(57)【要約】  【課題】  未分解物質発生量や、それによる配管等の閉塞を抑制し、また、比較的油脂量の多く含んだスラリーであっても長期間安定したメタン発酵処理が可能であり、ランニングコストを低減できるメタン発酵処理方法を提供する。  【解決手段】  有機性廃棄物をスラリー調整槽にてスラリー化してメタン発酵槽内に投入し、前記メタン発酵層内で前記スラリーをメタン発酵処理してバイオガス等の資源を回収するメタン発酵処理方法であって、前記スラリー調整槽における前記スラリーの油脂濃度及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合を測定し、前記スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合に応じて、前記スラリーの希釈率を設定することにより、前記スラリーの油脂濃度を調整し、及び／又は前記メタン発酵槽における前記スラリーの滞留時間を調整する。  【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物をスラリー調整槽にてスラリー化してメタン発酵槽内に投入し、前記メタン発酵層内で前記スラリーをメタン発酵処理してバイオガス等の資源を回収するメタン発酵処理方法であって、
前記スラリー調整槽における前記スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合を測定し、
前記スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合に応じて、前記スラリーの希釈率を設定することにより、前記スラリーの油脂濃度を調整することを特徴とするメタン発酵処理方法。
【請求項２】
有機性廃棄物をスラリー調整槽にてスラリー化してメタン発酵槽内に投入し、前記メタン発酵槽内で前記スラリーをメタン発酵処理してバイオガス等の資源を回収するメタン発酵処理方法であって、
前記スラリー調整槽における前記スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合を測定し、
前記スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合に応じて、メタン発酵処理における前記スラリーの滞留時間を調整することを特徴とするメタン発酵処理方法。
【請求項３】
有機性廃棄物をスラリー調整槽にてスラリー化してメタン発酵槽内に投入し、前記メタン発酵槽内で前記スラリーをメタン発酵処理してバイオガス等の資源を回収するメタン発酵処理方法であって、
前記スラリー調整槽における前記スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合を測定し、
前記スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合に応じて、前記スラリーの希釈率を設定することにより、前記スラリーの油脂濃度を調整すると共に、メタン発酵処理における前記スラリーの滞留時間を調整することを特徴とするメタン発酵処理方法。
【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において、メタン発酵処理装置の配管等の閉塞等を抑制し、長期間安定したメタン発酵処理を維持するためのメタン発酵処理方法に関する。
【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、悪臭等の問題から、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、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】
メタン発酵処理方法とは、有機性廃棄物を粉砕・スラリー化した後、このスラリーをメタン発酵槽に投入し、嫌気性下でメタン菌等の嫌気性微生物により発酵処理して有機性廃棄物をバイオガスと水とに分解する方法であり、有機性廃棄物を大幅に減量することができると共に、副産物として生成するメタンガスをエネルギーとして回収できるメリットがある。また、嫌気性のため曝気動力が不要であるため省エネルギーな処理法でもある。
【０００４】
ごみ等の有機性廃棄物をメタン発酵法で効率的に処理するメタン発酵装置として、例えば下記特許文献１、２等には、有機性廃棄物をペースト状に粉砕して、５０〜６０℃で大きな活性を示す高温メタン菌で処理するメタン発酵装置が開示されている。高温菌は３６〜３８℃の中温で活性が大きくなる中温菌に比べ２〜３倍程の活性を持っており、高温菌でメタン発酵を行うことで分解速度の向上と消化率の向上を図っている。有機性廃棄物を用いたメタン発酵は、メタンガスの生成量を増大でき、燃料電池等のガス発電に有効利用できるメリットがある。
【０００５】
そして、メタン発酵処理を円滑に維持するためには、いくつかの因子を測定し管理することが必要であることが知られている。メタン発酵処理の運転の管理指標として、処理温度、ｐＨ、有機酸量、アンモニア性窒素濃度、バイオガス発生量、アルカリ度等がある。
【０００６】
一方で、脂肪や脂肪油等の油脂は、スラリー液中における分散性が低く、また、メタン発酵処理における分解効率が低い。油脂の含有量の多いスラリーをメタン発酵処理した場合、上記運転の管理指標の値が規定値から外れやすく、長期間安定した運転状態を維持しにくいものであった。
【０００７】
嫌気性微生物による油脂の分解処理における問題に関しては様々な報告がなされており、例えば、下記非特許文献１及び下記非特許文献２には、中性脂肪から加水分解された高級脂肪酸による嫌気性微生物に対する阻害に関する問題や、高級脂肪酸の低分解性に関する問題が報告されている。
【０００８】
しなしながら、油脂の大部分は炭素と水素で構成されているため、分解されると高い濃度でメタンガスが得られる。したがって、効率よく油脂を分解できれば、エネルギー回収性としては非常にメリットのある有機物である。
【０００９】
そのため、油脂の分解性を向上させるため様々な検討がなされており、例えば、スラリー中の油脂の分散を良くするように攪拌を工夫したり、油分解酵素（リパーゼ）や乳化剤を使用したりすることで分解を促進させたり、処理液中の高級脂肪酸濃度を低下させてメタン発酵処理を行う方法等が行われている。
【００１０】
また、例えば下記特許文献３には、反応槽（メタン発酵槽）内の高級脂肪酸の濃度をモニタリングし、この値を１０００ｍｇ／Ｌ以下となるように調整しながらメタン発酵処理を行うことが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−４６９９７号公報
【特許文献２】特開平１０−１３７７３０号公報
【特許文献３】特開２００１−３２１７９２号公報
【非特許文献１】「高濃度混合メタン発酵法による油脂含有食品廃棄物のメタン化処理」（著：李、佐々木、山下、関  用水と廃水  Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．３，ｐ２３４−２４２（２００３））
【非特許文献２】「嫌気性消化における種々の基質の分解過程(II)」（著：花木、松尾、長瀬  下水道協会誌  Ｖｏｌ.７，Ｎｏ．１９６，ｐ４０‐４９（１９８０））
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記非特許文献１、２に開示されているように、高級脂肪酸は分解が遅く、メタン発酵処理における分解律速であり、油脂はメタン発酵処理において未分解物として残存しがちである。そして、これら油脂の未分解物が配管や嫌気性微生物を担持させた担体の細孔を閉塞する原因となってしまう。
【００１２】
上記特許文献３のように、メタン発酵処理において、スラリー中の高級脂肪酸濃度のみをメタン発酵処理における管理指針とした場合、油脂の性状によっては配管の閉塞を防止できないことがあった。
【００１３】
したがって本発明の目的は、メタン発酵処理において、未分解物質発生やそれによる配管等の閉塞を抑制し、また、比較的油脂量の多く含んだスラリーであっても長期間安定したメタン発酵処理が可能であり、ランニングコストを低減できるメタン発酵処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明のメタン発酵処理方法の第１は、有機性廃棄物をスラリー調整槽にてスラリー化してメタン発酵槽内に投入し、前記メタン発酵層内で前記スラリーをメタン発酵処理してバイオガス等の資源を回収するメタン発酵処理方法であって、前記スラリー調整槽における前記スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合を測定し、前記スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合に応じて、前記スラリーの希釈率を設定することにより、前記スラリーの油脂濃度を調整することを特徴とする。
【００１５】
メタン発酵処理に用いる有機性廃棄物とは、主に畜産糞尿や食堂厨芥等の生ゴミであり、これらに含まれるの油脂は、主に高級脂肪酸のエステル結合体である中性脂肪である。そして、この中性脂肪は、主に植物性油脂（サラダ油、オリーブ油、ごま油等）と動物性油脂（豚脂、牛脂等）とから構成されている。
【００１６】
植物性油脂を構成する高級脂肪酸としては、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等の二重結合を有する不飽和脂肪酸が大部分を占めている。そして、この不飽和脂肪酸の融点は、炭素数にもよるが、−１２〜１６℃程度である。
【００１７】
一方、動物性油脂を構成する高級脂肪酸としては、パルミチン酸、ステアリン酸等の二重結合を持たない飽和脂肪酸が大部分を占めている。そして、この飽和脂肪酸の融点は、５０℃以上であり、例えば、豚脂（ラード）や牛脂（ヘッド）で多く存在するパルミチン酸（炭素数１６）の融点は６２℃であり、ステアリン酸（炭素数１８）の融点は７０．５℃である。
【００１８】
よって、スラリー調整槽やメタン発酵槽において、不飽和脂肪酸は液状で存在するが、飽和脂肪酸は固形状として存在している。また、上記非特許文献１、２に開示されているように、高級脂肪酸の分解速度が遅く、メタン発酵処理における分解律速であることが知られており、脂質はメタン発酵処理における未分解物質となりがちであり、未分解物質中に含まれる融点の高い飽和脂肪酸は、配管や嫌気性微生物を担持させた担体の細孔を閉塞する原因物質となりがちである。
【００１９】
そのため、油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合が高いスラリーの場合、メタン発酵処理を行うに際し、油脂の加水分解により生成する脂肪酸総量を低減し、また、嫌気性微生物の付着・分解効率を高め未分解物質の発生量を低減するため、油脂濃度を低減することが好ましい。
【００２０】
一方、油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合が低いスラリーであれば、油脂が固形状として存在しにくいので、油脂がスラリー中に分散しやすく、メタン発酵処理における分解効率が比較的高い。そのため、未分解物質の発生量が低く、また、未分解物質は固形状として残存しにくい。よって、油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合が低いスラリーであれば油脂濃度をさほど低減しなくても安定したメタン発酵状態を長期間維持できる。
【００２１】
したがって、メタン発酵処理を行うに際し、事前にメタン発酵処理を行うスラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合を測定し、スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合に応じて、スラリーの希釈率を決定し、スラリー中の油脂濃度を調整することで、配管等の閉塞のトラブルがなく、また、たとえ油脂を多く含んだスラリーであっても安定したメタン発酵状態を長期間維持できる。
【００２２】
また、本発明のメタン発酵処理方法の第２は、有機性廃棄物をスラリー調整槽にてスラリー化してメタン発酵槽内に投入し、前記メタン発酵槽内で前記スラリーをメタン発酵処理してバイオガス等の資源を回収するメタン発酵処理方法であって、前記スラリー調整槽における前記スラリーの油脂濃度及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合を測定し、前記スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合に応じて、メタン発酵処理における前記スラリーの滞留時間を調整することを特徴とする。
【００２３】
上記で説明したように、飽和脂肪酸は配管や嫌気性微生物を担持させた担体の細孔を閉塞する原因となりがちである。そのため、脂質濃度や油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合が高いスラリーの場合、メタン発酵処理を行うに際し、有機性廃棄物を分解率を上げ、未分解物質の発生量を低減するためスラリーの滞留時間を長くすることが好ましい。
【００２４】
一方、脂質濃度や油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合が低いスラリーであれば、油脂が固形状として存在しにくいので、油脂がスラリー中に分散しやすく、メタン発酵処理における分解効率が比較的高い。そのため、未分解物質の発生量が低く、また、未分解物質は固形状として残存しにくい。よって、脂質濃度や油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合が低いスラリーであれば、スラリーの滞留時間をさほど長くしなくても安定したメタン発酵状態を長期間維持できる。
【００２５】
したがって、メタン発酵処理を行うに際し、事前にメタン発酵処理を行うスラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合を測定し、スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合に応じて、メタン発酵処理におけるスラリーの滞留時間を決定することで、配管等の閉塞のトラブルがなく、また、たとえ油脂を多く含んだスラリーであっても安定したメタン発酵状態を長期間維持できる。
【００２６】
そして、本発明のメタン発酵処理方法の第３は、有機性廃棄物をスラリー調整槽にてスラリー化してメタン発酵槽内に投入し、前記メタン発酵槽内で前記スラリーをメタン発酵処理してバイオガス等の資源を回収するメタン発酵処理方法であって、前記スラリー調整槽における前記スラリーの油脂濃度及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合を測定し、前記スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合に応じて、前記スラリーの希釈率を設定することにより、前記スラリーの油脂濃度を調整すると共に、メタン発酵処理における前記スラリーの滞留時間を調整することを特徴とする。
【００２７】
上記で説明したように、メタン発酵処理を行うに際し、事前にメタン発酵処理を行うスラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合を測定し、スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合に応じて、スラリーの希釈率を決定し、スラリーの油脂濃度を調整すると共に、メタン発酵処理におけるスラリーの滞留時間を決定することで、配管等の閉塞のトラブルがなく、また、たとえ油脂を多く含んだスラリーであっても安定したメタン発酵状態を長期間維持できる。
【００２８】
また本発明において、前記スラリーの、油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合が０．２５以上の場合、前記スラリーの油脂濃度が１００ｇ／Ｌ以下となるように前記スラリーの希釈率を設定し、油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合が０．２５未満の場合、前記スラリーの油脂濃度が２００ｇ／Ｌ以下となるように前記スラリーの希釈率を設定することが好ましい。
【００２９】
更には、前記スラリーの、油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合が０．２５以上かつ油脂濃度が１００ｇ／Ｌ以下である場合、又は、油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合が０．２５未満かつ油脂濃度が２００ｇ／Ｌ以下である場合、前記メタン発酵処理における前記スラリーの滞留時間を１０日以下とし、前記スラリーの、油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合が０．２５未満かつ油脂濃度が２００ｇ／Ｌより高い場合、又は、油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合が０．２５以上かつ油脂濃度が１００ｇ／Ｌより高い場合、前記スラリーの滞留時間を１０日以上とすることが好ましい。
【００３０】
そして、メタン発酵槽内におけるスラリーのメタン発酵処理は５５〜７０℃で行うことが好ましい。飽和脂肪酸の融点は通常５５〜７０℃程度である。したがって、メタン発酵処理温度が５５〜７０℃であれば、油脂の融点付近あるいは融点以上であるので、スラリー中に飽和脂肪酸が分散しやすくなり、飽和脂肪酸の分散効率が向上する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、メタン発酵処理を行うスラリーの油脂濃度と油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合を事前に測定し、スラリーの油脂濃度、及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合に応じて、スラリーの希釈率、メタン発酵処理における滞留時間を設定することで、比較的油脂を多く含んだスラリーであっても配管等の閉塞のトラブルがなく、安定したメタン発酵状態を長期間維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。
【００３３】
まず、図１の処理装置について説明すると、この処理装置は、有機性廃棄物を粗砕する粉砕機１０と、微粉砕した有機性廃棄物を貯留してスラリーを調整するためのスラリー調整槽１２と、このスラリー調整槽１２のスラリー濃度を調整するための貯水タンク１１と、メタン発酵槽１３と、メタン発酵により生成したガスを貯留するためのガスホルダー１４と、メタン発酵処理後の発酵液を処理するための廃液処理槽１５とで主に構成されている。
【００３４】
粉砕機１０からの配管３０は、ペースト供給ポンプ２０を介してスラリー調整槽１２に連結している。また貯水タンク１１からの配管３１は、希釈水供給ポンプ２１を介してスラリー調整槽１２に連結している。また、スラリー調整槽１２からの配管３２は、スラリー供給ポンプ２２を介してメタン発酵槽１３に連結している。また、メタン発酵槽１３の底部には、メタン発酵処理後のスラリーを引き抜くための配管３４が配置されており、スラリー引き抜きポンプ２３を介して廃液処理槽１５に連結している。そして、メタン発酵槽１３の上部には、発生したバイオガスを取り出すための配管３３が配置されており、ガスホルダー１４に連結している。
【００３５】
廃液処理槽１５としては脱窒処理が可能であればよく、例えば、微生物によって有機物や窒素を除去する生物処理法を行うための活性汚泥槽や、アンモニアを曝気処理した後に空気と触媒燃焼して窒素ガスに無害化するアンモニアストリッピング法を行う装置等を用いることができる。
【００３６】
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。
【００３７】
有機性廃棄物は、粉砕機１０にまず貯蔵され、破砕、粉砕され、ペースト化される。有機性廃棄物としては、牛、豚等の畜産糞尿や食堂厨芥等の生ゴミが挙げられるが特に限定はない。そして、ペースト化された有機性廃棄物はペースト供給ポンプ２０を介してスラリー調整槽１２に貯留される。ここで貯水タンク１１から希釈水ポンプ２１を介して供給された水あるいは廃液処理水で希釈されてスラリー化（一次スラリー化）される。
【００３８】
ここで、本発明においては、スラリー調整槽１２の一次スラリー化工程で調整したスラリーの油脂濃度及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合を測定することを特徴とする。
【００３９】
スラリーの油脂濃度及び油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合の測定方法としては、例えば、エタノール性苛性カリを用いた化学的な酸価及びケン化価測定法、ガスクロマトグラフによる定量分析、高速液体クロマトグラフによる定量分析等が挙げられる。
【００４０】
そして、スラリーの油脂濃度の測定方法の具体例としては、例えば、スラリー５０ｍＬをクロロホルム・メタノール溶液（溶媒比２：１）で抽出を繰り返したのち、Ｎａ２ＳＯ３（無水）で脱水、濃縮することで油脂抽出でき、スラリーの油脂濃度（スラリー１Ｌあたりの油脂量(ｇ)）が測定できる。
【００４１】
また、ここで抽出された油脂に「Ｃ１７：０  ヘプタデカン酸（脂肪酸の一種）」等の内部標準液を加えて、メチルエステル化したのち、ガスクロマトグラフ分析計により高級脂肪酸を定量・定性分析することで、油脂中の飽和脂肪酸量（ｇ）を測定でき、同時に、油脂中の不飽和脂肪酸量（ｇ）も測定できる。
【００４２】
なお、本発明において高級脂肪酸とは、炭素数が１２以上である脂肪族カルボン酸とする。また、食品に含まれる高級脂肪酸の大部分は炭素数１６と１８の高級脂肪酸であることから、本発明において、飽和脂肪酸とはパルミチン酸（炭素数１６）とステアリン酸（炭素数１８）であると定義し、また不飽和脂肪酸とは、オレイン酸（炭素数１８で二重結合が１個）と、リノール酸（炭素数１８で二重結合が２個）と、リノレン酸（炭素数１８で二重結合が３個）であると定義する。
【００４３】
そして、油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合（スラリー中の油脂が含有する飽和脂肪酸量（ｇ）／スラリー中の油脂量（ｇ））、すなわち、油脂中のパルミチン酸とステアリン酸の含有量の割合を測定する（以下、油脂に含まれる飽和脂肪酸の割合を「飽和脂肪酸率」と表記する）。この飽和脂肪酸率が高いほど動物性油脂の含有量が多くなり、例えば、上述の定義で算出した市販の調合サラダ油の飽和脂肪酸率は０．１であり、豚脂（ラード）は０．４であるという報告がなされている(参考：「五訂食品成分表」、第一出版、ｐ３８２〜３８４、Ｈ１３年４月)。
【００４４】
スラリーの油脂濃度、飽和脂肪酸率、及びメタン発酵処理におけるスラリーの滞留時間（ＨＲＴ）を変更（４日、１０日）させてメタン発酵処理を行った結果、下記表１及び図２に示す条件であれば、油脂の未分解物質が発生しにくく、また配管等を閉塞しにくいという結果が得られた。
【００４５】
【表１】
2006205087.tif 000002
【００４６】
図２の曲線は、各油脂量濃度、及び飽和脂肪酸率における運転可能領域（未分解油脂による配管等の閉塞の生じない状態）を示しており、運転可能領域を示す曲線より左側に位置する各油脂量濃度及び飽和脂肪酸率のスラリーであれば安定したメタン発酵状態を維持できる。
【００４７】
すなわち、飽和脂肪酸率の高いスラリーを滞留時間の短い条件(ＨＲＴ４日)で運転をする場合、スラリーＤのように油脂量を低減する必要がある。一方、滞留時間の長い条件(ＨＲＴ１０日)で運転をする場合であれば、油脂濃度や、飽和脂肪酸率が比較的高くても配管等の閉塞がせず、安定した運転が可能である。
【００４８】
よって、図２に示した運転可能領域に入るようにスラリーを希釈して油脂濃度の調整、及び／又は後述するメタン発酵処理におけるスラリーの滞留時間を調整する必要がある。
【００４９】
そして本発明においては、スラリーの飽和脂肪酸率が０．２５以上の場合、油脂濃度が１００ｇ／Ｌ以下となるようにスラリーの希釈率を設定することが好ましく、より好ましくは１０〜５０g／Ｌである。
【００５０】
また、スラリーの飽和脂肪酸率が０．２５未満の場合、油脂濃度が２００ｇ／Ｌ以下となるようにスラリーの希釈率を設定することが好ましく、より好ましくは２０〜１００ｇ／Ｌである。
【００５１】
また、メタン発酵処理において、油脂の分散性及び分解性を向上させるため、スラリーに乳化剤を添加してもよい。乳化剤としてはレシチン、グリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル等が挙げられる。
【００５２】
次に、このスラリーは、スラリー供給ポンプ２２によってメタン発酵槽１３に投入される。
【００５３】
メタン発酵槽１３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、嫌気性微生物による有機性廃棄物の分解（メタン発酵処理）が行われる。
【００５４】
メタン発酵処理におけるスラリー滞留時間は、スラリーの油脂濃度、及び飽和脂肪酸率に応じて適宜選択し、特に限定はないが、例えば、飽和脂肪酸率が０．２５以上かつ油脂濃度が１００ｇ／Ｌ以下のスラリー、又は、飽和脂肪酸率が０．２５未満かつ油脂濃度が２００ｇ／Ｌ以下のスラリーの場合、メタン発酵処理における該スラリーの滞留時間を１０日以下とすることが好ましく、より好ましくは４〜１０日である。
【００５５】
また、飽和脂肪酸率が０．２５未満かつ油脂濃度が２００ｇ／Ｌより高いスラリー、又は、飽和脂肪酸率が０．２５以上かつ油脂濃度が１００ｇ／Ｌより高いスラリーの場合、メタン発酵処理における該スラリーの滞留時間を１０日以上とすることが好ましい。
【００５６】
そして、メタン発酵処理における処理温度は、３０〜５５℃のいわゆる中温域あるいは５５〜７０℃のいわゆる高温域のいずれで行われてもよく、好ましくは５５〜７０℃であり、より好ましくは５５〜６０℃である。
【００５７】
メタン発酵処理時の処理温度が５５〜６０℃であれば、飽和脂肪酸がスラリー中に溶融あるいは分散しやすくなり、飽和脂肪酸のメタン発酵の分解効率が向上する。しがたって、メタン発酵処理に用いる嫌気性微生物としては、５５〜６０℃の温度で高い活性を示す高温メタン菌を用いることが好ましい。
【００５８】
なお、メタン発酵槽１３内は、一定時間毎に供給されるスラリーと同量の発酵液が、スラリー引き抜きポンプ２３によってメタン発酵槽１３の底部の配管３４から引き抜かれており、メタン発酵槽１３は常に一定量のスラリーで満たされている。
【００５９】
そして、メタン発酵により生成したバイオガスは、メタン発酵槽１３の上部の配管３３からガスホルダー１４に回収され、燃料電池発電装置、ガスエンジン等の発電機やボイラーの燃料として有効利用されるようになっている。
【００６０】
一方、スラリー引き抜きポンプ２３から引き抜かれたメタン発酵槽１３内の発酵処理液は、廃液処理槽１５にて未分解の有機成分や溶解性窒素の処理を行った後、処理水として排水される。
【実施例】
【００６１】
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６２】
（実施例１）
図１に示すようなメタン発酵処理装置を用い、本発明のメタン発酵処理方法を用いて連続運転を行なった。メタン発酵槽１３としては容量５リットルの発酵槽を使用し、発酵温度は５５℃とし、スラリーの滞留時間(ＨＲＴ)は５日、１０日、２０日とした。また、有機性廃棄物としては、表２に示す性状のスラリー１〜３を使用した。なお、表２におけるＴＳ濃度とは固形分濃度を意味し、ＶＳ濃度とは有機物濃度を意味する。
【００６３】
【表２】
2006205087.tif 000003
【００６４】
上記試験条件でメタン発酵処理を行い、メタン発酵処理槽内の処理液のｐＨ、揮発性脂肪酸濃度（ＶＦＡ）、アンモニア性窒素濃度、ＶＳ分解率、未分解物質量、配管閉塞の有無について観察した。なお、配管閉塞の有無は槽内を随時開放点検することで観察し、閉塞物が油脂かどうかの判断は、閉塞物中の油脂量を測定することで評価した。試験結果を表３に示す。
【００６５】
【表３】
2006205087.tif 000004
【００６６】
上記結果より、飽和脂肪酸率が０．１５であるスラリー１は、ＨＲＴに寄らず、メタン発酵処理槽内の処理液のｐＨを７〜７．５、ＶＦＡを１０００ｍｇ／Ｌ以下とすることができ、メタン発酵処理能力の経時低下しにくいものであった。また、未分解物質の発生量も低く、配管等の閉塞も生じなかった。
【００６７】
また、飽和脂肪酸率が０．３３であるスラリー２もＨＲＴに寄らず長期間安定したメタン発酵処理が可能であったが、未分解物質の発生量はスラリー１に比べ増加傾向であった。
【００６８】
一方、飽和脂肪酸率が０．４３であるスラリー３をＨＲＴ５日でメタン発酵処理した場合、油脂が分解しきれず、運転後１０日目で未分解物質による閉塞が起こり、引き抜き汚泥の配管が閉塞してしまった。また、発酵槽内に５〜１０ｍｍの未分解物質が多く堆積しており、その未分解物質１００ｇあたりの油脂量は５５ｇであった。しかし、ＨＲＴを１０日及び２０日とした場合は、未分解物質の発生量が低く、また配管の閉塞が起こることなく問題なく運転できた。
【００６９】
（実施例２）
図１に示すようなメタン発酵処理装置を用い、本発明のメタン発酵処理方法を用いて連続運転を行なった。メタン発酵槽１３としては容量５リットルの発酵槽を使用した。
【００７０】
有機性廃棄物としては、性状の異なる３種類の生ごみ（いずれも食堂厨芥）を用い、それぞれ、生ゴミの質量に対して１．２倍量の水道水で希釈して、スラリー４’〜６’を調整した（一次スラリー化）。スラリー４’〜６’の油脂濃度、及び油脂中の飽和脂肪酸濃度の割合を表４に示す。
【００７１】
【表４】
2006205087.tif 000005
【００７２】
そして、発酵槽温度５５℃、ＨＲＴ４日で運転するため、図２で示したＨＲＴ４日の運転可能曲線よりも低い油脂濃度となるようにスラリー４’〜６’を希釈した。表５に調整後のスラリー４〜６の油脂濃度、及び油脂中の飽和脂肪酸濃度の割合を示す。
【００７３】
【表５】
2006205087.tif 000006
【００７４】
すなわち、スラリー４は、スラリー４'を１０ｇ／Ｌの油脂濃度となるように９倍希釈をした。また、スラリー５は、スラリー５'を２０ｇ／Ｌの油脂濃度となるように２．５倍希釈をした。また、スラリー６は、図１におけるＨＲＴ４日の運転可能曲線よりも低い油脂濃度であるため、スラリー６'をそのまま用いた。
【００７５】
図３に、図２で示したＨＲＴ４日の運転可能曲線と、調整前のスラリー４’〜６’と、調整後のスラリー４〜６の関係図を示す。
【００７６】
スラリー４〜６を用いて、発酵槽温度５５℃、ＨＲＴ４日の条件でメタン発酵処理を行った。未分解油脂による閉塞が起こると、発酵槽内の液面が上昇するが、スラリー４〜６のいずれも液面上昇は認められず、また、６０日間の連続運転後であっても液面が上昇することがなかった。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明のメタン発酵処理方法は、糞尿、生ゴミ、食品加工残滓等の有機性廃棄物を処理するために好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明のメタン発酵処理方法に用いるメタン発酵装置の一例である。
【図２】スラリーの油脂濃度と飽和脂肪酸率と循環時間との関係を示した図表である。
【図３】実施例のスラリーの油脂濃度と飽和脂肪酸率との関係を示した図表である。
【符号の説明】
【００７９】
１０：粉砕機
１１：貯水タンク
１２：スラリー調整槽
１３：メタン発酵槽
１４：ガスホルダー
１５：廃液処理槽
【図１】
2006205087.tif 000007
【図２】
2006205087.tif 000008
【図３】
2006205087.tif 000009