JP2003063886A - 有機性廃棄物の資源化装置および資源化方法 - Google Patents
有機性廃棄物の資源化装置および資源化方法Info
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- Treatment Of Sludge (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 できるだけ多くのカリウムを堆肥に取り込む
こと。 【解決手段】 家畜糞尿等の有機性廃棄物を、固液分離
装置２によって固形分と分離液とに分離する。分離液
は、水処理設備で生物処理された後、逆浸透膜で構成さ
れたカリウム回収装置５によって、有機性廃棄物を固液
分離した分離液からカリウムを濃縮液として分離され
る。このカリウム濃縮液を、散水ノズル３１から堆肥化
設備３の発酵槽３２で発酵中の固形分に散布する。
こと。 【解決手段】 家畜糞尿等の有機性廃棄物を、固液分離
装置２によって固形分と分離液とに分離する。分離液
は、水処理設備で生物処理された後、逆浸透膜で構成さ
れたカリウム回収装置５によって、有機性廃棄物を固液
分離した分離液からカリウムを濃縮液として分離され
る。このカリウム濃縮液を、散水ノズル３１から堆肥化
設備３の発酵槽３２で発酵中の固形分に散布する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、有機性廃棄物の
処理に関し、さらに詳しくは、家畜糞尿や水産加工にお
ける廃棄物といった有機性廃棄物を処理して堆肥等の資
源とする有機性廃棄物の資源化装置および資源化方法に
関する。
処理に関し、さらに詳しくは、家畜糞尿や水産加工にお
ける廃棄物といった有機性廃棄物を処理して堆肥等の資
源とする有機性廃棄物の資源化装置および資源化方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、資源循環型社会の形成に向けて、
家畜糞尿等の有機性廃棄物の適正な処理及び資源化物の
有効利用が強く求められ、様々な法的制度も整備されて
きている。
家畜糞尿等の有機性廃棄物の適正な処理及び資源化物の
有効利用が強く求められ、様々な法的制度も整備されて
きている。
【０００３】図７は、従来使用されてきた有機性廃棄物
の処理設備の一例を示す説明図である。図７（ａ）に示
すように、家畜糞尿等の有機性廃棄物は、固液分離装置
２０２によって固形分と分離液とに分けられる。そし
て、分離液は水処理設備２０４によって処理された後河
川等に放流され、固形分は堆肥化設備２０３によって好
気性発酵によって堆肥化されて緑農地において利用され
る。また、図７（ｂ）に示すように、家畜糞尿等の有機
性廃棄物はバイオガス発酵槽２０７でメタン発酵してメ
タンガスを発生する。メタン発酵後の残滓は固液分離装
置２０２によって固形分と分離液とに分けられ、分離液
は水処理設備２０４によって、固形分は堆肥化設備２０
３によってそれぞれ処理される。
の処理設備の一例を示す説明図である。図７（ａ）に示
すように、家畜糞尿等の有機性廃棄物は、固液分離装置
２０２によって固形分と分離液とに分けられる。そし
て、分離液は水処理設備２０４によって処理された後河
川等に放流され、固形分は堆肥化設備２０３によって好
気性発酵によって堆肥化されて緑農地において利用され
る。また、図７（ｂ）に示すように、家畜糞尿等の有機
性廃棄物はバイオガス発酵槽２０７でメタン発酵してメ
タンガスを発生する。メタン発酵後の残滓は固液分離装
置２０２によって固形分と分離液とに分けられ、分離液
は水処理設備２０４によって、固形分は堆肥化設備２０
３によってそれぞれ処理される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、家畜糞尿に
は窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、カリウム（Ｋ）等の肥効成
分が含まれており、肥料の原料として好適であるが、家
畜糞尿で製造した堆肥を使用した場合における作物栽培
で作物の養分収支をとると、カリウムが不足気味となる
場合が多かった。そして、作物生産においてカリウムが
不足すると緑枯れ症状が発生する場合が多く、これを阻
止するために、大量のカリウムを化学肥料等で別個に補
給しなければならないという問題があった。そこで、こ
の発明は、上記に鑑みてなされたものであって、有機性
廃棄物から製造した堆肥を使用する場合に、カリウムの
補給を最小限に抑える堆肥が製造できる、有機性廃棄物
の資源化装置および資源化方法を提供することを目的と
する。
は窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、カリウム（Ｋ）等の肥効成
分が含まれており、肥料の原料として好適であるが、家
畜糞尿で製造した堆肥を使用した場合における作物栽培
で作物の養分収支をとると、カリウムが不足気味となる
場合が多かった。そして、作物生産においてカリウムが
不足すると緑枯れ症状が発生する場合が多く、これを阻
止するために、大量のカリウムを化学肥料等で別個に補
給しなければならないという問題があった。そこで、こ
の発明は、上記に鑑みてなされたものであって、有機性
廃棄物から製造した堆肥を使用する場合に、カリウムの
補給を最小限に抑える堆肥が製造できる、有機性廃棄物
の資源化装置および資源化方法を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
につき鋭意検討した結果、次の知見を得て本発明を完成
するに到った。すなわち、家畜糞尿等を原料とした堆肥
はカリウムが不足気味になることが多かったが、これ
は、カリウムが非常にイオン化傾向が強く液体に溶解し
やすいことに基づくものである。すなわち、家畜糞尿等
を固液分離した固形分で堆肥を製造する場合には、固液
分離の際に多量のカリウムが分離液側に溶け込んで排出
されてしまい、堆肥に残る量が少なくなる。そして、分
離液を水処理する際に、カリウムは排水に溶解したまま
捨てられていた。そこで、排水と共に捨てられていたカ
リウムを回収し堆肥に散布すれば、上記カリウムの不足
量を抑えることができる。
につき鋭意検討した結果、次の知見を得て本発明を完成
するに到った。すなわち、家畜糞尿等を原料とした堆肥
はカリウムが不足気味になることが多かったが、これ
は、カリウムが非常にイオン化傾向が強く液体に溶解し
やすいことに基づくものである。すなわち、家畜糞尿等
を固液分離した固形分で堆肥を製造する場合には、固液
分離の際に多量のカリウムが分離液側に溶け込んで排出
されてしまい、堆肥に残る量が少なくなる。そして、分
離液を水処理する際に、カリウムは排水に溶解したまま
捨てられていた。そこで、排水と共に捨てられていたカ
リウムを回収し堆肥に散布すれば、上記カリウムの不足
量を抑えることができる。
【０００６】上述の目的を達成するために、請求項１に
係る有機性廃棄物の資源化装置は、有機性廃棄物を固液
分離した分離液を逆浸透させてカリウムを濃縮する逆浸
透膜や、前記分離液を蒸留してカリウムを濃縮する蒸留
装置を備えた濃縮装置、その他の、有機性廃棄物を固液
分離した分離液からカリウムを分離するカリウム濃縮・
分離手段と、当該カリウム濃縮・分離手段によって濃縮
・分離したカリウムを、前記固液分離した有機性廃棄物
の固形分の堆肥化工程に供給するカリウム供給手段と、
を含むことを特徴とする。
係る有機性廃棄物の資源化装置は、有機性廃棄物を固液
分離した分離液を逆浸透させてカリウムを濃縮する逆浸
透膜や、前記分離液を蒸留してカリウムを濃縮する蒸留
装置を備えた濃縮装置、その他の、有機性廃棄物を固液
分離した分離液からカリウムを分離するカリウム濃縮・
分離手段と、当該カリウム濃縮・分離手段によって濃縮
・分離したカリウムを、前記固液分離した有機性廃棄物
の固形分の堆肥化工程に供給するカリウム供給手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００７】この有機性廃棄物の資源化装置は、家畜糞
尿や魚あら、或いは汚泥等の有機性廃棄物を固形分と分
離液とに分離して、分離液に含まれているカリウムを逆
浸透膜による濃縮や蒸留法による濃縮によって回収し、
例えば堆肥化設備等で発酵中の固形分に散布するもので
ある。当初は家畜糞尿等に含まれていたカリウムは、固
液分離の際に分離液の方へ溶け込んでしまうが、この有
機性廃棄物の資源化装置ではこの分離液に溶け込んだカ
リウムを回収し、これを堆肥化設備に供給するので、完
成した堆肥のカリウム不足を抑制できる。その結果、植
物の緑枯れ現象等のカリウムの欠乏による不具合も抑制
できる。また、カリウムを濃縮液の形で堆肥化設備に供
給するので、堆肥を乾燥させるための熱エネルギーが少
なくて済むので経済的である。
尿や魚あら、或いは汚泥等の有機性廃棄物を固形分と分
離液とに分離して、分離液に含まれているカリウムを逆
浸透膜による濃縮や蒸留法による濃縮によって回収し、
例えば堆肥化設備等で発酵中の固形分に散布するもので
ある。当初は家畜糞尿等に含まれていたカリウムは、固
液分離の際に分離液の方へ溶け込んでしまうが、この有
機性廃棄物の資源化装置ではこの分離液に溶け込んだカ
リウムを回収し、これを堆肥化設備に供給するので、完
成した堆肥のカリウム不足を抑制できる。その結果、植
物の緑枯れ現象等のカリウムの欠乏による不具合も抑制
できる。また、カリウムを濃縮液の形で堆肥化設備に供
給するので、堆肥を乾燥させるための熱エネルギーが少
なくて済むので経済的である。
【０００８】分離液からカリウムを分離するカリウム分
離手段には、上述したような逆浸透膜によるものや蒸留
を利用するものの他に、電気透析膜等がある。また、有
機性廃棄物を固液分離した後の固形分にカリウムを供給
する手段としては、例えば堆肥化設備で好気性発酵中の
堆肥に直接散布する手段に限られず、例えば、固液分離
した後の固形分を堆肥化設備に投入する前にカリウムを
供給する手段等がある。なお、固形分とは、遠心分離機
やスノコ、ベルトプレスあるいはスクリュープレス等の
固液分離手段で、家畜糞尿やし尿等の有機性廃棄物を分
離した後における分離液を除いた残りの成分をいう。ま
た、この発明は、上述した家畜糞尿や魚あらといった有
機性廃棄物の他、飲食店や食品加工業の廃棄物である生
ごみ、野菜くず、でんぷんかす等といった有機性廃棄物
にも適用できる。
離手段には、上述したような逆浸透膜によるものや蒸留
を利用するものの他に、電気透析膜等がある。また、有
機性廃棄物を固液分離した後の固形分にカリウムを供給
する手段としては、例えば堆肥化設備で好気性発酵中の
堆肥に直接散布する手段に限られず、例えば、固液分離
した後の固形分を堆肥化設備に投入する前にカリウムを
供給する手段等がある。なお、固形分とは、遠心分離機
やスノコ、ベルトプレスあるいはスクリュープレス等の
固液分離手段で、家畜糞尿やし尿等の有機性廃棄物を分
離した後における分離液を除いた残りの成分をいう。ま
た、この発明は、上述した家畜糞尿や魚あらといった有
機性廃棄物の他、飲食店や食品加工業の廃棄物である生
ごみ、野菜くず、でんぷんかす等といった有機性廃棄物
にも適用できる。
【０００９】また、請求項２に係る有機性廃棄物の資源
化装置は、有機性廃棄物がメタン発酵し、発生する消化
汚泥を固液分離した分離液を逆浸透させてカリウムを濃
縮する逆浸透膜や、前記分離液を蒸留してカリウムを濃
縮する蒸留装置を備えた濃縮装置、その他の、有機性廃
棄物を固液分離した分離液からカリウムを分離するカリ
ウム濃縮・分離手段と、当該カリウム濃縮・分離手段に
よって濃縮・分離したカリウムを、前記固液分離した有
機性廃棄物の固形分の堆肥化工程に供給するカリウム供
給手段と、を含むことを特徴とする。
化装置は、有機性廃棄物がメタン発酵し、発生する消化
汚泥を固液分離した分離液を逆浸透させてカリウムを濃
縮する逆浸透膜や、前記分離液を蒸留してカリウムを濃
縮する蒸留装置を備えた濃縮装置、その他の、有機性廃
棄物を固液分離した分離液からカリウムを分離するカリ
ウム濃縮・分離手段と、当該カリウム濃縮・分離手段に
よって濃縮・分離したカリウムを、前記固液分離した有
機性廃棄物の固形分の堆肥化工程に供給するカリウム供
給手段と、を含むことを特徴とする。
【００１０】この有機性廃棄物の資源化装置は、家畜糞
尿や魚あら、或いは汚泥等の有機性廃棄物がメタン発酵
した際に発生する消化汚泥を固形分と分離液とに分離し
て、分離液に含まれているカリウムを逆浸透膜による濃
縮や蒸留法による濃縮によって回収し、例えば堆肥化設
備等で発酵中の固形分に散布するものである。当初家畜
糞尿等に含まれていたカリウムは、固液分離の際に分離
液の方へ溶け込んでしまうが、この有機性廃棄物の資源
化装置ではこの分離液に溶け込んだカリウムを回収し、
これを堆肥化設備に供給するので、完成した堆肥のカリ
ウム不足を抑制できる。また、メタン発酵の際に発生す
るメタンガスを利用して発電してもよいし、またこのメ
タンガスを堆肥の乾燥に利用してもよいので経済的であ
る。
尿や魚あら、或いは汚泥等の有機性廃棄物がメタン発酵
した際に発生する消化汚泥を固形分と分離液とに分離し
て、分離液に含まれているカリウムを逆浸透膜による濃
縮や蒸留法による濃縮によって回収し、例えば堆肥化設
備等で発酵中の固形分に散布するものである。当初家畜
糞尿等に含まれていたカリウムは、固液分離の際に分離
液の方へ溶け込んでしまうが、この有機性廃棄物の資源
化装置ではこの分離液に溶け込んだカリウムを回収し、
これを堆肥化設備に供給するので、完成した堆肥のカリ
ウム不足を抑制できる。また、メタン発酵の際に発生す
るメタンガスを利用して発電してもよいし、またこのメ
タンガスを堆肥の乾燥に利用してもよいので経済的であ
る。
【００１１】また、請求項３に係る有機性廃棄物の資源
化装置は、上記有機性廃棄物の資源化装置において、さ
らに、固液分離した分離液に含まれるアンモニアを回収
するアンモニア回収手段を備え、当該アンモニア回収手
段によってアンモニアを回収した後の分離液から、前記
カリウム分離手段によってカリウムを分離することを特
徴とする。
化装置は、上記有機性廃棄物の資源化装置において、さ
らに、固液分離した分離液に含まれるアンモニアを回収
するアンモニア回収手段を備え、当該アンモニア回収手
段によってアンモニアを回収した後の分離液から、前記
カリウム分離手段によってカリウムを分離することを特
徴とする。
【００１２】この有機性廃棄物の資源化装置は、固液分
離した分離液からカリウムを回収する前に、この分離液
中に含まれているアンモニアを除去するようにしてあ
る。カリウム分離前にアンモニアを回収しないと、アン
モニアを含んだカリウム濃縮水が堆肥化設備に戻され
る。その結果、窒素過多の堆肥が作られることになり、
肥料成分のバランスを崩す場合がある。この有機性廃棄
物の資源化装置では、カリウム分離前にアンモニアを回
収できるので、肥料成分のバランスがよい堆肥を得るこ
とができる。また、窒素過多による地下水汚染も抑制で
きる。
離した分離液からカリウムを回収する前に、この分離液
中に含まれているアンモニアを除去するようにしてあ
る。カリウム分離前にアンモニアを回収しないと、アン
モニアを含んだカリウム濃縮水が堆肥化設備に戻され
る。その結果、窒素過多の堆肥が作られることになり、
肥料成分のバランスを崩す場合がある。この有機性廃棄
物の資源化装置では、カリウム分離前にアンモニアを回
収できるので、肥料成分のバランスがよい堆肥を得るこ
とができる。また、窒素過多による地下水汚染も抑制で
きる。
【００１３】また、請求項４に係る有機性廃棄物の資源
化方法は、有機性廃棄物を固液分離した分離液からカリ
ウムを分離した後、この分離されたカリウムを前記固液
分離した有機性廃棄物の固形分の堆肥化工程に供給する
ことを特徴とする。この有機性廃棄物の資源化方法は、
家畜糞尿等の有機性廃棄物を固形分と分離液とに分離し
て、分離液に含まれているカリウムを回収し、例えば堆
肥化設備等で発酵中の固形分に散布するものである。
化方法は、有機性廃棄物を固液分離した分離液からカリ
ウムを分離した後、この分離されたカリウムを前記固液
分離した有機性廃棄物の固形分の堆肥化工程に供給する
ことを特徴とする。この有機性廃棄物の資源化方法は、
家畜糞尿等の有機性廃棄物を固形分と分離液とに分離し
て、分離液に含まれているカリウムを回収し、例えば堆
肥化設備等で発酵中の固形分に散布するものである。
【００１４】この有機性廃棄物の資源化方法では、固液
分離の際に分離液へ溶け込んだカリウムを回収し、これ
を固液分離した固形分に供給する。このため、完成した
堆肥のカリウム不足を抑制して、植物の緑枯れ現象等の
カリウムの欠乏による不具合を回避できる。なお、同一
の施設内で回収したカリウムを固液分離した固形分に散
布してもよいし、異なる施設における余剰のカリウム等
を輸送してきて固液分離した固形分に散布してもよい。
また、畜種や季節によって糞尿中のカリウムや窒素等の
量が異なる場合には、異なる畜種から回収したカリウム
濃縮液を散布して、全体の栄養成分のバランスをとるよ
うにしてもよい。
分離の際に分離液へ溶け込んだカリウムを回収し、これ
を固液分離した固形分に供給する。このため、完成した
堆肥のカリウム不足を抑制して、植物の緑枯れ現象等の
カリウムの欠乏による不具合を回避できる。なお、同一
の施設内で回収したカリウムを固液分離した固形分に散
布してもよいし、異なる施設における余剰のカリウム等
を輸送してきて固液分離した固形分に散布してもよい。
また、畜種や季節によって糞尿中のカリウムや窒素等の
量が異なる場合には、異なる畜種から回収したカリウム
濃縮液を散布して、全体の栄養成分のバランスをとるよ
うにしてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。また、下記実施の形
態における構成要素には、当業者が容易に想定できるも
のが含まれるものとする。
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。また、下記実施の形
態における構成要素には、当業者が容易に想定できるも
のが含まれるものとする。
【００１６】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１に係る有機性廃棄物の資源化装置を示す説明図
である。この有機性廃棄物の資源化装置は、水処理設備
の次段に、逆浸透膜や蒸留によって処理液中のカリウム
を回収し、この回収したカリウムを例えば堆肥化設備中
の堆肥に供給する点に特徴がある。家畜糞尿やし尿等の
有機性廃棄物は一旦貯留槽１に溜められた後、例えば遠
心分離機等によって構成された固液分離装置２に送られ
て、液体と固形分とに分離される。なお、固液分離装置
には、限外濾過膜や精密濾過膜を使用した膜濾過装置を
使用したり、スノコや網等を使用して、重力によって水
分を分離したりしてもよい。
の形態１に係る有機性廃棄物の資源化装置を示す説明図
である。この有機性廃棄物の資源化装置は、水処理設備
の次段に、逆浸透膜や蒸留によって処理液中のカリウム
を回収し、この回収したカリウムを例えば堆肥化設備中
の堆肥に供給する点に特徴がある。家畜糞尿やし尿等の
有機性廃棄物は一旦貯留槽１に溜められた後、例えば遠
心分離機等によって構成された固液分離装置２に送られ
て、液体と固形分とに分離される。なお、固液分離装置
には、限外濾過膜や精密濾過膜を使用した膜濾過装置を
使用したり、スノコや網等を使用して、重力によって水
分を分離したりしてもよい。
【００１７】固液分離装置２で分離された固体分は、堆
肥化設備３へ投入されて好気性発酵して堆肥となる。こ
のとき、入口における固体分の水分が６０％程度になる
ようにする必要があり、必要に応じて戻し堆肥をした
り、水分調整剤を投入することによって、固形分の含水
率を調整する。固液分離装置２で分離された分離液は水
処理設備４に送られて、生物処理槽４１で液体中の有機
性廃棄物が生物分解される。
肥化設備３へ投入されて好気性発酵して堆肥となる。こ
のとき、入口における固体分の水分が６０％程度になる
ようにする必要があり、必要に応じて戻し堆肥をした
り、水分調整剤を投入することによって、固形分の含水
率を調整する。固液分離装置２で分離された分離液は水
処理設備４に送られて、生物処理槽４１で液体中の有機
性廃棄物が生物分解される。
【００１８】生物分解された液体は、砂濾過、膜濾過、
あるいは活性炭等を利用した高度処理設備４２で処理さ
れた後、カリウム回収手段であるカリウム回収装置５に
送られる。なお、カリウム回収装置５は高度処理設備４
２の前段に設置してもよいが、高度処理設備４２で処理
される前の液体はまだ不純物が多く、このような液体を
カリウム回収装置５で処理すると、不具合を招きやす
い。このため、高度処理設備４２で処理された後の液体
を、カリウム回収装置５で処理する方が好ましい。
あるいは活性炭等を利用した高度処理設備４２で処理さ
れた後、カリウム回収手段であるカリウム回収装置５に
送られる。なお、カリウム回収装置５は高度処理設備４
２の前段に設置してもよいが、高度処理設備４２で処理
される前の液体はまだ不純物が多く、このような液体を
カリウム回収装置５で処理すると、不具合を招きやす
い。このため、高度処理設備４２で処理された後の液体
を、カリウム回収装置５で処理する方が好ましい。
【００１９】このカリウム回収装置５は、水処理設備４
で処理された分離液中に溶解しているカリウムを、逆浸
透膜（ＲＯ膜：Reverse Osmosis Membrane）によって回
収して濃縮するものである。このカリウム回収装置５に
よってカリウムの濃度が高くなった濃縮液は、ポンプ６
によって堆肥化設備３に送られた後、カリウム供給手段
である散水ノズル３１を介して発酵槽３２の上部から好
気性発酵中の固形分に散布される。なお、カリウムの供
給はこれに限られず、例えば、堆肥化設備３に有機性廃
棄物から固液分離された固形分が投入される前段階で、
この固形分に対してカリウムを供給してもよいし、完成
した堆肥にカリウムを供給してもよい。
で処理された分離液中に溶解しているカリウムを、逆浸
透膜（ＲＯ膜：Reverse Osmosis Membrane）によって回
収して濃縮するものである。このカリウム回収装置５に
よってカリウムの濃度が高くなった濃縮液は、ポンプ６
によって堆肥化設備３に送られた後、カリウム供給手段
である散水ノズル３１を介して発酵槽３２の上部から好
気性発酵中の固形分に散布される。なお、カリウムの供
給はこれに限られず、例えば、堆肥化設備３に有機性廃
棄物から固液分離された固形分が投入される前段階で、
この固形分に対してカリウムを供給してもよいし、完成
した堆肥にカリウムを供給してもよい。
【００２０】ここで、カリウム回収装置には、分離液を
蒸留することによってカリウムを濃縮する、いわゆる蒸
留法を用いたカリウム回収装置を使用してもよい。蒸留
法においては、カリウムを含んだ分離液を蒸留してカリ
ウムを濃縮するが、同時に沸点の低いアンモニアも取り
除くことができるため、別途アンモニア回収プロセスを
要しないという利点がある。
蒸留することによってカリウムを濃縮する、いわゆる蒸
留法を用いたカリウム回収装置を使用してもよい。蒸留
法においては、カリウムを含んだ分離液を蒸留してカリ
ウムを濃縮するが、同時に沸点の低いアンモニアも取り
除くことができるため、別途アンモニア回収プロセスを
要しないという利点がある。
【００２１】しかしながら、蒸留法においては水分を蒸
発させるための熱エネルギーを必要とするため、単独で
このような装置を使用するとやや不経済になる場合があ
る。このため、例えば図２に示すようなバイオガス発電
装置を備えた施設等で、蒸留法を用いたカリウム回収装
置５１を使用することが望ましい。このような施設にお
いては、回収したバイオガスによって発電装置を駆動し
た際に発生する排熱や、バイオガスを燃焼させて生ずる
熱エネルギーを、蒸留法を用いたカリウム回収装置５１
に利用できるからである。
発させるための熱エネルギーを必要とするため、単独で
このような装置を使用するとやや不経済になる場合があ
る。このため、例えば図２に示すようなバイオガス発電
装置を備えた施設等で、蒸留法を用いたカリウム回収装
置５１を使用することが望ましい。このような施設にお
いては、回収したバイオガスによって発電装置を駆動し
た際に発生する排熱や、バイオガスを燃焼させて生ずる
熱エネルギーを、蒸留法を用いたカリウム回収装置５１
に利用できるからである。
【００２２】図２に示す例では、バイオガス発酵槽７で
家畜糞尿等をメタン発酵させて、メタンガスを含むバイ
オガスを発生させる。そして、このバイオガスでガスエ
ンジン１０１を運転することで、ガスエンジン１０１に
連結された発電機１００を駆動して電力を発生させる。
このときガスエンジン１０１から発生する排気ガスを排
熱回収ボイラー１０２に導き、ここで排気ガスの熱エネ
ルギーを回収して蒸気を発生させ、この蒸気をカリウム
回収装置５１に供給して分離液を蒸留するものである。
家畜糞尿等をメタン発酵させて、メタンガスを含むバイ
オガスを発生させる。そして、このバイオガスでガスエ
ンジン１０１を運転することで、ガスエンジン１０１に
連結された発電機１００を駆動して電力を発生させる。
このときガスエンジン１０１から発生する排気ガスを排
熱回収ボイラー１０２に導き、ここで排気ガスの熱エネ
ルギーを回収して蒸気を発生させ、この蒸気をカリウム
回収装置５１に供給して分離液を蒸留するものである。
【００２３】カリウムはイオン化傾向が高く、前記固液
分離装置２（図１および２参照）によって固形分と液体
とに分離された場合には液体中に溶解しやすい。このた
め、堆肥を作る固形分にはほとんどカリウムが残らない
ので、この固形分から作られる堆肥はカリウムが不足す
る。しかし、この実施の形態に係る有機性廃棄物の資源
化装置では、カリウム回収装置によって回収されたカリ
ウム濃縮液が、好気性発酵中の固形分に散布されるの
で、製造された堆肥のカリウム不足を補うことができ
る。
分離装置２（図１および２参照）によって固形分と液体
とに分離された場合には液体中に溶解しやすい。このた
め、堆肥を作る固形分にはほとんどカリウムが残らない
ので、この固形分から作られる堆肥はカリウムが不足す
る。しかし、この実施の形態に係る有機性廃棄物の資源
化装置では、カリウム回収装置によって回収されたカリ
ウム濃縮液が、好気性発酵中の固形分に散布されるの
で、製造された堆肥のカリウム不足を補うことができ
る。
【００２４】また、この有機性廃棄物の資源化装置で
は、カリウム濃縮液を堆肥化設備内に散布するため、好
気性発酵中である固形分の含水率はほとんど低下しな
い。このため、水分調整に使用する副資材はほとんど必
要とせず、場合によっては好気性発酵中に発生する発酵
熱によって水分調整ができるため水分調整剤を加える必
要もなくなる。また、上記理由から、水分調整のために
発酵中の固形分を加熱する必要もほとんどなくなる。そ
の結果、完成した堆肥も品質の高いものとなり、また堆
肥化に要する水分調整剤、熱エネルギーも節約できる。
は、カリウム濃縮液を堆肥化設備内に散布するため、好
気性発酵中である固形分の含水率はほとんど低下しな
い。このため、水分調整に使用する副資材はほとんど必
要とせず、場合によっては好気性発酵中に発生する発酵
熱によって水分調整ができるため水分調整剤を加える必
要もなくなる。また、上記理由から、水分調整のために
発酵中の固形分を加熱する必要もほとんどなくなる。そ
の結果、完成した堆肥も品質の高いものとなり、また堆
肥化に要する水分調整剤、熱エネルギーも節約できる。
【００２５】さらに、カリウム回収装置によってカリウ
ムを回収した後の処理水は、カリウムとともに塩分も分
離されているため、農業用水やプロセス用水として利用
できる。このように、この有機性廃棄物の資源化装置で
は、堆肥のカリウム不足を補い、さらに処理液も農業用
水やプロセス用水として利用できるため、廃棄物中のほ
とんどの成分を資源として活用できる。
ムを回収した後の処理水は、カリウムとともに塩分も分
離されているため、農業用水やプロセス用水として利用
できる。このように、この有機性廃棄物の資源化装置で
は、堆肥のカリウム不足を補い、さらに処理液も農業用
水やプロセス用水として利用できるため、廃棄物中のほ
とんどの成分を資源として活用できる。
【００２６】（実施の形態２）図３は、この発明の実施
の形態２に係る有機性廃棄物の処理装置を示す説明図で
ある。この有機性廃棄物の処理装置は、実施の形態１に
おける処理装置において、水処理設備の前段へアンモニ
ア回収手段を備えてアンモニアを回収してから水処理
し、カリウムを濃縮して堆肥化設備に濃縮したカリウム
を戻す点に特徴がある。
の形態２に係る有機性廃棄物の処理装置を示す説明図で
ある。この有機性廃棄物の処理装置は、実施の形態１に
おける処理装置において、水処理設備の前段へアンモニ
ア回収手段を備えてアンモニアを回収してから水処理
し、カリウムを濃縮して堆肥化設備に濃縮したカリウム
を戻す点に特徴がある。
【００２７】図３に示すように、水処理設備４の前段に
はアンモニア回収手段であるアンモニア回収塔８が備え
られており、固液分離装置２によって分離された液体中
に含まれているアンモニアを除去する。ここで、アンモ
ニア回収塔８は、分離液を加熱沸騰させて水よりも沸点
の低いアンモニアを先に蒸発させることで、アンモニア
を回収するものである。
はアンモニア回収手段であるアンモニア回収塔８が備え
られており、固液分離装置２によって分離された液体中
に含まれているアンモニアを除去する。ここで、アンモ
ニア回収塔８は、分離液を加熱沸騰させて水よりも沸点
の低いアンモニアを先に蒸発させることで、アンモニア
を回収するものである。
【００２８】メタン発酵を組込んだ逆浸透膜を使用した
カリウム回収装置５を使用すると、カリウム回収の前に
アンモニアを回収しないと、カリウム回収装置５でカリ
ウムとともにアンモニアも分離されるので、アンモニア
を含んだ濃縮液が堆肥化設備３に戻されることになる。
すると、窒素過多の堆肥が作られることになり、肥料成
分のバランスを崩す場合がある。また、窒素過多の堆肥
が散布されると、地下水を汚染するおそれもある。実施
の形態２に係る処理装置においては、カリウム回収前に
アンモニアを回収できるので、肥料成分のバランスがよ
い堆肥を得ることができるとともに、窒素過多による地
下水汚染の危険性も最小限にできる。
カリウム回収装置５を使用すると、カリウム回収の前に
アンモニアを回収しないと、カリウム回収装置５でカリ
ウムとともにアンモニアも分離されるので、アンモニア
を含んだ濃縮液が堆肥化設備３に戻されることになる。
すると、窒素過多の堆肥が作られることになり、肥料成
分のバランスを崩す場合がある。また、窒素過多の堆肥
が散布されると、地下水を汚染するおそれもある。実施
の形態２に係る処理装置においては、カリウム回収前に
アンモニアを回収できるので、肥料成分のバランスがよ
い堆肥を得ることができるとともに、窒素過多による地
下水汚染の危険性も最小限にできる。
【００２９】また、図４に示すように、バイオガス発酵
槽７を備えた処理装置において、水処理設備の前段にア
ンモニア回収塔８を備えてもよい。バイオガス発酵後の
消化汚泥には多量の有機性窒素由来のアンモニア性窒素
が含まれている。したがって、アンモニア回収により、
これらの窒素成分をカリウム回収の前に取り除いておけ
ば、窒素成分の堆肥混入量が大幅に削減でき、カリウム
濃縮液を直接堆肥に戻すことができる。
槽７を備えた処理装置において、水処理設備の前段にア
ンモニア回収塔８を備えてもよい。バイオガス発酵後の
消化汚泥には多量の有機性窒素由来のアンモニア性窒素
が含まれている。したがって、アンモニア回収により、
これらの窒素成分をカリウム回収の前に取り除いておけ
ば、窒素成分の堆肥混入量が大幅に削減でき、カリウム
濃縮液を直接堆肥に戻すことができる。
【００３０】（変形例）図５は、実施の形態２に係る有
機性廃棄物の処理装置における第一の変形例を示す説明
図である。この有機性廃棄物の処理装置は、実施の形態
２における処理装置において、アンモニア回収後、直接
カリウム回収装置５で処理液からカリウムを分離する点
に特徴がある。カリウム回収装置５に使用されている逆
浸透膜は、ほとんどの溶解性物質を阻止するため、アン
モニア回収後の処理液中に含まれる溶解性有機物等は完
全に除去できる。そして、この除去された溶解性有機物
はカリウムとともに堆肥化設備３に戻され、好気性発酵
によって堆肥となる。この処理装置においては水処理設
備が不要になるため、装置が小型にできる。なお、図５
（ｂ）に示すように、バイオガス発酵槽７を備えた有機
性廃棄物の処理装置にも、この変形例を適用できる。
機性廃棄物の処理装置における第一の変形例を示す説明
図である。この有機性廃棄物の処理装置は、実施の形態
２における処理装置において、アンモニア回収後、直接
カリウム回収装置５で処理液からカリウムを分離する点
に特徴がある。カリウム回収装置５に使用されている逆
浸透膜は、ほとんどの溶解性物質を阻止するため、アン
モニア回収後の処理液中に含まれる溶解性有機物等は完
全に除去できる。そして、この除去された溶解性有機物
はカリウムとともに堆肥化設備３に戻され、好気性発酵
によって堆肥となる。この処理装置においては水処理設
備が不要になるため、装置が小型にできる。なお、図５
（ｂ）に示すように、バイオガス発酵槽７を備えた有機
性廃棄物の処理装置にも、この変形例を適用できる。
【００３１】図６は、上記変形例に係る有機性廃棄物の
処理装置に濾過装置を適用した例を示す説明図である。
図６に示すようにアンモニア回収後、濾過装置９を介し
てカリウム回収装置５へ処理液を供給してもよい。濾過
装置９は、処理液中の汚濁成分を除去するものであり、
この目的のためには限外濾過膜（ＵＦ膜：Ultra Filtra
tion（ＵＦ）membrane）や精密濾過膜（ＭＦ膜：Micro
Filtration（ＭＦ）membrane）を使用するとよい。これ
らの濾過膜を備えた濾過装置９によって処理水中の汚泥
を除去すると、汚濁成分によるＲＯ膜の目詰まりを抑え
て寿命を長くできるため、経済的かつ信頼性の高い操業
ができる。
処理装置に濾過装置を適用した例を示す説明図である。
図６に示すようにアンモニア回収後、濾過装置９を介し
てカリウム回収装置５へ処理液を供給してもよい。濾過
装置９は、処理液中の汚濁成分を除去するものであり、
この目的のためには限外濾過膜（ＵＦ膜：Ultra Filtra
tion（ＵＦ）membrane）や精密濾過膜（ＭＦ膜：Micro
Filtration（ＭＦ）membrane）を使用するとよい。これ
らの濾過膜を備えた濾過装置９によって処理水中の汚泥
を除去すると、汚濁成分によるＲＯ膜の目詰まりを抑え
て寿命を長くできるため、経済的かつ信頼性の高い操業
ができる。
【００３２】なお、固液分離後、直接逆浸透膜によって
カリウムを分離する場合には、カリウム分離の前に濾過
装置を設けることが望ましい。これは次の理由による。
逆浸透膜によっても処理液中の有機性廃棄物は完全に除
去できるが、逆浸透膜だけで有機性廃棄物とカリウムと
を除去すると逆浸透膜が目詰まりしやすくなり、保守・
点検や交換の周期が短くなり不経済となるからである。
そこで、限外濾過膜（ＵＦ膜：Ultra Filtration（Ｕ
Ｆ）membrane）や精密濾過膜（ＭＦ膜：Micro Filtrati
on（ＭＦ）membrane）を使用した濾過装置によって処理
水中の汚泥を除去するとＲＯ膜の寿命が長くできるた
め、上記不具合を解消して経済的かつ信頼性の高い操業
ができる。
カリウムを分離する場合には、カリウム分離の前に濾過
装置を設けることが望ましい。これは次の理由による。
逆浸透膜によっても処理液中の有機性廃棄物は完全に除
去できるが、逆浸透膜だけで有機性廃棄物とカリウムと
を除去すると逆浸透膜が目詰まりしやすくなり、保守・
点検や交換の周期が短くなり不経済となるからである。
そこで、限外濾過膜（ＵＦ膜：Ultra Filtration（Ｕ
Ｆ）membrane）や精密濾過膜（ＭＦ膜：Micro Filtrati
on（ＭＦ）membrane）を使用した濾過装置によって処理
水中の汚泥を除去するとＲＯ膜の寿命が長くできるた
め、上記不具合を解消して経済的かつ信頼性の高い操業
ができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る有
機性廃棄物の資源化装置（請求項１）では、家畜糞尿や
魚あら、或いは汚泥等の有機性廃棄物を固形分と分離液
とに分離して、分離液に含まれているカリウムを逆浸透
膜による濃縮や蒸留法による濃縮によって回収し、例え
ば堆肥化設備等で発酵中の固形分に散布するようにし
た。このように、固液分離の際に分離液の方へ溶け込ん
だカリウムを回収し、これを固形分離した固形分に供給
して堆肥化するので、完成した堆肥のカリウム不足を解
消できる。その結果、植物の緑枯れ現象等のカリウムの
欠乏による不具合を回避できる。また、カリウムを濃縮
液の形で供給するので、堆肥の水分はほとんど増加せ
ず、堆肥を乾燥させるための熱エネルギーが少なくて済
む。
機性廃棄物の資源化装置（請求項１）では、家畜糞尿や
魚あら、或いは汚泥等の有機性廃棄物を固形分と分離液
とに分離して、分離液に含まれているカリウムを逆浸透
膜による濃縮や蒸留法による濃縮によって回収し、例え
ば堆肥化設備等で発酵中の固形分に散布するようにし
た。このように、固液分離の際に分離液の方へ溶け込ん
だカリウムを回収し、これを固形分離した固形分に供給
して堆肥化するので、完成した堆肥のカリウム不足を解
消できる。その結果、植物の緑枯れ現象等のカリウムの
欠乏による不具合を回避できる。また、カリウムを濃縮
液の形で供給するので、堆肥の水分はほとんど増加せ
ず、堆肥を乾燥させるための熱エネルギーが少なくて済
む。
【００３４】また、この発明に係る有機性廃棄物の資源
化装置（請求項２）では、家畜糞尿や汚泥等の有機性廃
棄物がメタン発酵した際に発生する消化汚泥を固形分と
分離液とに分離するようにした。そして、分離液に含ま
れているカリウムを逆浸透膜による濃縮等によって回収
し、例えば堆肥化設備等で発酵中の固形分に散布するよ
うにした。このため、固液分離の際に分離液の方へ溶け
込んでしまったカリウムを回収し、これを堆肥化設備に
供給するので、完成した堆肥のカリウム不足を抑制でき
る。また、メタン発酵の際に発生するメタンガスを利用
して発電してもよいし、またこのメタンガスを堆肥の乾
燥に利用してもよいので経済的である。
化装置（請求項２）では、家畜糞尿や汚泥等の有機性廃
棄物がメタン発酵した際に発生する消化汚泥を固形分と
分離液とに分離するようにした。そして、分離液に含ま
れているカリウムを逆浸透膜による濃縮等によって回収
し、例えば堆肥化設備等で発酵中の固形分に散布するよ
うにした。このため、固液分離の際に分離液の方へ溶け
込んでしまったカリウムを回収し、これを堆肥化設備に
供給するので、完成した堆肥のカリウム不足を抑制でき
る。また、メタン発酵の際に発生するメタンガスを利用
して発電してもよいし、またこのメタンガスを堆肥の乾
燥に利用してもよいので経済的である。
【００３５】また、この発明に係る有機性廃棄物の資源
化装置（請求項３）では、固液分離した分離液からカリ
ウムを回収する前に、この分離液中に含まれているアン
モニアを除去するようにした。このため、カリウム濃縮
前にアンモニアを回収できるので、肥料成分のバランス
がよい堆肥を得ることができる。また、窒素過多による
地下水汚染も抑制できる。
化装置（請求項３）では、固液分離した分離液からカリ
ウムを回収する前に、この分離液中に含まれているアン
モニアを除去するようにした。このため、カリウム濃縮
前にアンモニアを回収できるので、肥料成分のバランス
がよい堆肥を得ることができる。また、窒素過多による
地下水汚染も抑制できる。
【００３６】また、この発明に係る有機性廃棄物の資源
化方法（請求項４）では、家畜糞尿等の有機性廃棄物を
固形分と分離液とに分離して、分離液に含まれているカ
リウムを回収し、例えば堆肥化設備等で発酵中の固形分
に散布するようにした。このため、固液分離の際に分離
液へ溶け込んだカリウムを回収し、これを固液分離した
固形分に供給できるので、完成した堆肥のカリウム不足
を解消して、植物の緑枯れ現象等のカリウムの欠乏によ
る不具合を回避できる。
化方法（請求項４）では、家畜糞尿等の有機性廃棄物を
固形分と分離液とに分離して、分離液に含まれているカ
リウムを回収し、例えば堆肥化設備等で発酵中の固形分
に散布するようにした。このため、固液分離の際に分離
液へ溶け込んだカリウムを回収し、これを固液分離した
固形分に供給できるので、完成した堆肥のカリウム不足
を解消して、植物の緑枯れ現象等のカリウムの欠乏によ
る不具合を回避できる。
【図１】この発明の実施の形態１に係る有機性廃棄物の
資源化装置を示す説明図である。
資源化装置を示す説明図である。
【図２】バイオガス発電装置を備えたこの発明の実施の
形態１に係る有機性廃棄物の資源化装置を示す説明図で
ある。
形態１に係る有機性廃棄物の資源化装置を示す説明図で
ある。
【図３】この発明の実施の形態２に係る有機性廃棄物の
処理装置を示す説明図である。
処理装置を示す説明図である。
【図４】バイオガス発酵槽を備えたこの発明の実施の形
態２に係る有機性廃棄物の資源化装置を示す説明図であ
る。
態２に係る有機性廃棄物の資源化装置を示す説明図であ
る。
【図５】実施の形態２に係る有機性廃棄物の処理装置に
おける第一の変形例を示す説明図である。
おける第一の変形例を示す説明図である。
【図６】上記変形例に係る有機性廃棄物の処理装置に濾
過装置を適用した例を示す説明図である。
過装置を適用した例を示す説明図である。
【図７】従来使用されてきた有機性廃棄物の処理設備の
一例を示す説明図である。
一例を示す説明図である。
１ 貯留槽
２、２０２ 固液分離装置
３、２０３ 堆肥化設備
４、２０４ 水処理設備
５、５１ カリウム回収装置
６ ポンプ
７、２０７ バイオガス発酵槽
８ アンモニア回収塔
９ 濾過装置
３１ 散水ノズル
３２ 発酵槽
４１ 生物処理槽
４２ 高度処理設備
１００ 発電機
１０１ ガスエンジン
１０２ 排熱回収ボイラー
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｃ０５Ｆ 17/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 Ｄ
(72)発明者 矢吹 直樹
横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式会
社横浜製作所内
Ｆターム(参考） 4D004 AA02 AA03 AA04 BA04 CA13
CA18 CA19 CB02 CC11
4D059 AA01 AA07 AA08 BA01 BA12
BE00 CA28 CC01 DA01
4H061 AA02 AA03 BB51 CC32 CC36
GG22 GG49
Claims (4)
- 【請求項１】 有機性廃棄物を固液分離した分離液を逆
浸透させてカリウムを濃縮する逆浸透膜や、前記分離液
を蒸留してカリウムを濃縮する蒸留装置を備えた濃縮装
置、その他の、有機性廃棄物を固液分離した分離液から
カリウムを分離するカリウム濃縮・分離手段と、 当該カリウム濃縮・分離手段によって濃縮・分離したカ
リウムを、前記固液分離した有機性廃棄物の固形分の堆
肥化工程に供給するカリウム供給手段と、 を含むことを特徴とする有機性廃棄物の資源化装置。 - 【請求項２】 有機性廃棄物がメタン発酵し、発生する
消化汚泥を固液分離した分離液を逆浸透させてカリウム
を濃縮する逆浸透膜や、前記分離液を蒸留してカリウム
を濃縮する蒸留装置を備えた濃縮装置、その他の、有機
性廃棄物を固液分離した分離液からカリウムを分離する
カリウム濃縮・分離手段と、 当該カリウム濃縮・分離手段によって濃縮・分離したカ
リウムを、前記固液分離した有機性廃棄物の固形分の堆
肥化工程に供給するカリウム供給手段と、 を含むことを特徴とする有機性廃棄物の資源化装置。 - 【請求項３】 さらに、固液分離した分離液に含まれる
アンモニアを回収するアンモニア回収手段を備え、当該
アンモニア回収手段によってアンモニアを回収した後の
分離液から、前記カリウム分離手段によってカリウムを
分離することを特徴とする請求項１または２に記載の有
機性廃棄物の資源化装置。 - 【請求項４】 有機性廃棄物を固液分離した分離液から
カリウムを分離した後、この分離されたカリウムを前記
固液分離した有機性廃棄物の固形分の堆肥化工程に供給
することを特徴とする有機性廃棄物の資源化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001255245A JP2003063886A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 有機性廃棄物の資源化装置および資源化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001255245A JP2003063886A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 有機性廃棄物の資源化装置および資源化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003063886A true JP2003063886A (ja) | 2003-03-05 |
Family
ID=19083255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001255245A Pending JP2003063886A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 有機性廃棄物の資源化装置および資源化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003063886A (ja) |
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- 2001-08-24 JP JP2001255245A patent/JP2003063886A/ja active Pending
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