廃棄物処理装置
【課題】被処理液に含まれる異物の効率的な除去が可能であり、保守管理の負担を十分に低減できる廃棄物処理装置を提供すること。
【解決手段】本発明の廃棄物処理装置２０は、有機物及び除去すべき異物を含有する被処理液から異物を分離する分離槽５を備えるものであり、被処理液を貯留する貯留槽４と、貯留槽４内の被処理液を分離槽５に移送するための移送ラインＬ４と、分離槽５からの第１の分離液を生物処理する生物処理槽（メタン発酵槽）６と、生物処理槽６からの汚泥の一部を分離槽５に返送するための返送ラインＬ１０と、を備える。貯留槽４内の被処理液は、貯留槽４及び分離槽５の液位の高低差から生じる圧力によって移送ラインＬ４を通じて分離槽５に移送される。
【解決手段】本発明の廃棄物処理装置２０は、有機物及び除去すべき異物を含有する被処理液から異物を分離する分離槽５を備えるものであり、被処理液を貯留する貯留槽４と、貯留槽４内の被処理液を分離槽５に移送するための移送ラインＬ４と、分離槽５からの第１の分離液を生物処理する生物処理槽（メタン発酵槽）６と、生物処理槽６からの汚泥の一部を分離槽５に返送するための返送ラインＬ１０と、を備える。貯留槽４内の被処理液は、貯留槽４及び分離槽５の液位の高低差から生じる圧力によって移送ラインＬ４を通じて分離槽５に移送される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃棄物の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物処理施設に搬入される廃棄物には、生ごみ、紙、ビニル・プラスチック類、剪定枝、衣類、砂利など、種々のものが混在している。搬入された廃棄物は、選別装置によって生ごみを多く含んだごみ（以下、「選別生ごみ」という。）とその他のごみとに選別される。
【０００３】
易分解性の固形物を多く含有する選別生ごみに対しては、可溶化槽にて固形物の可溶化処理が行われる。可溶化槽では、選別生ごみに上水、汚泥等の調整水を添加して固形物濃度を調整し、更に、酸・アルカリ添加、加熱、熱処理、酸生成菌による液化などの処理を行って選別生ごみをスラリー状にする。このようにして得られる有機性スラリーを被処理液としてメタン発酵槽に移送し、メタン発酵処理を行う。
【０００４】
ところで、上記のように選別装置における選別工程を経ているものの、可溶化槽に送られる選別生ごみには、種々の異物が残存している。異物としては、例えば、金属類、乾電池、石、ガラス・プラスチック、木、骨、種子類、貝類、土砂などが挙げられる。可溶化槽内の有機性スラリーは、粘性が高いため、異物と有機性スラリーとが混在した状態となっている。そのため、可溶化槽において沈殿除去できる異物は、粗大な金属類、乾電池、石などの比重、粒径がかなり大きい重量物に限られ、それ以外の異物は、有機性スラリーと共に後段の装置に移送される。
【０００５】
上記異物を含有する有機性スラリーの移送をポンプで行うと、ポンプの部品の磨耗が著しく、ポンプの保守管理に係る作業負担及びコストが増大してしまう。また、異物が配管内に蓄積して配管の閉塞などの問題が生じるおそれがある。かかる異物を除去する手段を備える廃棄物処理装置として、特許文献１には、スラリー状の調質物を貯留する貯留槽の後段に夾雑物除去手段を備える廃棄物処理装置が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−６１４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記廃棄物処理装置の夾雑物除去手段にあっては、有機性スラリーの希釈が不十分であり、有機性スラリーに含まれる異物を十分に除去することができなかった。また、夾雑物除去手段に十分な量の水を導入して有機性スラリーを希釈すると、排水量が増大し、後工程の生物処理設備が大型化する。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、被処理液に含まれる異物の効率的な除去が可能であり、保守管理の負担を十分に低減できる廃棄物処理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】
【０００８】
本発明の廃棄物処理装置は、有機物及び除去すべき異物を含有する被処理液から異物を分離する分離槽を備えるものであり、被処理液を貯留する貯留槽と、貯留槽内の被処理液を分離槽に移送するための移送ラインと、分離槽からの第１の分離液を生物処理する生物処理槽と、生物処理槽からの汚泥の一部を分離槽に返送するための第１の返送ラインと、を備え、貯留槽内の被処理液が、貯留槽及び分離槽の液位の高低差から生じる圧力によって、移送ラインを通じて分離槽に移送される構成であることを特徴とする。
【０００９】
このような廃棄物処理装置によれば、第１の返送ラインを通じて分離槽に供給される消化汚泥によって被処理液を十分に希釈することができる。被処理液に含まれる異物は、希釈に伴う被処理液の粘性低下によって沈降する。沈降した異物を除去することにより、被処理液に含まれる異物を十分に低減することができる。したがって、分離槽よりも下流側の配管及び装置における異物の蓄積を十分に抑制できる。
【００１０】
また、系外から導入する水を使用するのではなく、メタン発酵槽からの消化汚泥を被処理液の希釈に使用するため、排水量の増大を招来することなく被処理液を十分に希釈することができる。
【００１１】
更に、被処理液の貯留槽から分離槽への移送は、これらの槽の液位の高低差によって生じる圧力を利用して行われるため、移送ラインに被処理液を移送するためのポンプを設置する必要がない。これに対し、ポンプを用いて被処理液を移送する場合、かかる被処理液は分離槽における異物の沈殿除去が施される以前のものであるため、ポンプの部品が磨耗してしまい、ポンプの保守管理の負担が大きくなるおそれがある。
【００１２】
本発明の廃棄物処理装置においては、生物処理としてメタン発酵を実施することが好ましい。被処理液をメタン発酵することにより、被処理液に含まれる有機物の分解に伴い、メタンを含有するバイオガスを得ることができる。
【００１３】
本発明の廃棄物処理装置は、有機物を可溶化する可溶化槽と、可溶化槽からの有機性スラリーを固液分離する固液分離装置と、を更に備え、被処理液が固液分離装置で分離される第２の分離液であることが好ましい。このような構成を採用した場合、発酵不適物を、生物処理槽の前段で除去できるので、生物処理槽の容量を小さくすることができる。
【００１４】
また、本発明の廃棄物処理装置は、生物処理槽からの汚泥の一部を、可溶化槽及び固液分離装置の少なくとも一方に返送するための第２の返送ラインを更に備えることが好ましい。このような構成を採用した場合、第２の返送ラインで返送する汚泥の量を調整することで、固液分離装置での分離特性を調整することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被処理液に含まれる異物の効率的な除去が可能であり、保守管理の負担を十分に低減できる廃棄物処理装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る廃棄物処理装置の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、廃棄物処理装置を示すブロック構成図、図２は、固液分離装置としてのスクリュープレスを示す側面構成図、図３は、被処理液貯留槽、分離槽及びメタン発酵槽の主要な構成を示す側面構成図である。
【００１７】
図１に示す廃棄物処理装置２０は、対象を可燃ごみとして回収された廃棄物とするもので、選別装置１、可溶化槽２、固液分離装置３、被処理液貯留槽４、分離槽５、メタン発酵槽６、消化汚泥貯留槽７、脱水機８をこの順に接続し、固液分離装置３と脱水異物貯留槽９とを、脱水機８と脱水異物貯留槽９を各々接続し、更に、分離槽５及びメタン発酵槽６に対して脱硫装置１１、ガスホルダ１２をこの順に接続して備えている。
【００１８】
また、廃棄物処理装置２０は、メタン発酵槽６から消化汚泥を排出するラインＬ６と分離槽５とを接続する第１の返送ラインＬ１０と、消化汚泥貯留槽７と可溶化槽２及び可溶化槽２からの有機性スラリーを排出するラインＬ２とを接続する第２の返送ラインＬ２０とを備えている。消化汚泥貯留槽７を基端とする第２の返送ラインＬ２０は、先端側が分岐しており、分岐したラインＬ２０ａが可溶化槽２と、ラインＬ２０ｂがラインＬ２とそれぞれ接続されている。
【００１９】
選別装置１は、搬入された廃棄物を生ごみとその他のごみとに選別するものである。選別装置１は、破砕機や種々の選別機などで構成される。破砕機、選別機の順序で設置してもこの逆の順序で設置してもよい。
【００２０】
選別方法は乾式と湿式に大別される。湿式の場合に適用可能な装置としては、ハイドロパルパーが挙げられる。乾式の場合に適用可能な破砕機としては、竪型又は横型の切断機、竪型又は横型のスイングハンマ、竪型又は横型のリンググラインダ、単軸又は多軸の低速回転破砕機等が挙げられる。破砕後の選別の効率性の点から竪型のリンググラインダ又は低速回転破砕機を採用することが好ましい。
【００２１】
選別機の型式には、篩い分け型、比重差型、電磁波型、磁気型、渦電流型及びこれらを組み合わせた型式がある。篩い分け型には振動式、回転式、ローラ式が、比重差型には風力式、機械式及びこれらの複合式が、電磁波型にはＸ線式、近赤外線式、可視光線式が、磁気型には吊下げ式、ドラム式、プーリ式が、渦電流型には永久磁石式、リニアモータ式が各々ある。可燃ごみから生ごみを選別する場合、篩い分け型の選別機に風力式（比重差型）と磁力式とを組み合わせた構成のものを用いることが一般的である。
【００２２】
選別装置１の前段に、可燃ごみを収集した袋を破袋するために破袋機を設けてもよい。破袋機としては、圧縮型、回転型、熱溶断型があり、圧縮型には、加圧刃式、直立刃式が、回転型には、ドラム式、回転刃式、せん断式が各々ある。可燃ごみの破袋に好適な破袋機はせん断式である。粗大なごみを除去するための選別機は、ローラ式（篩い分け型）のものが好ましい。
【００２３】
選別装置１において選別処理を行うことで、可燃ごみを選別生ごみと選別異物とに選別する。選別生ごみは、生ごみを多く含むものであり、他方、選別異物は生ごみ以外のごみを多く含むものである。可燃ごみの生ごみの含有率（可燃ごみ全質量基準）が３０〜５０質量％である場合、選別装置１で選別された選別生ごみの生ごみ含有率（選別生ごみ全質量基準）は５０〜８０質量％である。つまり、選別生ごみは２０〜５０質量％の含有率で生ごみ以外のごみを含有している。なお、選別装置１で選別された選別異物の生ごみ含有率（選別異物全質量基準）は１５質量％以下であり、８５質量％以上の含有率で生ごみ以外のごみを含有している。
【００２４】
可溶化槽２は、選別装置１で選別された選別生ごみを、後段のメタン発酵槽６で速やかにメタン発酵させるべく、可溶化するものである。具体的には、選別生ごみに返送ラインＬ２０（Ｌ２０ａ）を通じて供給される消化汚泥を調整水として添加して固形物濃度を調整する。そして、酸・アルカリ添加、加温処理、加熱処理などを行うと共に攪拌することによって可溶化し、選別生ごみをスラリー状にする。なお、調整水として消化汚泥と上水とを併用してもよい。
【００２５】
選別ごみを可溶化して得られる有機性スラリーの固形物濃度（有機性スラリー全質量基準）は、各処理工程で採用する装置の方式や運転条件によって異なるが概ね５〜２５質量％である。可溶化槽２では、選別ごみに調整水を添加するが、可溶化槽２の容量をなるべく小さくするためには、添加する調整水の量を少なくすることが好ましい。
【００２６】
可溶化槽２の下部には、重量物回収装置（図示せず）が設置されている。重量物回収装置によって、有機性スラリー中の比重、粒径が大きい重量異物（例えば、粗大な金属類、乾電池、石）を排出ラインＬ２ａから系外に排出できるようになっている。ただし、有機性スラリーの固形物濃度が高くなるに従い、有機性スラリーの粘性が高くなる傾向にあり、排出ラインＬ２ａから排出される重量異物はより比重の高いものに限定される傾向となる。
【００２７】
可溶化槽２からの有機性スラリーは、ラインＬ２に設置されたポンプ（図示せず）によって固液分離装置３に移送される。ラインＬ２に設置するポンプとしては、夾雑物などを多く含有するスラリーの移送に好適なピストンポンプが好ましい。ここでは、可溶化槽２で除去できなかった異物（金属類、ガラス・プラスチック、木、骨、種子類、貝類、土砂など）を含有する有機性スラリーをポンプで移送することとなるが、有機性スラリーは十分に高い粘性を有しているため、有機性スラリーと異物とが混ざり合った状態となっている。そのため、ピストンポンプの部品の消耗が著しいものとなることはなく、有機性スラリーを好適に移送することができる。なお、固形物濃度が高い有機性スラリーの移送は、ポンプの代わりにコンベアを用いて行うことができる。
【００２８】
可溶化槽２は、酸素を遮断して嫌気的な条件で運転する場合と、空気に触れた状態又は積極的に空気や酸素を吹き込んで好気的な条件で運転する場合とがあるが、何れの場合も、適正な運転条件であれば、生ごみの可溶化は進行する。可溶化槽２で生じるバイオガスを含むガスは、脱臭装置（図示せず）に導入されて脱臭され系外に放出される。
【００２９】
固液分離装置３は、可溶化槽２からの有機性スラリーを、被処理液（第２の分離液）と脱水異物とに固液分離するものである。
【００３０】
固液分離装置３としては、スクリュープレス脱水機、遠心脱水機、フィルタープレス脱水機、ベルトプレス脱水機、多重円板脱水機、ドラムスクリーン等が採用されるが、有機性スラリーに、粒径の大きい異物が混入している場合があるため、このような異物の選別除去能力が高いスクリュープレス脱水機（以下、単に「スクリュープレス」という。）を採用するのが好ましい。
【００３１】
このスクリュープレスは、図２に示すように、内部に、回転するスクリュー羽根３ａを備え、このスクリュー羽根３ａを収容するケーシング３ｂに、内外を連通する所定径の選別孔３ｃを多数有し、投入口３ｄから投入された有機性スラリーを、前半部で重力脱水し、後半部で、スクリュー羽根３ａの押し出しによる圧搾力と回転によるせん断力で脱水して、被処理液と脱水異物とに分離し、被処理液を分離液排出口３ｅから排出する一方で、脱水異物を、送り方向の終端に設けられている脱水異物排出口３ｆから排出する。脱水異物はラインＬ３ａを通じて脱水異物貯留槽９に移送される。
【００３２】
有機性スラリーを被処理液と脱水異物とに効果的に分離する（有機性スラリーから異物を効果的に除去する）には、スクリュープレスの選別孔３ｃによる選別粒度を５ｍｍ〜２０ｍｍとするのが好ましい。
【００３３】
導入される有機性スラリーの固形物濃度が１０〜２５質量％である場合には、スクリュープレスにより、被処理液の固形物濃度は５〜１０質量％となる。なお、選別孔３ｃは、スリットの場合もある。
【００３４】
有機性スラリーを固液分離して得られる被処理液は、メタン発酵に適した易分解性の有機物（生ごみなど）を多く含有する。一方、メタン発酵に適さない繊維質などの難分解性の有機物は脱水異物として除去されている。そのため、この被処理液をメタン発酵槽に供することで、有機性スラリーを固液分離することなくそのままメタン発酵槽に供する場合と比較して、効率的なメタン発酵処理が可能となる。
【００３５】
被処理液貯留槽４は、固液分離装置３からの被処理液を貯留するものである。被処理液貯留槽４には、ラインＬ３を通じて固液分離装置３からの被処理液が供給される。なお、被処理液貯留槽４で生じるバイオガスを含むガスは、脱臭装置（図示せず）に導入されて脱臭され系外に放出される。
【００３６】
被処理液貯留槽４の後段には、分離槽５が設置されている。分離槽５は、被処理液貯留槽４からの被処理液を、第１の返送ラインＬ１０を通じて供給される消化汚泥によって希釈するものである。
【００３７】
以下、図３を参照しながら、被処理液貯留槽４及び分離槽５の構成について説明する。図３においては、これらの槽の主要な構成を図示し、他の構成については図示していない。
【００３８】
被処理液貯留槽４と分離槽５は、移送ラインＬ４を介して連結されている。被処理液貯留槽４から分離槽５への被処理液の移送は、両槽の液位の高低差から生じる圧力によって行われる。したがって、被処理液貯留槽４内の被処理液の液位が、分離槽５の液位よりも高くなるようにこれらの槽を設置することが好ましい。例えば、図３に示すように被処理液貯留槽４を分離槽５よりも高い位置に設置すればよい。
【００３９】
被処理液貯留槽４及び分離槽５は、被処理液貯留槽４から分離槽５への被処理液の移送を自動的に行う被処理液移送手段を備えている。被処理液移送手段は、被処理液貯留槽４内の被処理液の液位を監視するレベル計ＬＧ１、分離槽５の液位を監視するレベル計ＬＧ２及び移送ラインＬ４に設置されたバルブＶによって構成され、これらは信号ケーブル１５で相互に接続されている。レベル計ＬＧ１は、被処理液貯留槽４の液位の監視を行うと共に、液位が図３の矢印で示す液位Ｈ１、液位Ｍ１、液位Ｌ１となったときのバルブＶの開閉動作について設定できるようになっている。同様に、レベル計ＬＧ２は、分離槽５の液位の監視を行うと共に、液位が液位Ｈ２、液位Ｍ２、液位Ｌ２となったときのバルブＶの開閉動作について設定できるようになっている。
【００４０】
例えば、図３において、被処理液貯留槽４内の被処理液が液位Ｍ１よりも高い液位を保った状態で、分離槽５の液位が液位Ｌ２となったときに、バルブＶが開くように設定することで、液位の高低差を利用した被処理液の移送を自動的に行うことができる。そして、例えば、分離槽５内の被処理液の液位が液位Ｍ２となったら、バルブＶが閉じるように設定しておけばよい。
【００４１】
分離槽５の下部には、重量物回収装置（図示せず）が設置されている。重量物回収装置によって、被処理液中の異物（例えば、細かな石、ガラス・プラスチック、木、骨、種子類、貝類、土砂など）を排出ラインＬ５ａから系外に排出できるようになっている。
【００４２】
分離槽５では、被処理液貯留槽４からの被処理液に対して、第１の返送ラインＬ１０を通じて供給される消化汚泥を添加する。消化汚泥の添加はバルブＶを閉じた状態で行う。消化汚泥の添加量を調節することで、分離槽５に移送された被処理液を希釈し、固形物濃度が１〜５質量％である被処理液を得る（特開２０００−６１４３２号公報記載の技術では、夾雑物除去手段におけるスラリーの固形物含有率は１０〜１５質量％）。
【００４３】
被処理液の固形物濃度（被処理液全質量基準）を１〜５質量％に希釈すると、被処理液の粘性は、希釈される前の被処理液と比較して十分に低下する。そのため、粘性が高い被処理液では沈殿せずに液中に保持されていた異物が、希釈による粘性の低下に伴って沈降し、排出ラインＬ５ａから系外に排出できるようになる。
【００４４】
一方、分離槽５において異物の含有量が十分に低減され、被処理液から分離された分離液（第１の分離液）はラインＬ５を通じてメタン発酵槽６に移送される。分離液のメタン発酵槽６への移送は、ラインＬ５に設置されたポンプＰにより行われる。ポンプＰで移送される分離液は、部品の磨耗の原因となる異物の含有率が十分に低減されているため、ポンプＰの保守管理の負担を十分に低減できる。ポンプＰとしては、一軸ねじポンプを採用することができる。
【００４５】
なお、消化汚泥を被処理液貯留槽４に返送して、被処理液貯留槽４内の被処理液を希釈する方法も考えられる。しかし、被処理液貯留槽４は一般に密閉状態となっていないため、移送した消化汚泥が空気と接触すると消化汚泥の活性が低下し、メタン発酵槽６におけるメタン発酵処理の効率が低下するおそれがあるため、好ましくない。
【００４６】
メタン発酵槽６は、分離槽５からの分離液をメタン発酵し、メタンと二酸化炭素を主成分とするバイオガスを生成するものである。具体的には、分離槽５からの分離液を導入し、撹拌することで、分離液をメタン発酵する。メタン発酵槽６での撹拌には、機械撹拌機による撹拌、ポンプによる液撹拌、ガスブロワ又はガスコンプレッサによるガス撹拌等があるが、機械撹拌機による撹拌が好ましい。
【００４７】
メタン発酵槽６は、メタン発酵後の残渣である消化汚泥を適宜底部から引き抜くためのバルブ（図示せず）が設けられた排出ラインＬ６ａを備えている。
【００４８】
空気と接触すると消化汚泥の活性が低下するなどの理由から、メタン発酵は空気と接触しない状態で行う必要がある。従って、メタン発酵槽６から消化汚泥を返送して供給する分離槽５は密閉構造となっており、返送した消化汚泥が空気と接触しないようになっている。また、分離槽５及びメタン発酵槽６の上部には、両槽を連結するラインＬ１５が設けられている。更に、ラインＬ１５には、先端が脱硫装置１１と連結されているラインＬ１６が接続されている。分離槽５及びメタン発酵槽６は、ラインＬ１５及びラインＬ１６が設けられていることで、密閉構造であっても、分離槽５及びメタン発酵槽６の内圧は一定に保たれ、分離槽５に消化汚泥を供給したり、分離槽５からメタン発酵槽６に分離液を供給したりすることができる。また、ラインＬ１５及びラインＬ１６を通じて分離槽５及びメタン発酵槽６で発生するバイオガスを脱硫装置１１に移送することができる。
【００４９】
消化汚泥貯留槽７は、メタン発酵槽６からラインＬ６を通じて排出される消化汚泥を貯留するものである。消化汚泥貯留槽７には、貯留している消化汚泥を可溶化槽２及びラインＬ２の少なくとも一方に返送する第２の返送ラインＬ２０が接続されている。第２の返送ラインＬ２０を通じて廃棄物処理装置２０の上流側に、上水の代わりに再利用水として消化汚泥を移送することで、脱水機８などの後段の装置の処理負担を軽減することができる。
【００５０】
更に、ラインＬ２０ａを通じて可溶化槽２に消化汚泥に添加することにより、選別生ごみの可溶化が促進されるという利点がある。また、返送する消化汚泥の量を調節することで、固液分離装置３での分離特性を調整することができる。また、ラインＬ２０ｂを通じてラインＬ２内の有機性スラリーに消化汚泥を添加することにより、固液分離装置３に供給する有機性スラリーの固形物濃度を調整することができる。
【００５１】
脱水機８は、消化汚泥貯留槽７のラインＬ７ａを通じて引き抜かれた消化汚泥を導入し、これを脱水して脱水消化汚泥と脱水分離液とに分離するものである。大きい異物は先の固液分離装置３及び分離槽５で除去されているため、脱水機８の前段にスクリーンを設ける必要はなく、消化汚泥の直接の投入が可能である。脱水機８としては、スクリュープレス、遠心脱水機、フィルタープレス脱水機、ベルトプレス脱水機、多重円板脱水機等が採用される。脱水機８のラインＬ８ａから排出される脱水分離液は、排水処理設備に移送され、所定の処理がなされた後、放流される。他方、脱水機８のラインＬ８ｂから排出される脱水消化汚泥は、脱水異物貯留槽９に移送される。
【００５２】
脱水異物貯留槽９は、固液分離装置３からの脱水異物及び脱水機８からの脱水消化汚泥を別々に貯留するものである。脱水異物貯留槽９からラインＬ９を通じて脱水異物及び脱水消化汚泥を脱水異物処理設備に搬送する。
【００５３】
脱水異物処理設備では、堆肥化（好気性発酵）、メタン発酵、焼却などの処理が行われる。この場合、堆肥化（好気性発酵）は、脱水異物の中に含まれる有機物の発酵熱によって、外部から熱を供給せずに行うことができる。即ち、発酵熱によって好気発酵槽内の温度を７０℃以上とすることができると共に、好気性発酵後の異物の含水率を３５％以下にまで乾燥することができる。なお、脱水消化汚泥と脱水異物とを好気発酵槽に投入し、上記と同様に堆肥化を行ってもよい。
【００５４】
脱水異物処理設備における脱水異物のメタン発酵は、主に剪定枝やメタン発酵槽６で分解できなかった難分解性の有機物の分解を目的とする。易分解性の有機物のメタン発酵を行うメタン発酵槽６とは別に、難分解性の有機物のメタン発酵を脱水異物処理設備で行うことで、処理対象に適した処理条件でのメタン発酵をそれぞれ行うことができる。それにより、それぞれのメタン発酵に容量の大きいメタン発酵槽を使用しなくとも、十分の量のバイオガスを回収することができる。
【００５５】
脱硫装置１１は、分離槽５及びメタン発酵槽６で発生したバイオガスを脱硫するものである。ガスホルダ１２は、脱硫装置１１で脱硫された脱硫バイオガスを一旦貯留するものである。脱硫バイオガスはラインＬ１２を通じて系外に移送され、発電などに利用される。
【００５６】
このように構成された廃棄物処理装置２０によれば、搬入された可燃ごみを選別装置１で選別生ごみとその他のごみに選別し、この選別装置１からの選別生ごみを可溶化槽２で可溶化できる。そして、可溶化槽２からの有機性スラリーを固液分離装置３で被処理液と脱水異物とに固液分離し、固液分離装置３からの被処理液を、一旦被処理液貯留槽４に貯留し、液位の高低差から生じる圧力によって分離槽５に移送できる。分離槽５からの分離液をメタン発酵槽６でメタン発酵処理を施した後、脱水機８で消化汚泥を脱水処理できる。
【００５７】
廃棄物処理装置２０によれば、固形物濃度１０〜２５の有機性スラリーから固液分離装置３での固液分離によって、固形物濃度５〜１０質量％の被処理液が得られる。
【００５８】
固形物濃度が５〜１０質量％と比較的高い被処理液は、その粘性が高いため、これに含まれる異物が沈殿せず、十分に沈殿除去することが困難である。このような被処理液を移送するためにポンプを使用すると、被処理液に含まれている異物も被処理液と共にポンプで移送されることとなり、ポンプの部品の磨耗が著しく、ポンプの保守管理の負担が増大する。また、異物の除去が不十分であると、異物が配管内や装置内に蓄積し、流路を閉塞するおそれがある。
【００５９】
かかる問題に対し、廃棄物処理装置２０においては、被処理液貯留槽４の後段に密閉構造の分離槽５を設置し、第１の返送ラインＬ１０を通じて消化汚泥を分離槽５に供給できるようしている。従って、廃棄物処理装置２０によれば、被処理液の希釈に用いる消化汚泥を空気と接触させることなく、分離槽５において、固液分離濃度が１〜５質量％の被処理液を得ることができる。そして、被処理液を希釈して粘性を低下させることで、異物が十分に沈降分離し、分離槽５のラインＬ５ａから系外に排出することができる。更に、被処理液貯留槽４から分離槽５への被処理液の移送は、両槽の液位の高低差から生じる圧力を利用しているため、両槽を連結する移送ラインＬ４にはポンプの設置は不要とされ、保守管理などに係る作業負担及びコストを低減できる。
【００６０】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、特に好ましいとして、被処理液貯留槽４から分離槽５への被処理液の移送を自動的に行う被処理液移送手段を例示したが、両槽の液位を目視により確認し、手動でバルブＶの開閉を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る廃棄物処理装置を示すブロック構成図である。
【図２】図１中の固液分離装置としてのスクリュープレスを示す側面構成図である。
【図３】図１中の被処理液貯留槽、分離槽及びメタン発酵槽の主要な構成を示す側面構成図である。
【符号の説明】
【００６２】
２…可溶化槽、３…固液分離装置、４…被処理液貯留槽（貯留槽）、５…分離槽、６…メタン発酵槽（生物処理槽）、Ｌ４…移送ライン、Ｌ１０…第１の返送ライン、Ｌ２０…第２の返送ライン、２０…廃棄物処理装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃棄物の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物処理施設に搬入される廃棄物には、生ごみ、紙、ビニル・プラスチック類、剪定枝、衣類、砂利など、種々のものが混在している。搬入された廃棄物は、選別装置によって生ごみを多く含んだごみ（以下、「選別生ごみ」という。）とその他のごみとに選別される。
【０００３】
易分解性の固形物を多く含有する選別生ごみに対しては、可溶化槽にて固形物の可溶化処理が行われる。可溶化槽では、選別生ごみに上水、汚泥等の調整水を添加して固形物濃度を調整し、更に、酸・アルカリ添加、加熱、熱処理、酸生成菌による液化などの処理を行って選別生ごみをスラリー状にする。このようにして得られる有機性スラリーを被処理液としてメタン発酵槽に移送し、メタン発酵処理を行う。
【０００４】
ところで、上記のように選別装置における選別工程を経ているものの、可溶化槽に送られる選別生ごみには、種々の異物が残存している。異物としては、例えば、金属類、乾電池、石、ガラス・プラスチック、木、骨、種子類、貝類、土砂などが挙げられる。可溶化槽内の有機性スラリーは、粘性が高いため、異物と有機性スラリーとが混在した状態となっている。そのため、可溶化槽において沈殿除去できる異物は、粗大な金属類、乾電池、石などの比重、粒径がかなり大きい重量物に限られ、それ以外の異物は、有機性スラリーと共に後段の装置に移送される。
【０００５】
上記異物を含有する有機性スラリーの移送をポンプで行うと、ポンプの部品の磨耗が著しく、ポンプの保守管理に係る作業負担及びコストが増大してしまう。また、異物が配管内に蓄積して配管の閉塞などの問題が生じるおそれがある。かかる異物を除去する手段を備える廃棄物処理装置として、特許文献１には、スラリー状の調質物を貯留する貯留槽の後段に夾雑物除去手段を備える廃棄物処理装置が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−６１４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記廃棄物処理装置の夾雑物除去手段にあっては、有機性スラリーの希釈が不十分であり、有機性スラリーに含まれる異物を十分に除去することができなかった。また、夾雑物除去手段に十分な量の水を導入して有機性スラリーを希釈すると、排水量が増大し、後工程の生物処理設備が大型化する。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、被処理液に含まれる異物の効率的な除去が可能であり、保守管理の負担を十分に低減できる廃棄物処理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】
【０００８】
本発明の廃棄物処理装置は、有機物及び除去すべき異物を含有する被処理液から異物を分離する分離槽を備えるものであり、被処理液を貯留する貯留槽と、貯留槽内の被処理液を分離槽に移送するための移送ラインと、分離槽からの第１の分離液を生物処理する生物処理槽と、生物処理槽からの汚泥の一部を分離槽に返送するための第１の返送ラインと、を備え、貯留槽内の被処理液が、貯留槽及び分離槽の液位の高低差から生じる圧力によって、移送ラインを通じて分離槽に移送される構成であることを特徴とする。
【０００９】
このような廃棄物処理装置によれば、第１の返送ラインを通じて分離槽に供給される消化汚泥によって被処理液を十分に希釈することができる。被処理液に含まれる異物は、希釈に伴う被処理液の粘性低下によって沈降する。沈降した異物を除去することにより、被処理液に含まれる異物を十分に低減することができる。したがって、分離槽よりも下流側の配管及び装置における異物の蓄積を十分に抑制できる。
【００１０】
また、系外から導入する水を使用するのではなく、メタン発酵槽からの消化汚泥を被処理液の希釈に使用するため、排水量の増大を招来することなく被処理液を十分に希釈することができる。
【００１１】
更に、被処理液の貯留槽から分離槽への移送は、これらの槽の液位の高低差によって生じる圧力を利用して行われるため、移送ラインに被処理液を移送するためのポンプを設置する必要がない。これに対し、ポンプを用いて被処理液を移送する場合、かかる被処理液は分離槽における異物の沈殿除去が施される以前のものであるため、ポンプの部品が磨耗してしまい、ポンプの保守管理の負担が大きくなるおそれがある。
【００１２】
本発明の廃棄物処理装置においては、生物処理としてメタン発酵を実施することが好ましい。被処理液をメタン発酵することにより、被処理液に含まれる有機物の分解に伴い、メタンを含有するバイオガスを得ることができる。
【００１３】
本発明の廃棄物処理装置は、有機物を可溶化する可溶化槽と、可溶化槽からの有機性スラリーを固液分離する固液分離装置と、を更に備え、被処理液が固液分離装置で分離される第２の分離液であることが好ましい。このような構成を採用した場合、発酵不適物を、生物処理槽の前段で除去できるので、生物処理槽の容量を小さくすることができる。
【００１４】
また、本発明の廃棄物処理装置は、生物処理槽からの汚泥の一部を、可溶化槽及び固液分離装置の少なくとも一方に返送するための第２の返送ラインを更に備えることが好ましい。このような構成を採用した場合、第２の返送ラインで返送する汚泥の量を調整することで、固液分離装置での分離特性を調整することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被処理液に含まれる異物の効率的な除去が可能であり、保守管理の負担を十分に低減できる廃棄物処理装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る廃棄物処理装置の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、廃棄物処理装置を示すブロック構成図、図２は、固液分離装置としてのスクリュープレスを示す側面構成図、図３は、被処理液貯留槽、分離槽及びメタン発酵槽の主要な構成を示す側面構成図である。
【００１７】
図１に示す廃棄物処理装置２０は、対象を可燃ごみとして回収された廃棄物とするもので、選別装置１、可溶化槽２、固液分離装置３、被処理液貯留槽４、分離槽５、メタン発酵槽６、消化汚泥貯留槽７、脱水機８をこの順に接続し、固液分離装置３と脱水異物貯留槽９とを、脱水機８と脱水異物貯留槽９を各々接続し、更に、分離槽５及びメタン発酵槽６に対して脱硫装置１１、ガスホルダ１２をこの順に接続して備えている。
【００１８】
また、廃棄物処理装置２０は、メタン発酵槽６から消化汚泥を排出するラインＬ６と分離槽５とを接続する第１の返送ラインＬ１０と、消化汚泥貯留槽７と可溶化槽２及び可溶化槽２からの有機性スラリーを排出するラインＬ２とを接続する第２の返送ラインＬ２０とを備えている。消化汚泥貯留槽７を基端とする第２の返送ラインＬ２０は、先端側が分岐しており、分岐したラインＬ２０ａが可溶化槽２と、ラインＬ２０ｂがラインＬ２とそれぞれ接続されている。
【００１９】
選別装置１は、搬入された廃棄物を生ごみとその他のごみとに選別するものである。選別装置１は、破砕機や種々の選別機などで構成される。破砕機、選別機の順序で設置してもこの逆の順序で設置してもよい。
【００２０】
選別方法は乾式と湿式に大別される。湿式の場合に適用可能な装置としては、ハイドロパルパーが挙げられる。乾式の場合に適用可能な破砕機としては、竪型又は横型の切断機、竪型又は横型のスイングハンマ、竪型又は横型のリンググラインダ、単軸又は多軸の低速回転破砕機等が挙げられる。破砕後の選別の効率性の点から竪型のリンググラインダ又は低速回転破砕機を採用することが好ましい。
【００２１】
選別機の型式には、篩い分け型、比重差型、電磁波型、磁気型、渦電流型及びこれらを組み合わせた型式がある。篩い分け型には振動式、回転式、ローラ式が、比重差型には風力式、機械式及びこれらの複合式が、電磁波型にはＸ線式、近赤外線式、可視光線式が、磁気型には吊下げ式、ドラム式、プーリ式が、渦電流型には永久磁石式、リニアモータ式が各々ある。可燃ごみから生ごみを選別する場合、篩い分け型の選別機に風力式（比重差型）と磁力式とを組み合わせた構成のものを用いることが一般的である。
【００２２】
選別装置１の前段に、可燃ごみを収集した袋を破袋するために破袋機を設けてもよい。破袋機としては、圧縮型、回転型、熱溶断型があり、圧縮型には、加圧刃式、直立刃式が、回転型には、ドラム式、回転刃式、せん断式が各々ある。可燃ごみの破袋に好適な破袋機はせん断式である。粗大なごみを除去するための選別機は、ローラ式（篩い分け型）のものが好ましい。
【００２３】
選別装置１において選別処理を行うことで、可燃ごみを選別生ごみと選別異物とに選別する。選別生ごみは、生ごみを多く含むものであり、他方、選別異物は生ごみ以外のごみを多く含むものである。可燃ごみの生ごみの含有率（可燃ごみ全質量基準）が３０〜５０質量％である場合、選別装置１で選別された選別生ごみの生ごみ含有率（選別生ごみ全質量基準）は５０〜８０質量％である。つまり、選別生ごみは２０〜５０質量％の含有率で生ごみ以外のごみを含有している。なお、選別装置１で選別された選別異物の生ごみ含有率（選別異物全質量基準）は１５質量％以下であり、８５質量％以上の含有率で生ごみ以外のごみを含有している。
【００２４】
可溶化槽２は、選別装置１で選別された選別生ごみを、後段のメタン発酵槽６で速やかにメタン発酵させるべく、可溶化するものである。具体的には、選別生ごみに返送ラインＬ２０（Ｌ２０ａ）を通じて供給される消化汚泥を調整水として添加して固形物濃度を調整する。そして、酸・アルカリ添加、加温処理、加熱処理などを行うと共に攪拌することによって可溶化し、選別生ごみをスラリー状にする。なお、調整水として消化汚泥と上水とを併用してもよい。
【００２５】
選別ごみを可溶化して得られる有機性スラリーの固形物濃度（有機性スラリー全質量基準）は、各処理工程で採用する装置の方式や運転条件によって異なるが概ね５〜２５質量％である。可溶化槽２では、選別ごみに調整水を添加するが、可溶化槽２の容量をなるべく小さくするためには、添加する調整水の量を少なくすることが好ましい。
【００２６】
可溶化槽２の下部には、重量物回収装置（図示せず）が設置されている。重量物回収装置によって、有機性スラリー中の比重、粒径が大きい重量異物（例えば、粗大な金属類、乾電池、石）を排出ラインＬ２ａから系外に排出できるようになっている。ただし、有機性スラリーの固形物濃度が高くなるに従い、有機性スラリーの粘性が高くなる傾向にあり、排出ラインＬ２ａから排出される重量異物はより比重の高いものに限定される傾向となる。
【００２７】
可溶化槽２からの有機性スラリーは、ラインＬ２に設置されたポンプ（図示せず）によって固液分離装置３に移送される。ラインＬ２に設置するポンプとしては、夾雑物などを多く含有するスラリーの移送に好適なピストンポンプが好ましい。ここでは、可溶化槽２で除去できなかった異物（金属類、ガラス・プラスチック、木、骨、種子類、貝類、土砂など）を含有する有機性スラリーをポンプで移送することとなるが、有機性スラリーは十分に高い粘性を有しているため、有機性スラリーと異物とが混ざり合った状態となっている。そのため、ピストンポンプの部品の消耗が著しいものとなることはなく、有機性スラリーを好適に移送することができる。なお、固形物濃度が高い有機性スラリーの移送は、ポンプの代わりにコンベアを用いて行うことができる。
【００２８】
可溶化槽２は、酸素を遮断して嫌気的な条件で運転する場合と、空気に触れた状態又は積極的に空気や酸素を吹き込んで好気的な条件で運転する場合とがあるが、何れの場合も、適正な運転条件であれば、生ごみの可溶化は進行する。可溶化槽２で生じるバイオガスを含むガスは、脱臭装置（図示せず）に導入されて脱臭され系外に放出される。
【００２９】
固液分離装置３は、可溶化槽２からの有機性スラリーを、被処理液（第２の分離液）と脱水異物とに固液分離するものである。
【００３０】
固液分離装置３としては、スクリュープレス脱水機、遠心脱水機、フィルタープレス脱水機、ベルトプレス脱水機、多重円板脱水機、ドラムスクリーン等が採用されるが、有機性スラリーに、粒径の大きい異物が混入している場合があるため、このような異物の選別除去能力が高いスクリュープレス脱水機（以下、単に「スクリュープレス」という。）を採用するのが好ましい。
【００３１】
このスクリュープレスは、図２に示すように、内部に、回転するスクリュー羽根３ａを備え、このスクリュー羽根３ａを収容するケーシング３ｂに、内外を連通する所定径の選別孔３ｃを多数有し、投入口３ｄから投入された有機性スラリーを、前半部で重力脱水し、後半部で、スクリュー羽根３ａの押し出しによる圧搾力と回転によるせん断力で脱水して、被処理液と脱水異物とに分離し、被処理液を分離液排出口３ｅから排出する一方で、脱水異物を、送り方向の終端に設けられている脱水異物排出口３ｆから排出する。脱水異物はラインＬ３ａを通じて脱水異物貯留槽９に移送される。
【００３２】
有機性スラリーを被処理液と脱水異物とに効果的に分離する（有機性スラリーから異物を効果的に除去する）には、スクリュープレスの選別孔３ｃによる選別粒度を５ｍｍ〜２０ｍｍとするのが好ましい。
【００３３】
導入される有機性スラリーの固形物濃度が１０〜２５質量％である場合には、スクリュープレスにより、被処理液の固形物濃度は５〜１０質量％となる。なお、選別孔３ｃは、スリットの場合もある。
【００３４】
有機性スラリーを固液分離して得られる被処理液は、メタン発酵に適した易分解性の有機物（生ごみなど）を多く含有する。一方、メタン発酵に適さない繊維質などの難分解性の有機物は脱水異物として除去されている。そのため、この被処理液をメタン発酵槽に供することで、有機性スラリーを固液分離することなくそのままメタン発酵槽に供する場合と比較して、効率的なメタン発酵処理が可能となる。
【００３５】
被処理液貯留槽４は、固液分離装置３からの被処理液を貯留するものである。被処理液貯留槽４には、ラインＬ３を通じて固液分離装置３からの被処理液が供給される。なお、被処理液貯留槽４で生じるバイオガスを含むガスは、脱臭装置（図示せず）に導入されて脱臭され系外に放出される。
【００３６】
被処理液貯留槽４の後段には、分離槽５が設置されている。分離槽５は、被処理液貯留槽４からの被処理液を、第１の返送ラインＬ１０を通じて供給される消化汚泥によって希釈するものである。
【００３７】
以下、図３を参照しながら、被処理液貯留槽４及び分離槽５の構成について説明する。図３においては、これらの槽の主要な構成を図示し、他の構成については図示していない。
【００３８】
被処理液貯留槽４と分離槽５は、移送ラインＬ４を介して連結されている。被処理液貯留槽４から分離槽５への被処理液の移送は、両槽の液位の高低差から生じる圧力によって行われる。したがって、被処理液貯留槽４内の被処理液の液位が、分離槽５の液位よりも高くなるようにこれらの槽を設置することが好ましい。例えば、図３に示すように被処理液貯留槽４を分離槽５よりも高い位置に設置すればよい。
【００３９】
被処理液貯留槽４及び分離槽５は、被処理液貯留槽４から分離槽５への被処理液の移送を自動的に行う被処理液移送手段を備えている。被処理液移送手段は、被処理液貯留槽４内の被処理液の液位を監視するレベル計ＬＧ１、分離槽５の液位を監視するレベル計ＬＧ２及び移送ラインＬ４に設置されたバルブＶによって構成され、これらは信号ケーブル１５で相互に接続されている。レベル計ＬＧ１は、被処理液貯留槽４の液位の監視を行うと共に、液位が図３の矢印で示す液位Ｈ１、液位Ｍ１、液位Ｌ１となったときのバルブＶの開閉動作について設定できるようになっている。同様に、レベル計ＬＧ２は、分離槽５の液位の監視を行うと共に、液位が液位Ｈ２、液位Ｍ２、液位Ｌ２となったときのバルブＶの開閉動作について設定できるようになっている。
【００４０】
例えば、図３において、被処理液貯留槽４内の被処理液が液位Ｍ１よりも高い液位を保った状態で、分離槽５の液位が液位Ｌ２となったときに、バルブＶが開くように設定することで、液位の高低差を利用した被処理液の移送を自動的に行うことができる。そして、例えば、分離槽５内の被処理液の液位が液位Ｍ２となったら、バルブＶが閉じるように設定しておけばよい。
【００４１】
分離槽５の下部には、重量物回収装置（図示せず）が設置されている。重量物回収装置によって、被処理液中の異物（例えば、細かな石、ガラス・プラスチック、木、骨、種子類、貝類、土砂など）を排出ラインＬ５ａから系外に排出できるようになっている。
【００４２】
分離槽５では、被処理液貯留槽４からの被処理液に対して、第１の返送ラインＬ１０を通じて供給される消化汚泥を添加する。消化汚泥の添加はバルブＶを閉じた状態で行う。消化汚泥の添加量を調節することで、分離槽５に移送された被処理液を希釈し、固形物濃度が１〜５質量％である被処理液を得る（特開２０００−６１４３２号公報記載の技術では、夾雑物除去手段におけるスラリーの固形物含有率は１０〜１５質量％）。
【００４３】
被処理液の固形物濃度（被処理液全質量基準）を１〜５質量％に希釈すると、被処理液の粘性は、希釈される前の被処理液と比較して十分に低下する。そのため、粘性が高い被処理液では沈殿せずに液中に保持されていた異物が、希釈による粘性の低下に伴って沈降し、排出ラインＬ５ａから系外に排出できるようになる。
【００４４】
一方、分離槽５において異物の含有量が十分に低減され、被処理液から分離された分離液（第１の分離液）はラインＬ５を通じてメタン発酵槽６に移送される。分離液のメタン発酵槽６への移送は、ラインＬ５に設置されたポンプＰにより行われる。ポンプＰで移送される分離液は、部品の磨耗の原因となる異物の含有率が十分に低減されているため、ポンプＰの保守管理の負担を十分に低減できる。ポンプＰとしては、一軸ねじポンプを採用することができる。
【００４５】
なお、消化汚泥を被処理液貯留槽４に返送して、被処理液貯留槽４内の被処理液を希釈する方法も考えられる。しかし、被処理液貯留槽４は一般に密閉状態となっていないため、移送した消化汚泥が空気と接触すると消化汚泥の活性が低下し、メタン発酵槽６におけるメタン発酵処理の効率が低下するおそれがあるため、好ましくない。
【００４６】
メタン発酵槽６は、分離槽５からの分離液をメタン発酵し、メタンと二酸化炭素を主成分とするバイオガスを生成するものである。具体的には、分離槽５からの分離液を導入し、撹拌することで、分離液をメタン発酵する。メタン発酵槽６での撹拌には、機械撹拌機による撹拌、ポンプによる液撹拌、ガスブロワ又はガスコンプレッサによるガス撹拌等があるが、機械撹拌機による撹拌が好ましい。
【００４７】
メタン発酵槽６は、メタン発酵後の残渣である消化汚泥を適宜底部から引き抜くためのバルブ（図示せず）が設けられた排出ラインＬ６ａを備えている。
【００４８】
空気と接触すると消化汚泥の活性が低下するなどの理由から、メタン発酵は空気と接触しない状態で行う必要がある。従って、メタン発酵槽６から消化汚泥を返送して供給する分離槽５は密閉構造となっており、返送した消化汚泥が空気と接触しないようになっている。また、分離槽５及びメタン発酵槽６の上部には、両槽を連結するラインＬ１５が設けられている。更に、ラインＬ１５には、先端が脱硫装置１１と連結されているラインＬ１６が接続されている。分離槽５及びメタン発酵槽６は、ラインＬ１５及びラインＬ１６が設けられていることで、密閉構造であっても、分離槽５及びメタン発酵槽６の内圧は一定に保たれ、分離槽５に消化汚泥を供給したり、分離槽５からメタン発酵槽６に分離液を供給したりすることができる。また、ラインＬ１５及びラインＬ１６を通じて分離槽５及びメタン発酵槽６で発生するバイオガスを脱硫装置１１に移送することができる。
【００４９】
消化汚泥貯留槽７は、メタン発酵槽６からラインＬ６を通じて排出される消化汚泥を貯留するものである。消化汚泥貯留槽７には、貯留している消化汚泥を可溶化槽２及びラインＬ２の少なくとも一方に返送する第２の返送ラインＬ２０が接続されている。第２の返送ラインＬ２０を通じて廃棄物処理装置２０の上流側に、上水の代わりに再利用水として消化汚泥を移送することで、脱水機８などの後段の装置の処理負担を軽減することができる。
【００５０】
更に、ラインＬ２０ａを通じて可溶化槽２に消化汚泥に添加することにより、選別生ごみの可溶化が促進されるという利点がある。また、返送する消化汚泥の量を調節することで、固液分離装置３での分離特性を調整することができる。また、ラインＬ２０ｂを通じてラインＬ２内の有機性スラリーに消化汚泥を添加することにより、固液分離装置３に供給する有機性スラリーの固形物濃度を調整することができる。
【００５１】
脱水機８は、消化汚泥貯留槽７のラインＬ７ａを通じて引き抜かれた消化汚泥を導入し、これを脱水して脱水消化汚泥と脱水分離液とに分離するものである。大きい異物は先の固液分離装置３及び分離槽５で除去されているため、脱水機８の前段にスクリーンを設ける必要はなく、消化汚泥の直接の投入が可能である。脱水機８としては、スクリュープレス、遠心脱水機、フィルタープレス脱水機、ベルトプレス脱水機、多重円板脱水機等が採用される。脱水機８のラインＬ８ａから排出される脱水分離液は、排水処理設備に移送され、所定の処理がなされた後、放流される。他方、脱水機８のラインＬ８ｂから排出される脱水消化汚泥は、脱水異物貯留槽９に移送される。
【００５２】
脱水異物貯留槽９は、固液分離装置３からの脱水異物及び脱水機８からの脱水消化汚泥を別々に貯留するものである。脱水異物貯留槽９からラインＬ９を通じて脱水異物及び脱水消化汚泥を脱水異物処理設備に搬送する。
【００５３】
脱水異物処理設備では、堆肥化（好気性発酵）、メタン発酵、焼却などの処理が行われる。この場合、堆肥化（好気性発酵）は、脱水異物の中に含まれる有機物の発酵熱によって、外部から熱を供給せずに行うことができる。即ち、発酵熱によって好気発酵槽内の温度を７０℃以上とすることができると共に、好気性発酵後の異物の含水率を３５％以下にまで乾燥することができる。なお、脱水消化汚泥と脱水異物とを好気発酵槽に投入し、上記と同様に堆肥化を行ってもよい。
【００５４】
脱水異物処理設備における脱水異物のメタン発酵は、主に剪定枝やメタン発酵槽６で分解できなかった難分解性の有機物の分解を目的とする。易分解性の有機物のメタン発酵を行うメタン発酵槽６とは別に、難分解性の有機物のメタン発酵を脱水異物処理設備で行うことで、処理対象に適した処理条件でのメタン発酵をそれぞれ行うことができる。それにより、それぞれのメタン発酵に容量の大きいメタン発酵槽を使用しなくとも、十分の量のバイオガスを回収することができる。
【００５５】
脱硫装置１１は、分離槽５及びメタン発酵槽６で発生したバイオガスを脱硫するものである。ガスホルダ１２は、脱硫装置１１で脱硫された脱硫バイオガスを一旦貯留するものである。脱硫バイオガスはラインＬ１２を通じて系外に移送され、発電などに利用される。
【００５６】
このように構成された廃棄物処理装置２０によれば、搬入された可燃ごみを選別装置１で選別生ごみとその他のごみに選別し、この選別装置１からの選別生ごみを可溶化槽２で可溶化できる。そして、可溶化槽２からの有機性スラリーを固液分離装置３で被処理液と脱水異物とに固液分離し、固液分離装置３からの被処理液を、一旦被処理液貯留槽４に貯留し、液位の高低差から生じる圧力によって分離槽５に移送できる。分離槽５からの分離液をメタン発酵槽６でメタン発酵処理を施した後、脱水機８で消化汚泥を脱水処理できる。
【００５７】
廃棄物処理装置２０によれば、固形物濃度１０〜２５の有機性スラリーから固液分離装置３での固液分離によって、固形物濃度５〜１０質量％の被処理液が得られる。
【００５８】
固形物濃度が５〜１０質量％と比較的高い被処理液は、その粘性が高いため、これに含まれる異物が沈殿せず、十分に沈殿除去することが困難である。このような被処理液を移送するためにポンプを使用すると、被処理液に含まれている異物も被処理液と共にポンプで移送されることとなり、ポンプの部品の磨耗が著しく、ポンプの保守管理の負担が増大する。また、異物の除去が不十分であると、異物が配管内や装置内に蓄積し、流路を閉塞するおそれがある。
【００５９】
かかる問題に対し、廃棄物処理装置２０においては、被処理液貯留槽４の後段に密閉構造の分離槽５を設置し、第１の返送ラインＬ１０を通じて消化汚泥を分離槽５に供給できるようしている。従って、廃棄物処理装置２０によれば、被処理液の希釈に用いる消化汚泥を空気と接触させることなく、分離槽５において、固液分離濃度が１〜５質量％の被処理液を得ることができる。そして、被処理液を希釈して粘性を低下させることで、異物が十分に沈降分離し、分離槽５のラインＬ５ａから系外に排出することができる。更に、被処理液貯留槽４から分離槽５への被処理液の移送は、両槽の液位の高低差から生じる圧力を利用しているため、両槽を連結する移送ラインＬ４にはポンプの設置は不要とされ、保守管理などに係る作業負担及びコストを低減できる。
【００６０】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、特に好ましいとして、被処理液貯留槽４から分離槽５への被処理液の移送を自動的に行う被処理液移送手段を例示したが、両槽の液位を目視により確認し、手動でバルブＶの開閉を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る廃棄物処理装置を示すブロック構成図である。
【図２】図１中の固液分離装置としてのスクリュープレスを示す側面構成図である。
【図３】図１中の被処理液貯留槽、分離槽及びメタン発酵槽の主要な構成を示す側面構成図である。
【符号の説明】
【００６２】
２…可溶化槽、３…固液分離装置、４…被処理液貯留槽（貯留槽）、５…分離槽、６…メタン発酵槽（生物処理槽）、Ｌ４…移送ライン、Ｌ１０…第１の返送ライン、Ｌ２０…第２の返送ライン、２０…廃棄物処理装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物及び除去すべき異物を含有する被処理液から異物を分離する分離槽を備える廃棄物処理装置であって、
前記被処理液を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽内の前記被処理液を前記分離槽に移送するための移送ラインと、
前記分離槽からの第１の分離液を生物処理する生物処理槽と、
前記生物処理槽からの汚泥の一部を前記分離槽に返送するための返送ラインと、を備え、
前記貯留槽内の前記被処理液が、前記貯留槽及び前記分離槽の液位の高低差から生じる圧力によって、前記移送ラインを通じて前記分離槽に移送される構成であることを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記生物処理はメタン発酵であることを特徴とする、請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
有機物を可溶化する可溶化槽と、前記可溶化槽からの有機性スラリーを固液分離する固液分離装置と、を備え、前記被処理液は前記固液分離装置で分離される第２の分離液であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項１】
有機物及び除去すべき異物を含有する被処理液から異物を分離する分離槽を備える廃棄物処理装置であって、
前記被処理液を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽内の前記被処理液を前記分離槽に移送するための移送ラインと、
前記分離槽からの第１の分離液を生物処理する生物処理槽と、
前記生物処理槽からの汚泥の一部を前記分離槽に返送するための返送ラインと、を備え、
前記貯留槽内の前記被処理液が、前記貯留槽及び前記分離槽の液位の高低差から生じる圧力によって、前記移送ラインを通じて前記分離槽に移送される構成であることを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記生物処理はメタン発酵であることを特徴とする、請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
有機物を可溶化する可溶化槽と、前記可溶化槽からの有機性スラリーを固液分離する固液分離装置と、を備え、前記被処理液は前記固液分離装置で分離される第２の分離液であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の廃棄物処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−１１４１２６（Ｐ２００８−１１４１２６Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９８１２１（Ｐ２００６−２９８１２１）
【出願日】平成１８年１１月１日（２００６．１１．１）
【出願人】（５０７０３６０５０）住友重機械エンバイロメント株式会社 (88)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１日（２００６．１１．１）
【出願人】（５０７０３６０５０）住友重機械エンバイロメント株式会社 (88)
【Ｆターム（参考）】
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