(57)【要約】【課題】メタン発酵槽から排出された廃液の温度が移送経路内で低下するのに伴って廃液中の油脂分が移送経路内において固化し、移送経路が閉塞してしまうのを防止する。【解決手段】有機性廃棄物をメタン発酵処理して資源を回収するメタン発酵槽３と、メタン発酵槽３から排出された廃液を浄化処理する廃液処理装置８と、メタン発酵槽３と廃液処理装置８との間に配置された移送配管９とを具備する有機性廃棄物のメタン発酵処理装置に、移送配管９を加熱するための温水ジャケット１０を設けた。好ましくは、移送経路９を廃液中の油脂分が固化する温度より高い温度に維持するように加熱する。更に好ましくは、移送配管９を３５℃以上に加熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物をメタン発酵処理して資源を回収するためのメタン発酵槽と、前記メタン発酵槽から排出された廃液を浄化処理するための廃液処理装置と、前記メタン発酵槽と前記廃液処理装置との間に配置された移送経路とを具備する有機性廃棄物のメタン発酵処理装置において、前記移送経路を加熱することを特徴とする有機性廃棄物のメタン発酵処理装置。
【請求項２】
前記移送経路を廃液中の油脂分が固化する温度より高い温度に維持するように加熱することを特徴とする請求項１に記載の有機性廃棄物のメタン発酵処理装置。
【請求項３】
前記移送経路を３５℃以上に加熱することを特徴とする請求項１に記載の有機性廃棄物の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、有機性廃棄物をメタン発酵処理して資源を回収するためのメタン発酵槽と、そのメタン発酵槽から排出された廃液を浄化処理するための廃液処理装置と、メタン発酵槽と廃液処理装置との間に配置された移送経路とを具備する有機性廃棄物のメタン発酵処理装置に関し、特には、メタン発酵槽から排出された廃液の温度が移送経路内で低下するのに伴って廃液中の油脂分が移送経路内において固化し、移送経路が閉塞してしまうのを防止することができる有機性廃棄物のメタン発酵処理装置に関する。
【０００２】
詳細には、本発明は、例えば生ごみ、食品加工残滓、畜産廃棄物、消化汚泥、活性汚泥処理などの余剰汚泥等のような有機性廃棄物のメタン発酵処理装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
生ごみ、汚泥等の有機性廃棄物の殆どは、焼却、埋立処分等されているが、焼却に伴うダイオキシンの発生や埋立処分地の逼迫、悪臭などの問題から、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ために有機性廃棄物をメタン発酵処理し、メタン発酵処理により発生したメタンガスを例えば燃料電池、ガスエンジンなどにおいて使用し、発電を行うシステムが開発されている。
【０００４】
メタン発酵処理とは、有機性廃棄物を粉砕・スラリー化した後、このスラリーをメタン発酵槽に投入し、嫌気性下でメタン菌によって発酵処理することにより、有機性廃棄物をメタンガスに転換するものであり、投入原料の性状や運転条件などにより様々なメタン発酵処理方法、メタン発酵槽が提案されている。
【０００５】
メタン発酵法によれば、有機性廃棄物をバイオガスと水とに分解して大幅に減量することができる。また、メタン発酵処理は、嫌気性下で行われるため、曝気動力が不要であり、省エネルギー効果がある。しかも、メタン発酵処理において副産物として生成するメタンガスをエネルギーとして回収できるメリットがある。
【０００６】
生ごみ等の有機性廃棄物をメタン発酵法で効率的に処理するシステムとして、有機性廃棄物をペースト状に粉砕して、５０〜６０℃で大きな活性を示す高温メタン菌で処理するシステムが特開平１０−１３７７３０号公報、特開２００１−４６９９７号公報等に開示されている。高温菌は、３６〜３８℃の中温で活性が大きくなる中温菌に比べ２〜３倍の活性を持っており、高温菌でメタン発酵を行うことにより、分解速度の向上と消化率の向上とを図ることができる。
【０００７】
例えば特開２００１−４６９９７号公報に記載された従来の有機性廃棄物のメタン発酵処理装置では、まず、有機性廃棄物が高圧粉砕機等の粉砕装置（高圧分別機）で粉砕され、更に分解速度の向上と消化率の向上を目的として微粉砕機で微粉砕・ペースト化される。次いで、この微粉砕・ペースト化された有機性廃棄物は、スラリー調整槽に投入され、スラリー調整槽において、適当な固形物濃度に希釈調整されスラリー化される。そのスラリーは、メタン発酵槽（バイオリアクター）に送られ、メタン発酵槽（バイオリアクター）内でバイオガスと水とに分解処理される。
【０００８】
ところで、食堂厨芥などの食品廃棄物を対象とするメタン発酵においては、処理する廃棄物中に油脂分を多く含む場合がある。油脂分は、メタン発酵槽（バイオリアクター）内に蓄積すると、３５℃〜５５℃に温度制御されているメタン発酵槽内では発酵液中に融解しているが、メタン発酵槽（バイオリアクター）から廃液処理装置（二次処理槽）への移送配管内では温度が低下し、それにより、油脂分が固化し、移送配管が閉塞してしまうおそれがある。つまり、メタン発酵槽（バイオリアクター）におけるメタン発酵処理の後においても、未分解の油脂分が廃液中に含まれている場合には、メタン発酵槽（バイオリアクター）から廃液処理装置（二次処理槽）への移送配管内でその油脂分が固化するのに伴って、移送配管が閉塞してしまうおそれがある。
【０００９】
ところが、例えば特開２００１−４６９９７号公報に記載されたような従来の有機性廃棄物のメタン発酵処理装置では、メタン発酵槽（バイオリアクター）から廃液処理装置（二次処理槽）への移送配管が加熱されない。そのため、移送配管内において油脂分の温度が低下し、それにより、移送配管内において油脂分が固化し、移送配管が閉塞してしまうおそれがある。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１３７７３０号公報
【００１１】
【特許文献２】特開２００１−４６９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記問題点に鑑み、本発明は、メタン発酵槽から排出された廃液の温度が移送経路内で低下するのに伴って廃液中の油脂分が移送経路内において固化し、移送経路が閉塞してしまうのを防止することができる有機性廃棄物のメタン発酵処理装置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】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、有機性廃棄物をメタン発酵処理して資源を回収するためのメタン発酵槽と、前記メタン発酵槽から排出された廃液を浄化処理するための廃液処理装置と、前記メタン発酵槽と前記廃液処理装置との間に配置された移送経路とを具備する有機性廃棄物のメタン発酵処理装置において、前記移送経路を加熱することを特徴とする有機性廃棄物のメタン発酵処理装置が提供される。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、前記移送経路を廃液中の油脂分が固化する温度より高い温度に維持するように加熱することを特徴とする請求項１に記載の有機性廃棄物のメタン発酵処理装置が提供される。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、前記移送経路を３５℃以上に加熱することを特徴とする請求項１に記載の有機性廃棄物のメタン発酵処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１〜３に記載の有機性廃棄物のメタン発酵処理装置では、有機性廃棄物をメタン発酵処理するメタン発酵槽と、メタン発酵槽から排出された廃液を浄化処理する廃液処理装置との間に配置された移送経路が加熱される。そのため、メタン発酵槽から排出された廃液（発酵液、消化液）の温度が移送経路内で低下するのに伴って廃液（発酵液、消化液）中の油脂分が移送経路内において固化し、移送経路が閉塞してしまうのを防止することができる。好ましくは、移送経路が、廃液中の油脂分が固化する温度より高い温度に維持するように加熱される。特に好ましくは、移送経路が３５℃以上に加熱される。また、好ましくは、生ごみ等の有機性廃棄物が高温でメタン発酵処理されて分解され、バイオガス等の資源が回収される。更に、好ましくは、そのバイオガスを発電に利用するバイオガス発電装置の温水排熱によって、メタン発酵槽と廃液処理装置との間に配置された移送経路が加熱される。また、好ましくは、メタン発酵槽から排出された廃液（発酵液、消化液）が、メタン発酵槽の後段に配置された廃液処理装置によって、河川等に放流できる程度まで浄化される。更に、好ましくは、例えば通常は好気性微生物を使った活性汚泥処理による曝気槽が廃液処理装置として用いられる。
【００１７】
つまり、請求項１及び２に記載の有機性廃棄物のメタン発酵処理装置では、メタン発酵槽から廃液処理装置への移送配管内で油脂分が固化するのを防ぐためにその移送配管を３５℃以上に保温することにより、廃液中の油脂分の固化によって移送配管が閉塞してしまうことなく、有機性廃棄物のメタン発酵処理装置としてのプラントを安定して運転することができる。また、例えばバイオガス発電システムの温水排熱のような、バイオガス処理装置（ボイラー、ガスエンジン、燃料電池など）で発生する熱により加温の熱源を得ることで、外部からの新たなエネルギーを必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明の有機性廃棄物のメタン発酵処理装置の一実施形態の概略構成図である。図１において、１は有機性廃棄物を前処理するための前処理装置である。この前処理装置１としては、例えば有機性廃棄物に高圧を印加して粉砕ペーストとする高圧粉砕機を用いることができる。他の実施形態では、高圧粉砕機の代わりに、あるいは、高圧粉砕機に加えて、例えば有機性廃棄物を微粉砕・ペースト化する微粉砕機を用いることができる。
【００１９】
２は前処理された有機性廃棄物を適当な固形物濃度に希釈調整してスラリー化するためのスラリー調整槽である。このスラリー調整槽２は、有機性廃棄物を攪拌混合する攪拌手段と、有機性廃棄物を例えば約４０℃〜８０℃に加温する加温手段とを有する。３はスラリー化された有機性廃棄物をバイオガスと水とに分解処理するためのメタン発酵槽である。つまり、このメタン発酵槽３は、有機性廃棄物をメタン発酵処理し、資源としてバイオガスを回収することができる。メタン発酵槽３はメタン発酵槽３内に貯留された有機性廃棄物を例えば約３５℃〜６０℃に維持する温度調整手段を有する。
【００２０】
４はスラリー調整槽２においてスラリー化された有機性廃棄物をメタン発酵槽３に移送するためのスラリー移送ポンプ、５はメタン発酵槽３に貯留された有機性廃棄物を循環させるための循環ポンプである。６はメタン発酵槽３内のｐＨを監視するためのｐＨ計、７はメタン発酵槽３内のアンモニア態窒素濃度を監視するためのアンモニア態窒素濃度計である。
【００２１】
８はメタン発酵槽３からオーバーフローにより排出された廃液を例えば河川等に放流できる程度に浄化処理するための廃液処理装置、９はメタン発酵槽３と廃液処理装置８との間に配置された移送配管である。１０は移送配管９内の廃液を３５℃以上に加温するための温水ジャケット、１１は廃液処理装置８内の廃液の一部をスラリー調整槽２に返送するための廃液返送ポンプである。１２は廃液返送ポンプ１１によって返送される廃液の流量を監視するための廃液流量計、１３はスラリー調整槽２に返送される廃液に加えられる水道水の流量を監視するための水道水流量計である。
【００２２】
本実施形態の有機性廃棄物のメタン発酵処理装置では、図１に示すように、有機性廃棄物をメタン発酵処理するメタン発酵槽３と、メタン発酵槽３から排出された廃液を浄化処理する廃液処理装置８との間に配置された移送配管９が、温水ジャケット１０によって加熱される。詳細には、移送経路９が、廃液中の油脂分が固化する温度より高い温度に維持するように加熱される。更に詳細には、移送配管９が３５℃以上に加熱される。そのため、メタン発酵槽３から排出された廃液の温度が移送配管９内で低下するのに伴って廃液中の油脂分が移送配管９内において固化し、移送配管９が閉塞してしまうのを防止することができる。
【００２３】
また、本実施形態の有機性廃棄物のメタン発酵処理装置では、生ごみ等の有機性廃棄物がメタン発酵槽３において高温でメタン発酵処理されて分解され、バイオガス等の資源が回収される。更に、そのバイオガスを発電に利用するバイオガス発電装置（図示せず）の温水排熱が供給された温水ジャケット１０によって、メタン発酵槽３と廃液処理装置８との間に配置された移送配管９が加熱される。廃液処理装置８における廃液処理としては、例えば通常は好気性微生物を使った活性汚泥処理による曝気が行われる。
【実施例】
【００２４】
メタン発酵液（廃液）がオーバーフローによりメタン発酵槽３から廃液処理装置８へ移送される移送配管９を有する図１に示した有機性廃棄物のメタン発酵処理装置を運転した。
【００２５】
移送配管９の保温が特に行われない比較例においては、移送配管９の温度が２０℃以下になることがあった。この際、廃液中の油脂分が固化して形成される油脂フロックが移送配管９内に蓄積し、移送配管９が閉塞した。
【００２６】
本実施例では、温水ジャケット１０を用いて移送配管９を３５℃に保温した。その結果、移送配管９を保温しない比較例に見られたような移送配管９の閉塞は発生せず、有機性廃棄物のメタン発酵処理装置を順調に運転することができた。
【００２７】
なお、本実施例では温水ジャケット１０により移送配管９の保温を行ったが、電気ヒータ、熱交換器などを用いて移送配管９を保温しても同様の効果が得られることは自明である。
【００２８】
バイオガスプラントでは、通常、ボイラー、ガスエンジン、燃料電池などでバイオガスを使用する。これらのバイオガス処理装置で発生する排熱を熱源として利用して移送配管９を加温することにより、移送配管９の保温に必要な熱源をシステム外部から得ることを考えなくてよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の有機性廃棄物のメタン発酵処理装置の一実施形態の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    前処理装置
２    スラリー調整槽
３    メタン発酵槽
４    スラリー移送ポンプ
５    循環ポンプ
６    ｐＨ計
７    アンモニア態窒素濃度計
８    廃液処理装置
９    移送配管
１０    温水ジャケット
１１    廃液返送ポンプ
１２    廃液流量計
１３    水道水流量計
【図１】
2005262103.tif 000003