JP5654754B2 - Dry methane fermentation residue dehydration system - Google Patents
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Description
本発明は、乾式メタン発酵残渣の脱水システムおよび脱水方法に関する。 The present invention relates to a dehydration system and a dehydration method for dry methane fermentation residues.
家庭、事務所、事業所などからの廃棄物をメタン発酵に供する場合、廃棄物は収集時あるいは処理前に分別・選別され、有機性廃棄物(生ごみなど)と生分解性を有さない物質(プラスチック、布類、金属などの夾雑物)とに選別される。選別された有機性廃棄物はメタン発酵の原料として使用され、一方、夾雑物は焼却などにより処理されることが多い。 When waste from households, offices, offices, etc. is subjected to methane fermentation, the waste is separated and sorted at the time of collection or before processing, and is not biodegradable with organic waste (such as garbage). Sorted into substances (plastics, cloth, metals, etc.). The sorted organic waste is used as a raw material for methane fermentation, while impurities are often treated by incineration or the like.
有機性廃棄物のメタン発酵により得られるメタンは、バイオガスとして燃料などに使用されている。一方、メタン発酵後に生じるメタン発酵残渣は脱水され、汚泥と排水とに分離される。 Methane obtained by methane fermentation of organic waste is used as a biogas for fuels. On the other hand, the methane fermentation residue generated after methane fermentation is dehydrated and separated into sludge and waste water.
一般的に、メタン発酵としては、乾式メタン発酵および湿式メタン発酵が挙げられる。簡易な選別で処理できる、対象物が幅広い、高濃度の原料を低動力で処理できるなどの利点から、固型状の廃棄物を対象とする場合、乾式メタン発酵が好ましく行われている。従来、図1に示す構成の乾式メタン発酵残渣脱水システム10により、メタン発酵槽11で生じる乾式メタン発酵残渣は、脱水手段12で脱水され、脱水汚泥と排水とに分離されている。
In general, methane fermentation includes dry methane fermentation and wet methane fermentation. Dry methane fermentation is preferably performed when solid waste is targeted because it can be processed by simple sorting, has a wide range of objects, and can process high-concentration raw materials with low power. Conventionally, the dry methane fermentation residue produced in the
ところで、乾式メタン発酵は、上記のような特性を有するため、発酵前に簡易な選別が行われ得る。簡易選別では比較的大きなプラスチックなどの夾雑物を除去し得るが、全ての夾雑物が除去されるわけではない。また、分別収集を行う場合においても、必ずしも排出源で完全な分別が行われる訳ではない。したがって、夾雑物を含む状態で乾式メタン発酵が行われ、その結果、乾式メタン発酵残渣には、夾雑物が含まれることになる。 By the way, since dry-type methane fermentation has the above characteristics, simple selection can be performed before fermentation. Simple sorting can remove relatively large contaminants such as plastic, but not all contaminants are removed. Further, even when performing separate collection, complete separation is not necessarily performed at the emission source. Therefore, dry methane fermentation is performed in a state including impurities, and as a result, impurities are included in the dry methane fermentation residue.
発酵槽11内において、汚泥濃度が一定に維持されている場合、夾雑物と汚泥とは、分離せず混合状態にある。しかし、発酵槽11内の汚泥濃度が低下した場合、夾雑物と汚泥とが分離し、夾雑物が発酵槽11内の下部に沈殿する。さらに、プラスチックのような比重の小さい夾雑物が大量に含まれると、発酵槽11内の上部に浮遊する。このような夾雑物の浮遊または沈殿を防ぐためには、発酵槽11内の汚泥濃度を高めればよい。汚泥濃度を高めるためには、原料を希釈する希釈水の量を減らすことが考えられる。しかし、アンモニア阻害を防止するためには、所定量の希釈水が必要であり、希釈水を必要量以下に減らすことはできない。
In the
そのため、発酵後の残渣を発酵槽11内に返送することが有効である(非特許文献1)。しかし、夾雑物を含む残渣を発酵槽11内に返送すると、かえって発酵槽11内の夾雑物含有量を増加させることになる。
Therefore, it is effective to return the residue after fermentation into the fermenter 11 (Non-Patent Document 1). However, if the residue containing impurities is returned to the
さらに近年では、特許文献1および特許文献2に記載のように、乾式メタン発酵後の発酵残渣が、園芸用の腐食土の添加物、堆肥などに使用されている。しかし、乾式メタン発酵残渣に夾雑物が含まれていると、そのままではコンポスト(堆肥)などとして用いることができない。 Further, in recent years, as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, fermentation residues after dry methane fermentation are used as additives for horticultural corrosive soil, compost, and the like. However, if the dry methane fermentation residue contains impurities, it cannot be used as it is as compost (compost).
そこで、乾式メタン発酵残渣から夾雑物を有効に除去するシステムが望まれている。 Therefore, a system that effectively removes impurities from the dry methane fermentation residue is desired.
本発明は、プラスチック、布類、金属などの夾雑物が含まれる原料を用いても、一定の汚泥濃度を維持して効率よく乾式メタン発酵を行うことが可能であり、安定した脱水処理能力で脱水装置を運転し得る乾式メタン発酵残渣脱水システムを提供することを目的とする。 The present invention can efficiently perform dry methane fermentation while maintaining a constant sludge concentration even when using raw materials containing impurities such as plastics, cloths, and metals, and has a stable dewatering capacity. An object of the present invention is to provide a dry methane fermentation residue dehydration system capable of operating a dehydrator.
本発明は、乾式メタン発酵残渣脱水システムを提供し、該乾式メタン発酵残渣脱水システムは、有機性廃棄物を乾式メタン発酵させるメタン発酵槽;該有機性廃棄物の発酵残渣に含まれる夾雑物を分離する夾雑物分離手段;該夾雑物が分離された発酵残渣を脱水する脱水手段;および脱水後の脱水汚泥を、該メタン発酵槽に返送する脱水汚泥返送手段;を備え、該メタン発酵槽で生じる該有機性廃棄物の発酵残渣は該夾雑物分離手段に供給され、該夾雑物が分離された発酵残渣は該脱水手段に供給され、そして該脱水手段により回収された該脱水汚泥の少なくとも一部は、該脱水汚泥返送手段によって該メタン発酵槽に返送されるように構成されている。 The present invention provides a dry methane fermentation residue dehydration system, wherein the dry methane fermentation residue dehydration system comprises a methane fermentation tank for dry methane fermentation of organic waste; and impurities contained in the fermentation residue of the organic waste. A debris separating means for separating; a dehydrating means for dehydrating the fermentation residue from which the impurities have been separated; and a dehydrated sludge returning means for returning the dehydrated sludge after dehydration to the methane fermentation tank. The resulting organic waste fermentation residue is supplied to the contaminant separation means, the fermentation residue from which the contaminant has been separated is supplied to the dehydration means, and at least one of the dewatered sludge recovered by the dehydration means. The section is configured to be returned to the methane fermentation tank by the dewatered sludge returning means.
1つの実施態様では、上記夾雑物分離手段と上記脱水手段との間に、凝集剤添加手段が備えられている。 In one embodiment, a flocculant adding means is provided between the contaminant separating means and the dehydrating means.
1つの実施態様では、上記有機性廃棄物の発酵残渣は、上記メタン発酵槽の上部または下部から引き抜かれて上記夾雑物分離手段に供給される。 In one embodiment, the fermentation residue of the organic waste is withdrawn from the upper part or the lower part of the methane fermenter and supplied to the contaminant separating means.
ある実施態様では、上記夾雑物分離手段は、スクリュープレスである。 In one embodiment, the contaminant separating means is a screw press.
さらなる実施態様では、上記脱水手段は、スクリュープレス、遠心脱水機、ロータリープレス、またはベルトプレスである。 In a further embodiment, the dehydrating means is a screw press, a centrifugal dehydrator, a rotary press, or a belt press.
さらに、本発明は、乾式メタン発酵残渣を脱水する方法を提供し、該方法は、有機性廃棄物をメタン発酵槽に供給する工程;該有機性廃棄物を乾式メタン発酵させて発酵残渣を得る工程;該発酵残渣に含まれる夾雑物を分離する工程;該夾雑物が分離された発酵残渣を脱水し、脱水汚泥を得る工程;および該脱水汚泥の少なくとも一部を、該メタン発酵槽に返送する工程;を包含する。 Furthermore, the present invention provides a method for dehydrating a dry methane fermentation residue, the method comprising supplying organic waste to a methane fermenter; obtaining the fermentation residue by subjecting the organic waste to dry methane fermentation A step of separating impurities contained in the fermentation residue; a step of dehydrating the fermentation residue from which the impurities are separated to obtain dehydrated sludge; and returning at least a part of the dehydrated sludge to the methane fermentation tank Comprising the steps of:
1つの実施態様では、上記夾雑物を分離する工程の後に、さらに、上記夾雑物が分離された発酵残渣に凝集剤を添加する工程を包含する。 In one embodiment, the method further includes a step of adding a flocculant to the fermentation residue from which the impurities are separated after the step of separating the impurities.
1つの実施態様では、上記有機性廃棄物の発酵残渣は、上記メタン発酵槽の上部または下部から引き抜かれて上記夾雑物を分離する工程に供される。 In one embodiment, the fermentation residue of the organic waste is withdrawn from the upper part or the lower part of the methane fermenter and subjected to a step of separating the impurities.
ある実施態様では、上記夾雑物を分離する工程において、該夾雑物は、スクリュープレスにより分離される。 In one embodiment, in the step of separating the impurities, the impurities are separated by a screw press.
さらなる実施態様では、上記脱水汚泥を得る工程において、上記夾雑物が分離された発酵残渣は、スクリュープレス、遠心脱水機、ロータリープレス、またはベルトプレスにより脱水される。 In a further embodiment, in the step of obtaining the dewatered sludge, the fermentation residue from which the impurities are separated is dehydrated by a screw press, a centrifugal dehydrator, a rotary press, or a belt press.
本発明によれば、夾雑物が含まれる原料を用いても、一定の汚泥濃度を維持して効率よく乾式メタン発酵を行うことが可能であり、安定した脱水処理能力で脱水装置を運転し得る。さらに、本発明によれば、脱水後に得られる脱水汚泥は夾雑物を含まないため、そのまま堆肥などの原料として利用できる。 According to the present invention, it is possible to efficiently perform dry methane fermentation while maintaining a constant sludge concentration even when using raw materials containing impurities, and the dehydration apparatus can be operated with a stable dewatering capacity. . Furthermore, according to the present invention, since the dewatered sludge obtained after dehydration does not contain impurities, it can be used as it is as a raw material for compost or the like.
本発明の乾式メタン発酵残渣脱水システムおよび乾式メタン発酵残渣の脱水方法を、添付の図面を参照して説明する。 A dry methane fermentation residue dehydration system and a dry methane fermentation residue dehydration method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
A.乾式メタン発酵残渣脱水システム
図2に、本発明の乾式メタン発酵残渣脱水システムの一実施態様を示す。この乾式メタン発酵残渣脱水システム20は、有機性廃棄物を乾式メタン発酵させるメタン発酵槽21;有機性廃棄物の発酵残渣に含まれる夾雑物を分離する夾雑物分離手段23;夾雑物が分離された発酵残渣を脱水する脱水手段22;および脱水後の脱水汚泥を、メタン発酵槽21に返送する脱水汚泥返送手段24;を備える。このメタン発酵槽21で生じる有機性廃棄物の発酵残渣は、夾雑物分離手段23に供給され、夾雑物が分離された発酵残渣は脱水手段22に供給され、そして脱水手段22により回収された脱水汚泥の少なくとも一部は、脱水汚泥返送手段24によってメタン発酵槽21に返送されるように構成されている。
A. Dry Methane Fermentation Residue Dehydration System FIG. 2 shows an embodiment of the dry methane fermentation residue dehydration system of the present invention. This dry methane fermentation
(メタン発酵槽)
メタン発酵槽21は、家庭、事務所、事業所などからの廃棄物を簡易選別して得られる有機性廃棄物または分別収集された有機性廃棄物を、乾式メタン発酵させる。メタン発酵槽21は、特に限定されず、横型円筒形の発酵槽などの一般的な発酵槽が用いられる。
(Methane fermentation tank)
The
メタン発酵槽21では、乾式メタン発酵が行われる。乾式メタン発酵は、メタン発酵槽内の汚泥濃度が15〜40質量%程度の高濃度で行われ得る。したがって、乾式メタン発酵は、上記のように、簡易な選別で処理できる、対象物が幅広い、高濃度の原料を低動力で処理できるなどの利点を有する。なお、本発明において「汚泥濃度」とは、汚泥のみの濃度ではなく、汚泥に含まれる微小な紙片および繊維片も含めた濃度のことをいう。
In the
(夾雑物分離手段)
廃棄物の簡易選別では、全ての夾雑物を分離することができない。また、分別収集された有機性廃棄物にも夾雑物が含まれる。したがって、夾雑物を含む状態で発酵を行うため、乾式メタン発酵残渣(有機性廃棄物の発酵残渣)には夾雑物が含まれる。夾雑物分離手段23は、乾式メタン発酵残渣に含まれる夾雑物を分離する目的で備えられている。
(Contaminant separation means)
The simple sorting of waste cannot separate all impurities. In addition, the organic waste collected separately includes impurities. Therefore, since fermentation is performed in a state including impurities, the dry methane fermentation residue (the fermentation residue of organic waste) includes impurities. The contaminant separating means 23 is provided for the purpose of separating contaminants contained in the dry methane fermentation residue.
夾雑物分離手段23としては、スクリュープレス、細目スクリーン、リンクチェーン式脱水機、バースクリーン、ドラム型スクリーン、除塵機などが挙げられる。これらの中でも、スクリュープレスが好ましい。 Examples of the contaminant separation means 23 include a screw press, a fine screen, a link chain type dehydrator, a bar screen, a drum type screen, and a dust remover. Among these, a screw press is preferable.
夾雑物分離手段23により分離された夾雑物は、ごみピットなどに回収され、焼却などによって処理される。一方、夾雑物が分離された乾式メタン発酵残渣は、脱水手段22に供給される。 The foreign matter separated by the foreign matter separating means 23 is collected in a garbage pit or the like and processed by incineration or the like. On the other hand, the dry methane fermentation residue from which impurities are separated is supplied to the dehydrating means 22.
(脱水手段)
脱水手段22は、夾雑物が分離された乾式メタン発酵残渣を、脱水汚泥と排水とに分離する。
(Dehydration means)
The dehydrating means 22 separates the dry methane fermentation residue from which impurities have been separated into dehydrated sludge and waste water.
脱水手段22は、夾雑物分離手段23よりも固液分離面の目が細かいものを用い得る。例えば、スクリュープレス、遠心脱水機、ロータリープレス、ベルトプレスなどが挙げられる。これらの中でも、スクリュープレスが好ましい。
The dehydrating
例えば、夾雑物分離手段23としてスクリュープレスを用いた場合、脱水手段22として、好ましくは、固液分離面の目がより細かいスクリュープレス、遠心脱水機、ロータリープレス、またはベルトプレスが用いられ得る。 For example, when a screw press is used as the contaminant separation means 23, a screw press, a centrifugal dehydrator, a rotary press, or a belt press with a finer solid-liquid separation surface can be preferably used as the dehydrating means 22.
本発明の乾式メタン発酵残渣脱水システムは、必要に応じて、脱水手段22の後段に二次脱水手段(図示せず)を備えてもよい。例えば、夾雑物分離手段23としてバースクリーン、ドラム型スクリーン、または除塵機を用いた場合、脱水手段22としてスクリュープレスを用い、二次脱水手段として、固液分離面の目がより細かいスクリュープレスを用いてもよい。 The dry methane fermentation residue dehydration system of the present invention may include secondary dehydration means (not shown) in the subsequent stage of the dehydration means 22 as necessary. For example, when a bar screen, a drum-type screen, or a dust remover is used as the contaminant separating means 23, a screw press is used as the dehydrating means 22, and a screw press with a finer solid-liquid separation surface is used as the secondary dehydrating means. It may be used.
脱水手段22(または二次脱水手段)によって分離された脱水汚泥の少なくとも一部は、メタン発酵槽21に返送される。このように脱水汚泥の少なくとも一部を、メタン発酵槽21に返送することにより、メタン発酵槽21内の汚泥濃度が低下した場合、汚泥濃度を高めることができ、メタン発酵槽21内の汚泥濃度を一定に維持し得る。したがって、メタン発酵槽21内における夾雑物と汚泥との分離を防止し得る。
At least a part of the dewatered sludge separated by the dewatering means 22 (or the secondary dewatering means) is returned to the
(脱水汚泥返送手段)
脱水汚泥返送手段24は、上記脱水手段22(または二次脱水手段)によって分離された脱水汚泥の少なくとも一部を、メタン発酵槽21に返送する。脱水汚泥は、必ずしもメタン発酵槽21に直接返送される必要はない。すなわち、脱水汚泥はメタン発酵槽21に供給されればよく、メタン発酵槽21の前段、例えば、原料を貯蔵する中間貯槽(図示せず)、原料の希釈槽(図示せず)、中間貯槽あるいは希釈槽とメタン発酵槽21とを連結する原料供給ライン(図示せず)などに返送してもよい。
(Dehydrated sludge return means)
The dewatered sludge returning means 24 returns at least a part of the dehydrated sludge separated by the dewatering means 22 (or the secondary dewatering means) to the
脱水汚泥返送手段24としては、例えば、ピストンポンプ、スクリューコンベア、ベルトコンベアなどが挙げられる。 Examples of the dewatered sludge return means 24 include a piston pump, a screw conveyor, and a belt conveyor.
次に、本発明の乾式メタン発酵残渣脱水システムの他の実施態様を図3に示す。この乾式メタン発酵残渣脱水システム30は、有機性廃棄物を乾式メタン発酵させるメタン発酵槽31;有機性廃棄物の発酵残渣に含まれる夾雑物を分離する夾雑物分離手段33;夾雑物が分離された発酵残渣を脱水する脱水手段32;脱水後の脱水汚泥を、メタン発酵槽31に返送する脱水汚泥返送手段34;および凝集剤添加手段35;を備える。このメタン発酵槽31で生じる有機性廃棄物の発酵残渣は、夾雑物分離手段33に供給され、夾雑物が分離された発酵残渣は脱水手段32に供給され、脱水手段32により回収された脱水汚泥の少なくとも一部は、脱水汚泥返送手段34によってメタン発酵槽31に返送されるように構成されており、そして凝集剤添加手段35は、夾雑物分離手段33と脱水手段32との間に備えられている。
Next, another embodiment of the dry methane fermentation residue dehydration system of the present invention is shown in FIG. This dry methane fermentation
メタン発酵槽31、夾雑物分離手段33、脱水手段32、および脱水汚泥返送手段34は、上述の乾式メタン発酵残渣脱水システム20におけるメタン発酵槽21、夾雑物分離手段23、脱水手段22、および脱水汚泥返送手段24と同様であり得る。
The
(凝集剤添加手段)
凝集剤添加手段35は、夾雑物が分離された乾式メタン発酵残渣に、必要に応じて、凝集剤を添加し得る。
(Coagulant addition means)
The flocculant addition means 35 can add a flocculant as needed to the dry methane fermentation residue from which impurities have been separated.
凝集剤添加手段35は、例えば、機械制御により凝集剤が添加される手段、手動で添加する手段などであり得る。なお、凝集剤については後述する。 The flocculant adding means 35 can be, for example, a means for adding the flocculant by mechanical control, a means for manually adding the flocculant, or the like. The flocculant will be described later.
本発明の乾式メタン発酵残渣脱水システムでは、乾式メタン発酵残渣が、メタン発酵槽21、31から夾雑物分離手段23、33に供給される場合、乾式メタン発酵残渣は、好ましくはメタン発酵槽21、31の上部または下部から引き抜かれるように構成されている。
In the dry methane fermentation residue dehydration system of the present invention, when the dry methane fermentation residue is supplied from the
例えば、メタン発酵槽21、31と夾雑物分離手段23、33とを連通するラインのメタン発酵槽21、31側が分岐し、分岐した一方の端部がメタン発酵槽21、31の上部に接続され、残りの端部がメタン発酵槽21、31の下部に接続される。分岐点とメタン発酵槽21、31の上部および下部の接続部との間に、開閉手段(例えば、バルブなど)が設けられる。バルブなどの開閉手段は、手動式であってもよく、機械制御など自動式であってもよい。
For example, the
ここで「メタン発酵槽の上部」とは、メタン発酵槽内に存在する乾式メタン発酵残渣の上層付近から、乾式メタン発酵残渣を引き抜くことができる位置のことをいい、必ずしも、メタン発酵槽21、31の最上部などである必要はない。 Here, the “upper part of the methane fermentation tank” means a position where the dry methane fermentation residue can be extracted from the vicinity of the upper layer of the dry methane fermentation residue present in the methane fermentation tank. It is not necessary to be the top of 31 or the like.
もし、夾雑物が浮遊したとしても、メタン発酵槽21、31の上部から乾式メタン発酵残渣を引き抜くことにより、夾雑物をメタン発酵槽21、31から優先的に除去し得る。
Even if the foreign matter floats, the foreign matter can be preferentially removed from the
一方、「メタン発酵槽の下部」とは、メタン発酵槽内の底部付近、例えばメタン発酵槽21、31の底部から4分の1程度の高さまでのことをいい、必ずしも、メタン発酵槽21、31の最下部(底部)である必要はない。
On the other hand, the “lower part of the methane fermenter” means the vicinity of the bottom in the methane fermenter, for example, from the bottom of the
もし、夾雑物が沈殿したとしても、メタン発酵槽21、31の下部から乾式メタン発酵残渣を引き抜くことにより、夾雑物をメタン発酵槽21、31から優先的に除去し得る。
Even if impurities are precipitated, impurities can be preferentially removed from the
B.乾式メタン発酵残渣の脱水方法
本発明の乾式メタン発酵残渣の脱水方法(以下、単に「脱水方法」と記載する場合がある)は、有機性廃棄物をメタン発酵槽に供給する工程(有機性廃棄物供給工程);該有機性廃棄物を乾式メタン発酵させて発酵残渣を得る工程(乾式メタン発酵工程);該発酵残渣に含まれる夾雑物を分離する工程(夾雑物分離工程);該夾雑物が分離された発酵残渣を脱水し、脱水汚泥を得る工程(脱水工程);および該脱水汚泥の少なくとも一部を、該メタン発酵槽に返送する工程(返送工程);を包含する。本発明の脱水方法は、例えば、図2に示すような乾式メタン発酵残渣脱水システムにおいて行われ得る。以下、各工程を、図2を参照して説明する。
B. Method for dehydrating dry methane fermentation residue The method for dehydrating a dry methane fermentation residue of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “dehydration method”) is a step of supplying organic waste to a methane fermentation tank (organic waste). Product supply step); a step of subjecting the organic waste to dry methane fermentation to obtain a fermentation residue (dry methane fermentation step); a step of separating impurities contained in the fermentation residue (contaminant separation step); Including a step of dehydrating the fermentation residue from which water is separated to obtain dehydrated sludge (dehydration step); and a step of returning at least a portion of the dehydrated sludge to the methane fermentation tank (return step). The dehydration method of the present invention can be performed, for example, in a dry methane fermentation residue dehydration system as shown in FIG. Hereinafter, each process is demonstrated with reference to FIG.
(有機性廃棄物供給工程)
本発明の脱水方法において、有機性廃棄物は、メタン発酵槽21に供給される。有機性廃棄物は、上記のように、家庭、事務所、事業所などからの廃棄物から簡易選別してまたは分別収集によって得られる。
(Organic waste supply process)
In the dehydration method of the present invention, the organic waste is supplied to the
有機性廃棄物の供給方法は、特に限定されず、一般的な供給方法によって、メタン発酵槽21に供給される。
The supply method of the organic waste is not particularly limited, and is supplied to the
(乾式メタン発酵工程)
メタン発酵槽21に供給された有機性廃棄物は嫌気的に乾式メタン発酵され、乾式メタン発酵残渣およびメタンガスを生じる。メタン発酵槽21では、メタン生産菌により、乾式メタン発酵が行われる。
(Dry methane fermentation process)
The organic waste supplied to the
上記乾式メタン発酵残渣は、夾雑物分離工程に供される。本発明の脱水方法では、乾式メタン発酵残渣を夾雑物分離工程に供する場合、乾式メタン発酵残渣は、好ましくはメタン発酵槽21の上部または下部から引き抜かれる。
The dry methane fermentation residue is subjected to a contaminant separation process. In the dehydration method of the present invention, when the dry methane fermentation residue is subjected to the contaminant separation step, the dry methane fermentation residue is preferably drawn from the upper part or the lower part of the
一方、メタンガスは、メタン発酵槽21に設けられたメタンガス回収装置(図示せず)によって回収され、バイオガスとして使用される。
On the other hand, methane gas is recovered by a methane gas recovery device (not shown) provided in the
(夾雑物分離工程)
簡易選別では、全ての夾雑物を分離することができず、また分別収集した廃棄物にも夾雑物が含まれるため、乾式メタン発酵残渣にはプラスチックなどの夾雑物が残存している。このような夾雑物は、夾雑物分離手段23を用いて分離し得る。
(Contaminant separation process)
In the simple sorting, all the impurities cannot be separated, and the waste collected separately includes the impurities, so that impurities such as plastic remain in the dry methane fermentation residue. Such impurities can be separated using the contaminant separating means 23.
夾雑物分離手段23としては、例えば、上述のスクリュープレス、細目スクリーン、リンクチェーン式脱水機、バースクリーン、ドラム型スクリーン、除塵機などが用いられ、乾式メタン発酵残渣から夾雑物のみが分離される。 As the contaminant separation means 23, for example, the above-described screw press, fine screen, link chain type dehydrator, bar screen, drum type screen, dust remover, etc. are used, and only the contaminants are separated from the dry methane fermentation residue. .
(脱水工程)
上記夾雑物分離工程において、夾雑物が分離された乾式メタン発酵残渣は、脱水工程に供される。
(Dehydration process)
In the contaminant separation step, the dry methane fermentation residue from which the contaminants have been separated is subjected to a dehydration step.
夾雑物が分離された乾式メタン発酵残渣は、脱水手段22によって脱水汚泥と排水とに分離される。 The dry methane fermentation residue from which the impurities are separated is separated into dehydrated sludge and waste water by the dehydrating means 22.
夾雑物が分離された乾式メタン発酵残渣は、夾雑物分離手段23よりも固液分離面の目が細かいものを用い得る。例えば、上述のスクリュープレス、遠心脱水機、ロータリープレス、ベルトプレスなどを用いて脱水される。これらの中でも、好ましくはスクリュープレスを用いて脱水される。 As the dry methane fermentation residue from which impurities are separated, those having a finer solid-liquid separation surface than the impurities separating means 23 can be used. For example, dehydration is performed using the above-described screw press, centrifugal dehydrator, rotary press, belt press, or the like. Among these, it is preferably dehydrated using a screw press.
本発明の脱水方法では、脱水工程の前に凝集剤を添加する工程を包含してもよい。例えば、図3に示すように、凝集剤添加手段35によって、夾雑物が分離された乾式メタン発酵残渣に凝集剤が添加される。凝集剤を添加することにより、大きな汚泥フロックが形成されるため、汚泥濃度が低い場合でも、安定して脱水することが可能となる。
The dehydration method of the present invention may include a step of adding a flocculant before the dehydration step. For example, as shown in FIG. 3, the flocculant is added to the dry methane fermentation residue from which impurities are separated by the
凝集剤としては、例えば、アルミニウム系の無機凝集剤、鉄系の無機凝集剤、高分子凝集剤などが挙げられる。凝集剤は、夾雑物が分離された乾式メタン発酵残渣に対して、好ましくは0.1質量%〜1.5質量%、より好ましくは0.4質量%〜0.6質量%の割合で添加される。 Examples of the flocculant include an aluminum-based inorganic flocculant, an iron-based inorganic flocculant, and a polymer flocculant. The flocculant is preferably added in a proportion of 0.1% by mass to 1.5% by mass, more preferably 0.4% by mass to 0.6% by mass, with respect to the dry methane fermentation residue from which impurities are separated. Is done.
脱水工程において分離された脱水汚泥の少なくとも一部は、後述の返送工程においてメタン発酵槽21に返送され得、残りの脱水汚泥は、堆肥などの原料として利用され得る。
At least a part of the dewatered sludge separated in the dehydration step can be returned to the
一方、分離された排水は処理されて、下水道、河川など自然界に排出され得る。 On the other hand, the separated wastewater can be treated and discharged into the natural world such as sewers and rivers.
脱水工程の後、必要に応じて二次脱水工程を包含してもよい。 After the dehydration step, a secondary dehydration step may be included as necessary.
(返送工程)
脱水工程によって分離された脱水汚泥の少なくとも一部は、脱水汚泥返送手段24によってメタン発酵槽21に返送される。
(Return process)
At least a part of the dehydrated sludge separated by the dehydration step is returned to the
脱水汚泥は、メタン発酵槽21から引き抜かれた乾式メタン発酵残渣と脱水汚泥とが、好ましくは100:1〜100:30、より好ましくは100:3〜100:20の容量比となるように、メタン発酵槽21に返送される。
The dehydrated sludge is preferably 100: 1 to 100: 30, more preferably 100: 3 to 100: 20, so that the dry methane fermentation residue and the dehydrated sludge extracted from the
以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に制限されない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)
図3に示す本発明の乾式メタン発酵残渣脱水システムを用いて、乾式メタン発酵残渣の脱水を行った。
Example 1
Using the dry methane fermentation residue dehydration system of the present invention shown in FIG. 3, the dry methane fermentation residue was dehydrated.
メタン発酵槽31に有機性廃棄物を供給し、乾式メタン発酵を行った。メタン発酵槽31から発酵残渣を抜き出し、夾雑物分離手段33(スクリュープレス)に供して発酵残渣中のプラスチック、布類などの夾雑物を除去した。夾雑物を除去した発酵残渣に、凝集剤添加手段35によって高分子凝集剤(発酵残渣の固形分に対して約0.4質量%の割合)を添加し、大きな汚泥フロックを形成させた。次いで、夾雑物分離手段33として用いたスクリュープレスよりも目が細かいスクリュープレスを脱水手段32として用い、発酵残渣の脱水を行った。
Organic waste was supplied to the
脱水後の発酵残渣(脱水残渣)中の含水率を測定すると約60%であり、発酵残渣の脱水に要した電力(消費電力)は、約3.0kWであった。 When the water content in the fermentation residue (dehydrated residue) after dehydration was measured, it was about 60%, and the electric power (power consumption) required for dehydration of the fermentation residue was about 3.0 kW.
(比較例1)
図1に示す従来の乾式メタン発酵残渣脱水システムを用いて、乾式メタン発酵残渣の脱水を行った。
(Comparative Example 1)
The dry methane fermentation residue was dehydrated using the conventional dry methane fermentation residue dehydration system shown in FIG.
メタン発酵槽11に有機性廃棄物を供給し、乾式メタン発酵を行った。メタン発酵槽11から発酵残渣を抜き出し、1.5mmφのスクリュープレスで脱水後、ろ液に高分子凝集剤(発酵残渣に対して約1.0質量%の割合)を添加し、大きな汚泥フロックを形成させ、遠心脱水機を脱水手段12として用い、発酵残渣の脱水を行った。
Organic waste was supplied to the
脱水後の発酵残渣(脱水残渣)中の含水率を測定すると約80%であり、発酵残渣の脱水に要した電力(消費電力)は、約14.7kWであった。 When the water content in the fermentation residue (dehydration residue) after dehydration was measured, it was about 80%, and the electric power (power consumption) required for dehydration of the fermentation residue was about 14.7 kW.
本発明の乾式メタン発酵残渣脱水システムにおいては、従来の乾式メタン発酵残渣脱水システムの約20%の電力しか消費しないにもかかわらず、脱水残渣中の含水率は、従来の乾式メタン発酵残渣脱水システムよりも約20%も少ないことがわかった。したがって、本発明の乾式メタン発酵残渣脱水システムは、非常に効率よく発酵残渣の脱水を行い得る。 In the dry methane fermentation residue dehydration system of the present invention, the water content in the dehydrated residue is less than that of the conventional dry methane fermentation residue dehydration system, even though it consumes only about 20% of the electric power of the conventional dry methane fermentation residue dehydration system. Was found to be about 20% less. Therefore, the dry methane fermentation residue dehydration system of the present invention can dehydrate the fermentation residue very efficiently.
本発明によれば、夾雑物が含まれる原料を用いても、一定の汚泥濃度を維持して効率よく乾式メタン発酵を行うことが可能であり、安定した脱水処理能力で脱水装置を運転し得る。したがって、家庭系、事務系などの廃棄物を処理する分野において有用である。さらに、本発明によれば、脱水後に得られる脱水汚泥は夾雑物を含まないため、そのまま堆肥などの原料としても利用できる。 According to the present invention, it is possible to efficiently perform dry methane fermentation while maintaining a constant sludge concentration even when using raw materials containing impurities, and the dehydration apparatus can be operated with a stable dewatering capacity. . Therefore, it is useful in the field of processing waste such as household and office work. Furthermore, according to the present invention, since the dewatered sludge obtained after dehydration does not contain impurities, it can be used as it is as a raw material for compost.
10、20、30 乾式メタン発酵残渣脱水システム
11、21、31 メタン発酵槽
12、22、32 脱水手段
23、33 夾雑物分離手段
24、34 脱水汚泥返送手段
35 凝集剤添加手段
10, 20, 30 Dry methane fermentation
Claims (10)
有機性廃棄物を乾式メタン発酵させるメタン発酵槽;
該有機性廃棄物の発酵残渣に含まれる夾雑物を分離する夾雑物分離手段;
該夾雑物が分離された発酵残渣を脱水する脱水手段;および
脱水後の脱水汚泥を、該メタン発酵槽に返送する脱水汚泥返送手段;
を備え、
該メタン発酵槽で生じる該有機性廃棄物の発酵残渣が該夾雑物分離手段に供給され、該夾雑物が分離された発酵残渣が該脱水手段に供給され、そして該脱水手段により回収された該脱水汚泥の少なくとも一部が、該脱水汚泥返送手段によって該メタン発酵槽に返送されるように構成されている、システム。 A dry methane fermentation residue dehydration system,
A methane fermentation tank for dry methane fermentation of organic waste;
A foreign matter separating means for separating the foreign matter contained in the fermentation residue of the organic waste;
Dehydrating means for dehydrating the fermentation residue from which the impurities have been separated; and dewatering sludge returning means for returning the dehydrated sludge after dehydration to the methane fermentation tank;
With
The fermentation residue of the organic waste generated in the methane fermenter is supplied to the contaminant separation means, the fermentation residue from which the contaminant is separated is supplied to the dehydration means, and the recovery residue recovered by the dehydration means A system wherein at least a portion of the dewatered sludge is configured to be returned to the methane fermentation tank by the dewatered sludge return means.
有機性廃棄物をメタン発酵槽に供給する工程;
該有機性廃棄物を乾式メタン発酵させて発酵残渣を得る工程;
該発酵残渣に含まれる夾雑物を分離する工程;
該夾雑物が分離された発酵残渣を脱水し、脱水汚泥を得る工程;および
該脱水汚泥の少なくとも一部を、該メタン発酵槽に返送する工程;
を包含する、方法。 A method for dehydrating dry methane fermentation residues,
Supplying organic waste to the methane fermenter;
A step of subjecting the organic waste to dry methane fermentation to obtain a fermentation residue;
Separating impurities contained in the fermentation residue;
Dehydrating the fermentation residue from which the impurities have been separated to obtain dehydrated sludge; and returning at least a portion of the dehydrated sludge to the methane fermentation tank;
Including the method.
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