WO2015125795A1 - メタン発酵方法及びメタン発酵システム - Google Patents

メタン発酵方法及びメタン発酵システム Download PDF

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WO2015125795A1
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methane fermentation
bedding
separating
separated
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幸子 中嶋
政宏 斉藤
智裕 庄
智 小倉
昭博 中嶋
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三井造船株式会社
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A01K1/00—Housing animals; Equipment therefor
    • A01K1/01—Removal of dung or urine, e.g. from stables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B5/00—Operations not covered by a single other subclass or by a single other group in this subclass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
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    • C05F17/50—Treatments combining two or more different biological or biochemical treatments, e.g. anaerobic and aerobic treatment or vermicomposting and aerobic treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
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    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the present invention relates to a methane fermentation method and a methane fermentation system, and more particularly, to a methane fermentation method and a methane fermentation system in which an organic waste containing a litter and feces is processed to perform methane fermentation.
  • Patent Document 1 in a method of subjecting organic waste containing a large amount of cellulosic fibers to methane fermentation, the organic waste or a treatment liquid obtained by subjecting the organic waste to methane fermentation is treated with other methods. It is disclosed that after mixing the water with a small amount of solids, solid-liquid separation and / or dehydration, pulverizing the obtained solids in the pulverization step, and then charging the pulverized solids into the methane fermentation step. Yes.
  • Patent Document 1 may be any water that has a small amount of suspended solids, but is preferably treated water in a subsequent water treatment step of methane fermentation, such as activated sludge treated water. It is said.
  • a litter is placed in the breeding space for livestock. At this time, feces excreted on the litter adhere to the litter.
  • the present inventor has already found that the methane fermentation efficiency of the bedding can be improved by crushing the bedding in advance when the bedding is methane-fermented with the organic waste.
  • the present inventor tried adding water to the organic waste when separating the bedding from the organic waste to make it easy to peel off the feces from the bedding.
  • this process causes a new problem that a large amount of diluted thin digestive juice is produced as digestive juice after the subsequent methane fermentation because water is newly added.
  • the digestive juice is sprayed on the farmland as liquid fertilizer, the thin digestive fluid must be sprayed in a large amount, so that the efficiency of the spraying work is impaired.
  • the amount of disposal when discarding is increased.
  • this process has room for further improvement from the viewpoint of increasing the amount of biogas produced by methane fermentation.
  • the present inventor added water by adding a digested liquid after methane fermentation to the organic waste when separating the bedding from the organic waste. It has been found that it is possible to make it easier to peel feces from the bedding, as in the case of the above.
  • the problem of the present invention is that it is possible to improve the separation efficiency of the litter from the organic waste containing the litter and feces, to improve the crushing efficiency of the litter, and to increase the amount of biogas generated by methane fermentation. Furthermore, it is providing the methane fermentation method and methane fermentation system which can raise the utility value of the digestive liquid after methane fermentation, and can reduce a discard amount.
  • a first litter separating device for separating the litter from organic waste containing litter and feces;
  • a crushing device for crushing the litter separated by the first litter separating device;
  • a methane fermenter for introducing methane fermentation by introducing the organic waste after the litter is separated by the first litter separating apparatus and the litter crushed by the crushing apparatus;
  • a second litter separating device for separating the litter from the digestive juice produced by the methane fermentation in the methane fermentation tank, The methane fermentation system, wherein the digested liquid after the bedding is separated by the second litter separator is added to the organic waste provided to the first litter separator.
  • the separation efficiency of the litter from the organic waste containing litter and feces can be improved, the crushing efficiency of the litter can be improved, the amount of biogas produced by methane fermentation can be increased, and Further, it is possible to provide a methane fermentation method and a methane fermentation system that can increase the utility value of digested liquid after methane fermentation and reduce the amount of waste.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the methane fermentation method of the present invention.
  • 1 is a digestive fluid addition process
  • 2 is a first litter separation process
  • 3 is a crushing process
  • 4 is a mixing process
  • 5 is a methane fermentation process
  • 6 is a second litter separation process.
  • organic waste containing bedding and feces is used as a raw material.
  • feces include feces from animals such as cows, pigs, and horses.
  • the bedding is not particularly limited as long as it consists of herbaceous biomass (soft biomass), and examples thereof include rice straw, wheat straw (hereinafter sometimes referred to as wheat straw), and grass.
  • the bedding can be preferably used after use, that is, with the above-mentioned feces attached.
  • digestive fluid addition step 1 digestive fluid generated with methane fermentation is added to organic waste. This digestive juice will be described in detail later.
  • the apparatus for adding digestive fluid to organic waste is not particularly limited.
  • the digestive liquid may be simply added to the organic waste, but it is also preferable to mix the organic waste and the digestive liquid using, for example, a mixing tank or a mixing and stirring tank.
  • a mixing tank or a mixing and stirring tank As the separation device used in the first litter separation process 2 in the subsequent stage, it is also preferable to use a separation device having an action of mixing organic waste and digestive fluid.
  • the amount of digestive juice added to 100 parts by weight of organic waste is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 parts by weight to 1000 parts by weight, for example. Moreover, it is also preferable that the addition amount of digestive juice is adjusted so that the moisture content after mixing the digestive juice becomes a predetermined moisture content or a moisture content equal to or higher than a predetermined value. As an example, for an organic waste (raw material) having a water content of 85% or less, the water content after mixing the digestion liquid is 88% or more, preferably 90% or more, and most preferably 95% or more. It is also preferable to add digestive juice.
  • the litter is separated from the organic waste to which the digestive liquid is added in the digestive liquid addition process 1.
  • the digestive juice makes it easier for feces to peel off from the bedding, the efficiency of separating the bedding from organic waste is improved. Thereby, it can also prevent that a water
  • the first litter separating device for separating litter from organic waste is not particularly limited.
  • screw press dewatering machine filter press dewatering machine, belt press dewatering machine, centrifugal dewatering machine, multiple disk dewatering machine, roller press A dehydrator, a Wavy press dehydrator, or the like can be preferably used.
  • the screw press dehydrator is preferable because it suitably exhibits the action of mixing the organic waste and the digestive juice, and the fecal exfoliation action of the digestive juice is easily exhibited.
  • the crushing step 3 the litter separated in the first litter separating step 2 is crushed.
  • the litter provided in the crushing step 3 can be efficiently crushed because feces are suitably separated in the first litter separating step 2.
  • the crushing apparatus for crushing the litter is not particularly limited, and for example, a ball mill crusher, a stone mill crusher, a cutting machine, a rotary crusher, or the like can be preferably used, and a rotary crusher is particularly preferable.
  • the rotary crusher will be described in detail later.
  • the size (length) of the litter after crushing is not particularly limited, but is preferably a fragment having a length of 100 mm or less.
  • the particles may be pulverized until the particle size is on the order of microns (specifically, for example, less than 1 mm), but more preferably 1 mm or more.
  • a piece of litter of 10 mm to 100 mm in length, preferably 10 mm to 50 mm in length occupies most of the litter (50% by weight or more).
  • the inventor has found that even a relatively large bedding fragment having a length of 10 mm to 100 mm, preferably 10 mm to 50 mm, generates a sufficient amount of biogas by subsequent methane fermentation. Heading.
  • the bedding pieces have a certain length, the bedding after methane fermentation can be suitably reused as bedding and the like. Such a bedding after methane fermentation is less hygienic and less sanitary because organic matter is decomposed by methane fermentation.
  • a rotary crusher can be preferably used from the viewpoint of efficiently obtaining a relatively large bedding piece having a length of 10 mm to 100 mm, preferably 10 mm to 50 mm.
  • the rotary crusher is easily affected by feces adhering to the litter, the effect of improving the crushing efficiency due to the feces being peeled from the litter is great.
  • the organic waste after the litter is separated in the first litter separation step 2 and the litter crushed in the crushing step 3 are mixed.
  • the mixing device is not particularly limited.
  • a methane fermentation tank used in the subsequent methane fermentation step 5 may also be used.
  • the organic waste after the bedding is separated in the first litter separation process 2 and the litter crushed in the crushing process 3 are introduced into a methane fermentation tank and subjected to methane fermentation.
  • the temperature of methane fermentation is not particularly limited as long as the temperature at which methane fermentation proceeds (usually 35 or more), and for example, any type such as a so-called medium temperature type, high temperature type, and ultra high temperature type can be applied.
  • the methane fermentation in the methane fermentation process 5 since the digestive liquid after methane fermentation is added in the digestive liquid addition process 1 to the organic waste provided to the 1st bedding separation process 2 mentioned above, the methane fermentation in the methane fermentation process 5 In this case, the fuel cost can be reduced. That is, as compared with water (for example, 10) and activated sludge water (usually 20), the digestive juice produced from methane fermentation has a temperature in the methane fermenter (usually 35 or more, preferably 50 as described above). It is in a relatively high temperature state derived from 70 or less.
  • Methane fermentation is preferably continued for 5 days or longer, more preferably 10 days or longer, and most preferably 15 days or longer.
  • the methane fermentation may be a batch type or a continuous type. When the methane fermentation is performed continuously, the average residence time in the fermenter corresponds to the duration of the methane fermentation.
  • Biogas and digestive fluid are produced with methane fermentation.
  • generated with the methane fermentation in the methane fermentation process 5 is small and thick compared with the process which adds the water etc. mentioned above by the effect
  • Biogas can be recovered and, for example, temporarily stored in a gas holder as necessary, then purified by a purification facility, and used as power for a generator. It is also preferable to use the electric power obtained in this way for electric power sales.
  • the bedding (fermented bedding) is separated from the digestive juice generated in the methane fermentation process 5 with the methane fermentation.
  • the second litter separating device that can be employed in the second litter separating step 6 is not particularly limited, and for example, the same one as the first litter separating device that can be employed in the first litter separating step 2 can be used.
  • a screw press dehydrator is particularly suitable.
  • a part of the digestive liquid after the bedding is separated is returned to the above-mentioned digestive liquid addition step 1 and added to the organic waste.
  • the other part of the digestive juice can be used as a fertilizer such as liquid fertilizer or added to feed.
  • the digested liquid after the bedding is separated preferably has a TS of 3% or more.
  • TS is 3% or more
  • the amount of biogas produced by methane fermentation can be further increased.
  • digestive juice having a TS of 3% or more also exhibits an excellent nutritional effect when used as a fertilizer such as liquid fertilizer or added to a feed or the like. Therefore, the utility value of the digested liquid after methane fermentation can be further increased, and the amount of waste can be further reduced.
  • the digestive juice can be suitably recycled as described above, it is possible to reduce the load of processing the digestive juice by wastewater treatment or the like.
  • the digested liquid after methane fermentation may be returned to the upstream process as described above, and the remaining digested liquid may be used as a fertilizer to effectively use the entire amount of the digested liquid.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the basic configuration of the rotary crusher.
  • 30 is a rotary crusher
  • 31 is a chamber
  • 32 is a rotating shaft
  • 33 is a rotating element
  • 34 is a mounting portion
  • 35 is a motor.
  • a rotary shaft 32 is provided near the center of the bottom in a chamber 31 having an internal space, and a rotary element 33 formed of a chain is attached to a mounting portion 34 formed at the tip of the rotary shaft 32. Is attached.
  • Rotating element 33 is not limited to a chain, and may be a chain or a blade.
  • the radius of rotation of the rotating element 33 (the length from the center of rotation to the outer peripheral end) is not particularly limited, but is preferably in the range of 50 cm to 200 cm.
  • the rotational speed of the rotating shaft is set to 800 to 1600 rpm, and the processing time is set to 25 to 40 seconds (total of charging time 10 seconds, crushing time 5 seconds to 20 seconds, and discharging time 10 seconds). It is possible to suitably produce a litter crushed into 10 to 100 mm pieces.
  • the rotary crusher as described above is easily affected by feces adhering to the litter, so that the crushing efficiency is greatly improved by removing the feces from the litter.
  • Solid-liquid separation test (test to peel feces from litter) 1
  • Table 1 shows the results of measuring the weight, TS, and VS (incineration loss (organic matter amount)) for each of the raw materials (including digestive fluid), the separated litter, and the organic waste after the litter was separated. Shown in
  • Example 1 (Comparative Example 1) In Example 1, the litter was separated in the same manner as in Example 1 except that the digestive juice was not added. Table 1 shows the results of measuring the weight, TS, and VS for each of the raw material, the separated bedding, and the organic waste after the bedding was separated.
  • Example 1 in which the digestive juice was added to the organic waste, the moisture content could be reduced (high TS and VS) because the separation efficiency of the litter was excellent and less water was brought in by the feces. .
  • Digestive liquid (TS 4.6%) was added to this raw material, and the mixture was uniformly mixed by stirring to obtain a mixture.
  • the fecal adhesion rate (%) to the bedding after solid-liquid separation was determined based on the following formula.
  • a (%) ([B 0 ⁇ B 1 ] / B 0 ) ⁇ 100
  • A is the fecal adhesion rate (%) to the litter after solid-liquid separation
  • B 0 is the feces TS (kg) in the original raw material (the litter with the feces adhered)
  • B 1 is It is feces TS (kg) in the detachment liquid after solid-liquid separation.
  • Fig. 3 shows the relationship between the moisture content (%) of the mixture 1 to 3 and the fecal adhesion rate (%) to the bedding after solid-liquid separation.
  • the horizontal axis represents the moisture content (%) of the mixture before solid-liquid separation
  • the vertical axis represents the fecal adhesion rate (%) to the litter after solid-liquid separation.
  • Example 2 water was used in place of the digestive juice, and the amount of water added to the raw material was adjusted so that the water content of the mixture was the value shown in Table 3 (88%, 90%, or 95%). Thus, mixtures 4 to 6 having different moisture contents were obtained.
  • FIG. 3 shows the relationship between the moisture content (%) of the mixtures 4 to 6 and the fecal adhesion rate (%) to the bedding after solid-liquid separation.
  • FIG. 3 shows that in the comparison system of digestive juice and water, the fecal adhesion rate depends on the moisture content, and when compared at the same moisture content, Example 2 to which the digestive juice was added and water It can be seen that there is no substantial difference in the fecal adhesion rate in Comparative Example 2 to which is added. From this, it can be seen that by adding the digestive fluid, it is possible to achieve the same fecal adhesion rate as when water is added.
  • Methane fermentation test (Example 3) According to the methane fermentation method shown in FIG. 1, methane fermentation was performed using an organic waste containing a litter (rice bran) with feces attached as a raw material.
  • Table 4 shows the material balance (wet weight (t), moisture content (%), TS (%) and TS (t)) in each process (A to H in FIG. 4).
  • a to H correspond to the following, respectively.
  • H Liquid fertilizer (digested liquid excluding the portion returned to the digestive liquid addition step 1)
  • 101 is a digestive fluid addition process
  • 102 is a first litter separation process
  • 103 is a crushing process
  • 104 is a mixing process
  • 105 is a methane fermentation process
  • 106 is a second litter separation process. That is, in Example 3, the digestive juice addition step 1 is not provided, but instead, a water addition step 101 for adding water to the raw material is provided.
  • the raw material (the raw material mixed with the digestive liquid) supplied to the first bedding separation step 2 of Example 1 and the raw material (the raw material mixed with water) supplied to the first bedding separation step 102 of Reference Example 2 Then, the water content was evaluated under the same conditions. Therefore, the amount of water added to the raw material in the water addition step 101 is adjusted to be smaller than the amount of the digestive fluid added in the digestive fluid addition step 1 of Example 3.
  • Table 5 shows the material balance (wet weight (t), moisture content (%), TS (%), and TS (t)) in each process (A ′ to H ′ in FIG. 5).
  • a ′ to H ′ correspond to the following, respectively.
  • a ′ Raw material
  • B ′ Water added in the water addition step 101
  • C ′ Raw material used in the first bedding separation step 102 after the addition of water
  • D ′ Biogas generated from the methane fermentation step 105 (CH 4 ; 55%)
  • E ′ Digestive fluid generated from the methane fermentation step 105
  • F ′ Fraction fraction separated in the second litter separation step 106 (litter material)
  • G ′ Digested liquid after the bedding has been separated
  • H ′ Liquid fertilizer
  • Example 3 In Example 3 in which the digestive juice was added, the amount of liquid fertilizer was reduced and the time and effort of spraying was reduced compared to Reference Example 2 in which water was added, or the treatment facility capacity can be reduced when drainage treatment is selected. It can be seen that the above effects can be obtained. Furthermore, in Example 3, as compared with Reference Example 2, it was confirmed by an additional test that liquid fertilizer contains a large amount of low molecular weight organic substances that are not detected as TS. Such low molecular weight organic matter is presumed to have been produced as a result of digestion of the digested liquid again to methane fermentation, resulting in good digestion of undegraded organic matter. It enhances value.
  • Example 3 compared with Reference Example 2, it was confirmed that the amount of biogas generated in methane fermentation was increased (Reference Example 2; 34.1 m 3 ⁇ Example 3; 34.8 m 3 ). .
  • Example 3 there is an advantage that the amount of water used can be reduced compared to Reference Example 2.
  • Solid-liquid separation test test to peel feces from litter 2
  • fecal adhesion rate equivalent to that of adding water can be achieved. It can be seen that, as a whole, the methane fermentation process exhibits significant effects from the viewpoints of reducing the amount of water used, increasing the amount of gas generated, and reducing the labor of spraying liquid manure.
  • FIG. 7 shows changes with time in the amount of biogas produced by methane fermentation.
  • Test 2 methane fermentation was performed in the same manner as in Test 1 except that the bedding piece 1 was replaced with the bedding piece 2 (50 mm piece).
  • FIG. 7 shows changes with time in the amount of biogas produced by methane fermentation.
  • Methane fermentation was performed in the same manner as in Test 1 except that the bedding piece 1 was replaced with the bedding piece 3 (over 1 mm to 20 mm piece) in Test 1.
  • FIG. 7 shows changes with time in the amount of biogas produced by methane fermentation.
  • FIG. 7 shows changes with time in the amount of biogas produced by methane fermentation.
  • Test 1 methane fermentation was carried out in the same manner as in Test 1 except that the litter fragment 1 was not used and only the digestive juice was used.
  • FIG. 7 shows changes with time in the amount of biogas produced by methane fermentation.
  • the post-fermented bedding substantially retains the shape before the fermentation and can be suitably used as a bedding.

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Abstract

本発明は、敷料と糞とを含む有機性廃棄物からの敷料の分離効率を向上でき、敷料の破砕効率を向上できると共に、メタン発酵で生成するバイオガスのガス量を増加でき、更に、メタン発酵後の消化液の利用価値を高め、廃棄量を削減できるメタン発酵方法及びメタン発酵システムを提供することを目的とし、敷料と糞とを含む有機性廃棄物から敷料を分離する第１敷料分離工程2と、第１敷料分離工程2で分離された敷料を破砕する破砕工程3と、第１敷料分離工程2で敷料が分離された後の有機性廃棄物と、破砕工程3で破砕された敷料とをメタン発酵槽に導入してメタン発酵するメタン発酵工程5と、メタン発酵工程5で生成した消化液から敷料を分離する第２敷料分離工程6と、を有し、第２敷料分離工程6で敷料が分離された後の消化液を、第１敷料分離工程2に供される有機性廃棄物に添加することによって解決される。

Description

メタン発酵方法及びメタン発酵システム
　本発明は、メタン発酵方法及びメタン発酵システムに関し、より詳しくは、敷料と糞とを含む有機性廃棄物を処理してメタン発酵するメタン発酵方法及びメタン発酵システムに関する。
　特許文献１には、セルロース性繊維を多く含有する有機性廃棄物をメタン発酵処理する方法において、該有機性廃棄物又は該有機性廃棄物をメタン発酵処理して得られた処理液に、他の固形物の少ない水を混合して固液分離及び／又は脱水し、得られた固形物を粉砕工程で粉砕した後、該粉砕された固形物をメタン発酵工程に投入することが開示されている。
　特許文献１は、かかる他の固形物の少ない水について、浮遊性物質が少ない水であればどれでもよいが、メタン発酵処理の後段の水処理工程の処理水、例えば活性汚泥処理水等が好ましいとしている。
特開２００２－２４８４４８号公報
　家畜等の飼育スペースには、敷料が敷かれる。このとき、敷料の上に排泄された糞は、敷料に付着する。
　本発明者は、敷料を、該有機性廃棄物と共にメタン発酵する際に、あらかじめ敷料を破砕しておくことで、敷料のメタン発酵効率を向上できることを既に見出している。
　敷料を破砕する際には、有機性廃棄物から敷料を分離しておくことが好ましいが、敷料に糞が付着している場合、これを剥離することは困難である。
　糞によって持ち込まれる水分などによって、敷料を破砕する際の破砕効率が低下してしまう。特に、破砕装置として回転式破砕機を用いる場合、破砕効率の低下は顕著となることがわかった。
　本発明者は、有機性廃棄物から敷料を分離する際に、該有機性廃棄物に水を添加して、敷料から糞を剥離し易くすることを試みた。
　これにより、敷料から糞が剥離され易くなり、敷料の分離効率が向上し、敷料を破砕する効率を向上できることがわかった。
　しかし、このプロセスは、新たに水を添加するため、後段のメタン発酵後の消化液として、希釈された薄い消化液が多量に生成されるという新たな問題を生じることがわかった。この結果、例えば、消化液を液肥として農地に散布する場合、薄い消化液は、多量に散布しなければならないため、散布作業の効率が損なわれる。また、廃棄処理する場合の廃棄量も増大することになる。また、このプロセスは、メタン発酵で生成するバイオガスのガス量を増加させる観点でも、更なる改善の余地があった。
　本発明者は、実際に試験を行って鋭意検討した結果、有機性廃棄物から敷料を分離する際に、該有機性廃棄物に、メタン発酵後の消化液を添加することによって、水を添加した場合と同等に、敷料から糞を剥離し易くすることが可能であることを見出した。
　のみならず、このように添加された消化液は、上述した水等を添加するプロセスと比較して、後段のメタン発酵後の消化液を少量且つ濃いものとし、例えば液肥としての散布作業効率の向上や、廃棄量削減を実現できるだけでなく、メタン発酵で生成するバイオガスのガス量を増加できることがわかった。
　更に、メタン発酵後の消化液が、再度メタン発酵に供されることにより、未消化だった有機物が良く分解されるようになり、液肥等の肥料としての価値を高めることも可能である。
　上述した効果は、特にＴＳ（総固形分）が３％以上の消化液を添加する場合に顕著となることも確認されている。
　そこで、本発明の課題は、敷料と糞とを含む有機性廃棄物からの敷料の分離効率を向上でき、敷料の破砕効率を向上できると共に、メタン発酵で生成するバイオガスのガス量を増加でき、更に、メタン発酵後の消化液の利用価値を高め、廃棄量を削減できるメタン発酵方法及びメタン発酵システムを提供することにある。
　また本発明の更なる他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
　上記課題は、以下の各発明によって解決される。
１．
　敷料と糞とを含む有機性廃棄物から前記敷料を分離する第１の敷料分離工程と、
　前記第１の敷料分離工程で分離された前記敷料を破砕する破砕工程と、
　前記第１の敷料分離工程で前記敷料が分離された後の前記有機性廃棄物と、前記破砕工程で破砕された前記敷料とをメタン発酵槽に導入してメタン発酵するメタン発酵工程と、
　前記メタン発酵工程で生成した消化液から前記敷料を分離する第２の敷料分離工程と、
を有し、
　前記第２の敷料分離工程で前記敷料が分離された後の前記消化液を、前記第１の敷料分離工程に供される前記有機性廃棄物に添加することを特徴とするメタン発酵方法。
２．
　前記第２の敷料分離工程で前記敷料が分離された後の前記消化液は、ＴＳが３％以上であることを特徴とする前記請求項１記載のメタン発酵方法。
３．
　前記破砕工程において、破砕装置として回転式破砕機を用いることを特徴とする前記１又は２記載のメタン発酵方法。
４．
　前記第２の敷料分離工程で分離された前記敷料を、敷料として再利用することを特徴とする前記１～３の何れかに記載のメタン発酵方法。
５．
　敷料と糞とを含む有機性廃棄物から前記敷料を分離する第１の敷料分離装置と、
　前記第１の敷料分離装置で分離された前記敷料を破砕する破砕装置と、
　前記第１の敷料分離装置で前記敷料が分離された後の前記有機性廃棄物と、前記破砕装置で破砕された前記敷料とを導入してメタン発酵するメタン発酵槽と、
　前記メタン発酵槽での前記メタン発酵により生成した消化液から前記敷料を分離する第２の敷料分離装置と、を有し、
　前記第２の敷料分離装置で前記敷料が分離された後の前記消化液を、前記第１の敷料分離装置に供される前記有機性廃棄物に添加することを特徴とするメタン発酵システム。
６．
　前記第２の敷料分離装置で前記敷料が分離された後の前記消化液は、ＴＳが３％以上であることを特徴とする前記５記載のメタン発酵システム。
７．
　前記破砕装置は、回転式破砕機であることを特徴とする前記５又は６記載のメタン発酵システム。
８．
　前記第２の敷料分離装置で分離された前記敷料を、敷料として再利用することを特徴とする前記５～７の何れかに記載のメタン発酵システム。
　本発明によれば、敷料と糞とを含む有機性廃棄物からの敷料の分離効率を向上でき、敷料の破砕効率を向上できると共に、メタン発酵で生成するバイオガスのガス量を増加でき、更に、メタン発酵後の消化液の利用価値を高め、廃棄量を削減できるメタン発酵方法及びメタン発酵システムを提供することができる。
本発明のメタン発酵方法の一例を示すブロック図 回転式破砕機の基本構成を示す説明図 糞剥離作用を検証する図 実施例のメタン発酵方法を説明する図 参考例のメタン発酵方法を説明する図 敷料断片の例を示す図 敷料断片のサイズとメタン発酵効率を検証する図
　以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
　図１は、本発明のメタン発酵方法の一例を示すブロック図である。
　図１において、１は消化液添加工程、２は第１の敷料分離工程、３は破砕工程、４は混合工程、５はメタン発酵工程、６は第２の敷料分離工程である。
　図示のメタン発酵方法では、原料として、敷料と糞を含む有機性廃棄物を用いる。糞としては、例えば、牛、豚、馬等の動物の糞を好ましく例示できる。敷料は、草本系バイオマス（ソフトバイオマス）からなるものであれば格別限定されず、例えば、稲藁、麦稈（以下、麦藁という場合もある。）、牧草などを好ましく例示できる。敷料は、使用後のもの、即ち、上記した糞が付着した状態のものを好ましく用いることができる。
　消化液添加工程１では、有機性廃棄物に、メタン発酵に伴って生成された消化液を添加する。この消化液については、後に詳述する。
　消化液添加工程１において、有機性廃棄物に消化液を添加する装置は格別限定されない。単純に有機廃棄物に消化液を添加するだけでもよいが、例えば、混合槽ないし混合撹拌槽を用いて、有機性廃棄物と消化液とを混合することも好ましい。後段の第１の敷料分離工程２で用いる分離装置として、有機性廃棄物と消化液とを混合する作用を有するものを用いることも好ましい。
　有機性廃棄物１００重量部に対して添加される消化液の量は、格別限定されないが、例えば、１０重量部～１０００重量部の範囲とすることが好ましい。また、消化液混合後の含水率が、所定の含水率、又は所定値以上の含水率となるように、消化液の添加量が調整されていることも好ましいことである。一例として、含水率が８５％以下の有機性廃棄物（原料）に対して、消化液混合後の含水率が、８８％以上、好ましくは９０％以上、最も好ましくは９５％以上となるように、消化液を添加することも好ましいことである。
　第１の敷料分離工程２では、消化液添加工程１において消化液が添加された有機性廃棄物から敷料を分離する。
　消化液の作用によって、敷料から糞が剥離されやすくなるため、有機性廃棄物からの敷料の分離効率が向上する。これにより、糞によって水分が持ち込まれることも防止でき、敷料の含水率を低下する効果も得ることができる。
　有機性廃棄物から敷料を分離する第１の敷料分離装置は格別限定されず、例えば、スクリュープレス脱水機、フィルタープレス脱水機、ベルトプレス脱水機、遠心脱水機、多重円板脱水機、ローラープレス脱水機、ウェービープレス脱水機等を好ましく用いることができる。特にスクリュープレス脱水機は、有機性廃棄物と消化液とを混合する作用を好適に発揮し、消化液による糞剥離作用が発揮され易くなるため好ましい。
　破砕工程３では、第１の敷料分離工程２で分離された敷料を破砕する。
　破砕工程３に供される敷料は、第１の敷料分離工程２において、糞が好適に分離されているため、効率的に破砕することができる。
　敷料を破砕する破砕装置は格別限定されず、例えば、ボールミル型破砕機、石臼式破砕機、裁断機、回転式破砕機等を好ましく用いることができ、特に、回転式破砕機が好適である。回転式破砕機については、後に詳述する。
　破砕後の敷料の大きさ（長さ）は、格別限定されないが、１００ｍｍ以下の長さの断片であることが好ましい。例えば粒径がミクロンオーダー（具体的には例えば１ｍｍ未満）となるまで粉砕してもよいが、１ｍｍ以上であることがより好ましい。最も好ましいのは、長さ１０ｍｍ～１００ｍｍ、好ましくは長さ１０ｍｍ～５０ｍｍの断片の敷料が、敷料全体の大半（５０重量％以上）を占めることである。
　本発明者は、１０ｍｍ～１００ｍｍの長さ、好ましくは１０ｍｍ～５０ｍｍの長さを有するような比較的大きい敷料断片であっても、後段のメタン発酵により十分な量のバイオガスを発生することを見出している。また、敷料断片が、ある程度の長さを有していることによって、メタン発酵後の敷料を、敷料等として好適に再利用することもできる。かかるメタン発酵後の敷料は、メタン発酵によって有機物が分解されている分、それ以上の腐敗を生じ難く、衛生的でもある。
　特に、１０ｍｍ～１００ｍｍの長さ、好ましくは１０ｍｍ～５０ｍｍの長さを有するような比較的大きい敷料断片を効率的に得る観点では、回転式破砕機を好ましく用いることができる。特に回転式破砕機は、敷料に付着した糞の影響を受け易いため、敷料から糞が剥離されていることによる破砕効率の改善効果が大きい。
　混合工程４では、第１の敷料分離工程２で敷料が分離された後の有機性廃棄物と、破砕工程３で破砕された敷料とを混合する。
　混合装置は、格別限定されるものではない。例えば、後段のメタン発酵工程５で用いるメタン発酵槽を兼用してもよい。あるいは、別途、混合槽ないし混合撹拌槽を設けて、メタン発酵槽に導入する前にあらかじめ混合しておくことも好ましいことである。
　メタン発酵工程５では、第１の敷料分離工程２で敷料が分離された後の有機性廃棄物と、破砕工程３で破砕された敷料とを、メタン発酵槽に導入し、メタン発酵する。
　メタン発酵の温度は、メタン発酵が進行する温度（通常は、３５以上）であれば格別限定されず、例えば、いわゆる中温型、高温型、超高温型など何れのタイプでも適用可能であるが、本発明においては、５０以上７０以下の温度で発酵を行うことが好ましい。この温度であれば、雑菌などを殺菌することが可能になるので、メタン発酵後の消化液から分離される敷料の衛生を向上でき、敷料等としての利用価値を高めることができる。
　本発明では、上述した第１の敷料分離工程２に供される有機性廃棄物に、消化液添加工程１において、メタン発酵後の消化液を添加しているため、メタン発酵工程５におけるメタン発酵に際しての燃料コストを削減することも可能になる。即ち、水（例えば１０）や活性汚泥水（通常は２０）と比較して、メタン発酵から生成される消化液は、メタン発酵槽内の温度（上述した通り、通常は３５以上、好ましくは５０以上７０以下）に由来して比較的高温の状態にある。例えば、メタン発酵槽内から抜き出され消化液添加工程１において添加される段階の消化液に、好ましくは３０以上、より好ましくは４０以上、最も好ましくは５０以上の温度を容易に保持させることができる。従って、メタン発酵のために有機性廃棄物を加温する際の熱量を、水や活性汚泥を添加する場合と比較して低減し、燃料コストを削減することが可能になる。
　メタン発酵は、好ましくは５日以上、より好ましくは１０日以上、最も好ましくは１５日以上継続することが好ましい。メタン発酵は、バッチ式でも連続式でもよく、連続式で行う場合は、発酵槽における平均滞留時間が、メタン発酵の継続時間に相当する。
　メタン発酵に伴ってバイオガスと消化液が生成する。
　原料としてメタン発酵槽に導入された敷料は、破砕工程３で破砕されているため、メタン発酵により十分な量のバイオガスを生成することができる。
　また、消化液添加工程１において添加された消化液の作用により、上述した水等を添加するプロセスと比較して、メタン発酵工程５でのメタン発酵に伴って生成する消化液を、少量且つ濃いものとすることができる。これにより、例えば液肥としての散布作業効率の向上や、廃棄量削減を実現できる。更に、上述した水等を添加するプロセスと比較して、メタン発酵で生成するバイオガスのガス量を更に増加できる効果も得られる。
　また、メタン発酵後の消化液が、再度メタン発酵に供されることにより、未消化だった有機物が良く分解されるようになり、液肥等の肥料としての価値を高めることも可能になる。
　バイオガスを回収して、例えば、必要に応じて一時的にガスホルダに貯留した後、精製設備で精製し、発電機の動力として利用することができる。このようにして得られた電力を、売電に供することも好ましいことである。
　第２の敷料分離工程６では、メタン発酵工程５でのメタン発酵に伴って生成した消化液から、敷料（発酵後の敷料）を分離する。
　第２の敷料分離工程６で採用できる第２の敷料分離装置は格別限定されず、例えば、第１の敷料分離工程２で採用できる第１の敷料分離装置と同様のものを用いることができる。特に、スクリュープレス脱水機が好適である。
　分離された敷料を回収し、再利用することは好ましいことである。特に、敷料として好適に再利用することができる。
　敷料が分離された後の消化液の一部は、上述した消化液添加工程１に返送され、有機性廃棄物に添加される。また、消化液の他の一部は、液肥などの肥料として、あるいは、飼料などに添加して用いることができる。このように消化液を再利用することで、消化液の廃棄量を更に削減することができる。
　敷料が分離された後の消化液は、ＴＳが３％以上であることが好ましい。ＴＳが３％以上であることにより、メタン発酵で生成するバイオガスのガス量を更に増加できる。また、ＴＳが３％以上の消化液は、液肥などの肥料として、あるいは、飼料などに添加して用いる際に、栄養に優れる効果も奏する。そのため、メタン発酵後の消化液の利用価値を更に高め、廃棄量を更に削減できる。
　また、消化液を、混合工程４で用いる混合槽ないし混合撹拌槽に返送することも好ましいことである。
　本発明によれば、上記のように消化液を好適にリサイクルできるため、排水処理等により消化液を処理する負荷を軽減できる。メタン発酵後の消化液を上記のように上流プロセスに返送し、残りの消化液を肥料等として利用することで、消化液の全量を有効利用してもよい。
　次に、破砕工程３の破砕装置として好ましく用いられる回転式破砕機について、詳しく説明する。
　図２は、回転式破砕機の基本構成を示す説明図である。
　図２において、３０は回転式破砕機、３１はチャンバ、３２は回転軸、３３は回転要素、３４は取付部、３５はモーターである。
　回転式破砕機３０は、内部空間を有するチャンバ３１内の底部中央近傍に回転軸３２が竪設され、該回転軸３２の先端に形成された取付部３４に、ここでは鎖からなる回転要素３３が取り付けられている。
　被処理物（上述した第１の敷料分離工程１で分離された固相であり、少なくとも敷料を含む）がチャンバ３１内に投入されると、回転して遠心力が作用している回転要素３３に衝突する。これにより敷料は破砕され断片化される。
　運転条件を適宜設定することで、容易に、被処理物として、１０ｍｍ～１００ｍｍの断片に破砕された敷料を生成できる。
　回転要素３３は、鎖に限定されず、チェーンであってもよいし、あるいはブレードなどであってもよい。回転要素３３の回転半径（回転中心から外周側末端までの長さ）は、格別限定されないが、５０ｃｍ～２００ｃｍの範囲であることが好ましい。
　運転条件の一例として、回転軸の回転数を８００～１６００ｒｐｍ、処理時間を２５秒～４０秒（投入時間１０秒、破砕時間５秒～２０秒、排出時間１０秒の合計）に設定することで、１０ｍｍ～１００ｍｍの断片に破砕された敷料を好適に生成することが可能になる。
　特に上記のような回転式破砕機は、敷料に付着した糞の影響を受け易いため、敷料から糞が剥離されていることによる破砕効率の改善効果が大きい。
　以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はかかる実施例により限定されない。
１．固液分離試験（敷料から糞を剥離する試験）１
（実施例１）
　成牛の糞と敷料（稲の長藁）を含む有機性廃棄物（原料）に、メタン発酵に伴って発生した消化液（ＴＳ＝４％弱）を添加し、スクリュープレスを用いて該有機性廃棄物から敷料を分離した。原料（消化液を含む）、分離された敷料、及び、敷料が分離された後の有機性廃棄物のそれぞれについて、重量、ＴＳ、ＶＳ（焼却減量（有機物量））を測定した結果を表１に示す。
（比較例１）
　実施例１において、消化液を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様にして敷料を分離した。原料、分離された敷料、及び、敷料が分離された後の有機性廃棄物のそれぞれについて、重量、ＴＳ、ＶＳを測定した結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
＜評価＞
　表１より、有機性廃棄物に消化液を添加した実施例１では、敷料の分離効率に優れ、糞により持ち込まれる水分が少ないため、含水率を低下できる（ＴＳ、ＶＳが大きい）ことがわかる。
　これに対して、何も添加しない場合（比較例１）では、糞の剥離が不十分であるため敷料の分離効率に劣り、糞により持ち込まれる水分により含水率の低下に限界がある（ＴＳ、ＶＳが小さい）ことがわかる。
　また、以上の試験において敷料として用いた稲の長藁（稲藁）を、麦稈、牧草に代えても、同様の結果が得られることが確認された。
　以上のことから、本発明によれば、敷料と糞とを含む有機性廃棄物からの敷料の分離効率を向上でき、敷料の破砕効率を向上できることが確認された。
２．固液分離試験（敷料から糞を剥離する試験）２
（実施例２）
　原料として、成牛の糞が付着した敷料（稲の長藁）を用意した。原料の含水率は８５％である。
　この原料に、消化液（ＴＳ＝４．６％）を添加し、撹拌により均一に混合して混合物を得た。
　このとき、混合物の含水率が、表２に示す値（８８％。、９０％又は９５％）となるように、原料に対する消化液の添加量を調整し、それぞれ含水率の異なる混合物１～３を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　次に、孔径１ｍｍのフィルタを用いて、混合物１～３をそれぞれ固液分離し、得られた脱離液（液側分画）について、液中の糞量（＝ＴＳ）を測定した。
　測定値から、下記式に基づいて、固液分離後の敷料への糞付着率（％）を求めた。
　Ａ（％）＝（［Ｂ０－Ｂ１］／Ｂ０）×１００
　上記式において、Ａは、固液分離後の敷料への糞付着率（％）、Ｂ０は、元の原料（糞が付着した敷料）中の糞ＴＳ（ｋｇ）であり、Ｂ１は、固液分離後の脱離液中の糞ＴＳ（ｋｇ）である。
　混合物１～３の含水率（％）と、固液分離後の敷料への糞付着率（％）との関係を、図３に示した。図３のグラフにおいて、横軸は、固液分離前の混合物の含水率（％）であり、縦軸は、固液分離後の敷料への糞付着率（％）である。
（参考例１）
　実施例２において、消化液に代えて水を用い、混合物の含水率が、表３に示す値（８８％。、９０％又は９５％）となるように、原料に対する水の添加量を調整し、それぞれ含水率の異なる混合物４～６を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　実施例２と同様に、混合物４～６の含水率（％）と、固液分離後の敷料への糞付着率（％）との関係を、図３に示した。
＜評価＞
　図３より、消化液と水の比較系においては、糞付着率が含水率に依存することが示されており、同一の含水率で比較した場合、消化液を添加した実施例２と、水を添加した比較例２とで、糞付着率に実質的な差がないことがわかる。このことから、消化液の添加により、水を添加した場合と同等の糞付着率を達成可能であることがわかる。
　更に、消化液を添加する場合は、水を添加する場合と比較して、メタン発酵プロセス全体に好ましい影響を及ぼし得る。このことは、下記「３．メタン発酵試験」での検証からも明らかになる。
　また、以上の試験において敷料として用いた稲の長藁（稲藁）を、麦稈、牧草に代えても、同様の結果が得られることが確認された。
３．メタン発酵試験
（実施例３）
　図１に示したメタン発酵方法により、原料として糞が付着した敷料（稲の長藁）を含む有機性廃棄物を用いて、メタン発酵した。
　プロセスの各過程（図４中Ａ～Ｈ）における物質収支（湿重量（ｔ）、含水率（％）、ＴＳ（％）及びＴＳ（ｔ））を表４に示す。
　Ａ～Ｈは、それぞれ下記に対応する。
　Ａ：原料
　Ｂ：消化液添加工程１において添加される消化液
　Ｃ：消化液添加後の第１の敷料分離工程２に供される原料
　Ｄ：メタン発酵工程５から生成されるバイオガス（ＣＨ４；５５％）
　Ｅ：メタン発酵工程５から生成される消化液
　Ｆ：第２の敷料分離工程６で分離された敷料分画（敷料材）
　Ｇ：敷料が分離された後の消化液
　Ｈ：液肥（消化液添加工程１への返送分を除いた消化液）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（参考例２）
　図５に示したメタン発酵方法により、実施例３と同じ原料を用いて、メタン発酵した。
　図５において、１０１は消化液添加工程、１０２は第１の敷料分離工程、１０３は破砕工程、１０４は混合工程、１０５はメタン発酵工程、１０６は第２の敷料分離工程である。即ち、実施例３において、消化液添加工程１を設けず、代りに、原料に水を添加する水添加工程１０１を備えている。
　実施例１の第１の敷料分離工程２に供される原料（消化液を混合した原料）と、当該参考例２の第１の敷料分離工程１０２に供される原料（水を混合した原料）とで、含水率を同じとした条件で評価した。そのため、水添加工程１０１において原料に添加される水の量は、実施例３の消化液添加工程１で添加される消化液の量よりも少量に調整されている。
　プロセスの各過程（図５中Ａ’～Ｈ’）における物質収支（湿重量（ｔ）、含水率（％）、ＴＳ（％）及びＴＳ（ｔ））を表５に示す。
　Ａ’～Ｈ’は、それぞれ下記に対応する。
　Ａ’：原料
　Ｂ’：水添加工程１０１において添加される水
　Ｃ’：水添加後の第１の敷料分離工程１０２に供される原料
　Ｄ’：メタン発酵工程１０５から生成されるバイオガス（ＣＨ４；５５％）
　Ｅ’：メタン発酵工程１０５から生成される消化液
　Ｆ’：第２の敷料分離工程１０６で分離された敷料分画（敷料材）
　Ｇ’：敷料が分離された後の消化液
　Ｈ’：液肥
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
＜評価＞
　消化液を添加した実施例３では、水を添加した参考例２と比較して、液肥の量が少なく、散布の手間が軽減される、あるいは排水処理を選択した場合に処理設備容量を削減できる等の効果が得られることがわかる。更に、実施例３では、参考例２と比較して、液肥中に、ＴＳとして検出されない低分子化された有機物が多く含まれることが、追加試験により確認された。このような低分子化された有機物は、消化液が再度メタン発酵に供されることにより、未分解だった有機物が良く消化された結果として生成されたものと推定され、液肥等の肥料としての価値を高めるものである。
　更に、実施例３では、参考例２と比較して、メタン発酵でのバイオガス発生量が多くなる（参考例２；３４．１ｍ３→実施例３；３４．８ｍ３）ことが確認された。
　また更に、実施例３では、参考例２と比較して、用水使用量を削減できるメリットもある。
　上述した「２．固液分離試験（敷料から糞を剥離する試験）２」での検証結果も合わせると、消化液を添加する場合は、水を添加する場合と同等の糞付着率を達成可能であるだけでなく、メタン発酵プロセス全体として、使用水量の削減、ガス発生量の増大、液肥散布作業の労力低減等の観点から、有意な効果を発揮することがわかる。
　また、以上の試験において敷料として用いた稲の長藁（稲藁）を、麦稈、牧草に代えても、同様の結果が得られることが確認された。
４．敷料の断片サイズによるメタン発酵効率への影響（参考例３）
　敷料の断片サイズによるメタン発酵効率への影響を検討した。ここでは、検証の精度を向上する観点で、ハサミ等を用いて敷料を正確に断片化している。本発明によれば、敷料から糞を好適に剥離でき、敷料の分離効率を向上できることにより、例えば下記敷料断片１～４のような大きさの敷料断片を製造する際の破砕効率を向上することができる。特に下記敷料断片１～３は、本発明により破砕効率が好適に向上される回転式破砕機によって好適に製造できる敷料断片に相当する。
（１）敷料断片の製造（破砕処理）
　ここでは、敷料として麦藁を用いた。
＜敷料断片１；１００ｍｍの断片＞
　麦藁を、ハサミで１００ｍｍの長さに裁断したものを敷料断片１（図６）とした。
＜敷料断片２；５０ｍｍの断片＞
　麦藁を、ハサミで５０ｍｍの長さに裁断したものを敷料断片２（図６）とした。
＜敷料断片３；１ｍｍ超～２０ｍｍの断片＞
　麦藁を、ハサミで裁断した後、家庭用ミキサーにかけて更に破砕し、径１ｍｍの篩にかけ、篩上の断片を敷料断片３（図６）とした。
＜敷料断片４；１ｍｍ以下の断片＞
　上記敷料断片３の製造において、篩下の断片を敷料断片４（図６）とした。
（２）メタン発酵
＜試験１＞
　１０ｇの敷料断片１（１００ｍｍの断片）を、消化液（牛糞由来）１．２Ｌと混合し、５５℃、ｐＨ制御なし、手動攪拌の条件で、メタン発酵を行った。メタン発酵により生成するバイオガス量の経時変化を図７に示す。
＜試験２＞
　試験１において、敷料断片１を敷料断片２（５０ｍｍの断片）に代えたこと以外は、試験１と同様にしてメタン発酵を行った。メタン発酵により生成するバイオガス量の経時変化を図７に示す。
＜試験３＞
　試験１において、敷料断片１を敷料断片３（１ｍｍ超～２０ｍｍの断片）に代えたこと以外は、試験１と同様にしてメタン発酵を行った。メタン発酵により生成するバイオガス量の経時変化を図７に示す。
＜試験４＞
　試験１において、敷料断片１を敷料断片４（１ｍｍ以下の断片）に代えたこと以外は、試験１と同様にしてメタン発酵を行った。メタン発酵により生成するバイオガス量の経時変化を図７に示す。
＜試験５＞
　試験１において、敷料断片１を用いず、消化液のみとしたこと以外は、試験１と同様にしてメタン発酵を行った。メタン発酵により生成するバイオガス量の経時変化を図７に示す。
＜評価＞
　図７に示される通り、１０ｍｍ～５０ｍｍのサイズの敷料の断片を発酵処理した場合では、発酵処理の開始直後はバイオガス発生の立ち上がりが多少出遅れる場合があるものの、発酵を継続してみると、十分な量のバイオガスを回収できることがわかった。１００ｍｍのサイズの敷料の断片を発酵処理した場合は、１０ｍｍ～５０ｍｍのサイズの敷料の断片の場合と比較して劣るが、１５日経過時で、試験４（１ｍｍ以下）のバイオガス発生量に近づいていることがわかった。
　また、発酵後の敷料は、発酵前の形状を実質的に保持しており、敷料などとして好適に用いられることが確認された。
　また、以上の試験において敷料として用いた稲の麦藁（麦稈）を、稲藁、牧草に代えても、同様の結果が得られることが確認された。
　１：消化液添加工程
　２：第１の敷料分離工程
　３：破砕工程
　４：混合工程
　５：メタン発酵工程
　６：第２の敷料分離工程

Claims (8)

  1. 　敷料と糞とを含む有機性廃棄物から前記敷料を分離する第１の敷料分離工程と、
    　前記第１の敷料分離工程で分離された前記敷料を破砕する破砕工程と、
    　前記第１の敷料分離工程で前記敷料が分離された後の前記有機性廃棄物と、前記破砕工程で破砕された前記敷料とをメタン発酵槽に導入してメタン発酵するメタン発酵工程と、
    　前記メタン発酵工程で生成した消化液から前記敷料を分離する第２の敷料分離工程と、
    を有し、
    　前記第２の敷料分離工程で前記敷料が分離された後の前記消化液を、前記第１の敷料分離工程に供される前記有機性廃棄物に添加することを特徴とするメタン発酵方法。
  2. 　前記第２の敷料分離工程で前記敷料が分離された後の前記消化液は、ＴＳが３％以上であることを特徴とする請求項１記載のメタン発酵方法。
  3. 　前記破砕工程において、破砕装置として回転式破砕機を用いることを特徴とする請求項１又は２記載のメタン発酵方法。
  4. 　前記第２の敷料分離工程で分離された前記敷料を、敷料として再利用することを特徴とする請求項１～３の何れかに記載のメタン発酵方法。
  5. 　敷料と糞とを含む有機性廃棄物から前記敷料を分離する第１の敷料分離装置と、
    　前記第１の敷料分離装置で分離された前記敷料を破砕する破砕装置と、
    　前記第１の敷料分離装置で前記敷料が分離された後の前記有機性廃棄物と、前記破砕装置で破砕された前記敷料とを導入してメタン発酵するメタン発酵槽と、
    　前記メタン発酵槽での前記メタン発酵により生成した消化液から前記敷料を分離する第２の敷料分離装置と、を有し、
    　前記第２の敷料分離装置で前記敷料が分離された後の前記消化液を、前記第１の敷料分離装置に供される前記有機性廃棄物に添加することを特徴とするメタン発酵システム。
  6. 　前記第２の敷料分離装置で前記敷料が分離された後の前記消化液は、ＴＳが３％以上であることを特徴とする請求項５記載のメタン発酵システム。
  7. 　前記破砕装置は、回転式破砕機であることを特徴とする請求項５又は６記載のメタン発酵システム。
  8. 　前記第２の敷料分離装置で分離された前記敷料を、敷料として再利用することを特徴とする請求項５～７の何れかに記載のメタン発酵システム。
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