JP7531433B2 - 濃度測定システム、廃棄物処理システム、濃度測定方法、および廃棄物処理方法 - Google Patents

Description

本開示は、濃度測定システム、廃棄物処理システム、濃度測定方法、および廃棄物処理方法に関する。

例えば、特許文献１には、液体及び固体の混合物である固液混合物（スラリー）に含まれるアンモニア濃度を検出するセンサ、ナトリウム濃度を検出するセンサ、有機酸濃度を検出するセンサ、水素イオン濃度を検出するセンサが開示されている。

特開２０２０－１６３２８０号公報

ところで、各種センサによる濃度の検出は、遠心分離装置などによって固液混合物から液体が分離されて（固体が除去されて）から実施される。しかしながら、遠心分離装置を用いる場合、固液混合物から液体が分離されるまでに必要となる時間が長く、固液混合物から溶質（アンモニアなど）の濃度を迅速に測定することが難しい。また、遠心分離装置を用意しようとすると、設置費用が高くなりやすい。

本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、固液混合物から溶質の濃度を迅速に測定可能であり、かつ設置費用を抑制できる濃度測定システム及び濃度測定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係る濃度測定システムは、液体及び固体の混合物である固液混合物の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定システムであって、前記固液混合物から前記液体を分離する固液分離装置と、前記固液分離装置で分離された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する濃度測定装置と、を備え、前記固液分離装置は、内部に前記液体が含侵可能な細孔が形成される多孔質体を含む。

上記目的を達成するため、本開示に係る濃度測定方法は、液体及び固体の混合物である固液混合物の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定方法であって、内部に前記液体が含侵可能な細孔が形成される多孔質体を用いて、前記固液混合物から前記液体を分離するステップと、前記固液混合物から分離された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定するステップと、を備える。

本開示の濃度測定システム及び濃度測定方法によれば、固液混合物から溶質の濃度を迅速に測定可能であり、かつ設置費用を抑制できる。

本開示の実施形態１に係る濃度測定システムの構成を概略的に示す図である。 本開示の実施形態１に係る濃度測定装置の構成を概略的に示す図である。 波長と吸光度との関係を示すグラフである。 波長と吸光度変化量との関係を示すグラフである。 波長と吸光度変化量との関係を示すグラフである。 本開示の実施形態２に係る光学式濃度測定装置の構成を概略的に示す図である。 本開示の実施形態３に係る光学式濃度測定装置の構成を概略的に示す図である。 溶質の濃度と吸光度との関係を示すグラフである。 本開示の実施形態４に係る濃度測定システムの構成を概略的に示す図である。 本開示の実施形態５に係る廃棄物処理システムの構成を概略的に示す図である。 本開示の実施形態６に係る廃棄物処理システムの構成を概略的に示す図である。 一実施形態に係る濃度測定方法を示すフローチャートである。 一実施形態に係る廃物処理方法を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態による濃度測定システム、廃棄物処理システム、濃度測定方法、および廃棄物処理方法について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

（実施形態１）
＜実施形態１に係る濃度測定システムの構成＞
図１は、本開示の実施形態１に係る濃度測定システム１の構成を概略的に示す図である。濃度測定システム１は、液体Ｘ１及び固体Ｙ１の混合物である固液混合物Ａの液体Ｘ１に含まれる溶質の濃度を測定する。固液混合物Ａは、特に限定されないが、例えば、廃棄物が加水分解された改質物であってもよいし、この改質物が微生物によって低分子化された低分子化物であってもよい。実施形態１では、固液混合物Ａは低分子化物を含む場合を例にして説明する。

図１に示すように、濃度測定システム１は、固液分離装置２と、希釈装置４と、濃度測定装置６と、を備える。図１に例示する形態では、濃度測定システム１は、流通している低分子化物ｆＡから固液混合物Ａを採取する採取装置４２をさらに備える。

固液分離装置２は、内部に液体Ｘ１が含侵可能な細孔１０が複数形成される多孔質体８を含む。多孔質体８は、容易に弾性変形が可能であるように構成されており、例えば、スポンジである。固液分離装置２は、採取装置４２によって採取された固液混合物Ａを多孔質体８に接触させて、多孔質体８の細孔１０に液体Ｘ１を含浸させることで、固液混合物Ａから液体Ｘ１を分離する。尚、固液分離のために固液混合物Ａを多孔質体８に接触させる前に薬剤（凝集剤など）を添加してもよい。

図１に例示する形態では、固液分離装置２は、多孔質体８から液体Ｘ１を脱水する脱水装置１２をさらに含む。脱水装置１２は、例えば、多孔質体８（スポンジ）を圧縮することで多孔質体８から液体Ｘ１を脱水する。以下、脱水装置１２によって多孔質体８から脱水した液体Ｘ１を分離液体Ｘ２とする。

固液分離装置２は、例えば、多孔質体８の空隙率や細孔１０の径の大きさ、脱水装置１２から多孔質体８に作用する圧縮力の大きさなどを調整することで、分離液体Ｘ２の浮遊物質濃度が５％以下となるように構成されている。浮遊物質は、例えば、粒径が１μｍ以上２ｍｍ以内の固体Ｙ１である。浮遊物質濃度は、分離液体Ｘ２に含まれる浮遊物質の質量を分離液体Ｘ２の質量で除算することで算出される。

図１に例示する形態では、固液分離装置２は、不織布１４をさらに含む。不織布１４は、固液分離装置２における液体Ｘ１の流通方向において、多孔質体８の上流に配置される。つまり、固液分離装置２は、不織布１４を流通した固液混合物Ａを多孔質体８に接触させるように構成されている。

尚、固液分離装置２に含まれる多孔質体８は、実施形態１（スポンジ）に限定されない。幾つかの実施形態では、多孔質体８は、固液混合物Ａに含まれる固体Ｙ１の流入を阻害し、且つ固液混合物Ａに含まれる液体Ｘ１を流通させる分離膜である。分離膜に形成される細孔は、液体Ｘ１が分離膜を流通する際に、液体Ｘ１を一時的に含浸している。

希釈装置４は、分離液体Ｘ２を希釈し、希釈液体Ｘ３を生成する。希釈装置４は、例えば、純水Ｗで分離液体Ｘ２を希釈するが、純水Ｗ以外で希釈してもよい。希釈装置４を設けることで、濃度測定装置６による濃度測定の際に、分離液体Ｘ２に含まれる浮遊物質の影響を抑制することができる。尚、分離液体Ｘ２を希釈する純水Ｗに発色性を向上させるための薬剤を添加してもよい。このような構成によれば、濃度測定装置６による濃度測定の精度を高めることができる。

濃度測定装置６は、固液分離装置２で分離され、且つ希釈装置４で希釈された液体Ｘ１に含まれる溶質の濃度を測定する。図１に例示する形態では、濃度測定装置６は、希釈装置４から供給される希釈液体Ｘ３に含まれる溶質の濃度を測定する。ここで、図２を参照して、濃度測定装置６の構成例について説明する。図２は、本開示の実施形態１に係る濃度測定装置６の構成を概略的に示す図である。

図２に例示する形態では、濃度測定装置６は、希釈液体Ｘ３が供給されるセル１６と、セル１６に光１７を照射する光源１８と、セル１６を通過した光１７を受光する検出器２０と、検出器２０で受光した光１７に基づいて希釈液体Ｘ３に含まれる溶質の濃度を算出する濃度算出装置２２と、を含む光学式濃度測定装置２４（６）である。このような光学式濃度測定装置２４は、光源１８から照射した光１７がセル１６を経由して検出器２０まで伝送するための光ファイバ２５を備えている。尚、光学式濃度測定装置２４は、セル１６を流通する希釈液体Ｘ３から溶質の濃度を連続的に測定するように構成されてもよいし、セル１６に充填されている希釈液体Ｘ３から溶質の濃度をバッチ式に測定するように構成されてもよい。

濃度算出装置２２は、検出器２０と電気的に接続されており、検出器２０が検出する検出情報を取得する。このような濃度算出装置２２は、電子制御装置などのコンピュータであって、図示しないＣＰＵやＧＰＵといったプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ、及びＩ／Ｏインターフェイスなどを備える。濃度算出装置２２は、メモリにロードされたプログラムの命令に従ってプロセッサが動作（演算等）することで、希釈液体Ｘ３に含まれる溶質の濃度の算出を実現する。この濃度の算出方法は特に限定されないが、波長変化毎の吸光度変化を含む変化量や部分的最小二乗回帰を含むスペクトル統計解析手法が適用される。

幾つかの形態では、光学式濃度測定装置２４の濃度算出装置２２は、検出器２０によって検出される検出情報に含まれる吸光度を波長で微分して算出される吸光度変化量に基づいて、希釈液体Ｘ３に含まれる溶質の濃度を算出する。

図３は、波長と吸光度との関係を示すグラフである。図４は、波長と吸光度変化量との関係を示すグラフである。図３において、横軸は波長を、縦軸は吸光度を示している。図４において、横軸は波長を、縦軸は吸光度変化量を示している。図３において、Ａ１は酢酸（溶質）が添加されていない汚泥（固液混合物Ａ）の吸光度を、Ａ２は酢酸が添加されている汚泥の吸光度を、Ａ３は汚泥に添加されている酢酸の吸光度を示している。図４において、Ａ１’は酢酸が添加されていない汚泥の吸光度変化量を、Ａ２’は酢酸が添加されている汚泥の吸光度変化量を、Ａ３’は汚泥に添加されている酢酸の吸光度変化量を示している。

光学式濃度測定装置２４による濃度測定は、予め定められた設定波長Ｂ１における吸光度に基づいて測定されることがある。しかし、図３に示すように、設定波長Ｂ１における吸光度は、設定波長Ｂ１とは異なる波長Ｂ２における吸光度の影響を受ける場合がある。この際、酢酸（溶質）の濃度を設定波長Ｂ１における吸光度に基づいて測定することが容易ではなくなる。特に、汚泥（固液混合物Ａ）が都市ごみを微生物によって低分子化したものである場合、都市ごみは生ごみ、紙ごみ、プラスチックごみなど多くの成分を含むため、吸光度に基づいて濃度測定することが非常に困難となることがある。

これに対して、図４に示すように、設定波長Ｂ１における吸光度変化量は、波長Ｂ２における吸光度変化量の影響を受けない、又は非常に小さい。このため、設定波長Ｂ１における吸光度変化量に基づいて酢酸（溶質）の濃度を測定することで、設定波長Ｂ１における吸光度に基づいて酢酸（溶質）の濃度を測定する場合と比較して、測定精度を高めることができる。

幾つかの実施形態では、光学式濃度測定装置２４の濃度算出装置２２は、予め設定された波長の範囲内にピークを有する吸光度変化量の面積の合計に基づいて、希釈液体Ｘ３に含まれる溶質の濃度を測定する。図５を用いて、この濃度測定方法について具体的に説明する。

図５は、波長と吸光度変化量との関係を示すグラフである。図５において、横軸は波長を、縦軸は吸光度変化量を示している。図５において、フルフラールの吸光度変化量をＡ４’で、５－ヒドロキシメチルフルフラールの吸光度変化量をＡ５’で示している。

フルフラールと５－ヒドロキシメチルフルフラールとは互いに類似した官能基を有する。このため、図５に示すように、フルフラールの吸光度変化量Ａ４’の波形と５－ヒドロキシメチルフルフラールの吸光度変化量Ａ５’の波形は、互いに近接した波長でピークを有する。

濃度算出装置２２には、フルフラールの波形のピークと５－ヒドロキシメチルフルフラールの波形のピークが含まれるように、下限波長Ｂ３と上限波長Ｂ４とが予め設定されている。

そして、濃度算出装置２２は、下限波長Ｂ３から上限波長Ｂ４の間に含まれるフルフラールの吸光度変化量Ａ４の面積と５－ヒドロキシメチルフルフラールの吸光度変化量Ａ５の面積との合計値に基づいて、フルフラールと５－ヒドロキシメチルフルフラールとを含む溶質の濃度を算出する。つまり、濃度算出装置２２は、フルフラールと５－ヒドロキシメチルフルフラールとをフラール類としてまとめ、フラール類の濃度を算出する。

このような構成によれば、フルフラールの濃度と５－ヒドロキシメチルフルフラールの濃度とを個々に算出する場合と比較して、濃度の算出を容易化することができる。よって、光学式濃度測定装置２４のコスト抑制を図ることができる。

＜実施形態１に係る濃度測定システムの作用・効果＞
本開示の実施形態１に係る濃度測定システム１の作用・効果について説明する。実施形態１によれば、多孔質体８を固液混合物Ａに接触させることで、多孔質体８の細孔１０に液体Ｘ１が含浸するので、固液混合物Ａから液体Ｘ１を速やかに分離することができる。よって、固液混合物Ａの液体Ｘ１に含まれる溶質の濃度を迅速に測定することができる。また、多孔質体８は遠心分離装置と比較して費用が低いので、固液分離装置２の設置費用を抑制できる。

実施形態１によれば、脱水装置１２によって多孔質体８から液体Ｘ１を脱水することで、溶質の濃度測定に必要な液体Ｘ１を速やかに抽出（取得）することができる。

固液混合物Ａに含まれる固体Ｙ１の粒径が大きくなると、多孔質体８の細孔１０への液体Ｘ１の含浸を阻害する場合がある。実施形態１によれば、固液混合物Ａは多孔質体８に接触する前に不織布１４と接触するので、不織布１４で粒径の大きい固体Ｙ１を取り除く。このため、多孔質体８の細孔１０に液体Ｘ１をスムーズに含浸させることができる。

実施形態１によれば、濃度測定装置６は光学式濃度測定装置２４であるので、光の吸収、回折、散乱等を用いてセル１６中の希釈液体Ｘ３に含まれる溶質の濃度を測定することができる。尚、濃度測定装置６は、希釈液体Ｘ３に含まれる溶質の濃度を測定可能であるならば、光学式濃度測定装置２４に限定されない。濃度測定装置６は、例えば、希釈液体Ｘ３の電位変化に基づいて、希釈液体Ｘ３に含まれる溶質の濃度を測定する電位測定装置であってもよい。

本発明者らの知見によれば、低分子化物の溶質の濃度が予め設定された範囲内に含まれるのであれば、微生物による低分子化が好適な状態である。一方で、低分子化物の溶質の濃度がこの範囲外に含まれるのであれば、微生物による低分子化が不適な状態である。実施形態１によれば、濃度測定システム１は低分子化物の溶質の濃度を測定するので、この測定値に基づいて、微生物による低分子化が好適な状態であるか否かを速やかに知ることができる。

実施形態１によれば、濃度測定システム１は流通している低分子化物ｆＡから固液混合物Ａを採取する採取装置４２を備えているので、撹拌された状態の低分子化物から固液混合物Ａを採取することができる。

濃度測定装置６は、固液混合物Ａの液体Ｘ１に含まれる溶質の濃度が大きすぎると、溶質の濃度を測定することが難しい場合がある。実施形態１によれば、濃度測定装置６は、希釈装置４によって分離液体Ｘ２が希釈された希釈液体Ｘ３に含まれる溶質の濃度を測定する。このため、固液混合物Ａの液体Ｘ１に含まれる溶質の濃度が濃度測定装置６による測定が可能な濃度より大きくても、溶質の濃度を測定することができる。

尚、希釈装置４は本開示に係る濃度測定システム１における必須の構成ではない。幾つかの実施形態では、濃度測定装置６は、固液分離装置２で分離された分離液体Ｘ２に含まれる溶質の濃度を測定する。

（実施形態２）
実施形態２に係る濃度測定システム１について説明する。実施形態２に係る濃度測定システム１は、実施形態１に係る光学式濃度測定装置２４の構成をさらに限定したものである。実施形態２において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

＜実施形態２に係る濃度測定システムの構成＞
図６は、本開示の実施形態２に係る光学式濃度測定装置２４の構成を概略的に示す図である。図６に示すように、セル１６は、純水Ｗで充填されるようになっている。図６に例示する形態では、光学式濃度測定装置２４は、セル１６に純水Ｗを供給する純水供給装置３０を含んでいる。尚、セル１６は、純水Ｗが充填されるように構成されるのであれば、本開示は実施形態２の構成に限定されない。例えば、セル１６は、上述した希釈装置４に供給される純水Ｗが充填されるように構成されてもよい。

純水供給装置３０は、セル１６に希釈液体Ｘ３が供給されないときに、具体的には、光学式濃度測定装置２４がメンテナンス状態や待機状態であるときに、セル１６に純水Ｗを供給する。そして、セル１６が純水Ｗで充填されると、光源１８は純水Ｗが充填されたセル１６に光１７を照射する。そして、検出器２０は、純水Ｗが充填されたセル１６を通過した光１７である補正光を受光する。

濃度算出装置２２は、検出器２０が検出した補正光の検出情報を取得する。濃度算出装置２２は、補正光の検出情報と比較するための比較情報を予め記憶している。比較情報は、例えば、希釈液体Ｘ３が一度も供給されたことのないセル１６に純水Ｗを充填し、このセル１６に光１７を照射したときに検出される検出情報である。または、比較情報は、前回のメンテナンスのときに検出された補正光の検出情報である。濃度算出装置２２は、検出器２０によって検出された希釈液体Ｘ３の吸光度を、比較情報と補正光の検出情報とを比較することで取得される差分Δ１で補正（ゼロ点補正）する。例えば、濃度算出装置２２は、希釈液体の吸光度を差分Δ１の分だけオフセットする（ずらす）。そして、濃度算出装置２２は、ゼロ点補正された吸光度を波長で微分して算出される吸光度変化量に基づいて、希釈液体Ｘ３に含まれる溶質の濃度を算出する。尚、ゼロ点補正は、濃度算出装置２２以外の装置で行われてもよい。

＜実施形態２に係る濃度測定システムの作用・効果＞
光学式濃度測定装置２４は、第１タイミング及び第１タイミングより後の第２タイミングの両方で同じ濃度の溶質を測定したとしても、例えば、第１タイミングと第２タイミングとではセル１６の汚れ方が互いに異なり、第１タイミングで測定した溶質の濃度が第２タイミングで測定した溶質の濃度と僅かに異なる場合がある。これに対して、実施形態２によれば、溶質の濃度はゼロ点補正されるので、測定タイミングの違いによる影響を抑制することができる。

（実施形態３）
次に、実施形態３に係る濃度測定システム１について説明する。実施形態３に係る濃度測定システム１は、実施形態２に係る光学式濃度測定装置２４の構成をさらに限定したものである。光学式濃度測定装置２４は校正液用セル３２をさらに備える。実施形態３において、実施形態２の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。別の実施形態では、実施形態１に係る濃度測定システム１の光学式濃度測定装置２４が、校正液用セル３２をさらに備える。

＜実施形態３に係る濃度測定システムの構成＞
図７は、本開示の実施形態３に係る光学式濃度測定装置２４の構成を概略的に示す図である。図７に示すように、光学式濃度測定装置２４は、セル１６と検出器２０との間に配置される校正液用セル３２をさらに含む。校正液用セル３２は、光ファイバ２５を介して、セル１６及び検出器２０のそれぞれと接続されている。光源１８からセル１６に照射された光１７は、校正液用セル３２を通過した後に検出器２０によって受光される。

校正液用セル３２は、セル１６に希釈液体Ｘ３が供給されていないときに、具体的には、光学式濃度測定装置２４がメンテナンス状態や待機状態であるときに、溶質の濃度が既知である校正液が供給される。このような校正液は、例えば、既に溶質の濃度が測定されている希釈液体Ｘ３である。校正液用セル３２に校正液が供給されると、光源１８は希釈液体Ｘ３が供給されていないセル１６に光１７を照射する。そして、検出器２０は、希釈液体Ｘ３が供給されていないセル１６、及び校正液が供給されている校正液用セル３２を通過した光１７である校正光を受光する。尚、検出器２０が校正光を受光している際、セルは純水Ｗが充填されていてもよいし、空であってもよい。

図８は、溶質の濃度と吸光度との関係を示すグラフＧｒである。図８において、円形状のプロットは校正液の正味吸光度（検出器２０によって実際に検出された吸光度）を、矩形状のプロットは校正液の理論吸光度（検出器２０によって検出されるべき吸光度）である。

図８に示すように、グラフＧｒには、校正液に含まれる溶質の濃度が第１濃度Ｃ１であるときの正味吸光度ｐ１、第２濃度Ｃ２であるときの正味吸光度ｐ２、及び第３濃度Ｃ３であるときの正味吸光度ｐ３のそれぞれがプロットされている。また、グラフＧｒには、３つの正味吸光度ｐ１，ｐ２，ｐ３を通過する仮想の直線Ｌ１が形成されている。同様に、グラフＧｒには、校正液に含まれる溶質の濃度が第１濃度Ｃ１であるときの理論吸光度ｐ４、第２濃度Ｃ２であるときの理論吸光度ｐ５、第３濃度Ｃ３であるときの理論吸光度ｐ６のそれぞれがプロットされている。グラフＧｒには、３つの理論吸光度ｐ４，ｐ５，ｐ６を通過する仮想の直線Ｌ２が形成されている。尚、図８に例示するグラフＧｒでは、第１濃度Ｃ１＜第２濃度Ｃ２＜第３濃度Ｃ３の順に濃度が高くなっている。

濃度算出装置２２は、検出器２０によって検出された希釈液体Ｘ３の吸光度を、直線Ｌ１の傾きと直線Ｌ２の傾きとを比較することで取得される感度の差分Δ２で補正（感度補正）する。例えば、濃度算出装置２２は、図８に例示するように、直線Ｌ２の傾きを直線Ｌ１の傾きに変化させた直線Ｌ２ａを形成し、この直線Ｌ２ａ上にプロットされる吸光度を取得する。図８に例示する形態では、直線Ｌ２における溶質の濃度がゼロであるゼロ点ｐ７と直線Ｌ２ａにおける溶質の濃度がゼロであるゼロ点ｐ８とは同じ位置である。そして、濃度算出装置２２は、感度補正された吸光度を波長で微分して算出される吸光度変化量に基づいて、希釈液体Ｘ３に含まれる溶質の濃度を算出する。尚、感度補正は、濃度算出装置２２以外の装置で行われてもよい。

＜実施形態３に係る濃度測定システムの作用・効果＞
検出器２０は、光１７を受光する検出感度を維持することが容易ではない場合がある。実施形態３によれば、検出器２０によって検出された希釈液体Ｘ３の吸光度は感度補正されるので、検出感度の差を抑制することができる。

（実施形態４）
次に、実施形態４に係る濃度測定システム１について説明する。実施形態４に係る濃度測定システム１は、実施形態１に対して、洗浄ライン３４を付加したものである。実施形態４において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。別の実施形態では、濃度測定システム１は、実施形態２又は３に対して、洗浄ライン３４を付加したものである。

＜実施形態４に係る濃度測定システムの構成＞
図９は、本開示の実施形態４に係る濃度測定システム１の構成を概略的に示す図である。図９に示すように、濃度測定システム１は、洗浄用流体が流通する洗浄ライン３４をさらに備える。図９に例示する形態では、洗浄ライン３４は、固液分離装置２を洗浄するための第１洗浄用流体ｆ１が流通する第１洗浄ライン３６（３４）、希釈装置４を洗浄するための第２洗浄用流体ｆ２が流通する第２洗浄ライン３８（３４）、及び濃度測定装置６を洗浄するための第３洗浄用流体ｆ３が流通する第３洗浄ライン４０（３４）、を含んでいる。

第１洗浄用流体ｆ１は、例えば、純水、又はアンモニア水のような窒素を含む窒素含有水である。つまり、固液分離装置２は、純水又は窒素含有水で洗浄されるようになっている。第２洗浄用流体ｆ２は、例えば、窒素含有水であって、希釈装置４は窒素含有水で洗浄されるようになっている。第３洗浄用流体ｆ３は、例えば、窒素含有水であって、濃度測定装置６は窒素含有水で洗浄されるようになっている。不図示であるが、濃度測定システム１は、固液分離装置２、希釈装置４、及び濃度測定装置６のそれぞれを乾燥するための乾燥装置をさらに備えてもよい。

＜実施形態４に係る濃度測定システムの作用・効果＞
実施形態４によれば、第１洗浄ライン３６が設けられることで、固液分離装置２（特に多孔質体８）に液体Ｘ１や固体Ｙ１が残留することを抑制する。特に、多孔質体８に吸着している固体Ｙ１を取り除くことができる。また、第２洗浄ライン３８が設けられることで、希釈装置４に分離液体Ｘ２や分離液体Ｘ２に含まれる微細な固体Ｙ１が残留することを抑制する。また、第３洗浄ライン４０が設けられることで、濃度測定装置６に希釈液体Ｘ３や希釈液体Ｘ３に含まれる微細な固体Ｙ１が残留することを抑制する。このため、固液分離装置２、希釈装置４、及び濃度測定装置６のそれぞれが良好な状態である期間を長くすることができる。

尚、実施形態４では、洗浄ライン３４は、第１洗浄ライン３６、第２洗浄ライン３８、及び第３洗浄ライン４０を含んでいたが、本開示はこの実施形態に限定されない。洗浄ライン３４は、第１洗浄ライン３６、及び第３洗浄ライン４０のうち少なくとも１つを含んでいればよく、例えば、第１洗浄ライン３６だけを含んでいてもよい。

（実施形態５）
＜実施形態５に係る廃棄物処理システムの構成＞
次に、実施形態５に係る廃棄物処理システム５０について説明する。図１０は、本開示の実施形態５に係る廃棄物処理システム５０の構成を概略的に示す図である。図１０に示すように、廃棄物処理システム５０は、改質装置５２と、微生物反応装置（バイオガス発酵槽１００）と、実施形態１に係る濃度測定システム１と、調整装置５４と、を備える。尚、別の実施形態では、廃棄物処理システム５０は、実施形態１に係る濃度測定システム１に代わり、実施形態２から４の何れか１つに係る濃度測定システム１を備える。

改質装置５２は、例えば、廃棄物を収集した車両又はプラント等から廃棄物をそのまま受け入れて蒸気によって廃棄物をバッチ式に加水分解するものであり、具体的には、廃棄物が投入される投入口５６及び加水分解された廃棄物が排出される排出口５８を含む筐体６０を備えるバッチ式の改質装置である。投入口５６及び排出口５８にはそれぞれ不図示の開閉弁が設けられ、開閉弁をそれぞれ閉じることにより、筐体６０を密閉できる。改質装置５２における廃棄物の加水分解は、蒸気が廃棄物に接触して廃棄物を加熱する湿式の加水分解であってもよいし、蒸気が廃棄物には接触しないで間接的に廃棄物を加熱する乾式の加水分解であってもよい。乾式の加水分解の場合には、筐体６０内の廃棄物中の水分が蒸発して水蒸気となり、その水蒸気によって筐体６０内の廃棄物が均一に加熱される。また、加水分解のためには水分が必要であるが、水蒸気によって水分が廃棄物の表面に付着することで水分が供給される。尚、図１０には１つの改質装置５２が記載されているが、複数の改質装置５２が直列に接続された構成や複数の改質装置５２が並列に接続された構成、直列に接続された構成と並列に接続された構成とが組み合わされた構成であってもよい。

微生物反応装置は、改質装置５２によって加水分解された廃棄物である改質物Ｚ１を微生物によって低分子化する。言い換えると、微生物反応装置は、改質物Ｚ１を低分子化して低分子化物を生成する。実施形態５では、微生物反応装置は、バイオガス発酵槽１００である。バイオガス発酵槽１００は、改質物Ｚ１を微生物によって低分子化し、メタン発酵汚泥のような低分子化物を生成するとともに、メタン等のバイオガスを有価物として製造する。尚、微生物反応装置はバイオガス発酵槽１００に限定されない。微生物反応装置は、デンプンやセルロースのような炭水化物から有価物としての糖を製造する糖化槽や堆肥化して堆肥を製造する堆肥化装置であってもよい。

図１０に例示する形態では、バイオガス発酵槽１００は、改質物Ｚ１が流通する改質ライン５３を介して、改質装置５２と接続されている。改質ライン５３には、バイオガス発酵槽１００に供給される改質物Ｚ１の量を調整するための調整弁５５が設けられている。この調整弁５５は、後述するように調整装置５４から送信される指示に従って開度が調整されるようになっている。

図１０に例示する形態では、バイオガス発酵槽１００は、低分子化物を含む内容物の一部を外部に取出して再びバイオガス発酵槽１００に戻す循環ライン１０２を備えている。具体的には、循環ライン１０２は、バイオガス発酵槽１００の下部に形成される出口１０４とバイオガス発酵槽１００の下部より上方に位置する上部に形成される入口１０６とを接続している。循環ライン１０２は、出口１０４を介して、内容物の一部をバイオガス発酵槽１００の外部に取出している。そして、入口１０６を介して、循環ライン１０２を流通する内容物の一部をバイオガス発酵槽１００に戻している。このように、循環ライン１０２に内容物の一部を流通させることで、バイオガス発酵槽１００の内容物を撹拌するようになっている。

循環ライン１０２には、循環ライン１０２から分岐し、濃度測定システム１の固液分離装置２と接続する採取ライン１０７が設けられている。この採取ライン１０７には、例えばポンプが設けられており、循環ライン１０２を流通する内容物の一部を固液混合物Ａとして採取する採取装置４２として機能している。濃度測定システム１は、バイオガス発酵槽１００の内容物（固液混合物Ａ）の液体Ｘ１に含まれる溶質の濃度を測定する。

図１０に例示する形態では、濃度測定システム１は、循環ライン１０２と濃度測定装置６とを接続する廃液ライン１０８をさらに備えている。この廃液ライン１０８は、循環ライン１０２をバイオガス発酵槽１００の内容物の一部が流通する方向において、採取ライン１０７よりも循環ライン１０２の下流側に接続している。このような廃液ライン１０８が循環ライン１０２に設けられることで、濃度測定装置６を流通した希釈液体Ｘ３は、廃液ライン１０８を介して、循環ライン１０２に戻るようになっている。尚、不図示であるが、濃度測定装置６を流通した希釈液体Ｘ３は、循環ライン１０２に戻らず、希釈液体Ｘ３を廃液処理する廃液処理装置に送られてもよい。

調整装置５４は、濃度測定システム１の測定値である溶質の濃度に基づいて、バイオガス発酵槽１００に供給される改質物Ｚ１の量及びタイミングを調整する。このような調整装置５４は、電子制御装置などのコンピュータであって、図示しないＣＰＵやＧＰＵといったプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ、及びＩ／Ｏインターフェイスなどを備える。図１０に例示する形態では、調整装置５４は、濃度測定システム１の濃度測定装置６（光学式濃度測定装置２４）及び調整弁５５のそれぞれと電気的に接続されている。調整装置５４は、濃度測定装置６が測定した溶質の濃度に基づいてメモリにロードされたプログラムの命令に従ってプロセッサが動作（演算等）することで、調整弁５５の開度を算出する。そして、調整装置５４は、この算出した開度に調整するように、調整弁５５に指示する。尚、調整装置５４は、改質装置５２やバイオガス発酵槽１００とともにプラント内に設置されてもよいし、プラントとは異なる場所に設置されてもよい。また、調整装置５４は、クラウドサーバ上に構成されてもよい。

以下、濃度測定システム１は、バイオガス発酵槽１００の内容物に含まれる揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）の濃度を測定する場合を例にして説明する。幾つかの実施形態では、濃度測定システム１の濃度測定装置６は、希釈液体Ｘ３に含まれる揮発性脂肪酸の濃度のみを測定する。揮発性脂肪酸の濃度がバイオガス発酵槽１００内の微生物に影響を与える主要因である場合がある。このような構成によれば、濃度測定装置６による測定対象を揮発性脂肪酸に限定することで、濃度測定システム１が測定値を取得するためにかかる測定コスト（時間や費用）を抑制することができる。尚、本開示は、濃度測定システム１の測定対象を揮発性脂肪酸に限定するものではない。濃度測定システム１は、上述したフラール類やフェノール類の濃度を測定してもよいし、複数の溶質の濃度を測定してもよい。

調整装置５４による改質物Ｚ１の調整の一例について説明する。調整装置５４は、濃度測定システム１によって測定された揮発性脂肪酸の濃度が予め設定された下限値（例えば、１０００ｐｐｍ）より小さくなると、調整弁５５の開度を大きくし、バイオガス発酵槽１００に供給される改質物Ｚ１の量を増やす。これにより、バイオガス発酵槽１００内における改質物Ｚ１（餌）の不足による微生物の死滅を抑制することができる。一方で、調整装置５４は、濃度測定システム１によって測定された揮発性脂肪酸の濃度が予め設定された上限値（例えば、１００００ｐｐｍ）より大きくなると、調整弁５５の開度を小さくし、バイオガス発酵槽１００に供給される改質物Ｚ１の量を減らす。これにより、バイオガス発酵槽１００の内容物が酸敗することによる微生物の死滅を抑制することができる。

＜実施形態５に係る廃棄物処理システムの作用・効果＞
実施形態５によれば、濃度測定システム１によってバイオガス発酵槽１００の内容物に含まれる揮発性脂肪酸の濃度が測定される。そして、調整装置５４は、この測定された揮発性脂肪酸の濃度に基づいて、バイオガス発酵槽１００に供給される改質物Ｚ１の量及びタイミングを調整する。このため、バイオガス発酵槽１００を微生物による低分子化が好適な状態に維持し続けることができる。

廃棄物処理システム５０が改質装置５２及びバイオガス発酵槽１００を備える場合、改質装置５２は原料（廃棄物）組成の影響を増幅する効果があるので、改質装置５２及びバイオガス発酵槽１００を備えるだけの構成では、改質操作を失敗すると入口組成の微小変動が増幅され、バイオガス発酵槽１００を安定に運転することが困難な場合が多い。実施形態５によれば、廃棄物処理システム５０は、改質装置５２及びバイオガス発酵槽１００に加え、濃度測定システム１と、調整装置５４と、を備えているので、バイオガス発酵槽１００を微生物による低分子化が好適な状態に維持し続けることができる。

幾つかの実施形態では、廃棄物処理システム５０は、濃度測定システム１の測定値に基づいて、改質装置５２における加水分解条件（温度／圧力／時間／攪拌回転数等）を設定するように構成される。このような構成によれば、微生物反応に適した条件の改質物Ｚ１をバイオガス発酵槽１００に供給でき、微生物反応による有価物の生成を効率よく行うことができる。

尚、実施形態５では、濃度測定システム１は、バイオガス発酵槽１００の内容物に含まれる溶質（揮発性脂肪酸）の濃度を測定するように配置されていたが、本開示はこの形態に限定されない。濃度測定システム１は、廃棄物処理システム５０において生成される固液混合物Ａの液体Ｘ１に含まれる溶質の濃度を測定する。不図示であるが、幾つかの実施形態では、濃度測定システム１は、改質ライン５３を流通する改質物Ｚ１に含まれる溶質の濃度を測定する。

（実施形態６）
＜実施形態６に係る廃棄物処理システムの構成＞
実施形態６に係る廃棄物処理システム５０について説明する。実施形態６に係る廃棄物処理システム５０は、調整装置５４がバイオガス発酵槽１００に供給される易分解物Ｚ２の供給量及びタイミングを調整するように構成される点で実施形態５に係る廃棄物処理システム５０と異なる。実施形態６において、実施形態５の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

ここで、易分解物Ｚ２及び難分解物Ｚ３について説明する。易分解物Ｚ２は、バイオガス発酵槽１００に供給される改質物Ｚ１のうち予め決められた時間以内で微生物による低分子化が可能なものであって、例えば、グルコースのような糖である。難分解物Ｚ３は、バイオガス発酵槽１００において易分解物Ｚ２と比較して微生物による低分子化の時間が長いものであって、例えば、カゼインやセルロースである。尚、予め決められた時間とは、任意に決めてよい時間であり、例えば、１００時間である。

図１１は、本開示の実施形態６に係る廃棄物処理システム５０の構成を概略的に示す図である。図１１に示すように、廃棄物処理システム５０は、分離装置６２と、易分解物Ｚ２が貯槽される易分解物タンク６４と、難分解物Ｚ３が貯槽される難分解物タンク６６と、をさらに備える。易分解物タンク６４及び難分解物タンク６６のそれぞれは、改質装置５２とバイオガス発酵槽１００との間で互いに対して並列に配置されている。

分離装置６２は、改質装置５２とバイオガス発酵槽１００との間に配置される。分離装置６２は、改質装置５２から供給される改質物Ｚ１を易分解物Ｚ２と難分解物Ｚ３とに分離する。このような分離装置６２は、例えば、改質物Ｚ１を大粒径成分と該大粒径成分よりも粒径の小さい小粒径成分とに分離するスクリーンである。

分離装置６２によって分離された小粒径成分は、易分解物Ｚ２として易分解物タンク６４に供給される。易分解物タンク６４は、易分解物Ｚ２が流通する易分解物ライン６８を介して、バイオガス発酵槽１００と接続されている。易分解物ライン６８には、易分解物タンク６４からバイオガス発酵槽１００に供給される易分解物Ｚ２の量を調整するための易分解物用調整弁７０が設けられている。この易分解物用調整弁７０は、上述した調整弁５５と同様に構成されており、調整装置５４から送信される指示に従って開度が調整されるようになっている。つまり、調整装置５４は、濃度測定システム１によって測定された揮発性脂肪酸の濃度に基づいて、バイオガス発酵槽１００に供給される易分解物Ｚ２の供給量、及びタイミングを調整する。バイオガス発酵槽１００に供給された易分解物Ｚ２（小粒径成分）は、低分子化されてバイオガスＧを生成する。バイオガス発酵槽１００で生成されたバイオガスＧは、ガスホルダ７２に貯槽される。

分離装置６２によって分離された大粒径成分は、難分解物Ｚ３として難分解物タンク６６に供給される。大粒径成分の主成分は、プラスチックごみに由来するものや金属のようにバイオガス発酵槽１００で低分子化され得ないものである。別の言い方をすれば、大粒径成分は微生物反応に対する反応不適物であり、小粒径成分は微生物反応に対する反応適合物である。図１１に例示する形態では、難分解物タンク６６は、難分解物Ｚ３が流通する難分解物ライン６９を介して、バイオガス発酵槽１００と接続されている。

＜実施形態６に係る廃棄物処理システムの作用・効果＞
バイオガス発酵槽１００が微生物による低分子化が好適な状態であるか否かは、バイオガス発酵槽１００に供給される易分解物Ｚ２の量やタイミングが支配的になることが多い。実施形態６によれば、調整装置５４は、濃度測定システム１によって測定された揮発性脂肪酸の濃度に基づいて、バイオガス発酵槽１００に供給される易分解物Ｚ２の供給量、及びバイオガス発酵槽１００に易分解物Ｚ２を供給するタイミングを調整するので、バイオガス発酵槽１００を微生物による低分子化が好適な状態に維持し続けることができる。

また、実施形態６によれば、分離装置６２が配置されることで、分離装置６２が配置されない場合と比較して、純度及び流動性が高い易分解物Ｚ２をバイオガス発酵槽１００に供給することができる。これにより、バイオガス発酵槽１００を速やかに微生物による低分子化が好適な状態にすることができる。また、分離装置６２が配置されることで、改質物Ｚ１から難分解物Ｚ３を分離し、バイオガス発酵槽１００へ供給される反応不適物の量を減らすことができる。その結果、バイオガス発酵槽１００において低分子化が阻害されるおそれを低減し、低分子化を効率よく行うことができる。

尚、図１１に例示する形態では、廃棄物処理システム５０は、分離装置６２、易分解物タンク６４及び難分解物タンク６６を備え、易分解物Ｚ２および難分解物Ｚ３のそれぞれを明確に分離して別々のタンクに貯留する理想的な形態を説明しているが、必ずしも完全に分離する必要はない。廃棄物処理システム５０は、特に反応の早い易分解物Ｚ２の供給量を調整できるような構成とすることで上述した効果と同様の効果を得ることが可能である。

尚、図１１に例示する形態では、濃度測定システム１は、バイオガス発酵槽１００の内容物（固液混合物Ａ）の液体Ｘ１に含まれる溶質の濃度を測定していたが、本開示はこの形態に限定されない。幾つかの実施形態では、濃度測定システム１は、改質装置５２によって加水分解された廃棄物である改質物Ｚ１（固液混合物Ａ）の液体に含まれる溶質の濃度を測定する。この場合、改質装置５２から分離装置６２に改質物Ｚ１を供給するラインから改質物Ｚ１（水熱加水分解処理物）が採取されてもよいし、易分解物タンク６４から易分解物Ｚ２（混合調整槽スラリ）が採取されてもよい。

＜濃度測定方法＞
本開示に係る濃度測定方法は、液体Ｘ１及び固体Ｙ１の混合物である固液混合物Ａの液体Ｘ１に含まれる溶質の濃度を測定する方法である。図１２は、一実施形態に係る濃度測定方法を示すフローチャートである。図１２に示すように、濃度測定方法は、固液分離ステップＳ２と、希釈ステップＳ４と、濃度測定ステップＳ６と、を備える。

固液分離ステップＳ２では、内部に液体Ｘ１が含侵可能な細孔１０が形成される多孔質体８を用いて、固液混合物Ａから液体Ｘ１を分離する。具体的には、多孔質体８を固液混合物Ａに接触させる。希釈ステップＳ４では、固液分離ステップＳ２において固液混合物Ａから分離された液体Ｘ１を希釈し、希釈液体Ｘ３を生成する。濃度測定ステップＳ６では、希釈ステップＳ４において生成された希釈液体Ｘ３に含まれる溶質の濃度を測定する。

このような濃度測定方法によれば、多孔質体８を固液混合物Ａに接触させることで、多孔質体８に形成される細孔１０に液体Ｘ１が含浸するので、固液混合物Ａから液体Ｘ１を速やかに分離することができる。よって、固液混合物Ａの液体Ｘ１に含まれる溶質の濃度を迅速に測定することができる。また、多孔質体８は遠心分離装置と比較して費用が低いので、固液分離ステップＳ２を実施するために準備する装置の費用を抑制できる。

尚、希釈ステップＳ４は本開示に係る濃度測定方法における必須の構成ではない。幾つかの実施形態では、濃度測定ステップＳ６では、固液分離ステップＳ２で分離された分離液体Ｘ２に含まれる溶質の濃度を測定する。

＜廃棄物処理方法＞
図１３は、一実施形態に係る廃棄物処理方法を示すフローチャートである。図１３に示すように、廃棄物処理方法は、加水分解ステップＳ５２と、低分子化ステップＳ５４と、上述した濃度測定方法（固液分離ステップＳ２、希釈ステップＳ４、及び濃度測定ステップＳ６）と、調整ステップＳ５６と、を含む。固液混合物Ａは、改質物Ｚ１が微生物によって低分子化された低分子化物である。つまり、濃度測定方法は、低分子化物の液体に含まれる溶質の濃度を測定する。

加水分解ステップＳ５２では、廃棄物を加水分解する。低分子化ステップＳ５４では、加水分解ステップＳ５２において加水分解された廃棄物である改質物Ｚ１を微生物によって低分子化する。調整ステップＳ５６では、濃度測定方法によって測定された溶質の濃度に基づいて、低分子化ステップＳ５４において低分子化される改質物Ｚ１の量及びタイミングを調整する。図１３に例示する形態では、調整ステップＳ５６は、加水分解ステップＳ５２の後、且つ低分子化ステップＳ５４の前に実施されている。

このような廃棄物処理方法によれば、低分子化ステップＳ５４において、微生物による改質物の低分子化に好適な状態を維持し続けることができる。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

［１］本開示に係る濃度測定システムは、
液体（Ｘ１）及び固体（Ｙ１）の混合物である固液混合物（Ａ）の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定システム（１）であって、
前記固液混合物から前記液体を分離する固液分離装置（２）と、
前記固液分離装置で分離された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する濃度測定装置（６）と、を備え、
前記固液分離装置は、内部に前記液体が含侵可能な細孔（１０）が形成される多孔質体（８）を含む。

上記[１]に記載の構成によれば、多孔質体を固液混合物に接触させることで、多孔質体に形成される細孔に液体が含浸するので、固液混合物から液体を速やかに分離することができる。よって、固液混合物の液体に含まれる溶質の濃度を迅速に測定することができる。また、多孔質体は遠心分離装置と比較して費用が低いので、固液分離装置の設置費用を抑制できる。

[２]幾つかの実施形態では、上記[１]に記載の構成において、
前記固液分離装置で分離された前記液体を希釈する（４）をさらに備え、
前記濃度測定装置は、前記固液分離装置で分離され、且つ前記希釈装置で希釈された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する。

濃度測定装置は、固液混合物の液体に含まれる溶質の濃度が大きすぎると、溶質の濃度を測定することが難しい場合がある。上記[２]に記載の構成によれば、濃度測定装置は、希釈装置で希釈された液体に含まれる溶質の濃度を測定する。このため、固液混合物の液体に含まれる溶質の濃度が濃度測定装置による測定が可能な濃度より大きくても、溶質の濃度を測定することができる。

[３]幾つかの実施形態では、上記[１]又は[２]に記載の構成において、
前記固液分離装置は、前記多孔質体から前記液体を脱水する脱水装置（１２）をさらに含む。

上記[３]に記載の構成によれば、脱水装置によって多孔質体から液体を脱水することで、溶質の濃度測定に必要な液体を速やかに抽出することができる。

[４]幾つかの実施形態では、上記[１]から[３]の何れか１つに記載の構成において、
前記固液分離装置は、不織布（１４）をさらに含み、
前記不織布は、前記固液分離装置における前記液体の流通方向において、前記多孔質体の上流に配置される。

固液混合物に含まれる固体の粒径が大きくなると、多孔質体の細孔への液体の含浸を阻害する場合がある。上記[４]に記載の構成によれば、固液混合物は多孔質体に接触する前に不織布と接触するので、不織布で粒径の大きい固体を取り除く。このため、多孔質体の細孔に液体をスムーズに含浸させることができる。

[５]幾つかの実施形態では、上記[１]から[４]の何れか１つに記載の構成において、
前記固液分離装置、及び前記濃度測定装置のうち少なくとも１つを洗浄するための洗浄用流体（ｆ１、ｆ３）が流通する洗浄ライン（３４）をさらに備える。

上記[５]に記載の構成によれば、固液分離装置、及び濃度測定装置のうち少なくとも１つに固液混合物から分離させた液体が残留することを抑制する。このため、固液分離装置、及び濃度測定装置のうち少なくとも１つが良好な状態である期間を長くすることができる。

[６]幾つかの実施形態では、上記[１]から[５]の何れか１つに記載の構成において、
前記濃度測定装置は、
前記固液分離装置で分離された前記液体である分離液体（Ｘ２）が供給されるセル（１６）と、
前記セルに光を照射する光源（１８）と、
前記セルを通過した前記光を受光する検出器（２０）と、
を含む光学式濃度測定装置（２４）である。

上記[６]に記載の構成によれば、濃度測定システムは、光の吸収、回折、散乱等を用いてセル中の分離液体に含まれる溶質の濃度を測定する光学式濃度測定装置を適用することができる。

[７]幾つかの実施形態では、上記[６]に記載の構成において、
前記光学式濃度測定装置は、吸光度を波長で微分して算出される吸光度変化量に基づいて、前記分離液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する。

特定の波長における吸光度は、特定の波長とは異なる波長における吸光度の影響を受ける場合がある。これに対して、特定の波長における吸光度変化量は、特定の波長とは異なる波長における吸光度変化量の影響を受けない、又は非常に小さい。上記[７]に記載の構成によれば、光学式濃度測定装置は吸光度変化量に基づいて分離液体に含まれる溶質の濃度を測定するので、吸光度に基づいて分離液体に含まれる溶質の濃度を測定する場合と比較して、測定精度を高めることができる。

[８]幾つかの実施形態では、上記[７]に記載の構成において、
前記光学式濃度測定装置は、予め設定された波長の範囲内にピークを有する吸光度変化量の面積の合計に基づいて、前記分離液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する。

上記[８]に記載の構成によれば、予め設定された波長の範囲内にピークを有する吸光度変化量の面積の合計に基づいて、希釈液体に含まれる溶質の濃度を測定する。つまり、複数の溶質を１つの溶質としてまとめ（例えば、フルフラールと５－ヒドロキシメチルフルフラールとをフラール類としてまとめ）、この１つの溶質の濃度を測定する。このため、複数の溶質の濃度を個々に測定する場合と比較して、溶質の濃度の測定を容易化することができる。

[９]幾つかの実施形態では、上記[６]から[８]の何れか１つに記載の構成において、
前記セルは、前記分離液体とは異なる補正用液体が充填されるように構成され、
前記光源は、前記補正用液体が充填された前記セルに前記光を照射するように構成され、
前記検出器は、前記補正用液体が充填された前記セルを通過した前記光である補正光を受光するように構成され、
前記光学式濃度測定装置は、前記検出器が受光した前記補正光に基づいて、前記検出器の検出値を補正するように構成される。

光学式濃度測定装置は、第１タイミングと第１タイミングより後の第２タイミングの両方で同じ濃度の溶質を測定したとしても、第１タイミングで測定した溶質の濃度が第２タイミングで測定した溶質の濃度と僅かに異なる場合がある。上記[９]に記載の構成によれば、補正用液体が充填されたセルを通過した補正光に基づいて、溶質の濃度は補正されるので、測定タイミングの違いによる影響を抑制することができる。

[１０]幾つかの実施形態では、上記[６]から[９]の何れか１つに記載の構成において、
前記光学式濃度測定装置は、
前記セルと前記検出器との間に配置される校正液用セル（３２）をさらに含み、
前記校正液用セルは、前記セルに前記分離液体が供給されていないときに、濃度が既知である校正液が供給され、
前記検出器は、前記分離液体が供給されていない前記セル、及び前記校正液が供給されている前記校正液用セルの両方を通過した前記光である校正光を受光するように構成され、
前記光学式濃度測定装置は、前記検出器が受光した前記校正光に基づいて、前記検出器の検出値を補正するように構成される。

光学式濃度測定装置の検出器は、光を受光する検出感度を維持することが容易ではない場合がある。上記[１０]に記載の構成によれば、分離液体が供給されていないセル、及び校正液が供給されている校正液用セルの両方を通過した校正光に基づいて、検出器の検出値が補正されるので、検出感度の差を抑制することができる。

[１１]幾つかの実施形態では、上記[１]から[１０]の何れか１つに記載の構成において、
前記固液混合物は、微生物によって低分子化された低分子化物を含む。

本発明者らの知見によれば、低分子化物の溶質の濃度が予め設定された範囲内に含まれるのであれば、微生物による低分子化が好適な状態である。一方で、低分子化物の溶質の濃度がこの範囲外に含まれるのであれば、微生物による低分子化が不適な状態である。上記[１１]に記載の構成によれば、低分子化物の溶質の濃度が測定されるので、この測定値に基づいて、微生物による低分子化が好適な状態であるか否かを速やかに知ることができる。

[１２]幾つかの実施形態では、上記[１１]に記載の構成において、
流通している前記低分子化物（ｆＡ）から前記固液混合物を採取する採取装置（４２）をさらに備える。

上記[１２]に記載の構成によれば、流通している低分子化物から固液混合物を採取するので、撹拌された状態の低分子化物から固液混合物を採取することができる。

[１３]幾つかの実施形態では、上記[１]から[１２]の何れか１つに記載の構成において、
前記固液混合物は、廃棄物が加水分解された改質物（Ｚ１）を含む。

廃棄物を加水分解する条件は、改質物に含まれる溶質の濃度に基づいて決定されることがある。上記[１３]に記載の構成によれば、改質物に含まれる溶質の濃度が測定されるので、この測定値に基づいて、廃棄物を加水分解する条件を速やかに決定することができる。

［１４］本開示に係る廃棄物処理システム（５０）は、
廃棄物を加水分解する少なくとも１つの改質装置（５２）と、
前記少なくとも１つの改質装置で加水分解された前記廃棄物である改質物を微生物によって低分子化する微生物反応装置（１００）と、
請求項１から１３の何れか１つに記載の濃度測定システムと、
前記濃度測定装置の測定値に基づいて、前記微生物反応装置に供給される前記改質物の量及びタイミングを調整する調整装置（５４）と、を備え、
前記固液混合物は、前記改質物および前記改質物が微生物によって低分子化された低分子化物のうちの少なくとも一方を含む。

上記[１４]に記載の構成によれば、微生物反応装置を微生物による改質物の低分子化に好適な状態に維持し続けることができる。

[１５]本開示に係る濃度測定方法は、
液体及び固体の混合物である固液混合物の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定方法であって、
内部に前記液体が含侵可能な細孔が形成される多孔質体を用いて、前記固液混合物から前記液体を分離するステップ（Ｓ２）と、
前記固液混合物から分離された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定するステップ（Ｓ６）と、を備える。

上記[１５]に記載の方法によれば、多孔質体を固液混合物に接触させることで、多孔質体に形成される細孔に液体が含浸するので、固液混合物から液体を速やかに分離することができる。よって、固液混合物の液体に含まれる溶質の濃度を迅速に測定することができる。また、多孔質体は遠心分離装置と比較して費用が低いので、固液混合物から液体を分離するために準備する装置の費用を抑制できる。

[１６]本開示に係る廃棄物処理方法は、
廃棄物を加水分解する加水分解ステップ（Ｓ５２）と、
加水分解された前記廃棄物である改質物を微生物によって低分子化する低分子化ステップ（Ｓ５４）と、
上記[１５]に記載の濃度測定方法と、
測定された前記溶質の濃度に基づいて、前記低分子化ステップにおいて低分子化される前記改質物の量及びタイミングを調整する調整ステップ（Ｓ５６）と、を備え、
前記固液混合物は、前記改質物および前記改質物が微生物によって低分子化された低分子化物のうちの少なくとも一方を含む。

上記[１６]に記載の方法によれば、低分子化ステップにおいて微生物による改質物の低分子化に好適な状態を維持し続けることができる。

１ 濃度測定システム
２ 固液分離装置
４ 希釈装置
６ 濃度測定装置
８ 多孔質体
１０ 細孔
１２ 脱水装置
１４ 不織布
１６ セル
１８ 光源
２０ 検出器
２４ 光学式濃度測定装置
３２ 校正液用セル
３４ 洗浄ライン
４２ 採取装置
５０ 廃棄物処理システム
５２ 改質装置
５４ 調整装置
６２ 分離装置
６４ 易分解物タンク
６６ 難分解物タンク
１００ バイオガス発酵槽（微生物反応装置）
Ａ 固液混合物
Ｘ１ 液体
Ｘ３ 希釈液体
Ｙ１ 固体
Ｚ１ 改質物
Ｚ２ 易分解物
Ｚ３ 難分解物
ｆ１ 第１洗浄用流体
ｆ２ 第２洗浄用流体
ｆ３ 第３洗浄用流体

Ｓ２ 固液分離ステップ
Ｓ４ 希釈ステップ
Ｓ６ 濃度測定ステップ
Ｓ５２ 加水分解ステップ
Ｓ５４ 低分子化ステップ
Ｓ５６ 調整ステップ

Claims (12)

1. 液体及び固体の混合物である固液混合物の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定システムであって、
   廃棄物が加水分解された改質物、および、微生物によって低分子化された低分子化物のうち少なくとも一方を含む前記固液混合物から前記液体を分離する固液分離装置と、
   前記固液分離装置で分離された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する濃度測定装置と、を備え、
   前記固液分離装置は、内部に前記液体が含侵可能な細孔が形成される多孔質体を含み、
   前記濃度測定装置は、
   前記固液分離装置で分離された前記液体である分離液体が供給されるセルと、
   前記セルに光を照射する光源と、
   前記セルを通過した前記光を受光する検出器と、
   を含む光学式濃度測定装置であり、前記検出器によって検出される吸光度を波長で微分して算出される吸光度変化量に基づいて、前記分離液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する、
   濃度測定システム。
2. 前記固液分離装置で分離された前記液体を希釈する希釈装置をさらに備え、
   前記濃度測定装置は、前記固液分離装置で分離され、且つ前記希釈装置で希釈された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する、
   請求項１に記載の濃度測定システム。
3. 前記固液分離装置は、前記多孔質体から前記液体を脱水する脱水装置をさらに含む、
   請求項１又は２に記載の濃度測定システム。
4. 前記固液分離装置は、不織布をさらに含み、
   前記不織布は、前記固液分離装置における前記液体の流通方向において、前記多孔質体の上流に配置される、
   請求項１から３の何れか一項に記載の濃度測定システム。
5. 前記固液分離装置、及び前記濃度測定装置のうち少なくとも１つを洗浄するための洗浄用流体が流通する洗浄ラインをさらに備える、
   請求項１から４の何れか一項に記載の濃度測定システム。
6. 前記光学式濃度測定装置は、予め設定された波長の範囲内にピークを有する吸光度変化量の面積の合計に基づいて、前記分離液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する、
   請求項１から５の何れか一項に記載の濃度測定システム。
7. 前記セルは、前記分離液体とは異なる補正用液体が充填されるように構成され、
   前記光源は、前記補正用液体が充填された前記セルに前記光を照射するように構成され、
   前記検出器は、前記補正用液体が充填された前記セルを通過した前記光である補正光を受光するように構成され、
   前記光学式濃度測定装置は、前記検出器が受光した前記補正光に基づいて、前記検出器の検出値を補正するように構成される、
   請求項１から６の何れか一項に記載の濃度測定システム。
8. 前記光学式濃度測定装置は、
   前記セルと前記検出器との間に配置される校正液用セルをさらに含み、
   前記校正液用セルは、前記セルに前記分離液体が供給されていないときに、濃度が既知である校正液が供給され、
   前記検出器は、前記分離液体が供給されていない前記セル、及び前記校正液が供給されている前記校正液用セルの両方を通過した前記光である校正光を受光するように構成され、
   前記光学式濃度測定装置は、前記検出器が受光した前記校正光に基づいて、前記検出器の検出値を補正するように構成される、
   請求項１から７の何れか一項に記載の濃度測定システム。
9. 前記固液混合物は、微生物によって低分子化された低分子化物を含み、
   流通している前記低分子化物を前記固液混合物として採取する採取装置をさらに備える、
   請求項１から８の何れか一項に記載の濃度測定システム。
10. 廃棄物を加水分解する少なくとも１つの改質装置と、
    前記少なくとも１つの改質装置で加水分解された前記廃棄物である改質物を微生物によって低分子化する微生物反応装置と、
    液体及び固体の混合物である固液混合物の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定システムであって、
    前記固液混合物から前記液体を分離する固液分離装置と、
    前記固液分離装置で分離された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する濃度測定装置と、を備え、
    前記固液分離装置は、内部に前記液体が含侵可能な細孔が形成される多孔質体を含む、濃度測定システムと、
    前記濃度測定装置によって測定される前記溶質の前記濃度があらかじめ設定された範囲内に含まれるように、前記微生物反応装置に供給される前記改質物の量及びタイミングを調整する調整装置と、を備え、
    前記固液混合物は、前記改質物および前記改質物が微生物によって低分子化された低分子化物のうちの少なくとも一方を含む、
    廃棄物処理システム。
11. 液体及び固体の混合物である固液混合物の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定方法であって、
    内部に前記液体が含侵可能な細孔が形成される多孔質体を用いて、廃棄物が加水分解された改質物、および、微生物によって低分子化された低分子化物のうち少なくとも一方を含む前記固液混合物から前記液体を分離するステップと、
    前記固液混合物から分離された前記液体である分離液体を光学式濃度測定装置のセルに供給するステップと、
    前記光学式濃度測定装置の光源を用いて、前記セルに光を照射するステップと、
    前記光学式濃度測定装置の検出器を用いて、前記セルを通過した前記光を受光するステップと、
    前記検出器によって検出される吸光度を波長で微分して算出される吸光度変化量に基づいて、前記分離液体に含まれる前記溶質の濃度を測定するステップと、を備える、
    濃度測定方法。
12. 廃棄物を加水分解する加水分解ステップと、
    加水分解された前記廃棄物である改質物を微生物によって低分子化する低分子化ステップと、
    液体及び固体の混合物である固液混合物の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定方法であって、
    内部に前記液体が含侵可能な細孔が形成される多孔質体を用いて、前記固液混合物から前記液体を分離するステップと、
    前記固液混合物から分離された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定するステップと、を含む濃度測定方法と、
    測定される前記溶質の前記濃度があらかじめ設定された範囲内に含まれるように、前記低分子化ステップにおいて低分子化される前記改質物の量及びタイミングを調整する調整ステップと、を備え、
    前記固液混合物は、前記改質物および前記改質物が微生物によって低分子化された低分子化物のうちの少なくとも一方を含む、
    廃棄物処理方法。

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