生体の循環系心臓肺諸器官腎臓肝臓都市の循環系運輸系商品廃棄物都市機能焼却炉下水処理場最終処分場下水の普及（分流型）・分流型と合流型の下水合流型雨水、浴槽等の排水とトイレ・台所の排水を分けない形式の下水分流型雨水、浴槽等の排水とトイレ・台所の排水を分ける形式の下水低濃度と高濃度の排水に分けられる・後の処理が容易・後の資源化が容易・下水管が資源輸送媒体になる（分流型でも雨水菅にトイレ下水がオバーフローする構造になっていることがある）ディスポーザによる生ゴミの分別・ディスポーザとはキッチンシンクに取り付けられた生ゴミを粉砕して排水するミキサージューサー生ゴミの水洗便所（米国では一般的に普及している）下水へ＠現在、下水への直接廃棄は認められていない＠異物を入れると装置が壊れるため生ゴミがほぼ完全に分別できる＠水の使用量や装置の製作を考えるとエネルギー的にもコスト的にもマイナス便利で快適な生活ができるとは言え環境のためにライフスタイルを変えようという考えに立てば「ディスポーザは反対！」になりがちディスポーザー＋下水道直投（人口100万、CO2） -10 0 現状ケース（脱水汚泥焼却） A 現状ケース（脱水汚泥堆肥化） B ディスポーザー機器導入ケース（脱水汚泥焼却） C ディスポーザー機器導入ケース（脱水汚泥堆肥化） D ディスポーザー機器導入ケース（消化ガス発電＋焼却） E 管渠堆肥化または化学肥料埋立段階 10 20 ポンプ場水処理場（焼却ケース) 水処理場 (堆肥化ケース) 収集段階焼却段階焼却灰輸送段階ディスポーザー機器消化ガス発電（暫定試算） 30 Kg-C/人 40 ■ 全ての化石資源はﾊﾞｲｵﾏｽ由来→有機物は石油関連製品に転換可能です家庭、食品関連事業所消化下水処理場ｴﾈﾙｷﾞｰ供給消化しやすいなぁ前処理メタンガス量の増加下水管第２班まとめ生ｺﾞﾐ～～～汚泥 30～60℃ 活性炭の拡大写真汚泥の微細化活性炭下水処理場に隣接する石油製品化の工場 CO,CO2,H2 消化汚泥下水汚泥254万ﾄﾝ/年処理費：16000円/乾燥汚泥食品破棄物と合わせると炭素量は原子力発電所数基分(数百万kW) H2O 熱炭素：C 炭石油製品化の工場水消化汚泥ｱﾝﾓﾆｱ 500～700℃で元気になった水が微細な孔を開ける 450℃ 水素ｱﾝﾓﾆｱ可溶化濃縮：水を除いて濃縮１ｇでほぼ学校の運動場の面積を持ち，有害物質を強く吸い着けます。     ダイオキシンの除去環境ホルモンの除去居住空間の改善水処理など水素窒素結合を切るｱﾝﾓﾆｱ触媒可溶性有機物亜臨界装置吸着脱着反応器（固体触媒）ｱﾝﾓﾆｱ分解（水素製造）燃料電池用 H2 水素可溶性有機物水素 250-300℃ ﾒﾀﾝ吸着塔 350℃ ｹﾄﾝ化：化学原料の製造活性点有機物ｶﾞｽ化（水素製造）触媒ｹﾄﾝ反応器（Ni/炭素触媒）可溶性有機物ｱﾙｺｰﾙｱﾙｺｰﾙ触媒 250-300℃ 反応器（Fe触媒） 450℃ 反応器（ｾﾞｵﾗｲﾄ触媒）触媒ｹﾄﾝﾍﾞﾝｾﾞﾝﾄﾙｴﾝｷｼﾚﾝｶﾞｿﾘﾝ、化学原料ｵｲﾙ BTX化：ｶﾞｿﾘﾝと化学原料の製造生ゴミを資源にする方法の提案生ゴミを運びやすく、使いやすく、資源に！大規模にポリ乳酸を製造します生ゴミを地域で糖液と肥料に下水で運ばれた生ゴミはメタンに！メタン発酵汚泥は液体燃料に！生ゴミを含む下水糖・栄養液下水処理場でのメタン発酵ゴミ焼却・生ゴミ糖化施設メタン発酵汚泥生ゴミからガソリンをつくる肥料分別収集鉄触媒反応器生ゴミをディスポーザで流します．下水管は資源の通路（乾燥）生ゴミ液体燃料 CHAIN RESTAURANT 下水へポリ乳酸製品は地域で化学リサイクル町のリサイクル工場マルチングフィルムプラスチックの新品生ゴミは自然エネルギーなどで乾燥→臭わず、腐らず、運びやすくポリ乳酸は大規模につくるのが有利！しかし、生ゴミは全国から集められません．そこで、地域ごとに糖・栄養液を抽出、ゴミ焼却場の熱で濃縮、減量し、タンカーで大規模ポリ乳酸工場に！残った残渣や汚泥は肥料、メタン、液体燃料に！ポリ乳酸製品の廃棄物（含添加物ＯＫ）ポリ乳酸のマルチングシートは土ポリ乳酸製品にかえる！大規模ポリ乳酸工場糖・栄養液タンカー２班ビデオエネルギー可溶性有機物メタン発酵下水処理場下水汚泥隣接ケトン可溶性有機物消化汚泥ベンゼントルエンキシレン鉄触媒水ゼオライト触媒消化汚泥汚泥ガソリン化工場 250-300℃ 亜臨界反応器 250-300℃ 鉄触媒反応器ハイオクガソリン 450℃ (ベンゼン・トルエンゼオライト触媒キシレン）反応器汚泥からガソリンをつくるプロセス日明浄化場におけるディスポーザ生ゴミによる消化汚泥の増加予測負荷量：1.65倍 (165) 消化汚泥量：1.58倍消化汚泥水可溶性有機質炭素としての炭素収率（処理温度・処理時間の影響）水可溶性有機炭素収率　（％） 90 80 70 産総県九州研究所内実験装置 60 50 40 2.0分 5.1分 8.3分 30 20 10 0 200 220 240 260 280 処理温度（℃) 300 320 340 鉄触媒による有機物の水蒸気分解有機物ｹﾄﾝ R1-OOH R1 R2 O R1CR2 CO2 R1 低級炭化水素 R2 活性酸素 O-　H ZrO2 鉄触媒鉄系触媒 FeOx FeOOH H2O O CH2 CH2 活性酸素 O* O* O* CH3 CH3 C OH ＋ CH3 O O CH2 C OH CH3 Zr/FeOOH触媒鉄触媒 C = = O CH3 ＋ 2CO2 O O 2CH3 C = 有機酸可溶性有機物 CH3 OH = 2CH3 CH2 C CH2 C = CH2 20nm = CH3 H2O OH O2- R1 R2 鉄触媒 CH3 O ｹﾄﾝ＋ CO2 OH H = 2.55% 9. O C = CH3 1.74% 3. CH3 C OH = C = CH2 OH CH2 CH2 CH3 6. HC 2.94% CH2 O O 0.918% C CH3 = CH2 CH3 C = O O CH CH2 CH2 CH3 13. OH 15. 16.2% 1.06% OH O Others 19.9% CH3 14. 1.73% CH3 3.72% OH 4.69% CH = CH2 O CH2 0.832% O 8. CH 3 O 19. 1.03% O CH O 7. CH CH 2 CH3 O CH3 = = CH2 O 8.61% 12. O O = CH 3.90% CH OH 1.33% 11. O 5. CH3 O 0.949% OH 25.0% O 4. CH3 18. O = 10. O OH 17. 0.861% = 2. CH 3 O = C = 1. CH 3 16. CH3 CH3 OH 1.37% O 0.561% パームシェルオイルの組成様々な有機化合物の鉄触媒による分解 acetaldehyde OH Palm shell oil phenol gases C H acetone = CH3 O C acetic acid acetaldehyde CH3 acetone O gases OH acetone = CH3 W/F / h 反応が進行 C = CH3 O residue other oils 0 0.5 phenol 0.9 2.0 CH3 C CH2 CH3 acetic acid acetone butanone = O gases 3.9 0 20 40 60 Yield / wt% 80 100 0 20 40 60 Yield / wt% 80 butanone 100 消化汚泥由来有機物の生成物収率反応原料：日明下水処理場（北九州市）の消化汚泥を亜臨界分解して得た液北大のベンチ実験装置生成液酢酸 MEK アセトン 0 20 40 60 収率/% 80 100 消化汚泥由来のケトンからつくったガソリン北大のベンチ実験装置 WHSV [ hr－1] other hydrocarbons (<C6) 4.2 Toluene Xylene ぜオライト触媒 other mono-aromatics 100nm 0.4 0 Benzene 20 40 60 80 Composition [ %mol carbon ] 100 消化汚泥からつくったハイオクガソリンｴﾈﾙｷﾞｰ投入 148.6×103MJ/d ｴﾈﾙｷﾞｰ投入 73.8×103 (116.4×103) 消化工程ｴﾈﾙｷﾞｰ生産１０７ｔ１７３ｔ消化ガス 282.1×103 (439.7×103) 可溶化工程濃縮工程消化工程のボイラー効率：70% それ以後の工程の熱回収：70% （赤字はディスポーザー使用時）単位：MJ/d ｴﾈﾙｷﾞｰ投入ｴﾈﾙｷﾞｰ投入 3.57×103 (5.63×103) 43.8×103 (69.0×103) ｴﾈﾙｷﾞｰ投入 37.0×103 (58.2×103) ケトン化工程ｴﾈﾙｷﾞｰ投入 0.66×103 (1.06×103) 水熱ガス化工程ｴﾈﾙｷﾞｰ生産 BTX化工程製品 BTX : 3.54 t/d (5.72 t/d) 燃料ｶﾞｽ 4918 (8002) m3/d → 124.6×103 MJ/d (202.8×103 MJ/d) 消化汚泥からのガソリン製造に伴う物質・エネルギー収支 NH3分解工程製品 H2 : 1416 m3/d (2232 m3/d) 投入エネルギー合計 307.4×103MJ/d 398.9×103MJ/d 余剰分：94.3×103 (243.6×103) MJ/d トピックス 100 60 Reaction: 2NH3 → 3H2＋N2 工業触媒A 40 20 80 触媒3 触媒2 without steam 触媒4 Ammonia conversion [%] Ammonia conversion [%] 80 100 W/F = 0.00178 kg-cat h/mol-total gas Molar fraction of NH3 = 0.0297 Total Pressure=101.3 kPa 触媒1 W/F = 0.00178 kg-cat h/mol-total gas Molar fraction of NH3 = 0.0297 Total Pressure=101.3 kPa 60 触媒1 Reaction: 2NH3 → 3H2＋N2 工業触媒A 40 without steam with steam (NH3/H2O=1 mol/mol) 20 工業触媒B 0 300 400 Reaction temperature　/ ℃ Fig.1 触媒活性の比較（水蒸気無し） 500 0 300 400 Reaction temperature　/ ℃ Fig.2 触媒活性の比較（水蒸気の影響）アンモニア（NH3)を水素と窒素に分解する触媒を開発 500 バイオマスプラスチック（ＢＰ；ポリ乳酸製）卵パック（今回対象） BP製鶏卵パック事例（１０個詰め）および識別表示法 30 BP比率（％） 25 BP回収率（％） 20 15 10 5 0 0804 0805 0806 0807 0808 0809 0810 0811 0812 0901 0902 0903 0904 0905 0906 0907 0908 0909 0910 0911 0912 1001 1002 ジャスコ若松店での1年間にわたるポリ乳酸製卵パックの回収結果ポリ乳酸製品のマテリアルリサイクルとケミカルリサイクルケミカルリサイクル・モノマー原料に戻すリサイクル法樹脂化・リサイクル製品の質が落ちない水蒸気分解ケミカルリサイクルポリ乳酸重合ラクチド乳酸精製乳酸発酵グルコース糖化植物澱粉ポリ乳酸製造に必要な多くの製造工程を省ける乳酸オリゴマーポリ乳酸の製造工程 5.4 PLLA PC 5.2 PBS PET log(Mw) 5 4.8 4.6 4.4 4.2 4 0 30 60 90 120 時間（分）ペットその他プラの加熱水蒸気処理による分子量変化 150 破砕分別各条件でオートクレーブコンクリートミキサーで破砕（回転数35rpm 約10分）篩分け分別実例オートクレーブ破砕オートクレーブ前乳酸オリゴマー乳酸オリゴマー（フレーク状） PET ポリ乳酸卵パックの分別と乳酸オリゴマーの回収回収した卵パックを専用袋へ入れるポリ乳酸製卵パックは手で砕くと簡単に粉々になる１３０℃、９０分で加熱水蒸気処理処理後は体積が減り、白色化ラベル、ビニールテープ、PET製パックを取り除くとポリ乳酸をオリゴマーの状態で回収することができる加圧高温水蒸気による回収卵パックからの乳酸オリゴマーの回収