JP2007319725A - Methane fermentation plant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、簡易低コスト型で、処理効率の高い、メタン醗酵処理プラントに関する。 The present invention relates to a methane fermentation treatment plant that is simple and low-cost and has high treatment efficiency.
近年、地球環境に優しいエネルギーとして、家畜糞尿や食品残渣などの高濃度の有機性排水をメタン醗酵させて得られるバイオガスが注目されている。 In recent years, biogas obtained by methane fermentation of high-concentration organic wastewater such as livestock manure and food residues has attracted attention as energy friendly to the global environment.
このようなメタン醗酵を行わせる装置として、例えば、導入した家畜の糞尿等をメタン醗酵させる醗酵槽と、この醗酵槽内で発生したガスを導入してこのガスに含まれる水分を除去する水抜き槽と、この水分を除去したガスから更に硫化水素を除去する脱硫槽と、この脱硫槽から導出されたガスをガスタンクに導くと共に醗酵槽内に攪拌用ガスとして供給するブロアとを備えて成るメタン醗酵装置が知られている(特許文献1)。 As an apparatus for performing such methane fermentation, for example, a fermentation tank for methane fermentation of introduced livestock manure, etc., and a water drainer that introduces a gas generated in the fermentation tank and removes water contained in the gas. A methane comprising a tank, a desulfurization tank for further removing hydrogen sulfide from the gas from which moisture has been removed, and a blower for introducing the gas derived from the desulfurization tank to the gas tank and supplying the gas into the fermentation tank as a stirring gas A fermentation apparatus is known (Patent Document 1).
また、本出願人のうちの一人も、水産加工工程で排出される血汁や煮汁を除蛋白処理した液を効率良くメタン醗酵させる方法(特許文献2)や、酵母菌でアルコール醗酵させた後の廃液を効率良くメタン醗酵させる方法(特許文献3)や、豆腐粕を水で希釈した液を効率良くメタン醗酵させる方法(特許文献4)を既に出願し、特許を受けている。
上記特許文献2,3,4のメタン醗酵方法は、これといった不都合もなく実施され、水産加工業者、酒造業者、豆腐製造業者等から排出される廃物のエネルギー源としての再利用に大きく貢献している。
The above methane fermentation methods of
しかしながら、上記特許文献1のメタン醗酵方法のように家畜の糞尿等を原料とするものは、かなり多量の砂が原料中に含まれるため、この砂がメタン醗酵槽の底に大量に堆積することになる。従って、この砂を除去することが必要になるが、この砂の除去作業はかなり面倒な作業で時間を要するため、大型のメタン醗酵槽では砂の除去作業に1〜3カ月程度かかる場合があり、その間、装置を停止しなければならないので、稼働率が大幅に低下するという問題があった。 However, since the raw material contains a large amount of sand, as in the methane fermentation method of Patent Document 1 described above, a large amount of sand is deposited in the bottom of the methane fermentation tank. become. Therefore, it is necessary to remove this sand. However, since this sand removal work is quite troublesome and time-consuming, it may take about 1 to 3 months for the sand removal work in a large methane fermentation tank. In the meantime, since the apparatus must be stopped, there is a problem that the operating rate is greatly reduced.
また、メタン醗酵に必要な設備費用や維持費用よりも、メタン醗酵で得られるバイオガスの収入を多くして利益を上げるためには、できる限り簡易低コスト型で処理効率の高い設備とすることが必要になるが、これまでのメタン醗酵処理設備は簡易低コスト型のものでもなければ処理効率の高いものでもないため、経済的な収支がとりにくいという問題もあった。 In addition, in order to increase the profits by increasing the income of biogas obtained by methane fermentation rather than the equipment costs and maintenance costs required for methane fermentation, make the equipment as simple and low-cost as possible with high processing efficiency. However, since the conventional methane fermentation treatment equipment is neither a simple low cost type nor a high treatment efficiency, there is also a problem that it is difficult to obtain an economic balance.
本発明は上記事情の下になされたもので、メタン醗酵槽の底に砂が沈積せず、しかも、簡易低コスト型で処理効率が高いメタン醗酵処理プラントを提供することを解決すべき課題としている。 The present invention has been made under the circumstances described above, and as a problem to be solved, it is possible to provide a methane fermentation treatment plant that does not deposit sand on the bottom of a methane fermentation tank and that is simple, low-cost and high in processing efficiency. Yes.
上記課題を解決するため、本発明に係るメタン醗酵処理プラントは、家畜糞尿などの有機性廃棄物から分離した搾汁液を一時的に貯溜する搾汁液槽と、搾汁液槽から搾汁液を導入してメタン醗酵させるメタン醗酵槽と、メタン醗酵槽内で発生したガスを一時的に貯溜するガスホルダと、メタン醗酵槽から抜き出した液をメタン醗酵槽に返還する前にこの液に含まれている砂を分離する砂分離器と、メタン醗酵槽から抜き出した液をメタン醗酵槽に返還する前にこの液にメタン醗酵槽から供給されたガスを吸入させるガス吸入器と、メタン醗酵槽から抜き出した消化液を一時的に貯溜する消化液槽と、これらを連結する管路に設置された最小限一台のポンプおよび電動切替弁を少なくとも備え、電動切替弁を切替えることによって、最小限一台のポンプで、搾汁液槽からメタン醗酵槽への搾汁液の導入、メタン醗酵槽から抜き出した液のメタン醗酵槽への返還、メタン醗酵槽から抜き出した液の砂分離器への供給および砂を分離した液のメタン醗酵槽への返還、メタン醗酵槽から抜き出した液のガス吸入器への供給およびガスを吸入した液のメタン醗酵槽への返還、メタン醗酵槽から抜き出した消化液の消化液槽への移送を行うことを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the methane fermentation treatment plant according to the present invention introduces the juice from the juice tank and the juice tank that temporarily stores the juice separated from the organic waste such as livestock manure. The methane fermentation tank for methane fermentation, the gas holder for temporarily storing the gas generated in the methane fermentation tank, and the sand contained in this liquid before returning the liquid extracted from the methane fermentation tank to the methane fermentation tank A gas separator that separates the liquid extracted from the methane fermentation tank, a gas inhaler that inhales the gas supplied from the methane fermentation tank to the liquid before returning it to the methane fermentation tank, and a digestion extracted from the methane fermentation tank At least a digestive bath for temporarily storing the liquid, and at least one pump and an electric switching valve installed in the pipeline connecting them, and at least one by switching the electric switching valve The pump introduces the juice into the methane fermentation tank, returns the liquid extracted from the methane fermentation tank to the methane fermentation tank, supplies the liquid extracted from the methane fermentation tank to the sand separator and separates the sand. Of the recovered liquid to the methane fermentation tank, supply of the liquid extracted from the methane fermentation tank to the gas inhaler, return of the liquid sucked in the gas to the methane fermentation tank, and digestive liquid tank of the digested liquid extracted from the methane fermentation tank It is characterized in that it is transferred to.
本発明のメタン醗酵処理プラントにおいては、上記ガスホルダが気密性シートからなる風船型のガスホルダであり、この風船型のガスホルダをメタン醗酵槽の天板の上に設置すると共に、この天板に形成された通気口を介して風船型のガスホルダとメタン醗酵槽を連通させることが好ましい。そして、この通気口に除水器を取付けることが好ましい。また、骨材とテント用布とで構築した簡易建屋の内部に上記のガスホルダを収容し、この簡易建屋の上部にガスホルダの上端を取付けることが好ましい。 In the methane fermentation treatment plant of the present invention, the gas holder is a balloon-shaped gas holder made of an airtight sheet, and the balloon-shaped gas holder is installed on the top plate of the methane fermentation tank and formed on the top plate. It is preferable to connect the balloon-shaped gas holder and the methane fermentation tank through the vent. And it is preferable to attach a water remover to this vent hole. Further, it is preferable that the gas holder is housed in a simple building constructed with aggregate and tent cloth, and the upper end of the gas holder is attached to the upper part of the simple building.
また、本発明のメタン醗酵処理プラントにおいては、メタン醗酵槽の内部に、嫌気性汚泥を担持させた不織布を取付け、メタン醗酵槽内の液に対する嫌気性汚泥の濃度を4±1質量%に維持させることが好ましい。そして、メタン醗酵槽、搾汁液槽、消化液槽のそれぞれの槽底を水密性シートで形成すること、メタン醗酵槽、搾汁液槽のそれぞれの側壁を既製のコンクリート擁壁で形成すること、メタン醗酵槽、搾汁液槽の側壁外面に保温材を添設することが好ましい。更に、メタン醗酵槽、搾汁液槽のそれぞれの内部に熱交換器を取付け、ガスホルダから抜き出して除湿、精製したガスを燃焼させて加熱した温水をそれぞれの熱交換器に供給して、メタン醗酵槽の液温を36±5℃、搾汁液槽の液温を50±5℃に保温することが好ましい。 Moreover, in the methane fermentation processing plant of this invention, the nonwoven fabric which carried | supported the anaerobic sludge was attached inside the methane fermentation tank, and the density | concentration of the anaerobic sludge with respect to the liquid in a methane fermentation tank was maintained at 4 +/- 1 mass%. It is preferable to make it. And forming each tank bottom of a methane fermentation tank, squeezed liquid tank, digestive liquid tank with a watertight sheet, forming each side wall of a methane fermentation tank, squeezed liquid tank with a ready-made concrete retaining wall, methane It is preferable to attach a heat insulating material to the outer surface of the side walls of the fermentation tank and squeezed liquid tank. Furthermore, heat exchangers are attached to the inside of each of the methane fermentation tank and squeezed liquid tank, and hot water heated by burning the dehumidified and purified gas extracted from the gas holder is supplied to the respective heat exchangers. It is preferable to keep the liquid temperature at 36 ± 5 ° C. and the liquid temperature in the squeezed liquid tank at 50 ± 5 ° C.
本発明のメタン醗酵処理プラントは、電動切替弁を切替えることによって、最小限一台のポンプで、搾汁液槽からメタン醗酵槽への搾汁液の導入、メタン醗酵槽から抜き出した液のメタン醗酵槽への返還、メタン醗酵槽から抜き出した液の砂分離器への供給および砂を分離した液のメタン醗酵槽への返還、メタン醗酵槽から抜き出した液のガス吸入器への供給およびガスを吸入した液のメタン醗酵槽への返還、メタン醗酵槽から抜き出した消化液の消化液槽への移送を行うので、従来のように数台のポンプを使用するメタン醗酵装置に比べると、備品数(ポンプの台数)が減少し、コストの低減を図ることができる。そして、この最小限一台のポンプでメタン醗酵槽から抜き出した液を砂分離器へ供給して砂を分離し、この砂を分離除去した液をメタン醗酵槽へ返還するので、メタン醗酵槽の底に砂が沈積する心配はない。従って、従来のメタン醗酵装置のように砂を除去するためにかなり長い期間、装置を停止することが不要となるので、稼働率を大幅に向上させることができる。 The methane fermentation treatment plant of the present invention is a methane fermentation tank of the liquid extracted from the methane fermentation tank by introducing the juice from the squeezed liquid tank to the methane fermentation tank with a minimum of one pump by switching the electric switching valve. Return to the methane fermentation tank, supply the liquid extracted from the methane fermentation tank to the sand separator, return the liquid separated from the sand to the methane fermentation tank, supply the liquid extracted from the methane fermentation tank to the gas inhaler and inhale the gas Since the returned liquid is returned to the methane fermentation tank and the digested liquid extracted from the methane fermentation tank is transferred to the digestive liquid tank, the number of equipment (in comparison with a conventional methane fermentation apparatus that uses several pumps) The number of pumps) can be reduced, and the cost can be reduced. Then, the liquid extracted from the methane fermentation tank with this minimum one pump is supplied to the sand separator to separate the sand, and the liquid separated and removed from the sand is returned to the methane fermentation tank. There is no worry of sand depositing on the bottom. Therefore, it is not necessary to stop the apparatus for a considerably long period of time to remove sand as in the conventional methane fermentation apparatus, so that the operating rate can be greatly improved.
また、本発明のメタン醗酵処理プラントは、最小限一台のポンプでメタン醗酵槽から抜き出した液をガス吸入器へ供給し、この液にメタン醗酵槽から供給されたガスを吸入させてメタン醗酵槽へ返還させることにより、メタン醗酵槽内の液をガス攪拌することができる。そして、最小限一台のポンプでメタン醗酵槽から抜き出した液をガス吸入器へ供給しないでメタン醗酵槽へ返還すると、この返還された液によってメタン醗酵槽内の液を攪拌することもできる。 In addition, the methane fermentation treatment plant of the present invention supplies a liquid extracted from the methane fermentation tank with a minimum of one pump to a gas inhaler, and inhales the gas supplied from the methane fermentation tank to the liquid methane fermentation. By returning to the tank, the liquid in the methane fermentation tank can be gas stirred. And if the liquid extracted from the methane fermentation tank with a minimum of one pump is returned to the methane fermentation tank without supplying it to the gas inhaler, the liquid in the methane fermentation tank can be agitated by the returned liquid.
更に、気密性シートからなる風船型のガスホルダをメタン醗酵槽の天板の上に設置し、この天板に形成された通気口を介して風船型のガスホルダとメタン醗酵槽を連通させたものは、従来のように金属製のガスタンクをメタン醗酵槽と異なる場所に設置したものに比べると、設備内容が遥かに簡易でコストの低減および設置スペースの削減を図ることができる。そして、上記の通気口に除水器を取付けたものは、水分の大半を除去したガスをガスホルダに溜めることができるので、ガスホルダの内壁に水滴が付着するのを防止することができる。また、骨材とテント用布とで構築した簡易建屋の内部にガスホルダを収容して、この簡易建屋の上部にガスホルダの上端を取付けたものは、骨材とテント用布からなる簡易建屋を安価に構築でき、しかも、この簡易家屋によってガスホルダを保護できる利点がある。 Furthermore, a balloon-shaped gas holder made of an airtight sheet is installed on the top plate of the methane fermentation tank, and the balloon-shaped gas holder and the methane fermentation tank are communicated with each other through a vent formed in the top plate. Compared with a conventional gas gas tank installed in a place different from the methane fermentation tank, the equipment content is much simpler and the cost and installation space can be reduced. And what attached the dehydrator to said vent hole can store the gas from which most of water | moisture content was removed in a gas holder, Therefore It can prevent that a water droplet adheres to the inner wall of a gas holder. In addition, a gas holder is housed inside a simple building constructed of aggregate and tent cloth, and the upper end of the gas holder is attached to the upper part of this simple building, so that a simple building made of aggregate and tent cloth is inexpensive. Further, there is an advantage that the gas holder can be protected by this simple house.
また、メタン醗酵槽の内部に、嫌気性汚泥を付着させた汚泥付着布を取付け、メタン醗酵槽内の液に対する嫌気性汚泥の濃度を4±1質量%に維持させるようにしたものは、嫌気性汚泥濃度が従来のメタン醗酵槽における嫌気性汚泥濃度よりも遥かに高濃度であるため、後述するようにメタン醗酵槽の液温が36±5℃に保温されることと相俟って、メタン醗酵が極めて活発になり、メタンガスが70〜80%を占めるガスを得ることが可能となる。 In addition, a sludge-attached cloth with anaerobic sludge attached to the inside of the methane fermentation tank and the concentration of the anaerobic sludge with respect to the liquid in the methane fermentation tank maintained at 4 ± 1% by mass is anaerobic. Since the sludge concentration is much higher than the anaerobic sludge concentration in the conventional methane fermentation tank, coupled with the fact that the liquid temperature of the methane fermentation tank is kept at 36 ± 5 ° C. as described later, Methane fermentation becomes very active, and it becomes possible to obtain a gas in which methane gas occupies 70 to 80%.
そして、メタン醗酵槽、搾汁液槽、消化液槽のそれぞれの槽底を水密性シートで形成したものや、メタン醗酵槽、搾汁液槽のそれぞれの側壁を既製のコンクリート擁壁で形成したものは、各槽の構築が簡易で材料費が安価であるため設備コストの低減を図ることができ、また、メタン醗酵槽、搾汁液槽の側壁外面に保温材を添設したものは、放熱が少ないため、保温に要する熱量を大幅に節約できる利点があり、経済的である。更に、メタン醗酵槽、搾汁液槽のそれぞれの内部に熱交換器を取付け、ガスホルダから抜き出して除湿、精製したガスを燃焼させて加熱した温水をそれぞれの熱交換器に供給して、メタン醗酵槽の液温を36±5℃、搾汁液槽の液温を50±5℃に保温するようにしたものは、ガスホルダから抜き出して除湿、精製したガスを燃料としてメタン醗酵槽や搾汁液槽を保温するので、外部から燃料を購入する必要がなく、しかも、メタン醗酵槽を36±5℃に保温することによって、前述のようにメタンガス濃度の高いガスを得ることができる。 And what formed each tank bottom of a methane fermentation tank, squeezed liquid tank, digestive liquid tank with a water-tight sheet, and what formed each side wall of a methane fermentation tank and squeezed liquid tank with a ready-made concrete retaining wall Because the construction of each tank is simple and the material cost is low, the equipment cost can be reduced. Also, the heat insulation material attached to the outer surface of the side wall of the methane fermentation tank and squeezed liquid tank has little heat dissipation. Therefore, there is an advantage that the amount of heat required for heat insulation can be greatly saved, which is economical. Furthermore, heat exchangers are attached to the inside of each of the methane fermentation tank and squeezed liquid tank, and hot water heated by burning the dehumidified and purified gas extracted from the gas holder is supplied to the respective heat exchangers. The liquid temperature of 36 ± 5 ° C. and the temperature of the squeezed liquid tank kept at 50 ± 5 ° C. are extracted from the gas holder, dehumidified, and the methane fermentation tank and squeezed liquid tank are kept warm by using dehumidified and purified gas as fuel Therefore, it is not necessary to purchase fuel from the outside, and by keeping the methane fermentation tank at 36 ± 5 ° C., a gas having a high methane gas concentration can be obtained as described above.
以下、図面に基づいて本発明の具体的な実施形態を詳述する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係るメタン醗酵処理プラントの主要部分の概略説明図、図2は同メタン醗酵処理プラントのガス精製部分の概略説明図、図3及び図4は風船型のガスホルダと簡易建屋を天板の上に設けたメタン醗酵槽の概略断面図及び概略平面図、図5は汚泥付着布の斜視図である。 FIG. 1 is a schematic explanatory view of a main part of a methane fermentation treatment plant according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic explanatory view of a gas purification part of the methane fermentation treatment plant, and FIGS. 3 and 4 are balloon-type gas holders. And a schematic sectional view and a schematic plan view of a methane fermentation tank provided with a simple building on a top plate, and FIG. 5 is a perspective view of a sludge-attached cloth.
このメタン醗酵処理プラントの主要部分は、図1に示すように、受入槽1、固液分離器2を天板の上に設置した搾汁液槽3、風船型のガスホルダ4と簡易建屋5を天板の上に設置したメタン醗酵槽6、砂分離器7、ガス吸入器8、ポンプ9、電動切替弁10、消化液槽11などを備えている。
As shown in FIG. 1, the main part of this methane fermentation treatment plant consists of a receiving tank 1, a squeezed
受入槽1には、運搬されてきた家畜糞尿などの有機性廃棄物Aが一時的に貯溜される。有機性廃棄物Aとしては、豚の糞尿、牛の糞尿、これらの混合物など、家畜糞尿が使用されるが、これらの家畜糞尿に焼酎廃液等を混合したものも使用される。 In the receiving tank 1, organic waste A such as livestock excreta that has been transported is temporarily stored. As the organic waste A, livestock manure such as swine manure, cattle manure, and a mixture thereof is used, and a mixture of these livestock manure and shochu waste liquid or the like is also used.
受入槽1内の有機性廃棄物Aは、受入槽内のポンプで管路L1を通って固液分離器2へ供給され、過剰の有機性廃棄物Aは、管路L2,L3を通って受入槽1に戻される。固液分離器2に供給された有機性廃棄物Aは圧搾され、その搾汁液Bが搾汁液槽3に一時的に貯溜される。そして、固液分離器2から排出された固形残渣Cは堆肥化処理され、堆肥として有効利用される。
The organic waste A in the receiving tank 1 is supplied to the solid-
搾汁液槽3の内部には熱交換器12が取付られており、後述の貯湯タンク25から管路L4,L5を通じて供給、循環される温水によって、搾汁液Bの温度が50±5℃に保温されている。この搾汁液槽3は、メタン醗酵槽6への搾汁液の供給を容易にするため地上に設置されている。そして、槽の簡易化及び低コスト化を図るため、側壁がボックスカルバート等の既製のコンクリート擁壁3aで形成されると共に、槽底がメーンブレン等の丈夫な水密性シート3bで形成されており、また、保温効率を高めるために、側壁の外面には保温材(不図示)が添設されている。
A
搾汁液槽3から管路L6,L7を通って搾汁液Bが導入されるメタン醗酵槽6は、その内部の液面が搾汁液槽3の底面より低くなるように地面に埋設されており、その内部には、嫌気性汚泥を付着させた汚泥付着布13と、熱交換器14が取付けられている。そして、このメタン醗酵槽6の熱交換器14には、前記搾汁液槽3の熱交換器12を通過して少し温度の下がった温水が管路L8を通って供給、循環され、メタン醗酵槽6の液温が36±5℃に保温されている。
The
メタン醗酵槽6の内部に取付けられた汚泥付着布13は、図5に示すように、縦長の長円環状の不織布にメタン菌を含む嫌気性汚泥を付着させたものであり、取付基板13aから突設された複数組の上下2本の支持棒13b,13bに複数の汚泥付着布13がそれぞれ掛止されて並列に取付られている。この汚泥付着布13の嫌気性汚泥は、後述するようにメタン醗酵槽6内の液Dをガス攪拌する時間等を調節することにより、メタン醗酵槽6内の液Dに対して4±1質量%の濃度に維持されている。4±1質量%という嫌気性汚泥濃度は、従来のメタン醗酵槽における嫌気性汚泥濃度に比べると極めて高濃度であり、上記のようにメタン醗酵槽6内の液温が36±5℃に保温されることと相俟って、メタン醗酵が極めて活発に行われるようになる。そのため、このメタン醗酵槽6はメタンガスが70〜80%を占める消化ガスを発生し、従来のメタン醗酵槽のようにメタンガスが50〜65%を占める消化ガスを発生するものに比べると、遥かに高エネルギーの消化ガスを得ることができる。
As shown in FIG. 5, the
このメタン醗酵槽6も、槽の簡易化及び低コスト化を図るため、図3に示すように、その側壁がボックスカルバート等の既製のコンクリート擁壁6aで形成されると共に、槽底がメーンブレン等の水密性シート6bで形成されている。そして保温効率を高めるために、保温材6cがコンクリート擁壁6aの外面に添設されている。また、このメタン醗酵槽6の天板6dはレジンコンクリート製であって、図3、図4に示すように、メタン醗酵槽6の開口面積よりも一回り大きい正方形板状に形成されており、その四周縁には布基礎部分6eが一体に形成されている。この天板6dはメタン醗酵槽6の側壁6a上端に載置されて地面に露出しているが、天板6dの四周縁の布基礎部分6eを地面に埋設して荷重を支えるようにしているため、メタン醗酵槽6の側壁6aの上端に大きい荷重が加わる心配はない。
In order to simplify and reduce the cost of the tank, the
このメタン醗酵槽6の天板6dの上には、風船型のガスホルダ4と、このガスホルダ4を収容する簡易建屋5が設置されている。風船型のガスホルダ4は気密性シートで製作されたもので、その開口下端がメタン醗酵槽6の天板6dに気密的に固定されており、この天板6dに形成された通気口6fを介してメタン醗酵槽6と連通している。そして、この通気口6fには、除水器としてSUS金網製のデミスタ15が取付けられており、このデミスタ15によって消化ガスに含まれる水分の大半が水滴として除去されるため、水分含量の少ない消化ガスがガスホルダ4に貯溜されるようになる。従って、結露現象等によって風船型のガスホルダ4の内面に水滴が付着することはない。また、この風船型のガスホルダ4は、その上端を簡易建屋5の上部の梁に固定して吊り下げているため、図3に鎖線で示すようにガスホルダ4が萎んだ状態でも、メタン醗酵槽6の天板6dの上に落ちることはない。
On the
メタン醗酵槽6の天板6dの上に設置される上記の簡易建屋5は、柱や梁となる金属製パイプ等の骨材5aを用いて骨格を組み立て、この骨格をフッ素加工したテント用布5bで被覆することにより、安価に構築されたものであって、この簡易建屋5には、図4に示す出入口のドア5cや図3に示す通気用のガラリ5dが設けられている。このような簡易建屋5を構築して風船型のガスホルダ4を収容すると、風船型のガスホルダ4が飛来物等によって破損しないように保護できる利点がある。尚、この簡易建屋5の内側には、図3、図4に示すように、メタン醗酵槽6の内部を透視できる透明蓋の付いたマンホール型の点検口5eを天板6dに設けることが望ましい。
The above-mentioned
上記のように風船型ガスホルダ4と簡易建屋5をメタン醗酵槽6の天板6dの上に設置し、ガスホルダ4とメタン醗酵槽6を通気口6fで連通させると、従来のように金属製のガスタンクをメタン醗酵槽と異なる場所に設置する必要がなくなるので、設備が簡易になってコストの低減および設置スペースの削減を図ることが可能となる。
When the balloon-shaped
図1に示すように、搾汁液槽3の底部から搾汁液Bをメタン醗酵槽6の底部へ導入する管路L6,L7の間には、一台のポンプ9と電動切替弁10が設置されている。この電動切替弁10は4つの吐出口を備えたもので、この4つの吐出口には、メタン醗酵槽6の底部に通じる上記の管路L7と、砂分離器7を経て上記のメタン醗酵槽に通じる管路L7に合流する管路L9と、ガス吸入器8を経て上記のメタン醗酵槽に通じる管路L7に合流する管路L10と、消化液槽11に通じる管路L11がそれぞれ接続されている。そして、メタン醗酵槽6の底部から上記ポンプ9の上流側の管路L6に合流する管路L12が設けられると共に、メタン醗酵槽6の上部から上記のガス吸入器8に通じるガス供給用の管路L13が設けられている。
As shown in FIG. 1, a
砂分離器7としては、分離効率の高いサイクロン方式のものが好ましく用いられ、また、ガス吸入器8としては、吸入効率の高いエゼクタ方式のものが好ましく用いられる。そして、消化液槽11としては、側壁を防水ブロック11aで形成すると共に、槽底を水密性シート11bで形成した簡易な槽が好ましく採用される。
As the
次に、メタン醗酵の一連の処理操作について説明する。 Next, a series of processing operations for methane fermentation will be described.
図1に示す状態からメタン醗酵処理を続行するには、まず、電動切替弁10を切り替えて管路L6と管路L11を接続すると共に、ポンプ9を作動させて、メタン醗酵槽6内の液D(消化液)を所定量抜き出し、管路L12、管路L6、管路L11を通じて消化液槽11へ移送する。この消化液槽11への移送は毎日1回行えばよい。消化液槽11に移送された消化液Eは、液肥として利用される。
In order to continue the methane fermentation treatment from the state shown in FIG. 1, first, the
消化液槽11への移送が終わると、電動切替弁10を切り替えて搾汁液導入用の管路L6と管路L7を接続すると共に、ポンプ9を作動させて、搾汁液槽3の底部から搾汁液Bを管路L6、管路L7を通じてメタン醗酵槽6に導入し、メタン醗酵槽6内の液Dの不足分を補充する。このメタン醗酵槽6への搾汁液Bの導入も、毎日一回行えばよい。
When the transfer to the
メタン醗酵槽6に導入された搾汁液には、前記の固液分離器2で除去できなかった細かい砂が含まれている。そこで、電動切替弁10を切り替えて管路L6と管路L9を接続すると共に、ポンプ9を作動させて、メタン醗酵槽6の底部の砂を含んだ液Dを管路L12、管路L6、管路L9を通じて砂分離器7に供給し、このサイクロン方式の砂分離器7で効率良く砂を分離除去した液を管路L9、管路L7を通じてメタン醗酵槽6の底部に返還する。この砂の分離除去は、毎日1回、数分程度行えばよい。このように砂を分離除去すると、メタン醗酵槽6の底に砂が沈積する問題は解決できる。
The squeezed liquid introduced into the
また、メタン醗酵を活発に行わせるためには、メタン醗酵槽6内の液Dを攪拌し、汚泥付着布13に付着した嫌気性汚泥との接触頻度を高めると共に、嫌気性汚泥の濃度を前述したように4±1%に維持することが重要である。そこで、電動切替弁10を切り替えて管路L6と管路L10を接続すると共に、ポンプ9を作動させて、メタン醗酵槽6内の液Dを管路L12、管路L6、管路L10を通じてエゼクタ方式のガス吸入器8へ供給し、メタン醗酵槽6の上部空間から管路L13を通じて供給されたガスを吸入させて、このガスと液を管路L7を通じてメタン醗酵槽6の底部へ返還し、管路L7の先端から放出させる。これにより、メタン醗酵槽6内の液Dは、管路L7から放出されるガスでガス攪拌が行われると共に、管路L7から放出される液で液体攪拌が行われる。この攪拌は、2時間ごとに15分程度行うことが好ましい。また、電動切替弁10を切り替えて管路L6と管路L7を接続し、ポンプ9を作動させて、メタン醗酵槽6から抜き出した液Dを管路L12、管路L6、管路L7を通じてメタン醗酵槽6へ返還することにより、メタン醗酵槽6内の液Dを液体攪拌のみ行うようにしてもよい。
Moreover, in order to perform methane fermentation actively, while stirring the liquid D in the
尚、以上の電動切替弁10の切替操作は、全て自動制御で行われるようになっている。
The above switching operation of the
上記のように、電動切替弁10を切替えることによって、一台のポンプ9で、搾汁液槽3からメタン醗酵槽6への搾汁液Bの導入、メタン醗酵槽6から抜き出した液Dのメタン醗酵槽6への返還による液体攪拌、メタン醗酵槽6から抜き出した液Dの砂分離器7への供給および砂を分離した液のメタン醗酵槽6への返還、メタン醗酵槽6から抜き出した液Dのガス吸入器8への供給およびガスを吸入した液Dのメタン醗酵槽6への返還によるガス攪拌と液体攪拌、メタン醗酵槽6から抜き出した消化液Eの消化液槽11への移送を全て行うので、従来のように数台のポンプを使用するメタン醗酵装置に比べると、備品数(ポンプの台数)が減少し、コストの低減を図ることができる。しかも、メタン醗酵槽6内の液Dに含まれる砂は、砂分離器7により分離除去されて槽底に沈積することがないため、従来のメタン醗酵装置のようにメタン醗酵槽の底に沈積した砂を除去する作業が不要となり、その分、メンテナンスが容易になると共に、稼働率の大幅な向上が可能となる。そして、一台のポンプ9でメタン醗酵槽6内の液Dのガス攪拌や液体攪拌を行い、既述したように嫌気性汚泥の濃度を4±1%に維持すると共に、熱交換器13によって液温を36±5℃に保つため、メタン醗酵が極めて活発になり、メタンガスの占める割合が70〜80%と高い消化ガスを発生させることが可能となる。
As described above, by switching the
メタン醗酵槽6内で発生した消化ガスは、天板6dの通気口6fに取付けられたデミスタ15によって水分の大半が除去され、風船型のガスホルダ4に一時的に貯溜される。ガスホルダ4に貯溜された消化ガスは、管路L14を通って、図2に示すガス洗浄器16へ送られ、洗浄器内部の温かい洗浄水Fで洗浄される。洗浄されたガスは、洗浄器上部のミストキャッチャー16aによって、水分がある程度除去され、管路L15を通ってガスセパレータ18に送られる。また、使用後の洗浄水Fは貯水槽17に溜められ、プラント施設の洗浄用水として利用される。
The digestion gas generated in the
上記のガスセパレータ18は、内部に数本のパイプを備えたもので、水源19から管路L19を通って供給される冷水をパイプに流し、このパイプとパイプの間にガスを通すことによって、ガスに含まれる水分の大半を液化して除去するものである。パイプ内を流れる冷水はガスとの熱交換で昇温し、この昇温した水は管路L20を通って上記のガス洗浄器16に送られ、洗浄水として利用される。
The
ガスセパレータ18で水分の大半が除去されたガスは、管路L16を通ってガスドライヤ20へ送られ、このガスドライヤ20に充填された吸着材で濾過されて、水分の殆ど全てが除去された乾燥ガスとなる。そして、この乾燥ガスは、管路L17を通って脱硫カラム21に送られ、この脱硫カラム21で硫化水素などの硫化物が除去されたのち、管路L18を通ってクロスディストリビュータ22(分配器)に送られる。また、ガスセパレータ18、ガスドライヤ20、脱硫カラム21、クロスディストリビュータ22から排出されるドレンは、管路L21を通って受入槽1に戻される。
The gas from which most of the moisture has been removed by the
上記のように精製されたガスは、クロスディストリビュータ22からガスメータ23を取付けた管路L22を通って、その一部が燃料として温水ボイラ24に供給され、残りのガスは燃料その他の用途に利用される。そして、温水ボイラ24で加熱された温水は貯湯タンク25に貯溜され、既述したように、搾汁液槽3とメタン醗酵槽6のそれぞれの液温を所定温度に維持するために、管路L4、管路L5、管路L8を通って、搾汁液槽3とメタン醗酵槽6のそれぞれの熱交換器12、13に供給、循環される。
The gas refined as described above passes from the
以上の説明から理解できるように、本発明のメタン醗酵処理プラントは、簡易低コスト型で処理効率が高く、しかも、メタン醗酵槽の底に砂が沈積しないのでメンテナンスもし易い優れた処理プラントである。 As can be understood from the above explanation, the methane fermentation treatment plant of the present invention is a simple and low cost type and high treatment efficiency, and is also an excellent treatment plant that is easy to maintain because sand does not deposit on the bottom of the methane fermentation tank. .
1 受入槽
2 固液分離器
3 搾汁液槽
3a,6a, 既製のコンクリート擁壁
3b,6b,11b 水密性シート
4 風船型のガスホルダ
5 簡易建屋
5a 骨材
5b テント用布
6 メタン醗酵槽
6c 保温材
6d 天板
6f 通気口
7 砂分離器
8 ガス吸入器
9 ポンプ
10 電動切替弁
11 消化液槽
12,14 熱交換器
13 汚泥付着布
15 除水器(デミスタ)
16 ガス洗浄器
18 ガスセパレータ
20 ガスドライヤ
21 脱硫カラム
22 クロスディストリビュータ
A 有機性廃棄物
B 搾汁液
D メタン醗酵槽内の液
E 消化液
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
16
Claims (9)
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-
2006
- 2006-05-30 JP JP2006149151A patent/JP2007319725A/en active Pending
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