(57)【要約】【課題】脱水ケーキの処理コスト低減が可能で、かつ、そのための追加設備によって発生した水素，酸素，塩素等のガスの有効利用によって、全体的に低ランニングコスト化を図った有機性廃棄物の処理方法とそのシステムを提供する。【解決手段】廃液処理液１０を、脱水機１１で脱水処理した脱水ケーキ１３中の水分を、電気分解槽１６において電気分解する。電気分解槽の陽極に発生する酸素１８は、廃液処理設備９の曝気に用いて、廃液からの脱窒素の効率を向上させ、また塩素１９は、脱水機１１からの廃液を殺菌すべく、殺菌槽２２に導入する。一方、電気分解槽１６の陰極に発生した水素２３は、メタンガスホルダー４に一旦供給され、メタン３と共に、メタン＋水素からなる燃料ガス２４として、例えば、燃料電池等の発電機５に導入して、省エネ化を図る。【選択図】図１
2005169165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ゴミ，汚泥等の有機性廃棄物にメタン発酵を施し、該メタン発酵により発生する消化汚泥を脱水して脱水ケーキを生成する有機性廃棄物の処理方法において、
前記脱水ケーキに含まれる水分を電気分解して除去することを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の処理方法において、前記電気分解により陽極側に生成した酸素および塩素を、隔膜分離装置により分離し、分離された酸素は前記メタン発酵の廃液内に曝気して当該廃液の硝化脱窒に利用し、分離された塩素は前記脱水後の廃液内に曝気して当該廃液の殺菌に利用することを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の処理方法において、前記電気分解により陰極側に生成した水素を、前記メタン発酵により発生するメタンガスと共に、燃料電池発電装置やガスエンジン発電機等の燃料ガスとして利用することを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。
【請求項４】
生ゴミ，汚泥等の有機性廃棄物にメタン発酵を施し、該メタン発酵により発生する消化汚泥を脱水して脱水ケーキを生成する有機性廃棄物の処理システムにおいて、
メタン発酵槽と、メタン発酵の廃液処理設備と、メタン発酵により発生する消化汚泥を脱水して脱水ケーキを生成する脱水機と、前記脱水ケーキに含まれる水分を電気分解して除去する電気分解槽とを備えたことを特徴とする有機性廃棄物の処理システム。
【請求項５】
請求項４に記載の処理システムにおいて、前記電気分解により陽極側に生成した酸素および塩素を分離する隔膜分離装置と、前記分離された酸素をメタン発酵の廃液処理設備に導入するラインと、前記分離された塩素を前記脱水後の廃液内に曝気して当該廃液を殺菌する殺菌槽とを備え、さらに、前記電気分解により陰極側に生成した水素を、燃料電池発電装置やガスエンジン発電機等の燃料ガスラインに導入し、発電した電気を前記電気分解槽に供給する構成を備えたことを特徴とする有機性廃棄物の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、嫌気性微生物を用いて、生ゴミ，汚泥等の有機性廃棄物にメタン発酵を施し、該メタン発酵により発生する消化汚泥を脱水して脱水ケーキを生成する有機性廃棄物の処理方法とそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生ゴミ、汚泥等の有機性廃棄物の殆どは、焼却や埋立処分されているが、焼却に伴うダイオキシンの発生や埋立処分地の減少や悪臭等の問題から、環境負荷の少ない処理方法が求められている。これらの問題を解決する為に有機性廃棄物をメタン発酵処理し、発生したメタンガスを燃料電池やガスエンジン等の発電機を用いて発電するシステムが開発されている。
【０００３】
またメタン発酵後の廃液は廃液処理設備で曝気による脱窒素処理，生物浄化処理および凝集沈殿処理を行い、引き続き、脱水機により脱水して液部を放流し、残った残渣は、コンポスト利用又は減容化した廃棄物として処理している（特許文献１参照）。
【０００４】
図２は、特許文献１に記載されたシステムを簡略化して示す従来のメタン発酵システムの系統図である。図２において、生ゴミ等の有機性廃棄物１は、メタン発酵槽２でメタン発酵処理し、発生したメタン３をガスホルダ４に一旦貯蔵して、燃料電池やガスエンジン等の発電機５を用いて発電し、その交流出力６を所内電源７等に使用する。
【０００５】
また、メタン発酵槽２からは、メタン３の他に、メタン発酵後の発酵廃液８が排出され、廃液処理設備９において、曝気による脱窒素処理，生物浄化処理および凝集沈殿処理等が行われる。この凝集した廃液処理液１０を脱水機１１で脱水してその廃液１２を放流し、約８０％の水分を含む脱水ケーキ１３は、コンポストの原料または産業廃棄物として処理される。なお、前記脱窒素処理は、硝化脱窒法における硝化反応と脱窒反応とにより処理され、これらの反応は、いずれも酸素の存在下で行われる。
【特許文献１】特開２００２−１５３８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記従来のメタン発酵システムを用いた有機性廃棄物の処理方法においては、廃液処理設備から排出される廃液を脱水機で処理した脱水ケーキ中に、約８０％の水分を含んでおり、コンポスト化に要する乾燥動力費や、廃棄物の輸送費等のランニングコストが過大となり、このコストが、全体の処理コストの大きな割合を占める問題があった。
【０００７】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、本発明の課題は、脱水ケーキの処理コスト低減が可能で、かつ、そのための追加設備によって発生した水素，酸素，塩素等のガスの有効利用によって、全体的に低ランニングコスト化を図った有機性廃棄物の処理方法とそのシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、以下により達成される。即ち、請求項１の発明によれば、生ゴミ，汚泥等の有機性廃棄物にメタン発酵を施し、該メタン発酵により発生する消化汚泥を脱水して脱水ケーキを生成する有機性廃棄物の処理方法において、前記脱水ケーキに含まれる水分を電気分解して除去することを特徴とする。
【０００９】
前記処理方法によれば、廃液処理設備の廃液を脱水機で処理した脱水ケーキを、電気分解槽に入れて水を酸素と水素に分解し、脱水ケーキ中の水分を低減させることにより、コンポスト化に要する乾燥動力費低減や、残渣重量を軽量化させて輸送費の低減を図ることができる。
【００１０】
なお、本発明に関わる有機性廃棄物の処理方法とは異なる有機性排水処理方法において、汚泥を電解処理（電解酸化）することが知られている（例えば、特開２００２−１２６７８１号公報参照）。この場合の電解処理は、有機性排水の活性汚泥処理法において、返送汚泥の可溶化処理が目的であり、本発明のように、脱水ケーキに含まれる水分を電気分解して除去すること、即ち、脱水ケーキの軽量化が目的ではない。前記活性汚泥処理法における可溶化処理方法としては、上記電解酸化以外に、オゾン酸化、加熱などの通常分解法などが用いられている。
【００１１】
また、前記請求項１に記載の処理方法において、前記電気分解により陽極側に生成した酸素および塩素を、隔膜分離装置により分離し、分離された酸素は前記メタン発酵の廃液内に曝気して当該廃液の硝化脱窒に利用し、分離された塩素は前記脱水後の廃液内に曝気して当該廃液の殺菌に利用することを特徴とする（請求項２）。
【００１２】
電気分解により陽極に発生するガスは、酸素及び脱脂ケーキに含まれる塩分からの塩素であり、このガスを隔膜分離装置に経由させて分離した酸素を廃液処理槽の曝気に用いて、硝化脱窒法における硝化反応と脱窒反応とに利用し、脱窒素の効率を向上させることができる。さらに、分離した塩素は、脱水機からの廃液を塩素処理し殺菌して排水することにより、クリーンな排水が確保できる。
【００１３】
さらに、前記請求項１または２に記載の処理方法において、前記電気分解により陰極側に生成した水素を、前記メタン発酵により発生するメタンガスと共に、燃料電池発電装置やガスエンジン発電機等の燃料ガスとして利用することを特徴とする（請求項３）。
【００１４】
電気分解により陰極に発生した水素は、上記のように、例えば、燃料電池発電等に導入して有効利用することにより、省エネルギー化が図れる。
【００１５】
上記処理方法を実施するための装置としては、下記請求項４または５の発明が好ましい。即ち、生ゴミ，汚泥等の有機性廃棄物にメタン発酵を施し、該メタン発酵により発生する消化汚泥を脱水して脱水ケーキを生成する有機性廃棄物の処理システムにおいて、メタン発酵槽と、メタン発酵の廃液処理設備と、メタン発酵により発生する消化汚泥を脱水して脱水ケーキを生成する脱水機と、前記脱水ケーキに含まれる水分を電気分解して除去する電気分解槽とを備えたことを特徴とする（請求項４）。
【００１６】
また、前記請求項４に記載の処理システムにおいて、前記電気分解により陽極側に生成した酸素および塩素を分離する隔膜分離装置と、前記分離された酸素をメタン発酵の廃液処理設備に導入するラインと、前記分離された塩素を前記脱水後の廃液内に曝気して当該廃液を殺菌する殺菌槽とを備え、さらに、前記電気分解により陰極側に生成した水素を、燃料電池発電装置やガスエンジン発電機等の燃料ガスラインに導入し、発電した電気を前記電気分解槽に供給する構成を備えたことを特徴とする（請求項５）。
【００１７】
前記システムによれば、環境にやさしく、かつランニングコスト低減可能なメタン発酵に基づく有機性廃棄物の処理システムが得られる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、メタン発酵により発生する消化汚泥を脱水して生成した脱水ケーキ中の水分を、電気分解により低減させることにより、コンポスト化に要する乾燥動力費低減や、残渣重量を軽量化させて輸送費の低減を図ることができる。また、電気分解により発生する水素，酸素，塩素ガスの有効利用を図ることにより、全体的に低ランニングコスト化を図った有機性廃棄物の処理方法とそのシステムが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、この発明の実施形態に関して、図１に基いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る有機性廃棄物の処理システムの系統図であり、前記図２に示すシステムにおける同一機能部材には同一番号を付して、その詳細説明を省略する。
【００２０】
図１に示すシステムを用いた有機性廃棄物の処理方法においては、廃液処理液１０を、脱水機１１で脱水処理した約８０％の水分を含む脱水ケーキ１３を、電気分解槽１６に投入する。脱水ケーキ１３に含まれる水は、燃料電池，ガスエンジン等の発電機５からの交流出力６を交流直流変換器１４で変換した直流出力１５によりに電気分解される。
【００２１】
電気分解槽１６の陽極に発生するガスは、酸素１８及び脱脂ケーキに含まれる塩分からの塩素１９であり、このガスを隔膜分離装置２０に経由させて分離した酸素１８は、廃液処理設備９の曝気に用いて、前述のように、廃液からの脱窒素の効率を向上させる。また塩素１９は、脱水機１１からの廃液を殺菌すべく、殺菌槽２２に導入され、殺菌されたクリーンな水が殺菌槽２２から放流される。一方、電気分解槽１６の陰極に発生した水素２３は、メタンガスホルダー４に一旦供給され、メタン３と共に、メタン＋水素からなる燃料ガス２４として、例えば、燃料電池等の発電機５に導入される。
【００２２】
上記のように、廃液処理設備９の廃液を脱水したケーキを、燃料電池等の発電機の電源を用いる電気分解槽１６で処理することによって、脱水ケーキの軽量化による脱水ケーキの処理コスト低減、コンポスト製造コスト低減が可能となる。また、電気分解槽１６から発生する酸素ガスによる廃液脱窒、塩素ガスによる廃液殺菌、水素ガス補給による燃料電池等の発電が可能となり、全体としてランニングコストが低く、かつ環境にやさしい有機性廃棄物の処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施形態に関わる有機性廃棄物の処理システムの系統図。
【図２】従来の有機性廃棄物の処理システムの一例の系統図。
【符号の説明】
【００２４】
１      有機性廃棄物
２      メタン発酵槽
４      ガスホルダ
５      発電機
７      所内用電源
９      廃液処理設備
１１    脱水機
１４    交流直流変換器
１６    電気分解槽
２０    隔膜分離装置
２１    酸素ガスホルダ
２２    殺菌槽
【図１】
2005169165.tif 000003
【図２】
2005169165.tif 000004