(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に入れた有機性廃棄物を処理する方法であって、
ａ）前記容器内の内容物を、この内容物が予備段階として好気的堆肥化する条件下にして、前記容器内の内容物の温度を少なくとも５０℃の範囲に上げるステップと、
ｂ）ステップａ）の後、前記容器を密封して前記容器内に空気が流入するのを阻止し、前記容器内の好気性細菌が、その代謝によって酸素を二酸化炭素に転化し、前記容器内の酸素を使い尽くさせるステップと、
ｃ）ステップｂ）の後、前記容器内の内容物の含水率を５０〜９５Ｗ／Ｗ％に調整するステップと、
ｄ）ステップｃ）と同時に又はその次に、嫌気性細菌の接種物を、前記容器内の内容物に添加するステップと、
ｅ）ステップｃ）及びｄ）の後、前記容器内の内容物を嫌気消化するステップと、
ｆ）ステップｅ）で得た気体状の副産物を分離するステップと、
ｇ）ステップｆ）の後、前記容器内の残留物の含水率を減少させるステップと、
ｈ）ステップｇ）の後、前記容器内の残留物を撹拌することなく、大気圧より１〜１０００ｋＰａ高い圧力で空気を前記容器内の残留物に供給することで、前記容器内の残留物に空気を均一に供給して、前記残留物を好気的堆肥化する条件にするステップと、
ｉ）ステップｈ）の後、好気性細菌の作用により前記容器内の残留物を好気的堆肥化するステップと、
ｊ）前記容器から、ステップｉ）で得た堆肥を回収するステップと
を含む有機性廃棄物処理方法。
【請求項２】
大気圧より１〜１０００ｋＰａ高い圧力で、空気を、ステップａ）の開始前に前記容器内の内容物に供給して、前記容器内の内容物に空気を均一に供給することを特徴とする請求項１に記載の有機性廃棄物処理方法。
【請求項３】
ステップａ）の開始前に、前記容器内の内容物に空気を均一に供給するために、空気を大気圧より５〜５０ｋＰａ高い圧力で、前記容器内の内容物に供給することを特徴とする請求項１に記載の有機性廃棄物処理方法。
【請求項４】
前記残留物に空気を均一に供給するのを保証するために、ステップｈ）において、空気を大気圧より５〜５０ｋＰａ高い圧力で前記残留物に供給することを特徴とする請求項１に記載の有機性廃棄物処理方法。
【請求項５】
ステップａ）において、前記予備段階として好気的堆肥化を行うため、前記容器内の内容物の含水率を４０〜６０Ｗ／Ｗ％に調整することを特徴とする請求項１に記載の有機性廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】［発明の分野］
本発明は、有機性廃棄物処理方法に関する。
【０００２】［発明の背景］
固体有機性廃棄物を減成して、庭園のための堆肥などの生物活性安定化最終産物を得ることを、嫌気性微生物または好気性微生物がそれぞれ、有機性廃棄物を最終産物に代謝させる嫌気性条件または好気性条件の下で固体有機性廃棄物を処理することにより達成することは良く知られている。
【０００３】固体有機性廃棄物の好気性分解は、酸素の存在下で行われる。好気性分解の間に生成されたエネルギーは、熱となり、有機性廃棄物の温度は、しばしば、大気条件下で７５℃に上昇する。結果として得られる固体最終産物は、一般に、窒素が豊富であり、植物のために容易に生物学的に利用可能な窒素源である。このようにして、結果として得られる、生物学的に利用可能な最終産物は、庭園のための優れた肥料であり、それ自体として商業的価値を有する。
【０００４】  固体有機性廃棄物の嫌気的消化は、酸素の欠如下で行われる。通常、固体有機性廃棄物は、嫌気性微生物による代謝が最適化されるために、中温性または高温性の温度領域まで加熱されなければならない。嫌気的消化の間に生成されたエネルギーは、主にメタンおよび二酸化炭素である生物ガスとして保存される。結果として得られる固体最終産物は、一般に、アンモニウム塩が豊富である。
【０００５】  アンモニウム塩は、植物により摂取されるために容易に生物学的に利用可能ではない。従って、分解が進行する条件により、嫌気的消化から得られる残留物を処理することが知られている。このようにして、有機性廃棄物は、窒素が豊富であり商業的価値を有するものに転化される。
【０００６】  システムが、一般に、それぞれのタイプの減成に別々に適合するように設計されたが、いくつかのシステムは、嫌気性分解方法と好気性分解方法とを組合せるように設計された。
【０００７】  ドイツ特許第４４４０７５０号明細書は、嫌気的発酵装置と、好気的堆肥化と、気化装置と、発電装置とを有する、バイオマスから原料およびエネルギーを回収する装置に関する。本装置は、残留物の発生量を減少し、原料およびエネルギーの生成を改善するために、共同的に働くために、嫌気的発酵装置および好気的堆肥化からの副産物を利用する。
【０００８】  国際公開番号ＷＯ９４／２４０７１号は、生のおよび／または料理された食品残留物、農業廃棄物および／または植物野菜構成要素を含む、特に地域および産業廃棄物からの有機的生物残留物の処理を開示する。
【０００９】  これらシステムおよび他の類似のシステムは、それぞれ好気性分解および嫌気的消化のための別個で別々のチャンバまたは容器を提供する。一組の条件に曝露された有機性廃棄物は、１つの別個の個所に移送されて、第２の処理段階にかけられる。１つの個所から別の１つの個所への有機性廃棄物の移送は、時間、コストおよび労力の面で効率的でない。
【００１０】  本発明は、少なくとも部分的に、前述の欠点のうちのいくつかを克服することを目的とする。
【００１１】［発明の概要］
本発明の第１の態様では、容器内に入れられている有機性廃棄物のための有機性廃棄物処理方法であって、該処理方法が、
ａ）該容器内および該容器の内容物中の空気を水によって置換して、該内容物の嫌気的消化が進行するのに適する条件を形成するステップと、
ｂ）前記容器の前記内容物を嫌気的消化するステップと、
ｃ）ステップｂ）から生じる残留物から気体副産物を分離するステップと、
ｄ）前記容器から前記水の少なくとも一部を取除くステップと、
ｅ）前記容器内の前記残留物に空気を供給して、前記残留物の好気的堆肥化に適する条件を形成するステップと、
ｆ）嫌気細菌の作用により前記残留物を好気的堆肥化するステップと、
ｇ）前記容器から、ステップｆ）から生じる堆肥を回収するステップとを含む有機性廃棄物処理方法が提供される。
【００１２】  本発明の第２の態様では、複数の相互接続された容器に入れられている有機性廃棄物のための有機性廃棄物処理方法であって、前記処理方法が、
ａ）前記容器のうちの少なくとも１つの容器内および前記容器内の内容物中の空気を、相互接続された容器から受取った水により置換して、前記容器または各容器内で前記内容物の嫌気的消化を進行するのに適する条件を形成し、ここで、前記相互接続された容器の前記内容物が嫌気的消化をすでにされているステップと、
ｂ）前記容器または各容器の前記内容物を嫌気的消化するステップと、
ｃ）ステップｂ）から生じる残留物から気体副産物を分離するステップと、
ｄ）前記容器または各容器から前記水の少なくとも一部を取除き、ステップａ）で使用するために、別の相互接続された容器に前記水部分を移送するステップと、
ｅ）前記残留物の好気的堆肥化が進行するのに適する条件を形成するために、前記容器または各容器内の前記残留物に空気を供給するステップと、
ｆ）前記残留物を好気的堆肥化するステップと、
ｇ）前記容器または各容器から、ステップｆ）から生じる堆肥を回収するステップとを含む有機性廃棄物処理方法が提供される。
【００１３】  本発明の第３の態様では、有機性廃棄物を嫌気的消化および好気的堆肥化するための容器であって、前記容器が、有機性廃棄物を受取る手段と、前記容器に水を供給する第１の供給手段と、前記容器に空気を供給する第２の供給手段とを含み、ここで、前記第１の供給手段および前記第２の供給手段が、前記有機性廃棄物に水および空気を均一に分配するために配置され、前記容器はいかなる内部撹拌手段も有しない、容器が提供される。
【００１４】  本発明の第４の態様では、使用中、請求項１から請求項４４のうちのいずれか１つの請求項に記載の有機性廃棄物処理方法を促進するために配置されている装置であって、前記装置が、有機性廃棄物を順次に嫌気的消化し、好気的堆肥化するための少なくとも１つの容器と、第１の貯蔵手段に、前記容器または各容器から抜出されたガスを再循環する第１の再循環手段と、第２の貯蔵手段または相互接続された容器に、前記容器または各容器から抜き出された水を再循環する第２の再循環手段とを含み、ここで、前記相互接続された容器内の有機性廃棄物は、嫌気的消化されることを特徴とする装置が提供される。
【００１５】  本発明が、以下、例示的のみに、添付図面を参照して説明する。
【００１６】［好ましい具体例の詳細な説明]
添付図面の図１において、使用中、有機性廃棄物を収容し、順次式分解方法（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ）を促進するために配置され、嫌気的消化段と、好気的堆肥化段とを含む装置１０が示されている。
【００１７】  装置１０は、使用中、有機性廃棄物を収容するために配置されている気密加圧容器２０を含む。好ましくは、容器２０は、例えばスチールまたはコンクリートなどの良好な構造的一体性を有する剛性で化学的に不活性の材料から形成される。好ましくは、容器２０は、大気圧より約１〜１０００ｋＰａの圧力領域内で稼動する。
【００１８】  容器２０の最上位壁２２は、受入れハッチ２４を備え、受入れハッチ２４は、使用中、有機性廃棄物が容器２０に充填される際には、または容器２０から取出される際に開位置にある。受入れハッチ２４は、使用中、有機性廃棄物が順次式分解方法にかけられる際に閉位置にあるように配置される。
【００１９】  有機性廃棄物は、図１に示されているように、オーガー式充填装置３０およびベルトコンベヤ４０により、容器内に充填されることが可能である。しかし、任意の便宜の搬送および充填システムが、容器２０に有機性廃棄物を充填するのに使用されることが可能である。
【００２０】  容器２０は、容器２０の壁２１内に配置されている抜出しハッチ２７も備える。抜出しハッチ２７は、使用中、順次式分解方法の最終産物が容器から排出される際に開位置にあるように配置される。抜出しハッチ２７は、使用中、順次式分解方法の間は閉位置にあるように配置される。
【００２１】  容器２０は、複数の供給管２６を備え、供給管２６は、使用中、空気または水を容器２０に供給するために配置される。空気は、大気圧より約１〜１００ｋＰａ高い正圧の下で容器２０に供給される。大気圧より１〜１０００ｋＰａ高い圧力の容器内動作空気圧力は、空気が、容器２０の有機性廃棄物内容物内により効率的に浸透し分布するのを促進することが分かった。供給管２６は、負圧の下に過剰水を容器２０から排出するようにも配置される。供給管２６は、容器２０の少なくとも１つの壁２１内に配置されて、水または空気が、容器２０により収容される有機性廃棄物内に均一に分布するようにする。水または空気の均一な分布は、容器２０内の撹拌手段が、容器２０内の条件を均一化する必要性を取除く。しかし、容器２０の体積が非常に大きい大型産業規模の稼動の場合には、容器２０内に撹拌手段を設けて、容器２０内の条件を均一化するのを支援する。
【００２２】  供給管２６は、制御管２８に接続され、制御管２８は、順次式分解方法の適切な段階で、容器２０に流入するおよび容器２０から流出する水および空気の流れおよび分布を制御するために配置される。
【００２３】  本発明の代替例では、容器２０は、少なくとも１つの細長多孔形ランスを備え、ランスも、使用中、供給管２６に類似に容器２０に空気または水を供給するために配置される。孔は、容器２０に流入する空気および水の均一な分布を促進するために、ランスの長さにわたり互いから等間隔に間隔を置いて配置される。ランスは、容器２０の最上位壁２２または最下位壁２１から垂れ下がるために配置される。容器２０は、付加的に、負圧の下で容器２０から過剰水を排出する排出手段を備える。
【００２４】  装置１０は、第１の再循環管６２および第２の再循環管６４を備える。第１の再循環管６２は、装置１０を貫流するガスの再循環を促進するために配置される第１のポンプ６１を備える。外部源からの空気も、第１のポート６５を経て第１の再循環管６２に流入することも可能である。第２の再循環管６４は、装置１０を貫流する水の再循環を促進するために配置される第２のポンプ６３を備える。外部源からの水は、第２のポート６６を経て第２の再循環管６４に流入することも可能である。第２のポート６６も、例えば細菌接種物、酵素およびｐＨ緩衝液などの生物学的添加物または化学的添加物を受入れるために配置される。
【００２５】  第１の再循環管６２および第２の再循環管６４は、制御管２８および供給管２６により容器２０に相互接続される。
【００２６】  容器２０の最上位壁２２は、ガス抜出管も備える。ガス抜出管５０は、容器２０と排水タンク６０とを相互接続する。ガス抜出管５０は、使用中、順次式分解方法の嫌気的消化段階の間に容器２０の内部に発生するガスを抜き出すように、または、順次式分解方法の好気的堆肥化の間に容器２０の頭部空間から空気を抜き出すために配置される。
【００２７】  排水タンク６０は、使用中、抜出されたガスから水を取除くために配置される。排水タンク６０は、第１の再循環管６２および排水管６７に接続される。このようにして、第１の再循環管６２は、装置１０を貫流する脱水ガスの再循環を促進する。排水管６７は、使用中、装置１０を貫流するガスから除去された水を再循環するために配置される。排水タンク６７は、第２の再循環管６４に接続される。
【００２８】  装置１０は、出口管７２により第１の再循環管６２に相互接続されるバイオフィルタ７０を備える。バイオフィルタ７０は、使用中、順次式堆肥化方法の嫌気的消化および好気的堆肥化の段階から生じる悪臭放出物を再循環空気から除去するのに使用されるために配置され、次いで、ガス洗浄された再循環空気が大気中に放出される。
【００２９】  装置１０は、第１の貯蔵管８２により第１の再循環管６２に相互接続されるガス貯蔵タンク８０を備える。ガス貯蔵タンク８０は、使用中、順次式分解方法の嫌気的消化段階の間に発生する、主にメタンと二酸化炭素との混合物である生物ガスを受入れるために配置される。受入れ生物ガスは、排水タンク６０内で処理され、次いで、ガス貯蔵タンク８０内に貯蔵される。
【００３０】  ガス貯蔵タンク８０は、給電線８４により発電装置８５に相互接続される。発電装置８５は、生物ガスを電力に変換するために配置され、電力は、必要に応じて装置１０の他の構成要素に分配されるととが可能である。発電装置８５により発生されるいかなる過剰電力も、外部送電設備網に供給されることが可能である。
【００３１】  図１に示されているように、装置１０は、水加熱タンク９０も含む。水加熱タンク９０は、排水管６７により排水タンク６０に相互接続される。水加熱タンク９０は、排水管６７を経て排水タンク６０と、第２のポート６６とから水を受取るために配置される。水加熱タンク９０は、第１の供給管８７によりガス貯蔵タンク８０にも相互接続される。水加熱タンク９０は、水加熱タンク９０内の水の温度を制御するために、第１の供給管８７から受取った生物ガスを熱に変換する手段を備える。
【００３２】  水加熱タンク９０内の水は、１５℃〜７５℃の温度に維持される。水は、使用中、順次式分解方法の嫌気的消化段階の間に、再循環されて、装置１０を貫流し、第２の再循環管６４、制御管２８および供給管２６を経て、容器２０に流入する。嫌気細菌活性が最適化される温度領域まで加熱された水の供給は、順次式分解方法の嫌気的消化段階を支援する。
【００３３】  図１に示されているように、装置１０は、水貯蔵タンク９２も含む。水貯蔵タンク９２は、第２の再循環管６４に接続される。水貯蔵タンク９２は、順次式分解方法の嫌気的消化が終了すると、容器１０から抜出された水を受取り貯蔵するために配置される。
【００３４】  装置１０は、ガス抜出管５０に接続される熱交換手段９５も備える。熱交換手段９５は、使用中、好気的堆肥化段階の間に抜出されたある程度高温の空気からのエネルギーを利用するために配置される。ある程度高温の抜出された空気からのエネルギーは、第２の再循環管６４を貫流する水を加熱するのに使用される。ある程度高温の抜出された空気も、第１の再循環管６２、制御管２８および供給管２６を経て、容器１０に流入し、装置１０を貫流して再循環され、次いで、嫌気的消化段階が開始されて、有機性廃棄物が、この段階で加熱される。嫌気性細菌活性が最適化される１５℃〜７５℃の温度領域まで有機性廃棄物を予熱することにより、順次式分解方法の嫌気的消化段階が支援される。熱交換手段９５は、複数の容器１０が順次式バッチ構造形態で形成されている設備内に含まれる場合に最も効率的に稼動する。
【００３５】  添付図面の図２において、図１に関連して説明された複数の容器２０を含む装置１００が示され、同一の参照番号および記号は、すべて、同一の部分を示す。容器２０は、第１の再循環管および第２の再循環管６２および６４により互いに相互接続される。
【００３６】  図１に関連して前述された、第１の再循環管６２の機能に加えて、第１の再循環管６２は、１つの容器２０から抜出されたガスが、別の１つの容器２０の制御管２８および供給管２６に再循環されるのを促進するために配置される。例えば、嫌気的消化段階の終了後に１つの容器２０から取除かれた水は、嫌気的消化段階を開始するためにより大量の水内容物を必要とするであろう別の１つの容器２０に再循環されることが可能である。
【００３７】  各容器２０の内容物は、順次式分解方法の種々の段階にかけられる。好ましくは、各容器２０は、本発明の順次式分解方法の連続的稼動を促進するために、順次式バッチを形成するように形成される。
【００３８】  複数容器システムは、１つの容器２０が、有機性廃棄物により充填され、別の１つの容器２０が空にされ、複数容器システム１００の残りの容器２０が、順次式分解方法の種々の段階にあるように配置されるように形成される。
【００３９】  付加的な容器２０が、装置１００の処理量を増加させるために、第１の再循環管および第２の再循環管６２および６４により装置１００に相互接続されることも可能である。
【００４０】  図２に示されているように、好気的堆肥化段階の間に各容器２０から取除かれた空気のためのガス抜出管５２と、嫌気的消化段階の間に発生される、各容器２０の内容物からの生物ガスを抜き出す付加的なガス抜出管５２ａとが設けられる。
【００４１】  有機性廃棄物の順次式分解方法が、図１に示されている装置１０と、図２に示されている装置１００とを参照して、以下、説明される。
【００４２】  有機性廃棄物の順次式分解方法は、嫌気的消化段階と、後続の好気的堆肥化段階とを含む２段階式方法である。好ましくは、有機性廃棄物は、好気的堆肥化のための事前準備調整を行う予備段階と、後続の消化のための事前準備調整を行う予備段階とにかけられ、次いで、嫌気的消化段階および好気的堆肥化段階が開始される。
【００４３】  有機性廃棄物は、通常、ほぼ均一の混合物を得るようにサイズ決めおよび混合される。有機性廃棄物は、野菜材料と、例えば古紙および産業有機性廃棄物などの繊維材料を含む家庭および地域の有機性廃棄物と、例えば動物性肥料などの農業有機性廃棄物から成る固体有機性廃棄物のことである。通常、有機性廃棄物のＣ：Ｎ比は、２０より大きい。材料のコンシステンシーは、好ましくは、嫌気的消化のための事前準備調整を行う予備段階と、嫌気的消化段階との間に、容器２０内の内容物を貫流する最適の水流のために最適化され、好気的堆肥化のための事前準備調整を行う予備段階と、好気的堆肥化段階との間に、容器２０内の内容物を貫流する最適の空気流のために最適化される。容器２０の受取りハッチ２４が開かれ、オーガー式充填装置３０およびベルトコンベヤ４０が、均一化された廃棄物を容器２０に供給して、容器２０がほぼ一杯になるようにする。受取りハッチ２４は、次いで、閉じられて、容器２０が密封される。
【００４４】  好気的堆肥化のための事前準備調整を行う予備段階は、
１）廃棄物の含水量（ｔｈｅ  ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｃｏｎｔｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｗａｓｔｅ）を４０〜６０含水重量（ｗｅｔ  ｗｅｉｇｈｔ（ｗ／ｗ））％に調整するステップと、
２）容器２０内の内容物に空気をポンピングするステップと、
３）好気性細菌により廃棄物を分解するステップとから成る。
【００４５】  第１のポート６６における外部源からの水は、第２のポンプ６３によりポンピングされて、第２の再循環管６４を貫流し、制御管２８および供給管２６を経て容器２０に流入する。供給管２６は、有機性廃棄物全体にわたり水を均一に分配して、廃棄物の含水量が、容器２０の内容物全体にわたり４０〜６０含水重量（ｗ／ｗ）％であるようにする。代替的に、含水量は、容器２０に廃棄物を充填する前に調整されることも可能である。
【００４６】  第１のポート６５における外部源からの空気が、次いで、第１のポンプ６１により大気圧より１〜１０００ｋＰａ高い圧力範囲内で圧力下でポンピングされて、装置１０の第１の再循環管６２を貫流し、制御管２８および供給管２６を経て容器２０に流入する。供給管２６は、有機性廃棄物全体にわたり空気を均一に分配して、有機性廃棄物が、ほぼ均一に曝気されるようにする。
【００４７】  選択的に、初めに、好気的堆肥化のための事前準備調整を行う予備段階の間に、空気が、ガス抜出管５０を経て、有機性廃棄物と容器２０の最上位壁２２との間で、容器２０内の頭部空間から抜出される。選択的に、抜出された空気から水が、排水タンク６０内で取除かれ、次いで、空気が、第１のポンプ６１によりポンピングされて、第１の再循環管６２を貫流して戻り、容器２０に流入する。
【００４８】  代替的に、前述の手段により抜出される空気は、別の１つの容器２０からのものであることも可能である。
【００４９】  前述の条件下で、有機性廃棄物内に存在する固有の好気性細菌が、代謝および分解し始める。好気的堆肥化のための事前準備調整を行う予備段階は、１〜２８日の期間にわたり１５℃〜７５℃の温度範囲内で稼動する。
【００５０】  好気的堆肥化のための事前準備調整を行う予備段階の目的は、１５℃〜７５℃、好ましくは５０℃より高い温度の範囲内の温度まで、容器２０の内容物の温度を上昇させることにある。１５℃〜７５℃の温度範囲は、嫌気的消化のための事前準備調整を行う予備段階と嫌気的消化段階が最適の効率で進行する１つの好ましい範囲である。このようにして、本発明は、嫌気的消化のための事前準備調整を行う予備段階および／または嫌気的消化段階の開始のための最適な温度まで、容器２０内の内容物の温度を上昇させる燃料駆動式加熱手段に依存する必要性を回避する。
【００５１】  好ましくは、好気的堆肥化のための事前準備調整を行う予備段階は、容器２０の内容物が好気的堆肥化される条件を得ることを含む。容器２０の内容物の好気的堆肥化により発生される熱は、１５℃〜７５℃の温度範囲まで、内容物の周囲温度を上昇させ、この時点で、容器２０内の条件は、嫌気的消化のための事前準備調整を行う予備段階または嫌気的消化段階が開始するように、オペレータにより変化される。容器２０の内容物の温度を上昇させる他の適切な代替手段が、好気的堆肥化のための事前準備調整を行う予備段階に取って代わることも可能である。例えば、従来の接近可能な地熱源からのある程度高温の空気または蒸気が、容器２０の内容物内にポンピングされて、嫌気的消化のための事前準備調整を行う予備段階の開始のための所望の範囲に、内容物内の温度を上昇させることも可能である。代替的に、図２の装置１００において、内容物が好気的堆肥化段階にかけられる容器２０から抜出されたある程度高温の空気が、第１の再循環管６２を経て別の１つの容器２０に再循環されて、所望の温度範囲までその容器２０の内容物を加熱する。
【００５２】  嫌気的消化のための事前準備調整を行う予備段階は、
１）容器２０内に空気が流入するのを阻止するために容器２０を密封するステップと、
２）密封容器２０内の酸素を消耗するステップとから成る。
容器２０は、容器２０の内容物の温度が、１５℃〜７５℃の範囲内、好ましくは５０℃以上の範囲内にある時に密封される。１５℃〜７５℃の範囲内の温度が、嫌気的消化稼動条件にとって望ましいことは良く知られている。容器２０は、空気をポンピングおよび／または再循環させて、供給管２６および制御管２８を貫流させ、容器２０に流入させるのを中止することにより密封される。
【００５３】  酸素レベルが、最終的に、密封容器２０内の好気性細菌の作用により密封容器２０内で消耗される。通常、好気性細菌の代謝方法が、酸素を二酸化炭素に転化する。容器２０内の酸素レベルが、十分に消耗されると、順次式分解方法の嫌気的消化段階が開始する。
【００５４】  嫌気的消化のための事前準備調整を行う予備段階の目的は、嫌気性接種物を添加し、嫌気的消化段階を開始する前に、容器２０内の酸素の消耗を促進することにある。
【００５５】  生物ガスが、嫌気的消化段階の開始時および実行中に生成される。容器２０内のメタンおよび酸素混合物は、燃焼性で潜在的に爆発性の混合気である。さらに、中程度から高い酸素レベルを有する容器２０に嫌気性接種物を導入すると、嫌気性接種物にとって致命的となる、何故ならば大部分の嫌気細菌は酸素不耐性であるからである。
【００５６】  このようにして、嫌気的消化のための事前準備調整を行う予備段階の利点は、嫌気的消化段階の開始前に密封容器２０内の酸素を消耗させることにある。
【００５７】  酸素レベルが、許容基準より低く低下すると、順次式分解方法の嫌気的消化段階が開始することが可能である。
【００５８】  嫌気的消化段階は、
１）廃棄物の含水量を５０〜９５含水重量（ｗ／ｗ）％に調整するステップと、
２）嫌気性細菌により廃棄物を消化させるステップとから成る。
【００５９】  第２のポート６６における外部源からの水は、第２の再循環管６４を貫流して受入れられ、第２のポンプ６３によりポンピングされて、制御管２８および供給管２６を経て容器２０に流入する。供給管２６は、有機性廃棄物全体にわたり水を均一に分配して、廃棄物の含水量が、容器２０の内容物全体にわたり５０〜９５含水重量（ｗ／ｗ）％となるようにする。外部源からの水は、バイオスラッジと混合されて、嫌気性細菌接種物として働くことも可能である。代替的に、嫌気的消化段階にかけられた別の１つの容器２０がら取除かれた水は、第２の再循環管６４により再循環されて、現行の容器２０に流入するようにすることも可能である。このようにして、１つの嫌気的消化からの処理水は、複数容器システム１００内で嫌気的消化段階にかけられる相互接続された容器２０の内容物に接種するのに使用されることが可能である。
【００６０】  嫌気的消化段階は、４〜２０日の期間にわたり１５℃〜７５℃、好ましくは５０℃を越える中温性から高温性温度領域で稼動する。
【００６１】  メタンガスおよび二酸化炭素ガスが、嫌気的消化段階の間に発生される。これらのガスは、圧力下でガス抜出管５０を経て抜出され、排水タンク６０に供給され、排水タンク６０で水が、抜出されたガスから取除かれる。抜出されたガスは、次いで、第１の再循環管６２を貫流して、第１の貯蔵管８２を経てガス貯蔵タンク８０に供給される。ガスは、次いで、発電装置８５により電力に変換されるか、または、代替的に、水加熱タンク９０内の水を加熱するのに使用される。
【００６２】  排水タンク６０内の抜出されたガスから取除かれた水は、次いで、排水管６７により加熱タンク９０に供給される。水は、水加熱タンク９０で加熱されることもある。加熱された水も、第２の再循環管６４と制御管２８と供給管２６とにより再循環されて戻り、容器２０に流入して、有機性廃棄物の別の１つのバッチのための後続の嫌気的消化段階のために使用されることもある。このようにして、嫌気的消化段階により間接的に発生された熱および電気は、相互接続された容器２０におけるエネルギー需要を軽減するか、または、同一の容器２０内で後に行われる、順次式分解方法の後続の段階で使用される。嫌気的消化段階の間に揮発性固体の量が減少し、容器２０の内容物内の窒素含量が増加することが分かった。
【００６３】  嫌気的消化段階の終了に後続して、容器２０内の条件が、好気的堆肥化段階が開始するように変更される。
【００６４】  好気的堆肥化段階は、
１）容器内の含水量を減少させるステップと、
２）容器の内容物を曝気するステップとから成る。
【００６５】  過剰の水は、重力により排水されることにより、供給管２６および制御管２８を経て容器２０から取除かれ、負圧が印加されることにより吸引されて、第２の再循環管６４に流入する。このようにして、容器２０内の内容物の含水量は、４０〜６０ｗ／ｗ％に調整される。含水量は、好気的堆肥化にかけられている、複数容器システム１００内の別の１つの容器からの温風をポンピングして、制御管２８および供給管２６を貫流させて、当該容器２０に流入させることにより、所望の範囲まで低められることも可能である。過剰の水は、再循環されて、水貯蔵タンク９２に流入する。代替的に、過剰の水は、第２の再循環管６４により再循環されて、内容物が嫌気的消化段階にかけられようとしている、複数容器システム１００内の別の１つの容器２０に流入することも可能である。
【００６６】  容器２０の内容物は、空気をポンピングして、制御管２８および供給管２６を貫流させて、容器２０に流入させることにより、曝気される。好気的堆肥化段階のための条件は、前述の好気的堆肥化のための事前準備調整を行う予備段階のためのものと同一である。
【００６７】  稼動パラメーターへの調整は、前述のように、第２のポート６６を通過させて容器内容物を計量供給することにより行われることが可能である。
【００６８】  好気的堆肥化段階で発生された熱は、別の相互接続された容器２０で行われる嫌気的消化段階または好気的堆肥化段階のための中温性から高温性の条件を形成するのを促進するのに使用されることも可能である。
【００６９】  好気的堆肥化段階が終了すると、結果として得られる堆肥が、抜出ハッチ２７を経て容器２０から取出されて保管されて、販売のために充填および包装される。結果として得られる堆肥は、比較的乾燥し、臭いは僅かである。結果として得られる堆肥の窒素含量は、アンモニウムとして固定される。通常、結果として得られる堆肥のＣ：Ｎ比は、２０以下である。
【００７０】  本発明は、以下、次の例を参照して、さらに説明される。
【００７１】［例]
細断された新聞紙（６．７５ｋｇ）、細断されたボール紙（６．７５ｋｇ）、刈り取った草（４．４ｋｇ）、庭園の廃棄物（３０．４ｋｇ）および鶏糞肥料（３８．３ｋｇ）から成る有機性廃棄物が、混合され、０．８立方メートルの容器に入れられた。有機性廃棄物のＣ：Ｎ比は２５．６であった。
【００７２】  容器の内容物は、好気的堆肥化のための事前準備を行う予備段階にかけられ、その際、空気が、３００Ｌ／ｈｒの流速で容器の内容物に供給された。容器の空気の内圧は、大気圧より２５ｋＰａ高い圧力に維持された。容器の内容物の温度は、３日の期間後に５２℃まで上昇したので、容器の内容物に空気を供給することが、中止された。
【００７３】  容器の内容物は、次いで、嫌気的消化が発生する条件に曝露される。１つの先行のバッチの有機性廃棄物を前に嫌気的消化して得られた液体被消化物が、容器に供給される。容器による液体被消化物の再循環が、８日にわたり連続的に稼動された。生物ガスが、短期間後に発生された。嫌気的消化段階の間に発生された生物ガスの容積は、約９ｍ3／ｍ3日にピークに達し、平均産生は７ｍ3／ｍ3日であった。生物ガスの平均メタン含量は、４０〜６０％であった。
【００７４】  嫌気的消化に次いで、液体被消化物が、容器から排出され、空気が、１５０Ｌ／ｈｒの流速で容器に供給された。容器内の空気の内圧は、大気圧より２５ｋＰａ高い圧力に維持された。好気的堆肥化のための条件が、５日にわたり維持された。
【００７５】  ５日後、結果として得られた堆肥が、容器から取除かれた。堆肥の内部温度が、４日にわたり連続して確証されて、堆肥の安定性が推定された。内部温度は、２４℃を越えず、希望安定性を示した。
【００７６】  堆肥は、Australian Standards AS 4454-2000 Composts, Soil Conditioners and Mulches（オーストラリア標準AS 4454-2000堆肥，土壌調整剤および根覆い）に記載の規定に従って重要パラメーターを求めるために分析された。結果および比較結果が、次の表に示されている。結果として得られた堆肥のＣ：Ｎ比は、１９であった。
【００７７】
【表１】
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【００７８】  当業者に自明な変更および変形は、本発明の範囲内にあるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１に概略的に示されている装置は、使用中、有機性廃棄物を収容し、装置内での順次式分解方法を促進するために配置され、本発明による嫌気的消化段と、好気的堆肥化段とを有する。
【図２】  第１の再循環手段および第２の再循環手段によ相互接続される、図１に示されている複数の容器の概略図であり、各容器は、使用中、は有機物を収容し、容器内での順次式分解方法を促進するために配置され、第１の再循環手段および第２の再循環手段は、使用中、本発明により各容器からの副産物を隣接容器に再循環するために配置される。
【図１】
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【図２】
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