(57)【要約】【課題】取扱い性が向上し、メタン発酵での分解率を向上させることができる、メタン発酵原料とそれを用いるメタン発酵方法と装置を提供する。【解決手段】メタン発酵原料として用いる有機性廃棄物を、冷凍するか又は冷凍して破砕及び粉砕するメタン発酵原料、及び、該メタン発酵原料を、解凍後にメタン発酵処理する処理方法としたものであり、前記メタン発酵原料は、冷凍前又は解凍後に希釈水を注入して固形物濃度を調整することができ、また、有機性廃棄物からなるメタン発酵原料１１を冷凍する手段１と、冷凍したメタン発酵原料を解凍する手段３と、解凍したメタン発酵原料をメタン発酵する発酵槽とを有するメタン発酵処理装置としたものであり、該装置には、冷凍したメタン発酵原料を破砕及び粉砕する装置を、冷凍する手段の後に設けてもよい。【選択図】  図１
2005040697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタン発酵原料として用いる有機性廃棄物を、冷凍することを特徴とするメタン発酵原料。
【請求項２】
メタン発酵原料として用いる有機性廃棄物を、冷凍して破砕及び粉砕することを特徴とするメタン発酵原料。
【請求項３】
請求項１又は２記載のメタン発酵原料を、解凍後にメタン発酵処理することを特徴とするメタン発酵処理方法。
【請求項４】
前記メタン発酵原料は、冷凍する前又は解凍後に希釈水を注入して固形物濃度を調整することを特徴とする請求項３記載のメタン発酵処理方法。
【請求項５】
有機性廃棄物からなるメタン発酵原料を冷凍する手段と、該冷凍したメタン発酵原料を解凍する手段と、該解凍したメタン発酵原料をメタン発酵する発酵槽とを有することを特徴とするメタン発酵処理装置。
【請求項６】
前記冷凍する手段が、冷凍装置、冷却剤又は自然エネルギーからの低温熱源であり、前記解凍する手段が、自然エネルギーであることを特徴とする請求項５記載のメタン発酵処理装置。
【請求項７】
請求項５記載のメタン発酵処理装置において、冷凍したメタン発酵原料を破砕及び粉砕する装置を、冷凍する手段の後に設ける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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタン発酵処理に係り、特に、生ごみ、家畜糞尿、し尿、浄化槽汚泥、余剰汚泥、下水汚泥、茶粕、コーヒー粕等の有機性廃棄物をメタン発酵原料とする発酵原料と、それを用いるメタン発酵処理方法及び装置に関する
【０００２】
【従来の技術】
【非特許文献１】「環境技術」ＶｏＬ．２９、Ｎｏ．９、ｐ２２〜２６、（２０００）
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。
しかし、生ごみや家畜糞尿等、特に含水率の高い有機性廃棄物に関しては、対象となる廃棄物が固形分を多く含んだ高濃度の液状となっていることが多く、廃棄物の受入や搬送等の取扱いが非常に困難である。例えば、これらの有機性廃棄物を固体として扱い、コンベヤで搬送した場合は、液状となったものがコンベヤから漏洩し、逆に液体として扱い、ポンプで搬送した場合は、固体分がポンプや配管等を閉塞させる原因となっている。
また、種々の有機性廃棄物について、メタンガス発生量が多く、最終処分量の少ない効率のよいメタン発酵を行うためには、固形物分解率を向上させることが重要となる。メタン発酵における有機性廃棄物の固形物分解率は、対象となる廃棄物により大きく異なり、一般的には３０〜８０％となる。このため、固形物分解率を向上させる手段として、メタン発酵の前段で破砕、薬品添加、加熱処理などの前処理を行う方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
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、下水汚泥、茶粕、コーヒ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、高濃度液状廃棄物を冷凍することにより、廃棄物の受入や搬送時の取扱い性を向上させると共に、凍結処理又は凍結破砕処理を行うことでメタン発酵での分解率を向上させ、エネルキー回収量を増加させ、廃棄物発生量を削減することができるメタン発酵原料と、その原料を用いるメタン発酵方法と装置を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明では、メタン発酵原料として用いる有機性廃棄物を、冷凍するか又は冷凍して破砕及び粉砕するメタン発酵原料としたものであり、また、該メタン発酵原料を、解凍後にメタン発酵処理するメタン発酵処理方法としたものである。
前記処理方法において、メタン発酵原料は、解凍後に固液分離して分離液をメタン発酵処理でき、また、冷凍前又は解凍後に希釈水を注入して固形物濃度を調整することができる。
また、本発明では、有機性廃棄物からなるメタン発酵原料を冷凍する手段と、該冷凍したメタン発酵原料を解凍する手段と、該解凍したメタン発酵原料をメタン発酵する発酵槽とを有する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。
前記処理装置において、解凍したメタン発酵原料を固液分離する装置を設け、固液分離した分離液を発酵槽で発酵でき、また、前記冷凍する手段は、冷凍装置、冷却剤又は自然エネルギーからの低温熱源であり、前記解凍する手段は、自然エネルギーとすることができ、また、冷凍したメタン発酵原料を破砕及び粉砕する装置を、冷凍する手段の後に設けることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
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全体工程図の一例である。図１において、有機性廃棄物１１は、凍結工程１にて低温熱源２１により凍結される。
凍結廃棄物１２は、加温調整工程３にて高温熱源２３により加温と水分調整後、固液分離装置４により調整分離液１５と脱水固形物１６に分離され、調整分離液１５はメタン発酵槽へ投入される。固液分離装置４は、スクリュープレスが好ましく、金属、ビニール、繊維を除去することで配管をつまりにくくすることができる。有機性廃棄物１１を凍結処理することにより、廃棄物の受入や搬送時の取扱い性が向上する。さらに、有機性廃棄物１１は凍結処理により、細胞内に含まれている水分が凍結時に膨張し、細胞壁を破壊するため、加温調整工程での解凍時には可溶化が促進されており、したがってメタン発酵での分解率が向上する。
【０００６】
凍結工程１で用いる熱源は、冷凍機等からの冷熱や液体窒素等を供給してもよいが、実施箇所が寒冷地の場合は、外気や雪・氷等の自然エネルギーを利用することが望ましい。加温調整工程３では、希釈水２２を注入して固形物濃度を１０〜１５％に調整すると、撹拝、混合が容易になる。このように、加温調整工程３は、メタン発酵が容易になるように固形物濃度を調整する役割も有するが、用水を節約し、かつ放流水量を制限するため、希釈水２２は、プロセス内で発生する固形物濃度の低い水又は汚泥を利用することが望ましい。加温調整工程３で用いる熱源は、バイオガスを用いた発電機からの廃熱や、ボイラからの温水及び／又は蒸気を供給してもよいが、外気や太陽光、温泉、地熱等の自然エネルギーを利用することが望ましい。加温調整工程３では、生分解性有機物が嫌気分解して有機酸が蓄積し、ｐＨが低下するので、耐食性の材料で建設するとよい。
【０００７】
次に、図２に、本発明の処理方法を実施するための他の工程図を示す。図１と相違する点は、図２では、希釈水２２が有機性廃棄物１１と共に凍結工程１にて凍結処理される。有機性廃棄物１１は、希釈水２２と共に凍結工程１にて凍結処理を行ってもよい。
図３に、本発明の処理方法を実施するためのもう一つの工程図を示す。図１と相違する点は、図３では、有機性廃棄物１１が凍結工程１にて凍結処理後、破砕装置２にて破砕・粉砕される。凍結処理に加えて破砕・粉砕処理を行うことで、加温調整工程での解凍時には可溶化が更に促進され、メタン発酵での分解率も向上する。また、水分を多く含んだ有機性廃棄物は、凍結させることで完全な固体となるため、破砕・粉砕処理を効果的に行うことが可能となる。
図４は、図３の工程について、希釈水２２が有機性廃棄物１１と共に凍結工程１にて凍結処理される例である。図２と同様に、有機性廃棄物１１は希釈水２２と共に凍結工程１にて凍結処理を行ってもよい。
【０００８】
【発明の効果】
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、前処理として凍結処理を行うことで高濃度液状廃棄物の取扱い性が向上し、かつメタン発酵での分解率が向上することで、エネルギー回収量を増加させると同時に、廃棄物発生量が低減することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理方法の一例を示す全体工程図。
【図２】本発明の処理方法の他の例を示す全体工程図。
【図３】本発明の処理方法の別の例を示す全体工程図。
【図４】本発明の処理方法の他の例を示す全体工程図。
【図５】本発明の処理方法の他の例を示す全体工程図。
【図６】本発明の処理方法の他の例を示す全体工程図。
【符号の説明】
１：凍結工程、２：破砕機、３：加温調整工程、４：固液分離装置、１１：有機性廃棄物、１２：冷凍廃棄物、１３：冷凍粉砕廃棄物、１４：加温調整液、１５：調整分離液、１６：脱水固形物、２１：冷熱、２２：希釈水、２３：温熱
【図１】
2005040697.tif 000003
【図２】
2005040697.tif 000004
【図３】
2005040697.tif 000005
【図４】
2005040697.tif 000006
【図５】
2005040697.tif 000007
【図６】
2005040697.tif 000008