CN103209777A - 甲烷发酵前处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够将通过可溶化处理被微细化且通过过滤器的小的发酵不适物从可溶化液除去的甲烷发酵前处理装置。该甲烷发酵前处理装置(A)具备：可溶化槽(4)，其对有机性废弃物(S3)进行可溶化处理；作为第一固液分离机构的过滤器(5)，其使由可溶化槽(4)对有机性废弃物(S3)进行可溶化处理而得到的可溶化液(S4)通过，由此将可溶化液(S4)中含有的发酵不适物除去；第二固液分离机构(7)，其具有液体旋风分离器(10)及除水装置(11、13)，该液体旋风分离器(10)接受通过过滤器(5)后的可溶化液(S6)，并对可溶化液(S6)作用离心力，来将可溶化液(S6)中含有的发酵不适物分离，该除水装置(11、13)接受由液体旋风分离器(10)分离出的发酵不适物并对其进行脱水处理。

Description

甲烷发酵前处理装置

技术领域

本发明涉及对含水分的垃圾、水产加工废弃物等有机性废弃物进行甲烷发酵处理时的前处理中使用的甲烷发酵前处理装置。

本申请基于2010年11月24日在日本提出申请的日本特愿2010-261713号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

以往，在对含水分的垃圾、水产加工废弃物等有机性废弃物(生物原料)进行甲烷发酵处理时，为了提高甲烷发酵效率，而进行可溶化(料浆化)的处理，以使有机性废弃物容易发酵。

另外，现有的前处理工序使用甲烷发酵前处理装置，甲烷发酵前处理装置例如具备粗粉碎机、细粉碎机、筛选机、可溶化槽、过滤器(第一固液分离机构)(例如，参照专利文献1)。

并且，在现有的前处理工序中，通过粗粉碎机及细粉碎机将有机性废弃物顺次裁断后，通过旋转式或筛式等筛选机从有机性废弃物中将大的发酵不适物(发酵不适物的一部分)进行粗筛选除去，并将处理后的有机性废弃物向可溶化槽输送。接着，在可溶化槽中对有机性废弃物进行加热并同时进行可溶化处理，并使料浆的状态的可溶化液通过过滤器，利用该过滤器将可溶化液中含有的发酵不适物捕捉除去。然后，将这样由甲烷发酵前处理装置进行处理后的可溶化液向甲烷发酵槽供给，进行甲烷发酵工序而生产甲烷气体。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国专利第3710938号公报

发明的概要

发明要解决的课题

在含水分的垃圾等有机性废弃物中混有乙烯树脂、塑料、布(纤维)、卫生筷子、贝壳、骨头、果核、砂子等发酵不适物。并且，在前处理中将这样的发酵不适物除去，并同时使有机性废弃物可溶化而生成可溶化液(发酵原料)。在上述现有的甲烷发酵前处理装置中，通过筛选机进行粗筛选来将发酵不适物除去，并且，在可溶化槽中使发酵不适物沉淀或浮起而将其分离除去。进而，通过使发酵不适物通过从可溶化槽到甲烷发酵槽之间设置的过滤器，来从可溶化液中将发酵不适物捕捉并除去。

然而，在该甲烷发酵前处理装置中，当通过筛选机、可溶化槽或过滤器将发酵不适物以高效率除去时，大量的可溶化液(发酵原料)与发酵不适物一起丧失，使可溶化液的回收量极端减少。并且，以往，使用几mm～几十mm(例如6mm～10mm左右)的大网眼的过滤器。因此，在可溶化处理后，相当部分被微细化了的砂子、贝壳、蛋壳、骨片等小的发酵不适物通过过滤器。

并且，这样，由于发酵不适物未向系统外排出，而从可溶化槽流入甲烷发酵槽，从而在甲烷发酵槽及其以后的工序(水处理等)中，存在对槽内或配管、搅拌机、泵等设备产生发酵不适物的堆积、闭塞、磨损等机械的故障的情况。而且，发酵不适物未向系统外排出，当发酵不适物大量蓄积在系统内时，甲烷发酵功能会降低。

进而，为了进行可溶化槽的定期清扫或甲烷发酵槽的发酵不适物的排除等而使运转中止的频率变多。而且，还存在即使进行这样的作业，也无法将系统内的发酵不适物完全除去的情况。尤其是贝壳、蛋壳等含有的钙成分容易成为水锈而蓄积在系统内，并且，难以从系统内除去，因此成为运转的障碍。

发明内容

(1)一种甲烷发酵前处理装置，其在对有机性废弃物进行甲烷发酵处理时的前处理中使用，其具备：可溶化槽，其对所述有机性废弃物进行可溶化处理；作为第一固液分离机构的过滤器，其使由所述可溶化槽对所述有机性废弃物进行可溶化处理而得到的可溶化液通过，从而将所述可溶化液中含有的发酵不适物除去；第二固液分离机构，其具有液体旋风分离器及除水装置，该液体旋风分离器接受通过所述过滤器后的可溶化液，并对所述可溶化液作用离心力，来将所述可溶化液中含有的发酵不适物分离，该除水装置接受由所述液体旋风分离器分离出的发酵不适物并对其进行脱水处理。

在作为本发明的一形态的上述(1)记载的甲烷发酵前处理装置中，能够在通过第一固液分离机构的过滤器从可溶化液将发酵不适物除去之后，通过具有液体旋风分离器及除水装置的第二固液分离机构从可溶化液将发酵不适物除去。由此，能够通过第二固液分离机构从可溶化液中除去在可溶化处理后被微细化且通过过滤器的砂子、贝壳、蛋壳、骨片等小的发酵不适物。

(2)在上述(1)记载的甲烷发酵前处理装置的基础上，所述甲烷发酵前处理装置具备再可溶化槽，该再可溶化槽接受由所述液体旋风分离器分离后的可溶化液并对其进行可溶化处理，所述甲烷发酵前处理装置将一部分的可溶化液从所述再可溶化槽向所述可溶化槽送回。

在上述(2)记载的甲烷发酵前处理装置中，将由第二固液分离机构的液体旋风分离器分离后的可溶化液向再可溶化槽输送，并将该可溶化液的一部分从再可溶化槽向可溶化槽送回而进行循环。通过该循环，能够反复进行可溶化液中含有的发酵不适物的除去，从而能够使除去适合发酵物的效率上升。并且，通过再可溶化槽能够促进可溶化液(发酵原料)的进一步的可溶化，且通过泵等将可溶化液从再可溶化槽向可溶化槽送回而使可溶化液循环，由此能够促进可溶化。

另外，将由第二固液分离机构处理后的可溶化液从再可溶化槽向可溶化槽送回。因此，能够降低从可溶化槽向第一固液分离机构的过滤器、进而向第二固液分离机构的液体旋风分离器输送的可溶化液的表观上的发酵不适物浓度。而且，能够改善可溶化液的流动性，使发酵不适物的除去变得容易。并且，通过将由第二固液分离机构处理后的可溶化液从再可溶化槽向可溶化槽送回，能够将可溶化槽的容量限制成最小限度，还能够降低可溶化槽中的浮垢的浮起或沉淀引起的故障风险。

(3)在上述(1)或(2)记载的甲烷发酵前处理装置的基础上，所述甲烷发酵前处理装置具备脱水机，该脱水机接受由所述第一固液分离机构的过滤器除去的发酵不适物和由所述第二固液分离机构除去的发酵不适物，并对它们进行脱水处理。

在上述(3)记载的甲烷发酵前处理装置中，通过脱水机对由第二固液分离机构除去的沉降性的发酵不适物和由第一固液分离机构的过滤器除去的浮起性及沉降性的发酵不适物进行脱水处理，由此将发酵不适物中含有的可溶化液(发酵原料)分离，并使它们返回可溶化槽。由此，能够以高效率除去发酵不适物，并同时抑制可溶化液的减少。并且，能够从发酵不适物除去水分而使发酵不适物减少容量，从而使发酵不适物的处理变得容易。

(4)在上述(1)至(3)中任一项记载的甲烷发酵前处理装置的基础上，在所述可溶化槽与所述过滤器之间具备粉碎泵，通过所述粉碎泵的驱动，从所述可溶化槽向所述过滤器输送可溶化液并同时对该可溶化液进行粉碎处理，并且将可溶化液的一部分从所述粉碎泵向所述可溶化槽送回，或者从所述过滤器向所述可溶化槽送回。

在上述(4)记载的甲烷发酵前处理装置中，通过粉碎泵将可溶化液从可溶化槽向过滤器进行输送并同时对该可溶化液进行粉碎处理，由此能够促进可溶化液的可溶化，能够使除去可溶化液中含有的发酵不适物的效率上升。另外，通过将可溶化液的一部分从粉碎泵向可溶化槽送回，或从过滤器向可溶化槽送回，由此能够可靠地促进可溶化液的可溶化，能够使除去可溶化液中含有的发酵不适物的效率上升。

(5)在上述(1)至(3)中任一项记载的甲烷发酵前处理装置的基础上，所述可溶化槽具备：接受所述有机性废弃物并对其进行可溶化的可溶化部；使由所述可溶化部对所述有机性废弃物进行可溶化处理而得到的可溶化液从所述可溶化部溢流而接受该可溶化液的调整部，所述甲烷发酵前处理装置具备粉碎泵，该粉碎泵通过驱动来吸引所述可溶化部内的可溶化液，对该可溶化液进行粉碎处理并将其向所述可溶化部送回。

在上述(5)记载的甲烷发酵前处理装置中，通过可溶化槽的可溶化部对有机性废弃物进行可溶化，并使可溶化液从该可溶化部向调整部溢流，由此使沉降性的发酵不适物(一部分的发酵不适物)留在可溶化部。且通过调整部暂时地积存除去该沉降性的发酵不适物后的可溶化液，从而能够将除去沉降性的发酵不适物后的可溶化液从调整部向过滤器输送。并且，通过这样使可溶化液从可溶化部向调整部溢流，从而能够将有助于可溶化的滞留时间保持为固定而稳定地进行可溶化处理。并且，能够使除去发酵不适物的效率上升。

并且，通过粉碎泵的驱动，来吸引可溶化部内的可溶化液，对可溶化液进行粉碎处理并同时将其向可溶化部送回而进行循环。由此，能够促进可溶化液的可溶化，能够可靠地将有助于可溶化的滞留时间保持为固定而稳定地进行可溶化处理。

(6)在上述(1)至(5)中任一项记载的甲烷发酵前处理装置的基础上，所述除水装置具备：重力分离装置，其接受由所述液体旋风分离器分离出的发酵不适物作为沉降性不适物浓缩液，并且使发酵不适物进行重力沉降而进行再浓缩；浓缩液定量排出装置，其从所述液体旋风分离器将所述沉降性不适物浓缩液向所述重力分离装置定量排出；不适物排出装置，其将由所述重力分离装置进行再浓缩后的发酵不适物接受到管内，并通过在所述管内移动的叶片将该发酵不适物搬运并排出。

在上述(6)记载的甲烷发酵前处理装置中，能够通过浓缩液定量排出装置，将沉降性不适物浓缩液从液体旋风分离器向重力分离装置定量供给(排出)。并且，能够通过重力分离装置使沉降性不适物浓缩液中的发酵不适物浓缩，并将沉降性不适物浓缩液分离成液体成分和发酵不适物。另外，能够通过不适物排出装置搬运脱水处理后的发酵不适物而将其从系统内排出。并且，例如，当构成为将从重力分离装置溢流等而分离排出的沉降性不适物浓缩液的液体成分向可溶化槽送回时，还能够以高效率除去发酵不适物，且同时抑制可溶化液的减少。另外，通过这样构成的除水装置进行处理，能够使发酵不适物可靠地减少容量化，从而使发酵不适物的处理变得容易。

(7)在上述(6)记载的甲烷发酵前处理装置中，在所述不适物排出装置的叶片上安装有用于抓起所述管内的发酵不适物并同时对其搬运的刷子。

在上述(7)记载的甲烷发酵前处理装置中，在仅通过叶片难以抓起管内的发酵不适物而进行搬运时，通过在叶片上安装刷子，能够将发酵不适物抓起而可靠地搬运，能够适当地排除发酵不适物。

发明效果

在本发明的甲烷发酵前处理装置中，能够通过第二固液分离机构从可溶化液中除去在可溶化处理后被微细化且通过过滤器的砂子、贝壳、蛋壳、骨片等小的发酵不适物。

由此，能够将除去发酵不适物候的适当的状态的可溶化液(发酵原料)向甲烷发酵槽供给。并且，在甲烷发酵槽及其以后的工序中，能够防止对槽内或配管、搅拌机、泵等设备产生发酵不适物的堆积、闭塞、磨损等机械的故障。另外，由于发酵不适物不向系统外排出且发酵不适物不大量蓄积在系统内，因此与以往相比，能够提高甲烷发酵的功能，从而能够提高甲烷气体的制造的工时定额。并且，还能够使为了进行可溶化槽的定期清扫或从甲烷发酵槽的发酵不适物的排除等而使运转中止的频率减少。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的甲烷发酵前处理装置的框图。

图2A是表示本发明的第一实施方式的甲烷发酵前处理装置的第二固液分离机构的图。

图2B是表示本发明的第一实施方式的甲烷发酵前处理装置的第二固液分离机构的输送管(除水装置)的一例的图。

图3是表示本发明的第一实施方式的甲烷发酵前处理装置的第二固液分离机构的输送管(除水装置)的变形例的图。

图4是表示本发明的第一实施方式的甲烷发酵前处理装置的第二固液分离机构的输送管(除水装置)的变形例的侧剖视图。

图5是表示在输送管(除水装置)的叶片上安装的刷子的主视图。

图6是表示本发明的第一实施方式的甲烷发酵前处理装置的第二固液分离机构的输送管(除水装置)的变形例的图。

图7是表示本发明的第一实施方式的甲烷发酵前处理装置的变形例的框图。

图8是表示本发明的第一实施方式的甲烷发酵前处理装置的变形例的框图。

图9是表示本发明的第二实施方式的甲烷发酵前处理装置的框图。

图10是表示本发明的第二实施方式的甲烷发酵前处理装置的变形例的框图。

图11是表示本发明的第二实施方式的甲烷发酵前处理装置的变形例的框图。

具体实施方式

以下，参照图1至图6，对本发明的第一实施方式的甲烷发酵前处理装置进行说明。在此，本实施方式涉及对含水分的垃圾、水产加工废弃物等有机性废弃物(生物原料)进行甲烷发酵处理时的前处理中使用的甲烷发酵前处理装置。

如图1所示，本实施方式的甲烷发酵前处理装置A具备接受有机性废弃物(以下，称为废弃物)S1的接受料斗1、粉碎机2(2a、2b)、筛选机3、可溶化槽4、第一固液分离机构5、脱水机6、第二固液分离机构7。

粉碎机2对从接受料斗1供给的废弃物S1进行粉碎处理。在本实施方式中，以通过粗粉碎机2a和细粉碎机2b进行两级粉碎的方式构成。例如，在粗粉碎机2a中，粉碎后的粒径为200mm以下，在之后进一步较细地粉碎的细粉碎机2b中，粉碎后的粒径为50mm以下。

由于废弃物S1的种类多种多样，因此粉碎机2未必限定为本实施方式那样，可以根据带入的废弃物S1的形态来适当选定其个数、种类、组合等。例如，在较多地含有大型的固形含水分的垃圾的情况下，作为粗粉碎机2a，优选使用两轴粉碎机构或锤式粉碎机构等，作为细粉碎机2b，优选使用两轴粉碎机构。另外，在纤维成分等少的含水分的垃圾的情况下，优选使用例如压缩粉碎机构。另外，在水分少的含水分的垃圾的情况下，优选采用例如使用了碎浆机的机构。

筛选机3例如为旋转滚筒式、筛式等的筛选机，对由粉碎机2进行粉碎处理后的废弃物S2中混入的乙烯树脂等大的发酵不适物(粗不适物)进行粗筛选。

可溶化槽4对由筛选机3进行粗筛选处理而除去一部分的发酵不适物后的废弃物S3以成为例如水分量85％以上的规定的水分量的方式进行可溶化(料浆化)。在可溶化槽4中，作为与废弃物S3混和的液体，可以使用水、酸性水溶液或碱性水溶液。另外，该可溶化槽4通过加温装置8对从筛选机3送来的废弃物S3进行加热并同时对其进行搅拌，由此使废弃物S3可溶化，来生成可溶化液(发酵原料)S4。另外，加温装置8例如通过向废弃物S3吹入蒸气来对废弃物S3进行加热，或者通过热交换对循环的废弃物S3进行加热。并且，在本实施方式中，通过这样的加温装置8加热成40℃左右来使废弃物S3可溶化，从而生成可溶化液S4。

第一固液分离机构5用于将在可溶化液S4中残留而含有的大的乙烯树脂等发酵不适物除去。并且，在本实施方式中，该第一固液分离机构5例如是网孔为1～20mm左右、优选为10～12mm左右的过滤器。通过驱动泵9，从可溶化槽4输送可溶化液S4而使可溶化液S4通过过滤器，由此过滤器将可溶化液S4中的发酵不适物的一部分捕捉并除去。

作为过滤器5，可以使用例如滚筒过滤器、筛子等。另外，作为使可溶化液S4通过的过滤器5的网部，例如使用编织金属丝网(将金属线编织而成的金属丝网)、冲孔金属(在以金属为主体的原料上开孔而加工出的过滤器)、楔形金属丝网(将呈倒三角形的截面的异形线等间隔排列来形成孔眼(狭缝)的过滤器)等。

脱水机6设置成接受由过滤器5捕捉除去的发酵不适物，并对该发酵不适物进行脱水处理。另外，在本实施方式中，将由该脱水机6进行脱水处理而得到的可溶化液S5向可溶化槽4送回。

第二固液分离机构7用于除去在可溶化槽4的处理后被微细化且通过第一固液分离机构5的过滤器的砂子、贝壳、蛋壳、骨片等小的发酵不适物。并且，在本实施方式中，图1及图2A所示，该第二固液分离机构7具备液体旋风分离器10和除水装置27。另外，除水装置27具备回转阀(浓缩液定量排出装置)12、除水罐(重力分离装置)13、输送管(不适物排出装置)11。

液体旋风分离器10在泵36的驱动的同时接受通过过滤器5的可溶化液S6，并对其作用离心力，由此将可溶化液S7和该可溶化液S7中含有的发酵不适物分离。

并且，第二固液分离机构7构成为，将由液体旋风分离器10分离出的含有沉降性的发酵不适物的沉降性不适物浓缩液通过在液体旋风分离器10的下部设置的除水装置27的回转阀12、除水罐13而向输送管11排出。即，在除水装置27中，液体旋风分离器10和回转阀12以密闭的状态连接，且在回转阀12的下部的除水罐13内被暂时性地大气开放，从而从液体旋风分离器10的下部排出的沉降性不适物浓缩液向除水罐13供给。然后，除水罐13和输送管11再次以密闭的状态连接，由除水罐13接受的沉降性不适物浓缩液通过重力分离而被进一步沉淀浓缩，且由输送管11接受。并且，在除水罐13上设有通过溢流将液体排出的排水口21。

另外，图2A及图2B所示，输送管11具备圆筒状的管15、多个叶片16、牵引体17、驱动装置18、排出口20。管15带有高低差而配置，排出口20配置在至少比除水罐13的排水口21的溢流位置高的位置。并且，多个叶片16具备贯通孔而形成，由牵引体17连结而配置在管15的内部，另外，多个叶片16设置成通过驱动装置18的驱动而被牵引体17牵引，从而在管15的内部移动。

接着，使用由上述结构构成的本实施方式的甲烷发酵前处理装置A来对有机性废弃物(生物原料)S1的前处理的方法进行说明。并且，对本实施方式的甲烷发酵前处理装置A的作用及效果进行说明。

首先，将含水分的垃圾等的废弃物S1投放到接受料斗1中，并通过粗粉碎机2a、细粉碎机2b顺次将废弃物S1粉碎。然后，将粉碎成规定的粒径以下的废弃物S2向筛选机3输送，由该筛选机3对废弃物S2中混入的乙烯树脂等大的发酵不适物进行粗筛选，并将除去粗不适物后的废弃物S3向可溶化槽4输送。

接着，在可溶化槽4中，通过加温装置8对废弃物S3进行加热并同时对其进行搅拌，使其可溶化，来生成可溶化液S4。并且，驱动泵9而从可溶化槽4将可溶化液S4向过滤器5输送，并使可溶化液S4通过过滤器5，由此将可溶化液S4中含有的大的乙烯树脂等发酵不适物捕捉除去。此时，通过脱水机6对由过滤器5捕捉的发酵不适物进行脱水处理，并将通过该脱水处理得到的可溶化液S5向可溶化槽4送回。由此，使发酵原料的可溶化液S5返回到系统内，能够抑制可溶化液S7的减少。另外，可溶化液具有低浓度时为几千cp、高浓度时为几万cp的粘性。

另一方面，在通过过滤器5后的可溶化液S6中，残留有未被过滤器5捕捉到的在可溶化槽4的处理后相当部分被微细化的砂子、贝壳、蛋壳、骨片等小的发酵不适物。

相对于此，在本实施方式中，通过泵36的驱动，将残留而含有这样的发酵不适物的可溶化液S6向第二固液分离机构7的液体旋风分离器10输送。然后，将可溶化液S7和该的可溶化液S7中含有的小的发酵不适物分离。分离后的发酵不适物通过回转阀12，作为沉降性不适物浓缩液而向除水罐13排出。在除水罐13中暂且大气开放的沉降性不适物浓缩液在除水罐13内进一步重力沉降而被再浓缩，将不含有发酵不适物的液体成分从排水口21排出，并将再浓缩的发酵不适物从除水罐13下部向输送管11排出。在该输送管11中，当牵引体17通过驱动装置18的驱动而被牵引，使叶片16在管15内移动时，沉降性不适物浓缩液中含有的发酵不适物被移送到排出口20而排出。并且，在本实施方式中，从除水罐13的排水口21排出的沉降性不适物浓缩液的液体成分(可溶化液S8)被送回可溶化槽4。由此，发酵原料的可溶化液S8返回到系统内，能够抑制可溶化液S7的减少。

在此，如图3至图6所示，可以在叶片16的表面上安装单个或多个刷子19，从而能够通过刷子19高效且可靠地抓起输送管11的管15内的发酵不适物来对其进行搬运。例如，优选刷子19具备圆筒状的安装部22、在安装部22的侧面一体地安装的由金属丝刷构成的捕捉部23。并且，优选捕捉部23与管15的内表面内切，且在配置有牵引体17的位置设置切口24而形成。并且，这样构成的刷子19通过使螺栓25穿过在叶片16上设置的贯通孔和安装部22的内孔，并利用螺母26进行固定而安装于叶片16。此时，牵引体17配置于捕捉部23的切口24部分，以免牵引体17与捕捉部23发生干涉。需要说明的是，如图6所示，也可以在安装部22的侧面设置扇状的捕捉部23来构成输送管11。

另一方面，将通过液体旋风分离器10处理后的可溶化液S7向甲烷发酵槽(甲烷发酵工序)输送，并将该可溶化液S7作为发酵原料来进行甲烷发酵(甲烷气体(生物燃料)的生产)。

因此，将除去发酵不适物后的适当的状态的可溶化液S7向甲烷发酵槽供给，在甲烷发酵槽及其以后的工序中，对槽内或配管、搅拌机、泵等设备不会产生发酵不适物的堆积、闭塞、磨损等机械的故障。

因此，在本实施方式的甲烷发酵前处理装置A中，能够在通过第一固液分离机构5的过滤器从可溶化液S4中除去发酵不适物之后，通过具有液体旋风分离器10及除水装置11、13的第二固液分离机构7从可溶化液S6中除去发酵不适物。由此，能够通过第二固液分离机构7从可溶化液S6中除去在可溶化槽4的处理后被微细化且通过过滤器5的砂子、贝壳、蛋壳、骨片等小的发酵不适物。

因此，根据本实施方式的甲烷发酵前处理装置A，能够将除去发酵不适物后的适当的状态的可溶化液(发酵原料)S7向甲烷发酵槽供给。并且，在甲烷发酵槽及其以后的工序中，能够防止对槽内或配管、搅拌机、泵等设备产生堆积、闭塞、磨损等机械的故障的情况。并且，由于发酵不适物不向系统外排出，且发酵不适物不大量地蓄积在系统内，因此与以往相比，能够提高甲烷发酵的功能，从而能够提高制造甲烷气体的工时定额。并且，还能够使为了进行可溶化槽4的定期清扫或甲烷发酵槽的发酵不适物的排除等而使运转中止的频率减少。

另外，在本实施方式的甲烷发酵前处理装置A中，除水装置27具备除水罐(重力分离装置)13、回转阀(浓缩液定量排出装置)12、输送管(不适物排出装置)11。由此，能够通过回转阀12将沉降性不适物浓缩液从液体旋风分离器10向除水罐13定量供给(排出)。并且，能够通过除水罐13使沉降性不适物浓缩液中的发酵不适物浓缩，并将沉降性不适物浓缩液分离成液体成分和发酵不适物。并且，能够通过输送管11搬运脱水处理后的发酵不适物而将其从系统内排出。并且，通过将从除水罐13溢流而分离排出的沉降性不适物浓缩液的液体成分向可溶化槽4送回，从而还能够以高效率除去发酵不适物并同时抑制可溶化液的减少。另外，通过这样构成的除水装置27进行处理，能够使发酵不适物可靠地减少容量，从而发酵不适物的处理变得容易。

并且，通过在输送管11的叶片16上安装用于抓起管15内的发酵不适物并同时对其进行搬运的刷子19，由此在仅通过叶片16难以抓起管15内的发酵不适物而对其进行搬运的情况下，能够将发酵不适物抓起而可靠地进行搬运，从而能够适当地排出发酵不适物。

以上，对本发明的甲烷发酵前处理装置的第一实施方式进行了说明，但本发明没有限定为上述的第一实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行适当变更。

例如，在本实施方式中，甲烷发酵前处理装置A具备接受料斗1、粉碎机2、筛选机3、可溶化槽4、第一固液分离机构5、脱水机6、第二固液分离机构7。但是，在本发明的甲烷发酵前处理装置中，只要至少具备可溶化槽4、第一固液分离机构5及第二固液分离机构7即可，若具备上述构成要素4、5、7，则就能够得到本实施方式的作用效果。

另外，如图7所示，还可以设置接受由第二固液分离机构7的液体旋风分离器10分离出的可溶化液S7的再可溶化槽30，并通过泵31将一部分的可溶化液S9从再可溶化槽30向可溶化槽4送回。在该情况下，除了本实施方式的作用效果之外，还将一部分的可溶化液S9从再可溶化槽30向可溶化槽4送回而进行循环。由此，能够通过循环反复进行发酵不适物的除去。因此，能够使除去发酵不适物的效率上升。

另外，将由液体旋风分离器10分离后的可溶化液S7向再可溶化槽30输送，并通过加温装置32对再可溶化槽30内的可溶化液S7进行加热，由此能够促进进一步的可溶化。这样，能够通过再可溶化槽30促进可溶化液S7的进一步的可溶化。并且，还能够通过泵31等将可溶化液S9从再可溶化槽30向可溶化槽4送回而进行循环，来促进可溶化。

另外，通过第二固液分离机构7，将实施发酵不适物的除去处理后的可溶化液S7从再可溶化槽30向可溶化槽4送回。因此，能够使从可溶化槽4向过滤器5、第二固液分离机构7的液体旋风分离器10输送的可溶化液S4、S6的表观上的发酵不适物浓度降低。并且，能够改善可溶化液S4、S6的流动性。由此，能够使发酵不适物的除去变得容易。并且，通过第二固液分离机构7，将实施发酵不适物的除去处理后的可溶化液S7从再可溶化槽30向可溶化槽4送回，由此能够将可溶化槽4的容量限制成最小限度，还能够降低可溶化槽4中的浮垢的浮起或沉淀引起的故障的风险。

另外，如图8所示，脱水机6还可以接受由第一固液分离机构5的过滤器除去的发酵不适物和由第二固液分离机构7除去的发酵不适物，并由脱水机6实施脱水处理。在该情况下，由脱水机6对由第二固液分离机构7除去的沉降性的发酵不适物和由第一固液分离机构5的过滤器除去的浮起性及沉降性的发酵不适物进行脱水处理。由此，能够使上述发酵不适物中含有的可溶化液(发酵原料)S5返回到可溶化槽4。因此，能够以高效率除去发酵不适物，并同时抑制可溶化液S7的减少。并且，能够使发酵不适物减少容量，从而发酵不适物的处理变得容易。

接着，参照图9，对本发明的第二实施方式的甲烷发酵前处理装置进行说明。本实施方式与第一实施方式同样，涉及一种对含水分的垃圾、水产加工废弃物等有机性废弃物(生物原料)进行甲烷发酵处理时的前处理中使用的甲烷发酵前处理装置。因此，对于与第一实施方式同样的结构，标注同一符号，并省略其详细的说明。

如图9所示，本实施方式的甲烷发酵前处理装置B与第一实施方式同样，具备接受有机性废弃物(以下，称为废弃物)S1的接受料斗1、粉碎机2、筛选机3、可溶化槽4、第一固液分离机构5、脱水机6、第二固液分离机构7。

另一方面，本实施方式的甲烷发酵前处理装置A在可溶化槽4与第一固液分离机构5的过滤器之间具备粉碎泵33，通过粉碎泵33的驱动从可溶化槽4向过滤器5输送可溶化液S4并对可溶化液S4进行粉碎处理，同时将可溶化液S6的一部分从过滤器5向可溶化槽4送回。需要说明的是，粉碎泵33是具备粉碎机构的泵，例如，是在叶轮的前面具备切削刃和固定刃的离心泵等。并且，通过粉碎泵33的驱动对可溶化液S4进行压力输送，来将可溶化液S4中的发酵不适物粉碎(裁断)。

在这样构成的本实施方式的甲烷发酵前处理装置B中，除了第一实施方式的作用效果之外，还通过粉碎泵33将可溶化液S4从可溶化槽4向过滤器5进行输送并同时对可溶化液S4进行粉碎的处理，由此能够促进可溶化液(发酵原料)S4的可溶化。

另外，通过粉碎泵33的驱动向过滤器5输送的可溶化液S4与第一实施方式同样地向第二固液分离机构7的液体旋风分离器10输送。并且，其一部分通过由粉碎泵33产生的压力输送力被从过滤器5向可溶化槽4送回。由此，可溶化液S4、S6从可溶化槽4向粉碎泵33、从粉碎泵33向过滤器5、从过滤器5向可溶化槽4循环。

这样，通过使可溶化液S4、S6循环，由此能够通过可溶化槽4或粉碎泵33可靠地促进可溶化液S4、S6的可溶化。另外，通过使可溶化液S4、S6循环，由此能够使通过可溶化槽4或过滤器5除去可溶化液S4、S6中含有的发酵不适物的效率上升。

以上，对本发明的甲烷发酵前处理装置的第二实施方式进行了说明，本发明没有限定为上述的第二实施方式，还包括第一实施方式的变更例，在不脱离其主旨的范围内能够进行适当变更。

例如，如图10所示，还可以构成为，在可溶化槽4与过滤器5之间具备粉碎泵33，通过粉碎泵33的驱动从可溶化槽4向过滤器5输送可溶化液S4并对可溶化液S4进行粉碎处理，同时将可溶化液S4的一部分从粉碎泵33向可溶化槽4送回。在该情况下，也与本实施方式同样，通过粉碎泵33将可溶化液S4从可溶化槽4向过滤器5输送的同时对可溶化液S4进行粉碎处理，由此能够促进可溶化液S4的可溶化，能够使可溶化液S4中含有的发酵不适物的除去的效率上升。并且，通过将可溶化液S4的一部分从粉碎泵33向可溶化槽4送回，由此能够可靠地促进可溶化液S4的可溶化，能够使除去可溶化液S4中含有的发酵不适物的效率上升。

并且，如图11所示，可溶化槽4还可以具备接受由筛选机3筛选后的废弃物S3而对其进行可溶化的可溶化部34、接受从可溶化部34溢流的可溶化液S9的调整部35。并且，除此以外，还可以具备粉碎泵33，通过该粉碎泵33的驱动，来吸引可溶化部34内的可溶化液S9，对其进行粉碎处理并将其送回可溶化部34。

并且，在该情况下，通过可溶化槽4的可溶化部34使废弃物S3可溶化，并使可溶化液S9从该可溶化部34向调整部35溢流。由此，能够将沉降性的发酵不适物(一部分的发酵不适物)留在可溶化部34，并将除去该沉降性的发酵不适物后的可溶化液S9暂时地积存于调整部35，且能够从调整部35向过滤器5输送。这样，通过使可溶化液S9从可溶化部34向调整部35溢流，从而能够将有助于可溶化的滞留时间保持为固定而稳定地进行可溶化处理，能够使除去发酵不适物的效率上升。

另外，通过粉碎泵33吸引可溶化部34内的可溶化液S9，对可溶化液S9进行粉碎处理，并将其送回可溶化部34而进行循环，由此能够促进可溶化。并且，能够可靠地将有助于可溶化的滞留时间保持为固定而稳定地进行可溶化处理。

工业实用性

在甲烷发酵前处理中，作为发酵原料的可溶化液的回收量增加。并且，甲烷发酵前处理装置的维护变得容易。其结果是，有机性废弃物的甲烷发酵处理的效率提高。

符号说明：

1  接受料斗

2  粉碎机

2a  粗粉碎机

2b  细粉碎机

3  筛选机

4  可溶化槽

5  第一固液分离机构(过滤器)

6  脱水机

7  第二固液分离机构

8  加温装置

9  泵

10  液体旋风分离器

11  输送管(不适物排出装置)

12  回转阀(浓缩液定量排出装置)

13  除水罐(重力分离装置)

15  管

16  叶片

17  牵引体

18  驱动装置

19  刷子

20  排出口

21  排水口

22  安装部

23  捕捉部

24  切口

25  螺栓

26  螺母

27  除水装置

30  再可溶化槽

31  泵

32  加温装置

33  粉碎泵

34  可溶化部

35  调整部

36  泵

A  甲烷发酵前处理装置

B  甲烷发酵前处理装置

Claims (7)

1.一种甲烷发酵前处理装置，在对有机性废弃物进行甲烷发酵处理时的前处理中使用，其具备：

可溶化槽，其对所述有机性废弃物进行可溶化处理；

作为第一固液分离机构的过滤器，其使由所述可溶化槽对所述有机性废弃物进行可溶化处理而得到的可溶化液通过，从而将所述可溶化液中含有的发酵不适物除去；

第二固液分离机构，其具有液体旋风分离器及除水装置，该液体旋风分离器接受通过所述过滤器后的可溶化液，并对所述可溶化液作用离心力，来将所述可溶化液中含有的发酵不适物分离，该除水装置接受由所述液体旋风分离器分离出的发酵不适物并对其进行脱水处理。

2.根据权利要求1所述的甲烷发酵前处理装置，其中，

所述甲烷发酵前处理装置具备再可溶化槽，并从所述再可溶化槽将一部分的可溶化液向所述可溶化槽送回，该再可溶化槽接受由所述液体旋风分离器分离后的可溶化液并对其进行可溶化处理。

3.根据权利要求1或2所述的甲烷发酵前处理装置，其中，

所述甲烷发酵前处理装置具备脱水机，该脱水机接受由所述第一固液分离机构的过滤器除去的发酵不适物和由所述第二固液分离机构除去的发酵不适物，并对它们进行脱水处理。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的甲烷发酵前处理装置，其中，

在所述可溶化槽与所述过滤器之间具备粉碎泵，

通过所述粉碎泵的驱动，从所述可溶化槽向所述过滤器输送可溶化液并同时对该可溶化液进行粉碎处理，并且将可溶化液的一部分从所述粉碎泵向所述可溶化槽送回，或者从所述过滤器向所述可溶化槽送回。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的甲烷发酵前处理装置，其中，

所述可溶化槽具备：接受所述有机性废弃物并对其进行可溶化的可溶化部；使由所述可溶化部对所述有机性废弃物进行可溶化处理而得到的可溶化液从所述可溶化部溢流而接受该可溶化液的调整部，

所述甲烷发酵前处理装置具备粉碎泵，该粉碎泵通过驱动来吸引所述可溶化部内的可溶化液，对该可溶化液进行粉碎处理并同时将其向所述可溶化部送回。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的甲烷发酵前处理装置，其中，

所述除水装置具备：

重力分离装置，其接受由所述液体旋风分离器分离出的发酵不适物作为沉降性不适物浓缩液，并且使发酵不适物进行重力沉降而进行再浓缩；

浓缩液定量排出装置，其从所述液体旋风分离器将所述沉降性不适物浓缩液向所述重力分离装置进行定量排出；

不适物排出装置，其将由所述重力分离装置进行再浓缩后的发酵不适物接受到管内，并通过在所述管内移动的叶片将该发酵不适物搬运并排出。

7.根据权利要求6所述的甲烷发酵前处理装置，其中，

在所述不适物排出装置的叶片上安装有刷子，该刷子用于抓起并搬运所述管内的发酵不适物。

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