実用化例
ECOΣ・同業他社の事例
I社 (実証実験の段階)
亜臨界処理有機物を容器に入れ、水・温度・圧力を加え亜臨界といわれる状態にします。亜臨界状態は強い加水分解 作用が有り、極短時間で有機物は液状化し、アミノ酸や脂肪成分に分解されます。さらに 臨界点を超えると強力な酸化作用が起こり、有機物は完全に二酸化炭素と水に分解されます。水は浄化後反応槽に戻して再利用、一部は飲料可能レベルで排水。処理時間は処理量にかかわらず1 バッチ(7.5 ?)30 分程度、投入から排出までの前後工程を入れて 1 バッチ2 時間程度。燃料を使用するのは昇温時のみなのでランニングコストは 低く、CO2 の排出量は少なく、密閉容器内で処理するため処理過程での臭気はありません。

亜臨界水生ゴミ処理実証設備
2008年9月初旬より稼働させたReAQUAと呼ぶ亜臨界水ゴミ処理実証設備は、ベンチャー企業が製作した亜臨界水処理設備で日常生活から出る生ゴミなどを液体化し、その液体をイビデンが製作した水処理設備により河川に放流できるレベルまで浄化するシステムである。(ベンチャーと大企業の協働に注目!)亜臨界水処理施設は民間企業の食品業界では既にかなりの数の導入実績があり、何れも順調に稼働している。これらは焼酎メーカーなら搾り滓といった品質が安定している物質を対象にしていた。設備費も運転費も維持費も焼却炉方式より遙かに安価で耐用年数も長く、自治体財政に焼却炉のような過大な負担とならないで導入されることを目標としている。

廃液受け格子上には数グラム程度の固形物が残り、他は全て液状化した。これを曝気槽で処理し、最後は膜処理してSS2ppm程度の透明水(河川排水基準の1/3を目標にしている) にして排出している。微生物処理はプリント基盤等化学処理廃液の微生物処理で長年の経験と豊かなノウハウを持つイビデンの共生系菌叢処理方式に依る。 発生する汚泥量は通常の活性汚泥法の数分の1だが、それでも過剰になる部分は亜臨界水処理に戻す。 全く余剰汚泥を外部に出さない水処理方式(非常に珍しい!)としても注目に値する。実証実験開始後1ヶ月の現在は生ゴミのみを処理しているが、今後、紙やビニール袋なども投入、どのような亜臨界条件でどのような結果が出るかのデータを積み上げて行く。併行して、大學にも各種物質に対する亜臨界水の分解能力についての研究を委託している。

  • 紙はリグニンが溶出してクシャクシャに縮れたセルロースの塊になり、 プラスチックは原形のまま排出される。(300℃まで昇温すればプラスチックは液化するが、設備費・運転費ともに大きく増加する)
  • 実証実験は1年間を予定しており、来年度には一定の答を出す。始めたばかりの段階で言うのは早いが、実用機では解袋機でビニール袋を破いて中身を出し、オッシレーションコンベアで振るって袋と紙を浮かして風力で飛ばし、金属は磁気選別除去した残りを亜臨界水処理するのが実用的かなとの感触を得ている。
  • 長い金属棒をボールバルブが噛む場合は、トルク検出で非常停止させるようになっている。
  • 現在は1回運転する毎に蓋を開いて内部を洗浄している。食品工場の設置例によると、直径1.8m、長さ4.5mの処理能力10トン(3バッチ/日)の設備では、内部洗浄は数日おきに行い、安全検査は年1回行っている。
  • 魚の骨は液化する。ニワトリの骨は固形のまま残る。?
  • 給食センターで聞いた話であるが、そこの堆肥製造プラントは能力の1割程度しか稼働していない。 当地は柿、梨などの果物農家が多く、計画ではそれらの農家が堆肥を引き取ってくれることになっていたが、給食センターの廃食材でさえ毎日の品質が安定化していない、化学肥料の方が有効成分が濃厚と評価され、無料にしても誰も引き取り手がいない。やむなく製造した堆肥は全量焼却処理している。?
  • 共生系菌叢処理について質問有ったが、窒素、硫黄、燐、銅など重金属等にそれぞれ有効に働くな特殊な微生物(一部学名も挙げた) を含んでいるとの回答であった。イビデンが化学処理廃液の微生物処理に特別のノウハウを持つことは業界に知られている。

感 想
水分約80%の水そのものと言うべき生ゴミを火力で焼却する原始的な焼却炉方式と比較して、水は水で処理する亜臨界水処理方式の技術的スマートさは刮目すべきものである。生ゴミについては、このような緩和された亜臨界条件でも既に全く問題なく、短時間で処理されている。最大処理量250kgの実証プラントで、今回は30kgの生ごみを処理した。250kgでも30kgでも反応時間はほぼ同じ(約30分)である。現在、東京都ではごみ焼却施設の稼働率が軒並み低下している。ごみの量が少なくなると燃焼温度が下がり、ダイオキシンなどの有害ガスを発生する。また燃焼温度のフラツキが大きいと施設を劣化させる。そこで燃焼温度を高くする為大量の燃料を使う。かくしてごみ焼却施設は大量のごみを必要とし、ごみの減量化・資源化を進めるほど焼却炉のごみ不足を招くという矛盾を抱えている。亜臨界水方式では運転効率がごみの量に左右されず、ごみの減量化・資源化の流れに逆らうことはない。
  
プラスチックと紙など、更に高温高圧にしないと液化しない物質を、①設備費・運転費を多く要しても生ゴミと混合したままで処理するか、②事前に分離して残ったものだけを亜臨界水処理するか、の意思決定が残された問題であるようだ。或る試算によると、小金井市の可燃ごみを対象に焼却炉方式と亜臨界水処理方式の費用を比較した場合、亜臨界水処理の建設費は前者の1/2以下、石油を燃料にする場合の運転燃費は亜臨界水処理では残存固形物を焼却処理した場合でも焼却炉方式の1/25にしか相当しない。 処理サイクルの最後で亜臨界水を冷却するが、これを蓄熱材等へヒートリサイクルして原水の予備加熱に再利用すれば、更にボイラー燃費を殆ど要しない理想のシステムになり得る可能性がある。
排水は液体なので、今後、貴重な物質となりそうなリン(米国は禁輸を検討中) を回収することができそうだ。(活性汚泥に取り込まれたリンは、汚泥が固体なので回収が難しい) 原水は処理水をリサイクルさせることができる。濃縮される水以外の物質は、蒸気ボイラーの常識と同じく約5%を河川に排水すれば蓄積しない。
次世代可燃ごみ処理方式として極めて有望なシステムであると評価され得る。(報告者 K)

K) 容器内へ生ごみ、家畜糞、容器包装廃棄物を伴った食品廃棄物などを投入し、内部を真空状態にした後撹拌しながら、高温高圧の蒸気で処理する装置です。装置の主な構成機器としては、煮熟缶本体、架台、ボイラー、ボイラー付属装置、真空発生ユニット、撹拌装置、放蒸処理タンク、脱臭装置、凝縮水処理装置、等で構成。170度から210度(1.0Mpa?2Mpa)の高温水で処理することにより、金属、石類、ガラス類以外の有機物を全て加水分解します。従来から分解が困難であると考えられていたプラスチック製容器包装廃棄物を完全消滅させます。含水率の高い、家畜糞尿、生ごみ、農産物残渣、水産加工残渣等の処理も投入から排出迄を約60分で完熟度90%の良質な堆肥や飼料などに再生させる事ができます。分解後の水や揮発性物質は、水蒸気とともに排出されるので残渣物(製品)の中には、残りません。燃焼ではないのでダイオキシン、CO2、NOX等は発生しません。

■クニスターAZ廃棄物処理プラントとは
クニスター廃棄物処理プラントは、燃やさず、埋めず、ノーバイオを基本的な考えにした装置である。
基本的な形状は、横長圧力容器です。容器内へ生ごみ、家畜糞、容器包装廃棄物を伴った食品廃棄物などを投入し、内部を真空状態にした後撹拌しながら、高温高圧の蒸気でそれらを煮熟処理する装置です。
装置の主な構成機器としては、煮熟缶本体、架台、ボイラー、ボイラー付属装置、真空発生ユニット、撹拌装置、放蒸処理タンク、脱臭装置、凝縮水処理装置、等で構成されている。

■処理方法は簡単です。
原料(有機性廃棄物-バイオマスと云う)を装置に投入し、1.7~2.0Mpaの高圧蒸気を注入し200度前後の高温高圧条件下で約15~20分撹拌すると、加水分解反応により完全無害化された有用な肥料又は飼料が生産されます。

■処理装置内での作用原理(加水分解反応)
高温高圧の装置内では飽和蒸気で(約200度前後、17~20気圧)の高温、高圧に達し有機化合物(バイオマス)の加水分解反応が激しく行われ、バイオマスの持つ分子結合を分断し、新たな低分子結合の成分組成を持つ消化、吸収性の良い有機物が作り出されます。
吸収性が良いので肥料として利用した場合、化成肥料を使用した様な即効性も期待できます。
加水分解反応とは、炭素(C)を主体とするバイオマスが「水」と反応して分解する反応の事であり200度以上の水は100度前後の水とは全く異なった分解特性を持ち、その特性でバイオマスの分解を速やかに行います。

■高含水率の多様なバイオマスの分解にも対応出来ます。
含水率の高い処理困難物例えば、家畜糞尿、生ごみ、農産物残渣、水産加工残渣、等の処理も高温高圧水で可能と成ります。(余剰水は、蒸気と成って放出されます。)

■環境にやさしい処理方法です。
 有機廃棄物(バイオマス)の処理方法として、其の殆どが焼却されているのが現状と思われますが、クニスターAZで処理した場合には、加水分解反応を利用する為、溶媒として「水」を使用するのでダイオキシンやNOX、SOXの発生が全く無く、環境に極めてやさしい処理方法と言えます。

■安価なランニングコストです。
時間当たり4立方メートルを処理する場合、他の処理方法と比較した場合、人件費を別で1立方メートル当たり1500円前後の費用で済みます。又一人での運転も可能です。

■良質な有機肥料、飼料を短時間で製造できます。
原料となる処理物の内ポリマー以外の有機物の殆どは、其のままでも何れは腐敗、分解されて有機肥料と成りますが、それには相当の時間が掛かります。
加水分解装置により処理された有機物は、短時間で極めて優良な有機完熟肥料となり、他の方法に比べ、良質な製品を製造できます。又、燃料としての利用も可能です。

KN)
廃油や廃溶剤、廃インクなどの液体廃棄物、廃タイヤ、廃プラスチックなどの固形廃棄物、魚のあらや廃木材などの有機性廃棄物など幅広い廃棄物。 食品・バイオマス系のリサイクル。
亜臨界水反応処理:70トン/日(24h) 排水・排ガスはゼロ

亜臨界水反応による廃棄物再資源化事業
水の温度・圧力を374℃、22MPa以上まで上げると、水(液体)でも水蒸気(気体)でもない状態となります。この点を水の臨界点といい、臨界点より上の領域を超臨界水と呼びます。臨界点よりもやや低い近傍の領域を亜臨界水と呼びます。亜臨界水の特徴は、有機物の溶解作用と強い加水分解作用があります。この亜臨界水の性質を利用することで、環境にやさしい廃棄物の再資源化が可能です。

亜臨界水技術による廃棄物再資源化の研究にはさまざまな事例があります。

M)
東京大手町ビル1Fの「大手町カフェ」に亜臨界水処理プラントのモニュメントが展示されています。このモニュメントでは、生ごみからアミノ酸、乳酸(生分解性プラスチック原料)やバイオディーゼル油といった有価物を抽出した後、残渣を高速メタン発酵させてバイオガスを発生させ、そのエネルギーを都市の地域冷暖房エネルギーに再利用する構想になっています。


三菱長崎機工(株) 亜臨界水処理プラントのモニュメント
近畿環境興産株式会社
イビデン社
フジムラインベント社
伊賀国友産業 (クニスタ?AZ廃棄物処理プラント)

取扱製品

日本グリーンパワー株式会社

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