JPH11197636A

JPH11197636A - 有機性廃棄物の処理方法

Info

Publication number: JPH11197636A
Application number: JP10004346A
Authority: JP
Inventors: Taketoshi Madokoro; 威俊間處; Susumu Ueno; 将上野; Masashi Moro; 正史師; Yuji Soeda; 祐二添田; Tetsuya Yamamoto; 哲也山本
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 1999-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】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処理系で処理する有機性廃棄物の
処理方法において、嫌気性発酵を促進し、処理量を増大
させる。【解決手段】生ごみや食品廃棄物などは圧縮破砕機で
圧縮破砕して細粒子状有機性廃棄物９とした後に、し
尿、浄化槽汚泥などより分離した脱水汚泥７と混合して
嫌気性発酵させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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処理
系で処理して、有用物質を回収し、資源化する有機性廃
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、脱水工程＃３２に
おいて液状廃棄物３１とケーキ状廃棄物３２とに分離
し、液状廃棄物３１は、生物処理工程＃３３でＢＯＤ分
解並びに脱窒素し、固液分離工程＃３４で懸濁質を除去
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、上記したケーキ状廃棄物３２と混合
して、嫌気性発酵工程＃３７において嫌気性発酵させて
いる。そして、発生したメタンガス３３は発電工程＃３
８などで電気や熱の形態として使用に供し、消化汚泥３
４は脱水工程＃３９で脱水した後、コンポスト化工程＃
４０でコンポスト化して肥料としたり、あるいは固形燃
料、乾燥汚泥などとし、脱水濾液３５は生物処理工程＃
３３へ送って液状廃棄物３１とともに処理している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の方法では、嫌気性発酵工程＃７が律速工程とな
っており、処理量の増大が困難であるという問題があっ
た。

【０００６】本発明は上記問題を解決するもので、嫌気
性発酵を促進でき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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の有機性廃棄物の処理方法は、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、液状
の有機性廃棄物を生物処理する生物処理工程と固形分を
含んだ有機性廃棄物を嫌気性発酵させる嫌気性発酵工程
とを有した処理系で処理する有機性廃棄物の処理方法に
おいて、し尿、浄化槽汚泥、下水汚泥、農集汚泥、家畜
ふん尿などのスラリー状の有機性廃棄物は濃縮または脱
水により液状分を分離し、生ごみや食品廃棄物などの固
形分の多い有機性廃棄物は、微細な破砕排出孔を形成し
た圧縮破砕機で高圧にて細粒子状に圧縮破砕した後、混
合して嫌気性発酵工程に供給するようにしたものであ
る。

【０００８】また、スラリー状の有機性廃棄物は、嫌気
性発酵工程へ供給するに先立って、液状化、低分子量化
させる可溶化処理を行うようにしたものである。実施可
能な可溶化処理としては、たとえば高温処理、高温高圧
処理、アルカリ処理、オゾン処理などがある。

【０００９】上記した構成によれば、生ごみや食品廃棄
物などの有機性廃棄物は、圧縮破砕機で高圧にて圧縮破
砕されることで、細粒子化され、一部細胞膜が破壊され
る結果、生物分解性が非常に大きくなり、発酵効率が高
まる。また、スラリー状の有機性廃棄物と生ごみや食品
廃棄物などの有機性廃棄物とは、互いに異質な成分、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、ともに発酵し易くなり、このこ
とによっても、発酵効率が高まる。

【００１０】その際、従来は排除せざるをえなかった破
砕困難な有機性廃棄物も高圧下に細粒子化され、嫌気性
発酵工程に供給されるため、有機成分が高率で回収され
る。また、生ごみや食品廃棄物に随伴するプラスチック
類や、金属類、石・砂などの発酵不適物は破砕排出孔を
通過せず残留することで自動的に同時に分別され、分別
された発酵不適物は水分および有機性廃棄物の付着が少
ないため処分容易である。

【００１１】また、スラリー状の有機性廃棄物は、可溶
化処理によって液状化、低分子量化することで発酵し易
くなり、細粒子状有機性廃棄物の発酵をも促進するた
め、全体の発酵効率がさらに高まる。

【００１２】

【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。この実施形態における有機性廃
棄物の処理方法は、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
化するようにしており、液状の有機性廃棄物を生物処理
する生物処理工程と、固形分を含んだ有機性廃棄物を嫌
気性発酵させる嫌気性発酵工程とを有している。

【００１３】図１において、し尿、浄化槽汚泥、下水汚
泥、農集汚泥、家畜ふん尿など、間隙水含量が多いほぼ
均質な有機性廃棄物は、含まれるし渣の大きさに応じ
て、除渣工程＃１または除渣工程＃２においてスクリー
ン除渣する。

【００１４】除渣した有機性廃棄物１，２は、性状に応
じて高分子凝集剤や無機凝集剤などの凝集剤３を添加し
たうえで、脱水工程＃３において遠心脱水機、ベルトプ
レス型脱水機、フィルタープレス、回転円盤型脱水機等
の脱水機で脱水する。

【００１５】脱水機より排出された脱水濾液４は、生物
処理工程＃４に導入して微生物によりＢＯＤを分解し、
脱窒素するとともに、この工程において膜を用いて固液
分離し、懸濁質を含まない生物処理水５を得る。脱窒素
のためのＢＯＤ源が不足する時は、有機性廃棄物１，２
の一部を添加する。発生した余剰汚泥６は脱水工程＃３
へ返送する。

【００１６】生物処理水５は、高度処理工程＃５におい
て、活性炭処理、オゾン処理、紫外線処理、イオン交換
処理などの高度処理を行って、残存する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する。

【００１７】脱水機より排出された脱水汚泥７は、可溶
化工程＃６において約７０〜８０℃で３日間維持するこ
とにより、ほぼ液状の可溶化処理有機性廃棄物８とす
る。可溶化は、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によって行って
もよい。

【００１８】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、不均質であっ
たりする、その他の有機性廃棄物は、圧縮破砕工程＃７
において圧縮破砕する。

【００１９】圧縮破砕機はたとえば図２に示したような
ものであり、投入口１０１より投入されフィーダー１０
２によってチャンバー１０３の内部へ送り出された破砕
対象物を、油圧シリンダー１０４により瞬間的に負荷す
る２００〜２５０ｋｇ／ｃｍ ²の高圧にて圧縮し、メッ
シュ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１０５を通じて排出し、残留物は別途に残留物
排出口１０６より取り出すように構成されている。破砕
対象物の性状によっては、万遍なく圧力がかかるように
希釈水で調整される。

【００２０】このような圧縮破砕機で圧縮破砕する結
果、生ごみ、食品廃棄物などの有機性廃棄物は粒径１〜
２ｍｍ以下の細粒子状有機性廃棄物９として排出され、
プラスチック類などの発酵不適物は残留し、それにより
自動的に分別される。分別された発酵不適物１０は、除
渣工程＃１および除渣工程＃２で分別されたし渣１１，
１２と一緒に焼却処分あるいは固形燃料化（ＲＤＦ化）
するが、通常は含水率１０〜２０％となっており、有機
性廃棄物の付着量も非常に少ないため搬出等の操作が容
易である。

【００２１】排出された細粒子状有機性廃棄物９は上記
した可溶化処理有機性廃棄物８と混合槽において混合
し、生物処理水５や後述する脱水濾液１３でＴＳ（全蒸
発残留物）濃度１０〜１５％に調整したうえで、嫌気性
発酵工程＃８に導入して嫌気性発酵させる。

【００２２】このときには、細粒子状有機性廃棄物９が
高圧下に圧縮破砕されることで細粒子化され、細胞膜が
一部破壊されているために、生物分解性が非常に大きく
なっており、また可溶化処理有機性廃棄物８が液状化、
低分子量化されているために発酵し易くなっており、ま
た細粒子状有機性廃棄物９と可溶化処理有機性廃棄物８
とが有する互いに異質の成分、たとえば微量元素（Ｆ
ｅ，Ｎｉ，Ｃｏ等）が混合されることによる効果もあっ
て、従来より短い日数で効率よく発酵する。また、従来
は破砕困難であったために排除されていた有機性廃棄物
や、発酵不適物１０に付着して排除されていた有機性廃
棄物も細粒子状有機性廃棄物９の中に含まれているため
に、有機成分の回収率は９５％以上にもなる。

【００２３】発酵により発生したメタンガス１４は硫化
水素、水分等を除去し、発電工程＃９で電気の形態に変
えるなどして、電気や熱として使用する。また発酵汚泥
１５は、性状に応じて高分子凝集剤や無機凝集剤などの
凝集剤１６を添加したうえで、脱水工程＃１０で上述し
たのと同様の脱水機により脱水し、脱水ケーキ１７はコ
ンポスト化工程＃１１においてコンポスト化して肥料と
したり、あるいは固形燃料、乾燥汚泥（ペレットを含
む）などとする。脱水工程＃１０で排出された脱水濾液
１８の一部は上述した脱水濾液１３として濃度調整に使
用し、残りの脱水濾液１８は生物処理工程＃１２へ返送
する。

【００２４】なお、嫌気性発酵工程＃８における有機性
廃棄物は、発酵槽内で流動性を保つことができればよ
く、したがって、脱水汚泥７を可溶化処理することなく
細粒子状有機性廃棄物９と混合し、嫌気性発酵工程＃８
に導入することも可能である。発酵槽内の加温（保温）
のためのエネルギー消費量を考慮すると、上述したよう
にＴＳ濃度１０〜１５％で投入するのが望ましい。

【００２５】また、除渣した有機性廃棄物１，２を濃縮
スクリーンや重力濃縮槽などで濃縮して、分離水を生物
処理工程＃４へ導入し、濃縮汚泥を可溶化工程＃６ある
いは嫌気性発酵工程＃８へ導入するようにしてもよい。
この場合、細粒子状有機性廃棄物９と混合する前なの
で、ＴＳ濃度３〜７％まで濃縮すればよく、上述したよ
うに有機性廃棄物１，２を脱水して再度希釈するよりも
効率的な場合もある。

【００２６】下水汚泥、農集汚泥は脱水ケーキとして搬
入されることが多いので、そのような場合には当然なが
ら、脱水、濃縮工程とも不要であり、可溶化工程＃６あ
るいは嫌気性発酵工程＃８へ直接導入すればよい。

【００２７】さらに、嫌気性発酵工程＃８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でき
るので、たとえば、発酵汚泥１５の一部を脱水機や槽内
外に配置した濾過膜などによって濃縮し、発酵槽内へ返
送（残留）することによって、従来はＨＲＴ１５日以上
として設計していた発酵槽をＨＲＴ７日以下の小さなも
のにすることも可能である。

【００２８】生ごみ、食品廃棄物などの有機性廃棄物を
圧縮破砕機に投入する前に粗破砕しておけば、圧縮破砕
機における処理量を増大できる。生物処理工程＃４のた
めの装置としては、活性汚泥槽の内部に膜分離装置を浸
漬設置したタイプのものが、微生物を高濃度に維持で
き、清澄な生物処理水が得られるので好都合であるが、
活性汚泥槽の後段に膜分離装置や沈殿池を配置してもよ
く、上向流嫌気性汚泥ブランケット法（ＵＡＳＢ）を行
う装置をさらに組み合わせるなど、種々変更可能であ
る。生物処理工程において、リン除去のための無機凝集
剤を添加してもよく、あるいは脱水濾液１８を晶析法な
どによって脱リンし、リン成分をリン酸アンモニウムマ
グネシウムとして回収するようにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、し尿や
浄化槽汚泥などのスラリー状の有機性廃棄物と混合して
発酵させる前に、生ごみや食品廃棄物などの有機性廃棄
物を圧縮破砕機で高圧にて細粒子化するようにしたこと
により、発酵効率および有機成分の回収率を高めること
ができ、処理量の増大や発酵槽のコンパクト化を図れる
とともに、随伴するプラスチック類、金属類、石・砂な
どの発酵不適物を自動的に同時に分別することができ、
分別された発酵不適物も有機性廃棄物および水分の付着
が少ないため容易に処分できる。

【００３０】また、し尿や浄化槽汚泥などのスラリー状
の有機性廃棄物を可溶化処理することによりその発酵を
促進することができ、細粒子化した有機性廃棄物の発酵
をも促進できるため、発酵効率をさらに高めることがで
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
理フローを示した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】

４脱水濾液７脱水汚泥８可溶化処理有機性廃棄物９細粒子状有機性廃棄物 14 メタンガス 15 発酵汚泥

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者添田祐二大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号株式会社クボタ内 (72)発明者山本哲也大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号株式会社クボタ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、液状の有機性廃棄物を生物処
理する生物処理工程と固形分を含んだ有機性廃棄物を嫌
気性発酵させる嫌気性発酵工程とを有した処理系で処理
する有機性廃棄物の処理方法において、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リー状
の有機性廃棄物は濃縮または脱水により液状分を分離
し、生ごみや食品廃棄物などの固形分の多い有機性廃棄
物は、微細な破砕排出孔を形成した圧縮破砕機で高圧に
て細粒子状に圧縮破砕した後、混合して嫌気性発酵工程
に供給することを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。
【請求項２】スラリー状の有機性廃棄物は、嫌気性発
酵工程へ供給するに先立って、液状化、低分子量化させ
る可溶化処理を行うことを特徴とする請求項１記載の有
機性廃棄物の処理方法。