(57)【要約】【課題】  設備建設費や運転維持管理費を安価におさえ、効率のよいメタン発酵処理が行える有機性廃棄物のメタン発酵処理方法と装置を提供する。【解決手段】  有機性廃棄物を原料とするメタン発酵処理方法において、該メタン発酵処理が終了すると、処理液中に凝集剤を注入し、汚泥を沈降させて上澄液のみを排出させた後に、再び原料の有機性廃棄物を注入してメタン発酵処理を継続するか、又は、有機性廃棄物を原料として連続的にメタン発酵する処理方法において、メタン発酵槽内１１に原料１と凝集剤２１を注入しながら発酵処理し、処理液が所定量以上に達すると、原料と凝集剤の注入を停止して槽内の汚泥を沈降させ、その上澄液のみを槽外に排出１３させた後に、原料と凝集剤を注入してメタン発酵処理を再開することで、該槽内に汚泥及び菌体を保持させながら処理することとしたものである。【選択図】  図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を原料とするメタン発酵処理方法において、該メタン発酵処理が終了すると、処理液中に凝集剤を注入し、汚泥を沈降させて上澄液のみを排出させた後に、再び原料の有機性廃棄物を注入してメタン発酵処理を継続することで、処理液中に汚泥及び菌体を保持しながら処理することを特徴とするメタン発酵処理方法。
【請求項２】
有機性廃棄物を原料として連続的にメタン発酵する処理方法において、メタン発酵槽内に原料及び凝集剤を注入しながら発酵処理し、該槽内の処理液が所定量以上に達すると、原料と凝集剤の注入を停止して槽内の汚泥を沈降させ、その上澄液のみを槽外に排出させた後に、原料と凝集剤を注入してメタン発酵処理を再開することで、該槽内に汚泥及び菌体を保持させながら処理することを特徴とするメタン発酵処理方法。
【請求項３】
前記槽内汚泥の沈降は、前記メタン発酵槽内の撹拌を停止し、静置して行うことを特徴とする請求項１又は２記載のメタン発酵処理方法。
【請求項４】
前記メタン発酵槽内に保持された汚泥は、定期的に該発酵槽下部から引抜くことを特徴とする請求項１又は２記載のメタン発酵処理方法。
【請求項５】
原料の有機性廃棄物を連続的にメタン発酵させるメタン発酵槽を有するメタン発酵処理装置において、前記メタン発酵槽には、処理液の撹拌手段と、該発酵槽上部に原料の導入口及び処理液の排出口とを有すると共に、前記発酵槽内の処理液が所定量以上に達すると、原料と凝集剤の注入及び撹拌手段を停止し、槽内汚泥を沈降させて上澄液を前記処理液排出口から流出させる制御機構を備えたことを特徴とするメタン発酵処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃棄物（生ごみ、家畜糞尿、し尿、浄化槽汚泥、余剰汚泥、下水初沈汚泥、茶粕、コーヒー粕等）をメタン発酵する処理方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機性廃棄物のメタン発酵処理は、廃棄物の減容化と同時に、発酵によって発生するメタンによるエネルギー回収が可能となるため、近年、様々な分野で注目されている技術である。このようなメタン発酵処理において、メタン発酵を効率よく行うためには、メタン発酵槽内に存在するメタン菌の濃度を高めることが有効である。メタン菌はメタン発酵槽内の汚泥（消化汚泥）中に存在しているため、メタン菌の濃度を高めるためには、消化汚泥の濃度を高くする方法がとられている。しかし、メタン菌は増殖速度が遅く、特に生ごみ等の易分解性物質を対象としたメタン発酵では、消化汚泥の濃度が低下するため、メタン菌が系外に排出されやすくなり、メタン発酵処理が不可能となる恐れがある。
【０００３】
この問題を解決するためには、メタン発酵槽を大きくし、滞留時間を長くする方法やメタン菌の密度を高める方法がある。他に、メタン発酵槽内にメタン菌が付着・生息できる固定床を設置する方法や、メタン発酵槽から引抜いた消化汚泥を膜分離装置によって濃縮し、濃縮した消化汚泥をメタン発酵槽内へ戻す方法等が存在するが、いずれの方法においても設備建設費が大幅に上がり、また運転維持管理費もかかる。
【非特許文献１】「し尿処理施設構造指針解説」ｐ．２２０〜２２５、１９８８年、（社）全国都市清掃会議
【非特許文献２】「汚泥再生処理センター等施設整備の計画・設計要領」ｐ．２７２〜２７６（社）全国都市清掃会議
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記従来技術の問題点を解消し、生ごみ、家畜糞尿、し尿、浄化槽汚泥、余剰汚泥、下水初沈汚泥、茶粕、コーヒー粕等を対象とした有機性廃棄物のメタン発酵処理において、設備建設費や運転維持管理費を安価におさえ、効率のよいメタン発酵処理が行える処理方法と装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明では有機性廃棄物を原料とするメタン発酵処理方法において、該メタン発酵処理が終了すると、処理液中に凝集剤を注入し、汚泥を沈降させて上澄液のみを排出させた後に、再び原料の有機性廃棄物を注入してメタン発酵処理を継続することで、処理液中に汚泥及び菌体を保持しながら処理することを特徴とするメタン発酵処理方法としたものである。また、本発明では、有機性廃棄物を原料として連続的にメタン発酵する処理方法において、メタン発酵槽内に原料及び凝集剤を注入しながら発酵処理し、処理液が所定量以上に達すると、原料と凝集剤の注入を停止して槽内の汚泥を沈降させ、その上澄液のみを槽外に排出させた後に、原料と凝集剤を注入してメタン発酵処理を再開することで、該槽内に汚泥及び菌体を保持させながら処理することを特徴とするメタン発酵処理方法としたものである。
【０００６】
前記処理方法において、槽内汚泥の沈降は、前記メタン発酵槽の撹拌を停止し、静置にして行うことができ、また、前記メタン発酵槽内に保持された汚泥は、定期的に該発酵槽下部から引抜くことができる。さらに、本発明では、原料の有機性廃棄物を連続的にメタン発酵させるメタン発酵槽を有するメタン発酵処理装置において、前記メタン発酵槽には、処理液の撹拌手段と、該発酵槽上部に原料の導入口及び処理液の排出口とを有すると共に、前記発酵槽内の処理液が所定量以上に達すると、原料と凝集剤の注入及び撹拌手段を停止し、槽内汚泥を沈降させて上澄液を前記処理液排出口から流出させる制御機構を備えたことを特徴とするメタン発酵処理装置としたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、有機性廃棄物のメタン発酵処理において、メタン発酵槽内に凝集剤を注入することで槽内の消化汚泥を沈降させ、槽内液を排出する際に、メタン発酵槽内で固液分離した消化汚泥の上澄液のみを排出させることで、発酵槽内にメタン発酵に有効な菌体を保持することができ、設備建設費や運転維持管理
費を安価におさえ、効率のよいメタン発酵処理を行うことが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の処理方法を実施するための概略構成図の一例で、図２は各機器の運転タイムチャートを示す。メタン発酵槽１１には、生ごみや家畜糞尿等の有機性廃棄物１が投入され、槽内の液（消化汚泥）は、撹拌装置１２により連続又は間欠にて撹拌がなされている。加えて、メタン発酵槽１１には、凝集剤注入ポンプ２２にて凝集剤が注入される。メタン発酵槽１１内の液位をある程度一定に保つためには、槽内の消化汚泥を定期的に引抜く必要がある。通常運転時は脱離液引抜弁１３を開き、メタン発酵槽内の上澄液（脱離液）を引抜くが、脱離液を引抜く際には弁１３を開く前に撹拌装置１２を停止し、ある一定時間静置することで槽内の消化汚泥を沈降させ、分離した上澄液を引抜く。メタン発酵槽１１から上澄液のみを引抜くことで、メタン菌を含む消化汚泥を槽内に保持することが可能となる。
【０００９】
上記の一連の運転操作をタイムチャートに示したものが図２である。メタン発酵槽１１の運転に伴い、有機性廃棄物１の流入、撹拌機１２の運転、凝集剤注入ポンプ２２の運転が行われている。このチャートにおいて、ｔ１時間には脱離液を引抜く準備として、有機性廃棄物１の流入、撹拌機１２、凝集剤注入ポンプ２２をそれぞれ停止し、ｔ２時間まで静置させ、メタン発酵槽１１内に消化汚泥を沈降させる。そしてｔ２時間に脱離液引抜弁１３を開き、メタン発酵槽１１内にて固液分離した上澄液部分のみをｔ３時間まで引抜く。ｔ３時間には弁１３を閉じ、有機性廃棄物１の流入、撹拌機１２の運転、凝集剤注入ポンプ２２の運転を再開する。これまでの運転が一連の通常運転となるが、この運転を延々と繰り返すとメタン発酵槽１１内の消化汚泥濃度が必要以上に高くなり、槽内の撹拌が困難になる恐れがある。この問題点を解決するために、消化汚泥引抜弁１４を設け、ｔｎ１時間には弁１４を開き、ｔｎ２時間まで消化汚泥を引抜く。弁１４を開放する際には有機性廃棄物１の流入を停止し、流入液の短絡を防止する。なおこの際、撹拌機１２は運転を継続していてもよい。
【００１０】
通常は撹拌機１２の運転を継続したまま引抜き、高濃度の消化汚泥を引抜く必要がある場合は、撹拌機１２を停止させ、消化汚泥を沈降させてから引抜くとよい。消化汚泥を引抜く方法は、前期ではメタン発酵槽下部に設置した消化汚泥引抜弁１４により引抜きを行われているが、図３に示すように、弁１４の代わりに消化汚泥引抜ポンプ１４ａを用いてもよい。また、撹拌装置１２は、図１に示すような撹拌羽根による撹拌機の代わりに、図４に示すように撹拌ブロワ１２ａによるガス撹拌を行ってもよい。さらに図５に示すように、撹拌機１２を撹拌ポンプ１２ｂによる液撹拌としてもよく、この場合には図６のように、消化汚泥引抜ポンプ１４ａを撹拌用と兼用してもよい。メタン発酵槽１１内に注入する凝集剤は、無機凝集剤、有機高分子凝集剤いずれも有効であるが、無機凝集剤を用いる際、メタン発酵槽１１内での硫化水素発生の原因となりうる硫酸バンド等の硫酸系凝集剤は避けた方がよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の処理方法の一例を示す概略構成図。
【図２】図１の各機器の運転タイムチャート。
【図３】本発明の処理方法の他の例を示す概略構成図。
【図４】本発明の処理方法の他の例を示す概略構成図。
【図５】本発明の処理方法の他の例を示す概略構成図。
【図６】本発明の処理方法の他の例を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００１２】
１：有機性廃棄物、１１：メタン発酵槽、１２：撹拌機、１２ａ：ガス撹拌ブロワ、１２ｂ：発酵槽撹拌ポンプ、１３：脱離液引抜弁、１４：消化汚泥引抜弁、１４ａ：消化汚泥引抜ポンプ、１５：汚泥切替弁、２１：凝集剤貯槽、２２：凝集剤注入ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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