特許 7292535 有機性廃棄物の処理システム及び有機性廃棄物の処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-08

(45)【発行日】2023-06-16

(54)【発明の名称】有機性廃棄物の処理システム及び有機性廃棄物の処理方法

(51)【国際特許分類】

   B09B 3/65 20220101AFI20230609BHJP

【ＦＩ】

B09B3/65 ZAB

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022564572

(86)(22)【出願日】2022-04-08

(86)【国際出願番号】 JP2022017366

【審査請求日】2022-10-24

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】598096991

【氏名又は名称】学校法人東京農業大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】明田川 恭平

(72)【発明者】

【氏名】勝又 典亮

(72)【発明者】

【氏名】アッタウィリヤヌパープ パトム

(72)【発明者】

【氏名】島田 義規

(72)【発明者】

【氏名】片山 満

(72)【発明者】

【氏名】大西 章博

【審査官】岡田 三恵

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６０－２０２７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３１３９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３６１２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５６－１０８５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２６０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１６８７９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０９Ｂ ３／６５

Ｃ０２Ｆ ３／２８

Ｃ０２Ｆ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

微生物を用いて有機性廃棄物を処理する単一の処理槽と、
前記処理槽の内部の液体を返送させる返送手段と、を備え、
前記処理槽は、
前記有機性廃棄物を前記微生物によって可溶化し、第１処理水を生成する可溶化部と、
前記可溶化部で生成された前記第１処理水から酸を生成し、第２処理水を生成する酸生成部と、
前記酸生成部で生成された前記第２処理水を固形分と分離液とに分離する固液分離部と、
前記固液分離部で分離された前記分離液をメタン発酵菌でメタン発酵させて、第３処理水とガスとに転換させるメタン発酵部と、を有しており、
前記返送手段は、前記固液分離部で分離された前記分離液を前記可溶化部に返送する第１返送手段を有しており、
前記可溶化部の内部には、前記微生物を付着させた付着物と、前記付着物を保持する保持部材と、が設けられており、
前記第１返送手段は、前記分離液を前記付着物に散布する散布手段を有している、有機性廃棄物の処理システム。

【請求項2】

微生物を用いて有機性廃棄物を処理する単一の処理槽と、
前記処理槽の内部の液体を返送させる返送手段と、を備え、
前記処理槽は、
前記有機性廃棄物を前記微生物によって可溶化し、第１処理水を生成する可溶化部と、
前記可溶化部で生成された前記第１処理水から酸を生成し、第２処理水を生成する酸生成部と、
前記酸生成部で生成された前記第２処理水を固形分と分離液とに分離する固液分離部と、
前記固液分離部で分離された前記分離液をメタン発酵菌でメタン発酵させて、第３処理水とガスとに転換させるメタン発酵部と、を有しており、
前記返送手段は、前記固液分離部で分離された前記分離液を前記可溶化部に返送する第１返送手段を有しており、
前記メタン発酵部は、前記固液分離部で分離された前記分離液が移送される第１移送部と、前記メタン発酵菌が貯留された第１貯留部と、を有し、
前記可溶化部は、前記微生物が貯留された第２貯留部と、前記第２貯留部の下方に配置され、前記第２貯留部で可溶化して生成した前記第１処理水を移送する第２移送部と、を有し、
前記可溶化部の内部には、前記微生物を付着させた付着物と、前記付着物を保持する保持部材と、が設けられており、
前記保持部材は、前記第２貯留部と前記第２移送部との間に設けられており、
前記第２移送部の下方と前記酸生成部の下方とが連通しており、
前記酸生成部の上方と、前記固液分離部の上方とが連通しており、
前記固液分離部の上方と、前記第１移送部の上方とが連通しており、
前記第１移送部の下方と、前記第１貯留部の下方とが連通している、有機性廃棄物の処理システム。

【請求項3】

前記メタン発酵部は、前記固液分離部で分離された前記分離液が移送される第１移送部と、前記メタン発酵菌が貯留された第１貯留部と、を有し、
前記可溶化部は、前記微生物が貯留された第２貯留部と、前記第２貯留部の下方に配置され、前記第２貯留部で可溶化して生成した前記第１処理水を移送する第２移送部と、を有し、
前記保持部材は、前記第２貯留部と前記第２移送部との間に設けられており、
前記第２移送部の下方と前記酸生成部の下方とが連通しており、
前記酸生成部の上方と、前記固液分離部の上方とが連通しており、
前記固液分離部の上方と、前記第１移送部の上方とが連通しており、
前記第１移送部の下方と、前記第１貯留部の下方とが連通している、請求項１に記載の有機性廃棄物の処理システム。

【請求項4】

前記第１返送手段は、前記分離液を前記付着物に散布する散布手段を備えている、請求項２に記載の有機性廃棄物の処理システム。

【請求項5】

前記付着物は、三次元構造材料である、請求項１～４のいずれか一項に記載の有機性廃棄物の処理システム。

【請求項6】

前記第１返送手段は、前記メタン発酵部へ流入する直前の前記分離液を、前記固液分離部の上方から引き抜いて、前記可溶化部に返送する構成である、請求項１～４のいずれか一項に記載の有機性廃棄物の処理システム。

【請求項7】

前記メタン発酵菌は、前記微生物の自己造粒物である、請求項１～４のいずれか一項に記載の有機性廃棄物の処理システム。

【請求項8】

前記返送手段は、前記メタン発酵部の前記第３処理水を前記酸生成部に返送する第２返送手段を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の有機性廃棄物の処理システム。

【請求項9】

前記第２返送手段は、前記メタン発酵部の上方に位置する前記第３処理水を前記酸生成部に返送する構成である、請求項８に記載の有機性廃棄物の処理システム。

【請求項10】

前記メタン発酵部には、該メタン発酵部の上方へ移動しようとする前記メタン発酵菌の移動を遮る菌遮断機構が設けられており、
前記第２返送手段は、前記菌遮断機構よりも上方に位置する前記第３処理水を前記酸生成部に返送する構成である、請求項９に記載の有機性廃棄物の処理システム。

【請求項11】

請求項１～４のいずれか一項に記載した有機性廃棄物の処理システムを用いた処理方法であって、
前記有機性廃棄物を微生物によって可溶化し、第１処理水を生成する可溶化工程と、
前記第１処理水から酸を生成し、第２処理水を生成する酸生成工程と、
前記第２処理水を固形分と分離液とに分離する固液分離工程と、
前記固液分離工程で分離された前記分離液のうち、所定量の前記分離液を前記可溶化部に返送する分離液返送工程と、
前記可溶化部に返送されていない前記分離液をメタン発酵菌でメタン発酵させて、第３処理水とガスとに転換させるメタン発酵工程と、を備えている、有機性廃棄物の処理方法。

【請求項12】

前記可溶化工程では、前記有機性廃棄物を付着物に付着させた前記微生物によって可溶化して前記第１処理水を生成し、
前記分離液返送工程では、前記分離液を前記可溶化部に返送する際に、該分離液を前記付着物に散布させる、請求項１１に記載の有機性廃棄物の処理方法。

【請求項13】

前記メタン発酵工程で生成した第３処理水を、酸生成部に返送する溶液返送工程を更に備えている、請求項１１に記載の有機性廃棄物の処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、有機性廃棄物の処理システム及び有機性廃棄物の処理方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、下水汚泥、し尿、食品残渣等の固形有機物を含む有機性廃棄物を、微生物を用いて発酵処理することで、メタンガス又は水素ガス等を生成し、それらを、発電機を用いて電気エネルギーに転換したり、熱交換器を用いて熱エネルギーに転換したりして、有効活用する取り組みが行われている。

【0003】

微生物を用いて有機性廃棄物を発酵処理する方法は、有機性廃棄物を可溶化し、可溶化した有機性廃棄物から有機酸又は酢酸等の酸を生成し、生成した酸から直接又は水素ガスを経由してメタンガスを生成する工程から成り立っている。例えば特許文献１には、複数の処理槽で構成され、各処理槽に、可溶化処理、酸生成、メタン発酵を行う微生物をそれぞれ分離して優占種となるように配置し、シーケンス処理を行う高負荷及び高速メタン発酵システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－１８３９０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１開示されたシステムでは、複数の処理槽で構成しているので、各処理槽を接続する配管又は処理槽間の送液機器が多く必要となり、システムが複雑となる。そのため、処理する有機性廃棄物の性状又はシステムを適用する場所によっては、各処理槽を接続する配管又は処理槽間の送液機器の影響で、システムが大型化し、設備費及び運転管理費が大きくなるおそれがある。

【0006】

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、高負荷及び高速メタン発酵システムを単一の処理槽で構築した有機性廃棄物の処理システム及び有機性廃棄物の処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る有機性廃棄物の処理システムは、微生物を用いて有機性廃棄物を処理する単一の処理槽と、前記処理槽の内部の液体を返送させる返送手段と、を備え、前記処理槽は、前記有機性廃棄物を前記微生物によって可溶化し、第１処理水を生成する可溶化部と、前記可溶化部で生成された前記第１処理水から酸を生成し、第２処理水を生成する酸生成部と、前記酸生成部で生成された前記第２処理水を固形分と分離液とに分離する固液分離部と、前記固液分離部で分離された前記分離液をメタン発酵菌でメタン発酵させて、第３処理水とガスとに転換させるメタン発酵部と、を有しており、前記返送手段は、前記固液分離部で分離された前記分離液を前記可溶化部に返送する第１返送手段を有しており、前記可溶化部の内部には、前記微生物を付着させた付着物と、前記付着物を保持する保持部材と、が設けられており、前記第１返送手段は、前記分離液を前記付着物に散布する散布手段を有しているものである。

【0008】

本開示に係る有機性廃棄物の処理方法は、上記有機性廃棄物の処理システムを用いた処理方法であって、前記有機性廃棄物を微生物によって可溶化し、第１処理水を生成する可溶化工程と、前記第１処理水から酸を生成し、第２処理水を生成する酸生成工程と、前記第２処理水を固形分と分離液とに分離する固液分離工程と、前記固液分離工程で分離された前記分離液のうち、所定量の前記分離液を前記可溶化部に返送する分離液返送工程と、前記可溶化部に返送されていない前記分離液をメタン発酵菌でメタン発酵させて、第３処理水とガスとに転換させるメタン発酵工程と、を備えている。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、固液分離部で分離された分離液を可溶化部に返送する返送手段を備えているので、高負荷及び高速メタン発酵システムを単一の処理槽で構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１に係る有機性廃棄物の処理システムの構成を示した模式図である。

【図2】実施の形態１に係る有機性廃棄物の処理方法を示したフローチャートである。

【図3】実施の形態２に係る有機性廃棄物の処理システムの構成を示した模式図である。

【図4】実施の形態３に係る有機性廃棄物の処理システムの構成を示した模式図である。

【図5】実施の形態３に係る有機性廃棄物の処理方法を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して、本開示の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ、及び配置等は、適宜変更することができる。

【0012】

実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る有機性廃棄物７の処理システム１００の構成を示した模式図である。本実施の形態１に係る有機性廃棄物７の処理システム１００は、図１に示すように、微生物を用いて有機性廃棄物７を処理する単一の処理槽１と、処理槽１の内部の液体を返送させる第１返送手段２と、を備えている。

【0013】

処理槽１は、可溶化部３と、酸生成部４と、固液分離部５と、メタン発酵部６と、を内部に有している。可溶化部３では、有機性廃棄物７を微生物によって可溶化し、第１処理水３０を生成する。酸生成部４では、可溶化部３で生成された第１処理水３０から酸を生成し、第２処理水４０を生成する。固液分離部５では、酸生成部４で生成された第２処理水４０を固形分５０と分離液５１とに分離する。メタン発酵部６では、固液分離部５で分離された分離液５１をメタン発酵菌でメタン発酵させて、第３処理水６２とガス６３とに転換させる。このメタン発酵部６は、固液分離部５で分離された分離液５１が移送される第１移送部６０と、メタン発酵菌が貯留された第１貯留部６１と、を有している。

【0014】

可溶化部３と酸生成部４は、処理槽１の内底面から上方に向かって立ち上がる第１分離壁１０によって区画されている。可溶化部３と酸生成部４は、第１分離壁１０の上方で連通している。酸生成部４と固液分離部５は、処理槽１の内底面から上方に向かって立ち上がる第２分離壁１１によって区画されている。酸生成部４と固液分離部５は、第２分離壁１１の上方で連通している。固液分離部５と第１移送部６０は、処理槽１の内底面から上方に向かって立ち上がる第３分離壁１２によって区画されている。固液分離部５と第１移送部６０とは、第３分離壁１２の上方で連通している。第１移送部６０と第１貯留部６１は、処理槽１の天面から下方に向かって突き出す第４分離壁１３によって区画されている。第１移送部６０と第１貯留部６１とは、第４分離壁１３の下方で連通している。

【0015】

可溶化部３では、処理すべき有機性廃棄物７が投入され、該有機性廃棄物７が微生物により加水分解されて固形分の一部が溶解し、第１処理水３０が形成される。微生物とは、有機性廃棄物７を加水分解する加水分解菌である。第１処理水３０は、主に、加水分解菌、分解されなかった有機性廃棄物７の固形分、及び分解された有機性廃棄物７の可溶化成分で構成される。なお、可溶化部３では、第１処理水３０を撹拌する第１撹拌機構３１が設けられている。これにより、可溶化部３での可溶化を効率的に行うことができる。第１撹拌機構３１は、一例として撹拌機であるが、液体を撹拌できるものであれば他の構成でもよい。

【0016】

酸生成部４では、第１処理水３０が第１分離壁１０を越流して流入し、主に有機性廃棄物７の可溶化成分から有機酸又は酢酸などの酸を生成する酸生成菌により、第２処理水４０が形成される。第２処理水４０は、主に、酸生成菌、分解されなかった有機性廃棄物７の固形分、及び酸で構成されており、その他に、加水分解菌、及び有機性廃棄物７の可溶化成分も含まれる。有機性廃棄物７の可溶化成分とは、酸生成部４で酸にならなかった成分である。なお、酸生成部４では、第２処理水４０を撹拌する第２撹拌機構４１が設けられている。これにより、酸生成部４での酸生成を効率的に行うことができる。第２撹拌機構４１は、一例として撹拌機であるが、液体を撹拌できるものであれば他の構成でもよい。

【0017】

固液分離部５では、第２処理水４０が第２分離壁１１を越流して流入し、固形分５０と分離液５１とに分離される。固液分離部５での分離は、送液機器の削減の観点から、固形分５０の重力沈降を利用して、下部に固形分５０が形成され、上澄みに分離液５１が形成されるようにすることが望ましい。なお、固液分離部５では、第２処理水４０を固形分５０と分離液５１とに分離できればよく、他の分離方法を用いてもよい。例えば、固液分離部５として公知技術となっているろ過膜を使用し、送液機器を用いて第２処理水４０をろ過膜に通水して固形分５０と分離液５１に分離してもよい。固形分５０は、主に、酸生成菌、分解されなかった有機性廃棄物７の固形分から構成されており、その他に、加水分解菌も含まれる。分離液５１は、主に酸から構成され、その他に、有機性廃棄物７の可溶化成分も含まれる。有機性廃棄物７の可溶化成分とは、酸生成部４で酸にならなかった成分である。

【0018】

メタン発酵部６では、第３分離壁１２を越流して第１移送部６０に流入した分離液５１が、第１移送部６０の下部から第１貯留部６１の下部に流入する。分離液５１は、主に酸からメタンガス等のガスを生成するメタン発酵菌により処理されて、第３処理水６２とガス６３とに転換される。第３処理水６２は、第１貯留部６１の上部から処理槽１の外部に排出される（図１の矢印Ａ）。ガス６３は、第１貯留部６１の上部から処理槽１の外部に排出され（図１の矢印Ｂ）、図示省略のガス貯留部に貯留されて発電又は熱源として利用される。なお、メタン発酵菌は、自己造粒物であるグラニュールを利用することが望ましい。有機性廃棄物７の処理システム１００は、メタン発酵菌としてグラニュールを利用することで、メタン発酵部６のサイズを小さくすることができ、システム全体の大型化を抑制できる。

【0019】

メタン発酵部６では、第３処理水６２を撹拌する第３撹拌機構６４が設けられている。第１貯留部６１でメタン発酵を効率的に行うためである。第３撹拌機構６４は、第１貯留部６１の上方と下方とを繋ぎ、第３処理水６２が流通する循環配管部６４ａと、該循環配管部６４ａを通じて第３処理水６２を第１貯留部６１の上方から引き抜き、引き抜いた第３処理水６２を第１貯留部６１の下方に返送させるポンプ６４ｂと、を有している。第３撹拌機構６４は、処理槽１の外部に設けられている。つまり、第３撹拌機構６４は、循環配管部６４ａを介して第３処理水６２を循環させることで、第１貯留部６１の第３処理水６２を撹拌させる構成である。なお、循環配管部６４ａは、第１貯留部６１の上方と、第１移送部６０とを繋ぐ構成でもよい。また、第３撹拌機構６４は、図示した構成に限定されず、液体を撹拌できるものであれば他の構成でもよい。

【0020】

第１返送手段２は、固液分離部５で第２処理水４０から分離した分離液５１を可溶化部３に返送するものである。第１返送手段２は、固液分離部５と可溶化部３とを繋ぎ、分離液５１が流通する第１返送配管部２０と、該第１返送配管部２０を通じて分離液５１を引き抜き、引き抜いた分離液５１を可溶化部３に所定の量だけ返送するポンプ２１と、を有している。

【0021】

上記したように、可溶化部３では、加水分解菌である微生物の加水分解により、有機性廃棄物７が可溶化されて、第１処理水３０が形成される。第１処理水３０は、主に、加水分解菌、分解されなかった有機性廃棄物７の固形分、及び分解された有機性廃棄物７の可溶化成分で構成される。可溶化成分は、加水分解菌の種類に依存した多種多様な溶解性有機物であり、例えば、タンパク質、糖、脂質などが含まれる。溶解性有機物は、低分子量の有機物である。この有機性廃棄物７から可溶化成分への加水分解は、第１処理水３０中に含まれる可溶化成分の濃度が高くなると効率が低下し、加水分解菌による有機性廃棄物７の分解が進行しにくくなる。そのため、本実施の形態１に係る有機性廃棄物７の処理システム１００では、固液分離部５から可溶化部３に所定量の分離液５１を返送することで第１処理水３０中の可溶化成分の濃度を調整することとしている。上述したように、分離液５１は、主に、酸生成部４において生成された酸で構成されている。つまり、本実施の形態１に係る有機性廃棄物７の処理システム１００では、分離液５１を可溶化部３に返送することで、希釈する形で第１処理水３０中の可溶化成分を酸生成部４に押し流すことができ、第１処理水３０中の可溶化成分の濃度を調整して、有機性廃棄物７から可溶化成分へ加水分解する効率の低下を抑制できる。

【0022】

従来技術のように、複数の処理槽で構成した処理システムでは、各処理槽を接続する配管又は処理槽間の送液機器を設置できる。送液機器とは、例えばポンプ等である。送液機器は、例えば、可溶化槽へ上水又は処理水などを加えることができる送液機器と、可溶化槽から酸生成槽への送液機器である。この従来のシステムでは、送液機器への投入電力を調整することにより、可溶化槽へ送られる上水又は処理水などの送液量を、可溶化槽から酸生成槽へ送液する送液量よりも大きくすることで、可溶化槽の容積に裕度を設けておけば可溶化槽における可溶化成分の濃度を調整可能である。

【0023】

しかしながら、単一の処理槽で構成した処理システムでは、従来技術のように、各処理槽を接続する配管又は処理槽間の送液機器が存在しない。そのため、このシステムでは、可溶化部３へ上水又は処理水などを加えると、その加えた容積分だけ、上水又は処理水が可溶化部３と連通している酸生成部４、固液分離部５、及びメタン発酵部６まで連続して流れていき、可溶化部３、酸生成部４、及びメタン発酵部６の各区間における処理時間に影響を及ぼすことになる。つまり、可溶化成分の濃度調整と各区画の処理時間は、相互に影響し合う。よって、このシステムでは、可溶化成分の濃度調整と有機性廃棄物７の処理時間の確保を両立することができず、有機性廃棄物７の処理が破綻するおそれがある。

【0024】

一方、本実施の形態１に係る有機性廃棄物７の処理システム１００では、固液分離部５の分離液５１を可溶化部３へ返送するので、可溶化部３、酸生成部４、及び固液分離部５での循環となり、分離液５１の量の増減が、可溶化部３、及び酸生成部４への処理時間に直接的に影響されない。なお、分離液５１は、主に酸で構成されるが、一部、酸生成部４で酸にならなかった有機性廃棄物７の可溶化成分も含まれる。そのため、分離液５１では、可溶化成分を含まない上水又は処理水などと比べると、有機性廃棄物７から可溶化成分への加水分解の効率の低下を抑制する効果が小さくなる。しかし、本実施の形態１に係る有機性廃棄物７の処理システム１００では、分離液５１を可溶化部３へ返送することで可溶化成分の濃度を調整するので、十分に加水分解の効率の低下を抑制でき、単一の処理槽１を構成したシステムの確立を実現し得る。

【0025】

なお、第１返送手段２は、分離液５１が第１移送部６０へ流入する直前の位置であり、かつ固液分離部５の上方から分離液５１を引き抜いて可溶化部３へ返送する構成とすることが望ましい。固液分離部５では、酸生成部４で酸にならなかった有機性廃棄物７の可溶化成分の一部が酸に変換される。そのため、固液分離部５の末端、すなわち、分離液５１が第１移送部６０へ流入する直前の位置から分離液５１を引き抜くことで、分離液５１中における酸生成部４で酸にならなかった有機性廃棄物７の可溶化成分の量を減らすことができ、有機性廃棄物７から可溶化成分への加水分解の効率の低下を抑制する効果が得られやすくなる。また、固液分離部５の上方から引き抜くべき理由は、固液分離部５の上方でないと固形分５０が第１返送配管部２０に流入する可能性があり、第１返送配管部２０が固形分５０により閉塞するおそれがあるためである。

【0026】

また、第１処理水３０、第２処理水４０、及び第３処理水６２の生成において、第１処理水３０の生成が最も律速となることが分かっている。そのため、処理槽１に投入する有機性廃棄物７の量は、可溶化部３の有効容積当たりの有機性廃棄物７の重量、又は有機性廃棄物７中の有機物量の指標であるＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ）量で設定することが望ましい。処理槽１に投入する有機性廃棄物７の量は、有機性廃棄物７の種類によって決まるため、特に限定はされないが、有機性廃棄物７の重量であれば２０ｋｇ／ｍ^３・日以上で、且つ２００ｋｇ／ｍ^３・日以下が好ましく、更に言えば５０ｋｇ／ｍ^３・日以上で、且つ１００ｋｇ／ｍ^３・日以下が、より望ましい。上記の範囲よりも有機性廃棄物７の重量が小さいと、投入する有機性廃棄物７の量に対し、システムが過剰に大型化するおそれがある。一方、上記の範囲よりも有機性廃棄物７の重量が大きいと、処理槽１で有機性廃棄物７を適切に処理できず、処理槽１の外部に排出される第３処理水６２に未分解の可溶化成分又は酸が含まれるとともに、固形分５０の量が増加するおそれがある。また、ＣＯＤ量の場合も、同様の理由により、５ｋｇ／ｍ^３・日以上で、且つ４０ｋｇ／ｍ^３・日以下が好ましく、更に言うと１２．５ｋｇ／ｍ^３・日以上で、且つ２５ｋｇ／ｍ^３・日以下が、より望ましい。

【0027】

可溶化部３において調整する第１処理水３０中の可溶化成分の濃度は、有機性廃棄物７の種類又は加水分解菌の種類に応じて、適宜、設定することができる。但し、当該濃度は、システムの立ち上げ時などに実施する微生物の馴養において把握し、設定することが望ましい。馴養による可溶化成分の濃度設定の具体的な内容は、下記の通りである。

【0028】

メタン発酵部６のメタン発酵菌は、酸生成部４において酸生成菌により生成される酸がないと増殖できない。また、酸生成菌は、可溶化部３において加水分解菌により有機性廃棄物７から生成される可溶化成分がないと増殖できない。そのため、加水分解菌の馴養から開始する。先ずは、ラボの設備で予め培養する等の対応により用意した加水分解菌を可溶化部３に投入し、有機性廃棄物７を規定の投入量よりも小さい量で可溶化部３に投入する。有機性廃棄物７の投入量を規定の投入量に向けて徐々に増加させていく過程で、加水分解の進行程度を、有機性廃棄物７の投入量、及び第１処理水３０中における「分解されずに残存した有機性廃棄物７の固形分」の重量で把握し、第１処理水３０中の可溶化成分の濃度を測定する。これにより、加水分解が効率的に進行する第１処理水３０中の可溶化成分の濃度を把握することができる。このときの可溶化成分の濃度は、タンパク質又は糖などの特定の物質を直接、測定しても良い。なお、ＣＯＤであれば、加水分解菌の種類に依存した多種多様な溶解性有機物を統合して、可溶化成分の濃度の指標として利用することができるため、ＣＯＤでの評価が望ましい。このようにすることで、第１処理水３０中の可溶化成分の濃度が設定値となるように、可溶化部３へ返送される分離液５１の返送量を調整することができる。

【0029】

なお、第１処理水３０中の可溶化成分の濃度の設定は、実際に、可溶化部３へ返送される分離液５１の返送量を調整しながら、加水分解の進行程度を、有機性廃棄物７の投入量、及び第１処理水３０中の「分解されずに残存した有機性廃棄物７の固形分」の重量で把握することで間接的に行うことも可能である。第１返送手段２の稼働は、連続的に実施してもよいし、加水分解菌による加水分解の進行に応じた第１処理水３０中の可溶化成分の濃度の増加タイミングに合わせて、間欠的に実施してもよい。

【0030】

また、微生物の種類は、特に限定されないが、例えば優占種となる微生物を利用すれば良い。優占種となる微生物は、微生物の馴養において、有機性廃棄物７の種類に応じて、その有機性廃棄物７を基質とすることができる微生物種だからである。具体的には、可溶化部３では、有機性廃棄物７の種類に応じて、その有機性廃棄物７を基質とすることができる加水分解菌が増殖し優占種となる。続いて、酸生成部４では、有機性廃棄物７の種類に応じて、加水分解菌が有機性廃棄物７から生成する可溶化成分を基質とすることができる酸生成菌が優占種となる。メタン発酵部６では、有機性廃棄物７の種類に応じて、酸生成菌が可溶化成分から生成する酸を基質とすることができるメタン発酵菌が優占種となる。

【0031】

図２は、実施の形態１に係る有機性廃棄物７の処理方法を示したフローチャートである。本実施の形態１に係る有機性廃棄物７の処理方法は、上記した処理システム１００を用いたものである。有機性廃棄物７の処理方法は、可溶化工程（ステップＳ１）と、酸生成工程（ステップＳ２）と、固液分離工程（ステップＳ３）と、分離液返送工程（ステップＳ４）と、メタン発酵工程（ステップＳ５）と、を備えている。

【0032】

可溶化工程（ステップＳ１）では、可溶化部３に投入した処理すべき有機性廃棄物７を微生物によって可溶化し、第１処理水３０を生成する。具体的には、可溶化部３の加水分解菌により有機性廃棄物７を加水分解して有機性廃棄物７中の固形分の一部を溶解させることで、第１処理水３０を形成する。第１処理水３０は、主に、加水分解菌、分解されなかった有機性廃棄物７の固形分、及び分解された有機性廃棄物７の可溶化成分から構成される。

【0033】

次に、酸生成工程（ステップＳ２）では、第１分離壁１０を越流して酸生成部４に流入した第１処理水３０から酸を生成し、第２処理水４０を生成する。具体的には、主に有機性廃棄物７の可溶化成分から有機酸又は酢酸などの酸を生成する酸生成菌により、第２処理水４０が形成される。第２処理水４０は、主に、酸生成菌、分解されなかった有機性廃棄物７の固形分、及び酸から構成され、その他、加水分解菌、及び有機性廃棄物７の可溶化成分も含まれる。可溶化成分は、酸生成部４で酸にならなかった成分である。

【0034】

次に、固液分離工程（ステップＳ３）では、第２分離壁１１を越流して固液分離部５に流入した第２処理水４０を、固形分５０と分離液５１に分離する。固形分５０は、主に酸生成菌、及び分解されなかった有機性廃棄物７の固形分から構成され、その他、加水分解菌も含まれる。分離液５１は、主に酸から構成され、その他、有機性廃棄物７の可溶化成分も含まれる。

【0035】

次に、分離液返送工程（ステップＳ４）では、固液分離工程で分離された分離液５１のうち所定量の分離液５１を可溶化部３に返送する。これにより、第１処理水３０中の可溶化成分の濃度を調整することができ、有機性廃棄物７から可溶化成分への加水分解の効率の低下を抑制できる。

【0036】

メタン発酵工程（ステップＳ５）は、分離液返送工程（ステップＳ４）と並行して行われる。メタン発酵工程（ステップＳ５）では、第３分離壁１２を越流してメタン発酵部６の第１貯留部６１に流入した分離液５１を、主に酸からメタンガス等のガスを生成するメタン発酵菌により処理させて、第３処理水６２とガス６３とに転換させる。

【0037】

以上のように、本実施の形態１に係る有機性廃棄物７の処理システム１００では、微生物を用いて有機性廃棄物７を処理する単一の処理槽１と、処理槽１の内部の液体を返送させる第１返送手段２と、を備えている。処理槽１は、有機性廃棄物７を微生物によって可溶化し、第１処理水３０を生成する可溶化部３と、可溶化部３で生成された第１処理水３０から酸を生成し、第２処理水４０を生成する酸生成部４と、酸生成部４で生成された第２処理水４０を固形分５０と分離液５１とに分離する固液分離部５と、固液分離部５で分離された分離液５１をメタン発酵菌でメタン発酵させて、第３処理水６２とガス６３とに転換させるメタン発酵部６と、を有している。第１返送手段２は、固液分離部５で分離された分離液５１を可溶化部３に返送する構成である。

【0038】

つまり、本実施の形態１に係る有機性廃棄物７の処理システム１００では、固液分離部５の分離液５１を可溶化部３へ返送するので、可溶化部３、酸生成部４、及び固液分離部５での循環となり、分離液５１の量の増減が、可溶化部３及び酸生成部４の処理時間に直接的に影響されることがない。そして、可溶化部３へ返送した分離液５１で、可溶化成分の濃度を調整することができるので、加水分解の効率の低下を抑制できる。よって、本実施の形態１に係る有機性廃棄物７の処理システム１００では、複数の処理槽で構成する必要があった高負荷及び高速メタン発酵システムを、単一の処理槽１で構築できるので、システム全体を小型化でき、設備費及び運転管理費を抑制できる。

【0039】

実施の形態２．
次に、図３を参照して、本実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理システム１０１を説明する。図３は、本実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理システム１０１の構成を示した模式図である。なお、実施の形態１で説明した有機性廃棄物７の処理システム１００と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。

【0040】

本実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理システム１０１では、図３に示すように、可溶化部３の内部に、微生物である加水分解菌を付着させた付着物３４と、付着物３４を保持する保持部材３５と、が設けられている。可溶化部３は、微生物である加水分解菌が貯留された第２貯留部３２と、第２貯留部３２の下方に配置され、第２貯留部３２で可溶化して生成した第１処理水３０を移送する第２移送部３３と、を有している。保持部材３５は、第２貯留部３２と第２移送部３３との間に設けられており、付着物３４を保持すると共に、第２貯留部３２と第２移送部３３とを区画する。可溶化部３と酸生成部４とは、処理槽１の天面から下方に向かって突き出す第５分離壁１４によって区画されている。第２移送部３３と酸生成部４は、第５分離壁１４の下方で連通している。その他の点については、上記実施の形態１の有機性廃棄物７の処理システム１００と同じ構成である。

【0041】

本実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理システム１０１では、有機性廃棄物７を第２貯留部３２に投入することで、付着物３４の加水分解菌が有機性廃棄物７を加水分解する。第１撹拌機構３１は、第２貯留部３２の内部を撹拌できるように設置されている。付着物３４は、保持部材３５によって第２貯留部３２の内部で保持されている。

【0042】

第２貯留部３２では、加水分解菌により有機性廃棄物７が加水分解されて固形分の一部が溶解し、第１処理水３０が形成される。保持部材３５は、固形成分を透過させないが、液状化した可溶化成分を透過させる性質を持つ構成とする。そのため、第１処理水３０は、保持部材３５により、主に、分解された有機性廃棄物７の可溶化成分から構成されて、第２移送部３３に流入する。つまり、本実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理システム１０１では、実施の形態１の構成と異なり、加水分解菌が付着した付着物３４、及び分解されなかった有機性廃棄物７の固形分が、保持部材３５により第２貯留部３２に残留する。なお、第２移送部３３に流入した第１処理水３０は、酸生成部４へ流入する。

【0043】

酸生成部４では、第２移送部３３から第１処理水３０が流入し、主に有機性廃棄物７の可溶化成分から有機酸又は酢酸などの酸を生成する酸生成菌により、第２処理水４０が形成される。本実施の形態２における第２処理水４０は、実施の形態１と異なり、主に、酸生成菌及び酸から構成され、その他、有機性廃棄物７の可溶化成分も含まれる。可溶化成分は、酸生成部４で酸にならなかった成分である。

【0044】

固液分離部５では、第２処理水４０が第２分離壁１１を越流して流入し、固形分５０と分離液５１に分離される。本実施の形態２における固形分５０は、実施の形態１と異なり、主に酸生成菌で構成される。また、分離液５１は、主に酸から構成され、その他、有機性廃棄物７の可溶化成分も含まれる。可溶化成分は、酸生成部４で酸にならなかった成分である。分離液５１は、第３分離壁１２を越流し、メタン発酵部６にてメタン発酵菌により処理されて、第３処理水６２とガス６３とに転換される。

【0045】

本実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理システム１０１では、加水分解菌が付着した付着物３４が保持部材３５によって第２貯留部３２の内部で保持されるため、加水分解菌が第１処理水３０に含まれて可溶化部３から流出することを防ぐことができる。したがって、本実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理システム１０１は、安定した加水分解菌量を維持しやすく、より効率的に加水分解を進行させることができ、更に、流出する加水分解菌量を考慮する必要がないことから、実施の形態１の構成に比べて可溶化部３を小型化できる。

【0046】

本実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理システム１０１では、分離液５１が第１返送手段２により第２貯留部３２に所定の量だけ返送され、第１処理水３０中の可溶化成分の濃度が調整される。分離液５１の返送量の設定に関しては、実施の形態１と同様に、有機性廃棄物７の種類又は加水分解菌の種類に応じて、適宜、設定することができる。なお、分離液５１の返送量の設定は、システムの立ち上げ時などに実施する微生物の馴養において把握し、設定することが望ましい。

【0047】

本実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理システム１０１では、加水分解の進行程度を、有機性廃棄物７の投入量、及び「分解されずに第２貯留部３２に残存した有機性廃棄物７の固形分」の重量で把握し、第１処理水３０中の可溶化成分の濃度を測定する。これにより、加水分解が効率的に進行する第１処理水３０中の可溶化成分の濃度を把握することができる。このときの可溶化成分の濃度は、タンパク質又は糖などの特定の物質を、直接測定しても良い。但し、ＣＯＤであれば、加水分解菌の種類に依存した多種多様な溶解性有機物を統合して、可溶化成分の濃度の指標として利用することができるため、ＣＯＤでの評価が望ましい。

【0048】

このようにすることで、本実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理システム１０１では、第１処理水３０中の可溶化成分の濃度が設定値となるように分離液５１の返送量を調整することができる。なお、第１処理水３０中の可溶化成分の濃度は、実際に、可溶化部３へ返送される分離液５１の返送量を調整しながら、加水分解の進行程度を、有機性廃棄物７の投入量、及び「分解されずに第２貯留部３２に残存した有機性廃棄物７の固形分」の重量で把握することで間接的に設定することも可能である。

【0049】

なお、第１返送手段２は、分離液５１を付着物３４に散布する散布手段２２を備えていることが望ましい。散布手段２２は、例えば散水ノズルである。これにより、付着物３４の表面に吸着する可溶化成分を第２移送部３３へ効率的に流すことができ、付着物３４に付着した加水分解菌による加水分解の効率の低下を抑制できる。

【0050】

保持部材３５は、第１処理水３０を第２移送部３３に流入させ、且つ、付着物３４及び分解されなかった有機性廃棄物７の固形分を、第２貯留部３２に残留させることができるものであればよい。保持部材３５は、例えば市販のフィルタ又はメッシュを用いることができる。孔径に関しては、０．５ｍｍ以上で、５ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以上で３ｍｍ以下であればより望ましい。保持部材３５は、孔径が当該範囲よりも小さいと有機性廃棄物７及び付着物３４による目詰まりが発生しやすくなる。一方、保持部材３５は、孔径が当該範囲よりも大きいと可溶化していない有機性廃棄物７の固形分が第２移送部３３に流出するリスクが高くなる。

【0051】

付着物３４は、微生物である加水分解菌を保持できればよい。付着物３４は、担体又はストローなど、微生物の保持が可能な公知の材料を用いることができる。但し、付着物３４は、微生物を保持できる表面性を大きくとることが望ましいため、例えば多孔質材料等の三次元構造材料であることが望ましい。付着物３４のサイズは、保持部材３５の孔径に応じて、保持部材３５の孔径よりも小さいサイズの物を利用すれば良い。

【0052】

次に、図２を参照して、本実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理方法を説明する。本実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理方法は、上記した処理システム１０１を用いたものである。本実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理方法は、上記実施の形態１の構成と同様、可溶化工程（ステップＳ１）と、酸生成工程（ステップＳ２）と、固液分離工程（ステップＳ３）と、分離液返送工程（ステップＳ４）と、メタン発酵工程（ステップＳ５）と、を備えている。

【0053】

可溶化工程（ステップＳ１）では、可溶化部３に投入した処理すべき有機性廃棄物７を付着物３４に付着させた微生物によって可溶化し、第１処理水３０を生成する。具体的には、付着物３４に付着させた加水分解菌により有機性廃棄物７を加水分解して有機性廃棄物７中の固形分の一部を溶解させることで、第１処理水３０を形成する。加水分解菌が付着した付着物３４は、保持部材３５によって第２貯留部３２の内部で保持される。そのため、加水分解菌が第１処理水３０に含まれて可溶化部３から流出することを防ぐことができる。第１処理水３０は、主に、分解された有機性廃棄物７の可溶化成分から構成される。

【0054】

次に、酸生成工程（ステップＳ２）では、第１分離壁１０を越流して酸生成部４に流入した第１処理水３０から酸を生成し、第２処理水４０を生成する。具体的には、主に有機性廃棄物７の可溶化成分から有機酸又は酢酸などの酸を生成する酸生成菌により、第２処理水４０が形成される。第２処理水４０は、主に、酸生成菌及び酸から構成され、その他、有機性廃棄物７の可溶化成分も含まれる。可溶化成分は、酸生成部４で酸にならなかった成分である。

【0055】

次に、固液分離工程（ステップＳ３）では、第２分離壁１１を越流して固液分離部５に流入した第２処理水４０を、固形分５０と分離液５１に分離する。固形分５０は、主に酸生成菌で構成される。分離液５１は、主に酸から構成され、その他、有機性廃棄物７の可溶化成分も含まれる。

【0056】

次に、分離液返送工程（ステップＳ４）では、固液分離工程で分離された分離液５１のうち、所定量の分離液５１を可溶化部３に返送する。これにより、第１処理水３０中の可溶化成分の濃度を調整することができ、有機性廃棄物７から可溶化成分への加水分解の効率の低下を抑制できる。また、分離液返送工程（ステップＳ４）では、分離液５１を可溶化部３に返送する際に、散布手段２２を用いて、分離液５１を付着物３４に散布させる。これにより、付着物３４の表面に吸着する可溶化成分を第２移送部３３へ効率的に流すことができ、付着物３４に付着した加水分解菌による加水分解の効率の低下を抑制できる。

【0057】

メタン発酵工程（ステップＳ５）は、分離液返送工程（ステップＳ４）と並行して行われる。メタン発酵工程（ステップＳ５）では、可溶化部３に返送されていない分離液５１であって、第３分離壁１２を越流してメタン発酵部６の第１貯留部６１に流入した分離液５１を、主に酸からメタンガス等のガスを生成するメタン発酵菌により処理させて、第３処理水６２とガス６３とに転換させる。

【0058】

実施の形態３．
次に、図４を参照して、本実施の形態３に係る有機性廃棄物７の処理システム１０２を説明する。図４は、本実施の形態３に係る有機性廃棄物７の処理システム１０２の構成を示した模式図である。なお、実施の形態１及び２で説明した有機性廃棄物７の処理システム１００及び１０１と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。

【0059】

本実施の形態３に係る有機性廃棄物７の処理システム１０２では、図４に示すように、上記実施の形態２の有機性廃棄物７の処理システム１０１の構成に加えて、メタン発酵部６の第３処理水６２を酸生成部４に返送する第２返送手段８を有することを特徴としている。第２返送手段８は、循環配管部６４ａから分岐し、酸生成部４の下方に接続された第２返送配管部８０と、第２返送配管部８０に設けられた電磁弁８１及び流量調節弁８２と、を有している。第２返送配管部８０は、循環配管部６４ａに設けられた分岐部６４ｃを介して、循環配管部６４ａに接続されている。電磁弁８１には、タイマー８３が接続されている。その他の点については、上記実施の形態２の有機性廃棄物７の処理システム１０１と同じ構成である。

【0060】

本実施の形態３に係る有機性廃棄物７の処理システム１０２では、第１返送手段２によって固液分離部５の分離液５１を可溶化部３へ返送することに並行して、第２返送手段８によってメタン発酵部６の第３処理水６２を酸生成部４へ返送する。第３処理水６２は、第３撹拌機構６４を利用し、第２返送配管部８０を通じてメタン発酵部６から酸生成部４へ返送される。そのため、追加で送液機器を設ける必要がない。なお、メタン発酵部６の第３処理水６２を酸生成部４へ返送する手段は、第３撹拌機構６４を利用した構成に限定されず、他の形態でもよい。

【0061】

第３撹拌機構６４は、基本的には連続的に稼働し、メタン発酵部６の第３処理水６２を撹拌している。そのため、第３処理水６２の返送時間及び返送タイミングは、タイマー８３により制御された電磁弁８１が開く時間、及び開閉のタイミングで制御される。また、第３処理水６２の返送流量は、流量調節弁８２で調整される。

【0062】

ところで、実施の形態１及び実施の形態２では、単一の処理槽１を用いており、処理槽１の内部が可溶化部３、酸生成部４、固液分離部５、及びメタン発酵部６に区画されている。そのため、メタン発酵部６における分離液５１の処理時間は、可溶化部３で生成する第１処理水３０中の有機性廃棄物７の可溶化成分の量で決まる。つまり、可溶化部３へ投入される有機性廃棄物７の投入量と、メタン発酵部６における分離液５１の処理時間とが関係性を有し、それぞれを独立して管理することはできない。

【0063】

メタン発酵部６における分離液５１の処理時間は、適切な値に調整することで、メタン発酵が効率的に進行する。しかし、上記したように、可溶化部３へ投入される有機性廃棄物７の投入量と、メタン発酵部６における分離液５１の処理時間とは、関係性を有している。この場合、有機性廃棄物７の投入量の増減が大きい場合などシステム導入先の運用事情によっては、有機性廃棄物７の投入量の増減に応じてメタン発酵部６における分離液５１の処理時間も増減することで、適切な処理時間を確保できなくなるおそれがある。

【0064】

一方、本実施の形態３に係る有機性廃棄物７の処理システム１０２では、第１返送手段２によって固液分離部５の分離液５１を可溶化部３へ返送することに並行して、第２返送手段８によってメタン発酵部６の第３処理水６２を酸生成部４へ返送することが可能である。また、酸生成部４、固液分離部５、及びメタン発酵部６が連通している。これにより、酸生成部４へ返送される第３処理水６２の返送量を調整することができるので、メタン発酵部６における分離液５１の処理時間を調整することができる。よって、有機性廃棄物７の投入量と独立して、メタン発酵部６における分離液５１の処理時間を適切な値に調整することができ、メタン発酵をさらに効率的に進行させ、システムの運転を安定化させることができる。

【0065】

メタン発酵部６における分離液５１の処理時間は、有機性廃棄物７の種類、及び分離液５１の種類に応じて、適宜、設定される。なお、当該処理時間は、特に限定されないが、例えば１日以上で、且つ１０日以下が好ましく、３日以上で、且つ６日以下がより望ましい。上記の範囲よりも処理時間が小さいと、分離液５１が十分にメタン発酵されず、ガス６３の量が減少し、処理槽１の外部に排出される第３処理水６２にガス６３になり得る成分が含まれてしまうおそれがある。一方、上記の範囲よりも処理時間が大きいと、メタン発酵菌の増殖が不十分となり、分離液５１が十分にメタン発酵されず、ガス６３の量が減少し、処理槽１の外部に排出される第３処理水６２にガス６３になり得る成分が含まれてしまうおそれがある。

【0066】

流量調節弁８２で調整する第３処理水６２の返送流量は、第２返送配管部８０の配管径に応じて、適宜、設定される。当該返送流量は、特に限定されないが、一般的に、第２返送配管部８０の配管内の流速が１以上３ｍ／ｓ以下になるように設定することが望ましい。また、タイマー８３により制御する電磁弁８１が開く時間も、第３処理水６２の返送流量に応じて、メタン発酵部６における分離液５１の処理時間が上記の範囲になるように、決定すればよい。開閉のタイミングは、均等に１時間に１回など適宜、設定される。

【0067】

なお、メタン発酵部６の第３処理水６２を酸生成部４へ返送する手段は、メタン発酵部６の上方の第３処理水６２を利用することが望ましい。メタン発酵部６では、下方から上方にかけてメタン発酵菌の濃度が低下する。そのため、上方のメタン発酵菌でないと、メタン発酵菌が第２返送配管部８０を介して酸生成部４へ流入し、メタン発酵菌が死滅するリスクが高くなる。また、メタン発酵部６には、バッフルやメッシュ等の菌遮断機構６５を設けることが望ましい。菌遮断機構６５を設けることにより、メタン発酵菌が第２返送配管部８０を介して酸生成部４へ流入することを抑制できる。但し、菌遮断機構６５は、必ずしも設ける必要はなく、省略してもよい。

【0068】

図５は、実施の形態３に係る有機性廃棄物７の処理方法を示したフローチャートである。本実施の形態３に係る有機性廃棄物７の処理方法は、上記した処理システム１０２を用いたものである。実施の形態３に係る有機性廃棄物７の処理方法は、溶液返送工程（ステップＳ６）を備えている点に以外、上記した実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理方法と同じである。そのため、実施の形態２に係る有機性廃棄物７の処理方法で説明した可溶化工程（ステップＳ１）、酸生成工程（ステップＳ２）、固液分離工程（ステップＳ３）、分離液返送工程（ステップＳ４）、メタン発酵工程（ステップＳ５）の説明は、省略する。

【0069】

溶液返送工程（ステップＳ６）では、メタン発酵工程（ステップＳ５）で分離液５１を第３処理水６２とガス６３とに転換させた後、分離液返送工程（ステップＳ４）と並行して行われる。溶液返送工程（ステップＳ６）では、メタン発酵工程（ステップＳ５）で生成した第３処理水６２を酸生成部４へ返送する。これにより、メタン発酵部６における分離液５１の処理時間を調整することができるので、有機性廃棄物７の投入量と独立して、メタン発酵部６における分離液５１の処理時間を適切な値に調整することができ、メタン発酵をさらに効率的に進行させ、システムの運転を安定化させることができる。

【0070】

なお、図示することは省略したが、本実施の形態３に係る有機性廃棄物７の処理システム１０２及び有機性廃棄物７の処理方法の特徴である第２返送手段８は、実施の形態１の構成に適用してもよい。

【0071】

以上、有機性廃棄物７の処理システム（１００～１０２）及び有機性廃棄物７の処理方法を実施の形態に基づいて説明したが、上述した実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば有機性廃棄物７の処理システム（１００～１０２）は、図示した構成に限定されるものではなく、構成要素を一部省略してもよいし、他の構成要素を含んでもよい。要するに、有機性廃棄物７の処理システム（１００～１０２）及び有機性廃棄物７の処理方法は、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更及び応用のバリエーションの範囲を含むものである。

【符号の説明】

【0072】

１ 処理槽、２ 第１返送手段、３ 可溶化部、４ 酸生成部、５ 固液分離部、６ メタン発酵部、７ 有機性廃棄物、８ 第２返送手段、１０ 第１分離壁、１１ 第２分離壁、１２ 第３分離壁、１３ 第４分離壁、１４ 第５分離壁、２０ 第１返送配管部、２１ ポンプ、２２ 散布手段、３０ 第１処理水、３１ 第１撹拌機構、３２ 第２貯留部、３３ 第２移送部、３４ 付着物、３５ 保持部材、４０ 第２処理水、４１ 第２撹拌機構、５０ 固形分、５１ 分離液、６０ 第１移送部、６１ 第１貯留部、６２ 第３処理水、６３ ガス、６４ 第３撹拌機構、６４ａ 循環配管部、６４ｂ ポンプ、６４ｃ 分岐部、６５ 菌遮断機構、８０ 第２返送配管部、８１ 電磁弁、８２ 流量調節弁、８３ タイマー、１００、１０１、１０２ 処理システム。

【要約】

有機性廃棄物の処理システムは、微生物を用いて有機性廃棄物を処理する単一の処理槽と、処理槽の内部の液体を返送させる返送手段と、を備えている。処理槽は、有機性廃棄物を微生物によって可溶化し、第１処理水を生成する可溶化部と、可溶化部で生成された第１処理水から酸を生成し、第２処理水を生成する酸生成部と、酸生成部で生成された第２処理水を固形分と分離液とに分離する固液分離部と、固液分離部で分離された分離液をメタン発酵菌でメタン発酵させて、第３処理水とガスとに転換させるメタン発酵部と、を有している。返送手段は、固液分離部で分離された分離液を可溶化部に返送する第１返送手段を有する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】