(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発酵対象物を乾式メタン発酵処理する方法において、発酵対象物が低石炭化度炭を含有しており、メタン発酵槽からの既発酵物を種汚泥として前記発酵対象物と混合し、該混合物を前記メタン発酵槽に導入し、該メタン発酵槽における全固形物濃度が２５％以上であることを特徴とする乾式メタン発酵法。
【請求項２】
発酵対象物を乾式メタン発酵処理する方法において、発酵対象物が低石炭化度炭を含有しており、前記低石炭化度炭の前記発酵対象物の全量に対する割合が１０〜５０質量％であり、メタン発酵槽からの既発酵物を種汚泥として前記発酵対象物と混合し、該混合物を前記メタン発酵槽に導入し、該メタン発酵槽における全固形物濃度が２５％以上であることを特徴とする乾式メタン発酵法。
【請求項３】
発酵対象物を乾式メタン発酵処理する方法において、発酵対象物が高含水物質、低石炭化度炭および低石炭化度炭以外の低含水物質を含有しており、前記発酵対象物とメタン発酵槽からの既発酵物とを混合し、該混合物を前記メタン発酵槽に導入し、該メタン発酵槽における全固形物濃度が２５％以上であることを特徴とする乾式メタン発酵法。
【請求項４】
発酵対象物を乾式メタン発酵処理する方法において、発酵対象物が低石炭化度炭および油脂を含有しており、前記低石炭化度炭の前記発酵対象物の全量に対する割合が１０〜５０質量％であり、前記油脂の前記発酵対象物の全量に対する割合が３〜１５質量％であり、前記発酵対象物およびメタン発酵槽からの既発酵物とを混合して、該混合物をメタン発酵槽に導入し、該メタン発酵槽における全固形物濃度が２５％以上であることを特徴とする乾式メタン発酵法。
【請求項５】
乾式メタン発酵槽からの発酵残渣を乾燥して、燃料とすることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の乾式メタン発酵法。
【請求項６】
乾式メタン発酵槽からの発酵残渣を乾燥して、セメント焼成材とすることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の乾式メタン発酵法。
【請求項７】
発酵対象物を湿式メタン発酵法と乾式メタン発酵法とを併用して処理する方法であり、主とする発酵対象物を湿式メタン発酵法により処理し、湿式メタン発酵槽からの発酵残渣を脱水して脱水ケーキとし、乾式メタン発酵処理用の発酵対象物が前記脱水ケーキを主としており、更に低石炭化度炭および低石炭化度炭以外の低含水物質を含有しており、乾式メタン発酵槽からの既発酵物を種汚泥として前記乾式メタン発酵処理用発酵対象物と混合し、該混合物を前記乾式メタン発酵槽に導入し、該乾式メタン発酵槽における全固形物濃度が２５％以上であることを特徴とする湿式乾式併用メタン発酵法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃棄物等のバイオマスをメタン発酵させるための乾式メタン発酵および湿式乾式併用メタン発酵に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機性廃棄物等のバイオマスからエネルギーを回収する方法として、メタン発酵を利用するものがある。メタン発酵は、固形物の割合（ＴＳ濃度）が１０％以下であるような液状バイオマスに対して行われる湿式メタン発酵と、固形物が例えば１０％以上、より典型的には２０％以上と云う高い割合を占める有機性廃棄物等のバイオマスに対して、加水せずに非浸水状態でメタン発酵を行う乾式メタン発酵とが知られている。【０００３】
湿式メタン発酵は歴史もあり、実績も多く、ほぼ完成された技術であるが、次のような問題がある。【０００４】
ア、湿式メタン発酵の際に排出される多量の発酵廃液の処理には初期費用や運用費用などを含め、多大な経費を要する。また、発酵を促進させるために撹拌する必要があり、その撹拌エネルギーも必要となる。【０００５】
イ、固形物の割合が高い場合、湿式メタン発酵を利用するためには水などの液を加えることによって希釈し、スラリー状にする。しかし、この加水のため処理容量が増加するため処理効率が悪くなり、更に、加えた液体は結局廃水として処理しなければならない。【０００６】
ウ、湿式メタン発酵で発生する含水率の高い（約９５％）発酵残渣は、それを液肥として利用する以外、脱水装置にて固液分離を行い、液分は廃水処理プラントで処理された後、付近の河川や下水道に放流される。一方、固分すなわち脱水ケーキは堆肥化システムにて堆肥にされ販売されるか、または埋立や焼却にて処分される。稲ワラ等の難分解性有機物を多く含む畜産糞尿等を湿式メタン発酵にて処理する場合（このケースが一番多い）３０日程度の発酵期間では分解率に限度があり（４０〜４５％の分解率が実状）、発酵残渣にはまだ多くの未発酵有機分が存在している。このため前述の脱水ケーキは有機分が豊富なバイオマスである。堆肥化システムは脱水ケーキの有機分を好気性発酵にて、ＣＯ２  とＨ２ ０に変換するプロセスであり、このプロセスはエネルギー回収に何ら寄与せずむしろ撹拌や切り返し等でエネルギーを消費する。【０００７】
一方、乾式メタン発酵では、発酵対象バイオマスを希釈せずに処理することができるため、処理容量が増加することはなく、発酵残渣の含水率が低く、発酵廃液処理が不要である。このためシステム全体を、扱いやすく、シンプルなものにすることができる。従って、乾式メタン発酵は湿式メタン発酵に比べて初期コストの低減化が計れるという利点がある。しかし、乾式メタン発酵は１０数年前にヨーロッパで開発された技術で実績も出てきているが、まだまだ技術開発が必要なこれからの技術であり、種々の提案がなされている。【０００８】
例えば、特許文献１（特開２００２−３２０９４９号公報）には、アンモニア等によるメタン発酵阻害を防止するために、有機性廃棄物に無機多孔体を混合してこれをメタン発酵槽に導入する乾式メタン発酵法が開示されている。【０００９】
従来、メタン発酵法において、活性汚泥の脱水ケーキ、おから、糞尿等の窒素含有率の高い有機性廃棄物を処理する場合、アンモニア性窒素濃度が高いと、メタン発酵阻害を招くことが知られている。湿式メタン発酵の場合は加水して希釈されるため比較的容易に窒素濃度を低下させることができるが、乾式メタン発酵の場合は、固形物濃度が高く、すなわち有機物濃度が高いため窒素濃度も高くなり、アンモニア性窒素によるメタン発酵阻害の危険性が大きい。このため、乾式メタン発酵の処理対象バイオマスの種類は湿式メタン発酵の場合に比較して限度がある。特許文献１はこのような問題を解決しようとするものである。【００１０】
特許文献２（特開２００３−５３３０９号公報）には、有機性固形廃棄物を光照射条件下で、メタン発酵性微生物とともに光合成細菌を若干含有した嫌気性消化汚泥を用いて嫌気性消化処理することが開示されている。特許文献２の発明もアンモニア濃度を低減しようとするものである。【００１１】
特許文献３（特開２００４−１８８３９２号公報）には、有機性廃棄物を乾式メタン発酵により処理する場合の前処理として、有機性廃棄物に生石灰を投入してアルカリ反応工程を行うことが開示されている。この発明は有機性廃棄物の減容化、可溶化および脱アンモニアを促進しようとするものである。【００１２】
特許文献４（特開２００２−５２３９８号公報）には、メタン発酵汚泥に繊維を混合した後、炭化することが開示されている。この発明は発酵残渣を効率よく処理して再利用しようとするものである。【００１３】
また、メタン発酵とは全く別に、古くから石炭のガス化が行なわれ、実用もされたが、効率が悪く、石油や天然ガスに市場を奪われていた。しかし、石油危機をきっかけに、改めて石炭のガス化の研究開発が高効率化を目指して世界各地で行なわれている。これらのガス化は高温・高圧の条件下での化学反応によるガス化であり、プラントは複雑でかつ危険性を有し厳密な運転管理を要する。当然のことながらプラントは大規模なものとなり多額の建設コストを要する。【００１４】
低石炭化度炭（亜瀝青炭、褐炭、亜炭）や泥炭のような低品位の石炭は世界的に分布・埋蔵されているが、現状ではあまり有効に活用されていおらず、そのバイオガス化に関しても平成１２年度のＮＥＤＯ国際共同研究提案公募事業で研究が行なわれたが成果が得られていないという実情である。
【特許文献１】特開２００２−３２０９４９号公報
【特許文献２】特開２００３−５３３０９号公報
【特許文献３】特開２００４−１８８３９２号公報
【特許文献４】特開２００２−５２３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
メタン発酵の処理対象となる有機性廃棄物は一般に含水率が高いので、エネルギー密度が非常に小さい。このためメタン発酵をエネルギー回収の観点から実施することは経済的に不利と言われている。ところで、エネルギー回収の観点から乾式メタン発酵と湿式メタン発酵とを比較した場合、乾式メタン発酵はエネルギーを大量に消費する廃水処理が不要なため、湿式に比べてより多くのエネルギーを系外（プラント外）に供給できる。【００１６】
本発明は、特許文献１〜４に開示されているような従来の乾式メタン発酵法よりも簡単に乾式メタン発酵を行うことができるような乾式メタン発酵法を提供することを目的とするものである。【００１７】
本発明は、乾式メタン発酵により生じる発酵残渣がエネルギーとして効率よく有効に利用できるような乾式メタン発酵法を提供することを目的とする
また、本発明は、低石炭化度炭（亜瀝青炭、褐炭、亜炭）のような低品位の石炭を有効利用することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、乾式メタン発酵法において低石炭化度炭を積極的に活用することにより本発明の目的が達成されることを見出し、本発明をなしたものである。【００１９】
本発明は、発酵対象物（すなわち、メタン発酵処理の対象となるバイオマス）を乾式メタン発酵処理する方法において、発酵対象物が低石炭化度炭を含有しており、メタン発酵槽からの既発酵物を種汚泥として前記発酵対象物と混合し、該混合物を前記メタン発酵槽に導入し、該メタン発酵槽における全固形物濃度が２５％以上であることを特徴とする乾式メタン発酵法である。【００２０】
この場合、好ましくは低石炭化度炭の前記発酵対象物の全量に対する割合が１０〜５０質量％とする。【００２１】
なお、本発明において低石炭化度炭とは亜瀝青炭、褐炭、亜炭だけでなく、泥炭をも含むものとする。低石炭化度炭は含水率が１５％以下（好ましくは１０％以下）として使用することが好ましく、亜炭、泥炭など含水率が高いものは乾燥したものを使用する。【００２２】
また、本発明における発酵対象物は高含水物質（高含水バイオマス：含水率７０％以上、例えば生ゴミ、活性汚泥の脱水ケーキ等）と低石炭化度炭だけでもよいが、更に低石炭化度炭以外の低含水物質や油脂を含有していてもよい。油脂を混入する場合は、発酵対象物の全量に対する割合が３〜１５質量％とすることが好ましい。【００２３】
本発明においては、低含水物質としては、含水率が１５％以下、好ましくは１０％以下の植物性バイオマスや動物性バイオマス、廃白土のように油脂を含有しているものがある。なお、低石炭化度炭（例えば、亜瀝青炭）も発酵成分を含んでおり、含水率も１５％以下であり、発酵対象物となる一種の低含水物質である。【００２４】
また、本発明は、発酵対象物を湿式メタン発酵法と乾式メタン発酵法とを併用して処理する方法であり、主とする発酵対象物を湿式メタン発酵法により処理し、湿式メタン発酵槽からの発酵残渣を脱水して脱水ケーキとし、乾式メタン発酵処理用の発酵対象物が前記脱水ケーキを主としており、更に低石炭化度炭および低石炭化度炭以外の低含水物質を含有しており、乾式メタン発酵槽からの既発酵物を種汚泥として前記乾式メタン発酵処理用発酵対象物と混合し、該混合物を前記乾式メタン発酵槽に導入し、該乾式メタン発酵槽における全固形物濃度が２５％以上であることを特徴とする湿式乾式併用メタン発酵法により、前記目的を達成した。【００２５】
この場合、好ましくは、湿式メタン発酵槽からの発酵残渣の脱離液と乾式メタン発酵槽からの発酵残渣とを混合して液肥とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、含水率が低い低石炭化度炭は粉砕が容易で、かつ粉砕に要するエネルギーも他のバイオマスに比較して小さい。従って、乾式メタン発酵における発酵対象物として低石炭化度炭を使用することにより、メタン発酵槽における全固形物濃度を２５％以上に調整することが簡単に行える。このように、低石炭化度炭を使用することにより、古紙や繊維のようなリサイクル可能な物質を使用しなくても、乾式メタン発酵とすることができる。【００２７】
また、従来の乾式メタン発酵法ではメタン発酵槽における全固形物濃度を調整するために、古紙等の低含水物質を使用しているが、従来使用している低含水物質は嵩高であり、そのため乾式メタン発酵槽の容量が大きくなってしまう。これに対して、本発明によれば、低石炭化度炭を使用しており、低石炭化度炭は比重が大きいので、他の低含水物質だけを使用して乾式メタン発酵を行う場合よりも乾式メタン発酵槽の容量を小さくすることができる。【００２８】
本発明によれば、低石炭化度炭を利用しているので、発酵残渣を乾燥すると、発熱量が大きい燃料やセメント焼成材を得ることができる。これは石炭の未発酵分に固定炭素が多く含まれているためと思慮される。発熱量が大きい燃料やセメント焼成材は極めて有用であり、より一層効率的にエネルギー回収を計ることができる。【００２９】
更に、本発明によれば、硫化水素（Ｈ２  Ｓ）濃度が非常に低いバイオガスを得られる。【００３０】
本発明によれば、低石炭化度炭を使用することにより、特許文献１のように無機多孔体を利用した乾式メタン発酵法よりも、バイオガス発生量の増大化、発酵対象物の分解率向上による回収エネルギーの増大を計ることができ、更に、分解率向上により処理対象廃棄物の減容化を計ることができる。【００３１】
また、本発明によれば、生ごみや下水処理場の脱水汚泥等の有機性廃棄物と低石炭化度炭（亜瀝青炭、褐炭、亜炭）と言う低品位の石炭とを協働して発酵させることにより、廃棄物の処理と低品位の石炭の活用とを同時に行うことができ、バイオガス（メタンガス）も得ることができる。本発明によれば、従来の石炭のガス化のように大規模なプラントは不要であり、本発明によるプラントはシンプルで危険性はほとんど無く、運転管理も容易であり、プラントの建設費は安価なものとなる。【００３２】
本発明によれば、乾式メタン発酵法において低石炭化度炭を使用するとともに、発酵対象物の全量に対して油脂を３〜１５質量％の割合で混入することにより、更にバイオガスの発生量を増加させることができ、また、発酵対象物の分解率を向上させることができる。その結果、回収エネルギーのより一層の増大を計ることができる。【００３３】
本発明によれば、湿式メタン発酵法と乾式メタン発酵法とを併用することにより、発酵対象バイオマスを非常に効率的に処理することができ、湿式メタン発酵槽からの発酵残渣を乾式メタン発酵において利用するため、湿式メタン発酵法のみの場合に必要である廃水処理プラントおよび脱水ケーキの堆肥化プラントが不要であり、従って、設備をコンパクトなものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の方法の一実施例を示す工程図である。
【図２】本発明の方法の別の実施例を示す工程図である。
【図３】本発明の湿式乾式併用メタン発酵法の一実施例を示す工程図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 
含浸・混合装置
２ 
混合装置
３ 
乾式メタン発酵槽
４ 
バイオガス貯蔵・供給システム
５ 
コ・ジェネレーションシステム
６ 
乾燥装置
７ 
微粉炭化装置
１１  主たる処理対象バイオマス
１２  油脂
１３  低含水物質
１４  低石炭化度炭
２０  湿式メタン発酵法における処理対象バイオマス
２３  湿式メタン発酵槽
２４  脱水装置
２５  廃水処理システム
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明は、発酵対象物を乾式メタン発酵処理する方法である。本発明における発酵対象物はメタン菌により発酵できるバイオマスであれば特に限定されない。発酵対象物のうち主となる処理対象バイオマスとしては、例えば、下水処理場で発生する汚泥の脱水ケーキ、食品工場等の排水処理プラントで発生する活性汚泥の脱水ケーキ、湿式メタン発酵プラントの発酵残渣の脱水ケーキ等がある。一般に、これらの脱水ケーキは窒素濃度が高い難分解性の有機性廃棄物であるが、本発明の方法により効率よく分解可能である。【００３７】
本発明における低石炭化度炭は亜瀝青炭、褐炭、亜炭、泥炭などの低品位の石炭である。低石炭化度炭でも含水率１５％以下（好ましくは１０％以下）のものが好ましく、亜炭や泥炭のように含水率が高いものの場合は、乾燥して含水率１５％以下としてから利用する。含水率の低い低石炭化度炭を粉砕して、微粉炭として使用する。低石炭化度炭は発酵対象物の全量に対する割合が１０〜５０質量％となるようにする。低石炭化度炭は、無煙炭のように根源植物がほぼ完全に石炭化しているものではなく、有機分を含んでいるので、本発明においては低石炭化度炭の有機分であるバイオマスをメタン発酵させてバイオガスを発生させる。そして、発酵残渣を乾燥して燃料やセメント焼成材として活用することが好ましい。【００３８】
本発明においては、メタン発酵槽からの既発酵物を種汚泥として返送して、全部の発酵対象物と混合して、メタン発酵槽に導入する。なお、メタン発酵槽における全固形物濃度が２５％以上となるように予め各発酵対象物および種汚泥の割合を決める。この場合、発酵対象物として低石炭化度炭を使用するので、全固形物濃度を調整し易い。また、発酵対象物として低石炭化度炭に加えて、それ以外の低含水物質を混入して、全固形物濃度を調整してもよい。また、必要ならば加水してもよい。全発酵対象物と種汚泥との割合は１：５〜１０程度が好ましい。【００３９】
低石炭化度炭以外の低含水物質としては、メタン発酵が可能な有機成分を含んでおり、含水率が１５％以下、好ましくは１０％以下の植物性バイオマスや動物性バイオマスがある。また、食用油の精製工程の中で脱色用に使用される活性白土の廃棄物（廃白土）や油脂植物（落花生等）を乾燥し粉砕したもののように油脂を含有している低含水物質も利用できる。【００４０】
具体的には、例えば、もみがら、乾燥した芝の刈りカス、オフィス等から排出されるシュレッダ紙、米ぬかや麦ふすま等穀物精製工程での副産物、トウモロコシの穂軸・包葉・茎・葉を乾燥したもの、煎定枝チップを乾燥したもの、稲ワラ、麦ワラ等を乾燥したもの、バガスを乾燥したもの、乾式メタン発酵の発酵残渣を乾燥したもの、ススキ、ヨシ等草本類を乾燥したもの、おがくず、有機性廃棄物の炭化物（木炭等）、間伐材、流木等の木本類を乾燥したもの、建築廃材の木質部を粉砕したもの等である。これらの低含水物質は必要に応じて、発酵可能となる適性サイズに粉砕して、或は既に粉砕状態にあるものでも発酵可能となる適性サイズになるように更に細かく粉砕して使用すればよい。例えば、もみがら、トウモロコシの穂軸・包葉・茎・葉を乾燥したもの、稲ワラ、麦ワラ等を乾燥したもの等は粉砕して使用することが好ましい。【００４１】
低含水物質は１種類だけでもよいが、複数種類を混合して使用してもよい。また、主となる処理対象バイオマスと低石炭化度炭と低含水物質と種汚泥とを全て一緒に混合してもよい。【００４２】
本発明における発酵対象物として、主となる処理対象バイオマスや低石炭化度炭の他に油脂を含有していてもよい。更に、低石炭化度炭以外の低含水物質を含有していてもよい。この場合、油脂の発酵対象物の全量に対する割合を３〜１５質量％とする。油脂の割合が多過ぎても少な過ぎても、メタン発酵槽における発酵が上手くいかない。本発明で使用する油脂としては、例えば、菜種や大豆などの油脂植物から得られる植物性油脂、魚油等の動物性油脂、使用済みテンプラ油等の廃食用油、レストラン街等の廃水に設けられるグリーストラップの油脂スカム、レストラン厨房の排気フードに発生する飛散油脂のドレン、食用油精製工程で生成する副産物の油滓、鉱物油を改質して食用油脂と同等の性状にしたもの等がある。【００４３】
以下、図面に示した実施例に基づいて詳細に説明する。【００４４】
図１は本発明の方法の一実施例を示す工程図である。この実施例において発酵対象物１０のうちの主たる処理対象バイオマス１１として生ごみ（高含水バイオマス）を用いた。発酵対象物１０のうちの低含水バイオマス１３としてトウモロコシの穂軸および包葉を乾燥し粉砕したものを用いた。発酵対象物１０のうちの低石炭化度炭１４として亜瀝青炭を用いた。まず、亜瀝青炭を粉砕装置７により発酵可能となる適性サイズに微粉末化する。次に、生ごみ１１とトウモロコシの穂軸および包葉１３と微粉炭化した微粉亜瀝青炭１４とを含浸・混合装置１において混合する。これらの混合物（１１、１３、１４）と、メタン発酵槽からの既発酵物である種汚泥とを混合装置２において混合する。この混合物を乾式メタン発酵槽３に導入し、メタン菌による嫌気性消化によりバイオガス（主成分はメタンＣＨ４  ）を発生させる。なお、原料（発酵対象物１０）の供給において、低石炭化度炭１４は発酵対象物１０の全量に対する割合が１０〜５０質量％として、メタン発酵槽３における全固形物濃度が２５％以上となるように、各原料の供給割合および種汚泥との割合は選定しておく。【００４５】
乾式メタン発酵槽３で発生したバイオガスは、バイオガス貯蔵・供給システム４において、ガスホルダーに貯蔵され、ブロア等にて増圧され、コ・ジェネレーションシステム５に供給される。なお、本発明の方法により得られたバイオガスは硫化水素の濃度が低いが、好ましくは脱硫装置にてＨ２Ｓ（硫化水素）を除去した後に、コ・ジェネレーションシステム５に供給する。そして、コ・ジェネレーションシステム５において、バイオガスを燃料として、ガスエンジンや燃料電池にて電力を発生させ、同時に発生する排熱をメタン発酵槽３の加温用および乾燥装置６の加熱用の熱エネルギーとして供給する。【００４６】
一方、乾式メタン発酵槽３からの既発酵物は主に種汚泥として混合装置２に返送され、残渣は乾燥装置６により、適切な含水率になるまで乾燥して、燃料またはセメント焼成材として活用する。【００４７】
また、図１に示した実施例では亜瀝青炭を使用したが、これに代えて乾燥した亜炭や泥炭を使用してもよい。【００４８】
図２は本発明の方法の別の実施例を示す工程図である。この実施例において発酵対象物１０のうちの主たる処理対象バイオマス１１は活性汚泥ケーキである。発酵対象物１０の１つとして油脂（廃テンプラ油）１２としてを用いた。発酵対象物１０のうちの低石炭化度炭１４として亜瀝青炭を用いた。まず、亜瀝青炭を粉砕装置７により発酵可能となる適性サイズに微粉末化する。次に、生ごみ１１と廃テンプラ油１２と微粉炭化した微粉亜瀝青炭１４とを含浸・混合装置１において混合する。これらの混合物（１１、１３、１４）と、メタン発酵槽からの既発酵物である種汚泥とを混合装置２において混合する。この混合物を乾式メタン発酵槽３に導入し、メタン菌による嫌気性消化によりバイオガス（主成分はメタンＣＨ４  ）を発生させる。なお、原料（発酵対象物１０）の供給において、低石炭化度炭１４の発酵対象物１０の全量に対する割合を１０〜５０質量％とし、油脂１２の発酵対象物１０の全量に対する割合を３〜１５質量％とし、メタン発酵槽３における全固形物濃度が２５％以上となるように、各原料の供給割合および種汚泥との割合は選定しておく。なお、原料として、更に他の低含水物質を混入してもよい。【００４９】
乾式メタン発酵槽３で発生したバイオガスは、バイオガス貯蔵・供給システム４において、ガスホルダーに貯蔵され、ブロア等にて増圧され、脱硫装置にてＨ２Ｓ（硫化水素）を除去してコ・ジェネレーションシステム５に供給される。そして、コ・ジェネレーションシステム５において、バイオガスを燃料として、ガスエンジンや燃料電池にて電力を発生させ、同時に発生する排熱をメタン発酵槽３の加温用および乾燥装置６の加熱用の熱エネルギーとして供給する。【００５０】
一方、乾式メタン発酵槽３からの既発酵物は大部分が種汚泥として混合装置２に返送され、種汚泥として返送されなかった分（残渣）は乾燥装置６により適切な含水率になるまで乾燥して、燃料またはセメント焼成材として活用する。【００５１】
図３は本発明の湿式乾式併用メタン発酵法の一実施例を示す工程図である。この実施例における乾式メタン発酵法に関しては図１に関して説明した方法と同様であり、主たる処理対象バイオマス１１として湿式メタン発酵法における残渣である脱水ケーキ（活性汚泥ケーキ）が使用され、低石炭化度炭以外の低含水物質１３としてトウモロコシの穂軸および包葉が使用され、低石炭化度炭（亜瀝青炭）１４は粉砕装置８により粉砕されてから含浸・混合装置１に供給される。【００５２】
一方、湿式メタン発酵法に関しては基本的には従来の方法と類似であり、発酵対象物としては従来から湿式メタン発酵により処理されているバイオマスであれば特に限定されない。図示した実施例では処理対象バイオマス２０として畜産糞尿を用いた。まず、異物分別・破砕装置２１において畜産糞尿に混入している石ころ等異物を除去し、処理適性サイズに破砕する。次に、湿式メタン発酵の適性含水率にするため、水を注入し薄める（加水２２）。この加水した畜産糞尿２０を湿式メタン発酵槽２３に導入し、メタン菌の嫌気性消化によりバイオガス（主成分はメタンＣＨ４  ）を発生させる。湿式メタン発酵槽２３からの発酵残査は、脱水装置２４により固液分離される。脱水装置２４からの脱離液は廃水処理システム２５により放流適性水質まで浄化され、一部は加水２２用の水として使用され、残りは放流される。他方、脱水装置２４からの固形分すなわち脱水ケーキは乾式メタン発酵の主たる処理対象バイオマスとして利用され、乾式メタン発酵の混合装置２へ供給される。【００５３】
湿式メタン発酵槽２３で発生したバイオガスは、バイオガス貯蔵・供給システム４に送られる。バイオガス貯蔵・供給システムは、湿式および乾式両メタン発酵槽２３、３で発生したバイオガスをガスホルダーに貯蔵し、ブロア等にて増圧し、脱硫装置にてＨ２Ｓ（硫化水素）を除去して、コ・ジェネレーションシステム５に供給する。そして、コ・ジェネレーションシステム５において、バイオガスを燃料として、ガスエンジンや燃料電池にて電力を発生させ、同時に発生する排熱を湿式および乾式両発酵槽２３、３の加温用および乾燥装置６の加熱用の熱エネルギーとして供給する。
【実施例】
【００５４】
発酵対象物として、疑似生ごみ（ドッグフードと玄米を粉砕して１対１に混合し、加水して含水率を８０％としたもの）６０ｇ、粉砕したトウモロコシの穂軸および包葉３７．２ｇ（含水率７％）、亜瀝青炭（太平洋炭を微粉砕したもの）３０ｇ（含水率５％）、を用いた。各発酵対象物のＶＳ（揮発性固形分：固形分中で強熱（６００℃）によって無くなる量で、固形分中の有機成分の指標である）を予め測定したところ、生ごみ６０ｇでは１０．８ｇ、トウモロコシの穂軸および包葉３７．２ｇでは２１．７ｇ、亜瀝青炭３０ｇでは１４．３ｇであり、全発酵対象物１１５．２ｇ中のＶＳは４６．８ｇであった。【００５５】
生ごみ、粉砕したトウモロコシの穂軸および包葉および亜瀝青炭に水１８ｇを加えてよく混合して、これに種汚泥９３６ｇ（含水率７０％）をミキサーにてよく混合してから２Ｌのガラス瓶に詰めた。ガラス瓶への合計投入量は１０６９．２ｇで、その全体の含水率は６７．８％であった。これをインキュベータ（５７℃に設定）に１０日間設置した。【００５６】
ガラス瓶の重量を毎日または２日毎に電子天秤にて計測した。初期重量と終了（１０日後）重量の差に０．９を乗じた値をＶＳ分解量とした（すなわち、発生バイオガス中には水分も含まれているので、減量値の１０％が水分であると想定し、測定減量値に０．９を乗じた値を実際のＶＳ分解量とした）。この結果、終了時には最初の重量よりも３６．５ｇ減量していた。従って、メタン菌による分解率は（０．９×減量値／ＶＳ）であり、この実施例では０．７０２であり、７割以上の有機分が高効率で分解されたことが確認できた。【００５７】
また、適宜ガスバッグで発生するガスを補集してガスクロマトグラフィーでガス分析を行った。メタンガス濃度も良好であった。また、硫化水素濃度は非常に低いものであった。
【図１】
0004523044.tif 000002
【図２】
0004523044.tif 000003
【図３】
0004523044.tif 000004