(57)【要約】【課題】食品製造、流通、消費の各段階で排出され収集された生ごみその他の食品循環資源を被処理物として再生利用を促進する。【解決手段】食品循環資源のリサイクルシステムＸが、食品循環資源を投入し、異物を除去するとともに粉砕スラリー化処理する粉砕分別機１と、粉砕分別機１からの粉砕スラリーを受け入れて貯留するスラリータンク２と、タンク貯留した粉砕スラリーを導入してメタン発酵処理するバイオリアクター３と、バイオリアクター３で発生した発酵排水を導入する排水処理装置４と、バイオリアクター３で発生したバイオガスを脱硫後に貯留するガスホルダー５と、ガスホルダー５から導入したバイオガスを燃料として熱併給発電をおこなうコージェネシステムＺ（６，７，８）を具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品製造、流通、消費の各段階で排出され収集された生ごみその他の食品循環資源を被処理物として再生利用を促進するために、以下の各処理工程を包含することを特徴とする食品循環資源のリサイクル方法。
（１）前記食品循環資源を粉砕スラリー化処理してタンク貯留する。
（２）タンク貯留した前記粉砕スラリーをバイオリアクターに導入してバイオガスを生成するとともに、バイオリアクターで発生した発酵排水を排水処理装置に導入する。
（３）前記バイオガスを燃料として熱併給発電をおこなうコージェネシステムへ連系する。
【請求項２】
請求項１記載の食品循環資源のリサイクル方法において、
コージェネシステムへ連系する経路途中で、バイオガスをボイラーに分岐導入し、その発生熱を前記コージェネシステムの熱配管に合流させるようにしたことを特徴とする食品循環資源のリサイクル方法。
【請求項３】
コージェネシステムの発生熱量の一部をバイオリアクターに供給して加温用熱源とし、かつ、残余の熱量を系内に設置した汚泥乾燥機に供給して乾燥熱源とするとともに、発生電力の一部を系内の電力負荷に消費し、かつ、余剰の電力については売電するようにした請求項１又は２記載の食品循環資源のリサイクル方法。
【請求項４】
食品製造、流通、消費の各段階で排出され収集された生ごみその他の食品循環資源を被処理物として再生利用を促進するための食品循環資源のリサイクルシステムであって、
前記食品循環資源を投入し、異物を除去するとともに粉砕スラリー化処理する粉砕分別機と、
前記粉砕分別機からの粉砕スラリーを受け入れて貯留するスラリータンクと、
タンク貯留した前記粉砕スラリーを導入してメタン発酵処理するバイオリアクターと、
前記バイオリアクターで発生した発酵排水を導入する排水処理装置と、
前記バイオリアクターで発生したバイオガスを脱硫後に貯留するガスホルダーと、
前記ガスホルダーから導入したバイオガスを燃料として熱併給発電をおこなうコージェネシステム
を具備したことを特徴とする食品循環資源のリサイクルシステム。
【請求項５】
ガスホルダーの後流にボイラーを配設し、コージェネシステムへ連系する経路途中でバイオガスを分岐導入するとともに、その発生熱を前記コージェネシステムの熱配管に合流させるようにした請求項４記載の食品循環資源のリサイクルシステム。
【請求項６】
コージェネシステムが、ガスエンジン又はマイクロガスタービンと、この排熱を導入し乾燥・減量化処理する汚泥乾燥機と、発生電力を売電を含む電力負荷へ供給するための送電手段を包含するものである請求項４又は５記載の食品循環資源のリサイクルシステム。
【請求項７】
ガスエンジン又はマイクロガスタービンに代替して、改質器と水素燃料電池発電装置を用いるものである請求項６記載の食品循環資源のリサイクルシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【本発明の属する技術分野】
本発明は、食品製造、流通、消費の各段階で排出され収集された生ごみその他の食品循環資源を被処理物として再生利用を促進するための食品循環資源のリサイクル方法及びリサイクルシステムに関する。
【０００２】
ここで、本発明システムの位置付けは、収集した生ごみその他の食品循環資源の処理をバイオガス化コージェネシステムに連系することにより廃棄物エネルギーを回収・再利用するエネルギー変換システムである。なお、コージェネシステムは、熱併給発電システム（ｃｏ−ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）の通称である。
【０００３】
【従来の技術】
従来、食品製造、流通、消費の各段階で排出され収集された生ごみその他の食品循環資源の多くは焼却埋立処分され、各自治体ではごみ処理に多額の費用を負担してきた。
【０００４】
昨今、最終処分場の許容限が減少し、かつ、立地条件が厳しくなってきており、逼迫した社会問題となっている。
【０００５】
こうしたなかで、食品循環資源（生ごみに代表される）の資源回収や減量化に関する技術として消化処理（バイオガス化）が知られている。
【０００６】
生ごみの消化処理は技術的には確立しているが、設備コストがかさむことなどから社会システム（又は社会資本整備）としては十分に達成されていない。
【０００７】
ところで、平成１３年５月から「食品循環資源の再生利用等の促進に関する  法律」（通称、食品リサイクル法。）が施行され、生ごみは一部リサイクルが義務付けられることになった。ここでは、地域経済の収支という観点から、リサイクルにかかる費用をできるかぎり抑制することが要請されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここでは、法目的に沿った循環型社会を指向するとき、原料資源（出発物質）や目的物（生成物）を共有して（相互利用して）、いくつかのシステムを連系することにより、スケールメリットやエネルギー収支を含むコストメリットを追求することができるという期待がある。
【０００９】
本発明者らは、電力事業に携わるなかで、廃棄物（ゴミ）発電その他のエネルギーの有効利用に係るシステムについて研究開発に取り組んできた。その成果物のひとつとして本発明を完成するに至ったものである。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、食品製造、流通、消費の各段階で排出され収集された生ごみその他の食品循環資源を被処理物として、その再生利用を促進可能な食品循環資源のリサイクル方法及びリサイクルシステムを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するために本発明は、食品循環資源のリサイクル方法であって、食品製造、流通、消費の各段階で排出され収集された生ごみその他の食品循環資源を被処理物として再生利用を促進するために、以下の各処理工程を包含することを特徴とするものである。
（１）前記食品循環資源を粉砕スラリー化処理してタンク貯留する。
（２）タンク貯留した前記粉砕スラリーをバイオリアクターに導入してバイオガスを生成するとともに、発酵排水を排水処理装置に導入する。
（３）前記バイオガスを燃料として熱併給発電をおこなうコージェネシステムへ連系する。
【００１２】
また、上記方法を実施するための食品循環資源のリサイクルシステムであって、収集した生ごみその他の食品循環資源の処理をバイオガス化コージェネシステムに連系することにより廃棄物エネルギーを回収・再利用するエネルギー変換システムである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、上記リサイクルシステムにおいて、食品循環資源を投入し、異物を除去するとともに粉砕スラリー化処理する粉砕分別機と、前記粉砕分別機からの粉砕スラリーを受け入れて貯留するスラリータンクと、タンク貯留した前記粉砕スラリーを導入してメタン発酵処理するバイオリアクターと、前記バイオリアクターで発生した発酵排水を導入する排水処理装置と、前記バイオリアクターで発生したバイオガスを脱硫後に貯留するガスホルダーと、前記ガスホルダーから導入したバイオガスを燃料として熱併給発電をおこなうコージェネシステムを具備している。
【００１４】
コージェネシステムは、ガスエンジン又はマイクロガスタービンと、この排熱を導入し乾燥・減量化処理する汚泥乾燥機と、発生電力を売電を含む電力負荷へ供給するための送電手段を包含するものとしている。ここでは、コージェネシステムの発生熱量の一部をバイオリアクターに供給して加温用熱源とし、かつ、残余の熱量を系内に設置した汚泥乾燥機に供給して乾燥熱源とするとともに、発生電力の一部を系内の電力負荷に消費し、かつ、余剰の電力については売電する。ここで、コージェネシステムは本発明のリサイクルシステムに包含されるサブシステムとして考慮されればよい。
【００１５】
また、汚泥処理のコスト高を改善するために、汚泥乾燥機への熱量供給を重視する場合には、ガスホルダーの後流にボイラーを配設し、コージェネシステムへ連系する経路途中でバイオガスを分岐導入するとともに、その発生熱をコージェネシステムの熱配管に合流させるように構成してもよい。〔後述の実施例２〕
【００１６】
また、ガスエンジン又はマイクロガスタービンに代替して、改質器と水素燃料電池発電装置を用いることもできる。
【００１７】
【実施例】
本発明の一実施例を添付図面を参照して以下説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１に実施例システムのフローシートを示す。
【００１９】
図示するように、本実施例システム（Ｘ）は、食品循環資源を投入し、異物を除去するとともに粉砕スラリー化処理する粉砕分別機（１）と、該粉砕分別機（１）からの粉砕スラリーを受け入れて貯留するスラリータンク（２）と、該スラリータンク（２）で濃度調整された粉砕スラリーを導入し、メタン発酵処理するバイオリアクター（３）と、バイオリアクター（３）で発生した発酵排水を導入する排水処理装置（４）と、バイオリアクター（３）から発生したバイオガスを脱硫器〔図示省略〕を介して貯留するガスホルダー（５）と、ガスホルダー（５）から導入したバイオガス〔メタン：二酸化炭素＝６：４の混合ガス〕を燃料とするガスエンジン（６）と、排水処理装置（４）で回収した脱水ケーキを受け入れるとともに、ガスエンジン（６）からの排熱を導入し乾燥・減量化処理する汚泥乾燥機（７）と、ガスエンジン（６）からの発生電力を売電を含む電力負荷へ供給するための送電手段（８）を具備している。
【００２０】
ここで、ガスエンジン（６）はマイクロガスタービン〔図示省略〕に代替してもよい。なお、ガスエンジン（６）より後流の機器はコージェネシステム（Ｚ）の系内に属するものと考えてもよい。
【００２１】
なお、スラリータンク（２）に併設の粉砕機（３１）は、食品循環資源を細粒化するために用いるが、場合によっては、粉砕機（３１）から直接バイオリアクター（３）にポンプ給送してもよい。〔図中、破線で示す。〕
【００２２】
また、ガスエンジン（６）又はマイクロガスタービンに代替して、改質器と水素燃料電池発電装置〔図示省略〕を用いる場合も考慮してよい。
【００２３】
処理流れを要約しておくと、まず、食品製造、流通、消費の各段階で排出され収集された生ごみその他の食品循環資源を収集し、粉砕分別機（１）に投入し、異物を除去するとともに粉砕スラリー化してスラリータンク（２）に貯留する。
【００２４】
この食品循環資源の粉砕スラリーをバイオリアクター（３）へ輸送・導入し、メタン発酵処理することによりバイオガスを発生させ、このバイオガスを脱硫後、コージェネシステム（Ｚ）の燃料として供給する。
【００２５】
バイオリアクター（３）で発生した発酵排水は、排水処理装置（４）へ導入する。ここで回収した脱水ケーキは汚泥乾燥機（７）へ持ち込み、乾燥汚泥とし、セメント原燃料又はコンポスト化水分調整剤として活用する。ここでは、汚泥乾燥機（７）の後流に炭化装置〔後述の図２中の符号１０〕を配備して、乾燥汚泥の一部を炭化処理するようにしてもよい。また、処理排水は下水道放流（下水場へ輸送）することになる。
【００２６】
コージェネシステム（Ｚ）で発生する電力は、リサイクルシステム内で動力源として、熱はバイオリアクター（３）の加温用熱源、及び汚泥乾燥機（７）での脱水ケーキの乾燥・減量化熱源として利用（消費）するほか、余剰のエネルギーは地域（系外）へ還元（供給）する。これらシステムの連系により、大幅なコスト低減が期待できる。
【００２７】
汚泥乾燥機（７）の運用を考慮すると、現状の下水汚泥処理（場）に実施例システム（Ｘ又は後述のＹ）を併設するのが好ましく、現状処理の焼却及びコンポスト化に係る年間コストを、実施例システムの消化及び乾燥により大幅に削減できる。もちろん、実施例システムの設備コスト（初期投資額）は別途考慮されなければならないが、現状処理の年間コストは毎年のことであり、実施例システムのランニングコストはエネルギー収支を考慮すると極端に低いので、設備コストは短期間で回収できると試算される。図２は、現在の実施候補先におけるシステムフローの説明図である。参考までに、処理能力に関する数値（試算）を付した。ここで、図中のボイラー（後述の９）は汚泥乾燥機（７）への熱量供給を増補するために設置している。なお、バイオリアクター（３）の初期運転時の昇温手段として系外燃料を用いて運転し熱量供給するようにしてもよい。〔図中、二点鎖線で示す。〕
【００２８】
（実施例２）
図３に他の実施例システムのフローシートを示す。
【００２９】
図示するように、本実施例システム（Ｙ）は、ガスホルダー（５）の後流にボイラー（９）を配設し、コージェネシステム（Ｚ）へ連系する経路途中でバイオガスを分岐導入するとともに、その発生熱をコージェネシステム（Ｚ）の熱配管に合流させるようにしている。この他は、実施例１記載のシステム構成と共通である。この構成は、汚泥処理のコスト高を改善するために、汚泥乾燥機（７）への熱量供給を重視（又は増補）する場合に採用されることになる。
【００３０】
なお、バイオリアクター（３）の初期運転時の昇温（加熱）手段に関し、ボイラー（９）を使用することができる。すなわち、系外から燃料投入してボイラー（９）を運転し、バイオリアクター（３）に熱量供給すればよい。図３中では、その系統は省略している。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は以上の構成よりなるものであり、これによれば食品循環資源に対するエネルギー収支、減量化その他循環性の点で効率的な再利用が果たせるとともに、最終処分場への負荷を低減できる。
【００３２】
地域社会（広域化を含む）のインフラ設備としての立地を考慮しており、余剰エネルギーの地域還元において有益であり、循環型社会の形成に資することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リサイクルシステムの一実施例を示すフローシートである。
【図２】実施候補先におけるシステムフローの説明図である。
【図３】他の実施例を示すフローシートである。
【符号の説明】
１  粉砕分別機
２  スラリータンク
３  バイオリアクター
３１  粉砕機
４  排水処理装置
５  ガスホルダー
６  ガスエンジン
７  汚泥乾燥機
８  送電手段
９  ボイラー
１０  炭化装置
Ｘ  リサイクルシステム〔実施例１〕
Ｙ  他のリサイクルシステム〔実施例２〕
Ｚ  コージェネシステム
【図１】
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【図２】
2004148217.tif 000004
【図３】
2004148217.tif 000005