(57)【要約】【課題】動物由来の有機物を分解して得られた分解物の回収率を高めると共に、洗浄廃液量を少なくし、かつ資源化を可能とする。【解決手段】内壁面をフッ素樹脂表面処理した処理槽１内に斃死牛等の有機物を導入し、アルカリと水を加えて高温高圧下で分解して液状分解物を得る。この液状分解物をフッ素樹脂表面処理した減圧槽２に導き減圧して水分を蒸発させて濃縮又は乾燥する。減圧槽２で蒸発した水分は凝縮器３で凝縮させ、処理槽１及び減圧槽２の洗浄水、またはアルカリの溶解水として利用する。フッ素樹脂表面処理してあるので装置内面への分解物の付着が少なくなり、有機物の回収率が増大し、洗浄廃液量が少なくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ溶解法及び／又は高温高圧処理法によって有機物を分解処理して得た液状分解物を減圧処理によって濃縮または乾燥する有機物の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、減圧によって蒸発した水分を凝縮させて回収し、洗浄水及び／又はアルカリ溶解用の水として利用する有機物の処理方法。
【請求項３】
有機物を分解した液状分解物を減圧処理する減圧槽であって、槽内面がフッ素樹脂表面処理を施してある減圧槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家畜、ペット、実験動物等の動物組織の有機物の処理方法及び液状分解物を濃縮または乾燥する減圧槽に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機物を分解する方法として、焼却、コンポスト、酸溶解、アルカリ溶解法、高温高圧処理法などの方法が知られている。これらの方法は、単独で用いられることもあるが、実際の処理に当たっては組み合わせて使われることも多い。家畜、ペット、実験動物等の動物組織の処理は、一般的に焼却法で処理されることが多く、生焼けになる可能性もあり、資源として利用されるべくもなかった。
また、近年、有害な感染性の実験動物の処理等、より確実に分解処理ができる方法の必要性が認識されてきている。特に牛海綿状脳症(以下ＢＳＥと称する)斃死牛処理に当たっては、耐熱性のあるプリオンの不活性化を確実にすることが必要で、米国ではアルカリ溶解法と高温高圧処理法を組み合わせて、高温高圧下で有機物をアルカリ溶解させる処理方法（高温高圧アルカリ溶解法）が実用化されている。
【０００３】
高温高圧アルカリ溶解法は、米国で実用化された技術であるため、日本で実用化するためには、日本の事情に即して改良すべき課題も多い。具体的には、米国は国土が広く、高温高圧アルカリ溶解法で発生したアルカリ溶液は資源化する必要もなく、希釈して放流することが許容されている。
【０００４】
しかし、日本は国土も狭く、希釈放流は色々問題が多い。そのため前記方法を日本で実用化するには後工程として廃水処理が必要になり、施設費が過大となるため普及が遅れる問題があると共に、有用な資源を利活用可能な性状に加工する処理技術が望まれている。
【特許文献１】米国特許第５３３２５３２号（クレーム）
【特許文献２】特開２００３−８０２７６（要約、特許請求の範囲）
【特許文献３】特開２００３−６２５８５（要約、特許請求の範囲）
【特許文献４】特開２００３−４７９８０（要約、特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アルカリ溶解処理、高温高圧処理又はこれらを組み合わせた処理で発生する廃原液のＢＯＤ、有機物濃度は、２５０，０００〜５０，００００ｐｐｍ程度である。本来、動物組織は、栄養源として活用できる可能性を持った資源と考えられ、例えば、塩酸溶解法で精製されたアミノ酸は各種の食品添加物として活用されている。また、ＢＳＥの感染源となった肉骨紛も、本来は家畜の栄養補給源として活用されていたもので、無害性が確実に担保できれば、従来通り資源として利用することが可能となる。
【０００６】
アルカリ溶解処理、高温高圧処理又はこれらを組み合わせた処理で発生する有機物の液状分解物（有機成分）は、処理槽から取り出され、その後、処理槽は洗浄水により洗浄される。この洗浄廃液には、処理槽内に残留した分解物の量に比例した有機成分が混入するため、洗浄廃液は相当の有機成分を含むことになり、そのまま放流するには問題がある場合が多い。
【０００７】
その対策として洗浄を数段階に分割し、有機成分を高濃度に含んだ洗浄廃液と比較的少ない洗浄廃液とに分けて、それぞれに適切な処理をし、放流可能な場合には放流されている。しかしながら、低濃度とはいえ洗浄廃液が多くなると環境への負荷は増大することになる上、何よりも資源のロスが増えることになる。
【０００８】
以上の観点から、本発明は、有機物のアルカリ溶解法、高温高圧処理法、又は、これらを組み合わせた処理方法で発生する分解物の回収率を高めると共に、洗浄廃液量をできるだけ少なくし、かつ資源化を可能としようとするものである。
【０００９】
一般に、有機物は、酸素が豊富な条件下で高温に曝されると酸化変性し、炭素化が進行すると共に、さらに、条件によっては炭酸ガスと水に分解されることになる。アルカリ溶解法あるいは高温高圧処理法においては、有機物を処理槽に導入した後、処理槽を密閉状態として処理をおこなうため、殆ど無酸素下で処理が進行し、有機物の変性は炭酸ガス・水まで進むことはない。したがって、アルカリ溶解法あるいは高温高圧処理法で得られる分解物は、資源化が十分可能な状態である。
【００１０】
このように資源化が十分可能な状態で処理が完了している分解物を実際に資源として利用するには、分解物中の有機成分の含有率を高めるための後処理が必要となる。この後処理方法は、資源価値を損ねない方式を選択する必要がある。
【００１１】
酸素存在下のたんぱく質、脂質等有機成分の有機物処理において、成分を損ねずに、かつ、利活用可能な性状に加工するには、できるだけ酸素が少なくかつ低温で処理できる方法が望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明は、アルカリ溶解法及び／又は高温高圧処理法によって得られた有機物の液状分解物を減圧処理して濃縮又は乾燥するものである。
【００１３】
ここで、有機物とは、家畜、ペット、実験動物等の生体に由来する動物組織を包含するものである。また、高温高圧とは、１００℃以上で２００ｋＰａ（絶対圧力）以上を意味する。
蒸気圧は、圧力に応じて変化し、減圧度に応じて低下するため、平衡蒸気圧に相当する温度まで分解物の温度低下が進行する。例えば、４０００Ｐａ（絶対圧力）の平衡水蒸気圧に相当する温度は約２９℃であるが、これは、４０００Ｐａ（絶対圧力）に減圧した状態においては、温度が約２９℃の状態で水分の蒸発が進行することを意味する。
【００１４】
有機物をアルカリ溶解法及び／又は高温高圧処理法で分解処理した直後の液状分解物は温度が高く、そのままの状態で処理槽を開放すると、空気中の酸素によって酸化が進行し、有機資源としての価値が低下することになる。
【００１５】
そこで、本発明では、分解処理で得られた液状分解物を減圧下で濃縮若しくは乾燥することにより、液状分解物の温度を低下させて化学的変性を阻止し、有機資源を活用可能な形態に加工するものである。液状分解物の温度が酸化を抑制するのに十分な温度まで低下した後は、その温度（平衡蒸気圧に相当する温度）を保つように減圧槽の加熱を制御し、液状分解物の濃縮若しくは乾燥を進行させる。酸化を抑制するには、分解物の温度が５０℃以下になるようにするのが好ましい。
【００１６】
減圧によって蒸発した液状分解物中の水分は、凝縮塔において凝縮水として回収される。得られた凝縮水には、蒸発時の蒸発温度に平衡して蒸発する有機成分が混入することになるが、減圧による低温での蒸発のため、随伴して蒸発する有機成分が少なく、凝縮水中の有機成分は廃原液から比べると低レベルのＢＯＤとなる。
【００１７】
すなわち、凝縮水は、有機物の含有量が少ないため、河川等に放流する場合でも環境へのＢＯＤ負荷を大幅に低減することになる。また、凝縮水は、分解処理後の処理槽内部や、減圧処理後の減圧槽の内部を洗浄する洗浄水として使用したり、処理開始時に処理槽に添加するアルカリ溶解用の水として使用することによりリサイクルすることができ、洗浄水の使用量を低減することが可能となる。
【００１８】
さらに、凝縮水を処理槽若しくは減圧槽の洗浄水として使用した後、処理槽に添加するアルカリ溶解用の水として使用してもよいし、処理槽の洗浄水として使用した後に減圧槽の洗浄水として使用し、その後、処理槽に添加するアルカリ溶解用の水として使用してもよい。これにより、使用水量を最低限に抑えることができると共に、外部に排出する洗浄廃液量を大幅に減少させることが可能となる。
【００１９】
上述した有機物の処理を実施するには、有機物を分解する処理槽と、分解した有機物を減圧処理する減圧槽とを備えた有機物処理装置を用いる。本発明の有機物処理装置は、処理施設内に据え付けて使用することができる他、小型化が可能であるので、車両に搭載して移動式とすることができる。
【００２０】
処理槽で分解された有機物（液状分解物）は、減圧槽で水分を蒸発させることにより当初の重量の数％〜数十％程度にまで減量することができる。したがって、処理する有機物量が多くても最終的に得られる減圧処理後の分解物の量は車両で十分運搬可能な程度であり、各地を移動して有機物を処理してまわることが可能となる。
【００２１】
このとき、減圧槽から排出される水分（水蒸気）は、環境が許せばそのまま大気中に放出してもよいし、凝縮器で凝縮させた後、下水道や河川等に放流することもできる。
【００２２】
また、凝縮器で回収した凝縮水を処理槽や減圧槽を洗浄する洗浄水として使用したり、処理槽に添加するアルカリ溶解用の水として使用すれば、使用水量を低減することが可能となり、十分な水源を確保することができない場所においても有機物の分解処理が可能となるという利点を有する。
【００２３】
濃縮又は乾燥した分解物を回収した後の減圧槽は、洗浄する必要があるが、洗浄により排出する廃液（以下、洗浄廃液という）の有機物濃度・ＢＯＤは、分解物回収後の減圧槽内に残留する分解物の量と比例関係にあると考えられる。残留する分解物量は、資源利活用の面からは資源のロスであると共に、洗浄廃液の分解物濃度・ＢＯＤが増大することになり、環境への負荷が増大する結果をもたらす。そのため、減圧槽から濃縮液や乾燥品を取り出す際に、減圧槽に残留する分解物を可能な限り少なくするのが望ましい。
そのため、従来、アルカリ溶解処理をおこなう処理槽では、アルカリによる腐食を軽減するため、処理槽の内面をフッ素樹脂により表面処理する方法が採用されている。
【００２４】
本発明者は、処理槽で実用化されているフッ素樹脂の表面処理が、減圧槽内に残留する濃縮分解物あるいは乾燥分解物の量を軽減する効果のあることに着目した。そこで、本発明においては、従来、処理槽内の高濃度アルカリ水が接触する部位に限定されていたフッ素樹脂による表面処理を液状分解物が通過する配管、減圧槽の内面にも適用した。
【００２５】
すなわち、本発明では、有機物を分解した液状分解物を減圧処理する減圧槽の内面にフッ素樹脂による表面処理を施して撥水性を付与し、減圧槽内面に付着する分解物を少なくして回収量を増加させると共に、洗浄水を低減することを可能とした。減圧槽の内面とは、減圧槽の内壁面の他に、減圧槽内に設けた撹拌羽根等の槽内の装置表面も含む。
【００２６】
減圧槽から液状分解物を抜き出すための配管の内面にもフッ素樹脂による表面処理を施すのが好ましく、これにより、付着力の高い粘稠液状の分解物が配管内に付着するのを抑え、収率を増加させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の有機物処理装置の構成図である。有機物処理装置は、高温高圧アルカリ溶解法によって有機物を分解する処理槽１と、液状分解物を減圧処理する減圧槽２、減圧槽２で蒸発した水蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器３とを備えている。
【００２８】
この有機物処理装置を使用した有機物の分解処理手順は、処理槽１に斃死牛等の有機物を投入し、処理する有機物の重量に対して３％以上のアルカリ（苛性ソーダ、苛性カリ等）と、有機物の重量に等しい量の水を注入する。
処理槽１を密閉し、処理槽１のジャケットに高温水蒸気を注入し、処理槽１の温度を概ね１５０℃まで上昇させる。処理槽１内の温度上昇と内部の対流効果によりアルカリは分散し、投入した有機物の分解反応を促進するが、処理槽１は密閉されており、内部への酸素供給がないため有機物が炭化・炭酸ガス化することはない。
【００２９】
処理開始後、一定時間（数時間）が経過すると分解処理が終了する。この分解処理により、骨分に由来する固形分（主成分：リン酸カルシュウム）と、液状分解物とが得られる。この液状分解物は、配管４を経由して減圧槽２へ送られる。
処理後の処理槽１には洗浄水を注入し、処理槽内を洗浄して注入した洗浄液を排出する。この操作を２回繰り返す。
【００３０】
処理槽１から配管４を通じて送られた液状分解物を減圧槽２に導入して密閉する。減圧槽２には撹拌羽根２ａが装備してあり、この撹拌羽根２ａで液状分解物を撹拌しながら真空ポンプによって非加熱状態で減圧槽２内を徐々に減圧する。
減圧の進行に伴って水分は蒸発していくが、同時に減圧に平衡する蒸気分圧の温度で水分は蒸発するため、液状分解物の温度は平衡温度まで低下する。液状分解物の温度が所定の温度まで低下したら、減圧槽２を加熱して所定温度に維持する。減圧槽２内の液状分解物が目的に応じた水分量になった段階で、真空ポンプによる吸引を停止する。
【００３１】
表１は、減圧処理後の分解物の形態による使用用途の一例と減圧処理前と処理後の量的変化を示すものである。分解処理後の液状分解物に含まれる有機物成分は約２００万ｐｐｍであり、従来はこの分解物を１００倍程度希釈した後、河川等に放流していた。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
本発明においては液状分解物を減圧処理することで水分を蒸発させるため、分解物中の含水率は低くなり、減圧濃縮では、体積は４０％に、また、乾燥した場合は２５％にまで減少する。
含水率５０％では液肥として使用することができ、含水率１５％では粉末肥料として使用することが可能となる。このように分解物を減圧処理することで、酸化を抑えつつ肥料等の有用な有機資源として活用することができる。
【００３４】
真空ポンプの停止後、減圧槽２内を徐々に常圧に戻し、内部の濃縮液状ないし固形状の分解物を取り出す。液状の分解物は、配管５を通じて回収タンク６に回収され、固形の分解物は、減圧槽２から直接取り出される。
減圧で蒸発した水分は、凝縮器３で冷却されて凝縮水として回収される。この凝縮水中の有機物は洗浄廃液に比べても低濃度である。
この回収された凝縮水は、図１の破線で示すように、処理槽１で使用されるアルカリ溶解用の水として再利用したり、処理槽１及び／又は減圧槽２の洗浄水として再利用することができる。凝縮水を洗浄水として利用する場合、まず、処理槽１の洗浄水として利用した後に、減圧槽２の洗浄水として利用し、最終的に処理槽１に戻してアルカリ溶解用の水として利用するのが好ましい。
このように、洗浄水やアルカリ溶解用の水として凝縮水を利用することにより、水の使用量を減らすことができ、ひいては、洗浄廃液の処理量を低減することが可能となる。
【００３５】
減圧槽２には、水分の蒸発を促進するため、撹拌羽根２ａが設置されている。撹拌羽根２ａが設置されると、分解物が付着する面積が増えて、その残存量が増加することになり、洗浄廃液の水質が悪化する。また、資源回収量が低下することになる。
そこで、処理槽１、撹拌羽根２ａ及び配管４、５にフッ素樹脂表面処理を施し、これら表面を撥水性とすることで親水性である分解物をはじいて有機物処理装置における分解物の残留量低減と、洗浄廃液の水質改善を実現させている。
フッ素樹脂表面処理として、フッ素樹脂溶液中にニッケル・コバルトを分散溶解したものに浸漬して表面処理し、焼き付けをする無電解メッキ技術を応用した表面コーティング法によるものは、高耐熱性、高耐腐食性及び高撥水性の表面が得られるので好ましい。
【００３６】
このフッ素樹脂表面処理の効果について、上記構成の有機物処理装置を使用して評価をおこなった。
処理槽１、減圧槽２及び配管４、５として、フッ素樹脂表面処理を施したものと、施していないものをそれぞれ用意し、処理槽１内に３５ｋｇの有機物を投入し、１ｋｇ（３％）の苛性ソーダと、３５ｋｇの水とを添加して分解処理をおこない、分解処理後に処理槽１を洗浄し、洗浄廃液（洗浄水３５リットル×２回の合計量）中のＢＯＤを測定した。結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
表２によれば、フッ素樹脂表面処理が施されていないケースにおいては、洗浄廃液中のＢＯＤが７００ｐｐｍであるのに対して、表面処理が施されたケースでは２０ｐｐｍと、前者に比べてＢＯＤが９７％も低減されており、フッ素樹脂表面処理の有無によって処理槽１中の有機物の残存量に大きな差が生じることが確認された。
【００３９】
減圧槽２及び配管４、５の評価については、上記液状分解物７０．５リットルを配管４を通じて減圧槽２に投入し、液状分解物が粘稠液状となるまで減圧処理した後、濃縮された液状分解物を配管５を通じて抜き出した。この一連の操作において、フッ素樹脂表面処理が施されていない減圧槽２及び配管４、５を使用した場合と、フッ素樹脂表面処理が施された減圧槽２及び配管４、５を使用した場合とで分解物の回収量を比較した。結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】
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【００４１】
表３によれば、フッ素樹脂表面処理が施されていない減圧槽２及び配管４、５においては、分解物の回収量が６．０ｋｇであったのに対し、表面処理が施された槽２及び配管４、５においては、分解物の回収量が６．５ｋｇと、後者の方が０．５ｋｇ回収量が増加することが確認された。減圧槽２内に残存する分解物量（推定量）で比較すると、前者に対して後者の方が６５％も低減することが判った。
【００４２】
本例においては、処理槽１と減圧槽２とは、別の槽としているが、これに限らず、槽を一つとして、処理槽と減圧槽とを兼用させることも可能であり、これにより、分解物のロス量を抑えて分解物の回収量をさらに増加させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、有機物を分解処理し、得られた分解物を減圧処理するため、酸化が進行せず、また、最終的に回収される分解物中の有機成分の割合が高いため、有用な有機資源として活用することが可能となる。
【００４４】
さらに、減圧槽で蒸発した水分を凝縮させて回収し、処理槽若しくは減圧槽を洗浄するため洗浄水及び／又は前記処理槽に添加するアルカリ溶解用の水として利用すれば、使用する水量を最低限に抑えることができると共に、外部に排出する洗浄廃液量を大幅に減少させることが可能となる。
【００４５】
また、減圧槽や配管の内面にフッ素樹脂による表面処理を施した処理装置は、撥水性に優れ、壁面に付着する分解物量を抑えることができ、分解物の回収率を増加させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】有機物処理装置の構成図。
【符号の説明】
【００４７】
１        処理槽
２        減圧槽
２ａ      撹拌羽根
３        凝縮器
４、５    配管
６        回収タンク
【図１】
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