(57)【要約】【課題】安定した運転が行え、処理後の残量を少なくし、消費エネルギーも少なくすることができる有機廃液処理方法を提供すること。【解決手段】有機廃液と、その有機廃液の発酵用微生物を含む調整材とを混合して発酵させることにより、有機廃液中の有機物を減少または消滅させる、有機廃液処理方法であって、有機廃液と調整材を撹拌して発酵混合材を得る第１工程と、発酵混合材からその発酵熱を利用して水分を蒸発させる第２工程と、第２工程後の発酵混合材を前記第１工程の調整材として繰り返し供給する第３工程とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機廃液と、その有機廃液の発酵用微生物を含む調整材とを混合して発酵させることにより、有機廃液中の有機物を減少または消滅させる、有機廃液処理方法であって、
前記有機廃液と調整材を撹拌して発酵混合材を得る第１工程と、
前記発酵混合材からその発酵熱を利用して水分を蒸発させる第２工程と、
前記第２工程後の発酵混合材を前記第１工程の調整材として繰り返し供給する第３工程と、を含む有機廃液処理方法。
【請求項２】
前記第１工程では、有機廃液及び調整材を粉砕・混合可能な混合処理機を用いて撹拌し、前記第２工程では、第１工程で得られた発酵混合材を貯留して所定期間発酵させる発酵処理槽を用いることを特徴とする、請求項１記載の有機廃液処理方法。
【請求項３】
前記第２工程では、第１工程で得られた発酵混合材を発酵ヤードに搬送して所定期間発酵させた後、その発酵済みの混合材を前記第１工程の調整材として繰り返し供給することを特徴とする、請求項１記載の有機廃液処理方法。
【請求項４】
前記有機廃液が焼酎粕であり、前記第１工程において最初に使用する調整材が木質材料等の固形分を含む堆肥である、請求項１又は２記載の有機廃液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼酎粕などのように水分を多量に含む有機廃液の処理技術として好適な有機廃液処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機廃液の中でも、例えば焼酎粕のように、水分を多量に含む有機廃液の処理方法として、メタン発酵方式、燃焼方式、投棄方式等が従来から広く知られている。
【０００３】
メタン発酵方式は、メタンと炭酸ガスの混合ガスを分解する一方で、別途発生する余剰汚泥を乾燥させ、飼料・肥料とする方法である。燃焼方式は、熱を加えて焼酎粕を燃焼させる方法である。投棄方式は、焼酎粕をいわゆる海洋投棄する方法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、メタン発酵方式の場合には、安定して処理することが比較的に難しく、出来上がった飼料や肥料の供給先も限られているため、新たな廃棄物が発生してしまう問題がある。
【０００５】
また、焼酎粕には水分が９５％前後も含まれているため、その水分蒸発のために多量のエネルギーを必要とする。さらに炉の劣化が早く耐久性に欠ける問題もある。この点で、燃焼方式は好ましくない。
【０００６】
また、海洋投棄する方法は、海を汚染するため、産業廃棄物海洋投棄禁止法により、今後、海洋投棄ができなくなる問題がある。
【０００７】
よって、本発明の課題は、安定した処理が行え、新たな廃棄物が発生せず、消費エネルギーも少なくすることができる有機廃液処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、以下の方法を採用した。
即ち、本発明は、有機廃液と、その有機廃液の発酵用微生物を含む調整材とを混合して発酵させることにより、有機廃液中の有機物を減少または消滅させる、有機廃液処理方法であって、
前記有機廃液と調整材を撹拌して発酵混合材を得る第１工程と、
前記発酵混合材からその発酵熱を利用して水分を蒸発させる第２工程と、
前記第２工程後の発酵済みの混合材を前記第１工程の調整材として繰り返し供給する第３工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、有機廃液を微生物で発酵させるので、有機廃液と調整材を混合した後は特別な処理は必要なく、安定した処理が行える。また、第１工程で有機廃液と調整材を撹拌することで、発酵に適した環境（含水率一定、通気性が適度に確保される）を作り出すことができる。また、第２工程では、発酵熱が発生している期間にこの熱を利用して水分を蒸発させることができる。これにより、人工的な熱の供給を不要又は削減することができ、しかも、発酵後の材料を繰り返し調整材として使用することができる。さらに、第３工程において、第２工程後の発酵済みの混合材を第１工程の調整材として繰り返し供給することで、原則として処理ごとには残さが発生しない処理方法とすることができる。
【００１０】
本発明において、前記第１工程では、有機廃液及び調整材を粉砕・混合可能な混合処理機を用いて撹拌して、前記第２工程では、第１工程で得られた発酵混合材を貯留して所定期間発酵させる発酵処理槽を用いることが望ましい。このような混合処理機を用いた場合、発酵過程で固まりが発生しても、処理機を通すことで固まりを粉砕し、発酵を促進できる。また、発酵処理槽を用いることで、発酵を促進させるのに適した処理槽を採用することができる。
【００１１】
前記第３工程では、第１工程で得られた発酵混合材を発酵ヤードに搬送して第２工程で所定期間発酵させた後、その発酵済みの混合材を前記第１工程の調整材として繰り返し供給する方法を採用することもできる。この方法では、大型の発酵処理設備を低コストで構成し、大量に発酵処理するのに適した形態となる。
【００１２】
本発明では、有機廃液が焼酎粕の場合、前記第１工程において最初に使用する調整材は木質材料等の固形分を含む堆肥を用いることが望ましい。最初に供給する調整材に堆肥を用いた場合、堆肥は入手しやすく、しかも自然界に存在する微生物で発酵させることになるので、より安定した処理が行える。その際、焼酎粕中の固形分のうちタンパク質や脂肪等の分解性の物質をアンモニアや炭酸ガス、水蒸気として分解させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、安定した処理が行え、処理後の残さを少なくし、消費エネルギーも少なくすることができる有機廃液処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る有機廃液処理方法を実現するのに好適な装置の全体構成図である。図２（ａ）はその発酵処理槽の水平断面図を、図２（ｂ）はＢ部分の拡大図を示す。図３は図２のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。なお、これらの図では、有機廃液が焼酎粕の場合に好適な装置として例示している。
【００１５】
先ず、これらの図に示す有機廃液処理装置について説明する。この有機廃液処理装置は、図１に示すように、焼酎粕タンク１と、調整材ホッパ２と、混合処理機３と、縦型処理槽（発酵処理槽）４と、それら相互間において必要な各種搬送手段とを備えている。
【００１６】
焼酎粕タンク１は、処理対象有機廃液としての焼酎粕を貯留しておくタンクであり、混合処理機３への搬送手段１３を備えている。搬送手段１３は、供給配管１１とポンプ１２とで構成されている。
【００１７】
調整材ホッパ２は、焼酎粕の発酵用微生物を含む調整材を貯留しておくホッパであり、混合処理機３への搬送手段としてのベルトコンベア２１を備えている。なお、この調整材ホッパ２は、ベルトコンベア２１へ排出する調整材の計量手段（図示せず）を備えている。
【００１８】
混合処理機３は、有機廃液と調整材を粉砕・撹拌して発酵混合材を得るためのもので、その内部に、粉砕と撹拌及び混合に効果的な羽根（図示せず）を備えている。この混合処理機３は縦型で、その上部には処理物（焼酎粕と調整材）の投入口３１が設けられ、その下部には発酵処理槽４への排出口３２が設けられている。
【００１９】
発酵処理槽４は、主として、混合処理機３により得られた発酵混合材を必要な時間だけ一時貯留して発酵させつつ、その発酵熱を利用して発酵混合材から水分の一部もしくは全
部を蒸発させるための処理槽であり、混合処理機３の直下に配置されている。
【００２０】
この発酵処理槽４の上部は開放されて、混合処理機３の排出口３２から自重落下する発酵混合材の受け入れ口４１として形成されている。発酵処理槽４の下部には発酵混合材の排出口４２が設けられている。
【００２１】
発酵処理槽４と、調整材ホッパ２との間には、発酵処理槽４の排出口４２から排出された発酵混合材の一部又は全部を調整材ホッパ２及び混合処理機３へ搬送するための垂直ベルトコンベア４３が配置されている。即ち、この垂直ベルトコンベア４３は調整材ホッパ２への供給経路４５と、混合処理機３への供給経路４６とを備えている。
【００２２】
なお。図１では、発酵処理槽４の排出口４２の直下に、乾燥装置５０が配置されている。この乾燥装置５０は、排出口４３から排出される発酵混合材を必要に応じて加熱処理して乾燥させたり、そのまま通過させたりすることが可能な装置である。この乾燥装置５０は必要に応じて設備される。
【００２３】
これら、焼酎粕タンク１及び調整材ホッパ２と、混合処理機３、発酵処理槽４は、省エネルギー面で有効な自重搬送と連続処理が効率的に行えるように上下に配置されている。
【００２４】
発酵処理槽４の具体的構成については、図２及び図３に例示してある。この発酵処理槽４は、内部に発酵混合材を収容する処理槽本体５と、処理槽本体５内に配置され、その処理槽本体５内の発酵混合材に外気を供給する機能を発揮させる通気手段６と、処理槽本体５に設けられ、発酵混合材への通気及び処理槽本体５内の水分を外部に導く機能を発揮させる通気兼用の排気手段７とを備えている。
【００２５】
処理槽本体５は、内槽８と外槽９とを備えている。内槽８は円筒状でその周壁自体の内部が中空に形成されている。内槽８は、例えば内筒８ａと外筒８ｂとからなる二重管構造とされ、内部に排気通路８ｃが形成されている。この内筒８ａ及び外筒８ｂには、図２及び図３に示すように、内槽８内及び外槽９内から排気通路８ｃに連通する開口８ｄ及び８ｅがそれぞれ複数設けられている。この排気通路８ｃと複数の開口８ｄ、８ｅとによって通気兼用の排気手段（内槽側排気手段）７が構成されている。開口８ｄ及び８ｅは、図では一部しか示していないが、内槽８の周方向及び高さ方向に間隔をおいて多数設けられている。
【００２６】
外槽９は、胴部が円筒状に下部がホッパ状に形成され、その周壁自体の内部が中空に形成されている。この外槽９も、例えば内筒９ａと外筒９ｂとからなる二重管構造とされ、内部に排気通路９ｃが形成されている。内筒９ａには、外槽９内から排気通路９ｃに連通する開口９ｄが複数設けられている。この排気通路９ｃと複数の開口９ｄとによって通気兼用の排気手段（外槽側排気手段）７が構成されている。この開口９ｄも外槽９の周方向及び高さ方向に間隔をおいて多数設けられている。
【００２７】
外槽９の胴部の寸法は、この例では高さＨ＝１．５ｍ、直径Ｄ＝３．０ｍであり、内槽８の直径は１．５ｍである。勿論、この寸法は一例であって、その大きさについては任意に選択することが可能である。開口８ｄ、８ｅ、９ｄは直径５ｍｍ前後、開口率２０％程度である。
【００２８】
通気手段６及び排気手段７としては、ファン等を利用した強制給気及び強制排気も可能であるが、省エネルギーの観点から、対流等による自然通気を利用する方法が採用されている。図示例の通気手段６は、処理槽本体５内を水平方向に延びる通気用水平管（水平部）が上下に多段（図面をわかりやすくするために４段として図示）に配置された複数の有
孔管（第１有孔管４ａ、第２有孔管４ｂ、第３有孔管４ｄ）により構成されている。
【００２９】
第１有孔管４ａは内槽８の内周面に沿ってリング状に形成されたものが多段に配置され、第２有孔管４ｂは内槽８の外周面に沿ってリング状に形成されたものが多段に配置され、そして、第３有孔管４ｄは、第１有孔管４ａ及び第２有孔管４ｂとを連結（連通）する形態で直線状に形成されたものが多段に配置されている。各段の第３有孔管４ｄは４つ用いられ、それらが平面十字状配置とされている。この第３有孔管４ｄの端部は、外槽９を貫通して外気に連通している。
【００３０】
各有孔管の全てには、特に図示していないが、その内部に断熱材が装填されている。この断熱材の断面積は有孔管の断面積よりも小さく形成されている。このような断熱材を設ける理由は、次の作用を発揮させるためである。それは、有孔管の表面積に比べて、有孔管内部の体積（有効な断面積）を小さくすることで、有孔管内部の空気が暖まり易くなるように配慮したものである。これにより対流を効果的に行わせることができるからである。但し、内部の体積を小さくしすぎると、全体としての空気量が少なくなる。従って、断熱材の大きさは、これらの点に配慮して決定される。
【００３１】
なお、ここで、有孔管とは、その表面に内外に連通する孔が多数設けられている、いわゆる孔空き管のことを示す。
【００３２】
次に、このような構成の装置を用いた有機廃液処理方法（運転例）について、以下説明する。有機廃液が焼酎粕である場合、混合処理機３に最初に供給する調整材として、例えば固形分を含む堆肥が用いられる。最初に供給する調整材に堆肥を用いた場合、堆肥は得やすく、しかも自然界に存在する微生物で焼酎粕を発酵させることになるので、より安定した処理が行えるからである。
【００３３】
運転の好ましい形態としては、焼酎粕タンク１に処理すべき焼酎粕を貯留しておき、調整材ホッパ２に必要量の堆肥を貯留しておく。そして、ポンプ１２及びベルトコンベア２１を運転して、焼酎粕及び堆肥を混合処理機３へ連続的に供給する。
【００３４】
供給された焼酎粕及び堆肥は、混合処理機３によって連続的に粉砕・攪拌されて均一に混合され、発酵混合材として発酵処理糟４へ自重落下により供給されてその発酵処理槽４に貯留される（第１工程）。
【００３５】
発酵処理槽４内に貯留された発酵混合材には、通気手段６を構成する各有孔管（第１有孔管４ａ〜第３有孔管４ｄ）及び通気兼用排気手段７によって酸素が供給され、発酵が促進される。
【００３６】
焼酎粕の発酵が促進されると、発酵処理槽４の槽内温度は、約一日後には所定の温度（約６０℃以上）にまで上昇する。その過程で、焼酎粕中の固形分のうち、タンパク質や脂肪等の分解性の物質は、アンモニアや炭酸ガス、水蒸気として分解される。槽内の温度が６０℃以上になると、通気兼用の排気手段７から水蒸気が放出される。（第２工程）
【００３７】
即ち、焼酎粕は発酵液を蒸留した後に発生するアルコールや有機酸を含む酸性の有機系廃棄物であるが、これを調整材と混ぜて発酵させることで、焼酎粕中の固形分を気体（アンモニア、酸素ガス等）に分解し、水蒸気と共に放出して処理する。
【００３８】
この発酵処理槽４の槽内温度が所定の温度（約６０℃以上）になったら、槽内からその発酵済みの混合材（処理物）を取り出し（排出口４２から排出し）、必要に応じて乾燥装置５０にて乾燥させた後、垂直ベルトコンベア４３の供給経路４５によって調整材ホッパ
２へ送る（第３工程）。
【００３９】
垂直ベルトコンベア４３によって調整材ホッパ２へ送られた処理物は、ここでその重量が測定され、水蒸気として放出された分の重量が求められる。そして、この重量に相当する焼酎粕と、調整材ホッパ２内の処理物とを混合処理機３で均一に混合した後に、発酵処理槽４に投入する（第４工程）。
【００４０】
以後同様の処理を繰り返し実施しても良い。しかし、第４工程後における調整材の全てを調整材ホッパ２へ戻して計量する必要はない。第２工程において、水蒸気として放出された分の重量は単位重量あたりとして求めることができるので、その後は供給経路４６を利用して混合処理機３へ調整材を直接供給してもよい。
【００４１】
この繰り返し処理として好ましい運転方法は、第４工程後に、発酵処理糟４で発酵処理された処理物を供給経路４６を経由させて混合処理機３へ直接供給する態様である（第５工程）。この第５工程における繰り返し処理の期間は、焼酎粕の場合、第３工程までを１日間とすると、２〜８日間である。したがって、この繰り返し処理方式では、８日サイクルとなる。
【００４２】
実験によれば、処理後約一週間は発酵熱が発生した。この間に焼酎粕中の固形分はほぼ分解でき、水分も半分程度は蒸発できた。この発酵後の材料に焼酎粕を加えて同様の処理を繰り返し実施できた
【００４３】
この実施の形態によれば、次のような効果が得られる。
・  焼酎粕を自然界に存在する微生物で発酵させるので、焼酎粕と調整材を混合した後は特別な処理は必要なく、安定した運転が行える。
・  焼酎粕と調整材を混合処理機３で撹拌混合することで、発酵に適した環境（含水率一定、通気性が適度に確保される）を作り出すことができる。
・  発酵過程で固まりが発生しても、混合処理機３を通すことで、固まりを粉砕し、発酵を促進できる。
・  第３工程において、第２工程後の発酵混合材を第１工程の調整材として繰り返し供給することで、原則として処理ごとには残さが発生しない処理方法とすることができる。
・  残さが発生しないため、廃棄物の処理費用が発生しない。
・  繰り返し使用した調整材は、高品質な堆肥として使用できる。
・  発酵熱を利用して水分を蒸発させることで、人工的な熱の供給を削減または不要とすることができる。
・  運転費及び環境負荷を削減できる。
【００４４】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では発酵処理糟４を用いた例を示したが、この発酵処理糟４を用いる方法に代えて、次のような方法を採用することもできる。
【００４５】
即ち、第２工程において、第１工程で得られた発酵混合材を発酵ヤードに搬送して所定期間発酵させた後、その発酵済みの混合材を第１工程の調整材として繰り返し供給する方法である。その一例を以下に示す。
【００４６】
・  発酵ヤードからホイルローダ等で調整材を取り出し、調整材ホッパ２に投入し、ベルトコンベア２１にて混合処理機３へ定量供給する。
・  混合処理機３に調整材と焼酎粕を供給する。
・  両者を混合処理機３で混合・粉砕・攪拌させ、発酵に適した環境を作り出す。
・  処理後の材料をダンプトラックなどで受け、発酵ヤードに堆積させる。
・  発酵ヤードでの発酵によって、焼酎粕中の固形分を分解させ、水分も半分程度に蒸発させる。
・  この発酵終了後の材料を調整材として再度使用し、水分減少に相当する焼酎粕を供給する。
・    （１）〜（６）の工程を繰り返す。
【００４７】
この実施の形態では、発酵ヤードを用いるので、多量の発酵処理を行うのに好適である。
【００４８】
なお、以上の実施形態では、有機廃液が焼酎粕の場合を例にとり説明したが、焼酎粕以外の有機廃液の処理装置としても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る有機廃液処理方法を実施する際に好適な装置の全体構成図である。
【図２】本発明に係る装置の発酵処理槽を示すもので、（ａ）は水平断面図、（ｂ）はＢで囲む部分の拡大図である。
【図３】図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  焼酎粕タンク
１１  配管
１２  ポンプ
１３  搬送手段
２  調整材ホッパ
３  混合処理機
３１  投入口
３２  排出口
４  発酵処理槽
４１  受け入れ口
４２  排出口
４５、４６  供給経路
４ａ  第１有孔管
４ｂ  第２有孔管
４ｄ  第３有孔管
４５  供給経路
４６  供給経路
５  処理槽本体
５０  乾燥装置
６  通気手段
７  通気兼用の排気手段
８  内槽
８ａ、９ａ  内筒
８ｂ、９ｂ  外筒
８ｃ、９ｃ  排気通路
８ｄ、８ｅ、９ｄ  開口
９  外槽
【図１】
2005131592.tif 000003
【図２】
2005131592.tif 000004
【図３】
2005131592.tif 000005