JP2013529126A - 再生可能エネルギーマイクロ発電システム - Google Patents

Abstract

再生可能エネルギーマイクロ発電システムが開示される。このシステムは、可搬性処理コンテナであって、破棄物を液体と混合する混合タンク、混合タンクと流通し、廃棄物を軟化させてより小さな個片にするように構成される軟化ポンプ、混合タンクと流通し、廃棄物に対して少なくとも１回の低温殺菌好熱嫌気性消化を実行するように構成される複数の小型貯蔵タンク、複数の小型貯蔵タンクと流通し、廃棄物に対して少なくとも１回の低温殺菌好熱嫌気性消化を実行した後、廃棄物に対して中温嫌気性消化を実行するように構成される大型貯蔵タンク、及び大型貯蔵タンクと流通し、廃棄物に対して中温嫌気性消化が実行された後、廃棄物の残りを乾燥させるように構成される脱水ユニットを有する、可搬性処理コンテナと、廃棄物が混合タンクに積み込まれた後、ユーザが中温嫌気性消化を実行するあらゆる作業を完了する必要がないように、混合タンク、複数の小型貯蔵タンク、大型貯蔵タンク、及び脱水ユニットの間の廃棄物の流れを自動化するコントローラと、中温嫌気性消化により発生するバイオガスを貯蔵するように構成されるガス貯蔵タンクを備える可搬性ガス貯蔵コンテナと、を備え、可搬性処理コンテナ及び可搬性ガス貯蔵コンテナは、現場に輸送され、互いに流通するように構成され、それにより、ガス貯蔵タンクは、現場で処理コンテナ内での中温嫌気性消化により生成されるバイオガスを貯蔵することができる。
【選択図】 図１Ｂ

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１０年４月１２日に出願された米国仮特許出願第６１／３２３，１８６号及び２０１０年５月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／３４８，６８９号の利益を主張するものであり、これら仮特許出願の開示を参照により本明細書に援用する。

技術分野
本発明は、再生可能エネルギーを提供し、有機性廃棄物を現場でリサイクルすることにより、ローカルユーティリティプロバイダへのユーザの依存度を低減する改良された方法及び装置に関する。より詳細には、本発明は、ユーザが有機性廃棄物を持続可能なエネルギーに変換できるようにする嫌気性消化装置への改良に関する。

当分野では、ユーザが有機性廃棄物を持続可能なエネルギーに現場で変換できるようにする単一のモジュール式可搬性構成での再生可能エネルギーマイクロ発電システムが必要とされている。当分野では、フットプリントを低減し、異なる構成要素に別個のコンテナを有し、これらのコンテナ間にモジュール式相互接続性を有し、スループットを増大した再生可能エネルギーマイクロ発電システムも必要とされている。

少なくとも上述した問題及び／又は欠点に対処するために、本発明の非限定的な目的は、再生可能なエネルギーマイクロ発電システムを提供することである。再生可能なエネルギーマイクロ発電システムは、可搬性処理コンテナであって、破棄物を液体と混合する混合タンク、混合タンクと流通し、廃棄物を軟化させてより小さな個片にするように構成される軟化ポンプ、混合タンクと流通し、廃棄物に対して少なくとも１回の低温殺菌好熱嫌気性消化を実行するように構成される複数の小型貯蔵タンク、複数の小型貯蔵タンクと流通し、廃棄物に対して少なくとも１回の低温殺菌好熱嫌気性消化を実行した後、廃棄物に対して中温嫌気性消化を実行するように構成される大型貯蔵タンク、及び大型貯蔵タンクと流通し、廃棄物に対して中温嫌気性消化が実行された後、廃棄物の残りを乾燥させるように構成される脱水ユニットを有する、可搬性処理コンテナと、廃棄物が混合タンクに積み込まれた後、ユーザが中温嫌気性消化を実行するあらゆる作業を完了する必要がないように、混合タンク、複数の小型貯蔵タンク、大型貯蔵タンク、及び脱水ユニットの間の廃棄物の流れを自動化するコントローラと、中温嫌気性消化により発生するバイオガスを貯蔵するように構成されるガス貯蔵タンクを備える可搬性ガス貯蔵コンテナと、を備え、可搬性処理コンテナ及び可搬性ガス貯蔵コンテナは、現場に輸送され、互いに流通するように構成され、それにより、ガス貯蔵タンクは、現場で処理コンテナ内での中温嫌気性消化により生成されるバイオガスを貯蔵することができる。本発明のそれら及び他の目的、利点、及び特徴は、添付の図面及び特許請求の範囲と併せて解釈される以下の書面での説明によりより容易に明らかになろう。

本発明の態様は、本明細書の一部であり、本発明の好ましい実施形態を表す以下の図面を参照してよりよく理解することができる。

本発明の非限定的な実施形態による再生可能エネルギーマイクロ発電装置の例を示す等角図である。 コンテナ及びコンプレッサエンクロージャが除去された図１Ａの装置を示す等角図である。 図１Ｂの装置を示す平面図である。 図１Ｃの装置を示す立面図である。 図１Ａ〜図１Ｄの装置の概略図である。 本発明の非限定的な実施形態によるチョッパーユニットを示す等角図である。 本発明の非限定的な実施形態による脱水ユニットを示す等角図である。 本発明の非限定的な実施形態によるコントローラを示す概略図である。 本発明の非限定的な実施形態によるガス貯蔵タンクを示す等角切り欠き図である。 本発明の非限定的な実施形態による水及び廃棄物の配管を示す概略図である。 本発明の非限定的な実施形態によるガス配管を示す概略図である。 本発明の１日６トン構成を示す概略図である。

図面中の構成要素は必ずしも一定の縮尺ではなく、その代わりに、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。

発明の詳細な説明
本発明は、ユーザが有機性廃棄物を持続可能なエネルギーに現場で変換できるようにする単一のモジュール式可搬性構成で再生可能エネルギーマイクロ発電システムを提供することにより、上述した従来技術の欠点を解消し、少なくとも後述する利点を提供する。さらに、本発明は、フットプリントを低減し、モジュール式構成要素及び構成要素群を有し、スループットを増大させた可搬性再生可能エネルギーマイクロ発電システムを提供する。したがって、特定のユーザのニーズに合うようなサイズであることができ、従来の電力システムに設置して接続することができ、それにより、数週間（又はシステムに生きた消化残渣が事前播種された場合、数時間）以内に、ユーザは暖房、温水、及び／又は一般的な電気ニーズに対して自分のエネルギーを生み出すことができる。

より詳細には、再生可能エネルギーマイクロ発電システムの構成要素は一緒に働いて、普通ならば「廃棄物」と見なされるものから熱、電気、バイオガス、及び肥料を生成する嫌気性消化プロセスを実行する。独自の構成を通して、本発明は、そのプロセスを１つ又は複数の自己完結式輸送コンテナ内で完了するために必要なすべての構成要素を提供することができ、それにより、都合よく広範囲の構造（例えば、家、産業建築物、及び屋外施設）に接続できる可搬性システムを提供することができる。さらに、その移動可能性により、廃棄物が豊富であり、電力及び／又は熱に対する需要が高い離れた村々、離れた携帯電話中継塔、及び戦争ゾーン又は災害救済エリアに電力を提供するなどの広範囲の用途に実用的になる。

電力及び熱の提供に加えて、本発明の再生可能エネルギーマイクロ発電システムは、廃棄物管理に「環境に優しい」解決策も提供し、有機性廃棄物から利用できる有用なエネルギー量を最大化する。本発明は、ユーザに自分の廃棄物を排気する近く、都合がよい場所を提供することにより、廃棄物除去コストを効率的になくす。本発明は、流出汚染をなくすことにも役立つ。そして、ユーザが自分の有機性廃棄物を現場でリサイクルできるようにすることに加えて、本発明の再生可能エネルギーマイクロ発電システムは、様々なエネルギー生成方法で汚染を発生させるユーティリティ企業へのユーザの依存度を低減することにより、汚染も低減する。さらに、本発明は、ゴミ集積所又はより大規模な嫌気性消化システム塔の中央処理施設への廃棄物輸送からの炭素放出を低減する。

本発明により提供されるそれら及び他の利点は、以下の好ましい実施形態及び添付図面中の説明からよりよく理解することができる。好ましい実施形態を説明するに当たり、特定の用語が、明確性のために使用される。しかし、本発明は、そのように選択された特定の用語に限定されることを意図されず、特定の各用語が、同様の目的を達成するために同様に動作するすべての技術的均等物を含むことを理解されたい。

Ａ．再生可能エネルギーマイクロ発電装置
図面を参照すると、図１Ａ〜図１Ｄは、本発明の非限定的な実施形態による例示的な再生可能エネルギーマイクロ発電装置１００（以下、「ＲＥＭ装置１００」）の様々な図を提供し、図１Ｅは、本発明の非限定的な実施形態によるＲＥＭ装置１００の概略図を提供する。そのＲＥＭ装置１００は、ＲＥＭ装置１００の様々な構成要素１０６〜１２８を収容する可搬性エンクロージャを提供する第１のコンテナ１０２及び第２のコンテナ１０４を含む。第１のコンテナ１０２は、チョッパーユニット１０６と、緩衝タンク１０８と、２つの小型貯蔵タンク１１０と、大型貯蔵タンク１１２と、脱水ユニット１１４と、ガス洗浄機１１６と、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１８とを収容する。そして、第２のコンテナ１０４は、ガス貯蔵タンク１２０を収容する。ＲＥＭ装置１００は、第２のコンテナ１０４に隣接して配置されたバイオガスエンジン１２２と、第１のコンテナ１０２の外部に配置されるフレア１２４と、第１のコンテナ１０２に隣接して配置される液タンク１２６と、コンプレッサエンクロージャ１３０内に第１のコンテナ１０２に隣接して配置されるコンプレッサ１２８と、これらの構成要素１０６〜１２８を機能的に一緒に結びつける様々なポンプ１３２Ａ〜１３２Ｄ、弁１３４Ａ〜１３４Ｃ、配管１３６Ａ〜１３６Ｃ、及び配線接続１３８とも含む。それらのコンテナ１０２及び１０４内、それらのコンテナの上、及びそれらのコンテナに隣接して提供される構成要素１０６〜１２８は一緒に働いて、モバイルモジュール式再生可能エネルギーマイクロ発電システムで廃棄物／汚物から熱、電気、バイオガス、及び肥料を生成する嫌気性消化プロセスを実行する。

チョッパーユニット１０６は、汚物／廃棄物堆積物がＲＥＭ装置１００に積み込まれる場所であり、ＲＥＭ装置１００に積み込まれた汚物／廃棄物を混合するとともに、液体（例えば、飲料水及び／又は再利用可能排水）と混合するように機能する。緩衝タンク１０８は、チョッパーユニット１０６を用いて生成された水／汚物／廃棄物を貯蔵し、事前に暖めるように機能する。小型貯蔵タンク１１０は、緩衝タンク１０８を用いて生成された事前加熱された水／汚物／廃棄物混合物を低温殺菌するように機能するか、又は低温殺菌が全体の嫌気性消化プロセスに必要ない場合には、好熱嫌気性消化を介して事前加熱された水／汚物／廃棄物混合物を部分的に消化するように機能する。大規模貯蔵タンク１１２は、小型貯蔵タンク１１０を用いて生成された部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物混合物との中温嫌気性消化を生成するように機能する。脱水ユニット１１４は、嫌気性消化が小型貯蔵タンク１１０及び／又は大型貯蔵タンク１１２内で完了した後、水／汚物／廃棄物の残りから液体を除去するように機能する。ガス洗浄機１１６は、小型貯蔵タンク１１０及び／又は大型貯蔵タンク１１２のそれぞれ内に好温及び／又は中温嫌気性消化中に生成されるバイオガスを洗浄するように機能する。ガス貯蔵タンク１２０は、ガス洗浄機１１６を用いて生成された洗浄されたバイオガスを貯蔵するように機能する。バイオガスエンジン１２２は、ガス貯蔵タンク１２０に貯蔵されている洗浄されたバイオガスから電気及び熱を同時に生成するように機能する。ＥＣＵ１１８は、液体、汚物／廃棄物、水／汚物／廃棄物、及びバイオガスがＲＥＭ装置１００を通る流れを必要に応じて制御して、熱、電気、バイオガス、及び肥料を連続再生サイクルで生成するように機能する。フレア１２４は、余剰のバイオガスを安全に燃焼するように機能する。そして、コンプレッサ１２８は、圧縮空気を生成して、水／汚物／廃棄物混合物を小型貯蔵タンク１１０内で撹拌するように機能する。コンテナ１０２及び１０４並びにこれらの構成要素１０６〜１２８のそれぞれについて、以下において別個に対応する。

ｉ．コンテナ１０２及び１０４
ＲＥＭ装置１００をモジュールとして略あらゆる場所に輸送することができるように、ＲＥＭ装置１００の様々な構成要素１０６〜１２８を収容するコンテナ１０２及び１０４は、関連するハイウェイ規制及び政府機関のサイズ要件及び重量要件に準拠するように構成される。図１Ａでは、例えば、第１のコンテナ１０２（上部が除去されて示される）は、標準４０フィート（１２．１９ｍ）「ハイキューブ（High Cube）」輸送コンテナ（４０ｆｔ×８ｆｔ×９．５ｆｔ（１２．１９ｍ×２．４４ｍ×２．９ｍ））、最大積載量６０，３５０ｌｂ（２７．３７ｔ）、最大容量２，３７６ｆｔ^３（６７．２８ｍ^３）であり、第２のコンテナ１０４（これもまた上部が除去されて示される）は、標準２０フィート（６．０９６ｍ）輸送コンテナ（寸法：１９．８フィート×８フィート×８．５フィート（６．０３５ｍ×２．４３８ｍ×２．５９１ｍ）、最大積載量４８，６００ｌｂ(２２．０４ｔ）、最大容量１，１６４ｆｔ^３（３２．９６ｍ^３））である。そのようなコンテナは特に、船−岸ガントリークレーンで扱われ、コンテナ船に積み上げられて貯蔵され、コンテナ輸送トレーラに取り付けられ、それにより、これらのコンテナ１０２及び１０４を商用陸海輸送に特に合ったものにするように設計される。これらのコンテナ１０２及び１０４は、Ｓｉｋｏｒｓｋｙ ＳＫＹＣＲＡＮＥブランドのヘリコプター及びＬｏｃｋｈｅｅｄ Ｃ−１３０ ＨＥＲＣＵＬＥＳブランドの航空機等の特定の軍用航空機を使用する軍事空輸にも特に適する。他の標準のコンテナを使用することもできる（例えば、４５フィート（１３．４２ｍ）及び３０フィート（９．１４４ｍ）コンテナ）。

ａ．基礎
第１のコンテナ１０２は、ＲＥＭ装置１００の構成要素１０６〜１２８を相互接続する配管１３６Ａ〜１３６Ｃのうちのいくつかを収容したコンクリート基礎を含む。製造時、その配管１３６Ｂ及び１３６Ｃは、ジグを使用して組み立てられて、すべての構成要素１０６〜１１４を再現可能なモジュール式で正確に位置決めすることができることを保証する。ジグは、これらの構成要素１０６〜１１４の逆の外形を使用して製造される。麦わらに基づくコンクリート（straw-based concrete）が好ましくは、コンクリート基礎内で特定の程度の柔軟性を提供する持続可能な材料であるため、コンテナ１０２の基礎の形成に使用される。

コンクリート基礎は、タンク基礎の外形に従うことにより、第１のコンテナ１０２内の様々な構成要素１０６〜１１４を支持するように設計される。その構成は、タンクを所定位置に保持する外壁に沿って安定性を提供するのみならず、それらの構成要素１０６〜１１４を囲んで、配管の継手が輸送中に剪断しないことを保証もする。それらの構成要素１０６〜１１４は、それらの構成要素１０６〜１１４とコンテナ１０２との間に密に嵌まるように設計された絶縁を用いて、コンテナ１０２内でさらに囲み得る。代替では、第１のコンテナ１０２の基礎は、金属の骨組を含み得、それにより、強度を生み出し、構成要素１０６〜１１４を第１のコンテナ１０２に滑らかに入れられるようにする。

ｂ．計器板１４０及び積み込みプラットフォーム１４２
第１のコンテナ１０２は、一端部に計器板１４０及び積み込みプラットフォーム１４２も含み、チョッパーユニット１０６への汚物／廃棄物の積み込み、及び脱水ユニット１１４による肥料出力の積み出しに使用される。計器板１４０はドア１４４を含むことができ、ドア１４４を開けて、ユーザが内部に収容された様々な構成要素１０６〜１１４にアクセスできるようにする。第１のコンテナ１０２は、第１のコンテナ１０２の計器板１４０と同じ端部に一対の外部観音開きドア１４６も含む。それらのドア１４４は、明確にするために第１のコンテナ１０２に示されないが、第２のドア１０４には明確に示される。それらのドア１４６は、従来の４０フィート又は２０フィート輸送コンテナで通常見られる種類のものである。

計器板１４０は、第１のコンテナ１０２に収容された構成要素１０６〜１１４からの保護をユーザに提供する。そして、ドア１４４は、それらの構成要素１０６〜１１４に対して実行すべき保守及び安全チェックのためのアクセスを提供する。計器板１４０は、計器板１４０に隣接して配置される構成要素１０６及び１１４の離れた側の部分にアクセスするためのアクセスパネル（図示せず）を含むこともでき、それにより、それらの構成要素１０６及び１１４に対して保守及び／安全チェックを実行する必要があるユーザに最大量のアクセス及び操縦性を提供する。

積み込みプラットフォーム１４２は、一輪車又は他の同等の車輪輸送装置を使用して、汚物／廃棄物をチョッパーユニット１０６に積み込み、固体の廃棄物（例えば、マルチ）を脱水ユニット１１４から離れて運べるようにするように構成される。積み込みプラットフォーム１４２は、計器板１４０と一対の観音開きドア１４６との間に折り畳まれ、それにより、第１のコンテナ１０２の輸送中に離れて収容可能なようにも構成される。ＥＣＵ１１８の機能を介してＲＥＭ装置１００を操作して監視する制御ボックス１４８も計器板１４０に提供され、輸送中、第２のコンテナ１０２の観音開きドア１４６の背後で折り畳まれる。緊急停止及び完全な遮断も計器板１４０に配置される。ＲＥＭ装置の稼働後、ガス貯蔵タンク１２０にアクセスする必要はないはずであるため（定期的な保守及び安全チェック以外）、構成要素１２０は好ましくは、輸送中及びＲＥＭ装置１００の動作中、第２のコンテナ１０４の観音開き銅鑼１４６の背後に固定されたままである。

積み込みプラットフォーム１４２は、ユーザの重量よりもはるかに大きな重量を支持するのに十分な強度を有するため、一度に大量の汚物／廃棄物を嫌気性消化装置に積み込むことができる。ランプ１５０も積み込みプラットフォーム１４２に提供され、一輪車等の車輪輸送装置が、積み込みプラットフォーム１４２の上まで、そして上から容易に移動できるようにする。ランプ１５０は、メッシュスポット溶接部が上部に一緒に溶接された標準の正方形管から構築され、全天候状況で御しやすい表面を提供する。ランプ１５０は、積み込みプラットフォーム１４２の対応するレシーバにクリップで留められる傾斜フックを使用して、積み込みプラットフォーム１４２に着脱可能に取り付けられ、馬の飼育員等のユーザが、ランプ１５０を除去して、その場所に既存のランプを使用できるようにする。積み込みプラットフォーム１４２及びランプ１５０は、好ましくは、亜鉛めっき鋼から作られて、要素から保護するとともに、製造費を低減する。そして、プラットフォーム１４２及びランプ１５０の脚部は、凸凹した表面等に最大の安定性を提供するように、異なる地形に従って調整可能である。

ｃ．換気
強制換気システムが、好ましくは、各コンテナ１０２及び１０４内に組み込まれて、悪臭があり、爆発性の雰囲気の蓄積を回避する。その強制換気システムは、各コンテナ１０２及び１０４と大気との間に圧力差を生成して、内部に提供されるルーバー１５２を介して各容器１０２及び１０４を通して空気を循環させる電気ファン（図示せず）を含む。そのプロセスは、危険なガスがコンテナ１０２及び１０４内に蓄積しないようにするのみならず、除熱もして、第１のコンテナ１０２内に配置された機械の冷却を助ける。部屋循環通気口（図示せず）を提供して、水の侵入を回避しながら、熱を逃すこともできる。電気ファンが故障した場合、ＥＣＵ１１８は、アラームを発し、ＲＥＭ装置１００の様々な構成要素１０６〜１２８の遮断を開始する。

ｄ．屋根
第１のコンテナ１０２及び第２のコンテナ１０４はラジエータルーフを含み得、ラジエータルーフは、可撓性配水管１３６Ａを使用して、太陽エネルギーを使用して水を加熱する。そのような標準コンテナは、ルーフ内に形成された溝を有するため、可撓性配水管１３６Ａをそれらの溝に敷設することができる。その配水管１３６Ａは、ＵＶ保護プラスチックシートで覆われることになり、熱を封入し、そして、その配管１３６Ａ内の水を加熱する。ソーラーパネルを第１のコンテナ１０２及び第２のコンテナの屋根に配置して、水を加熱し、且つ／又は太陽エネルギーを使用して発電することもできる。その温水及び電気を使用して、ＲＥＭ装置１００のその他の構成要素１０６〜１２８の動作をサポートすることができ（例えば、汚物／廃棄物の加熱及び／又は〜１３２Ｄ及び他の電子装置の給電）、且つ／又はその温水及び電気を使用して、バイオガスエンジン１２２を用いて生成される熱及び電気を補うことができる。雨水をコンテナ１０２及び１０４の屋根から採取して、チョッパーユニット１０６内で使用することもできる。屋根は、コンテナ１０２及び１０４並びにそれぞれの内容物を落雷から保護するために、避雷針又は同等の装置を含むこともできる。

ｉｉ．チョッパーユニット１０６
チョッパーユニット１０６は、第１のコンテナ１０２の遠位端部に配置され、汚物／廃棄物堆積物をＲＥＭ装置１００に積み込む入力設備として機能する。図２が示すように、チョッパーユニット１０６は、ホッパー２００と、混合タンク２０２と、均質化ポンプ２０４とを含む。ホッパー２００は、チョッパーユニット１０６の開口部として形成され、汚物／廃棄物を内部により容易に積み込むのに役立つ。ホッパー２００は、チョッパーユニット１０２に積み込むために開けなければならない一対のドア２０６を含む。それらのドア２０６は、第１のコンテナ１０２の計器板１４０でアクセス可能であり、磁性留め具で閉じた状態に保たれる。ホッパー２００は、ショベル／鍬又は他の積み込み機器に衝突し、引っかかれる可能性が高いため、好ましくは、ステンレス鋼又は他の耐腐食性材料（例えば、亜鉛メッキ鋼）で作られ、ドア２０６は、好ましくは、耐久性がある透明材料（例えば、プレキシグラス）で作られ、したがって、ドア２０６が閉じられている場合、ユーザは混合／軟化プロセスを見ることができる。それらのドア２０６は、開いている場合にはチョッパーユニット１０６の動作を阻止することにより安全特徴も提供し、それにより、ユーザ又は工具が均質化ポンプ２０４により引き込まれないようにする。その機能はＥＣＵ１１８により制御される。

チョッパーユニット１０６は、ホッパー２００を介して混合タンク２０２内に移動した汚物／廃棄物を均質化するようにも機能する。液体（例えば、飲料水及び／又は再利用可能排水）が、配水管１３６Ａを介してチョッパーユニット１０６に供給され、均質化ポンプ２０４を使用して、液体と汚物／廃棄物とを再循環させ、軟化させ、均質化させることで、混合タンク２０２内で汚物／廃棄物と混合する。水／汚物／廃棄物混合物は、構成要素１０６〜１１４の間を移動する際に、ＲＥＭ装置１００の廃棄物弁１３４Ｂ又は廃棄物配管１３６Ｂを詰まらせなくなるまで十分に、均質化ポンプ２０４により細かく裁断される。液体は、必要に応じてミキサー供給ポンプ１３２Ａにより混合タンク２０２に注水されて、加水分解に必要な適切な液体と汚物／廃棄物との混合物を混合タンク１３２内に提供する。その流量は、混合タンク２０２内に堆積する汚物／廃棄物の量に基づいてＥＣＵ１１８により制御される。そして、液体は、好ましくは、脱水ユニット１１４から混合タンク２０２に再生的に再循環した再利用可能排水であり、ＲＥＭ装置１００の効率をさらに高める。

混合タンク２０２はホッパー２００の下に位置決めされるため、汚物／廃棄物はホッパー２００を介して混合タンク２０２に直接供給される。混合タンク１３２は、好ましくは、一体型ストーントラップ１５４（図１Ｅ）を含み、廃棄物弁１３６Ｂ又は廃棄物配管１２８Ｂを詰まらせるおそれがある大きな残骸を捕捉する。ストーントラップ１５４は、ＲＥＭ装置１００の試運転後に決定される定期で定期的に排出する必要があるため、好ましくは、計器板１４０のアクセスハッチを介してアクセス可能である。チョッパーユニット１０６は、ユーザ及び／又は処理中の汚物／廃棄物の特定の種類の出力要件を満たすサイズであることができる。そして、汚物／廃棄物の類いは一般に、高容量且つ低重量又は高重量且つ低容量を有するため、混合タンク２０２は可視レベルマーカを有し、このマーカまでは、混合タンク２０２に略あらゆる種類の汚物／廃棄物をＲＥＭ装置１００の限度を超えずに充填することができる。

そのレベルマーカにより示される容量（例えば、６０ｌ）は、ユーザにより混合タンク２０２に積み込まれた汚物／廃棄物と、配水管１３６Ａによりチョッパーユニット１０６に供給された液体との両方を含む。ＥＣＵ１１８は、汚物／廃棄物の重量及び種類に基づいて、廃棄物／汚物と混合する適切な液大量を自動的に特定する。例えば、非常に乾燥し、且つ／又は高密度の廃棄物／汚物（例えば、馬糞）は、最高で９：１の希釈率を必要とし得、その一方で、より水分が多く、且つ／又は密度が低い廃棄物／汚物（例えば、野菜廃棄物）は、訳４：１の希釈率を必要とする。高密度の廃棄物／汚物は必然的に低密度の廃棄物／汚物よりも軽いため、結果として、混合タンク１０８内の水／廃棄物／汚物の総量は、内部に配置される廃棄物／汚物の種類に関係なく同じになる（すなわち、１５ｋｇの馬糞と４５ｋｇの野菜廃棄物は両方とも、適切な量の液体が添加される場合、６０リットル容量を充填することになる）。廃棄物／汚物の種類及び／又は重量は、ユーザがＥＣＵ１１８に入力することができ、且つ／又は電子スケールを用いるなどしてＥＣＵ１１８により自動的に入力することができるため、ＥＣＵ１１８は、その廃棄物／汚物と混合する適切な液体量を特定することができる。

ｉｉｉ．緩衝タンク１０８
緩衝タンク１０８は、水／汚物／廃棄物混合物をチョッパーユニット１０６から受け取り、貯蔵してから、小型貯蔵タンク１１０に移動させる。ただの混合ではなく貯蔵に使用されるため、緩衝タンク１０８は、チョッパーユニット１０６の混合タンク２０２よりも大きなサイズである。水／汚物／廃棄物混合物は、１つの廃棄物弁１３４Ｂを開け、別の廃棄物弁を閉じて、再循環ループを閉じ、水／汚物／廃棄物混合物を緩衝タンク１０８に向け直すことにより、チョッパーユニット１０６の混合タンク２０２から、均質化ポンプ２０４を用いて緩衝タンク１０８に移動する。それらの廃棄物弁１３４Ｂの開閉は、所定のサイクル時間に基づいてＥＣＵ１１８により制御される。

緩衝タンク１０８は、小型貯蔵タンク１１０及び大型貯蔵タンク１１２内に移動する前に水／汚泥／廃棄物混合物を暖めることにより、小型貯蔵タンク１１０及び大型貯蔵タンク１１２の「緩衝」として機能する。その暖めは、好ましくは、緩衝タンク１０８内に配置された熱交換器１５６により実行される。熱交換器１５６は、小型貯蔵タンク１１０を用いて生成され、加熱され、部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物を、熱交換器１５６を通してポンピングしてから、大型貯蔵タンク１１２に堆積させることにより、熱エネルギーを受け取る。熱エネルギーの交換は、低温殺菌が必要な場合、低温殺菌プロセスの完了に必須であるのみならず、大規模貯蔵タンク１１２内に堆積させる前に、加熱され部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物混合物の温度を３５〜４５℃に低減するためにも必須である。

その加熱され部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物は、ＥＣＵ１１８により制御される消化装置供給ポンプ１３２Ｂによりポンピングされ、消化装置供給ポンプ１３２Ｂは、加熱され部分的に低温殺菌又は消化された水／汚泥／廃棄物を大規模貯蔵タンク１１２に供給するように動作する。その動作は、水／汚物／廃棄物混合物を小型貯蔵タンク１１０に移動する前に事前加熱するように機能するのみならず、有利なことに、大規模貯蔵タンク１１２に移動する前に、加熱され部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物から熱を除去もする。後述するように、加熱され、部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物は、好ましくは、約４０℃まで冷却されてから、大規模貯蔵タンク１１２に堆積する。

事前加熱された水／汚物／廃棄物が小型貯蔵タンク１１０までに通る廃棄物配管１３６Ｂは、好ましくは、コンテナ１０２の床内に嵌められ、それにより、緩衝タンク１０８を底部から排出することができ、小型貯蔵タンク１１０に底部から供給することができる。スペースが許されず、小型貯蔵タンク１１０を上部から供給しなければならない場合、好ましくは、供給管が緩衝タンク１０８及び／又は各小型貯蔵タンク１１０の下部に延び、それにより、混合物は緩衝タンク１０８の底部から引き出され、且つ／又は小型貯蔵タンク１１０の底部に堆積することになる。緩衝タンク１０８は、好ましくは、ＲＥＭ装置１００を少なくとも２日間にわたって連続動作させることができるサイズである。そして、緩衝タンク１０８は、好ましくは、鋼又は繊維ガラスから作られて、製造費を低減する。

ｉｖ．小型貯蔵タンク１１０
図１Ａ〜図１Ｅに戻ると、事前加熱された水／汚物／廃棄物は、低温殺菌供給ポンプ１３２Ｃにより緩衝タンク１０８から小型貯蔵タンク１１０にポンピングされる。そのポンプ１３２Ｃは、ＥＣＵ１１８により制御される事前定義される供給サイクルで動作する。小型貯蔵タンク１１０では、事前加熱された水／汚物／廃棄物が加熱され、撹拌されて、低温殺菌を生み出すか、又は低温殺菌が全体の嫌気性消化プロセスに必要ない場合には、好温嫌気性消化を生み出す。各小型貯蔵タンク１１０内の事前加熱された水／汚物／廃棄物は、ガスミキサー１５８（図１Ｅ）を用いて連続して撹拌されて、低温殺菌プロセス又は好熱嫌気性消化プロセス中に固体と液体とを懸濁した状態に保つ。混合物は、内部に含まれた混合物を約５５〜７５℃まで加熱可能なヒータ１６０（図１Ｅ）を用いて加熱される。ガスミキサー１５８は、コンプレッサ１２８により加圧され、ガスミキサー１５８は、各小型貯蔵タンク１１０の底部に直接空気を噴射して、好気好熱性消化を促進するノズルを含み、それにより、低温殺菌中の加熱要件を補う。そして、ヒータ１４０は、小型貯蔵タンク１１０の内部に配置され、水／汚物／廃棄物を直接加熱することができる電気浸漬型ヒータ又は水性ボイラー供給コイルヒータ（water-based boiler-fed coil heater）のいずれかである。

小型貯蔵タンク１１０のそれぞれは、比較的小さな容量（例えば、約１，８００ｌ）を有して、内部に配置された水／汚物／廃棄物の加熱に必要なエネルギーを低減する。ヒータ１６０への負荷は、バイオガスエンジン１２２及び／又は均質化ポンプ２０４を駆動するエンジン、脱水ユニット１１４、或いはＲＥＭ装置１００のその他の任意の構成要素１３２Ａ〜１３２Ｄからの熱を、再生的に回収することによりさらに低減して、ＲＥＭ装置１００の効率をさらに増大させることができる。そして、上述したように、小型貯蔵タンク１１０を使用して、低温殺菌が全体の嫌気性消化プロセスに必要であるか否かに応じて、内部に配置された水／汚物／廃棄物に対して低温殺菌又は好温嫌気性消化のいずれかを実行することができる。好温嫌気性消化に使用される場合、バイオガスを小型貯蔵タンク１１０内で発生させて、大型貯蔵タンク１１２に関して後述する注意と同様の注意を払う必要がある（例えば、水／汚物／廃棄と空気ではなくバイオガスとの混合、ガス貯蔵タンクへのバイオガスの撤退、スパークを生じさせるおそれがある機械及び電子装置からの小型消化タンク１１０の分離等）。小型貯蔵タンク１１０は、液タンク１２６内の再利用可能排水の消化プロセスの停止等の他の目的で使用することもできる。

小型貯蔵タンク１１０は、供給、貯蔵、及び排出のオフセットサイクルを含むバッチモードで動作する。例えば、第１の小型貯蔵タンク１１０に供給され、事前加熱された水／汚物／廃棄物が緩衝タンク１０８から充填された後、第１の小型貯蔵タンク１１０は、上述したように、その事前加熱された水／汚物／廃棄物を、撹拌され加熱されている間、保持する。第２の小型貯蔵タンク１１０には、第１の小型貯蔵タンク１１０の後に供給され充填される。加熱され部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物は次に、第１の小型貯蔵タンク１１０から排出され、その間、第２の小型貯蔵タンク１１０は、充填された事前加熱済みの水／汚物／廃棄物を保持し、撹拌し、加熱する。そして、加熱され部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物は次に、第２の貯蔵タンク１１０から排出され、その間、第１の小型貯蔵タンク１１０に新しい事前加熱された水／汚物／廃棄物の新しいバッチが干渉装置１０８から充填される。水／汚物／廃棄物は、必要に応じてそのようにして小型貯蔵タンク１１０を循環し、第１の消化タンク１１０と第２の消化タンク１１０との間で前後に繰り返される。充填量は、小型貯蔵タンク１１０内の１組のレベルセンサ（ＬＳ）を使用してＥＣＵ１１８により制御される。そして、２つのみの小型貯蔵タンク１１０が図１Ａ〜図１Ｅに示されるが、ＲＥＭ装置は、ユーザの処理需要を満たすために必要な数の小型貯蔵タンク１１０を使用し得る。

加熱され部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物が緩衝タンク１０８内の熱交換器１３６に移動するときに通る廃棄物配管１３６Ｂは、好ましくは、コンテナ１０２の床内に嵌められ、それにより、緩衝タンク１０８の底部を通して混合物を供給して、加熱され部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物が緩衝タンク１０８内の熱交換器１５６を通って大型貯蔵タンク１１２に向かって流れる際に、適切な温度勾配（すなわち、底部が最高温度で、上部が最低温度）を提供することができる。各小型貯蔵タンク１１０を絶縁して、効率を向上させる。好ましくは、小型貯蔵タンク１１０は、ＰＶＣから形成されて、製造費を低減し、羊毛等の「環境に優しい」材料を使用して、絶縁が形成される。絶縁は、一緒に接続して、小型貯蔵タンク１１０を囲むことができるモジュール式相互接続個片で形成することができる。

ｖ．大型貯蔵タンク１１２
加熱され、部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物は、消化装置供給ポンプ１３２Ｂにより小型貯蔵タンク１１０から大型タンク１１２にポンピングされる。低温殺菌供給ポンプ１３２Ｃのように、消化装置供給ポンプ１３２Ｂは、ＥＣＵ１１８により制御される事前定義される供給サイクルで動作する。加熱され、部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物は、大型貯蔵タンク１１２内に堆積させる前に約４０℃まで冷却しなければならないため、小型貯蔵タンク１１０から大型タンク１１２にポンピングされる際、緩衝タンク１０８内の熱交換器１５６を通る。加熱され、部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物は、上述したように、熱交換器１５６を介して緩衝タンク１０８内の水／汚物／廃棄物に熱エネルギーを渡すことにより、冷却される。そのようにして、小型貯蔵タンク１１０内で低温殺菌又は好温嫌気性消化をサポートするために使われた熱エネルギーは、再生的に再使用され、それにより、ＲＥＭ装置１００の効率をさらに増大させる。

大型貯蔵タンク１１２では、低温殺菌又は冷却され、且つ部分的に消化された水／汚物／廃棄物が撹拌されて、中温嫌気性消化を生み出す。各小型貯蔵タンク１１０内の事前加熱された水／汚物／廃棄物のように、大型貯蔵タンク１１２内の低温殺菌又は冷却され、部分的に消化された水／汚物／廃棄物は、ガスミキサー１５８（図１Ｅ）を用いて連続して撹拌されて、固体と液体とを懸濁した状態に保ち、その間、バイオガス（例えば、メタン及び二酸化炭素）が大型貯蔵タンク１１２の上部に蓄積する。しかし、コンプレッサ１２８からの圧縮空気で撹拌される、各小型貯蔵タンク１１０内の事前加熱された水／汚物／廃棄物とは異なり、大型貯蔵タンク１１２内の低温殺菌又は冷却され、部分的に消化された水／汚物／廃棄物は、腐食性ガス真空ポンプ１６２を使用してガスミキサー１５８を通してバイオガスを再循環することにより、撹拌される。空気がない場合、微生物集団は、水／汚物／廃棄物混合物内の有機固体をバイオガス及びより安定した固体に分解する。したがって、空気の代わりにバイオガスを使用して水／汚物／廃棄物を撹拌し、その理由は、酸素をその混合物に導入すると、爆発性雰囲気を生じさせるおそれがあるためである。代替では、混合ポンプ（図示せず）を使用して、大型貯蔵タンク１１２内で断続的に循環させることにより、水／汚物／廃棄物混合物を混合することができる。

大型貯蔵タンク１１２の動作温度は、好ましくは、３２〜４０℃である。それらの低温により、低温を維持するために必要なエネルギーが小さいため、大型貯蔵タンク１１２は小型貯蔵タンク１１０よりも大きな容量（例えば、約１４，０００ｌ）を有することができる。実際、大型貯蔵タンク１１２は、加熱ではなく冷却する必要があり得る。その目的を果たすために、大型貯蔵タンク１１２は二重層タンクとすることができ、それにより、冷却流体（例えば、飲料水及び／又は再利用可能排水）を内部シェルと外部シェルとの間で循環させて、内部シェルに配置された水／汚物／廃棄物を冷却することができる。内部シェルに鋼等の導電材料を使用し、絶縁材料を外部シェルに使用することにより、その機能を達成する適した方法が提供される。

代替では、大型貯蔵タンク１１２は、低コスト繊維強化熱形成材料を使用して単一のタンクとして形成し得る。その材料により、安価な成形を使用して複数の大型貯蔵タンク１１２を高速に製造することができる。その材料は可撓性も有するため、大型貯蔵タンク１１２は、液体で満杯の場合に落下した場合（例えば、２０ｋｐｈでの満杯での１．５ｍの移動）でも壊れない。いずれの実施形態でも、大型貯蔵タンク１１２は、蓮の葉の形状の調整されたナノテク炭素で塗装して、微生物をはじき、ケイ酸塩で塗装して、メタンがタンク壁を通して通り抜け／漏出しないようにし得る。大型貯蔵タンク１１２は、好ましくは、アンモニアを食べるとともに、炭素鎖を壊すために使用される２種類の微生物−嫌気性アンモニア酸化細菌及びメタジェニック細菌の影響を受けない。大型貯蔵タンク１１２は陰極及び陽極を含むこともでき、陰極及び陽極は、消化プロセスからの自由電子を利用し、大型貯蔵タンク１１２をＲＥＭ装置１００に給電するか、又は他の装置に電力を提供する大型電池として使用することができる。小型貯蔵タンク１１０も同様に構築し得る。

大型貯蔵タンク１１２は「引き込み・充填」モードで動作し、このモードでは、既知の数量の水／汚物／廃棄物が、所定のレベルまで充填するまで、消化装置供給ポンプ１３２Ｃにより大型貯蔵タンク１１２内に引き込まれる。引き込まれる数量及び充填数量は、大型貯蔵タンク１１２内の１組のレベルセンサ（ＬＳ）を使用してＥＣＵ１１８により制御される。大型貯蔵タンク１１２への水／汚物／廃棄物の供給流量は、中温嫌気性消化プロセスに最小滞留時間である１５日を提供するように、ＥＣＵ１１８により制御される。そして、引き落としプロセス中、バイオガスは、好ましくは、ガス貯蔵タンク１２０から大型貯蔵タンク１１２内に引き戻されて、大型貯蔵タンク１１２内で動作圧１５〜２０ｍバールを維持する。

大型貯蔵タンク１１２は、気体酸素がシステムに入り、嫌気性消化プロセスを妨げないようにするのに十分に封止される。大型貯蔵タンク１１２は、その圧力が安全ではないレベルに近づきつつある場合、第１のコンテナ１０２の外部と通気し、大型貯蔵タンク１１２から圧力を解放する安全開放弁１６４を含む。大型貯蔵タンク１１２も絶縁されて、効率を向上させる。好ましくは、大型貯蔵タンク１１２の外部シェルは、繊維ガラスで形成され、製造費を低減し、羊毛等の「環境に優しい」材料が絶縁の形成に使用される。絶縁は、一緒に接続されて、大型貯蔵タンク１１２を囲むことができるモジュール式のインターロック個片で形成することができる。

中温嫌気性消化が大型貯蔵タンク１１２内で実行されるにつれて、バイオガスが大型貯蔵タンク１１２の上部に集まる。空気圧ポンプがそのバイオガスのいくらかを混合動作の一貫として水／汚物／廃棄物内に戻すが、バイオガスの残りは、大型貯蔵タンク１１２から引き込まれ、ガス洗浄機１１６を通してポンピングされてから、ガス貯蔵タンク１２０内に堆積する。そのバイオガスは、好ましくは、大型貯蔵タンク１１２から動作圧１５〜２０ｍバールで排出される。そして、中温嫌気性消化プロセスが完了した後、消化された水／汚物／廃棄物混合物は、中温嫌気性消化プロセスに必要な滞留時間に基づいてＥＣＵ１１８により制御される汚泥排出ポンプ１３２Ｄにより、脱水ユニット１１４にポンピングされる。

メタン及び他の可燃性ガスが大型貯蔵タンク１１２内で発生するため、ＲＥＭ装置１００のその他の構成要素のうちのいくつか、特にスパークが生じ得る可動式機械及び電気装置を含む構成要素（例えば、チョッパーユニット１０６、脱水ユニット１１４、バイオガスエンジン１２２、空気コンプレッサ１２８、ミキサー供給ポンプ１３２Ａ、消化装置供給ポンプ１３２Ｂ、低温殺菌供給ポンプ１３２Ｃ、汚泥排出ポンプ１３２Ｄ、ガス真空ポンプ１６２、及び均質化ポンプ２０４）とは別個の容器内に提供する必要があり得る。代替では、空密隔壁を使用して容器を別個の空間に分割して、大型貯蔵タンク１１２をＲＥＭ装置１００の機械及び電子装置から分離することができる。そのような別個の容器又は容器空間は、好ましくは、European Union's Atmospheres Explosibles（ＡＴＥＸ）指示及び危険物及び爆発雰囲気規則（ＤＳＥＡＲ）等の地域、国、及び／又は国際的な基準に従って、ＲＥＭ装置１００の機械及び電子装置からの危険物質及び爆発性雰囲気からの完全な分離を提供する。

ｖｉ．脱水ユニット１１４及び液タンク１２６
脱水ユニット１１４は、完全に消化された水／汚物／廃棄物から液体を除去して、固形及び液体肥料として使用可能なコンポスト副産物及び濃くなった消化残渣を生成する。図３に示すように、脱水ユニット１１４は脱水タンク３００を含み、脱水タンク３００において、消化された水／汚物／廃棄物が大型貯蔵タンク１１２から受け取られる。脱水ユニット１１４は、コンベア管３０２及び電気モータ３０４も含み、コンベア管３０２内に配置されたシャフトレススクリューコンベアを回転させる。スクリューコンベアは、回転するにつれて、固体汚物／廃棄物を脱水タンク３００内の水／汚物／廃棄物混合物からコンベア管３０２を通して上に輸送し、そしてコンベア管３０２の上端部に配置されたスパウト３０６を通して外に輸送する。その固体汚物／廃棄物は、積み込みプラットフォーム１４２のスパウトの下に配置された箱内に集めて、固形肥料として使用することができる。そして、脱水タンク３００内に残った再利用可能排水又は液は次に、液タンク１２６内に重力により供給されて、液体肥料として使用される。

脱水ユニット１１４は、第１のコンテナ１０２の同じ端部にチョッパーユニット１０６に隣接して配置され、それにより、本発明のプロセスは、開始された場所と同じ場所で完了する。したがって、ユーザは、汚物／廃棄物をチョッパーユニット１０６に積み込み、同じ場所で、嫌気性消化プロセスを介して結果として生成される固形肥料を抽出することができる。液タンク１２６は、好ましくは、同じ目的でそれと同じ端部に第１のコンテナ１０２に隣接して配置される。そして、嫌気性消化プロセスは完了までに数週間がかかり得るが、最初のサイクルが完了した後、ユーザがチョッパーユニット１０６に新しい汚物／廃棄物を積み込みに行く都度、抽出する準備のできた固形及び液体肥料があるはずである。固形肥料は、動物の寝床に適したマルチであり得る。そして、再利用可能排水の少なくとも一部は、ミキサー供給ポンプ１３２Ａを用いて再循環して、加水分解の必要に応じて、混合タンク１３２に積み込まれる汚物／廃棄物と混合され得る。ミキサー供給ポンプ１３２Ａを用いての再利用可能排水の再循環は、そのポンプ１３２Ａを自動的に動作させて、必要に応じて関連する水弁１３４Ａを開閉することにより、ＥＣＵ１８２によって制御され、再利用可能排水の流れを指示する。

液タンク１２６は、脱水ユニット１１４の脱水タンク３００の近傍且つ脱水タンク３００の下の位置において、第１のコンテナ１０２に隣接して配置され、それにより、脱水ユニット１１４を用いて生成された固形肥料及び液体肥料を重力により液タンク１２６に供給することができる。その目的を果たすために、脱水タンク３００は、液タンク１２６の上の位置に脱水タンク３００を支持する土台３０８上に配置される。液タンク１１６は、好ましくは、ＰＶＣで作られて、製造費を低減する。そして、液タンク１２６は第１のコンテナ１０２に隣接して配置されて示されるが、脱水ユニット１１４と同様の関係で第１のコンテナ１０２内部に配置してもよい。

ｖｉｉ．ガス洗浄機１１６
ガス洗浄機１１６又は脱硫ユニットは、大型貯蔵タンク１１２とガス貯蔵タンク１２０との間に配置される。ガス洗浄機１１６は、ガス貯蔵タンク１１２０に貯蔵される前に、大型貯蔵タンク１１２内の水／汚物／廃棄物から抽出されるバイオガスをきれいにするように構成される。ガス洗浄機１１６は、活性炭フィルタ又は圧縮ガスフィルタ（例えば、アミンガスフィルタ）等の任意の適したタイプであり得る。ガス洗浄機１１６を使用して、バイオガスを処理し、燃料として使用するために精製する−すなわち、バイオガス中の硫化水素のレベルを低減することにより。しかし、ガス洗浄機１１６は、燃料に使用されない場合又は禁止レベルの特定の化学物質を含まない場合等、バイオガスを処理する必要がない場合には必要なくてもよい。

ｖｉｉｉ．電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１８
本発明のＲＥＭ装置１００を通る液体（例えば、飲料水及び／又は再利用可能排水）、汚物／廃棄物、及びバイオガスの流れは、ＥＣＵ１１８により制御される。図４に示すように、ＥＣＵ１１８は、嫌気性消化プロセスの様々な段階（例えば、温度、容量、及び流量）の監視、記録、及び制御を行うようにプログラムされたプログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）を含む。このコントローラは、コンピュータモニタ又はタッチスクリーン等のグラフィカルユーザインタフェースを介して、ユーザにそれらの動作の視覚的フィードバックを提供する。ＥＣＵ１１８は、監視し記録する値に基づいて、ＲＥＭ装置１００の様々な構成要素１０６〜１２８をオンオフすることにより、嫌気性消化プロセスを自動化する。ＥＣＵ１１８は、主にＲＥＭ装置１００に積み込まれた汚物／廃棄物の内容に基づいてどの構成要素１０６〜１２８をオンオフするかについて判断し、汚物／廃棄物の内容は、適切なセンサを用いて検出し、且つ／又はＥＣＵ１１８のユーザインタフェースを介してユーザが入力することができる。

例えば、ＥＣＵ１１８は、嫌気性消化プロセスが完了したことを検出した後、適切なポンプ１３２Ａ〜１３２Ｄ、２０４、及び１６２を自動的に動作させ、適切な弁１３４Ａ〜１３４Ｃを開閉して、完全に消化された水／汚物／廃棄物を大型貯蔵タンク１１２から脱水ユニット１１４にポンピングする。ＥＣＵ１１８は、レベルスイッチ（ＬＳ）で検出されたレベル及び水／汚物／廃棄物が各小型貯蔵タンク１１０内に貯蔵された時間に基づいて、小型貯蔵タンク１１０から水／汚物／廃棄物をバッチモードで自動的に供給し、貯蔵し、排出する。ＥＣＵ１１８は、各小型貯蔵タンク１１０内の温度センサ（ＴＳ）に基づいて、小型貯蔵タンク１１０内のヒータ１６０をアクティブ化するか否かを判断し得る。そして、ＥＣＵ１１８は、ＲＥＭ装置１００全体を通して配置されたクロック回路、レベルセンサ（ＬＳ）温度センサ（ＴＳ）、及び圧力センサ（ＰＳ）を使用して様々な段階の嫌気性消化プロセスを監視することにより、ＲＥＭ装置１００の異なる構成要素１０６〜１２８間で水／汚物／廃棄物を移動する流量及びサイクル時間を自動的に決定し、それにより、ＥＣＵ１１８が最適な消化を維持するために必要に応じて嫌気性消化プロセスをリアルタイムで調整できるようにする。

ＥＣＵ１１８は、ＥＣＵ１１８のグラフィカルユーザインタフェースを介してユーザに提示される一連の質問に対する答えに基づいて、汚物／廃棄物混合物に添加する液体量及びその汚物／廃棄物から生成が予期されるバイオガス量のようなことを決定することができる。例えば、ユーザに、汚物／廃棄物が収集された場所の説明、サービスの利用可能性、廃棄物／汚物の種類（例えば、馬糞、野菜廃棄物等）、廃棄物／汚物の数量、生成されるマルチの意図される用途、及び生成される再利用可能排水の意図される用途を入力するように求めることができる。したがって、ユーザがＲＥＭ装置１００に積み込まれる汚物／廃棄物の異なるバッチについてのそれらの質問に対する答えを入力できるようにすることにより、ＥＣＵ１１８は、ＲＥＭ装置１００に積み込まれる汚物／廃棄物のバッチ毎に消化プロセスをカスタマイズすることができる。それらの答えのいくつかは、チョッパーユニット１０６又は積み込みプラットフォーム１４２に提供されるはかりを使用して、ＲＥＭ装置１００に積み込まれた汚物／廃棄物の重量を量るなどして、ＥＣＵ１１８により自動的に取得してこともできる。

ＥＣＵ１１８のＰＬＣは、嫌気性消化プロセス全体を通して安全性を監視し維持するようにもプログラムされる。その監視は、機械及び電子機器を密に制御して、ユーザへの物理的な障害を回避できるようにするとともに、危害評価・重要制御パラメータ（ＨＡＣＣＰ）として使用されるプロセスパラメータを密に制御できるようにもする。例えば、ＥＣＵ１１８は、ガス貯蔵タンク１２０内のバイオガスの圧力と、小型貯蔵タンク１１０および大型貯蔵タンク１１２内の水／汚物／廃棄物のレベルを監視して、安全な動作レベルに維持されることを確実にする（例えば、レベルセンサ（ＬＳ）が小型貯蔵タンク１１０及び大型貯蔵タンク１１２内に提供されて、浸漬ヒータ１６０が空のタンクを加熱しようとしないことを保証する。）。バイオガス容量及び／又は水／汚物／廃棄物の容量が安全ではないレベルに近づきつつある場合／とき、アラームがなる。ＥＣＵ１１８は、監督制御・データ取得（ＳＣＡＤＡ）インタフェース及び／又はインターネットと、効率、診断、操作、及び安全のためにユーザに遠隔監視能力を提供する無線（例えば、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＷｉＦｉ等）機能とも含む。好ましくは、ＥＣＵ１１８は、第１のコンテナ１０２の、チョッパーユニット１０６、脱水ユニット１１４、及び液タンク１２６と同じ端部に提供され、したがって、汚物／廃棄物がＲＥＭ装置１００に積み込まれ、肥料がＲＥＭ装置から取り出される同じ場所から、嫌気性消化プロセスを制御することができ、それにより、追加レベルの便宜性がユーザに提供される。

ＥＣＵ１１８は、ＲＥＭ装置１００の様々な構成要素１０６〜１２８、ポンプ１３２Ａ〜１３２Ｄ、及び弁１３４Ａ〜１３４Ｃと通信するマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）を含む。ＥＣＵ１１８は、それらの構成要素１０６〜１２８、ポンプ１３２Ａ〜１３２Ｄ、及び弁１３４Ａ〜１３４Ｃの状態を局所的に監視するクラウド監視アプリケーションも含む。通信は、略あらゆる計算装置（例えば、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、個人情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン等）を使用して、ＳＣＡＤＡインタフェース及び／又はインターネット及び無線機能を介してＥＣＵ１１８と確立して、ユーザが遠隔からＲＥＭ装置１００の監視、制御、及びトラブルシューティングを行えるようにすることができる。例えば、スマートフォンアプリケーションは、自動車業界で使用されるような低コストセンサ及び装置と通信するＣＡＮバスノードへのバスインタフェースを介して、ＥＣＵ１１８と通信することができる。

ユーザが情報を入力するか、又は他の様式でＥＣＵ１１８の動作を制御するためのすべてのインタフェースは、第１のコンテナ１０２の計器板１４０に配置された制御ボックス１４８内に提供されるため、ユーザは、汚物／破棄物がＲＥＭ装置１００に積み込まれ、固形及び液体肥料がＲＥＭ装置１００から取り出される場所と同じ場所からＲＥＭ装置１００の異なる構成要素１０６〜１２８を操作し、それにより、さらなるレベルの便宜性をユーザに加える。制御ボックス１４８及び関連するインタフェースは、電気配線１３８を介してＥＣＵ１１８と電気データ通信する。又は、代替では、任意の適した安全な無線機能（例えば、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＷｉＦｉ等）を介して互いに無線データ通信し得る。

ＥＣＵ１１８は、ＲＥＭ装置１００の様々な構成要素１０６〜１２８、ポンプ１３２Ａ〜１３２Ｄ、及び弁１３４Ａ〜１３４Ｃに中央電力源も提供する。ＥＣＵ１１８は、構成要素１０６〜１２８、ポンプ１３２Ａ〜１３２Ｄ、及び弁１３４Ａ〜１３４Ｃのそれぞれの小型ブレーカー（ＭＣＢ）と、それぞれの状態（例えば、「オン」、「故障」等）を示す発光ダイオード（ＬＥＤ）とを含む。それらのＭＣＢは、第１のコンテナ１０２の外部に配置されたブレーカーボックス１６６（図１Ａ）を介してアクセス可能であり得る。ブレーカーボックス１６６は、内部に収容された機械の量によりユーザ損傷のリスクが高いコンテナ１０２内に入る必要なく、ＭＣＢに容易にアクセスできるように、第１のコンテナ１０２の外部に配置される。ＥＣＵ１１８のその他の構成要素は、好ましくは、第１のコンテナ１０２の内部のエンクロージャ内に配置されて、要素からのよりよい保護を提供する。

ＥＣＵ１１８の電力バスは、好ましくは、１６アンペア、２４０ボルトの主電源から電力を受け取る。ＥＣＵ１１８の電力バスは、バイオガスエンジン１２２から電力を受け取ることもできる。そして、図５は４つの温度センサ（ＴＳ）及び７つの「低」レベルスイッチ（ＬＳ）のみを示すが、ＥＣＵ１１８はいくつかの他の温度センサ（ＴＳ）及びレベルセンサ（ＬＳ）に接続して、ＲＥＭ装置１００の制御をサポートする。例えば、ＥＣＵ１１８は、少なくとも７つの「高」レベルセンサ（ＬＳ）及び少なくとも３つの追加の温度センサ（ＴＳ）も含む。例えば、図１Ｅ参照。ＥＣＵ１１８は、ＲＥＭ装置１００の制御のサポートに必要なガス組成センサ、圧力センサ（ＰＳ）、電圧計等の他の種類のセンサに接続することもできる。ＥＣＵ１１８の配線１３８及び様々な接続は、Ｗａｔｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＷＩＭＥＳ）に記載のような地域、国、及び／又は国際的な基準に準拠する。

ｉｘ．ガス貯蔵タンク１２０
バイオガスが大型貯蔵タンク１１２から抽出され、ガス洗浄機１１６によりきれいにされた後（クリーニングが必要な場合）、ガス貯蔵タンク１２０内に貯蔵される可撓性ブラダー５００を含む。図５が示すように、ガス貯蔵タンク１２０は、固体の二重壁タンク５０２内部に配置される。二重壁タンク５０２には液体（例えば、飲料水及び／又は再利用可能排水）を充填し得、二重壁タンク５０２は、加圧下でのバイオガスの貯蔵に関連する高圧に耐えるのに十分に強い材料で構築し得る。ガス貯蔵タンク１２０は、水流入口５０４及び水流出口（図示せず）を含み、それにより、液体を配水管１３６Ａを介して二重壁タンク５０２内外にポンピングして、可撓性ブラダー５００内のバイオガスの圧力を等化し、一定の固定された圧力を維持する。ガス貯蔵タンク１２０は、第２のコンテナ１０４の外部と通気し、圧力が安全ではないレベルに近づきつつある場合、可撓性ブラダー５００内の圧力を解放する安全開放弁１６８も含む。ガス貯蔵タンク１２０により貯蔵できないあらゆる余剰バイオガスは、フレア１２４を用いて安全に焼き尽くされて、安全ではないレベルの圧力の発生を回避する。そのフレア１２４は、第１のコンテナ１０２内又は第１のコンテナ１０２に隣接して提供されるプロパンタンク１７０により給電される種火を有する。

可撓性ブラダー５００内に貯蔵されるガス容量を測定するために、別個の流量計が、ガス貯蔵タンク１２０のガス流入配管及びガス流出配管１３６Ｃに提供される。ＥＣＵ１１８は、流量計での読み取り値の差を使用して、ガス貯蔵タンク１２０内に貯蔵されているガスの量を監視する。ガス流出配管１３６Ｃには、ガス貯蔵タンク１２０からのバイオガスの流れを制御するフロー制御弁１３４Ｃと、火がフロー制御弁１３４Ｃを通してガス貯蔵タンク１２０内に伝播するのを阻止する火災防止器（図示せず）とも提供される。そのようにして、バイオガスを必要に応じてガス貯蔵タンク１２０から抽出して、熱、電気、又は他の任意の形態のガス生成エネルギーを生成する。熱及び電気の生成に使用される装置の１つは、バイオガスエンジン１２２である。

メタン及び他の可燃性ガスはガス貯蔵タンク１２０内に貯蔵されるため、ＲＥＭ装置１００のその他の構成要素、特にスパークが生じ得る可動式機械及び電気装置を含む構成要素（例えば、チョッパーユニット１０６、脱水ユニット１１４、バイオガスエンジン１２２、空気コンプレッサ１２８、ミキサー供給ポンプ１３２Ａ、消化装置供給ポンプ１３２Ｂ、低温殺菌供給ポンプ１３２Ｃ、汚泥排出ポンプ１３２Ｄ、ガス真空ポンプ１６２、及び均質化ポンプ２０４）とは別個の容器１０４内に提供する必要があり得る。代替では、空密隔壁を使用して容器を別個の空間に分割して、大型貯蔵タンク１１２をＲＥＭ装置１００の機械及び電子装置から分離することができる。そのような別個の容器又は容器空間は、好ましくは、欧州連合のＡＴＥＸ指示及びＤＳＥＡＲ等の地域、国、及び／又は国際的な基準に従って、ＲＥＭ装置１００の機械及び電子装置からの危険物質及び爆発性雰囲気からの完全な分離を提供する。

ｘ．バイオガスエンジン１２２
ガス貯蔵タンク１２０からのガス流出配管１３６Ｃはバイオガスエンジン１２２に接続され、バイオガスエンジン１２２は、燃焼エンジン（例えば、内燃エンジン又はスターリングエンジン）を介してバイオガスから電気及び熱を同時に生成する。バイオガスエンジン１２２は、好ましくは、３，６００ｋＷｈ熱電併給（ＣＨＰ）ユニットである。ＣＨＰユニットは、バイオガスを燃焼する変更ディーセル発電セット又は熱分解ベースの合成ガス／バイオガス燃焼蒸気エンジン（例えば、発電機を直接駆動するスターリン形式又はロータリーピストンエンジン）であることができる。

バイオガスエンジン１２２は動作するために特定の入力圧（例えば、１００ｍバール）を必要とするため、バイオガスは、ブースターファン１７２を使用してガス貯蔵タンク１２０内でその圧力に維持される。バイオガスエンジン１２２を用いて生成される電気は、ユーザの電力網にリンクし、照明及び家電等の家庭装置の給電に使用することができる。そして、生成される熱をユーザの暖房、換気、及び空調（ＨＶＡＣ）システム並びに／或いは給湯システムにリンクし、空間の暖房及び／又は給湯に使用することができる。バイオガスエンジン１２２を使用して、ＲＥＭ装置の様々なポンプ１３４Ａ〜１３４Ｄ、２０４、及び１６２又は電気で動く任意の構成要素１０６〜１２８に給電するとともに、小型貯蔵タンク１１０に熱を提供して、本発明の効率をさらに向上させることもできる。

ＲＥＭ装置１００の可動性を促進するために、バイオガスエンジン１２２は、好ましくは、それ自体のトレーラ上に提供される。バイオガスエンジン１２２は、好ましくは、標準接続を使用して、ガス貯蔵タンク１２０、ＥＣＵ１１８の電力バス、及びユーザの電力網にも接続される。

ｘｉ．フレア１２４
フレア１２４は、欧州連合の粒子基準まで余剰メタン及び／又はプロパンを燃焼する炎を生成する。フレア１２４は、ガス配管１３４Ｂを介してプロパンタンク１７０に接続された種火を含み、余剰バイオガスを瞬時に点火し、点火されたままであることを保証し、それにより、ＲＥＭ装置１００内及び／又はＲＥＭ装置１００の周辺に安全ではない可燃性量が集まらないようにする。フレアは、２つの別個の種火−メタンを燃焼する第１の種火及びプロパンを燃焼する第２の種火を含み得る。視覚的な炎検出を使用する圧電性点火装置又は自動点火システムを使用することもでき、自動始動のためにＥＣＵ１１８の機能に統合し得る。

ｘｉｉ．配管１３６Ａ〜１３６Ｃ
ａ．配水管１３６Ａ
配水管１３６Ａは、液体（例えば、飲料水及び／又は再利用可能排水）をチョッパーユニット１０６に供給するＰＶＣ配管等の任意の適した低圧配管であり得る。図６に示すように、配水管１３６Ａは、飲料水を井戸又は地域の公益企業等の外部水源からチョッパーユニット１０６に運ぶとともに、再利用可能排水を脱水ユニット１１４からチョッパーユニット１０６に運ぶ。ＲＥＭ装置１００を外部水源に接続できるように、配水管１３６Ａは、好ましくは、第１のコンテナ１０２の外部の流入口位置にガーデンホースコネクタ等の標準コネクタを含む。

図６にまた示されるように、脱水ユニット１１４からの再利用可能排水は、大型貯蔵タンク１１２の内部シェルと外部シェルとの間及びガス貯蔵タンク１２０の外部シェルとブラダーとの間で循環して、大型貯蔵タンク１１２及びガス貯蔵タンク１２０の内容物の冷却を支援する。ＥＣＵ１１８は、適切な水弁１３４Ａを開閉し、ミキサー供給ポンプ１３２Ａを動作させることにより、大型貯蔵タンク１１２及びガス貯蔵タンク１２０内の所望の動作温度を維持するために必要に応じて提供される冷却量を制御する。そして、図６は、大型貯蔵タンク１１２及びガス貯蔵タンク１２０の両方を通してポンピングされる再利用可能排水を示すが、適切な水弁１３４Ａを開閉することにより、それらの構成要素１１２及び１２０のうちの一方又は両方を迂回することができる。

ｂ．廃棄物配管１３６Ｂ
廃棄物配管１３６Ｂは、ＲＥＭ装置１００の固定された構成要素１０６〜１２８の周りで機能する複雑なネットワークを提供する。可能な場所では、標準のパイプ長が使用されて、製造をし易くする。廃棄物配管１３６Ｂに使用される材料は、好ましくは、ＨＤＰＥである。その材料の特性により、化学的及び生物学的攻撃に耐え、最高で１３７℃の温度に耐え、最高で１２バールの圧力に耐えることができる。さらに、その絶縁特性は、ＲＥＭ装置１００の効率のさらなる向上に役立つ。標準のドレイン接続が、好ましくは、第１のコンテナ１０２の外部に提供されて、清掃して維持するための必要に応じて、緩衝タンク１０８、小型貯蔵タンク１１０、大規模貯蔵タンク１１２、液タンク１２６、混合タンク２０２、及び脱水タンク３００を排水するための汚水槽への廃棄物配管１３６Ｂの接続を容易にする。

図６にまた示されるように、配水管１３６Ｂは、小型貯蔵タンク１１０に運ぶ前に、水／汚物／廃棄物混合物を緩衝タンク１０８に運ぶ。次に、加熱され部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物混合物は、小型消化タンク１１０から大型貯蔵タンク１１２に移動する際に、緩衝タンク１０８内の熱交換器１５６を通過する。そして、中温嫌気性消化が大型貯蔵タンク１１２で実施された後、完全に消化された水／汚物／廃棄物混合物は脱水ユニット１１４に移動する。ＥＣＵ１１８は、適切な水弁１３４Ａを開閉し、消化装置供給ポンプ１３２Ｂ、低温殺菌供給ポンプ１３２Ｃ、汚泥排出ポンプ１３２Ｄ、及び均質化ポンプ２０４を動作させることにより、嫌気性消化プロセスを最適化するために必要に応じてそれらの構成要素１０６〜１１４間で移動する水／汚物／廃棄物の量を制御する。そして、図６は、緩衝タンク１０８内の熱交換器１５６を通してポンピングされる加熱され、部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物混合物を示すが、熱交換器１５６は、適切な水弁１３４Ｂを開閉することにより迂回することができる。

ｃ．ガス配管１３６Ｃ
ガス配管１３６Ｃは、バイオガス内の要素の腐食性により、好ましくはステンレス鋼である。例えば、Ｈ_２Ｓ（硫化水素）がバイオガス中に存在し得る。ステンレス鋼の配管は、その媒質と反応しない。そして、図７に示されるように、ガス配管１３６Ｃは２つの別個のループを形成する。第１のループは、コンプレッサ１２８を用いて空気を小型貯蔵タンク１１０に通して循環させて、小型貯蔵タンク１１０内の水／汚物／廃棄物を撹拌する。そして、第２のループは、ガス真空ポンプ１６２を用いてバイオガスを大型貯蔵タンク１１２に通して循環させて、大型貯蔵タンク１１２内の水／汚物／廃棄物を撹拌する。第１のループは、小型貯蔵タンク１１０内への空気の導入が可能であるため、「開」ループであり、第２のループは、大型貯蔵タンク１１２内にすでにあるバイオガスのみを利用するため、「閉」ループである。

第２のループは、ガス洗浄機１１６を用いて洗浄した後、バイオガスを大型貯蔵タンク１１２からガス貯蔵タンク１２０にも移動させる。ガス貯蔵タンク１２０から、洗浄されたバイオガスは、ブースターファン１７２を使用してバイオガスエンジン１２２に移動して、バイオガスをバイオガスエンジン１２２に必要な動作圧に維持する。ガス貯蔵タンク１２０が貯蔵できないあらゆる余剰バイオガスは、フレア１２４を用いて安全に焼き尽くされて、安全ではない圧力レベルの発生を回避する。そして、上述したように、バイオガスを再び大型貯蔵タンク１１２内に循環させて、引き下げプロセス中に内部の所望の動作圧を維持し得る。ＥＣＵ１１８は、適切なガス弁１３４Ｃを開閉し、ガス真空ポンプ１６２及びブースターファン１７２を動作させることにより、それらの動作を実行するために必要に応じて、それらの構成要素１１２、１１６、１２０、及び１２２の間で移動するバイオガスの量を制御する。そして、図７は、ガス洗浄機１１６を通して大型貯蔵タンク内に再び循環するバイオガスを示すが、ガス真空ポンプ１６２が逆に実行される間、適切なガス弁１３４Ｃを開閉することにより、ガス洗浄機１１６を迂回して、その動作を実行することができる。そして、図７は２つの別個のループを示すが、それらのループは、小型貯蔵タンク１１０からバイオガスを回収するために必要に応じて相互接続し得る。

ｘｉｉｉ．排気スタック１７４
嫌気性消化プロセスにより生成される潜在的に厄介な悪臭に取り組むために、緩衝タンク１０８、小型貯蔵タンク１１０、脱水ユニット１１４、及び液タンク１２６のそれぞれには、フィルタ要素を有する排気スタック１７４が提供される。フィルタ要素は、好ましくは、スチールウールとシダとの組み合わせ等の有機フィルタリング材料を利用して、それらの構成要素１０８、１１０、１１４、及び１２６内で生成されるガスから潜在的に厄介な悪臭を除去する。そして、排気スタック１７４は、第１のコンテナ１０２の屋根を通して延びて、それらのガスを第１のコンテナ１０２の外部に通気する。上述したように、大型貯蔵タンク１１２は、内部で生成されるバイオガスが高度に可燃性であるため、排気スタック１７４を含まない。したがって、バイオガスはガス貯蔵タンク１２０内に貯蔵されるか、又はフレア１２４により焼き尽くされるかのいずれかである。

Ｂ．再生可能エネルギーマイクロ発電方法
ＲＥＭ装置１００の構成要素１０６〜１２８は、嫌気性消化プロセス内に別個のノードを形成するものとして最良に説明される。ノード１において、チョッパーユニット１０６は可変固形分の汚物／廃棄物（例えば、原料）を受け取り、この汚物／廃棄物は、全固形物約８〜１０％及び廃棄物／汚物と希釈液（例えば、飲料水又は再利用可能排水）との比率約１：４まで希釈する必要がある。希釈は、ノード６において、脱水ユニット１１４を使用して完全に消化された水／汚物／廃棄物から回収されたリサイクル排水を添加することにより達成される。ＲＥＭ装置１００が最初に作動する場合等、必要に応じて、外部源からの飲料水を添加することもできる。ＥＣＵ１１８は、レベル感知機器を用いて得られる測定に基づいて、希釈プロセスを制御する。

必要量の希釈液（例えば、飲料水及び／又は再利用可能排水）が混合タンク２０２内で汚物／廃棄物に添加された後、均質化ポンプ２０４は、水／汚物／廃棄物混合物を軟化させて、所望の粘度を得る。そのプロセスは数分、１日しかかからないはずであり、その後、低温殺菌及び消化を開始するのに十分な量の均質化された水／汚物／廃棄物があるはずである。均質化ポンプ２０４は、好ましくは、１時間当たり０．５メートルトンの廃棄物／汚物を処理するように構成される。そして、上述したように、ＲＥＭ装置１００は、モジュール式構成要素を使用してサイズ決めすることができ、ユーザ指定の日毎の汚物／廃棄物量を処理する必要がある。

ノード２において、ノード１において生成される水／汚物／廃棄物混合物は、事前加熱のために緩衝タンク１０８に移される。緩衝タンク１０８は熱交換器１５６を含み、熱交換器１５６は、ノード１において生成された水／汚物／廃棄物混合物を暖めながら、ノード３において小型貯蔵タンク１１０内で低温殺菌中に生成された加熱され部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物を冷却する。冷却中に、加熱され、部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物により失われる熱エネルギーは、緩衝タンク１０８内の水／汚物／廃棄物混合物に移され、周囲温度から混合物を加熱してから、小型貯蔵タンク１１０に移動する。そのプロセスにより、大型貯蔵タンク１１２に進む水／汚物／廃棄物混合物は３５〜４０℃にして、ノード４において大型貯蔵タンク１１２内の中温性微生物への熱的ショックを回避することができる。その熱エネルギーは、ノード１で生成される水／汚物／廃棄物混合物も事前加熱し、それにより、ノード３において、水／汚物／廃棄物混合物が少なくとも７０℃まで加熱される小型貯蔵タンク１１０内のヒータ１６０への負荷を軽減する。

ノード３において、小型貯蔵タンク１１０は、ガスミキサー１５８を使用して、水／汚物／廃棄物混合物を空気と混合し、それにより、微生物は酸素を使用して、低温殺菌中に水／汚物／廃棄物混合物を加熱することができる。小型貯蔵タンク１１０の内容物は内部ヒータ１６０によっても、最短６０分で約７０℃の動作温度まで暖められる。それは、ＳＣＡＤＡインタフェースを介してＥＣＵ１１２に接続されたＳＣＡＤＡシステムを使用して低温殺菌を最適化するために必要に応じて調整することができる。２つ以上の小型貯蔵タンク１１０は、好ましくは、内部の微生物が供給、貯蔵、及び排出ステップでタンクを素早く容易に循環できるように提供される。供給ステップ及び排出ステップは、大型タンクのほうが時間がかかり、難しい。さらに、ヒータ１６０への負荷は、大型タンクのほうが大きい。

小型貯蔵タンク１１０内の低温殺菌が完了した後、ノード４及び５のそれぞれでの中温嫌気性消化及びバイオガス回収のために、加熱され、部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物は大型貯蔵タンク１１２に移動する。上述したように、その加熱され、部分的に低温殺菌又は消化された水／汚物／廃棄物は、ノード２における緩衝タンク１０８内の熱交換器１５６により３５〜４０℃まで冷却されてから、所定の充填レベルに達するまで、大型貯蔵タンク１１２内に堆積する。大型貯蔵タンク１１２において、低温殺菌又は冷却され、部分的に消化された水／汚物／廃棄物は、中温嫌気性消化中に生成されたバイオガスを再び水／汚物／廃棄物に再循環させることにより、ガス攪拌機１５８を用いて連続して撹拌される。大型貯蔵タンク１１２への供給流量は、最短滞留時間１５を提供するようなものである。水／汚物／廃棄物が小型貯蔵タンク１１０及び大型貯蔵タンク１１２内に保持される温度及び時間は、関連するＨＡＣＣＰ内で動作し、Ｕ．Ｓ．ＥＰＡ規制４０Ｃ．Ｆ．Ｒ．５０３．３２等の地域、国、及び／又は国際的な規格に準拠するようにＥＣＵ１１８により制御される。

ノード４での中温嫌気性消化中に生成されるバイオガスは、大型貯蔵タンク１１２から除去され、ノード５においてガス貯蔵タンク１２０に配置される。そのバイオガスは、中温嫌気性消化により生成されるにつれて、ガス真空ポンプ１６２によりガス貯蔵タンク１２０に移動する。そして、そのプロセスが完了した後、水／汚物／廃棄物の残りはノード６において脱水ユニット１１４に出力される。大型貯蔵タンク１１２がそのようにして排出されるにつれて、バイオガスはガス貯蔵タンク１２０から再び大型貯蔵タンク１１２に再び移動させて、排出プロセス中、大型貯蔵タンク１１２内の動作圧１５〜２０ｍバールを維持する。次に、大型貯蔵タンク１１０に、ノード４において低温殺菌又は冷却され、部分的に消化された水／汚物／廃棄物の新しいバッチが充填され、バイオガスはノード５において再びガス貯蔵タンク１２０に移動する。

ノード６において、大型貯蔵タンク１１０から排出され、完全に消化された水／汚物／廃棄物は、脱水のために脱水ユニット１１４にポンピングされる。完全に消化された水／汚物／廃棄物は、細かいメッシュを通ることにより事前フィルタリングを受けて、分離プロセスを支援する。完全に消化された水／汚物／廃棄物は、脱水タンク３００内で硫化水素脱硫洗浄又はスイートニングを受けることもできる。そして、凝固剤を添加して、完全に消化された水／汚物／廃棄物内に懸濁した固形物を凝集させ、それにより、固形物は脱水タンク３００の底に沈み、それにより、上層をきれいな「再利用可能」排水又は液体にし、これは、ミキサー供給ポンプ１３４Ｂを用いてチョッパーユニット１０６に再循環される。再利用可能排水中の微生物は、原料として使用することもできるため、ノード７での貯蔵のために、重力により液タンク１２６に供給することもできる。

脱水タンク３００の底に沈む固形物は、有機肥料の高濃度化層を形成する。脱水ユニット１１４の電気モータ３０４は、コンベア管３０２内に配置されたシャフトレススクリューコンベアを回転させて、その有機固形肥料の高濃度化層を、コンベア管３０２を通して上に輸送し、そしてコンベア管３０２の上端部に配置されたスパウト３０６を通して外部に輸送し、積み込みプラットフォーム１４２のスパウトの下に配置された箱に落ちる。その箱に集められた固形肥料又はマルチは、好ましくは、そのプロセスの結果として７５〜８５％乾燥される。そして、結果として消化プロセスによりお生成される固形及び液体肥料は、好ましくは、病原菌を有さない。

Ｃ．モジュール式構成
２つのみのコンテナ１０２及び１０４が上で開示された装置及び方法の例示的な実施形態に関して考察されたが、ＲＥＭ装置１００の構成要素１０６〜１２８は、特定の用途に合わせるために必要な数の異なるコンテナ１０２に分けることができる。例えば、処理コンテナは、チョッパーユニット１０６、緩衝タンク１０８、脱水ユニット１１４、及びＥＣＵ１１８を収容することができ、消化コンテナは、小型貯蔵タンク１１０、大型貯蔵タンク１１２、及びガス洗浄機１１４を収容することができ、ＣＨＰコンテナは、バイオガスエンジン１２２を収容することができ、液貯蔵コンテナは、１つ又は複数の液貯蔵タンク１２６を収容することができ、ガス貯蔵コンテナは１つ又は複数のガス貯蔵タンク１２０を収容することができる。その構成では、処理コンテナは汚物／廃棄物及び水／汚物／廃棄物のすべてを処理し、嫌気性消化プロセスの後、消化コンテナは、低温殺菌又は好温嫌気性消化、中温嫌気性消化、及びバイオガス洗浄を実行し、ガス貯蔵コンテナは、バイオガス貯蔵のすべてを実行する。それにより、１つ又は複数の消化コンテナは、処理コンテナの処理能力及び／又はガス貯蔵コンテナの貯蔵能力に達するまで、処理コンテナ及びガス貯蔵コンテナに追加することができる。したがって、それらのコンテナは、好ましくは、標準の配管１３６Ａ〜１３６Ｃ及び配線１３８（例えば、既製の配管部及び配線ハーネス）を使用して相互接続して、モジュール式で接続できるようにし、それにより、略あらゆるスループット要件に合うように、ＲＥＭ装置１００を拡張できるようにする。

より具体的な例として、各処理コンテナ内のチョッパーユニット１０６が１時間当たり０．５メートルトンの廃棄物／汚物を処理可能な場合、６メートルトンの廃棄物／汚物を１日８時間で処理したいユーザは、２つの処理コンテナを取得し、協働するようにそれらのコンテナを構成することができ、それにより、そのユーザがその量の廃棄物／汚物を６時間期間で処理できるようにする。同様に、２つの処理コンテナを提供して、２４メートルトンの廃棄物／汚物を２４時間期間で処理することができる。それらの２つの処理コンテナを次に、上述した標準配管１３６Ａ〜１３６Ｃ及び配線１３８を使用して、デイジーチェイン構成で対応する数の消化コンテナに接続することができる。

嫌気性消化プロセスは通常、廃棄物／汚物と希釈液（例えば、飲料水又は再利用可能排水）との比率約１：４を必要とするため、６メートルトンの廃棄物／汚物を１日で処理すると、約３０トンの水／廃棄物／汚物混合物が生成される（６メートルトンの廃棄物／マルチ＋（４×６）メートルトンの希釈液＝３０メートルトンの水／廃棄物／汚物混合物）。そして、大型貯蔵タンク１１０内の希釈プロセスは、約２１日かかるため、廃棄物／汚物を１日６メートルトンの速度で処理できるようにするには、約６３０メートルトン（約６３０ｍ^３）の貯蔵が必要になる（３０メートルトン／日×２１日／消化サイクル＝６３０メートルトン／消化サイクル）。したがって、図８に示されるように、４つの１，８００ｌの小型貯蔵タンクと、２つの１４，０００ｌの大型消化タンク１１２とをそれぞれ有する１２の消化コンテナが、３０メートルトンの水／廃棄物／汚物混合物をその２１日期間で消化するために必要である。

その１日当たり６トンの解決策は、５５〜６０％がメタンの６００ｍ^３のバイオガスを生成すると推定される。そのような大容量プロセスでは、これもまた図８に示されるように、そのバイオガスを貯蔵するために、２つのガス貯蔵コンテナを提供する必要があり、そのバイオガスを熱及び／又は電気に変換するために、少なくとも２つのＣＨＰコンテナが必要である。好ましくは、少なくとも３つのバイオガスエンジン１２２が、２つのＣＨＰコンテナの間に提供され、それにより、２つのバイオガスエンジン１２２を使用してバイオガスを燃焼することができ、第３のバイオエンジンを予備として使用することができる。

その１日当たり６トンの構成では、嫌気性消化が完了した後、完全に消化された水／汚物／廃棄物から除去された再使用可能排水を貯蔵するために、２つの液貯蔵コンテナも必要である。再使用可能排水が除去された後、完全に消化された水／汚物／廃棄物から生成された固形肥料を貯蔵するために、マルチ貯蔵コンテナも提供し得る。追加のコンテナも図８に示される。

上述した処理コンテナ、消化コンテナ、ＣＨＰコンテナ、液貯蔵コンテナ、ガス貯蔵コンテナ、及びマルチ貯蔵コンテナのそれぞれは、好ましくは、標準の２０フィートコンテナである。より高い能力の処理が必要な場合、４０フィートコンテナを使用することもできる。そして、４０フィートコンテナが適さない場合、必要な容量に合わせるために、モジュール式カスタムコンテナを使用することができる。カスタムコンテナは既製絶縁コンクリート又は金属パネルから現場で組み立てることができる。カスタムコンテナは、既製のパネルを一緒にワイヤー締め又はボルト締めすることにより、現場で注がれたコンクリートスラブの上に立てることができる。カスタムコンテナは正方形であることができ、円形の縁部を有することができ、ドーム形屋根又は他の任意の適した構成を有することができる。

大型貯蔵タンク１１２は、必要であれば、略同様に形成することができる。例として、２４メートルトンの廃棄物／汚物を１日で処理したい場合、上述したように形成された３つのカスタム大型貯蔵タンク１１２を有する２つの処理コンテナを提供することができる−２つは、消化プロセス中の水／廃棄物／汚物の貯蔵するためのものであり、１つはその他の大型貯蔵タンクのうちの一方に問題が発生した場合／とき、その混合物を保持するためのものである。

本発明の処理コンテナ、消化コンテナ、ＣＨＰコンテナ、液コンテナ、ガス貯蔵コンテナ、及びマルチ貯蔵コンテナをモジュール式にすることにより、略あらゆる用途に合うように、ＲＥＭ装置１００をそれらのコンテナから組み立てることができる。したがって、用途毎に新しく異なる廃棄物処理プラントを構築する必要がなく、本発明のＲＥＭ装置１００を合うようなサイズにすることができる。さらに、処理コンテナ内の構成要素１０５〜１１４及びＣＨＰコンテナ内のバイオガスエンジン１２２を、小型貯蔵タンク１１０、大型貯蔵タンク１１２、及びガス貯蔵タンク１２０から分離することにより、それらのタンク内で生成され、且つ／又は貯蔵されるバイオガスに偶然に点火する潜在的な危険性が回避される。

Ｄ．概要
まとめると、本発明は、持続可能なエネルギー源を提供しながら、廃棄物廃棄問題に対する新規の解決策を提供する。本発明が設置された後、ユーザする必要があるのは、廃棄物を装置に積み込むことだけであり、システムは廃棄物を処理して、熱、バイオガス、電気、及び肥料を生成する。そして、わずか数週間の使用後、ユーザは電気の連続供給を有することになる。本発明は、少なくとも以下の利点を提供する：１）１年中、馬糞から発電し、２）腐敗性廃棄物を湯及び／又は熱に変換し、３）廃棄コスト、見苦しい汚物堆積、及び臭う腐敗性システムをなくし、４）固形及び液体肥料を含む有用な副産物を生成する。

ＲＥＭ装置１００は、汚物／廃棄物の毎日の供給を除き、介入を必要としない自動プラントである。図１Ａ〜図１Ｅの実施形態は、１日当たり４００ｋｇの汚物／廃棄物（例えば、原料）を処理可能であり、これは１５日にわたって消化されて、ＰＡＳ１１０の品質プロトコルを満たすか、又は超える約２，０００ｌのバイオガス及び低温殺菌マルチ生成物を生成する。再利用可能排水又は液も、その品質プロトコルを満たすか、又は超える。ＲＥＭ装置１００は、関連するＨＡＣＣＰ内であり、Ｕ．Ｓ．ＥＰＡ規制（例えば、４０Ｃ．Ｆ．Ｒ．５０３．３２）に準拠する温度及び時間で汚物／廃棄物を処理するようにも設計される。上述したように、ＥＣＵ１１８は、それらの温度及び時間を制御するようにプログラムされる。そして、構成要素１０６〜１２８の適切な分離は、欧州連合のＡＴＥＸ指示及びＤＳＥＡＲに準拠する必要に応じて提供される。

本発明の装置及び方法は特に、様々な種類の家畜の糞（例えば、馬、牛、豚、及び鶏の糞）；肉、血、及び他の食肉解体場廃棄物；庭及び農業の植物性廃棄物；食品の調理及び台所の廃棄物；廃棄／残留／腐敗した食品；並びに腐敗性タンク内容物を含むが、これらに限定されない有機廃棄物及び腐敗性廃棄物等の廃棄物／汚物の処理に特に適する。その汚物／廃棄物は、嫌気性消化プロセスで微生物の混合を用いて消化されて、バイオガス（例えば、メタン及び二酸化炭素）を生成し、そのプロセス後の汚物／廃棄物の残りは、乾燥マルチと、液体肥料とに分離される。バイオガスは、ＣＨＰユニット内で燃焼して、熱及び電力を生成することができ、マルチは動物の寝床として使用することができ、液体肥料は、土壌に戻して、栄養分及び肥沃度を増大させるために使用することができる。さらに、ＣＨＰを用いて生成される余剰電気は、ナショナルグリッドに販売することができる。

上記説明及び図面は、本発明の原理の単なる例示としてみなされるべきである。本発明は、様々な形状及びサイズに構成し得、好ましい実施形態に限定されることを意図されない。本発明の多くの適用例を当業者は容易に思いつくであろう。例えば、ミキサー１３８は、空気ノズルではなく回転機械式撹拌装置を備えてもよく、バイオガスエンジン１２２は、ＣＨＰではなくバイオガス生成機であってもよい。したがって、開示さる特定の例又は図示され説明される厳密な構造及び動作への本発明の限定は望まれない。むしろ、本発明の範囲内にあるすべての適した変更及び均等物を採用し得る。

Claims (24)

1. 再生可能エネルギーマイクロ発見装置であって、
   可搬性処理コンテナであって、
   破棄物を液体と混合する混合タンク、
   前記混合タンクと流通し、前記廃棄物を軟化させてより小さな個片にするように構成される軟化ポンプ、
   前記混合タンクと流通し、前記廃棄物に対して少なくとも１回の低温殺菌好熱嫌気性消化を実行するように構成される複数の小型貯蔵タンク、
   前記複数の小型貯蔵タンクと流通し、前記廃棄物に対して少なくとも１回の低温殺菌好熱嫌気性消化を実行した後、前記廃棄物に対して中温嫌気性消化を実行するように構成される大型貯蔵タンク、及び
   前記大型貯蔵タンクと流通し、前記廃棄物に対して中温嫌気性消化が実行された後、前記廃棄物の残りを乾燥させるように構成される脱水ユニット
   を備える、可搬性処理コンテナと、
   前記廃棄物が前記混合タンクに積み込まれた後、ユーザが中温嫌気性消化を実行するあらゆる作業を完了する必要がないように、前記混合タンク、前記複数の小型貯蔵タンク、前記大型貯蔵タンク、及び前記脱水ユニットの間の前記廃棄物の流れを自動化するコントローラと、
   前記中温嫌気性消化により発生するバイオガスを貯蔵するように構成されるガス貯蔵タンクを備える可搬性ガス貯蔵コンテナと、
   を備え、
   前記可搬性処理コンテナ及び前記可搬性ガス貯蔵コンテナは、現場に輸送され、互いに流通するように構成され、それにより、前記ガス貯蔵タンクは、現場で前記処理コンテナ内での中温嫌気性消化により生成されるバイオガスを貯蔵することができる、装置。
2. 前記ガス貯蔵タンクと流通し、前記バイオガスを電気及び熱のうちの少なくとも一方に変換するバイオガスエンジンをさらに備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記ガス貯蔵タンク及び前記バイオガスエンジンと流通し、前記バイオガスを処理し、前記バイオガスエンジンにより燃料として使用されるように精製するように構成されるガス洗浄機をさらに備える、請求項２に記載の装置。
4. 前記ガス貯蔵タンクと流通し、過剰バイオガスを安全に焼き尽くすように構成されるフレアをさらに備える、請求項１に記載の装置。
5. 前記混合タンク及び前記小型貯蔵タンクと流通し、前記廃棄物が前記小型貯蔵タンクに達する前に、前記廃棄物を事前加熱するように構成される緩衝タンクをさらに備える、請求項１に記載の装置。
6. 前記緩衝タンクは、前記廃棄物を事前加熱する熱交換器を含む、請求項５に記載の装置。
7. 前記小型貯蔵タンクのそれぞれは、前記廃棄物を事前加熱された温度からより暖かい温度に加熱するように構成されるヒータを含む、請求項６に記載の装置。
8. 前記熱交換器は、前記小型貯蔵タンクと前記大型貯蔵タンクと流通し、
   前記緩衝タンク内の前記廃棄物は、前記より暖かい温度の廃棄物が前記小型貯蔵タンクから前記大型貯蔵タンクに移動する際に、前記より暖かい温度の廃棄物により加熱される、請求項７に記載の装置。
9. 前記大型貯蔵タンク及び前記ガス貯蔵タンクのうちの少なくとも一方には、内部及び外部が形成され、
   前記脱水ユニットにより前記廃棄物から除去される液体は、前記内部と前記外部との間で渡されて、前記内部内に貯蔵された廃棄物及びバイオガスのうちの少なくとも一方を冷却する、請求項１に記載の装置。
10. 前記脱水ユニットにより前記廃棄物から除去される液体は、前記混合タンクに戻され、前記大型貯蔵タンク及び前記ガス貯蔵タンクのうちの少なくとも一方の前記内部と前記外部との間で渡される際に、廃棄物の新しいバッチと混合される、請求項９に記載の装置。
11. 前記廃棄物を受け取り、前記混合タンクにガイドするように構成されるホッパーをさらに備える、請求項１に記載の装置。
12. 前記脱水ユニットにより前記廃棄物から除去された液体を貯蔵する液タンクをさらに備える、請求項１に記載の装置。
13. 再生可能エネルギーマイクロ発電方法であって、
    可搬性処理コンテナ及び可搬性ガス貯蔵コンテナを現場に輸送するステップであって、前記可搬性処理コンテナは、内部に配置された混合タンク、軟化ポンプ、複数の小型貯蔵タンク、大型貯蔵タンク、脱水ユニット、及びコントローラを有し、前記可搬性ガス貯蔵タンクは、内部に配置されたガス貯蔵タンクを有する、輸送するステップと、
    前記混合タンク内で廃棄物を液体と混合するステップと、
    軟化ポンプを用いて前記廃棄物を軟化させて、より小さな個片にするステップと、
    前記複数の小型貯蔵タンクを用いて、前記廃棄物に対して低温殺菌及び好熱嫌気性消化のうちの少なくとも一方を実行するステップと、
    前記複数の小型貯蔵タンクを用いて、前記廃棄物に対して低温殺菌及び好熱嫌気性消化のうちの少なくとも一方を実行した後、大型貯蔵タンクを用いて前記廃棄物に対して中温嫌気性消化を実行するステップと、
    中温嫌気性消化が前記廃棄物に対して実行された後、前記脱水ユニットを用いて前記廃棄物の残りを乾燥させるステップと、
    前記ガス貯蔵タンク内に、前記中温嫌気性消化により生成されるバイオガスを貯蔵するステップと、
    前記廃棄物が前記混合タンクに積み込まれた後、ユーザが中温嫌気性消化を実行するあらゆる作業を完了する必要がないように、前記コントローラを用いて、前記混合タンク、前記複数の小型貯蔵タンク、前記大型貯蔵タンク、及び前記脱水ユニットの間の前記廃棄物の流れを自動化するステップと、
    を含む、方法。
14. バイオガスエンジンを用いて、前記バイオガスを電気及び熱のうちの少なくとも一方に変換するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記バイオガスを処理し、前記バイオガスエンジンにより燃料として使用されるように精製するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. フレアを用いて過剰バイオガスを焼き尽くすステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
17. 前記廃棄物が前記小型貯蔵タンクに配置される前に、緩衝タンク内で前記廃棄物を事前加熱するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
18. 前記廃棄物を事前加熱するステップは、前記緩衝タンク内に配置された熱交換器を用いて実行される、請求項１７に記載の方法。
19. 前記廃棄物に対して低温殺菌及び好熱嫌気性消化のうちの少なくとも一方を実行するステップは、前記廃棄物を事前加熱された温度からより暖かい温度に加熱することを含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記熱交換器を用いて前記廃棄物を事前加熱するステップは、前記より暖かい温度の廃棄物が前記小型貯蔵タンクから前記大型貯蔵タンクに移動する際に、前記より暖かい温度の廃棄物を前記熱交換器に通すことを含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記大型貯蔵タンク及び前記ガス貯蔵タンクのうちの少なくとも一方には、内部及び外部が形成され、
    前記方法は、前記脱水ユニットにより前記廃棄物から除去される液体を前記内部と前記外部との間に通して、前記内部内に貯蔵された廃棄物及びバイオガスのうちの少なくとも一方を冷却するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
22. 前記廃棄物から除去される液体を前記内部に通すステップは、その液体を前記混合タンクに戻して、廃棄物の新しいバッチと混合する間に実行される、請求項２１に記載の方法。
23. ホッパーを用いて、前記廃棄物を前記混合タンク内にガイドするステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
24. 液タンク内に、前記脱水ユニットにより前記廃棄物から除去された液体を貯蔵するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。