(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屎尿系汚水から屎渣を分離する屎渣分離手段と、
この屎渣分離手段からの前記屎渣が除去された屎尿系汚水を生物学的処理する生物処理手段と、
前記屎渣および生物分解可能な有機性廃棄物を加温しつつ攪拌混合して混合物を調製する混合手段と、
前記混合物から前記屎渣を除去する屎渣除去手段と、
この屎渣除去手段から前記屎渣が除去された前記混合物をメタン発酵処理するメタン発酵手段と
を具備したことを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
メタン発酵手段にてメタン発酵処理された発酵処理物を濾液および脱水物に脱水分離する脱水手段と、
前記濾液を前記生物処理手段に返送する濾液返送手段とを備えた
ことを特徴とした請求項１記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
有機性廃棄物をメタン発酵手段にてメタン発酵処理する前に破砕する破砕手段を備えた
ことを特徴とした請求項１または２記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
脱水手段にて脱水分離する際に高分子系凝集剤および燐除去剤を添加する助剤添加手段を備えた
ことを特徴とした請求項２または３記載の廃棄物処理装置。
【請求項５】
濾液返送手段は、
濾液を好気状態にする好気化手段と、
この好気化手段にて好気状態にされた濾液に凝集剤を添加して凝集処理する凝集手段と、
この凝集手段にて凝集処理した濾液を固液分離する汚泥除去手段とを備えた
ことを特徴とした請求項２ないし４いずれか一記載の廃棄物処理装置。
【請求項６】
屎渣分離手段からの屎渣が分離された屎尿系汚水を凝集させ凝集分離水および凝集汚泥に固液分離し前記凝集分離水を生物処理手段に投入する凝集分離手段を備え、
濾液返送手段は、濾液を前記凝集分離手段を介して前記生物処理手段に返送する
ことを特徴とした請求項２ないし５いずれか一記載の廃棄物処理装置。
【請求項７】
凝集手段は、アルカリ性雰囲気で凝集処理し、
凝集分離手段は、酸性雰囲気で凝集処理する
ことを特徴とした請求項６記載の廃棄物処理装置。
【請求項８】
屎渣除去手段にて除去された屎渣を洗浄する洗浄手段を備えた
ことを特徴とする請求項１ないし７いずれか一記載の廃棄物処理装置。
【請求項９】
洗浄手段にて洗浄されて得られた屎渣洗浄液をメタン発酵手段に搬送する屎渣洗浄液搬送手段を備えた
ことを特徴とする請求項８記載の廃棄物処理装置。
【請求項１０】
洗浄手段にて洗浄されて得られた屎渣洗浄液を混合手段に搬送する屎渣洗浄液搬送手段を備えた
ことを特徴とする請求項８記載の廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃棄物をメタン発酵処理する際に生じるエネルギを利用して屎尿系汚水を生物学的処理する廃棄物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、屎尿や浄化槽汚泥などの屎尿系汚水は、スクリーンなどの屎渣除去装置にて屎渣を分離した後、微生物による硝化・脱窒反応、酸化分解反応などの生物学的処理を行い、汚泥などの固形物と処理水とに固液分離して屎尿系汚水を浄化処理する一方、屎渣や固液分離した固形物は脱水処理して焼却処分している。
【０００３】
しかしながら、屎渣や固形物を焼却処分したのでは、焼却の際に発生する熱エネルギの有効利用が図れないとともに、屎渣の焼却の際に発癌性物質のダイオキシンが発生する場合があり、焼却処理が煩雑で焼却装置も大型複雑化する。
【０００４】
このため、生物処理後の固形物を発酵するなど適宜処理してコンポスト化したり屎渣をプラスチックや生ごみ等に共に適宜処理してペレット状に成形して固形燃料化するＲＤＦ処理の試みが知られている。
【０００５】
しかしながら、屎渣には付着有機物が多く、例えばＲＤＦ処理する際に悪臭が発生するために悪臭対策が必要で、ＲＤＦ処理装置が複雑大型化する。
【０００６】
一方、従来、生ゴミなどの有機性廃棄物を処理する廃棄物処理装置として、合成樹脂フィルムやプラスチック、発泡スチロールなどの生物の分解が極めて困難な夾雑物を含むため、破袋・除袋および解破砕した後に夾雑物を除去してメタン発酵処理などにて処理する構成が知られている。
【０００７】
しかしながら、解破砕にて除去される夾雑物に微生物にて分解可能な有機物が付着するため、夾雑物を処理する際に悪臭を発生し不衛生であるとともに、外観が悪く、周囲環境を悪化する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、屎尿系汚水の処理の際に屎尿系汚水中の屎渣をＲＤＦ処理する廃棄物処理装置では、ＲＤＦ処理の際に悪臭が発生するために悪臭対策が必要で、ＲＤＦ処理装置が複雑大型化する。また、生ゴミなどの有機性廃棄物を解破砕して夾雑物を除去してメタン発酵処理する従来の廃棄物処理装置では、夾雑物の処理の際に夾雑物を処理する際に悪臭を発生し不衛生で周囲環境を悪化する問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、屎尿系汚水および有機廃棄物を周囲環境を損なわずに効率よく処理できる廃棄物処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の廃棄物処理装置は、屎尿系汚水から屎渣を分離する屎渣分離手段と、この屎渣分離手段からの前記屎渣が除去された屎尿系汚水を生物学的処理する生物処理手段と、前記屎渣および生物分解可能な有機性廃棄物を加温しつつ攪拌混合して混合物を調製する混合手段と、前記混合物から前記屎渣を除去する屎渣除去手段と、この屎渣除去手段から前記屎渣が除去された前記混合物をメタン発酵処理するメタン発酵手段とを具備したものである。そして、屎渣分離手段にて屎渣が分離された屎尿系汚水を生物処理手段にて生物学的処理するとともに、屎渣分離手段にて分離した屎渣と生物分解可能な有機性廃棄物とを混合手段にて加温しつつ攪拌混合して混合物を調製し、この混合物をメタン発酵手段にてメタン発酵させる。このため、屎尿系汚水から分離された屎渣に付着する有機物が混合手段にて粘性が低下して溶出され、有機性廃棄物とともに溶出させた有機物を処理するので、有機物が付着したまま屎渣が系外に排出されることがなく、屎渣が周囲環境を低下させずに容易に効率よく処理されるとともに、メタン発酵により生じるメタンガスの有効利用により、処理コストが低減する。
【００１１】
請求項２記載の廃棄物処理装置は、請求項１記載の廃棄物処理装置において、メタン発酵手段にてメタン発酵処理された発酵処理物を濾液および脱水物に脱水分離する脱水手段と、前記濾液を前記生物処理手段に返送する濾液返送手段とを備えたものである。そして、メタン発酵手段にてメタン発酵処理された発酵処理物を脱水手段にて脱水分離し、得られた濾液を濾液返送手段にて生物処理手段に返送して屎尿系汚水とともに生物学的処理を行うため、メタン発酵にて未処理の汚染物質を含有する濾液もメタン発酵にて得られるエネルギを利用して生物学的処理にて高度に浄化処理可能で、効率よく高度に屎尿系汚水および有機性廃棄物が処理される。
【００１２】
請求項３記載の廃棄物処理装置は、請求項１または２記載の廃棄物処理装置において、有機性廃棄物をメタン発酵手段にてメタン発酵処理する前に破砕する破砕手段を備えたものである。そして、有機性廃棄物を破砕手段にて破砕した後にメタン発酵処理するため、有機性廃棄物中に生物分解困難な夾雑物が混入しても、有機性廃棄物とともに夾雑物を破砕して略均一な組成とすることにより、後のメタン発酵処理の進行を促進する。
【００１３】
請求項４記載の廃棄物処理装置は、請求項２または３記載の廃棄物処理装置において、脱水手段にて脱水分離する際に高分子系凝集剤および燐除去剤を添加する助剤添加手段を備えたものである。そして、メタン発酵手段にてメタン発酵処理された混合物を脱水手段にて脱水分離する際に助剤添加手段にて高分子系凝集剤および燐除去剤を添加するため、メタン発酵処理後の混合物が効率よく容易に脱水されるとともに、生物分解が困難な溶解性有機物や燐も凝集分離され、高度に屎尿系汚水および有機性廃棄物が処理される。
【００１４】
請求項５記載の廃棄物処理装置は、請求項２ないし４いずれか一記載の廃棄物処理装置において、濾液返送手段は、濾液を好気状態にする好気化手段と、この好気化手段にて好気状態にされた濾液に凝集剤を添加して凝集処理する凝集手段と、この凝集手段にて凝集処理した濾液を固液分離する汚泥除去手段とを備えたものである。そして、脱水手段にて得られた濾液を好気化手段にて好気状態にするとともに凝集手段にて凝集剤を添加させて凝集処理した後、汚泥除去手段にて固液分離して生物処理手段に返送するため、生物処理にて除去が困難なメタン発酵により可溶化された有機物および無機物をあらかじめ好気状態にし、さらに未分解の溶解性有機物および残存する無機物を凝集除去するため、返送後の生物処理手段の負荷が低減し高度に効率よく浄化処理される。
【００１５】
請求項６記載の廃棄物処理装置は、請求項２ないし５いずれか一記載の廃棄物処理装置において、屎渣分離手段からの屎渣が分離された屎尿系汚水を凝集させ凝集分離水および凝集汚泥に固液分離し前記凝集分離水を生物処理手段に投入する凝集分離手段を備え、濾液返送手段は、濾液を前記凝集分離手段を介して前記生物処理手段に返送するものである。そして、メタン発酵処理後に脱水分離した濾液を濾液返送手段を介して屎渣分離手段からの屎渣が分離された屎尿系汚水とともに凝集分離手段に返送し、凝集させて固液分離した凝集分離水を生物処理手段に投入するため、生物処理にて浄化処理しにくい溶解性有機物や無機物をあらかじめ凝集分離してあわせて生物処理するので、屎尿系汚水および有機性廃棄物が高度に効率よく処理される。
【００１６】
請求項７記載の廃棄物処理装置は、請求項６記載の廃棄物処理装置において、凝集手段は、アルカリ性雰囲気で凝集処理し、凝集分離手段は、酸性雰囲気で凝集処理するものである。そして、メタン発酵処理後にアルカリ性雰囲気で凝集分離した濾液を凝集分離手段にて屎尿系汚水とともに酸性雰囲気で凝集処理するため、メタン発酵処理後の溶解性有機物および残存する無機物をアルカリ性雰囲気で効率よく凝集除去するとともに、さらに残存する溶解性有機物および残存する無機物を酸性雰囲気で凝集除去するので、屎尿系汚水および有機性廃棄物が高度に効率よく処理される。
【００１７】
請求項８記載の廃棄物処理装置は、請求項１ないし７いずれか一記載の廃棄物処理装置において、屎渣除去手段にて除去された屎渣を洗浄する洗浄手段を備えたものである。
【００１８】
そして、屎渣除去手段にて除去された屎渣を洗浄手段にて洗浄するため、屎渣を例えば別途ペレット状に成形して固形燃料化したり焼却処分する際に異臭などを生じず、後処理が容易となる。
【００１９】
請求項９記載の廃棄物処理装置は、請求項８記載の廃棄物処理装置において、洗浄手段にて洗浄されて得られた屎渣洗浄液をメタン発酵手段に搬送する屎渣洗浄液搬送手段を備えたものである。
【００２０】
そして、洗浄手段にて屎渣の洗浄により得られる屎渣洗浄液を屎渣洗浄液搬送手段にてメタン発酵手段に搬送するため、混合手段からの含水率が低い混合物が流入されるメタン発酵手段内での含水率が増大し、メタン発酵処理が円滑となるとともに、混合手段である程度の発酵が進行しており、混合物中に含まれる微生物の栄養源などの発酵促進成分が屎渣洗浄液中に含まれるので、メタン発酵の際の発酵促進成分の補充により、メタン発酵処理の効率が向上する。
【００２１】
請求項１０記載の廃棄物処理装置は、請求項８記載の廃棄物処理装置において、洗浄手段にて洗浄されて得られた屎渣洗浄液を混合手段に搬送する屎渣洗浄液搬送手段を備えたものである。
【００２２】
そして、洗浄手段にて屎渣の洗浄により得られる屎渣洗浄液を屎渣洗浄液搬送手段にて混合手段に搬送するため、屎渣分離手段にて分離された含水率の低い屎渣および含水率の低い有機性廃棄物が混合される混合手段内の含水率が増大し、混合手段での屎渣および有機性廃棄物との混合が円滑となるとともに、混合手段である程度の発酵が進行しており、混合物中に含まれる微生物の栄養源などの発酵促進成分が屎渣洗浄液中に含まれるので、混合手段での発酵がさらに進行し、後工程のメタン発酵手段でのメタン発酵処理の効率が向上する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の廃棄物処理装置の実施の一形態の構成を図１を参照して説明する。
【００２４】
図１において、１は屎渣分離手段で、この屎渣分離手段１は、例えば目幅寸法が約１mmのスクリーンやスクリュウプレスなどを多段に組み合わされて構成され、流入される屎尿や浄化槽汚泥などの屎尿系汚水を固形状の屎渣と液状の原液とに分離する。
【００２５】
そして、この屎渣分離手段１には凝集分離手段２が接続されている。この凝集分離手段２は、屎渣分離手段１にて屎尿系汚水から屎渣が除去されて流入された原液に凝集剤を添加する第１の凝集剤添加手段およびｐＨを測定し適宜塩酸や水酸化ナトリウムなどのｐＨ調整剤を添加しｐＨを酸性に制御する第１のｐＨ制御手段を備えた第１の凝集槽と、この第１の凝集槽にて凝集処理された原液を固液分離するスクリーンや沈降分離装置、膜分離などの第１の固液分離手段とにて構成されている。なお、凝集剤としては、塩化第二鉄などの無機凝集剤が用いられる。
【００２６】
また、凝集分離手段２には、生物学的硝化脱窒反応にて第１の固液分離手段から流入する分離水を浄化する生物処理手段３が接続されている。なお、この生物処理手段３は、１槽にて硝化脱窒反応を生じさせる構成や、脱窒処理する槽と硝化処理する槽の２槽にて構成したり、さらに曝気手段を有し好気性微生物にて好気性微生物処理する槽を付加した構成などとしてもよい。
【００２７】
そして、生物処理手段３には、生物学的硝化脱窒処理した後の処理液を固液分離する第２の固液分離手段４が接続されている。この第２の固液分離手段４は、凝集剤を添加して凝集処理後にスクリーンや膜などによる濾過分離や沈降分離処理など、いずれの固液分離方法でもできる。そして、固液分離された濾液は処理水として系外に排出され、固液分離された汚泥は一部生物処理手段３に返送したり、別途肥料として処理する。
【００２８】
一方、５は破砕手段で、この破砕手段５は、生ゴミや農水産廃棄物などの生物分解可能な有機性廃棄物を含む廃棄物を細かく解破砕して廃棄物中の生物分解が極めて困難な合成樹脂フィルムやプラスチック、発泡スチロール、ガラス、金属片などの夾雑物を破袋したり粉砕する破砕装置を備えている。
【００２９】
そして、この破砕手段５には、混合手段６が接続されている。また、この混合手段６には、屎渣分離手段１にて分離された屎渣が搬送されて投入される屎渣搬送路７が接続されている。そして、この混合手段６は、屎渣搬送路７にて搬送された屎渣と破砕手段５からの解破砕された廃棄物とを、水分を添加しつつ適宜、例えば約５５℃に加温して攪拌混合する。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。
【００３０】
また、混合手段６には、屎渣除去手段８が接続されている。この屎渣除去手段８は、混合手段６にて屎渣と廃棄物とが攪拌混合されて調製された混合物から、屎渣および廃棄物中の夾雑物を洗浄しつつ分離除去する。そして、除去された屎渣および夾雑物は、例えば別途ペレット状に成形して固形燃料化したり、焼却処分したりする。
【００３１】
さらに、屎渣除去手段８には、屎渣および夾雑物が除去された混合物をメタン発酵処理するメタン発酵手段９が接続されている。このメタン発酵手段９は、加温例えば５５℃で適宜攪拌してメタン菌などにて有機性物質をメタン発酵処理する。そして、このメタン発酵手段９には、発生するメタンガスを回収するメタンガス回収手段が設けられている。なお、この回収したメタンガスは、発電などに利用し、屎尿系汚水および有機性廃棄物の処理の際の運転エネルギとして利用する。
【００３２】
また、メタン発酵手段９には、混合物がメタン発酵処理されて得られた発酵処理物を濾液と脱水物とに脱水分離する例えば遠心分離機などの脱水手段11が接続されている。また、脱水手段11には、例えば塩化第二鉄などの凝集剤である燐除去剤を添加する第３の凝集剤添加手段と高分子凝集剤などの凝集性を増進させる凝集助剤を添加する第３の凝集助剤添加手段とを有した助剤添加手段を備えている。なお、脱水物は、焼却処分したりコンポスト化する。
【００３３】
そして、脱水手段11には、脱水分離した濾液を凝集分離手段２に返送する濾液返送手段12が接続されている。この濾液返送手段12は、濾液を曝気する好気化手段としての曝気手段13と、この曝気手段13にて好気状態とした濾液に凝集剤を添加して凝集処理する凝集手段14と、この凝集手段14にて凝集処理した濾液を固液分離する汚泥除去手段15とが直列に接続されて構成されている。
【００３４】
また、凝集手段14は、曝気手段13にて好気状態とした濾液に塩化第二鉄などの凝集剤を添加する第２の凝集剤添加手段と、高分子凝集剤などの凝集性を増進させる凝集助剤を添加する第２の凝集助剤添加手段と、ｐＨを測定し適宜塩酸や水酸化ナトリウムなどのｐＨ調整剤を添加しｐＨをアルカリ性に制御する第２のｐＨ制御手段とを備えた第２の凝集槽を有している。なお、汚泥除去手段15は、スクリーンや膜などによる濾過分離や沈降分離処理などの各種固液分離方法にて凝集手段14にて凝集処理された濾液を固液分離する。そして、汚泥除去手段15は、分離した汚泥を除去し、分離された濾液は、凝集分離手段２に返送し、屎尿系汚水から屎渣が分離された原液と混合されて酸性雰囲気で凝集処理される。
【００３５】
次に、上記実施の一形態の動作を説明する。
【００３６】
まず、屎尿系汚水を屎渣分離手段１に流入させて固形状の屎渣と液状の原液とに分離し、原液を凝集分離手段２を構成する第１の凝集槽に流入させる。
【００３７】
一方、有機精廃棄物を破砕手段５に投入し、生ゴミや農水産廃棄物などの生物分解可能な有機性廃棄物を含む廃棄物を細かく、望ましくは５ｃｍ角程度に解破砕して廃棄物中の生物分解が極めて困難な合成樹脂フィルムやプラスチック、発泡スチロール、ガラス、金属片などの夾雑物を破袋したり粉砕する。
【００３８】
そして、この破砕された廃棄物を混合手段６に投入するとともに、屎渣搬送路７を介して屎渣分離手段１にて分離した屎渣を投入する。この後、例えばスチームを用いて約５５℃に加温しつつ廃棄物と屎渣とを攪拌混合して混合物を調製する。この廃棄物と屎渣との攪拌混合により、屎渣に付着する有機物は粘性が低下してスチームの結露にて生じる温水中に可溶化する。そして、所定時間の攪拌混合により調製された混合物を屎渣除去手段８に流入させ、有機物が除去された固形状の屎渣や廃棄物中の夾雑物を洗浄しつつ分離除去する。なお、除去した屎渣および夾雑物は、例えば別途ペレット状に成形して固形燃料化したり、焼却処分したりする。
【００３９】
この後、屎渣除去手段８にて屎渣や夾雑物が分離除去された混合物および屎渣や夾雑物の洗浄、脱水の際に生じる洗浄残液の混合液をメタン発酵手段９に流入させ、例えば５５℃で適宜攪拌してメタン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メタンガス回収手段にて回収し、発電などに利用し、屎尿系汚水および有機性廃棄物の処理の際の運転エネルギとして利用する。
【００４０】
次に、メタン発酵処理後の発酵処理物を例えば遠心分離機などの脱水手段11に流入させる。そして、助剤添加手段を構成する第３の凝集剤添加手段にて例えば塩化第二鉄などの燐除去剤を適宜添加するとともに、第３の凝集助剤添加手段を構成する凝集助剤添加手段にて高分子凝集剤などの凝集助剤を添加する。
【００４１】
この第３の凝集剤添加手段からの塩化第二鉄などの燐除去剤の添加により、混合手段６にて屎渣との混合により屎渣とともに混合物中に混入する屎尿系汚水中の燐酸イオンを凝集させる。そして、この燐酸イオンの凝集により、燐酸イオンとともに混合物中に混入する屎尿系汚水中のマグネシウムやアンモニウムが、燐酸イオンと反応して燐酸マグネシウムアンモニウム（Ｍｇ（ＮＨ4 ）ＰＯ4 ）となり汚泥とともに除去され各配管内や槽内などでスケールとして生成することを防止する。また、高分子凝集剤にてメタン発酵処理により生じた汚泥を凝集するとともにメタン発酵処理で残留する生物分解処理が困難なＣＯＤにかかわる溶解性有機物などを凝集させる。
【００４２】
そして、凝集処理後に例えば遠心分離機などにて濾液と脱水物とに脱水分離する。なお、脱水物は、例えばコンポスト化したり、焼却処分したりする。
【００４３】
この後、脱水手段11にて分離した濾液を濾液返送手段12の曝気手段13に流入させ、曝気して好気状態とする。
【００４４】
さらに、曝気手段13にて好気状態とした濾液を濾液返送手段12を構成する凝集手段14の第２の凝集槽に流入させ、第２のｐＨ制御手段にてアルカリ性、例えばｐＨ８〜９程度に制御しつつ第２の凝集剤添加手段にて塩化第二鉄などの凝集剤を添加するとともに第２の凝集助剤添加手段にて高分子凝集剤などの凝集助剤を添加する。これら凝集剤の添加により、処理しきれずに残留するＣＯＤにかかわる有機物質や無機物を凝集させる。なお、濾液中に重金属などが含有される場合には、ｐＨ８．５〜１０程度に制御するとよい。
【００４５】
そして、この凝集処理後の濾液を汚泥除去手段15に流入させ、スクリーンや膜などによる濾過分離や沈降分離処理などの固液分離を行う。なお、スクリーンを用いる場合には、目幅寸法を０．８mm以上に設定するとよい。そして、固液分離した凝集物は例えば焼却処分し、濾液は凝集分離手段２を構成する第１の凝集槽に流入させる。
【００４６】
この後、凝集分離手段２の第１の凝集槽において、流入される濾液と屎渣分流手段１から流入する原液とが混合される。そして、第１のｐＨ制御手段にてｐＨを酸性に制御しつつ、第１の凝集剤添加手段にて塩化第二鉄などの無機凝集剤を添加して、原液中の燐酸イオンや溶解性有機物などや濾液中のアルカリ性雰囲気で処理しきれずに残留する有機物などを凝集させる。この後、スクリーンや沈降分離装置、膜分離などの第１の固液分離手段にて凝集物を分離して、例えば焼却処分し、分離水は生物処理手段３に流入させる。
【００４７】
次に、生物処理手段３に流入された分離水は、生物学的硝化脱窒反応にて含有する有機物や窒素化合物などが浄化処理される。
【００４８】
そして、生物処理手段３にて処理した処理液を第２の固液分離手段４に流入させ、スクリーンや膜などによる濾過分離や沈降分離処理などの固液分離処理を行い、浄化処理液と汚泥とを固液分離して、屎尿系汚水および廃棄物を処理する。なお、分離した汚泥は、一部生物処理手段３に返送し、残部は別途肥料などに利用する。
【００４９】
上述したように、上記実施の一形態によれは、屎渣分離手段１にて屎渣が分離された屎尿系汚水を生物処理手段にて生物学的処理するとともに、分離した屎渣と解破砕後の廃棄物とを混合手段６にて加温しつつ攪拌混合して混合物を調製した後、この混合物を屎渣除去手段８にて屎渣を除去し、メタン発酵手段９にてメタン発酵処理するため、屎渣に付着する有機物の粘性が低下して溶出し、廃棄物中の有機性廃棄物から溶出する有機物とともにメタン発酵処理するので、有機物などの汚染物質が付着したまま屎渣が系外に排出されず、屎渣を周囲環境を低下させずに容易に処理でき、屎尿系汚水からの汚染物質および廃棄物からの汚染物質を同時に効率よく処理できるとともに、メタン発酵処理により生じるメタンガスの有効利用により、処理コストを低減できる。
【００５０】
また、メタン発酵手段９にてメタン発酵処理した発酵処理物を脱水手段11にて脱水分離し、得られた濾液を濾液返送手段12にて生物処理手段３に返送して屎尿系汚水とともに生物学的硝化脱窒処理を行うため、メタン発酵にて未処理の汚染物質を含有する濾液もメタン発酵処理にて得られるエネルギを利用して生物学的処理にて高度に浄化処理でき、屎尿系汚水からの汚染物質および廃棄物からの汚染物質を同時に効率よく処理でき、高度に屎尿系汚水および廃棄物を効率よく処理できる。
【００５１】
さらに、混合手段６にて屎渣と廃棄物とを混合して屎渣に付着する有機物を溶出させて生物分解が困難な屎渣や夾雑物のみを屎渣除去手段８にて洗浄しつつ除去した後、メタン発酵手段に投入してメタン発酵処理するため、有機物などの汚染物質が付着したまま屎渣や夾雑物が系外に排出されず、周囲環境を低下させずに容易に効率よく高度に屎尿系汚水および廃棄物を処理できる。
【００５２】
そして、廃棄物を処理する際に、直接メタン発酵処理せず、あらかじめ破砕手段５にて解破砕した後にメタン発酵処理するため、有機性廃棄物中に生物分解困難な夾雑物が混入しても、有機性廃棄物とともに夾雑物を破砕して略均一な組成とすることにより、後のメタン発酵処理を効率よく進行できる。
【００５３】
また、メタン発酵手段９にてメタン発酵処理された発酵処理物を脱水手段11にて脱水分離する際に助剤添加手段にて高分子系凝集剤および燐除去剤を添加するため、メタン発酵処理後の発酵処理物を効率よく容易に脱水処理できるとともに、高分子系凝集剤にて凝集しにくい溶解性有機物や燐酸イオンも凝集分離でき、高度に屎尿系汚水および有機性廃棄物を処理できる。
【００５４】
そして、濾液返送手段12を曝気手段13と凝集手段14と汚泥除去手段15とを直列に接続して構成し、脱水手段11にて脱水処理して得られた濾液を生物処理手段３に濾液返送手段12にて返送する際、濾液を曝気手段13により好気状態とし、凝集手段14にて凝集剤を添加させて凝集処理した後、汚泥除去手段15にて固液分離して生物処理手段３に返送するため、生物処理にて除去が困難なメタン発酵の還元状態で可溶化された溶解性有機物をあらかじめ曝気により酸化状態とし未分解の溶解性有機物および残存する無機物を凝集除去するため、返送後の生物処理手段３の負荷を低減でき高度に効率よく浄化処理できる。
【００５５】
また、メタン発酵処理後に脱水分離した濾液を濾液返送手段12にて直接生物処理手段３に返送せず、屎渣分離手段１からの屎渣が分離された原液とともに凝集分離手段２に流入させて凝集固液分離し、得られた分離水を生物処理手段３に流入させるため、生物処理にて浄化処理しにくい溶解性有機物や無機物をあらかじめ凝集分離し、原液および濾液をあわせて生物処理するので、屎尿系汚水および有機性廃棄物を高度に効率よく処理できる。
【００５６】
そして、濾液返送手段12を構成する凝集手段14および汚泥除去手段15にてアルカリ性雰囲気で凝集分離処理した濾液を凝集分離手段２にて酸性雰囲気で凝集分離処理するため、アルカリ性雰囲気で凝集分離できずに残留する溶解性有機物などの汚染物質を凝集分離でき、屎尿系汚水および有機性廃棄物を高度に効率よく処理できる。
【００５７】
また、廃棄物を解破砕する前および解破砕の際に除袋処理しないため、除去する夾雑物に有機性廃棄物の有機性物質が付着したまま系外に排出されず、周囲環境を損なわずに処理できる。
【００５８】
なお、上記実施の形態において、メタン発酵処理後に脱水処理した濾液を生物処理手段３に返送させて説明したが、メタン発酵処理後の発酵処理物を原液とは別途処理してもよい。
【００５９】
また、混合手段６にて屎渣と廃棄物とを混合した後、屎渣除去手段８にて屎渣および夾雑物を除去せず直接メタン発酵処理してもよい。
【００６０】
さらに、廃棄物を破砕手段５にて解破砕した後、混合手段６にて屎渣と混合して説明したが、廃棄物の状態により直接廃棄物と屎渣とを混合してもよい。
【００６１】
そして、屎渣分離手段１にて分離した屎渣と廃棄物とを混合してメタン発酵処理して説明したが、屎尿系汚水から屎渣を除去する一方、別途廃棄物から夾雑物を除去してメタン発酵させた後、脱水処理して濾液を屎渣が除去された屎尿系汚水とともに生物処理してもよい。この方法によれば、メタン発酵処理にて処理しきれない汚染物質を生物処理により除去可能で、屎尿系汚水および廃棄物を高度に効率よく処理できる。
【００６２】
また、脱水手段11に第３の凝集剤添加手段および第３の凝集助剤添加手段を設けて説明したが、単に脱水分離するのみでもよく、特に濾液返送手段12にて凝集処理する場合、すなわち凝集手段14を設ける場合には、脱水手段11において凝集処理しなくてもよい。なお、濾液返送手段12に凝集手段14を設けない場合には、凝集処理する構成とすることが好ましい。
【００６３】
そして、濾液返送手段12に曝気手段13、凝集手段14および汚泥除去手段15を設けて説明したが、脱水処理後、濾液を直接凝集分離手段２や生物処理手段３に返送するのみの構成でもよい。
【００６４】
また、濾液返送手段12の凝集処理の際、アルカリ性雰囲気で凝集させ、凝集分離手段にて酸性雰囲気で凝集させて説明したが、これに限らず濾液や原液の状態により適宜ｐＨを調整すればよい。
【００６５】
さらに、混合手段６にて加温しつつ屎渣と廃棄物とを混合して説明したが、加温せずに単に混合するなどしてもよい。
【００６６】
また、生物処理手段３の後の第２の固液分離手段４で発生する脱水物をコンポスト化する他、メタン発酵手段９に投入してもよい。
【００６７】
次に、本発明の廃棄物処理装置の他の実施の形態の構成を図２を参照して説明する。
【００６８】
この図２に示す実施の形態は、図１に示す実施の形態の屎渣除去手段８にて除去された屎渣および夾雑物を洗浄手段21にて洗浄するものである。
【００６９】
すなわち、屎渣除去手段８には、この屎渣除去手段８にて除去された屎渣および夾雑物を洗浄する洗浄手段21が接続されている。さらに、この洗浄手段21には、洗浄後の屎渣洗浄液の少なくとも一部をメタン発酵手段９に搬送する屎渣洗浄液搬送手段22が接続されている。そして、洗浄手段21にて得られた屎渣洗浄液は屎渣洗浄液搬送手段22を介してメタン発酵手段９に搬送されて屎渣除去手段８からの混合物や脱水の際に生じる洗浄残液である混合液などとともにメタン発酵処理され、洗浄された屎渣や夾雑物は、例えば別途ペレット状に成形して固形燃料化したり、焼却処分したりする。
【００７０】
そして、屎渣分離手段１にて分離された含水率の低い屎渣および含水率の低い有機性廃棄物が混合される混合手段６内の含水率は、約８２％前後と比較的低い。この混合手段６にて混合された混合物は、屎渣除去手段８にて屎渣や夾雑物が除去されても、メタン発酵手段９に投入される時点でも含水率があまり増大しないため、メタン発酵手段９内での攪拌混合の際の負荷が増大する状態となり、全体的に略均一にメタン発酵が進行しにくくなるおそれもある。なお、攪拌混合の際には、約８７％以上の含水率に設定することが好ましい。
【００７１】
ところで、上記図２に示す実施の形態では、洗浄手段21にて屎渣や夾雑物を洗浄した後の屎渣洗浄液を屎渣洗浄液搬送手段22を介してメタン発酵手段９に流入させるため、メタン発酵手段９内での含水率が増大し、メタン発酵の際の攪拌混合が円滑となり、メタン発酵効率が向上する。
【００７２】
また、混合手段６では、汚染物質の酸分解である発酵がある程度進行しており、屎渣除去手段８にて除去される屎渣や夾雑物には、発酵を進行させる微生物や発酵により生成する微生物の栄養源となる各種分解物などの発酵を促進させる発酵促進成分が付着した状態である。このため、洗浄手段21にて得られる屎渣洗浄液中には、これら微生物や発酵促進成分が含有された状態である。したがって、メタン発酵手段９への屎渣洗浄液の流入により、微生物や発酵促進成分も流入することにより、メタン発酵手段９でのメタン発酵の効率が向上し、処理時間の短縮化が得られる。
【００７３】
さらに、屎渣や夾雑物は、付着する微生物や発酵促進成分が洗い流されるので、例えば別途ペレット状に成形して固形燃料化したり焼却処分するなどの後処理に際に異臭などを生じず、容易に後処理できるとともに、後処理装置の構成を簡略化できる。
【００７４】
なお、上記図２に示す実施の形態において、洗浄手段21からの屎渣洗浄液をメタン発酵手段９に搬送して説明したが、混合手段６に搬送してもよい。
【００７５】
すなわち、混合手段６は、上述したように、屎渣分離手段１にて分離された含水率の低い屎渣および含水率の低い有機性廃棄物が投入されてこれらを混合するため、混合手段６内の混合物の含水率は、約８２％前後と比較的低く、円滑に攪拌しにくいが、屎渣洗浄液を流入させることにより、含水率が増大し、円滑な攪拌が得られるとともに、屎渣洗浄液中の微生物や発酵促進成分が補充され、混合手段６内での発酵をより促進でき、後段のメタン発酵手段９でのメタン発酵効率が向上し、処理時間の短縮化が図れる。
【００７６】
また、混合手段に添加する水を節約できる。
【００７７】
【発明の効果】
請求項１記載の廃棄物処理装置によれば、屎渣を分離した屎尿系汚水を生物処理手段にて生物学的処理するとともに、分離した屎渣と生物分解可能な有機性廃棄物とを加温しつつ攪拌混合しメタン発酵させるため、屎渣に付着する有機物の粘性が低下して溶出し、有機性廃棄物とともに処理するので、有機物が付着したまま屎渣が系外に排出されず、周囲環境を低下させずに容易に屎渣を処理でき、屎渣に付着する有機物を有機性廃棄物とともに処理するので処理効率を向上できるとともに、メタン発酵により生じるメタンガスの有効利用により、処理コストを低減できる。
【００７８】
請求項２記載の廃棄物処理装置によれば、請求項１記載の廃棄物処理装置の効果に加え、メタン発酵処理した発酵処理物を脱水分離し、濾液を濾液返送手段にて生物処理手段に返送して屎尿系汚水とともに生物学的処理を行うため、メタン発酵にて未処理の濾液中の汚染物質をメタン発酵にて得られるエネルギを利用して屎尿系汚水とともに生物学的処理にて浄化処理でき、処理効率を向上でき、周囲環境を損なわずに高度に屎尿系汚水および有機性廃棄物を処理できる。
【００７９】
請求項３記載の廃棄物処理装置によれば、請求項１または２記載の廃棄物処理装置の効果に加え、有機性廃棄物を破砕した後にメタン発酵処理するため、有機性廃棄物中に生物分解困難な夾雑物が混入しても、有機性廃棄物とともに夾雑物を破砕して略均一な組成とすることにより、屎渣とともに夾雑物の除去が行われ、後のメタン発酵処理の進行を促進でき、効率よく処理できる。
【００８０】
請求項４記載の廃棄物処理装置によれば、請求項２または３記載の廃棄物処理装置の効果に加え、メタン発酵処理した後に脱水分離する際、高分子系凝集剤および燐除去剤を添加するため、効率よく容易に脱水処理できるとともに、生物分解が困難な溶解性有機物や燐を凝集分離でき、高度に屎尿系汚水および有機性廃棄物を処理できる。
【００８１】
請求項５記載の廃棄物処理装置によれば、請求項２ないし４いずれか一記載の廃棄物処理装置の効果に加え、脱水分離した濾液を好気化手段にて好気状態にし、凝集手段にて凝集剤を添加させて凝集処理した後、汚泥除去手段にて固液分離して生物処理手段に返送するため、生物処理にて除去が困難なメタン発酵により可溶化された溶解性有機物をあらかじめ好気状態の酸化処理しさらに未分解の溶解性有機物および残存する無機物を凝集除去するので、返送後の生物処理手段の負荷を低減でき高度に効率よく浄化処理できる。
【００８２】
請求項６記載の廃棄物処理装置によれば、請求項２ないし５いずれか一記載の廃棄物処理装置の効果に加え、脱水分離した濾液を屎渣を分離した屎尿系汚水とともに凝集して固液分離した後、生物処理するため、生物処理にて浄化処理しにくい溶解性有機物や無機物を濾液および屎尿系汚水をあわせて凝集分離して生物処理するので、屎尿系汚水および有機性廃棄物を高度に効率よく処理できる。
【００８３】
請求項７記載の廃棄物処理装置によれば、請求項６記載の廃棄物処理装置の効果に加え、メタン発酵処理後にアルカリ性雰囲気で凝集分離した濾液を凝集分離手段にて屎尿系汚水とともに酸性雰囲気で凝集処理するため、メタン発酵処理後の未分解の溶解性有機物および残存する無機物をアルカリ性雰囲気で効率よく凝集除去できるとともに、さらに残存する溶解性有機物および残存する無機物を酸性雰囲気で凝集除去するので、屎尿系汚水および有機性廃棄物を高度に効率よく処理できる。
【００８４】
請求項８記載の廃棄物処理装置によれば、請求項１ないし７いずれか一記載の廃棄物処理装置の効果に加え、屎渣除去手段にて除去された屎渣を洗浄手段にて洗浄するため、屎渣を例えば別途ペレット状に成形して固形燃料化したり焼却処分する際に異臭などの発生を防止でき、容易に後処理できる。
【００８５】
請求項９記載の廃棄物処理装置によれば、請求項８記載の廃棄物処理装置の効果に加え、洗浄手段にて屎渣の洗浄により得られる屎渣洗浄液を屎渣洗浄液搬送手段にてメタン発酵手段に搬送するため、混合手段からの含水率が低い混合物が流入されるメタン発酵手段内での含水率を増大でき、メタン発酵処理が円滑に進行できるとともに、ある程度の発酵が進行する混合手段からの混合物中に含まれる微生物の栄養源などの発酵促進成分が屎渣洗浄液の搬送により添加され、メタン発酵処理効率を向上できる。
【００８６】
請求項１０記載の廃棄物処理装置によれば、請求項８記載の廃棄物処理装置の効果に加え、洗浄手段にて屎渣の洗浄により得られる屎渣洗浄液を屎渣洗浄液搬送手段にて混合手段に搬送するため、屎渣分離手段にて分離された含水率の低い屎渣および含水率の低い有機性廃棄物が混合される混合手段内の含水率が増大し、混合手段での屎渣および有機性廃棄物とを円滑に混合できるとともに、ある程度の発酵が進行する混合手段からの混合物中に含まれる微生物の栄養源などの発酵促進成分が屎渣洗浄液の搬送により返送され、混合手段での発酵がさらに進行でき、後工程のメタン発酵手段でのメタン発酵処理効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物処理装置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装置の他の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    屎渣分離手段
２    凝集分離手段
３    生物処理手段
５    破砕手段
６    混合手段
８    屎渣除去手段
９    メタン発酵手段
11    脱水手段
12    濾液返送手段
13    好気化手段としての曝気手段
14    凝集手段
15    汚泥除去手段
21    洗浄手段
22    屎渣洗浄液搬送手段
【図１】
0003673072.tif 000002
【図２】
0003673072.tif 000003