(57)【要約】【課題】自然環境に悪影響を与えることなく、植物資材を効率よく液状化処理することができ、分解処理の過程で生じる処理水の有効活用が可能な、植物資材の処理方法を提供すること。【解決手段】植物資材に加水し微粉砕して溶液状の植物資材を生成する前処理工程と、前処理工程で生成した溶液状の植物資材と、固液分離工程から送られる汚泥状物質を含む混合液とを撹拌混合し、当該工程内に棲息する土壌性微生物及びその微生物代謝産物と主に生物化学的反応をする予備反応工程と、予備反応工程で生成した汚泥状物質を含む混合液と、固液分離工程から送られる汚泥状物質を含む混合液とを撹拌混合し、当該工程内に棲息する土壌性微生物及びその微生物代謝産物と主に物理化学的反応を惹起する反応工程と、反応工程で生成した処理水を固液分離する固液分離工程と、からなり、固液分離工程で分離した汚泥状物質を含む混合液を予備反応工程と反応工程に環流しつつ、各工程を同時に並行して行うことを特徴とする、植物資材の処理方法である。【選択図】図１
2007090272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物資材の処理方法であって、
植物資材に加水し微粉砕して溶液状の植物資材を生成する前処理工程と、
前処理工程で生成した溶液状の植物資材と、固液分離工程から送られる汚泥状物質を含む混合液とを撹拌混合し、当該工程内に棲息する土壌性微生物及びその微生物代謝産物と主に生物化学的反応をする予備反応工程と、
予備反応工程で生成した汚泥状物質を含む混合液と、固液分離工程から送られる汚泥状物質を含む混合液とを撹拌混合し、当該工程内に棲息する土壌性微生物及びその微生物代謝産物と主に物理化学的反応を惹起する反応工程と、
反応工程で生成した処理水を固液分離する固液分離工程と、からなり、
固液分離工程で分離した汚泥状物質を含む混合液を予備反応工程と反応工程に環流しつつ、各工程を同時に並行して行うことを特徴とする、
植物資材の処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の植物資材の処理方法において、固液分離工程で分離した処理水を河川への放流水あるいは再利用水として回収することを特徴とする、植物資材の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物資材（刈芝・刈草・枝葉材など）の処理方法に関し、特に、植物資材の分解処理及び分解処理工程で生じる処理水の有効利用を図るための、植物資材の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、刈芝・刈草等の植物資材の廃棄処理方法として、焼却処分や、資源の循環を目的として堆肥化される方法が一般的であった。
特にゴルフ場やサッカー場、公園などでは、日々大量の刈芝・刈草等が発生するため、刈芝・刈草等を業者に依頼して焼却処分を行ったり、堆肥装置を導入する等の対策を講じていた。
【特許文献１】特開２００４−０５０１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の焼却処分や堆肥化には、以下のような問題があった。
＜１＞焼却処分は、焼却時に二酸化炭素が発生するほか、ダイオキシン等の有害ガスが発生する場合もあり、地球温暖化や自然環境の悪化につながる。
【０００４】
＜２＞堆肥化は、完成した堆肥の品質の悪さ、食品残渣及び生ゴミ堆肥等との競合などの理由からなかなか思うように再利用が進まない問題があった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、自然環境に悪影響を与えることなく、植物資材を効率よく液状化処理することができ、分解処理の過程で生じる処理水の有効活用が可能な、植物資材の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】
【０００６】
上記のような課題を解決するために、本願の第１発明は、植物資材の処理方法であって、植物資材に加水し微粉砕して溶液状の植物資材を生成する前処理工程と、前処理工程で生成した溶液状の植物資材と、固液分離工程から送られる汚泥状物質を含む混合液とを撹拌混合し、当該工程内に棲息する土壌性微生物及びその微生物代謝産物と主に生物化学的反応をする予備反応工程と、予備反応工程で生成した汚泥状物質を含む混合液と、固液分離工程から送られる汚泥状物質を含む混合液とを撹拌混合し、当該工程内に棲息する土壌性微生物及びその微生物代謝産物と主に物理化学的反応を惹起する反応工程と、反応工程で生成した処理水を固液分離する固液分離工程と、からなり、固液分離工程で分離した汚泥状物質を含む混合液を予備反応工程と反応工程に環流しつつ、各工程を同時に並行して行うことを特徴とする、植物資材の処理方法を提供するものである。
【０００７】
また、本願の第２発明は、本願の第１発明に記載の植物資材の処理方法において、固液分離工程で分離した処理水を河川への放流水あるいは再利用水として回収することを特徴とする、植物資材の処理方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果を得ることができる。
＜１＞固液分離工程にて固液分離した汚泥状物質を含む混合液を環流することにより、植物資材を完全又はほぼ完全に処理することができ、植物資材転換余剰物の発生量を抑えることができる。
＜２＞植物資材の処理過程で生じる処理水を回収し、資源として農地などへ再利用できる。
＜３＞ダイオキシンなどの有害ガスや二酸化炭素の発生が抑制でき、自然環境に悪影響を与えることがなく、地球温暖化の防止、自然環境の保護に寄与する。
【０００９】
＜４＞焼却処分と比較してコストを低く抑えることができる。
【００１０】
＜５＞液化処理施設（工程）の運用は芝や草が成長する時期と平行するため、冬期の運用がなく効率的な施設の維持が可能となりランニングコストの抑制にも影響が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【実施例】
【００１２】
＜１＞全体構成
図１に本発明の植物資材の処理方法の工程図を示す。
図１に示すように、本発明の植物資材の処理方法は、植物資材に加水し微粉砕して溶液状の植物資材を生成する前処理工程Ａと、前処理工程Ａで生成した溶液状の植物資材と、固液分離工程Ｄから送られる汚泥状物質を含む混合液とを撹拌混合し、当該工程内に棲息する土壌性微生物及びその微生物代謝産物と主に生物化学的反応をする予備反応工程Ｂと、予備反応工程Ｂで生成した汚泥状物質を含む混合液と、固液分離工程Ｄから送られる汚泥状物質を含む混合液とを撹拌混合し、当該工程内に棲息する土壌性微生物及びその微生物代謝産物と主に物理化学的反応を惹起する反応工程Ｃと、反応工程Ｃで生成した処理水を固液分離する固液分離工程Ｄと、からなる。
また、固液分離工程Ｄで分離した汚泥状物質を含む混合液を予備反応工程Ｂと反応工程Ｃに環流しつつ、各工程を同時に並行して行うものである。
【００１３】
図２に本発明の植物資材の処理方法に使用する処理装置の一例の概略図を示す。
本発明の植物資材の処理装置は、粉砕手段１と、予備反応槽２と、反応槽３と、固液分離槽４及び返送ポンプ５及び環流路６で構成される。
粉砕手段１の処理水は、図示しない定量送液ポンプにより予備反応槽２に一定量供給できるようになっている。
また、固液分離槽４の底部には環流路６を設け、汚泥状物質を含む混合液は返送ポンプ５によって予備反応槽２、反応槽３へと返送するように構成されている。
【００１４】
＜２＞前処理工程Ａ
植物資材には刈芝や刈草と水分を混合し、ミキサなどの粉砕機で微粉砕を行い液状化する。これは、植物資材に親水性を持たせると同時に分解しやすくすること、植物資材が含有する有機質を分離させること等を目的としたものである。
また、繊維状物質であるリグニン、セルロースなどが剪断され繊維細胞の破壊と共に構成細胞も破壊されるため、植物資材の表面積が拡大し、短時間でスムーズに予備反応工程Ｂ及び反応工程Ｃにて処理を行うことができる。
【００１５】
また、植物資材だけでは水分が不足し粉砕手段１を通りにくいため、水分を適宜加えながら粉砕を行う。しかし植物資材が有する水分量が毎回異なる可能性があるため、刈芝・刈草の重量の3倍量を目安として水分量を調節することが望ましい。
この水分量を調整する意味は粉砕された溶液状の植物資材の濃度を均一化するためである。
【００１６】
＜３＞予備反応工程Ｂ
予備反応工程Ｂでは、前処理工程Ａで生成した溶液状の植物資材と、固液分離工程Ｄから送られる汚泥状物質を含む混合液とを撹拌混合し、当該工程内に棲息する土壌性微生物及びその微生物代謝産物との生物化学的反応を惹起させ、粉砕された溶液状の植物資材の処理が開始される。
当該工程によって粉砕された溶液状の植物資材に含有される有機質が５０％以上除去され、次工程の反応工程Ｃへ送られる。
予備反応工程Ｂに用いる微生物は、自然界に棲息する一般土壌性細菌などの一般に周知の土壌性細菌群であればよく、特に限定されるものではない。
また、処理水に含まれる土壌微生物の代謝レベルの活性化には、活性剤などを用いずに、各工程の運用条件の設定を変えることによっても行うことができる。
【００１７】
＜４＞反応工程Ｃ
反応工程Ｃでは、予備反応工程Ｂで生成した汚泥状物質を含む混合液と、固液分離工程Ｄから送られる汚泥状物質を含む混合液とを撹拌混合し、当該工程内に棲息する土壌性微生物及びその微生物代謝産物との物理化学的反応を惹起させることを主な目的とする。当該工程によって残余有機質等の処理が行われ、次工程の固液分離工程Ｄへ送られる。
なお、反応工程Ｃに用いる微生物も自然界に棲息する一般土壌性細菌などの一般に周知の土壌性細菌群であればよく、特に限定されるものではない。
【００１８】
＜５＞固液分離工程Ｄ
固液分離工程Ｄでは平膜を用いて固液分離し、平膜通過液を処理水として流出させる。
固液分離工程Ｄによって分離された汚泥状物質を含む混合液は、予備反応工程Ｂと、反応工程Ｃに返送する。当該返送によって、汚泥が有効に分配できるほか、窒素負荷の低減を図ることができる。
【００１９】
本発明の植物資材の処理方法を実施した際の実験結果を図３に示す。
本発明の植物資材の処理方法では、刈芝・刈草などの植物資材を微粉砕したものを処理水の原水として１日１回２５リットルを前処理工程Ａに負荷して行った。
【００２０】
（１）ｐＨ
各工程を経由するにつれてｐＨ値は全体的に上昇し、固液分離工程で分離された処理水のｐＨ値は７．５〜８．５程度で推移した。
【００２１】
（２）生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）
前処理工程Ａにおける原水のＢＯＤ濃度は１１０００ｍｇ／Ｌであったが、最終的には固液分離工程Ｄで分離された処理水のＢＯＤ値は、ほぼ１．０ｍｇ／Ｌ〜５．０ｍｇ／Ｌ程度となり、良好な処理が行われた。
【００２２】
（３）化学的酸素要求量（ＣＯＤ）
前処理工程Ａにおける原水のＣＯＤ濃度は１２０００ｍｇ／Ｌであったが、最終的には固液分離工程Ｄで分離された処理水のＣＯＤ値は、ほぼ２００ｍｇ／Ｌ〜３５０ｍｇ／Ｌ程度となり、良好な処理が行われた。
【００２３】
（４）大腸菌群
固液分離工程Ｄ後の処理水においては、大腸菌群はほとんど検出されずほとんど問題のない値となっていた。
【００２４】
（５）汚泥転換率
図３の反応工程Ｃに汚泥転換率を示す。汚泥転換率は、流入総負荷（ＢＯＤ量とＳＳ量の総和）に対する余剰汚泥の発生量を示す値である。本発明に係る処理方法によれば、汚泥転換率は２０％以下となり汚泥発生量が低く抑えることができる。
【００２５】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の植物資材の処理方法の工程図。
【図２】本発明の植物資材の処理方法に使用する処理装置の一例の概略図。
【図３】本発明の実施例の実験結果を示す図。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ・・・前処理工程
Ｂ・・・予備反応工程
Ｃ・・・反応工程
Ｄ・・・固液分離工程
１・・・粉砕手段
２・・・予備反応槽
３・・・反応槽
４・・・固液分離槽
５・・・返送ポンプ
６・・・環流路
【図１】
2007090272.tif 000003
【図２】
2007090272.tif 000004
【図３】
2007090272.tif 000005