JPH03503257A - 嫌気性発酵による都市固形排棄物の分解又はリサイクル方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 嫌気性発酵による都市固形排棄物の分解又はリサイクル方法及び装置 本発明は、嫌気性発酵の手段による都市固形排棄物の分解及びリサイクル方法に 関する。

都市固形排棄物の分解用の常套技術により、残留物が自然に又は適当な培養菌付 与後に発酵に付される前に分類され、再使用可能原料、例えば鉄、紙及び／又は プラスチックスが排棄物から回収される。

この例では、回収される材料は、腐敗しやすい打機物質で汚染されているので、 再処理プラントでのそれらの運搬や操作は、再処理を実施している職員に悪臭放 出、大気汚染及び皮膚病の危険をもたらす。

これらの問題を避けるために、本発明は、ａ）都市固形排棄物をそのまま、流動 床上で運搬するのに適した寸法に押しつぶすこと、 ｂ）押しつふした都市固形排棄物を、嫌気性分解を効果的に行なうことができる 細菌株を接種した、好気性浄水場からの生物学的ステップの水性懸濁液と混合す ること、 Ｃ）　こうして得た懸濁液を流動床嫌気性発酵槽に供給すること、及び ｄ）懸濁液を槽中で、バイオガス（ｂｉｏｇａｓ）の発生が事実上停止するまで 発酵条件下に維持すること、 のステップを含むことを特徴とする方法を提供する。

発酵の結果として、その方法によって、槽から取り去ることができ、そして土壌 改良用充填材料（ｉｎｆｉｌｌ　ｍａｔｅｒｉａｌ）として用いることができる 又はリサイクルあるいはそれらのガス化手段による電気エネルギー製造用エネル ギー源として使用できる原料の回収を可能にするために分類しうる、不活性材料 が得られる。

本発明のさらにその上の目的は、流動床中、都市固形の懸濁液と生物学的ステッ プの嫌気性発酵用槽により構成され、発酵生成物の排出用開口手段 槽に水性懸濁液を供給するための手段 発酵の間、生成するバイオガスを集めるための手段容器の壁と底をカバーする不 織織物により構成され、且つ懸濁液中の溶液が容器の壁に沿って浸透するように 備えられた濾過手段、及び 濾過手段を経て浸透した溶液を槽にリサイクルするためのポンプ及び供給手段 を備えた密閉収容構造を含むことを特徴とする。

本発明のさらにその上の目的は、その方法を実施するための全体の設備である。

本発明のさらにその上の特徴及び利点は、限定するものでない実施例とｊ−で提 供した添付図面を参照して詳細な記載から明らかとなる。記載において、 第１図は、本発明の方法を示す方式構成図であり、そして第２図は、方法を実施 するための発酵槽の概略図である。

図面を参照して、都市固形排棄物１は、そのまま、予め分類することなく、円筒 粉砕機２に供給され、そこで一般に１と５ｃｘの間の寸法に砕かれる。

粉砕機２から、砕かれた固形排棄物は、例えば水性流出液の好気的浄水により生 成した生物学的スラッジ３の水性懸濁液の流れ４と混合４″るスクリューによっ て構成されるミキサー５に供給される。

典型的に用いられる生物学的スラッジは、３と３０重量％の間の乾燥含量を有す る。

さらに革新的見地に従って、都市固形排棄物と混合する前に、生物学的スラッジ をオートクレーブ中、４０と１００℃の間の温度で１０から１８０分の期間、加 熱調節処理に付し、そして都市固形排棄物と生物学的スラッジの混合物中に含ま れる腐敗しやすい材料の嫌気性分解を行なうのに十分な量の選択された細菌株を 接種する。

都市固形排棄物と生物学的スラッジは、典型的にはＩＯｌから１０：Ｉ　Ｏの割 合で混合され、そして混合工程は、２０および８０°Ｃの間の温度で、１および ３０分の間の期間にわたって実施される。

ミキサーの出口で、流れ８は、好ましくは１５と３０重量％の間の乾燥含量を有 する懸濁液の流れが得られるような割合で、混合物に加えられる。懸濁液９は次 いで後進ロータ（ｂａｃｋｗａｒｄ　ｒｏｔｏｒ）を備えた渦巻きポンプｌＯに より槽１１に供給され、そこで嫌気性発酵を経る。

第２図でより大きく詳しく示されている槽１１は、シールすることができ、且つ 発酵工程の終了時に槽から不活性物質を出すようにする運搬手段（ｖｅｈｉｃｌ ｅ）として適当であるドア１２を備えた、強化コンクリート容器より構成される 。懸濁液９は、槽の下部に伸びている管１３により槽に供給される。

槽ＩＩの底及び側壁の内側表面は、濾過及び排水機能、例えば槽中に懸濁液の固 形フラクションを保有し、液相を槽の側壁及び底に沿って浸透する、を佇する合 成の不織織物により構成される濾過材料１４の層で覆われている。

濾過層は、好ましくはニードリングにより機械的に強化された１００％の合成繊 維よりなり、繊維は、槽目体中の固形の粒径に従ってＯｌと０．３の間のデニー ル比の異なる番手（ｃｏｕｎｔｒ＋）を有する。

限定しない実施例により、本発明による槽中に用いられる好ましい繊維材料の特 性を以下の表に示す。

パラメーター　　　　測定の単位　　　　　　　数値かさ表面密度　　　　　　 ’ｉ／ｘ”　　　　　　　１０００／１６００呼び厚さ　　　　　　　　　　　 　　　　　　　０．７〜１．５ＩＩ 濾過口径　　　　　　　　ミクロン　　　　　　６５〜１３０空間率　　　　　 　　　　　％　　　　　　　　８５最小誘電率　　　　　　　　　５ｅｅ−’　 　　　　　　１．５〜３．０透過率　　　　　　　　　Ｒ″／ｓｅｃ　　　　　 　　５．１０−’引張り強さ　　　　　　　ＫＮ／ｍ　　　　　　　Ｌ　　　２ ０ｍ１ｎＴ　　２０ｍ１ｎ 引張り下の伸長力　　　　　　％　　　　　　　Ｌ＋００ｍａｘＴ　ｌｏＯｍａ ｘ 引裂力　　　　　　　　　ＫＮ／ｍ　　　　　　　Ｌ　　　　２ｍ１ｎＴ１．５ ｍ１ｎ １、＝縦　　　　　　ｍ１ｎ−最大値 Ｔ−横　　　　　　ｍａｘ−最小値 槽は又、底に濾過カバー１４を経て浸透した水性溶液が集まる、底にある集水孔 １５と、集水孔Ｉ５から浸透溶液を取り、それを天井に隣接する槽内部に設置さ れたノズル１７を通って槽中に送る渦巻きポンプ１６を含むリサイクル導管とを 有する。リサイクル導管は又、浸透液を発酵温度に調整する熱交換器１８を含む 。

槽は又、発生し、そして回収し又はバーナー２０中で燃焼すべく意図されたバイ オガスを収集するためのマニホールド（標示せず）を有する。

槽内部では、炭素、水素及び酸素を含んだ腐敗しやすい有機物質がメタン、二酸 化炭素及び水に嫌気的に変化するための、微生物学的メカニズムが確立している 。

工程は、流動床条件下、目的用に選択された細菌株の代謝用至適発酵温度並びに 湿度条件を維持するように、工程により発生する少量の熱を考慮して、連続的に リサイクルされ、水−水熱交換器１８中静止条件下に収集される浸透水と共に実 施される。発酵温度は、典型的には３０から４０°Ｃの間である。

二−ドルド不織織物の透過性により、濾過水は槽の壁と底に沿って流れ、集水孔 １５に集められ、そして、流動床にリサイクルされる前に予め選択された温度に 熱平衡的に設定される。

房状の布の透過率のおかげで、槽のトップで集めらけたバイオガスは、マニホー ルドにより取り入れられて、回収され又は破壊のためにバーナーに送られる。

生物学的変化の速度は、２０と６０日の間の変換時間を達成するように微生物を 計量することにより調節できる。

好ましい態様により、工程を実施するための装置は、方法が偽似連続的に実施さ れうるように三つの槽１１ｊ　２及び１３を含む。

平衡稼動条件下に、第二の槽が充填されており、そして第三の槽が空にされてい る間に少なくとも一つの槽を生物学的変換相中で稼動させる。

一つの槽内での生物学的交換相の終了近くに、浸透水は徐々に冷却され、ミキサ ー５により生成される懸濁液の水含量を調節するための流れ８として、充填相に ある槽に供給するのに必要なものとして用いられる。

同時に、第三槽は空にされている。発酵反応の終了は、ガス放出の停止により特 徴づけられる。この時点て、槽に残っている不活性材料は水で洗浄される。水性 洗浄溶液を浸透水の流れに加え、その後、槽を空にする。

腐敗しやすい有機物質か除かれた、湿った不活性材料は、機械的手段により取り 出され、次いで大気中で乾燥するために放置される。

本材料は、特に土地改善用充填材料として用いることができ、又、電気エネルギ ーを生成するのに用いることができる燃えやすいフラクションの回収を可能にす るために分類されうるかも知れない。

本発明による方法は、従って、都市固形排棄物の排棄に関連した問題及び家庭な らびに多分産業の下水の生物学的処理により生ずる過剰のスラッジにより起こる 問題をも、適度の、操作ならびに装置費用で解決できるようにする。装置は、内 在する地下の水生成層への危険がなく、限られた土地に設置することができる産 業装置と類似しているので、土地への影響がない。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の７第１項） 平成２年９月６日

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．ａ）都市固形排棄物をそのまま、流動床上で運搬に適した寸法に押しつぶす こと。 ｂ）押しつぶした都市固形排棄物を、嫌気性分解を効果的に行なうことができる 細菌株を接種した、好気性浄水場からの生物学的スラッジの水性態濁液と混合す ること。 ｃ）こうして得られた懸濁液を流動床嫌気性発酸槽に供給すること、及び ｄ）懸濁液を、バイオガスの発生が事実上停止するまで発酵条件下に維持するこ と、 のステップよりなることを特徴とする、嫌気性発酵の手段による都市固形排棄物 の分解及びリサイクル方法。
2. ２．生物学的スラッジを、細菌株の接種前、４０から１００℃の温度で１０から １８０分の間、調整する、請求項１の方法。
3. ３．生物学的スラッジが、３から３０％の乾燥含量を有し、都市固形排棄物と１ ０：１から１０：１０の割合で混合される、請求項１又は２の方法。
4. ４．都市固形排棄物と生物学的スラッジの混合を２０と８０℃の間の温度で、１ から３０分の間にわたって実施する、請求項１から３のいずれか１項の方法。
5. ５．水性溶液の流れを、混合段階により流出される都市固形排棄物と生物学的ス ラッジの流れに、水性懸濁液が１５から３０重量％の乾燥含量を有するような割 合で添加する、請求項１から４のいずれか１項の方法。
6. ６．嫌気性発酵ステップｄ）を、発酵槽への、発酵槽の壁及び底に設けられた濾 過カバーを経て濾過した懸濁液の水性相のリサイクルと共に実施する、請求項１ から５のいずれか１項の方法。
7. ７．濾過カバーが不織織物よりなる、請求項６の方法。
8. ８．ガスもれのない開口手段（１２）を備えた密閉収容構造（１１）、水性懸濁 液（１３）を供給するための手段、発酵の間、生成する放出バイオガスを集める ための手段、 容器の壁及び底に設けられ、懸濁液の溶液相の浸透及び収集を行なうのに適合し た不織織物より構成される濾過手段（１４）及び濾過手段を経て浸透した溶液相 を槽にリサイクルするためのポンプ及び供給手段（１６，１７） よりなることを特徴とする、流動床中、都市固形排棄物と生物学的スラッジの水 性懸濁液の嫌気性発酵槽。
9. ９．濾過手段が、１．５から３ｓｅｃ−１の透過性及び６５と１３０ミクロンの 間の濾過細孔を有する不織織物より構成される、請求項８の構。
10. １０．請求項８及び９の一つの、少なくとも一つの槽を含む、都市固形排棄物の 分解及びリサイクル装置。