JP2002276387A - Biomass generation system and biomass generation method using it - Google Patents
Biomass generation system and biomass generation method using itInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、バイオマス発電シ
ステムおよびこれを用いたバイオマス発電方法に係り、
特に火力発電設備と、太陽光を利用して菌体を培養して
排ガス中の二酸化炭素の固定と被処理水中の窒素分およ
びリン分を同時に除去する光合成培養装置と、メタン発
酵槽とを組み合わせたエネルギー循環型のバイオマス発
電システムおよびこれを用いたバイオマス発電方法に関
する。The present invention relates to a biomass power generation system and a biomass power generation method using the same.
In particular, a methane fermentation tank combined with a thermal power generation facility, a photosynthetic culture device that cultivates cells using sunlight, fixes carbon dioxide in the exhaust gas, and simultaneously removes nitrogen and phosphorus in the water to be treated The present invention relates to an energy circulation type biomass power generation system and a biomass power generation method using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】地球温暖化の要因物質の一つである、燃
焼排ガスまたは大気中の二酸化炭素（ＣＯ2 ）を固定、
回収する方法として、例えば化学吸収法、物理吸収法、
物理吸着法、膜分離法、深冷分離法、藻類の光合成能を
利用した生物的方法等が知られており、中でも、培養液
に懸濁する菌体（藻類）に光を照射して増殖させ、ＣＯ
2 を固定する光合成培養装置（以下、光バイオリアクタ
ともいう）は、クリーンな技術として注目を集めてい
る。2. Description of the Related Art Fuel, one of the factors causing global warming,
Exhaust gas or atmospheric carbon dioxide (COTwo) Fixed,
As a method of recovery, for example, a chemical absorption method, a physical absorption method,
Physical adsorption method, membrane separation method, cryogenic separation method, photosynthetic ability of algae
Biological methods and the like used are known.
Bacteria (algae) suspended in the soil are irradiated with light to grow,
TwoPhotosynthetic culture device (hereinafter referred to as photobioreactor)
Is also attracting attention as a clean technology
You.
【０００３】一方、下水、下水二次処理水、河川水、湖
沼水等に含まれる窒素分およびリン分をより低減するた
めの高度処理が望まれており、そのための水処理装置と
して、例えば活性汚泥循環変法による窒素除去、固定化
担体を用いた嫌気−好気活性汚泥法による窒素、リン同
時除去等が知られている。このような排水処理技術にお
いて、例えば排水中の有機体窒素は微生物によりアンモ
ニア態窒素に分解され、亜硝酸菌、硝酸菌により亜硝酸
態窒素、硝酸態窒素に酸化（硝化）されたのち、水素供
与体としての有機物が存在する嫌気条件下で脱窒菌によ
って還元（脱窒）され、窒素ガスとして水中から除去さ
れる。一方、リン分は、活性汚泥中に高濃度のリンが蓄
積することによって処理される。すなわち、活性汚泥は
リンの供給を絶たれたのちリン濃度の高い環境におかれ
るとリンを急速に汚泥内に取り込む特性があり、またリ
ン以外の必須条件が制限となっている条件下でもリンの
汚泥内への移動エネルギーが十分に存在する場合には、
リンを過剰に汚泥内に取り込むという特性があるので、
この特性を利用してリン分が処理される。On the other hand, advanced treatment for further reducing nitrogen and phosphorus contained in sewage, sewage secondary treatment water, river water, lake water, and the like is desired. It is known to remove nitrogen by a modified sludge circulation method, and simultaneously remove nitrogen and phosphorus by an anaerobic-aerobic activated sludge method using an immobilized carrier. In such wastewater treatment technology, for example, organic nitrogen in wastewater is decomposed into ammonia nitrogen by microorganisms, oxidized (nitrified) to nitrite nitrogen and nitrate nitrogen by nitrite and nitrate, and then hydrogen It is reduced (denitrified) by denitrifying bacteria under anaerobic conditions in which an organic substance as a donor is present, and is removed from water as nitrogen gas. On the other hand, the phosphorus content is treated by accumulating a high concentration of phosphorus in the activated sludge. In other words, activated sludge has the property of rapidly taking up phosphorus into sludge when it is placed in an environment with a high phosphorus concentration after the supply of phosphorus is cut off. If there is enough energy to move into the sludge,
Since it has the property of taking in excessive phosphorus into sludge,
The phosphorus content is processed using this characteristic.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
バイオリアクタによるＣＯ2 固定化技術は、天候に左右
され易く、また火力発電所等から排出される大容量のＣ
Ｏ2 に適用することは困難であるという問題があった。
すなわち、従来のＣＯ2 固定化プロジェクトでは、光バ
イオリアクタをＣＯ2 発生源の敷地内に建設することを
前提としていたために、建設できるリアクタ台数に制限
があり、結果としてＣＯ2 の固定化量を増大させること
ができなかった。However, the technology for immobilizing CO 2 using the photobioreactor is susceptible to the weather and has a large capacity of carbon dioxide discharged from thermal power plants.
It is applied to the O 2 there has been a problem that it is difficult.
That is, in the conventional CO 2 fixation project, it was assumed that the photobioreactor was built on the site of the CO 2 generation source, so that the number of reactors that could be built was limited, and as a result, the amount of CO 2 fixation was limited. Could not be increased.
【０００５】一方、上記従来の活性汚泥を用いた排水処
理技術は、窒素分とリン分の処理条件が異なるために、
処理目的物に対応してそれぞれ異なる処理槽が必要とな
り、必ずしも効率のよいものではなかった。On the other hand, the conventional wastewater treatment technology using activated sludge has different treatment conditions for nitrogen and phosphorus.
Different processing tanks are required for the respective processing objects, which is not always efficient.
【０００６】本発明の課題は、上記従来技術の問題点を
解決し、火力発電設備等から排出される大容量のＣＯ2
の固定のみならず、被処理水中の窒素分およびリン分を
同一槽内で同時に処理することができ、しかも立地条件
を大幅に緩和、または拡大して総合エネルギープラント
を構築することができる、バイオマス発電システムおよ
びこれを用いたバイオマス発電方法を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a large-capacity CO 2 discharged from a thermal power plant or the like.
Biomass, which can simultaneously treat nitrogen and phosphorus in the water to be treated in the same tank, and can significantly reduce or expand the location conditions to construct a comprehensive energy plant. An object of the present invention is to provide a power generation system and a biomass power generation method using the same.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）火力発電設備と、該火力発電設備から発生する排
ガスおよび空気を圧縮、貯蔵する圧縮ガス貯蔵手段と、
太陽光を利用して菌体を培養し、前記圧縮ガス貯蔵手段
で圧縮した排ガスまたは空気に含まれる二酸化炭素を固
定するとともに被処理水中の窒素分およびリン分を除去
する光合成培養装置と、該光合成培養装置と併設され、
前記被処理水中の窒素分およびリン分を処理する嫌気−
好気活性汚泥装置と、前記光合成培養装置で増殖した菌
体の一部および／または前記嫌気−好気活性汚泥装置で
増殖した活性汚泥の一部を発酵させてメタンを回収する
メタン発酵槽と、回収したメタンを前記圧縮ガス貯蔵手
段で圧縮、貯蔵した空気によって燃焼し、電力を発生す
るガスタービン発電装置とを有することを特徴とするバ
イオマス発電システム。Means for Solving the Problems To solve the above problems, the invention claimed in the present application is as follows. (1) thermal power generation equipment, compressed gas storage means for compressing and storing exhaust gas and air generated from the thermal power generation equipment,
A photosynthetic culturing apparatus for culturing cells using sunlight, fixing carbon dioxide contained in exhaust gas or air compressed by the compressed gas storage means, and removing nitrogen and phosphorus in the water to be treated; and Along with photosynthetic culture device,
Anaerobic treatment of nitrogen and phosphorus in the water to be treated-
An aerobic activated sludge device, and a methane fermenter for recovering methane by fermenting part of the cells grown in the photosynthetic culture device and / or part of the activated sludge grown in the anaerobic-aerobic activated sludge device. A biomass power generation system, comprising: a gas turbine power generation device that generates electric power by burning the recovered methane with compressed air stored by the compressed gas storage means and using the stored air.
【０００８】（２）前記光合成培養装置に動力源として
太陽電池を付設したことを特徴とする上記（１）に記載
のバイオマス発電システム。 （３）前記光合成培養装置に隣接して菌体燃焼装置を設
けたことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の
バイオマス発電システム。 （４）前記圧縮ガス貯蔵手段、光合成培養装置、菌体燃
焼装置、嫌気−好気活性汚泥装置、メタン発酵槽および
ガスタービンのうち少なくとも一つを火力発電所の敷地
外に設けたことを特徴とする上記（１）〜（３）の何れ
かに記載のバイオマス発電システム。 （５）前記光合成培養装置を一般建造物の上部空間部ま
たは水上空間部に設けたことを特徴とする上記（４）に
記載のバイオマス発電システム。(2) The biomass power generation system according to (1), wherein a solar cell is provided as a power source to the photosynthetic culture device. (3) The biomass power generation system according to (1) or (2), wherein a cell combustion device is provided adjacent to the photosynthetic culture device. (4) At least one of the compressed gas storage means, photosynthetic culture device, cell combustion device, anaerobic-aerobic activated sludge device, methane fermenter and gas turbine is provided outside the site of a thermal power plant. The biomass power generation system according to any one of the above (1) to (3). (5) The biomass power generation system according to (4), wherein the photosynthetic culture device is provided in an upper space portion or a water space portion of a general building.
【０００９】（６）火力発電設備から発生する排ガスお
よび空気を夜間電力を用いて圧縮ガス貯蔵手段で圧縮
し、貯蔵したのち、太陽光を利用して菌体を培養する光
合成培養装置に供給して前記圧縮した排ガスまたは空気
に含まれる二酸化炭素を固定するとともに前記菌体の栄
養源として窒素分およびリン分を含む被処理水を導入
し、前記窒素分およびリン分を消費させて処理水として
回収し、増殖する菌体の一部をメタン発酵槽に導入して
メタンを発生させ、発生したメタンを前記圧縮ガス貯蔵
手段で圧縮、貯蔵した空気を用いて燃焼させ、燃焼ガス
をガスタービンに導入して発電することを特徴とするバ
イオマス発電方法。 （７）太陽光が得られない夜間に、前記光合成培養装置
の代わりに嫌気−好気活性汚泥装置を用いて前記被処理
水中の窒素分およびリン分を処理し、増殖する活性汚泥
の一部を前記メタン発酵槽に導入してメタンを発生さ
せ、得られたメタンを電力に転換することを特徴とする
上記（６）に記載のバイオマス発電方法。(6) Exhaust gas and air generated from the thermal power generation equipment are compressed by compressed gas storage means using nighttime electric power, stored, and then supplied to a photosynthetic culture apparatus for culturing bacterial cells using sunlight. While fixing the carbon dioxide contained in the compressed exhaust gas or the air and introducing treated water containing nitrogen and phosphorus as a nutrient source of the cells, the nitrogen and phosphorus are consumed to treat water. A part of the cells to be collected and proliferated is introduced into a methane fermentation tank to generate methane, and the generated methane is compressed by the compressed gas storage means and burned using the stored air. A biomass power generation method characterized by introducing and generating power. (7) A part of activated sludge that grows by treating nitrogen and phosphorus in the water to be treated by using an anaerobic-aerobic activated sludge device instead of the photosynthetic culture device at night when sunlight cannot be obtained. Wherein the methane is introduced into the methane fermenter to generate methane, and the obtained methane is converted to electric power.
【００１０】（８）前記光合成培養装置で培養する菌体
として油生産微細藻類を用い、該油生産微細藻類によっ
て前記排ガスまたは空気に含まれる二酸化炭素の固定な
らびに被処理水中の窒素分およびリン分の処理を行い、
増殖する油生産微細藻類の一部をメタン発酵させる代わ
りに前記光合成培養装置に付設した菌体燃焼装置に導入
して燃焼させ、熱量を回収することを特徴とする上記
（６）に記載のバイオマス発電方法。(8) Oil-producing microalgae are used as cells to be cultured in the photosynthetic culturing apparatus, and the carbon dioxide contained in the exhaust gas or air is fixed by the oil-producing microalgae and the nitrogen and phosphorus contents in the water to be treated. Process,
The biomass according to the above (6), wherein a part of the growing oil-producing microalgae is introduced into a cell combustion device attached to the photosynthetic culture device and burned, instead of performing methane fermentation, and calories are recovered. Power generation method.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】次に、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例を示すバイオマ
ス発電システムのフローを示す説明図、図２は、図１の
嫌気−好気活性汚泥装置の詳細説明図である。Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a flow of a biomass power generation system showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed explanatory diagram of an anaerobic-aerobic activated sludge device of FIG.
【００１２】図１において、このバイオマス発電システ
ムは、火力発電設備１と、該火力発電設備１から発生す
る排ガス７および空気８を圧縮、貯蔵する圧縮ガス貯蔵
装置２と、太陽光を利用して藻類等の菌体を培養し、前
記圧縮ガス貯蔵装置２で圧縮した排ガスまたは空気に含
まれる二酸化炭素を固定するとともに被処理水９中の窒
素分およびリン分を除去する光合成培養装置（以下、光
バイオリアクタともいう）３と、該光バイオリアクタ３
と併設され、前記被処理水９中の窒素分およびリン分を
処理する嫌気−好気活性汚泥装置４と、前記光バイオリ
アクタ３で増殖した菌体の一部および／または前記嫌気
−好気活性汚泥装置４で増殖した活性汚泥の一部を発酵
させてメタンを回収するメタン発酵槽５と、発生したメ
タンを前記圧縮ガス貯蔵装置２で圧縮、貯蔵した空気に
よって燃焼して電力１２を発生するガスタービン発電装
置６とから主として構成されている。なお、前記圧縮ガ
ス貯蔵装置２とガスタービン発電装置６との組み合わせ
をＣＧＥＳ圧縮ガス貯蔵発電システム（Compress Gas E
nergy Storage ）または単にＣＧＥＳということがあ
る。In FIG. 1, this biomass power generation system uses a thermal power plant 1, a compressed gas storage device 2 for compressing and storing exhaust gas 7 and air 8 generated from the thermal power plant 1, and sunlight. A photosynthetic culture device (hereinafter, referred to as a cell culture device) for culturing cells such as algae, fixing carbon dioxide contained in exhaust gas or air compressed by the compressed gas storage device 2 and removing nitrogen and phosphorus components in the water 9 to be treated. A light bioreactor) 3 and the light bioreactor 3
An anaerobic-aerobic activated sludge device 4 for treating nitrogen and phosphorus in the water 9 to be treated, and a part of cells grown in the photobioreactor 3 and / or the anaerobic-aerobic A methane fermentation tank 5 for recovering methane by fermenting a part of the activated sludge proliferated in the activated sludge apparatus 4, and the generated methane is compressed by the compressed gas storage apparatus 2 and burned by the stored air to generate electric power 12. And a gas turbine power generation device 6. The combination of the compressed gas storage device 2 and the gas turbine power generation device 6 is combined with a CGES compressed gas storage and power generation system (Compress Gas E
nergy Storage) or simply CGES.
【００１３】このような構成において、火力発電設備１
から発生する排ガス７および空気８は圧縮ガス貯蔵装置
２に導入され、夜間電力を利用して、例えば３ＭＰに圧
縮、貯蔵される。そして昼間、この排ガスまたは空気
が、太陽光を利用して菌体を培養する光バイオリアクタ
３に供給され、ここで前記圧縮排ガスまたは空気に含ま
れる二酸化炭素（ＣＯ2 ）が固定、除去され、低ＣＯ2
ガス１６として系外へ排出される。また、菌体の栄養源
として導入された被処理水９は、窒素分およびリン分が
菌体の栄養源として消費されたのち、例えば三次処理さ
れた処理水１０として光バイオリアクタ３から流出す
る。太陽光を受け、排ガスまたは空気中のＣＯ2 を固定
するとともに被処理水９中の窒素分およびリン分を消費
して増殖した菌体は所定濃度となったのち、または定期
的にその一部が抜き出されてメタン発酵槽（バイオガス
プラントともいう）５に導入され、所定条件で発酵して
メタンガス１３となり、残部は肥料または土壌改良剤１
５として系外に抜き出される。発生したメタンガス１３
は、ガスタービン装置６に導入され、前記圧縮ガス貯蔵
装置２で、製造された圧縮空気を用いて燃焼され、ガス
タービンを回転して電力を発生させる。このとき発生す
る燃焼排ガスは、例えば前記圧縮ガス貯蔵装置２に導入
され、所定圧力に圧縮されたのち、同様に光バイオリア
クタ３の炭素源として使用される。また、発生した熱量
は、光バイオリアクタ３、嫌気−好気活性汚泥装置４お
よび／またはメタン発酵槽５の熱源として利用される。
１１は、発酵前に抜き出され、飼料または肥料として使
用される菌体または汚泥である。In such a configuration, the thermal power plant 1
The exhaust gas 7 and the air 8 generated from the air are introduced into the compressed gas storage device 2 and compressed and stored, for example, at 3MP using nighttime electric power. In the daytime, the exhaust gas or air is supplied to the photobioreactor 3 for culturing cells using sunlight, where carbon dioxide (CO 2 ) contained in the compressed exhaust gas or air is fixed and removed, Low CO 2
It is discharged out of the system as gas 16. The treated water 9 introduced as a nutrient source of the bacterial cells flows out of the photobioreactor 3 as, for example, tertiary treated water 10 after the nitrogen and phosphorus components are consumed as the nutrient sources of the bacterial cells. . The bacteria that have received sunlight and fixed the CO 2 in the exhaust gas or air and consumed the nitrogen and phosphorus components in the water to be treated 9 have grown to a predetermined concentration, or a part of them has grown regularly. Is extracted and introduced into a methane fermenter (also referred to as a biogas plant) 5 where it is fermented under predetermined conditions to become methane gas 13 and the remainder is fertilizer or soil conditioner 1
It is extracted out of the system as 5. Methane gas generated 13
Is introduced into the gas turbine device 6 and is combusted in the compressed gas storage device 2 using the produced compressed air to rotate the gas turbine to generate electric power. The combustion exhaust gas generated at this time is introduced into, for example, the compressed gas storage device 2, compressed to a predetermined pressure, and then similarly used as a carbon source of the photobioreactor 3. The generated heat is used as a heat source of the photobioreactor 3, the anaerobic-aerobic activated sludge device 4, and / or the methane fermenter 5.
Numeral 11 denotes cells or sludge extracted before fermentation and used as feed or fertilizer.
【００１４】一方、夜間は、太陽光が得られないので、
前記光バイオリアクタ３の代わりに嫌気−好気活性汚泥
装置４が使用される。すなわち、被処理水９は、図２に
示したように、例えば嫌気槽２１と好気槽２２を有する
嫌気−好気活性汚泥装置４の、嫌気状態を維持している
前記嫌気槽２１に導入され、ここで好気槽２２から循環
されてくる硝酸態窒素（ＮＯ3 −Ｎ）が、活性汚泥中に
存在する脱窒菌のはたらきを受けてＮ2 に還元、脱窒さ
れる。この脱窒反応に要求される水素供与体としては、
流入排水中の有機物が使用される。嫌気汚泥を含む脱窒
液の一部は沈殿池またはフィルターセパレータ２３を経
たのち処理水１０として系外へ排出され、残りの大部分
の懸濁液は好気槽２２に循環、返送され、該好気槽２２
中でリン分が汚泥に摂取、除去されるとともに、硝化菌
のはたらきにより流入排水９中の窒素分がＮＯ3 −Ｎま
で酸化される。ＮＯ3 −Ｎを含む被処理水は嫌気槽２１
に循環され、以下同様にして窒素分とリン分が除去され
る。On the other hand, at night, no sunlight can be obtained.
An anaerobic-aerobic activated sludge device 4 is used instead of the photobioreactor 3. That is, as shown in FIG. 2, the water 9 to be treated is introduced into the anaerobic tank 21 of the anaerobic-aerobic activated sludge apparatus 4 having an anaerobic tank 21 and an aerobic tank 22 and maintaining an anaerobic state. The nitrate nitrogen (NO 3 -N) circulated from the aerobic tank 22 is reduced to N 2 by the action of denitrifying bacteria present in the activated sludge. As the hydrogen donor required for this denitrification reaction,
Organic matter in the influent wastewater is used. A part of the denitrification liquid containing anaerobic sludge is discharged out of the system as treated water 10 after passing through a sedimentation basin or a filter separator 23, and most of the remaining suspension is circulated and returned to the aerobic tank 22. Aerobic tank 22
The phosphorus content is taken into and removed from the sludge, and the nitrogen content in the inflowing wastewater 9 is oxidized to NO 3 -N by the action of nitrifying bacteria. The treated water containing NO 3 -N is supplied to the anaerobic tank 21.
And the nitrogen and phosphorus components are removed in the same manner.
【００１５】本実施例によれば、ＣＯ2 固定光バイオリ
アクタ３とＣＧＥＳ（圧縮ガス貯蔵装置発電システム）
１４を組み合わせたことにより、例えば夜間電力を利用
して圧縮排ガスおよび圧縮空気を製造して貯蔵してお
き、必要となった主として昼間に光バイオリアクタ３の
炭素源およびガスタービン５の燃焼用空気として用いる
ことができるので、前記光バイオリアクタ３の単位消費
エネルギを低減してエネルギ効率が向し、地球温暖化の
原因物質である炭酸ガスを効率よく固定、処理すること
ができる。また光バイオリアクタの炭素源であるＣＯ2
の取り扱い性が著しく向上するので、圧縮ガス貯蔵装置
２、光バイオリアクタ３、嫌気−好気活性汚泥装置４、
メタン発酵槽５およびガスタービン装置６のうち少なく
とも一つ、好ましくは全部をＣＯ2 発生源である火力発
電所の敷地外に設けることができる。According to this embodiment, the CO 2 fixed photobioreactor 3 and the CGES (compressed gas storage device power generation system)
14, the compressed exhaust gas and compressed air are produced and stored using, for example, nighttime electric power, and the carbon source of the photobioreactor 3 and the combustion air of the gas turbine 5 are needed mainly in the daytime. As a result, the unit energy consumption of the photobioreactor 3 can be reduced to improve energy efficiency, and carbon dioxide, which is a substance causing global warming, can be fixed and treated efficiently. CO 2 which is a carbon source of photobioreactor
Since the handling property of the compressed gas is significantly improved, the compressed gas storage device 2, the photobioreactor 3, the anaerobic-aerobic activated sludge device 4,
At least one, and preferably all, of the methane fermentation tank 5 and the gas turbine device 6 can be provided outside the premises of a thermal power plant that is a CO 2 generation source.
【００１６】本実施例によれば、光バイオリアクタ３を
採用したことにより、ＣＯ2 の固定だけでなく、被処理
水９中の窒素分およびリン分を同一リアクタ内で同時に
処理して、例えば高度処理された中水として回収するこ
とができる。According to the present embodiment, by employing the photobioreactor 3, not only the fixation of CO 2 but also the nitrogen content and the phosphorus content in the water 9 to be treated are simultaneously treated in the same reactor. It can be recovered as highly treated middle water.
【００１７】本実施例によれば、増殖した菌体または余
剰汚泥の大量消費先を見つけ出す煩雑さがなくなり、シ
ステム全体としてのコスト低減を図ることができる。す
なわち、従来のＣＯ2 固定化バイオリアクタでは、増殖
した菌体の主な利用先は、例えばコンポスト、飼料等の
限られた製造分野であったが、大量に発生する有機物の
引取手がなかなか見つからない上、コンポスト、飼料等
を生産するための消費エネルギ、生産コスト等を無視で
きないという問題があった。これに対し、本発明を採用
することにより、大量に発生する菌体および／または余
剰汚泥をメタン発酵槽５でバイオマス燃料に変換するこ
とができるので、菌体または汚泥の大量引取先を見つけ
出す煩雑さがなくなる。According to this embodiment, it is not necessary to find a place to consume a large amount of the multiplied cells or excess sludge, and the cost of the entire system can be reduced. That is, in the conventional CO 2 immobilized bioreactor, main use destination proliferated microbial cells, for example compost, but there was a limited field of manufacturing of feed or the like, easily found take-up hands of organic material generated in large quantities In addition, there is a problem that energy consumption, production cost, and the like for producing compost, feed, and the like cannot be ignored. On the other hand, by adopting the present invention, a large amount of cells and / or excess sludge can be converted into biomass fuel in the methane fermentation tank 5, so that it is complicated to find a large-scale collection destination of the cells or sludge. Is gone.
【００１８】本実施例において、メタン発酵槽５に導入
される発酵原料として、光バイオリアクタ３で増殖し、
余剰となった菌体、嫌気−好気活性汚泥装置の余剰汚泥
の他、都市内の未利用資源としての都市ごみ、都市下水
汚泥等のバイオマスを使用することが好ましい。これに
よって、光バイオリアクタ３の消費エネルギーの節約だ
けでなく、都市内におけるエネルギ循環プロセスが形成
され、エネルギの有効利用を図ることができる。In this embodiment, as a fermentation raw material to be introduced into the methane fermenter 5,
It is preferable to use biomass such as municipal waste and municipal sewage sludge as unused resources in the city, in addition to surplus bacteria and excess sludge of the anaerobic-aerobic activated sludge apparatus. This not only saves the energy consumed by the photobioreactor 3 but also forms an energy circulation process in the city, enabling effective utilization of energy.
【００１９】本実施例において、昼間の処理で得られる
光バイオリアクタ３から流出する処理水の水質をより向
上させたい場合、例えば光合成微生物から排出される老
廃物等を処理したい場合は、前記光バイオリアクタ出口
処理水１０を嫌気−好気活性汚泥装置４に導入して再処
理することが好ましい。光バイオリアクタ３および嫌気
−好気活性汚泥処理装置４内の菌体または汚泥濃度は、
基本的には最適濃度を維持するために、増殖した分だけ
抜き出してメタン発酵槽に導入するように制御される
が、昼間は、光バイオリアクタ３内の菌体濃度が高いほ
ど窒素およびリンの除去効率が高くなるので、菌体が増
殖しても抜き出さない場合がある。一方、夜間は、光バ
イオリアクタ内の菌体は増殖した分だけ抜き出される
が、嫌気−好気活性汚泥装置４内の汚泥濃度は高ければ
高いほど窒素、リンの除去効率が高くなるので、増殖し
た余剰汚泥を抜き出さない場合もある。In the present embodiment, when it is desired to further improve the quality of the treated water flowing out of the photobioreactor 3 obtained in the daytime treatment, for example, when treating waste products discharged from photosynthetic microorganisms, the light It is preferable to introduce the bioreactor outlet treated water 10 into the anaerobic-aerobic activated sludge apparatus 4 for reprocessing. The concentration of bacteria or sludge in the photobioreactor 3 and the anaerobic-aerobic activated sludge treatment device 4 is as follows:
Basically, in order to maintain the optimum concentration, it is controlled so as to extract only the amount that has grown and introduce it into the methane fermentation tank. In the daytime, the higher the cell concentration in the photobioreactor 3 becomes, the more nitrogen and phosphorus become. Since the removal efficiency is high, the cells may not be extracted even if the cells grow. On the other hand, at night, the cells in the photobioreactor are extracted as much as they proliferate. However, the higher the sludge concentration in the anaerobic-aerobic activated sludge apparatus 4 is, the higher the nitrogen and phosphorus removal efficiency is. In some cases, surplus sludge that has multiplied is not extracted.
【００２０】本発明において、光バイオリアクタ３の動
力源として太陽電池を用いることが好ましい。これによ
って消費エネルギを節約できるうえ、バイオマス、太陽
電池および化石燃料を組み合わせた総合エネルギ創生シ
ステムを構築することができる。また、太陽電池を用い
ることにより、光バイオリアクタの建設立地条件が拡大
し、一般建造物の上部空間部または水上空間部に設けて
空中庭園を建造することができる。なお、光バイオリア
クタの主な消費動力はバイオリアクタへの通気動力であ
る。In the present invention, it is preferable to use a solar cell as a power source of the photobioreactor 3. As a result, energy consumption can be saved, and a total energy creation system combining biomass, solar cells, and fossil fuels can be constructed. In addition, by using a solar cell, the construction site conditions of the photobioreactor are expanded, and an aerial garden can be constructed by providing the photobioreactor in an upper space portion or a water space portion of a general building. The main power consumed by the photobioreactor is the power required to vent the bioreactor.
【００２１】空中庭園とは、所定の建造物等の上部空間
部に設けられた、透明容器に閉じ込められた菌体、例え
ばクロレラ等の緑藻からなる、あたかも自然の草木、森
林等のような緑地帯をいう。一般建造物としては、例え
ば工場、ビル、道路、鉄道、下水処理場等が挙げられ
る。また水上空間部とは、例えば河川、湖沼等の上部空
間部が挙げられる。An aerial garden is defined as a greenery such as a natural plant, forest, or the like, which is formed of a fungus body, for example, a green algae such as chlorella, which is provided in an upper space portion of a predetermined building or the like and is enclosed in a transparent container. A zone. Examples of general buildings include factories, buildings, roads, railways, sewage treatment plants, and the like. The above-mentioned water space includes, for example, an upper space such as a river or a lake.
【００２２】図３は、太陽電池利用光バイオリアクタを
道路の上部空間部に建設した状態を示す模式図である。
図において、太陽電池３１を併用した光バイオリアクタ
３が道路３２の上部空間部に建設されている。このよう
な構成により、新しい都市景観が創造され、かつ総合エ
ネルギープラントを構築することができる。すなわち、
例えば地下にＣＧＥＳ発電プラント、メタン発酵槽、下
水処理場等を埋設し、該下水処理場の二次処理水を道路
の上部空間部に設けられた光バイオリアクタに供給して
高度処理することにより、処理水を、例えば近隣の公園
に供給して親水公園とすることができ、また近隣の工
場、ビル等に供給して水不足対策の中水として使用する
こともできる。FIG. 3 is a schematic diagram showing a state where the photobioreactor using a solar cell is constructed in an upper space portion of a road.
In the figure, a photobioreactor 3 using a solar cell 31 is constructed in a space above a road 32. With such a configuration, a new cityscape can be created and a comprehensive energy plant can be constructed. That is,
For example, a CGES power plant, a methane fermentation tank, a sewage treatment plant, etc. are buried underground, and secondary treatment water from the sewage treatment plant is supplied to a photobioreactor provided in an upper space portion of a road to perform advanced treatment. The treated water can be supplied to, for example, a nearby park to make it a hydrophilic park, or can be supplied to a nearby factory, building, or the like to be used as intermediate water for water shortage countermeasures.
【００２３】このように、都市部に空中庭園を設けるこ
とにより、未利用熱エネルギのカスケード利用が可能と
なる。すなわち、地上の道路、鉄道、工場、下水処理
場、ビル、河川等と、その上部空間部の光バイオリアク
タと、地下のＣＧＥＳ発電プラントとの立体配置によ
り、発電プラントから発生する高温の廃熱で賄える程度
の熱量を必要とする熱需要家、およびその隣の需要家に
順次に熱を伝達して有効利用を図ることができる。また
下水、下水二次処理水は年間を通じて安定した水量と水
温を有しているので、これを利用することにより、例え
ばビルの冷暖房による廃熱と、熱需要家による熱需要と
を時間的、空間的にマッチングさせることができ、従来
はそのまま廃棄されていたエネルギの有効利用が可能と
なる。これによって都市化の進展によるヒートアイラン
ドの発生を抑制することができる。By providing an aerial garden in an urban area in this way, it is possible to cascade unused thermal energy. That is, high-temperature waste heat generated from a power plant due to the three-dimensional arrangement of roads, railways, factories, sewage treatment plants, buildings, rivers, etc. above ground, a photobioreactor in the upper space, and a CGES power plant underground. The heat can be transmitted to the heat consumer who needs a sufficient amount of heat to be supplied by the heat source and the next customer for efficient use. Also, sewage and sewage secondary treatment water have a stable amount of water and water temperature throughout the year, so by using this, for example, waste heat due to cooling and heating of buildings and heat demand by heat consumers in a timely manner Spatial matching can be achieved, and energy that has been conventionally discarded can be used effectively. This can suppress the occurrence of heat islands due to the progress of urbanization.
【００２４】本発明において、光バイオリアクタと、固
定化担体を用いた嫌気−好気活性汚泥装置を併用したこ
とにより、それぞれの特性に応じて昼夜で使い分けるこ
とにより、それぞれの長所を伸ばし、短所を補うことが
できる。本発明において、被処理水としては、例えば下
水、下水二次処理水、河川水、湖沼水等が挙げられる。
被処理水の窒素分濃度は、５０ｐｐｍ以下、リン分濃度
は５ｐｐｍ以下であることが好ましい。窒素分またはリ
ン分濃度が高すぎると処理しきれない場合がある。In the present invention, the photobioreactor and the anaerobic-aerobic activated sludge apparatus using the immobilized carrier are used in combination, so that they can be used day and night according to their characteristics, thereby extending the advantages of each. Can be supplemented. In the present invention, examples of the water to be treated include sewage, sewage secondary treated water, river water, lake water, and the like.
The nitrogen concentration of the water to be treated is preferably 50 ppm or less, and the phosphorus concentration is preferably 5 ppm or less. If the nitrogen or phosphorus content is too high, the treatment may not be completed.
【００２５】本発明において、光バイオリアクタで用い
られる菌体としての藻類は、窒素源（栄養源）として硝
酸イオン、亜硝酸イオン、アンモニウムイオン等を利用
することができ、またリン酸イオンを消費する以上に細
胞内に蓄積することができるので、排ガス中のＣＯ2 を
固定するだけでなく、被処理水中の窒素分およびリン分
の同時処理が可能となる。In the present invention, the algae as bacterial cells used in the photobioreactor can utilize nitrate ions, nitrite ions, ammonium ions and the like as nitrogen sources (nutrition sources), and consume phosphate ions. Since it can accumulate in the cells more than necessary, it is possible not only to fix CO 2 in the exhaust gas but also to simultaneously treat nitrogen and phosphorus in the water to be treated.
【００２６】本発明において、光バイオリアクタに隣接
して菌体燃焼装置を設けることが好ましい。これによっ
て、光バイオリアクタで増殖させる菌体として油生産微
細藻類を用い、余剰となった藻類を燃料として利用する
ことができる。油生産微細藻類は石炭とほぼ同等のカロ
リを有し、燃料として十分使用することができる。In the present invention, it is preferable to provide a cell combustion device adjacent to the photobioreactor. Thus, oil-producing microalgae can be used as cells to be grown in the photobioreactor, and surplus algae can be used as fuel. Oil-producing microalgae have almost the same calories as coal and can be sufficiently used as fuel.
【００２７】本発明において、図２に示した嫌気−好気
活性汚泥装置を用いる代わりに、図４（ａ）に示したよ
うに、第１脱窒槽、第１好気槽、第２脱窒槽、第２好気
槽、沈殿池等からなる装置を用いるＢａｒｄｅｄｐｈｏ
法、図４（ｂ）に示したように、曝気槽、脱窒槽、好気
槽、沈殿池等からなる装置を用いるＡ2 ／Ｏ法を採用す
ることもできる。In the present invention, instead of using the anaerobic-aerobic activated sludge apparatus shown in FIG. 2, as shown in FIG. 4A, a first denitrification tank, a first aerobic tank, and a second denitrification tank Using a device consisting of a second aerobic tank, a sedimentation basin, etc.
As shown in FIG. 4 (b), an A 2 / O method using an apparatus consisting of an aeration tank, a denitrification tank, an aerobic tank, a sedimentation tank and the like can also be adopted.
【００２８】本発明において、メタン発酵槽としては、
例えば菌体、汚泥、都市ごみ、下水汚泥等の高濃度有機
物に適用可能なＷｅｔまたはＤｒｙのバイオガスプラン
トが好適に採用される。In the present invention, as the methane fermentation tank,
For example, a wet or dry biogas plant applicable to high-concentration organic substances such as bacteria, sludge, municipal solid waste, and sewage sludge is suitably employed.
【００２９】Ｗｅｔプロセスのバイオガスプラントと
は、固形分濃度が、例えば４〜１２、従って含水率が８
８〜９６％程度の有機物を処理するのに好適なプラント
であり、Ｄｒｙプロセスのバイオガスプラントとは、固
形分濃度が、例えば１２〜５０％、従って含水率が５０
〜８８％程度の高濃度有機物を処理するのに好適なプラ
ントをいう。The biogas plant of the Wet process has a solid content of, for example, 4 to 12, and thus a water content of 8
It is a plant suitable for treating about 8 to 96% of organic matter, and is different from a dry process biogas plant in that the solid content concentration is, for example, 12 to 50%, and thus the water content is 50%.
It refers to a plant suitable for treating high-concentration organic matter of about 88%.
【００３０】図５は、Ｗｅｔプロセスのバイオガスプラ
ントの一例を示す説明図である。図において、このプラ
ントは、メタン発酵槽５１と、発生したメタンを貯蔵す
るガスタンク５２と、メタンに含まれる硫黄分を除去す
る脱硫器５３と、脱硫後のメタンを燃料として使用する
ガスエンジン５４および発電機５５と、前記ガスエンジ
ン５４で循環される水を媒体として前記メタン発酵槽５
１で発生する熱量を回収する熱交換器５６と、前記発電
機５５で発生した電気エネルギの一部を用いて有機廃棄
物を攪拌する攪拌機５７と、有機廃棄物を貯蔵する廃棄
物貯槽５８と、メタン発酵槽５１から抜き出される発酵
処理物６１と導入される有機廃棄物との間で熱交換する
熱交換器５９とから主として構成されている。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a biogas plant of the Wet process. In the figure, this plant includes a methane fermentation tank 51, a gas tank 52 for storing generated methane, a desulfurizer 53 for removing sulfur contained in methane, a gas engine 54 using methane after desulfurization as fuel, and A methane fermenter 5 using a generator 55 and water circulated by the gas engine 54 as a medium.
A heat exchanger 56 for recovering the amount of heat generated in step 1, a stirrer 57 for stirring organic waste by using a part of the electric energy generated by the generator 55, and a waste storage tank 58 for storing organic waste. And a heat exchanger 59 that exchanges heat between the fermentation product 61 extracted from the methane fermentation tank 51 and the introduced organic waste.
【００３１】このような構成において、廃棄物貯槽５９
に貯留された菌体、余剰汚泥、都市ごみおよび／または
都市下水汚泥等からなる有機廃棄物は、熱交換器５９で
メタン発酵槽５１から抜き出される発酵処理物６１と熱
交換して、例えば４５℃に加熱されたのちメタン発酵槽
５１に流入し、ここでヒータ５７で加熱されて、例えば
５５℃となり、１５〜２０日かけて発酵し、バイオガス
としてのメタンを発生する。発生したメタンは、ガスタ
ンク５２に貯留され、脱硫器５３で硫黄分が除去された
のちガスエンジン５４に導入され、ガスエンジン５４の
動力源となる。ガスエンジン５４で循環される熱媒体と
しての水は、メタン発酵槽５１に設けられた熱交換器５
６で熱を回収し、例えば他の装置の熱源として利用され
る。一方、発電機５５で発生した電気は、その一部がメ
タン発酵槽５１の運転用として使用されるが、残りの電
力は電気エネルギ６０として別途他の装置で利用され
る。なお、発酵処理物６１は、良質の肥料または土壌改
良剤として使用される。In such a configuration, the waste storage tank 59
The organic waste composed of bacteria, excess sludge, municipal waste and / or municipal sewage sludge, etc., stored in the heat exchanger 59 exchanges heat with the fermentation product 61 extracted from the methane fermentation tank 51 by the heat exchanger 59, for example. After being heated to 45 ° C., it flows into the methane fermentation tank 51, where it is heated by the heater 57, for example, to 55 ° C., fermented for 15 to 20 days, and generates methane as biogas. The generated methane is stored in a gas tank 52, and after sulfur content is removed by a desulfurizer 53, the methane is introduced into a gas engine 54 and becomes a power source of the gas engine 54. Water as a heat medium circulated in the gas engine 54 is supplied to a heat exchanger 5 provided in the methane fermentation tank 51.
The heat is recovered at 6, and is used, for example, as a heat source of another device. On the other hand, a part of the electricity generated by the generator 55 is used for operating the methane fermentation tank 51, but the remaining electric power is separately used as electric energy 60 by another device. The fermented product 61 is used as a high-quality fertilizer or soil conditioner.
【００３２】本発明において、ＣＯ2 の発生源として
は、火力発電設備の外、ごみ焼却炉等のＣＯ2 大量発生
源であってもよい。本発明において、ＣＧＥＳから排出
される熱エネルギーは、システム内の他の装置の温度制
御用として使用される外、例えば都市の冷暖房に利用す
ることもできる。また、太陽光、太陽熱、風力等の天然
エネルギを有効利用することが好ましく、例えば太陽電
池で得られた電力を光バイオリアクタの他、活性汚泥装
置、下水処理施設等他の装置の動力源として用いること
もできる。これによって、省エネルギー対策ができるう
え、使用電力の平準化が図れる。[0032] In the present invention, the source of CO 2, out of the thermal power plants, it may be a CO 2 mass generation source such as a waste incinerator. In the present invention, the heat energy discharged from the CGES can be used not only for controlling the temperature of other devices in the system but also for heating and cooling a city, for example. In addition, it is preferable to effectively use natural energy such as sunlight, solar heat, and wind power.For example, power obtained by a solar cell is used as a power source for other devices such as an activated sludge device and a sewage treatment plant, in addition to a photobioreactor. It can also be used. As a result, energy saving measures can be taken, and power consumption can be leveled.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本願の請求項１記載の発明によれば、火
力発電所の敷地外、例えば都市部内に立地可能なエネル
ギ循環型の総合エネルギープラントの構築が可能とな
り、火力発電所から排出される大容量のＣＯ2 の固定お
よび排水の高度処理が可能となる。According to the first aspect of the present invention, it is possible to construct an energy-circulating integrated energy plant that can be located outside the site of a thermal power plant, for example, in an urban area, and is discharged from the thermal power plant. It is possible to fix a large volume of CO 2 and to perform advanced treatment of wastewater.
【００３４】本願の請求項２記載の発明によれば、上記
発明の効果に加え、消費エネルギを節約できるうえ、バ
イオマス、太陽電池および化石燃料を組み合わせた総合
エネルギ創生システムを構築することができる。本願の
請求項３に記載の発明によれば、上記発明の効果に加
え、菌体として油生産微細藻類を用い、余剰の藻類を燃
料として利用することができる。According to the invention of claim 2 of the present application, in addition to the effects of the above invention, energy consumption can be saved, and a total energy creation system combining biomass, a solar cell, and fossil fuel can be constructed. . According to the invention described in claim 3 of the present application, in addition to the effects of the above invention, oil-producing microalgae can be used as cells and surplus algae can be used as fuel.
【００３５】本願の請求項４に記載の発明によれば、上
記発明の効果に加え、建設立地条件が緩和されるので、
ＣＯ2 排出源の排出量に見合った処理能力を有する装置
の建設が可能となる。本願の請求項５に記載の発明によ
れば、上記発明の効果に加え、空中庭園による新しい都
市景観が創造され、かつ総合エネルギープラントを構築
することができる。According to the invention described in claim 4 of the present application, in addition to the effects of the above-mentioned invention, the construction site conditions are relaxed.
It is possible to construct a device having a processing capacity corresponding to the emission amount of the CO 2 emission source. According to the invention as set forth in claim 5 of the present application, in addition to the effects of the above invention, a new cityscape with a floating garden can be created, and a comprehensive energy plant can be constructed.
【００３６】本願の請求項６に記載の発明によれば、夜
間電力を有効利用して火力発電所から排出される大容量
のＣＯ2 の固定および、例えば二次処理下水の高度処理
が可能となる。本願の請求項７に記載の発明によれば、
上記発明の効果に加え、光バイオリアクタと固定化担体
を用いた好気−嫌気活性汚泥装置の特性を利用し、欠点
を補い、昼夜にわたって総合的に効率のよい排ガス処
理、排水処理および発電を行うことができる。本願の請
求項８に記載の発明によれば、上記発明の効果に加え、
余剰の藻類を燃料として利用することができる。According to the invention of claim 6 of the present application, it is possible to fix large-capacity CO 2 discharged from a thermal power plant and effectively treat, for example, secondary sewage by effectively utilizing nighttime power. Become. According to the invention described in claim 7 of the present application,
In addition to the effects of the above invention, utilizing the characteristics of the aerobic-anaerobic activated sludge apparatus using the photobioreactor and the immobilized carrier, make up for the drawbacks, and achieve comprehensively efficient exhaust gas treatment, wastewater treatment and power generation throughout the day and night. It can be carried out. According to the invention described in claim 8 of the present application, in addition to the effects of the above invention,
Excess algae can be used as fuel.
【図１】本発明の一実施例であるバイオマス発電システ
ムのフローを示す図。FIG. 1 is a diagram showing a flow of a biomass power generation system according to one embodiment of the present invention.
【図２】本発明に適用される嫌気−好気活性汚泥装置の
フローを示す図。FIG. 2 is a diagram showing a flow of an anaerobic-aerobic activated sludge apparatus applied to the present invention.
【図３】空中庭園の一態様を示す模式図。FIG. 3 is a schematic view showing one embodiment of a floating garden.
【図４】本発明に適用される他の嫌気−好気活性汚泥装
置のフローを示す図。FIG. 4 is a diagram showing a flow of another anaerobic-aerobic activated sludge apparatus applied to the present invention.
【図５】本発明に適用されるメタン発酵プロセスを示す
説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a methane fermentation process applied to the present invention.
１…火力発電設備、２…圧縮ガス貯蔵装置、３…光バイ
オリアクタ、４…嫌気−好気活性汚泥装置、５…メタン
発酵槽、６…ガスタービン発電装置、７…排ガス、８…
空気、９…被処理水、１０…処理水、１１…飼料または
肥料、１２…電力、１３…メタン、１４…ＣＧＥＳ、１
５…肥料または土壌改良剤、２１…嫌気槽、２２…好気
槽、２３…沈殿池またはフィルターセパレータ、３１…
太陽電池パネル、３２…道路、５１…メタン発酵槽、５
２…ガスタンク、５３…脱硫器、５４…ガスエンジン、
５５…発電機、５６…熱交換器、５７…攪拌機、５８…
廃棄物貯槽、５９…熱交換器、６０…電気エネルギ、６
１…発酵処理物。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thermal power generation equipment, 2 ... Compressed gas storage apparatus, 3 ... Photo bioreactor, 4 ... Anaerobic-aerobic activated sludge apparatus, 5 ... Methane fermentation tank, 6 ... Gas turbine power generation apparatus, 7 ... Exhaust gas, 8 ...
Air, 9: treated water, 10: treated water, 11: feed or fertilizer, 12: electric power, 13: methane, 14: CGES, 1
5 ... fertilizer or soil conditioner, 21 ... anaerobic tank, 22 ... aerobic tank, 23 ... sedimentation tank or filter separator, 31 ...
Solar cell panel, 32 ... road, 51 ... methane fermentation tank, 5
2 ... gas tank, 53 ... desulfurizer, 54 ... gas engine,
55 ... generator, 56 ... heat exchanger, 57 ... stirrer, 58 ...
Waste storage tank, 59: heat exchanger, 60: electric energy, 6
1 ... fermented product.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｌ 3/06 ＺＡＢ Ｆ０２Ｃ 6/00 Ｅ Ｆ０２Ｃ 6/00 6/16 6/16 Ｃ１０Ｌ 3/00 ＺＡＢＡ Ｆターム(参考） 4D040 BB04 BB05 BB32 BB56 BB57 BB72 DD04 DD14 DD18 4D059 AA03 AA05 BA12 BA15 BA17 BA48 BA56 CA07 CA12 CC01 CC10 4G075 AA04 BA04 CA32 CA56 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C10L 3/06 ZAB F02C 6/00 E F02C 6/00 6/16 6/16 C10L 3/00 ZABA F term (Reference) 4D040 BB04 BB05 BB32 BB56 BB57 BB72 DD04 DD14 DD18 4D059 AA03 AA05 BA12 BA15 BA17 BA48 BA56 CA07 CA12 CC01 CC10 4G075 AA04 BA04 CA32 CA56
Claims (8)
生する排ガスおよび空気を圧縮、貯蔵する圧縮ガス貯蔵
手段と、太陽光を利用して菌体を培養し、前記圧縮ガス
貯蔵手段で圧縮した排ガスまたは空気に含まれる二酸化
炭素を固定するとともに被処理水中の窒素分およびリン
分を除去する光合成培養装置と、該光合成培養装置と併
設され、前記被処理水中の窒素分およびリン分を処理す
る嫌気−好気活性汚泥装置と、前記光合成培養装置で増
殖した菌体の一部および／または前記嫌気−好気活性汚
泥装置で増殖した活性汚泥の一部を発酵させてメタンを
回収するメタン発酵槽と、回収したメタンを前記圧縮ガ
ス貯蔵手段で圧縮、貯蔵した空気によって燃焼し、電力
を発生するガスタービン発電装置とを有することを特徴
とするバイオマス発電システム。1. A thermal power plant, compressed gas storage means for compressing and storing exhaust gas and air generated from the thermal power plant, and culturing cells by using sunlight, and compressing the cells by the compressed gas storage means. A photosynthetic culture device that fixes carbon dioxide contained in the exhaust gas or air and removes nitrogen and phosphorus components in the water to be treated, and is provided with the photosynthetic culture device to treat the nitrogen and phosphorus components in the water to be treated. Anaerobic-aerobic activated sludge apparatus, and methane for recovering methane by fermenting part of the cells grown in the photosynthetic culture apparatus and / or part of the activated sludge grown in the anaerobic-aerobic activated sludge apparatus A biomass generator comprising: a fermenter, and a gas turbine power generation device that generates electric power by burning the recovered methane with compressed air stored by the compressed gas storage means and using the stored air. Electrical system.
電池を付設したことを特徴とする請求項１に記載のバイ
オマス発電システム。2. The biomass power generation system according to claim 1, wherein the photosynthetic culture device is provided with a solar cell as a power source.
装置を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載
のバイオマス発電システム。3. The biomass power generation system according to claim 1, wherein a biomass burning device is provided adjacent to the photosynthetic culture device.
置、菌体燃焼装置、嫌気−好気活性汚泥装置、メタン発
酵槽およびガスタービンのうち少なくとも一つを火力発
電所の敷地外に設けたことを特徴とする請求項１〜３の
何れかに記載のバイオマス発電システム。4. At least one of said compressed gas storage means, photosynthetic cultivation apparatus, cell combustion apparatus, anaerobic-aerobic activated sludge apparatus, methane fermentation tank and gas turbine is provided outside the site of a thermal power plant. The biomass power generation system according to claim 1, wherein:
空間部または水上空間部に設けたことを特徴とする請求
項４に記載のバイオマス発電システム。5. The biomass power generation system according to claim 4, wherein the photosynthetic culture device is provided in an upper space portion or a water space portion of a general building.
空気を夜間電力を用いて圧縮ガス貯蔵手段で圧縮し、貯
蔵したのち、太陽光を利用して菌体を培養する光合成培
養装置に供給して前記圧縮した排ガスまたは空気に含ま
れる二酸化炭素を固定するとともに前記菌体の栄養源と
して窒素分およびリン分を含む被処理水を導入し、前記
窒素分およびリン分を消費させて処理水として回収し、
増殖する菌体の一部をメタン発酵槽に導入してメタンを
発生させ、発生したメタンを前記圧縮ガス貯蔵手段で圧
縮、貯蔵した空気を用いて燃焼させ、燃焼ガスをガスタ
ービンに導入して発電することを特徴とするバイオマス
発電方法。6. An exhaust gas and air generated from a thermal power generation facility are compressed by compressed gas storage means using nighttime electric power, stored, and then supplied to a photosynthetic culture apparatus for culturing cells using sunlight. Fix the carbon dioxide contained in the compressed exhaust gas or air and introduce treated water containing nitrogen and phosphorus as a nutrient source of the cells, consume the nitrogen and phosphorus, and collect as treated water And
A part of the growing cells is introduced into a methane fermentation tank to generate methane, and the generated methane is compressed by the compressed gas storage means, burned using the stored air, and the combustion gas is introduced into a gas turbine. A biomass power generation method characterized by generating power.
培養装置の代わりに嫌気−好気活性汚泥装置を用いて前
記被処理水中の窒素分およびリン分を処理し、増殖する
活性汚泥の一部を前記メタン発酵槽に導入してメタンを
発生させ、得られたメタンを電力に転換することを特徴
とする請求項６に記載のバイオマス発電方法。7. At night when sunlight is not obtained, an anaerobic-aerobic activated sludge device is used in place of the photosynthetic culture device to treat nitrogen and phosphorus components in the water to be treated, and the activated sludge to be proliferated. The biomass power generation method according to claim 6, wherein a part of the methane fermentation tank is introduced to generate methane, and the obtained methane is converted into electric power.
て油生産微細藻類を用い、該油生産微細藻類によって前
記排ガスまたは空気に含まれる二酸化炭素の固定ならび
に被処理水中の窒素分およびリン分の処理を行い、増殖
する油生産微細藻類の一部をメタン発酵させる代わりに
前記光合成培養装置に付設した菌体燃焼装置に導入して
燃焼させ、熱量を回収することを特徴とする請求項６に
記載のバイオマス発電方法。8. An oil-producing microalgae is used as cells to be cultured in the photosynthetic culturing apparatus, the carbon dioxide contained in the exhaust gas or air is fixed by the oil-producing microalgae, and the nitrogen content and the phosphorus content in the water to be treated are fixed. The method according to claim 6, wherein, instead of performing methane fermentation, a part of the growing oil-producing microalgae is introduced into a cell burning device attached to the photosynthetic culture device and burned, and calories are recovered. The biomass power generation method as described.
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|---|---|---|---|
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