置でそれぞれガス化してバイオガス（有用物）を生成することが可能になるとともに、生成したバイオガスを建物や再開発街区等の特定領域内での発電や冷暖房等に利用することが可能になる。

また、乾式メタン発酵装置を用いることで発酵残渣をバイオマスガス化装置に投入してバイオガスを生成することが可能になり、発酵残渣をバイオマスガス化装置で再資源化することが可能になるとともに、建物や再開発街区等から最終的に排出される廃棄物を大幅に減容化することが可能になる。

よって、本発明の有機性廃棄物の資源化方法によれば、建物や再開発街区等の特定領域内の主要ごみである紙類ごみや生ごみを原位置（特定領域）で資源化し、従来のように紙類ごみを遠方の製紙工場に運搬する必要がなく、二酸化炭素の排出量を減らすことができ、さらに、生成したバイオガスを原位置で利用する効率的且つ経済的で合理的な地産地消システムを構築することが可能になる。

以下、図１を参照し、本発明の一実施形態に係る有機性廃棄物の資源化方法について説明する。本実施形態は、建物や再開発街区等（建物あるいは街区である特定領域）から排出される主要ごみの紙類ごみや生ごみ（有機性廃棄物）を効率的且つ経済的に資源化する方法に関するものである。

本実施形態の有機性廃棄物の資源化方法においては、図１に示すように、紙類ごみを水蒸気を供給して還元性雰囲気で加熱することによってガス化するバイオマスガス化装置と、生ごみを乾式メタン発酵によってガス化する乾式メタン発酵装置と、乾式メタン発酵装置でバイオガスを生成した後の発酵残渣を乾燥させるための乾燥装置を用いる。

そして、本実施形態の有機性廃棄物の資源化方法では、建物や再開発街区等から従来のごみ収集システムで収集した主要ごみの紙類ごみや生ごみを、紙類ごみは裁断等によって、生ごみは分別破砕等によってそれぞれ必要に応じて前処理する。

ついで、前処理した紙類ごみは、バイオマスガス化装置（ガス化装置）の原料としてこのバイオマスガス化装置のガス化反応炉に投入し、水蒸気を供給して例えば８００℃〜１０００℃の高温で且つ還元性雰囲気（酸素不足雰囲気）で加熱して順次ガス化する。これにより、紙類ごみを資源化してバイオガス（有用物）が生成され、生成したバイオガスが建物や再開発街区等の発電、冷暖房等に利用される。

一方、前処理した生ごみは、乾式メタン発酵装置の原料とされ、この乾式メタン発酵装置の発酵槽に種汚泥とともに投入されて、乾式メタン発酵によって順次ガス化される。これにより、生ごみからバイオガス（有用物）が生成され、生成したバイオガスが都市部や再開発街区等の発電、冷暖房などに利用される。ここで、本実施形態の有機性廃棄物の資源化方法では、乾式メタン発酵によって生ごみをガス化するため、湿式メタン発酵のように水等を添加する必要がなく（あるいは水等の添加量が少なく）、水分含有量が少ない状態で発酵が進み、バイオガスが生成される。また、生ごみとともに紙類ごみを混合した原料を投入し、乾式メタン発酵装置でガス化してもよく、この場合には、より多くのバイオガスを生成することが可能であるとともに、水分含有量をさらに低減する（固形分濃度を高める）ことが可能になる。

このように乾式メタン発酵装置によって生ごみを発酵させることにより、バイオガスを生成した後に、水分含有量の少ない発酵残渣が発生することになる。そして、本実施形態では、この発酵残渣を乾燥装置で乾燥させる。このとき、バイオマスガス化装置でガス化することが可能な所定の水分含有量以下となるように発酵残渣を乾燥させ、乾燥処理した発酵残渣をバイオマスガス化装置に投入してガス化する。これにより、乾式メタン発酵装置に残った発酵残渣からバイオガス（有用物）が生成され、この発酵残渣がバイオマスガス化装置で再資源化される。また、このように発酵残渣を再資源化することで、建物や再開発街区等から最終的に排出される廃棄物は、バイオマスガス化装置で発生する燃焼殻だけとなり、大幅に減容化される。

一方、本実施形態においては、乾式メタン発酵装置でバイオガスを生成した後の発酵残渣を乾燥装置で乾燥させる際に、バイオマスガス化装置の排熱を利用して発酵残渣を乾燥させる。また、バイオマスガス化装置の排熱だけでは熱量が不足する場合には、生成したバイオガスを発電、冷暖房等に利用することで発生する排熱を利用して発酵残渣を乾燥させる。これにより、発酵残渣の乾燥処理が効率的且つ経済的に行える。

そして、従来の湿式メタン発酵で生ごみを資源化する場合には、発酵残渣（発酵液）の処理が著しく経済性を悪化させるのに対し、本実施形態のように乾式メタン発酵で生ごみからバイオガスを生成し、発酵残渣を再資源化し、さらに排熱を利用して発酵残渣の乾燥処理を行うことで、効率的且つ経済的に生ごみの資源化が図られる。

したがって、本実施形態の有機性廃棄物の資源化方法においては、建物や再開発街区等（建物あるいは街区の特定領域内）で主要ごみとして排出される紙類ごみをバイオマスガス化装置でガス化し、同じく主要ごみとして排出される生ごみを乾式メタン発酵装置でガス化することにより、建物や再開発街区等で排出される主要ごみの紙類ごみと生ごみからバイオガス（有用物）を生成することが可能になる。また、生成したバイオガスを建物や再開発街区等の特定領域内での発電や冷暖房等に利用することが可能になる。

また、バイオマスガス化装置の排熱や、生成したバイオガスを発電、冷暖房などに利用して発生した排熱を用いて発酵残渣を乾燥させることにより、発酵残渣の乾燥処理を効率的且つ経済的に行うことが可能になる。

よって、本実施形態の有機性廃棄物の資源化方法によれば、建物や再開発街区等の主要ごみである紙類ごみや生ごみを原位置（特定領域内）で資源化し、従来のように紙類ごみを遠方の製紙工場に運搬する必要がなく、二酸化炭素の排出量を減らすことができ、さらに、生成したバイオガスを原位置で利用する効率的且つ経済的で合理的な地産地消システムを構築することが可能になる。

以上、本発明に係る有機性廃棄物の資源化方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の一実施形態に係る有機性廃棄物の資源化方法を示すフロー図である。

Claims

建物あるいは街区である特定領域内で発生した有機性廃棄物を前記特定領域内で資源化し、前記有機性廃棄物を資源化して得た有用物を前記特定領域内で利用する地産地消システムのための有機性廃棄物の資源化方法であって、
前記有機性廃棄物の紙類ごみを還元性雰囲気で加熱してガス化するバイオマスガス化装置と、前記有機性廃棄物の生ごみを乾式メタン発酵によってガス化する乾式メタン発酵装置とを用い、前記バイオマスガス化装置と前記乾式メタン発酵装置によってそれぞれ前記有機性廃棄物をガス化して前記有用物であるバイオガスを生成するとともに、
前記乾式メタン発酵装置でバイオガスを生成した後の発酵残渣を乾燥して前記バイオマスガス化装置に投入し、該バイオマスガス化装置で前記発酵残渣をガス化して前記有用物であるバイオガスを生成し、
且つ、前記有機性廃棄物と前記発酵残渣をガス化する前記バイオマスガス化装置の排熱及び／又は前記バイオガスを利用して生じた排熱を用いて、前記発酵残渣を乾燥するようにしたことを特徴とする有機性廃棄物の資源化方法。