JP2000506828A

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

Info

Publication number: JP2000506828A
Application number: JP53308897A
Authority: JP
Inventors: イェッセン、ロルフ―ルーディガー; ラーベ、ペトラ
Original assignee: ビオフィルゲーエムベーハーゲゼルシャフトフュアビオテヒノロギー、エネルギーウントウムヴェルトテヒニクゲーエムベーハー; ミューラー＋イェッセンゲーエムベーハー
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 2000-06-06
Also published as: KR20000064595A; WO1997034851A1; IL126005A0; ID17696A; EP0886631A1; CA2248588A1

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、ＬＩＮＤＥＫＣＡ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３０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２０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１．１１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．１１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．２１６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（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，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＩＬ，ＪＰ，ＫＲ，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

【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（１０）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（２７）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（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（２０）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。