JPH11300311A - 有機性廃棄物の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リンなどの有用物質を効率のよい形態で回収
できる有機性廃棄物の処理方法を提供する。 【解決手段】 スラリー状の有機性廃棄物を固液分離工
程に導入して脱水汚泥３と分離液４とに分離する。生ご
みなどを破砕分別した破砕物６と上記脱水汚泥３とを嫌
気性発酵工程へ導入して、嫌気性条件下で発酵させてメ
タンガス７を回収し、発生した消化汚泥８を脱水工程に
導き、脱水して、脱水ケーキ９を回収する。ここで脱離
した脱水濾液１０を上記分離液４と混合して脱リン工程
に導き、晶析法により脱リンすることによってリン成分
をリン酸塩結晶１１として回収する。脱リン液１２を生
物処理工程に導いて生物処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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２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＃３
２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においてメタン発酵させ、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＃３
３へ送って処理している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、廃棄物や廃
水中に含まれるリンは、鉄系あるいはアルミ系の凝集剤
の添加によって除去するのが一般的な手法であり、上記
したフローにおいて脱リン効果が得られるのは、固液分
離工程＃３２、生物処理工程＃３３、脱水工程＃３９で
ある。

【０００６】しかしながら、固液分離工程＃３２で凝集
剤を添加すると脱水汚泥３２に凝集剤が含まれ、生物処
理工程＃３３で凝集剤を添加する場合も、通常は余剰汚
泥を固液分離工程＃３２へ返送しているために、脱水汚
泥３２に凝集剤が含まれることになり、いずれの場合
も、脱水汚泥３２によって嫌気性発酵工程＃３７へ凝集
剤が持ち込まれ、発酵阻害が生じる恐れがある。

【０００７】また脱水工程＃３９で凝集剤を添加する
と、し尿等から液状廃棄物３１に移行するリンを除去で
きず、一方では脱水汚泥３５に凝集剤が含まれることに
なるため、コンポスト化した時に植物の生育阻害を来す
恐れがある。

【０００８】また、固液分離工程＃３２、生物処理工程
＃３３、脱水工程＃３９のいずれの工程で凝集剤を添加
しても、発生する汚泥量が増加し、最終的な脱水汚泥３
５の発生量が増大するため、有効利用しきれない恐れが
ある。

【０００９】本発明は上記問題を解決するもので、リン
などの有用物質を効率のよい形態で回収できる有機性廃
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。

【００１０】

【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、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、し尿、浄化槽汚泥などの
スラリー状の有機性廃棄物を固液分離工程に導入して固
液分離し、固液分離工程で分離した固形分を嫌気性発酵
工程へ導入するとともに、生ごみなどの不均質な有機性
廃棄物を破砕分別した後に嫌気性発酵工程へ導入して、
嫌気性条件下で発酵させてメタンガスを回収し、前記嫌
気性発酵工程で発生した消化汚泥を脱水工程に導き、脱
水して、脱水ケーキを回収し、この脱水工程で脱離した
脱離液を前記固液分離工程で分離した分離液と混合して
脱リン工程に導き、晶析法により脱リンすることによっ
てリン成分をリン酸マグネシウムアンモニウムとして回
収し、脱リンした混合液を生物処理工程に導いて生物処
理するようにしたものである。

【００１１】上記した構成によれば、鉄系やアルミ系の
凝集剤を用いることなく、処理系から効率的に脱リンす
ることができる。したがって、従来のように鉄系やアル
ミ系の凝集剤が嫌気性発酵工程に持ち込まれることがな
いため、発酵阻害が生じることはなく、また凝集剤に起
因する汚泥量の増大がないため、嫌気性発酵工程の発酵
槽は小さくてよく、発酵槽を加温する熱量も少なくてす
み、最終的に回収する脱水ケーキ量も少なくなるので、
肥料、土壌改良材原料などとして有効に利用できる。し
かも、リン成分はリン酸マグネシウムアンモニウムとし
て回収されるので、肥料（原料）として再資源化でき
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。図１において、し尿、浄化槽汚
泥、下水汚泥、農集汚泥、家畜ふん尿などのスラリー状
の有機性廃棄物は、除渣工程＃１において、含まれるし
渣の大きさに応じた適当なスクリーンで除渣する。この
除渣工程＃１は後段の脱水機等の保護のために行うもの
で、必要のない場合は省略可能である。

【００１３】除渣した有機性廃棄物１を固液分離工程＃
２に導き、固液分離して脱水汚泥３と分離液４とする。
この固液分離工程＃２は、所望の汚泥含水率に応じて、
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、あるいは濃縮スクリ
ーンや重力濃縮槽などによって行う。系外で固液分離し
て脱水ケーキ等とするようにしてもよい。

【００１４】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、除渣工程＃１で分
離されたし渣５とともに、破砕・分別工程＃３において
破砕し、プラスチック袋やトレーなどを分別する。

【００１５】破砕分別した破砕物６と上記した脱水汚泥
３とを嫌気性発酵工程＃４に導入し、ＴＳ（全蒸発残留
物）濃度を調整し、約５５℃に維持されるように加温す
る状態においてメタン発酵させる。これにより、破砕物
６と脱水汚泥３とは、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、短い日数で効率よくメタン発酵する。

【００１６】発生したメタンガス７は回収し、従来と同
様にして硫化水素、水分等を除去して、電気や熱として
使用に供する。消化汚泥８は脱水工程＃５に導いて、上
述したのと同様の脱水機により脱水し、脱水ケーキ９を
回収して、従来と同様にして肥料や固形燃料や乾燥汚泥
（ペレットを含む）とする。

【００１７】脱水工程＃５における脱水濾液１０は、固
液分離工程＃２で分離した分離液４とともに脱リン工程
＃６に導き、晶析法によって脱リンする。晶析法は、脱
水濾液１０と分離液４との混液に対して、ｐＨ８．５〜
９．０、かつ[Ｍｇ]／[Ｐ]＝１．０〜１．２となるよう
に、苛性ソーダ、塩化マグネシウムを添加し、曝気攪拌
することで、 ＰＯ₄ ^3- ＋ＮＨ₄ ⁺＋Ｍｇ²⁺→ＭｇＮＨ₄ ＰＯ₄ で示される反応によってリン酸マグネシウムアンモニウ
ムを析出させるものである。

【００１８】この析出したリン酸塩結晶１１は分離回収
して、肥料原料とする。脱リン液１２は生物処理工程＃
７に導いて、ＢＯＤ分解および必要に応じて脱窒素し、
生物処理水１３を図示を省略した後段の処理に導く。余
剰汚泥１４は固液分離工程＃２へ返送して、上記と同様
にして処理する。

【００１９】なお、破砕・分別工程＃４では、有機性廃
棄物を、一軸破砕機などの粗破砕機で粗破砕し、次いで
圧縮破砕機で２００〜２５０ｋｇ／ｃｍ² の高圧にて圧
縮破砕するのが望ましい。脱水汚泥３をこの段階で混合
することも可能である。

【００２０】この方法によれば、有機性廃棄物やそれに
随伴するプラスチック類等は、一軸破砕機で粒径２０〜
１００ｍｍ以下に粗破砕された後に、圧縮破砕機で高圧
にて圧縮破砕されて、破砕排出孔の孔径に応じた粒径１
〜２ｍｍ以下の細粒子状の破砕物となって排出され、破
砕不能なし渣、プラスチック類、金属類、石・砂などの
発酵不適物は残留して自動的に分別される。

【００２１】細粒子状の破砕物は、細胞膜も一部破壊さ
れているため生物分解性が非常に大きく、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
不適物に付着して排除されていた有機性廃棄物も破砕物
の中に含まれることもあって、メタンガスなどとしての
有機成分の回収率が非常に高くなる。

【００２２】嫌気性発酵工程＃４に投入する有機性廃棄
物の濃度は、発酵槽内で流動性を保つことができる程度
であればよく、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、ＴＳ濃度１０〜１５％に調整
するのが有利な場合がある。消化汚泥８の一部を脱水機
や槽内外に配置した濾過膜などで濃縮して発酵槽内へ返
送（残留）させることでメタン菌濃度を高めたり、ある
いは脱水汚泥３を約７０〜８０℃で３日間維持すること
等によって可溶化しておけば、発酵効率はより高まる。

【００２３】生物処理工程＃７のための装置としては、
セラミック管状膜や平板状有機膜などの膜エレメントを
有する外圧型膜分離装置を生物処理槽内に浸漬設置した
タイプのものが、微生物を高濃度に維持でき、清澄な処
理水が得られ、後段の沈殿池などによる固液分離工程が
不要になるため好都合であるが、種々変更可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、生ごみ
などを嫌気性条件下で発酵させ、発生した消化汚泥を脱
水し、脱離液を、し尿、浄化槽汚泥などより分離した分
離液と混合して、リン成分をリン酸マグネシウムアンモ
ニウムとして回収するようにしたことにより、鉄系やア
ルミ系の凝集剤を用いることなく処理系から効率的に脱
リンすることができ、回収したリン酸マグネシウムアン
モニウムは肥料（原料）として利用できる。

【００２５】この処理方法は、凝集剤を使用する従来の
処理方法に比べて、凝集剤に起因する発酵阻害を防止で
きるとともに、汚泥量の増大をなくすことができ、発酵
槽の小型化、発酵槽を加温するための熱量の低減、肥
料、土壌改良材原料などとしての汚泥の有効利用を図る
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】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】

３ 脱水汚泥 ４ 分離液 ６ 破砕物 ７ メタンガス ８ 消化汚泥 ９ 脱水ケーキ 10 脱水濾液 11 リン酸塩結晶 12 脱リン液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 敏行 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 小松 敏宏 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、し尿、浄化槽汚泥などのスラリー状の有機性廃棄物
   を固液分離工程に導入して固液分離し、固液分離工程で
   分離した固形分を嫌気性発酵工程へ導入するとともに、
   生ごみなどの不均質な有機性廃棄物を破砕分別した後に
   嫌気性発酵工程へ導入して、嫌気性条件下で発酵させて
   メタンガスを回収し、前記嫌気性発酵工程で発生した消
   化汚泥を脱水工程に導き、脱水して、脱水ケーキを回収
   し、この脱水工程で脱離した脱離液を前記固液分離工程
   で分離した分離液と混合して脱リン工程に導き、晶析法
   により脱リンすることによってリン成分をリン酸マグネ
   シウムアンモニウムとして回収し、脱リンした混合液を
   生物処理工程に導いて生物処理することを特徴とする有
   機性廃棄物の処理方法。