JP2005246133A - Methane fermentation apparatus and methane fermentation method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a stirring apparatus constituted of a methane fermentation tank which has good conveyance volume efficiency and realizes sufficient stirring. <P>SOLUTION: A methane fermentation apparatus is provided with: the box type methane fermentation tank in which organic waste is charged and then microorganisms are added to cause methane fermentation; a stirrer which moves repetitively and vertically inside the box type methane fermentation tank; and a driving device for moving the stirrer repetitively and vertically. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、畜産廃棄物や生ごみ等の有機廃棄物をメタン発酵させる箱型メタン発酵槽からなるメタン発酵装置に関する。 The present invention relates to a methane fermentation apparatus comprising a box-type methane fermentation tank for methane fermentation of organic waste such as livestock waste and garbage.

メタン発酵槽内において、メタン発酵による発酵作用により、有機廃棄物を分解してバイオガスを生成するメタン発酵装置の場合には、このバイオガスをコージェネレーション装置の燃料として有効利用を図ることができる。
例えば、有機性廃棄物を処理する方法として、廃棄物を破砕し、破砕物をメタン菌等の嫌気性微生物が浮遊する嫌気性処理槽により、嫌気性微生物の生物学的作用で有機物を生物学的に分解し、メタンを主成分とする消化ガスを生成させ、消化ガスを燃料等に有効活用する嫌気性消化処理方法が開示されている(特開平11−28445号公報、特開11−300323号公報参照)。
有機廃棄物の処理方法の一つとしてメタン発酵法が近年注目されると共に普及し始めている。
このメタン発酵法では、廃水や廃棄物に含まれる高分子の有機物をメタンにまで分解する際、1)加水分解菌による低分子化 2)酸発酵菌による有機酸の生成 3)メタン細菌によるメタンの生成の3つのステップで同時に進行しており、全体として数十種類もの微生物が働いている。そのため、メタン発酵を効率的に行わせるためには、好適なメタン発酵の環境を付与し続けることが非常に重要である。何故ならば、メタン発酵槽内の有機廃棄物を攪拌して、一定の温度に保持することにより、メタン発酵菌の発酵作用を効果的に促進してバイオガスを効率よく生成することができるからである。
すなわち、メタン発酵槽で、メタン発酵を効率的に行わせるためには、畜産廃棄物や生ごみ等の有機廃棄物と微生物を均等かつ公的な発酵温度になるように充分攪拌することが重要となる。
従来の撹拌技術としては、(1)縦型の円筒型メタン発酵槽を用いて、プロペラで攪拌するタイプのもの(2)横型の円筒型メタン発酵槽の中で、加熱管からなる攪拌具を回転させて攪拌するタイプのものがあった。
従来の撹拌技術としては、箱型メタン発酵槽に、プロペラ羽根等の回転する撹拌具を用いなかった理由は、回転する撹拌具廻りの箱型メタン発酵中心部分は撹拌が十分行なうことが可能であるが、メタン発酵内壁付近部分は、回転する撹拌具が届かない領域が存在し、そこでは、撹拌が不十分となり、メタン発酵が効率的に行なえないからである。回転する撹拌具が届かない領域を回避するために、円筒型メタン発酵槽には、プロペラで攪拌する回転タイプの撹拌具が用いられていた。
しかし、上記円筒型メタン発酵槽は、トレーラー等の運搬車で運搬する場合、箱型メタン発酵槽に比較して、メタン発酵槽の運搬容積効率が落ちることになる。
しかしながら、箱型メタン発酵槽の攪拌方法が未解決であったので、箱型メタン発酵槽そのものが実現されていなかった。
また、箱型メタン発酵槽の加熱方法の実現化技術の課題が未解決であった。
さらに、畜産廃棄物や生ごみ等の有機廃棄物をメタン発酵槽の外に設置された予熱装置で予熱した後に、当該有機廃棄物をメタン発酵槽に投入するものであった。
当該有機廃棄物をメタン発酵槽に投入した後、冬季には予熱装置は外気に晒されて予熱装置の温度は急激に低下する。
そして、再び当該有機廃棄物をメタン発酵槽に投入する際には、外気により冷えて温度が低下した予熱装置を再加熱する必要があり、予熱装置を加熱するに費やしたエネルギーは外気に廃棄されて無駄になるので、メタン発酵装置の予熱効率が悪く、さらに省エネルギー性を向上させる必要が有った。
In the case of a methane fermentation apparatus that decomposes organic waste and produces biogas by fermentation action of methane fermentation in a methane fermentation tank, this biogas can be used effectively as a fuel for a cogeneration system. .
For example, as a method of treating organic waste, the waste is crushed, and the crushed matter is biologically treated by anaerobic microorganisms in an anaerobic treatment tank in which anaerobic microorganisms such as methane bacteria float. An anaerobic digestion treatment method is disclosed in which digestion gas containing methane as a main component is generated and the digestion gas is effectively used as fuel (Japanese Patent Laid-Open Nos. 11-28445 and 11-300433). No. publication).
In recent years, methane fermentation has attracted attention as one of organic waste treatment methods and has begun to spread.
In this methane fermentation method, when high-molecular organic substances contained in wastewater and waste are decomposed to methane, 1) low molecular weight by hydrolyzing bacteria 2) production of organic acids by acid-fermenting bacteria 3) methane by methane bacteria It progresses at the same time in three steps of generation, and as a whole, dozens of kinds of microorganisms work. Therefore, in order to perform methane fermentation efficiently, it is very important to continue to provide a suitable environment for methane fermentation. This is because the organic waste in the methane fermentation tank is stirred and maintained at a constant temperature, thereby effectively promoting the fermentation action of the methane fermentation bacteria and efficiently producing biogas. It is.
In other words, in order to efficiently perform methane fermentation in a methane fermentation tank, it is important to sufficiently stir organic waste such as livestock waste and garbage and microorganisms so that they have an even and official fermentation temperature. It becomes.
Conventional stirring techniques include: (1) a type in which a vertical cylindrical methane fermenter is used to stir with a propeller, and (2) a horizontal cylindrical methane fermenter in which a stirring tool comprising a heating tube is used. There was a type of rotating and stirring.
As a conventional stirring technique, the reason for not using a rotating stirring tool such as a propeller blade in the box-type methane fermentation tank is that the central part of the box-type methane fermentation around the rotating stirring tool can be sufficiently stirred. However, in the vicinity of the inner wall of the methane fermentation, there is a region where the rotating stirrer does not reach, where stirring is insufficient and methane fermentation cannot be performed efficiently. In order to avoid a region where the rotating stirring tool does not reach, a rotating type stirring tool that is stirred with a propeller has been used in the cylindrical methane fermenter.
However, when the cylindrical methane fermenter is transported by a transport vehicle such as a trailer, the transport volume efficiency of the methane fermenter is reduced as compared with the box-type methane fermenter.
However, since the stirring method of the box-type methane fermentation tank has not been solved, the box-type methane fermentation tank itself has not been realized.
Moreover, the subject of the realization technique of the heating method of a box-type methane fermenter was unsolved.
Furthermore, after preheating the organic waste such as livestock waste and garbage with a preheating device installed outside the methane fermentation tank, the organic waste is put into the methane fermentation tank.
After the organic waste is put into the methane fermenter, the preheating device is exposed to the outside air in winter, and the temperature of the preheating device rapidly decreases.
When the organic waste is again put into the methane fermentation tank, it is necessary to reheat the preheating device cooled by the outside air and lowered in temperature, and the energy consumed for heating the preheating device is discarded to the outside air. Therefore, the preheating efficiency of the methane fermentation apparatus is poor, and it is necessary to further improve energy saving.

特開平11−28445号公報JP-A-11-28445 特開11−300323号公報JP 11-300323 A

上記から、発明が解決しようとする課題は、運搬容積効率が良く、かつ攪拌が充分できるメタン発酵槽からなる攪拌装置を実現することである。
さらに、発明が解決しようとする課題は、運搬容積効率が良く、かつ加熱が簡便にできるメタン発酵槽からなる攪拌装置を実現することである。
さらに、発明が解決しようとする課題は、当該有機廃棄物の予熱効率を高くし、さらに省エネルギー性を向上させたメタン発酵槽からなる攪拌装置を実現することである。
From the above, the problem to be solved by the present invention is to realize an agitation apparatus comprising a methane fermentation tank that has good transport volume efficiency and can be sufficiently agitated.
Furthermore, the problem to be solved by the invention is to realize an agitator comprising a methane fermentation tank that has good transport volume efficiency and can be easily heated.
Furthermore, the problem to be solved by the invention is to realize a stirring device comprising a methane fermenter that increases the preheating efficiency of the organic waste and further improves energy saving.

以下、本願特許請求の範囲、本願明細書において用いる用語の解釈上の疑義を解消すべく、以下用語の説明をすることとする。
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<用語の説明>
〇メタン発酵装置とは、メタン発酵により、有機廃棄物を分解してバイオガスを生成するメタン発酵装置をいう。
メタン発酵装置は、用途別に分けて、家庭用メタン発酵装置、業務用メタン発酵装置に分類される。本発明において、家庭用メタン発酵装置を対称にする場合、メタン発酵装置とあるのは、家庭用メタン発酵装置と読み替えるものとする。本発明において、業務用メタン発酵装置を対称にする場合、メタン発酵装置とあるのは、業務用メタン発酵装置と読み替えるものとする。
本発明では、業務用メタン発酵装置について、主として説明するが、本発明のメタン発酵装置が、業務用メタン発酵装置に必ずしも限定されるものではない。
〇有機廃棄物とは、動物の排泄物や食物等の廃棄物をいう。
有機廃棄物とは、固形状の有機廃棄物と液体状の有機廃棄物(有機排水ともいう。)を混合して、破砕機により混合物を破砕したスラリー状の混合物(有機スラリーともいう。)をいう。なお、上記は、例示であって、これに必ずしも限定されるものではない。
○有機廃棄物を投入してとは、例えば、有機廃棄物(破砕機により混合物を破砕したスラリー状の混合物)を有機廃棄物投入管でメタン発酵槽に搬入することである。
必ずしも、上記に限定されるものではなく、固形状の有機廃棄物をメタン発酵槽に開口部から落とし込むことも考えられる。
〇メタン発酵法とは、有機廃棄物をメタン発酵微生物郡に分解させて、メタンを製造することをいう。より具体的には、有機性廃棄物(固形状物と有機排水の混合物)を粉砕・スラリー化した後、このスラリーを発酵槽に投入し、嫌気性下でメタン発酵菌により発酵処理して有機性廃棄物をバイオガスと水とに分解する方法であり、有機性廃棄物を大幅に減量することができると共に、副産物として生成するバイオガスをエネルギーとして回収できるメリットがある。また、嫌気性のため曝気動力が不要であるため省エネルギーな処理法である。
メタン発酵は、複数の異なる微生物群(以下、メタン発酵微生物群ということがある。)による共同作業で有機性基質をバイオガスに変換するものであり、各種の有機性廃水や生ごみ等を材料とすることができる。
メタン発酵菌等の生育に適した所定発酵温度 (低温メタン発酵では37℃、高温メタン発酵では55℃がメタン発酵好適温度である。)にメタン発酵槽内で保持する。このように、好適な環境下で、メタン発酵の最大反応速度を得ることができる。
○バイオガスとは,家畜糞尿や生ゴミ等の有機廃棄物をメタン発酵させることにより得られるガスであり,主にメタン(CH4:約60%)と二酸化炭素(CO2:約40%)からなっている。原料として色々な有機性廃棄物(家畜糞尿,家庭・食品産業からの生ゴミ,食品産業からの有機性残さ,下水汚泥等)が利用できるが,1999年11月家畜排せつ物法が施行(経過措置5年)されたことにより,家畜糞尿の有効活用方法の一つとしても注目されている。
Hereinafter, the terminology will be explained below in order to eliminate doubts about the interpretation of terms used in the claims and the specification of the present application.
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<Explanation of terms>
O A methane fermentation apparatus means the methane fermentation apparatus which decomposes | disassembles organic waste and produces | generates biogas by methane fermentation.
The methane fermentation apparatus is classified into a household methane fermentation apparatus and a commercial methane fermentation apparatus according to usage. In the present invention, when the home methane fermentation apparatus is symmetric, the methane fermentation apparatus is to be read as a household methane fermentation apparatus. In the present invention, when the commercial methane fermentation apparatus is symmetric, the methane fermentation apparatus is to be read as the commercial methane fermentation apparatus.
In the present invention, the commercial methane fermentation apparatus will be mainly described. However, the methane fermentation apparatus of the present invention is not necessarily limited to the commercial methane fermentation apparatus.
O Organic waste refers to animal waste or food waste.
The organic waste is a slurry-like mixture (also referred to as organic slurry) obtained by mixing solid organic waste and liquid organic waste (also referred to as organic wastewater) and crushing the mixture with a crusher. Say. In addition, the above is an illustration, Comprising: It is not necessarily limited to this.
O Inputting organic waste means, for example, bringing organic waste (slurry mixture obtained by crushing the mixture with a crusher) into the methane fermentation tank through the organic waste input pipe.
It is not necessarily limited to the above, and it is also conceivable to drop solid organic waste into the methane fermentation tank from the opening.
O The methane fermentation method refers to the production of methane by decomposing organic waste into methane fermentation microorganisms. More specifically, after organic waste (a mixture of solid and organic wastewater) is pulverized and slurried, this slurry is put into a fermenter and fermented with methane-fermenting bacteria under anaerobic conditions. This is a method of decomposing the organic waste into biogas and water, and has the merit that the organic waste can be greatly reduced and the biogas produced as a by-product can be recovered as energy. In addition, since it is anaerobic and does not require aeration power, it is an energy-saving treatment method.
Methane fermentation is a process of converting organic substrates into biogas through joint work by a plurality of different microorganism groups (hereinafter sometimes referred to as methane fermentation microorganism groups). Various organic wastewater and garbage are used as materials. It can be.
It is held in a methane fermentation tank at a predetermined fermentation temperature suitable for growth of methane fermentation bacteria and the like (37 ° C for low-temperature methane fermentation and 55 ° C for high-temperature methane fermentation is a suitable temperature for methane fermentation). Thus, the maximum reaction rate of methane fermentation can be obtained under a suitable environment.
○ Biogas is a gas obtained by methane fermentation of organic waste such as livestock manure and garbage. It mainly consists of methane (CH4: approx. 60%) and carbon dioxide (CO2: approx. 40%). ing. Various organic wastes can be used as raw materials (livestock manure, food waste from household / food industry, organic residues from food industry, sewage sludge, etc.), but the livestock excrement law was enforced in November 1999 (provisional measures) 5 years) has attracted attention as one of the effective methods for utilizing livestock manure.

嫌気性発酵によりバイオガスを発生させた発酵済み消化液は,肥料成分が残っているため液肥あるいは堆肥として利用することができる。
〇箱型メタン発酵槽とは、箱型のメタン発酵槽をいう。箱型メタン発酵槽の最大の特徴は、コンテナ輸送のように、箱型メタン発酵槽をトレーラー等に積載して運搬できるので、輸送容量効率が大きいことである。
箱型メタン発酵槽の外寸法は、箱型メタン発酵槽が輸送対象となることより、例えば、20フィート型、40フィート型の一般的なコンテナの大きさとしている。
前者は、長さ(外寸法)が19’−10”1/2(6,058mm)、幅(外寸法)が8’(2,438mm)、高さ(外寸法)が8’−06”(2,591mm)の大きさである。
後者は、長さ(外寸法)が40’(12,192mm)、幅(外寸法)が8’(2,438mm)、高さ(外寸法)が8’−06”(2,591mm)の大きさである。
〇円筒型メタン発酵槽とは、円筒型のメタン発酵槽をいう。従来のメタン発酵槽は、円筒型メタン発酵槽であった。全て円筒型メタン発酵槽には、縦型と横型の二種類がある。何れもプロペラ等の攪拌部を回転することによって回転することが特徴である。従来技術として、円筒型メタン発酵槽以外のタイプのメタン発酵槽がなかったのは、攪拌が攪拌具を回転するために円筒型が必要であるという先入観が当業者の頭の中を占めていたのが大きかった。
〇縦型の円筒型メタン発酵槽とは、円筒型メタン発酵槽の長手方向が垂直方向であり、縦に長細くて断面が円筒形のメタン発酵槽である。
〇横型の円筒型メタン発酵槽とは、円筒型メタン発酵槽の長手方向が水平方向であり、横に長細く横たわって断面が円筒形のメタン発酵槽である。
〇輸送容積効率とは、輸送一回当りの容積の割合(m/回)をいう。箱型メタン発酵槽の輸送容積効率は、円筒型メタン発酵槽の輸送容積効率に比較して大きいので、メタン発酵槽の設備コストを抑えることができる。特に、外国製のメタン発酵槽を輸入する場合には、メタン発酵槽の設備コスト低減効果は大きい。
〇攪拌具とは、有機廃棄物と微生物に直接接して、有機廃棄物と微生物に攪拌力を与える物である。
The fermented digestive juice that has generated biogas by anaerobic fermentation can be used as liquid fertilizer or compost because the fertilizer component remains.
* A box-type methane fermenter means a box-type methane fermenter. The biggest feature of the box-type methane fermenter is that the box-type methane fermenter can be loaded and transported on a trailer or the like, as in container transportation, so that the transport capacity efficiency is large.
The outer dimensions of the box-type methane fermenter are, for example, 20 ft and 40 ft general container sizes because the box methane fermenter is to be transported.
The former has a length (outer dimension) of 19′-10 ″ 1/2 (6,058 mm), a width (outer dimension) of 8 ′ (2,438 mm), and a height (outer dimension) of 8′-06 ″. The size is (2,591 mm).
The latter has a length (outer dimension) of 40 ′ (12,192 mm), a width (outer dimension) of 8 ′ (2,438 mm), and a height (outer dimension) of 8′-06 ″ (2,591 mm). It is a size.
* A cylindrical methane fermenter means a cylindrical methane fermenter. The conventional methane fermenter was a cylindrical methane fermenter. There are two types of cylindrical methane fermenters: vertical and horizontal. Each is characterized by rotating by rotating a stirring unit such as a propeller. As a prior art, there was no methane fermenter of any type other than the cylindrical methane fermenter. The prejudice that a cylindrical shape was necessary for stirring to rotate the stirring tool was in the minds of those skilled in the art. It was big.
O A vertical cylindrical methane fermenter is a methane fermenter in which the longitudinal direction of the cylindrical methane fermenter is a vertical direction, and is long and thin and has a cylindrical cross section.
O A horizontal cylindrical methane fermenter is a methane fermenter with a cylindrical methane fermenter having a horizontal direction in the longitudinal direction and lying horizontally and having a cylindrical cross section.
〇Transportation volume efficiency refers to the ratio of volume per transportation (m 3 / time). Since the transport volume efficiency of the box-type methane fermenter is larger than the transport volume efficiency of the cylindrical methane fermenter, the equipment cost of the methane fermenter can be suppressed. In particular, when importing a foreign-made methane fermentation tank, the equipment cost reduction effect of the methane fermentation tank is great.
-A stirrer is a substance that directly contacts organic waste and microorganisms and gives stirring power to organic waste and microorganisms.

一般的には、プロペラ羽根、スクリュー羽根等が思い浮かべられようが、本願発明では、そういった回転する羽根等ではなく、上下に反復移動して、有機廃棄物を撹拌すべく、有機廃棄物に、作用して撹拌流を与える構成部分をいう。
〇駆動装置とは、攪拌具を上下に反復移動するための装置をいい、通常は油圧シリンダーの手段を用いて攪拌具を上下に反復移動させている。駆動手段としては、他にモーター等を用いても良い。
〇加熱管とは、有機廃棄物と微生物をメタン発酵温度に保つべく加熱する管をいう。
In general, propeller blades, screw blades, etc. can be imagined, but in the present invention, instead of such rotating blades etc., it moves repeatedly up and down to act on organic waste to stir organic waste. The component which gives a stirring flow.
The drive device is a device for repeatedly moving the stirring tool up and down, and usually the stirring tool is repeatedly moved up and down by means of a hydraulic cylinder. In addition, a motor or the like may be used as the driving means.
O Heating tube refers to a tube that heats organic waste and microorganisms to maintain the methane fermentation temperature.

本発明では、攪拌具を加熱管で構成し、攪拌と加熱の二つの機能を発揮させる。
○熱媒体とは、加熱管の管内を通すことにより、加熱対象に熱を伝える物質をいう。通常は顕熱の大きな、かつ安価な水が選定される。
〇予熱装置とは、冬季等温度が発酵温度より大幅に低い場合、メタン発酵槽に投入する有機廃棄物を事前にメタン発酵温度近くまで余熱する装置である。有機廃棄物は、メタン発酵温度近くまで余熱した後メタン発酵槽に投入される。
余熱装置には、色々なタイプがあるが、例えば、(1)熱交換型のもの(2)電機ヒーターを用いたもの等がある。
(1)熱交換型のものとしては、前述した加熱管と同様熱媒体を用いた二重管タイプが一般には用いられる。
(2)電気ヒーターを利用した加熱装置(図示しない。)は、加熱装置が加熱槽になっていて、加熱槽の壁に電気ヒーターが埋め込まれているものが例示できる。
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本発明の構成を、以下説明する。
[請求項1]有機廃棄物を投入した後微生物を加えてメタン発酵させる箱型メタン発酵槽と、当該箱型メタン発酵槽の中を上下に反復移動する攪拌具と、攪拌具を上下に反復移動させる駆動装置を備えたことを特徴とするメタン発酵装置。
In the present invention, the stirrer is composed of a heating tube and exhibits two functions of stirring and heating.
○ The heat medium refers to a substance that transfers heat to the object to be heated by passing through the inside of the heating tube. Usually, water with high sensible heat and low price is selected.
O A preheating device is a device that preheats organic waste to be introduced into a methane fermentation tank to near the methane fermentation temperature in advance when the temperature in winter, etc. is significantly lower than the fermentation temperature. The organic waste is preheated to near the methane fermentation temperature and then charged into the methane fermentation tank.
There are various types of residual heat devices. For example, there are (1) a heat exchange type and (2) an electric heater.
(1) As the heat exchange type, a double tube type using a heat medium is generally used in the same manner as the heating tube described above.
(2) A heating device (not shown) using an electric heater can be exemplified by a heating device that is a heating tank and an electric heater embedded in the wall of the heating tank.
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The configuration of the present invention will be described below.
[Claim 1] A box-type methane fermenter in which microorganisms are added and methane fermentation is performed after introducing organic waste, a stirrer that repeatedly moves up and down in the box-type methane fermenter, and a stirrer that is repeated up and down A methane fermentation apparatus comprising a moving drive device.

本発明の特徴的構成要件は、箱型メタン発酵槽を用いるということである。箱型メタン発酵槽は、コンテナー輸送の場合と同様にトレーラー、船舶等で運搬することができ、輸送容積効率が、円筒型メタン発酵槽に比較して大きいので、メタン発酵槽の設備コストを抑えることができる。特に、外国製のメタン発酵槽を輸入する場合には、メタン発酵槽の設備コスト低減効果は大きい。   A characteristic component of the present invention is that a box-type methane fermenter is used. Box-type methane fermenters can be transported by trailer, ship, etc. in the same way as container transport, and the transport volume efficiency is larger than that of cylindrical methane fermenters, so the equipment costs of methane fermenters are reduced. be able to. In particular, when importing a foreign-made methane fermentation tank, the equipment cost reduction effect of the methane fermentation tank is great.

従来のメタン発酵槽の撹拌技術は、縦型の円筒型メタン発酵槽ではプロペラを用い、横型の円筒型メタン発酵槽では回転攪拌具を用いる等、いずれの場合も、撹拌技術は、回転具を回転させて攪拌させるものだけであった。これは、回転具を回転させるということから、等業者はメタン発酵槽も円筒型に限るという先入観に捕らわれていて、その分運搬容積効率が悪くなるのは仕方ないという当業者の間にある種の諦めが蔓延していた。   The stirring technology of the conventional methane fermenter is that the propeller is used in the vertical cylindrical methane fermenter and the rotating stirrer is used in the horizontal cylindrical methane fermenter. It was only what was rotated and stirred. This is because the rotating tool is rotated, and so on, etc. are caught by the preconception that the methane fermentation tank is also limited to the cylindrical type, and there is a certain amount among those skilled in the art that the transportation volume efficiency is inevitable by that amount. The compliments were widespread.

発明者は、運搬容積効率は、箱型メタン発酵槽を採用する方が、箱型メタン発酵槽を採用するより向上することに、他に先駆けて初めて気が付いた。   The inventor noticed for the first time that the volumetric efficiency of transportation is improved when the box-type methane fermenter is adopted rather than when the box-type methane fermenter is adopted.

ただ、技術課題は、箱型メタン発酵槽において、均一に安定的にメタン発酵微生物がメタン発酵する好適な環境を提供する撹拌技術が存在しなかったということである。   However, the technical problem is that there has been no agitation technology that provides a suitable environment in which methane-fermenting microorganisms can methane-ferment uniformly and stably in a box-type methane fermenter.

発明者は、回転具を回転させて攪拌させるのではなく、攪拌具を上下に反復攪拌することにより、均一かつ安定な攪拌が可能なことに気づき本発明を相当した。   The inventor has realized that uniform and stable stirring is possible by repeatedly stirring the stirring tool up and down, instead of rotating the rotating tool and stirring, and thus corresponds to the present invention.

攪拌具を上に移動させる場合には、攪拌具の上方に、及び攪拌具の斜め上方に有る有機廃棄物と微生物は、攪拌具に伴って上方に流動する。一方、メタン発酵槽の内壁付近に有る有機廃棄物と微生物は、攪拌具に伴って下方に流動する(図4を参照)。
逆に、攪拌具を下に移動させる場合には、攪拌具の下方に、及び攪拌具の斜め下方に有る有機廃棄物と微生物は、攪拌具に伴って下方に流動する。一方、メタン発酵槽の内壁付近に有る有機廃棄物と微生物は、攪拌具に伴って上方に流動する(図4の場合と逆になる。)。
このように、駆動装置によって、攪拌具を上下に移動することにより、メタン発酵槽の内部に攪拌流が生じ、攪拌流は、攪拌具の上下移動が切り替わるに従って、反転する。
これにより、円筒型メタン発酵槽の攪拌具を回転させる方式に勝るとも劣らない箱型メタン発酵槽の攪拌方法が実現できた。
なお、攪拌具を上下に移動する方法は、時間と撹拌具の垂直方向の位置Zは、時間tによって、以下の式で表される。
Z=Z(t)……………(1)
時間と撹拌具の垂直方向の位置Zが、正弦関数で表現される場合には、(1)式は、以下のように表される。
Z=Z(t)=SIN(t)……………(2)
一般には、(2)式で表現されるが、有機廃棄物の撹拌が均一になるように、また良く混ざるように、Z(t)の関数形を決定することも可能である。
場合によれば、上述した撹拌流が、撹拌具の上部の有機廃棄物は、撹拌具と同方向の流れを生ずるが、撹拌具と撹拌具の隙間部の流れは、撹拌具とは逆方向の流れとなるようにして、撹拌をすることも可能である。
[請求項2]攪拌具が管内に熱媒体を通すための加熱管と、熱媒体を加熱する加熱装置からなることを特徴とする請求項1記載のメタン発酵装置。
When the stirrer is moved upward, the organic waste and microorganisms above the stirrer and obliquely above the stirrer flow upward along with the stirrer. On the other hand, the organic waste and microorganisms in the vicinity of the inner wall of the methane fermentation tank flow downward along with the stirring tool (see FIG. 4).
On the contrary, when the stirring tool is moved downward, the organic waste and microorganisms below the stirring tool and obliquely below the stirring tool flow downward along with the stirring tool. On the other hand, the organic waste and microorganisms in the vicinity of the inner wall of the methane fermentation tank flow upward along with the stirring tool (the reverse is the case in FIG. 4).
In this way, the stirring device is moved up and down by the drive device, whereby a stirring flow is generated inside the methane fermentation tank, and the stirring flow is reversed as the vertical movement of the stirring device is switched.
Thereby, the stirring method of the box-type methane fermenter which is not inferior to the system which rotates the stirring tool of a cylindrical methane fermenter was realizable.
In the method of moving the stirrer up and down, the time and the vertical position Z of the stirrer are expressed by the following equation depending on the time t.
Z = Z (t) ......... (1)
When the time and the vertical position Z of the stirring tool are expressed by a sine function, the expression (1) is expressed as follows.
Z = Z (t) = SIN (t) (2)
Generally, it is expressed by equation (2), but it is also possible to determine the functional form of Z (t) so that the stirring of the organic waste is uniform and well mixed.
In some cases, the above-described stirring flow causes the organic waste at the top of the stirring tool to flow in the same direction as the stirring tool, but the flow in the gap between the stirring tool and the stirring tool is in the opposite direction to the stirring tool. It is also possible to stir so that the flow becomes.
[2] The methane fermentation apparatus according to [1], wherein the stirrer comprises a heating tube for passing the heat medium through the tube and a heating device for heating the heat medium.

本発明の特徴は、攪拌具でもある加熱管の管内に熱媒体を通すことにより、メタン発酵槽内の有機廃棄物と微生物をメタン発酵に好適な温度に暖めるようにしたものである。熱媒体としては、一般的には、安価な水が用いられる。 加熱管は、熱媒体が循環する閉じた循環路を形成していて、加熱装置によって、過熱された熱媒体は、往きの管路を通って、撹拌具でもある加熱管に至る。熱媒体は加熱管を通ることにより、熱が熱媒体から有機廃棄物に伝熱される。熱媒体は、加熱管を通って熱伝達を終えて、還りの管路を通って加熱装置に再び戻ってくる。   A feature of the present invention is that the organic waste and microorganisms in the methane fermentation tank are warmed to a temperature suitable for methane fermentation by passing a heat medium through a tube of a heating tube that is also a stirrer. In general, inexpensive water is used as the heat medium. The heating pipe forms a closed circulation path through which the heat medium circulates, and the heat medium heated by the heating device passes through the forward pipe line and reaches the heating pipe which is also a stirring tool. As the heat medium passes through the heating tube, heat is transferred from the heat medium to the organic waste. The heat medium finishes transferring heat through the heating pipe and returns to the heating device through the return pipe.

これにより、攪拌具は、箱型メタン発酵槽の攪拌と加熱という二つの機能を同時に発揮することができ、攪拌装置と加熱装置がコンパクト化するので、低コスト化が可能となる。   Thereby, the stirring tool can simultaneously exhibit two functions of stirring and heating of the box-type methane fermentation tank, and the stirring device and the heating device are made compact, so that the cost can be reduced.

また、攪拌具の上下反復移動により、攪拌具の境界層がせん断力が周期的に働くため、有機廃棄物と微生物に効率的伝熱が行うことができる。
[請求項3]加熱管が、水平方向にジグザグに配列したことを特徴とする請求項2記載のメタン発酵装置。
Further, since the boundary layer of the stirrer periodically acts on the boundary layer of the stirrer by repetitive movement of the stirrer, efficient heat transfer can be performed to organic waste and microorganisms.
[Claim 3] The methane fermentation apparatus according to claim 2, wherein the heating tubes are arranged in a zigzag in the horizontal direction.

本発明は、攪拌具が加熱管で構成され、加熱管が、水平方向にジグザグに配列したことを特徴とするものである。   The present invention is characterized in that the stirrer is constituted by a heating tube, and the heating tubes are arranged in a zigzag in the horizontal direction.

例えば、図3に示すように、加熱管をU字管と直管を組合わせて、水平方向にジグザグに配列した場合が例示できる。   For example, as shown in FIG. 3, the case where a heating pipe is combined with a U-shaped pipe and a straight pipe and arranged in a zigzag in the horizontal direction can be exemplified.

本発明のかかる構成により、攪拌具が攪拌手段として、かつ加熱手段として機能することができる。
[請求項4]加熱管が、水平方向にジグザグに、かつ垂直方向に多段に配列したことを特徴とする請求項2、3記載のメタン発酵装置。
With this configuration of the present invention, the stirrer can function as a stirring unit and as a heating unit.
[Claim 4] The methane fermentation apparatus according to claims 2 and 3, wherein the heating tubes are arranged in a zigzag manner in the horizontal direction and in multiple stages in the vertical direction.

本発明は、請求項3記載発明の水平方向にジグザグに配列した加熱管を多段に配列したものである。   According to the present invention, the heating tubes arranged in a zigzag in the horizontal direction according to the third aspect of the present invention are arranged in multiple stages.

本発明のかかる構成により、より確実に攪拌具が攪拌手段として、かつ加熱手段として機能することができる。
[請求項5]箱型メタン発酵槽の中に設置された予熱装置からなることを特徴とするメタン発酵装置。
With this configuration of the present invention, the stirring tool can function more reliably as the stirring means and as the heating means.
[5] A methane fermentation apparatus comprising a preheating apparatus installed in a box-type methane fermentation tank.

本発明は、予熱装置が、箱型メタン発酵槽の中に設置されたことが特徴である。   The present invention is characterized in that the preheating device is installed in a box-type methane fermenter.

従来技術では、予熱装置は、メタン発酵槽の外側に設置され、投入されるべき有機廃棄物を予めメタン発酵温度付近まで予熱した後、メタン発酵槽に投入していた。例えば、冬季の寒い朝等外気温度が低い場合、せっかく暖めた予熱装置は外気温度に冷やされ、熱は無駄に棄てられることになる。   In the prior art, the preheating device is installed outside the methane fermentation tank, and the organic waste to be input is preheated to the vicinity of the methane fermentation temperature and then input to the methane fermentation tank. For example, when the outside air temperature is low, such as a cold morning in winter, the preheater that has been warmed is cooled to the outside temperature, and the heat is wasted.

本発明では、予熱装置は、外気とは直接接触せず、メタン発酵槽内の熱で暖められているため、従来技術のように、外気によって冷やされ無駄に熱を棄てることがない。   In the present invention, since the preheating device is not directly in contact with the outside air and is heated by the heat in the methane fermentation tank, it is cooled by the outside air and does not waste heat unnecessarily as in the prior art.

予熱装置は、有機廃棄物が予熱装置に投入される際には、ヒーター等により有機廃棄物は予熱される。一時的には、投入される有機廃棄物の温度が低いので、予熱装置は温度が低下するが、その影響は、メタン発酵槽の発酵温度にはさ程ではない。
[請求項6]有機廃棄物を投入した後微生物を加えてメタン発酵させる箱型メタン発酵槽の内部において、攪拌具を上下に反復移動させることにより、有機廃棄物と微生物を攪拌することを特徴とするメタン発酵方法。
In the preheating device, when the organic waste is put into the preheating device, the organic waste is preheated by a heater or the like. Temporarily, since the temperature of the input organic waste is low, the temperature of the preheating device is lowered, but the influence is not so much on the fermentation temperature of the methane fermenter.
[Claim 6] The organic waste and the microorganism are stirred by repeatedly moving the stirrer up and down inside the box-type methane fermenter in which the microorganism is added and then methane fermentation after adding the organic waste. A methane fermentation method.

本発明は、物の発明である請求項1記載発明に対応する方法の発明である。   The present invention is a method invention corresponding to the first aspect of the present invention.

本発明の特徴的構成要件は、攪拌具を上下に反復移動させることにより、有機廃棄物と微生物を攪拌するステップである。
[請求項7]有機廃棄物を投入した後微生物を加えてメタン発酵させる箱型メタン発酵槽の内部において、加熱管からなる攪拌具により駆動装置で上下に反復移動させて有機廃棄物と微生物を攪拌すると共に、加熱管に熱媒体を通して有機廃棄物と微生物を攪拌することを特徴とするメタン発酵方法。
A characteristic component of the present invention is a step of stirring organic waste and microorganisms by repeatedly moving the stirring tool up and down.
[Claim 7] Inside the box-type methane fermenter in which organic waste is added and then microorganisms are added for methane fermentation, the organic waste and microorganisms are moved up and down repeatedly with a drive device by a stirrer composed of a heating tube. A methane fermentation method characterized by stirring organic waste and microorganisms through a heating medium through a heating tube while stirring.

本発明は、物の発明である請求項2記載発明に対応する方法の発明である。   The present invention is a method invention corresponding to the invention of claim 2 which is a product invention.

本発明の特徴的構成要件は、加熱管からなる攪拌具により駆動装置で上下に反復移動させて有機廃棄物と微生物を攪拌すると共に、加熱管に熱媒体を通して有機廃棄物と微生物を攪拌することステップである。   The characteristic constitutional feature of the present invention is that the organic waste and the microorganism are agitated by repetitively moving up and down with a drive device by a stirrer composed of a heating tube and the organic waste and the microorganism are agitated through a heating medium through the heating tube It is a step.

すなわち、加熱管からなる攪拌具により、箱型メタン発酵槽の攪拌と加熱を同時に行うことが本発明の特徴的構成要件である。
[請求項8]加熱管が、水平方向にジグザグに配列したことを特徴とする請求項7記載のメタン発酵方法。
That is, it is a characteristic constituent feature of the present invention to simultaneously stir and heat the box-type methane fermenter with a stirrer composed of a heating tube.
[8] The methane fermentation method according to [7], wherein the heating tubes are arranged in a zigzag manner in the horizontal direction.

本発明は、物の発明である請求項3記載発明に対応する方法の発明である。
[請求項9]加熱管が、水平方向にジグザグに、かつ垂直方向に多段に配列したことを特徴とする請求項7〜8記載のメタン発酵方法。
The present invention is a method invention corresponding to the invention of claim 3 which is a product invention.
[9] The methane fermentation method according to any one of [7] to [8], wherein the heating tubes are arranged in a zigzag manner in the horizontal direction and in multiple stages in the vertical direction.

本発明は、物の発明である請求項4記載発明に対応する方法の発明である。
[請求項10]箱型メタン発酵槽の中に設置された予熱装置により、投入された有機廃棄物を予熱することを特徴とする請求項6〜9記載のメタン発酵方法。
The present invention is a method invention corresponding to the invention of claim 4 which is a product invention.
[10] The methane fermentation method according to any one of [6] to [9], wherein the input organic waste is preheated by a preheating device installed in the box-type methane fermentation tank.

本発明は、物の発明である請求項5記載発明に対応する方法の発明である。   The present invention is a method invention corresponding to the invention of claim 5 which is a product invention.

本発明の特徴は、箱型メタン発酵槽の中に設置された予熱装置を用いることであり、特に予熱装置を箱型メタン発酵槽の中に設置することが本発明の特徴的構成要件である。   A feature of the present invention is to use a preheating device installed in a box-type methane fermenter, and in particular, it is a characteristic constituent feature of the present invention to install a preheating device in a box-type methane fermenter. .

予熱装置を箱型メタン発酵槽の中に設置することにより、冬季のように外気温度が低い場合であっても、予熱装置が外気に晒されて冷やされて熱を無駄に棄てることがないので、本発明は省エネルギー効果を発揮することができる。   By installing the preheating device in the box-type methane fermenter, even if the outside air temperature is low as in winter, the preheating device is not exposed to the outside air and cooled down, so that heat is not wasted. The present invention can exhibit an energy saving effect.

本発明の上記構成により、発明が解決しようとする課題は全て、達成可能となった。
本発明の上記構成により、運搬容積効率が良く、かつ攪拌が充分できるメタン発酵槽からなる攪拌装置を実現することができた。
さらに、本発明の上記構成により、運搬容積効率が良く、かつ加熱が簡便にできるメタン発酵槽からなる攪拌装置を実現することができた。
さらに、本発明の上記構成により、当該有機廃棄物の予熱効率を高くし、さらに省エネルギー性を向上させたメタン発酵槽からなる攪拌装置を実現することができた。
このように、加熱装置と拡販装置を工夫したことにより、箱型メタン発酵槽の内部をメタン発酵適正温度に維持してメタン発酵菌の発酵作用を促進し得たので、バイオガスを効果的に生成することができた。
With the above configuration of the present invention, all the problems to be solved by the invention can be achieved.
With the above-described configuration of the present invention, it was possible to realize a stirrer composed of a methane fermenter with good transport volume efficiency and sufficient stirring.
Furthermore, the said structure of this invention has implement | achieved the stirring apparatus which consists of a methane fermenter which has good conveyance volume efficiency and can be heated easily.
Furthermore, the said structure of this invention was able to implement | achieve the stirring apparatus which consists of a methane fermentation tank which made the preheating efficiency of the said organic waste high, and also improved energy-saving property.
Thus, by devising the heating device and the sales expansion device, the inside of the box-type methane fermenter was maintained at the proper temperature for methane fermentation, and the fermentation action of methane fermentation bacteria could be promoted. Could be generated.

本発明のメタン発酵装置においては、輸送容積効率を向上させる観点から、従来には見られなかった箱型メタン発酵槽を採用することとした。箱型メタン発酵槽は、攪拌具を上下に反復移動させる駆動装置を備える特徴的攻勢とした。
攪拌具は、熱媒体を通すための加熱管からなり、加熱管の配置は、水平方向にジグザグになるようにし、かつ垂直方向に多段に配列した構造とした。
さらに、予熱装置は、箱型メタン発酵槽の中に設置したもので、省エネルギー効果を狙った。
In the methane fermentation apparatus of the present invention, from the viewpoint of improving the transport volume efficiency, a box-type methane fermenter that has not been seen conventionally is adopted. The box-type methane fermentation tank has a characteristic offensive with a drive device that repeatedly moves the stirring tool up and down.
The stirrer was composed of a heating tube for passing a heat medium, and the heating tube was arranged in a zigzag manner in the horizontal direction and arranged in multiple stages in the vertical direction.
Furthermore, the preheating device was installed in a box-type methane fermenter and aimed for energy saving effect.

本実施例に用いられるメタン発酵方法のフロー図を説明する(図1を参照)。   The flowchart of the methane fermentation method used for a present Example is demonstrated (refer FIG. 1).

固形状の有機廃棄物と液体状の有機廃棄物(有機廃水)が混合された有機廃棄物1は、粉砕器6で微粉砕されて、スラリー状の有機廃棄物1となる。かかるスラリー状の有機廃棄物1は、ポンプにより予熱装置50に送られる。   The organic waste 1 in which the solid organic waste and the liquid organic waste (organic waste water) are mixed is finely pulverized by the pulverizer 6 to become the slurry-like organic waste 1. The slurry-like organic waste 1 is sent to the preheating device 50 by a pump.

スラリー状の有機廃棄物1は予熱装置50で予熱された後、箱型メタン発酵槽10に投入される。そこで、好適なメタン発酵環境に維持されてメタン発酵処理がなされた後、箱型メタン発酵槽10の上部から、バイオガス2が、集められて、ポンプにより創出され、ガスホルダー7に貯蔵される。一方、箱型メタン発酵槽10の上部からは、消化液が取り出される。   The slurry-like organic waste 1 is preheated by the preheating device 50 and then charged into the box-type methane fermentation tank 10. Therefore, after being maintained in a suitable methane fermentation environment and subjected to methane fermentation treatment, the biogas 2 is collected from the upper part of the box-type methane fermentation tank 10, created by a pump, and stored in the gas holder 7. . On the other hand, the digestive juice is taken out from the upper part of the box-type methane fermentation tank 10.

実施例1の詳細を、図2に基づいて、以下説明する。
本実施例に用いられる箱型メタン発酵槽10は、コンテナの箱のような形態をしたもので横型(長手方向が水平方向で、断面が矩形)である。本実施例の箱型メタン発酵槽10は、輸送容積効率が円形型のメタン発酵槽に比較して良い。メタン発酵槽をコンテナのような形状に作って輸送容積効率を向上させることを狙ったためである。
本実施例に用いられる箱型メタン発酵槽10の外形寸法は、20フィート型であり、長さ(外寸法)が6,058mm、幅(外寸法)が2,438mm、高さ(外寸法)が2,591mmの大きさである。
攪拌具10は、加熱管41からなり、加熱管41は、水平方向にジグザグに、かつ垂直方向に多段に配列したものとなっている。加熱管41の内部には、熱媒体4(本実施例では、水が使用されている。)が充填されて循環するようになっている。
具体的には、図3に示すように攪拌具10は、U字管と直管を組合わせて、水平方向にジグザグに配列した加熱管41を二段組合せたものから構成されている。加熱管41は、補強具44により動かないようにしっかりと固定されている。
攪拌具である加熱管41の入口と出口はフレキシブル配管で接続され、攪拌具10が上下に反復移動しても加熱装置42から熱媒体4を加熱管41に供給することができるようになっている。
攪拌具10の二箇所で加熱管41を補強具44で束ねるようにしてあり、そこに、上部から固定具21、32が攪拌具10を吊るすような構造と成っている。
固定具22,32には、攪拌具10を上下に反復移動する駆動装置21,31が2台接続されている。
本実施例に用いた駆動装置21,31は油圧式の駆動装置を用いた。駆動装置21,31は、攪拌具10を上下に反復移動させるようにコンピュータ制御されている。コンピュータ制御装置は図示されていない。
Details of the first embodiment will be described below with reference to FIG.
The box-type methane fermenter 10 used in the present embodiment is shaped like a container box and is horizontal (the longitudinal direction is horizontal and the cross section is rectangular). The box-type methane fermentation tank 10 of the present embodiment may be compared with a methane fermentation tank having a circular transport volume efficiency. This is because the methane fermentation tank was made into a container-like shape to improve the transport volume efficiency.
The outer dimensions of the box-type methane fermenter 10 used in this example are 20 feet, the length (outer dimension) is 6,058 mm, the width (outer dimension) is 2,438 mm, and the height (outer dimension). Is a size of 2,591 mm.
The stirrer 10 includes a heating tube 41. The heating tube 41 is arranged in a zigzag manner in the horizontal direction and in multiple stages in the vertical direction. The heating pipe 41 is filled with a heat medium 4 (in this embodiment, water is used) and circulates.
Specifically, as shown in FIG. 3, the agitator 10 is composed of a combination of U-tubes and straight tubes and two stages of heating tubes 41 arranged in a zigzag in the horizontal direction. The heating tube 41 is firmly fixed so as not to move by the reinforcing tool 44.
The inlet and outlet of the heating tube 41 as a stirrer are connected by a flexible pipe so that the heating medium 42 can be supplied from the heating device 42 to the heating tube 41 even if the stirrer 10 repeatedly moves up and down. Yes.
The heating tube 41 is bundled with the reinforcing tool 44 at two locations of the stirring tool 10, and the fixing tools 21 and 32 suspend the stirring tool 10 from above.
Two driving devices 21 and 31 that repeatedly move the stirring tool 10 up and down are connected to the fixing tools 22 and 32.
The driving devices 21 and 31 used in the present embodiment were hydraulic driving devices. The drive devices 21 and 31 are computer controlled so as to repeatedly move the stirring tool 10 up and down. The computer controller is not shown.

箱型メタン発酵槽10には、箱型メタン発酵槽10の中の左上部に、予熱装置50を設置してある。予熱装置50は、外気とは直接接触しない構造になっている。   The box-type methane fermenter 10 is provided with a preheating device 50 at the upper left portion in the box-type methane fermenter 10. The preheating device 50 has a structure that does not come into direct contact with outside air.

予熱装置50は、熱交換型の予熱装置である。加熱装置で過熱された熱媒体が、予熱装置50と加熱装置を通る循環路を循環する。予熱装置50で熱交換によって、熱媒体の熱が有機廃棄物1に伝えられる。
予熱装置50には、投入される有機廃棄物1を加熱するためのヒーターが内壁に内蔵されている場合もある。
The preheating device 50 is a heat exchange type preheating device. The heat medium superheated by the heating device circulates in the circulation path passing through the preheating device 50 and the heating device. The heat of the heat medium is transferred to the organic waste 1 by heat exchange in the preheating device 50.
In the preheating device 50, a heater for heating the input organic waste 1 may be built in the inner wall.

本実施例では、冬季の寒い時期(外気温度5℃)、有機廃棄物1(外気によって冷やされて約10℃前後になっている。)を先ず、予熱器50に投入して、メタン発酵温度近くまで予熱した。   In the present embodiment, the cold season in winter (outside air temperature 5 ° C.), the organic waste 1 (cooled to about 10 ° C. by the outside air) is first put into the preheater 50 and the methane fermentation temperature. Preheated to near.

次に、有機廃棄物温度37℃になったことを確認した後、有機廃棄物投入配管L1を通じて、スラリー状の有機廃棄物1を箱型メタン発酵槽10内に投入した。   Next, after confirming that the organic waste temperature reached 37 ° C., the slurry-like organic waste 1 was charged into the box-type methane fermentation tank 10 through the organic waste charging pipe L1.

箱型メタン発酵槽10は、既に有機廃棄物1が投入されており、2台の駆動装置21、31により、攪拌具10を上下に反復移動させて、有機廃棄物1と微生物の攪拌を行っていた。
本実施例に用いた駆動装置21、31は油圧式の駆動装置を用いた。駆動装置21、31は、攪拌具10を上下に反復移動させるようにコンピュータ制御されている。コンピュータ制御装置の図示は省略されている。
加熱管41からなる攪拌具10により駆動装置21、31で上下に反復移動させて有機廃棄物1と微生物を攪拌すると共に、加熱管41に熱媒体4を通して有機廃棄物1と微生物を加熱してメタン発酵温度37℃になるよう温度コントロールを行っている。
メタン発酵処理が行われた場合、メタンを主成分とするバイオガス2は、メタン発酵槽10の上部にあるバイオガス室60に集められる。バイオガス室60からバイオガス2は、バイオガス管L2を通ってガスホルダー7に蓄えられる。
一方、メタン発酵処理が行われた場合、消化液3は、メタン発酵槽10の下部の消化液取り出し管L3から取り出される。
このようにして、箱型メタン発酵槽50であっても、攪拌が円形型のメタン発酵槽並の攪拌が実現できると共に、攪拌具10を加熱管とする構成によりを好適な温度のメタン発酵環境を維持することが可能となった。
また、予熱装置50を箱型メタン発酵槽10の中に設置することにより、省エネルギー効果を発揮することが可能な箱型メタン発酵装置100を実現することができた。
The box-type methane fermenter 10 has already been charged with the organic waste 1, and the stirrer 10 is repeatedly moved up and down by the two drive devices 21 and 31 to stir the organic waste 1 and the microorganisms. It was.
The driving devices 21 and 31 used in the present embodiment were hydraulic driving devices. The drive devices 21 and 31 are computer controlled so as to repeatedly move the stirring tool 10 up and down. Illustration of the computer control device is omitted.
The organic waste 1 and microorganisms are agitated by repetitively moving them up and down by the drive devices 21 and 31 by the agitator 10 comprising the heating tube 41, and the organic waste 1 and microorganisms are heated through the heating medium 41 through the heating medium 41. Temperature control is performed so that the methane fermentation temperature is 37 ° C.
When the methane fermentation treatment is performed, the biogas 2 mainly composed of methane is collected in the biogas chamber 60 at the upper part of the methane fermentation tank 10. The biogas 2 from the biogas chamber 60 is stored in the gas holder 7 through the biogas pipe L2.
On the other hand, when a methane fermentation process is performed, the digestive liquid 3 is taken out from the digestive liquid taking-out pipe L3 of the lower part of the methane fermentation tank 10. FIG.
Thus, even in the case of the box-type methane fermentation tank 50, the stirring can be realized as in the case of a circular methane fermentation tank, and the structure in which the stirring tool 10 is used as a heating tube can be used for a methane fermentation environment at a suitable temperature. It became possible to maintain.
Moreover, by installing the preheating device 50 in the box-type methane fermentation tank 10, the box-type methane fermentation device 100 capable of exhibiting an energy saving effect could be realized.

図1は、メタン発酵処理のフロー図である(実施例1)。FIG. 1 is a flowchart of a methane fermentation process (Example 1). 図2は、メタン発酵装置の図面である(実施例1)。FIG. 2 is a drawing of a methane fermentation apparatus (Example 1). 図3は、撹拌具の図面である(実施例1)。FIG. 3 is a drawing of a stirring tool (Example 1). 図4は、撹拌具が上昇する際の有機廃棄物の流れを示した図面である。FIG. 4 is a drawing showing the flow of organic waste when the stirrer rises.

符号の説明Explanation of symbols

1……有機廃棄物
2……バイオガス
3……消化液
4……熱媒体
10……箱型メタン発酵槽
50……予熱装置
40……攪拌具
21,31……駆動装置
22,32……固定具
41……加熱管
42……加熱装置
44……補強具
100……メタン発酵装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Organic waste 2 ... Biogas 3 ... Digestion liquid 4 ... Heating medium 10 ... Box-type methane fermentation tank 50 ... Preheating apparatus 40 ... Stirring tool 21, 31 ... Drive apparatus 22, 32 ... ... Fixture 41 ... Heating tube 42 ... Heating device 44 ... Reinforcing tool 100 ... Methane fermentation apparatus

Claims (10)

有機廃棄物を投入した後微生物を加えてメタン発酵させる箱型メタン発酵槽と、当該箱型メタン発酵槽の中を上下に反復移動する攪拌具と、攪拌具を上下に反復移動させる駆動装置を備えたことを特徴とするメタン発酵装置。 A box-type methane fermenter that adds microorganisms and adds microbial fermentation after introducing organic waste, a stirrer that repeatedly moves up and down in the box-type methane fermenter, and a drive device that repeatedly moves the stirrer up and down A methane fermentation apparatus characterized by comprising. 攪拌具が管内に熱媒体を通すための加熱管と、熱媒体を加熱する加熱装置からなることを特徴とする請求項1記載のメタン発酵装置。 The methane fermentation apparatus according to claim 1, wherein the stirrer comprises a heating tube for passing the heat medium through the tube and a heating device for heating the heat medium. 加熱管が、水平方向にジグザグに配列したことを特徴とする請求項2記載のメタン発酵装置。 The methane fermentation apparatus according to claim 2, wherein the heating tubes are arranged in a zigzag manner in the horizontal direction. 加熱管が、水平方向にジグザグに、かつ垂直方向に多段に配列したことを特徴とする請求項2〜3記載のメタン発酵装置。 4. The methane fermentation apparatus according to claim 2, wherein the heating tubes are arranged in a zigzag manner in the horizontal direction and in multiple stages in the vertical direction. 箱型メタン発酵槽の中に設置された予熱装置からなることを特徴とするメタン発酵装置。 A methane fermentation apparatus comprising a preheating apparatus installed in a box-type methane fermentation tank. 有機廃棄物を投入した後微生物を加えてメタン発酵させる箱型メタン発酵槽の内部において、攪拌具を上下に反復移動させることにより、有機廃棄物と微生物を攪拌することを特徴とするメタン発酵方法。 A method of methane fermentation in which organic waste and microorganisms are stirred by repeatedly moving a stirrer up and down inside a box-type methane fermentation tank in which microorganisms are added and then subjected to methane fermentation after adding organic waste . 有機廃棄物を投入した後微生物を加えてメタン発酵させる箱型メタン発酵槽の内部において、加熱管からなる攪拌具により駆動装置で上下に反復移動させて有機廃棄物と微生物を攪拌すると共に、加熱管に熱媒体を通して有機廃棄物と微生物を攪拌することを特徴とするメタン発酵方法。 Inside the box-type methane fermenter where microbial fermentation is performed by adding microorganisms after adding organic waste, the organic waste and microorganisms are stirred and heated repeatedly by a drive device using a stirrer consisting of a heating tube. A method for methane fermentation, comprising stirring organic waste and microorganisms through a heat medium through a tube. 加熱管が、水平方向にジグザグに配列したことを特徴とする請求項7記載のメタン発酵方法。 The methane fermentation method according to claim 7, wherein the heating tubes are arranged in a zigzag manner in the horizontal direction. 加熱管が、水平方向にジグザグに、かつ垂直方向に多段に配列したことを特徴とする請求項7〜8記載のメタン発酵方法。 9. The methane fermentation method according to claim 7, wherein the heating tubes are arranged in a zigzag manner in the horizontal direction and in multiple stages in the vertical direction. 箱型メタン発酵槽の中に設置された予熱装置により、投入された有機廃棄物を予熱することを特徴とする請求項6〜9記載のメタン発酵方法。
The methane fermentation method according to any one of claims 6 to 9, wherein the input organic waste is preheated by a preheating device installed in a box-type methane fermentation tank.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5837654B1 (en) * 2014-07-16 2015-12-24 三井造船株式会社 Hopper for dehydrator
JP6026689B1 (en) * 2016-03-24 2016-11-16 日本プライスマネジメント株式会社 Methane fermentation system
CN114151151A (en) * 2021-12-02 2022-03-08 西安交通大学 System for coupling compressed air energy storage with biomass energy and internal combustion engine and operation method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5837654B1 (en) * 2014-07-16 2015-12-24 三井造船株式会社 Hopper for dehydrator
JP6026689B1 (en) * 2016-03-24 2016-11-16 日本プライスマネジメント株式会社 Methane fermentation system
WO2017163602A1 (en) * 2016-03-24 2017-09-28 日本プライスマネジメント株式会社 Methane fermentation system
JP2017170367A (en) * 2016-03-24 2017-09-28 日本プライスマネジメント株式会社 Methane fermentation system
CN114151151A (en) * 2021-12-02 2022-03-08 西安交通大学 System for coupling compressed air energy storage with biomass energy and internal combustion engine and operation method

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