JP2000506828A - 有機性廃棄物利用の方法及びプラント並びに新規のバイオガスプラント - Google Patents
有機性廃棄物利用の方法及びプラント並びに新規のバイオガスプラントInfo
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、発酵とコンポスト化を組み合わせて使うことにより有機性廃棄物を利用するプラントに関するものであり、前記プラントは、配管(2)を介して発酵基質タンク(3)に接続される、低度構造型有機性廃棄物の発酵用のバイオガスプラント(1)を包含し、前記タンク(3)が、高度構造型有機性廃棄物をコンポスト化するための多段式コンポスト化装置(5)および/または汚染された高度構造型有機性廃棄物ばかりでなく家庭の生物学的ゴミからの廃棄物も必要に応じてコンポスト化するための密閉式コンポスト化装置(6)に配管(4)を介して接続されることを特徴とする。本発明は、また、適切な利用方法及び新規のバイオガスプラント(1)にも関する。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、低度構造型(poorly structured)及び高度構造型(highly structuer
d)有機性廃棄物の同時利用のプラントに関するものであり、このプラントは極め
て種々の廃棄物負荷を処理でき、かつ増加しつつある廃棄物の量と種類に対して
柔軟に対応できる。
本発明は、また、有機性廃棄物の適切な利用方法、及び有機性廃棄物の2工程
発酵の新規のバイオガスプラントに関するものであり、このプラントは、前記プ
ラントの1つの成分としても、或いは前述のプラントとは無関係にも使用できる
。
有機性廃棄物は、地域共同体や産業界でいろいろな形や組成物で発生し、容易
に分別収集できる:即ち
− 家庭のゴミ入れ缶からの有機性成分;
− 生木の切れ端及びその他の破片(園芸、公園及び街路樹からの小枝)
− 建築用壁厚板や市販のパレットのような汚染されていない廃木材の切れ端
;
− 含浸剤(例えば、タール油やホルムアルデヒド)及び着色剤で汚染された
建築物の解体物ばかりでなく古びた枕木からの廃木材の切れ端;
− タール油、鉱油炭化水素又は他の有機物で汚染された土壌;
− 農業だけでなく、食堂の調理場、食肉処理場、製酪業、中央市場、及び食
品を作ったり加工したりする工場からばかりでなく農業からも出る食物の残り物
、食品の屑及び野菜の屑;
− 沈澱汚泥;
− 化学、薬学及び化粧品業からの脂肪、有機溶媒及びその他の有機性残留物
;
− 利用される動物類の死骸;
ゴミ投棄場に生物分解性廃棄物を投棄すると危険を引き起こしたり環境に悪影
響を及ぼすので、法律や諸規則によってますます制限および/または禁止される
ことから、ますます生物学的利用方法を探索する訳である。
生物学的方法は自然界で起こる分解プロセスと全く似ていて、自然界での物質
収支の変化は僅かしか起らないという点でこの方法は有利である。リグニンや腐
植質物質は残る。生物学的プロセスから生成する生成物は、いろいろな形で食品
サイクルの中で再供給することができる。生物学的プロセスは熱プロセスより遅
い分解速度であり、従って生物学的プロセスを実施するには、比較的大きい貯蔵
容積又はリアクター容積が必要であるが、一方では、科学技術的な投入量は概ね
極めて少ないので、この処理コストは熱プロセスの処理コストより遥かに低くな
る。
廃棄物を生物学的に利用するには、特定の効果及び好ましい用途分野を含めた
2つの基本的な生物工学的操作が使われる:即ち、
− コンポスト化(composting)
− 嫌気性バイオメタン化(発酵)。
とりわけ、固形有機性廃棄物を、腐植を含む土壌改良剤に転換する場合、コン
ポスト化が選択の対象になると思われる。主として、分解し難い草、木材、又は
木の切れ端のような高度構造型物質の分解はコンポスト化によって可能になる。
腐敗プロセスは極めて緩やかに進行する。不十分な換気や或いは水分が多過ぎる
と、腐敗プロセスは完全に変化して所望の腐植の生成はもはや起らない。不快臭
が発生する。従って、コンポスト化では、混合の際におよび/または換気のため
の圧縮エネルギーで多額の費用がかかるが、一方では、最初の腐敗相にあるコン
ポスト(compost)が自然発熱するので廃棄物が消毒される。殆ど利用されること
がない極めて多量の廃熱が発生する。コンポストを換気すると、特に水分の蒸発
によってだけでなく、有機物がCO2と水に転換することによって、質量が失わ
れる。
コンポストは、農業、園芸における土壌の改良、土壌の消毒、土壌の再培養及
びゴミ投棄場の被覆用に使用される。
嫌気性バイオガスプロセス(発酵)は、易分解性で、水分を含み、構造に劣る
廃棄物に特に好適である。前記プロセスを使うと、主としてメタンと極く少量の
二酸化炭素に転換される、有機物の最も可能性の高い利用が全体として実現され
る。例えば、ドイツ特許出願公開第444661号は、食品廃棄物の嫌気性処理
用の方法及びプラントを記載している。
バイオガスによって、天然ガスに匹敵し、かつ地域型火力発電所の電気エネル
ギーを発生するのに好適な価値ある再生型エネルギーキャリヤーが得られる。
同様に、コンポスト化と発酵が組み合わされた、廃棄物の生物学的利用の方法
が知られている。このような方法では、バイオガスの発生の後に固形物質のコン
ポスト化(例えば、HGGプロセス、LINDE KCAプロセス)が続くか、
或いはバイオガスの発生の前と後でコンポスト化が行なわれる(3Aプロセス)
(ドイツ国発行の“Arbeitskreis fuer Nutzbarmachung von Siedlungsabfaellen
e.V."29巻、61-77頁、(1994年10月)を参照されたい)。
しかしながら、これらの方法やプラントでは、コンポスト化とバイオガスの製
造とを互いに独立して行なうことができず、しかも更に処理又は処分しなければ
ならない廃棄物が発生するので、廃棄物の変化量や変動する廃棄物負荷に対して
順応出来ないという点で不利である。
コンポスト化及び嫌気性処理を含む公知の2段階又は3段階プロセスの別の欠
点は、廃棄物の一部分が第1段階で最適の処理を受けないことである:即ち
1. 第1段階が嫌気性バイオメタン化から成る場合、分解し難くしかも高度構
造型成分は適切な分解を受けることなくこの第1段階を通過すること;更に大き
いリアクター容積が必要となるのでこの処理はコスト高になる。もう一方では、
この方法を行なうに当たって、次のような難問が加わる:即ち、表面を覆うマッ
ト(mat)又は沈降物質の形成、及び完全に混合すること、及び嫌気性リアクター(
reactor)の内部の温度と濃度を一様な条件にすることが妨害されることである。
従って、リアクターの建設費、入力エネルギー及び運転コストもそれぞれ高くな
らざるを得ず、費用がかさむ精製サイクルとなる。
2. 第1段階がコンポスト化(好気性)を含む場合、殆ど大部分の易分解性の
低度構造型有機物は分解して二酸化炭素と水となるので、嫌気性でもはやバイオ
ガスが生成することはなく、エネルキー利用効率は低くなる。その上、厳密な第
1段階は、着実に酸素不足が増大する好気性プロセスの終わりの部分で生成する
脂肪酸が、メタン化に好ましくない組成物、例えば次の段階のメタン化を低下さ
せ、時には全体を停止させるのに等しいほど重大な嫌気性プロセスの干渉を引き
起こす異常に高い比率の乳酸やプロピオン酸を含むという危険をはらんでいる。
結果として、臭気には大いに問題があり、バイオガスの量は少なく、その品質は
低下する。
更に、第1段階では、各生物学的プロセスに適当でない混合物は疑似“希釈剤
”又は“雑菌”と呼ばれる。このような状態になると、第1段階で高稼動で高性
能のバイオリアクターを利用することは出来ない。
従って、食堂の調理場、食肉処理場、製酪業、農業、及び食品製造会社からの
食物の残り物、食品の屑や野菜の屑、化学、薬学及び化粧品業からの脂肪、有機
溶媒及びその他の有機物の残り物、利用対象の動物の死体、家庭の生物学的ゴミ
からの有機性成分、生木の切れ端や木の破片、汚染されないのもあり汚染された
のもある木材の切れ端、及び汚染され土壌のような別々に処理しなければならな
い廃棄負荷物を、生物学的に高性能のリアクターの中で最適でかつ効率よく処理
してバイオガス、コンポスト及び液体肥料を得ることができる、有機性廃棄物利
用のためのプラントを提供することが本発明の目的である。本プラントは、廃棄
物の量及び負荷に対して柔軟に順応出来、必要な場合、搬送出来なければならな
い。採用される高性能のリアクターは可能な限り簡単に建設されなければならな
い。
本発明の目的は、請求の範囲第1項ないし第7項によるプラントを使って達成
されるのであって、そのプラントではバイオガスの発生とコンポスト化は、組み
合わせるばかりでなくでなく互いに別々でも採用できるように、コンポスト化用
の廃棄物とバイオガス発生用の廃棄物の流れは並列なので、エネルギーと廃棄物
を確実に効率よく利用できる。本発明のプラント及びこれに関連するプロセスを
適切に運転するための必須条件は、容易に腐敗しやすくてほぼ100パーセント
分解できる廃棄物を、このバイオガスプラント1が利用することである。結果と
して、ミネラル分を含む水が発生するが、その水は殆ど固形物を含んでいない。
この発酵基質はタンク3に集められる。
高度構造型なので分解し難い成分を含む廃棄物は、コンポスト化を加速するた
めに、タンク3からバイオガスプラントの発酵基質を流出させることにより追加
の栄養分が補給されるコンポスト化装置5及び6に供給される。
必要に応じて行なう破砕や押出しのような適切な処理の後に、コンポスト化の
際には問題を起こさない高度構造型有機性廃棄物、例えばボール紙、木材及び生
木の切れ端を、標準的な多段式コンポスト化装置5の中で簡単に処理すると、高
品質のコンポストにすることができる。例えば生木の切れ端の関数として変動す
るコンポスト化対象の廃棄物の窒素含量によって、栄養源及びコンポスト化促進
剤として、タンク3からの多少の発酵残留物質が、配管4及び4aを経て供給さ
れる場合がある。
必要に応じて行なう破砕や押出しのような適切な前処理の後に、汚染された木
材の屑や土壌、臭気のある廃棄物又は極めて分解し難い廃棄物のような問題とな
る物質ばかりでなく、家庭の生物学的ゴミからの高度構造型廃棄物も、必要に応
じて特別に繁殖させた汚染因子を低下させる微生物及びタンク3からの発酵残留
物質も加えて、密閉式の換気装置付きのコンポスト化リアクター6の中で単一の
処理工程で浄化された後、コンポスト化される。ここに至って、汚染因子を安全
に低下させるのに必要な、物質全体にわたる水分、換気、最適温度のような均一
な条件を作り出すために、そして制御されたバイオテクノロジープロセス操作を
大きい分解速度で確実に行なうために更に、費用のかかるコンポスト化リアクタ
ー6が必要である。
別法として、例えば空き地が不足しているので本プラントには極く狭い面積し
か取れない場合、又は騒音公害のために建物内に収納しなければならない場合は
、高度構造型廃棄物をコンポスト化するために、“クリーンな”コンポスト化リ
アクター6を使うこともできる。このような場合、コンポスト化リアクター6に
は、供給配管14を経て汚染されていない木材が、供給配管27を経てボール紙
が、そして供給配管28を経て生木の切れ端が供給される。
ホモジナイザー16の中での均質化に続いて、易分解性廃棄物及び沈澱汚泥が
バイオガスプラント1の中で発酵される。バイオガスプラントは単一段階型でも
多段階型の設計でもよい、即ち発酵段階に加えて上流側に加水分解段階が設けら
れる場合がある。バイオガスプラントには少なくとも1基の標準的な加水分解リ
アクターと、1基ないし2基のバイオガスリアクターが含まれるのが好ましい。
また、骨、髪もしくは羽根のような特定の物質が事前分解される1基以上の衛生
化リアクター又はバイオリアクター、或いは熱リアクター又は化学リアクターを
加水分解リアクターの上流側に取り付けてもよい。従来技術から得られるプラン
トをバイオガスプラントとして使用してもよい。しかしながら、後記する本発明
によるバイオガスプラントを使用することが特に好ましい。
生成したバイオガスを、地域型火力発電所で電気エネルギーと熱エネルギーに
転換することができる。適切なガス精製工程の後に、このガスを使って加熱設備
で直接燃焼してもよいし、或いはガス機関を備えた機械又は車両を駆動するのに
使ってもよい。要求に応じて、タンク3からのミネラルを含む水はコンポスト化
装置5および/または6へ一部分が供給されることもあるし或いは農業又は園芸
での液体肥料として使用される。
図1は、本発明による好ましい、有機性廃棄物の利用のプラントを示している
。ホモジナイザー、破砕機及び押出機のようなプラントの単体機器は従来技術で
知られており市販されている。
本発明は、また、プロセスに関する請求の範囲第8項ないし第16項に従って
前記プラントを用いる、有機性廃棄物の利用のプロセスにも関する。本発明によ
って、バイオガス、液体肥料及び高品質のコンポストが形成さればかりでなく、
コンポスト化に続く加工段階で植物基質も製造できることは明かである。この目
的に対して、コンポスト化装置5および/または6で得られるコンポストを膨潤
性有機ポリマーと、必要に応じてローム(loam)又は粘土を含む物質を混合機24
の中で混合すると、完璧な植物基質が得られる。必要に応じて、押出機19から
得られる、破砕され押出された木材を加えてもよい。架槁型アクリルアミド/ア
クリル酸重合物をポリマーとして加えるのが好ましい。特に好ましい実施態様で
は、この植物基質は、セルロースおよび/またはリグニンを含む多孔質繊維が3
0容量%から85容量%、予備膨潤した状態のポリマーが3.5容量%から30
容量%、コンポストが12容量%から40容量%、並びに粘土が3容量%から2
0容量%から成るようなやり方で混合される。必要に応じて、肥料をそれまでに
加えてもよい。次に、保水性基質として、農業又は園芸で、特に、水が不足して
いる土壌でのプランテーション用にこの植物基質を使用できる。
更に、本発明は、効率的でかつ安定な方法で廃棄物の湿式発酵が実施できる請
求の範囲第17項に従う新規のバイオガスプラントに関する。加えて、本プラン
トを使用することにより、食品の屑ばかりでなく動物の死体も含めて、乾燥した
有機物を最高25%を含むあらゆる低度構造型廃棄物を発酵させることができる
。
驚くべきことには、この発酵プロセスでは、加水分解リアクター1.7が、均
質化された物質の表面を通る加圧空気により又は加水分解リアクターの内部の装
置により絶えず換気される、即ち発酵の第1工程が嫌気性方式ではなく半嫌気性
方式で行なわれる場合、加水分解と予備酸性化工程では、プロセスの著しい安定
性が得られるということを発見した。換気速度は脂肪酸の分布範囲によって決ま
り、詳しくは原料中の脂肪、糖、デンプン及びタンパク質のような種々の物質の
比率によって決まる。脂肪酸の分布範囲は、それ自体公知の方法を使って供給対
象の各物質に対する先行の実験で決めることができる。従って、好ましい実施態
様では、加水分解リアクター1.7をコンプレッサ−1.8に接続するという方
法でこのプラントは設計される。
加えて、プラントの中で発生するバイオガスが、検出限界の10ppm未満の
硫化水素含量となるように空気を制御しながら供給すると、生成した硫化水素の
ストリッピングが促進される。同時に、加水分解リアクターの中の細菌による分
解は、この制御された空気の供給により促進される。
更に、加水分解を周囲温度(一般的に、このプラントは夏でも冬でも屋外にあ
る)ではなくて、少なくとも20℃そして最高40℃、即ち中等温度条件のもと
で行なうと、加水分解工程の効率を更に高めることができる。この目的に対して
、そして好ましい実施態様では、少なくとも20℃で、最高40℃まで温度を調
整する標準的温調器が加水分解リアクター1.7に取り付けられる。こうするこ
とにより、大部分の微生物にとってはこの温度範囲内が最適であることになるの
で、操作上の安全性が増すことになる。
処理速度を更に高めること、及び操作上の安全性に関して本方法を更に改良す
るために、少なくとも2基の沈降タンクを、1基のメタン化リアクターとでも2
基のメタン化リアクターとでも接続することは著しく効率的であることが判り、
このタンクでは確実に6時間、より好ましくは12時間の最低の休止時間を与え
る交替運転とする。こうすることにより、プロセス水の中は更に迅速にバイオマ
スの濃縮が行なわれる。
更に、ドイツ特許出願公開第第4446661号に記載されているように、バ
イオマスばかりでなくバイオマスを含むプロセス水を、供給水の量に対して好ま
しくは2:1から1:2の割合で加水分解リアクター1.7へ循環すること、そ
して必要に応じて接種のためにメタン化リアクター1.11へ循環することはプ
ロセスの安定性と効率にとって不可欠と思われる(配管系統1.15を参照され
たい)。加水分解リアクター1.7から出る加水分解済みの物質に対して1:5
から1:10の割合でバイオマスを含むプロセス水をメタン化リアクター1.1
1へ循環してもよい。こうすれば、もはや費用がかかるバイオマスの除去は行な
わなくて済む;少なくとも6時間後には各沈降タンクの底部に堆積したバイオマ
スに富むプロセス水が容易に循環される。
本発明によると、約40ないし60%のプロセス水が循環されるので、一方で
は接種が確保され、そして同時に他方では加水分解リアクター中の物質が約2:
1から1:2で希釈されることが確保される。前述のプロセスでは言及していな
い前記の希釈によって、プロセスの安定性に関する本質的な利点が得られる。
更に、リアクター1.7、1.11.2及び1.11.2の中での完全混合は
確保されるのであって、これを達成するために、混合装置を取り付けてもよい。
同様に、リアクターの内容物の循環或いはバイオガスの排出が可能になる。
法律又は他の諸規制によって要望および/または要求される場合、加水分解リ
アクター1.7を衛生化用の衛生用タンク1.3の上流側に設けてもよく、ポン
プ1.2を使って、ホモジナイザー16からの粉砕された物質がこのタンクに供
給された後、30分から1時間かけて、例えば70ないし90℃まで加熱される
。例えばオゾンを使って運転される他の衛生化装置も可能である。更に、骨や羽
根のような分解し難い成分を消化するために好気性もしくは半嫌気性で作動する
バイオリアクター又は熱高温リアクターもしくは化学リアクターを上流側に設置
してもよい。
発酵対象の物質にもよるが、装置類16、1.3及び1.5はあってもなくて
もよく、或いは別の順序で配置してもよい。例えば、粉砕汚泥が発酵されなけれ
ばならない場合、破砕は必要ではないので、破砕装置16は取り外してもよい。
同様に、貯槽1.5や衛生化装置1.3はそれぞれの場合、必要ではない。これ
らが必要でなければならない場合、本発明の好ましい修正形では統合型のホモジ
ナイザーを備えた貯槽が使用される。出発物質に対して適切とする最適のプロセ
ス設計にもよるが、衛生化タンク1.3及び貯槽1.5は撹はんしてもしなくて
もよい。
ミネラル分の高い物質を発酵するに当たっては、最初に沈降タンク1.13の
中で固形物を除去しなければならなず、必要な場合には、接続されている固形物
タンクへ移送しなければならない:それさえすれば、バイオマスに富むプロセス
水を加水分解段階及びとメタン化段階へ循環できる。
本発明による連続運転プラントを使うと、最高25%のoTSを含む廃棄物を
、完全自動で操作上安全かつ高効率の方法で発酵させることができる。これは衛
生的には密閉系である。有機物は90%分解される。発生したバイオガスは高品
質であり、65−75%、好ましくは70−75%のメタンを含んでいる。
高品質のバイオガスによって、プラント管理により目的に沿った利用をするこ
とができる。例えば、熱の直接利用、発電及び温風暖房による地域型の天然ガス
ネットワークへの結合或いは供給が可能である。
制御に対しては、本プラントの各機能的装置(貯槽、加水分解リアクター、バ
イオリアクター)は、動的に調節されたプログラムによってプロセスパラメータ
ーを制御するマイクロコントローラーモジュールを備えている。
後記の図2では、本発明のバイオガスプラント1の好ましい実施態様を図示し
ている。技術的プラントばかりでなく自動制御も含めた全ての構成要素及び配管
系統はモジュールとして設計できるので、モジュールを追加することにより加工
能力を更に高めることができる。本発明による全てのユニットは構造的なタイプ
と寸法が等しいことが好ましい。また、本発明のプラントは、搬送可能なコンテ
ナーに収納できる。
参照番号の一覧表図.1
1 バイオガスプラント 13 供給配管
2 発酵基質の供給配管 13a 家庭の生物学的ゴミ用の分離
3 発酵基質タンク 装置
4 供給配管 14 供給配管
4a 供給配管 15 供給配管
4b 供給配管 16 ホモジナイザー
5 高度構造型有機性廃棄物用の多 17 破砕機
段式コンポスト化装置 18 破砕機
6 汚染された可能性のある高度構 19 押出機
造型有機性廃棄物用の密閉式コ 20 押出機
ンポスト化装置 21 メッシュ
7 供給配管 22 供給配管
8 供給配管 23 供給配管
9 供給配管 24 混合装置
9a 有機性廃木材用の破袋装置 25 供給配管
10 供給配管 26 供給配管
11 供給配管 27 供給配管
12 供給配管 28 供給配管図.2
16 ホモジナイザー
1.2 ポンプ
1.3 衛生化装置
1.4 ポンプ
1.5 前処理用の貯槽又はリアクター
1.6 ポンプ
1.7 加水分解リアクター
1.8 コンプレッサー
1.9 排ガス用のエアフィルター
1.10 ポンプ
1.11.1 メタン化リアクター
1.11.2 メタン化リアクター
1.12 ポンプ
1.13.1 沈降タンク
1.13.2 沈降タンク
1.14 ポンプ
1.15 プロセス水の循環
1.16 ガス貯槽
1.17 ガスの炎
1.18 地域型火力発電所
2 発酵基質の供給配管
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1998年3月6日(1998.3.6)
【補正内容】
請求の範囲
1.発酵とコンポスト化を組み合わせて使うことにより有機性廃棄物を利用する
プラントにおいて、前記プラントが、配管(2)を介して発酵基質タンク(3)
に接続される、低度構造型有機性廃棄物の発酵用のバイオガスプラント(1)を
包含し、前記タンク(3)が、高度構造型有機性廃棄物をコンポスト化するため
の多段式コンポスト化装置(5)および/または汚染された高度構造型有機性廃
棄物ばかりでなく家庭の生物学的ゴミからの廃棄物も必要に応じてコンポスト化
するための密閉式コンポスト化装置(6)に配管(4)を介して接続されること
により、前記多段式コンポスト化装置(5)が、上流側の破砕機(17)および
/または押出機(19)に接続されるものであって、前記破砕機(17)は入口
側の前記供給配管(10)に接続され、そして前記押出機(19)は入口側の供
給配管(10)及び(11)に接続され、また前記密閉式コンポスト化装置(6
)が、上流側の破砕機(18)および/または押出機(20)および/またはメ
ッシュ(21)に接続されるものであって、前記破砕機(18)は、入口側の供
給配管(13)および/または(14)に接続され、前記押出機(20)は入口
側の供給配管(25)および/または(27)に接続され、そしてメッシュ(2
1)は入口側の供給配管(15)に接続されることを特徴とするプラント。
2.前記バイオガスプラント(1)が、入口側の供給配管(8)および/または
(9)に接続される上流側のホモジナイザー(16)に接続されることを特徴と
する請求項1に記載のプラント。
3.前記多段式コンポスト化装置(5)および/または前記密閉式コンポスト化
装置(6)が、各々、排出管(22)及び排出管(23)により混合装置(24
)に接続されることを特徴とする請求項1又は2に記載のプラント。
4.前記供給配管(26)が、押出機(19)と混合装置(24)を接続するこ
とを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のプラント。
5.前記バイオガスプラント(1)が供給配管(7)に直接接続され、前記多段
式コンポスト化装置(5)が供給配管(12)に直接接続され、そして前記密閉
式コンポスト化装置(6)が供給配管(28)に直接接続されることを特徴とす
る請求項1乃至4のいずれかに記載のプラント。
6.加水分解されて予備酸性化された物質の高温発酵のための1基、好ましくは
2基のメタン化リアクター(1.11)へと続く、加水分解及び予備酸性化する
ための加水分解リアクター(1.7)を含む、最高で25%の乾燥有機物を有す
る有機性廃棄物の2段階発酵用のバイオガスプラント(1)を含むことにより、
前記加水分解リアクター(1.7)が、加圧空気を使って換気され、前記メタン
化リアクター(1.11)の後に、プロセス水の中で発生したバイオマスを濃縮
するために並行に接続された2基の沈降タンク(1.13.1、1.13.2)
が続き、前記メタン化リアクターは交替で運転され、そして前記沈降タンク(1
.13.1、1.13.2)は、ポンプ(1.14)を介し、かつ循環するプロ
セス水用の配管(1.15)を介して加水分解リアクター(1.7)に接続され
、必要に応じてメタン化リアクター(1.11)に接続されることを特徴とする
請求項1乃至5のいずれかに記載のプラント。
7.請求項1乃至6のいずれかに記載のプラントを用いることにより、低度構造
型でかつ液体有機性廃棄物がバイオガスプラント(1)の中で発酵され、栄養源
として残留する発酵基質が、配管(4a)を介してタンク(3)から高度構造型
有機性廃棄物をコンポスト化するために使用される多段式コンポスト化装置の中
へ、および/または配管(4b)を介して汚染された高度構造型有機性廃棄物ば
かりでなく家庭の生物学的ゴミも必要に応じてコンポスト化するために使用され
る密閉式コンポスト化装置(6)の中へ供給され、その後、前記有機性廃棄物の
完全な分解を行なってバイオガス、液体肥料及びコンポストを産出し、その次に
、前記コンポストが、追加の物質及び破砕され押出された木材が必要に応じて供
給配管(26)を介して押出機(19)から加えられて、必要に応じて供給配管
(22)及び(23)を介して植物基質が得られる混合機(24)の中へ搬送さ
れることを特徴とするコンポスト化と発酵を組み合わせた方法を用いる有機性廃
棄物の利用方法。
8.前記バイオガスプラント(1)の中での発酵対象である前記低度構造型でか
つ液体有機性廃棄物が、食物の残り物、食品の屑、果物や野菜の屑、動物の死体
、脂肪、廃水、沈澱汚泥、及び化学、薬学及び化粧品業からの廃棄物であること
を特徴とする請求項7に記載の方法。
9.前記多段式コンポスト化装置(5)又は密閉式コンポスト化装置(6)の中
でのコンポスト化対象である高度構造型有機性廃棄物が、木材、木材チップ、ボ
ール紙又は生木の切れ端のような汚染されていない物質であることを特徴とする
請求項7に記載の方法。
10.前記密閉式コンポスト化装置(6)の中でのコンポスト化対象である前記
汚染された高度構造型有機性廃棄物が、汚染された土壌、汚染された木材の屑、
及び臭気のある廃棄物のような問題となる廃棄物であることを特徴とする請求項
7に記載の方法。
11.膨潤性有機ポリマー、及び必要に応じてローム又は粘土を含む物質が、添
加物として混合装置(24)に供給されることを特徴とする請求項7に記載の方
法。
12.前記バイオガスプラント(1)が、供給配管(7)を介して化学、薬学及
び化粧品業からの前記低度構造型でかつ液体廃棄物が、供給配管(8)を介して
動物の死骸だけでなく食物の残り物、果物や野菜の屑も、並びに供給配管(9)
を介して装置(9a)の中で必要に応じて破袋された食品の屑が供給されるもの
であって、動物の死骸だけでなく食物の残り物、果物や野菜の屑もバイオガスプ
ラント(1)へ供給される前にホモジナイザー(16)で均質化されることを特
徴とする請求項7及び8に記載の方法。
13.前記多段式コンポスト化装置(5)が、供給配管(10)を介して木材を
、供給配管(11)を介してボール紙を、及び供給配管(12)を介して生木の
切れ端を供給されるものであって、前記木材は、多段式コンポスト化装置(5)
等へ供給される前に必要に応じて破砕機(17)で破砕されおよび/または押出
機(19)で押出され、前記ボール紙は、多段式コンポスト化装置(5)へ供給
される前に必要に応じて押出機(19)で押出されることを特徴とする請求項7
及び9に記載の方法。
14.前記密閉式コンポスト化装置が、供給配管(13)を介して必要に応じて
後で装置13aで分級、選別及び分離される高度構造型の家庭の生物学的ゴミが
、そして供給配管(14)を介して汚染され木材が、及び供給配管(15)を介
して汚染された土壌を含む問題となる廃棄物が供給されるものであって、前記汚
染され木材は、密閉式コンポスト化装置(6)へ供給される前に必要に応じて破
砕機(18)で破砕されおよび/または押出機(20)で押出され、並びに前記
問題となる廃棄物は、密閉式コンポスト化装置(6)へ供給される前にメッシュ
(21)を通過することを特徴とする請求項7及び10に記載の方法。
15.前記密閉式コンポスト化装置(6)が汚染されていない廃棄物を供給され
るものであって、供給配管(14)を介して木材が、供給配管(27)を介して
ボール紙が、及び供給配管(28)を介して生木の切れ端が供給される場合に、
前記木材は密閉式コンポスト化装置(6)へ供給される前に必要に応じて破砕機
(18)で破砕されおよび/または押出機(20)で押出され、同様に、前記ボ
ール紙は密閉式コンポスト化装置(6)へ供給される前に必要に応じて押出機(
20)で押出されることを特徴とする請求項7及び9に記載の方法。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),CA,IL,JP,K
R,US
(72)発明者 イェッセン、ロルフ―ルーディガー
ドイツ 24513 ノイミュンスター ホル
ザーテンリング69番地
(72)発明者 ラーベ、ペトラ
ドイツ 12487 ベルリン シュトューベ
ンラウハシュトラーセ64番地デー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.発酵とコンポスト化を組み合わせて使うことにより有機性廃棄物を利用する プラントにおいて、前記プラントが、配管(2)を介して発酵基質タンク(3) に接続される、低度構造型有機性廃棄物の発酵用のバイオガスプラント(1)を 包含し、前記タンク(3)が、高度構造型有機性廃棄物をコンポスト化するため の多段式コンポスト化装置(5)および/または汚染された高度構造型有機性廃 棄物ばかりでなく家庭の生物学的ゴミからの廃棄物も必要に応じてコンポスト化 するための密閉式コンポスト化装置(6)に配管(4)を介して接続されること を特徴とするプラント。 2.前記バイオガスプラント(1)が、入口側の供給配管(8)および/または (9)に接続される上流側のホモジナイザー(16)に接続されることを特徴と する請求項1に記載のプラント。 3.前記多段式コンポスト化装置(5)が、上流側の破砕機(17)および/ま たは押出機(19)に接続されるものであって、前記破砕機(17)は入口側の 前記供給配管(10)に接続され、前記押出機(19)は入口側の供給配管(1 0)及び(11)に接続されることを特徴とする請求項1又は2に記載のプラン ト。 4.前記密閉式コンポスト化装置(6)が、上流側の破砕機(18)および/ま たは押出機(20)および/またはメッシュ(21)に接続されるものであって 、前記破砕機(18)は、入口側の供給配管(13)および/または(14)に 接続され、前記押出機(20)は入口側の供給配管(25)および/または(2 7)に接続され、そしてメッシュ(21)は入口側の供給配管(15)に接続さ れることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のプラント。 5.前記多段式コンポスト化装置(5)および/または前記密閉式コンポスト化 装置(6)が、各々、排出管(22)及び排出管(23)により混合装置(24 )に接続されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のプラント。 6.前記供給配管(26)が、押出機(19)と混合装置(24)を接続するこ とを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のプラント。 7.前記バイオガスプラント(1)が供給配管(7)に直接接続され、前記多段 式コンポスト化装置(5)が供給配管(12)に直接接続され、そして前記密閉 式コンポスト化装置(6)が供給配管(28)に直接接続されることを特徴とす る請求項1乃至6のいずれかに記載のプラント。 8.請求項1乃至6に記載のプラントを用いることにより、低度構造型でかつ液 体有機性廃棄物がバイオガスプラント(1)の中で発酵され、栄養源として残留 する発酵基質が、配管(4a)を介してタンク(3)から高度構造型有機性廃棄 物をコンポスト化するために使用される多段式コンポスト化装置(5)の中へ、 および/または配管(4b)を介して汚染された高度構造型有機性廃棄物ばかり でなく家庭の生物学的ゴミも必要に応じてコンポスト化するために使用される密 閉式コンポスト化装置の中へ供給され、その後、前記有機性廃棄物の完全な分解 を行なってバイオガス、液体肥料及びコンポストを産出し、その次に、前記コン ポストが、追加の物質及び破砕され押出された木材が必要に応じて供給配管(2 6)を介して押出機(19)から加えられて、必要に応じて供給配管(22)及 び(23)を介して植物基質が得られる混合機(24)の中へ搬送されることを 特徴とするコンポスト化と発酵を組み合わせた方法を使う有機性廃棄物の利用方 法。 9.前記バイオガスプラント(1)の中での発酵対象である前記低度構造型でか つ液体有機性廃棄物が、食物の残り物、食品の屑、果物や野菜の屑、動物の死体 、脂肪、廃水、沈澱汚泥、及び化学、薬学及び化粧品業からの廃棄物であること を特徴とする請求項8に記載の方法。 10.前記多段式コンポスト化装置(5)又は密閉式コンポスト化装置(6)の 中でのコンポスト化対象である高度構造型有機性廃棄物が、木材、木材チップ、 ボール紙又は生木の切れ端のような汚染されていない物質であることを特徴とす る請求8に記載の方法。 11.前記密閉式コンポスト化装置(6)の中でのコンポスト化対象の前記汚染 された高度構造型有機性廃棄物が、汚染された土壌、汚染された木材の屑、及び 臭気のある廃棄物のような問題となる廃棄物であることを特徴とする請求項8に 記載の方法。 12.膨潤性有機ポリマー、及び必要に応じてローム又は粘土を含む物質が、添 加物として混合装置(24)に供給されることを特徴とする請求項8に記載の方 法。 13.前記バイオガスプラント(1)が、供給配管(7)を介して化学、薬学及 び化粧品業からの前記低度構造型でかつ液体廃棄物が、供給配管(8)を介して 食物の残り物、果物や野菜の屑ばかりでなく動物の死骸も、並びに供給配管(9 )を介して装置(9a)の中で必要に応じて破袋された食品の屑が供給されるも のであって、動物の死骸だけでなく食物の残り物、果物や野菜の屑もバイオガス プラント(1)へ供給される前にホモジナイザー(16)で均質化されることを 特徴とする請求項8及び9に記載の方法。 14.前記多段式コンポスト化装置(5)が、供給配管(10)を介して木材を 、供給配管(11)を介してボール紙を、及び供給配管(12)を介して生木の 切れ端を供給されるものであって、前記木材は、多段式コンポスト化装置(5) 等へ供給される前に必要に応じて破砕機(17)で破砕されおよび/または押出 機(19)で押出され、前記ボール紙は、多段式コンポスト化装置(5)へ供給 される前に必要に応じて押出機(19)で押出されることを特徴とする請求項8 及 び10に記載の方法。 15.前記密閉式コンポスト化装置(6)が、供給配管(13)を介して必要に 応じて後で装置(13a)で分級、選別及び分離された高度構造型の家庭の生物 学的ゴミが、供給配管(14)を介して汚染され木が、及び供給配管(15)を 介して汚染された土壌を含む問題となる廃棄物が供給されるものであって、前記 汚染され木材は、密閉式コンポスト化装置(6)へ供給される前に必要に応じて 破砕機(18)で破砕されおよび/または押出機(20)で押出され、並びに前 記問題となる廃棄物は、密閉式コンポスト化装置(6)へ供給される前にメッシ ュ(21)を通過することを特徴とする請求項8及び11に記載の方法。 16.前記密閉式コンポスト化装置(6)が汚染されていない廃棄物を供給され るものであって、供給配管(14)を介して木材が、供給配管(27)を介して ボール紙が、及び供給配管(28)を介して生木の切れが供給される場合に、前 記木材は密閉式コンポスト化装置(6)へ供給される前に必要に応じて破砕機( 18)で破砕されおよび/または押出機(20)で押出され、同様に、前記ボー ル紙は密閉式コンポスト化装置(6)へ供給される前に必要に応じて押出機(2 0)で押出されることを特徴とする請求項8及び10に記載の方法。 17.前記加水分解されて予備酸性化された物質の高温発酵のための1基、好ま しくは2基のメタン化リアクター(1.11)へと続く、加水分解及び予備酸性 化するための加水分解リアクター(1.7)からなる、最高で25%の乾燥有機 物を含む有機性廃棄物の2段階発酵用のバイオガスプラントにおいて、前記加水 分解リアクター(1.7)が加圧空気を使って換気され、前記メタン化リアクタ ー(1.11)の後に、プロセス水の中で発生したバイオマスを濃縮するために 並行に接続された2基の沈降タンク(1.13.1、1.13.2)が続き、前 記メタン化リアクターは交替で運転され、そして前記沈降タンク(1.13.1 、1.13.2)は、ポンプ(1.14)を介し、かつ循環するプロセス水用の 配管(1.15)を介して加水分解リアクター(1.7)に接続され、必要に 応じてメタン化リアクター(1.11)に接続されることを特徴とするバイオガ スプラント。
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