JPH05123664A - 廃棄物及び廃水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各家庭から排出される廃棄物の収集、輸送を
円滑に行うとともに、この廃棄物を利用して、メタンガ
スを製造する。 【構成】 固形廃棄物中より不燃性固形物を分別除去
し、得られた可燃性固形物を破砕し、この破砕物を生ご
みを含む廃水と混合し、この混合物を流体搬送後脱水
し、脱水残さを可溶化処理し、可溶化したものをメタン
発酵させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各家庭から排出される
生活廃棄物や生活廃水を迅速かつ簡単に集積し、その中
から有効な資源を回収するとともに、環境汚染を防止す
るため廃棄物及び廃水の処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、消費物質の豊富化、包装資材の変
化、人口の都市集中に伴う生活廃水の増加などにより、
都市における廃棄物及び廃水の量は急激に増大する傾向
にあり、各地方自治体はその処理に頭を痛めているのが
実情である。

【０００３】すなわち、都市廃棄物の主なものとして
は、ガラス容器、金属類のいわゆる燃えないごみや紙く
ず、生ごみなどがあるが、この中のガラス容器、金属
類、紙くずのごく一部のみが回収され再利用されている
だけで、大部分は焼却されたり、埋立て用に供されてい
るが、焼却設備や埋立て用地の不足とともに、収集能力
が限界に近付きつつあり、大きな社会問題となってきて
いる。

【０００４】一方、厨房、風呂、洗濯、トイレなどから
の生活廃水の量も、各人の生活水準の向上に従って、次
第に増大しており、今後の水資源の不足現象はとうてい
避けられない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
実情に鑑み、これまで行われている都市廃棄物の陸上輸
送による収集に代るべき手段を得るとともに、集積され
た廃棄物及び廃水から有効な資源を回収し、焼却処分や
埋立処分に供する量の減少をはかることを目的としてな
されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、都市廃棄
物及び廃水の総合的な処理について種々検討した結果、
その集積手段として、従来のごみ運搬車による輸送の代
りに、廃棄物と廃水とを混合して流体搬送方式をとれ
ば、収集の問題を解決しうること、そしてその混合物を
可溶化して有機物濃度の高い溶解液とし、これをメタン
発酵すれば、効率よくメタンを製造することができ、有
効な資源の回収とともに、焼却量及び埋立量の著しい軽
減がはかれることを見いだし、この知見に基づいて本発
明をなすに至った。

【０００７】すなわち、本発明は、（イ）固形廃棄物中
より不燃性固形物を分別除去する工程、（ロ）得られた
可燃性固形物を破砕処理する工程、（ハ）この破砕物を
生ごみを含む生活廃水と混合する工程、（ニ）この混合
物を流体搬送して集積する工程、（ホ）集積した混合物
から脱水する工程、（ヘ）脱水した残留物を可溶化処理
する工程、（ト）可溶化処理物をメタン発酵させる工
程、（チ）メタン発酵物からメタンを回収する工程及び
（リ）残留液より水を分離する工程から成る廃棄物及び
廃水の処理方法を提供するものである。

【０００８】次に、添付図面に従って本発明をさらに詳
細に説明する。図１は本発明方法の工程図であって、都
市廃棄物中の固形廃棄物は、先ず分別工程（イ）不燃性
固形物と可燃性固形物に分別され、可燃性固形物のみが
破砕工程（ロ）に送られ、ここで、流体輸送に支障のな
い大きさに破砕される。

【０００９】次いで、この破砕物は、混合工程（ハ）に
おいて生ごみを含む生活廃水と混合され、懸濁液状の混
合物としたのち、流体搬送管例えば下水管による流体搬
送工程（ニ）を経て所定の個所例えば集水タンクに集積
される。上記の生ごみは、生活廃水と混合されるに先立
って、後続の処理を容易にするために、摩砕しておくこ
ともできる。

【００１０】このようにして集積された、可燃性固形物
の破砕物と生ごみと生活廃水との混合物は、次に脱水処
理（ホ）に付される。この脱水は、ろ布を用いるろ過あ
るいは遠心分離などによって行われる。この処理によ
り、廃棄物中の水分の９５％以上が除かれる。

【００１１】このようにして、脱水された後の残留物
は、次いで可溶化処理（ヘ）に付される。この可溶化方
法には、微生物を用いて行う生物的可溶化方法と、触媒
の存在下で加圧、加熱して行う化学的可溶化方法がある
が、前者のみを用いてもよいし、また両者を併用しても
よい。なお、可溶化に先立って、必要ならばろ過や沈降
などにより、可溶化しにくい固形物、例えばプラスチッ
ク類を分離除去することもできる。この場合、前記破砕
処理工程（ロ）において、プラスチック類の粒度を他の
固形分の粒度よりも大きくなるように調整し、この工程
で目の異なるふるいにより分別するのが有利である。

【００１２】この可溶化処理物は、メタン発酵処理工程
（ト）に送られ、ここで有機物がメタン発酵菌の作用に
より分解されてメタンを発生する。これまでも、生活廃
水の有効利用の一つとして、これをメタン発酵する方法
が提案されていたが、メタン発酵の至適有機物濃度５０
００ｐｐｍ以上に対し、通常の生活廃水中の有機物濃度
は約２００ｐｐｍと著しく小さいため、メタンを得る目
的にはほとんど利用することができなかった。これに対
し、本発明においては、生活廃水に生ごみや可燃性固形
物が可溶化されて溶解し、有機物濃度が高められている
ため、効率的なメタン発酵が行われる。

【００１３】上記のメタン発酵工程において生成したメ
タンガスは、適当な手段で回収され（チ）、必要に応じ
精製されたのち、燃料その他の用途に供される。また、
メタンを回収した後の残液は、水の分離工程（リ）に送
られ、水が分離されたのち、残りは廃棄処理に付され
る。分離された水は、必要に応じ、脱水工程（ホ）で得
られる水と共に再生工程に送り、再生、再利用される。
図２は、固形廃棄物より、ガラス類、金属類などの不燃
性固形物を分別し、可燃性固形物を破砕するための装置
の１例を示す説明図で、固形廃棄物Ａは、先ず磁気選別
機１によりその中の金属類が除かれ、次いでじゃま板２
の作用でガラス容器が除かれたのち、破砕装置３に送り
込まれる。破砕装置は回転ドラム４とカッター５，６か
ら成り、可燃性固形物Ｂは、ドラム４の回転によりカッ
ター５，６と接触して、ここで流体搬送に支障のない程
度の大きさ、通常１〜１０ｍｍ程度に破砕され、取出口
７より排出される。

【００１４】図３は、本発明の流体搬送工程の１例を示
す経路図であって、破砕装置３により破砕された可燃性
固形物は管路８を通って混合槽１０に入り、ここで管路
９を通って送られる選択排水、厨房排水、トイレ排水の
ような生活排水と混合されたのち、流体搬送管１１によ
り、集中タンク１２に集積される。なお、１３は排気の
ための真空ポンプである。

【００１５】図４は、化学的可溶化工程を実施するため
の反応装置の１例を示す説明図であって、反応装置の導
入口１４より予備室１５に導入された生活廃水と可燃性
固形物との混合物は、必要に応じ導入管１６からの酸化
性ガスと混合されたのち、反応室１８に送られ、触媒層
１９を通って排出口２０から排出される。この間に混合
物中の難溶性有機物は分解され可溶性有機物に変わり溶
解状態になる。この際、反応を促進するため、必要に応
じ外部から加熱することもできるし、また加圧機１７に
より加圧することもできる。この化学的可溶化処理によ
り、混合物中のセルロース、合成樹脂などは単糖類、カ
ルボン酸に、窒素化合物はアンモニアを経て窒素ガス
に、硫黄化合物は硫化物を経て硫酸塩にそれぞれ分解す
る。

【００１６】図５は、生物的可溶化工程を行うための装
置の１例を示す説明図であって、生活廃水と可燃性固形
物との混合物は、導入口２２より反応器２１中に送ら
れ、その中に存在する固形有機物Ｃは、ここで可溶化菌
Ｅの作用により、可溶性有機物Ｄに変わる。この際、こ
の中の混合物は、温度調節手段２３及びｐＨ調節手段２
４により、至適温度及び至適ｐＨに保たれ、必要に応じ
かきまぜ機２５によりかきまぜられる。可溶化処理物の
液状成分は、ろ過管を経て排出口２６より排出される。
この生物的可溶化処理により、混合物中の多糖類は単糖
類に、タンパク質はアミノ酸に中性脂肪は高級脂肪酸に
それぞれ分解される。

【００１７】図６は、本発明のメタン発酵工程で用いら
れる装置の１例を示す説明図であって、可溶化処理され
た液は導入口２８よりメタン発酵槽２７に導入され、こ
こでメタン発酵菌と混合され、メタン発酵に付される。
このメタン発酵液は、ｐＨ調節手段２９、温度調節手段
３０及び栄養源調節手段３１により至適条件に制御さ
れ、かつ反応が均一に行われるように必要に応じかきま
ぜ機３２によりかきまぜられる。反応により生成したメ
タンガスは、排気口３２より取り出され、また反応液は
分離膜３４を経て連続的に抜き出される。なお、３５は
液の循環を円滑にするためのバッフルプレートである。
このメタン発酵工程において、可溶化された液中の単糖
類やアミノ酸は酪酸、プロピオン酸を経てメタンに、ま
た高級脂肪酸は低級化してメタンにそれぞれ分解する。

【００１８】このようにして得られたメタンは、必要に
応じ生成したのち工業用原料として用いることができ、
またそのままであるいは他の可燃性ガスと混合して燃料
ガスとして利用することができる。

【００１９】他方、メタン発酵槽から分離膜を通して抜
き出された溶液からは、例えば透過膜を用いて水を再生
することができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によると、環境面においてＣＯ_２
ガス、ＮＯ_ｘガス、ＳＯ_ｘガスの発生が抑制され、汚
泥、焼却灰の発生量が減少するという効果が得られる上
に、流体搬送によりごみの路上放置がなくなり、運搬ト
ラックを削減しうるという利点がある。

【００２１】また、メタンガスの生成、水の再生という
点で有効資源の回収において大きな効果を奏するととも
に、生ごみの発生時処分による清潔な環境の維持の点で
も意義がある。

【００２２】

【実施例】次に、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。 実施例 紙、プラスチック、金属、ガラス類を含む固形廃棄物９
００グラムから、不燃性固形分である金属、ガラス類８
０グラムを手作業で取り除き、ロールクラッシャーで粒
径３〜６ミリメートル程度に粉砕する。これに厨介３７
０グラムをディスポーザーにかけて粒径３ミリメートル
以下に摩砕したものを混合し、トイレ、風呂、洗濯、そ
の他の廃水２３７リットルを用いて、普通のポリ塩化ビ
ニル製下水管を通して、約１００メートル離れた集積タ
ンクへ流体搬送する。この際、固形物の混合に伴うトラ
ブルは全く認められなかった。

【００２３】次いで、この集積タンクに集められた固
体、液体混合物を、ナイロン製フイルタークロスを通し
てろ過し、含水量約２〜３重量％まで脱水する。次にこ
のろ過残さを、アルカリ触媒の存在下、７０気圧、２５
０℃において分解処理して、プラスチック類を可溶した
のち、さらに微生物分解タンクに導入し、固形物の可溶
化を行う。

【００２４】このようにして、可溶化処理した固形物
を、メタン発酵槽に送り、ここで５時間処理したとこ
ろ、メタンガス約１８０グラムと二酸化炭素約１１９グ
ラムが得られた。また、発酵残さから分離膜を通して水
を回収し、前記のろ過工程で脱水された水と混合して、
水処理リアクターに供給し処理したところ約６０リット
ルの再生水が得られた。脱水後の発酵残さは約１８５グ
ラムで、最初の固形廃棄物の量の約１／７になってい
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明方法の工程図。

【図２】 本発明で用いられる可燃性固形物の破砕装置
の説明図。

【図３】 本発明の流体搬送工程の経路図。

【図４】 本発明の化学的可溶化工程を実施するための
反応装置の説明図。

【図５】 本発明の生物的可溶化工程を実施するための
装置の説明図。

【図６】 本発明で用いられるメタン発酵装置の説明
図。

【符号の説明】

３ 破砕装置 ４ 回転ドラム ５，６ カッター １０ 混合槽 １１ 流体搬送管 １８ 反応室 １９ 触媒層 ２１ 反応器 ２７ メタン発酵槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （イ）固形廃棄物中より不燃性固形物を
   分別除去する工程、（ロ）得られた可燃性固形物を破砕
   処理する工程、（ハ）この破砕物を生ごみを含む生活廃
   水と混合する工程、（ニ）この混合物を流体搬送して集
   積する工程、（ホ）集積した混合物から脱水する工程、
   （ヘ）脱水した残留物を可溶化処理する工程、（ト）可
   溶化処理物をメタン発酵させる工程、（チ）メタン発酵
   物からメタンを回収する工程及び（リ）残留液より水を
   分離する工程から成る廃棄物及び廃水の処理方法。