(57)【要約】      （修正有）【課題】有機性廃棄物をメタン発酵にて分解した廃液の処理において、メタン発酵廃液は凝集し難いため、通常の廃液を凝集処理する時に添加する凝集剤に対し、メタン発酵廃液は、凝集剤が大量に必要であった。【解決手段】凝集処理は温度が高くなることで反応性が良くなり大きなフロックを形成することができ能力が向上するため、メタン発酵で生成されたメタンガスを使用して、発電を行う発電機からの排熱により、メタン発酵廃液を加温することで高い温度条件で凝集反応を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタン発酵工程と、前記メタン発酵工程から排出するメタン発酵廃液の凝集処理工程とを有するメタン発酵廃液の処理方法において、
前記メタン発酵廃液を加温工程で加温し、凝集処理を行うことを特徴とするメタン発酵廃液の処理方法。
【請求項２】
前記加温工程は、排熱を利用することを特徴とする請求項１に記載のメタン発酵廃液の処理方法。
【請求項３】
前記加温工程は、前記メタン発酵工程から得たメタガスを用いる発電工程からによるものであることを特徴とする請求項１または２に記載のメタン発酵廃液の処理方法。
【請求項４】
メタン発酵手段と、前記メタン発酵手段から排出するメタン発酵廃液の凝集処理手段とを有するメタン発酵廃液の処理装置において、
前記メタン発酵廃液を加温する加温手段を有し、加温された前記メタン発酵廃液を凝集処理することを特徴とするメタン発酵廃液の処理装置。
【請求項５】
前記加温手段は、排熱を利用することを特徴とする請求項４に記載のメタン発酵廃液の処理装置。
【請求項６】
前記メタン発酵手段で得たメタガスを用いて発電を行う発電機からの排熱を利用することを特徴とする請求項４または５に記載のメタン発酵廃液の処理装置。
【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にて分解した廃液の処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
牛、豚などの畜産糞尿や生ゴミ等の有機性廃棄物をメタン発酵処理する場合、発酵処理した後の廃液は、堆肥として土壌に散布するかもしくは浄化処理を行い河川等に放流される。浄化処理を行う場合には、メタン発酵廃液を凝集、脱水処理してある程度の固形分を除去した後、下水処理などで用いられる活性汚泥法によって生物学的処理されることが一般的である（例えば、非特許文献１参照）。
図２に従来一般的に行われているメタン発酵廃液処理装置構成を示す。図２においては、有機性廃棄物をメタン発酵させるメタン発酵槽１と、メタン発酵槽１から排出されるメタン発酵廃液２を一時溜めおく貯留槽３と、メタン発酵廃液２と凝集剤４０とを反応させる凝集混和槽４と、固液分離を行う脱水機５と、脱水機５から排出される脱水ろ液６が流入する活性汚泥槽７と、メタン発酵槽から排出されるメタンガス９を利用して発電を行う発電機８とを有している。
【０００３】
メタン発酵廃液２は固形分と液体の共存するスラリー状であるが、固形分と液分が分離しにくいため、凝集剤４０を添加し固形分を固めて脱水機により固液分離を行っている。脱水機により大部分の固形分が除去された脱水ろ液は活性汚泥槽に送られ、活性汚泥槽内の微生物の力を利用して更に浄化処理が行われ河川などに放流される。固形分である脱水汚泥はコンポスト処理等が行われ、堆肥として利用される。また、発電機８には、ガスエンジンや燃料電池があり、発電した電気は処理装置内の機器の運転に利用できる。
従来の生ごみと蓄糞の処理方法は、生ごみ処理設備において、生ごみをメタン発酵させ、得られたメタンガスで発電した電力によりメタン発酵槽を加温している。また、併設された蓄糞処理設備において、蓄糞を好気発酵させるための生物処理工程で、生物活性化を目的とした加温を、メタンガスによる発電設備からの排熱を利用している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
道宗  直昭著  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ＪＳＥＳ（日本太陽エネルギー学会誌）１９９９年Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ６  Ｐ２６〜３０
【特許文献１】
特開２００２−３０７０３９号公報  （第２−３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来におけるメタン発酵廃液を処理する工程では、メタン発酵廃液の固形分と液分を分離するために凝集剤を添加していた。しかし、発明者による実験により、メタン発酵廃液は凝集し難いことが明らかとなった。このため、通常の廃液を凝集処理する時に添加する凝集剤に対し、メタン発酵廃液は、凝集剤が大量に必要となっていた。このため、添加する凝集剤が大量に必要で処理コスト増大の大きな要因となっていた。
また、特許文献１においては、生ゴミと畜糞の混合物をメタン発酵する場合、発酵廃液の固液分離に凝集剤が多く必要となり、維持管理費用が高くなるため、生ゴミは単独でメタン発酵処理を行い、畜糞は堆肥化処理系で処理を行う方法により、凝集剤の添加量が少なくてすむようにしている。しかしながら、先に述べたように、メタン発酵廃液そのものが、多量の凝集剤添加を必要としているため、凝集剤の削減対策としては不十分である。
【０００６】
この発明の目的は、有機性廃棄物を投入したメタン発酵槽から排出されるメタン発酵廃液の凝集処理において、添加する凝集剤量の削減法について提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、メタン発酵工程と、前記メタン発酵工程から排出するメタン発酵廃液の凝集処理工程とを有するメタン発酵廃液の処理方法において、
前記メタン発酵廃液を加温工程で加温し、凝集処理を行うことにする。
この際に、前記加温工程は、排熱を利用し、その排熱は、前記メタン発酵工程から得たメタガスを用いる発電工程から得ることにする。
凝集処理を行う場合、液温は凝集反応、粒子の生長などを支配する重要な因子の一つであり、液温が高くなれば、化学的活性が増大しフロックの生成速度も速くなる。このため、凝集させるメタン発酵廃液を加温した後、凝集処理を行うことによって投入する凝集剤量を削減することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。図１は、本発明の実施例に係るメタン発酵廃液の処理装置構成図である。本実施例におけるメタン発酵廃液の処理装置は、有機性廃棄物をメタン発酵させるメタン発酵槽１と、メタン発酵槽１から排出されるメタン発酵廃液２を一時溜めおく貯留槽３と、メタン発酵廃液２と凝集剤４０を反応させる凝集混和槽４と、固液分離を行う脱水機５と、脱水機５から排出される脱水ろ液６が流入する活性汚泥槽７と、メタン発酵槽から排出されるメタンガス９を利用して発電を行う発電機８と、貯留槽３から凝集混和槽４に送られるメタン発酵廃液２を加熱する熱交換器１０とから構成されている。
【０００９】
図１においては、メタン発酵槽１から排出されるメタン発酵廃液２を貯留槽３に貯留する。また、メタン発酵槽１から得たメタンガス９により駆動するガスエンジンや燃料電池等の発電機８から排出される熱によって加温した温水が熱交換器１０に送られる。貯留槽３からメタン発酵廃液２を、熱交換器１０に導入して温水との熱交換を行うことで、メタン発酵廃液２は温められて凝集混和槽４に送られる。
凝集混和槽４では、メタン発酵廃液と凝集剤４０と混和されフロックが形成されるが、凝集処理は物理化学処理であるため、温度操作により、温度が高くなることで、反応性が良くなり大きなフロックを形成することができ、凝集処理能力が向上する。このため、凝集剤４０の添加量を削減しても、通常の処理能力が確保できる。凝集剤４０は、例えばポリアクリルアミドに代表される有機系であっても良いし、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、ポリ硫酸鉄、塩化第二鉄、硫酸アルミニウム等の無機系であっても良い。
【００１０】
次ぎに、凝集処理された廃液は、脱水機５へ送り、脱水汚泥と脱水ろ液６とに分離する。分離された脱水ろ液６は、活性汚泥槽７で活性汚泥処理され、脱水汚泥は堆肥化処理装置で堆肥化処理される。または、焼却炉等で焼却処理される。
【００１１】
【発明の効果】
この発明では、メタン発酵において生成されるメタンガスを利用して発電を行う発電機からの排熱を利用して、メタン発酵廃液を加温して凝集処理することにしたので、以下の効果が得られる。
通常より高い温度条件で凝集反応を進行させることが可能となるため、添加する凝集剤量を削減することができ、処理コストの削減が図れる。
また、排熱の有効利用により、メタン発酵廃液を加温できるので、加温のための消費エネルギーを新たに処理コストとして追加する必要も無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るメタン発酵廃液の処理装置構成図
【図２】従来のメタン発酵廃液の処理装置置構成図
【符号の説明】１：      メタン発酵槽
２：      メタン発酵廃液
３：      貯留槽
４：      凝集混和槽
４０：      凝集剤
７：      活性汚泥槽
８：      発電機
９：      メタンガス
１０：      熱交換器
【図１】
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【図２】
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