(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
家畜排泄物を含有する高含水率有機廃棄物を燃料化するための方法であって、
前記高含水率有機廃棄物に脱水処理を施すことにより、この高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物を除去して脱塩素有機廃棄物とし、
次いで、この脱塩素有機廃棄物に、自然エネルギー、発酵熱エネルギーのいずれか一方による乾燥または加熱乾燥、及び前記自然エネルギー、前記発酵熱エネルギーのいずれか他方による乾燥または加熱乾燥、を順次施すことにより、塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下、含水率が３５質量％以下、有機物の分解率が２０質量％以下の乾燥脱塩素有機廃棄物とする工程を有し、
前記高含水率有機廃棄物は、畜糞尿を等量以上かつ２０倍量以下の水に投入・撹拌して得られる畜糞尿含有スラリーであることを特徴とする高含水率有機廃棄物の燃料化方法。
【請求項２】
前記高含水率有機廃棄物の含水率は６０質量％以上であることを特徴とする請求項１記載の高含水率有機廃棄物の燃料化方法。
【請求項３】
前記乾燥脱塩素有機廃棄物に、分級、粉砕、解砕のいずれか１つまたは２つ以上を行うことを特徴とする請求項１または２記載の高含水率有機廃棄物の燃料化方法。
【請求項４】
家畜排泄物を含有する高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物を除去し、乾燥または加熱乾燥してなるバイオマス燃料であって、
塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下、含水率が３５質量％以下かつ有機物の分解率が２０質量％以下であり、
前記高含水率有機廃棄物は、畜糞尿を等量以上かつ２０倍量以下の水に投入・撹拌して得られる畜糞尿含有スラリーであることを特徴とするバイオマス燃料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高含水率有機廃棄物の燃料化方法及びバイオマス燃料に関し、更に詳しくは、豚糞、牛糞、鶏糞等の畜糞尿を含む家畜排泄物、あるいは百貨店、スーパーマーケット、コンビニエンスストア等にて廃棄される食品廃棄物等を含有し、しかも水分を多量に含む高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物を効果的に除去するとともに、含水率を低減しかつ有機物の分解率を２０質量％以下に抑制可能な高含水率有機廃棄物の燃料化方法、及び高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物を除去するとともに、含水率を低減しかつ有機物の分解率を２０質量％以下に抑制したバイオマス燃料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鶏糞、牛糞、豚糞等の畜糞尿を含む家畜排泄物、あるいは百貨店、スーパーマーケット、コンビニエンスストア、飲食店等にて廃棄される売れ残り弁当や各種残飯等の食品廃棄物は、そのままの状態もしくは発酵させた状態で肥料として利用するのが一般的であるが、焼却炉等を用いて焼却することで減容化し、得られた焼却灰を肥料として利用することもある。
特に、近年、家畜排泄物の管理に関する適正化法が施行されたことにもより、畜糞尿を含む家畜排泄物の多くが肥料化されることが予想される一方、農地の減少傾向により使用される肥料の総量も減少傾向にある。そこで、家畜排泄物や食品廃棄物等の有機廃棄物を有効利用するために、肥料以外の用途の多角化が急務になっており、エネルギーとしての利用もその一つである。
【０００３】
一般に、家畜排泄物は３５質量％以下の低含水率状態では高位の発熱量を有するものであるが、低含水率状態とするためには、長時間の自然乾燥や化石燃料を用いた加熱乾燥を必要とするために、エネルギーとしての利用はごく一部では行われているものの総体的には進んでいない。
現在行われている家畜排泄物のエネルギー利用としては、鶏糞を発電や廃棄物ボイラーの燃料として用いたり、牛や豚の糞尿をメタン発酵させてメタンガスを主成分とするバイオガスを生成させ、このバイオガスを燃料として用いる等がある。
【０００４】
このような家畜排泄物や食品廃棄物等の有機廃棄物を有効利用するための様々な方法や装置が提案されており、例えば、次のような提案がなされている。
（１）鶏糞、家畜糞等の含水廃棄処理物を、蒸気管と燃焼室を備えた熱風炉と多段式の乾燥炭化炉との間に発生蒸気の循環系統を配設して密閉系内で熱源を循環させながら炭化物及び灰化物を生成する方法（特許文献１）。
この方法では、乾燥炭化炉から炭化物を、熱風炉から灰化物を、それぞれ回収することで、二次利用可能な炭化物及び灰化物を同時に資源回収するとともに、省資源化と無公害化の推進を図っている。
（２）畜糞を乾燥させる乾燥機と、乾燥された畜糞を小粒と大粒に分離する分離機と、分離された小粒の乾燥畜糞を焼却処理する焼却炉と、乾燥未完了の畜糞を破砕して金属類の混入異物を露出するとともに、この混入異物を磁石を介して除去する磁石付振動式篩とを有する畜糞乾燥焼却装置（特許文献２）。
この装置では、畜糞原料に混入している石、金属などの金属類異物を簡単容易に撤去することで、金属類異物に起因する機械のトラブルを未然に回避するとともに、この畜糞を焼却処理することにより発生する熱を有効利用している。
【特許文献１】特開２００４−３３００９２号公報
【特許文献２】特開２００５−１５６０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したように、家畜排泄物や食品廃棄物等の有機廃棄物を有効利用するための様々な方法や装置が提案されているが、これらの方法や装置においても、次のような問題点があった。
鶏糞をエネルギー源として利用しようとした場合、鶏糞のエネルギー利用を阻んでいる主たる点は、塩素含有量が高いという点である。鶏糞の塩素含有量が高いと、この塩素成分のために燃焼装置が腐食したり、あるいは低融点塩素化合物が発生して配管等の様々な箇所で閉塞等の様々なトラブルが発生する虞があるという問題点があった。
また、この鶏糞を、例えば、セメント焼成設備に燃料として投入した場合、それに含まれる塩素成分がセメントクリンカに混入してセメントの品質を低下させる虞がある。また、塩素成分がセメント焼成設備を腐食させる等のトラブルが発生する虞があるために、セメントの操業に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００６】
また、牛や豚の糞尿がエネルギー利用され難いのは、鶏糞と同様に塩素含有量が高いことと、含水率が８０％前後と高いために、燃料として用いた場合、燃焼時に発生する熱エネルギーが糞尿に含まれる水分の蒸発潜熱に奪われてしまい、燃料としてのエネルギーの有効利用を図ることが難しいからである。
このように、様々な理由から、家畜排泄物や食品廃棄物等を含む有機廃棄物のエネルギー源としての有効利用ははかばかしくないのが現状である。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、豚糞、牛糞、鶏糞等の畜糞尿を含む家畜排泄物、売れ残り弁当や各種残飯等の食品廃棄物等を含有し、しかも水分を多量に含む高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物を効果的に除去するとともに、含水率を低減しかつ有機物の分解率を２０質量％以下に抑制することができる高含水率有機廃棄物の燃料化方法、及び高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物を除去するとともに、含水率を低減しかつ有機物の分解率を２０質量％以下に抑制したバイオマス燃料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、家畜排泄物、食品廃棄物のいずれか一方または双方を含有する高含水率有機廃棄物に脱水処理を施せば、この高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物を除去して塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下と極めて低い脱塩素有機廃棄物を得ることができ、さらに、この脱塩素有機廃棄物に、自然エネルギー、発酵熱エネルギーのいずれか一方による乾燥または加熱乾燥、及び前記自然エネルギー、前記発酵熱エネルギーのいずれか他方による乾燥または加熱乾燥、を順次施せば、塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下、含水率が３５質量％以下、有機物の分解率が２０質量％以下の乾燥脱塩素有機廃棄物を得ることができ、バイオマス燃料等のエネルギー源として、さらにはセメント焼成設備のバイオマス燃料として有効利用することができ、しかもセメント焼成設備の操業やセメント品質に悪影響を及ぼす虞が無いことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の高含水率有機廃棄物の燃料化方法は、家畜排泄物を含有する高含水率有機廃棄物を燃料化するための方法であって、前記高含水率有機廃棄物に脱水処理を施すことにより、この高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物を除去して脱塩素有機廃棄物とし、次いで、この脱塩素有機廃棄物に、自然エネルギー、発酵熱エネルギーのいずれか一方による乾燥または加熱乾燥、及び前記自然エネルギー、前記発酵熱エネルギーのいずれか他方による乾燥または加熱乾燥、を順次施すことにより、塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下、含水率が３５質量％以下、有機物の分解率が２０質量％以下の乾燥脱塩素有機廃棄物とする工程を有し、前記高含水率有機廃棄物は、畜糞尿を等量以上かつ２０倍量以下の水に投入・撹拌して得られる畜糞尿含有スラリーであることを特徴とする。
【００１０】
この高含水率有機廃棄物の燃料化方法では、高含水率有機廃棄物に脱水処理を施すことにより、この高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物を除去して塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下の脱塩素有機廃棄物とする。
次いで、この脱塩素有機廃棄物に、自然エネルギー、発酵熱エネルギーのいずれか一方による乾燥または加熱乾燥、及び前記自然エネルギー、前記発酵熱エネルギーのいずれか他方による乾燥または加熱乾燥、を順次施すことにより、この脱塩素有機廃棄物に加わる自然エネルギー及び発酵熱エネルギーの双方のエネルギー量を調整して含水率を３５質量％以下に調整するとともに、この脱塩素有機廃棄物に含まれる有機物の分解率を２０質量％以下に抑え、バイオマス燃料としての十分な発熱量を確保する。
【００１１】
このように、自然エネルギー及び発酵熱エネルギーの双方のエネルギー量を調整することにより、塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下、含水率が３５質量％以下、有機物の分解率が２０質量％以下の乾燥脱塩素有機廃棄物を得ることが可能になる。
このようにして得られた乾燥脱塩素有機廃棄物は、塩素濃度及び含水率が極めて低くかつ高位の発熱量を有しており、燃焼効率が高いバイオマス燃料として有効利用することが可能である。
また、この乾燥脱塩素有機廃棄物をセメント焼成設備に燃料として投入した場合においても、セメントの操業や品質に悪影響を及ぼす虞が無い。
【００１２】
前記高含水率有機廃棄物の含水率は６０質量％以上であることが好ましい。
この高含水率有機廃棄物の含水率を６０質量％以上とすることにより、高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物が水に溶解することで効果的に除去され、よって、塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下と極めて低い脱塩素有機廃棄物を容易かつ安価に得ることが可能になる。
【００１３】
前記乾燥脱塩素有機廃棄物に、分級、粉砕、解砕のいずれか１つまたは２つ以上を行うことが好ましい。
乾燥脱塩素有機廃棄物は、乾燥処理の後では、通常、球状、塊状（ブロック状）、板状等、比較的大きな形状を有している。そこで、乾燥処理した乾燥脱塩素有機廃棄物に対して、分級、粉砕、解砕のいずれか１つまたは２つ以上を行うことにより、燃焼効率の高い所望の形状の粉粒体とすることが可能になる。
【００１４】
本発明のバイオマス燃料は、家畜排泄物を含有する高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物を除去し、乾燥または加熱乾燥してなるバイオマス燃料であって、塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下、含水率が３５質量％以下かつ有機物の分解率が２０質量％以下であり、前記高含水率有機廃棄物は、畜糞尿を等量以上かつ２０倍量以下の水に投入・撹拌して得られる畜糞尿含有スラリーであることを特徴とする。
【００１５】
このバイオマス燃料では、塩素濃度を３０００ｐｐｍ以下かつ含水率を３５質量％以下としたことにより、燃料として用いた場合においても、燃焼時に発生する熱エネルギーがバイオマス燃料に含まれる水分の蒸発潜熱に奪われてしまう虞が無くなり、燃料としてのエネルギーの有効利用を図ることが可能になる。
また、有機物の分解率を２０質量％以下としたことにより、バイオマス燃料としての十分な発熱量が確保される。
また、塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下と極めて低いので、燃焼装置等においても腐食や配管等の閉塞等のトラブルが発生する虞がなく、また、セメント焼成設備に投入した場合においても、セメントの操業や品質に悪影響を及ぼす虞が無い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の高含水率有機廃棄物の燃料化方法によれば、高含水率有機廃棄物に脱水処理を施すことにより、この高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物を除去して脱塩素有機廃棄物とし、次いで、この脱塩素有機廃棄物に、自然エネルギー、発酵熱エネルギーのいずれか一方による乾燥または加熱乾燥、及び前記自然エネルギー、前記発酵熱エネルギーのいずれか他方による乾燥または加熱乾燥、を順次施すことにより、塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下、含水率が３５質量％以下、有機物の分解率が２０質量％以下の乾燥脱塩素有機廃棄物とするので、塩素濃度及び含水率が極めて低くかつ高位の発熱量を有する乾燥脱塩素有機廃棄物を得ることができる。したがって、燃焼効率が高いバイオマス燃料を提供することができる。
また、乾燥または加熱乾燥に、太陽熱等の自然エネルギーや有機廃棄物の発酵熱エネルギーを用い、化石燃料を用いないので、省エネルギー効果が大きく、しかも環境負荷が小さい。
また、この乾燥脱塩素有機廃棄物をセメント焼成設備に燃料として投入した場合においても、セメントの操業や品質への悪影響を防止することができる。
【００１７】
本発明のバイオマス燃料によれば、塩素濃度を３０００ｐｐｍ以下、含水率を３５質量％以下かつ有機物の分解率を２０質量％以下としたので、燃焼効率が高く、省エネルギー効果が大きく、しかも環境負荷が小さいバイオマス燃料を提供することができる。
また、このバイオマス燃料を燃焼する燃焼装置等においても腐食や配管等の閉塞等のトラブルを防止することができ、このバイオマス燃料をセメント焼成設備に投入した場合においても、燃焼効率が低下する虞がなく、セメントの操業や品質に悪影響を及ぼす虞も無い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の高含水率有機廃棄物の燃料化方法及びバイオマス燃料の最良の形態について、図面に基づき説明する。
なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１９】
「高含水率有機廃棄物の燃料化設備」
図１は、本発明の一実施形態の高含水率有機廃棄物の燃料化方法に用いられる燃料化設備を示す模式図である。
図において、１は高含水率有機廃棄物を排出する排出源、２は高含水率有機廃棄物の脱塩設備、３は燃料化設備である。
【００２０】
ここで、高含水率有機廃棄物とは、含水率が６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、さらに好ましくは８０質量％以上の有機廃棄物のことであり、例えば、豚舎、牛舎、鶏舎等の畜舎を水洗により洗浄した際に排出される豚糞尿、牛糞尿、鶏糞尿等の畜糞尿と多量の洗浄水とを含む排泄物含有処理水、豚糞尿、牛糞尿、鶏糞尿等の畜糞尿を等量以上かつ２０倍量以下の水に投入・撹拌して得られる畜糞尿含有スラリー、使用済みの弁当容器や食品用容器を水洗により洗浄する際に排出される食品と多量の水とを含む食品廃棄物含有処理水、等が挙げられる。これらは、その用途や必要に応じて、１種のみ、または２種以上を混合して用いることができる。
【００２１】
排出源１は、上記の高含水率有機廃棄物を排出する源であり、例えば、豚の糞や尿を含む排泄物を水洗により洗浄した排泄物含有処理水を排出する豚舎、牛の糞や尿を含む排泄物を水洗により洗浄した排泄物含有処理水を排出する牛舎、鶏のケージ等を水洗により洗浄した排泄物含有処理水を排出する鶏舎等の畜舎、豚糞尿、牛糞尿、鶏糞尿等の畜糞尿を等量以上かつ２０倍量以下の水に投入・撹拌して得られる畜糞尿含有スラリーの貯留槽、百貨店、スーパーマーケット、コンビニエンスストア等にて廃棄される食品廃棄物やその容器等を水洗により洗浄した食品廃棄物含有処理水を排出する食品廃棄処理施設等が挙げられる。
これらの各施設から排出される高含水率有機廃棄物は、その用途によっては、２種類以上を混合してもよい。
【００２２】
脱塩設備２は、排出源１から排出される高含水率有機廃棄物を塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下になるように脱塩処理するための設備であり、高含水率有機廃棄物を貯留する１次槽１１と、この高含水率有機廃棄物を固液分離するスクリーン等からなる１次固液分離器１２と、固液分離により生じた１次スラリー（水溶液）を貯留し流量を調整する調整槽１３と、この１次スラリーを１次曝気処理する１次曝気槽１４と、１次曝気処理されたスラリーを固液分離するスクリーン等からなる２次固液分離器１５と、この固液分離により生じた２次スラリー（水溶液）を２次曝気処理する２次曝気槽１６と、この２次曝気処理されたスラリーを膜浸漬処理により汚泥と処理水とに分離する膜浸漬槽１７と、この汚泥を脱水処理して含水率が８５質量％以下の脱塩素有機廃棄物と処理水とに分離する脱水処理装置１８と、膜浸漬槽１７及び脱水処理装置１８から排出される処理水を一旦貯留し放流する処理水受槽１９とにより構成されている。
【００２３】
燃料化設備３は、脱塩設備２から送り出される塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下の脱塩素有機廃棄物を燃料化するための設備であり、自然エネルギーを用いて乾燥または加熱乾燥する天日乾燥設備２１Ａ、２１Ｂと、有機廃棄物の発酵過程にて発生する発酵熱を用いて乾燥または加熱乾燥を施す発酵設備２２Ａ、２２Ｂと、発酵設備２２Ａあるいは天日乾燥設備２１Ｂから取り出された固形状の乾燥脱塩素有機廃棄物に対して、分級、粉砕、解砕のいずれか１つまたは２つ以上を行うことにより直径１０ｍｍ以下の粒子状とする分級機能を有する粉砕機２３と、発酵設備２２Ａ、天日乾燥設備２１Ｂ及び粉砕機２３のうち１種以上の装置から排出される乾燥脱塩素有機廃棄物を仕様別や品種別に選別し保管する保管庫２４とにより構成されている。
【００２４】
この天日乾燥設備２１Ａと発酵設備２２Ａは、天日乾燥設備２１Ａ側が前段（前工程）となるように直列に配置され、一方、発酵設備２２Ｂと天日乾燥設備２１Ｂは、発酵設備２２Ｂ側が前段（前工程）となるように直列に配置されている。
ここで、自然エネルギーを用いた乾燥とは、風力による乾燥等であり、また、自然エネルギーを用いた加熱乾燥とは、太陽熱による加熱乾燥、太陽熱及び風力を併用した加熱乾燥等である。
【００２５】
天日乾燥設備２１Ａ、２１Ｂは、脱塩素有機廃棄物の種類や量に応じて太陽熱単独、あるいは太陽熱及び自然の風力を用いて天日乾燥を行う設備であり、太陽熱及び風力を用いた天日乾燥器等が好適に用いられる。
発酵設備２２Ａ、２２Ｂは、脱塩素有機廃棄物を発酵させる際に生じる発酵熱を用いて、この脱塩素有機廃棄物を乾燥または加熱乾燥させる設備であり、例えば、縦型密閉式発酵槽、横型開放式発酵槽、横型開放式堆肥舎等が好適に用いられる。
粉砕機２３としては、分級機能を備えた自動乳鉢、スタンパ、ニーダー、ロールミル等が好適に用いられる。
【００２６】
「高含水率有機廃棄物の燃料化方法」
本発明の高含水率有機廃棄物の燃料化方法は、図１に示す高含水率有機廃棄物の燃料化設備を用いて、家畜排泄物、食品廃棄物のいずれか一方または双方を含有する高含水率有機廃棄物を燃料化するための方法であり、この高含水率有機廃棄物に脱水処理を施すことにより、この高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物を除去して脱塩素有機廃棄物とし、次いで、この脱塩素有機廃棄物に、自然エネルギー、発酵熱エネルギーのいずれか一方による乾燥または加熱乾燥、及び自然エネルギー、発酵熱エネルギーのいずれか他方による乾燥または加熱乾燥、を順次施すことにより、塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下、含水率が３５質量％以下、有機物の分解率が２０質量％以下の乾燥脱塩素有機廃棄物とする方法である。
【００２７】
この高含水率有機廃棄物の燃料化方法について図１に基づき詳細に説明する。
排出源１から排出される上述した排泄物含有処理水、食品廃棄物含有処理水等の高含水率有機廃棄物を脱塩設備２の１次槽１１に一旦貯留し、送液ポンプ（図示略）等を用いて１次固液分離器１２に投入し、この高含水率有機廃棄物をケーキ（固形分）と１次スラリー（水溶液）に固液分離する。次いで、この固液分離により生じた１次スラリーを調整槽１３に投入して貯留し、この１次スラリーを調整槽１３の計量槽等の定量供給装置を介して１次曝気槽１４に導入し、この１次スラリーに１次曝気処理を施す。
【００２８】
次いで、この１次曝気処理が施されたスラリーを、送液ポンプ（図示略）等を用いて２次固液分離器１５に投入し、このスラリーをケーキ（固形分）と２次スラリー（水溶液）に分離し、この固液分離により生じた２次スラリーを２次曝気槽１６に投入し、２次曝気処理を施す。次いで、この２次曝気処理されたスラリーを膜浸漬槽１７に投入して膜浸漬処理を施し、汚泥と処理水とに分離する。次いで、この汚泥を脱水処理装置１８に導入し、脱水処理を施す。
【００２９】
これにより、高含水率有機廃棄物は、２段階の固液分離により効果的に脱塩処理が施され、塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下、好ましくは２０００ｐｐｍ以下であり、かつ含水率が９０質量％以下、好ましくは８０質量％以下のケーキ状の脱塩素有機廃棄物となる。
この膜浸漬槽１７及び脱水処理装置１８から排出される処理水は、処理水受槽１９に一旦貯留された後、放流される。
【００３０】
一方、１次固液分離器１２及び２次固液分離器１５各々から取り出されたケーキは、さらに塩素濃度の低い脱水汚泥と混合して用いることができる。
また、塩素濃度が３０００ｐｐｍを超えるものについては、再度、別途据え付けられた脱塩設備等を用いて脱塩処理を施した上で、上記のケーキ状の脱塩素有機廃棄物と混合して用いることができる。
【００３１】
次いで、この脱塩素有機廃棄物を燃料化設備３に搬送し、燃料化する。
この脱塩素有機廃棄物を燃料化する方法としては、次の（１）、（２）のいずれかの方法がある。
（１）脱塩素有機廃棄物を天日乾燥設備２１Ａに搬入し、太陽熱や風力等の自然エネルギーを用いて乾燥または加熱乾燥し、得られた脱塩素有機廃棄物の乾燥物を発酵設備２２Ａに搬入し、この乾燥物の発酵過程にて発生する発酵熱を用いて乾燥または加熱乾燥し、乾燥脱塩素有機廃棄物とする。
（２）脱塩素有機廃棄物を発酵設備２２Ｂに搬入し、この脱塩素有機廃棄物の発酵過程にて発生する発酵熱を用いて乾燥または加熱乾燥し、得られた脱塩素有機廃棄物の乾燥物を天日乾燥設備２１Ｂに搬入し、太陽熱や風力等の自然エネルギーを用いて乾燥または加熱乾燥し、乾燥脱塩素有機廃棄物とする。
【００３２】
この脱塩素有機廃棄物は、通常、４０００〜４５００ｋｃａｌ／ｋｇ程度の発熱量を有しているので、加熱乾燥工程で脱塩素有機廃棄物に含まれる有機物の分解率が２０質量％を超えると、これに対応して発熱量が２０質量％以上低下し、燃料としての価値を著しく損なうこととなる。
また、この脱塩素有機廃棄物を発酵熱のみで乾燥または加熱乾燥した場合においても、脱塩素有機廃棄物に含まれる有機物の分解率が２０質量％を超えることとなり、同様に燃料としての価値を著しく損なうこととなる。
一方、脱塩素有機廃棄物を太陽熱や風力等の自然エネルギーのみで乾燥または加熱乾燥した場合、冬季や寒冷地での乾燥が困難である。
【００３３】
上記の（１）、（２）の方法では、太陽熱や風力等の自然エネルギーと、脱塩素有機廃棄物の発酵過程にて発生する発酵熱の双方を併用し、さらに、太陽熱や風力等の自然エネルギー量と、脱塩素有機廃棄物の発酵過程にて発生する熱量を調整することにより、得られた乾燥脱塩素有機廃棄物の含水率を３５質量％以下に調整するとともに、脱塩素有機廃棄物に含まれる有機物の分解率を２０質量％以下に抑え、燃料としての発熱量を十分に確保する。これにより、安定的に有用な発熱量を有するバイオマス燃料を作製することが可能である。
【００３４】
この乾燥脱塩素有機廃棄物は、単に乾燥または加熱乾燥しただけでは、球状、塊状、板状等、比較的大きな形状をしていることが多い。用途によってはこのままの形状でもよいが、セメント焼成設備等にて用いる場合等では、燃焼効率を向上させるために、粉砕機２３を用いて分級、粉砕、解砕のいずれか１つまたは２つ以上を行い、直径１０ｍｍ以下の粒子状とする。
発酵設備２２Ａ、天日乾燥設備２１Ｂ及び粉砕機２３のうち１種以上の装置から取り出される乾燥脱塩素有機廃棄物は、保管庫２４に搬入され、仕様別や品種別に選別され、保管される。
【００３５】
このようにして得られた乾燥脱塩素有機廃棄物は、塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下と極めて低く、含水率も３５質量％以下と低く、有機物の分解率も２０質量％以下に抑えられているので、高位の発熱量を有する乾燥脱塩素有機廃棄物を容易かつ安価に得ることができる。したがって、この乾燥脱塩素有機廃棄物を燃焼効率が高いバイオマス燃料として有効利用することができる。
このようにして得られた乾燥脱塩素有機廃棄物は、高位の発熱量を有しているので、セメント焼成設備のセメントキルンの窯尻部等に投入することによりセメント焼成用燃料として有効利用することができ、セメントの操業や品質への悪影響も無い。
【００３６】
「バイオマス燃料」
本実施形態のバイオマス燃料は、上記の高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物を除去し、乾燥または加熱乾燥してなるバイオマス燃料であって、その塩素濃度は３０００ｐｐｍ以下が好ましく、より好ましくは２０００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは１０００ｐｐｍ以下である。
また、含水率は３５質量％以下が好ましく、より好ましくは３０質量％以下、さらに好ましくは２０質量％以下である。
また、有機物の分解率は２０質量％以下が好ましく、より好ましくは１５質量％以下、さらに好ましくは１０質量％以下である。
【００３７】
このバイオマス燃料は、上記の高含水率有機廃棄物に脱水処理を施すことにより、この高含水率有機廃棄物に含まれる塩素および／または塩素化合物を除去して脱塩素有機廃棄物とし、次いで、この脱塩素有機廃棄物に、自然エネルギー、発酵熱エネルギーのいずれか一方による乾燥または加熱乾燥、及び自然エネルギー、発酵熱エネルギーのいずれか他方による乾燥または加熱乾燥、を順次施すことにより、塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下、含水率が３５質量％以下、有機物の分解率が２０質量％以下の乾燥脱塩素有機廃棄物とすることで、得ることができる。
なお、この乾燥脱塩素有機廃棄物を、例えば、ニーダー、ロールミル等の解砕手段を用いて直径１０ｍｍ以下の粒子状に解砕すれば、燃焼効率が向上するので好ましい。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態の燃料化方法によれば、塩素濃度及び含水率が極めて低くかつ高位の発熱量を有する乾燥脱塩素有機廃棄物を容易かつ安価に得ることができる。したがって、この乾燥脱塩素有機廃棄物を燃焼効率が高いバイオマス燃料として有効利用することができる。
また、乾燥または加熱乾燥に、太陽熱等の自然エネルギーや有機廃棄物の発酵熱エネルギーを用い、化石燃料を用いないので、省エネルギー効果が大きく、しかも環境負荷が小さい。
このようにして得られた乾燥脱塩素有機廃棄物は、高位の発熱量を有しているので、セメント焼成設備のセメントキルンの窯尻部等に投入することによりセメント焼成用燃料として有効利用することができ、セメントの操業や品質への悪影響も無い。
【００３９】
本実施形態のバイオマス燃料によれば、塩素濃度を３０００ｐｐｍ以下、含水率を３５質量％以下、有機物の分解率を２０質量％以下としたので、バイオマス燃料としての十分な発熱量を確保することができ、高位の発熱量を有する（燃焼効率が高い）燃料として有効利用することができる。
また、塩素濃度が３０００ｐｐｍ以下と極めて低いので、燃焼装置等においても腐食や配管等の閉塞等のトラブルが発生する虞がなく、また、セメント焼成設備に投入した場合においても、セメントの操業や品質に悪影響を及ぼす虞が無い。
このバイオマス燃料は、セメント焼成設備の燃料としての他、廃棄物発電用、廃棄物ボイラー用等、広範囲の燃料として利用が可能である。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００４１】
（実施例１）
含水率９０質量％、塩素濃度８０００ｐｐｍ、発熱量４５００ｋｃａｌ／ｋｇの豚糞１００ｋｇ及び脱塩処理を施した上水道水１００Ｌを含む高含水率有機廃棄物を、脱水機を用いて脱水し、含水率７０質量％、塩素濃度９８０ｐｐｍのケーキ３３ｋｇを得た。
次いで、このケーキを天日乾燥設備に搬入し、太陽熱及び風力を用いて天日乾燥を行い、含水率５５質量％、塩素濃度９８０ｐｐｍ、発熱量４５００ｋｃａｌ／ｋｇの乾燥脱塩素豚糞を得た。
【００４２】
次いで、この乾燥脱塩素豚糞を横型開放式堆肥舎に搬入し、発酵熱を用いて乾燥させ、含水率２５質量％、塩素濃度１１２０ｐｐｍ、発熱量３８３０ｋｃａｌ／ｋｇの乾燥脱塩素豚糞１２ｋｇを得た。なお、発酵熱による有機物の分解率は１５質量％であった。
また、この乾燥脱塩素豚糞をセメント焼成設備のセメントキルンの窯尻部に燃料として投入したところ、セメントキルンの燃焼効率が低下することはなく、セメントの操業や品質に影響は無かった。
【００４３】
（比較例１）
含水率９０質量％、塩素濃度８０００ｐｐｍ、発熱量４５００ｋｃａｌ／ｋｇの豚糞１００ｋｇ及び脱塩処理を施した上水道水１００Ｌを含む高含水率有機廃棄物を、脱水機を用いて脱水し、含水率７０質量％、塩素濃度９８０ｐｐｍのケーキ３３ｋｇを得た。
次いで、このケーキを横型開放式堆肥舎に搬入し、発酵熱を用いて乾燥させ、乾燥脱塩素豚糞７ｋｇを得た。
【００４４】
この乾燥脱塩素豚糞は、含水率が２５質量％、塩素濃度が１７９０ｐｐｍ、発熱量が２４８０ｋｃａｌ／ｋｇ、発酵熱による有機物の分解率が４５質量％であった。
また、この乾燥脱塩素豚糞をセメント焼成設備のセメントキルンの窯尻部に燃料として投入したところ、セメントキルンの燃焼効率が低下し、セメントの操業に大きな影響があった。
【００４５】
（実施例２）
含水率９０質量％、塩素濃度９０００ｐｐｍ、発熱量４２００ｋｃａｌ／ｋｇの牛糞１００ｋｇ及び脱塩処理を施した上水道水１００Ｌを含む高含水率有機廃棄物を、脱水機を用いて脱水し、含水率７０質量％、塩素濃度１１１０ｐｐｍのケーキ３３ｋｇを得た。
次いで、このケーキを天日乾燥設備に搬入し、太陽熱及び風力を用いて天日乾燥を行い、含水率５０質量％、塩素濃度１１１０ｐｐｍ、発熱量４２００ｋｃａｌ／ｋｇの乾燥脱塩素牛糞を得た。
【００４６】
次いで、この乾燥脱塩素牛糞を縦型密閉式発酵槽に投入し、発酵熱及び風力を用いて加熱乾燥させ、含水率２５質量％、塩素濃度１２６０ｐｐｍ、発熱量３５７０ｋｃａｌ／ｋｇの乾燥脱塩素牛糞を得た。なお、発酵熱による有機物の分解率は１５質量％であった。
また、この乾燥脱塩素牛糞をセメント焼成設備のセメントキルンの窯尻部に燃料として投入したところ、セメントキルンの燃焼効率が低下することはなく、セメントの操業や品質に影響は無かった。
【００４７】
（比較例２）
含水率９０質量％、塩素濃度９０００ｐｐｍ、発熱量４２００ｋｃａｌ／ｋｇの牛糞１００ｋｇ及び脱塩処理を施した上水道水１００Ｌを含む高含水率有機廃棄物を、脱水機を用いて脱水し、含水率７０質量％、塩素濃度９８０ｐｐｍのケーキ３３ｋｇを得た。
次いで、このケーキに太陽熱による天日乾燥を３００日間行い、乾燥脱塩素牛糞を得た。
この乾燥脱塩素牛糞は、含水率が４０質量％と非常に多く、セメント焼成用燃料として用いることができないものであった。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態の高含水率有機廃棄物の燃料化方法に用いられる燃料化設備を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  排出源
２  脱塩設備
３  燃料化設備
１１  １次槽
１２  １次固液分離器
１３  調整槽
１４  １次曝気槽
１５  ２次固液分離器
１６  ２次曝気槽
１７  膜浸漬槽
１８  脱水処理装置
１９  処理水受槽
２１Ａ、２１Ｂ  天日乾燥設備
２２Ａ、２２Ｂ  発酵設備
２３  粉砕機
２４  保管庫
【図１】
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