(57)【要約】以下の工程から成る廃棄物処理のプロセス：（ａ）不溶性成分を含む廃棄物を直列に並んだ複数のバイオリアクタを備えた嫌気性バイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持し、それにより廃棄物のｐＨを少なくとも２４時間の間４．９未満に維持する工程；（ｂ）工程（ａ）の後に廃棄物を曝気する工程；および（ｃ）工程（ｂ）の前か後に廃棄物から不溶性成分を取り除く工程。このプロセスはグリーストラップ廃棄物の首尾良い処理も提供する。
2004504942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）不溶性成分を含む廃棄物を直列に並んだ複数のバイオリアクタを備えた嫌気性バイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持し、それにより廃棄物のｐＨを少なくとも２４時間の間４．９未満に維持する工程；
（ｂ）工程（ａ）の後に廃棄物を曝気する工程；および
（ｃ）工程（ｂ）の前か後に廃棄物から不溶性成分を取り除く工程；から成る廃棄物処理のプロセス。
【請求項２】
廃棄物のｐＨを工程（ａ）の間モニタし、ｐＨ低下工程が廃棄物が前記バイオリアクタシステムを通過している時に起こる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
廃棄物のｐＨを工程（ａ）の間モニタし、少なくとも２４時間の間４．９未満にｐＨが維持されている時にはｐＨ低下工程が必要ではない、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
ｐＨ低下工程が工程（ａ）より先に起こる、請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
ｐＨ低下工程は、廃棄物への塩酸、硫酸または硝酸から選択された強い無機酸の追加を含む、請求項２または４に記載のプロセス。
【請求項６】
前記バイオリアクタシステムの各バイオリアクタは、廃棄物を１つのバイオリアクタから隣接するバイオリアクタへと移動させるために、排出管により相互接続されている、請求項１〜５のいずれかに記載のプロセス。
【請求項７】
各バイオリアクタは廃棄物を懸濁物として維持するために廃棄物を振動させる、請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
各バイオリアクタが２５〜４０℃の間で加熱される、請求項６または７に記載のプロセス。
【請求項９】
各バイオリアクタが３０〜４０℃の間で加熱されると共に、サーモスタット制御される、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
第１のバイオリアクタのｐＨが４．８〜５．５の間に維持される、請求項１〜９のいずれかに記載のプロセス。
【請求項１１】
第２のバイオリアクタのｐＨが３．６〜４．９の間に維持される、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
第１のバイオリアクタのｐＨが５．０に維持される、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１３】
第２のバイオリアクタのｐＨが４．０〜４．７の間に維持される、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１４】
第２のバイオリアクタのｐＨが４．３に維持される、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
廃棄物が各バイオリアクタ中で１２〜４８時間保持される、請求項１〜１４のいずれかに記載のプロセス。
【請求項１６】
廃棄物が各バイオリアクタ中で２４時間保持される、請求項１５に記載のプロセス。
【請求項１７】
各バイオリアクタにおける溶存酸素量は０．７ｍｇ／ｌ未満である、請求項１〜１６のいずれかに記載のプロセス。
【請求項１８】
２〜６個のバイオリアクタが存在する、請求項１〜１７のいずれかに記載のプロセス。
【請求項１９】
５個のバイオリアクタが存在する、請求項１８に記載のプロセス。
【請求項２０】
曝気工程（ｂ）が、空気が加圧下でタンクに供給される水中用多孔分散管を有するタンクの中で起こる、請求項１〜１９のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２１】
工程（ｃ）が工程（ｂ）の前に起こる、請求項１〜２０のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２２】
工程（ｃ）が工程（ｂ）の後に起こる、請求項１〜２０のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２３】
廃棄物を、フィルタスクリーンの上か下で洗浄水の作用を受けるフィルタスクリーンに通過させる、請求項２１または２２に記載のプロセス。
【請求項２４】
バイオリアクタシステムに放出される廃棄物の平均乾燥重量が３．５〜８．５の乾燥重量％になる、請求項１〜２３のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２５】
廃棄物の乾燥重量は４．０％である、請求項２４に記載のプロセス。
【請求項２６】
実質的に液体形式のトリグリセリド小滴のエマルションを廃棄物中に生産するために、バイオリアクタシステム内の廃棄物に乳化剤を加える、１〜２５のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２７】
トリアシルグリセロールまたはトリグリセリドを加水分解して長鎖脂肪酸とグリセリンを生産するために、脂肪分解細菌をバイオリアクタシステム内の廃棄物に加える、１〜２６のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２８】
バイオリアクタシステム内の廃棄物にタンパク質分解菌を加える、請求項１〜２７のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２９】
バイオリアクタシステム内の廃棄物に糖分解菌を加える、請求項１〜２８のいずれかに記載のプロセス。
【請求項３０】
バイオリアクタシステム内の廃棄物に糞便を加える、請求項１〜２９のいずれかに記載のプロセス。
【請求項３１】
バイオリアクタシステム内の廃棄物に、各１０００リットルの廃棄物当たり５〜１００ｇ湿重量の糞便を加える、請求項３０に記載のプロセス。
【請求項３２】
廃棄物に、各１０００リットルの廃棄物当たり３０〜４５ｇ湿重量の糞便を加える、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３３】
廃棄物に固形形式の糞便を加える、請求項３０に記載のプロセス。
【請求項３４】
バイオリアクタシステム内の廃棄物にＮ、Ｓ、Ｃ、Ｐ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、ＮａおよびＣｌ−を含む成分を加える、請求項１〜３３のいずれかに記載のプロセス。
【請求項３５】
バイオリアクタシステム内の廃棄物に農業肥料を加える、請求項１〜３４のいずれかに記載のプロセス。
【請求項３６】
バイオリアクタシステムに０．５〜５．０ｍｌ／リットル廃棄物の水酸化アンモニウムを加える、請求項１〜３５のいずれかに記載のプロセス。
【請求項３７】
バイオリアクタシステムに２．０ｍｌ／リットルの水酸化アンモニウムを加える、請求項３６に記載のプロセス。
【請求項３８】
バイオリアクタシステム内の廃棄物に、容易に発酵可能な炭水化物を加える、請求項１〜３７のいずれかに記載のプロセス。
【請求項３９】
バイオリアクタシステムに２〜１２ｍｌ／リットル廃棄物の糖蜜を加える、請求項３８に記載のプロセス。
【請求項４０】
バイオリアクタシステムに７ｍｌ／リットル廃棄物の糖蜜を加える、請求項３９に記載のプロセス。
【請求項４１】
（バイオリアクタシステムに、廃棄物１リットル当たり１〜１０ｍｌの無機酸を加える、請求項５〜４０のいずれかに記載のプロセス。
【請求項４２】
酸の追加後に、廃棄物のｐＨを７．０〜８．０に上げるためにバイオリアクタシステムに廃棄物１リットル当たり５〜２５ｍｌの塩基を加える、請求項４１に記載のプロセス。
【請求項４３】
バイオリアクタシステムに廃棄物１リットル当たり１０ｍｌの塩基を加える、請求項４２に記載のプロセス。
【請求項４４】
バイオリアクタシステムに第２の糞便の注入を加える、請求項３０に記載のプロセス。
【請求項４５】
曝気工程（ｂ）において、揮発性脂肪酸の二酸化炭素と水への酸化を促進するために、曝気容器に、窒素および他の元素を含む栄養素を加える、請求項１〜４４のいずれかに記載のプロセス。
【請求項４６】
（ａ）不溶性成分を含む廃棄物を直列に並んだ複数のバイオリアクタを備えた嫌気性バイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持し、それにより廃棄物のｐＨを少なくとも２４時間の間４．９未満に維持する工程；
（ｂ）バイオリアクタシステム内の廃棄物に、糞便を始めとするリパーゼ供給源を加える工程；
（ｃ）バイオリアクタシステム内の廃棄物のｐＨを６．０〜８．０の値に上げる工程；
（ｄ）工程（ｃ）の後に廃棄物を曝気する工程；および
（ｅ）工程（ｄ）の前か後に、廃棄物から不溶性成分を取り除く工程；から成るグリーストラップ廃棄物の処理のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、糞便、下水、および家庭廃棄物を例とする生物学的廃棄物、ならびにグリーストラップ廃棄物を含む商業および産業廃棄物を含む、廃棄物の処理に適した廃棄物処理プロセスおよびプラントに関する。
【０００２】
以下の工程から成る汚水処理プラントおよびプロセスについて言及しているＰＣＴ国際出願国際公開第ＷＯ９５／２５０７１号を参照することができる：
（ｉ）不溶性成分を含む廃棄物を直列に並んだ複数のバイオリアクタを備えたバイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持する工程；
（ｉｉ）処理された廃棄物中の病原菌の除去用の遊離揮発性脂肪酸を生成するために、ｐＨを４．５より低い値に低下させるべく、処理された廃棄物をバイオリアクタシステムから１または複数の酸性化タンクへと移動させる工程；および
（ｉｉｉ）工程（ｉｉ）の前か後に、不溶性成分を分離する工程。
【０００３】
バイオリアクタシステム内での廃棄物の処理後に遊離揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）による病原菌除去を促進するために、１または複数の酸性化タンクに処理された廃棄物を移動させることは、ＰＣＴ国際出願国際公開第ＷＯ９５／２５０７１号に開示されている本発明の本質的特徴である。
【０００４】
しかしながら、期せずして、グリーストラップを含むある廃棄物に関しては、病原菌の処分または除去に際して、廃棄物をバイオリアクタシステムに通過されている時に少なくとも２４時間、廃棄物のｐＨを４．９より低い値に維持することがより効率的であることが現在分かっている。これは、ＰＣＴ国際出願国際公開第ＷＯ９５／２５０７１号のプロセスの工程（ｉｉ）をなくすことができる廃棄物処理の有効なプロセスを行い、それにより廃棄物処理のより単純で経済的なプロセスを生じさせ得ることを意味している。
【０００５】
したがって、本発明は、次の工程から成る廃棄物処理のプロセスを提供する：
（ａ）不溶性成分を含む廃棄物を直列に並んだ複数のバイオリアクタを備えた嫌気性バイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持し、それにより廃棄物のｐＨを少なくとも２４時間の間４．９未満に維持する工程；
（ｂ）工程（ａ）の後に廃棄物を曝気する工程；および
（ｃ）工程（ｂ）の前か後に廃棄物から不溶性成分を取り除く工程；から成る廃棄物処理のプロセス。
【０００６】
廃棄物は通常、ほとんどの状況で約５．３〜５．８のｐＨを有するため、バイオリアクタシステムに供給されるに先立って、または嫌気性バイオリアクタシステムに通過させる時に、ｐＨ低下工程を受ける必要がある。より好ましくは、ｐＨ低下工程は廃棄物がバイオリアクタシステムを通過している時に起こる。しかしながら、状況によっては、廃棄物の性質のために、バイオリアクタシステムに供給されるに先立って、ｐＨ低下工程が必要でないことが理解されよう。しかしながらそのようなことは比較的稀である。いかなる場合も、廃棄物が嫌気性バイオリアクタシステムを通過している時に廃棄物のｐＨはモニタされることが理解されよう。
【０００７】
通常、ｐＨ低下工程は、塩酸、硫酸または硝酸のような強い無機酸の追加を含む。しかしながらこれによってリン酸、過塩素酸、または同じ効果を達成する強い有機酸のような他の酸の使用が排除されるわけではない。
【０００８】
バイオリアクタシステムは、その内容全体が引用により本明細書に組み込まれるＰＣＴ国際出願国際公開第ＷＯ９５／２５０７１号に記述されているような複数のバイオリアクタを備える。
【０００９】
しかしながら、ＰＣＴ国際出願国際公開第ＷＯ９５／２５０７１号の場合と同様に、廃棄物を１つのバイオリアクタから別のバイオリアクタへと移動させるべく廃棄物を圧送する必要なく１つのバイオリアクタから隣接するバイオリアクタまで速く効率的に廃棄物または流出液を移動させるために、各バイオリアクタを排水管により相互接続することができる。適切には、固形粒子が懸濁状態で維持されるように、各バイオリアクタには、各バイオリアクタの内容物をスラリーまたは懸濁物の形で維持する振動手段が設けられる。
【００１０】
さらに、各バイオリアクタの内容物は加熱手段も受け得る。加熱手段は、１つの形式では、各バイオリアクタの中へおよび各バイオリアクタから外へ蒸気を通過させることにより提供される。しかしながら、電気加熱のような加熱手段の他の形式を採用してもよい。各バイオリアクタ内の温度は適切にサーモスタット制御された手段により、２５〜４０℃、より適切には３０〜４０℃に維持されることが好ましい。
【００１１】
第１のバイオリアクタのｐＨは、４．８〜５．５の間、より好ましくは約５．０に維持されることが好ましい。第２のバイオリアクタのｐＨは、３．６〜４．９の間、より好ましくは４．０〜４．７の間、最も好ましくは約４．３に適切に維持される。各バイオリアクタでの保持時間は１２〜４８時間であることが好ましく、より適切には２４時間である。
【００１２】
本発明のプロセスを受ける廃棄物には、人間または動物の糞便、そして好ましくはリグノセルロースを含む家畜飼料の成分を含み得る家畜飼養場からの糞便が含まれ得る。実際、本発明のプロセスは、炭水化物やタンパク質のような複雑な巨大分子を８個かそれより少ない炭素原子から成る短鎖有機酸に分解する最初の嫌気的発酵工程を必要とする廃棄物の処理において、非常に効率的である。さらに、脂質のような複雑な巨大分子も、９個かそれより多い炭素原子から成る長鎖有機酸とグリセリンに分解され得る。この発酵工程は、通常、二酸化炭素と水に容易に代謝され得る揮発性脂肪酸や長鎖脂肪酸のような有機酸を生産できる、酸生成発酵菌および脂肪分解菌の存在下で起こる。
【００１３】
最初の嫌気的発酵工程では、酸素または空気が各バイオリアクタに導入されるのを防止するように設計された、上述の一連の嫌気性バイオリアクタが使用される。通常、溶存酸素量は非常に低く、０．７ｍｇ／ｌ未満である。したがって、そのようなバイオリアクタは大気から封鎖されてもよい。
【００１４】
多くの、例えば通常２〜６個、より好ましくは３〜６個、適切には５個の嫌気性リアクタの通過後に、そのようにして処理された廃棄物は次に好気性タンクまたは曝気システムに移動され得る。好気性タンクまたは曝気システムは、加圧下でセルに空気を供給する曝気装置または噴流装置に空気ラインが空気または酸素を供給する、１つのセルまたは好気性または通気性の複数のセルを含み得る。通常、曝気装置は拡散で機能し得るが、機械的曝気装置を使用してもよい。曝気装置は、米国特許第５，３８０，４３８号に記述されているような栓流構成であってもよいし、完全混合型気構成であってもよいし、代わりに活性スラッジシステムであってもよい。
【００１５】
最も好ましくは、曝気システムは、空気が加圧下でタンクに供給される、タンクの底部に多孔分散管を有するタンクから構成され得る。
所望の場合、嫌気性バイオリアクタシステムから通過させた後の廃棄物を、スラッジを始めとする固形成分を除去する分離手順にかけてもよい。これは廃棄物をスクリーンに通過させることにより達成され得る。このスクリーンは、スクリーン内に位置する孔または通路で詰まりや妨害が生じるのを防ぐべく、スクリーンの上か下で洗浄水の作用を受ける。好ましくはＢＡＹＬＥＥＮフィルタシステムとして知られているフィルタシステムが使用される。
【００１６】
ここで図１の添付図面に示されている本発明の好ましい実施形態を参照すると、まず、動物飼養場からの糞便や、グリーストラップ廃棄物のような商業または産業廃棄物が、ローディング室１０に送られる。ローディング室１０において、廃棄物は導管１１、１２，１３に沿って貯蔵タンク１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃに運ばれ得る。所望の場合、約２０００−３０００ｍｇ／ｌの低い生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）を有する低強度の有機廃棄物を、導管９を通じて堆肥エリアに送ってもよい。
【００１７】
まず廃棄物を、スプーン、ナイフ、ナット、ボルトなどの大きな異物を除去するために、ハイドロサイクロンか遠心分離機（図示しない）に通過させ得る。ローディング室１０は、さらに、貯蔵タンク１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃに廃棄物を輸送するための浸軟機ポンプを備えてもよい。
【００１８】
各貯蔵タンク１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、例えば動物飼養場からの糞便は１４Ａに、グリーストラップ廃棄物はタンク１４Ｂに、下水廃棄物はタンク１４Ｃに、というように、異なる種類の廃棄物に使用することができる。代わりに、各タンクを、同じ種類の廃棄物や複数の廃棄物の混合物の貯蔵に使用してもよい。
【００１９】
適切な時間の間（例えば１２〜２４時間）保持された後、各タンク１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃからの廃棄物は、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３を各々が備えた別個の導管１５，１６，１７に沿ってポンプＰ１により圧送される。導管１５，１６，１７から廃棄物を集めた後で、ポンプＰ１は集めた廃棄物を導管１８を通じてバイオリアクタ１９に移動させることができる。
【００２０】
代わりに、導管１５，１６，１７のそれぞれに、バイオリアクタ１９に流体を移動させるための自身のポンプが設けられてもよい。
バイオリアクタ１９において、廃棄物は約４．８〜５．５、より適切には５．０のｐＨで維持され得る。通常、バイオリアクタ１９に放出された固形物質の平均乾燥重量は、約３．５〜８．５乾燥重量％であり、より好ましくは４．０乾燥重量％である。
【００２１】
廃棄物の処理に関して、液体（つまり大部分が水）中にトリグリセリド小滴のエマルションを廃棄物中に生産するために、陰イオン、陽イオン、両性イオン、または非イオンの界面活性剤の形をした乳化剤を加えてもよい。これはトリグリセリド小滴にリパーゼの作用をより受けやすくする。好ましくは、乳化剤は、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリルエーテル硫酸ナトリウムまたはラウリル硫酸アンモニウムである。より好ましくは、乳化剤は、ＧＡＲＤＩＮＯＬかまたはＴＥＥＰＯＬの商標で市販されている。しかしながら、セッケン（つまり脂肪酸の金属塩またはアルカノールアミン塩）、アルキルベンゼンスルホン酸塩、Ｃ１４−１６のα−オレフィンスルホン酸塩、またはミリスチルアルコール由来の硫酸アルキルを含めた、他の乳化剤も使用できることが理解されよう。しかしながら、上述のような水中にトリグリセリドエマルションを提供するのに有効な、いかなるタイプの界面活性剤を使用してもよい。
【００２２】
バイオリアクタ１９に脂肪分解菌を加えることも有用である可能性があり、そのような細菌は豚の糞便、牛の糞便、人の糞便、またはそれらの混合物を含む、動物の糞便から得ることができ、最も好ましくは、０〜７日経った動物から得られた糞便から得ることができる。
【００２３】
脂肪分解菌はトリアシルグリセロールまたはトリグリセリドを加水分解して遊離長鎖脂肪酸とグリセリンを生産する。脂肪分解菌の例としては、糞便中に見出だされるベイロネラ（Ｖｅｉｌｌｏｎｅｌｌａ ）属およびアネロビブリオ（Ａｎｅｒｏｖｉｂｒｉｏ ）属の細菌がある。
【００２４】
また、タンパク質の大部分を分岐鎖揮発性脂肪酸とアンモニア窒素に変換するタンパク質分解菌をバイオリアクタ１９に加えてもよい。そのような細菌にはバクテロイデス（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ ）、クロストリジア（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉａ）およびビフィドバクテリウム（Ｂｉｆｉｄｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ）が含まれ、糞便中に一般に見出だされる。
【００２５】
同様に糞便中に見出だされる糖分解菌は、炭水化物を直鎖揮発性脂肪酸に変換する。糖分解菌にはクロストリジア（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉａ）、ブチリビブリオ（Ｂｕｔｙｒｉｖｉｂｒｉｏ）、ストレプトコッカス（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ）、バクテロイデス（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ ）およびメガスフェラ　エルスデニ（Ｍｅｇａｓｐｈｅｒａ ｅｌｓｄｅｎｉｉ ）が含まれる。
【００２６】
糞便は、酸素が豊富な雰囲気中か酸素が欠乏した雰囲気中で活動する通性嫌気性菌もさらに含み、それには例としてエンテロバクテリアカ（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃａｅ ）が挙げられる。そのような細菌は発酵液中の酸素を減少させる。
【００２７】
糞便は、揮発性脂肪酸を生産する加水分解発酵・酸生成細菌もさらに含む。
そのような揮発性脂肪酸には、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、ヘプタン酸およびオクタン酸が含まれる。イソ酪酸とイソ吉草酸のような分岐揮発性脂肪酸も生産され得る。
【００２８】
１０００リットルの廃棄物ごとに、通常、５〜１００ｇ、より好ましくは３０〜４５ｇの湿重量の糞便が、初期接種物としてバイオリアクタ１９に加えられる。代わりに、糞便を固形物として加えてもよい。豚の糞便は脂肪分解菌の良好な供給源であると考えられ、牛の糞便はタンパク質分解菌と糖分解菌の良好な供給源である。
【００２９】
さらに、Ｎ、Ｓ、Ｃ、ＰおよびＫ、ならびにＭｇ、Ｃａ、ＮａおよびＣｌ−を含む成分を加えてもよい。Ｎ、ＰおよびＫの豊富な供給源は、肉粉、血液および骨、尿素および過燐酸塩を始めとする農業肥料である。Ｎの好ましい供給源は水酸化アンモニウムであり、好ましくは、０．５〜５．０ｍｌ／リットル廃棄物がバイオリアクタ１９に加えられる。最も好ましくはこれは２ｍｌ／リットルである。通常、水酸化アンモニウムは、２５％のアンモニア強度を有している。さらに、適切な場合には、米、トウモロコシおよびジャガイモを例とする容易に発酵可能な炭水化物のような炭素源を加えてもよい。糖蜜を使用してもよく、糖蜜の好ましい濃度は２〜１２ｍｌ／リットル廃棄物であり、好ましくは７ｍｌ／リットルである。グリーストラップ廃棄物を処理する時や、曝気した人の下水に由来する活性スラッジ用には、通常糖蜜が使用される。
【００３０】
バイオリアクタ１９に入る廃棄物流の内容は非常に変化しやすいため、上述の成分を加えるべきかどうかチェックするためにモニタされるべきであることを強調しておく。
【００３１】
廃棄物をバイオリアクタ１９に２４時間の間保持した後、上述のように嫌気的発酵を起こさせるために、廃棄物がライン２０を通じてバイオリアクタ２１に移される。廃棄物がバイオリアクタ２１内にあるとき、適切には工業レベルの強度の硫酸である、酸がバイオリアクタ２１に加えられ得る。これはｐＨを約４．０〜４．７に、より適切には４．３に低下させ、廃棄物中の病原菌を殺す際の上述の遊離ＶＦＡの作用を促進する。このｐＨは少なくとも２４時間の間維持される。好ましくは、廃棄物１リットル当たり１〜１０ｍｌの酸が加えられ、より好ましくはこれは５ｍｌ／リットルである。通常、酸は工業グレード（つまり５０％強度）である。
【００３２】
その後、廃棄物はライン２２を通じてバイオリアクタ２３に移され、グリーストラップの場合にはＮａＯＨ、ＫＯＨまたは他の適切な塩基の追加により、廃棄物のｐＨは６．０〜８．０に調節される。通常、廃棄物１リットル当たり５〜２５ｍｌの塩基が加えられ、より好ましくはこれは１０ｍｌ／リットルである。塩基は通常４０％のｗｔ／ｖの強度である。このようなｐＨの上昇は、それが廃棄物流中に存在するリパーゼの活性を促進するという点で重要であり、かくしてトリグリセリドまたはトリアシルグリセロールはグリセリンと、オレイン酸、パルミチン酸、アコニット酸またはラウリン酸のような長鎖脂肪酸とに変換される。
【００３３】
グリーストラップではない廃棄物の場合、バイオリアクタ２３，２５，２７のｐＨは５．８−６．４の間に維持され得る。
必要な場合、バイオリアクタ２３内の廃棄物にも糞便を加えてもよく、これは好ましくは新生仔（０〜７日）豚の糞便のような生理活性のある糞便である。バイオリアクタ１９への糞便の追加に関して上述したのと同様の濃度を加えることができる。
【００３４】
次に廃棄物は、バイオリアクタ２３からライン２４を通ってバイオリアクタ２５に、最後にはライン２６を通ってバイオリアクタ２７に移され得る。５個のバイオリアクタ（つまり１９，２１，２３，２５，２７）の使用は、トリグリセリドの触媒作用における脂肪分解菌の作用を最大限にするのに十分な期間を提供するため好ましい。したがって、この目的を達成するために、各バイオリアクタでの滞留時間は好ましくは２４時間である。
【００３５】
発酵の終わりに、未消化の固形物を含む発酵済み廃棄物は、曝気容器３１，３３，３５に移される。しかしながら、複数の曝気容器が例示されているものの、本発明に関連しては１個の曝気容器のみを利用してもよいことを強調しておく。曝気容器では、ＶＦＡの存在下でＮとＰを除去するためにアシネトバクター（Ａｃ ｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ ）種のような好気性細菌を加えることができる。揮発性脂肪酸や長鎖脂肪酸を二酸化炭素と水に酸化するために、窒素や他の元素のような適切な栄養素を、上述したように同じ濃度でさらに曝気容器に加えてもよい。曝気の合計時間は２〜５日、より好ましくは５日である。
【００３６】
発酵済み廃棄物はライン２８に沿ってフィルタ２９に移されてから、ろ過された廃棄物がライン３０を通じて曝気容器３１に入る。フィルター２９は好ましくは上述のＢＡＹＬＥＥＮフィルタとして知られているフィルタであり、これはスクリーンの基部で固形物を最終的に集めるように細かい霧がスクリーンの下で固形物を洗浄する、約２０〜２００μｍの孔を有するステンレス鋼フィルタの形をしている。ろ液がこの孔を通過する。このフィルタでは、スクリーン上に向けて下方にかつ孔が詰まるのを防ぐために上方に水の噴流が適用される。そのようなフィルタが、本明細書に引用によりその全体が組み込まれるＰＣＴ国際出願国際公開第ＷＯ９８／２３３５７号に記述されている。
【００３７】
代わりに、ネジプレスフィルタが使用されてもよく、放物線状のステンレス鋼スクリーンが使用されてもよい。
代わりに、曝気廃棄物が曝気容器３１，３３，３５を通過し、ライン３２，３４，３６を通過した後、廃棄物が曝気容器３５を通過した後で、そのような曝気廃棄物がフィルタ２９Ａの作用を受けてもよい。この代替例は、ろ過が曝気に先立って起こる場合はかなりの量のＶＦＡと長鎖脂肪酸が分離された固形物に付着する恐れがあるため、フィルタ２９の使用よりも望ましい。これは、処理用のより活性の強いスラッジと、曝気容器３１，３３，３５により酸化されるより薄い残分溶液とを提供し得る。
【００３８】
固形物は、フィルタ２９または２９Ａからライン２９Ｂを通じて堆肥エリア２９Ｃに送られるか、または処理プラントから送られ得る。
曝気の終わりに、未処理廃棄物中の乾燥重量固形物は約７０％だけ減小され、未処理廃棄物の生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）は約９０％だけ減小される。
【００３９】
ライン３６を通じて液体貯蔵タンク３７に通過させた後、ライン３８を通じてタンク３９に通過させる前の一定期間、曝気された液体は貯蔵タンク３７に保持され得る。その後、曝気された液体は、ライン４０，４１を通じて適宜湿地または貯留池に送られ得る。各ライン４０，４１にはバルブＶ４，Ｖ５が設けられる。
【００４０】
図１では、ライン４０，４１がタンク３７から延びた状態で示されており、これは１個の貯蔵タンクのみを使用する場合には適切である。しかしながら、タンク３９を使用する場合、ライン４０，４１はタンク３７ではなくこのタンクに接続してもよい。
【００４１】
貯蔵タンク１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃに関して、これらは４５，０００リットル容量の地上プラスチックタンクであり、２０〜４０℃の温度に維持され得る。
流入廃棄物は２〜５ｍｍの粒径範囲の固形物であり得る。ｐＨは５．８〜６．４であってよく、グリーストラップ廃棄物の場合には５．３〜５．８であってよい。流入廃棄物の温度は２０〜３０℃であり、約７３．５ｌ／時間の設計流を有し得る。
【００４２】
各バイオリアクタ１９，２１，２３，２５，２７は、ＰＣＴ国際出願国際公開第９５／２５０７１号に記述されているのと同じ構造であってよく、従って図１には概略形式でのみ示している。各バイオリアクタの温度は３７℃の温度に維持され得る。
【００４３】
実施例
表１に示されるように４つのサンプルの流動を行なった。流入廃棄物の重量／体積は、５．４６％ｗ／ｖ、５．７６％ｗ／ｖ、５．２７％ｗ／ｖおよび５．４４％ｗ／ｖであった。バイオリアクタ２７ではこれらの量は３．５４％、３．５６％、３．５４％および３．７７％まで減少した。曝気タンク３５の場合にはこれらの量は示されるように１．６〜１．９％に減少した。バイオリアクタ１９と最後の曝気装置の生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）に関する結果が示されており、最後の曝気装置でのスラッジと水の生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）の結果も与えられている。第１の曝気装置、第２の曝気装置および最後の曝気装置に対する揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）の量がミリモルで示されている。第１の曝気装置、第２の曝気装置および最後の曝気装置に対する化学的酸素要求量（ＣＯＤ）値もさらに提供される。
【００４４】
未処理廃棄物の平均ＣＯＤおよびＢＯＤは５２５００ｍｇ／ｌおよび２３８６５ｍｇ／ｌであった。これらの値は廃棄物処理の終わりには１６１００ｍｇ／ｌおよび２９２５ｍｇ／ｌまでそれぞれ減少した。未処理スラッジのＢＯＤは１１９３２５であり、これは１３６７５まで減少した。最終曝気水のＢＯＤは５３０であった。
【００４５】
発酵の終わりに、固形物の乾燥重量％に対する発酵廃棄物の平均結果は３．９６であったが、これは曝気後に１．７８５まで減少した。未処理廃棄物中の脂肪の量は全固形物の５３％であり、このパーセンテージは発酵段階の終わりには３３％に、曝気段階の終わりには５％に減少した。未処理廃棄物の固形物の実際のグラム重量は２．４７であり、これは発酵段階の終わりには１．８５に、曝気段階の終わりには０．８５に減少した。脂肪含有量に関しては、未処理生スラッジでは１．３２ｇであり、これは発酵段階の終わりには０．６／ｇに、曝気段階の終わりには０．０４ｇ減少した。未処理スラッジのＣＯＤ対ＢＯＤの比は２．２：１であり、曝気後にはこの比は５．４：１であった。
【００４６】
図２〜５にこれらの結果をグラフで示す。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態を示す略図。
【図２】処理後グリーストラップ廃棄物の構成成分のＢＯＤ。
【図３】未処理スラッジと処理後スラッジのＢＯＤの比較（平均９０％減小）。
【図４】処理中の廃棄物中の脂肪の減小（平均９０％減小）。
【図５】処理中のグリーストラップ廃棄物の固形物の乾燥重量の減小（平均７０％減小）。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年2月21日(2002.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）不溶性成分を含む廃棄物を嫌気性バイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持し、それにより廃棄物のｐＨを少なくとも２４時間の間４．９未満に維持する工程；
（ｂ）工程（ａ）の後に廃棄物を曝気する工程；および
（ｃ）工程（ｂ）の前か後に廃棄物から不溶性成分を取り除く工程；から成る廃棄物処理のプロセス。
【請求項２】
前記嫌気性バイオリアクタシステムは直列に並んだ複数のバイオリアクタを備える、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
廃棄物のｐＨを工程（ａ）の間モニタし、ｐＨ低下工程が廃棄物が前記バイオリアクタシステムを通過している時に起こる、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項４】
廃棄物のｐＨを工程（ａ）の間モニタし、少なくとも２４時間の間４．９未満にｐＨが維持されている時にはｐＨ低下工程が必要ではない、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項５】
ｐＨ低下工程が工程（ａ）より先に起こる、請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
ｐＨ低下工程は、廃棄物への塩酸、硫酸または硝酸から選択された強い無機酸の追加を含む、請求項３または５に記載のプロセス。
【請求項７】
前記バイオリアクタシステムの各バイオリアクタは、廃棄物を１つのバイオリアクタから隣接するバイオリアクタへと移動させるために、排出管により相互接続されている、請求項２〜６のいずれかに記載のプロセス。
【請求項８】
各バイオリアクタは廃棄物を懸濁物として維持するために廃棄物を振動させる、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
各バイオリアクタが２５〜４０℃の間で加熱される、請求項７または８に記載のプロセス。
【請求項１０】
各バイオリアクタが３０〜４０℃の間で加熱されると共に、サーモスタット制御される、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
第１のバイオリアクタのｐＨが４．８〜５．５の間に維持される、請求項２〜１０のいずれかに記載のプロセス。
【請求項１２】
第２のバイオリアクタのｐＨが３．６〜４．９の間に維持される、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
第１のバイオリアクタのｐＨが５．０に維持される、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１４】
第２のバイオリアクタのｐＨが４．０〜４．７の間に維持される、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１５】
第２のバイオリアクタのｐＨが４．３に維持される、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
廃棄物が各バイオリアクタ中で１２〜４８時間保持される、請求項２〜１５のいずれかに記載のプロセス。
【請求項１７】
廃棄物が各バイオリアクタ中で２４時間保持される、請求項１６に記載のプロセス。
【請求項１８】
各バイオリアクタにおける溶存酸素量は０．７ｍｇ／ｌ未満である、請求項２〜１７のいずれかに記載のプロセス。
【請求項１９】
２〜６個のバイオリアクタが存在する、請求項１〜１８のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２０】
５個のバイオリアクタが存在する、請求項１９に記載のプロセス。
【請求項２１】
曝気工程（ｂ）が、空気が加圧下でタンクに供給される水中用多孔分散管を有するタンクの中で起こる、請求項１〜２０のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２２】
工程（ｃ）が工程（ｂ）の前に起こる、請求項１〜２１のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２３】
工程（ｃ）が工程（ｂ）の後に起こる、請求項１〜２１のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２４】
廃棄物を、フィルタスクリーンの上か下で洗浄水の作用を受けるフィルタスクリーンに通過させる、請求項２２または２３に記載のプロセス。
【請求項２５】
バイオリアクタシステムに放出される廃棄物の平均乾燥重量が３．５〜８．５の乾燥重量％になる、請求項１〜２４のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２６】
廃棄物の乾燥重量は４．０％である、請求項２５に記載のプロセス。
【請求項２７】
実質的に液体形式のトリグリセリド小滴のエマルションを廃棄物中に生産するために、バイオリアクタシステム内の廃棄物に乳化剤を加える、１〜２６のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２８】
トリアシルグリセロールまたはトリグリセリドを加水分解して長鎖脂肪酸とグリセリンを生産するために、脂肪分解細菌をバイオリアクタシステム内の廃棄物に加える、１〜２７のいずれかに記載のプロセス。
【請求項２９】
バイオリアクタシステム内の廃棄物にタンパク質分解菌を加える、請求項１〜２８のいずれかに記載のプロセス。
【請求項３０】
バイオリアクタシステム内の廃棄物に糖分解菌を加える、請求項１〜２９のいずれかに記載のプロセス。
【請求項３１】
バイオリアクタシステム内の廃棄物に糞便を加える、請求項１〜３０のいずれかに記載のプロセス。
【請求項３２】
バイオリアクタシステム内の廃棄物に、各１０００リットルの廃棄物当たり５〜１００ｇ湿重量の糞便を加える、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３３】
廃棄物に、各１０００リットルの廃棄物当たり３０〜４５ｇ湿重量の糞便を加える、請求項３２に記載のプロセス。
【請求項３４】
廃棄物に固形形式の糞便を加える、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３５】
バイオリアクタシステム内の廃棄物にＮ、Ｓ、Ｃ、Ｐ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、ＮａおよびＣｌ−を含む成分を加える、請求項１〜３４のいずれかに記載のプロセス。
【請求項３６】
バイオリアクタシステム内の廃棄物に農業肥料を加える、請求項１〜３５のいずれかに記載のプロセス。
【請求項３７】
バイオリアクタシステムに０．５〜５．０ｍｌ／リットル廃棄物の水酸化アンモニウムを加える、請求項１〜３６のいずれかに記載のプロセス。
【請求項３８】
バイオリアクタシステムに２．０ｍｌ／リットルの水酸化アンモニウムを加える、請求項３７に記載のプロセス。
【請求項３９】
バイオリアクタシステム内の廃棄物に、容易に発酵可能な炭水化物を加える、請求項１〜３８のいずれかに記載のプロセス。
【請求項４０】
バイオリアクタシステムに２〜１２ｍｌ／リットル廃棄物の糖蜜を加える、請求項３９に記載のプロセス。
【請求項４１】
バイオリアクタシステムに７ｍｌ／リットル廃棄物の糖蜜を加える、請求項４０に記載のプロセス。
【請求項４２】
バイオリアクタシステムに、廃棄物１リットル当たり１〜１０ｍｌの無機酸を加える、請求項６〜４１のいずれかに記載のプロセス。
【請求項４３】
工程（ａ）の最中か後に、廃棄物のｐＨを７．０〜８．０に上げるためにバイオリアクタシステムに廃棄物１リットル当たり５〜２５ｍｌの塩基を加える、請求項１〜４２のいずれかに記載のプロセス。
【請求項４４】
バイオリアクタシステムに廃棄物１リットル当たり１０ｍｌの塩基を加える、請求項４３に記載のプロセス。
【請求項４５】
バイオリアクタシステムに第２の糞便の注入を加える、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項４６】
曝気工程（ｂ）において、揮発性脂肪酸の二酸化炭素と水への酸化を促進するために、曝気容器に、窒素および他の元素を含む栄養素を加える、請求項１〜４５のいずれかに記載のプロセス。
【請求項４７】
（ａ）不溶性成分を含む廃棄物を嫌気性バイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持し、それにより廃棄物のｐＨを少なくとも２４時間の間４．９未満に維持する工程；
（ｂ）バイオリアクタシステム内の廃棄物に、糞便を始めとするリパーゼ供給源を加える工程；
（ｃ）バイオリアクタシステム内の廃棄物のｐＨを６．０〜８．０の値に上げる工程；
（ｄ）工程（ｃ）の後に廃棄物を曝気する工程；および
（ｅ）工程（ｄ）の前か後に、廃棄物から不溶性成分を取り除く工程；から成るグリーストラップ廃棄物の処理のプロセス。
【請求項４８】
前記嫌気性バイオリアクタシステムは直列に並んだ複数のバイオリアクタを備える、請求項４７に記載のプロセス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
したがって、本発明は、次の工程から成る廃棄物処理のプロセスを提供する：
（ａ）不溶性成分を含む廃棄物を任意選択で直列に並んだ複数のバイオリアクタを備えた嫌気性バイオリアクタシステムに通過させ、不溶性成分を廃棄物中の懸濁物として維持し、それにより廃棄物のｐＨを少なくとも２４時間の間４．９未満に維持する工程；
（ｂ）工程（ａ）の後に廃棄物を曝気する工程；および
（ｃ）工程（ｂ）の前か後に廃棄物から不溶性成分を取り除く工程；から成る廃棄物処理のプロセス。




【国際調査報告】
2004504942.tif 000033
2004504942.tif 000034