(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器内に飽和水蒸気を供給して原料となる固形状有機性廃棄物を亜臨界反応により乾燥粉末化する固形状有機性廃棄物処理工程と、原料となる液状有機性廃棄物を水処理し、前記水処理により得る処理汚泥を脱水して脱水汚泥を得るか、あるいは前記処理汚泥を乾燥させて乾燥汚泥を得る液状有機性廃棄物処理工程とを備え、固形状有機性廃棄物処理工程の生産物の乾燥粉末材と液状有機性廃棄物処理工程の生産物の脱水汚泥もしくは乾燥汚泥とを混合して再資源化材を得ることを特徴とする有機性廃棄物処理方法。
【請求項２】
反応容器内に飽和水蒸気を供給して原料となる固形状有機性廃棄物を亜臨界反応により乾燥粉末化する固形状有機性廃棄物処理工程をなす反応容器部と、原料となる液状有機性廃棄物を水処理し、前記水処理により得る処理汚泥を脱水して脱水汚泥を得るか、あるいは前記処理汚泥を乾燥させて乾燥汚泥を得る液状有機性廃棄物処理工程をなす水処理部と、反応容器部における固形状有機性廃棄物処理工程の生産物の乾燥粉末材と水処理部における液状有機性廃棄物処理工程の生産物の脱水汚泥もしくは乾燥汚泥とを混合して再資源化材を得る混合部を備えることを特徴とする有機性廃棄物処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機性廃棄物処理方法および有機性廃棄物処理システムに関し、紙、プラスチック、生ごみ、し尿、浄化槽汚泥等の一般廃棄物や液状家畜ふん尿、敷ワラ含家畜糞および下水処理汚泥を含む有機性廃棄物を複合して再資源化する技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術には、例えば特許文献１に記載するものがある。これは、生ごみを遠心型破砕分別機で粗破砕分別して生ごみ破砕物と夾雑物とに分別し、生ごみ破砕物を可溶化工程で可溶化し、この可溶化処理物を固液分離装置で固液分離した液状分をメタン発酵槽の原料や排水処理における有機炭素源、水素供与体となし、固形分をコンポスト化・飼料化等の再資源化原料とするものである。
【０００３】
また、特許文献２には、食品残さ・木くず・紙くずを用いて飼料や肥料を作る原料加工方法、飼料製造方法、肥料製造方法並びに原料加工装置が記載されている。これは高温高圧の飽和水蒸気で食品残さ・木くず・紙くずを加水分解、熱分解、乾燥、炭化の手順で処理し、有機化合物をブドウ糖・アミノ酸・高級脂肪酸等に分解、又は活性炭化するものである。
【０００４】
また、特許文献３には、廃棄物などの材料を処理し、処理した材料を発熱成型体として再利用する材料変換処理システムが記載されている。これは、耐圧容器内の材料を撹拌移送する攪拌移送手段と、材料に対して高温水蒸気を噴射する高温水蒸気注入手段と、耐圧容器内の圧力を所定値に調整する圧力調整手段と、各構成部を制御する制御手段とを有しており、この制御手段が、当該材料の性状に応じて、処理後の材料の比電気抵抗が所定の値以上となるように前記耐圧容器内の温度および圧力を所定値に保持するものである。
【特許文献１】特開２００２−３３６８２５号公報
【特許文献２】特開２００３−４７４０９号公報
【特許文献３】特開２００４−３２１８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、紙、プラスチック、生ごみ、し尿、浄化槽汚泥等の一般廃棄物や下水処理汚泥を含む有機性廃棄物を再資源化するには以下のような課題がある。
一般廃棄物の処理において、生ごみ、食品廃棄物等のリサイクル価値は広く知られているが、生ごみ類は紙、プラスチック等からなる袋、容器類とともにポリエチレン袋等に入れられて排出される。このため、生ごみ、食品廃棄物等を堆肥化、バイオマス化する際には紙等の混入物の分別が必要であるが、生ごみ、食品廃棄物等と紙、プラスチック等とを分別することは技術的および作業手間的に困難性が伴う。また、生ごみ、食品廃棄物等を堆肥化、バイオマス化する際には、腐敗臭等の臭気対策および雑菌対策が必要である。また、特許文献１に記載するものでは、対象物が生ごみ有機成分分解後の汚泥が主となるために、処理後に得られる再資源化原料において低位発熱量３５００ｋｃａｌ／ｋｇ以上を維持することは困難な場合が多い。
【０００６】
一方、し尿、浄化槽汚泥等を処理する汚泥再生処理センターにおける水処理施設から排出される水処理脱水汚泥等も発熱量が低く再資源化が困難である。このため、一般廃棄物を助燃材化、堆肥材化するには加熱等の処理が必要である。
【０００７】
本発明は、紙、プラスチック、生ごみ等を分別を必要とせずに衛生的に処理することができ、生産物である乾燥粉末により汚泥再生処理センターから排出する水処理脱水汚泥の助燃材、堆肥材としての質の向上を図ることができ、処理過程において生じる蒸気含有排ガスを汚泥再生処理センター等の水処理施設において有効活用することができる有機性廃棄物処理方法および有機性廃棄物処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の有機性廃棄物処理方法は、反応容器内に飽和水蒸気を供給して原料となる固形状有機性廃棄物を亜臨界反応により乾燥粉末化する固形状有機性廃棄物処理工程と、原料となる液状有機性廃棄物を水処理し、前記水処理により得る処理汚泥を脱水して脱水汚泥を得るか、あるいは前記処理汚泥を乾燥させて乾燥汚泥を得る液状有機性廃棄物処理工程とを備え、固形状有機性廃棄物処理工程の生産物の乾燥粉末材と液状有機性廃棄物処理工程の生産物の脱水汚泥もしくは乾燥汚泥とを混合して再資源化材を得ることを特徴とする。
本発明の有機性廃棄物処理システムは、反応容器内に飽和水蒸気を供給して原料となる固形状有機性廃棄物を亜臨界反応により乾燥粉末化する固形状有機性廃棄物処理工程をなす反応容器部と、原料となる液状有機性廃棄物を水処理し、前記水処理により得る処理汚泥を脱水して脱水汚泥を得るか、あるいは前記処理汚泥を乾燥させて乾燥汚泥を得る液状有機性廃棄物処理工程をなす水処理部と、反応容器部における固形状有機性廃棄物処理工程の生産物の乾燥粉末材と水処理部における液状有機性廃棄物処理工程の生産物の脱水汚泥もしくは乾燥汚泥とを混合して再資源化材を得る混合部を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記した構成において、固形状有機性廃棄物および液状有機性廃棄物は、例えば一般廃棄物である紙類、プラスチック、生ごみ、し尿、浄化槽汚泥、選定枝等である。
固形状有機性廃棄物処理工程では、固形状有機性廃棄物である生ごみ、プラスチック等の有機性廃棄物を反応容器内に供給し、反応容器内に飽和水蒸気を導入して、運転条件：常温〜２３５℃、常圧〜３ＭＰａ、昇温昇圧時間１〜３時間、最大温度圧力保持時間５分以上で亜臨界反応（亜臨界状態での水熱反応）させて、蒸気間接加熱等により乾燥粉末化させる。
【００１０】
一方、液状有機性廃棄物処理工程では、液状有機性廃棄物であるし尿、浄化槽汚泥、下水処理汚泥等を汚泥再生処理センター等の水処理施設において生物脱窒法等により水処理し、水処理施設から出る余剰汚泥等の処理汚泥を汚泥脱水処理して脱水汚泥もしくは乾燥汚泥を得る。
【００１１】
そして、固形状有機性廃棄物処理工程の生産物の乾燥粉末材と液状有機性廃棄物処理工程の生産物の脱水汚泥もしくは乾燥汚泥とを混合し、再資源化材として助燃材、堆肥化材を生産して有効利用を図る。この混合後の水分は低位発熱量が例えば３５００ｋｃａｌ／ｋｇ以上となる混合比率とする。
【００１２】
亜臨界反応時に発生する蒸気含有成分は、汚泥再生処理センター等の水処理施設において有機栄養分（ＢＯＤ源）として有効に利用して処理する。このことにより、水処理施設において生物脱窒法で従来使用している炭素源の使用量が低減できる。
【００１３】
なお、上記方法は、家畜ふん尿水処理施設と固形状敷ワラ、オガクズ含家畜糞にも同様に適用できる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明によれば、コンビニエンスストア、スーパーマーケット等からプラスチック、紙等を伴った生ごみ、食品廃棄物を分別せずに、亜臨界状態で分解して無菌化、乾燥粉末化させるので、プラスチック類の発熱量を有効に利用できる。また、製品となる再資源化材は原料に近い高発熱量を持ち、衛生的で取り扱い容易な粉末となり、亜臨界反応で水蒸気処理されているので、セミ賦活化（活性炭は完全賦活化されて活性が出る）されており、炭素主体の多孔質物性になっている。
【００１５】
一方、し尿等の一般廃棄物は、汚泥再生処理センター等において汚泥の再資源化が行われているが、発熱量が低く、利用が進んでいない状況にあり、脱水汚泥又は乾燥汚泥は粘性が非常に高いものである。
【００１６】
このため、脱水汚泥又は乾燥汚泥を高カロリーの助燃材とするうえで、乾燥粉末材の高カロリー性と多孔質による通気性が有効に作用し、乾燥粉末材の混合により低位発熱量３５００ｋｃａｌ／ｋｇ以上とすることにより、再資源化原料として加熱等の必要がない原料となる。また、助燃材化等の目的に応じてペレット化も行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。固形状有機性廃棄物処理工程を行う亜臨界反応容器１は、外套容器２と外套容器２の内部に格納した反応容器３とからなる二重構造をなす。反応容器３の内部には攪拌羽根４を配置しており、攪拌羽根４の回転軸５は外套容器２の外部において正転、逆転可能なモータ６に接続している。
【００１８】
反応容器３は、固形状有機性廃棄物である生ごみ、プラスチック等を原料として投入する投入口７と、生産物である乾燥粉末材を取り出す取出口８と、排蒸気および排ガスの排出口９と、飽和水蒸気を供給する第１蒸気供給口１０を備えている。また、外套容器２は、飽和水蒸気を供給する第２蒸気供給口１１を備えており、第１蒸気供給口１０および第２蒸気供給口１１が飽和蒸気供給源１３に接続している。
【００１９】
亜臨界反応容器１では、固形状有機性廃棄物である生ごみ、プラスチック等の有機性廃棄物を原料として投入口７から反応容器３内に投入し、第１蒸気供給口１０から反応容器３に飽和水蒸気を供給する。反応容器３の内部ではモータ６で回転駆動する攪拌羽根４が原料を高温高圧下で攪拌しながら取出口８へ向けて移送する。
【００２０】
反応容器３の内部では、運転条件：常温〜２３５℃、常圧〜３ＭＰａ、昇温昇圧時間１〜３時間、最大温度圧力保持時間５分以上で亜臨界反応（亜臨界状態での水熱反応）させて、蒸気間接加熱等により乾燥粉末化させる。このとき、第２蒸気供給口１１から外套容器２に供給する飽和水蒸気により反応容器３が所定温度以上に保たれる。
【００２１】
生産した乾燥粉末材１４は取出口８から外部へ取り出し、排蒸気および排ガス１５は排出口９から外部へ取り出す。この乾燥粉末材１４は原料に近い高発熱量を持ち、衛生的で取り扱い容易な粉末であり、亜臨界反応で水蒸気処理されているので、セミ賦活化（活性炭は完全賦活化されて活性が出る）されており、炭素主体の多孔質物性になっている。
【００２２】
一方、液状有機性廃棄物処理工程は、汚泥処理センター等の水処理施設１６において行い、液状有機性廃棄物であるし尿、浄化槽汚泥、下水処理汚泥等を水処理施設１６で水処理し、生じる余剰汚泥を汚泥脱水処理（又は乾燥）１７する。
【００２３】
液状有機性廃棄物処理工程の生産物である脱水汚泥もしくは乾燥汚泥１８は、固形状有機性廃棄物処理工程の生産物である乾燥粉末材１４と混合して再資源化材となし、助燃材１９、堆肥化材２０を生産して有効利用を図る。
【００２４】
この際に、脱水汚泥（乾燥汚泥）１８は粘性が非常に高いものであるが、この脱水汚泥又は乾燥汚泥を高カロリーの助燃材とするうえで、乾燥粉末材１４の高カロリー性と多孔質による通気性が有効に作用し、乾燥粉末材１４の混合により低位発熱量３５００ｋｃａｌ／ｋｇ以上とすることにより、再資源化原料として加熱等の必要がない原料となる。また、助燃材化等の目的に応じてペレット化も行うこともできる。
【００２５】
乾燥粉末材１４は原料となる一般廃棄物によっては成分が変動するが、表１に示すように、概ね低位発熱量３５００ｋｃａｌ／ｋｇを有している。したがって、乾燥粉末材１４の混合により低位発熱量３５００ｋｃａｌ／ｋｇ以上となる再資源化原料が得られる。
【００２６】
【表１】
0004789595.tif 000002
亜臨界反応時に発生する蒸気含有成分を含む排蒸気および排ガス１５は、水処理施設１６から出る処理水を冷却水２１として復水し、汚泥再生処理センター等の水処理施設１６において有機栄養分（ＢＯＤ源）として有効に利用して処理する。このことにより、水処理施設１６において生物脱窒法で従来使用している炭素源の使用量が低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態における有機性廃棄物処理システムを示す模式図
【符号の説明】
【００２８】
１    亜臨界反応容器
２    外套容器
３    反応容器
４    攪拌羽根
５    回転軸
６    モータ
７    投入口
８    取出口
９    排出口
１０  第１蒸気供給口
１１  第２蒸気供給口
１３  飽和蒸気供給源
１４  乾燥粉末材
１５  排ガス
１６  水処理施設
１７  汚泥脱水処理（又は乾燥）
１８  脱水汚泥もしくは乾燥汚泥
１９  助燃材
２０  堆肥化材
２１  冷却水
【図１】
0004789595.tif 000003