[发明专利]有机性废弃物的资源化方法

说明书

本发明涉及使有机性废弃物资源化的方法，特别是涉及通过将城市垃圾、屎尿、下水污泥或产业废弃物等固体状、污泥状、或液体状有机性废弃物进行水热反应处理，进行资源化的方法。

作为通过水热反应处理，使废弃物资源化的方法，以下的方法还处于研究开发阶段。将废弃物，若含有固形物，则将其破碎至数mm以下的粒径，作成具有可用泵输送程度的含水率的原料浆液，进行水热反应后，作成碳浆。进而，利用碳浆容易与水分离的特点，除去水，得到发热量在4000-5000Kcal/kg以上的浓缩碳浆，制成燃料。

在此，所说的碳浆，是指含的有机成分，进行脱卤化和脱二氧化碳化，变化成称作炭(Char)的碳化物、油分和水溶性成分的物质和水的混合物。另外，所说的油分是指利用二氯甲烷等有机溶剂进行萃取的物质，所说的水相是指过滤有机溶剂萃取残渣得到的滤液，所说的固相，是指除去油分和水相后剩下的物质。另外，所说的水热反应处理，是指加压到反应温度的饱和蒸汽压以上后，升温到反应温度，发生化学反应。在处理城市垃圾等的废弃物时，该反应温度在300-350℃左右、压力在150个大气压左右。

可是，上述方法有如下问题。

水热反应的原料浆液，由于废弃物引起的流动性差、粘度高，所以含水率必须高到85-90％左右，造成设备的可处理废弃物量减少和在升温和冷却时需要大的热负荷和冷却负荷。

在废弃物处理设施中，一般接受贮存的设备，为了容纳接受量的变动，使供给后段的处理设备的废弃物均质化，需要作成较大容量。例如，在厚生省的垃圾处理设施结构指南中，规定将焚烧设备的垃圾槽作成每天计划贮存最大量的2天以上的容量。因而，在垃圾槽中实际上贮存大量的废弃物。在水热反应处理设备中，为了使原料浆液混合、均一化，希望将废弃物作成供给水热反应的原料浆液形态，一边混合，一边贮存在槽中。但是，若如上所述贮存大量的废弃物，则浆液发生腐败，有在水相中的COD升高、产生恶臭、影响卫生的问题。

另外，在水热反应后，从碳浆分离的水相中的含有有机物的浓度，与原料浆液的水相相比较，有相当地减少，但有机物量通常仍具有2万-3万ppm的浓度，为了进行生物处理，需要用大量水稀释，在含有重金属时，绝对不能进行生物处理，不得不使用燃料燃烧即进行蒸发、氧化处理。

进而，从水热反应后的浆液，除去水相，在得到浓缩碳浆的浓缩工序中进行过滤脱水时，由于油分引起固着和堵塞，所以必须频繁清洗过滤器。因此，为了连续运转水热反应设备，所以需要备用设备，而且在运转上加大了负担。

这样，虽然对于水热反应本身进行了相当地研究，但在通过水热反应将废弃物作成发热量高的浓缩碳浆进行资源化的技术在实用方面还存在问题。

本发明的目的在于提供可将含水率低的浆液进行水热反应处理、在浆液贮存期间不腐败、而且可有效地处理水热反应后的浆液的水相的有机性废弃物的资源化方法。

为了解决上述课题，本发明提供了一种方法，其特征是包括以下工序：通过将有机性废弃物的浆液贮存在厌气性消化槽使其发酵，由此生成含有甲烷的气体和发酵浆液的甲烷发酵工序；和将上述发酵浆液供给到水热反应中由此生成碳浆的水热反应处理工序；和通过从上述碳浆分离上述水相得到具有高发热量的浓缩碳浆的浓缩工序。

以下，参照附图，详细地说明本发明方法。

图1概略地表示本发明方法的工序。首先，将废弃物1，供给到为除去粗大固形物等的前处理工序2。在该工序中，将废弃物中的固形物破碎成数mm以下，并尽可能除去玻璃、瓦砾和金属类等的无机成分。污泥和废液等原本很细不需要破碎的或几乎不含固形物的，根据需要，通过滤网，将超过10mm左右的粗大固形物作为异物3排除。在使废弃物浮游在液体中的状态下，通过破碎、分离，容易地得到废弃物浆液。或者在破碎、分离后，将废弃物与液体混合，得到废弃物浆液。或者，在下述的甲烷发酵工序中，通过将水添加在废弃物中，也可进行浆液化。

在以下的甲烷发酵工序4中，首先，从厌气性消化槽底的一端供给前处理得到的废弃物或废弃物浆液，隔绝空气，贮存在消化槽中，将pH保持在6-8中性范围，将温度控制在30-60℃左右，消化槽中-上部的液体的水溶性有机成分的COD达到5000-100000mg/l左右。该调节是通过加入补充水5来进行的。在消化槽中，生成二氧化碳气和甲烷气体，附着在生成泡上的甲烷发酵菌体上浮，脱去气体后沉降，中-上部被适当地搅拌。消化槽作成密闭容器，液面高度大致保持一定，排出聚集在顶部的含高浓度甲烷的发酵气体6。