(57)【要約】【課題】アルカリや酸の使用量が少なく、コスト低減が可能なメタン発酵処理装置を提供する。【解決手段】植物性物質を主体とする被処理物２２にアルカリ２５を添加して可溶化する可溶化槽２４と、可溶化槽２４で生成したアルカリ性可溶化スラリと動物性物質を主体とする被処理物２７とを投入し混合して酸発酵する酸発酵槽２９と、酸発酵槽２９で生成した有機酸含有可溶化スラリをメタン発酵させるメタン発酵槽１０を有することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物性物質を主体とする被処理物にアルカリを添加して可溶化する可溶化槽と、
その可溶化槽で生成したアルカリ性可溶化スラリと動物性物質を主体とする被処理物とを投入し混合して酸発酵する酸発酵槽と、
その酸発酵槽で生成した有機酸含有可溶化スラリをメタン発酵させるメタン発酵槽とを有することを特徴とするメタン発酵処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のメタン発酵処理装置において、前記酸発酵槽内のｐＨ値を測定するｐＨ計と、そのｐＨ計の測定結果に基づいて酸発酵槽へのアルカリ性可溶化スラリの添加量を調整する手段とを有することを特徴とするメタン発酵処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のメタン発酵処理装置において、前記酸発酵槽にアルカリを添加するアルカリ添加ライン及び酸を添加する酸添加ラインの少なくとも１つの添加ラインを有することを特徴とするメタン発酵処理装置。
【請求項４】
請求項１記載のメタン発酵装置において、前記メタン発酵槽で生成した汚泥の一部を、前記可溶化槽へ返送する汚泥返送ライン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】
請求項１記載メタン発酵装置において、前記アルカリ性可溶化スラリ中の固形分を微細化する攪拌機、超音波発生手段、湿式粉砕ポンプのうちの少なくとも１つの粉砕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６】
植物性物質を主体とする被処理物にアルカリを添加して可溶化する可溶化工程と、
生成したアルカリ性可溶化スラリと動物性物質を主体とする被処理物を投入し混合して、酸を生成する酸発酵工程と、
得られた有機酸含有可溶化スラリからメタンを発酵させるメタン発酵工程とを有していることを特徴とするメタン発酵処理方法。
【請求項７】
請求項６記載のメタン発酵処理方法において、前記酸発酵工程中の可溶化スラリのｐＨ値を測定して、その測定結果に基づいて、酸発酵工程へのアルカリ性可溶化スラリの供給量を調節することを特徴とするメタン発酵処理方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７記載のメタン発酵処理方法において、前記酸発酵工程に対してアルカリ添加ラインならびに酸添加ラインの少なくともいずれか一方の添加ラインを設け、酸発酵工程中の可溶化スラリのｐＨ値を測定して、その測定結果に基づいて、アルカリならびに酸のいずれか一方を添加することを特徴とするメタン発酵処理方法。
【請求項９】
請求項６記載のメタン発酵処理方法において、前記メタン発酵工程で生成した汚泥の一部を前記可溶化工程に返送することを特徴とするメタン発酵処理方法。
【請求項１０】
請求項６記載のメタン発酵処理方法において、前記メタン発酵工程へ供給する有機酸含有可溶化スラリの炭素と窒素の含有比率が、メタン発酵条件の範囲内に維持できるように、前記植物性物質を主体とする被処理物、動物性物質を主体とする被処理物、および前記可溶化工程に返送するメタン発酵工程で生成した汚泥の少なくとも１つの投入量を調節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】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば有機性廃棄物などの有機性物質を可溶化し、メタン発酵させてメタンガスを得るメタン発酵処理装置及びメタン発酵方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
メタン発酵は、下水・し尿処理の分野では、最終沈殿池汚泥及び余剰活性汚泥の処理に適用されていた。近年、ごみ焼却炉からのダイオキシン類の排出、埋立地の不足、ＣＯ２  よる地球温暖化等が大きな問題となり、これらの環境負荷を低減する方法の一つとして、メタン発酵技術の利用が活発化している。メタン発酵は、有機性廃棄物（厨芥類、汚泥、バイオマス等）を発酵させてメタンガスを回収できる技術であり、そのまま燃焼してはエネルギー回収ができない高水分廃棄物からのエネルギー回収が可能である。
【０００３】
メタン発酵は、大きく分けると加水分解菌、酸生成菌による可溶化工程と、メタン生成菌によるメタン発酵工程の二段階の生化学反応から成っている。タンパク質、炭水化物、脂肪等の高分子有機化合物は、まず加水分解菌などによって低分子化されて高級脂肪酸、アミノ酸、糖類となる。次にこれらの低分子有機物は酸生成菌によってＨ２、ＣＯ２、有機酸（酢酸、酪酸、プロピオン酸、ピルビン酸、ギ酸、乳酸、コハク酸等）に分解され、最後にメタン発酵工程でメタン生成菌によってメタンが生成する。
【０００４】
このように、可溶化工程とメタン発酵工程では、活躍する微生物の種類が異なり、最適ｐＨ値も可溶化工程は４〜５、メタン生成工程は７〜７．６程度と異なる。また、メタン発酵を行う菌は絶対嫌気性であり、酸素が存在する環境では生育できないが、可溶化に関係した菌は好気性、通性嫌気性のものが多く、酸素の有無やその存在量に応じて最適な菌が活動し、有機物を分解する。これらのことから、最近は可溶化槽とメタン発酵槽を分離して発酵効率を高める二相式と呼ばれる方法が採用される場合が多い。
【０００５】
図３に、従来技術による厨芥類を主とした一般廃棄物のメタン発酵システムのフローチャートを示す（例えば非特許文献１、非特許文献２参照）。
【０００６】
厨芥類１は可溶化槽４に投入され、攪拌機５で攪拌しながら、主に廃棄物中に存在する微生物の働きによって可溶化され、メタン発酵の原料となる有機酸及び有機酸の前駆体となる高級脂肪酸、アミノ酸、糖類等の有機物が生成される。
【０００７】
一般に、可溶化槽４は可溶化途上のものを排出しないようにバッチ処理で運転され、１〜３日程度経過した後、可溶化物をポンプ９により抜き出し、貯留槽７に一旦溜める。貯留槽７は、後段のメタン発酵槽１０へ可溶化物を定量供給するためのバッファであるだけでなく、貯留中に溶存酸素を消費させ、可溶化物を嫌気性のメタン発酵に適した状態とする。
【０００８】
貯留槽７内の可溶化物はポンプ９によりメタン発酵槽１０へ定量的に送られ、メタン生成菌の働きにより有機酸からメタン約６５％、二酸化炭素約３５％のガス（バイオガス）Ｇが生成され、燃料電池などのガス利用設備（図示せず）に送られる。バイオガス中には数百ｐｐｍ程度の硫化水素が含まれるため、必要に応じて脱硫処理した後、燃料として使用され、電気や温水としてエネルギーを回収する。
【０００９】
メタン発酵槽１０の廃液は抜き出されて沈降槽１３に送られ、底部に濃縮した濃縮汚泥と上澄の廃水に分けられる。濃縮汚泥は抜き出され、その一部は濃縮汚泥返送ライン１８を経由してメタン発酵槽１０へ返送し、メタン発酵の種汚泥として利用される。
【００１０】
一般廃棄物は、家庭やレストラン、惣菜店などから排出される厨芥類が中心であるため、植物性廃棄物（野菜・果物類）と動物性廃棄物（肉・魚類）の混合物であり、栄養バランスが比較的整っている。
【００１１】
図４は、各種廃棄物及びメタン発酵汚泥の元素構成を示す図である。この図から明らかなように、植物性廃棄物は炭水化物が主成分であるため炭素（Ｃ）含有率が高く、動物性廃棄物はたんぱく質が主成分であるため窒素（Ｎ）含有率が高いが、厨芥類（Ａ例ならびにＢ例）に代表される一般廃棄物は、これらがすでに混合されていることにより、結果として炭素対窒素比（Ｃ／Ｎ）が発酵に適した１２〜２０の範囲内のものが多い。また、微生物の生育に必要な各種微量元素をバランスよく含んでいる。
【００１２】
また、野菜や果物に含まれる繊維質は草木の繊維質に比べると柔らかく、比較的分解され易い。一方、動物性廃棄物では、たんぱく質の分解により発生するアンモニアや、脂肪分の分解中間生成物である長鎖脂肪酸は濃度が高いと発酵を阻害するが、植物性廃棄物と混合されていることにより、阻害物質が希釈され、問題が発生しにくい。これらのことから一般廃棄物は、比較的可溶化・メタン発酵し易い原料であり、図３のフローチャートによりほぼ問題なく処理することが可能である。
【００１３】
これに対して食品工場、農場、市場などから排出される産業廃棄物は、発生源によって成分が偏っている。例えば、植物性であれば野菜屑、もみ殻、わら屑、古紙など、動物性であれば乳製品、肉類、魚類などが、別々に排出される。このような産業廃棄物は、発生源において別々に発酵処理する場合には、各々の発酵特性に合わせたシステムを採用しなければならない。
【００１４】
【非特許文献１】
「廃棄物のメタン発酵［ＰＯＤ版］（株）サイエンティスト社発行
【００１５】
【非特許文献２】
「循環経済新聞」  Ｎｏ．５７７，  ２００１年６月４日発行
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、このように発生源の異なる産業廃棄物を、地域ごとに集約して一個所で処理しようという試み（エコタウン計画等）が行われている。発生源によって異なる廃棄物を集約、混合して、図３のような一般廃棄物の処理フローチャートで発酵しようとすると、以下のような問題点がある。
（１）植物性、動物性の各種廃棄物を混合することにより、Ｃ／Ｎや微量元素といった栄養バランスは改善されるが、各々の廃棄物の搬入量によっては、単純に混合するとＣ／Ｎが適正範囲に納まらない場合がある。
【００１７】
（２）植物性廃棄物の硬い繊維質は、通常の可溶化操作では可溶化されにくいため、メタン発酵槽で分解されず、排出されるメタン発酵汚泥量が増大する。
【００１８】
（３）前記（２）を改善するためには、可溶化槽にアルカリを添加して繊維質を破壊することが可能であるが、廃棄物を混合してアルカリ処理すると、必要なアルカリ薬剤量が増大する。
【００１９】
（４）前記（３）のアルカリ添加で繊維質を可溶化するためには、ｐＨ値を１０程度と非常に高くしなければならない。しかし、そのままメタン発酵するにはｐＨ値が高すぎるため、ｐＨ値を下げるために酸の添加が必要となる場合がある。また、このように薬品を添加した分だけ、最終的な排水処理において塩分の除去が必要となる。
【００２０】
（５）排出されるメタン発酵汚泥は、コンポスト化あるいは焼却処理されているが、現状、コンポストの需要は実際には少なく、季節変動が大きく、流通ルートも確立していないため、大量に製造しても消費しきることができない。また、水分含有率が高いため、焼却処理するためには大量の燃料が必要となる。可燃ごみと共に焼却炉で燃やすこともあるが、熱回収などの面では不利である。これらのことから、汚泥の発生量をできるだけ低減することが望まれている。
【００２１】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、植物性物質を主体とする被処理物と動物性物質を主体とする被処理物を共に処理するときに、アルカリや酸の使用量が少なく、しかも排水処理で除去すべき塩分も少なく、コスト低減が可能なメタン発酵処理装置及びメタン発酵処理方法を提供するにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、例えば植物性廃棄物などの植物性物質を主体とする被処理物にアルカリを添加して可溶化する可溶化槽と、
その可溶化槽で生成したアルカリ性可溶化スラリと、例えば動物性廃棄物などの動物性物質を主体とする被処理物とを投入し混合して酸発酵する酸発酵槽と、
その酸発酵槽で生成した有機酸含有可溶化スラリをメタン発酵させるメタン発酵槽とを有することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記酸発酵槽内のｐＨ値を測定するｐＨ計と、そのｐＨ計の測定結果に基づいて酸発酵槽へのアルカリ性可溶化スラリの添加量を調整する手段とを有することを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の第３の手段は前記第１の手段または第２の手段において、前記酸発酵槽にアルカリを添加するアルカリ添加ライン及び酸を添加する酸添加ラインの少なくとも１つの添加ラインを有することを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の第４の手段は前記第１の手段において、前記メタン発酵槽で生成した汚泥の一部を、前記可溶化槽へ返送する汚泥返送ラインを有することを特徴とするものである。
【００２６】
本発明の第５の手段は前記第１の手段において、前記アルカリ性可溶化スラリ中の固形分を微細化する攪拌機、超音波発生手段、湿式粉砕ポンプのうちの少なくとも１つの粉砕手段を有することを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の第６の手段は、植物性物質を主体とする被処理物にアルカリを添加して可溶化する可溶化工程と、
生成したアルカリ性可溶化スラリと動物性物質を主体とする被処理物を投入し混合して、酸を生成する酸発酵工程と、
得られた有機酸含有可溶化スラリからメタンを発酵させるメタン発酵工程とを有していることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の第７の手段は前記第６の手段において、前記酸発酵工程中の可溶化スラリのｐＨ値を測定して、その測定結果に基づいて、酸発酵工程へのアルカリ性可溶化スラリの供給量を調節することを特徴とするものである。
【００２９】
本発明の第８の手段は前記第６の手段または第７の手段において、前記酸発酵工程に対してアルカリ添加ラインならびに酸添加ラインの少なくともいずれか一方の添加ラインを設け、酸発酵工程中の可溶化スラリのｐＨ値を測定して、その測定結果に基づいて、アルカリならびに酸のいずれか一方を添加することを特徴とするものである。
【００３０】
本発明の第９の手段は前記第６の手段において、前記メタン発酵工程で生成した汚泥の一部を前記可溶化工程に返送することを特徴とするものである。
【００３１】
本発明の第１０の手段は前記第６の手段において、前記メタン発酵工程へ供給する有機酸含有可溶化スラリの炭素と窒素の含有比率が、メタン発酵条件の範囲内に維持できるように、前記植物性物質を主体とする被処理物、動物性物質を主体とする被処理物、および前記可溶化工程に返送するメタン発酵工程で生成した汚泥の少なくとも１つの投入量を調節することを特徴とするものである。
【００３２】
【発明の実施形態】
本発明の実施形態を図とともに説明する。図１は、第１実施形態に係るメタン発酵システムのフローチャートである。
同図に示すように植物性廃棄物２２（例えば野菜屑、わら、もみ殻、古紙など）を破砕機２３で細かく破砕した後、水３とともにアルカリ可溶化槽２４に投入する。ｐＨ値が９〜１２程度となるようアルカリ添加ライン２５よりアルカリ（例えばＮａＯＨ）を添加して、攪拌機５で攪拌することにより、硬い繊維質を破壊し可溶化する。このとき攪拌機５の回転数を高く（例えば１００〜３００ｒｐｍ程度）することにより、さらに可溶化を促進することが可能である。また植物性廃棄物２２をアルカリ可溶化槽２４で溶解するとき、加温した方が溶解性が高い。
【００３３】
一方、動物性廃棄物２７（例えば廃乳、魚・肉類、畜糞など）は破砕機２８で細かく破砕した後酸発酵槽２９に投入され、攪拌機３０により攪拌される。対象となる動物性廃棄物２７が廃乳のように液状のものだけならば、破砕機２８を通さないで構わない。
【００３４】
酸発酵槽２９では有機酸の生成によってｐＨ値が低下するが、アルカリ可溶化槽２４で生成したアルカリ性の可溶化スラリをポンプ４１により供給することにより、ｐＨ値を好適な範囲に調節することができる。このとき、酸発酵槽２９にｐＨ計４２を設置して、ｐＨ計４２の測定信号を制御部３７に送信し、制御部３７からは酸発酵に適したｐＨ値４〜５の範囲内に入るように、制御信号をポンプ４１に送り、それによりアルカリ性可溶化スラリの供給量を調節する。
【００３５】
このようにして酸発酵槽２９では、メタン発酵を阻害する動物性廃棄物由来の長鎖脂肪酸酸を、メタン発酵の直接の基質である有機酸にまで変換すると同時に、その他の動物性廃棄物由来の有機物（蛋白質、アミノ酸、炭水化物）や、添加されたアルカリ性可溶化スラリに含まれている有機物（主に炭水化物、破壊された繊維質）も低分子化し、有機酸に変換する。また、高炭素含有率の植物性廃棄物２２と高窒素含有率の動物性廃棄物２７を適量混合することにより、Ｃ／Ｎが１２〜２０の範囲に調節され、微量栄養のバランスも改善される。
【００３６】
酸発酵後のスラリは弁４３により抜き出し、貯留槽７に一旦溜める。貯留槽７は、後段のメタン発酵槽１０へ可溶化物を定量供給するためのバッファであるだけでなく、貯留中に溶存酸素を消費させ、可溶化物を嫌気性のメタン発酵に適した状態とする。貯留スラリが沈降しないように、攪拌機８で攪拌される。
【００３７】
貯留槽７内のスラリは、ポンプ９によりメタン発酵槽１０へ定量的に送られ、メタン生成菌の働きにより、有機酸からメタン約６５％、二酸化炭素約３５％のガス（バイオガス）Ｇが生成され、ガスホルダ１１に送られる。バイオガス中には数百ｐｐｍ程度の硫化水素が含まれるため、必要に応じて脱硫処理した後、燃料として使用され、電気や温水としてエネルギーを回収する。
【００３８】
メタン発酵槽１０の廃液はポンプ１２で抜き出されて沈降槽１３に送られ、底部に濃縮した濃縮汚泥１４と上澄の廃水１５に分けられる。濃縮汚泥１４はポンプ３６で抜き出され、その一部は切替弁１７を通り濃縮汚泥返送ライン１８を経由してメタン発酵槽１０へ返送され、メタン発酵の種汚泥として利用される。さらに濃縮汚泥１４の一部は切替弁１７を通して汚泥抜き出しライン１９から抜き出され、廃水１５はポンプ２０により廃水ライン２１を通って抜き出される。
【００３９】
なお、メタン発酵槽１０へ導入される有機物負荷はできるだけ一定にする必要がある。負荷が所定値よりも低い場合は、バイオガス発生量が一時的に減少する程度で、大きな問題は起こらないが、過剰負荷になるとメタン発酵槽１０内に有機酸が蓄積してｐＨ値が低下し、発酵が著しく阻害され、回復に長期を必要とする事態に陥る場合がある。このため廃棄物の受入量が多い場合は、腐敗しやすい野菜や果物を優先的に投入し、腐敗しにくい古紙、おが屑、もみ殻などをストックとして置いておくのが得策である。
【００４０】
こうした、複数の発生源の有機性廃棄物を１個所に集めて処理する場合、処理場によって受け入れる廃棄物の種類はほぼ一定であるが、各廃棄物の受入量は季節によって変動すると考えられ、以下のような運転調節が必要となる。
【００４１】
植物性廃棄物２２の収集量が比較的少なく、酸発酵槽２９のｐＨ値を最適範囲の４〜５に維持するのに十分なアルカリ性スラリが得られない場合は、酸発酵槽２９に直接アルカリ添加ライン３１からアルカリ（例えばＮａＯＨなど）を添加する。また、同様に植物性廃棄物２２が不足して、Ｃ／Ｎが最適範囲を大きく下回る（すなわちＣが不足する）場合は、ストックしておいた古紙、おが屑、もみ殻などのアルカリ可溶化槽２４への投入量を増やし、Ｃ分を増加させる。あるいは、動物性廃棄物２７の供給量を一時的に減らしてもよい。
【００４２】
逆に、動物性廃棄物２７の収集量が少ない場合、酸発酵槽２９のｐＨ値は最適範囲の４〜５を少々越えても酸発酵は継続できるが、大幅にｐＨ値が高くなる場合は、酸発酵槽２９に直接酸添加ライン４４から酸（例えばＨＣｌなど）を添加し、中性程度に維持する。
【００４３】
具体的には前記アルカリ添加ライン３１上にポンプ３８が、酸添加ライン４４上にポンプ３９がそれぞれ設置され、ｐＨ計４２からの測定信号に基づき、制御部３７からは酸発酵に適したｐＨ値４〜５の範囲内に入るように、制御信号をポンプ３８あるいはポンプ３９に送り、それにより酸発酵槽２９に添加するアルカリあるいは酸の量を調節する。
【００４４】
また、同様に動物性廃棄物２７が不足して、Ｃ／Ｎが最適範囲を大きく上回る（すなわちＮが不足する）場合は、メタン発酵終了後の濃縮汚泥１４の一部を、切替弁４５、返送ライン４６を経由してアルカリ可溶化槽２４に添加する。菌体は繊維質の細胞壁を持っているため、植物性廃棄物２２と同様にアルカリ処理によって可溶化することができ、Ｎ含有率が高いため、不足したＮ分を補うことができる。
【００４５】
発生源が不特定多数の一般廃棄物に比べて、産業系廃棄物の性状は比較的一定であるため、このようなＣ／Ｎの調節は、予め図４のように受け入れる廃棄物ごとの元素分析を行っておき、各々の重量を測定して投入量を調節することによって可能である。
【００４６】
なお、植物性廃棄物といっても、繊維質の少ないパン屑や米飯等は、アルカリ可溶化槽２４で処理することなく、直接酸発酵槽２９へ投入することができ、その分、アルカリ薬剤の使用量を減らすことができる。
【００４７】
本実施形態により、最少限の添加薬品量で植物性廃棄物の可溶化、有機酸生成の促進が図れ、また、栄養バランスを調節できることから、メタン発酵の効率が向上し、バイオガス発生量の増大、排出汚泥量の低減が可能となる。また、有機物の多くを、メタン発酵しやすい有機酸にまで変換しておけることにより、メタン発酵を高速化することができ、装置のコンパクト化が図れる。
【００４８】
図２は、本発明の第２実施形態に係るメタン発酵システムのフローチャートである。
アルカリ可溶化槽２４に強力な破砕手段を設けることにより、可溶化率を向上させ、バイオガス発生量の増大、排出汚泥量の低減が可能となる。アルカリで植物の細胞壁が軟化しているため、破砕の強化により固形分を微粒化することができる。実際には、攪拌機５の攪拌羽根をカッター状としたり、アルカリ可溶化槽２４に超音波発生手段を付設してアルカリ性可溶化スラリに超音波をかけたり、湿式破砕ポンプを使用するなどの方法がある。
【００４９】
本実施形態は湿式破砕ポンプ４７を使用した例を示している。可溶化運転中は、連続あるいは間欠的に湿式破砕ポンプ４７を運転し、可溶化スラリを破砕しながら循環ライン４８により可溶化液の循環・混合を行う。そして、必要に応じて弁４９を切り替え、可溶化スラリを酸発酵槽２９へ供給する。
【００５０】
通常、固形分の多い原料に対しては、メタン発酵槽１０は図１のような汚泥返送ライン１８を設けた完全混合型が採用される場合が多い。完全混合型は、槽内の閉塞は問題とならないが、供給した原料と同量の汚泥を引き抜くため、槽内の菌濃度を維持するのが難しく、高い処理負荷で運転するには引き抜き汚泥の濃縮・返送が必要となる。
【００５１】
これに対し本実施形態のように固形分を微粒化できれば、閉塞の問題が軽減されるため、メタン発酵槽３３において高濃度に菌体を維持できる固定床やＵＡＳＢが利用可能となり、更に発酵効率が向上し、処理量を増やすことも可能となる。
【００５２】
ＵＡＳＢ（Ｕｐｆｌｏｗ  Ａｎａｅｒｏｂｉｃ  Ｓｌｕｄｇｅ  Ｂｌａｎｋｅｔ：嫌気性上向流スラッジブランケット法）は、嫌気汚泥の凝集が良好に維持されるような条件下で、菌体の集合体（Ｇｒａｎｕｌｅ  ）を作らせて、処理する液を槽の下部から供給して浮遊させる。槽の途中にガス、汚泥、液を分離するためのバッフルを設け、液を槽上部から排出する。メタン菌を高度に濃縮できることから、処理効率が良く、ＨＲＴ（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅ  ：水理学的滞留時間）が短縮できる。
【００５３】
これらの方式は、汚泥を定常的に引き抜く必要はないが、槽内で菌が増殖しすぎると閉塞を引き起こすため、汚泥抜き出しライン１９から時々余剰汚泥を引き抜く。引き抜いた汚泥はすでに濃縮された状態なので、切替弁４５、返送ライン４６によりそのままアルカリ可溶化槽２４へ戻して発酵原料とすることができ、余剰剰汚泥も減量化される。図中の３４は廃水ラインで、そこから抜かれる廃水は菌体をほとんど含まない。
【００５４】
なお、図２では図面が煩雑になるため、制御部３７を中心とした制御系統の図示は省略している。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
（１）．アルカリや酸の使用量が最少限となり、排水処理で除去すべき塩類も少なくなるため、コストが低減できる。このことについてもう少し詳しく説明すると、各種廃棄物を混合してアルカリ処理すると、アルカリ処理する対象物が多いため、必要なアルカリ薬剤量が増大する。植物系のみアルカリ処理すれば、その分アルカリ薬剤量の量、ならびにその後のｐＨ調整の必要が生じた際に添加する酸の量が少なくて済む。
【００５６】
また、酸発酵を継続するためには、アルカリ添加によるｐＨ調整が必要であるが、植物系のアルカリ処理物を添加することにより、外部からのアルカリ薬剤が不要あるいは低減可能である。さらに前述のようにアルカリ薬剤ならびに酸の量を減らすことにより、処理液中の塩類も少なくなる。
【００５７】
（２）．被処理物の種類に応じて個別に、あるいは混合して可溶化・酸発酵することにより、バイオガス回収量を増大させることができる。
【００５８】
（３）．前記（２）によりメタン発酵汚泥の排出量を低減でき、コンポスト化、焼却するべき最終処理量が減る。
【００５９】
（４）．メタン発酵を高速化することができ、装置のコンパクト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るメタン発酵システムのフローチャートである。
【図２】本発明の第２実施形態に係るメタン発酵システムのフローチャートである。
【図３】従来の一般廃棄物を対象としたメタン発酵システムのフローチャートである。
【図４】各種廃棄物及びメタン発酵汚泥の元素構成を示す図である。
【符号の説明】
１：一般廃棄物、２：破砕機、３：水、４：可溶化槽、５：攪拌機、６：弁、７：貯留槽、８：攪拌機、９：ポンプ、１０：メタン発酵槽、１１：ガスホルダ、１２：ポンプ、１３：汚泥沈降槽、１４：濃縮汚泥、１５：廃水、１６：ポンプ、１７：切替弁、１８：汚泥返送ライン、１９：汚泥抜き出しライン、２０：ポンプ、２１：廃水ライン、２２：植物性廃棄物、２３：破砕機、２４：アルカリ可溶化槽、２５：アルカリ添加ライン、２６：Ｎ分添加ライン、２７：動物性廃棄物、２８：破砕機、２９：酸発酵槽、３０：攪拌機、３１：アルカリ添加ライン、３２：Ｃ分添加ライン、３３：メタン発酵槽、３４：廃水ライン、３５：弁、３６：ポンプ、３７：制御部、３８：ポンプ、３９：ポンプ、４１：ポンプ、４２：ｐＨ計、４３：弁、４４：酸添加ライン、４５：切替弁、４６：汚泥返送ライン、４７：湿式粉砕機、４８：循環ライン、４９：切替弁、Ｇ：バイオガス
【図１】
2004237246.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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