Development of gasification system of municipal solid waste and sewage sludge using solubilization of paper waste technology

• Project/Area Number: 18H03418
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 64050:Sound material-cycle social systems-related
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: Himeno Shuji 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (60334695)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小松 俊哉 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (10234874)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000); Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2019: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000); Fiscal Year 2018: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
• Keywords: メタン発酵 / MBT / 再生可能エネルギー / バイオマス

Outline of Final Research Achievements

Due to the need to reduce fossil fuel consumption in the incineration and the necessity to utilize kitchen waste as biomass， there is a growing need for technology to separate kitchen waste from combustible waste and to utilize it as energy source. In this research， a technology combining mechanical sorting and methane fermentation as a Mechanical-Biological Treatment (MBT) system was developed and sorting and fermentation tests were conducted using municipal waste. The results showed that it is possible to separate kitchen waste as fermentable material with high accuracy from combustible waste by means of shredding and screening， and that 150 Nm3 of biogas per ton of fermentable material can be stably produced by mesophilic methane fermentation of the recovered fermentable material. In addition， the lower calorific value of combustible material after separating kitchen waste improved by 1.7 times compared to that before separation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本技術を適用することで既存の収集体制のまま、都市ごみから厨芥類を機械選別し、選別された厨芥類を使用してメタン発酵を行い廃棄物のエネルギー化を行うことが可能であるとがしめされた。その際、機械選別により都市ごみから熱量が高く微生物分解しにくいビニール類(プラスチックなど)と含水率が高く微生物分解しやすい厨芥類を選別し回収することが可能になる。また、発酵不適物や発酵適物がそれぞれ焼却処分やメタン発酵に適したごみ質で回収可能となり，厨芥類が取り除かれることにより焼却処分するごみの量自体を削減することが可能であると考えられる。その際に選別された高発熱量ごみ固形化燃料（RDF）などの燃料に貢献可能となる。

Research Products

• [Journal Article] 都市ごみの機械的処理による発酵適物と下水汚泥の混合嫌気性消化， 2019年10月01日， (2019)
  • Author(s): 小松俊哉，姫野修司，伊藤圭汰，高橋倫広
  • Journal Title: 下水道協会誌論文集 Volume: 56 Pages: 118-125
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recovery of Material for Methane Fermentation from Municipal Waste and Biogasification Technology using a MBT System (2018)
  • Author(s): 姫野 修司, 小松 俊哉, 笹渕 晃洋, 伊藤 圭汰, 北田 誠, 高橋 倫広
  • Journal Title: Journal of the Japan Society of Material Cycles and Waste Management Volume: 29 Issue: 0 Pages: 227-239
  • DOI: 10.3985/jjsmcwm.29.227
  • NAID: 130007538297
  • ISSN: 1883-5856, 1883-5899
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 下水汚泥と都市ごみ有機成分の混合消化連続実験 (2018)
  • Author(s): 伊藤圭汰,小松俊哉,姫野修司,高橋倫広
  • Organizer: 第52回日本水環境学会年会講演集
• [Presentation] MBTを適用した下水汚泥と可燃ごみの混合嫌気性消化(第2報) (2018)
  • Author(s): 伊藤圭汰,岡野勝也,小松俊哉,姫野修司,高橋倫広,北田誠
  • Organizer: 第55回下水道研究発表会講演集
• [Patent(Industrial Property Rights)] メタン発酵好適物の製造装置 (2018)
  • Inventor(s): 姫野修司 、高橋倫広 、北田誠
  • Industrial Property Rights Holder: 姫野修司 、高橋倫広 、北田誠
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2018
  • Acquisition Date: 2019
• [Patent(Industrial Property Rights)] メタン発酵好適物の移送方法 (2018)
  • Inventor(s): 姫野修司 、高橋倫広 、北田誠
  • Industrial Property Rights Holder: 姫野修司 、高橋倫広 、北田誠
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2018
  • Acquisition Date: 2019