(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機廃棄物をメタン発酵処理する際に発生した消化液を消化液貯留槽に貯留するステップと、
外部から供給されるリン酸含有水をリン酸含有水貯留槽に貯留するステップと、
リン酸含有水貯留槽に貯留されたリン酸含有水にマグネシウム化合物を添加するステップと、
リン酸含有水貯留槽を減圧することにより、リン酸含有水貯留槽とガス流路で接続された消化液貯留槽も減圧し、消化液貯留槽内の消化液から発生したアンモニアガスを前記ガス流路を通じてリン酸含有水貯留槽内に導入してリン酸含有水に接触させ、リン酸含有水中にリン酸マグネシウムアンモニウムを沈殿させるステップと、
沈殿したリン酸マグネシウムアンモニウムを回収するステップと、
を経て、消化液を処理することを特徴とする消化液処理方法。
【請求項２】
有機廃棄物に希釈水を加えてスラリー状とするステップと、
スラリー状とされた有機廃棄物にメタン発酵処理を施すステップと、
メタン発酵処理で発生した消化液を消化液貯留槽に貯留するステップと、
外部から供給されるリン酸含有水をリン酸含有水貯留槽に貯留するステップと、
リン酸含有水貯留槽に貯留されたリン酸含有水にマグネシウム化合物を添加するステップと、
リン酸含有水貯留槽を減圧することにより、リン酸含有水貯留槽とガス流路で接続された消化液貯留槽も減圧し、消化液貯留槽内の消化液から発生したアンモニアガスを前記ガス流路を通じてリン酸含有水貯留槽内に導入してリン酸含有水に接触させ、リン酸含有水中にリン酸マグネシウムアンモニウムを沈殿させるステップと、
沈殿したリン酸マグネシウムアンモニウムを回収するステップと、
アンモニアガスが除去されて消化液貯留槽に残留する残留消化液から懸濁物質を除去して中和するステップと、
中和された残留消化液を前記希釈水として戻すステップと、
を経て、有機廃棄物を処理することを特徴とする有機廃棄物処理方法。
【請求項３】
有機廃棄物をメタン発酵処理する際に発生した消化液を貯留するための消化液貯留槽と、
外部から供給されるリン酸含有水を貯留するためのリン酸含有水貯留槽と、
リン酸含有水貯留槽の内部ガスを吸引することにより、リン酸含有水貯留槽、及びリン酸含有水貯留槽とガス流路を介して接続された消化液貯留槽を減圧する貯留槽減圧手段とを備え、
リン酸含有水貯留槽に貯留されたリン酸含有水にマグネシウム化合物を添加した状態で貯留槽減圧手段を駆動し、リン酸含有水貯留槽及び消化液貯留槽を減圧することにより、消化液貯留槽内の消化液から発生したアンモニアガスをリン酸含有水貯留槽内に導入してリン酸含有水と接触させ、リン酸含有水中にリン酸マグネシウムアンモニウムを沈殿させることができるようにしたことを特徴とする消化液処理装置。
【請求項４】
有機廃棄物に希釈水を加えてスラリー状とする前処理装置と、
前処理装置でスラリー状とされた有機廃棄物をメタン発酵処理するためのメタン発酵装置と、
メタン発酵装置で発生した消化液を貯留するための消化液貯留槽と、
外部から供給されるリン酸含有水を貯留するためのリン酸含有水貯留槽と、
リン酸含有水貯留槽の内部ガスを吸引することにより、リン酸含有水貯留槽、及びリン酸含有水貯留槽とガス流路を介して接続された消化液貯留槽を減圧する貯留槽減圧手段と、
アンモニアガスが除去されて消化液貯留槽に残留する残留消化液から懸濁物質を除去して中和する残留消化液調整装置と、
を備え、
リン酸含有水貯留槽に貯留されたリン酸含有水にマグネシウム化合物を添加した状態で貯留槽減圧手段を駆動し、リン酸含有水貯留槽及び消化液貯留槽を減圧することにより、消化液貯留槽内の消化液から発生したアンモニアガスをリン酸含有水貯留槽内に導入してリン酸含有水と接触させ、リン酸含有水中にリン酸マグネシウムアンモニウムを沈殿させるとともに、
残留消化液調整装置で中和された残留消化液を前記希釈水として前処理装置に戻すことができるようにしたことを特徴とする有機廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタン発酵処理で発生する消化液を処理するための消化液処理方法と、該消化液処理方法を利用した有機廃棄物処理方法と、前記消化液処理方法に好適に用いることのできる消化液処理装置と、該消化液処理装置を利用した有機廃棄物処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
消化汚泥や生ゴミなどの有機性廃棄物は、これまで焼却処理や埋立て処理されるのが一般的であった。しかし、近年は、環境を保全するという観点から、環境に対する負荷の少ない方法でこれら有機性廃棄物を処理することが求められるようになってきており、様々な有機廃棄物処理方法が提案されるようになっている。なかでも、メタン菌と呼ばれる嫌気性微生物を用いて有機廃棄物に含まれる有機物を分解させる方法（メタン発酵法）が注目されている。メタン発酵法は、エネルギー源として利用可能なバイオガスを回収することができることから、環境調和型の廃棄物処理方法として大いに注目されている。
【０００３】
しかし、メタン発酵法では、有機廃棄物に含まれる全ての有機物が分解されるわけではなく、その発酵過程で廃液（「消化液」と呼ばれる。）が大量に発生する。この消化液には、有機物が高濃度で残留していることに加えて、発酵過程で副生成物として生じたアンモニアや、発酵過程で増殖したメタン菌も高濃度で含まれている。したがって、メタン発酵で生じた消化液は、そのままの状態では河川や下水に放流することができず、消化液の処理は大きな問題となっている。
【０００４】
このような実状に鑑みて、これまでには、メタン発酵で発生した消化液に蒸留処理を施すことにより、アンモニア性窒素を濃縮した蒸留液を生成し、該蒸留液にリン溶出材とマグネシウム化合物とを投入してリン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ）を沈殿させて回収する方法も提案されている（例えば、特許文献１）。この方法で回収したＭＡＰは、肥料などとして利用することもできる。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された方法では、消化液に蒸留処理を施すために、消化液を加熱する必要があった。このため、エネルギー消費が大きく、大量の消化液を処理するものとして好適に利用できるものとはいえなかった。また、特許文献１に記載された方法は、消化液に含まれるアンモニア性窒素を濃縮した蒸留液からＭＡＰを回収するために、やはり、ＭＡＰを回収した後の残留液の処理が問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１２６７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、メタン発酵で発生した消化液を、省エネルギーで効率よく処理できるだけでなく、その処理過程で発生する各種回収物を高度化肥料などとして利用することが可能で経済的利用価値の高く、環境に対する負荷を軽減することもできる消化液処理方法を提供することを目的とする。また、この消化液処理方法を利用した有機廃棄物処理方法を提供することも本発明の目的である。さらに、この消化液処理方法に好適に用いることのできる消化液処理装置を提供することも本発明の目的である。さらにまた、この消化液処理装置を利用した有機廃棄物処理装置を提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、有機廃棄物をメタン発酵処理する際に発生した消化液を消化液貯留槽に貯留するステップと、外部から供給されるリン酸含有水をリン酸含有水貯留槽に貯留するステップと、リン酸含有水貯留槽に貯留されたリン酸含有水にマグネシウム化合物を添加するステップと、リン酸含有水貯留槽を減圧することにより、リン酸含有水貯留槽とガス流路で接続された消化液貯留槽も減圧し、消化液貯留槽内の消化液から発生したアンモニアガスを前記ガス流路を通じてリン酸含有水貯留槽内に導入してリン酸含有水に接触させ、リン酸含有水中にリン酸マグネシウムアンモニウムを沈殿させるステップと、沈殿したリン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ）を回収するステップと、を経て、消化液を処理することを特徴とする消化液処理方法の提供によって解決される。
【０００９】
この消化液処理方法で回収したＭＡＰは、高度化肥料の原料などとして利用するのに好適である。また、この消化液処理方法では、消化液のアンモニアを濃縮するのではなく、消化液からアンモニアを抜く処理を行うため、残留する消化液（残留消化液）の処理も容易である。残留消化液は、後述するように、懸濁物質などを除去して中和すれば、メタン発酵の前処理で使用する希釈水などとして再利用することもできる。さらに、消化液を加熱する必要もないので、省エネルギー化を図ることもできる。さらにまた、環境に対する負荷を軽減することもできる。
【００１０】
また、上記課題は、有機廃棄物に希釈水を加えてスラリー状とするステップと、スラリー状とされた有機廃棄物にメタン発酵処理を施すステップと、メタン発酵処理で発生した消化液を消化液貯留槽に貯留するステップと、外部から供給されるリン酸含有水をリン酸含有水貯留槽に貯留するステップと、リン酸含有水貯留槽に貯留されたリン酸含有水にマグネシウム化合物を添加するステップと、リン酸含有水貯留槽を減圧することにより、リン酸含有水貯留槽とガス流路で接続された消化液貯留槽も減圧し、消化液貯留槽内の消化液から発生したアンモニアガスを前記ガス流路を通じてリン酸含有水貯留槽内に導入してリン酸含有水に接触させ、リン酸含有水中にリン酸マグネシウムアンモニウムを沈殿させるステップと、沈殿したリン酸マグネシウムアンモニウムを回収するステップと、アンモニアガスが除去されて消化液貯留槽に残留する残留消化液から懸濁物質を除去して中和するステップと、中和された残留消化液を前記希釈水として戻すステップと、を経て、有機廃棄物を処理することを特徴とする有機廃棄物処理方法の提供によっても解決される。この有機廃棄物処理方法は、上記消化液処理方法を利用したものとなっている。
【００１１】
さらに、上記課題は、有機廃棄物をメタン発酵処理する際に発生した消化液を貯留するための消化液貯留槽と、外部から供給されるリン酸含有水を貯留するためのリン酸含有水貯留槽と、リン酸含有水貯留槽の内部ガスを吸引することにより、リン酸含有水貯留槽、及びリン酸含有水貯留槽とガス流路を介して接続された消化液貯留槽を減圧する貯留槽減圧手段とを備え、リン酸含有水貯留槽に貯留されたリン酸含有水にマグネシウム化合物を添加した状態で貯留槽減圧手段を駆動し、リン酸含有水貯留槽及び消化液貯留槽を減圧することにより、消化液貯留槽内の消化液から発生したアンモニアガスをリン酸含有水貯留槽内に導入してリン酸含有水と接触させ、リン酸含有水中にリン酸マグネシウムアンモニウムを沈殿させることができるようにしたことを特徴とする消化液処理装置の提供によっても解決される。この消化液処理装置は、上記消化液処理方法及び上記有機廃棄物処理方法に好適に用いることができるものとなっている。
【００１２】
さらにまた、上記課題は、有機廃棄物に希釈水を加えてスラリー状とする前処理装置と、前処理装置でスラリー状とされた有機廃棄物をメタン発酵処理するためのメタン発酵装置と、メタン発酵装置で発生した消化液を貯留するための消化液貯留槽と、外部から供給されるリン酸含有水を貯留するためのリン酸含有水貯留槽と、リン酸含有水貯留槽の内部ガスを吸引することにより、リン酸含有水貯留槽、及びリン酸含有水貯留槽とガス流路を介して接続された消化液貯留槽を減圧する貯留槽減圧手段と、アンモニアガスが除去されて消化液貯留槽に残留する残留消化液から懸濁物質を除去して中和する残留消化液調整装置と、を備え、リン酸含有水貯留槽に貯留されたリン酸含有水にマグネシウム化合物を添加した状態で貯留槽減圧手段を駆動し、リン酸含有水貯留槽及び消化液貯留槽を減圧することにより、消化液貯留槽内の消化液から発生したアンモニアガスをリン酸含有水貯留槽内に導入してリン酸含有水と接触させ、リン酸含有水中にリン酸マグネシウムアンモニウムを沈殿させるとともに、残留消化液調整装置で中和された残留消化液を前記希釈水として前処理装置に戻すことができるようにしたことを特徴とする有機廃棄物処理装置の提供によっても解決される。この有機廃棄物処理装置は、上記消化液処理装置を利用したものとなっており、上記有機廃棄物処理方法に好適に用いることができるものとなっている。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によって、メタン発酵で発生した消化液を、省エネルギーで効率よく処理できるだけでなく、その処理過程で発生する各種回収物を高度化肥料などとして利用することが可能で経済的利用価値の高く、環境に対する負荷を軽減することもできる消化液処理方法を提供することが可能になる。また、この消化液処理方法を利用した有機廃棄物処理方法を提供することも可能になる。さらに、この消化液処理方法に好適に用いることのできる消化液処理装置を提供することも可能になる。さらにまた、この消化液処理装置を利用した有機廃棄物処理装置を提供することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の有機廃棄物処理方法及び有機廃棄物処理装置の好適な実施態様を示したフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．有機廃棄物処理方法及び有機廃棄物処理装置の概要
本発明の有機廃棄物処理方法及び有機廃棄物処理装置の好適な実施態様について、図面を用いてより具体的に説明する。図１は、本発明の有機廃棄物処理方法及び有機廃棄物処理装置の好適な実施態様を示したフロー図である。本実施態様の有機廃棄物処理装置は、図１に示すように、外部から供給された有機廃棄物１０に前処理を施すための前処理装置１００と、前処理装置１００で前処理が施されてスラリー状となった有機廃棄物１３にメタン発酵処理を施すためのメタン発酵装置２００と、メタン発酵装置２００で生じた消化液１６から除去したアンモニア１８を原料として肥料２２を生成するための消化液処理装置３００と、消化液処理装置３００でアンモニア１８が除去された後の残留消化液２３を調整して前処理装置１００で再利用できるようにするための残留消化液調整装置４００とで構成されている。
【００１６】
２．前処理装置
前処理装置１００は、図１に示すように、有機廃棄物１０を投入するための有機廃棄物投入部１０１と、有機廃棄物投入部１０１に投入された有機廃棄物１０を細かく粉砕するための有機廃棄物粉砕手段１０２と、有機廃棄物粉砕手段１０２で粉砕された有機廃棄物１１に希釈水１２を注いでスラリー状とするためのスラリー生成槽１０３とで構成されている。投入する有機廃棄物１０は、メタン発酵処理を施すことのできるものであれば特に限定されない。有機廃棄物１０としては、家畜や家禽の糞尿などからなる畜産廃棄物や、家庭やレストランなどから廃棄される厨芥や、食品加工工場などから廃棄される食品加工残滓や、下水処理場や工場などで生じる汚泥などが例示される。
【００１７】
有機廃棄物粉砕手段１０２は、有機廃棄物１０を細かく粉砕できるものであれば、特に限定されない。本実施態様においては、図１に示すように、シリンダーの前端部に投入された有機廃棄物１０をスクリューで粉砕しながら後方へ送るスクリューシリンダーを有機廃棄物粉砕手段１０２として用いている。一方、スラリー生成槽１０３は、有機廃棄物粉砕手段１０２により粉砕された有機廃棄物１１と、水道などから供給された希釈水１２とを、撹拌羽根で撹拌しながらスラリー状とするものを採用している。
【００１８】
スラリー生成槽１０３へ供給する有機廃棄物１１と希釈水１２との比は、有機廃棄物１１の元々の含水率などによっても異なり、特に限定されない。有機廃棄物１１が厨芥などを粉砕したものである場合には、有機廃棄物１１の重量（Ｗ１とする。）と希釈水１２の重量（Ｗ２とする。）との和Ｗ１＋Ｗ２に対する重量Ｗ１の比Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）は、通常、０．０１〜０．３、好ましくは０．０５〜０．２とされる。本実施態様において、比Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）は、０．０８としている。後述するように、残留消化液調整装置４００で調整された調整水を希釈水３１としてスラリー生成槽１０３に戻す場合には、希釈水３１の重量（Ｗ３とする。）も加えた比Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３）で考える。
【００１９】
３．メタン発酵装置
メタン発酵装置２００は、前処理装置１００でスラリー状とされた有機廃棄物１３にメタン発酵処理を施すものとなっている。前処理装置１００におけるスラリー生成槽１０３からメタン発酵装置２００へと有機廃棄物１３を移送する流路には、有機廃棄物１３を移送するためのポンプなどのスラリー移送手段（図示省略）を設けてもよい。メタン発酵装置２００の具体的な構成は、従来公知となっている各種メタン発酵装置で使用されているものと同様のものを採用することができる。本実施態様においては、図１に示すように、メタン発酵槽２０１内に設けた撹拌羽根で有機廃棄物１３を撹拌しながらメタン発酵処理を施すものとなっている。メタン発酵槽２０１の容量は、有機廃棄物処理装置の規模などによっても異なり、特に限定されない。有機廃棄物処理装置を大規模なものとする場合には、メタン発酵槽２０１の容量（メタン発酵槽２０１を複数の槽で構成する場合にはその合計の容量）は、通常、５ｍ３以上、好ましくは１０ｍ３以上とされる。本実施態様の有機廃棄物処理装置において、メタン発酵槽２０１の容量は、１８ｍ３としており、有機廃棄物１３を４００Ｌ／日のペースでメタン発酵槽２０１の内部に供給し、１０〜３０日間程度滞留させても、遅滞なくメタン発酵処理できるようにしている。
【００２０】
メタン発酵槽２０１の内部には、嫌気条件でメタンを合成するメタン菌が保持された担体（図示省略）が収容されている。このメタン菌によって、有機廃棄物１３に含まれる多糖類や脂肪や蛋白質などが分解される。前記メタン菌によって分解された有機廃棄物１３は、図１に示すように、バイオガス１４（メタンと二酸化炭素のガス状物質）となってメタン発酵槽２０１の上部から回収される。回収されたバイオガス１４は、有機廃棄物処理装置のエネルギー源として、又は他のエネルギー源として利用することができる。
【００２１】
一方、バイオガス１４が取り出された残りの有機廃棄物１３は、図１に示すように、消化液１６と、濃縮汚泥１５となって、メタン発酵槽２０１から取り出されることになる。このうち、消化液１６は、その化学的酸素要求量（ＣＯＤ）とアンモニア態窒素濃度が非常に高く、そのままでは河川などに排水することができない。本実施態様において、消化液１６のＣＯＤは１９０００ｍｇ／Ｌ程度、アンモニア態窒素濃度は３４００ｍｇ／Ｌ程度となっている。この消化液１６は、消化液処理装置３００に供給され、後述するような処理が施されることにより、高度化成肥料の原料として、あるいは、スラリー生成槽１０３における希釈水３１として再利用される。残りの濃縮汚泥１５は、堆肥として再利用することもできるし、スラリー生成槽１０３に返送することもできる。
【００２２】
４．消化液処理装置
消化液処理装置３００は、図１に示すように、メタン発酵装置２００で生じた消化液１６を貯留するための消化液貯留槽３０１と、外部から供給されるリン酸含有水１９を貯留するためのリン酸含有水貯留槽３０２と、リン酸含有水貯留槽３０２の内部ガス２１を吸引することにより、リン酸含有水貯留槽３０２及び消化液貯留槽３０１の内部圧力を低下させる貯留槽減圧手段３０３とを備えたものとなっている。消化液貯留槽３０１とリン酸含有水貯留槽３０２は、貯留槽減圧手段３０３の駆動時に密閉できるように、蓋付のもの（密閉容器）を使用している。メタン発酵装置２００におけるメタン発酵槽２０１から消化液１６を取り出す流路には、ポンプなどの液体移送手段（図示省略）を設けてもよい。消化液貯留槽３０１の容量（消化液貯留槽３０１を複数の槽で構成する場合には合計の容量）は、有機廃棄物処理装置の規模などによっても異なり、特に限定されないが、消化液貯留槽３０１では、メタン発酵槽２０１からオーバーフローする消化液１６（スラリー生成槽１０３からメタン発酵槽２０１へ供給される有機廃棄物１３の量と同等）だけ貯留できるようにすればよいので、通常、スラリー生成槽１０３と同等とされる。
【００２３】
消化液貯留槽３０１に貯留された消化液１６には、図１に示すように、ｐＨ上昇剤１７が添加され、消化液１６のｐＨがアルカリ側（ｐＨ７〜１４）へと調整される。これにより、消化液１６に含まれるアンモニウムイオンのガス化を促進して、消化液貯留槽３０１からリン酸含有水貯留槽３０２へと大量のアンモニアガス１８が供給されるようにすることが可能になる。したがって、リン酸含有水貯留槽３０２に貯留されたリン酸含有水１９からリン成分が溶出されやすくして、リン酸含有水貯留槽３０２でリン酸マグネシウムアンモニウム２２（以下、「ＭＡＰ」と表記する。）の結晶化を促進することが可能になる。ｐＨ上昇剤１７としては、水酸化ナトリウムや水酸化カルシウムなどを例示することができる。
【００２４】
ｐＨ上昇剤１７によって消化液１６のｐＨをどの程度まで調整するかは特に限定されない。しかし、ｐＨ調整後（ｐＨ上昇剤１７の添加後）の消化液１６のｐＨが低すぎると、消化液１６に含まれるアンモニウムイオンがガス化しにくくなる。このため、ｐＨ調整後の消化液１６のｐＨは、通常、８．０以上とされる。ｐＨ調整後の消化液１６のｐＨは、８．５以上であると好ましく、９．０以上であるとより好ましい。本実施態様においては、ｐＨ上昇剤１７の添加によって、消化液１６のｐＨを７．５から１０．５まで高めている。
【００２５】
リン酸含有水貯留槽３０２には、図１に示すように、リン酸含有水１９が供給されて貯留される。リン酸含有水貯留槽３０２の容量（リン酸含有水貯留槽３０２を複数の槽で構成する場合には合計の容量）は、消化液貯留槽３０１の容量やリン酸含有水１９のリン酸濃度などによっても異なり、特に限定されないが、通常、消化液貯留槽３０１と同等とされる。
【００２６】
リン酸含有水貯留槽３０２へ供給するリン酸含有水１９は、リン酸を所定濃度以上で含有するものであれば特に限定されない。しかし、リン酸含有水１９のリン酸濃度が低すぎると、リン酸含有水貯留槽３０２でＭＡＰ２２が効率的に析出されなくなるおそれがある。このため、リン酸含有水１９のリン酸濃度は、通常、１ｇ／Ｌ以上とされる。リン酸含有水１９のリン酸濃度は、５ｇ／Ｌ以上であると好ましく、１０ｇ／Ｌ以上であるとより好ましい。一方、リン酸含有水１９のリン酸濃度は、通常、５００ｇ／Ｌ以下とされる。このようなリン酸濃度の産業廃水をリン酸含有水１９として利用すると、廃棄物処理の観点からも好ましい。具体的には、動物の骨や肉骨粉を溶かした液や、家畜や家禽の糞尿などを含む畜産廃水や、その他、工場廃水などが例示される。本実施態様においては、肉骨粉を酸で溶かした液（リン酸濃度が約１００ｇ／Ｌ）をリン酸含有水１９として利用している。
【００２７】
リン酸含有水貯留槽３０２に貯留されたリン酸含有水１９には、図１に示すように、マグネシウム化合物２０が添加される。これにより、リン酸含有水貯留槽３０２内でＭＡＰ２２を析出させることが可能になる。マグネシウム化合物２０としては、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウムなどが例示されるが、取り扱いやすいさなどを考慮すると、炭酸マグネシウムや塩化マグネシウムが好ましい。本実施態様においては、安価な塩化マグネシウムをマグネシウム化合物２０として用いている。
【００２８】
マグネシウム化合物２０の添加量は、特に限定されないが、リン酸含有水１９に含まれるリン酸の量に対して少なくしすぎると、リン酸含有水貯留槽３０２でＭＡＰ２２が効率的に析出されなくなるおそれがある。一方、マグネシウム化合物２０の添加量を多くしすぎてもあまり意味がない。このため、マグネシウム化合物２０は、通常、リン酸含有水１９に含まれるリン酸の１／２０〜１／２（重量比）程度添加される。リン酸含有水１９に含まれるリン酸の重量に対するマグネシウム化合物２０の重量の比は、１／１０〜１／３であると好ましく、１／７〜１／４であるとより好ましい。本実施態様において、前記比は、１／５としている。
【００２９】
ところで、消化液処理装置３００が肥料の生成を開始すると、リン酸含有水貯留槽３０２に貯留されるリン酸含有水１９の量は徐々に減少していく。減少した分のリン酸含有水１７は、新たに外部から継続的又は断続的に供給される。このため、本実施態様の有機廃棄物処理方法及び有機廃棄物処理装置は、有機廃棄物投入部１０１に投入された有機廃棄物１０だけでなく、リン酸含有水貯留槽３０２に供給されたリン酸含有水１９（産業廃水）も処理できるものとなっており、環境に配慮したものとなっている。
【００３０】
貯留槽減圧手段３０３は、リン酸含有水貯留槽３０２の内部ガス２１を吸引できるものであれば特に限定されない。貯留槽減圧手段３０３としては、各種減圧ポンプ（真空ポンプを含む。）を採用することができる。本実施態様の有機廃棄物処理装置においても、減圧ポンプを貯留槽減圧手段３０３として用いている。
【００３１】
貯留槽減圧手段３０３としてどの程度の減圧能力を有するものを採用するかは、リン酸含有水貯留槽３０２の内部圧力を大気圧（１０１．３２５ｋＰａ）より低くできるのであれば特に限定されない。しかし、貯留槽減圧手段３０３の減圧能力が低いと、リン酸含有水貯留槽３０２を十分に減圧できず、消化液貯留槽３０１からリン酸含有水貯留槽３０２へとアンモニアガス１８が移動してこなくなるおそれがある。このため、貯留槽減圧手段３０３には、通常、リン酸含有水貯留槽３０２の内部圧力（絶対圧）を５０ｋＰａ以下にまで減圧できるものが採用される。貯留槽減圧手段３０３は、３０ｋＰａ以下まで減圧できるものであると好ましく、２０ｋＰａ以下まで減圧できるものであるとより好ましい。
【００３２】
一方、減圧能力が高すぎても、貯留槽減圧手段３０３が高価なものとなるばかりで、有機廃棄物処理装置がコストパフォーマンスに劣るものとなってしまう。消化液貯留槽３０１からリン酸含有水貯留槽３０２へアンモニアガス１８を移送するという目的からすると、貯留槽減圧手段３０３は、リン酸含有水貯留槽３０２を低真空以下（０．１ｋＰａ以下）まで減圧できないものであってもよい。貯留槽減圧手段３０３は、リン酸含有水貯留槽３０２を１ｋＰａ以下まで減圧できるものでも十分で、１０ｋＰａ以下まで減圧できるものであっても十分である。本実施態様の有機廃棄物処理装置において、貯留槽減圧手段３０３の到達真空度は、１３．３ｋＰａとなっている。貯留槽減圧手段３０３の吸気能力（吸気量）は、有機廃棄物処理装置の規模などを考慮して適宜調整する。
【００３３】
この貯留槽減圧手段３０３が駆動されてリン酸含有水貯留槽３０２が減圧されると、消化液貯留槽３０１に貯留された消化液１６から発生したアンモニアガス１８が、導管を通じてリン酸含有水貯留槽３０２内へ導入される。本実施態様においては、消化液１６に含まれていたアンモニアの約９５％がリン酸含有水貯留槽３０２内へ導入される。アンモニアガス１８は、リン酸含有水１９中で放出されて気泡を発し、リン酸含有水貯留槽３０２のリン酸含有水１９は、泡立った状態となる。リン酸含有水貯留槽３０３の内部で、アンモニアガス１８に含まれるアンモニアと、リン酸含有水１９に含有されるリン酸と、マグネシウム化合物２０に含まれるマグネシウムとが反応して結晶化し、ＭＡＰ２２としてリン酸含有水１９中に沈殿する。沈殿したＭＡＰ２２は、リン酸含有水貯留槽３０２から取り出され、高度化成肥料（窒素、リン酸、カリウムのうち２種以上を含み、その重量比が３０％以上の肥料）の原料として好適に利用することができる。
【００３４】
５．残留消化液調整装置
本実施態様の有機廃棄物処理装置において、残留消化液調整装置４００は、図１に示すように、消化液処理装置３００でアンモニア１８が除去されて消化液貯留槽３０１に残留する残留消化液２３から懸濁物質（ＳＳ）２４を除去するための懸濁物質除去手段４０１と、懸濁物質除去手段４０１で懸濁物質２４が除去された残留消化液２５に空気などの曝気ガス２６を供給して曝気し、メタン発酵の阻害物質である炭酸と揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）を除去するための残留消化液曝気槽４０２と、残留消化液曝気槽４０２で曝気された残留消化液２８を中和するための残留消化液中和槽４０３で構成されている。残留消化液中和槽４０３で中和された残留消化液２８は、希釈水３１として前処理装置１００におけるスラリー生成槽１０３へと戻され、再度、メタン発酵処理に利用される。消化液貯留槽３０１から懸濁物質除去手段４０１へと残留消化液２３を取り出す流路、懸濁物質除去手段４０１から残留消化液曝気槽４０２へと残留消化液２５を移送する流路、残留消化液曝気槽４０２から残留消化液中和槽４０３へと残留消化液２８を移送する流路、及び残留消化液中和槽４０３からスラリー生成槽１０３へと希釈水３１を移送する流路には、ポンプなどの液体移送手段（図示省略）を設けてもよい。
【００３５】
消化液貯留槽３０１から取り出された残留消化液２３は、殆ど（約９５％）のアンモニアが除去されているため、そのままの状態では液肥としての利用には適さない。また、残留消化液２３のＣＯＤも当初の値（約１９０００ｍｇ／Ｌ）をほぼ維持しており非常に高いため、そのままの状態では残留消化液２３を河川などへ放流することもできない。この点、本実施態様の有機廃棄物処理装置では、大量に発生する残留消化液２３を残留消化液調整装置４００で調整してメタン発酵に使用するのに適したものへと変化させ、前処理装置１００におけるスラリー生成槽１０３へ希釈水３１として再利用することができるものとなっている。このため、残留消化液２３の処理費用を抑えたり、環境に対する負荷を軽減したりするだけでなく、水道などから供給する希釈水１２の使用量を減らすことも可能となっている。
【００３６】
懸濁物質除去手段４０１は、消化液貯留槽３０１から取り出された残留消化液２３から、グラニュール汚泥などの懸濁物質２４を除去できるものであれば特に限定されない。具体的には、多孔質な濾材を使用して懸濁物質２４を除去するものや、懸濁物質２４を沈殿させて除去するものや、これらを組み合わせたものなどが例示される。本実施態様の有機廃棄物処理装置においては、懸濁物質除去手段４０１として不織布からなる濾材を使用したものを使用している。
【００３７】
残留消化液曝気槽４０２は、残留消化液２５に曝気処理を施すためのものとなっている。残留消化液曝気槽４０２としては、その内底部に設けたノズルから曝気ガス２６を吹き込むものや、その内部に設けたインラインミキサーなどで残留消化液２５と曝気ガス２６とを乱流混合するものなど、各種の方式のものを採用することができる。残留消化液曝気槽４０２の容量（残留消化液曝気槽４０２を複数の槽で構成する場合には合計の容量）は、消化液貯留槽３０１の容量などによっても異なり、特に限定されないが、通常、消化液貯留槽３０１と同等とされる。
【００３８】
残留消化液曝気槽４０２に貯留された残留消化液２５に吹き込む曝気ガス２６の種類は、炭酸ガスを多量に含まないものであれば、特に限定されない。曝気ガス２６としては、空気、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが例示される。残留消化液２５中で発生させる気泡の寸法は、特に限定されないが、曝気処理をより効果的に行うためには、ある程度小さくしておくと好ましい。曝気ガス２６の吹き込み流量は、曝気処理を行う残留消化液２５の量や、曝気処理を行う時間などを考慮して適宜決定する。
【００３９】
残留消化液曝気槽４０２へ貯留された残留消化液２５は、そのままの状態で曝気処理を行ってもよいが、本実施態様においては、図１に示すように、残留消化液曝気槽４０２に予めｐＨ降下剤２７を添加して残留消化液２５のｐＨを酸性サイド（通常、ｐＨ６．０以下）としてから曝気処理を行うようにしている。これにより、残留消化液２５から炭酸や揮発性脂肪酸をより効率的に除去することが可能になる。残留消化液曝気槽４０２に添加するｐＨ降下剤２７としては、有機酸などの酸が例示される。残留消化液曝気槽４０２に貯留された残留消化液２５のｐＨは、４．８以下まで降下させると好ましい。本実施態様においては、消化液貯留槽３０１でアンモニアが除去された後の残留消化液２５のｐＨは、当初、１０．５であったが、残留消化液曝気槽４０２でｐＨ降下剤２７を添加することにより、そのｐＨを１．０まで低下させている。
【００４０】
残留消化液中和槽４０３は、残留消化液曝気槽４０２でｐＨが低下されて移送されてきた残留消化液２８を貯留して中和するものとなっている。残留消化液２８は、そのｐＨが６．０〜８．０程度となるまで中和される。本実施態様においては、図１に示すように、残留消化液貯留槽４０３に貯留された残留消化液２８にｐＨ上昇剤２９を添加することにより、残留消化液２８を中和する。ｐＨ上昇剤２９としては、上述したｐＨ上昇剤１７と同様のものを使用することができる。残留消化液中和槽４０３では、微量の沈殿物３０が沈殿する。沈殿した沈殿物３０は、残留消化液中和槽４０３から取り出してスラリー生成槽１０３に返送することもできる。残留消化液中和槽４０３の容量（残留消化液中和槽４０３を複数の槽で構成する場合には合計の容量）は、残留消化液曝気槽４０２の容量などによっても異なり、特に限定されないが、通常、残留消化液曝気槽４０２と同等とされる。
【００４１】
６．まとめ
以上のように、本実施態様の有機廃棄物処理方法及び有機廃棄物処理装置は、厨芥などの有機廃棄物１０を処理するだけでなく、畜産廃水や工場廃水をリン酸含有水１９として使用することもでき、大量多種類の廃棄物や廃水を処理できるものとなっている。また、本実施態様の有機廃棄物処理装置は、メタン発酵処理で大量に発生する消化液１６を希釈水３１としてメタン発酵処理に再利用することができるものとなっており、消化液１６の処理にかかわる各種問題を解決することができるものとなっている。加えて、本実施態様の有機廃棄物処理装置は、その処理過程で生成されるバイオガス１４をエネルギー源として、濃縮汚泥１５を堆肥又はスラリー生成槽１０３に投入する原料として、ＭＡＰ２２を高度化成肥料などの肥料として、懸濁物質２４を堆肥又はスラリー生成槽１０３に投入する原料として、沈殿物３０をスラリー生成槽１０３に投入する原料などとして、それぞれ利用することができるものとなっており、経済的な利用価値が高いだけでなく、新たに廃棄物を発生させず、環境に対する負荷を非常に軽減できるものとなっている。
【符号の説明】
【００４２】
１０  有機廃棄物
１１  有機廃棄物
１２  希釈水
１３  有機廃棄物
１４  バイオガス
１５  濃縮汚泥
１６  消化液
１７  ｐＨ上昇剤
１８  アンモニアガス（アンモニア）
１９  リン酸含有水
２０  マグネシウム化合物
２１  内部ガス
２２  肥料（ＭＡＰ：リン酸マグネシウムアンモニウム）
２３  残留消化液
２４  懸濁物質
２５  残留消化液
２６  曝気ガス
２７  ｐＨ降下剤
２８  残留消化液
２９  ｐＨ上昇剤
３０  沈殿物
３１  希釈水
１００  前処理装置
１０１  有機廃棄物投入部
１０２  有機廃棄物粉砕手段
１０３  スラリー生成槽
２００  メタン発酵装置
２０１  メタン発酵槽
３００  消化液処理装置
３０１  消化液貯留槽
３０２  リン酸含有水貯留槽
３０３  貯留槽減圧手段
４００  残留消化液調整装置
４０１  懸濁物質除去手段
４０２  残留消化液曝気槽
４０３  残留消化液中和槽
【図１】
0005552669.tif 000002