(57)【要約】  【課題】  有機性廃棄物を粉砕処理することで発生した臭気を脱臭する際、脱臭装置にかかる負荷を低減でき、脱臭装置の小型化が可能なメタン発酵処理装置を提供する。  【解決手段】  有機性廃棄物を粉砕し分別する前処理槽１と、前処理槽１から供給される有機性廃棄物をメタン発酵させるメタン発酵槽３と、このメタン発酵槽３から排出されるメタン発酵廃液を浄化処理する生物反応槽４とを備えたメタン発酵装置において、前記前処理槽１内の空気を吸引して前記生物反応槽４の曝気用空気として供給する手段を設ける。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を前処理槽に供給して粉砕、分別し、前記前処理槽で処理された有機性廃棄物をメタン発酵槽に供給してメタン発酵させると共にそこで発生するバイオガスを回収し、メタン発酵後のメタン発酵廃液を生物反応槽に送って浄化処理するメタン発酵処理方法において、
前記前処理槽内の空気を吸引して前記生物反応槽の曝気用空気として用いることを特徴とするメタン発酵処理方法。
【請求項２】
前記前処理槽内の空気を吸引して前記前処理槽内を負圧に保つ請求項１記載のメタン発酵処理方法。
【請求項３】
前記前処理槽内の空気を吸引して前記生物反応槽の曝気用空気として用い、曝気された空気を回収して脱臭装置に供給し、脱臭処理する請求項１又は２記載のメタン発酵処理方法。
【請求項４】
有機性廃棄物を粉砕し分別する前処理槽と、前記前処理槽から供給される有機性廃棄物をメタン発酵させるメタン発酵槽と、このメタン発酵槽から排出されるメタン発酵廃液を浄化処理する生物反応槽とを備えたメタン発酵装置において、
前記前処理槽内の空気を吸引して前記生物反応槽の曝気用空気として供給する手段を有することを特徴とするメタン発酵処理装置。
【請求項５】
前記前処理槽内の空気を吸引して前記生物反応槽の曝気用空気として供給する手段は、前記前処理槽内を負圧に保つものである請求項４記載のメタン発酵処理装置。
【請求項６】
前記生物反応槽で曝気された空気を回収して脱臭処理する脱臭装置が設けられている請求項４又は５記載のメタン発酵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嫌気性微生物を用いて、糞尿、生ゴミ、食品加工残滓等の有機性廃棄物を処理するメタン発酵処理方法及びメタン発酵処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生ゴミ等の有機性廃棄物のほとんどは、焼却や埋立処分されているが、焼却に伴うダイオキシンの発生や埋立処分地の逼迫、悪臭などの問題から、環境負荷の少ない処理方法が求められている。これらの問題を解決するために有機性廃棄物をメタン発酵処理し、発生したメタンガスを燃料電池やガスエンジンを用いて発電するシステムが研究、開発されている。
【０００３】
メタン発酵は、有機性廃棄物をスラリー化した後、このスラリーを発酵槽に投入し、嫌気性下でメタン菌により発酵処理することで、有機性廃棄物をメタンガスに転換するもので、投入原料の性状や運転条件などにより様々な処理方法、発酵槽が提案されている。
【０００４】
そして有機性廃棄物をスラリー化するにあたり、前処理として、有機性廃棄物中に混在する包装容器や紙類などの異物を分別しつつ、有機性廃棄物を適度な大きさに粉砕処理している。
【０００５】
しかしながら、有機性廃棄物を粉砕処理する際、特に生ゴミを用いた場合、同時に悪臭が発生する。したがって、通常、有機性廃棄物を粉砕処理するための前処理槽には、臭気対策が施されており、例えば、有機性廃棄物の投入口、及び槽の上部等に換気フードを設置して、前処理槽内の臭気ガスを吸引し、吸引した臭気ガスを別設した脱臭装置などで消臭処理し、臭気濃度の低減を図っている。
【０００６】
また、下記特許文献１では、投入された有機性廃棄物を粉砕処理する粉砕部と有機性廃棄物の投入口とを区画し、粉砕処理部の気圧を投入口の気圧よりも高くなるように調整して、有機性廃棄物の投入口から臭気ガスを吸引して、取り出している。
【特許文献１】特開２００２−７９１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
生ゴミを粉砕することで発生する臭気ガスの臭気濃度（臭気を無臭の清浄な空気で希釈したとき、無臭に至るまでに要した希釈倍数で表す）は、およそ２０，０００程度と極めて高く、その臭気ガスの浄化処理時にかかる脱臭装置の負荷は高い。したがって、メタン発酵処理装置の有機性廃棄物の処理量を増加した場合、その脱臭装置も大型なものとなりがちであった。
【０００８】
よって、本発明の目的は、有機性廃棄物を粉砕処理することで発生した臭気を脱臭する際の脱臭装置にかかる負荷を低減でき、脱臭装置の小型化が可能となるメタン発酵処理方法及びメタン発酵処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のメタン発酵処理方法は、有機性廃棄物を前処理槽に供給して粉砕、分別し、前処理槽で処理された有機性廃棄物をメタン発酵槽に供給してメタン発酵させると共にそこで発生するバイオガスを回収し、メタン発酵後のメタン発酵廃液を生物反応槽に送って浄化処理するメタン発酵処理方法において、前記前処理槽内の空気を吸引して前記生物反応槽の曝気用空気として用いることを特徴とする。
【００１０】
一方、本発明のメタン発酵処理装置は、有機性廃棄物を粉砕し分別する前処理槽と、前記前処理槽から供給される有機性廃棄物をメタン発酵させるメタン発酵槽と、このメタン発酵槽から排出されるメタン発酵廃液を浄化処理する生物反応槽とを備えたメタン発酵装置において、前記前処理槽内の空気を吸引して前記生物反応槽の曝気用空気として供給する手段を有することを特徴とする。
【００１１】
有機性廃棄物を粉砕処理した際に発生する臭気は、臭気濃度が２０，０００以上と極めて高く、この臭気をそのまま脱臭装置で浄化処理した場合、脱臭装置にかかる負荷が極めて大きいものであるが、この臭気を生物反応槽へ供給し、曝気用空気として利用することにより、生物反応槽内の微生物の作用によって臭気成分が生分解される。
【００１２】
したがって、前処理槽内の空気を生物反応槽の曝気用空気として用いることで、臭気濃度を低減でき、曝気用空気中の臭気濃度によってはそのまま大気中へ放流することもできる。また、この曝気後の生物反応槽の空気を更に脱臭処理したとしても、臭気成分の大半が分解され臭気濃度が低減されているので、装置負荷は低くなり、脱臭装置の小型化が可能となる。
【００１３】
また、本発明においては、前処理槽内の空気を吸引して前処理槽内を負圧に保つことが好ましい。これによれば、前処理槽で発生する臭気の外部への漏洩を防止できる。
【００１４】
そして、前記前処理槽内の空気を吸引して前記生物反応槽の曝気用空気として用い、曝気された空気を回収して脱臭装置に供給し、脱臭処理することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
前処理槽内の空気を生物反応槽の曝気用空気として用いることで、臭気成分が生物反応槽内の微生物の作用によって生分解され、臭気濃度を低減できる。よって、臭気濃度によってはこの曝気用空気をそのまま大気中へ放流することができ、また、この空気を更に脱臭処理したとしても、臭気濃度が低減されているので、装置負荷は低くなり、脱臭装置の小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明について図面を用いて更に詳細に説明する。図１には、本発明のメタン発酵処理方法に用いることができるメタン発酵処理装置の一実施形態の概略構成図が示されている。
【００１７】
まず、図１のメタン発酵処理装置について説明すると、このメタン発酵処理装置は、有機性廃棄物をペースト状に処理する前処理槽１と、このペーストをスラリー化して貯留するスラリー調整槽２と、メタン発酵槽３と、メタン発酵処理後の発酵液を処理するための生物反応槽４とで主に構成されている。
【００１８】
そして、前処理槽１とスラリー調整槽２とは、配管１ａを介して連結しており、前処理槽１で処理したペースト状の有機性廃棄物をスラリー調整槽２に供給できるように構成されている。
【００１９】
また、前処理槽１の上部には配管１０が設けられており、ブロアー２０により前処理槽１内の臭気を生物反応槽４に供給できるように構成されている。
【００２０】
スラリー調整槽２とメタン発酵槽３とは、配管２ａを介して連結しており、スラリー調整槽２で調整されたスラリーをメタン発酵槽３へ供給できるように構成されている。
【００２１】
メタン発酵槽３の底部には、メタン発酵処理後の発酵液を引き抜くための配管３ａが設けられており、生物反応槽４に連結している。
【００２２】
生物反応槽４としては、槽内の微生物によって発酵廃液の脱窒処理が可能であればよく、例えば、アンモニア酸化菌や亜硝酸酸化菌などの好気性微生物を含む曝気槽、亜硝酸酸化菌などの好気性微生物と脱窒菌などの嫌気性微生物を含む間欠曝気槽などを用いることができる。
【００２３】
また、生物反応槽４の上部には、配管１１が設けられており、ブロアー２１により生物反応槽４内の曝気用空気を脱臭装置５に供給できるように構成されている。
【００２４】
次に、この処理装置を用いた、本発明のメタン発酵処理方法について説明する。      
有機性廃棄物は、前処理槽１にて、粉砕・破砕されてペースト状に処理され、スラリー調整槽２に供給される。その際、前処理槽１に設置した配管１０から、ブロアー２０で、前処理槽１内の空気を吸引して前処理槽１内を負圧とし、前処理槽１内の空気を生物反応槽４へ供給される。
【００２５】
そして、スラリー調整槽２に供給されたペーストは、適宜希釈してスラリーとし、このスラリーをメタン発酵槽３内に供給してメタン発酵が行なわれる。
【００２６】
メタン発酵槽３には、図示しないメタン菌等の嫌気性微生物が付着・担持された固定化微生物を充填した固定ろ床等が設置されており、ここで前処理済み有機性廃棄物のメタン発酵が行なわれ、嫌気性微生物による有機性廃棄物の分解が行われる。なお、一定時間毎に供給されるスラリーと同量の発酵廃液が、メタン発酵槽３の底部から引き抜かれ、生物反応槽４に送られる。よって、メタン発酵槽３内は、常に一定量の発酵液で満たされている。
【００２７】
生物反応槽４には、好気性微生物を含む微生物が存在しており、間欠曝気反応などの生物処理によって、発酵液中の有機成分や溶解性窒素成分を処理する。その後、図示しない脱水処理槽に送られて、脱水ケーキと廃液に分離される。そして、脱水ケーキはコンポスト化などして廃棄処理し、廃液は有機成分や窒素成分が除去されているので、そのまま排水として放流することができる。
【００２８】
ここで、本発明の特徴は、前処理槽１から吸引した空気を生物反応槽４での曝気用空気として利用することである。
【００２９】
生物反応槽４には、ブロアー２０により一定時間毎に前処理槽１から空気が供給され、この空気が生物反応槽４内の曝気用空気として利用される。生物反応槽４を通過した空気は、脱臭装置５へ送られて、ここで最終的な脱臭処理がなされる。
【００３０】
生ゴミなどの有機性廃棄物を粉砕・破砕する際に発生する臭気には、悪臭成分として酢酸エチルなどの有機酸や二硫化メチルなどの有機硫黄が含まれているが、これらは生物反応槽４内の微生物で生物分解することができる。
【００３１】
よって、前処理槽１から吸引した空気を生物反応槽４内の曝気用空気として利用することにより、この空気に含まれている悪臭成分が、生物反応槽４を通過する際に分解除去され脱臭することができるので、脱臭装置５にかかる負荷を低減でき、脱臭装置５を小型化できる。
【００３２】
なお、生物反応槽４内へ供給する空気は、曝気深度が深いほど、すなわち、生物反応槽４内の処理液中を通過する時間が長いほど、微生物によって悪臭成分が分解されやすいので、臭気濃度を低減できる。よって、上記曝気深度は、１ｍ以上が好ましく、より好ましくは２ｍ以上とする。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、生ゴミ、食品加工残滓、活性汚泥処理などの余剰汚泥等の、有機性廃棄物のメタン発酵処理に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に用いるメタン発酵処理装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１：前処理槽
２：スラリー調整槽
３：メタン発酵槽
４：生物反応槽
５：脱臭装置
２０、２１：ブロアー
【図１】
2006263552.tif 000003