JP2003039036A - 有機性廃棄物のバイオガス化処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 窒素含有量の多い有機性廃棄物も消化処理で
きるようにする。 【解決手段】 有機性廃棄物１のスラリーを、水熱処理
装置９にて１５０〜３５０℃に加熱し、有機性廃棄物１
を水熱処理により可溶化して可溶化物１４とする。次
に、高温の可溶化物１４クーラーで１００℃程度に冷却
すると共に減圧弁１３で大気圧に減圧させてフラッシン
グ槽１１に移送し、フラッシング槽１１内において所要
時間滞留させる。これにより、可溶化物１４に含まれる
アンモニアの大部分をストリッピングさせ、発生するア
ンモニア蒸気２３を水蒸気２２と一緒にフラッシング槽
１１のアンモニア取出口１１より取り出させる。次い
で、アンモニアをストリッピング除去させたことにより
アンモニア濃度の低下した可溶化物１４を消化槽４に移
し、嫌気性消化を行わせてバイオガス５を発生させる。
消化脱離液６は、排水処理装置７にて脱窒処理した後放
流させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は家庭から排出される
厨芥やし尿、し尿処理場や下水処理場から排出される汚
泥、あるいは、畜産廃棄物といわれる畜産糞尿や藁、木
屑、バーク、水産廃棄物等の有機性廃棄物の単独あるい
は混合物を可溶化処理した後、該有機性廃棄物の可溶化
物を消化処理してメタンガスを主成分とするバイオガス
を発生させる有機性廃棄物のバイオガス化処理方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】有機性廃棄物を処理するための手法の一
つとして、有機性廃棄物を原料としてメタン菌等の嫌気
性菌の働きによって消化処理させることにより、バイオ
ガス（メタン含有量５０〜７０％）を生産させる方法が
ある。

【０００３】このように有機性廃棄物を原料として、嫌
気性菌の働きによりバイオガスを生成させる消化処理で
は、上記嫌気性菌の消化処理対象となるのが主として水
中に溶解した比較的低分子の有機物であるため、有機性
廃棄物の固形物を含むスラリーを消化処理しようとする
と、該スラリー中の固形物が溶けるのに時間がかかり、
このため、消化槽における滞留時間が長くなる。そのた
め有機性廃棄物を予め可溶化処理した後、嫌気性菌によ
る消化処理を行わせることにより、消化処理を効率的に
行わせる方法が提案されている。

【０００４】この種消化処理前に予め有機性廃棄物の可
溶化処理を行うようにした有機性廃棄物のバイオガス化
処理方法は、図５にその一例の概略を示す如く、先ず、
可溶化処理容器２に、原料となる有機性廃棄物１をスラ
リーの状態で供給して、該可溶化処理容器２内にて加水
分解微生物により有機性廃棄物１中の高分子成分を低分
子に分解させることにより、有機性廃棄物１を液状化さ
せて可溶化し、次に、この有機性廃棄物の可溶化物３を
消化槽４に移して、該消化槽４内にてメタン菌等の嫌気
性菌によって上記可溶化物３中の有機物を消化させ、こ
の際、該消化槽４内にて発生するメタンガスを主成分と
するバイオガス５を消化槽４より取り出して図示しない
バイオガス回収部に回収するようにしてある。

【０００５】更に、有機性廃棄物１には窒素が含まれて
おり、この窒素が上記消化槽４における消化処理時にア
ンモニア性窒素に転化されることから、消化槽４より排
出される消化処理液を図示しない固液分離装置により固
液分離してなる消化脱離液６を、排水処理装置７に導い
て、生物学的硝化脱窒処理法又はアンモニア放散（スト
リッピング）法のいずれか一方を用いて脱窒処理してお
り、この場合、生物学的硝化脱窒処理法による場合は、
先ず、消化脱離液６を、硝化菌の存在下で曝気すること
により、該消化脱離液６中のアンモニア性窒素を、好気
条件下で硝化菌により硝酸性窒素に転化させた後、この
硝酸性窒素を含む硝化脱離液６を、嫌気条件下において
炭素源（一般にメタノール）を供給しながら硝酸イオン
中の酸素を硝化菌の呼吸により消費させ、これにより遊
離の窒素ガスを気中に放散させて脱窒処理を行い、一
方、アンモニア放散法による場合は、アンモニアの方が
水よりも蒸発し易い特性を利用して、消化脱離液６を、
水蒸気により直接加熱して沸騰させることでアンモニア
性窒素をアンモニアとして硝化脱離液６より蒸発させ、
この際発生するアンモニア蒸気を水蒸気と一緒に外部に
取り出して回収することで、脱窒処理を行うようにし
て、消化脱離液６中のアンモニア性窒素を除去し、この
アンモニア性窒素の除去された処理水８を外部へ放流さ
せるようにしてある。

【０００６】しかし、消化処理の前段となる有機性廃棄
物１の可溶化処理を、加水分解微生物を用いて行わせる
ようにしてある上記従来の有機性廃棄物のバイオガス化
処理方法では、有機性廃棄物１の可溶化に１乃至２日程
度の時間を要することから、有機性廃棄物１の可溶化処
理時間を更に短縮することが望まれ、そのため近年で
は、より短時間で有機性廃棄物１を可溶化できるよう
に、有機性廃棄物１の可溶化処理を水熱処理により行う
方法が開発されてきている。

【０００７】上記有機性廃棄物の水熱処理は、加圧容器
を備えた水熱処理装置にて有機性廃棄物を水の存在下で
１５０〜３５０℃に加熱すると同時に高圧を作用させる
もので、この加熱により水が高温高圧の亜臨界状態にな
ると、該亜臨界状態の水には、誘電率の減少による優れ
た有機物の溶解作用と、イオン積の増加による激しい加
水分解作用が生じるため、有機性廃棄物１の高分子は加
水分解されて低分子化され、これにより有機性廃棄物１
の固形分が液状化するため可溶化できるものであり、こ
の水熱処理によれば、数十分程度の処理で原料となる有
機性廃棄物の８０％以上が可溶化できるため、この水熱
処理による有機性廃棄物の可溶化物を消化槽に送って嫌
気性菌による消化処理を行えば、高効率にバイオガス化
処理が可能であるため、消化処理工程の効率化に寄与で
きると共に、消化処理後の有機性残渣の減容化が図れる
ものとして注目されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、有機性廃棄
物１を上記水熱処理により可溶化処理すると、１５０〜
３５０℃の高温条件では有機性廃棄物１中のたんぱく質
等の窒素化合物の窒素成分は、容易にアンモニウム塩等
のアンモニア性窒素に変換され、その生成量は、原料と
なる有機性廃棄物の窒素含有量に応じたものとなる。こ
のため有機性廃棄物の窒素含有量が大きい場合には、該
有機性廃棄物の水熱処理による可溶化物中のアンモニア
濃度が上昇することになるが、従来の有機性廃棄物のバ
イオガス化処理でも抱えていた問題として、嫌気性消化
処理で重要な役割を果たすメタン菌は、被処理液中のア
ンモニアの濃度が高いとアンモニアの毒性により活性が
低下するため、消化槽に送る可溶化物のアンモニア濃度
は２０００ｍｇ／Ｌ以下にする必要があり、したがっ
て、窒素含有量が５０００ｍｇ／Ｌを超える厨芥、牛
糞、水産廃棄物等の有機性廃棄物をバイオガス化処理し
ようとする場合には、アンモニア濃度が制限因子となる
ことから、水熱処理による可溶化物をそのまま消化槽に
投入することは難しいという問題がある。

【０００９】因みに、窒素成分を多量に含有している有
機性排水を嫌気的消化処理する方法として、特開平６−
１７８９９５号公報や特公平７−１１５０３０号公報に
は、有機性排水を図５に示した消化槽４と同様の消化槽
に供給して嫌気性消化処理させるときに、有機性排水を
予め希釈することにより、有機性排水中のアンモニア濃
度が所定の値以下になるように調整した後、消化槽に供
給させるようにする方法が開示されている。このため
に、かかる手法を上記有機性廃棄物のバイオガス化処理
に適用して、窒素含有量が多い有機性廃棄物１を可溶化
処理した後、可溶化物を希釈することにより消化槽４に
供給される可溶化物中のアンモニア濃度の引き下げを図
るようにすることが考えられるが、この場合、消化槽に
供給して消化処理すべき可溶化物の量が増大し、通常２
乃至４週間の消化処理時間を要する消化槽４の設備や運
転費用が増加するという問題がある。更に、消化脱離液
６の量も増加するため、排水処理装置７として生物学的
脱窒処理方式のものを採用する場合には、曝気用のブロ
アーの運転費用や消化脱離液６に炭素源として添加する
メタノールに要するコストが嵩むという問題があり、一
方、排水処理装置７としてアンモニア放散方式のものを
採用する場合には、消化脱離液６の加熱に用いる水蒸気
量が増加することから、該水蒸気発生のために要する運
転費用が嵩むという問題がある。したがって、窒素含有
量の多い有機性廃棄物のバイオガス化処理を行う場合、
全体としての経済性が悪化するため、わが国の有機性廃
棄物のバイオガス化処理の普及が阻まれているのが実状
である。

【００１０】そこで、本発明は、有機性廃棄物を水熱処
理して可溶化した後、消化処理すべく消化槽に移される
有機性廃棄物の可溶化物中のアンモニア濃度を、上記可
溶化物の容量を増加させることなく容易に低下させるこ
とができて、窒素含有量の多い有機性廃棄物をも原料と
してバイオガス化処理できる有機性廃棄物のバイオガス
化処理方法を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、有機性廃棄物を水熱処理装置にて水の存
在下で高温に加熱すると同時に高圧を作用させて水熱処
理することにより可溶化させ、次に、上記高温の有機性
廃棄物の可溶化物を所要温度まで冷却させると共に大気
圧まで減圧させた後、上記有機性廃棄物の可溶化物より
アンモニアを除去し、次いで、上記アンモニアの除去さ
れた有機性廃棄物の可溶化物を消化槽に移し、該消化槽
内にて消化処理してバイオガスを発生させる有機性廃棄
物のバイオガス化処理方法とする。

【００１２】有機性廃棄物を水の存在下で高温に加熱す
ると同時に高圧を作用させて水熱処理すると、有機性廃
棄物の高分子が加水分解されて低分子化することにより
可溶化される。この際、有機性廃棄物中の窒素分がアン
モニア性窒素に転化されるが、上記高温の有機性廃棄物
の可溶化物は、所要温度まで冷却されると共に大気圧ま
で減圧された後、アンモニアが除去されるため、有機性
廃棄物の可溶化物は、アンモニア濃度が低減させられた
状態で消化槽に移され、該消化槽にてメタン菌等の嫌気
性菌により消化させられることにより、バイオガスの生
成が行われるようになる。

【００１３】又、所要温度まで冷却させると共に大気圧
まで減圧させた有機性廃棄物の可溶化物からのアンモニ
アの除去を、上記可溶化物をフラッシング槽内に所要時
間滞留させてアンモニアをストリッピングさせることに
より行わせるようにすると、アンモニアは水よりも蒸発
し易いため、上記所要温度まで冷却すると共に大気圧ま
で減圧させた後の有機性廃棄物の可溶化物に残存する熱
により、該可溶化物中のアンモニア性窒素をストリッピ
ングさせてアンモニア蒸気として除去できることから、
消化槽に移して消化処理する可溶化物の容量を増加させ
ることなく、該可溶化物のアンモニア濃度を容易に低下
させることができる。

【００１４】更に、有機性廃棄物の可溶化物にアルカリ
物質を添加してｐＨ８〜１０に調整し、該ｐＨ調整され
た有機性廃棄物の可溶化物よりアンモニアをストリッピ
ングさせるようにするか、或いは、有機性廃棄物にアル
カリ物質を添加することによりｐＨ８〜１０に調整した
後、水熱処理装置にて高温に加熱すると同時に高圧を作
用させて水熱処理することにより可溶化させるようにす
ることにより、アンモニアをストリッピングさせるとき
の有機性廃棄物の可溶化物の液性をアルカリ性として、
該可溶化物からのアンモニアのストリッピングを促進さ
せることができる。したがって、アンモニア除去をフラ
ッシング槽内でストリッピングさせて行う場合に、上記
有機性廃棄物の可溶化物のアンモニア濃度を低下させる
のに必要な該可溶化物のフラッシング槽における滞留時
間を短縮することができて、有機性廃棄物のバイオガス
化処理全体の処理時間の短縮を図ることができる。

【００１５】更に又、水熱処理された高温の有機性廃棄
物の可溶化物の冷却を、上記可溶化物と所要の冷却用熱
媒流体を熱交換させるクーラーで行わせるようにするこ
とにより、水熱処理後の高温の有機性廃棄物の可溶化物
を所要温度まで冷却するために要する時間を短縮できる
ため、有機性廃棄物のバイオガス化処理全体の処理時間
の更なる短縮を図ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１７】図１は本発明の有機性廃棄物のバイオガス
化処理方法の実施の一形態に用いる装置の一例を示すも
ので、加圧容器の如き水熱処理容器（図示せず）をヒー
ターの如き加熱手段（図示せず）により加熱できるよう
にした水熱処理装置９を設け、該水熱処理装置９の水熱
処理容器内に、図示しない有機性廃棄物供給部より供給
ライン１０を通して供給される水を分散媒とする有機性
廃棄物１のスラリーを供給して、１５０〜３５０℃に加
熱して可溶化するようにし、且つ該水熱処理装置９の下
流側に、フラッシング槽１１を設定して、該フラッシン
グ槽１１と水熱処理装置９とを、クーラ２０、減圧弁１
３を備えた可溶化物移送ライン１２を介し接続して、上
記水熱処理容器９内にて水の存在下で高温高圧を作用さ
せて水熱処理することにより可溶化した有機性廃棄物の
可溶化物１４を、クーラ２０で所要の冷却用熱媒流体２
１と熱交換させることにより冷却し、減圧弁１３にて大
気圧まで減圧させた後、アンモニアのストリッピングを
効率よく実施できる温度、たとえば、１００℃程度の温
度で上記フラッシング槽１１に導けるようにする。

【００１８】上記フラッシング槽１１は、頂部にアンモ
ニア取出口１５を設けると共に下端部に有機性廃棄物の
可溶化物１４の取出口１９を有してなり、アンモニア取
出口１５には、アンモニア回収装置１６を、圧力調整弁
１８を備えたアンモニア回収ライン１７を介して接続
し、又、上記有機性廃棄物の可溶化物取出口１９には、
図５に示した消化槽４及び排水処理装置７と同様の消化
槽４及び排水処理装置７を順に接続した構成としてあ
る。更に、上記フラッシング槽１１は、可溶化物移送ラ
イン１２を通して水熱処理装置９より導かれる有機性廃
棄物の可溶化物１４を所要時間、たとえば、１０分間あ
るいはそれ以上滞留できる容積のものとしてある。な
お、上記の如くフラッシング槽１１における可溶化物１
４の滞留時間を１０分間あるいはそれ以上と設定したの
は、後述する実施例１の表１に示す実験結果の如く、水
熱処理した後の有機性廃棄物の可溶化物１４は、大気圧
に減圧した後、１０分間あるいはそれ以上経過すれば、
可溶化物１４のアンモニア濃度は、２０００ｍｇ／Ｌ以
下に低減することが判明しているからである。

【００１９】なお、上記アンモニア回収装置１６は、フ
ラッシング槽１１のアンモニア取出口１５より取り出さ
れる水蒸気２２とアンモニア蒸気２３を凝縮させてアン
モニア水２４として回収できるものとしてある。その
他、図５に示したものと同一のものには同一符号が付し
てある。

【００２０】上記装置を用いて有機性廃棄物のバイオガ
ス化処理を行う場合は、先ず、有機性廃棄物供給部より
供給ライン１０を通して導いた有機性廃棄物１のスラリ
ーを、水熱処理装置９にて１５０〜３５０℃に加熱する
ことにより、有機性廃棄物１に、高温高圧の亜臨界水を
作用させて該有機性廃棄物１を可溶化させた後、可溶化
物１４を、可溶化物移送ライン１２を通してフラッシン
グ槽１１に移送させるときに、クーラー２０により１０
０℃程度まで冷却させると共に減圧弁１３により大気圧
まで減圧させた後にフラッシング槽１１に流入させるよ
うにする。該フラッシング槽１１内では、水よりもアン
モニアの方が蒸発し易いために、水蒸気２２が発生する
と同時に上記有機性廃棄物の可溶化物１４中のアンモニ
ア性窒素がアンモニアとしてストリッピングさせられて
アンモニア蒸気２３が発生し、この発生したアンモニア
蒸気２３は水蒸気２２と一緒にアンモニア取出口１５を
通してフラッシング槽１１より排出されるようになるた
め、アンモニア取出口１５より排出されるアンモニア蒸
気２３と水蒸気２２を、アンモニア回収ライン１７を通
してアンモニア回収装置１６に導いてアンモニア水２４
として回収することにより可溶化物１４よりアンモニア
のストリッピング除去を行う。

【００２１】フラッシング槽１１内にてアンモニアがス
トリッピング除去された可溶化物１４は、その後、消化
槽４に移し、該消化槽４にて嫌気性消化処理を行わせる
ことによりバイオガス５を発生させるようにする。

【００２２】上記において、フラッシング槽１１内に
て、有機性廃棄物の可溶化物１４を１００℃程度で１０
分間あるいはそれ以上滞留させると、アンモニアは水よ
りも蒸発し易いため、上記可溶化物１４中に含まれてい
るアンモニア性窒素の大部分はストリッピングされてア
ンモニア蒸気２３とされ、水蒸気２２と一緒にアンモニ
ア回収装置１６においてアンモニア水２４として回収さ
れる。一方、フラッシング槽１１から排出される可溶化
物１４は、アンモニア濃度が大幅に低下させられた状態
で消化槽４に移される。したがって、該消化槽４におけ
る有機物の嫌気的消化に用いるメタン菌の活性が阻害さ
れることはない。

【００２３】このように、水熱処理により有機性廃棄物
１を可溶化処理した可溶化物１４中のアンモニア濃度
を、消化槽４に移す前に２０００ｍｇ／Ｌ以下に低減さ
せることができるので、水熱処理による可溶化処理を行
うと多量のアンモニウム性窒素を生じるようになる厨
芥、牛糞、水産廃棄物の如き窒素含有量が多くて５００
０ｍｇ／Ｌを超えるような有機性廃棄物１であっても、
消化槽４におけるメタン菌の活性を阻害することなくバ
イオガス化処理でき、しかも、この際、上記有機性廃棄
物１の可溶化物１４からのアンモニアの除去を行うため
の操作としては、水熱処理後の有機性廃棄物の可溶化物
１４を１００℃程度に冷却すると共に大気圧に減圧した
状態でフラッシング槽１１内で１０分間あるいはそれ以
上滞留させるだけでよいため、消化処理すべき可溶化物
１４の容量は増加しない。したがって、消化槽４の設備
や運転費用が増加することはなく、更に、消化脱離液６
の量は増加しないと同時にアンモニア濃度の低いものと
することができるため、排水処理装置７を簡単な設備と
することができると共にその運転費用が嵩むことはな
い。

【００２４】又、水蒸気２２と一緒に回収されるアンモ
ニア蒸気２３は、アンモニア回収装置１６において凝縮
されることにより濃度２０％前後のアンモニア水２４と
なるため、そのまま排煙脱硝用のアンモニアとして使用
でき、更に、精製すれば各種用途に応じたアンモニア製
品の原料として使用可能となる。

【００２５】次に、図２は本発明の実施の他の形態を示
すもので、図１に示したものと同様な構成において、可
溶化物移送ライン１２の減圧弁１３よりも下流側位置
に、図示しないアルカリ物質供給部よりアルカリ物質と
しての水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）２５を導くアルカ
リ添加ライン２６を接続して、水熱処理装置９より可溶
化物移送ライン１２を通してフラッシング槽１１へ移送
される際に、クーラー２０にて１００℃程度まで冷却さ
れると共に、減圧弁１３にて大気圧まで減圧された後の
有機性廃棄物の可溶化物１４に対して、アルカリ添加ラ
イン２６を通して所要量の水酸化ナトリウム２５を添加
して混合することにより、該可溶化物１４をｐＨ８〜１
０に調整してからフラッシング槽１１に流入させて所要
時間滞留させることでアンモニアのストリッピング除去
を行わせるようにするものである。

【００２６】本実施の形態においては、後述する実施例
２の表２に示す実験結果のように、有機性廃棄物の可溶
化物１４のｐＨをアルカリ性になるように調整すると、
ｐＨを調整しない場合に比して、該可溶化物１４からの
アンモニアのストリッピングを促進できることに起因し
て、フラッシング槽１１における可溶化物１４の滞留時
間は、より短時間、たとえば、２分間に設定すればよい
ことになる。そのため、上記フラッシング槽１１は可溶
化物移送ライン１２を通して流入する有機性廃棄物の可
溶化物１４を２分間滞留させるだけの容積を有するよう
に小型化してある。

【００２７】その他の構成は図１に示したものと同様で
あり、同一のものには同一符号が付してある。

【００２８】本実施の形態によれば、有機性廃棄物の可
溶化物１４の液性をアルカリ性とすることにより、該可
溶化物１４からのアンモニアのストリッピングを促進さ
せることができるため、フラッシング槽１１における可
溶化物１４の滞留時間を短縮させることができて、有機
性廃棄物１のバイオガス化処理全体に要する処理時間の
短縮を図ることができ、又、フラッシング槽１１を小型
化することができる。

【００２９】次いで、図３は本発明の実施の更に他の形
態を示すもので、図２に示したものと同様の構成におい
て、アルカリ添加ライン２６を、可溶化物移送ライン１
２の減圧弁１３よりも下流側位置に接続することに代え
て、アルカリ添加ライン２６を、供給ライン１０の途中
位置に接続して、該供給ライン１０を通して水熱処理装
置９に供給される有機性廃棄物１のスラリーに対して、
アルカリ添加ライン２６を通して所要量の水酸化ナトリ
ウム２５を添加して混合することにより、有機性廃棄物
１のスラリーをｐＨ８〜１０に調整してから水熱処理装
置９に供給して水熱処理させるようにしたものである。

【００３０】その他の構成は図２に示したものと同様で
あり、図２に示したものと同一のものには同一符号が付
してある。

【００３１】本実施の形態によれば、有機性廃棄物１の
スラリーの液性をアルカリ性に調整した後、水熱処理装
置９にて水熱処理して有機性廃棄物１を可溶化させてい
るため、該水熱処理により得られる有機性廃棄物の可溶
化物１４の液性はアルカリ性となり、したがって、該可
溶化物１４をクーラー２０にて１００℃程度まで冷却さ
せると共に、減圧弁１３にて大気圧まで減圧させるよう
にして可溶化物移送ライン１２を通してフラッシング槽
１１に移送すると、該フラッシング槽１１内では、液性
がアルカリ性となっている可溶化物１４からのアンモニ
アのストリッピングが行われるようになることから、本
実施の形態においても、図２の実施の形態と同様な効果
を得ることができ、更に、水酸化ナトリウム２５は、常
温常圧の有機性廃棄物１のスラリーに添加できるため、
添加混合操作を容易なものとすることができる。

【００３２】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されるものではなく、図１、図２及び図３の実施の形態
においては、可溶化物移送ライン１２にはクーラー２０
を設けて、水熱処理装置９よりフラッシング槽１１に送
られる有機性廃棄物の可溶化物１４を、短時間で１００
℃程度まで冷却できるように上記クーラー２０にて冷却
用熱媒流体２１と熱交換させて強制冷却するものを示し
たが、図４に図１に対応した図を示す如く、可溶化物移
送ライン１２に減圧弁１３を多段に設けて、該各減圧弁
１３毎における可溶化物１４の減圧に伴って生じる自然
な温度低下を繰り返し行わせることにより、有機性廃棄
物の可溶化物１４を、フラッシング槽１１に導入する１
００℃程度まで温度低下させるようにしてもよいこと、
フラッシング層１１は、内部に流入される有機性廃棄物
の可溶化物１４からのアンモニアのストリッピングを促
進できるように、図１に二点鎖線で示す如き撹拌装置２
７を具備した構成とすることができ、この場合、可溶化
物１４のフラッシング槽１１における滞留時間を短縮で
きるため、該フラッシング槽１１を小型化できること、
又、フラッシング層１１にて流入させて滞留させる有機
性廃棄物の可溶化物１４の温度は、１００℃程度として
あるが、アンモニアのストリッピングを効率よく実施で
きれば、その温度は自在に設定してよいこと、クーラー
２０にて有機性廃棄物の可溶化物１４の冷却に供されて
加熱された冷却用熱媒体２１は、供給ライン１０を通し
て水熱処理装置９に供給される有機性廃棄物１のスラリ
ーと熱交換させるようにして該有機性廃棄物１の予熱用
熱源として利用してもよいこと、図２及び図３の実施の
形態では、可溶化物１４をｐＨ８〜１０に調製するため
のアルカリ物質として水酸化ナトリウム２５を例示した
が、水酸化カルシウムや水酸化カリウム等、他のアルカ
リ物質を用いてもよいこと、可溶化物１４のアンモニア
濃度を、２０００ｍｇ／Ｌ以下まで低減させることがで
きれば、可溶化物１４からのアンモニアの除去方法とし
ては、アンモニアのストリッピングによるもの以外の手
法を採用してもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。

【００３３】

【実施例】以下、本発明者等の行った実験結果について
説明する。

【００３４】（１）実施例１ 原料となる有機性廃棄物１のスラリーとして、豚糞尿
（水分９０％、Ｔ−Ｎ濃度８０００ｍｇ／Ｌ）を用い
て、加圧容器の如き水熱処理容器内にて２００℃、１０
分間水熱処理して可溶化させ、その後、上記水熱処理容
器を大気圧まで減圧させてから、上記水熱処理により得
た有機性廃棄物の可溶化物（ｐＨ７．５）を、所定時間
（１分、２分、５分、１０分、２０分、６０分）経過後
に消化槽に入れるようにした場合における該可溶化物中
の総窒素濃度及びアンモニア濃度を測定した。その結果
は表１に示すとおりであった。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１から明らかなように、水熱処理容器の
大気圧への解放の後、１０分間経過すると、有機性廃棄
物の可溶化物中に残留する総窒素濃度は１８５３ｍｇ／
Ｌであり、原料として用いた豚糞尿の当初の総窒素濃度
（８０００ｍｇ／Ｌ）に対して８０％近くの窒素をアン
モニアとしてストリッピングさせて除去可能であり、こ
の場合、上記有機性廃棄物の可溶化物のアンモニア濃度
は１６６７ｍｇ／Ｌ、すなわち、２０００ｍｇ／Ｌ以下
となるため、該可溶化物を消化槽に移して消化処理する
ときにメタン菌の活性が阻害される虞はないことが判明
した。

【００３７】（２）実施例２ 原料となる有機性廃棄物１のスラリーとして、豚糞尿
（水分９０％、総窒素濃度８０００ｍｇ／Ｌ）を用い
て、加圧容器の如き水熱処理容器内にて２００℃、１０
分間水熱処理して可溶化させ、その後、上記水熱処理容
器１０を大気圧まで減圧させ、その直後に、上記水熱処
理により得た有機性廃棄物の可溶化物（ｐＨ７．５）
に、水酸化ナトリウムを添加して、ｐＨを９．５に調整
し、しかる後、所定時間（１、２、５、１０、２０、６
０分間）経過後に消化槽に入れるようにした場合におけ
る該可溶化物（ｐＨ９．５）中の総窒素濃度及びアンモ
ニア濃度を測定した。その結果は表２に示すとおりであ
った。

【００３８】

【表２】

【００３９】表２から明らかなように、有機性廃棄物の
可溶化物のｐＨを９．５に調整した場合、ｐＨ調整され
た有機性廃棄物の可溶化物は、２分間経過すると、該可
溶化物中に残留する総窒素濃度は１５４７ｍｇ／Ｌとな
り、原料として用いた豚糞尿の当初の総窒素濃度（８０
００ｍｇ／Ｌ）に対して約８０％以上の窒素をアンモニ
アとしてストリッピングさせて除去可能であり、上記有
機性廃棄物の可溶化物のアンモニア濃度は１３９２ｍｇ
／Ｌとなるので、消化槽に移して消化処理する際にメタ
ン菌の活性を阻害する虞はなくなることがわかる。した
がって、上記の如く水熱処理後の有機性廃棄物の可溶化
物のｐＨがアルカリ性になるようにすると、表１に示し
た如く、水熱処理後の有機性廃棄物の可溶化物をｐＨ調
整しない場合に比して、有機性廃棄物の可溶化物からの
アンモニアのストリッピングを促進できて、より短時間
で有機性廃棄物中のアンモニア濃度を、２０００ｍｇ／
Ｌ以下に低減できることが判明した。

【００４０】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の有機性廃棄物
のバイオガス化処理方法によれば、有機性廃棄物を水熱
処理装置にて水の存在下で高温に加熱すると同時に高圧
を作用させて水熱処理することにより可溶化させ、次
に、上記高温の有機性廃棄物の可溶化物を所要温度まで
冷却させると共に大気圧まで減圧させた後、上記有機性
廃棄物の可溶化物よりアンモニアを除去し、次いで、上
記アンモニアの除去された有機性廃棄物の可溶化物を消
化槽に移し、該消化槽内にて消化処理してバイオガスを
発生させるようにしてあるので、水熱処理装置で水熱処
理して可溶化した有機性廃棄物の可溶化物を消化槽に移
して消化処理する際、予め上記可溶化物のアンモニア濃
度を低下させることができ、このため水熱処理による可
溶化処理を行うと多量のアンモニウム性窒素を生じる窒
素含有量の多い有機性廃棄物の可溶化物であっても、消
化槽にてメタン菌の活性に阻害を生じさせることなく消
化処理させてバイオガス化処理できるという優れた効果
を発揮し、又、所要温度まで冷却させると共に大気圧ま
で減圧させた有機性廃棄物の可溶化物からのアンモニア
の除去を、上記可溶化物をフラッシング槽内に所要時間
滞留させてアンモニアをストリッピングさせることによ
り行わせるようにすると、アンモニアは水よりも蒸発し
易いため、上記所要温度まで冷却すると共に大気圧まで
減圧させた後の有機性廃棄物の可溶化物に残存する熱に
より、該可溶化物中のアンモニア性窒素をストリッピン
グさせてアンモニア蒸気として除去できて、消化槽に移
して消化処理する可溶化物の容量を増加させることな
く、該可溶化物のアンモニア濃度を容易に低下させるこ
とができるという優れた効果を発揮し、更に、有機性廃
棄物の可溶化物にアルカリ物質を添加してｐＨ８〜１０
に調整し、該ｐＨ調整された有機性廃棄物の可溶化物よ
りアンモニアをストリッピングさせるようにするか、或
いは、有機性廃棄物にアルカリ物質を添加することによ
りｐＨ８〜１０に調整した後、水熱処理装置にて高温に
加熱すると同時に高圧を作用させて水熱処理するように
することにより、アンモニアをストリッピングさせると
きの有機性廃棄物の可溶化物の液性をアルカリ性とし
て、該可溶化物からのアンモニアのストリッピングを促
進させることができることから、上記有機性廃棄物の可
溶化物のアンモニア濃度を低下させるのに必要な該可溶
化物のフラッシング槽における滞留時間を短縮すること
ができて、有機性廃棄物のバイオガス化処理全体の処理
時間の短縮を図ることができるという効果を発揮し、更
に又、水熱処理された高温の有機性廃棄物の可溶化物の
冷却を、上記可溶化物と所要の冷却用熱媒流体を熱交換
させるクーラーで行わせるようにすることにより、水熱
処理後の高温の有機性廃棄物の可溶化物を所要温度まで
冷却するために要する時間を短縮できるため、有機性廃
棄物のバイオガス化処理全体の処理時間の更なる短縮を
図ることができるという効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機性廃棄物のバイオガス化処理方法
の実施の一形態に用いる装置の一例を示す概要図であ
る。

【図２】本発明の実施の他の形態を示す概要図である。

【図３】本発明の実施の更に他の形態を示す概要図であ
る。

【図４】本発明の実施の更に他の形態を示す概要図であ
る。

【図５】従来の有機性廃棄物のバイオガス化処理方法を
示す概要図である。

【符号の説明】

１ 有機性廃棄物 ４ 消化槽 ５ バイオガス ９ 水熱処理装置 １１ フラッシング槽 １４ 可溶化物 ２５ 水酸化ナトリウム（アルカリ物質） ２０ クーラー ２１ 冷却用熱媒流体

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 11/08 Ｃ１２Ｐ 5/02 Ｃ１２Ｎ 1/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０４Ｚ Ｃ１２Ｐ 5/02 ＺＡＢ (72)発明者 藤井 衛 東京都江東区豊洲三丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 (72)発明者 三輪 敬一 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜環境テクニカ ルセンター内 Ｆターム(参考） 4B064 AB01 CA02 CC06 CD04 CD23 DA16 4B065 AA01X AC14 BA22 BB22 CA02 CA55 4D004 AA03 AA04 AA12 CA39 CB04 CC03 DA02 DA06 DA07 4D011 AA16 AC01 4D059 AA01 AA03 AA08 BA12 BA21 BC01 BF02 BK12 BK15

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機性廃棄物を水熱処理装置にて水の存
   在下で高温に加熱すると同時に高圧を作用させて水熱処
   理することにより可溶化させ、次に、上記高温の有機性
   廃棄物の可溶化物を所要温度まで冷却させると共に大気
   圧まで減圧させた後、上記有機性廃棄物の可溶化物より
   アンモニアを除去し、次いで、上記アンモニアの除去さ
   れた有機性廃棄物の可溶化物を消化槽に移し、該消化槽
   内にて消化処理してバイオガスを発生させることを特徴
   とする有機性廃棄物のバイオガス化処理方法。
2. 【請求項２】 所要温度まで冷却させると共に大気圧ま
   で減圧させた有機性廃棄物の可溶化物からのアンモニア
   の除去を、上記可溶化物をフラッシング槽内に所要時間
   滞留させてアンモニアをストリッピングさせることによ
   り行わせるようにする請求項１記載の有機性廃棄物のバ
   イオガス化処理方法。
3. 【請求項３】 有機性廃棄物の可溶化物にアルカリ物質
   を添加してｐＨ８〜１０に調整し、該ｐＨ調整された有
   機性廃棄物の可溶化物よりアンモニアをストリッピング
   させるようにする請求項２記載の有機性廃棄物のバイオ
   ガス化処理方法。
4. 【請求項４】 有機性廃棄物にアルカリ物質を添加する
   ことによりｐＨ８〜１０に調整した後、水熱処理装置に
   て高温に加熱すると同時に高圧を作用させて水熱処理す
   ることにより可溶化させるようにする請求項２記載の有
   機性廃棄物のバイオガス化処理方法。
5. 【請求項５】 水熱処理された高温の有機性廃棄物の可
   溶化物の冷却を、上記可溶化物と所要の冷却用熱媒流体
   を熱交換させるクーラーで行わせるようにする請求項
   １、２、３又は４記載の有機性廃棄物のバイオガス化処
   理方法。