| 【発明の名称】 |
嫌気発酵処理システム及び嫌気発酵処理方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】河野 孝志
【氏名】平尾 知彦
【氏名】益田 光信
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| 【要約】 |
【課題】外部から系内への水供給量を低減し、排水処理設備の全体を小規模にすることによって処理コストを低減できる嫌気発酵処理システム及び嫌気発酵処理方法を提供する。
【解決手段】有機廃棄物を含む被処理物を混合する混合槽１と、この混合槽１により混合された被処理物を嫌気発酵処理する嫌気発酵槽２と、嫌気発酵した被処理物を脱水する脱水装置３と、この脱水装置３によって脱水処理された処理水を脱窒処理する脱窒処理設備４と、この脱窒処理設備４にて脱窒処理された脱窒処理水の一部を混合槽１に送給する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 有機廃棄物を含む被処理物を混合する混合槽と、この混合槽により混合された被処理物を嫌気発酵処理する嫌気発酵槽と、嫌気発酵した前記被処理物を脱水する脱水装置と、この脱水装置によって脱水処理された処理水を脱窒処理する脱窒処理設備と、この脱窒処理設備にて脱窒処理された脱窒処理水の一部を前記混合槽に送給する嫌気発酵処理システム。
【請求項２】 前記脱窒処理設備にて処理された脱窒処理水を固液分離する膜分離装置を有していて、この膜分離装置により分離された固形分は前記脱窒処理設備にフィードバックされて更に処理されると共に、前記膜分離装置を透過した分離液を処理する二次処理設備を備える請求項１の嫌気発酵処理システム。
【請求項３】 有機廃棄物を含む被処理物を混合槽にて混合し、混合された被処理物を嫌気発酵処理し、嫌気発酵した被処理物を脱水処理し、脱水処理された処理水を脱窒処理設備にて脱窒処理すると共に、脱窒処理された脱窒処理水の一部を前記混合槽に送給する嫌気発酵処理方法。
【請求項４】 脱窒処理された前記被処理物を、膜分離装置を用いて固液分離し、分離された固形分を前記脱窒処理設備にフィードバックすると共に、前記膜分離装置を透過した分離液を二次処理設備にて処理する請求項３の嫌気発酵処理方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は嫌気発酵処理システム及び嫌気発酵処理方法に関し、詳しくは、生ゴミ等の有機廃棄物を含む被処理物を低コストで処理可能な嫌気発酵処理システム及び嫌気発酵処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】生ゴミ、蓄糞、草木類、各種汚泥などの有機廃棄物処理システムとして、バクテリアを利用するいわゆる微生物利用技術が行われていて、微生物の発酵作用により、堆肥（コンポスト）を得る方法、発生したメタン等のガスを燃料として用いるシステム等がある。これには、分子状酸素の存在下で処理を行う好気性発酵と、分子状酸素を必要としない嫌気性発酵があり、処理速度が早い等の理由から前者が多く採用されてきた。
【０００３】しかしながら、好気性発酵により好気性コンポストを得る場合、常に酸素を送給する必要上、送風時に臭気が飛散するという問題があり、環境上、好ましいものではなく、改良の要請が強い。
【０００４】一方、密閉したシステムで処理して得られる嫌気性発酵ガスでは、そのような問題がなく、しかも消化残渣もほとんど臭気を発しないため、最近、嫌気性発酵システムが注目を集めるに至っている。
【０００５】ところで、嫌気性発酵は有機物を主としてメタンと二酸化炭素に分解するが、同時にタンパク質由来の窒素分からアンモニアが生成し、高温発酵を行う場合などに生成したアンモニアが増加すると、嫌気性発酵自体に障害をもたらす。その対策としては、図２に示すように、アンモニアが水溶性であることを利用して、発生するアンモニアを水で希釈する方法が採用されている。
【０００６】すなわち、被処理物と水とを混合槽１０にて混合し、十分混合されると、混合物を嫌気発酵槽１１に送給し、発酵が終了すると、脱水装置１２にて被処理物を脱水して固液分離し、固体分である脱水残渣は取り出されると共に、排水は脱窒処理設備などからなる排水処理設備１３に送られて無害化処理された後、放流される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水を導入して希釈する方法は、外部から水を系内に導入するための配水設備を必要とするほか、脱水処理量、排水処理量共に増大し、それだけ脱水処理と排水処理に時間とコストを要するので、処理効率を高めるべく、さらには処理コストを低減すべく、改善の要請は強いものがあった。
【０００８】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、外部から系内への水供給量を低減し、排水処理設備の全体を小規模にすることによって処理コストを低減できる嫌気発酵処理システム及び嫌気発酵処理方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る嫌気発酵処理システムの特徴構成は、有機廃棄物を含む被処理物を混合する混合槽と、この混合槽により混合された被処理物を嫌気発酵処理する嫌気発酵槽と、嫌気発酵した前記被処理物を脱水する脱水装置と、この脱水装置によって脱水処理された処理水を脱窒処理する脱窒処理設備と、この脱窒処理設備にて脱窒処理された脱窒処理水の一部を前記混合槽に送給することにある。
【００１０】この構成によれば、従来技術における嫌気発酵処理のように、混合層に被処理物と共に水を導入する必要がなく、そのための配水設備も不要であり、システム全体の設備コストを低減できると共に、本システムを通流する水の総計を少なくできるので、処理が終了して放流するための排水処理設備を小規模のものとすることができてシステム全体に要するコストを低減できる。それでいて、嫌気発酵処理によって生じるアンモニアに対する悪影響を極力防止できる。その結果、本発明によれば、外部から系内への水供給量を低減し、排水処理設備の全体を小規模にすることによって処理コストを低減できる嫌気発酵処理システムを提供することができた。
【００１１】前記脱窒処理設備にて処理された脱窒処理水を固液分離する膜分離装置を有していて、この膜分離装置により分離された固形分は前記脱窒処理設備にフィードバックされて更に処理されると共に、前記膜分離装置を透過した分離液を処理する二次処理設備を備えることが好ましい。
【００１２】この構成によれば、容易に放流基準を満たすことができる。二次（排水）処理設備としては、種々の設備を採用できるが、例えば高度処理（凝集・活性炭吸着処理など）を実施可能な設備などが考えられる。
【００１３】本発明に係る嫌気発酵処理方法の特徴構成は、有機廃棄物を含む被処理物を混合槽にて混合し、混合された被処理物を嫌気発酵処理し、嫌気発酵した被処理物を脱水処理し、脱水処理された処理水を脱窒処理設備にて脱窒処理すると共に、脱窒処理された脱窒処理水の一部を前記混合槽に送給することにある。
【００１４】この構成によれば、外部から系内への水供給量を低減し、排水処理設備の全体を小規模にすることによって処理コストを低減できる嫌気発酵処理方法を提供することができる。
【００１５】脱窒処理された前記被処理物を、膜分離装置を用いて固液分離し、分離された固形分を前記脱窒処理設備にフィードバックすると共に、前記膜分離装置を透過した分離液を二次処理設備にて処理することが好ましい。
【００１６】この構成によれば、処理後の処理水を無害化して容易に放流基準を満たすことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る嫌気発酵処理システムの概略全体構成ブロック図を示す。この嫌気発酵処理システムは、生ゴミなどの有機廃棄物を多量に含む被処理物を混合して嫌気発酵するのに最適な含水率に混合・調整する混合槽１と、混合・調整された被処理物を嫌気発酵して処理する嫌気発酵槽２と、嫌気発酵が終了した被処理物を脱水する脱水装置３とを備えると共に、更に、脱水装置３によって脱水処理された処理水を送給して脱窒処理する脱窒処理設備４が設けられている。脱水装置３によって生じた脱水残渣については、堆肥などとして利用される。
【００１８】そして、脱窒処理設備４にて脱窒処理される際に生じる脱窒処理水の一部を混合槽１に送給するようになっていると共に、脱窒処理物は更に膜分離装置５に送給されて固液分離され、固形分は再度脱窒処理設備４にフィードバックされて処理が続行され、膜を透過した分離水は二次（排水）処理設備６にて、放流基準にあわせて必要に応じ高度処理（凝集・活性炭吸着処理など）がなされて、放流される。脱窒処理水の一部を混合槽１に送給するに際して、その送給量は、被処理物の種別、量、性状などによって生じるアンモニアの量により、適宜変更することが好ましく、その場合、嫌気発酵槽２にアンモニアセンサー等を設けておき、アンモニア発生量をモニターしつつ、混合槽１に送給する送給量を弁操作などによって自動的に制御するようにすることができる。
【００１９】このように、系内の処理水を循環使用する構成とすることにより、配管設備を新たに設置して系外からの水を導入する必要がなく、そのための設備コストを削減できると共に、脱水処理、排水処理自体の処理量を極力少なくできて、二次処理設備などを小規模のものにすることができるので処理コストを低減でき、しかも発生したアンモニアによる悪影響を確実に少なくできる。
【００２０】嫌気発酵槽２としては、特に限定されるものではなく、外気を遮断して密閉可能になっていると共に内部で嫌気性菌が繁殖可能な機構を有し、被処理物を投入・落下させるようになっている縦型槽、あるいは槽内部に挿入されて嫌気性菌を保持可能な固定床を有すると共に、槽内の入口側から出口側に向けて被処理物を送給する送給手段と接続可能になっている横型槽などであってもよい。そして、槽内を攪拌できる機構、温調可能な加熱機構などを有していることが好ましい。
【００２１】脱水装置３についても、特に限定されるものではなく、減圧手段を備えた装置、プレス機構を備えた装置、遠心脱水装置など、種々のタイプのものを使用することができる。
【００２２】脱窒処理設備４も、特に限定されるものではないが、アンモニア性窒素を硝化細菌によって酸化し、亜硝酸性窒素あるいは硝酸性窒素に変換させ、その後脱窒菌により窒素ガスに変換させる装置などを使用できる。
【００２３】膜分離装置５としては、脱窒処理された処理水を膜による分離作用により固液分離するものであれば、特に限定されるものではなく、その分離能力も脱窒処理設備４にて脱窒処理される際に生じる脱窒処理水の内、混合槽１に送給された残りの脱窒処理水を処理できる程度でよい。
【００２４】〔別実施の形態〕
（１）上記実施形態において、嫌気発酵槽に嫌気性菌の繁殖を促進可能な各種副資材（剪定枝、紙など）、構造材などを予め投入しておき、処理速度を速めるようにしてもよく、また嫌気発酵槽から発生するバイオガスを取り出し、これを燃料などとして有効利用する装置構成を付加してもよい。嫌気発酵槽に投入される構造材としては、嫌気性菌が住み着き易い多孔質構造材、例えばゼオライト等のセラミック、発泡樹脂、繊維塊などを使用できる。
【００２５】（２）本発明に適用される被処理物としては、生ゴミに以外に、鶏糞、牛糞などの各種畜糞、更に、浄水場や下水処理場で発生する汚泥、産業廃水処理汚泥、埋め立て廃水処理汚泥、し尿処理汚泥などの泥状物質、草木類、紙類などを挙げることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１３３０３２
【氏名又は名称】株式会社タクマ
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| 【出願日】 |
平成１３年６月８日（２００１．６．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９２２６６
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 崇生 （外４名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３６１２１９（Ｐ２００２−３６１２１９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１２月１７日（２００２．１２．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１７３８５１（Ｐ２００１−１７３８５１） |
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