JP2017177008A - Dry methane fermentation method and dry methane fermentation device - Google Patents

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有博 嶌田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dry methane method and a dry methane fermentation device capable of efficiently performing volume-reduction or volume-reducing treatment of a fermentation residue produced in large amount in dry methane fermentation of organic waste.SOLUTION: Dry methane fermentation treatment is performed after pretreatment for removing non-biodegradable organic matter from organic waste which contains biodegradable organic matter and the non-biodegradable organic matter. A fermentation residue produced by the dry methane fermentation treatment is dried so as to obtain a water content of 30 wt.% or less. Thermal energy by biogas generated by the dry methane fermentation is utilized for drying the fermentation residue. By drying the fermentation residue down to a low water content of 30 wt.% or less, the volume and quantity of the fermentation residue can be sharply reduced. The dried residue can be combusted by a small-size combustion furnace and, therefore, the combustion furnace can be miniaturized. The dried residue is easily discharged to the outside of the system and can be reused as fuel material and, in such a case, the combustion furnace can be further miniaturized.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、有機性廃棄物の乾式メタン発酵で大量に発生する発酵残渣を効率的に減容・減容化処理することができる乾式メタン発酵方法および乾式メタン発酵装置に関する。詳しくは、生物分解性の固形有機物を含む有機性廃棄物の乾式メタン発酵で発生したバイオガスを燃料としたバイオガス発電等を行うことで、効率的なエネルギー回収を図ると共に発酵残渣を大幅に減容化する方法及び装置に関する。   The present invention relates to a dry methane fermentation method and a dry methane fermentation apparatus capable of efficiently reducing and reducing a fermentation residue generated in large quantities in dry methane fermentation of organic waste. Specifically, by performing biogas power generation using biogas generated from dry methane fermentation of organic waste containing biodegradable solid organic matter as fuel, efficient energy recovery and a large amount of fermentation residue are achieved. The present invention relates to a method and an apparatus for volume reduction.

近年、エネルギーの回収、再利用による省資源、省エネルギー化が重視され、ごみ焼却設備からの熱回収においても、その回収効率を高めることが望まれており、生ごみ、畜産残渣、食品残渣、製紙業残渣といった生物分解性の固形有機物を含む有機性廃棄物(バイオマス)について、幅広いバイオマス種に対応できる乾式メタン発酵技術によるエネルギー回収技術が注目されている(特開2005−147045、特開2007−216168)。これらのバイオマスの有効活用については再生可能エネルギーとしての利用、温室効果ガス削減、3Rの推進の観点からも普及が期待されている。   In recent years, the importance of resource recovery and energy saving through energy recovery and reuse has been emphasized, and it has been desired to increase the recovery efficiency in heat recovery from waste incineration facilities. With regard to organic waste (biomass) containing biodegradable solid organic matter such as industrial residues, attention has been focused on energy recovery technology using dry methane fermentation technology capable of dealing with a wide variety of biomass species (JP 2005-147045, JP 2007- 216168). The effective use of these biomass is expected to spread from the viewpoints of use as renewable energy, greenhouse gas reduction, and 3R promotion.

一般に、TS(全固形物)濃度3〜8wt%程度でメタン発酵するものは湿式メタン発酵法(下水汚泥など)、TS濃度8〜40wt%程度でメタン発酵するものは乾式メタン発酵法と呼ばれる。さらに、乾式メタン発酵法には反応槽が縦型のものと横型のものがあり、縦型の場合はTS濃度が15〜40wt%程度の高濃度の処理が可能であり、一方、横型の場合は槽内物の流動性を確保する必要があるためTS濃度が8〜15wt%のやや低濃度の処理が適している。   In general, those that undergo methane fermentation at a TS (total solids) concentration of about 3 to 8 wt% are called wet methane fermentation methods (such as sewage sludge), and those that undergo methane fermentation at a TS concentration of about 8 to 40 wt% are called dry methane fermentation methods. Furthermore, there are two types of dry methane fermentation methods, vertical and horizontal reaction tanks. In the case of the vertical type, high concentration treatment with a TS concentration of about 15 to 40 wt% is possible, whereas in the case of the horizontal type Since it is necessary to ensure the fluidity of the material in the tank, a slightly low concentration treatment with a TS concentration of 8 to 15 wt% is suitable.

乾式メタン発酵技術は社会的ニーズがあるにも拘わらず、我が国において普及しているとは言い難い。その原因として、大量に発生する発酵残渣の効率的な処理技術が確立しておらず、さらに産業廃棄物として処理した場合の事業採算性が悪い、といった問題がある。   Despite the social needs of dry methane fermentation technology, it is difficult to say that it is popular in Japan. As a cause of this, there is a problem that an efficient treatment technique for fermentation residues generated in large quantities has not been established, and further, the profitability of business when treated as industrial waste is poor.

例えば、一般的な乾式メタン発酵について説明すると以下の通りである。
一般廃棄物の乾式メタン発酵においてはメタン発酵に先立って前処理として廃棄物の分別を行うことにより、発酵不適合物を半量程度除去して主に生ごみと紙ごみの構成物とする。この前処理物にスチームや希釈水を供給することにより昇温や水分調整(TS濃度調整)を行った上で乾式メタン発酵し、生成するメタンガスと発酵残渣とに分離する。この発酵残渣が前処理残渣と混合されて焼却処理される。
For example, general dry methane fermentation will be described as follows.
In dry methane fermentation of general waste, waste is separated as a pretreatment prior to methane fermentation, so that about half of the fermentation-incompatible material is removed to mainly produce garbage and paper waste. Steam and dilution water are supplied to this pre-processed product to raise the temperature and adjust the water content (TS concentration adjustment), followed by dry methane fermentation and separation into methane gas and fermentation residue. This fermentation residue is mixed with the pretreatment residue and incinerated.

ここで縦型メタン発酵槽を用いた場合の上記乾式メタン発酵におけるマスバランスの概略図を図7に示す。図7の通り、重量ベースで一般廃棄物100部を前処理装置1で破砕・分別処理して前処理残渣50部と前処理物50部とに分離する。前処理物50部を縦型のメタン発酵槽2で乾式メタン発酵して得られる発酵残渣は42部である。従って、焼却炉3で処理する前処理残渣50部との合計は92部であり、一般廃棄物100部を直接焼却炉3で処理する場合に対して、ほぼ同規模の焼却炉が必要となる。このようなことから、メタン発酵設備が加わった分だけかえって設備全体としては大規模になってしまうため、事業として成立させることが困難となるケースがある。   FIG. 7 shows a schematic diagram of mass balance in the dry methane fermentation when a vertical methane fermenter is used. As shown in FIG. 7, 100 parts of general waste are crushed and separated by the pretreatment apparatus 1 on a weight basis, and separated into 50 parts of pretreatment residue and 50 parts of pretreatment substance. The fermentation residue obtained by dry-methane fermentation of 50 parts of the pretreated product in the vertical methane fermentation tank 2 is 42 parts. Accordingly, the total of 50 parts of the pretreatment residue treated in the incinerator 3 is 92 parts, and an incinerator of almost the same scale is required as compared with the case of treating 100 parts of general waste directly in the incinerator 3. . For this reason, since the methane fermentation facility is added, the entire facility becomes rather large, and it may be difficult to establish a business.

従来、メタン発酵処理で生成する発酵残渣を焼却処分せずに、この残渣から炭化物や堆肥を生産し、炭化物については土壌改良剤等の用途があるとされているが、これらは供給過剰であるため十分に利用されていないのが現状である。   Conventionally, it is said that charcoal and compost are produced from this residue without incineration of the fermentation residue produced by methane fermentation treatment, and there are overuses for charcoal, such as soil improvers. For this reason, it is not fully utilized.

よって、乾式メタン発酵の実用化のためには、発酵残渣を大幅に減容・減容化処理することで、後段の焼却炉の負荷を低減し、焼却炉を小型化することが求められる。   Therefore, in order to put dry methane fermentation to practical use, it is required to reduce the load on the subsequent incinerator and reduce the size of the incinerator by drastically reducing the volume of the fermentation residue.

特開2005−147045号公報JP 2005-147045 A 特開2007−216168号公報JP 2007-216168 A

以上を鑑み、本発明は、有機性廃棄物の乾式メタン発酵で大量に発生する発酵残渣を効率的に減容・減容化処理することができる乾式メタン発酵方法および乾式メタン発酵装置を提供することを課題とする。   In view of the above, the present invention provides a dry methane fermentation method and a dry methane fermentation apparatus capable of efficiently reducing and reducing the fermentation residue generated in large quantities in the dry methane fermentation of organic waste. This is the issue.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、有機性廃棄物の乾式メタン発酵で発生した発酵残渣に高い熱エネルギーを与えて乾燥し、発酵残渣の含水率を所定値以下にまで低減させることにより、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors give a high heat energy to the fermentation residue generated in the dry methane fermentation of organic waste and dry it, and set the moisture content of the fermentation residue to a predetermined value. The inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by reducing to the following, and have completed the present invention.

即ち、本発明は以下を要旨とする。   That is, the gist of the present invention is as follows.

[1] 生物分解性有機物と非生物分解性有機物とを含有する有機性廃棄物を乾式メタン発酵処理する乾式メタン発酵方法において、該有機性廃棄物から非生物分解性有機物の少なくとも一部を前処理残渣として分離する前処理工程と、該前処理工程で前処理残渣が分離された有機性廃棄物を乾式メタン発酵処理するメタン発酵工程と、該メタン発酵工程からの発酵残渣を乾燥して含水率30wt%以下の乾燥残渣を得る乾燥工程とを有することを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。 [1] In a dry methane fermentation method in which an organic waste containing a biodegradable organic substance and a non-biodegradable organic substance is subjected to a dry methane fermentation process, at least a part of the non-biodegradable organic substance is previously converted from the organic waste. A pretreatment step for separating as a treatment residue, a methane fermentation step for subjecting the organic waste from which the pretreatment residue has been separated in the pretreatment step to a dry methane fermentation treatment, and drying the fermentation residue from the methane fermentation step to contain water And a drying step for obtaining a dry residue having a rate of 30 wt% or less.

[2] [1]において、前記メタン発酵工程で生成するバイオガスを利用した発電工程を有し、該発電工程で得られた熱エネルギーを前記乾燥工程の乾燥エネルギーとして利用することを特徴とする乾式メタン発酵方法。 [2] In [1], the method includes a power generation process using biogas generated in the methane fermentation process, and the thermal energy obtained in the power generation process is used as drying energy in the drying process. Dry methane fermentation method.

[3] [2]において、前記発電工程に補助燃料を供給することを特徴とする乾式メタン発酵方法。 [3] The dry methane fermentation method according to [2], wherein auxiliary fuel is supplied to the power generation step.

[4] [1]ないし[3]のいずれかにおいて、前記乾式メタン発酵処理は、縦型のメタン発酵槽で行われ、前記発酵残渣は脱水処理されることなく乾燥工程に送給されることを特徴とする乾式メタン発酵方法。 [4] In any one of [1] to [3], the dry methane fermentation treatment is performed in a vertical methane fermentation tank, and the fermentation residue is fed to the drying step without being dehydrated. A dry methane fermentation method characterized by

[5] [1]ないし[3]のいずれかにおいて、前記乾式メタン発酵処理は、横型のメタン発酵槽で行われ、前記発酵残渣を脱水する脱水工程を更に有し、該脱水工程からの脱水残渣が前記乾燥工程に送給されることを特徴とする乾式メタン発酵方法。 [5] In any one of [1] to [3], the dry methane fermentation treatment is performed in a horizontal methane fermentation tank, and further includes a dehydration step of dehydrating the fermentation residue, and dehydration from the dehydration step. A dry methane fermentation method, wherein the residue is fed to the drying step.

[6] [1]ないし[5]のいずれかにおいて、前記前処理残渣と前記乾燥残渣を焼却する焼却工程を更に有することを特徴とする乾式メタン発酵方法。 [6] The dry methane fermentation method according to any one of [1] to [5], further comprising an incineration step of incinerating the pretreatment residue and the dry residue.

[7] [1]ないし[5]のいずれかにおいて、前記前処理残渣を焼却する焼却工程を更に有し、前記乾燥残渣は系外へ排出され、固体燃料として利用されることを特徴とする乾式メタン発酵方法。 [7] The method according to any one of [1] to [5], further comprising an incineration step of incinerating the pretreatment residue, wherein the dry residue is discharged out of the system and used as a solid fuel. Dry methane fermentation method.

[8] [1]ないし[5]のいずれかにおいて、前記前処理残渣と前記乾燥残渣は系外へ排出され、固体燃料として利用されることを特徴とする乾式メタン発酵方法。 [8] The dry methane fermentation method according to any one of [1] to [5], wherein the pretreatment residue and the dry residue are discharged out of the system and used as a solid fuel.

[9] 生物分解性有機物と非生物分解性有機物とを含有する有機性廃棄物を乾式メタン発酵処理する乾式メタン発酵装置において、該有機性廃棄物から非生物分解性有機物の少なくとも一部を前処理残渣として分離する前処理手段と、該前処理手段で前処理残渣が分離された有機性廃棄物を乾式メタン発酵処理するメタン発酵槽と、該メタン発酵槽からの発酵残渣を乾燥して含水率30wt%以下の乾燥残渣とする乾燥手段とを有することを特徴とする乾式メタン発酵装置。 [9] In a dry methane fermentation apparatus for dry methane fermentation treatment of organic waste containing biodegradable organic matter and non-biodegradable organic matter, at least a part of the non-biodegradable organic matter is pre-treated from the organic waste. Pretreatment means for separating as a treatment residue, a methane fermentation tank for dry methane fermentation treatment of organic waste from which the pretreatment residue has been separated by the pretreatment means, and drying and drying the fermentation residue from the methane fermentation tank A dry methane fermentation apparatus, characterized in that it has a drying means for producing a dry residue having a rate of 30 wt% or less.

[10] [9]において、前記メタン発酵槽で生成するバイオガスを利用した発電機を有し、該発電機で得られた熱エネルギーが前記乾燥手段の乾燥エネルギーとして利用されることを特徴とする乾式メタン発酵装置。 [10] The method according to [9], wherein a generator using biogas generated in the methane fermentation tank is provided, and thermal energy obtained by the generator is used as drying energy of the drying means. Dry methane fermentation equipment.

[11] [10]において、前記発電機に補助燃料を供給する補助燃料供給手段を有することを特徴とする乾式メタン発酵装置。 [11] The dry methane fermentation apparatus according to [10], further comprising auxiliary fuel supply means for supplying auxiliary fuel to the generator.

[12] [9]ないし[11]のいずれかにおいて、前記メタン発酵槽は、縦型のメタン発酵槽であり、前記発酵残渣は脱水処理されることなく前記乾燥手段に送給されることを特徴とする乾式メタン発酵装置。 [12] In any one of [9] to [11], the methane fermentation tank is a vertical methane fermentation tank, and the fermentation residue is fed to the drying means without being dehydrated. A dry methane fermentation device.

[13] [9]ないし[11]のいずれかにおいて、前記メタン発酵槽は、横型のメタン発酵槽であり、前記発酵残渣を脱水する脱水手段を更に有し、該脱水手段からの脱水残渣が前記乾燥手段に送給されることを特徴とする乾式メタン発酵装置。 [13] In any one of [9] to [11], the methane fermentation tank is a horizontal methane fermentation tank, further comprising a dehydrating unit for dehydrating the fermentation residue, and the dehydration residue from the dehydrating unit is A dry methane fermentation apparatus, wherein the dry methane fermentation apparatus is fed to the drying means.

[14] [9]ないし[13]のいずれかにおいて、前記前処理残渣と前記乾燥残渣を焼却する焼却手段を更に有することを特徴とする乾式メタン発酵装置。 [14] The dry methane fermentation apparatus according to any one of [9] to [13], further comprising incineration means for incinerating the pretreatment residue and the dry residue.

[15] [9]ないし[13]のいずれかにおいて、前記前処理残渣を焼却する焼却手段と、前記乾燥残渣を固体燃料として系外へ排出する手段とを更に有することを特徴とする乾式メタン発酵装置。 [15] The dry methane according to any one of [9] to [13], further comprising: an incineration unit that incinerates the pretreatment residue; and a unit that discharges the dry residue out of the system as a solid fuel. Fermenter.

[16] [9]ないし[13]のいずれかにおいて、前記前処理残渣と前記乾燥残渣を固体燃料として系外へ排出する手段を更に有することを特徴とする乾式メタン発酵装置。 [16] The dry methane fermentation apparatus according to any one of [9] to [13], further comprising means for discharging the pretreatment residue and the dry residue out of the system as solid fuel.

本発明によれば、例えば、有機性廃棄物の乾式メタン発酵で発生するバイオガスと補助的にLNGなどの外部燃料ガスを用いて発電することで所定量の高温の蒸気を得、この高い排熱を回収して発酵残渣を30wt%以下の低い含水率まで乾燥させることによって、発酵残渣を大幅に減容・減量した乾燥残渣を得ることができる。この乾燥残渣は小型の焼却炉で焼却処理することができるため焼却炉を小型化することが可能である。また、この乾燥残渣は容易に系外へ排出して燃料材として再利用することが可能であり、その場合には、さらに焼却炉を小型化することが可能となる。   According to the present invention, for example, a predetermined amount of high-temperature steam is obtained by generating electricity using biogas generated by dry methane fermentation of organic waste and an external fuel gas such as LNG, and this high exhaust gas is generated. By recovering heat and drying the fermentation residue to a low moisture content of 30 wt% or less, a dry residue can be obtained in which the fermentation residue is greatly reduced in volume and reduced. Since this dry residue can be incinerated in a small incinerator, the incinerator can be downsized. Further, the dry residue can be easily discharged out of the system and reused as a fuel material. In that case, the incinerator can be further downsized.

本発明の第1の実施の形態に係る乾式メタン発酵処理システムのフローとマスバランスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow and mass balance of the dry-type methane fermentation processing system which concern on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る乾式メタン発酵処理システムのフローとマスバランスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow and mass balance of the dry-type methane fermentation processing system which concern on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る乾式メタン発酵処理システムのフローとマスバランスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow and mass balance of the dry-type methane fermentation processing system which concern on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る乾式メタン発酵処理システムのフローとマスバランスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow and mass balance of the dry-type methane fermentation processing system which concern on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る乾式メタン発酵処理システムのフローとマスバランスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow and mass balance of the dry-type methane fermentation processing system which concern on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に係る乾式メタン発酵処理システムのフローとマスバランスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow and mass balance of the dry-type methane fermentation processing system which concern on the 6th Embodiment of this invention. 従来の乾式メタン発酵処理システムのフローとマスバランスの概略図である。It is the schematic of the flow and mass balance of the conventional dry-type methane fermentation processing system. 縦型発酵槽を用いた乾式メタン発酵処理システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the dry-type methane fermentation processing system using a vertical fermenter. 横型発酵槽を用いた乾式メタン発酵処理システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the dry-type methane fermentation processing system using a horizontal fermenter.

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明における乾式メタン発酵で発生した発酵残渣の含水率低減のメカニズムは以下の通りである。   The mechanism of reducing the water content of the fermentation residue generated by dry methane fermentation in the present invention is as follows.

有機性廃棄物の乾式メタン発酵(TS濃度8〜40wt%)における発酵残渣(横型の乾式メタン発酵の場合は発酵残渣を脱水処理した脱水残渣)の性状としては、通常、60〜92wt%程度が水分である。このような高含水率の発酵残渣から水分を除去すれば、発酵残渣を大幅に減容・減量化することができる。例えば発酵残渣の含水率を30wt%まで低減すれば、発酵残渣の量は43〜88.6wt%程度削減できると見込まれる。   As a property of the fermentation residue in the dry methane fermentation (TS concentration 8 to 40 wt%) of the organic waste (in the case of horizontal dry methane fermentation, the dehydrated residue obtained by dehydrating the fermentation residue) is usually about 60 to 92 wt%. It is moisture. If moisture is removed from such a high moisture content fermentation residue, the fermentation residue can be greatly reduced in volume and weight. For example, if the moisture content of the fermentation residue is reduced to 30 wt%, the amount of the fermentation residue is expected to be reduced by about 43 to 88.6 wt%.

ここで、通常の乾式メタン発酵技術においても発酵残渣を脱水する工程や乾燥する工程が存在する。乾燥処理で含水率を高度に低減させることも技術的に可能であるがエネルギー効率が悪いことや、発火の危険性や臭気などの問題のため、通常は脱水処理では含水率を75〜85wt%程度までしか低減していないことが多い。   Here, even in the usual dry methane fermentation technology, there are a step of dehydrating the fermentation residue and a step of drying. Although it is technically possible to reduce the moisture content to a high degree by drying treatment, it is usually in the range of 75 to 85 wt% in the dehydration treatment due to poor energy efficiency and the risk of ignition and odor. Often reduced only to the extent.

これに対して本発明では、発酵残渣を高い熱エネルギーを与えて高度に乾燥して含水率を30wt%以下まで低下させることにより、発酵残渣の大幅な減容・減量化が可能となる。発酵残渣を含水率30wt%以下にまで乾燥して得られる乾燥残渣は移送性や燃焼性に優れるため、許容量の少ない焼却炉や小型の焼却炉に移送して焼却処理することができる上、容易に系外へ排出して固体燃料として再利用することが可能となる。このため、発酵残渣の乾燥のために、高い熱エネルギーをかけても、その分を焼却炉の小型化や固体燃料としての再利用により回収することができ、トータルのエネルギー収支としてはプラスとすることができる。   On the other hand, in the present invention, the fermentation residue is highly dried by applying high thermal energy to reduce the water content to 30 wt% or less, whereby the fermentation residue can be significantly reduced in volume and weight. Since the dry residue obtained by drying the fermentation residue to a moisture content of 30 wt% or less is excellent in transportability and combustibility, it can be transferred to an incinerator with a small allowable amount or a small incinerator and incinerated. It can be easily discharged out of the system and reused as a solid fuel. For this reason, even if high heat energy is applied to dry the fermentation residue, it can be recovered by downsizing the incinerator or reusing it as solid fuel, making the total energy balance positive. be able to.

本発明においては、発酵残渣の乾燥に高い熱エネルギーが必要であるため、バイオガスの焼却や発電処理で発生する高温排ガスの排熱を回収して乾燥処理の熱エネルギーとして使用することが好ましい。この場合、一般に、乾式メタン発酵では発生するバイオガス量は大きく変動するため、発電量の安定化のためにバイオガスが不足しないように、発電の出力を小さめに設定したり、バイオガスが不足する場合に補助燃料ガスを補給したりすることが考えられている。
しかし、本発明においては上記のように高度な乾燥処理に高い熱エネルギーが必要であるため、所定の過剰量の補助燃料ガスを常時供給するように制御するのが好ましい。この場合であっても、発酵残渣の減容・減量化によるメリットの方が格段に大きく、補助燃料ガスの供給によるコストの問題は十分に低減される。
In the present invention, since high thermal energy is required for drying the fermentation residue, it is preferable to recover the exhaust heat of the high-temperature exhaust gas generated by biogas incineration or power generation treatment and use it as the thermal energy for the drying treatment. In this case, generally, the amount of biogas generated in dry methane fermentation fluctuates greatly, so the output of power generation is set to a smaller value or the amount of biogas is insufficient so that the amount of biogas is not insufficient to stabilize the amount of power generation. It is considered that supplementary fuel gas is replenished.
However, in the present invention, high heat energy is required for the advanced drying treatment as described above, and therefore it is preferable to control so that a predetermined excess amount of auxiliary fuel gas is always supplied. Even in this case, the merit by volume reduction / reduction of the fermentation residue is much larger, and the cost problem due to the supply of the auxiliary fuel gas is sufficiently reduced.

以下にまず、図1〜6を参照して本発明による乾式メタン発酵処理システムのフローとマスバランスを説明する。
前述の通り、乾式メタン発酵槽には縦型と横型とがあり、横型の反応槽では槽内の廃棄物の流動性の確保のため希釈水の添加量が多くなるので、発生する発酵残渣の含水率も高いことから、メタン発酵槽の後段に脱水機を設け、脱水機を介して発酵残渣を乾燥炉に供給する点が、縦型の反応槽を用いる場合とは異なる。脱水機の分離水は希釈水として再使用できる。
図1〜6及び前述の図7において、処理物の移送路を示す線分の近傍に記載したカッコ内の数値はマスバランスを示す数値であり、重量基準で示してある。
Below, with reference to FIGS. 1-6, the flow and mass balance of the dry-type methane fermentation processing system by this invention are demonstrated.
As mentioned above, dry methane fermenters are divided into vertical and horizontal types.In horizontal reaction vessels, the amount of diluted water added is increased to ensure the fluidity of the waste in the tank. Since the water content is high, a dehydrator is provided after the methane fermentation tank and the fermentation residue is supplied to the drying furnace via the dehydrator, which is different from the case of using a vertical reaction tank. The water separated from the dehydrator can be reused as dilution water.
In FIGS. 1 to 6 and FIG. 7 described above, the numerical values in parentheses described in the vicinity of the line segment indicating the transfer path of the processed material are numerical values indicating mass balance, and are shown on a weight basis.

[図1:縦型の乾式メタン発酵処理システム(乾燥残渣を焼却炉で焼却処理)]
図1に示す乾式メタン発酵処理システムは、原料である有機性廃棄物を前処理装置1で分別または破砕・分別といった前処理をして発酵不適合物を除去し、分離された前処理残渣は焼却炉3に送給して焼却処分する。前処理物は、昇温・水分調整のためのスチーム・希釈水を添加して、メタン発酵槽2で乾式メタン発酵処理する。乾式メタン発酵処理で発生するバイオガスは発電機5に送給される。乾式メタン発酵槽2からの発酵残渣は、乾燥炉4で含水率30wt%以下に乾燥し、乾燥残渣は焼却炉3で前処理残渣と共に焼却処分される。この乾燥炉4には、バイオガスを利用する発電機5で得られた高温の蒸気が供給され乾燥処理が行われる。
この乾式メタン発酵処理システムでは、原料100部が前処理物50部と前処理残渣50部に分離され、前処理物50部の乾式メタン発酵処理で42部の発酵残渣が発生する。発酵残渣42部は乾燥により含水率を30wt%以下とすることで、乾燥残渣13〜15部に減容・減容化される。焼却炉3にはこの乾燥残渣13〜15部と前処理残渣50部との合計63〜65部が導入されるため、図7に示す従来法に比べて、被焼却物量は92部から63〜65部へと大幅に減容・減容化される。
[Figure 1: Vertical dry methane fermentation treatment system (dry residue is incinerated in an incinerator)]
In the dry methane fermentation treatment system shown in FIG. 1, organic waste as a raw material is subjected to pretreatment such as separation, crushing and separation by a pretreatment apparatus 1 to remove fermentation incompatible materials, and the separated pretreatment residue is incinerated. It is sent to the furnace 3 and incinerated. The pre-treated product is subjected to dry methane fermentation treatment in the methane fermentation tank 2 by adding steam / dilution water for temperature rise and moisture adjustment. Biogas generated in the dry methane fermentation process is supplied to the generator 5. The fermentation residue from the dry methane fermenter 2 is dried to a moisture content of 30 wt% or less in the drying furnace 4, and the dried residue is incinerated together with the pretreatment residue in the incinerator 3. The drying furnace 4 is supplied with high-temperature steam obtained by a power generator 5 that uses biogas to perform a drying process.
In this dry methane fermentation treatment system, 100 parts of the raw material is separated into 50 parts of the pretreatment product and 50 parts of the pretreatment residue, and 42 parts of fermentation residue is generated by the dry methane fermentation treatment of 50 parts of the pretreatment product. 42 parts of the fermentation residue is reduced in volume and volume to 13 to 15 parts by drying by setting the moisture content to 30 wt% or less by drying. Since a total of 63 to 65 parts of the dry residue 13 to 15 parts and the pretreatment residue 50 parts is introduced into the incinerator 3, the amount of the incinerated material is 92 parts to 63 to 63 parts as compared with the conventional method shown in FIG. The volume is greatly reduced to 65 parts.

[図2:横型の乾式メタン発酵処理システム(乾燥残渣を焼却炉で焼却処理)]
図2は、乾式メタン発酵槽として横型の乾式メタン発酵槽を用い、乾式メタン発酵槽2からの発酵残渣を脱水する脱水機6を介して発酵残渣を脱水した後、脱水残渣を乾燥炉4に送給して乾燥し、脱水機6の分離水を乾式メタン発酵槽2の希釈水として利用した点のみが図1に示す乾式メタン発酵処理システムと異なり、マスバランスは図1におけると同様である。
[Figure 2: Horizontal dry methane fermentation treatment system (dry residue is incinerated in an incinerator)]
In FIG. 2, a horizontal dry methane fermenter is used as a dry methane fermenter, and after dehydrating the fermentation residue via a dehydrator 6 that dehydrates the fermentation residue from the dry methane fermenter 2, the dehydrated residue is put into the drying furnace 4. Unlike the dry methane fermentation treatment system shown in FIG. 1, the mass balance is the same as in FIG. 1 only in that the separated water from the dehydrator 6 is used as dilution water in the dry methane fermentation tank 2. .

[図3:縦型の乾式メタン発酵処理システム(乾燥残渣を固体燃料として再利用)]
図3に示す乾式メタン発酵処理システムは、乾燥炉4からの乾燥残渣を焼却炉3に送給せずに、系外に排出して固形燃料として再利用するようにした点のみが、図1に示す乾式メタン発酵処理システムと異なり、焼却炉3は、50部の前処理残渣のみを焼却するのみであるため、更に小型化可能である。また、乾燥残渣については有効利用が可能であるという利点がある。
[Figure 3: Vertical dry methane fermentation treatment system (recycled dry residue as solid fuel)]
The dry methane fermentation treatment system shown in FIG. 3 is only used in that the dry residue from the drying furnace 4 is not sent to the incinerator 3 but is discharged out of the system and reused as a solid fuel. Unlike the dry methane fermentation treatment system shown in FIG. 2, the incinerator 3 only incinerates 50 parts of the pretreatment residue, and thus can be further downsized. Moreover, there exists an advantage that effective use is possible about a dry residue.

[図4:横型の乾式メタン発酵処理システム(乾燥残渣を固体燃料として再利用)]
図4に示す乾式メタン発酵処理システムは、乾燥炉4からの乾燥残渣を焼却炉3に送給せずに、系外に排出して固形燃料として再利用するようにした点のみが、図2に示す乾式メタン発酵処理システムと異なり、図3の乾式メタン発酵処理システムと同様、焼却炉3は、50部の前処理残渣のみを焼却するのみであるため、更に小型化可能である。また、乾燥残渣については有効利用が可能であるという利点がある。
[Figure 4: Horizontal dry methane fermentation treatment system (recycled dry residue as solid fuel)]
The dry methane fermentation treatment system shown in FIG. 4 is only used in that the dry residue from the drying furnace 4 is not sent to the incinerator 3 but is discharged out of the system and reused as a solid fuel. Unlike the dry methane fermentation treatment system shown in FIG. 3, the incinerator 3 only incinerates 50 parts of the pretreatment residue as in the dry methane fermentation treatment system of FIG. Moreover, there exists an advantage that effective use is possible about a dry residue.

[図5:縦型の乾式メタン発酵処理システム(乾燥残渣と前処理残渣を固体燃料として再利用)]
図5の乾式メタン発酵処理システムは、図1において、乾燥残渣と前処理残渣を混合して系外へ排出して固体燃料として再利用するようにしたものであり、焼却炉3を省略することが可能である。
[Figure 5: Vertical dry methane fermentation treatment system (recycled dry residue and pretreatment residue as solid fuel)]
The dry methane fermentation treatment system in FIG. 5 is a mixture of the dry residue and the pretreatment residue in FIG. 1, discharged outside the system and reused as a solid fuel, omitting the incinerator 3. Is possible.

[図6:横型の乾式メタン発酵処理システム(乾燥残渣と前処理残渣を固体燃料として再利用)]
図6の乾式メタン発酵処理システムは、図2において、乾燥残渣と前処理残渣を混合して系外へ排出して固体燃料として再利用するようにしたものであり、焼却炉3を省略することが可能である。
なお、図1〜6では、便宜上前処理装置1において前処理物50部と前処理残渣50部とに分離した例を示しているが、破砕・分別を行うことで前処理物が60部以上(好ましくは70部以上)になるように分離することが好ましい。
[Figure 6: Horizontal dry methane fermentation treatment system (reuse of dry residue and pretreatment residue as solid fuel)]
The dry methane fermentation treatment system of FIG. 6 is a mixture of the dry residue and the pretreatment residue in FIG. 2, discharged outside the system, and reused as a solid fuel, omitting the incinerator 3. Is possible.
In addition, in FIGS. 1-6, although the example which isolate | separated into 50 parts of pre-processed products and 50 parts of pre-processed residues in the pre-processing apparatus 1 is shown for convenience, pre-processed products are 60 parts or more by performing crushing and separation. It is preferable to separate so as to be (preferably 70 parts or more).

以下に、本発明における処理対象の有機性廃棄物および各処理工程について説明する。   Below, the organic waste of the process target in this invention and each process process are demonstrated.

[有機性廃棄物について]
本発明において、処理対象となる有機性廃棄物は、生物分解性有機物と非生物分解性有機物とを含有する可燃ごみであり、通常の都市ごみや、事業系一般ごみ、食品工場からの汚泥等が挙げられる。このうち、生物分解性のごみとしては、厨芥類(生ごみ)、廃棄紙類(紙くず)、木草類などがあり、非生物分解性のごみとしては、布(繊維)類、ゴム・皮革類、プラスチック類などがある。
[Organic waste]
In the present invention, the organic waste to be treated is combustible waste containing biodegradable organic matter and non-biodegradable organic matter, such as ordinary municipal waste, general business waste, sludge from food factories, etc. Is mentioned. Of these, biodegradable waste includes moss (garbage), waste paper (paper waste), wood grass, etc., and non-biodegradable waste includes cloth (fiber), rubber and leather. And plastics.

[前処理について]
本発明における前処理とは、一般廃棄物を分別または破砕・分別し、発酵に不適合な合成樹脂などの非生物分解性の有機性廃棄物を前処理残渣として分別除去して、主として生ごみと紙ごみを選別する処理である。前処理装置としては特に限定されず、特開2010−99566や特開2002−35629等に記載の公知の前処理物装置を用いることができる。
[About pre-processing]
In the present invention, the pretreatment means separation or crushing / separation of general waste, and separation and removal of non-biodegradable organic waste such as synthetic resin that is incompatible with fermentation as a pretreatment residue. This is a process for sorting paper waste. It does not specifically limit as a pretreatment apparatus, The well-known pretreatment apparatus as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-995666, Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-35629, etc. can be used.

[乾式メタン発酵槽について]
本発明において、乾式メタン発酵槽は縦型、横型を問わないが、縦型の方が乾燥処理の負荷が低いという点でエネルギー効率的に好ましい。
[About dry methane fermenter]
In the present invention, the dry methane fermenter may be a vertical type or a horizontal type, but the vertical type is preferable in terms of energy efficiency in that the load of the drying treatment is low.

縦型の発酵槽を用いる方式は、図8に示すように、前処理装置11、供給装置12、混合装置13、投入装置14、乾式メタン発酵槽15及び汚泥引抜装置16を備える。前処理装置11は、微生物の分解効率を上げる、閉塞を防止する等の目的で、生ゴミ等の有機性廃棄物を破砕する装置である。前処理装置11によって破砕された有機性廃棄物は、さらに必要に応じて選別が行われて異物が除去される。供給装置12は、前処理装置11で破砕した有機性廃棄物を混合装置13へ供給する装置である。混合装置13は、供給装置12から供給される有機性廃棄物と汚泥引抜装置16により乾式メタン発酵層15から引き抜かれた返送汚泥とを混合する装置である。この返送汚泥には、嫌気性微生物(メタン生成菌)が含まれている。混合装置13においては、有機性廃棄物の温度や水分をメタン発酵に適した温度や水分に調整するために、加温や水を添加する等の調質も行われる。投入装置14は、混合装置13で返送汚泥と混合された有機性廃棄物を乾式メタン発酵槽15へ投入する装置であり、その投入量は任意の量に調整することができる。乾式メタン発酵槽15は、嫌気性微生物によって有機性廃棄物をメタン発酵処理して分解する装置である。乾式メタン発酵槽15から発生するバイオガスは、図示していないバイオガス処理設備へ送出される。プラグフロー(押し出し流れ)の乾式メタン発酵槽15の汚泥は、有機性廃棄物の投入に応じて、乾式メタン発酵槽15の底部から汚泥引抜装置16によって引き抜かれる。汚泥引抜装置16によって引き抜かれた汚泥は、一部は返送汚泥として混合装置13へ投入され、その他は余剰汚泥、即ち発酵残渣として系外へ排出される(参考:特開2014−147914号公報)。   As shown in FIG. 8, the method using a vertical fermenter includes a pretreatment device 11, a supply device 12, a mixing device 13, a charging device 14, a dry methane fermentation tank 15, and a sludge extraction device 16. The pretreatment device 11 is a device for crushing organic waste such as raw garbage for the purpose of increasing the decomposition efficiency of microorganisms and preventing clogging. The organic waste crushed by the pretreatment device 11 is further sorted as necessary to remove foreign matters. The supply device 12 is a device that supplies the organic waste crushed by the pretreatment device 11 to the mixing device 13. The mixing device 13 is a device that mixes the organic waste supplied from the supply device 12 and the return sludge extracted from the dry methane fermentation layer 15 by the sludge extraction device 16. This returned sludge contains anaerobic microorganisms (methane producing bacteria). In the mixing device 13, in order to adjust the temperature and moisture of the organic waste to a temperature and moisture suitable for methane fermentation, tempering such as heating and adding water is also performed. The charging device 14 is a device for charging the organic waste mixed with the returned sludge by the mixing device 13 into the dry methane fermentation tank 15, and the charging amount can be adjusted to an arbitrary amount. The dry methane fermenter 15 is an apparatus that decomposes organic waste by methane fermentation treatment using anaerobic microorganisms. The biogas generated from the dry methane fermentation tank 15 is sent to a biogas treatment facility (not shown). The sludge in the dry methane fermentation tank 15 with plug flow (extrusion flow) is extracted by the sludge extraction device 16 from the bottom of the dry methane fermentation tank 15 according to the input of organic waste. Part of the sludge extracted by the sludge extraction device 16 is input to the mixing device 13 as return sludge, and the other is discharged out of the system as surplus sludge, that is, fermentation residue (reference: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-147914). .

一方、横型の発酵槽を用いる方式は、図9に示すように、裁断機21、ポンプ22、熱交換器23、乾式メタン発酵槽24、脱水機25、循環配管を備える。裁断機21で裁断された有機性廃棄物はポンプ22により一部が熱交換器23を経て乾式メタン発酵槽24に投入される。発酵槽24は、横型円筒状であり、内部に、軸24A周りに回動可能な複数の撹拌棒24Bからなる撹拌パドルが設けられている。撹拌パドルは0.5〜1回/分程度で穏やかに回転して発酵槽24に導入された有機性廃棄物を下流側へ移送させる。また、発酵槽24の外周には嫌気性菌が繁殖し易いように、例えば、槽内を50〜60℃に加熱可能な温水ジャケット24Cが円筒状に配置され、所定温度に加熱された水を循環させることで加温が行われる。乾式メタン発酵槽24でメタン発酵分解された発酵残渣と、ポンプ22からの有機性廃棄物の残部は脱水機25で脱水され、脱水残渣が系外へ排出される(参考:特開2002−159947号公報)。   On the other hand, as shown in FIG. 9, the method using a horizontal fermenter includes a cutting machine 21, a pump 22, a heat exchanger 23, a dry methane fermenter 24, a dehydrator 25, and a circulation pipe. A part of the organic waste cut by the cutting machine 21 is put into a dry methane fermentation tank 24 through a heat exchanger 23 by a pump 22. The fermenter 24 has a horizontal cylindrical shape, and an agitation paddle including a plurality of agitation bars 24B rotatable around an axis 24A is provided therein. The stirring paddle gently rotates at a rate of about 0.5-1 times / minute to transfer the organic waste introduced into the fermenter 24 to the downstream side. Moreover, in order to make it easy for anaerobic bacteria to propagate on the outer periphery of the fermenter 24, for example, a hot water jacket 24C capable of heating the inside of the vessel to 50 to 60 ° C. is arranged in a cylindrical shape, and water heated to a predetermined temperature is supplied. Heating is performed by circulating. The fermentation residue decomposed by methane fermentation in the dry methane fermenter 24 and the remaining organic waste from the pump 22 are dehydrated by the dehydrator 25, and the dehydrated residue is discharged out of the system (reference: JP 2002-159947A). Issue gazette).

乾式メタン発酵処理の処理条件には特に制限はなく、常法に従って行うことができる。   There is no restriction | limiting in particular in the process conditions of a dry-type methane fermentation process, It can carry out in accordance with a conventional method.

縦型の乾式メタン発酵槽では、通常TS濃度15〜40wt%で乾式メタン発酵処理が行われ、含水率75〜80%程度の発酵残渣が得られる。また、横型の乾式メタン発酵槽では、通常TS濃度8〜15wt%で乾式メタン発酵処理が行われ、含水率85〜92wt%程度の発酵残渣が得られる。   In a vertical dry methane fermentation tank, a dry methane fermentation treatment is usually performed at a TS concentration of 15 to 40 wt%, and a fermentation residue having a water content of about 75 to 80% is obtained. In a horizontal dry methane fermenter, dry methane fermentation is usually performed at a TS concentration of 8 to 15 wt%, and a fermentation residue having a water content of about 85 to 92 wt% is obtained.

[脱水手段について]
横型の乾式メタン発酵槽においては、発酵残渣の含水量が多いため、乾燥手段の前段において脱水手段による脱水を行うことが好ましい。この場合の脱水機としては公知の技術を用いることができるが、無薬注または高分子凝集剤を0.5〜3wt%/含有SSkg程度添加してスクリュープレスで脱水処理することが薬注量低減の点で好ましい。また、必要に応じてさらに高分子凝集剤を0.5〜3wt%/含有SSkg程度となるように添加して遠心分離による第2脱水処理を行った上で脱水残渣を乾燥手段に供給することもできる。
なお、脱水により分離された分離水は、前述の通り乾式メタン発酵槽の希釈水として利用することが好ましい。
横型の乾式メタン発酵槽からの発酵残渣は、前述の通り、通常、含水率85〜92wt%程度であるため、このような発酵残渣を脱水手段で脱水して含水率85wt%以下、例えば80〜85wt%程度として乾燥手段に送給することが好ましい。
[About dehydration means]
In a horizontal dry methane fermenter, since the moisture content of the fermentation residue is large, it is preferable to perform dehydration by the dehydration means before the drying means. As a dehydrator in this case, a known technique can be used. However, it is possible to add a non-chemical injection or a polymer flocculant of about 0.5 to 3 wt% / containing SS kg and dehydrate with a screw press. It is preferable in terms of reduction. Further, if necessary, a polymer flocculant is further added to a concentration of about 0.5 to 3 wt% / containing SSkg, and after the second dehydration treatment by centrifugation, the dehydration residue is supplied to the drying means. You can also.
In addition, it is preferable to utilize the separated water separated by dehydration as dilution water for the dry methane fermentation tank as described above.
As described above, the fermentation residue from the horizontal dry methane fermenter usually has a water content of about 85 to 92 wt%. Therefore, such a fermentation residue is dehydrated by a dehydrating means, and the water content is 85 wt% or less, for example, 80 to It is preferable to feed it to the drying means as about 85 wt%.

[乾燥手段について]
乾燥手段としては、周知の間接乾燥手段(被乾燥物を導入するドラムの外周に設けたジャケット内に熱風を吹き込んで間接的に乾燥するもの)、または直接乾燥手段(被乾燥物を導入するドラム内に熱風を吹き込んで、被乾燥物に直接熱風をあてて乾燥するもの)を使用することができる。直接乾燥手段は大型のものを使用でき、少ない基数で処理できるが、その反面、後段に脱臭炉を設置して乾燥排ガスを燃焼させて脱臭することが必要となり、そのための燃料も必要となる。しかし、本発明の一態様においては焼却炉と乾燥炉が併設されるので、乾燥残渣を前処理残渣と共に焼却炉で焼却する際に乾燥排ガスも焼却炉に導入することで脱臭を行うことができる。この場合には、脱臭炉を省略でき、脱臭のための燃料も不要となるので、装置設備の削減やエネルギー効率の点では直接乾燥手段を用いることが好ましい。
[About drying means]
As the drying means, known indirect drying means (one that is dried indirectly by blowing hot air into a jacket provided on the outer periphery of the drum into which the material to be dried is introduced) or direct drying means (a drum into which the material to be dried is introduced) It is possible to use a product in which hot air is blown into the object to be dried and directly applied to the object to be dried. The direct drying means can use a large size and can be processed with a small number of bases, but on the other hand, it is necessary to install a deodorizing furnace in the subsequent stage to deodorize by burning dry exhaust gas, and fuel for that is also required. However, since an incinerator and a drying furnace are provided in one aspect of the present invention, deodorization can be performed by introducing dry exhaust gas into the incinerator when the dry residue is incinerated with the pretreatment residue in the incinerator. . In this case, a deodorizing furnace can be omitted, and fuel for deodorization is not required. Therefore, it is preferable to use a direct drying means in terms of reduction in equipment and energy efficiency.

本発明においては、このような乾燥手段で、発酵残渣又は脱水残渣を含水率30wt%以下、例えば20〜30wt%程度にまで乾燥させる。この乾燥後の含水率が30wt%よりも多いと、本発明による発酵残渣の減容・減量化効果を十分に得ることができない。ただし、含水率を過度に低くすることは困難であり、エネルギー効果や粉塵対策の面からも好ましくないため、乾燥後の乾燥残渣の含水率は通常、上記下限以上とする。   In the present invention, the fermentation residue or the dehydrated residue is dried to a moisture content of 30 wt% or less, for example, about 20 to 30 wt% by such a drying means. If the moisture content after drying is more than 30 wt%, the effect of reducing the volume and reducing the fermentation residue according to the present invention cannot be obtained sufficiently. However, it is difficult to make the moisture content too low, and it is not preferable from the viewpoint of energy effect and dust countermeasures.

[補助燃料について]
本発明においては、バイオガスを有効利用すると共に、所定の乾燥処理に必要な熱量を確保するためにフレッシュな燃料ガス(LNG、都市ガス、プロパンガスなど)を補助燃料(バックアップ)ガスとして常にバイオガス発電機に追加供給することが好ましい。このようにすることにより、乾式メタン発酵で発生したバイオガスの利用率を100%とした上で発電出力を安定化させることができる。
また、乾式メタン発酵で発生したバイオガスは発電機に移送する前に一旦ガスホルダーに導入して保管し、ガスホルダーから所定流量ずつ発電機に移送するようにすることが好ましい。
このとき、発酵残渣を含水率30wt%以下まで乾燥するのに必要となる熱量値を算出し、この熱量値から逆算してガスホルダーから発電機に移送するガスの流量を設計値として決定する。その際にガスホルダー内のガスが不足しないようにガスホルダー内のガス量を連続的または定期的に測定してガス量が所定量を下回ったときに補助燃料ガスをバックアップとしてガスホルダー内に追加供給するようにしてもよい。
[About auxiliary fuel]
In the present invention, the biogas is used effectively, and a fresh fuel gas (LNG, city gas, propane gas, etc.) is always used as an auxiliary fuel (backup) gas to ensure the amount of heat necessary for a predetermined drying process. It is preferable to additionally supply the gas generator. By doing in this way, the power generation output can be stabilized after making the utilization rate of the biogas generated by dry methane fermentation 100%.
Moreover, it is preferable that the biogas generated in the dry methane fermentation is once introduced into the gas holder and stored before being transferred to the generator, and transferred from the gas holder to the generator by a predetermined flow rate.
At this time, the calorific value required to dry the fermentation residue to a moisture content of 30 wt% or less is calculated, and the flow rate of the gas transferred from the gas holder to the generator is determined as a design value by calculating backward from the calorific value. At that time, measure the amount of gas in the gas holder continuously or periodically so that the gas in the gas holder does not run out. When the gas amount falls below the specified amount, add auxiliary fuel gas as a backup in the gas holder. You may make it supply.

[その他の処理]
本発明では、発酵残渣(横型の乾式メタン発酵槽の場合は脱水残渣)に対して、特開52−34265のように、好気性発酵を行った後に乾燥処理を行ってもよく、この場合には、好気性発酵により残渣が減量されると共に70℃程度まで昇温されるので、乾燥手段の負荷が低減され、よりエネルギー効率を高めることができる。
[Other processing]
In the present invention, the fermentation residue (dehydrated residue in the case of a horizontal dry methane fermenter) may be subjected to a drying treatment after aerobic fermentation as in JP-A-52-34265. Since the residue is reduced by aerobic fermentation and the temperature is raised to about 70 ° C., the load on the drying means is reduced, and the energy efficiency can be further increased.

[固体燃料(助燃材)について]
図3,4のように乾燥残渣を固体燃料として再利用する場合、乾燥残渣は、そのまま助燃材として製造することもできるが、図5,6のように乾燥残渣を前処理残渣と混合して燃焼性の高い助燃材として製造することが好ましい。
このように、乾燥残渣を固体燃料として利用する場合、本発明で得られる乾燥残渣は、発酵残渣が十分に乾燥されて減容・減量されたものであるため、移送性に優れ、容易に外部に搬送して用いることができる。また、助燃材としてではなく単に焼却処分する場合においては、併設する焼却炉がないか運転停止している場合は、容易に別の焼却炉まで搬送して焼却処分することができる。この場合は新たに焼却炉を設置することや運転を再開する必要がないためエネルギー効率的に好ましい。
[About solid fuel (combustible material)]
When the dry residue is reused as a solid fuel as shown in FIGS. 3 and 4, the dry residue can be produced as an auxiliary combustion material as it is, but the dry residue is mixed with the pretreatment residue as shown in FIGS. It is preferable to produce it as a highly combustible auxiliary material.
As described above, when the dry residue is used as a solid fuel, the dry residue obtained in the present invention is a product obtained by sufficiently drying and reducing the volume of the fermentation residue. It can be used by being conveyed. In addition, in the case of incineration disposal instead of as a combustion aid, if there is no incinerator installed or the operation is stopped, it can be easily transported to another incinerator and incinerated. In this case, there is no need to newly install an incinerator or restart the operation, which is preferable in terms of energy efficiency.

以下に実施例に代えて、シュミレーション試験結果を挙げる。
一般廃棄物を前処理装置で破砕・分別して前処理残渣50部と前処理物50部(厨芥:紙ゴミ=7:3〜5:5程度で変動。TS濃度20〜30%程度で変動)を得、前処理物50部を嫌気性微生物と混合して縦型の乾式メタン発酵槽で供給流量80t/日程度、液温47〜57℃、滞留時間50日程度の条件で処理して、バイオガス14部と、発酵残渣42部を得た。バイオガスはバイオガス貯留タンクに一旦貯留され、タンク内のガス量を定期的に測定し、所定の下限値を下回ったときは補助燃料としてLNGが補給される。
The simulation test results are listed below instead of the examples.
General waste is crushed and separated by a pre-treatment device, 50 parts of pre-treatment residue and 50 parts of pre-treatment (Vacuum: paper trash = varies from about 7: 3 to 5: 5, varies from about TS 30 to 30%) 50 parts of the pretreated product is mixed with anaerobic microorganisms and processed in a vertical dry methane fermentation tank under conditions of a supply flow rate of about 80 t / day, a liquid temperature of 47 to 57 ° C., and a residence time of about 50 days, 14 parts of biogas and 42 parts of fermentation residue were obtained. Biogas is temporarily stored in the biogas storage tank, the amount of gas in the tank is measured periodically, and LNG is replenished as auxiliary fuel when it falls below a predetermined lower limit.

タンク内のガスは連続的に所定流量で発電機としてのガスエンジンに送給して発電した。   The gas in the tank was continuously supplied at a predetermined flow rate to a gas engine as a generator to generate electricity.

発生した高温の排ガスを用いて乾燥炉で間接乾燥を行い、発酵残渣の含水率を30%程度にまで低減し、容量も64〜71%程度減容した乾燥残渣13〜15部を得た。この乾燥炉は、発電機からの蒸気で十分に乾燥エネルギーを賄うことができた。   Indirect drying was performed in a drying furnace using the generated high-temperature exhaust gas, and the moisture content of the fermentation residue was reduced to about 30%, and 13 to 15 parts of dry residue having a volume reduced by about 64 to 71% was obtained. This drying furnace was able to provide sufficient drying energy with steam from the generator.

焼却炉には、前処理残渣50部と乾燥残渣13〜15部の合計63〜65部が送給されるため、前処理残渣50部と発酵残渣42部との合計92部を焼却する従来の焼却炉に比べて大幅に小型化でき、省スペース化され、さらに発酵残渣の燃焼性が向上したことにより焼却炉における補助燃料の使用量が低減されるため、トータルでは補助燃料の使用量の増加は抑制される。   Since a total of 63 to 65 parts of 50 parts of the pretreatment residue and 13 to 15 parts of the dry residue are fed to the incinerator, the conventional incineration of 92 parts in total of 50 parts of the pretreatment residue and 42 parts of the fermentation residue is performed. Compared to incinerators, the size of the auxiliary fuel can be greatly reduced, space-saving, and the amount of auxiliary fuel used in the incinerator is reduced due to the improved combustibility of fermentation residues. Is suppressed.

1 前処理装置
2 メタン発酵槽
3 焼却炉
4 乾燥炉
5 発電機
6 脱水機
11 前処理装置
12 供給装置
13 混合装置
14 投入装置
15 乾式メタン発酵槽
16 汚泥引抜装置
21 裁断機
22 ポンプ
23 熱交換器
24 乾式メタン発酵槽
25 脱水機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pretreatment apparatus 2 Methane fermentation tank 3 Incinerator 4 Drying furnace 5 Generator 6 Dehydrator 11 Pretreatment apparatus 12 Supply apparatus 13 Mixing apparatus 14 Input apparatus 15 Dry methane fermentation tank 16 Sludge extraction apparatus 21 Cutting machine 22 Pump 23 Heat exchange 24 Dry Methane Fermenter 25 Dehydrator

Claims (16)

生物分解性有機物と非生物分解性有機物とを含有する有機性廃棄物を乾式メタン発酵処理する乾式メタン発酵方法において、
該有機性廃棄物から非生物分解性有機物の少なくとも一部を前処理残渣として分離する前処理工程と、
該前処理工程で前処理残渣が分離された有機性廃棄物を乾式メタン発酵処理するメタン発酵工程と、
該メタン発酵工程からの発酵残渣を乾燥して含水率30wt%以下の乾燥残渣を得る乾燥工程とを有することを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。
In a dry methane fermentation method in which organic waste containing biodegradable organic matter and non-biodegradable organic matter is subjected to dry methane fermentation treatment,
A pretreatment step of separating at least a part of the non-biodegradable organic matter from the organic waste as a pretreatment residue;
A methane fermentation process in which the organic waste from which the pretreatment residue is separated in the pretreatment process is subjected to a dry methane fermentation process;
And a drying step of drying the fermentation residue from the methane fermentation step to obtain a dry residue having a water content of 30 wt% or less.
請求項1において、前記メタン発酵工程で生成するバイオガスを利用した発電工程を有し、該発電工程で得られた熱エネルギーを前記乾燥工程の乾燥エネルギーとして利用することを特徴とする乾式メタン発酵方法。   The dry methane fermentation according to claim 1, further comprising a power generation process using biogas generated in the methane fermentation process, wherein the thermal energy obtained in the power generation process is used as drying energy in the drying process. Method. 請求項2において、前記発電工程に補助燃料を供給することを特徴とする乾式メタン発酵方法。   3. The dry methane fermentation method according to claim 2, wherein auxiliary fuel is supplied to the power generation step. 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記乾式メタン発酵処理は、縦型のメタン発酵槽で行われ、前記発酵残渣は脱水処理されることなく乾燥工程に送給されることを特徴とする乾式メタン発酵方法。   The dry methane fermentation treatment according to any one of claims 1 to 3, wherein the dry methane fermentation treatment is performed in a vertical methane fermentation tank, and the fermentation residue is fed to the drying step without being dehydrated. To dry methane fermentation. 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記乾式メタン発酵処理は、横型のメタン発酵槽で行われ、前記発酵残渣を脱水する脱水工程を更に有し、該脱水工程からの脱水残渣が前記乾燥工程に送給されることを特徴とする乾式メタン発酵方法。   The dry methane fermentation treatment according to any one of claims 1 to 3, further comprising a dehydration step of dehydrating the fermentation residue, wherein the dry methane fermentation treatment is performed in a horizontal methane fermentation tank, and the dehydration residue from the dehydration step is the A dry methane fermentation method characterized by being fed to a drying process. 請求項1ないし5のいずれか1項において、前記前処理残渣と前記乾燥残渣を焼却する焼却工程を更に有することを特徴とする乾式メタン発酵方法。   The dry methane fermentation method according to any one of claims 1 to 5, further comprising an incineration step of incinerating the pretreatment residue and the dry residue. 請求項1ないし5のいずれか1項において、前記前処理残渣を焼却する焼却工程を更に有し、前記乾燥残渣は系外へ排出され、固体燃料として利用されることを特徴とする乾式メタン発酵方法。   The dry methane fermentation according to any one of claims 1 to 5, further comprising an incineration step of incinerating the pretreatment residue, wherein the dry residue is discharged out of the system and used as a solid fuel. Method. 請求項1ないし5のいずれか1項において、前記前処理残渣と前記乾燥残渣は系外へ排出され、固体燃料として利用されることを特徴とする乾式メタン発酵方法。   The dry methane fermentation method according to any one of claims 1 to 5, wherein the pretreatment residue and the dry residue are discharged out of the system and used as a solid fuel. 生物分解性有機物と非生物分解性有機物とを含有する有機性廃棄物を乾式メタン発酵処理する乾式メタン発酵装置において、
該有機性廃棄物から非生物分解性有機物の少なくとも一部を前処理残渣として分離する前処理手段と、
該前処理手段で前処理残渣が分離された有機性廃棄物を乾式メタン発酵処理するメタン発酵槽と、
該メタン発酵槽からの発酵残渣を乾燥して含水率30wt%以下の乾燥残渣とする乾燥手段とを有することを特徴とする乾式メタン発酵装置。
In a dry methane fermentation apparatus that performs dry methane fermentation treatment of organic waste containing biodegradable organic matter and non-biodegradable organic matter,
Pretreatment means for separating at least a part of the non-biodegradable organic matter from the organic waste as a pretreatment residue;
A methane fermentation tank for dry methane fermentation treatment of organic waste from which pretreatment residues have been separated by the pretreatment means;
A dry methane fermentation apparatus comprising: a drying unit that dries the fermentation residue from the methane fermentation tank to obtain a dry residue having a water content of 30 wt% or less.
請求項9において、前記メタン発酵槽で生成するバイオガスを利用した発電機を有し、該発電機で得られた熱エネルギーが前記乾燥手段の乾燥エネルギーとして利用されることを特徴とする乾式メタン発酵装置。   The dry-type methane according to claim 9, further comprising a power generator using biogas generated in the methane fermenter, wherein thermal energy obtained by the power generator is used as drying energy of the drying means. Fermenter. 請求項10において、前記発電機に補助燃料を供給する補助燃料供給手段を有することを特徴とする乾式メタン発酵装置。   The dry methane fermentation apparatus according to claim 10, further comprising auxiliary fuel supply means for supplying auxiliary fuel to the generator. 請求項9ないし11のいずれか1項において、前記メタン発酵槽は、縦型のメタン発酵槽であり、前記発酵残渣は脱水処理されることなく前記乾燥手段に送給されることを特徴とする乾式メタン発酵装置。   12. The methane fermentation tank according to any one of claims 9 to 11, wherein the methane fermentation tank is a vertical methane fermentation tank, and the fermentation residue is fed to the drying means without being dehydrated. Dry methane fermentation equipment. 請求項9ないし11のいずれか1項において、前記メタン発酵槽は、横型のメタン発酵槽であり、前記発酵残渣を脱水する脱水手段を更に有し、該脱水手段からの脱水残渣が前記乾燥手段に送給されることを特徴とする乾式メタン発酵装置。   12. The methane fermentation tank according to claim 9, wherein the methane fermentation tank is a horizontal methane fermentation tank, further comprising a dehydrating unit that dehydrates the fermentation residue, and the dehydrated residue from the dehydrating unit is the drying unit. A dry methane fermentation apparatus characterized by being fed to 請求項9ないし13のいずれか1項において、前記前処理残渣と前記乾燥残渣を焼却する焼却手段を更に有することを特徴とする乾式メタン発酵装置。   The dry methane fermentation apparatus according to any one of claims 9 to 13, further comprising incineration means for incinerating the pretreatment residue and the dry residue. 請求項9ないし13のいずれか1項において、前記前処理残渣を焼却する焼却手段と、前記乾燥残渣を固体燃料として系外へ排出する手段とを更に有することを特徴とする乾式メタン発酵装置。   The dry methane fermentation apparatus according to any one of claims 9 to 13, further comprising: an incineration unit that incinerates the pretreatment residue; and a unit that discharges the dry residue out of the system as a solid fuel. 請求項9ないし13のいずれか1項において、前記前処理残渣と前記乾燥残渣を固体燃料として系外へ排出する手段を更に有することを特徴とする乾式メタン発酵装置。   The dry methane fermentation apparatus according to any one of claims 9 to 13, further comprising means for discharging the pretreatment residue and the dry residue out of the system as solid fuel.
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