JPH1128445A

JPH1128445A - 廃棄物処理方法

Info

Publication number: JPH1128445A
Application number: JP18870997A
Authority: JP
Inventors: Giyokuyuu Ri; 玉友李; Hiroji Seki; 廣二関; Hiroshi Sasaki; 宏佐々木; Yoshio Okuno; 芳男奥野
Original assignee: Ataka Kogyo KK; Ataka Construction and Engineering Co Ltd
Current assignee: Ataka Kogyo KK; Ataka Construction and Engineering Co Ltd
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 1999-02-02
Anticipated expiration: 2017-07-14
Also published as: JP3145957B2

Abstract

(57)【要約】【課題】固形状の有機性廃棄物を含有する廃棄物を効
率よく簡単に処理でき、生成するメタンガスの有効利用
が図れる廃棄物処理方法を提供する。【解決手段】有機性廃棄物を前処理手段１の解破砕装
置に投入し、破袋および破砕して夾雑物を除去後、前処
理手段１の金属除去装置にて夾雑物の金属を除去する。
夾雑物の除去後に調整手段２にて、スチームを用いて約
５５℃に加温しつつ攪拌混合し、ＴＳ濃度が２０％以下
となるスラリ状の調質物を調製する。ＴＳ濃度が５％以
上の場合、栄養塩類添加手段３にて、栄養塩類である鉄
化合物、ニッケル化合物およびコバルト化合物の少なく
ともいずれか一方を適宜添加する。調質物をメタン発酵
消化槽４にてメタンガスを回収しつつメタン発酵処理
後、固液分離手段６にて固液分離し、分離液を返送し固
形分をコンポスト化する。嫌気微生物の活性に必要な栄
養塩類のバランスを確保でき、効率よく処理できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生物分解可能な固
形状の有機性廃棄物をメタン発酵処理する廃棄物処理方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば有機性汚水をメタン生成菌
にてメタン発酵処理し、得られるメタンガスを利用して
効率よく処理する廃棄物処理方法として、特開平３−１
５４６９２号公報および特開平３−１６５８９５号公報
に記載の汚水処理方法が知られている。

【０００３】そして、特開平３−１５４６９２号公報に
記載の汚水処理方法では、上述したメタン生成菌にて有
機性汚水をメタン発酵処理する場合、ＴＯＣ（Total Or
ganic Carbon：全有機性炭素）負荷が４kg／ｍ³・日か
ら５kg／ｍ³・日に上げることにより、過負荷となって
ＴＯＣ除去率が急激に低下するため、過負荷となって処
理効率が低下した際に、メタン生成菌の代謝に必要なニ
ッケル、コバルト、窒素、リンを適宜添加して処理効率
の回復を図っている。

【０００４】また、特開平３−１６５８９５号公報に記
載の汚水処理方法では、メタン生成菌にて有機性廃棄物
をメタン発酵処理する際に、ＢＯＤ（Biochemical Oxyg
en Demand ：生物化学的酸素要求量）負荷が３kg／ｍ³
・日より高くなるとＢＯＤ除去率が低下するため、メタ
ン生成菌の栄養素となるニッケル、鉄、コバルトを有機
性廃棄物のＢＯＤ濃度に対して所定量以上となるように
適宜添加して、メタン生成菌の増殖活性を向上させて、
ＢＯＤ負荷が高くなってもＢＯＤ除去率の低下を防止し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平３−１５４６９２号公報および特開平３−１６５８
９５号公報に記載の汚水処理方法では、処理効率を向上
させるためにＴＯＣ負荷やＢＯＤ負荷を増大させて処理
しているが、メタン生成菌にてメタン発酵処理する際に
生じるメタンガスの生成量は多くない。そして、ＴＯＣ
負荷やＢＯＤ負荷をさらに増大させてメタンガスの生成
量を増大させると、メタン発酵処理するメタン発酵消化
槽を加温する熱エネルギも比例して増大することとな
る。このため、ＴＯＣ負荷やＢＯＤ負荷を増大させて
も、得られるメタンガスを他のエネルギ源として有効利
用するエネルギ回収ができない。

【０００６】そこで、メタンガスの生成量を増大させる
方法として、例えば早急な処理対策が望まれている各家
庭や事業所から収集される生ゴミや厨芥などの嫌気性微
生物にて分解処理可能な固形状の有機性廃棄物を含有す
る廃棄物を、生物分解性を向上すべく破砕して水を混合
したり有機性汚水を混合して破砕物を調製し、この破砕
物をメタン発酵処理することが考えられる。また、この
固形状の有機性廃棄物を含有する廃棄物中には、メタン
生成菌の栄養素となるニッケル、鉄、コバルトが含まれ
ていることが知られている。

【０００７】しかしながら、メタンガスの生成量を増大
させてエネルギ回収を図るべく、破砕物の濃度を高くす
ると、ＴＯＣ負荷やＣＯＤ負荷、ＢＯＤ負荷が同等また
は低くなるメタン生成菌の活性を低下させない処理負荷
の条件でも、有機酸の蓄積が生じてメタン発酵処理が低
下もしくは停止する場合がある。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みて、固形状の
有機性廃棄物を含有する廃棄物を効率よく簡単に処理で
き、生成するメタンガスの有効利用が図れる廃棄物処理
方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の廃棄物処
理方法は、嫌気性生物にて分解可能な固形状の有機性廃
棄物を含有する廃棄物を破砕した破砕物をメタン発酵処
理する廃棄物処理方法において、メタン発酵処理時の前
記破砕物中の全蒸発残留物が５％以上となる場合、鉄化
合物、コバルト化合物およびニッケル化合物の少なくと
もいずれか一方を添加するものである。

【００１０】そして、固形状の有機性廃棄物を含有する
廃棄物を破砕して得られた破砕物を嫌気性生物にてメタ
ン発酵処理する際に、破砕物中の全蒸発残留物が５％以
上となる場合に、鉄化合物、コバルト化合物およびニッ
ケル化合物の少なくともいずれか一方を添加することに
より、メタンガスの生成量を増大するために全蒸発残留
物の濃度を高い条件で処理することによる破砕物中に含
有される嫌気性微生物の栄養塩類の鉄分、コバルト分お
よびニッケル分の不活性効果の増大分を補給して、栄養
塩バランスを確保してメタン発酵の処理効率を向上す
る。

【００１１】請求項２記載の廃棄物処理方法は、嫌気性
微生物にて分解可能な有機性汚水をメタン発酵処理する
廃棄物処理方法において、前記有機性汚水に嫌気性生物
にて分解可能な固形状の有機性廃棄物を含有する廃棄物
を破砕攪拌混合して混合物を調製し、この混合物をメタ
ン発酵処理する際にこの混合物の全蒸発残留物が５％以
上となる場合、鉄化合物、コバルト化合物およびニッケ
ル化合物の少なくともいずれか一方を添加するものであ
る。

【００１２】そして、有機性汚水を嫌気性生物にてメタ
ン発酵処理する際に、固形状の有機性廃棄物を含有する
廃棄物を破砕攪拌混合して混合物を調製し、この混合物
の全蒸発残留物が５％以上となる場合、鉄化合物、コバ
ルト化合物およびニッケル化合物の少なくともいずれか
一方を添加することにより、メタンガスの生成量を増大
するために全蒸発残留物の濃度が高い条件となることに
よる破砕物中に含有される嫌気性微生物の栄養塩類の鉄
分、コバルト分およびニッケル分の不活性効果の増大分
を補給して、栄養塩バランスを確保してメタン発酵の処
理効率を向上する。

【００１３】請求項３記載の廃棄物処理方法は、請求項
１または２記載の廃棄物処理方法において、廃棄物を固
液分離した屎尿系汚水の固形分とともにメタン発酵処理
するものである。

【００１４】そして、廃棄物をメタン発酵処理するに際
して固液分離した屎尿系汚水の固形分を混合するため、
屎尿系汚水の固形分から窒素分およびリン分が補給さ
れ、嫌気性微生物の活性が向上し、メタン発酵の効率が
向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の廃棄物処理方法の
実施の一形態の構成を図１を参照して説明する。

【００１６】図１において、１は前処理手段で、この前
処理手段１は、生ゴミや厨芥、農水産廃棄物などの事業
系ゴミなどの主に固形状の有機性廃棄物を含有する廃棄
物を破袋および破砕して合成樹脂製の袋やプラスチック
などを除去する図示しない解破砕装置と、この解破砕装
置にて解破砕された破砕物を洗浄しつつ磁気選別して金
属を除去する図示しない金属除去手段とを備えている。

【００１７】また、前処理手段１には、調整手段２が接
続されている。この調整手段２には、解破砕された有機
性廃棄物に塩化第一鉄などの鉄化合物、塩化ニッケルな
どのニッケル化合物、塩化コバルトなどのコバルト化合
物の少なくともいずれか一方を添加する栄養塩素類添加
手段３が接続されている。そして、調整手段２は、解破
砕された有機性廃棄物に鉄化合物、ニッケル化合物およ
びコバルト化合物の少なくともいずれか一方と水分とを
適宜添加し、例えば約５５℃〜６０℃に加温して攪拌混
合し塊状物も混在するようなスラリ状、すなわち塊状物
や液体が混在する破砕物である混合物としての調質物を
調製する。なお、水分の添加および加温に際してはスチ
ームを用いるとよい。スチームを用いることにより、水
を添加して別途加熱手段にて加熱する必要がなく、効率
よく加温・攪拌混合が行える。

【００１８】さらに、調整手段２には、調質物をメタン
発酵処理するメタン発酵手段を構成するメタン発酵消化
槽４が接続されている。このメタン発酵消化槽４は、固
形状や塊状の有機性廃棄物などを含有する濃度が濃いス
ラリ状の調質物でも処理可能な生物浮遊型で、加温、例
えば５５℃〜６０℃で適宜攪拌してメタン生成菌などの
嫌気性微生物にて有機性廃棄物中の有機性物質をメタン
発酵処理する。

【００１９】そして、このメタン発酵消化槽４には、発
生するメタンガスを回収する図示しないメタンガス回収
手段が設けられ、このメタンガス回収手段には、回収し
たメタンガスを貯溜するガスタンク５が接続されてい
る。なお、この回収したメタンガスの一部は、発電など
に利用し、有機性廃棄物を処理する際の運転エネルギと
して利用する。

【００２０】また、メタン発酵消化槽４には、メタン発
酵処理にて得られた発酵処理物を、スクリーンや膜など
による濾過分離や沈降分離処理、遠心分離処理などにて
脱水ケーキと分離液とに固液分離する固液分離手段６が
接続されている。さらに、固液分離手段６には、固液分
離された分離液を調整手段２に返送する返送管７を備え
た返送手段が接続されている。なお、固液分離された脱
水ケーキは、固形燃料や肥料、建材などに利用される。

【００２１】次に、上記実施の一形態の動作について説
明する。

【００２２】まず、生ゴミや農水産廃棄物などの嫌気性
微生物にて生物分解可能な固形状の有機性廃棄物を含有
する廃棄物を前処理手段１の解破砕装置に投入して、破
袋および破砕して合成樹脂製の袋や合成樹脂フィルム、
プラスチック、ガラスなどの微生物にて分解処理できな
い夾雑物を除去する。そして、この解破砕された破砕物
を金属除去装置にて洗浄しつつ磁気選別などにより夾雑
物である金属を除去する。

【００２３】この後、磁気選別後の破砕された破砕物を
調整手段２に投入する。そして、調整手段２にて、例え
ばスチームを用いて約５５℃に加温しつつ攪拌混合し、
攪拌混合が可能な全蒸発残留物（Total Solids：ＴＳ）
濃度が２０％以下となる塊状物も混入するようなスラリ
状の調質物を調製する。なお、ＴＳ濃度が２０％より高
くなると、メタン発酵処理の際の攪拌混合が不十分とな
り効率よくメタン発酵処理できなくなるため、ＴＳ濃度
を２０％以下、好ましくは１８％以下にする。また、塊
状物などが少ないもしくはほとんどないような状態のス
ラリ状とすることにより、微生物によるメタン発酵処理
がより効率よく進行する。

【００２４】ここで、調質物のＴＳ濃度を測定し、ＴＳ
濃度が５％以上、好ましくは７．５％以上となる場合に
は、栄養塩類添加手段３にて、栄養塩類である鉄化合
物、ニッケル化合物およびコバルト化合物の少なくとも
いずれか一方を添加する。これら栄養塩類は、調質物中
に鉄として１０mg／リットル以上、好ましくは１０〜３
００mg／リットル、ニッケルとして１mg／リットル以
上、好ましくは１〜３０mg／リットル、コバルトとして
１mg／リットル以上、好ましくは１〜３０mg／リットル
を添加する。

【００２５】そして、ＴＳ濃度が５％より低い場合に
は、有機性廃棄物中に微量に含まれる鉄、ニッケル、コ
バルトは凝集や沈殿、スケールの生成などにより不活性
効果が低くなり、嫌気性微生物の活性に必要な十分な栄
養塩類量が得られるので、栄養塩類を別途添加する必要
がない。

【００２６】また、鉄添加量が１０mg／リットルより少
なくなると、後段でのメタン発酵処理の改善が認められ
ず、３００mg／リットルより多くなっても鉄添加による
効果の差異が認められずコストが増大するため、鉄添加
量が１０mg／リットル以上、好ましくは１０〜３００mg
／リットルとなるように鉄化合物を添加する。また、同
様に、ニッケル添加量が１mg／リットルより少なくなる
と、後段でのメタン発酵処理の改善が認められず、３０
mg／リットルより多くなってもニッケル添加による効果
の差異が認められずコストが増大するため、ニッケル添
加量が１mg／リットル以上、好ましくは１〜３０mg／リ
ットルとなるようにニッケル化合物を添加する。さら
に、同様に、コバルト添加量が１mg／リットルより少な
くなると、後段でのメタン発酵処理の改善が認められ
ず、３０mg／リットルより多くなってもコバルト添加に
よる効果の差異が認められずコストが増大するため、コ
バルト添加量が１mg／リットル以上、好ましくは１〜３
０mg／リットルとなるようにコバルト化合物を添加す
る。

【００２７】そして、栄養塩類が適宜添加された調質物
をメタン発酵消化槽４に流入させ、例えば５５℃で適宜
攪拌しつつ８日滞留させて、メタン生成菌などにて有機
性物質をメタン発酵処理する。なお、メタン発酵処理に
より発生するメタンガスは、図示しないメタンガス回収
手段にて回収してガスタンクに貯溜し、発電などにて有
機性廃棄物の処理の際の運転エネルギやその他の汚水処
理、冷暖房などに利用する。

【００２８】次に、メタン発酵処理した発酵処理物を固
液分離手段にて脱水ケーキと分離水とに固液分離する。
そして、分離液は、返送手段の返送管７を介して調整手
段２に返送し、脱水ケーキは固形燃料や建材、肥料など
に利用したり、焼却処分する。

【００２９】ここで、鉄、ニッケル、コバルトは、メタ
ン生成菌などの微生物の補酵素成分を構成する物質で、
微生物の活性向上に欠かせない栄養元素である。なお、
鉄は約１０００mg／リットル、ニッケルは約８０〜２４
０mg／リットル、および、コバルトは約５０〜１５０mg
／リットル以上となると、逆に微生物の活性阻害を生じ
始める。

【００３０】また、メタン発酵消化槽４内では、有機性
汚水とは異なり、固形状の有機性廃棄物を含有する濃度
が濃いスラリ状の混合物を処理するので、凝集・沈殿、
スケール微粒子の形成や共沈吸着効果などの物理化学的
反応が生じている。

【００３１】このため、投入ＴＳ濃度であるメタン発酵
消化槽４へ投入される調質物のＴＳ濃度が５％より低い
場合には、メタン発酵消化槽４における凝集・沈殿、ス
ケール形成物質の濃度が比較的低く、凝集・沈殿、スケ
ール形成などの物理化学的反応による微量栄養塩類であ
る鉄、ニッケル、コバルトの不活性効果も相対的に低く
なり、メタン生成菌などの嫌気性微生物は、調質物中の
活性のある鉄、ニッケル、コバルトを栄養源として吸収
して活性が増大し、効率よく有機性物質を分解処理す
る。なお、固形状の有機性廃棄物を処理可能な生物浮遊
型のメタン発酵処理方法では、ＢＯＤ濃度が３〜５万pp
m で滞留時間が８日程度が処理のほぼ上限の負荷（ＢＯ
Ｄ負荷で３〜５kg／ｍ³・日）、すなわち嫌気性微生物
が調質物中の活性のある鉄、ニッケル、コバルトを栄養
源として吸収して有機性物質を分解処理できる上限の処
理条件である。

【００３２】一方、ＴＳ濃度が５％以上、特に７．５％
以上となると、沈殿やスケール形成により、鉄、ニッケ
ル、コバルトの不活性効果が増大し、嫌気性微生物が必
要とする鉄、ニッケル、コバルトが不足して活性が低下
し、上述した処理可能なＴＯＣ負荷やＣＯＤ負荷、ＢＯ
Ｄ負荷が同等または低くなる処理負荷の条件でもメタン
発酵効率が大きく低減あるいは停止してしまう。

【００３３】したがって、上述したように、上記実施の
形態では、生ゴミや厨芥、農水産廃棄物などの固形状の
有機性廃棄物を含有する廃棄物をメタン発酵処理する際
に、メタン発酵消化槽４に投入する際のＴＳ濃度が５％
以上となる場合に、鉄化合物、ニッケル化合物およびコ
バルト化合物の少なくともいずれか一方を鉄濃度が１０
〜３００mg／リットル、ニッケル濃度が１〜３０mg／リ
ットル、コバルト濃度が１〜３０mg／リットルとなるよ
うに添加する。

【００３４】このため、単にＴＯＣ負荷やＣＯＤ負荷、
ＢＯＤ負荷が所定値以上となる場合に栄養塩類を添加す
る場合では、濃度が高いスラリ状の混合物を処理する際
に滞留時間を長くするなどして処理負荷を低く設定して
処理したとしても、栄養塩類のバランスが壊れてメタン
発酵処理が低減する場合も生じるので、処理の際に、負
荷を計測するとともに処理効率を観測し、処理負荷が低
くてもメタン発酵処理が低減するなどの処理状況に応じ
てニッケルやコバルトなどを適宜添加しなければなら
ず、処理作業も煩雑で、装置が複雑大型化する問題があ
るが、上記実施の形態では濃度に対応して栄養塩類を添
加して栄養塩類のバランスが確保することから、メタン
生成菌などの嫌気微生物の活性に必要な栄養源が補わ
れ、高効率でメタン発酵処理を進行できる。

【００３５】また、あらかじめ嫌気性微生物にて処理で
きないプラスチックやガラス、その他の夾雑物を除去す
るので、メタン発酵処理の際の攪拌阻害や液体の流動阻
害などを防止でき攪拌混合が低負荷ででき、また、カド
ミウムや水銀などの重金属類の混入も低減でき、略均一
な混合が容易で効率よく処理できるとともに、夾雑物に
よる栄養塩類の不活性効果の増大も抑制でき、メタン発
酵処理効率を向上できる。

【００３６】そして、メタン発酵処理する際に、ＣＯＤ
やＢＯＤの測定より容易なＴＳ濃度を測定するのみで、
メタン発酵処理中は確認程度に処理状況を観察するのみ
でよく、また、ＴＳ濃度はＣＯＤやＢＯＤの測定方法で
は測定が困難な固形状の有機性廃棄物を含有する濃度が
濃いスラリ状の混合物でも容易に測定でき、メタン発酵
処理が容易にできる。

【００３７】なお、上記実施の形態において、固形状の
有機性廃棄物を含有する廃棄物をスチームにてスラリ状
の調質物に調製してメタン発酵させたが、調整手段２に
て調製する際に、例えば図２に示すように、屎尿系汚水
の処理の際に生じる除渣した屎渣や余剰汚泥などの固形
分の汚泥を混合したり、水分の代わりに農水産物加工工
場からの排液や飲料工場排液などの有機性汚水を混合し
て調製してもよい。

【００３８】そして、生ゴミや厨芥、農水産廃棄物など
の有機性廃棄物は、メタン発酵にて容易に分解される炭
水化物が主成分であるが、炭素／窒素比が３０とメタン
発酵処理の最適比である２０に比して窒素分が少ない。
一方、屎尿系汚水から分離された汚泥は、炭素／窒素比
が５と窒素が多く、リン化合物も多い。このため、有機
性廃棄物に汚泥を混合することにより、良好な炭素／窒
素比が得られ、栄養源となるリンも補給でき、後段での
メタン発酵処理の効率をさらに向上できるとともに、屎
尿系汚水の処理の際に生じる汚泥をも合わせて処理で
き、処理効率の向上および処理施設の小型化が図れ、処
理コストも低減できる。また、有機性廃水を用いる場合
には、有機性廃棄物と合わせて処理でき、別途有機性廃
水を処理する工程が不要となり、処理効率の向上および
処理施設の小型化が図れ、処理コストも低減できる。

【００３９】なお、屎尿系汚水の処理の際に生じる固形
分や有機性汚水の混合は、例えばメタン発酵消化槽４に
調質物とは別途添加してメタン発酵消化槽４内で混合す
るようにしてもよい。

【００４０】また、調整手段２に栄養塩類添加手段３を
設け、鉄、ニッケル、コバルトをメタン発酵処理前にあ
らかじめ添加して説明したが、メタン発酵消化槽４に直
接鉄、ニッケル、コバルトを添加したり、調整手段２か
らメタン発酵消化槽４に調質物を搬送する搬送管の途中
で添加するなどしてもよい。なお、メタン発酵消化槽４
が、常時攪拌しない構成や攪拌動力が少ない構成などの
攪拌混合を十分に行えない構成の場合には、調整手段２
にてあらかじめ添加したり、調整手段２からメタン発酵
消化槽４へ調質物を搬送する搬送管に添加するなどによ
り、略均一混合させておくことが好ましい。また、調整
手段２は、一般にメタン発酵消化槽４にて処理する際の
温度程度まで加温され、有機性廃棄物の加水分解や酸発
酵を促進し、ｐＨ酸性条件となって微量元素が安定な状
態で存在するとともに、硫化水素などの発生もなく、硫
化物として沈殿して微生物にて利用できなくなることも
防止でき、メタン発酵消化槽と異なり密閉性を維持する
必要もないので、栄養塩類の添加が容易で、構造も簡単
であるため好ましい。

【００４１】さらに、後段でのメタン発酵処理の際の温
度変化を抑制するため、調整手段２にて加温しつつ調製
して説明したが、加温せずに単に混合するなどしてもよ
い。

【００４２】

【実施例】まず、野菜、果物、肉、魚、米飯などを混合
粉砕し、含水率が約８０％（ＴＳ濃度で約２０％）の合
成ゴミを作製する。そして、水を適宜添加してＴＳ濃度
の異なる各種調質物を調製する。なお、水を添加して略
２倍に希釈すると、ＴＳ濃度が約１０％の調質物とな
り、水で１．３倍に希釈するとＴＳ濃度が約１５％の調
質物となる。そして、これら調質物をＴＳ濃度およびメ
タン発酵消化槽４の滞留時間を可変して、メタン発酵処
理における中温域である３６℃におけるメタン発酵処理
状況を観察した。その結果を図３ないし図７に示す。な
お、鉄、コバルト、ニッケルの栄養塩類は、メタン発酵
処理が低減した運転開始から１５０日経過後から、塩化
第一鉄を約２００mg／リットル（鉄として８８mg／リッ
トル）、塩化コバルトを約４０mg／リットル（コバルト
として１８mg／リットル）連続的に添加した。

【００４３】ここで、図３（ａ）はメタン発酵処理する
際のＴＳ濃度を可変させた状況を示すグラフで、図３
（ｂ）はＴＳ濃度の可変および滞留時間の可変による化
学的酸素要求量（ＣＯＤ_Cr）の変化の状況を示すグラフ
である。

【００４４】なお、ここで、生ゴミの主な組成はＣ₄₆Ｈ
₇₃Ｏ₃₁Ｎであることが知られているが、合成ゴミは以下
に示す性状となった。

【００４５】ＣＯＤ_Cr／ＴＳ＝１．５５ＢＯＤ／ＴＳ＝０．８３ＶＳ（Volatile Solid：揮発性物質）／ＴＳ＝０．９０
８ＴＯＣ／ＴＳ＝０．４５そして、図３（ａ）に示すＴＳ濃度で、滞留時間を可変
すなわち滞留時間を徐々に短くなるように処理すると、
図３（ａ）に示すようにＣＯＤ_Cr負荷が増大する状態と
なる。なお、上記性状のＴＳに対する比率から、ＢＯＤ
負荷やＶＳ負荷、ＴＯＣ負荷も同様に増大することとな
る。

【００４６】これら図３（ａ）および（ｂ）に示す条件
で上記合成ゴミをメタン発酵処理すると、ＴＳ濃度が
７．５％から、図３（ｃ）に示すようにメタンガス発生
量があきらかに低下し始めるとともに、図３（ｄ）に示
すようにメタン発酵消化槽４内のｐＨの酸性が強くな
り、図３（ｅ）に示すようにＣＯＤ換算による揮発性脂
肪酸（Volatile Fatty Acid ：ＶＦＡ）が増大し始め、
ＴＳ濃度が１０％となると、これら図３（ｃ）に示すメ
タンガス発生量、図３（ｄ）に示すｐＨ、および、図３
（ｅ）に示す揮発性脂肪酸量が急激に変化し、メタン発
酵処理が停止した。そこで、１５０日を経過した時点
で、上記の条件で栄養塩類を添加した。

【００４７】この栄養塩類の添加により、メタン発酵処
理が回復し、ＴＳ濃度が１０％より高い１５％やメタン
発酵消化槽４にて攪拌混合可能限界である１８％まで増
大させても十分にメタン発酵処理できることが分かる。

【００４８】次に、ＣＯＤ_Cr負荷が一定で容積負荷を
９．５ｇ／リットル・日（ＴＯＣ負荷換算で２．８ｇ／
リットル・日）となるように上記合成ゴミのＴＳ濃度を
可変させて、栄養塩類を上記の条件で添加する実施例１
と添加しない比較例とで、３６℃の中温域でメタン発酵
処理した。その結果を図４に示す。

【００４９】そして、ＴＳ濃度が５％以上となると、栄
養塩類を添加しない比較例では、図４（ａ）に示すよう
にメタン発酵消化槽４内のｐＨの酸性が強くなり始める
とともに、図４（ｂ）に示すように残存するＶＦＡ濃度
も増大し始め、図４（ｃ）に示すように、メタンガスの
生成速度も低下し、ＴＳ濃度が１０％となると、メタン
発酵が不能となった。一方、栄養塩類を添加する実施例
１の場合には、図４に示すように、ＴＳ濃度を増大させ
てもメタン発酵処理効率はほとんど低下せず、高効率で
メタン発酵処理できることが分かる。

【００５０】さらに、図４に示す実施例１と同様の方法
で、容積負荷を７．５ｇ／リットル・日（ＴＯＣ負荷換
算で２．４ｇ／リットル・日）となるようにＴＳ濃度を
可変させ、メタン発酵処理における高温域である約５５
℃でメタン発酵処理した。その結果を図５に示す。

【００５１】この図５に示す実施例２も、図４に示す実
施例１と同様に、栄養塩類を添加すると、ＴＳ濃度が５
％以上での嫌気性微生物の活性の低下を防止でき、高効
率でメタン処理できることが分かる。

【００５２】次に、図５に示す実施例２の合成ごみに屎
尿系汚水の処理にて得られた脱水汚泥を合成ゴミ９に対
して脱水汚泥が１となる比率で混合した混合物を同様に
高温域でメタン発酵処理した。その結果を図６に示す。

【００５３】この図６に示す実施例３も、図４に示す実
施例１および図５に示す実施例２と同様に、栄養塩類を
添加すると、ＴＳ濃度が５％以上での嫌気性微生物の活
性の低下を防止でき、高効率でメタン処理できることが
分かる。

【００５４】次に、添加する栄養塩類の種類によるメタ
ン発酵処理効率を比較した。実験方法としては、比較例
１および比較例２において、ＴＳ濃度が１０％でメタン
発酵が停止した際の汚泥を取り出してバイアル瓶に移
し、各種栄養塩類を添加し、この栄養塩類の添加時点か
らのメタン発酵処理状態を観察した。また、処理温度と
しては、中温域である約３６℃および高温域である約５
５℃の条件で行った。なお、栄養塩類は、塩化第一鉄を
１００mg／リットル（鉄濃度として４４mg／リット
ル）、塩化ニッケルを１０mg／リットル（ニッケル濃度
として４．５mg／リットル）、塩化コバルトを１０mg／
リットル（コバルト濃度として４．５mg／リットル）の
条件で添加した。その結果を図７よび図８に示す。

【００５５】この図７に示す結果から、栄養塩類を添加
しない比較例では、運転日数が２０日ぐらいからメタン
発酵処理がほとんど進行しなくなるが、コバルトのみで
もメタン発酵処理が進行しなくなることはなく、特に、
処理温度が高い条件では、図８に示すように、鉄のみや
ニッケルのみでも添加しない場合よりメタン発酵処理の
効率が高くなることがわかる。また、鉄、ニッケル、コ
バルトを組み合わせにより、メタン発酵処理効率がさら
に増大することがわかる。

【００５６】上述したように、各種実験から、ＣＯＤや
ＢＯＤ、ＴＯＣ負荷などの処理負荷が低い場合でもＴＳ
濃度が５％以上になると、有機酸の蓄積が多くなり、酸
敗によりメタン発酵処理が低下することが認められた。
これは、単に処理負荷が増大することにより、負荷に対
応したメタン生成菌の活性が低減してメタン発酵処理が
低下するのではなく、ＴＳ濃度の増大により、凝集・沈
殿やスケールの形成などにより、メタン生成菌に必要な
栄養塩類の不活性効果が増大して摂取できなくなり、メ
タン生成菌の活性が低下するためと考えられる。このた
め、ＴＳ濃度が５％以上となる場合に、鉄、コバルト、
ニッケルを適量添加することにより、投入固形物濃度の
高いメタン発酵に適した栄養塩バランスが確保されて安
定したメタン発酵が着実に行われることがわかった。特
に、処理温度が高い条件では栄養塩類の添加による処理
効率の向上が顕著に認められた。

【００５７】

【発明の効果】請求項１記載の廃棄物処理方法によれ
ば、有機性廃棄物を含有する廃棄物を破砕した破砕物を
嫌気性生物にてメタン発酵処理する際に、破砕物中の全
蒸発残留物が５％以上となる場合に、鉄化合物、コバル
ト化合物およびニッケル化合物の少なくともいずれか一
方を添加するため、メタンガスの生成量を増大して有効
利用を図るために破砕物中に含有される嫌気性微生物の
栄養塩類の鉄分、コバルト分およびニッケル分の不活性
効果の増大分が補給されて、栄養塩バランスを確保で
き、メタン発酵の処理効率を向上できる。

【００５８】請求項２記載の廃棄物処理方法によれば、
有機性汚水を嫌気性生物にてメタン発酵処理する際に、
固形状の有機性廃棄物を含有する廃棄物を破砕攪拌混合
して混合物を調製し、この混合物の全蒸発残留物が５％
以上となる場合、鉄化合物、コバルト化合物およびニッ
ケル化合物の少なくともいずれか一方を添加するため、
メタンガスの生成量を増大して有効利用を図るために全
蒸発残留物の濃度が高い条件となることによる破砕物中
に含有される嫌気性微生物の栄養塩類の鉄分、コバルト
分およびニッケル分の不活性効果の増大分が補給され
て、栄養塩バランスを確保でき、メタン発酵の処理効率
を向上できる。

【００５９】請求項３記載の廃棄物処理方法によれば、
請求項１または２記載の廃棄物処理方法の効果に加え、
廃棄物をメタン発酵処理するに際して固液分離した屎尿
系汚水の固形分を混合するため、屎尿系汚水の固形分か
ら窒素分およびリン分を補給でき、嫌気性微生物の活性
が向上して、メタン発酵の効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃棄物処理方法の実施の一形態の構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明の廃棄物処理方法の他の実施の形態の構
成を示すブロック図である。

【図３】同上図１に示す処理工程において合成ゴミを用
いてメタン発酵処理した実験の結果を示すタイミングチ
ャートである。

【図４】同上図１に示す処理工程において合成ゴミを用
いて投入ＴＳ濃度を可変してＣＯＤCr負荷を一定にし中
温域の条件でメタン発酵処理した実験の結果を示すタイ
ミングチャートである。

【図５】同上図１に示す処理工程において合成ゴミを用
いて投入ＴＳ濃度を可変してＣＯＤCr負荷を一定にし高
温域の条件でメタン発酵処理した実験の結果を示すタイ
ミングチャートである。

【図６】同上図２に示す処理工程において合成ゴミを用
いて投入ＴＳ濃度を可変してＣＯＤCr負荷を一定にし高
温域の条件でメタン発酵処理した実験の結果を示すタイ
ミングチャートである。

【図７】同上図１に示す処理工程において添加する栄養
塩類の種類によるメタン発酵処理状況を示すグラフであ
る。

【図８】同上図１に示す処理工程において添加する栄養
塩類の種類による異なる温度でのメタン発酵処理状況を
示すグラフである。

【符号の説明】

１前処理手段３栄養塩類添加手段４メタン発酵手段としてのメタン発酵消化槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥野芳男大阪府大阪市西区立売堀二丁目１番９号アタカ工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】嫌気性生物にて分解可能な固形状の有機
性廃棄物を含有する廃棄物を破砕した破砕物をメタン発
酵処理する廃棄物処理方法において、メタン発酵処理時の前記破砕物中の全蒸発残留物が５％
以上となる場合、鉄化合物、コバルト化合物およびニッ
ケル化合物の少なくともいずれか一方を添加することを
特徴とした廃棄物処理方法。
【請求項２】嫌気性微生物にて分解可能な有機性汚水
をメタン発酵処理する廃棄物処理方法において、前記有機性汚水に嫌気性生物にて分解可能な固形状の有
機性廃棄物を含有する廃棄物を破砕攪拌混合して混合物
を調製し、この混合物をメタン発酵処理する際にこの混合物の全蒸
発残留物が５％以上となる場合、鉄化合物、コバルト化
合物およびニッケル化合物の少なくともいずれか一方を
添加することを特徴とした廃棄物処理方法。
【請求項３】廃棄物を固液分離した屎尿系汚水の固形
分とともにメタン発酵処理することを特徴とした請求項
１または２記載の廃棄物処理方法。