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JPS609879B2 - How to dispose of solid waste - Google Patents
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JPS609879B2 - How to dispose of solid waste - Google Patents

How to dispose of solid waste

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JPS609879B2
JPS609879B2 JP57014880A JP1488082A JPS609879B2 JP S609879 B2 JPS609879 B2 JP S609879B2 JP 57014880 A JP57014880 A JP 57014880A JP 1488082 A JP1488082 A JP 1488082A JP S609879 B2 JPS609879 B2 JP S609879B2
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methane
solid
intermediate layer
fraction
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良一 芳賀
整 石橋
蓉二 緒田原
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、紙、厨芥と、プラスチック、ガラス、金属「
木片の少なくとも1種以上とを主成分とする固形廃棄物
、即ち都市ごみの処理方法に係り、都市ごみ中に含まれ
る厨芥と紙からメタンを回収する都市ごみの処理方法に
関する。 都市ごみは、紙、厨芥、プラスチックス、ガラス、金属
、木片等の成分が混合したままで収集されているのが現
状である。 しかし、水分の多い厨を含む都市ごみを焼却すると、焼
却設備の故障の原因となるだけでなく「含水率の高い夏
期には補助燃料の重油を消費することとなる。こうした
状況を背景に、上記焼却法にかわるものとして、有用成
分そのものの回収や「燃料ガスとの燃料油の回収を主目
的とする新しい処理方法の研究も盛んになりつつある。
後者のエネルギーを回収する方法の一つとして、混合収
集ごみを機械分別して厨芥とプラスチックスの両フラク
ションに分け、前者をメタン発酵処理してメタンガスを
、後者を熱分解して燃料油を回収しようとするものがあ
る。しかし、従釆の比重差、機械強度の差もしくは、磁
性を利用し、又はこれらを組み合せた機械分別の技術で
は、厨芥やプラスチックスに紙、ガラス、金属等の他成
分が混入してくるのはさげられない。これは、ごみの収
集や一次破砕の過程で、湿った厨芥を核として紙、土砂
「非鉄金属等が取り込まれた団粒ができるため、従来の
機械分別法では明確な分離は困難である。これら他成分
が混入してくると以下に記す不都合が生じる。即ち、厨
芥のメタン発酵については、厨芥に発泡ポリスチレンや
ポリエチレン等、欧質のプラスチツクスが混入すると「
これらがメタン発酵槽液面上に層状に浮上しトスカム
が発生しやすくなる。この際「系外に抜き出そうとして
も槽内を嫌気条件下で行わねばならず構造上極めて難し
い。一方、紙が混入すると、通常の条件下ではメタン発
酵菌は紙繊維を分解できないため、その分だけ鷹拝に負
圧となり、かつ消化汚泥の副生量が増加する。さらに、
ガラス、蝶、非鉄金属等が混入すると槽底に固く沈積、
圧密化してしまい、これらを嫌気状態を保ちながら糟底
から抜き出すのが極めて困難となる。一方、プラスチッ
クスフラクションに紙が混入すると、熱分解に際し、紙
中の水分量だけエネルギーを損失するのみならず、紙の
熱分解により利用価値が低くかつ処理が困難な木タール
が副生する難点がある。一方、分別方法としては、上記
乾式で行なう分別法の他に、緑式分別法も知られている
。 これは混合収集ごみに水を加えてスラリー状にしてから
比重差で分別するものである。まず、固形分濃度4%以
下のスラリーをし、高速ミキサーで繊維成分や他の固形
物を粉砕してかゆ状にする。次いで、液体サイクロンに
より金属「ガラス、磯等の比重の大きな固形物を含む車
液と、それより比重の小さい紙繊維「厨芥、プラスチッ
クス等を含む軽液とに分離している。上記方法の難点は
破砕や液体サイクロンにかけるため、スラリー濃度を4
%以上にあげることができない。このため、軽液をメタ
ン発酵処理しようとしても濃度が低くメタン発酵には適
さない。したがって「 高BOD廃水を多量に排出する
ことになる。そのうえ、破砕や分離での消費動力が大き
く、かつ高速可動部分の摩耗が著しく実用性に乏しい。
本発明の目的は「上記した従来技術の欠点をなくし「
メタン発酵を要素技術とするエネルギー回収性にすぐれ
た固形廃棄物の処理方法を提供することにある。 本発明の第1は、混合収集ごみに水を加えて調製したス
ラリーをセルラーゼ(セルロース加水分解酵素)で処理
し「 スラリー中のセルロース性繊維を微細化してから
比重差により浮上層と、厨芥および微細化繊縦を含む中
間層と、沈降層とに分離し「中間層をセルロース分解性
のメタン発酵菌を用いて発酵するものであって「 スラ
リーの比重差分離に先立ちスラリーを一定の条件下で酸
素処理するものである。 本発明における酵素処理することなく、スラリーを沈降
分離すると、スラリ−の固形物濃度を3%以下にしなけ
ればならない。 本発明において、酵素処理によって、固形物濃度が15
%の濃厚スラリーでも分画が容易となる。本発明の第2
は、上記同様の比重差分離によって得られた分離層中、
中間層を固液分離し、パルプを含む固形物とセルラーゼ
を含む液とに分離し、パルプを含む固形物をメタン発酵
処理し、セルラーゼを含む液を酵素処理工程で用いるた
めのセルラーゼおよび水として循環使用するものである
。 本発明において、高価な酵素を使い捨てることなく「有
効に循環使用することができる。本発明者らは、上記し
た本発明の特徴である酸素による紙繊維の短繊維化処理
に際しての最も重要な因子は、酵素濃度、反応温度反応
時間であり、混合収集ごみの特性から第1図に示す条件
下で行なうことが不可欠であり、それ以外の条件で行う
と種々の不利益を生ずることを見し、出している。以下
、実施例を示し、さらに詳しく説明する。まず、混合収
集都市ゴミ(水分50%、厨芥12%、紙25%、プラ
スチックス5%、金属2%、その他6%)に水を加えた
固形物濃度15%のスラリ−を調製した。このスラリー
にセルラーゼを有効酵素濃度範囲内にある1×1ぴ単位
(炉紙崩壊活性)/k9セルロースの濃度に添加し、4
0℃で反応させた。その結果、第2図に示すように、繊
維の平均の長さは1時間後に1/5に減少し、効率よく
微細化することができた。この間、pHは大きく変化せ
ず、酵素活性もわずかに低下するだけである。このため
、水層フラクションを回収し、酵素液として再使用する
ことが可能になる。すなわち、酵素処理3時間後のスラ
リーをビーカに移し、30分間静贋して繊維を沈降させ
、液フラクションをデカンテーションで回収した。次い
で、これを酵素液とし新たに固形物濃度が15%になる
ように原料の都市ごみを添加し、前記と同じ条件下で反
応させた。その結果、第3図に示すように、第1図とほ
ぼ同じ結果が得られ、高価な酵素を使い捨てでなく循環
使用できることを見し、出している。もし、酵素濃度を
上記の好適城より高い濃度、一例として、1び単位/k
9セルロースに添加すると、第4図に示すように不都合
が生じる。すなわち、繊維の長さは20分以内に1/5
に低下するが、酵素が急速に失活してしまう。これは繊
維が短かくなるだけでなく、還元糖にまで分解されるた
め、ごみ中に混入している乳酸菌の乳酸発酵作用により
還元糖が乳酸に変化し、反応液が急速に酸性化して酵素
が変性し凝集沈殿するためである。このため、酵素の循
環使用ができなくなり、処理コストが上昇する。それだ
けでなく、還元糖が乳酸に変化すると、先願(特顔昭5
4−49751)で示したように、後続のメタン発酵工
程でのメタン収量が低下してしまう。一方、酵素濃度を
上記好通城以下にしても、下記の不都合が生ずる。 すなわち、一例として、1ぴ単位/k9セルロース添加
した場合、第5図に示すように、紙繊維の切断が極めて
遅いため、この間にごみ中の厨芥成分が乳酸菌や脂肪酸
発酵菌により酸に変化してpHが低下する。このため、
酵素は繊維が短繊維化する以前に失活してしまう。一方
、反応温度に関しては、18『0では反応速度が小さく
、短繊維化に長時間を要する。また、1000以上の高
い温度城では酵素が熱失活しやすく(酵素の循環使用が
困難になる。反応時間は10分以下では酵素濃度が1ぴ
単位/
The present invention applies to paper, kitchen waste, plastic, glass, and metal.
The present invention relates to a method for treating solid waste containing at least one type of wood chips as a main component, that is, municipal waste, and relates to a method for treating municipal waste that recovers methane from kitchen waste and paper contained in the municipal waste. Currently, municipal waste is collected as a mixture of components such as paper, kitchen waste, plastics, glass, metal, and wood chips. However, incinerating municipal waste containing garbage with a high moisture content not only causes failure of the incineration equipment, but also consumes heavy oil as an auxiliary fuel during the summer when the moisture content is high. As an alternative to the above-mentioned incineration method, research into new processing methods whose main purpose is to recover the useful components themselves or to recover fuel oil together with fuel gas is becoming more active.
One way to recover the latter energy is to mechanically separate the mixed garbage into two fractions: kitchen waste and plastics, then process the former to undergo methane fermentation to produce methane gas, and pyrolyze the latter to recover fuel oil. There is something that says. However, mechanical separation techniques that utilize differences in specific gravity, mechanical strength, or magnetism, or a combination of these, do not allow other components such as paper, glass, and metals to mix into kitchen waste or plastics. I can't put it down. This is because during the garbage collection and primary crushing process, agglomerates containing paper, earth, sand, non-ferrous metals, etc. are formed with wet kitchen waste as the core, making it difficult to clearly separate them using conventional mechanical separation methods. When these other components are mixed in, the following disadvantages occur.In other words, regarding methane fermentation of kitchen waste, if European plastics such as expanded polystyrene and polyethylene are mixed into kitchen waste,
These particles float on the liquid surface of the methane fermentation tank in a layered manner, and toss scum is likely to occur. At this time, ``Even if you try to extract it from the system, it must be done inside the tank under anaerobic conditions, which is extremely difficult due to the structure.On the other hand, if paper gets mixed in, methane fermenting bacteria cannot decompose paper fibers under normal conditions, so This will result in negative pressure in Takahai, and the amount of digested sludge by-product will increase.Furthermore,
If glass, butterflies, non-ferrous metals, etc. get mixed in, they will solidify at the bottom of the tank.
They become compacted and it becomes extremely difficult to extract them from the bottom while maintaining an anaerobic state. On the other hand, if paper is mixed into the plastics fraction, not only will energy be lost due to the amount of water in the paper during pyrolysis, but the pyrolysis of the paper will produce by-product wood tar, which has low utility value and is difficult to process. There is. On the other hand, as a separation method, in addition to the dry separation method described above, a green separation method is also known. This involves adding water to mixed collected waste to form a slurry, which is then separated based on the difference in specific gravity. First, a slurry with a solid content concentration of 4% or less is made, and a high-speed mixer is used to crush the fiber components and other solids into a porridge-like slurry. Next, a liquid cyclone is used to separate the car fluid, which contains solid materials with a high specific gravity such as metals, glass, and rocks, into a light fluid, which contains paper fibers, kitchen waste, plastics, etc., which have a smaller specific gravity. The difficulty is that the slurry concentration must be reduced to 4 because it is crushed and subjected to a liquid cyclone.
I can't give more than %. Therefore, even if an attempt is made to treat light liquid with methane fermentation, the concentration is low and it is not suitable for methane fermentation. Therefore, a large amount of high BOD wastewater is discharged.Furthermore, the power consumption for crushing and separation is large, and the high-speed moving parts are extremely worn, making it impractical.
The purpose of the present invention is to "eliminate the drawbacks of the above-mentioned prior art"
The object of the present invention is to provide a solid waste treatment method with excellent energy recovery using methane fermentation as an elemental technology. The first aspect of the present invention is to treat a slurry prepared by adding water to mixed collected garbage with cellulase (cellulose hydrolase) to make the cellulose fibers in the slurry finer, and then create a floating layer, kitchen waste and The slurry is separated into an intermediate layer containing fine synthetic fibers and a sedimentation layer, and the intermediate layer is fermented using cellulose-degrading methane-fermenting bacteria. Oxygen treatment. If the slurry is sedimented and separated without the enzyme treatment in the present invention, the solids concentration of the slurry must be reduced to 3% or less. In the present invention, the solids concentration must be reduced to 15% or less by the enzyme treatment.
% slurry can be easily fractionated. Second aspect of the present invention
is in the separated layer obtained by the same specific gravity separation as above,
Separate the intermediate layer into solid-liquid, separate the solid material containing pulp and the liquid containing cellulase, subject the solid material containing pulp to methane fermentation treatment, and use the liquid containing cellulase as cellulase and water for use in the enzyme treatment step. It is used repeatedly. In the present invention, expensive enzymes can be effectively recycled without being thrown away. The factors are enzyme concentration, reaction temperature and reaction time, and it is essential to carry out the process under the conditions shown in Figure 1 due to the characteristics of the mixed waste collected; it has been found that carrying out the process under other conditions will result in various disadvantages. Examples are shown below and explained in more detail. First, mixed municipal waste (50% moisture, 12% kitchen waste, 25% paper, 5% plastics, 2% metals, 6% others) A slurry with a solid concentration of 15% was prepared by adding water to the slurry.Cellulase was added to this slurry at a concentration of 1 x 1 P unit (furnace paper disintegration activity)/k9 cellulose, which was within the effective enzyme concentration range.
The reaction was carried out at 0°C. As a result, as shown in FIG. 2, the average length of the fibers was reduced to 1/5 after 1 hour, and it was possible to efficiently refine the fibers. During this time, the pH does not change significantly and the enzyme activity only slightly decreases. Therefore, it becomes possible to collect the aqueous layer fraction and reuse it as an enzyme solution. That is, the slurry after 3 hours of enzyme treatment was transferred to a beaker, left undisturbed for 30 minutes to settle the fibers, and the liquid fraction was collected by decantation. Next, this was made into an enzyme solution, and municipal waste as a raw material was added to the solution so that the solids concentration became 15%, and the reaction was carried out under the same conditions as above. As a result, as shown in FIG. 3, almost the same results as in FIG. 1 were obtained, and the authors found that expensive enzymes could be reused rather than disposable. If the enzyme concentration is higher than the above preferred concentration, for example, 1 unit/k
When added to 9 cellulose, disadvantages occur as shown in FIG. In other words, the fiber length decreases by 1/5 within 20 minutes.
However, the enzyme rapidly deactivates. This not only shortens the fibers, but also decomposes them into reducing sugars.The lactic acid fermentation action of lactic acid bacteria mixed in the waste changes the reducing sugars into lactic acid, rapidly acidifying the reaction solution, and enzymatically This is because it denatures and coagulates and precipitates. This makes it impossible to recycle the enzyme and increases processing costs. Not only that, but when reducing sugar changes to lactic acid, the previous application (Tokugan 5th century)
4-49751), the methane yield in the subsequent methane fermentation step decreases. On the other hand, even if the enzyme concentration is lower than the above-mentioned concentration, the following disadvantages occur. For example, when 1 unit/k9 cellulose is added, as shown in Figure 5, the cutting of paper fibers is extremely slow, and during this time kitchen waste components in the garbage are converted to acid by lactic acid bacteria and fatty acid fermenting bacteria. pH decreases. For this reason,
The enzyme is deactivated before the fiber becomes short. On the other hand, regarding the reaction temperature, at 18'0, the reaction rate is low and it takes a long time to shorten the fibers. In addition, at high temperatures of 1,000°C or more, enzymes tend to be inactivated by heat (making it difficult to reuse enzymes. If the reaction time is less than 10 minutes, the enzyme concentration will be 1 p unit/unit).

【9セルロースでも繊維の切断が不十分であり、
6時間をこえるとpHの低下により酵素が失活しやすい
。したがって、固形廃棄物のスラリーを酵素処理するに
際しては、固形物濃度を15%以下とし、このスラリー
にセルラーゼを加え、酵素濃度1×1ぴ〜1×1ぴ炉紙
崩壊活性/k9セルロ−ス、反応温度18〜70qo、
反応時間1び分〜6時間とすることによって、セルロー
ス性繊維を短繊維化すると同時に酵素活性を維持するこ
とができるので、効率的なメタン発酵と酵素の循環使用
が可能となる。次に本発明の実施例を第6図に基づいて
さらに詳しく説明する。 まず、混合収集した都市ごみ(固形廃棄物)1は貯槽2
に貯留する。次いで磁遠機3により、鉄、ステンレスス
チール等の磁性金属4を除去し、破砕機5で5仇肋以下
の粒度に破砕する。これは原料の粒度があまり大きいと
酵素処理が円滑に行えないためである。破砕された原料
は分別槽101こ投入する。同時に、分別槽10にセル
ラーゼ貯槽7からセルラーゼ6と、水貯槽9から水8を
供給し第1図に示す、温度、pH、滞留時間の条件下で
処理する。酵素処理により安全に紙繊維が短繊維化し、
ポリエチレン、ポリプロピレン等の軽質プラスチックス
、プラスチック発泡体、木片等の比重が1以下のものは
液面に浮上し、浮上層フラクション11を形成する。一
方、非磁性金属、陶器片、ガラス片、砂機、塩化ビニー
ル等の重質プラスチックは容易に檀底に沈降層フラクシ
ョン13として沈降する。浮上層フラクション11と沈
降層フラクション13との中間は、短繊維化した紙や厨
芥粒子の懸濁スラリーとして中間層フラクション12を
形成する。ここで、浮上層フラクション11及び沈降層
ブラクション13は各々分別層10から系外に抜き出さ
れる。浮上層フラクション11は必要に応じさらに水洗
、水切りの後、風力や回転テーブル等の比重差を利用す
る方法により、さらにプラスチツクス発泡体、竪質プラ
スチックス、含水木片とに分離してもよい。これら3成
分は分別後、プラスチツクスは熱分解により燃料油、燃
料ガスに「或いは溶融し再生利用してもよい。沈降フラ
クション13も必要に応じ、比重差を利用した水中比重
差分別により、金属類、ガラス及び砂磯類、童質プラス
チツクス類に分類できる。童質プラスチツクスは浮上層
フラクション11のプラスチックスと合せ、熱分解、溶
融再生を行ってもよい。これら分別の諸工程はもちろん
回分でも連続でも実施可能である。中間層フラクション
12は中間層移送配管30により沈降分離槽14に移送
し、水層フラクション15とパルプ層フラクション16
に分離する。セルラーゼを含む水層フラクション15は
1部を水層フラクション移送配管18及び水層フラクシ
ョン返送配管19により分別槽1川こ水及びセルラーゼ
として返送するとともに、パルプ層フラクション16と
ともに嫌気性消化槽(メタン発酵槽)20もこ投入し、
メタン発酵処理を行う。発酵菌としては、セルロース分
解性の発酵菌群を用いる。セルロース分解性の発酵菌群
を用いることにより、厨芥由来の糖蛋白質、脂質等の易
分解性有機物のみならず、セルロースをもメタンに転換
できる。使用できる菌群のうち、有機物を揮発性脂肪酸
に転換する液化菌としては、例えば、クロストリジウム
属、パシルス属、ェシェリヒア属等が用いられる。揮発
性脂肪酸をメタンに転換するガス化菌としては、例えば
、メタノコツカス属、メタノサルシナ属、メタノバクテ
リウム属等が用いられる。発酵工程は液化発酵とガス化
発酵とを混合した従来の発酵方式(1相式、混合発酵方
式)でもよいし、液化発酵とガス化発酵とを分離した方
式(2相式)でもよい。発酵温度等発酵条件は従来公知
の条件で十分可能である。すなわち、温度は15〜70
oo、有機物容積負荷が30k9有機物/発酵槽有効容
積だ・d以内なら十分処理可能である。発生するガスの
組成は上述した発酵方式、発酵条件によりことなるが、
メタンが40〜90%、炭酸ガスが10〜60%含まれ
る他、徴量の硫化水素、水素「窒素を含む。発酵ガスの
発生量は、原料の質の他、発酵条件により変化するが、
有機物k9あたり、純メタン換算で180〜360その
範囲にある。発酵ガスは移送配管22により脱硫塔23
に導き脱硫化水素処理しガス貯槽24に貯留する。本発
酵ガスは3500〜7000Kcal/あの比較的発熱
量の高いガスである。この発酵ガスは本プロセスの加熱
用ボイラー、櫨梓用熱力のガスェンジン発電機用燃料に
も十分使用できる。発酵スラリーは、移送配管25を経
て、沈降槽26で脱離液(処理水)27と消化汚泥28
とに分離し、それぞれ公知の処理技術により処理する。
次に実施例及び比較例を示し、さらに詳しく本発明の効
果を説明する。 実施例 1 最大粒径5仇肋以下に1次破砕した表1に示す組成から
なる都市ごみ6k9を30そポリアクリル樹脂製槽に入
れ、水19夕を加えて固形分濃度12%の原料スラリー
を調製する。 上記スラリーに、セルロース分解活性(炉紙崩壊活性)
として1×1び単位に相当する微生物起源のセルラーゼ
(トリコデルマ属)をセルロースlk9あたり20kg
の濃度に添加し、緩藤棚梓下、19oCで6時間処理す
る。処理前、処理後の繊維長、pH、酵素活性残存率を
表2に示す。処理後、1分間静樽し、浮上層、中間層、
沈降層の3フラクションに分画する。浮上層と沈降層は
各々金網製の炉材で固液分離し、液は中間層に合わせる
。上記固液分離操作後の各フラクションの重量は浮上層
1.5kg、中間層22k9、沈降層1.5k9であり
、その組成を表3に示す。軽質プラスチックスと木竹類
はほぼ完全に浮上層フラクションに回収される。重質プ
ラスチックス、金属、ガラス及び砂磯類をほぼ定量的に
回収される。厨芥及び紙繊維は微細化及び溶解したかた
ちで中間層フラクションに回収される。乾基準での中間
層フラクションへの紙及び厨芥以外の爽雑物の混入率は
2%である。次に、上記中間層フラクションのうち3k
9を分取し、消化スラリー7k9を有する有効容積10
その円筒形発酵槽に投入し、嫌気性条件下で緩速燈拝し
ながら60ooで回分発酵を行なう。種母として用いる
消化スラリーは上記中間槽フラクションを原料とし、6
000で馴黍したセルロース分解活性の高いメタン発酵
菌群を含む。発酵中に発生する発酵ガスを経日的に測定
すると約10日後に発酵が終了し、メタンが19.5〆
得られる。したがって、中間層フラクションからのメタ
ン回収量は143そとなる。表1 表2 表3 実施例 2 実施例1と同一バッチの都市ごみを用い固形分濃度12
%の原料スラリーを調製する。 上記スラリーに、セルロース分解活性(炉紙崩壊活性)
として実施例1で使用したものと同一バッチの酵素を1
×1び単位/k9セルロース(20夕)の濃度に添加し
、綾速鷹梓下、48ooで、10分間処理する。処理前
、処理後の繊維長、pH、酵素活性残存率を表4に示す
。処理後、実施例1と同じ要領で、浮上層1.6k9、
中間層21.6k9、沈降層1.8k9の3フラクショ
ンを分離する。その組成を表5に示す。軽質プラ、スチ
ックスと木竹類はほぼ完全に浮上層フラクションに回収
される。重質プラスチツクス、金属、ガラス及び際もほ
ぼ定量的に沈降フラクションに回収される。厨芥及び繊
維は微細化及び溶解したかたちで中間層フラクションと
して回収される。乾基準での中間層フラクションへの紙
及び厨芥以外の爽雑物混入率は5%である。また、本条
件下ではスラリーのpHが大きく低下せず、酵素も失活
せず、中間層を固液分離すれば液フラクションを酵素液
として再使用できる。次に、上記中間層フラクションの
うち3k9を分取し、実施例1と同じ要領で嫌気性消化
を行う。約10日後に発酵が終了し、メタンが19.5
そ得られる。したがって、中間層フラクションからのメ
タン回収量は143そとなる。表4 表5 実施例 3 実施例1と同一バッチの都市ごみを用い固形分濃度12
%の原料スラリ−を調製する。 上記スラリーに、セルロース分解活性(炉紙崩壊漣性)
として、実施例1で使用したものと同一バッチの酵素を
1×1ぴ単位/k9セルロース(0.2多)の濃度に添
加し、緩速燈梓下、43ooで、360分間処理する。
処理前、処理後の繊維長、pH、酵素活性残存率を表6
に示す。処理後、実施例1と同じ要領で、浮上層1.5
k9、中間層2149k9、沈降層1.6k9の3フラ
クションを分離する。その組成を表7に示す。隆質プラ
スチックスと木竹類は、ほぼ完全に浮上層フラクション
に回収される。車質プラスチックス、金属、ガラス及び
嫌もほぼ定量的に沈降フラクションに回収される。厨芥
及び繊維は微細化及び溶解したかたちで中間層フラクシ
ョンとして回収される。乾基準での中間層フラクション
への紙及び厨芥以外の爽雑物混入率は2%である。また
、本条件下ではスラリーの−が大きく低下せず、酵素も
失活せず、中間層と固液分離すれば液フラクションを酵
素液として再使用できる。次に、上記中間層フラクショ
ンのうち3k9を分取し「実施例1と同じ要領で磁気性
消化を行う。約10日後に発酵が終了し、メタンが19
.3ク得られる。したがって、中間層フラクションから
のメタン回収量は141〆となる。表6 表7 実施例 4 実施例1と同一バッチの都市ごみを用い、固形物濃度1
2%の原料スラリーを調製する。 上記スラリーに、セルロース分解活性(炉紙崩壊活性)
として、実施例1で使用したものと同一バッチの酵素を
1×1ぴ単位/k9セルロース(0.2夕)の濃度に添
加し、綾速縄梓下60こ0で、10分間処理する。。処
理前、処理後の繊維長、州、酵素活性残存率を表8に示
す。処理後、実施例1と同じ要領で、浮上層1.5k9
、中間層21.8k9、沈降層1.7kgの3フラクシ
ョンを分離する。その組成を表9に示す。軽質プラスチ
ックスと木竹類はほぼ完全に浮上層フラクションに回収
される。重質プラスチツクス、金属、ガラス及び磯もほ
ぼ定量的に沈降フラクションに回収される。厨芥及び繊
維は微細化及び溶解したかたちで中間層フラクションと
して回収される。乾基準での中間層フラクションへの紙
及び厨芥以外の爽雑物混入率は3.5%である。また、
本条件下ではスラリーのpHが大きく低下せず、酵素も
失活せず、中間層フラクションを固液分離すれば該フラ
クションを酵素液として再使用できる。次に、上記中間
層フラクションのうち3k9を分取し、実施例1と同じ
要領で嫌気性消化を行う。約10日後に発酵が終了し、
メタンが19.3〆得られる。したがって、中間層フラ
クションからのメタン回収量は140夕となる。表8 表9 実施例 5 実施例1と同一バッチの都市ごみを用い、固形物濃度1
2%の原料スラリーを調製する。 上記スラリーに、セルロース分解活性(炉紙崩壊活性)
として、実施例1で使用したものと同一バッチの酵素を
1×1ぴ単位/【9セルロース(2夕)の濃度に添加し
、穣速燈拝下、45℃で「 90分間処理する。処理前
、処理後の繊維長、pH、酵素活性残存率を表10に示
す。処理後、実施例1と同じ要領で、浮上層1.5k9
、中間層21.9k9、沈降層1.6k9の3フラクシ
ョンを分離する。その組成を表11に示す。竪質プラス
チックスと木竹類はほぼ完全に浮上層フラクショソに回
収される。重質プラスチツクス、金属、ガラス及び磯も
ほぼ定量的に沈降フラクションに回収される。厨芥及び
繊維は微細化及び溶解したかたちで中間層フラクション
として回収される。乾基準での中間層フラクションへの
紙及び厨芥以外の爽雑物混入率は20%である。また、
本条件下ではスラリーのPHが大きく低下せず、酵素も
失活せず、中間層フラクショソを固液分離すれば液フラ
クションとして再使用できる。次に、上記中間層フラク
ションのうち3k9を分収し、実施例1と同じ要領で嫌
気性消化を行う。約10日後に発酵が終了し、メタンが
19.2〆得られる。したがって、中間層フラクション
からのメタン回収量は140そとなる。表10 表11 実施例 6 最大粒径5仇吻以下に1次破砕した表12に示す組成か
らなる都市ごみ7k9(含水率42%)を30そポリア
クリル樹脂製槽に入れ、水20.1そを加えて固形分濃
度15%の原料スラリーを調製する。 上記スラリーにアスベルギルス・ニガー菌から調製した
セルラーゼを炉紙崩壊活性として1×1び単位/k9セ
ルロース濃度(25夕)添加し、綬遠擁投下、45q0
で2粉ご間処理する。処理前、処理後の繊維長、pH、
酵素活性残存率を表13に示す。処理後、1分間静置し
、浮上層、中間層、沈降層の3フラクションに分画する
。浮上層と沈降層は各々金網製の炉材で固液分離し、液
は中間層に合わせる。上言己固液分離操作後の各フラク
ションの重量は浮上層1.4k9、中間層23.3k9
、沈降層2.4k9であり、その組成を表14に示す。
軽質プラスチックスと木竹類はほぼ完全に浮上層フラク
ションに回収される。重質プラスチツクス、金属、ガラ
ス及び砂機類もほぼ定量的に回収される。厨芥及び紙繊
維は微細化及び溶解したかたちで中間層フラクションに
回収される。乾基準での中間層フラクションへの紙及び
厨芥以外の爽雑物の混入率は5%である。次に、上記中
間層フラクションのうち3k9を分取し、消化スラリ−
7k9を有する有効容積10その円筒形発酵層に投入し
、嫌気怪条件下で綾速蝿拝しながら6000で回分発酵
を行う。種母として用いる消化スラリーは上記中間層フ
ラクションを原料とし〜 60qoで馴養したセルロー
ス分解活性の高い発酵菌群を含む。発酵中に発生する発
酵ガスを経日的に測定すると約10日後に発酵が終了し
、メタンが27そ得られる。したがって、中間層フラク
ションからのメタン回収量は210夕となる。表12表
13 表14 比較例 1 実施例1と同一バッチの都市ごみを用い固形濃度12%
の原料スラリーを調製する。 この原料スラリーを、酵素を添加せずにそのまま実施例
1の条件で処理する。処理前、処理後の繊維長、pHを
表15に示す。繊維長及びpHとも大きな変化はみられ
ない。処理後、実施例1と同じ要領で浮上層1.9kg
、中間層21k9、沈降層2.1k9の3フラクション
に分離する。その組成を表16に示す。各成分とも、実
施各例にくらべ明確に分離せず、中間層フラクションの
成分組成は原料ごみスラリーのそれ(表1)に類似して
いる。なお、乾基準での中間層フラクションへの紙及び
厨芥以外の爽雑物混入率は32%である。次に、上記中
間層フラクションのうち3k9を分取し、実施例1と同
じ要領で嫌気性消化を行う。約10日後に発酵が終了し
、メタンが14.9ク得られる。したがった、中間層フ
ラクションからのメタン回収量は104そとなる。表1
5表16 比較例 2 比較例1の中間層フラクション3k9を分取し、後述す
る消化スラリ−7k9を有する有効容積10その円筒形
発酵層に投入し、嫌気性条件下で穣速燈拝しながら60
ooで回分発酵を行なう。 種母として用いる消化スラリーは、分別収集した厨芥の
固形分濃度10%のスラリーを原料とし6ケ月以上馴養
したもので、セルロース分解活性のないメタン発酵菌群
を含む。発酵中に発生する発酵ガスを経日的に測定する
と約10日後に発酵が終了し、メタンが7.8そ得られ
る。したがって、中間層フラクションからのメタン回収
量は54.4そとなり、実施例1の38%、比較例1の
50%にとどまる。比較例 3実施例1と同一バッチの
都市ごみを用い固形物濃度12%の原料スラリ−を調製
する。 上記スラリーに、セルロース分解活性(炉紙崩壊活性)
として、実施例1で使用したものと同一バッチの酵素を
2×1び単位/k9セルロースの濃度に添加し、緩遠橿
梓下、1oo○で、800分間処理する。処理前、処理
後の繊維長、pH、酵素活性残存率を表17に示す。処
理後、実施例1と同じ要領で浮上層1.7k9、中間層
21.2kg、沈降層2.1kgの3フラクションに分
離する。その組成を表18に示す。各成分とも実施各例
〈らべ明確に分離せず、中間層フラクションの成分組成
は原料ごみスラリーのそれ(表1)に類似している。な
お、乾基準での中間層フラクションへの紙及び厨芥以外
の爽雑物混入率は26%である。次に、上記中間層フラ
クションのうち3k9を分取し、実施例1と同じ要領で
嫌気性消化を行う。約10日後に発酵が終了し、メタン
が15.9そ得られる。したがって「中間層フラクショ
ンからのメタン回収量は113夕となる。表17表18 比較例 4 実施例1と同一バッチの都市ごみを用い固形分濃度12
%の原料スラリーを調製する。 上記スラリーに、セルロース分解活性(炉紙崩壊活性)
として、実施例1で使用したものと同一バッチの酵素を
9×1び単位/k9セルロース(0.18夕)の濃度に
添加し、穣遠澄梓下、4か○で800分間処理する。処
理前、処理後の繊維長、pH、酵素活性残存率を表19
に示す処理後、実施例1と同じ要領で浮上層1.8k9
、中間層21.2k9、沈降層2.0k9の3フラクシ
ョンに分離する。その組成を表20に示す。各成分とも
実施各例にくらべ明確に分離せず、中間層フラクション
の成分組成は原料ごみスラリーのそれ(表1)に類似し
ている。なお、乾基準での中間層フラクションへの紙及
び厨芥以外の爽雑物混入率は26%である。次に、上記
中間層フラクションのうち3kgを分取し、実施例1と
同じ要領で嫌気性消化を行う。約10日後に発酵が終了
し、メタンが15.6〆得られる。したがって、中間層
フラクショソからのメタン回収量は110夕となる。表
19表20 比較例 5 実施例1と同一バッチの都市ごみを用い固形分濃度12
%の原料スラリ−を調製する。 上記スラリ−に、セルロース分解活性(炉紙崩壊活性)
として、実施例1で使用したものと同一バッチの酵素を
2×1ぴ単位/kgセルロース(0.4夕)の濃度に添
加し、緩速瀦群下、75℃で、900分間処理する。処
理前、処理後の繊維長、pH、酵素活性残存率を表21
に示す。処理後、実施例1と同じ要領で浮上層1.6k
9、中間層21.6k8、沈降層1.8kgの3フラク
ションに分離する。その組成を表22に示す。各成分と
も実施各例に〈らべ明確に分離せず、中間層フラクショ
ンの成分組成は原料ごみスラリーのそれ(表1)に類似
している。なお、乾基準での中間層フラクションへの紙
及び厨芥以外の爽雑物混入率は26%である。次に、上
間中間層フラクションのうち3k9を分取し、実施例1
と同じ要領で嫌気性消化を行う。約10日後に発酵が終
了し、メタンが】5.7そ得られる。したがって、中間
層フラクションからのメタン回収量は113そとなる。
表21表22 比較例 6 実施例1と同一バッチの都市ごみを用い固形分濃度12
%の原料スラリーを調製する。 上記スラリーに、セルロース分解活性(炉紙崩壊活性)
として、実施例1で使用したものと同一バッチの酵素を
1×1び単位/k9セルロース(20夕)の濃度に添加
し、穣遠渡洋下、65℃で、4分間処理する。処理前、
処理後の繊維長、pH、酵素活性残存率を表23に示す
。処理後、実施例1と同じ要領で浮上層1.5k9、中
間層21.4k8、沈降層18kgの3フラクションに
分離する。その組成を表24に示す。各成分とも実施各
例にくらべ明確に分離せず、中間層フラクションの成分
組成は原料ごみスラリーのそれ(表1)に類似している
。なお、乾基準での中間層フラクションへの紙及び厨芥
以外の欠雑物混入率は26%である。次に、上記中間層
フラクションのうち3k9を分取し、実施例1と同じ要
領で嫌気性消化を行う。約10日後に発酵が終了し、メ
タンが16.9〆得られる。したがって、中間層フラク
ションからのメタン回収量は121夕となる。表23表
24 以上のように従来の湿式分別方式の適用スラリ−濃度は
4%が限界であるのに対し、本発明では酵素処理によっ
て湿式分別に適用されるスラリー濃度を15%の高濃度
まで高めることができるので、精度よく湿式分別するこ
とができ、またメタン発酵に供される中間層にメタン発
酵に不用な爽雑物の混入を極力少なくすることができる
のでスカムの発生や次積物の堆積を防止して効率的なメ
タン発酵を行うことができる。
[Even with cellulose 9, the fibers are not cut enough,
If the time exceeds 6 hours, the enzyme tends to be inactivated due to a drop in pH. Therefore, when enzymatically treating a slurry of solid waste, the solid concentration is kept at 15% or less, cellulase is added to this slurry, and the enzyme concentration is 1 x 1 p - 1 x 1 paper disintegrating activity/k9 cellulose. , reaction temperature 18-70qo,
By setting the reaction time to 1 minute to 6 hours, it is possible to shorten the cellulosic fibers and at the same time maintain the enzyme activity, thereby enabling efficient methane fermentation and recycling of the enzyme. Next, an embodiment of the present invention will be described in more detail based on FIG. First, mixed collected municipal waste (solid waste) 1 is collected in storage tank 2.
to be stored. Next, magnetic metals 4 such as iron and stainless steel are removed by a magnetic centrifuge 3, and crushed by a crusher 5 to a particle size of 5 ribs or less. This is because if the particle size of the raw material is too large, enzyme treatment cannot be carried out smoothly. The crushed raw material is put into a sorting tank 101. At the same time, cellulase 6 from cellulase storage tank 7 and water 8 from water storage tank 9 are supplied to fractionation tank 10 and treated under the conditions of temperature, pH, and residence time shown in FIG. Enzyme treatment safely converts paper fibers into short fibers.
Light plastics such as polyethylene and polypropylene, plastic foams, wood chips, and other materials having a specific gravity of 1 or less float on the liquid surface and form a floating layer fraction 11. On the other hand, non-magnetic metals, pottery pieces, glass pieces, sand machines, heavy plastics such as vinyl chloride, etc., easily settle on the bottom of the sand as a sediment layer fraction 13. An intermediate layer fraction 12 is formed between the floating layer fraction 11 and the settling layer fraction 13 as a suspended slurry of short fiber paper and kitchen waste particles. Here, the floating layer fraction 11 and the settling layer fraction 13 are each extracted from the separation layer 10 to the outside of the system. If necessary, the floating layer fraction 11 may be further separated into plastic foam, vertical plastics, and water-containing wood chips by a method utilizing a difference in specific gravity such as wind power or a rotary table after washing and draining. After these three components are separated, the plastics can be thermally decomposed into fuel oil and fuel gas, or they can be melted and recycled.The sedimentation fraction 13 can also be converted into metals by underwater specific gravity differentiation using specific gravity differences, if necessary. The plastics can be classified into glass, sandy rocks, and plastics.The plastics may be combined with the plastics in the floating layer fraction 11 and subjected to thermal decomposition and melting regeneration. It can be carried out either batchwise or continuously.The intermediate layer fraction 12 is transferred to the settling tank 14 via the intermediate layer transfer piping 30, and the aqueous layer fraction 15 and pulp layer fraction 16 are
Separate into A part of the aqueous layer fraction 15 containing cellulase is returned as separated water and cellulase through an aqueous fraction transfer piping 18 and an aqueous fraction return piping 19, and is also sent to an anaerobic digestion tank (methane fermentation) together with the pulp layer fraction 16. (tank) Pour 20 tons,
Perform methane fermentation treatment. As the fermentation bacteria, a group of fermentation bacteria that decompose cellulose is used. By using cellulose-degrading fermentation bacteria, not only easily decomposable organic substances such as glycoproteins and lipids derived from kitchen waste, but also cellulose can be converted into methane. Among the bacterial groups that can be used, examples of liquefaction bacteria that convert organic matter into volatile fatty acids include Clostridium, Pacillus, Escherichia, and the like. Examples of gasifying bacteria that convert volatile fatty acids into methane include Methanococcus, Methanosarcina, and Methanobacterium. The fermentation process may be a conventional fermentation method that mixes liquefaction fermentation and gasification fermentation (one-phase method, mixed fermentation method), or a method that separates liquefaction fermentation and gasification fermentation (two-phase method). Conventionally known fermentation conditions such as fermentation temperature are sufficient. That is, the temperature is 15-70
oo, if the volume load of organic matter is 30k9 organic matter/effective volume of the fermenter, it can be sufficiently treated. The composition of the gas generated varies depending on the fermentation method and fermentation conditions mentioned above, but
Contains 40-90% methane and 10-60% carbon dioxide, as well as significant amounts of hydrogen sulfide, hydrogen and nitrogen.The amount of fermentation gas generated varies depending on the quality of the raw materials and fermentation conditions.
The organic substance k9 is in the range of 180 to 360 in terms of pure methane. The fermentation gas is transferred to a desulfurization tower 23 via a transfer pipe 22.
The gas is then desulfurized and stored in the gas storage tank 24. This fermentation gas has a relatively high calorific value of 3,500 to 7,000 Kcal. This fermentation gas can also be used as fuel for the heating boiler of this process and the gas engine generator of the Azusa thermal power plant. The fermented slurry passes through a transfer pipe 25 and is mixed with a desorbed liquid (treated water) 27 and digested sludge 28 in a settling tank 26.
and are separated and processed using known processing techniques.
Next, Examples and Comparative Examples will be shown to explain the effects of the present invention in more detail. Example 1 30 pieces of municipal waste 6K9 having the composition shown in Table 1, which had been primarily crushed to a maximum particle size of 5 or less, was placed in a polyacrylic resin tank, and 19 pieces of water was added to make a raw material slurry with a solid content concentration of 12%. Prepare. The above slurry has cellulose decomposition activity (furnace paper disintegration activity)
20 kg of microbial cellulase (Trichoderma spp.) equivalent to 1 x 1 unit per cellulose lk9.
and treated at 19oC for 6 hours under a Yurufuji terrace Azusa. Table 2 shows the fiber length, pH, and enzyme activity residual rate before and after treatment. After treatment, let stand for 1 minute to remove floating layer, middle layer,
Fractionate into 3 fractions of sediment layer. The floating layer and the settling layer are separated into solid and liquid using wire mesh furnace material, and the liquid is combined with the intermediate layer. The weight of each fraction after the above solid-liquid separation operation was 1.5 kg for the floating layer, 22 kg for the intermediate layer, and 1.5 kg for the sedimented layer, and the composition thereof is shown in Table 3. Light plastics and wood and bamboo are almost completely recovered in the floating layer fraction. Heavy plastics, metals, glass, and sandy rocks are recovered almost quantitatively. Kitchen waste and paper fibers are recovered in finely divided and dissolved form in the intermediate fraction. On a dry basis, the mixing rate of impurities other than paper and kitchen waste in the intermediate layer fraction is 2%. Next, 3k of the above middle layer fraction
9 and effective volume 10 with digested slurry 7k9.
The mixture was put into the cylindrical fermenter, and batch fermentation was carried out at 60°C under anaerobic conditions with slow lighting. The digested slurry used as a seed mother is made from the above intermediate tank fraction, and contains 6
Contains a group of methane-fermenting bacteria with high cellulose-degrading activity that are familiar with 000. The fermentation gas generated during fermentation was measured over time, and the fermentation was completed after about 10 days, yielding 19.5 ml of methane. Therefore, the amount of methane recovered from the intermediate fraction is 143 soybeans. Table 1 Table 2 Table 3 Example 2 Using the same batch of municipal waste as in Example 1, the solid content concentration was 12.
% raw material slurry is prepared. The above slurry has cellulose decomposition activity (furnace paper disintegration activity)
1 of the same batch of enzyme used in Example 1 as
x 1 cellulose/k9 cellulose (20 minutes) and treated for 10 minutes at 48oo under Ayasataka Azusa. Table 4 shows the fiber length, pH, and enzyme activity residual rate before and after treatment. After the treatment, in the same manner as in Example 1, a floating layer of 1.6k9,
Three fractions are separated: an intermediate layer of 21.6k9 and a sedimentary layer of 1.8k9. Its composition is shown in Table 5. Light plastics, styx and bamboos are almost completely recovered in the floating layer fraction. Heavy plastics, metals, glass and metals are also recovered almost quantitatively in the sediment fraction. Kitchen waste and fibers are recovered in finely divided and dissolved form as an intermediate fraction. On a dry basis, the rate of contamination of impurities other than paper and kitchen waste into the intermediate layer fraction is 5%. Further, under these conditions, the pH of the slurry does not decrease significantly, the enzyme is not deactivated, and if the intermediate layer is solid-liquid separated, the liquid fraction can be reused as an enzyme solution. Next, 3k9 of the above intermediate layer fraction is separated and subjected to anaerobic digestion in the same manner as in Example 1. Fermentation ends after about 10 days, and methane is 19.5
That's what you get. Therefore, the amount of methane recovered from the intermediate fraction is 143 soybeans. Table 4 Table 5 Example 3 Using the same batch of municipal waste as in Example 1, the solid content concentration was 12.
% raw material slurry is prepared. The above slurry has cellulose decomposition activity (furnace paper disintegration resistance)
The same batch of enzyme used in Example 1 was added to a concentration of 1 x 1 unit/k9 cellulose (0.2 units) and treated under a slow light at 43oo for 360 minutes.
Table 6 shows the fiber length, pH, and enzyme activity residual rate before and after treatment.
Shown below. After the treatment, in the same manner as in Example 1, a floating layer of 1.5
Three fractions are separated: k9, intermediate layer 2149k9, and sedimentary layer 1.6k9. Its composition is shown in Table 7. Bulky plastics and bamboos are almost completely recovered in the floating layer fraction. Automobile plastics, metals, glass and dirt are also almost quantitatively recovered in the sedimentation fraction. Kitchen waste and fibers are recovered in finely divided and dissolved form as an intermediate fraction. On a dry basis, the rate of contamination of impurities other than paper and kitchen waste into the intermediate layer fraction is 2%. Furthermore, under these conditions, the - of the slurry does not decrease significantly, the enzyme does not become inactivated, and the liquid fraction can be reused as an enzyme solution by separating solid and liquid from the intermediate layer. Next, 3k9 of the above intermediate layer fraction was separated and subjected to magnetic digestion in the same manner as in Example 1. After about 10 days, the fermentation was completed and 19
.. You can get 3 points. Therefore, the amount of methane recovered from the middle layer fraction is 141. Table 6 Table 7 Example 4 Using the same batch of municipal waste as in Example 1, solid matter concentration 1
Prepare a 2% raw material slurry. The above slurry has cellulose decomposition activity (furnace paper disintegration activity)
As follows, the same batch of enzyme used in Example 1 was added to a concentration of 1 x 1 unit/k9 cellulose (0.2 units) and treated at 600°C for 10 minutes. . Table 8 shows the fiber length, state, and enzyme activity residual rate before and after treatment. After the treatment, in the same manner as in Example 1, a floating layer of 1.5k9
, an intermediate layer of 21.8 kg, and a sediment layer of 1.7 kg. Its composition is shown in Table 9. Light plastics and wood and bamboo are almost completely recovered in the floating layer fraction. Heavy plastics, metals, glass and rock are also almost quantitatively recovered in the sediment fraction. Kitchen waste and fibers are recovered in finely divided and dissolved form as an intermediate fraction. On a dry basis, the rate of contamination of impurities other than paper and kitchen waste into the intermediate layer fraction is 3.5%. Also,
Under these conditions, the pH of the slurry does not drop significantly and the enzyme is not deactivated, and if the intermediate layer fraction is solid-liquid separated, the fraction can be reused as an enzyme solution. Next, 3k9 of the above intermediate layer fraction is separated and subjected to anaerobic digestion in the same manner as in Example 1. Fermentation ends after about 10 days,
19.3 ml of methane was obtained. Therefore, the amount of methane recovered from the middle layer fraction is 140 units. Table 8 Table 9 Example 5 Using the same batch of municipal waste as in Example 1, solid matter concentration 1
Prepare a 2% raw material slurry. The above slurry has cellulose decomposition activity (furnace paper disintegration activity)
Then, the same batch of enzyme as used in Example 1 was added to a concentration of 1 x 1 unit of cellulose (2 hours) and treated at 45°C for 90 minutes under a hot flashlight. The fiber length, pH, and enzyme activity residual rate before and after the treatment are shown in Table 10.After the treatment, in the same manner as in Example 1, a floating layer of 1.5k9
, an intermediate layer of 21.9k9, and a sedimentary layer of 1.6k9. Its composition is shown in Table 11. Vertical plastics and trees and bamboos are almost completely recovered in the floating layer fraction. Heavy plastics, metals, glass and rock are also almost quantitatively recovered in the sediment fraction. Kitchen waste and fibers are recovered in finely divided and dissolved form as an intermediate fraction. On a dry basis, the rate of contamination of impurities other than paper and kitchen waste into the intermediate layer fraction is 20%. Also,
Under these conditions, the pH of the slurry does not drop significantly, the enzymes are not deactivated, and the intermediate layer fraction can be reused as a liquid fraction by solid-liquid separation. Next, 3k9 of the above intermediate layer fraction is collected and subjected to anaerobic digestion in the same manner as in Example 1. Fermentation is completed after about 10 days and 19.2 ml of methane is obtained. Therefore, the amount of methane recovered from the intermediate fraction is 140 soybeans. Table 10 Table 11 Example 6 30 pieces of municipal waste 7K9 (moisture content 42%) having the composition shown in Table 12, which had been primarily crushed to a maximum particle size of 5 mm or less, was placed in a polyacrylic resin tank, and 20.1 mm of water was added. By adding it, a raw material slurry having a solid content concentration of 15% is prepared. Cellulase prepared from Asbergillus niger was added to the above slurry as a furnace paper disintegrating activity at a cellulose concentration of 1 x 1 unit/k9 (25 minutes), and the mixture was poured into a 45q0
Process with 2 flours. Fiber length, pH before and after treatment,
Table 13 shows the enzyme activity residual rate. After the treatment, the mixture was allowed to stand for 1 minute and separated into three fractions: a floating layer, an intermediate layer, and a sedimented layer. The floating layer and the settling layer are separated into solid and liquid using wire mesh furnace material, and the liquid is combined with the intermediate layer. The weight of each fraction after the solid-liquid separation operation is 1.4k9 for the floating layer and 23.3k9 for the intermediate layer.
, the sedimentation layer was 2.4k9, and its composition is shown in Table 14.
Light plastics and wood and bamboo are almost completely recovered in the floating layer fraction. Heavy plastics, metals, glass and sand machines are also recovered in almost quantitative amounts. Kitchen waste and paper fibers are recovered in finely divided and dissolved form in the intermediate fraction. On a dry basis, the rate of contamination of impurities other than paper and kitchen waste into the intermediate layer fraction is 5%. Next, 3k9 of the above-mentioned intermediate layer fraction was fractionated, and the digested slurry was
A cylindrical fermentation bed with an effective volume of 7k9 was charged to 10 ml, and batch fermentation was carried out at 6000 ml under anaerobic conditions with constant speed. The digested slurry used as a seed mother is made from the above-mentioned intermediate layer fraction and contains a group of fermenting bacteria with high cellulolytic activity that have been acclimated to ~60 qo. If the fermentation gas generated during fermentation is measured over time, the fermentation will end after about 10 days and 27 tons of methane will be obtained. Therefore, the amount of methane recovered from the intermediate fraction is 210 units. Table 12 Table 13 Table 14 Comparative example 1 Using the same batch of municipal waste as in Example 1, solid concentration 12%
Prepare a raw material slurry. This raw material slurry is treated as it is under the conditions of Example 1 without adding any enzyme. Table 15 shows the fiber length and pH before and after treatment. No major changes were observed in fiber length or pH. After treatment, 1.9 kg of floating layer was prepared in the same manner as in Example 1.
, an intermediate layer 21k9, and a sedimentary layer 2.1k9. Its composition is shown in Table 16. Each component was not clearly separated compared to each example, and the component composition of the intermediate layer fraction was similar to that of the raw material waste slurry (Table 1). Incidentally, on a dry basis, the rate of impurities other than paper and kitchen waste mixed into the intermediate layer fraction was 32%. Next, 3k9 of the above intermediate layer fraction is separated and subjected to anaerobic digestion in the same manner as in Example 1. Fermentation is completed after about 10 days and 14.9 units of methane are obtained. Therefore, the amount of methane recovered from the middle layer fraction is 104 SO. Table 1
5 Table 16 Comparative Example 2 The intermediate layer fraction 3k9 of Comparative Example 1 was collected and put into a cylindrical fermentation layer with an effective volume of 10 containing the digested slurry 7k9 described below, and was heated under anaerobic conditions while exfoliating. 60
Perform batch fermentation at oo. The digested slurry used as the seed material is made from a slurry of 10% solid content from separately collected kitchen waste and is acclimatized for more than 6 months, and contains methane-fermenting bacteria with no cellulolytic activity. Measuring the fermentation gas generated during fermentation over time shows that the fermentation ends after about 10 days and 7.8 tons of methane is obtained. Therefore, the amount of methane recovered from the intermediate layer fraction was 54.4, which was 38% of Example 1 and 50% of Comparative Example 1. Comparative Example 3 Using the same batch of municipal waste as in Example 1, a raw material slurry with a solids concentration of 12% was prepared. The above slurry has cellulose decomposition activity (furnace paper disintegration activity)
The same batch of enzyme as used in Example 1 was added to a concentration of 2 x 1 unit/k9 cellulose and treated at 100° for 800 minutes under a slow pressure. Table 17 shows the fiber length, pH, and enzyme activity residual rate before and after treatment. After the treatment, in the same manner as in Example 1, it was separated into three fractions: a floating layer of 1.7 kg, an intermediate layer of 21.2 kg, and a sedimented layer of 2.1 kg. Its composition is shown in Table 18. Each component was not clearly separated in each example, and the component composition of the intermediate layer fraction was similar to that of the raw material waste slurry (Table 1). Incidentally, on a dry basis, the rate of contamination of impurities other than paper and kitchen waste in the intermediate layer fraction was 26%. Next, 3k9 of the above intermediate layer fraction is separated and subjected to anaerobic digestion in the same manner as in Example 1. Fermentation is completed after about 10 days and 15.9 tons of methane is obtained. Therefore, the amount of methane recovered from the middle layer fraction is 113 m2.
% raw material slurry is prepared. The above slurry has cellulose decomposition activity (furnace paper disintegration activity)
The same batch of enzyme as used in Example 1 was added to a concentration of 9 x 1 unit/k9 cellulose (0.18 units) and treated for 800 minutes at 4 degrees Fahrenheit for 800 minutes. Table 19 shows the fiber length, pH, and enzyme activity residual rate before and after treatment.
After the treatment shown in , a floating layer of 1.8k9 was prepared in the same manner as in Example 1.
, an intermediate layer of 21.2k9, and a sedimentary layer of 2.0k9. Its composition is shown in Table 20. Each component was not clearly separated compared to each example, and the component composition of the intermediate layer fraction was similar to that of the raw material waste slurry (Table 1). Incidentally, on a dry basis, the rate of contamination of impurities other than paper and kitchen waste in the intermediate layer fraction was 26%. Next, 3 kg of the above-mentioned intermediate layer fraction is separated and subjected to anaerobic digestion in the same manner as in Example 1. Fermentation is completed after about 10 days and 15.6 ml of methane is obtained. Therefore, the amount of methane recovered from the middle layer fraction is 110 units. Table 19 Table 20 Comparative Example 5 Using the same batch of municipal waste as in Example 1, the solid content concentration was 12.
% raw material slurry is prepared. The above slurry has cellulose decomposition activity (furnace paper disintegration activity)
The same batch of enzyme used in Example 1 was added to a concentration of 2 x 1 units/kg cellulose (0.4 units) and treated at 75°C for 900 minutes under slow simmering conditions. Table 21 shows the fiber length, pH, and enzyme activity residual rate before and after treatment.
Shown below. After treatment, a floating layer of 1.6k was formed in the same manner as in Example 1.
9. Separate into 3 fractions: intermediate layer 21.6 kg, and sediment layer 1.8 kg. Its composition is shown in Table 22. Each component was not clearly separated in comparison with each example, and the component composition of the intermediate layer fraction was similar to that of the raw material waste slurry (Table 1). Incidentally, on a dry basis, the rate of contamination of impurities other than paper and kitchen waste in the intermediate layer fraction was 26%. Next, 3k9 of the upper middle layer fraction was fractionated, and Example 1
Perform anaerobic digestion in the same manner as. After about 10 days, the fermentation is completed and 5.7 tons of methane is obtained. Therefore, the amount of methane recovered from the intermediate fraction is 113 soybeans.
Table 21 Table 22 Comparative Example 6 Using the same batch of municipal waste as in Example 1, the solid content concentration was 12.
% raw material slurry is prepared. The above slurry has cellulose decomposition activity (furnace paper disintegration activity)
The same batch of enzyme as used in Example 1 was added to a concentration of 1 x 1 cellulose/k9 cellulose (20 cells) and treated under the open ocean at 65°C for 4 minutes. Before processing,
Table 23 shows the fiber length, pH, and enzyme activity residual rate after treatment. After the treatment, in the same manner as in Example 1, it is separated into three fractions: 1.5 kg of floating layer, 21.4 kg of intermediate layer, and 18 kg of sedimented layer. Its composition is shown in Table 24. Each component was not clearly separated compared to each example, and the component composition of the intermediate layer fraction was similar to that of the raw material waste slurry (Table 1). The rate of contamination of foreign matter other than paper and kitchen waste in the intermediate layer fraction on a dry basis was 26%. Next, 3k9 of the above intermediate layer fraction is separated and subjected to anaerobic digestion in the same manner as in Example 1. Fermentation is completed after about 10 days and 16.9 ml of methane is obtained. Therefore, the amount of methane recovered from the intermediate fraction is 121 units. Table 23 Table 24 As mentioned above, the maximum slurry concentration that can be applied to the conventional wet sorting method is 4%, but in the present invention, the slurry concentration that can be applied to wet sorting can be increased to a high concentration of 15% by enzyme treatment. It is possible to carry out wet separation with high precision, and it is also possible to minimize the amount of impurities that are unnecessary for methane fermentation in the intermediate layer used for methane fermentation, thereby reducing the generation of scum and subsequent deposits. can prevent the accumulation of methane and perform efficient methane fermentation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明における酵素処理時の酵素濃度、反応温
度および反応時間条件を示す図、第2図、第3図、第4
図および第5図は所定の酵素濃度条件における酵素活性
、pH値、繊維長および乳酸濃度の経時変化を示す図、
第6図は本発明の一例を示すフローシートである。 1・・・原料都市ごみ、2・・・原料都市ごみ貯槽、3
・・・磁力選別機、5・・・破砕機、7・・・セルラー
ゼ貯槽、9・・・水貯槽、10・・・分別槽、14・・
・沈降分離槽、20・・・嫌気性消化槽(メタン発酵槽
)、23…脱硫塔、24・・・ガス貯槽、26・・・沈
降槽。 繁′図第2図 第3図 篤ム図 繁う図 第6図
Figure 1 is a diagram showing the enzyme concentration, reaction temperature and reaction time conditions during enzyme treatment in the present invention, Figures 2, 3 and 4.
5 and 5 are diagrams showing changes over time in enzyme activity, pH value, fiber length, and lactic acid concentration under predetermined enzyme concentration conditions,
FIG. 6 is a flow sheet showing an example of the present invention. 1... Raw material municipal waste, 2... Raw material municipal waste storage tank, 3
... Magnetic separator, 5... Crushing machine, 7... Cellulase storage tank, 9... Water storage tank, 10... Sorting tank, 14...
- Sedimentation separation tank, 20... Anaerobic digestion tank (methane fermentation tank), 23... Desulfurization tower, 24... Gas storage tank, 26... Sedimentation tank. Fig. 2 Fig. 3 Atsumu Fig. Fig. 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 1 紙、厨芥と、プラスチツクス、ガラス、礫、金
属および木片の少なくとも1種以上とを主成分とする固
形廃棄物を破砕する第1工程と、2 第1工程で破砕し
た固形廃棄物に水を加えて、固形物濃度を15%以下の
スラリーとし、このスラリーにセルラーゼを加え、酵素
濃度1×10^3〜1×10^5濾紙崩壊活性/kgセ
ルロース、反応温度18〜70℃、反応時間10分〜6
時間の条件下で酵素処理する第2工程と、3 第2工程
で酵素処理したスラリーをスラリーを比重差により、浮
上層、中間層および沈降層に分離する第3工程と、4
第3工程で得られる短繊維化したセルロース繊維と厨芥
を含む中間層を、セルロロース分解性のメタン発酵菌を
用いて嫌気的にメタンと炭酸ガスに分解する第4工程と
、を有する固形廃棄物の処理方法。 2 1 紙、厨芥と、プラスチツクス、ガラス、礫、金
属および木片の少なくとも1種以上とを主成分とする固
形廃棄物を破砕する第1工程と、2 第1工程で破砕し
た固形廃棄物に水を加えて、固形物濃度を15%以下の
スラリーとし、このスラリーにセルラーゼを加え、酵素
濃度1×10^3〜1×10^3濾紙崩壊活性/kgセ
ルロース、反応温度18〜70℃、反応時間10分〜6
時間の条件下で酵素処理する第2工程と、3 第2工程
で酵素処理したスラリーを比重差により、浮上層、中間
層および沈降層に分離する第3工程と、4 第3工程で
得られる中間層を固液分離してパルプを含む固形物とセ
ルラーゼを含む液とに分離し、パルプを含む固形物を下
記の第5工程に供給するとともにセルラーゼを含む液を
第2工程に供給する第4工程と、5 第4工程から供給
されるパルプを含む固形物をセルロース分解性のメタン
発酵菌を用いて嫌気的にメタンと炭酸ガスに分解する第
5工程と、を有する固形廃棄物の処理方法。
[Scope of Claims] 1. A first step of crushing solid waste mainly composed of paper, kitchen waste, and at least one of plastics, glass, gravel, metal, and wood chips; 2. In the first step. Water is added to the crushed solid waste to make a slurry with a solid concentration of 15% or less, and cellulase is added to this slurry to give an enzyme concentration of 1 x 10^3 to 1 x 10^5 filter paper disintegrating activity/kg cellulose, reaction. Temperature: 18-70℃, reaction time: 10 minutes-6
a second step of enzymatic treatment under conditions of 3 hours; a third step of separating the slurry subjected to the enzyme treatment in the second step into a floating layer, an intermediate layer and a settling layer based on the difference in specific gravity;
A fourth step of anaerobically decomposing the short cellulose fibers obtained in the third step and an intermediate layer containing kitchen waste into methane and carbon dioxide using cellulose-degrading methane-fermenting bacteria. processing method. 2 1. A first step of crushing solid waste mainly composed of paper, kitchen waste, and at least one of plastics, glass, gravel, metal, and wood chips; 2. Water was added to make a slurry with a solid concentration of 15% or less, and cellulase was added to this slurry to give an enzyme concentration of 1 x 10^3 to 1 x 10^3 filter paper disintegrating activity/kg cellulose, reaction temperature of 18 to 70°C, Reaction time 10 minutes ~ 6
3. A third step in which the slurry treated with the enzyme in the second step is separated into a floating layer, an intermediate layer, and a settling layer based on the difference in specific gravity; 4. The slurry obtained in the third step The intermediate layer is solid-liquid separated into a solid containing pulp and a liquid containing cellulase, and the solid containing pulp is supplied to the fifth step below, and the liquid containing cellulase is supplied to the second step. 4 steps; and 5 steps of anaerobically decomposing the solid material containing pulp supplied from the fourth step into methane and carbon dioxide using cellulose-degrading methane-fermenting bacteria. Method.
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