(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
し尿を生物学的脱窒素処理して処理水を再利用水として取り出すし尿処理系と、生ごみを可溶化して後に膜型メタン発酵処理し、発生するバイオガスを燃料として発電設備で電力を取り出す生ごみ処理系と、畜糞を固液分離して後に高速堆肥化してコンポストを取り出す畜糞処理系とにおいて、
し尿処理系で取り出した再利用水および余剰汚泥の一部を生ごみ処理系へ供給して、膜型メタン発酵処理におけるアンモニア性窒素の濃度制御を行ない、生ごみ処理系の膜型メタン発酵処理で生じる膜分離液、および発酵汚泥の脱水により生じるろ液をし尿処理系へ供給して生物学的脱窒素処理し、畜糞処理系の固液分離により生じるろ液を生ごみ処理系へ供給して膜型メタン発酵処理し、発電設備で発生する余剰熱を畜糞処理系へ高速堆肥化の補助加温熱源として供給し、し尿処理系の生物学的脱窒素処理で生じる余剰汚泥、および生ごみ処理系で発酵汚泥の脱水により生じる脱水ケーキを畜糞処理系へ供給して固液分離後の畜糞とともに高速堆肥化することを特徴とする有機性廃棄物からの資源回収方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数種類の有機性廃棄物（し尿、畜糞、生ごみ等）を再資源化する技術に係り、有機性廃棄物からの資源回収方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、し尿、畜糞、生ごみ等の有機性廃棄物を処理する方法としては、し尿を生物学的脱窒素処理するものや、生ごみをメタン発酵するものや、畜糞を堆肥化するものが知られている。
一方、近年においては、厚生省の汚泥再生処理センター構想に代表されるように、し尿、生ごみ、畜糞等の種々の有機性廃棄物を一箇所で再資源化する試みが行なわれている。
【０００３】
ところで、我国においてはメタン発酵処理液を堆肥として農地へ還元することが法的に困難であることから、メタン発酵処理液は最終的に脱窒、脱リンして後に、放流もしくは再利用しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、種々の有機性廃棄物を全て混合消化した後に、発酵処理液を脱窒素処理する場合には、一方のメタン発酵処理において有機物を消化してメタンガスを取り出しながら、他方の生物学的脱窒素処理において脱窒素のための有機炭素源が不足するために有機炭素源としてメタノールを添加するという不合理なことを行なうことになる。また、発酵汚泥の堆肥化処理においても、脱水した発酵汚泥中になお残存する水分を蒸発させるだけのカロリーが発酵汚泥に残っていないために、外部から熱を供給する必要が生じる。
【０００５】
本発明は上記した課題を解決するものであり、複数種類の有機性廃棄物の処理工程を複合化することにより、各処理工程において資源を回収しながら各有機性廃棄物を効率良く処理することができる有機性廃棄物からの資源回収方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明の有機性廃棄物からの資源回収方法は、し尿を生物学的脱窒素処理して処理水を再利用水として取り出すし尿処理系と、生ごみを可溶化して後に膜型メタン発酵処理し、発生するバイオガスを燃料として発電設備で電力を取り出す生ごみ処理系と、畜糞を固液分離して後に高速堆肥化してコンポストを取り出す畜糞処理系とにおいて、
し尿処理系で取り出した再利用水および余剰汚泥の一部を生ごみ処理系へ供給して、膜型メタン発酵処理におけるアンモニア性窒素の濃度制御を行ない、生ごみ処理系の膜型メタン発酵処理で生じる膜分離液、および発酵汚泥の脱水により生じるろ液をし尿処理系へ供給して生物学的脱窒素処理し、畜糞処理系の固液分離により生じるろ液を生ごみ処理系へ供給して膜型メタン発酵処理し、発電設備で発生する余剰熱を畜糞処理系へ高速堆肥化の補助加温熱源として供給し、し尿処理系の生物学的脱窒素処理で生じる余剰汚泥、および生ごみ処理系で発酵汚泥の脱水により生じる脱水ケーキを畜糞処理系へ供給して固液分離後の畜糞とともに高速堆肥化するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、し尿処理系１では、し尿等を除渣工程２において除渣した後に、水処理を行なう生物学的脱窒素処理設備３に直接に投入し、水処理における脱窒素用の有機炭素源として利用しながら生物学的脱窒素処理する。このことにより、水処理の生物学的脱窒素処理設備３における脱窒素用の有機炭素源（メタノール等）が節減できる。ＢＯＤ源が不足する場合には、可溶化生ごみの一部を有機炭素源として利用する。逆にＢＯＤ源が余る場合には、し尿等の一部を前脱水して有機炭素源の一部をメタン発酵へまわす。生物学的脱窒素処理した処理水は再利用水として取り出し、生ごみ処理系４において利用する。
【０００８】
生ごみ処理系４では、生ごみ（易分解性固形有機性廃棄物）を粗破砕工程５で粗破砕した後に可溶化工程６に投入して可溶化し、固液分離工程７においてビニール等の夾雑物を除去した後に膜型メタン発酵槽８へ導く。膜型メタン発酵槽８では、メタン発酵処理により発生するバイオガスを発電設備９に燃料として供給するとともに、膜分離装置（図示省略）で膜分離した膜分離液を生物学的脱窒素処理設備３へ供給する。
【０００９】
膜分離液はＳＳを含まないので、アンモニアストリッピングや造粒脱リン（ＭＡＰ生成）した後、生物学的脱窒素処理又はメタン発酵の希釈水として使用しても良い。
膜型メタン発酵槽８には、生物学的脱窒素処理設備３で生じた処理水および余剰汚泥の一部を適宜に投入し、発酵汚泥中のアンモニア性窒素濃度を所定値以下に制御する。生ごみと余剰汚泥の割合は１：０．５〜１が好ましい。
【００１０】
このことにより、メタン発酵の安定化、メタン発酵槽の小型化、加温エネルギーの削減ができ、生ごみや後述する畜糞処理系１０で生じるろ液等の窒素含有量の多い有機性廃棄物を安定してメタン発酵できる。
膜型メタン発酵槽８で生じる発酵汚泥は、一部を可溶化工程６に戻し、残りのものを生物学的脱窒素処理設備３で生じた余剰汚泥と共に脱水工程１１で脱水し、ろ液を膜分離液とともに生物学的脱窒素処理設備３へ供給して、し尿等を脱窒素用の有機炭素源等として利用しながら生物学的脱窒素処理し、脱水ケーキを畜糞処理系９に供給する。
【００１１】
発酵汚泥は脱水せずに生物学的脱窒素処理し、余剰汚泥として脱水すれば堆肥化の際のカロリーがさらに高くなる。
畜糞処理系１０では、含水率の高い豚糞尿や乳牛糞尿などは固液分離工程１２において固液分離して後に固形分を高速堆肥化工程１３に投入し、含水率の低い肉牛糞尿や鶏糞は直接に高速堆肥化工程１３に投入して先の脱水ケーキとともに堆肥化し、生成したコンポストを資源として取り出す。
【００１２】
このとき、発電設備９で生じる余剰熱を高速堆肥化工程１３に補助加温熱源として供給することで、加温エネルギーが低減できる。固液分離工程１２のろ液は膜型メタン発酵槽８に供給してメタン発酵処理する。このように、畜産糞尿と発酵汚泥を混合処理することにより、発酵汚泥を堆肥化する際に熱量が多くなり、高速堆肥化工程１３における堆肥化が容易となる。
【００１３】
上記した各処理系に投入する種々の有機性廃棄物の有機炭素源は、以下の条件のもとで、生物学的脱窒素処理、メタン発酵、高速堆肥化の各工程へ分配し、効率的に処理、再資源化する。
１．生物学的脱窒素処理工程への投入液のＢＯＤ／Ｎ比を、２〜３kg／kgとする。Ｎ量＝（し尿および高含水率畜糞中のアンモニア性窒素量）＋（生ごみ中の全窒素量×分解率）
２．高速堆肥化工程への投入物のＣ／Ｗ比を、２〜３kcal／kcalとする。Ｃ／Ｗ比＝（全発熱量）／（水分量×蒸発潜熱）
残りの有機炭素源は、全てメタン発酵工程に投入してバイオガスを取り出し、バイオガスによって発電する。発電した電力は、生物学的脱窒素処理設備３における硝化用のブロア動力等の場内動力として利用し、余剰分は売電する。発電設備９で発生する余剰熱は、膜型メタン発酵槽８の加温および高速堆肥化工程１３におけるコンポストの結露防止用の補助加温熱源として使用する。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、し尿等を生物学的脱窒素処理設備に投入することで、水処理の生物学的脱窒素処理における有機炭素源を節減でき、生物学的脱窒素処理設備で生じた処理水および余剰汚泥の一部を膜型メタン発酵槽に適宜に投入することで、発酵汚泥中のアンモニア性窒素濃度を所定値以下に制御してメタン発酵の安定化、メタン発酵槽の小型化を図れる。膜型メタン発酵槽で生じるバイオガスを燃料として発電するに際し、発生する余剰熱を高速堆肥化工程に補助加温熱源として供給することで加温エネルギーを低減でき、畜産糞尿と生ごみを混合処理することにより、発酵汚泥を堆肥化する際に熱量が多くなって、高速堆肥化工程における堆肥化を容易に行なえる。このように、液状、固形状の違いや、窒素含有量の多少に関わらず、あらゆる有機性廃棄物の処理、資源化ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における各処理系を示すフローシートである。
【符号の説明】
１    し尿処理系
２    除渣工程
３    生物学的脱窒素処理設備
４    生ごみ処理系
５    粗破砕工程
６    可溶化工程
７    固液分離工程
８    膜型メタン発酵槽
９    発電設備
１０    畜糞処理系
１１    脱水工程
１２    固液分離工程
１３    高速堆肥化工程
【図１】
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