固形有機性廃棄物の処理方法およびその装置
【課題】固形有機性廃棄物を効率良く処理できる廃棄物処理システムを提供する。
【解決手段】固形有機性廃棄物をメタン発酵槽５でメタン発酵してメタン発酵液とする。メタン発酵液の少なくとも一部をアンモニアストリッピング装置６に移送して４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温してアンモニアストリッピングしてアンモニア除去液とする。アンモニア除去液を返送ライン11にてメタン発酵槽５より前段の混合槽３に返送する。返送後の固形有機性廃棄物の温度が、酸発酵槽４での可溶化処理およびメタン発酵槽５でのメタン発酵処理のそれぞれに適した温度となる。酸発酵槽４にて効率良く可溶化できるとともに、固形有機性廃棄物中の固形分を再分解できる。固形有機性廃棄物の分解効率を向上できる。
【解決手段】固形有機性廃棄物をメタン発酵槽５でメタン発酵してメタン発酵液とする。メタン発酵液の少なくとも一部をアンモニアストリッピング装置６に移送して４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温してアンモニアストリッピングしてアンモニア除去液とする。アンモニア除去液を返送ライン11にてメタン発酵槽５より前段の混合槽３に返送する。返送後の固形有機性廃棄物の温度が、酸発酵槽４での可溶化処理およびメタン発酵槽５でのメタン発酵処理のそれぞれに適した温度となる。酸発酵槽４にて効率良く可溶化できるとともに、固形有機性廃棄物中の固形分を再分解できる。固形有機性廃棄物の分解効率を向上できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形有機性廃棄物を処理する固形有機性廃棄物の処理方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種の固形有機性廃棄物の処理方法としては、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させる処理工程で発生するメタンガスによってエネルギを回収できる点から、メタン発酵を用いた処理方法が注目されている。そして、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させる場合には、メタン発酵させるメタン発酵槽を備えており、このメタン発酵槽の前段には、投入量調整、投入濃度調整あるいは各種の固形有機性廃棄物の混合を主な目的として、３日分程度の容量を有する投入調整槽を設置させる構成が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
また、この種のメタン発酵を用いた固形有機性廃棄物の処理方法としては、し尿処理施設から発生する余剰汚泥と生ごみとをメタン発酵させる施設において、生ごみのみをメタン発酵槽の前段に設置した混合槽に一旦貯留させるとともに、余剰汚泥を直接メタン発酵槽へ投入させる構成も知られている（例えば、非特許文献２参照。）。さらに、この種のメタン発酵を用いた固形有機性廃棄物の処理方法としては、処理効率を高めるために可溶化処理させる酸発酵槽を、メタン発酵槽の前段に設置する構成や、この酸発酵槽にて発酵させた発酵液を循環させる構成などが知られている（例えば、非特許文献３参照。）。
【０００４】
一般に、生ごみなどはメタン発酵での分解率が高いのに対し、糞尿や水処理施設から発生する余剰汚泥などは分解率が低い。そこで、これら糞尿などの水処理施設から発生する余剰汚泥を、メタン発酵の前に７０℃〜９０℃程度の高温にして数分程度の処理時間を目安として生物学的に可溶化させて高温改質処理する構成（例えば、特許文献１参照。）や、これら糞尿や余剰汚泥などの有機性汚泥をアルカリ性にするとともに、この有機性汚泥の温度を５０℃〜１００℃に維持して可溶化させる構成（例えば、特許文献２参照。）などが知られている。
【０００５】
そして、これら糞尿などの余剰汚泥をメタン発酵させる場合には、この余剰汚泥の最適温度が高温メタン発酵の場合に５０℃〜６０℃程度であるとともに、中温メタン発酵の場合に３５℃〜４０℃程度である。さらに、これら糞尿や余剰汚泥などの固形有機性廃棄物をメタン発酵させる場合には、この固形有機性廃棄物中に含まれるタンパク質などの分解に伴って、メタン発酵後のメタン発酵液中にアンモニアが生成される。そして、このアンモニアは、水域に流出した場合に富栄養化の原因物質の一つとなるから、何らかの処理で除去する必要がある。
【０００６】
そして、このアンモニアの除去方法としては、微生物による硝化脱窒素反応によってアンモニアを窒素ガスに変換する構成や、メタン発酵液中に含まれるアンモニアを気相部に移行させる構成などが知られている（例えば、特許文献３参照。）。さらに、このアンモニアが高濃度の場合にはメタン発酵に阻害を及ぼすので、メタン発酵液の循環ラインに、このメタン発酵液中に含まれるアンモニアを気相部に移行させて、この高濃度のアンモニアによるメタン発酵の阻害を回避させる構成などが知られている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００７】
また、このメタン発酵液中のアンモニアを除去する方法としては、このメタン発酵液中のアンモニアが反応式：ＮＨ４＋＋ＯＨ−→ＮＨ３＋Ｈ２Ｏによるため、このメタン発酵液のｐＨを上げることによって、このメタン発酵液中のアンモニウムイオン（ＮＨ４＋）をアンモニアガスとして放散させる。さらに、このメタン発酵液の温度を上げた場合には、このメタン発酵液中の遊離アンモニア（ＮＨ３）の溶解度が減少するため、アンモニアガスを放散させて、このメタン発酵液中のアンモニアを気相部へ除去させるアンモニアストリッピング処理が知られている。そして、このアンモニアストリッピング処理では、吹き込む気体の量と処理するメタン発酵液の量との比である気液比が、アンモニア除去率に影響を及ぼす重要な要素であるので、この気液比を通常数千倍の値とされている（例えば、特許文献５参照。）。
【０００８】
さらに、このアンモニアストリッピング処理によって発生するアンモニアを含有する気体の処理方法としては、触媒を用いて窒素ガスと水とに分解処理する方法（例えば、特許文献６参照。）や、直接燃焼法と脱硝触媒とを組み合わせて窒素ガスと水とに分解する方法（例えば、非特許文献４参照。）などが知られている。
【特許文献１】特開平１０−２３５３１７号（第１−５頁）
【特許文献２】特許第２６５９８９５号公報（第１−８頁）
【特許文献３】特開平１１−７７０２４号公報（第１−５頁）
【特許文献４】特開２００１−１３７８１２号公報（第１−１２頁、図１）
【特許文献５】特開２００４−２３０３３８号公報（第１−４頁）
【特許文献６】特開２００１−９２８１号公報（第１−９頁）
【非特許文献１】「汚泥再生処理センタ等施設整備の計画・設計要領」，社団法人全国都市清掃会議，平成１３年９月２５日，ｐ．２７３
【非特許文献２】「汚泥再生処理センタ等の基盤整備促進に関する研究報告書（平成１３年度）」，財団法人廃棄物研究財団，平成１４年８月，ｐ．６５
【非特許文献３】水野修、外３名，「二相循環式メタン発酵システムによる食品廃棄物の高速処理」，講演集，第３７回日本水環境学会年会，平成１５年３月６日，ｐ．４０９
【非特許文献４】技術資料 小型脱硝装置、[online]、株式会社日本触媒、[平成１７年１月２８日検索]、インターネット＜ＵＲＬ:http://www.shokubai.co.jp/main/04produc/syohin/kogata.htm＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、糞尿などの水処理施設から発生する余剰汚泥を、メタン発酵の前に高温にして生物学的に可溶化させて高温改質処理する場合には、この余剰汚泥のメタン発酵前の温度を、７０℃〜９０℃程度が適しており、このメタン発酵前の加温の温度は、このメタン発酵前の余剰汚泥の温度が９０℃程度の場合には、この加温の処理時間は数分程度が目安とされている。
【００１０】
ところが、上述のように、メタン発酵時の余剰汚泥の最適温度は、高温メタン発酵の場合に５０℃〜６０℃程度であるとともに、中温メタン発酵の場合に３５℃〜４０℃程度である。したがって、これらメタン発酵の前段で高温改質処理する場合には、余剰汚泥を放冷させたり、熱交換器を設けて熱交換させて冷却させたりする必要があるから、この余剰汚泥を効率良くメタン発酵させることが容易ではないという問題を有している。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、固形有機性廃棄物を効率良くメタン発酵できる固形有機性廃棄物の処理方法およびその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の固形有機性廃棄物の処理方法は、固形有機性廃棄物をメタン発酵処理してメタン発酵液とするメタン発酵工程と、このメタン発酵工程にて処理されたメタン発酵液の少なくとも一部を４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温する加温工程と、この加温工程にて加温された前記メタン発酵液を前記メタン発酵工程に返送する返送工程とを具備したものである。
【００１３】
そして、固形有機性廃棄物をメタン発酵工程にてメタン発酵処理してメタン発酵液にしてから、このメタン発酵液の少なくとも一部を加温工程にて４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温した後に、この加温工程にて加温されたメタン発酵液を返送工程にてメタン発酵工程に返送させる。この結果、加温工程にて加温されたメタン発酵液を返送工程にて固形有機性廃棄物へと返送させることにより、この固形有機性廃棄物の温度がメタン発酵に適した温度となる。さらに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を４０分以上滞留させて加温することによって、このメタン発酵液を効率良く可溶化できるとともに、このメタン発酵液中の固形分が再分解されるので、このメタン発酵液の分解効率が向上する。したがって、この固形有機性廃棄物を効率良くメタン発酵できるとともに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を効率良く分解できるので、この固形有機性廃棄物を効率良く処理できる。
【００１４】
請求項２記載の固形有機性廃棄物の処理方法は、請求項１記載の固形有機性廃棄物の処理方法において、加温工程は、加温されたメタン発酵液に、このメタン発酵液１０００ｋｇに対して２００Ｎｍ３以上４００Ｎｍ３以下の空気を吹き込んで、前記メタン発酵液中のアンモニアを除去するアンモニアストリッピング工程であるものである。
【００１５】
そして、加温されたメタン発酵液に、このメタン発酵液１０００ｋｇに対して２００Ｎｍ３以上４００Ｎｍ３以下の空気を吹き込んで、このメタン発酵液中のアンモニアをアンモニアストリッピング工程にて除去する。この結果、このメタン発酵液中のアンモニアをアンモニアガスとして除去できるともに、このメタン発酵液中の嫌気性細菌を殺菌でき、この殺菌された嫌気性細菌を返送工程にて返送することによって、この殺菌された嫌気性細菌が再分解されて処理される。したがって、固体有機性廃棄物およびメタン発酵液それぞれの分解効率を向上できるとともに、アンモニアストリッピング工程での処理効率を向上できる。
【００１６】
請求項３記載の固形有機性廃棄物の処理方法は、請求項２記載の固形有機性廃棄物の処理方法において、アンモニアストリッピング工程にてアンモニアが除去されたメタン発酵液に水酸化ナトリウムを添加して可溶化する可溶化工程を具備し、返送工程は、前記可溶化工程にて可溶化されたメタン発酵液を固形有機性廃棄物へと返送させて混合させるものである。
【００１７】
そして、アンモニアストリッピング工程でメタン発酵液からアンモニアを除去する際に、このメタン発酵液から炭酸イオンが除去されるので、このメタン発酵液のアルカリ度が減少してしまう。そこで、アンモニアストリッピング工程にてアンモニアを除去したメタン発酵液に水酸化ナトリウムを添加して可溶化工程にて可溶化してから、この可溶化したメタン発酵液を返送工程にて固形有機性廃棄物へと返送して混合させる。この結果、少量の水酸化ナトリウムの添加でメタン発酵液のアルカリ度を上昇できるとともに、加温工程と水酸化ナトリウムの添加によるアルカリ処理とが併用される。したがって、このメタン発酵液の分解効率を効率良く向上できるとともに、このメタン発酵液から生成される汚泥量を削減できる。
【００１８】
請求項４記載の固形有機性廃棄物の処理方法は、請求項２または３記載の固形有機性廃棄物の処理方法において、アンモニアストリッピング工程にてメタン発酵液から分離させたアンモニアを含有する気体を、メタン発酵工程で発生したメタンガスに混合して燃焼させるガス燃焼工程を具備したものである。
【００１９】
そして、アンモニアストリッピング工程にてメタン発酵液から分離させたアンモニアを含有する気体を、メタン発酵工程で発生したメタンガスに混合してガス燃焼工程にて燃焼させることにより、メタン発酵液から分離されたアンモニアの燃焼熱とともに、メタン発酵工程で発生したメタンガスの燃焼熱を利用して、メタン発酵液を加温できるから、アンモニアストリッピング工程で使用したエネルギを有効に利用できる。
【００２０】
請求項５記載の固形有機性廃棄物の処理方法は、請求項１ないし４いずれか記載の固形有機性廃棄物の処理方法において、加温工程にて加温されたメタン発酵液は、固形有機性廃棄物に対して質量で０．５倍以上２．０倍以下の比率で前記固形有機性廃棄物に混合するものである。
【００２１】
そして、加温工程にて加温されたメタン発酵液を、アンモニアストリッピング工程にて固形有機性廃棄物に対して質量で０．５倍未満の固形有機性廃棄物に混合させた場合には、アンモニアストリッピング工程が効率良くできない。また、このメタン発酵液を固形有機性廃棄物に対して質量で２．０倍より多く固形有機性廃棄物に混合させた場合には、この固形有機性廃棄物の処理量に対してメタン発酵液の処理量が多くなるので、アンモニアストリッピング工程で用いたエネルギが無駄になってしまう。そこで、加温工程にて加温されたメタン発酵液を、アンモニアストリッピング工程にて固形有機性廃棄物に対して質量で０．５倍以上２．０倍以下の比率で固形有機性廃棄物に混合させることにより、アンモニアストリッピング工程を効率良くできるとともに、このアンモニアストリッピング工程で用いたエネルギを効率良く利用でき、これら固形有機性混合物とメタン発酵液との混合後の総固形物濃度が適正値となるので、これら固形有機性混合物およびメタン発酵液それぞれの処理効率を向上できる。
【００２２】
請求項６記載の固形有機性廃棄物の処理装置は、固形有機性廃棄物をメタン発酵処理してメタン発酵液とするメタン発酵手段と、このメタン発酵手段にて処理されたメタン発酵液の少なくとも一部を４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温する加温手段と、この加温手段にて加温された前記メタン発酵液を前記メタン発酵工程に返送する返送手段とを具備したものである。
【００２３】
そして、固形有機性廃棄物をメタン発酵手段でメタン発酵処理してメタン発酵液にしてから、このメタン発酵液の少なくとも一部を加温手段で４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温した後に、この加温手段で加温したメタン発酵液を返送手段でメタン発酵工程に返送させる。この結果、加温手段で加温したメタン発酵液を返送手段で固形有機性廃棄物へと返送させることにより、この固形有機性廃棄物の温度がメタン発酵に適した温度となる。さらに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を４０分以上滞留させて加温することによって、このメタン発酵液を効率良く可溶化できるとともに、このメタン発酵液中の固形分が再分解されるので、このメタン発酵液の分解効率が向上する。したがって、この固形有機性廃棄物を効率良くメタン発酵できるとともに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を効率良く分解できるので、この固形有機性廃棄物を効率良く処理できる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の固形有機性廃棄物の処理方法によれば、固形有機性廃棄物をメタン発酵工程にてメタン発酵処理してメタン発酵液にしてから、このメタン発酵液の少なくとも一部を加温工程にて４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温した後に、この加温工程にて加温されたメタン発酵液を返送工程にてメタン発酵工程に返送させることにより、メタン発酵液が返送された後の固形有機性廃棄物の温度がメタン発酵に適した温度にできる。さらに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を４０分以上滞留させて加温することによって、このメタン発酵液を効率良く可溶化できるとともに、このメタン発酵液中の固形分を再分解できるので、このメタン発酵液の分解効率を向上できるから、この固形有機性廃棄物を効率良くメタン発酵できるとともに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を効率良く分解できるので、この固形有機性廃棄物を効率良く処理できる。
【００２５】
請求項２記載の固形有機性廃棄物の処理方法によれば、加温されたメタン発酵液に、このメタン発酵液１０００ｋｇに対して２００Ｎｍ３以上４００Ｎｍ３以下の空気を吹き込んで、このメタン発酵液中のアンモニアをアンモニアストリッピング工程にて除去することにより、このメタン発酵液中のアンモニアをアンモニアガスとして除去できるともに、このメタン発酵液中の嫌気性細菌を殺菌でき、この殺菌された嫌気性細菌を返送工程にて返送することによって、この殺菌された嫌気性細菌を再分解させて処理できるから、固体有機性廃棄物およびメタン発酵液それぞれの分解効率を向上できるとともに、アンモニアストリッピング工程での処理効率を向上できる。
【００２６】
請求項３記載の固形有機性廃棄物の処理方法によれば、アンモニアストリッピング工程にてアンモニアを除去したメタン発酵液に水酸化ナトリウムを添加して可溶化工程にて可溶化してから、この可溶化したメタン発酵液を返送工程にて固形有機性廃棄物へと返送させて混合させることにより、少量の水酸化ナトリウムの添加でメタン発酵液のアルカリ度を上昇できるとともに、加温工程と水酸化ナトリウムの添加によるアルカリ処理とを併用できるから、このメタン発酵液の分解効率を効率良く向上できるとともに、このメタン発酵液から生成される汚泥量を削減できる。
【００２７】
請求項４記載の固形有機性廃棄物の処理方法によれば、アンモニアストリッピング工程にてメタン発酵液から分離させたアンモニアを含有する気体を、メタン発酵工程で発生したメタンガスに混合してガス燃焼工程にて燃焼させることにより、メタン発酵液から分離されたアンモニアの燃焼熱とともに、メタン発酵工程で発生したメタンガスの燃焼熱を利用してメタン発酵液を加温できるから、アンモニアストリッピング工程で使用したエネルギを有効に利用できる。
【００２８】
請求項５記載の固形有機性廃棄物の処理方法によれば、加温工程にて加温されたメタン発酵液を、固形有機性廃棄物に対して質量で０．５倍以上２．０倍以下の比率で混合させることにより、アンモニアストリッピング工程を効率良くできるとともに、このアンモニアストリッピング工程で用いたエネルギを効率良く利用でき、これら固形有機性混合物とメタン発酵液との混合後の総固形物濃度を適正値にできるから、これら固形有機性混合物およびメタン発酵液それぞれの処理効率を向上できる。
【００２９】
請求項６記載の固形有機性廃棄物の処理装置によれば、固形有機性廃棄物をメタン発酵手段でメタン発酵処理してメタン発酵液にしてから、このメタン発酵液の少なくとも一部を加温手段で４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温した後に、この加温手段で加温したメタン発酵液を返送手段でメタン発酵工程に返送させることにより、メタン発酵液が返送された後の固形有機性廃棄物の温度がメタン発酵に適した温度にできる。さらに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を４０分以上滞留させて加温することによって、このメタン発酵液を効率良く可溶化できるとともに、このメタン発酵液中の固形分を再分解できるので、このメタン発酵液の分解効率を向上できるから、この固形有機性廃棄物を効率良くメタン発酵できるとともに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を効率良く分解できるので、この固形有機性廃棄物を効率良く処理できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の固形有機性廃棄物の処理装置の第１の実施の形態の構成を図１を参照して説明する。
【００３１】
図１において、１は固形有機性廃棄物の処理装置としての廃棄物処理システムである。この廃棄物処理システム１は、廃棄物処理装置としての固形有機性廃棄物処理システムでもある。そして、この廃棄物処理システム１にて処理する固形有機性廃棄物としては、メタン発酵処理できる全ての廃棄物である。具体的に、この固形有機性廃棄物としては、生ごみ、厨芥、農業水産廃棄物、食品加工廃棄物、下水、および図示しない屎尿処理施設で発生する余剰汚泥などがある。
【００３２】
そして、廃棄物処理システム１は、固形有機性廃棄物を破砕するとともに、この固形有機性廃棄物中の夾雑物を除去する前処理手段２を備えている。この前処理手段２は、例えば歯幅が２０ｍｍ±５ｍｍ程度の２軸、３軸あるいは４軸の図示しない破砕軸を有している。すなわち、この前処理手段２は、前処理工程であって、図示しない収集車などにて収集された生ごみなどの固形有機性廃棄物を破砕するとともに、この固形有機性廃棄物に含まれているメタン発酵処理に適さないプラスチック類などの夾雑物を除去する。
【００３３】
さらに、この前処理手段２には、この前処理手段２にて前処理された固形有機性廃棄物を処理する混合槽３が接続されて取り付けられている。この混合槽３は、前処理手段２にて前処理工程を受けた固形有機性廃棄物が移送されるとともに、後述のアンモニアストリッピング装置６にてアンモニア除去処理を受けたアンモニアストリッピング処理液としてのアンモニアストリッピング処理汚泥であるアンモニア除去液が移送される。すなわち、この混合槽３は、前処理手段２にて前処理された固形有機性廃棄物と、アンモニアストリッピング装置６にてアンモニア除去処理されたアンモニア除去液とを混合して、所定の総固形物濃度（Total Solids:ＴＳ濃度）、例えば１０〜１５％程度、より好ましくは１０％〜１３％のスラリ状の液状有機性廃棄物に調整する。
【００３４】
また、この混合槽３には、この混合槽３にて調整された液状有機性廃棄物を処理する酸発酵槽４が取り付けられている。この酸発酵槽４には、混合槽３にて調整された液状有機性廃棄物が移送され、この液状有機性廃棄物を高温改質処理して可溶化処理する可溶化処理手段である。具体的に、この酸発酵槽４は、この酸発酵槽４に移送されて貯留されている液状有機性廃棄物の液温を例えば５５℃以上６０℃以下の高温に保温する図示しない保温手段と、この酸発酵槽４に貯留されている液状有機性廃棄物を攪拌させる図示しない攪拌手段を備えている。そして、この酸発酵槽４は、液状有機性廃棄物を１日以上、より好ましくは３日以上滞留させて、この液状有機性廃棄物を可溶化させて可溶化液とする。
【００３５】
ここで、この酸発酵槽４へと移送される液状有機性廃棄物以前の固形有機性廃棄物中に、例えば鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）あるいはコバルト（Ｃｏ）などの微生物に必要な微量元素である栄養塩が不足している場合には、これら栄養塩を図示しない添加手段にて酸発酵槽４に添加することが望ましい。
【００３６】
さらに、この酸発酵槽４には、この酸発酵槽４にて可溶化された可溶化液をメタン発酵処理するメタン発酵手段としてのメタン発酵槽５が取り付けられている。このメタン発酵槽５は、酸発酵槽４にて可溶化され、この酸発酵槽４内に貯留されている可溶化液が移送されるメタン発酵工程である。そして、このメタン発酵槽５は、このメタン発酵槽５へと移送された可溶化液の液温をメタン発酵に適した温度に維持する図示しない温度調整手段を備えている。この温度調整手段は、メタン発酵槽５にて可溶化液を中温メタン発酵させる場合には、この可溶化液の液温を３５℃±５℃に維持し、このメタン発酵槽５にて可溶化液を高温メタン発酵させる場合には、この可溶化液の液温を５５℃±５℃に維持する。
【００３７】
また、このメタン発酵槽５は、このメタン発酵槽５に貯留されている可溶化液を攪拌させる図示しない攪拌手段を備えている。そして、このメタン発酵槽５では、このメタン発酵槽５内に貯留されている可溶化液の温度を調整しつつ攪拌して、この可溶化液をメタン発酵処理してメタン発酵処理液としての発酵液とする。さらに、このメタン発酵槽５では、このメタン発酵槽５での可溶化液のメタン発酵処理によって、このメタン発酵槽５からメタン（ＣＨ４）と二酸化炭素（ＣＯ２）とを主成分としたバイオガスが発生する。そして、このバイオガスは、図示しないバイオガスホルダに貯留される。
【００３８】
さらに、このメタン発酵槽５には、このメタン発酵槽５にて処理された発酵液をアンモニアストリッピングさせる窒素除去装置としての加温手段であるアンモニアストリッピング装置６が取り付けられている。ここで、このアンモニアストリッピング装置６は、窒素化合物除去装置としてのアンモニア除去装置である。また、このメタン発酵槽５には、このメタン発酵槽５にて処理された発酵液を処理する発酵液処理手段７が取り付けられている。そして、これらアンモニアストリッピング装置６および発酵液処理手段７には、メタン発酵槽５にて処理された発酵液の一部がアンモニアストリッピング装置６へと移送されるとともに、このアンモニアストリッピング装置６には移送されない残りの発酵液が発酵液処理手段７へと移送される。
【００３９】
ここで、このアンモニアストリッピング装置６への発酵液の移送量は、対象とした固形有機性廃棄物の性状によって決定される。具体的に、この固形有機性廃棄物が、生ごみなどの食品廃棄物の場合には、アンモニアストリッピング装置６の図示しない反応槽内の流動性を確保する観点などから、処理する固形有機性廃棄物とほぼ同量程度の発酵液をアンモニアストリッピング装置６へと移送させるのが好ましい。
【００４０】
一方、メタン発酵槽５でのメタン発酵処理にて発生しバイオガスホルダに貯留されたバイオガスは、必要に応じて脱硫やシロキサン除去などの処理を経てから燃焼装置としてのガス利用手段８で利用される。ここで、このシロキサン除去とは、バイオガス中に含まれている有害成分であるシロキサンを取り除いて除去することである。さらに、このガス利用手段８としては、ガスエンジン、ガスタービンなどの発電装置、あるいはボイラなどの、通常のメタン発酵施設にて使用される設備が用いられる。
【００４１】
そして、このガス利用手段８には、メタン発酵槽５およびアンモニアストリッピング装置６に接続されている。具体的に、このガス利用手段８は、メタン発酵槽５にて発生したバイオガスとともにアンモニアストリッピング装置６にて発生したアンモニアガスを含む気体を燃焼させるガス燃焼行程として利用されている。さらに、このガス利用手段でメタンガスを燃焼させた場合には、反応式：ＣＨ４＋２Ｏ２→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏによってメタンガスが燃焼される。
【００４２】
さらに、アンモニアストリッピング装置６では、このアンモニアストリッピング装置６で空気を用いてアンモニアストリッピング処理を行った場合には、このアンモニアストリッピング装置６から、ほぼ窒素（Ｎ２）が７９％で、酸素（Ｏ２）が１９％で、アンモニア（ＮＨ３）が１％で、二酸化炭素（ＣＯ２）が１％である組成のガスが排出される。一方、メタン発酵槽５から発生するバイオガスに含まれるメタンガスの濃度は、５０％以上６０％以下である。このメタン発酵槽５から発生するバイオガス中のメタンを完全燃焼させるためには、このバイオガス：１Ｎｍ３に対して５，６倍以上の量のアンモニアストリッピング装置６から排出される気体が必要となる。
【００４３】
ここで、固形有機性廃棄物、すなわちメタン発酵処理液としてのメタン発酵液１０００ｋｇ（１トン）から発生するバイオガスの量は、６０Ｎｍ３以上１８０Ｎｍ３以下であるため、このバイオガスを燃焼させるためには、アンモニアストリッピング装置６から排出される気体が、３００Ｎｍ３以上９００Ｎｍ３以下の量ほど必要となる。さらに、アンモニアストリッピング装置６での気液比は、２００以上４００以下であり、メタン発酵液１トンの処理に伴って発生する気体の量は、２００Ｎｍ３以上４００Ｎｍ３以下である。
【００４４】
このため、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理にて排出される気体の量では、メタン発酵槽５から発生するバイオガスを完全燃焼させるためには酸素が不足してしまう。そこで、この燃焼に不足する分の酸素を有する空気をバイオガスに混合させて対応して、ガス利用手段８にてバイオガスを完全燃焼させる。このとき、バイオガスとアンモニアストリッピング装置６から排出される気体とを事前に混合すると、この混合後のメタン濃度が爆発限界である５％以上１４％以下となる場合があるから、これらバイオガスと気体とを事前に混合しない方が良い。したがって、アンモニアストリッピング装置６から排出される気体は、空気と混合してからガス利用手段８へと供給し、この気体をバイオガスに事前に混合させない。なお、アンモニアガスの爆発限界は１５％以上２８％以下であるため、アンモニアストリッピング装置６から排出される気体を事前に空気と混合しても問題がない。
【００４５】
さらに、ガス利用手段８には、このガス利用手段８にて燃焼された後の気体である排ガスが導入される触媒還元装置９が接続されている。この触媒還元装置９は、ガス利用手段８での気体の燃焼により発生した窒素酸化物を処理するものであり、このガス利用手段８から排出される排ガスが導入される。そして、この触媒還元装置９には、アンモニアストリッピング装置６にて発生したアンモニアガスを含む気体の一部が導入される。そして、この触媒還元装置９は、ガス利用手段８から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物としてのアンモニアを触媒を用いて無害な窒素、すなわち炭酸ガスと水とに分解してから必要な処理をした後に大気へと放出させる。すなわち、この触媒還元装置は、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理にて得られるアンモニアを利用した触媒脱硝法を用いて、ガス利用手段から排気された排ガスを分解して無害化させる。
【００４６】
ここで、このアンモニアストリッピング装置６へと移送された発酵液の加温には、ガス利用手段８での燃焼後の気体との図示しない熱交換機を介した間接加熱法や、このガス利用手段８において発生する水蒸気の少なくとも一部をアンモニアストリッピング装置６へ導入させることなどを利用できる。そして、このアンモニアストリッピング装置６では、このアンモニアストリッピング装置６へと移送された発酵液を反応槽に４０分以上滞留させるとともに、この発酵液を７０℃以上９０℃以下の温度に加温して、この発酵液中の窒素化合物を除去してアンモニアストリッピングしてアンモニアストリッピング処理液としてのアンモニア除去液とする。
【００４７】
さらに、このアンモニアストリッピング装置６は、返送手段としての返送ライン11を介して混合槽３に接続されている。そして、このアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピングされて加温されたアンモニア除去液は、返送工程として返送ライン11を介してメタン発酵槽５より前段の混合槽３へと返送される。このとき、このアンモニアストリッピング装置６にて加温されたアンモニア除去液は、混合槽３へと移送される固形有機性廃棄物に対して質量で０．５倍以上２．０倍以下の比率で、この混合槽３へと返送されて、この混合槽３中の固形有機性廃棄物に混合される。
【００４８】
次に、上記第１の実施の形態の作用について説明する。
【００４９】
まず、水処理施設から発生する余剰汚泥などの固形有機性廃棄物を、メタン発酵槽５の前段で高温改質処理する場合には、この固液有機性廃棄物の温度を７０℃以上９０℃以下とするとともに、この固形有機性廃棄物の温度が９０℃の場合には、この固形有機性廃棄物を高温改質処理する際の処理時間を数分程度とする。
【００５０】
これに対し、この固形有機性廃棄物をメタン発酵槽５にてメタン発酵処理する際の、この固形有機性廃棄物の最適温度は、この固形有機性廃棄物を高温メタン発酵させる場合で５０℃以上６０℃以下程度、この固形有機性廃棄物を中温メタン発酵処理させる場合で３５℃以上４０℃以下程度である。よって、このメタン発酵槽５でのメタン発酵処理の前段で、固形有機性廃棄物を高温改質処理する場合には、この固形有機性廃棄物をメタン発酵処理する前に放冷させたり、図示しない熱交換器を設けて冷却したりする必要がある。
【００５１】
一方、この固形有機性廃棄物をメタン発酵槽５にてメタン発酵処理させたメタン発酵液を、このメタン発酵槽５の前段に返送する場合には、このメタン発酵槽５でメタン発酵させたメタン発酵液を７０℃以上９０℃以下の温度に加温して高温改質処理する場合には、固形有機性廃棄物の温度が一般に５℃以上２５℃以下程度であることから、例えば、このメタン発酵液と固形有機性廃棄物とを質量比で１：１程度に混合した場合には、これらメタン発酵液と固形有機性廃棄物とを混合させた後の混合液の温度が、後段の酸発酵槽４での可溶化処理に適しているとともに、メタン発酵槽でのメタン発酵処理に適した３５℃以上６０℃以下程度となる。
【００５２】
さらに、このメタン発酵槽５にてメタン発酵された後のメタン発酵液の微生物相は、活性汚泥などと異なり古細菌類が主体である。そして、この古細菌類は、一般に熱に強い細菌が多く、メタン発酵液を対象とした場合には、９０℃で数分程度の処理時間では分解効率やガス発生量の向上などが期待できない。また、このメタン発酵液を８５℃に加熱して３０分程度の処理時間としても、このメタン発酵液からのガス発生量を向上できない。
【００５３】
また、このメタン発酵液を対象とした熱改質処理には、このメタン発酵液を４０分以上の間、より好ましくは６０分以上９０分以下程度の処理時間が必要である。そして、このメタン発酵液からのガス発生量を向上させるためには、このメタン発酵液を固液分離することなく、このメタン発酵液をメタン発酵させたメタン発酵槽５より前段に、このメタン発酵液を返送することが好ましい。すなわち、このメタン発酵液を固液分離することなく熱処理することによって、このメタン発酵液中の固形分が再分解されて、このメタン発酵液の分解効率を向上できる。
【００５４】
次いで、メタン発酵槽５より前段へと返送されるメタン発酵液を、混合槽３へと返送させる前に、アンモニアストリッピング装置６にて７０℃以上９０℃以下の温度に加温することもできる。よって、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６へと移送させてアンモニアストリッピング処理してから返送ライン11にて混合槽３へと返送することも考えられる。すなわち、７０℃以上９０℃以下の温度に加温したメタン発酵液に空気を接触させると、このメタン発酵液のアンモニアストリッピング処理にて発生する気体の溶解度が低下することや、空気中のアンモニアガス分圧が低いことなどが要因となって、このメタン発酵液中のアンモニアがアンモニアガスとして気相側に移行して除去できる。
【００５５】
さらに、このメタン発酵液中のメタン生成細菌は、酸素の存在下で生息することが不可能な偏性嫌気性生菌である。したがって、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６でアンモニアストリッピングさせる際に空気を用いることによって、この空気に含まれている酸素をメタン発酵液中のメタン生成細菌に接触させて、このメタン生成細菌を殺菌できる。さらに、この殺菌されたメタン生成細菌は、アンモニアストリッピング装置６からメタン発酵槽５の前工程である混合槽３へと返送されて再分解されるため、廃棄物処理システム１全体の分解効率を向上できる。
【００５６】
また、このメタン発酵液には、アンモニウムイオン（ＮＨ４＋）および重炭酸イオン（ＨＣＯ３−）のそれぞれが高濃度で含まれている。そして、このメタン発酵液中のアンモニウムイオン濃度は、固形有機性廃棄物の性状によって異なるが、一般的に窒素換算で１０００ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上４０００ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下である。さらに、このメタン発酵液のアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理の除去率に関する因子としては、このメタン発酵液の滞留時間や通気方法などがある。
【００５７】
そして、このメタン発酵液と空気との気液比を上げれば、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理効率が向上するが、結果としてアンモニア濃度の低い気体が多量に発生してしまい。この気体の処理が容易ではなくなるので好ましくない。さらに、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理にて発生するアンモニアを含有する気体を処理する観点から、メタン発酵液１０００ｋｇに対して吹き込む空気量を２００Ｎｍ３以上４００Ｎｍ３以下とすることが好ましい。
【００５８】
次いで、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理は、このアンモニアストリッピング装置６へと移送されるメタン発酵液の液温上昇のためのランニングコストが高い。そして、このメタン発酵液の液温上昇に用いたエネルギを回収するために、図示しない熱交換器などをアンモニアストリッピング装置６に設置するのが一般的であるが、この場合にはアンモニアストリッピング装置６が複雑となりイニシャルコストが高くなってしまう。
【００５９】
これに対し、このアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピングした後にメタン発酵槽５より前段の混合槽３へと返送されるメタン発酵液に対して、アンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理するため、このアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピングされた後のアンモニア除去液を混合させた後の固形有機性廃棄物の温度が、酸発酵槽４での発酵処理に適した温度となる。すなわち、このアンモニアストリッピング装置６で使用したエネルギを、熱交換器などを用いることなく有効利用できる。このため、廃棄物処理システム１全体の熱交換器の口数を減らすことができる。
【００６０】
さらに、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理では、アンモニアガスを含有した気体が発生し、このアンモニアガスを含有した気体の処理が容易ではない。そして、この気体中のアンモニアガスの処理方法としては、触媒還元装置９にて触媒を用いてアンモニアガスを炭酸ガスと水とに分解させる。このとき、この触媒還元装置９の触媒の動作温度が３００℃以上４００℃以下である。さらに、アンモニアの自燃時の熱のみで触媒還元装置９にてアンモニアガスを炭酸ガスと水とに分解処理させる場合には、このアンモニアガスを含有した気体中のアンモニアガスの濃度が４％以上であることが必要である。
【００６１】
これに対し、メタン発酵液の窒素濃度が１０００ｍｇ／Ｌ以上４０００ｍｇ／Ｌ以下で、このメタン発酵液と空気との気液比が２００以上４００以下でアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理されるため、このアンモニアストリッピング処理によって発生する気体中のアンモニアガス濃度が４％以下となってしまうから、この気体をアンモニアの自燃の熱のみでは処理できない。
【００６２】
そこで、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理にて発生する気体を、メタン発酵槽５でのメタン発酵時に発生しメタンおよび二酸化炭素を主成分とするバイオガスとともにガス利用手段８にて燃焼処理させる構成とした。ここで、固形有機性廃棄物の処理に伴ってメタン発酵槽５から発生するバイオガスの量は、対象となる固形有機性廃棄物の性状にもよるが、処理量１トン当たり約６０Ｎｍ３以上１８０Ｎｍ３以下程度である。さらに、メタン発酵液と空気との気液比を下げて、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理させれば、このアンモニアストリッピング処理にて発生する気体中のアンモニアガス濃度を４％以上にできるが、このメタン発酵液からの窒素除去率が減少してしまう。
【００６３】
さらに、このガス利用手段８にてバイオガスとともに、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理にて発生するアンモニアガスを燃焼させるため、このアンモニアの燃焼に由来する窒素酸化物が生成される。そして、この窒素酸化物を、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理にて発生する触媒還元装置９にて炭酸ガスと水とに分解させる。
【００６４】
このとき、この触媒還元装置９から排出される炭酸ガスの温度が３５０℃以上４００℃以下程度の温度であるから、この炭酸ガスをそのまま大気に放出させるのではなく、熱の有効利用の観点から、図示しない熱交換器にて炭酸ガスから熱を回収して、この回収した熱でメタン発酵液や、可溶化液の温度などを加温するとよい。
【００６５】
さらに、これら触媒還元装置９から排出される炭酸ガスやガス利用手段８から排出される排ガス中には、それぞれ酸素ガスが数％以上含まれている。そして、メタン発酵槽５で可溶化液をメタン発酵させる際のメタン生成を担うメタン生成細菌は、偏性嫌気性細菌、すなわち遊離酸素の存在下では生存が困難な細菌である。このため、このメタン発酵槽５単独で固形有機性廃棄物を処理する場合には、ガス利用手段８から排出される排ガスや触媒還元装置９から排出される炭酸ガスなどを直接有効利用することは容易ではないから、これら排ガスあるいは炭酸ガスから熱交換器を介してエネルギを回収する必要があった。
【００６６】
一方、酸発酵槽４での酸発酵工程は、通性嫌気性菌でも可能である。これに対し、固形有機性廃棄物を高温改質させる高温改質工程は、この固形有機性廃棄物を物理化学的に処理する工程であるため、遊離酸素の影響を受けない。したがって、メタン発酵槽５以外の酸発酵槽４、混合槽３あるいはこれらの間へと、ガス利用手段８や触媒還元装置９から排出される気体を図示しない配管を介して直接導入させて、これら酸発酵槽４内の液状有機性廃棄物や混合槽３内の固形有機性廃棄物を加温できる。
【００６７】
なお、ガス利用手段８ではバイオガスとともにアンモニアを燃焼させるので、このバイオガスの燃焼熱以外にアンモニアの燃焼熱をも利用できるので、このガス利用手段にてバイオガスのみを燃焼させる場合に比べると、従来利用されていなかったアンモニアの燃焼熱に基づくエネルギをも有効利用できる合理的な廃棄物処理システム１を構築できる。
【００６８】
さらに、上記第１の実施の形態では、ガス利用手段８から排出される排ガス中の窒素酸化物を触媒還元装置９にて炭酸ガスと水とに分解したが、このガス利用手段８から排出される排ガスを直接利用して、酸発酵槽４内の液状有機性廃棄物や混合槽３内の固形有機性廃棄物を加温することもできる。具体的に、このガス利用手段８から排出される排ガスを直接利用する場合には、この排ガス中に含まれる窒素酸化物を液相に溶解させて亜硝酸および硝酸とさせる。
【００６９】
そして、この混合槽３内の固形有機性廃棄物や、酸発酵槽４内の液状有機性廃棄物中に存在する微生物には、亜硝酸あるいは硝酸の結合酸素を利用して固形有機性廃棄物を分解させる細菌も含まれるため、この固形有機性廃棄物の処理をより向上できる。また、これら混合槽３あるいは酸発酵槽４においては、これら混合槽３内の固形有機性廃棄物や酸発酵槽４内の液状有機性廃棄物中の亜硝酸および硝酸を無害な窒素ガスヘと変換できる。
【００７０】
さらに、アンモニアストリッピング装置６でアンモニアストリッピング処理するメタン発酵液を、ガス利用手段８にて燃焼させた後の高温の排ガスで加温することも考えられるが、この排ガス中の炭酸ガスの分圧が高いと、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアの除去効率が低下してしまうとともに、メタン発酵液と排ガスとの気液比の調整が容易ではないことなどから、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理には、空気を用いることが好ましい。
【００７１】
次いで、メタン発酵液と固形有機性廃棄物とを混合した後にメタン発酵槽５にてメタン発酵する場合には、これらメタン発酵液と固形有機性廃棄物とを混合した後の混合液の流動性が重要であり、この混合液の総固形物濃度（ＴＳ濃度）を１０％以上１５％以下の割合となるように混合させると良い。具体的には、この混合液の加温されたメタン発酵液と固形有機性廃棄物との混合比率を、質量比で０．５以上２．０以下の範囲とすると良い。
【００７２】
すなわち、この混合液のメタン発酵液と固形有機性廃棄物との混合比が質量比で０．５未満の場合には、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理のアンモニア除去効率が低くなってしまう。これに対し、この混合液のメタン発酵液と固形有機性廃棄物との混合比が質量比で２．０より大きい場合には、固形有機性廃棄物の処理量に対してメタン発酵槽５の規模が大きくなってしまうという問題が生じるとともに、アンモニアストリッピング装置６で用いたエネルギを回収する面でもロスが生じるなどの問題が生じるので現実的でない。この結果、加温されたメタン発酵液と固形有機性廃棄物との混合比率を質量比で０．５以上２．０以下の範囲とすることによって、混合後の混合液の総固形物濃度（ＴＳ濃度）を１０％以上１５％以下とできるから、この混合液をメタン発酵槽５にて効率良くメタン発酵処理できる。
【００７３】
上述したように、上記第１の実施の形態によれば、固形有機性廃棄物から夾雑物を除去して可溶化した液状有機性廃棄物をメタン発酵槽５にてメタン発酵してメタン発酵液としてから、このメタン発酵液の少なくとも一部をアンモニアストリッピング装置６にて４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温してアンモニアストリッピングさせたアンモニア除去液を、返送ライン11を介してメタン発酵槽５より前段の混合槽３へと返送させる構成とした。この結果、アンモニアストリッピング装置６で加温されたアンモニア除去液を、返送ライン11を介して混合槽３へと返送して、この混合槽３内の固形有機性廃棄物に混合させることにより、この固形有機性廃棄物の温度が、酸発酵槽４での可溶化処理およびメタン発酵槽５でのメタン発酵処理のそれぞれに適した温度となる。
【００７４】
さらに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させた後のメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にて４０分以上滞留させて加温してアンモニア除去液とすることによって、このアンモニア除去液が混合された液状有機性廃棄物を酸発酵槽４にて効率良く可溶化できるとともに、この液状有機性廃棄物中の固形分を再分解できるので、このメタン発酵液の分解効率を向上できる。したがって、固形有機性廃棄物から夾雑物を除去して可溶化した液状有機性廃棄物を、メタン発酵槽５にて効率良くメタン発酵できるとともに、このメタン発酵槽５にてメタン発酵させたメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にて効率良く分解できるとともに、このアンモニアストリッピング装置にてアンモニアを除去したアンモニア除去液を酸発酵槽４にて効率良く分解できるので、廃棄物処理システム１による固形有機性廃棄物の処理効率を向上できる。
【００７５】
また、メタン発酵槽５にてメタン発酵されアンモニアストリッピング装置６へと移送されて加温されたメタン発酵液１トンに対して２００Ｎｍ３以上４００Ｎｍ３以下の空気を吹き込んで、このメタン発酵液中のアンモニアをアンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理で除去する構成とした。この結果、このアンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理で、メタン発酵液中のアンモニアをアンモニアガスとして除去できる。
【００７６】
さらに、このメタン発酵液中の嫌気性細菌を殺菌でき、この殺菌された嫌気性細菌が返送ライン11を介して混合槽３へと返送されるので、この殺菌された嫌気性細菌が酸発酵槽４やメタン発酵槽５にて再分解して処理できる。したがって、固体有機性廃棄物、メタン発酵液およびアンモニア除去液それぞれの分解効率を向上できるとともに、アンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理でのメタン発酵液の処理効率を向上できる。
【００７７】
また、アンモニアストリッピング装置６にてメタン発酵液から分離させたアンモニアを含有する気体を、メタン発酵槽５でのメタン発酵にて発生したメタンガスに混合してガス利用手段８にて燃焼させる構成とした。この結果、メタン発酵液から分離されたアンモニアの燃焼熱とともに、メタン発酵槽５でのメタン発酵にて発生したメタンガスの燃焼熱を利用して、アンモニアストリッピング装置６への移送されるメタン発酵液や、酸発酵槽４へと移送された液状有機性廃棄物を加温できる。このため、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理で使用したエネルギを有効に利用できる。
【００７８】
さらに、アンモニアストリッピング装置６にて加温されたメタン発酵液を、このメタン発酵液に対して質量比で０．５倍未満の割合で返送ライン11を介して混合槽３へと返送させて固形有機性廃棄物に混合させた場合には、このアンモニアストリッピング装置６でのメタン発酵液からのアンモニア除去効率が低くなってしまうので、このアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理を効率良くできない。また、このメタン発酵液を、このメタン発酵液に対して質量比で０．５倍より多い割合で返送ライン11を介して混合槽３へと返送させて固形有機性廃棄物に混合させた場合には、この固形有機性廃棄物の処理量に対してメタン発酵液の処理量が多くなるので、アンモニアストリッピング装置６で用いたエネルギが無駄になってしまう。
【００７９】
そこで、このアンモニアストリッピング装置６にて加温されたアンモニア除去液を、固形有機性廃棄物に対して質量比で０．５倍以上２．０倍以下の割合で返送ライン11を介して混合槽３へと返送させて固形有機性廃棄物に混合させる構成とした。この結果、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理を効率良くできるとともに、これら固形有機性混合物とアンモニア除去液とを混合させた後の混合液の総固形物濃度が適正値となるので、これら固形有機性混合物およびアンモニア除去液それぞれの処理効率を向上できる。
【００８０】
なお、上記第１の実施の形態では、アンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理したアンモニア除去液を返送ライン11を介して混合槽３へと直接返送させたが、図２に示す第２の実施の形態のように、アンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理したアンモニア除去液を可溶化手段としての可溶化処理槽12にて可溶化処理してから返送ライン11を介して混合槽３へと返送させることもできる。
【００８１】
このとき、夾雑物の少ない余剰汚泥などの固形有機性廃棄物は、メタン発酵槽５に直接投入することもできる。これに対し、夾雑物を含む生ごみなどの固形有機性廃棄物は、前処理手段２にて夾雑物を除去してから混合槽３へと移送させる。さらに、この混合槽３では、可溶化処理槽12にて可溶化処理された可溶化汚泥と、前処理手段２にて夾雑物が除去された固形有機性廃棄物とが混合される。そして、この混合槽３にて可溶化汚泥と混合された固形有機性廃棄物が酸発酵槽４へと移送される。
【００８２】
さらに、夾雑物を除去した後の固形有機性廃棄物の総固形物濃度（ＴＳ濃度）は、２０％以上１５％以下程度あるから攪拌が容易ではない。これに対し、この固形有機物廃棄物に可溶化汚泥を混合させることによって、この混合後の固形有機性廃棄物の総固形物濃度は、１０％以上１３％以下程度のスラリ状の液状有機性廃棄物となるので、混合槽３より後段の酸発酵槽４やメタン発酵槽５などでの処理が容易となる。
【００８３】
また、アンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理されてメタン発酵液からアンモニアが除去されたアンモニア除去液は、可溶化工程として可溶化処理槽12へと導入されて、強アルカリとしてのアルカリ物質である水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が添加される。さらに、このアンモニアストリッピング装置６から排出されるアンモニア除去液の液温は、７０℃以上９０℃以下程度である。このため、可溶化処理槽12としては、保温性が良いものが好ましい。さらに、この可溶化処理槽12での処理時間は、アンモニアストリッピング装置６での処理時間との合計時間が４０分以上となるようにする必要がある。
【００８４】
ここで、上記第１の実施の形態の廃棄物処理システム１の場合には、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理にてアルカリ度が低下するため、固形有機性廃棄物中の生ごみなどと余剰汚泥とを分けて処理する必要はない。これに対し、上述のようにアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理されたアンモニア除去液を可溶化処理槽12に導入して水酸化ナトリウムを添加して可溶化汚泥として、この可溶化汚泥のアルカリ度を低下させない場合には、酸発酵槽３での発泡を防止するために固形有機性廃棄物を直接メタン発酵槽５に投入させる必要がある。
【００８５】
さらに、ガス利用手段８にて燃焼された後の排ガスは、高温である。このため、この排ガスの少なくとも一部を酸発酵槽４や混合槽３へ導入とさせることによって、この混合槽３内の固形有機性廃棄物や酸発酵槽４内の液状有機性廃棄物を加温できる。ここで、この排ガスには、燃焼により発生した窒素酸化物が含まれている。そして、この排ガスを酸発酵槽４や混合槽３へと導入することによって、この排ガス中の窒素酸化物が硝酸あるいは亜硝酸として酸発酵槽４内の液状有機性廃棄物や混合槽３内の固形有機性廃棄物中に溶解し、この排ガスから除去される。さらに、これら硝酸あるいは亜硝酸に結合している酸素は、酸発酵槽４中の微生物によって固形有機性廃棄物の分解に利用されるとともに、これら硝酸および亜硝酸は無害な窒素ガスヘと変換される。さらに、これら酸発酵槽４や混合槽３へと導入されなかった排ガスの残りは、上記第１の実施の形態と同様に、触媒還元装置９へと導入して処理しても良い。
【００８６】
次に、上記第２の実施の形態の作用を説明する。
【００８７】
まず、水酸化ナトリウムは、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理以外に、メタン発酵槽５での可溶化液のメタン発酵処理の分解効率を向上させる目的としても使用される。すなわち、メタン発酵槽５にて可溶化液をメタン発酵させる際のｐＨが高く温度が高いほうが、メタン発酵処理での可溶化液の分解効率が向上する。
【００８８】
そこで、このアンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理にてメタン発酵液中からアンモニアが除去される際に、このアンモニアと対となる炭酸イオンがメタン発酵液から除去されるので、このメタン発酵液のアルカリ度が下がってしまう。すなわち、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理によるメタン発酵液のアルカリ度の低下は、このメタン発酵液からのアンモニア除去率によって異なる。
【００８９】
具体的に、アンモニア態窒素０．１ｇ／Ｌが、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）換算のアルカリ度（ｍｇ−ＣａＣＯ３／Ｌ）としては０．３６ｇ／Ｌに相当する。そして、アンモニアストリッピング処理前のメタン発酵液の窒素濃度は、１０００ｍｇ／Ｌ以上４０００ｍｇ／Ｌ以下であるため、このメタン発酵液のアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理によるアンモニア除去率が６０％の場合には、このメタン発酵液からアンモニアを除去した後のアンモニア除去液のアルカリ度が２０００ｍｇ／Ｌ以上８０００ｍｇ／Ｌ以下程度減少してしまう。
【００９０】
したがって、このアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理されたアンモニア除去液のアルカリ度を大幅に減少できるため、少量の水酸化ナトリウムの添加で、アルカリ除去液のｐＨを上げることができる。また、このアンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理後のアンモニア除去液の液温が７０℃以上９０℃以下と高温である。このため、この高温のアンモニア除去液に水酸化ナトリウムを添加してアルカリ処理して可溶化汚泥としてから返送ライン11へと返送して混合槽３内の固形有機性廃棄物に混合させることによって、この混合槽３より後段の酸発酵槽４での可溶化処理や、メタン発酵槽５でのメタン発酵処理を効率良く分解できるとともに、これら酸発酵槽４での可溶化処理やメタン発酵槽５でのメタン発酵処理にて生成される汚泥量を削減できる。
【００９１】
さらに、メタン発酵液中には多量のアンモニアが含まれる。このため、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理する際に、このメタン発酵液のｐＨを上昇させるために、多量の水酸化ナトリウムが必要であった。また、このアンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理では、メタン発酵液をアルカリ性にすることによって窒素除去率が上昇する。
【００９２】
ところが、水酸化ナトリウム溶液などのｐＨ調整試薬を添加してメタン発酵液をアルカリ性にしてからアンモニアストリッピング装置６でアンモニアストリッピング処理した場合には、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング処理しても、このメタン発酵液からアンモニアと対になっている炭酸イオンが除去されない。
【００９３】
このため、このメタン発酵液からアンモニアが除去された後のアンモニア除去液のアルカリ度が低下しない。したがって、このアンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理後のアンモニア除去液に、さらに水酸化ナトリウムなどを追加して添加して、このアンモニア除去液のｐＨを上昇させるためには、同様に多量の水酸化ナトリウムなどのｐＨ調整試薬が必要となる。
【００９４】
上述したように、上記第２の実施の形態によれば、アンモニアストリッピング装置６にてアンモニアを除去したアンモニア除去液を可溶化処理槽12へと導入させて水酸化ナトリウムを添加して可溶化処理して可溶化汚泥としてから、この可溶化汚泥を返送ライン11を介して混合槽３へと返送させて、この混合槽３内の固形有機性廃棄物に混合させる構成とした。
【００９５】
この結果、少量の水酸化ナトリウムの添加でアンモニア除去液のアルカリ度を上昇させて可溶化汚泥にできるとともに、アンモニアストリッピング装置６による加温と可溶化処理槽12での水酸化ナトリウムの添加によるアルカリ処理とを併用できる。したがって、この可溶化汚泥を混合した固形有機性廃棄物の酸発酵槽４での可溶化効率やメタン発酵槽５でのメタン発酵効率を向上できるので、廃棄物処理システム１による固形有機性廃棄物の分解効率を向上できるとともに、この廃棄物処理システム１にて固形有機性廃棄物から生成される汚泥量を削減できる。
【実施例１】
【００９６】
次に、本発明の実施例１について説明する。
【００９７】
まず、固形有機性廃棄物をメタン発酵槽５にてメタン発酵させたメタン発酵液を８５℃に加温しつつ空気を通気させて、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理した。このとき、このメタン発酵液のアンモニアストリッピング装置６の反応槽での滞留時間を３０分とするとともに、この反応槽への空気の通気量を気液比３００とした。
【００９８】
そして、この空気の反応槽への通気方法を２通りにした。具体的に、第１の通気方法は反応槽上の気相部にのみ空気を通気させて窒素除去処理してアンモニア除去液である処理水１とした。また、第２の通気方法は、反応槽上の気相部に通気を気液比２５０で通気させて、この反応槽内のメタン発酵液である液相部中にも空気を気液比５０で通気させて窒素除去処理してアンモニア除去液である処理水２とした。
【００９９】
【表１】
【０１００】
この結果、表１に示すように、アンモニアストリッピング装置６にて窒素除去処理する前のメタン発酵液、処理水１および処理水２それぞれのアルカリ度、アンモニア濃度（ＮＨ４−Ｎ）および炭酸濃度（Ｓ−ＩＣ）のそれぞれを比較すると、アンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理によって、これらアルカリ度、アンモニア濃度および炭酸濃度それぞれの数値が減少することが分かった。
【実施例２】
【０１０１】
次に、本発明の実施例２について説明する。
【０１０２】
まず、固形有機性廃棄物をメタン発酵槽５にてメタン発酵させたのメタン発酵液を７０℃、８０℃あるいは９０℃のそれぞれに加温しつつ、これらメタン発酵液のそれぞれに空気を通気させて、これらメタン発酵液のそれぞれをアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理をした。このとき、これらメタン発酵液のアンモニアストリッピング装置６の反応槽での滞留時間を３０分とするとともに、この反応槽への空気の通気量を気液比３００とした。
【０１０３】
そして、このアンモニアストリッピング装置６にて各メタン発酵液をアンモニアストリッピング処理したアンモニア除去液のそれぞれと固形有機性廃棄物とを質量比１：１の割合で混合槽３にて混合して混合液としての廃棄物としてから、これら廃棄物の水力学的な滞留時間を３日とした酸発酵槽４に連続投入させた。この後、これら混合後の廃棄物の温度を５℃、１０℃、１５℃、２０℃および２５℃のそれぞれとした場合の酸発酵槽４での液温を測定した。
【０１０４】
この結果、図３に示すように、この酸発酵槽４での廃棄物の温度は、３８℃以上５８℃以下であった。したがって、この酸発酵槽４での各廃棄物の温度は、この酸発酵槽４での微生物による固形有機性廃棄物の分解に適した温度であるから、図示しない熱交換器などを用いることなくアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理で使用したエネルギを有効利用できる。
【実施例３】
【０１０５】
次に、本発明の実施例３について説明する。
【０１０６】
まず、下水処理施設より発生する固形有機性廃棄物としての余剰汚泥のＴＳ濃度を８％に調整してから、容積が３Ｌで液温が５５℃となる酸発酵槽４と、容積が１２Ｌで液温が３８℃となるメタン発酵槽５とを備えた実験装置を廃棄物処理システム１として用いて、このメタン発酵槽５での余剰汚泥の滞留日数を３０日とした条件で、この余剰汚泥をメタン発酵槽５にてメタン発酵処理した。このとき、この廃棄物処理システム１にて実験系と対照系とを連続実験した。
【０１０７】
そして、実験系では、メタン発酵液の液温を８５℃とし、このメタン発酵液に対して気液比３００の条件で空気を通気させてアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理させてから、このアンモニアストリッピング処理後のアンモニア除去液を室温付近まで冷却した後に、このアンモニア除去液を余剰汚泥に等しい質量比で混合してから、酸発酵槽４にて可溶化した後にメタン発酵槽５にてメタン発酵させた。このとき、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理前後のメタン発酵液およびアンモニア除去液に、水酸化ナトリウムを添加しなかった。
【０１０８】
これに対し、対照系では、メタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理せずに、このメタン発酵液を余剰汚泥に等しい質量比で混合してから、酸発酵槽４にて可溶化した後にメタン発酵槽５にてメタン発酵させた。
【０１０９】
【表２】
【０１１０】
この結果、表２に示すように、定常状態時の分析結果から、メタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理することによって、酸発酵槽４でのアルカリ度が低下した。ところが、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理しても、メタン発酵液のＴＳ濃度の分解効率については、ほとんど差が無かった。
【実施例４】
【０１１１】
次に、本発明の実施例４について説明する。
【０１１２】
まず、上記実施例３での実験系の連続実験にてメタン発酵槽５内に発生したメタン発酵汚泥であるメタン発酵液１０Ｌを用いて、このメタン発酵液の液温を８５℃とし、このメタン発酵液に気液比３００の条件で空気を通気させてアンモニアストリッピング装置６にて３０分の間アンモニアストリッピング処理してアンモニア除去液とする。この後、このアンモニア除去液の液温を８５℃に保持したまま、このアンモニア除去液を３０分毎に所定量サンプリングして、加温時間が３０分、６０分、９０分、１２０分および１５０分それぞれのアンモニア除去液をサンプル液とした。
【０１１３】
そして、これらサンプル液の温度が室温付近まで低下してから、これらサンプル液４０ｇをそれぞれバイアル瓶に採取した。この後、これら各バイアル瓶に、メタン発酵液をメタン発酵させる前の余剰汚泥を種汚泥として、この種汚泥４０ｇを添加してから、これらバイアル瓶の上部を窒素ガスでパージして、これらバイアル瓶内の空気を追い出した後に密栓した。さらに、ブランク試験として種汚泥８０ｇをバイアル瓶に採取してから、このバイアル瓶の上部を窒素ガスでパージして、このバイアル瓶内の空気を追い出した後に密栓した。
【０１１４】
この後、これらバイアル瓶のそれぞれを３８℃に保温してから、これらバイアル瓶を振蕩して、これらバイアル瓶内の種汚泥を培養して、これらバイアル瓶内でのガス発生量を測定した。
【０１１５】
この結果、図４に示すように、加温時間を３０分とした条件のサンプル液では、ブランク試験との差がほとんど見られなかった。さらに、メタン発酵処理によるＴＳ濃度の分解率とガス発生量には相関があるため、上述の実施例３での実験系と対照系とでＴＳ濃度の分解率にほとんど差が見られなかったのは、アンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理時の処理時間が短かったことに起因することが分かった。
【０１１６】
一方、メタン発酵液をアンモニアストリッピング処理時に６０分間加温処理することによって、このメタン発酵液とブランク試験とのガス発生量の差は、メタン発酵液をアンモニアストリッピング処理時に３０分間加温処理した場合の６倍以上であった。すなわち、図４に示すように、このメタン発酵液を６０分間加温処理することによって、このメタン発酵液からのバイオガス発生量が急激に増加することが分かる。このことから、アンモニアストリッピング装置６でのメタン発酵液の滞留時間を６０分間以上とすることにより、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理時のバイオガス発生量を増大できることが分かった。
【実施例５】
【０１１７】
次に、本発明の実施例５について説明する。
【０１１８】
まず、上述の実験例３での実験系の連続実験で発生したメタン発酵汚泥であるメタン発酵液１０Ｌを用いて、これらメタン発酵液を液温８５℃と加温しつつ、このメタン発酵液に対して空気を気液比３００の条件で通気させて、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理した。この結果、このメタン発酵液からのアンモニアストリッピング処理による窒素除去率が７２％であった。さらに、このアンモニアストリッピング前後のメタン発酵液およびアンモニア除去液それぞれ５０ｍＬに対して１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を滴定して、これらメタン発酵液およびアンモニア除去液それぞれのｐＨの変化を測定した。
【０１１９】
この結果、図５に示すように、アンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理する前のメタン発酵液と、このアンモニアストリッピング処理した後のアンモニア除去液とを比較すると、このアンモニア除去液の方が、少ない水酸化ナトリウム添加率でｐＨを上昇できることが分かった。したがって、メタン発酵液をアンモニアストリッピング処理してアンモニア除去液としてから、水酸化ナトリウムを添加することによって、少ない水酸化ナトリウム添加率で効率良くｐＨを上昇できることが分かった。
【実施例６】
【０１２０】
次に、本発明の実施例６について説明する。
【０１２１】
まず、上述の実施例５にて発生したアンモニア除去液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を所定量添加してからｐＨを測定した後に密栓し、この状態でアンモニア除去液を２０℃、５５℃および８０℃のそれぞれに保温しつつ１時間反応させた。この後、これらの状態で反応させたアンモニア除去液を遠心分離して、上澄みの化学的酸素要求量（ＣＯＤｃｒ）を測定した。反応前のアンモニア除去液の全ＣＯＤｃｒに対する反応後のアンモニア除去液の上澄みのＣＯＤｃｒの割合を可溶化率として計算した。
【０１２２】
この結果、図６に示すように、ｐＨが高く液温が高いほど可溶化率が高いことが分かった。したがって、少ない水酸化ナトリウム添加率で効率良くｐＨを上昇できるとともに、アンモニアストリッピング処理後のアンモニア除去液の液温が７０℃以上９０℃以下程度と高温であるので、アンモニアストリッピング処理後の可溶化によって効率良くアンモニア除去液を可溶化でき、このアンモニア除去液の分解率を向上できることが分かった。
【実施例７】
【０１２３】
次に、本発明の実施例７について説明する。
【０１２４】
まず、下水処理施設より発生する固形有機性廃棄物としての余剰汚泥のＴＳ濃度を８％に調整してから、容積が３Ｌで液温が５５℃となる酸発酵槽４と、容積が１２Ｌで液温が３８℃となるメタン発酵槽５とを備えた実験装置を廃棄物処理システム１として用いて、このメタン発酵槽５での余剰汚泥の滞留日数を３０日とした条件で、この余剰汚泥をメタン発酵処理した。
【０１２５】
そして、実験は３条件とした。まず、第１の実験条件では、余剰汚泥をメタン発酵させたメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理せずに、このメタン発酵液を余剰汚泥に等しい質量比で混合槽３に混合してから、酸発酵槽４にて可溶化した後にメタン発酵槽５にてメタン発酵させた（表３中未処理と表記）。
【０１２６】
次いで、第２の実験条件では、余剰汚泥をメタン発酵させたメタン発酵液の液温を８５℃とし、このメタン発酵液に対して気液比３００の条件で空気を通気させてアンモニアストリッピング装置６にて６０分の間アンモニアストリッピング処理してアンモニア除去液とする。この後、このアンモニア除去液を３０分の間液温８５℃に保温した後に、室温付近まで冷却する。さらに、この冷却したアンモニア除去液を余剰汚泥に等しい質量比で混合槽３に混合してから、酸発酵槽４にて可溶化した後にメタン発酵槽５にてメタン発酵させた（表３中９０分処理と表記）。
【０１２７】
また、第３の実験条件では、余剰汚泥をメタン発酵させたメタン発酵液の液温を８５℃とし、このメタン発酵液に対して気液比３００の条件で空気を通気させてアンモニアストリッピング装置６にて６０分の間アンモニアストリッピング処理してアンモニア除去液とする。この後、このアンモニア除去液に対して可溶化処理槽12で水酸化ナトリウムを２ｇ／Ｌ添加してから、３０分の間液温８５℃に保温した後に、室温付近まで冷却する。さらに、この冷却したアンモニア除去液を余剰汚泥に等しい質量比で混合槽３に混合してから、酸発酵槽４にて可溶化した後にメタン発酵槽５にてメタン発酵させた（表３中水酸化ナトリウム添加処理と表記）。
【０１２８】
【表３】
【０１２９】
この結果、これら第１ないし第３の実験条件での定常状態時におけるメタン発酵槽での浮遊物質濃度（Suspended Solids:ＳＳ）を分析した結果、上述の３０分加温処理の実施例３では、実験系と対照系で差が見られなかったが、表３に示すように、９０分加熱処理した場合には、未処理の場合に比べＳＳ濃度が低く、分解率が向上することが分かった。また、ストリッピング処理後に水酸化ナトリウムを添加した場合には、さらにＳＳ濃度が低く、分解率が向上することが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態の固形有機性廃棄物の処理装置を示す説明構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の固形有機性廃棄物の処理装置を示す説明構成図である。
【図３】本発明の固形有機性廃棄物の処理装置の実施例１でのアンモニアストリッピング処理時の廃棄物の温度と酸発酵槽の温度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の固形有機性廃棄物の処理装置の実施例２でのアンモニアストリッピング処理時の廃棄物の加温時間とメタン発酵によるガス発生量との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の固形有機性廃棄物の処理装置の実施例３でのアンモニアストリッピング処理前後の水酸化ナトリウム添加率とｐＨとの関係を示すグラフである。
【図６】本発明の固形有機性廃棄物の処理装置の実施例３でのアンモニアストリッピング処理時のｐＨと温度を変化させた際の可溶化率の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１３１】
１ 固形有機性廃棄物の処理装置としての廃棄物処理システム
５ メタン発酵手段としてのメタン発酵槽
６ 加温手段としてのアンモニアストリッピング装置
11 返送手段としての返送ライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形有機性廃棄物を処理する固形有機性廃棄物の処理方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種の固形有機性廃棄物の処理方法としては、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させる処理工程で発生するメタンガスによってエネルギを回収できる点から、メタン発酵を用いた処理方法が注目されている。そして、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させる場合には、メタン発酵させるメタン発酵槽を備えており、このメタン発酵槽の前段には、投入量調整、投入濃度調整あるいは各種の固形有機性廃棄物の混合を主な目的として、３日分程度の容量を有する投入調整槽を設置させる構成が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
また、この種のメタン発酵を用いた固形有機性廃棄物の処理方法としては、し尿処理施設から発生する余剰汚泥と生ごみとをメタン発酵させる施設において、生ごみのみをメタン発酵槽の前段に設置した混合槽に一旦貯留させるとともに、余剰汚泥を直接メタン発酵槽へ投入させる構成も知られている（例えば、非特許文献２参照。）。さらに、この種のメタン発酵を用いた固形有機性廃棄物の処理方法としては、処理効率を高めるために可溶化処理させる酸発酵槽を、メタン発酵槽の前段に設置する構成や、この酸発酵槽にて発酵させた発酵液を循環させる構成などが知られている（例えば、非特許文献３参照。）。
【０００４】
一般に、生ごみなどはメタン発酵での分解率が高いのに対し、糞尿や水処理施設から発生する余剰汚泥などは分解率が低い。そこで、これら糞尿などの水処理施設から発生する余剰汚泥を、メタン発酵の前に７０℃〜９０℃程度の高温にして数分程度の処理時間を目安として生物学的に可溶化させて高温改質処理する構成（例えば、特許文献１参照。）や、これら糞尿や余剰汚泥などの有機性汚泥をアルカリ性にするとともに、この有機性汚泥の温度を５０℃〜１００℃に維持して可溶化させる構成（例えば、特許文献２参照。）などが知られている。
【０００５】
そして、これら糞尿などの余剰汚泥をメタン発酵させる場合には、この余剰汚泥の最適温度が高温メタン発酵の場合に５０℃〜６０℃程度であるとともに、中温メタン発酵の場合に３５℃〜４０℃程度である。さらに、これら糞尿や余剰汚泥などの固形有機性廃棄物をメタン発酵させる場合には、この固形有機性廃棄物中に含まれるタンパク質などの分解に伴って、メタン発酵後のメタン発酵液中にアンモニアが生成される。そして、このアンモニアは、水域に流出した場合に富栄養化の原因物質の一つとなるから、何らかの処理で除去する必要がある。
【０００６】
そして、このアンモニアの除去方法としては、微生物による硝化脱窒素反応によってアンモニアを窒素ガスに変換する構成や、メタン発酵液中に含まれるアンモニアを気相部に移行させる構成などが知られている（例えば、特許文献３参照。）。さらに、このアンモニアが高濃度の場合にはメタン発酵に阻害を及ぼすので、メタン発酵液の循環ラインに、このメタン発酵液中に含まれるアンモニアを気相部に移行させて、この高濃度のアンモニアによるメタン発酵の阻害を回避させる構成などが知られている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００７】
また、このメタン発酵液中のアンモニアを除去する方法としては、このメタン発酵液中のアンモニアが反応式：ＮＨ４＋＋ＯＨ−→ＮＨ３＋Ｈ２Ｏによるため、このメタン発酵液のｐＨを上げることによって、このメタン発酵液中のアンモニウムイオン（ＮＨ４＋）をアンモニアガスとして放散させる。さらに、このメタン発酵液の温度を上げた場合には、このメタン発酵液中の遊離アンモニア（ＮＨ３）の溶解度が減少するため、アンモニアガスを放散させて、このメタン発酵液中のアンモニアを気相部へ除去させるアンモニアストリッピング処理が知られている。そして、このアンモニアストリッピング処理では、吹き込む気体の量と処理するメタン発酵液の量との比である気液比が、アンモニア除去率に影響を及ぼす重要な要素であるので、この気液比を通常数千倍の値とされている（例えば、特許文献５参照。）。
【０００８】
さらに、このアンモニアストリッピング処理によって発生するアンモニアを含有する気体の処理方法としては、触媒を用いて窒素ガスと水とに分解処理する方法（例えば、特許文献６参照。）や、直接燃焼法と脱硝触媒とを組み合わせて窒素ガスと水とに分解する方法（例えば、非特許文献４参照。）などが知られている。
【特許文献１】特開平１０−２３５３１７号（第１−５頁）
【特許文献２】特許第２６５９８９５号公報（第１−８頁）
【特許文献３】特開平１１−７７０２４号公報（第１−５頁）
【特許文献４】特開２００１−１３７８１２号公報（第１−１２頁、図１）
【特許文献５】特開２００４−２３０３３８号公報（第１−４頁）
【特許文献６】特開２００１−９２８１号公報（第１−９頁）
【非特許文献１】「汚泥再生処理センタ等施設整備の計画・設計要領」，社団法人全国都市清掃会議，平成１３年９月２５日，ｐ．２７３
【非特許文献２】「汚泥再生処理センタ等の基盤整備促進に関する研究報告書（平成１３年度）」，財団法人廃棄物研究財団，平成１４年８月，ｐ．６５
【非特許文献３】水野修、外３名，「二相循環式メタン発酵システムによる食品廃棄物の高速処理」，講演集，第３７回日本水環境学会年会，平成１５年３月６日，ｐ．４０９
【非特許文献４】技術資料 小型脱硝装置、[online]、株式会社日本触媒、[平成１７年１月２８日検索]、インターネット＜ＵＲＬ:http://www.shokubai.co.jp/main/04produc/syohin/kogata.htm＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、糞尿などの水処理施設から発生する余剰汚泥を、メタン発酵の前に高温にして生物学的に可溶化させて高温改質処理する場合には、この余剰汚泥のメタン発酵前の温度を、７０℃〜９０℃程度が適しており、このメタン発酵前の加温の温度は、このメタン発酵前の余剰汚泥の温度が９０℃程度の場合には、この加温の処理時間は数分程度が目安とされている。
【００１０】
ところが、上述のように、メタン発酵時の余剰汚泥の最適温度は、高温メタン発酵の場合に５０℃〜６０℃程度であるとともに、中温メタン発酵の場合に３５℃〜４０℃程度である。したがって、これらメタン発酵の前段で高温改質処理する場合には、余剰汚泥を放冷させたり、熱交換器を設けて熱交換させて冷却させたりする必要があるから、この余剰汚泥を効率良くメタン発酵させることが容易ではないという問題を有している。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、固形有機性廃棄物を効率良くメタン発酵できる固形有機性廃棄物の処理方法およびその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の固形有機性廃棄物の処理方法は、固形有機性廃棄物をメタン発酵処理してメタン発酵液とするメタン発酵工程と、このメタン発酵工程にて処理されたメタン発酵液の少なくとも一部を４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温する加温工程と、この加温工程にて加温された前記メタン発酵液を前記メタン発酵工程に返送する返送工程とを具備したものである。
【００１３】
そして、固形有機性廃棄物をメタン発酵工程にてメタン発酵処理してメタン発酵液にしてから、このメタン発酵液の少なくとも一部を加温工程にて４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温した後に、この加温工程にて加温されたメタン発酵液を返送工程にてメタン発酵工程に返送させる。この結果、加温工程にて加温されたメタン発酵液を返送工程にて固形有機性廃棄物へと返送させることにより、この固形有機性廃棄物の温度がメタン発酵に適した温度となる。さらに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を４０分以上滞留させて加温することによって、このメタン発酵液を効率良く可溶化できるとともに、このメタン発酵液中の固形分が再分解されるので、このメタン発酵液の分解効率が向上する。したがって、この固形有機性廃棄物を効率良くメタン発酵できるとともに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を効率良く分解できるので、この固形有機性廃棄物を効率良く処理できる。
【００１４】
請求項２記載の固形有機性廃棄物の処理方法は、請求項１記載の固形有機性廃棄物の処理方法において、加温工程は、加温されたメタン発酵液に、このメタン発酵液１０００ｋｇに対して２００Ｎｍ３以上４００Ｎｍ３以下の空気を吹き込んで、前記メタン発酵液中のアンモニアを除去するアンモニアストリッピング工程であるものである。
【００１５】
そして、加温されたメタン発酵液に、このメタン発酵液１０００ｋｇに対して２００Ｎｍ３以上４００Ｎｍ３以下の空気を吹き込んで、このメタン発酵液中のアンモニアをアンモニアストリッピング工程にて除去する。この結果、このメタン発酵液中のアンモニアをアンモニアガスとして除去できるともに、このメタン発酵液中の嫌気性細菌を殺菌でき、この殺菌された嫌気性細菌を返送工程にて返送することによって、この殺菌された嫌気性細菌が再分解されて処理される。したがって、固体有機性廃棄物およびメタン発酵液それぞれの分解効率を向上できるとともに、アンモニアストリッピング工程での処理効率を向上できる。
【００１６】
請求項３記載の固形有機性廃棄物の処理方法は、請求項２記載の固形有機性廃棄物の処理方法において、アンモニアストリッピング工程にてアンモニアが除去されたメタン発酵液に水酸化ナトリウムを添加して可溶化する可溶化工程を具備し、返送工程は、前記可溶化工程にて可溶化されたメタン発酵液を固形有機性廃棄物へと返送させて混合させるものである。
【００１７】
そして、アンモニアストリッピング工程でメタン発酵液からアンモニアを除去する際に、このメタン発酵液から炭酸イオンが除去されるので、このメタン発酵液のアルカリ度が減少してしまう。そこで、アンモニアストリッピング工程にてアンモニアを除去したメタン発酵液に水酸化ナトリウムを添加して可溶化工程にて可溶化してから、この可溶化したメタン発酵液を返送工程にて固形有機性廃棄物へと返送して混合させる。この結果、少量の水酸化ナトリウムの添加でメタン発酵液のアルカリ度を上昇できるとともに、加温工程と水酸化ナトリウムの添加によるアルカリ処理とが併用される。したがって、このメタン発酵液の分解効率を効率良く向上できるとともに、このメタン発酵液から生成される汚泥量を削減できる。
【００１８】
請求項４記載の固形有機性廃棄物の処理方法は、請求項２または３記載の固形有機性廃棄物の処理方法において、アンモニアストリッピング工程にてメタン発酵液から分離させたアンモニアを含有する気体を、メタン発酵工程で発生したメタンガスに混合して燃焼させるガス燃焼工程を具備したものである。
【００１９】
そして、アンモニアストリッピング工程にてメタン発酵液から分離させたアンモニアを含有する気体を、メタン発酵工程で発生したメタンガスに混合してガス燃焼工程にて燃焼させることにより、メタン発酵液から分離されたアンモニアの燃焼熱とともに、メタン発酵工程で発生したメタンガスの燃焼熱を利用して、メタン発酵液を加温できるから、アンモニアストリッピング工程で使用したエネルギを有効に利用できる。
【００２０】
請求項５記載の固形有機性廃棄物の処理方法は、請求項１ないし４いずれか記載の固形有機性廃棄物の処理方法において、加温工程にて加温されたメタン発酵液は、固形有機性廃棄物に対して質量で０．５倍以上２．０倍以下の比率で前記固形有機性廃棄物に混合するものである。
【００２１】
そして、加温工程にて加温されたメタン発酵液を、アンモニアストリッピング工程にて固形有機性廃棄物に対して質量で０．５倍未満の固形有機性廃棄物に混合させた場合には、アンモニアストリッピング工程が効率良くできない。また、このメタン発酵液を固形有機性廃棄物に対して質量で２．０倍より多く固形有機性廃棄物に混合させた場合には、この固形有機性廃棄物の処理量に対してメタン発酵液の処理量が多くなるので、アンモニアストリッピング工程で用いたエネルギが無駄になってしまう。そこで、加温工程にて加温されたメタン発酵液を、アンモニアストリッピング工程にて固形有機性廃棄物に対して質量で０．５倍以上２．０倍以下の比率で固形有機性廃棄物に混合させることにより、アンモニアストリッピング工程を効率良くできるとともに、このアンモニアストリッピング工程で用いたエネルギを効率良く利用でき、これら固形有機性混合物とメタン発酵液との混合後の総固形物濃度が適正値となるので、これら固形有機性混合物およびメタン発酵液それぞれの処理効率を向上できる。
【００２２】
請求項６記載の固形有機性廃棄物の処理装置は、固形有機性廃棄物をメタン発酵処理してメタン発酵液とするメタン発酵手段と、このメタン発酵手段にて処理されたメタン発酵液の少なくとも一部を４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温する加温手段と、この加温手段にて加温された前記メタン発酵液を前記メタン発酵工程に返送する返送手段とを具備したものである。
【００２３】
そして、固形有機性廃棄物をメタン発酵手段でメタン発酵処理してメタン発酵液にしてから、このメタン発酵液の少なくとも一部を加温手段で４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温した後に、この加温手段で加温したメタン発酵液を返送手段でメタン発酵工程に返送させる。この結果、加温手段で加温したメタン発酵液を返送手段で固形有機性廃棄物へと返送させることにより、この固形有機性廃棄物の温度がメタン発酵に適した温度となる。さらに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を４０分以上滞留させて加温することによって、このメタン発酵液を効率良く可溶化できるとともに、このメタン発酵液中の固形分が再分解されるので、このメタン発酵液の分解効率が向上する。したがって、この固形有機性廃棄物を効率良くメタン発酵できるとともに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を効率良く分解できるので、この固形有機性廃棄物を効率良く処理できる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の固形有機性廃棄物の処理方法によれば、固形有機性廃棄物をメタン発酵工程にてメタン発酵処理してメタン発酵液にしてから、このメタン発酵液の少なくとも一部を加温工程にて４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温した後に、この加温工程にて加温されたメタン発酵液を返送工程にてメタン発酵工程に返送させることにより、メタン発酵液が返送された後の固形有機性廃棄物の温度がメタン発酵に適した温度にできる。さらに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を４０分以上滞留させて加温することによって、このメタン発酵液を効率良く可溶化できるとともに、このメタン発酵液中の固形分を再分解できるので、このメタン発酵液の分解効率を向上できるから、この固形有機性廃棄物を効率良くメタン発酵できるとともに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を効率良く分解できるので、この固形有機性廃棄物を効率良く処理できる。
【００２５】
請求項２記載の固形有機性廃棄物の処理方法によれば、加温されたメタン発酵液に、このメタン発酵液１０００ｋｇに対して２００Ｎｍ３以上４００Ｎｍ３以下の空気を吹き込んで、このメタン発酵液中のアンモニアをアンモニアストリッピング工程にて除去することにより、このメタン発酵液中のアンモニアをアンモニアガスとして除去できるともに、このメタン発酵液中の嫌気性細菌を殺菌でき、この殺菌された嫌気性細菌を返送工程にて返送することによって、この殺菌された嫌気性細菌を再分解させて処理できるから、固体有機性廃棄物およびメタン発酵液それぞれの分解効率を向上できるとともに、アンモニアストリッピング工程での処理効率を向上できる。
【００２６】
請求項３記載の固形有機性廃棄物の処理方法によれば、アンモニアストリッピング工程にてアンモニアを除去したメタン発酵液に水酸化ナトリウムを添加して可溶化工程にて可溶化してから、この可溶化したメタン発酵液を返送工程にて固形有機性廃棄物へと返送させて混合させることにより、少量の水酸化ナトリウムの添加でメタン発酵液のアルカリ度を上昇できるとともに、加温工程と水酸化ナトリウムの添加によるアルカリ処理とを併用できるから、このメタン発酵液の分解効率を効率良く向上できるとともに、このメタン発酵液から生成される汚泥量を削減できる。
【００２７】
請求項４記載の固形有機性廃棄物の処理方法によれば、アンモニアストリッピング工程にてメタン発酵液から分離させたアンモニアを含有する気体を、メタン発酵工程で発生したメタンガスに混合してガス燃焼工程にて燃焼させることにより、メタン発酵液から分離されたアンモニアの燃焼熱とともに、メタン発酵工程で発生したメタンガスの燃焼熱を利用してメタン発酵液を加温できるから、アンモニアストリッピング工程で使用したエネルギを有効に利用できる。
【００２８】
請求項５記載の固形有機性廃棄物の処理方法によれば、加温工程にて加温されたメタン発酵液を、固形有機性廃棄物に対して質量で０．５倍以上２．０倍以下の比率で混合させることにより、アンモニアストリッピング工程を効率良くできるとともに、このアンモニアストリッピング工程で用いたエネルギを効率良く利用でき、これら固形有機性混合物とメタン発酵液との混合後の総固形物濃度を適正値にできるから、これら固形有機性混合物およびメタン発酵液それぞれの処理効率を向上できる。
【００２９】
請求項６記載の固形有機性廃棄物の処理装置によれば、固形有機性廃棄物をメタン発酵手段でメタン発酵処理してメタン発酵液にしてから、このメタン発酵液の少なくとも一部を加温手段で４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温した後に、この加温手段で加温したメタン発酵液を返送手段でメタン発酵工程に返送させることにより、メタン発酵液が返送された後の固形有機性廃棄物の温度がメタン発酵に適した温度にできる。さらに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を４０分以上滞留させて加温することによって、このメタン発酵液を効率良く可溶化できるとともに、このメタン発酵液中の固形分を再分解できるので、このメタン発酵液の分解効率を向上できるから、この固形有機性廃棄物を効率良くメタン発酵できるとともに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させたメタン発酵液を効率良く分解できるので、この固形有機性廃棄物を効率良く処理できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の固形有機性廃棄物の処理装置の第１の実施の形態の構成を図１を参照して説明する。
【００３１】
図１において、１は固形有機性廃棄物の処理装置としての廃棄物処理システムである。この廃棄物処理システム１は、廃棄物処理装置としての固形有機性廃棄物処理システムでもある。そして、この廃棄物処理システム１にて処理する固形有機性廃棄物としては、メタン発酵処理できる全ての廃棄物である。具体的に、この固形有機性廃棄物としては、生ごみ、厨芥、農業水産廃棄物、食品加工廃棄物、下水、および図示しない屎尿処理施設で発生する余剰汚泥などがある。
【００３２】
そして、廃棄物処理システム１は、固形有機性廃棄物を破砕するとともに、この固形有機性廃棄物中の夾雑物を除去する前処理手段２を備えている。この前処理手段２は、例えば歯幅が２０ｍｍ±５ｍｍ程度の２軸、３軸あるいは４軸の図示しない破砕軸を有している。すなわち、この前処理手段２は、前処理工程であって、図示しない収集車などにて収集された生ごみなどの固形有機性廃棄物を破砕するとともに、この固形有機性廃棄物に含まれているメタン発酵処理に適さないプラスチック類などの夾雑物を除去する。
【００３３】
さらに、この前処理手段２には、この前処理手段２にて前処理された固形有機性廃棄物を処理する混合槽３が接続されて取り付けられている。この混合槽３は、前処理手段２にて前処理工程を受けた固形有機性廃棄物が移送されるとともに、後述のアンモニアストリッピング装置６にてアンモニア除去処理を受けたアンモニアストリッピング処理液としてのアンモニアストリッピング処理汚泥であるアンモニア除去液が移送される。すなわち、この混合槽３は、前処理手段２にて前処理された固形有機性廃棄物と、アンモニアストリッピング装置６にてアンモニア除去処理されたアンモニア除去液とを混合して、所定の総固形物濃度（Total Solids:ＴＳ濃度）、例えば１０〜１５％程度、より好ましくは１０％〜１３％のスラリ状の液状有機性廃棄物に調整する。
【００３４】
また、この混合槽３には、この混合槽３にて調整された液状有機性廃棄物を処理する酸発酵槽４が取り付けられている。この酸発酵槽４には、混合槽３にて調整された液状有機性廃棄物が移送され、この液状有機性廃棄物を高温改質処理して可溶化処理する可溶化処理手段である。具体的に、この酸発酵槽４は、この酸発酵槽４に移送されて貯留されている液状有機性廃棄物の液温を例えば５５℃以上６０℃以下の高温に保温する図示しない保温手段と、この酸発酵槽４に貯留されている液状有機性廃棄物を攪拌させる図示しない攪拌手段を備えている。そして、この酸発酵槽４は、液状有機性廃棄物を１日以上、より好ましくは３日以上滞留させて、この液状有機性廃棄物を可溶化させて可溶化液とする。
【００３５】
ここで、この酸発酵槽４へと移送される液状有機性廃棄物以前の固形有機性廃棄物中に、例えば鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）あるいはコバルト（Ｃｏ）などの微生物に必要な微量元素である栄養塩が不足している場合には、これら栄養塩を図示しない添加手段にて酸発酵槽４に添加することが望ましい。
【００３６】
さらに、この酸発酵槽４には、この酸発酵槽４にて可溶化された可溶化液をメタン発酵処理するメタン発酵手段としてのメタン発酵槽５が取り付けられている。このメタン発酵槽５は、酸発酵槽４にて可溶化され、この酸発酵槽４内に貯留されている可溶化液が移送されるメタン発酵工程である。そして、このメタン発酵槽５は、このメタン発酵槽５へと移送された可溶化液の液温をメタン発酵に適した温度に維持する図示しない温度調整手段を備えている。この温度調整手段は、メタン発酵槽５にて可溶化液を中温メタン発酵させる場合には、この可溶化液の液温を３５℃±５℃に維持し、このメタン発酵槽５にて可溶化液を高温メタン発酵させる場合には、この可溶化液の液温を５５℃±５℃に維持する。
【００３７】
また、このメタン発酵槽５は、このメタン発酵槽５に貯留されている可溶化液を攪拌させる図示しない攪拌手段を備えている。そして、このメタン発酵槽５では、このメタン発酵槽５内に貯留されている可溶化液の温度を調整しつつ攪拌して、この可溶化液をメタン発酵処理してメタン発酵処理液としての発酵液とする。さらに、このメタン発酵槽５では、このメタン発酵槽５での可溶化液のメタン発酵処理によって、このメタン発酵槽５からメタン（ＣＨ４）と二酸化炭素（ＣＯ２）とを主成分としたバイオガスが発生する。そして、このバイオガスは、図示しないバイオガスホルダに貯留される。
【００３８】
さらに、このメタン発酵槽５には、このメタン発酵槽５にて処理された発酵液をアンモニアストリッピングさせる窒素除去装置としての加温手段であるアンモニアストリッピング装置６が取り付けられている。ここで、このアンモニアストリッピング装置６は、窒素化合物除去装置としてのアンモニア除去装置である。また、このメタン発酵槽５には、このメタン発酵槽５にて処理された発酵液を処理する発酵液処理手段７が取り付けられている。そして、これらアンモニアストリッピング装置６および発酵液処理手段７には、メタン発酵槽５にて処理された発酵液の一部がアンモニアストリッピング装置６へと移送されるとともに、このアンモニアストリッピング装置６には移送されない残りの発酵液が発酵液処理手段７へと移送される。
【００３９】
ここで、このアンモニアストリッピング装置６への発酵液の移送量は、対象とした固形有機性廃棄物の性状によって決定される。具体的に、この固形有機性廃棄物が、生ごみなどの食品廃棄物の場合には、アンモニアストリッピング装置６の図示しない反応槽内の流動性を確保する観点などから、処理する固形有機性廃棄物とほぼ同量程度の発酵液をアンモニアストリッピング装置６へと移送させるのが好ましい。
【００４０】
一方、メタン発酵槽５でのメタン発酵処理にて発生しバイオガスホルダに貯留されたバイオガスは、必要に応じて脱硫やシロキサン除去などの処理を経てから燃焼装置としてのガス利用手段８で利用される。ここで、このシロキサン除去とは、バイオガス中に含まれている有害成分であるシロキサンを取り除いて除去することである。さらに、このガス利用手段８としては、ガスエンジン、ガスタービンなどの発電装置、あるいはボイラなどの、通常のメタン発酵施設にて使用される設備が用いられる。
【００４１】
そして、このガス利用手段８には、メタン発酵槽５およびアンモニアストリッピング装置６に接続されている。具体的に、このガス利用手段８は、メタン発酵槽５にて発生したバイオガスとともにアンモニアストリッピング装置６にて発生したアンモニアガスを含む気体を燃焼させるガス燃焼行程として利用されている。さらに、このガス利用手段でメタンガスを燃焼させた場合には、反応式：ＣＨ４＋２Ｏ２→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏによってメタンガスが燃焼される。
【００４２】
さらに、アンモニアストリッピング装置６では、このアンモニアストリッピング装置６で空気を用いてアンモニアストリッピング処理を行った場合には、このアンモニアストリッピング装置６から、ほぼ窒素（Ｎ２）が７９％で、酸素（Ｏ２）が１９％で、アンモニア（ＮＨ３）が１％で、二酸化炭素（ＣＯ２）が１％である組成のガスが排出される。一方、メタン発酵槽５から発生するバイオガスに含まれるメタンガスの濃度は、５０％以上６０％以下である。このメタン発酵槽５から発生するバイオガス中のメタンを完全燃焼させるためには、このバイオガス：１Ｎｍ３に対して５，６倍以上の量のアンモニアストリッピング装置６から排出される気体が必要となる。
【００４３】
ここで、固形有機性廃棄物、すなわちメタン発酵処理液としてのメタン発酵液１０００ｋｇ（１トン）から発生するバイオガスの量は、６０Ｎｍ３以上１８０Ｎｍ３以下であるため、このバイオガスを燃焼させるためには、アンモニアストリッピング装置６から排出される気体が、３００Ｎｍ３以上９００Ｎｍ３以下の量ほど必要となる。さらに、アンモニアストリッピング装置６での気液比は、２００以上４００以下であり、メタン発酵液１トンの処理に伴って発生する気体の量は、２００Ｎｍ３以上４００Ｎｍ３以下である。
【００４４】
このため、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理にて排出される気体の量では、メタン発酵槽５から発生するバイオガスを完全燃焼させるためには酸素が不足してしまう。そこで、この燃焼に不足する分の酸素を有する空気をバイオガスに混合させて対応して、ガス利用手段８にてバイオガスを完全燃焼させる。このとき、バイオガスとアンモニアストリッピング装置６から排出される気体とを事前に混合すると、この混合後のメタン濃度が爆発限界である５％以上１４％以下となる場合があるから、これらバイオガスと気体とを事前に混合しない方が良い。したがって、アンモニアストリッピング装置６から排出される気体は、空気と混合してからガス利用手段８へと供給し、この気体をバイオガスに事前に混合させない。なお、アンモニアガスの爆発限界は１５％以上２８％以下であるため、アンモニアストリッピング装置６から排出される気体を事前に空気と混合しても問題がない。
【００４５】
さらに、ガス利用手段８には、このガス利用手段８にて燃焼された後の気体である排ガスが導入される触媒還元装置９が接続されている。この触媒還元装置９は、ガス利用手段８での気体の燃焼により発生した窒素酸化物を処理するものであり、このガス利用手段８から排出される排ガスが導入される。そして、この触媒還元装置９には、アンモニアストリッピング装置６にて発生したアンモニアガスを含む気体の一部が導入される。そして、この触媒還元装置９は、ガス利用手段８から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物としてのアンモニアを触媒を用いて無害な窒素、すなわち炭酸ガスと水とに分解してから必要な処理をした後に大気へと放出させる。すなわち、この触媒還元装置は、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理にて得られるアンモニアを利用した触媒脱硝法を用いて、ガス利用手段から排気された排ガスを分解して無害化させる。
【００４６】
ここで、このアンモニアストリッピング装置６へと移送された発酵液の加温には、ガス利用手段８での燃焼後の気体との図示しない熱交換機を介した間接加熱法や、このガス利用手段８において発生する水蒸気の少なくとも一部をアンモニアストリッピング装置６へ導入させることなどを利用できる。そして、このアンモニアストリッピング装置６では、このアンモニアストリッピング装置６へと移送された発酵液を反応槽に４０分以上滞留させるとともに、この発酵液を７０℃以上９０℃以下の温度に加温して、この発酵液中の窒素化合物を除去してアンモニアストリッピングしてアンモニアストリッピング処理液としてのアンモニア除去液とする。
【００４７】
さらに、このアンモニアストリッピング装置６は、返送手段としての返送ライン11を介して混合槽３に接続されている。そして、このアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピングされて加温されたアンモニア除去液は、返送工程として返送ライン11を介してメタン発酵槽５より前段の混合槽３へと返送される。このとき、このアンモニアストリッピング装置６にて加温されたアンモニア除去液は、混合槽３へと移送される固形有機性廃棄物に対して質量で０．５倍以上２．０倍以下の比率で、この混合槽３へと返送されて、この混合槽３中の固形有機性廃棄物に混合される。
【００４８】
次に、上記第１の実施の形態の作用について説明する。
【００４９】
まず、水処理施設から発生する余剰汚泥などの固形有機性廃棄物を、メタン発酵槽５の前段で高温改質処理する場合には、この固液有機性廃棄物の温度を７０℃以上９０℃以下とするとともに、この固形有機性廃棄物の温度が９０℃の場合には、この固形有機性廃棄物を高温改質処理する際の処理時間を数分程度とする。
【００５０】
これに対し、この固形有機性廃棄物をメタン発酵槽５にてメタン発酵処理する際の、この固形有機性廃棄物の最適温度は、この固形有機性廃棄物を高温メタン発酵させる場合で５０℃以上６０℃以下程度、この固形有機性廃棄物を中温メタン発酵処理させる場合で３５℃以上４０℃以下程度である。よって、このメタン発酵槽５でのメタン発酵処理の前段で、固形有機性廃棄物を高温改質処理する場合には、この固形有機性廃棄物をメタン発酵処理する前に放冷させたり、図示しない熱交換器を設けて冷却したりする必要がある。
【００５１】
一方、この固形有機性廃棄物をメタン発酵槽５にてメタン発酵処理させたメタン発酵液を、このメタン発酵槽５の前段に返送する場合には、このメタン発酵槽５でメタン発酵させたメタン発酵液を７０℃以上９０℃以下の温度に加温して高温改質処理する場合には、固形有機性廃棄物の温度が一般に５℃以上２５℃以下程度であることから、例えば、このメタン発酵液と固形有機性廃棄物とを質量比で１：１程度に混合した場合には、これらメタン発酵液と固形有機性廃棄物とを混合させた後の混合液の温度が、後段の酸発酵槽４での可溶化処理に適しているとともに、メタン発酵槽でのメタン発酵処理に適した３５℃以上６０℃以下程度となる。
【００５２】
さらに、このメタン発酵槽５にてメタン発酵された後のメタン発酵液の微生物相は、活性汚泥などと異なり古細菌類が主体である。そして、この古細菌類は、一般に熱に強い細菌が多く、メタン発酵液を対象とした場合には、９０℃で数分程度の処理時間では分解効率やガス発生量の向上などが期待できない。また、このメタン発酵液を８５℃に加熱して３０分程度の処理時間としても、このメタン発酵液からのガス発生量を向上できない。
【００５３】
また、このメタン発酵液を対象とした熱改質処理には、このメタン発酵液を４０分以上の間、より好ましくは６０分以上９０分以下程度の処理時間が必要である。そして、このメタン発酵液からのガス発生量を向上させるためには、このメタン発酵液を固液分離することなく、このメタン発酵液をメタン発酵させたメタン発酵槽５より前段に、このメタン発酵液を返送することが好ましい。すなわち、このメタン発酵液を固液分離することなく熱処理することによって、このメタン発酵液中の固形分が再分解されて、このメタン発酵液の分解効率を向上できる。
【００５４】
次いで、メタン発酵槽５より前段へと返送されるメタン発酵液を、混合槽３へと返送させる前に、アンモニアストリッピング装置６にて７０℃以上９０℃以下の温度に加温することもできる。よって、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６へと移送させてアンモニアストリッピング処理してから返送ライン11にて混合槽３へと返送することも考えられる。すなわち、７０℃以上９０℃以下の温度に加温したメタン発酵液に空気を接触させると、このメタン発酵液のアンモニアストリッピング処理にて発生する気体の溶解度が低下することや、空気中のアンモニアガス分圧が低いことなどが要因となって、このメタン発酵液中のアンモニアがアンモニアガスとして気相側に移行して除去できる。
【００５５】
さらに、このメタン発酵液中のメタン生成細菌は、酸素の存在下で生息することが不可能な偏性嫌気性生菌である。したがって、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６でアンモニアストリッピングさせる際に空気を用いることによって、この空気に含まれている酸素をメタン発酵液中のメタン生成細菌に接触させて、このメタン生成細菌を殺菌できる。さらに、この殺菌されたメタン生成細菌は、アンモニアストリッピング装置６からメタン発酵槽５の前工程である混合槽３へと返送されて再分解されるため、廃棄物処理システム１全体の分解効率を向上できる。
【００５６】
また、このメタン発酵液には、アンモニウムイオン（ＮＨ４＋）および重炭酸イオン（ＨＣＯ３−）のそれぞれが高濃度で含まれている。そして、このメタン発酵液中のアンモニウムイオン濃度は、固形有機性廃棄物の性状によって異なるが、一般的に窒素換算で１０００ｍｇ−Ｎ／Ｌ以上４０００ｍｇ−Ｎ／Ｌ以下である。さらに、このメタン発酵液のアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理の除去率に関する因子としては、このメタン発酵液の滞留時間や通気方法などがある。
【００５７】
そして、このメタン発酵液と空気との気液比を上げれば、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理効率が向上するが、結果としてアンモニア濃度の低い気体が多量に発生してしまい。この気体の処理が容易ではなくなるので好ましくない。さらに、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理にて発生するアンモニアを含有する気体を処理する観点から、メタン発酵液１０００ｋｇに対して吹き込む空気量を２００Ｎｍ３以上４００Ｎｍ３以下とすることが好ましい。
【００５８】
次いで、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理は、このアンモニアストリッピング装置６へと移送されるメタン発酵液の液温上昇のためのランニングコストが高い。そして、このメタン発酵液の液温上昇に用いたエネルギを回収するために、図示しない熱交換器などをアンモニアストリッピング装置６に設置するのが一般的であるが、この場合にはアンモニアストリッピング装置６が複雑となりイニシャルコストが高くなってしまう。
【００５９】
これに対し、このアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピングした後にメタン発酵槽５より前段の混合槽３へと返送されるメタン発酵液に対して、アンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理するため、このアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピングされた後のアンモニア除去液を混合させた後の固形有機性廃棄物の温度が、酸発酵槽４での発酵処理に適した温度となる。すなわち、このアンモニアストリッピング装置６で使用したエネルギを、熱交換器などを用いることなく有効利用できる。このため、廃棄物処理システム１全体の熱交換器の口数を減らすことができる。
【００６０】
さらに、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理では、アンモニアガスを含有した気体が発生し、このアンモニアガスを含有した気体の処理が容易ではない。そして、この気体中のアンモニアガスの処理方法としては、触媒還元装置９にて触媒を用いてアンモニアガスを炭酸ガスと水とに分解させる。このとき、この触媒還元装置９の触媒の動作温度が３００℃以上４００℃以下である。さらに、アンモニアの自燃時の熱のみで触媒還元装置９にてアンモニアガスを炭酸ガスと水とに分解処理させる場合には、このアンモニアガスを含有した気体中のアンモニアガスの濃度が４％以上であることが必要である。
【００６１】
これに対し、メタン発酵液の窒素濃度が１０００ｍｇ／Ｌ以上４０００ｍｇ／Ｌ以下で、このメタン発酵液と空気との気液比が２００以上４００以下でアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理されるため、このアンモニアストリッピング処理によって発生する気体中のアンモニアガス濃度が４％以下となってしまうから、この気体をアンモニアの自燃の熱のみでは処理できない。
【００６２】
そこで、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理にて発生する気体を、メタン発酵槽５でのメタン発酵時に発生しメタンおよび二酸化炭素を主成分とするバイオガスとともにガス利用手段８にて燃焼処理させる構成とした。ここで、固形有機性廃棄物の処理に伴ってメタン発酵槽５から発生するバイオガスの量は、対象となる固形有機性廃棄物の性状にもよるが、処理量１トン当たり約６０Ｎｍ３以上１８０Ｎｍ３以下程度である。さらに、メタン発酵液と空気との気液比を下げて、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理させれば、このアンモニアストリッピング処理にて発生する気体中のアンモニアガス濃度を４％以上にできるが、このメタン発酵液からの窒素除去率が減少してしまう。
【００６３】
さらに、このガス利用手段８にてバイオガスとともに、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理にて発生するアンモニアガスを燃焼させるため、このアンモニアの燃焼に由来する窒素酸化物が生成される。そして、この窒素酸化物を、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理にて発生する触媒還元装置９にて炭酸ガスと水とに分解させる。
【００６４】
このとき、この触媒還元装置９から排出される炭酸ガスの温度が３５０℃以上４００℃以下程度の温度であるから、この炭酸ガスをそのまま大気に放出させるのではなく、熱の有効利用の観点から、図示しない熱交換器にて炭酸ガスから熱を回収して、この回収した熱でメタン発酵液や、可溶化液の温度などを加温するとよい。
【００６５】
さらに、これら触媒還元装置９から排出される炭酸ガスやガス利用手段８から排出される排ガス中には、それぞれ酸素ガスが数％以上含まれている。そして、メタン発酵槽５で可溶化液をメタン発酵させる際のメタン生成を担うメタン生成細菌は、偏性嫌気性細菌、すなわち遊離酸素の存在下では生存が困難な細菌である。このため、このメタン発酵槽５単独で固形有機性廃棄物を処理する場合には、ガス利用手段８から排出される排ガスや触媒還元装置９から排出される炭酸ガスなどを直接有効利用することは容易ではないから、これら排ガスあるいは炭酸ガスから熱交換器を介してエネルギを回収する必要があった。
【００６６】
一方、酸発酵槽４での酸発酵工程は、通性嫌気性菌でも可能である。これに対し、固形有機性廃棄物を高温改質させる高温改質工程は、この固形有機性廃棄物を物理化学的に処理する工程であるため、遊離酸素の影響を受けない。したがって、メタン発酵槽５以外の酸発酵槽４、混合槽３あるいはこれらの間へと、ガス利用手段８や触媒還元装置９から排出される気体を図示しない配管を介して直接導入させて、これら酸発酵槽４内の液状有機性廃棄物や混合槽３内の固形有機性廃棄物を加温できる。
【００６７】
なお、ガス利用手段８ではバイオガスとともにアンモニアを燃焼させるので、このバイオガスの燃焼熱以外にアンモニアの燃焼熱をも利用できるので、このガス利用手段にてバイオガスのみを燃焼させる場合に比べると、従来利用されていなかったアンモニアの燃焼熱に基づくエネルギをも有効利用できる合理的な廃棄物処理システム１を構築できる。
【００６８】
さらに、上記第１の実施の形態では、ガス利用手段８から排出される排ガス中の窒素酸化物を触媒還元装置９にて炭酸ガスと水とに分解したが、このガス利用手段８から排出される排ガスを直接利用して、酸発酵槽４内の液状有機性廃棄物や混合槽３内の固形有機性廃棄物を加温することもできる。具体的に、このガス利用手段８から排出される排ガスを直接利用する場合には、この排ガス中に含まれる窒素酸化物を液相に溶解させて亜硝酸および硝酸とさせる。
【００６９】
そして、この混合槽３内の固形有機性廃棄物や、酸発酵槽４内の液状有機性廃棄物中に存在する微生物には、亜硝酸あるいは硝酸の結合酸素を利用して固形有機性廃棄物を分解させる細菌も含まれるため、この固形有機性廃棄物の処理をより向上できる。また、これら混合槽３あるいは酸発酵槽４においては、これら混合槽３内の固形有機性廃棄物や酸発酵槽４内の液状有機性廃棄物中の亜硝酸および硝酸を無害な窒素ガスヘと変換できる。
【００７０】
さらに、アンモニアストリッピング装置６でアンモニアストリッピング処理するメタン発酵液を、ガス利用手段８にて燃焼させた後の高温の排ガスで加温することも考えられるが、この排ガス中の炭酸ガスの分圧が高いと、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアの除去効率が低下してしまうとともに、メタン発酵液と排ガスとの気液比の調整が容易ではないことなどから、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理には、空気を用いることが好ましい。
【００７１】
次いで、メタン発酵液と固形有機性廃棄物とを混合した後にメタン発酵槽５にてメタン発酵する場合には、これらメタン発酵液と固形有機性廃棄物とを混合した後の混合液の流動性が重要であり、この混合液の総固形物濃度（ＴＳ濃度）を１０％以上１５％以下の割合となるように混合させると良い。具体的には、この混合液の加温されたメタン発酵液と固形有機性廃棄物との混合比率を、質量比で０．５以上２．０以下の範囲とすると良い。
【００７２】
すなわち、この混合液のメタン発酵液と固形有機性廃棄物との混合比が質量比で０．５未満の場合には、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理のアンモニア除去効率が低くなってしまう。これに対し、この混合液のメタン発酵液と固形有機性廃棄物との混合比が質量比で２．０より大きい場合には、固形有機性廃棄物の処理量に対してメタン発酵槽５の規模が大きくなってしまうという問題が生じるとともに、アンモニアストリッピング装置６で用いたエネルギを回収する面でもロスが生じるなどの問題が生じるので現実的でない。この結果、加温されたメタン発酵液と固形有機性廃棄物との混合比率を質量比で０．５以上２．０以下の範囲とすることによって、混合後の混合液の総固形物濃度（ＴＳ濃度）を１０％以上１５％以下とできるから、この混合液をメタン発酵槽５にて効率良くメタン発酵処理できる。
【００７３】
上述したように、上記第１の実施の形態によれば、固形有機性廃棄物から夾雑物を除去して可溶化した液状有機性廃棄物をメタン発酵槽５にてメタン発酵してメタン発酵液としてから、このメタン発酵液の少なくとも一部をアンモニアストリッピング装置６にて４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温してアンモニアストリッピングさせたアンモニア除去液を、返送ライン11を介してメタン発酵槽５より前段の混合槽３へと返送させる構成とした。この結果、アンモニアストリッピング装置６で加温されたアンモニア除去液を、返送ライン11を介して混合槽３へと返送して、この混合槽３内の固形有機性廃棄物に混合させることにより、この固形有機性廃棄物の温度が、酸発酵槽４での可溶化処理およびメタン発酵槽５でのメタン発酵処理のそれぞれに適した温度となる。
【００７４】
さらに、この固形有機性廃棄物をメタン発酵させた後のメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にて４０分以上滞留させて加温してアンモニア除去液とすることによって、このアンモニア除去液が混合された液状有機性廃棄物を酸発酵槽４にて効率良く可溶化できるとともに、この液状有機性廃棄物中の固形分を再分解できるので、このメタン発酵液の分解効率を向上できる。したがって、固形有機性廃棄物から夾雑物を除去して可溶化した液状有機性廃棄物を、メタン発酵槽５にて効率良くメタン発酵できるとともに、このメタン発酵槽５にてメタン発酵させたメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にて効率良く分解できるとともに、このアンモニアストリッピング装置にてアンモニアを除去したアンモニア除去液を酸発酵槽４にて効率良く分解できるので、廃棄物処理システム１による固形有機性廃棄物の処理効率を向上できる。
【００７５】
また、メタン発酵槽５にてメタン発酵されアンモニアストリッピング装置６へと移送されて加温されたメタン発酵液１トンに対して２００Ｎｍ３以上４００Ｎｍ３以下の空気を吹き込んで、このメタン発酵液中のアンモニアをアンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理で除去する構成とした。この結果、このアンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理で、メタン発酵液中のアンモニアをアンモニアガスとして除去できる。
【００７６】
さらに、このメタン発酵液中の嫌気性細菌を殺菌でき、この殺菌された嫌気性細菌が返送ライン11を介して混合槽３へと返送されるので、この殺菌された嫌気性細菌が酸発酵槽４やメタン発酵槽５にて再分解して処理できる。したがって、固体有機性廃棄物、メタン発酵液およびアンモニア除去液それぞれの分解効率を向上できるとともに、アンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理でのメタン発酵液の処理効率を向上できる。
【００７７】
また、アンモニアストリッピング装置６にてメタン発酵液から分離させたアンモニアを含有する気体を、メタン発酵槽５でのメタン発酵にて発生したメタンガスに混合してガス利用手段８にて燃焼させる構成とした。この結果、メタン発酵液から分離されたアンモニアの燃焼熱とともに、メタン発酵槽５でのメタン発酵にて発生したメタンガスの燃焼熱を利用して、アンモニアストリッピング装置６への移送されるメタン発酵液や、酸発酵槽４へと移送された液状有機性廃棄物を加温できる。このため、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理で使用したエネルギを有効に利用できる。
【００７８】
さらに、アンモニアストリッピング装置６にて加温されたメタン発酵液を、このメタン発酵液に対して質量比で０．５倍未満の割合で返送ライン11を介して混合槽３へと返送させて固形有機性廃棄物に混合させた場合には、このアンモニアストリッピング装置６でのメタン発酵液からのアンモニア除去効率が低くなってしまうので、このアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理を効率良くできない。また、このメタン発酵液を、このメタン発酵液に対して質量比で０．５倍より多い割合で返送ライン11を介して混合槽３へと返送させて固形有機性廃棄物に混合させた場合には、この固形有機性廃棄物の処理量に対してメタン発酵液の処理量が多くなるので、アンモニアストリッピング装置６で用いたエネルギが無駄になってしまう。
【００７９】
そこで、このアンモニアストリッピング装置６にて加温されたアンモニア除去液を、固形有機性廃棄物に対して質量比で０．５倍以上２．０倍以下の割合で返送ライン11を介して混合槽３へと返送させて固形有機性廃棄物に混合させる構成とした。この結果、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理を効率良くできるとともに、これら固形有機性混合物とアンモニア除去液とを混合させた後の混合液の総固形物濃度が適正値となるので、これら固形有機性混合物およびアンモニア除去液それぞれの処理効率を向上できる。
【００８０】
なお、上記第１の実施の形態では、アンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理したアンモニア除去液を返送ライン11を介して混合槽３へと直接返送させたが、図２に示す第２の実施の形態のように、アンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理したアンモニア除去液を可溶化手段としての可溶化処理槽12にて可溶化処理してから返送ライン11を介して混合槽３へと返送させることもできる。
【００８１】
このとき、夾雑物の少ない余剰汚泥などの固形有機性廃棄物は、メタン発酵槽５に直接投入することもできる。これに対し、夾雑物を含む生ごみなどの固形有機性廃棄物は、前処理手段２にて夾雑物を除去してから混合槽３へと移送させる。さらに、この混合槽３では、可溶化処理槽12にて可溶化処理された可溶化汚泥と、前処理手段２にて夾雑物が除去された固形有機性廃棄物とが混合される。そして、この混合槽３にて可溶化汚泥と混合された固形有機性廃棄物が酸発酵槽４へと移送される。
【００８２】
さらに、夾雑物を除去した後の固形有機性廃棄物の総固形物濃度（ＴＳ濃度）は、２０％以上１５％以下程度あるから攪拌が容易ではない。これに対し、この固形有機物廃棄物に可溶化汚泥を混合させることによって、この混合後の固形有機性廃棄物の総固形物濃度は、１０％以上１３％以下程度のスラリ状の液状有機性廃棄物となるので、混合槽３より後段の酸発酵槽４やメタン発酵槽５などでの処理が容易となる。
【００８３】
また、アンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理されてメタン発酵液からアンモニアが除去されたアンモニア除去液は、可溶化工程として可溶化処理槽12へと導入されて、強アルカリとしてのアルカリ物質である水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が添加される。さらに、このアンモニアストリッピング装置６から排出されるアンモニア除去液の液温は、７０℃以上９０℃以下程度である。このため、可溶化処理槽12としては、保温性が良いものが好ましい。さらに、この可溶化処理槽12での処理時間は、アンモニアストリッピング装置６での処理時間との合計時間が４０分以上となるようにする必要がある。
【００８４】
ここで、上記第１の実施の形態の廃棄物処理システム１の場合には、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理にてアルカリ度が低下するため、固形有機性廃棄物中の生ごみなどと余剰汚泥とを分けて処理する必要はない。これに対し、上述のようにアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理されたアンモニア除去液を可溶化処理槽12に導入して水酸化ナトリウムを添加して可溶化汚泥として、この可溶化汚泥のアルカリ度を低下させない場合には、酸発酵槽３での発泡を防止するために固形有機性廃棄物を直接メタン発酵槽５に投入させる必要がある。
【００８５】
さらに、ガス利用手段８にて燃焼された後の排ガスは、高温である。このため、この排ガスの少なくとも一部を酸発酵槽４や混合槽３へ導入とさせることによって、この混合槽３内の固形有機性廃棄物や酸発酵槽４内の液状有機性廃棄物を加温できる。ここで、この排ガスには、燃焼により発生した窒素酸化物が含まれている。そして、この排ガスを酸発酵槽４や混合槽３へと導入することによって、この排ガス中の窒素酸化物が硝酸あるいは亜硝酸として酸発酵槽４内の液状有機性廃棄物や混合槽３内の固形有機性廃棄物中に溶解し、この排ガスから除去される。さらに、これら硝酸あるいは亜硝酸に結合している酸素は、酸発酵槽４中の微生物によって固形有機性廃棄物の分解に利用されるとともに、これら硝酸および亜硝酸は無害な窒素ガスヘと変換される。さらに、これら酸発酵槽４や混合槽３へと導入されなかった排ガスの残りは、上記第１の実施の形態と同様に、触媒還元装置９へと導入して処理しても良い。
【００８６】
次に、上記第２の実施の形態の作用を説明する。
【００８７】
まず、水酸化ナトリウムは、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理以外に、メタン発酵槽５での可溶化液のメタン発酵処理の分解効率を向上させる目的としても使用される。すなわち、メタン発酵槽５にて可溶化液をメタン発酵させる際のｐＨが高く温度が高いほうが、メタン発酵処理での可溶化液の分解効率が向上する。
【００８８】
そこで、このアンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理にてメタン発酵液中からアンモニアが除去される際に、このアンモニアと対となる炭酸イオンがメタン発酵液から除去されるので、このメタン発酵液のアルカリ度が下がってしまう。すなわち、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理によるメタン発酵液のアルカリ度の低下は、このメタン発酵液からのアンモニア除去率によって異なる。
【００８９】
具体的に、アンモニア態窒素０．１ｇ／Ｌが、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）換算のアルカリ度（ｍｇ−ＣａＣＯ３／Ｌ）としては０．３６ｇ／Ｌに相当する。そして、アンモニアストリッピング処理前のメタン発酵液の窒素濃度は、１０００ｍｇ／Ｌ以上４０００ｍｇ／Ｌ以下であるため、このメタン発酵液のアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理によるアンモニア除去率が６０％の場合には、このメタン発酵液からアンモニアを除去した後のアンモニア除去液のアルカリ度が２０００ｍｇ／Ｌ以上８０００ｍｇ／Ｌ以下程度減少してしまう。
【００９０】
したがって、このアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理されたアンモニア除去液のアルカリ度を大幅に減少できるため、少量の水酸化ナトリウムの添加で、アルカリ除去液のｐＨを上げることができる。また、このアンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理後のアンモニア除去液の液温が７０℃以上９０℃以下と高温である。このため、この高温のアンモニア除去液に水酸化ナトリウムを添加してアルカリ処理して可溶化汚泥としてから返送ライン11へと返送して混合槽３内の固形有機性廃棄物に混合させることによって、この混合槽３より後段の酸発酵槽４での可溶化処理や、メタン発酵槽５でのメタン発酵処理を効率良く分解できるとともに、これら酸発酵槽４での可溶化処理やメタン発酵槽５でのメタン発酵処理にて生成される汚泥量を削減できる。
【００９１】
さらに、メタン発酵液中には多量のアンモニアが含まれる。このため、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理する際に、このメタン発酵液のｐＨを上昇させるために、多量の水酸化ナトリウムが必要であった。また、このアンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理では、メタン発酵液をアルカリ性にすることによって窒素除去率が上昇する。
【００９２】
ところが、水酸化ナトリウム溶液などのｐＨ調整試薬を添加してメタン発酵液をアルカリ性にしてからアンモニアストリッピング装置６でアンモニアストリッピング処理した場合には、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング処理しても、このメタン発酵液からアンモニアと対になっている炭酸イオンが除去されない。
【００９３】
このため、このメタン発酵液からアンモニアが除去された後のアンモニア除去液のアルカリ度が低下しない。したがって、このアンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理後のアンモニア除去液に、さらに水酸化ナトリウムなどを追加して添加して、このアンモニア除去液のｐＨを上昇させるためには、同様に多量の水酸化ナトリウムなどのｐＨ調整試薬が必要となる。
【００９４】
上述したように、上記第２の実施の形態によれば、アンモニアストリッピング装置６にてアンモニアを除去したアンモニア除去液を可溶化処理槽12へと導入させて水酸化ナトリウムを添加して可溶化処理して可溶化汚泥としてから、この可溶化汚泥を返送ライン11を介して混合槽３へと返送させて、この混合槽３内の固形有機性廃棄物に混合させる構成とした。
【００９５】
この結果、少量の水酸化ナトリウムの添加でアンモニア除去液のアルカリ度を上昇させて可溶化汚泥にできるとともに、アンモニアストリッピング装置６による加温と可溶化処理槽12での水酸化ナトリウムの添加によるアルカリ処理とを併用できる。したがって、この可溶化汚泥を混合した固形有機性廃棄物の酸発酵槽４での可溶化効率やメタン発酵槽５でのメタン発酵効率を向上できるので、廃棄物処理システム１による固形有機性廃棄物の分解効率を向上できるとともに、この廃棄物処理システム１にて固形有機性廃棄物から生成される汚泥量を削減できる。
【実施例１】
【００９６】
次に、本発明の実施例１について説明する。
【００９７】
まず、固形有機性廃棄物をメタン発酵槽５にてメタン発酵させたメタン発酵液を８５℃に加温しつつ空気を通気させて、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理した。このとき、このメタン発酵液のアンモニアストリッピング装置６の反応槽での滞留時間を３０分とするとともに、この反応槽への空気の通気量を気液比３００とした。
【００９８】
そして、この空気の反応槽への通気方法を２通りにした。具体的に、第１の通気方法は反応槽上の気相部にのみ空気を通気させて窒素除去処理してアンモニア除去液である処理水１とした。また、第２の通気方法は、反応槽上の気相部に通気を気液比２５０で通気させて、この反応槽内のメタン発酵液である液相部中にも空気を気液比５０で通気させて窒素除去処理してアンモニア除去液である処理水２とした。
【００９９】
【表１】
【０１００】
この結果、表１に示すように、アンモニアストリッピング装置６にて窒素除去処理する前のメタン発酵液、処理水１および処理水２それぞれのアルカリ度、アンモニア濃度（ＮＨ４−Ｎ）および炭酸濃度（Ｓ−ＩＣ）のそれぞれを比較すると、アンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理によって、これらアルカリ度、アンモニア濃度および炭酸濃度それぞれの数値が減少することが分かった。
【実施例２】
【０１０１】
次に、本発明の実施例２について説明する。
【０１０２】
まず、固形有機性廃棄物をメタン発酵槽５にてメタン発酵させたのメタン発酵液を７０℃、８０℃あるいは９０℃のそれぞれに加温しつつ、これらメタン発酵液のそれぞれに空気を通気させて、これらメタン発酵液のそれぞれをアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理をした。このとき、これらメタン発酵液のアンモニアストリッピング装置６の反応槽での滞留時間を３０分とするとともに、この反応槽への空気の通気量を気液比３００とした。
【０１０３】
そして、このアンモニアストリッピング装置６にて各メタン発酵液をアンモニアストリッピング処理したアンモニア除去液のそれぞれと固形有機性廃棄物とを質量比１：１の割合で混合槽３にて混合して混合液としての廃棄物としてから、これら廃棄物の水力学的な滞留時間を３日とした酸発酵槽４に連続投入させた。この後、これら混合後の廃棄物の温度を５℃、１０℃、１５℃、２０℃および２５℃のそれぞれとした場合の酸発酵槽４での液温を測定した。
【０１０４】
この結果、図３に示すように、この酸発酵槽４での廃棄物の温度は、３８℃以上５８℃以下であった。したがって、この酸発酵槽４での各廃棄物の温度は、この酸発酵槽４での微生物による固形有機性廃棄物の分解に適した温度であるから、図示しない熱交換器などを用いることなくアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理で使用したエネルギを有効利用できる。
【実施例３】
【０１０５】
次に、本発明の実施例３について説明する。
【０１０６】
まず、下水処理施設より発生する固形有機性廃棄物としての余剰汚泥のＴＳ濃度を８％に調整してから、容積が３Ｌで液温が５５℃となる酸発酵槽４と、容積が１２Ｌで液温が３８℃となるメタン発酵槽５とを備えた実験装置を廃棄物処理システム１として用いて、このメタン発酵槽５での余剰汚泥の滞留日数を３０日とした条件で、この余剰汚泥をメタン発酵槽５にてメタン発酵処理した。このとき、この廃棄物処理システム１にて実験系と対照系とを連続実験した。
【０１０７】
そして、実験系では、メタン発酵液の液温を８５℃とし、このメタン発酵液に対して気液比３００の条件で空気を通気させてアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理させてから、このアンモニアストリッピング処理後のアンモニア除去液を室温付近まで冷却した後に、このアンモニア除去液を余剰汚泥に等しい質量比で混合してから、酸発酵槽４にて可溶化した後にメタン発酵槽５にてメタン発酵させた。このとき、アンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理前後のメタン発酵液およびアンモニア除去液に、水酸化ナトリウムを添加しなかった。
【０１０８】
これに対し、対照系では、メタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理せずに、このメタン発酵液を余剰汚泥に等しい質量比で混合してから、酸発酵槽４にて可溶化した後にメタン発酵槽５にてメタン発酵させた。
【０１０９】
【表２】
【０１１０】
この結果、表２に示すように、定常状態時の分析結果から、メタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理することによって、酸発酵槽４でのアルカリ度が低下した。ところが、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理しても、メタン発酵液のＴＳ濃度の分解効率については、ほとんど差が無かった。
【実施例４】
【０１１１】
次に、本発明の実施例４について説明する。
【０１１２】
まず、上記実施例３での実験系の連続実験にてメタン発酵槽５内に発生したメタン発酵汚泥であるメタン発酵液１０Ｌを用いて、このメタン発酵液の液温を８５℃とし、このメタン発酵液に気液比３００の条件で空気を通気させてアンモニアストリッピング装置６にて３０分の間アンモニアストリッピング処理してアンモニア除去液とする。この後、このアンモニア除去液の液温を８５℃に保持したまま、このアンモニア除去液を３０分毎に所定量サンプリングして、加温時間が３０分、６０分、９０分、１２０分および１５０分それぞれのアンモニア除去液をサンプル液とした。
【０１１３】
そして、これらサンプル液の温度が室温付近まで低下してから、これらサンプル液４０ｇをそれぞれバイアル瓶に採取した。この後、これら各バイアル瓶に、メタン発酵液をメタン発酵させる前の余剰汚泥を種汚泥として、この種汚泥４０ｇを添加してから、これらバイアル瓶の上部を窒素ガスでパージして、これらバイアル瓶内の空気を追い出した後に密栓した。さらに、ブランク試験として種汚泥８０ｇをバイアル瓶に採取してから、このバイアル瓶の上部を窒素ガスでパージして、このバイアル瓶内の空気を追い出した後に密栓した。
【０１１４】
この後、これらバイアル瓶のそれぞれを３８℃に保温してから、これらバイアル瓶を振蕩して、これらバイアル瓶内の種汚泥を培養して、これらバイアル瓶内でのガス発生量を測定した。
【０１１５】
この結果、図４に示すように、加温時間を３０分とした条件のサンプル液では、ブランク試験との差がほとんど見られなかった。さらに、メタン発酵処理によるＴＳ濃度の分解率とガス発生量には相関があるため、上述の実施例３での実験系と対照系とでＴＳ濃度の分解率にほとんど差が見られなかったのは、アンモニアストリッピング装置６によるアンモニアストリッピング処理時の処理時間が短かったことに起因することが分かった。
【０１１６】
一方、メタン発酵液をアンモニアストリッピング処理時に６０分間加温処理することによって、このメタン発酵液とブランク試験とのガス発生量の差は、メタン発酵液をアンモニアストリッピング処理時に３０分間加温処理した場合の６倍以上であった。すなわち、図４に示すように、このメタン発酵液を６０分間加温処理することによって、このメタン発酵液からのバイオガス発生量が急激に増加することが分かる。このことから、アンモニアストリッピング装置６でのメタン発酵液の滞留時間を６０分間以上とすることにより、このアンモニアストリッピング装置６でのアンモニアストリッピング処理時のバイオガス発生量を増大できることが分かった。
【実施例５】
【０１１７】
次に、本発明の実施例５について説明する。
【０１１８】
まず、上述の実験例３での実験系の連続実験で発生したメタン発酵汚泥であるメタン発酵液１０Ｌを用いて、これらメタン発酵液を液温８５℃と加温しつつ、このメタン発酵液に対して空気を気液比３００の条件で通気させて、このメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理した。この結果、このメタン発酵液からのアンモニアストリッピング処理による窒素除去率が７２％であった。さらに、このアンモニアストリッピング前後のメタン発酵液およびアンモニア除去液それぞれ５０ｍＬに対して１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を滴定して、これらメタン発酵液およびアンモニア除去液それぞれのｐＨの変化を測定した。
【０１１９】
この結果、図５に示すように、アンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理する前のメタン発酵液と、このアンモニアストリッピング処理した後のアンモニア除去液とを比較すると、このアンモニア除去液の方が、少ない水酸化ナトリウム添加率でｐＨを上昇できることが分かった。したがって、メタン発酵液をアンモニアストリッピング処理してアンモニア除去液としてから、水酸化ナトリウムを添加することによって、少ない水酸化ナトリウム添加率で効率良くｐＨを上昇できることが分かった。
【実施例６】
【０１２０】
次に、本発明の実施例６について説明する。
【０１２１】
まず、上述の実施例５にて発生したアンモニア除去液に１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を所定量添加してからｐＨを測定した後に密栓し、この状態でアンモニア除去液を２０℃、５５℃および８０℃のそれぞれに保温しつつ１時間反応させた。この後、これらの状態で反応させたアンモニア除去液を遠心分離して、上澄みの化学的酸素要求量（ＣＯＤｃｒ）を測定した。反応前のアンモニア除去液の全ＣＯＤｃｒに対する反応後のアンモニア除去液の上澄みのＣＯＤｃｒの割合を可溶化率として計算した。
【０１２２】
この結果、図６に示すように、ｐＨが高く液温が高いほど可溶化率が高いことが分かった。したがって、少ない水酸化ナトリウム添加率で効率良くｐＨを上昇できるとともに、アンモニアストリッピング処理後のアンモニア除去液の液温が７０℃以上９０℃以下程度と高温であるので、アンモニアストリッピング処理後の可溶化によって効率良くアンモニア除去液を可溶化でき、このアンモニア除去液の分解率を向上できることが分かった。
【実施例７】
【０１２３】
次に、本発明の実施例７について説明する。
【０１２４】
まず、下水処理施設より発生する固形有機性廃棄物としての余剰汚泥のＴＳ濃度を８％に調整してから、容積が３Ｌで液温が５５℃となる酸発酵槽４と、容積が１２Ｌで液温が３８℃となるメタン発酵槽５とを備えた実験装置を廃棄物処理システム１として用いて、このメタン発酵槽５での余剰汚泥の滞留日数を３０日とした条件で、この余剰汚泥をメタン発酵処理した。
【０１２５】
そして、実験は３条件とした。まず、第１の実験条件では、余剰汚泥をメタン発酵させたメタン発酵液をアンモニアストリッピング装置６にてアンモニアストリッピング処理せずに、このメタン発酵液を余剰汚泥に等しい質量比で混合槽３に混合してから、酸発酵槽４にて可溶化した後にメタン発酵槽５にてメタン発酵させた（表３中未処理と表記）。
【０１２６】
次いで、第２の実験条件では、余剰汚泥をメタン発酵させたメタン発酵液の液温を８５℃とし、このメタン発酵液に対して気液比３００の条件で空気を通気させてアンモニアストリッピング装置６にて６０分の間アンモニアストリッピング処理してアンモニア除去液とする。この後、このアンモニア除去液を３０分の間液温８５℃に保温した後に、室温付近まで冷却する。さらに、この冷却したアンモニア除去液を余剰汚泥に等しい質量比で混合槽３に混合してから、酸発酵槽４にて可溶化した後にメタン発酵槽５にてメタン発酵させた（表３中９０分処理と表記）。
【０１２７】
また、第３の実験条件では、余剰汚泥をメタン発酵させたメタン発酵液の液温を８５℃とし、このメタン発酵液に対して気液比３００の条件で空気を通気させてアンモニアストリッピング装置６にて６０分の間アンモニアストリッピング処理してアンモニア除去液とする。この後、このアンモニア除去液に対して可溶化処理槽12で水酸化ナトリウムを２ｇ／Ｌ添加してから、３０分の間液温８５℃に保温した後に、室温付近まで冷却する。さらに、この冷却したアンモニア除去液を余剰汚泥に等しい質量比で混合槽３に混合してから、酸発酵槽４にて可溶化した後にメタン発酵槽５にてメタン発酵させた（表３中水酸化ナトリウム添加処理と表記）。
【０１２８】
【表３】
【０１２９】
この結果、これら第１ないし第３の実験条件での定常状態時におけるメタン発酵槽での浮遊物質濃度（Suspended Solids:ＳＳ）を分析した結果、上述の３０分加温処理の実施例３では、実験系と対照系で差が見られなかったが、表３に示すように、９０分加熱処理した場合には、未処理の場合に比べＳＳ濃度が低く、分解率が向上することが分かった。また、ストリッピング処理後に水酸化ナトリウムを添加した場合には、さらにＳＳ濃度が低く、分解率が向上することが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態の固形有機性廃棄物の処理装置を示す説明構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の固形有機性廃棄物の処理装置を示す説明構成図である。
【図３】本発明の固形有機性廃棄物の処理装置の実施例１でのアンモニアストリッピング処理時の廃棄物の温度と酸発酵槽の温度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の固形有機性廃棄物の処理装置の実施例２でのアンモニアストリッピング処理時の廃棄物の加温時間とメタン発酵によるガス発生量との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の固形有機性廃棄物の処理装置の実施例３でのアンモニアストリッピング処理前後の水酸化ナトリウム添加率とｐＨとの関係を示すグラフである。
【図６】本発明の固形有機性廃棄物の処理装置の実施例３でのアンモニアストリッピング処理時のｐＨと温度を変化させた際の可溶化率の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１３１】
１ 固形有機性廃棄物の処理装置としての廃棄物処理システム
５ メタン発酵手段としてのメタン発酵槽
６ 加温手段としてのアンモニアストリッピング装置
11 返送手段としての返送ライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形有機性廃棄物をメタン発酵処理してメタン発酵液とするメタン発酵工程と、
このメタン発酵工程にて処理されたメタン発酵液の少なくとも一部を４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温する加温工程と、
この加温工程にて加温された前記メタン発酵液を前記メタン発酵工程に返送する返送工程と
を具備したことを特徴とした固形有機性廃棄物の処理方法。
【請求項２】
加温工程は、加温されたメタン発酵液に、このメタン発酵液１０００ｋｇに対して２００Ｎｍ３以上４００Ｎｍ３以下の空気を吹き込んで、前記メタン発酵液中のアンモニアを除去するアンモニアストリッピング工程である
ことを特徴とした請求項１記載の固形有機性廃棄物の処理方法。
【請求項３】
アンモニアストリッピング工程にてアンモニアが除去されたメタン発酵液に水酸化ナトリウムを添加して可溶化する可溶化工程を具備し、
返送工程は、前記可溶化工程にて可溶化されたメタン発酵液を固形有機性廃棄物へと返送させて混合させる
ことを特徴とした請求項２記載の固形有機性廃棄物の処理方法。
【請求項４】
アンモニアストリッピング工程にてメタン発酵液から分離させたアンモニアを含有する気体を、メタン発酵工程で発生したメタンガスに混合して燃焼させるガス燃焼工程を具備した
ことを特徴とした請求項２または３記載の固形有機性廃棄物の処理方法。
【請求項５】
加温工程にて加温されたメタン発酵液は、固形有機性廃棄物に対して質量で０．５倍以上２．０倍以下の比率で前記固形有機性廃棄物に混合する
ことを特徴とした請求項１ないし４いずれか記載の固形有機性廃棄物の処理方法。
【請求項６】
固形有機性廃棄物をメタン発酵処理してメタン発酵液とするメタン発酵手段と、
このメタン発酵手段にて処理されたメタン発酵液の少なくとも一部を４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温する加温手段と、
この加温手段にて加温された前記メタン発酵液を前記メタン発酵工程に返送する返送手段と
を具備したことを特徴とした固形有機性廃棄物の処理装置。
【請求項１】
固形有機性廃棄物をメタン発酵処理してメタン発酵液とするメタン発酵工程と、
このメタン発酵工程にて処理されたメタン発酵液の少なくとも一部を４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温する加温工程と、
この加温工程にて加温された前記メタン発酵液を前記メタン発酵工程に返送する返送工程と
を具備したことを特徴とした固形有機性廃棄物の処理方法。
【請求項２】
加温工程は、加温されたメタン発酵液に、このメタン発酵液１０００ｋｇに対して２００Ｎｍ３以上４００Ｎｍ３以下の空気を吹き込んで、前記メタン発酵液中のアンモニアを除去するアンモニアストリッピング工程である
ことを特徴とした請求項１記載の固形有機性廃棄物の処理方法。
【請求項３】
アンモニアストリッピング工程にてアンモニアが除去されたメタン発酵液に水酸化ナトリウムを添加して可溶化する可溶化工程を具備し、
返送工程は、前記可溶化工程にて可溶化されたメタン発酵液を固形有機性廃棄物へと返送させて混合させる
ことを特徴とした請求項２記載の固形有機性廃棄物の処理方法。
【請求項４】
アンモニアストリッピング工程にてメタン発酵液から分離させたアンモニアを含有する気体を、メタン発酵工程で発生したメタンガスに混合して燃焼させるガス燃焼工程を具備した
ことを特徴とした請求項２または３記載の固形有機性廃棄物の処理方法。
【請求項５】
加温工程にて加温されたメタン発酵液は、固形有機性廃棄物に対して質量で０．５倍以上２．０倍以下の比率で前記固形有機性廃棄物に混合する
ことを特徴とした請求項１ないし４いずれか記載の固形有機性廃棄物の処理方法。
【請求項６】
固形有機性廃棄物をメタン発酵処理してメタン発酵液とするメタン発酵手段と、
このメタン発酵手段にて処理されたメタン発酵液の少なくとも一部を４０分以上滞留させて７０℃以上９０℃以下の温度に加温する加温手段と、
この加温手段にて加温された前記メタン発酵液を前記メタン発酵工程に返送する返送手段と
を具備したことを特徴とした固形有機性廃棄物の処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２１８４２９（Ｐ２００６−２１８４２９Ａ）
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５６３０（Ｐ２００５−３５６３０）
【出願日】平成１７年２月１４日（２００５．２．１４）
【出願人】（０００１０１３７４）アタカ工業株式会社 (55)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１４日（２００５．２．１４）
【出願人】（０００１０１３７４）アタカ工業株式会社 (55)
【Ｆターム（参考）】
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