JP2007216135A - 固形有機性廃棄物のメタン発酵装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発酵液Lを貯えた嫌気性発酵槽2の内側を有孔隔壁3により上下に仕切り、隔壁3の上方に固形有機性廃棄物Aを取り入れ、ポンプ11付き還流路10により発酵槽2内の発酵液Lを隔壁3の下方の底部から引き抜き発酵槽2の外側を介して隔壁3の上方の頂部に戻して循環させることにより固形有機性廃棄物Aをメタン発酵させる。発酵槽2の底部に発酵液Lを槽外の液面対応高さhまで上昇させて溢流させる溢流路15を設ける。更に好ましくは、発酵槽2内の隔壁3の下方に発酵液Lが透過可能な嫌気性微生物の固定床20を設ける。また、発酵槽2内の隔壁3の上方又は隔壁3上に有機性廃棄物Aの撹拌手段30を設けることができる。
【選択図】 図1
Description
(ロ)また、固形有機性廃棄物Aのうち易分解性固形物は比較的早期に可溶化するのに対し、難分解性固形物は有孔隔壁3の上方で時間をかけて可溶化するので、難分解性有機物と易分解性有機物とが混合している場合でも、それぞれを効率的にメタン発酵することができる。
(ハ)還流路10上に一時滞留槽40を設けることにより、可溶化した有機物を発酵槽2の内部だけでなく還流路10上においても効率的にメタン発酵させることができ、装置の全体的なメタン発酵率を高めることができる。
(ニ)発酵槽2内の隔壁3の下方や一時滞留槽40内に嫌気性微生物の固定床20を設けることにより、メタン発酵率を更に向上させることができ、従来の湿式メタン発酵法と同程度にまでメタン発酵率を高めることが可能である。
(ヘ)発酵槽2内に隔壁上方まで発酵液Lを貯えることにより、隔壁上方に取り入れた固形有機性廃棄物Aを撹拌することも可能となり、固形有機性廃棄物Aの可溶化の促進と共に隔壁3の目詰まりの防止も期待できる。
(ト)低含水率の固形有機性廃棄物Aを無希釈でメタン発酵できるので、処理後に生じる発酵済液量を大幅に削減することができ、二次処理コストの低減による経済的なメタン発酵処理が可能である。
(チ)また、固形有機性廃棄物A中に固形異物が混入していても、可溶化しない異物は隔壁上方に残り隔壁下方のメタン発酵を阻害しないので、発酵槽2へ取り入れる前段階で有機性廃棄物Aから異物を除去する必要性がなくなり、前処理コストの低減による経済性も期待できる。
本発明のメタン発酵装置1によるメタン発酵効率を確認するため、図7に示す有効容積10リットルの嫌気性発酵槽2を用いて試作し、固形有機性廃棄物Aの投入量に対するバイオガスGの発生量を計測する実験を行った。本実験では、固形有機性廃棄物Aとして食堂残渣を粉砕処理した含水率70%の生ごみを用いた。この生ごみの全化学的酸素要求量(T-CODcr)は400,000mg/kgであった。
また、本発明のメタン発酵装置1により難分解性有機物と易分解性有機物とが混合している場合も効率的にメタン発酵できることを確認するため、実験例1と同様に図6の嫌気性発酵槽2を用いて実験を行った。本実験では、原料として実験例1の生ごみと紙ごみ(オフィス排出シュレッダー排紙)とを混合した固形有機性廃棄物Aを用いた。紙ごみは難分解性物質、生ごみは易分解性物質であり、生ごみと紙ごみとの混合比が重量比で19:1になるように固形有機性廃棄物Aを調整した。生ごみのT-CODcrは400,000mg/kg、紙ごみのT-CODcrは1,086,000mg/kgであった。
3…有孔隔壁 3a…小孔
3b…中央部(凹部) 3c…無孔部
4…気相部 5…取入口
6…取入管 7…取入弁
9…排出口 10…還流路
10a…引抜口 10b…戻り口
11…ポンプ 12…分散吐出器
13…吐出口 15…溢流路
15a…取出口 15b…通気口
16…溢流口 17…ガス回収路
18…回収口 19…排液槽
20…固定床 21…微生物担体
22…多孔質周壁 23…枠体
24…孔空き受け台 25…孔空き蓋
26…保温装置 27…有孔蓋
30…撹拌手段 31…撹拌翼
32…撹拌モータ 34…案内管
36…循環ガス流路 36a…吸気端
36b…排気端 37…アンモニア捕集装置
38…ブロア 40…一時滞留槽
41…流入口 42…流出路
42a…流出口 43…気相部
44…気相部連通路
A…固形有機性廃棄物(低含水廃棄物)
B…固形異物 C…発酵済液
L…発酵液 P1…上方空間
P2…下方空間 G…バイオガス
H…温熱媒体
Claims (9)
- 発酵液を貯える嫌気性発酵槽、前記発酵槽内を上下に仕切る有孔隔壁、前記発酵槽の隔壁上方に設けた固形有機性廃棄物の取入口、及び前記発酵槽内の発酵液を隔壁下方の底部から引き抜き発酵槽の外側を介して隔壁上方の頂部に戻して循環させるポンプ付き還流路を備えてなる固形有機性廃棄物のメタン発酵装置。
- 請求項1の発酵装置において、前記発酵液を嫌気性微生物含有水としてなる固形有機性廃棄物のメタン発酵装置。
- 請求項1又は2の発酵装置において、前記発酵槽の底部に発酵液を槽外の液面対応高さまで上昇させて溢流させる溢流路を設けてなる固形有機性廃棄物のメタン発酵装置。
- 請求項1から3の何れかの発酵装置において、前記還流路上に、前記発酵液を一端側から流入させ所要時間滞留させたのち他端側から流出させる一時滞留槽を設けてなる固形有機性廃棄物のメタン発酵装置。
- 請求項4の発酵装置において、前記一時滞留槽と発酵槽とを同じ高さに設け、前記一時滞留槽の底部に発酵液を槽外の液面対応高さまで上昇させて溢流させる溢流路を設けてなる固形有機性廃棄物のメタン発酵装置。
- 請求項1から5の何れかの発酵装置において、前記発酵槽内の隔壁上方又は隔壁上に撹拌手段を設けてなる固形有機性廃棄物のメタン発酵装置。
- 請求項1から6の何れかの発酵装置において、前記発酵槽内の隔壁下方及び/又は一時滞留槽内に発酵液が透過可能な嫌気性微生物の固定床を設けてなる固形有機性廃棄物のメタン発酵装置。
- 請求項1から7の何れかの発酵装置において、前記発酵槽及び/又は一時滞留槽の頂部の気相部に発酵による生成ガスを回収する回収口を設けてなる固形有機性廃棄物のメタン発酵装置。
- 請求項1から8の何れかの発酵装置において、前記発酵槽及び/又は一時滞留槽の頂部の気相部に、当該気相部から発酵による生成ガスを抜き出してアンモニア捕集装置へ送ると共に捕集装置の出力ガスを当該気相部へ戻す循環ガス流路を設けてなる固形有機性廃棄物のメタン発酵装置。
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