[发明专利]有机废物的处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及有机废物的处理方法及装置，涉及含大量磷、镁等的有机废物，在膜型甲烷发酵处理中抑制无机水垢等生成的技术。 

背景技术

近几年来，生物质乙醇，从再生可能性或碳中性的观点看，作为能源已引起关注。生物质乙醇是使甘蔗或玉米等生物质发酵、蒸馏所生成的乙醇，为发酵乙醇或酿造乙醇。从该乙醇制造工序生成的副产物中存在二氧化碳或发酵渣、蒸馏残渣等，对这些副产物的处理成为问题。 

在生物质乙醇的蒸馏残渣中，由于生物质乙醇的原料成分浓缩，故多数含有大量磷、镁等。作为含大量磷、镁等的有机废物的处理方法，例如，日本国专利公报特开2003-275726号已有记载。 

该方法是往有机废物中添加铁类絮凝剂，在厌气性条件下进行甲烷发酵处理，使发酵处理液曝气，把发酵处理液中的Fe²⁺氧化至Fe³⁺，然后，把发酵处理液分离为脱水分离液与脱水污泥。 

采用该处理方法时，往有机废物中添加铁类絮凝剂，在厌气性条件下进行甲烷发酵处理，抑制作为甲烷发酵处理重要阻碍原因的磷酸镁铵或硫化氢的生成。另外，在厌气性条件下还原铁类絮凝剂的铁成分，其一部分被有机废物中含有的磷或硫、以及伴随着甲烷发酵处理生成的碱性氮化合物固定时消耗，故发酵处理液的碱度降低。 

发明内容

发明要解决的课题 

如上述生物质乙醇的蒸馏残渣那样，与一般的有机废物相比，含 大量磷、镁、氮的有机废物，当进行甲烷发酵处理时，磷酸镁铵(MAP)作为无机水垢生成，堵塞配管等。 

特别是在膜型甲烷发酵处理中，含大量磷、镁、氮的有机废物进行甲烷发酵处理时，生成的无机水垢，除配管外还于膜面上固着，分离膜变得功能不全，通过消化液浓缩的高浓度甲烷发酵处理，不能充分排出发酵阻碍物质，无机水垢成为阻碍甲烷发酵处理的重要原因。 

另外，在甲烷发酵处理中，pH作为发酵条件是重要的，最佳甲烷发酵条件为pH＝8左右。因此，如专利文献1那样，为了抑制水垢，有时在甲烷发酵槽内添加大量铁类絮凝剂等药剂，由于含磷、镁、氮愈多，铁类絮凝剂等药剂的添加量愈增加，故最佳甲烷发酵条件难以维持。 

本发明的目的为了解决上述课题，提供：在含大量磷、镁、氮的有机废物进行膜型甲烷发酵处理时，抑制无机水垢等的生成的有机废物的处理方法及装置。 

用于解决课题的手段 

为了解决上述课题，本发明的有机废物的处理方法，其特征在于，在流入含无机水垢生成物质的原料有机废物的甲烷发酵槽、与浸渍有膜分离装置的膜分离槽之间循环消化液，通过向膜分离槽内的消化液或从甲烷发酵槽流入膜分离槽的消化液中添加pH调节剂，一边把甲烷发酵槽内的pH条件维持在适于甲烷发酵的近似最佳pH条件的规定范围内，一边把膜分离槽内的pH条件调节至不生成水垢的目标pH条件以下的规定范围内。 

采用上述构成，在甲烷发酵槽及膜分离槽以分体构成的膜型甲烷发酵处理中，在甲烷发酵槽内通过槽内的甲烷菌的作用把原料中含有的氮成分在厌气条件下分解，与生物气的发生一起生成氨性氮。 

因此，通常运行下的甲烷发酵槽内，槽内的消化液的pH上升，甲烷发酵进行中的槽内消化液达到pH＝8左右，把甲烷发酵槽内的pH条件维持在近似最佳pH条件＝8的规定范围内，谋求甲烷发酵的最佳化。 

另一方面，在膜分离槽内pH不发生变化，膜分离槽内的消化液的pH达到与甲烷发酵槽内的pH同等的pH＝8的程度。这是由于向膜分离槽内，流入经过甲烷发酵槽充分发酵的消化液，即发酵、分解末期的消化液所致。 

然而，当原料中含大量氮、磷、镁、氮等时，从与pH的溶解度积的关系可知，膜分离槽内的pH条件(消化液的pH)愈高，磷酸镁铵(MAP)等无机结晶析出愈显著，该MAP等无机水垢成为堵塞膜分离装置的膜面的重要原因。 

因此，采用pH调节剂把膜分离槽内的消化液的pH调低，MAP等的溶解度积升高，即，通过控制结晶难于析出的目标pH条件，例如，控制比pH＜7.8低的pH条件，抑制无机水垢的生成，可使膜分离装置的膜面健全地维持。 

作为pH调节剂，使用盐酸、硫酸等无机酸，柠檬酸、醋酸等有机酸，或聚硫酸铁、氯化铁等酸，同时使用具有脱磷、脱硫效果的铁类絮凝剂，或使用于溶液中呈酸性的氯化镁等。