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有機性廃棄物の処理方法および処理システム 新技術説明会

国内特許コード P06P003850
掲載日 2006年8月18日
出願番号 特願2005-018951
公開番号 特開2006-205017
登録番号 特許第4512823号
出願日 平成17年1月26日(2005.1.26)
公開日 平成18年8月10日(2006.8.10)
登録日 平成22年5月21日(2010.5.21)
発明者
  • 西尾 尚道
  • 中島田 豊
  • 正岡 淑邦
出願人
  • 国立大学法人広島大学
発明の名称 有機性廃棄物の処理方法および処理システム 新技術説明会
発明の概要

【課題】 湿式および乾式メタン発酵において、アンモニアおよび水素によるメタン発酵の阻害を防止しメタン発酵の高速処理を可能とする。
【解決手段】 有機性廃棄物を可溶化し、アンモニアおよび水素を生成させ、生成した水素およびアンモニアを除去し、アンモニアおよび水素が除去された、可溶化された有機性廃棄物をメタン発酵処理する。
【選択図】 なし

従来技術、競合技術の概要


生ごみ、都市下水汚泥、食品廃棄物、家畜糞尿、下水余剰汚泥等の有機性廃棄物をメタン生成菌により嫌気条件下で分解するメタン発酵処理が実用化されている。かかるメタン発酵処理は、有機性廃棄物の減容化とともに、分解により得られるメタンガスを含むバイオガスを有効利用することができる優れた処理方法である。



しかし、メタン発酵はアンモニアおよび水素による阻害を受けやすい。それゆえ、従来のメタン発酵処理は、水素発酵およびアンモニア発酵が抑えられる条件下で行っており、低速処理を余儀なくされている。



アンモニアによるメタン発酵阻害については、かかる問題を解決するためのひとつの方策として、メタン発酵の前段にアンモニア生成槽を設け、被処理物からアンモニアをまず生成させ、その後生成したアンモニアを除去することにより、後段のメタン発酵の促進を図る方法が開示されている(例えば、特許文献1等参照。)。



ところで、メタン発酵は、通常、水分を加え、固形分量10重量%以下で発酵するいわゆる湿式メタン発酵が行われている(例えば、非特許文献1参照。)。しかし、湿式メタン発酵には、加水するために処理容量が増加することや、攪拌のためのエネルギーを要することや、さらには余剰汚泥の固液分離および水質汚濁対策が必要である等の問題点がある。



そこで、かかる問題点を解決すべく、固形分量20~40重量%で発酵する乾式メタン発酵方法の研究がさかんに行われている(例えば、特許文献2~4等参照。)。乾式メタン発酵は、処理容量が小さく、処理後の固液分離を必要としない方法であるが、有機性廃棄物の水分含量が低いため、有機性廃棄物から生成したアンモニアや水素が、メタン発酵を阻害する濃度に達しやすく、メタン生成が停止してしまう。アンモニアによる乾式メタン発酵の阻害については、メタン発酵の阻害を低減するために、特許文献2では、処理する有機性廃棄物に固形の副資材を混合したり、特許文献3、4では、紙や草等の繊維含有有機物等を添加することで有機性廃棄物のC/N比が20~250となるように調製することが提案されている。

【特許文献1】特開2004-24929号公報(平成16年(2004)1月29日公開)

【特許文献2】特開平11-309493号公報(平成11年(1999)11月9日公開)

【特許文献3】特開2001-347247号公報(平成13年(2001)12月18日公開)

【特許文献4】特開2002-52398号公報(平成14年(2002)2月19日公開)

【非特許文献1】「家畜排泄物などの中・高温メタン発酵処理および消化ガス発電システムの運転実績と液肥利用、家畜排泄物の処理・リサイクルとエネルギー利用」p59,エヌ・ティー・エス,2004年

産業上の利用分野


本発明は、有機性廃棄物の処理方法および処理システムに関するものであり、特に有機性廃棄物の湿式および乾式メタン発酵において、アンモニアおよび水素によるメタン発酵の阻害を防止しメタン発酵の高速処理を可能とすることができる有機性廃棄物の処理方法および処理システムに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
有機性廃棄物を嫌気消化する有機性廃棄物の処理方法であって、
有機性廃棄物を可溶化し、上記有機性廃棄物中の全窒素量の50モル%以上が遊離アンモニアに変換されるまでアンモニアおよび水素を生成させる第1発酵工程と、
上記第1発酵工程で生成した上記水素を除去する水素除去工程と、
上記第1発酵工程で生成した上記アンモニアを除去するアンモニア除去工程と、
上記アンモニアおよび上記水素が除去された、可溶化された有機性廃棄物をメタン発酵処理する第2発酵工程とを含み、
上記第1発酵工程は、56℃以上、80℃以下の温度で行うことを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。

【請求項2】
上記第発酵工程を30℃以上、60℃以下の温度で行うことを特徴とする請求項1に記載の有機性廃棄物の処理方法。

【請求項3】
上記有機性廃棄物の固形分量は、10重量%以上、40重量%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の有機性廃棄物の処理方法。

【請求項4】
有機性廃棄物を嫌気消化する有機性廃棄物の処理システムであって、
有機性廃棄物を可溶化し、上記有機性廃棄物中の全窒素量の50モル%以上が遊離アンモニアに変換されるまでアンモニアおよび水素を生成させる第1発酵槽と、
当該第1発酵槽で生じた上記水素を除去する水素除去装置と、
当該第1発酵槽で生じた上記アンモニアを除去するアンモニア除去装置と、
上記アンモニアおよび上記水素が除去された、可溶化された有機性廃棄物をメタン発酵処理する第2発酵槽とを含み、
上記第1発酵槽は、その槽内を56℃以上、80℃以下の温度に保持する温度調節装置を備えていることを特徴とする有機性廃棄物の処理システム。

【請求項5】
上記第発酵槽は、その槽内を30℃以上、60℃以下の温度に保持する温度調節装置を備えていることを特徴とする請求項4に記載の有機性廃棄物の処理システム。
産業区分
  • 処理操作
  • 無機化合物
  • 微生物工業
  • 衛生設備
  • 廃棄物処理
  • 省エネルギー
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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14545_01SUM.gif
出願権利状態 権利存続中


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