JP2016221509A - Agitator, methane fermentation apparatus, and biomass treatment system - Google Patents

Agitator, methane fermentation apparatus, and biomass treatment system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a methane fermentation apparatus which can uniformly agitate biomass with electric power as little as possible.SOLUTION: A methane fermentation apparatus 121 includes: agitation plates 23, 53 which agitate biomass in fermentation tanks 21, 51; guide means which are arranged on the agitation plates 23, 53, and the fermentation tanks 21, 51, and guide the agitation plates 23, 53 between a bottom part and an upper part of the agitation tanks 21, 51; chains 25, 55 which connect the agitation plates 23, 53 and counter weights 24, 50; driven shafts 34, 64 and drive shafts 35, 65 respectively having sprockets 36, 37, 66, 67 on which the chains are wound; and a motor 26 which rotates the drive shafts 35, 65.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、バイオマスを攪拌してメタン発酵させるのに適した攪拌装置、これを用いたメタン発酵装置及びこれを備えるバイオマス処理システムに関する。   The present invention relates to a stirring device suitable for stirring biomass and subjecting it to methane fermentation, a methane fermentation device using the same, and a biomass processing system including the same.

従来、このようなメタン発酵装置として、バイオマスが供給されてメタン発酵が行われる発酵槽と、発酵槽内に配置された多数の多孔ディスクと、多孔ディスクを昇降させる駆動装置とを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の装置では、多孔ディスクの昇降は、多孔ディスクが固定されたシャフトを上下動させることにより行われる。   Conventionally, such a methane fermentation apparatus includes a fermenter in which biomass is supplied and methane fermentation is performed, a number of perforated disks arranged in the fermenter, and a drive device that raises and lowers the perforated disk. It is known (see, for example, Patent Document 1). In the apparatus of Patent Document 1, the porous disk is moved up and down by moving a shaft on which the porous disk is fixed up and down.

また、バイオマスなどの液体を攪拌する装置として、中央付近に複数の小孔が設けられた攪拌プレートを昇降させるものが知られている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2の攪拌装置では、攪拌プレートの昇降は、攪拌プレートが先端に固定されたシャフトを上下動させることにより行われる。   In addition, as an apparatus for stirring a liquid such as biomass, an apparatus that lifts and lowers a stirring plate provided with a plurality of small holes near the center is known (for example, see Patent Document 2). In the stirring device of Patent Document 2, the stirring plate is moved up and down by vertically moving a shaft having the stirring plate fixed to the tip.

また、別の攪拌装置として、剛性キャップを、その下側に気体を断続的に供給することにより昇降させて液体を攪拌する装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。特許文献3の装置では、剛性キャップの重量と平衡するカウンタウェイトが用いられ、剛性キャップの昇降を、気体の浮力を利用して行うことができるようにしている。   Another known stirring device is a device that stirs a liquid by raising and lowering a rigid cap by intermittently supplying gas to the lower side thereof (see, for example, Patent Document 3). In the apparatus of Patent Document 3, a counterweight that balances the weight of the rigid cap is used, and the rigid cap can be lifted and lowered by using the buoyancy of gas.

一方、バイオマス処理システムとしては、発酵槽を直方体の筐体内にゴムまたは合成樹脂製薄膜を袋状に配設してなり、直方体の寸法を道路運送法に制約された寸法としてトレーラで移動可能としたものが知られている(下記特許文献4 [0034]参照)。   On the other hand, as a biomass processing system, the fermenter is arranged in a bag with a rubber or synthetic resin thin film in a rectangular parallelepiped housing, and the size of the rectangular parallelepiped can be moved by a trailer as a size restricted by the road transportation method. (See Patent Document 4 [0034] below).

特許第2939095号公報Japanese Patent No. 2939095 特開昭63−104638号公報JP 63-104638 A 特許第3774368号公報Japanese Patent No. 3774368 特開2006−320894号公報JP 2006-320894 A

しかしながら、上記特許文献1や特許文献2の装置によれば、多孔ディスクや攪拌プレートが固定されたシャフトをモータ等で上下動させることにより多孔ディスクや攪拌プレートを昇降させるようにしているので、比較的大きな電力を必要とする。   However, according to the devices of Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, the porous disk and the stirring plate are moved up and down by moving the shaft on which the porous disk and the stirring plate are fixed with a motor or the like. Large power is required.

また、特許文献3の攪拌装置は、曝気して攪拌するものであるため、そのままでは、嫌気性発酵であるメタン発酵には適用できない。また、気体を剛性キャップの下に供給する機構が必要となるので、装置構成が複雑である。また、剛性キャップは、ケーブルで吊り下げられているので、昇降時に横方向に移動し、均一な攪拌を行うことができないおそれがある。   Moreover, since the stirring apparatus of patent document 3 aerates and stirs, it cannot apply to methane fermentation which is anaerobic fermentation as it is. Further, since a mechanism for supplying gas under the rigid cap is required, the apparatus configuration is complicated. Moreover, since the rigid cap is suspended by the cable, it may move in the lateral direction during lifting and lowering and may not be able to perform uniform stirring.

また、従来のバイオマス処理システムでは、発酵槽の大きさがその筐体の寸法上の制約を受けるため、システム全体を大型化することが困難である。一方で、当該従来のバイオマス処理システムを併設することで、バイオマスの発酵処理量を増大させることも考えられるが、重複する設備が増大して装置構成が複雑となり、現実的でない。   Moreover, in the conventional biomass processing system, since the magnitude | size of a fermenter receives the restrictions on the dimension of the housing | casing, it is difficult to enlarge the whole system. On the other hand, it is conceivable to increase the amount of biomass fermentation processing by providing the conventional biomass processing system, but the number of overlapping facilities increases and the apparatus configuration becomes complicated, which is not realistic.

本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、極力少ない電力でバイオマスを均一に攪拌できる攪拌装置及びこれを用いたメタン発酵装置を提供するとともに、簡易な構成でシステム全体の大型化に対応することができるバイオマス処理システムを提供することにある。   The object of the present invention is to provide a stirrer that can uniformly stir biomass with as little power as possible and a methane fermentation apparatus using the stirrer, and to increase the size of the entire system with a simple configuration. It is in providing the biomass processing system which can respond.

本発明の攪拌装置は、攪拌対象となる液状物が供給される攪拌槽と、前記攪拌槽の水平断面形状に適合した形状を有し、該攪拌槽内で昇降されて前記液状物を攪拌する攪拌板と、前記攪拌板を、板面が鉛直方向に向いた姿勢で前記攪拌槽の底部と上部との間で昇降方向に移動し得るように案内する案内手段と、前記攪拌板の重量を相殺するためのカウンタウェイトと、前記昇降方向に案内された攪拌板の所定位置に一端が固定され、他端が前記カウンタウェイトに固定される所定長さのチェーン又はベルトと、前記所定位置の上方で前記チェーン又はベルトの前記一端側が掛けられて前記攪拌板を吊り下げるスプロケット又はプーリを有する従動軸と、前記従動軸と前記カウンタウェイトとの間に介在し、前記チェーン又はベルトの前記他端側が掛けられて前記カウンタウェイトを吊り下げるスプロケット又はプーリが固定される駆動軸と、前記駆動軸を回転させることにより前記攪拌板を昇降させるモータとを備えることを特徴とする。   The stirrer of the present invention has a stirring tank to which a liquid material to be stirred is supplied and a shape suitable for the horizontal cross-sectional shape of the stirring tank, and is stirred up and down in the stirring tank to stir the liquid material A stirring plate, guide means for guiding the stirring plate so that the plate surface can move in the vertical direction between the bottom and the top of the stirring tank in a posture in which the plate surface faces in the vertical direction, and the weight of the stirring plate A counterweight for offsetting, a chain or belt of a predetermined length whose one end is fixed to a predetermined position of the stirring plate guided in the up-and-down direction and the other end is fixed to the counterweight, and above the predetermined position The chain or belt is interposed between the driven shaft having a sprocket or pulley on which one end side of the chain or belt is suspended to suspend the stirring plate, and the other end of the chain or belt. Characterized in that it comprises a motor for elevating the mixing plate by the a drive shaft sprocket or pulley suspending the counterweight hung is fixed, to rotate the drive shaft.

本発明において、攪拌板は、チェーン又はベルトにより従動軸のスプロケット又はプーリから吊り下げられ、カウンタウェイトは、チェーン又はベルトにより駆動軸のスプロケット又はプーリから吊り下げられる。これにより、攪拌板の全部又は一部の重量がカウンタウェイトにより相殺される。そして、攪拌槽に供給された液状物を攪拌する際には、カウンタウェイト及びモータにより攪拌板が昇降される。   In the present invention, the stirring plate is suspended from the sprocket or pulley of the driven shaft by a chain or belt, and the counterweight is suspended from the sprocket or pulley of the drive shaft by the chain or belt. Thereby, the weight of all or part of the stirring plate is offset by the counterweight. And when stirring the liquid substance supplied to the stirring tank, a stirring plate is raised / lowered by a counterweight and a motor.

例えば、攪拌板を上昇させる場合には、モータの駆動力とカウンタウェイトの重力によって攪拌板に上方への力が付与される。攪拌板を下降させる場合には、モータを駆動させることなく自由に回転し得る状態(モータのブレーキを開放した状態)とし、カウンタウェイトより重い攪拌板の自重によって下降が行われる。したがって、この場合、攪拌板の下降時におけるモータの駆動が不要な分だけ省電力化を図ることができる。   For example, when the stirring plate is raised, an upward force is applied to the stirring plate by the driving force of the motor and the gravity of the counterweight. When the stirring plate is lowered, the stirring plate is brought into a state where it can freely rotate without driving the motor (the brake of the motor is released), and the stirring plate is lowered by its own weight, which is heavier than the counterweight. Therefore, in this case, power can be saved by the amount that driving of the motor is not required when the stirring plate is lowered.

攪拌板が下降するとき、カウンタウェイトは上昇して後述のウェイト昇降槽の上部に達し、攪拌板は下降して攪拌槽の下部に達する。この間、攪拌板は、板面が鉛直方向に向いた姿勢で昇降し得るように案内されているので、その水平方向に沿った姿勢を良好に保ちながら下降する。   When the stirring plate descends, the counter weight rises and reaches the upper part of the weight lifting tank described later, and the stirring plate descends and reaches the lower part of the stirring tank. During this time, the stirring plate is guided so that the plate surface can be moved up and down in a posture in which the plate surface is oriented in the vertical direction, and thus the stirring plate is lowered while maintaining a good posture in the horizontal direction.

攪拌板が上昇するとき、カウンタウェイトは下降してウェイト昇降槽の下部に達し、攪拌板は上昇して攪拌槽の上部に達する。このときも同様に、攪拌板は、その水平方向に沿った姿勢を良好に保ちながら上昇する。このようにして、攪拌板が攪拌槽の上部と下部の間を繰り返し往復する。   When the stirring plate rises, the counterweight descends and reaches the lower part of the weight lifting tank, and the stirring plate rises and reaches the upper part of the stirring tank. Similarly, at this time, the stirring plate rises while maintaining a good posture along the horizontal direction. In this way, the stirring plate repeatedly reciprocates between the upper part and the lower part of the stirring tank.

この間、攪拌板の昇降方向への移動に際し、液状物の一部分は攪拌板の板材により移動方向に押され、他の部分は攪拌板の孔又は攪拌板の外周と攪拌槽のとの間を通り抜ける。これにより、液状物は、攪拌板によって均一に攪拌される。したがって、本発明によれば、液状物を少ない電力で均一に攪拌することができる。   During this time, when the stirring plate moves in the up and down direction, a part of the liquid is pushed in the moving direction by the plate material of the stirring plate, and the other part passes between the hole of the stirring plate or the outer periphery of the stirring plate and the stirring tank. . Thereby, the liquid material is uniformly stirred by the stirring plate. Therefore, according to the present invention, the liquid material can be uniformly stirred with a small amount of electric power.

本発明において、前記攪拌槽の外側に隣接し、前記カウンタウェイトが昇降するための空間を形成するウェイト昇降槽と、前記攪拌槽及び前記ウェイト昇降槽の内部空間を含む1つの密閉空間を構成するように該攪拌槽及び該ウェイト昇降槽を閉塞する閉塞部材とを備え、前記密閉空間内に前記攪拌板、前記カウンタウェイト、前記チェーン又はベルト、前記スプロケット又はプーリ、前記従動軸及び前記駆動軸が位置し、該密閉空間の外側に前記モータが位置するのが好ましい。   In the present invention, a weight raising / lowering tank that is adjacent to the outside of the stirring tank and forms a space for the counterweight to move up and down, and one sealed space including an inner space of the stirring tank and the weight lifting tank are configured. The stirring tank and the closing member for closing the weight raising / lowering tank, and the stirring plate, the counter weight, the chain or belt, the sprocket or pulley, the driven shaft, and the drive shaft in the sealed space. It is preferable that the motor is located outside the sealed space.

これによれば、液状物の撹拌が密閉空間内で行われるので、本発明をバイオマスのメタン発酵に適用した場合、効率的なメタン発酵により発生するガスが周囲環境に流出するのを防止するとともに、モータの駆動に起因してメタンガスが発火するのを防止することができる。   According to this, since the stirring of the liquid material is performed in a sealed space, when the present invention is applied to biomass methane fermentation, gas generated by efficient methane fermentation is prevented from flowing out to the surrounding environment. The methane gas can be prevented from igniting due to the driving of the motor.

また、本発明において、前記案内手段は、前記攪拌板の中央部で昇降方向に貫通した案内孔を形成している攪拌板側ガイド部と、前記攪拌槽の中央部で昇降方向に前記案内孔を通って延在する攪拌槽側ガイド部とを備え、前記攪拌板側ガイド部及び前記攪拌槽側ガイド部は、前記攪拌板を併進移動させながら前記攪拌板の案内を行うように構成され、前記チェーン又はベルトの一端は、前記攪拌板側ガイド部に固定されていてもよい。   Further, in the present invention, the guide means includes a stirring plate side guide portion that forms a guide hole penetrating in a vertical direction at a central portion of the stirring plate, and a guide hole in the vertical direction at a central portion of the stirring tank. A stirring vessel side guide portion extending through, the stirring plate side guide portion and the stirring vessel side guide portion are configured to guide the stirring plate while moving the stirring plate in parallel, One end of the chain or belt may be fixed to the stirring plate side guide portion.

これによれば、1本のチェーン又はベルトを用いた場合でも、攪拌板を昇降方向に安定して併進移動させながら、液状物の攪拌を行うことができる。したがって、装置をより簡便かつコンパクトに構成することができる。   According to this, even when a single chain or belt is used, the liquid material can be stirred while stably moving the stirring plate in the up-and-down direction. Therefore, the apparatus can be configured more simply and compactly.

また、本発明において、前記案内手段は、前記攪拌板の周縁の複数個所に設けられ、該攪拌板を昇降方向に案内するための攪拌板側案内部材と、前記攪拌槽の内壁の各攪拌板側案内部材に対応する位置に該攪拌槽の底部から上部にわたって設けられ、該攪拌板側案内部材と協働して前記攪拌板の案内を行う攪拌槽側案内部材とを備えてもよい。   In the present invention, the guide means is provided at a plurality of locations on the periphery of the stirring plate, and a stirring plate-side guide member for guiding the stirring plate in the up-and-down direction, and each stirring plate on the inner wall of the stirring tank There may be provided a stirring tank side guide member provided at a position corresponding to the side guide member from the bottom to the top of the stirring tank and guiding the stirring plate in cooperation with the stirring plate side guide member.

これによれば、攪拌板と攪拌槽との間の隙間を狭く構成する場合においても、撹拌板の案内を簡便な構成により、安定した姿勢で行うことができる。   According to this, even when the gap between the stirring plate and the stirring vessel is configured to be narrow, the stirring plate can be guided in a stable posture with a simple configuration.

この場合、前記チェーン又はベルトを2本備え、その各一端は、前記攪拌板に対して、その重心を通るライン上であって、該重心位置から等距離れた各位置にそれぞれ固定され、前記2本のチェーン又はベルトのそれぞれは、一端から他端まで前記ラインに垂直な同一の平面上に位置するのが好ましい。これによれば、昇降時の攪拌板の姿勢のバランスを良好に保ちながら、攪拌板の昇降をスムーズに行うことができる。   In this case, two chains or belts are provided, each one end of which is fixed to each position on the line passing through the center of gravity with respect to the stirring plate and equidistant from the position of the center of gravity. Each of the two chains or belts is preferably located on the same plane perpendicular to the line from one end to the other. According to this, the stirring plate can be smoothly raised and lowered while maintaining a good balance of the posture of the stirring plate during raising and lowering.

また、本発明において、前記カウンタウェイトの重量は、前記攪拌板の上昇又は下降のうちの一方が前記モータの駆動によらずに該攪拌又は該カウンタウェイトの自重により行われるように設定されているのが好ましい。これによれば、攪拌板の上昇又は下降時にモータの駆動を要しない分だけ、さらに省電力化を図ることができる。   In the present invention, the weight of the counterweight is set so that one of the rising and lowering of the stirring plate is performed by the stirring or the weight of the counterweight without driving the motor. Is preferred. According to this, power saving can be further achieved by the amount that does not require driving of the motor when the stirring plate is raised or lowered.

本発明のメタン発酵装置は、上述の攪拌装置を備え、該攪拌装置によりバイオマスを撹拌してメタン発酵させることによりメタンを含むガスを発生させることを特徴とする。これによれば、バイオマスの攪拌を攪拌板によって均一に行い、メタン発酵を攪拌槽内全体にわたって均一に促進し、効率的なメタン発酵を実現することができる。   The methane fermentation apparatus of the present invention includes the above-described stirring device, and is characterized in that a gas containing methane is generated by stirring the biomass with the stirring device and performing methane fermentation. According to this, biomass can be uniformly stirred by the stirring plate, methane fermentation can be uniformly promoted throughout the stirring tank, and efficient methane fermentation can be realized.

本発明のバイオマス処理システムは、バイオマスをメタン発酵させることによりメタンを含む発生ガスを発生させるバイオマス処理システムであって、前記バイオマスを貯留する原水タンクと、該原水タンクに貯留された該バイオマスを加水分解する加水分解槽と、雨水タンクと、太陽光温水パネルとをセットとして増設単位とした第1ユニットと、前記第1ユニットの加水分解槽に接続され、加水分解された前記バイオマスを発酵させる上述のメタン発酵装置と、該メタン発酵装置に接続されて該メタン発酵装置で発生した前記発生ガスの脱硫を行う脱硫装置とをセットとして増設単位とした第2ユニットと、前記第2ユニットの脱硫装置を介して供給される前記発生ガスを貯留する発生ガスタンクと、該ガスタンクに貯留された該発生ガスを分解するガス分解装置と、分解した分解ガスを再生資源にする再生装置とをセットとして増設単位とした第3ユニットと、前記第2ユニットのメタン発酵装置における前記バイオマスの発酵後の残渣である消化液を貯留する消化液タンクと、該消化液タンクに貯留された消化液を脱水する脱水装置と、脱水装置により脱水された残渣を固化させる固化装置とをセットとして増設単位とした第4ユニットと、食品残渣を原料として前記バイオマスを生成する破砕装置を増設単位とした前処理ユニットとを備え、前記第1ユニットと前記第2ユニットとが、前記バイオマスの処理工程に合わせて直線上に隣接して連結配列されると共に、前記第3ユニットと前記第4ユニットと前記前処理ユニットが、該第1ユニットおよび該第2ユニットと独立、かつ、複数の該第1ユニットおよび該第2ユニットに対応可能に構成され、前記第3ユニットの前記再生装置が、前記分解ガス中の水素を吸蔵する吸蔵装置および該吸蔵装置を用いた燃料電池と、該分解ガスを燃焼させるエンジンおよび該エンジンにより発電を行う発電機と、該分解ガス中の炭素成分を圧縮する圧縮機および該圧縮機により炭素充填を行なった充填物質とが併設されることを特徴とする。   The biomass processing system of the present invention is a biomass processing system that generates a generated gas containing methane by subjecting biomass to methane fermentation, and the raw water tank that stores the biomass and the biomass stored in the raw water tank are hydrolyzed. The above-mentioned fermentation unit that is connected to the hydrolysis tank of the first unit and the hydrolysis unit of the first unit, the hydrolysis unit to be decomposed, the rainwater tank, and the solar water hot water panel as a set, and fermenting the hydrolyzed biomass A second unit including an additional unit of a methane fermentation apparatus, a desulfurization apparatus connected to the methane fermentation apparatus and desulfurizing the generated gas generated in the methane fermentation apparatus, and a desulfurization apparatus of the second unit A generated gas tank for storing the generated gas supplied via the gas tank, and the generated gas stored in the gas tank. A third unit including a gas decomposition device for decomposing the gas and a regenerator using the decomposed cracked gas as a recyclable resource as a set, and a residue after fermentation of the biomass in the methane fermentation device of the second unit A fourth unit having a digestion fluid tank for storing digestive fluid, a dehydrating device for dewatering the digestive fluid stored in the digestive fluid tank, and a solidification device for solidifying the residue dehydrated by the dehydrating device as a set unit And a pretreatment unit having a crushing device that generates the biomass using food residue as a raw material as an expansion unit, and the first unit and the second unit are adjacent on a straight line in accordance with the biomass treatment process And the third unit, the fourth unit, and the pre-processing unit are connected to the first unit and the second unit. The regenerator of the third unit uses an occlusion device that occludes hydrogen in the cracked gas and the occlusion device. The occlusion device is configured to support a plurality of the first unit and the second unit. A fuel cell, an engine that burns the cracked gas, a generator that generates electric power by the engine, a compressor that compresses a carbon component in the cracked gas, and a filling material that is filled with carbon by the compressor are provided side by side It is characterized by that.

本発明のバイオマス処理システムによれば、加水分解により発酵に適したように調整されたバイオマスを続けてメタン発酵装置に供給するため、加水分解槽とメタン発酵装置とはバイオマスの発酵処理上隣接して設けることが望ましいところ、第1ユニットおよび第2ユニットを直線上に一体に構成することでこれを実現することができる。   According to the biomass processing system of the present invention, since the biomass adjusted to be suitable for fermentation by hydrolysis is continuously supplied to the methane fermentation apparatus, the hydrolysis tank and the methane fermentation apparatus are adjacent to each other in the biomass fermentation process. However, it is desirable to provide the first unit and the second unit integrally on a straight line.

さらに、一体を成す第1ユニットおよび第2ユニットは、これを複数併設することで、システム全体をバイオマスの発酵処理量に応じて大型化することができる。   Furthermore, by arranging a plurality of the first unit and the second unit that are integrated, the entire system can be enlarged according to the amount of biomass fermentation.

ここで、一体を成す第1ユニットおよび第2ユニットを複数併設した場合でも、各第2ユニットに接続される第3ユニットは、第1ユニットおよび第2ユニットと独立であるため、配置に自由度を持たせることができる。さらに、第3ユニットは、一体を成す複数の第1ユニットおよび第2ユニットに対応可能に構成されることから、第3ユニットを共通化して装置構成が複雑化することもない。   Here, even when a plurality of integrated first and second units are provided, the third unit connected to each second unit is independent of the first unit and the second unit, and thus the degree of freedom in arrangement. Can be given. Furthermore, since the third unit is configured to be compatible with a plurality of first and second units that are integrated, the third unit is made common and the apparatus configuration is not complicated.

このように、本発明のバイオマス処理システムによれば、簡易な構成でシステム全体の大型化に対応することができる。   Thus, according to the biomass processing system of this invention, it can respond to the enlargement of the whole system with a simple structure.

また、バイオマスの原料を生成する前処理ユニットを第1ユニットおよび第2ユニットとは独立に構成することで、例えば、食品残渣を回収した廃棄物処理業者は、かかる前処理ユニットを用いて、従来、廃棄物として廃棄処分されていた食品残渣からメタン発酵の原料となるバイオマスを大量に生成することができ、簡易な構成でシステム全体の大型化に対応することができる。   In addition, by configuring the pretreatment unit that generates the raw material of biomass independently from the first unit and the second unit, for example, a waste disposal contractor that collects food residues can use a conventional pretreatment unit. In addition, a large amount of biomass as a raw material for methane fermentation can be generated from food residues that have been disposed of as waste, and the entire system can be increased in size with a simple configuration.

また、本発明のバイオマス処理システムによれば、前提として、バイオマス処理システムを構成する各構成要素を、増設単位毎に各ユニットとすることで、各ユニットを個別に独立した単位として取り扱うことができ、一部のユニットのみを増設することができると共に、増設しないユニットを増設したユニットとの間で共用することができる。   Moreover, according to the biomass processing system of the present invention, as a premise, each component constituting the biomass processing system can be handled as an independent unit by making each unit for each additional unit. Only a part of the units can be added, and a unit not added can be shared with the added units.

ここで、一体を成す第1ユニットおよび第2ユニットを複数併設した場合には、複数のメタン発酵装置から脱硫装置を介して供給される発生ガスを第3ユニットのガス分解装置によりすべて分解処理する必要が生じる。同様に、一体を成す第1ユニットおよび第2ユニットを複数併設した場合には、複数の発酵槽の消化液を第4ユニットですべて処理する必要が生じる。   Here, when a plurality of integrated first and second units are provided, all of the generated gas supplied from the plurality of methane fermentation apparatuses via the desulfurization apparatus is decomposed by the gas decomposition apparatus of the third unit. Need arises. Similarly, in the case where a plurality of the first unit and the second unit that are integrated with each other are provided, it is necessary to process all the digestive juices of the plurality of fermenters in the fourth unit.

そこで、発生ガスを一時的に貯留する発生ガスタンクを第3ユニットに設けることで、第3ユニットを共用として、複数の第1ユニットおよび第2ユニットに対応可能に構成することができる。   Therefore, by providing the third unit with a generated gas tank that temporarily stores the generated gas, the third unit can be shared, and a plurality of first units and second units can be accommodated.

同様に、消化液を一時的に貯留する消化液タンクを第4ユニットに設けることで、第4ユニットを共用として、複数の第1ユニットおよび第2ユニットに対応可能に構成することができる。   Similarly, by providing the fourth unit with a digestive fluid tank that temporarily stores digestive fluid, the fourth unit can be shared, and a plurality of first units and second units can be accommodated.

一方、第1ユニットおよび第2ユニットを更に増設した場合には、発生ガスタンクが一杯になってしまうことが考えられるが、ガス分解装置により連続的に分解処理すると共に、分解の結果発生する分解ガス(水素)に対しても、上記のように、再生装置として、分解ガス中の水素を吸蔵する吸蔵装置および該吸蔵装置を用いた燃料電池と、該分解ガスを燃焼させるエンジンおよび該エンジンにより発電を行う発電機とが併設されているため、相互に補完による分解ガスの最終処理が可能となっている。   On the other hand, when the first unit and the second unit are further expanded, the generated gas tank may become full. However, the cracked gas generated as a result of the decomposition is continuously decomposed by the gas decomposition apparatus. Also for (hydrogen), as described above, as a regeneration device, an occlusion device that occludes hydrogen in cracked gas, a fuel cell using the occlusion device, an engine that burns the cracked gas, and power generation by the engine Since a generator that performs the process is also provided, the final treatment of the cracked gas can be performed by complementing each other.

これにより、第3ユニットを共用として、複数の第1ユニットおよび第2ユニットに対応可能に構成することができる。   Thereby, it can comprise so that a 3rd unit can be shared and it can respond to a some 1st unit and 2nd unit.

このように、本発明のバイオマス処理システムによれば、発生ガスタンクおよび併設された分解ガスの再生装置をバッファとして第3ユニットを共用することができると共に、消化液タンクをバッファとして第4ユニットを共用することができ、一体を成す第1ユニットおよび第2ユニットを複数併設する自由度を担保することができる。   As described above, according to the biomass processing system of the present invention, the third unit can be shared with the generated gas tank and the decomposed gas regenerating apparatus provided as a buffer, and the fourth unit can be shared with the digestive juice tank as a buffer. It is possible to secure a degree of freedom in which a plurality of first units and second units that are integrated with each other are provided.

本発明のバイオマス処理システムにおいて、前記第1ユニットおよび前記第2ユニットが一体または各々分割してトレーラに積載可能に構成されていてもよい。   In the biomass processing system of the present invention, the first unit and the second unit may be configured to be capable of being loaded on a trailer integrally or separately.

これによれば、一体を成す第1ユニットおよび第2ユニットを一体または各々分割してトレーラに積載可能に構成することで、実際に、第1ユニットおよび第2ユニットをバイオマスの発酵処理量に応じて併設することができ、システム全体の大型化に対応することが可能となる。   According to this, the 1st unit and 2nd unit which are united can be integrated or divided | segmented, respectively, and it is comprised so that it can load on a trailer. It is possible to cope with an increase in the size of the entire system.

本実施形態のメタン発酵装置が適用されるバイオマス処理システムの外観図である。It is an external view of the biomass processing system to which the methane fermentation apparatus of this embodiment is applied. 図1のバイオマス処理システムの全体構成を示すシステム構成図である。It is a system block diagram which shows the whole structure of the biomass processing system of FIG. 図1の第1ユニットおよび第2ユニットの具体的構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific structure of the 1st unit of FIG. 1, and a 2nd unit. 本実施形態のメタン発酵装置の構成を部分的に切り欠いて示す斜視図である。It is a perspective view which notches and shows the structure of the methane fermentation apparatus of this embodiment partially. 図4のメタン発酵装置の攪拌機構を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the stirring mechanism of the methane fermentation apparatus of FIG. メタン発酵装置の別の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of a methane fermentation apparatus. 図6のメタン発酵装置の断面図である。It is sectional drawing of the methane fermentation apparatus of FIG. 図6のメタン発酵装置の攪拌板の斜視図である。It is a perspective view of the stirring board of the methane fermentation apparatus of FIG.

図1乃至図3に示すように、本実施形態のメタン発酵装置が適用されるバイオマス処理システムは、バイオマスをメタン発酵させることによりメタンを含む発生ガスを発生させるシステムであって、前処理ユニット10と、第1ユニット11と、第2ユニット12と、第3ユニット13と、第4ユニット14とを備える。   As shown in FIGS. 1 to 3, the biomass processing system to which the methane fermentation apparatus of the present embodiment is applied is a system that generates generated gas containing methane by subjecting biomass to methane fermentation, and is a pretreatment unit 10. A first unit 11, a second unit 12, a third unit 13, and a fourth unit 14.

前処理ユニット10は、例えば、残飯や生ゴミなどの食品残渣を破砕する破砕装置100を備え、破砕装置100により残飯や生ゴミなどの食品残渣を破砕することによりバイオマスの原料を生成する。   The pretreatment unit 10 includes, for example, a crushing device 100 that crushes food residues such as leftovers and garbage, and generates a biomass raw material by crushing food residues such as leftovers and food waste by the crushing device 100.

図1において、前処理ユニットは、第1ユニット11〜第4ユニット14に併設されているが、前処理ユニット10は、第1ユニット11〜第4ユニット14とは独立に構成されるものであり、第1ユニット11〜第4ユニット14とは異なる場所に設置されてもよい。   In FIG. 1, the preprocessing unit is provided in the first unit 11 to the fourth unit 14, but the preprocessing unit 10 is configured independently of the first unit 11 to the fourth unit 14. The first unit 11 to the fourth unit 14 may be installed in different places.

例えば、食品残渣を回収した廃棄物処理業者は、食品残渣の集積場に前処理ユニット10を設けることで、処分場や中間処理施設を食品残渣の集積場として、従来、廃棄物として廃棄処分されていた食品残渣からメタン発酵の原料となるバイオマスを大量に生成することができる。   For example, a waste disposal contractor who has collected food residues is disposed of as a waste by setting up a pretreatment unit 10 in a food residue accumulation site, and the disposal site or intermediate treatment facility is conventionally disposed of as waste. A large amount of biomass as a raw material for methane fermentation can be generated from the food residue.

第1ユニット11は、筐体110内に収容された雨水タンク111と原水タンク112と加水分解槽113と、筐体110の屋上に設置された太陽光温水パネル114と太陽光発電パネル115とを備える。なお、太陽光発電パネル115は、その一部が第2ユニット12の筐体120の屋上に設置されている(図2においては、太陽光発電パネル115の図示を省略している。)。   The first unit 11 includes a rainwater tank 111, a raw water tank 112, a hydrolysis tank 113, a solar water hot panel 114 and a solar power generation panel 115 installed on the roof of the housing 110. Prepare. Part of the solar power generation panel 115 is installed on the roof of the casing 120 of the second unit 12 (illustration of the solar power generation panel 115 is omitted in FIG. 2).

雨水タンク111は、第1ユニット11および第2ユニット12の屋上に降った雨水を回収したタンクであって、雨水タンク111の雨水は太陽光温水パネル114に送水されて加熱された上で、原水タンク112に供給される。   The rainwater tank 111 is a tank that collects rainwater that has fallen on the roofs of the first unit 11 and the second unit 12, and the rainwater in the rainwater tank 111 is sent to the solar hot water panel 114 and heated, and then the raw water It is supplied to the tank 112.

原水タンク112では、前処理ユニット10により生成されたバイオマスと、太陽光温水パネル114で加熱した温水とを混合調整した原水を貯留する。   The raw water tank 112 stores raw water obtained by mixing and adjusting the biomass generated by the pretreatment unit 10 and the hot water heated by the solar hot water panel 114.

加水分解槽113は、原水タンク112で予め混合調整された原水がポンプPにより槽内に供給される。   In the hydrolysis tank 113, raw water mixed and adjusted in advance in the raw water tank 112 is supplied into the tank by a pump P.

なお、原水タンク112および加水分解槽113では、太陽光温水パネル114で加熱された温水および加熱ヒータ(図示省略)等により、原水が適温に温度調整される。また、原水タンク112および加水分解槽113には、電動モータMにより駆動する攪拌機Nが設けられており、攪拌機Nにより原水が適宜攪拌混合される。   In the raw water tank 112 and the hydrolysis tank 113, the temperature of the raw water is adjusted to an appropriate temperature by using hot water heated by the solar hot water panel 114, a heater (not shown), or the like. The raw water tank 112 and the hydrolysis tank 113 are provided with a stirrer N driven by an electric motor M, and the raw water is appropriately stirred and mixed by the stirrer N.

第2ユニット12は、筐体120内に収容された本発明のメタン発酵装置121と脱硫装置122とを備える。   The second unit 12 includes a methane fermentation apparatus 121 and a desulfurization apparatus 122 of the present invention housed in a housing 120.

ここで、第1ユニット11の筐体110と第2ユニット12の筐体120とが、バイオマスの処理工程が連続するように、直線上に隣接して連結配列されている。このように、第1ユニット11と第2ユニット12とは一対で一体を成し、第1ユニット11および第2ユニット12とは一体または各々分割してトレーラに積載可能に構成される。さらに、一体を成す第1ユニット11および第2ユニット12は、バイオマスの発酵処理量に応じて適宜複数併設することができ、システム全体の大型化が対応可能となっている。   Here, the housing | casing 110 of the 1st unit 11 and the housing | casing 120 of the 2nd unit 12 are connectedly arranged adjacently on a straight line so that the process process of biomass may continue. As described above, the first unit 11 and the second unit 12 are integrally formed as a pair, and the first unit 11 and the second unit 12 are configured to be capable of being loaded on a trailer integrally or separately. Furthermore, a plurality of the first unit 11 and the second unit 12 that are integrated can be provided as appropriate in accordance with the amount of biomass fermentation treatment, and the entire system can be increased in size.

メタン発酵装置121は、加水分解槽113で加水分解処理されたバイオマスが、加水分解槽113からポンプPにより供給され、供給されたバイオマスをメタン発酵させる。   In the methane fermentation apparatus 121, the biomass hydrolyzed in the hydrolysis tank 113 is supplied from the hydrolysis tank 113 by the pump P, and the supplied biomass is subjected to methane fermentation.

メタン発酵装置121は、PHセンサPHと、温度センサtと、側壁に取り付けられたヒータHとを備え、メタン発酵に適したPH、温度となるように管理される。また、電動モータMにより駆動する攪拌機Nが設けられており、攪拌機NによりPHおよび温度が均一となるように攪拌混合される。   The methane fermentation apparatus 121 includes a PH sensor PH, a temperature sensor t, and a heater H attached to the side wall, and is managed so that the pH and temperature are suitable for methane fermentation. A stirrer N driven by an electric motor M is provided, and the stirrer N performs stirring and mixing so that PH and temperature are uniform.

脱硫装置122は、複数の脱硫塔からなり硫化水素を除去処理する。脱硫装置122は、メタン発酵装置121の上部に設けられた排気バルブに接続されており、メタン発酵装置121におけるバイオマスのメタン発酵の進行に伴って生成されるメタンを含む発生ガスが供給される。さらに、発生ガスの供給量に応じて、脱硫塔の手前に設けられた複数のバルブを操作することで、発生ガスの供給路が変更可能となっており、複数の脱硫塔を発生ガスの供給量に適した形で使用することができる。   The desulfurization apparatus 122 includes a plurality of desulfurization towers and removes hydrogen sulfide. The desulfurization device 122 is connected to an exhaust valve provided in the upper part of the methane fermentation device 121, and a generated gas containing methane generated as the methane fermentation of biomass in the methane fermentation device 121 progresses. Furthermore, by operating a plurality of valves provided in front of the desulfurization tower in accordance with the supply amount of the generated gas, the supply path of the generated gas can be changed, and the plurality of desulfurization towers are supplied with the generated gas. It can be used in a form suitable for the quantity.

第3ユニット13は、筐体130内に収容されたガス分解装置131と、ガス分解装置131に隣接して設けられた再生装置132と、ガス分解装置131と第2ユニット12の脱硫装置122との間に設けられた発生ガスタンク133とを備える。   The third unit 13 includes a gas decomposition device 131 accommodated in the housing 130, a regeneration device 132 provided adjacent to the gas decomposition device 131, a desulfurization device 122 of the gas decomposition device 131 and the second unit 12, and And a generated gas tank 133 provided between the two.

ガス分解装置131は、例えば、放電電極間にメタンガスを供給することで、メタンを分解してカーボンと水素とを含む分解ガスを連続的に生成する。   For example, by supplying methane gas between the discharge electrodes, the gas decomposition apparatus 131 decomposes methane and continuously generates a decomposition gas containing carbon and hydrogen.

再生装置132は、分解ガスを再生資源にするものであり、例えば、分解ガス中の水素を吸蔵する吸蔵装置132a並びにこれを用いた燃料電池132b、分解ガスを燃焼させるエンジン132c並びにこれにより発電を行う発電機132d、および分解ガス中の炭素成分を圧縮する圧縮機132e並びにこれにより炭素充填を行なった充填物質132fを含む。   The regenerator 132 uses the cracked gas as a recyclable resource. For example, the storage device 132a that stores hydrogen in the cracked gas, the fuel cell 132b using the same, the engine 132c that burns the cracked gas, and the power generation by this. The generator 132d to perform, the compressor 132e which compresses the carbon component in cracked gas, and the filling substance 132f which performed carbon filling by this are included.

発生ガスタンク133は、第2ユニット12のメタン発酵装置121におけるバイオマスのメタン発酵の進行に伴って生成されるメタンを含む発生ガスが脱硫装置122を介して供給され、かかる発生ガスが一時的に貯留される。そのため、第1ユニット11および第2ユニット12を複数並列に併設した場合でも、これらから供給される発生ガスが直接ガス分解装置131に供給されることなく、発生ガスタンク133がバッファとして機能するため、簡易な構成で、複数の第1ユニット11および第2ユニット12に対応可能に構成することができる。   The generated gas tank 133 is supplied with a generated gas containing methane generated as the biomass methane fermentation proceeds in the methane fermentation apparatus 121 of the second unit 12 via the desulfurization apparatus 122, and the generated gas is temporarily stored. Is done. Therefore, even when a plurality of the first unit 11 and the second unit 12 are provided in parallel, the generated gas tank 133 functions as a buffer without the generated gas supplied from these being directly supplied to the gas decomposition apparatus 131. With a simple configuration, the plurality of first units 11 and second units 12 can be configured.

ここで、発生ガスタンク133を筐体130内に設けないことで、第1ユニット11および第2ユニット12を後日さらに複数併設した場合でも、発生ガスタンク133の容量をそれに合せて大きくすることで、第3ユニット13全体の設備の変更を不要として、これに対応することが可能となっている。   Here, by not providing the generated gas tank 133 in the housing 130, even when a plurality of the first unit 11 and the second unit 12 are provided at a later date, the capacity of the generated gas tank 133 is increased accordingly. It is possible to cope with this by making it unnecessary to change the facilities of the entire three units 13.

第4ユニット14は、筐体140内に収容された脱水装置141と、脱水装置141に隣接して設けられた固化装置142と、脱水装置141と第2ユニット12のメタン発酵装置121との間に設けられた消化液タンク143とを備える。   The fourth unit 14 includes a dehydrator 141 housed in the housing 140, a solidification device 142 provided adjacent to the dehydrator 141, and the dehydrator 141 and the methane fermentation apparatus 121 of the second unit 12. The digestive fluid tank 143 provided in the above.

脱水装置141は、メタン発酵装置121のメタン発酵後の残渣である消化液を脱水する。脱水の手法としては、既存の種々の手法が採用され得る。さらに、消化液を脱水することにより得られた水分はろ過された後、第1ユニット11の雨水タンク111へと戻される。   The dehydrator 141 dehydrates the digestive juice that is a residue after the methane fermentation of the methane fermentation apparatus 121. As the dehydration technique, various existing techniques can be employed. Further, the moisture obtained by dehydrating the digested liquid is filtered and then returned to the rainwater tank 111 of the first unit 11.

固化装置142は、脱水装置141により脱水された消化液の残渣を固化させる。固化の手法としては、圧縮および乾燥等の既存の種々の手法が採用され得る。   The solidification device 142 solidifies the digestive juice residue dehydrated by the dehydration device 141. As the solidification technique, various existing techniques such as compression and drying can be adopted.

消化液タンク143は、第2ユニット12のメタン発酵装置121におけるメタン発酵後の残渣である消化液がメタン発酵装置121のポンプPを介して供給され、かかる消化液が一時的に貯留される。そのため、第1ユニット11および第2ユニット12を複数並列に併設した場合でも、これらから供給される消化液が脱水装置141に供給されることなく、消化液タンク143がバッファとして機能するため、簡易な構成で、複数の第1ユニット11および第2ユニット12に対応可能に構成することができる。   In the digestive juice tank 143, digestive juice that is a residue after methane fermentation in the methane fermentation apparatus 121 of the second unit 12 is supplied via the pump P of the methane fermentation apparatus 121, and the digestive juice is temporarily stored. Therefore, even when a plurality of the first unit 11 and the second unit 12 are provided in parallel, the digestive juice tank 143 functions as a buffer without supplying the digestive juice supplied from these to the dehydrating apparatus 141. With such a configuration, a plurality of first units 11 and second units 12 can be configured.

ここで、消化液タンク143を筐体140内に設けないことで、第1ユニット11および第2ユニット12を後日さらに複数併設した場合でも、消化液タンク143の容量をそれに合せて大きくすることで、第4ユニット全体の設備の変更を不要として、これに対応することが可能となっている。   Here, by not providing the digestive juice tank 143 in the housing 140, even when a plurality of the first units 11 and the second units 12 are provided at a later date, the capacity of the digestive juice tank 143 is increased accordingly. It is possible to cope with this by making it unnecessary to change the equipment of the entire fourth unit.

以上が、本実施形態のバイオマス処理システムの構成であり、かかるバイオマス処理システムによれば、第1ユニット11および第2ユニット12を直線上に一体に構成し、これを複数併設することで、システム全体をバイオマスの発酵処理量に応じて大型化することができる。   The above is the configuration of the biomass processing system of the present embodiment, and according to such a biomass processing system, the first unit 11 and the second unit 12 are configured integrally on a straight line, and a plurality of these units are provided side by side. The whole can be enlarged according to the fermentation processing amount of biomass.

さらに、第3ユニット13および第4ユニット14は、一体を成す複数の第1ユニット11および第2ユニット12に対応可能に構成されることから、第1ユニット11および第2ユニット12を複数併設してシステム全体を大型化した場合でも、第3ユニット13および第4ユニット14が共通化されるため装置構成が複雑化することもない。   Furthermore, since the third unit 13 and the fourth unit 14 are configured to be capable of supporting a plurality of first units 11 and second units 12 that are integrated, a plurality of first units 11 and second units 12 are provided. Even when the entire system is increased in size, the third unit 13 and the fourth unit 14 are shared, so that the apparatus configuration is not complicated.

このように、本実施形態のバイオマス処理システムによれば、簡易な構成でシステム全体の大型化に対応することができる。   Thus, according to the biomass processing system of this embodiment, it is possible to cope with an increase in the size of the entire system with a simple configuration.

なお、本実施形態において、発生ガスタンク133は、第3ユニット13の筐体130内に収容されていないが、筐体130内に収容されるように構成してもよい。同様に、消化液タンク143は、第4ユニット14の筐体140内に収容されていないが、筐体140内に収容されるように構成してもよい。   In the present embodiment, the generated gas tank 133 is not accommodated in the casing 130 of the third unit 13, but may be configured to be accommodated in the casing 130. Similarly, the digestive fluid tank 143 is not accommodated in the casing 140 of the fourth unit 14, but may be configured to be accommodated in the casing 140.

図4は、第2ユニット12のメタン発酵装置121の構成を示す斜視図であり、図5は、メタン発酵装置121の攪拌機構を示す斜視図である。これらの図に示すように、メタン発酵装置121は、本発明の攪拌装置を適用して構成され、上述の加水分解槽113で加水分解処理されたバイオマスが供給されてそのメタン発酵が行われる攪拌槽としての発酵槽21と、発酵槽21内のバイオマスを攪拌する攪拌機Nとしての攪拌機構22を備える。   FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the methane fermentation apparatus 121 of the second unit 12, and FIG. 5 is a perspective view showing the stirring mechanism of the methane fermentation apparatus 121. As shown in these figures, the methane fermentation apparatus 121 is configured by applying the agitation apparatus of the present invention, and agitation is performed by supplying biomass hydrolyzed in the above-described hydrolysis tank 113 and performing the methane fermentation. A fermentation tank 21 as a tank and a stirring mechanism 22 as a stirrer N for stirring the biomass in the fermentation tank 21 are provided.

攪拌機構22は、発酵槽21内で昇降される攪拌板23と、攪拌板23の重量を相殺するためのカウンタウェイト24と、一端が攪拌板23に固定され、他端がカウンタウェイト24に固定される2本のチェーン25と、チェーン25を駆動するモータ26とを備える。   The stirring mechanism 22 includes a stirring plate 23 that is moved up and down in the fermenter 21, a counterweight 24 for offsetting the weight of the stirring plate 23, one end fixed to the stirring plate 23, and the other end fixed to the counterweight 24. The two chains 25 are provided, and a motor 26 that drives the chains 25 is provided.

攪拌板23は、直方体状の発酵槽21の水平断面形状に適合したほぼ長方形の周縁形状を有する。攪拌板23には、多数の孔27が板面全体に均一に設けられる。攪拌板23は、発酵槽21内で板面が鉛直方向を向いた姿勢で昇降されて発酵槽21内のバイオマスを攪拌する。   The stirring plate 23 has a substantially rectangular peripheral shape adapted to the horizontal cross-sectional shape of the rectangular parallelepiped fermenter 21. The stirring plate 23 is provided with a large number of holes 27 uniformly over the entire plate surface. The stirring plate 23 is moved up and down in a posture in which the plate surface is oriented in the vertical direction in the fermenter 21 and stirs the biomass in the fermenter 21.

攪拌板23には、その周縁の複数個所、例えば両短辺の各中心部と、両長辺それぞれに2箇所ずつの計6個所に、攪拌板23を昇降方向に案内するための攪拌板側案内部材28が設けられる。また、発酵槽21の内壁には、各攪拌板側案内部材28に対応する位置に発酵槽21の底部から上部にわたり、各攪拌板側案内部材28と協働して攪拌板23を昇降方向に案内する発酵槽側案内部材29が設けられる。発酵槽側案内部材29は、本発明における攪拌槽側案内部材に相当する。   The stirring plate 23 is provided on the stirring plate side for guiding the stirring plate 23 in the up-and-down direction at a plurality of peripheral positions, for example, center portions of both short sides and two locations on both long sides. A guide member 28 is provided. Further, on the inner wall of the fermenter 21, the stirrer plate 23 is moved in the up-and-down direction in cooperation with each stirrer side guide member 28 from the bottom to the upper part of the fermenter 21 at a position corresponding to each stirrer side guide member 28. A fermenter side guide member 29 for guiding is provided. The fermenter side guide member 29 corresponds to the stirring tank side guide member in the present invention.

攪拌板側案内部材28は、例えば、水平方向外方に開いた昇降方向に長い溝を構成する部材として形成され、発酵槽側案内部材29は、この溝に緩く嵌合するような長方形状の断面を有し、発酵槽21の底部から上部に延在する棒状の部材として形成される。   The stirring plate side guide member 28 is formed, for example, as a member that forms a long groove in the up-and-down direction that opens outward in the horizontal direction, and the fermenter side guide member 29 has a rectangular shape that fits loosely into this groove. It is formed as a rod-shaped member having a cross section and extending from the bottom of the fermenter 21 to the top.

発酵槽21の外側には、発酵槽21に隣接して、カウンタウェイト24が昇降するための空間を形成するウェイト昇降槽30が設けられる。ウェイト昇降槽30は、発酵槽21の矩形状の上端縁と同じレベルにおいて該上端縁に隣接し、かつ該上端縁よりも小さい矩形状の上端縁を有するとともに、発酵槽21とほぼ同様の深さを有する。チェーン25は、攪拌板23の昇降範囲とカウンタウェイト24の昇降範囲とに対応する適切な長さを有する。   A weight raising / lowering tank 30 that forms a space for the counterweight 24 to move up and down is provided adjacent to the fermentation tank 21 outside the fermentation tank 21. The weight raising / lowering tank 30 has a rectangular upper end edge adjacent to the upper end edge at the same level as the rectangular upper end edge of the fermenter 21 and smaller than the upper end edge, and substantially the same depth as the fermenter 21. Have The chain 25 has an appropriate length corresponding to the lifting range of the stirring plate 23 and the lifting range of the counterweight 24.

2本のチェーン25の各一端は、攪拌板23の重心位置を通るライン上で該重心位置から両方向に同じ距離だけ離れた2個所P1及びP2にそれぞれ一端が固定される。各他端は、カウンタウェイト24両側の各端部にそれぞれ固定される。2本のチェーン25のそれぞれは、一端から他端まで前記ラインに垂直な同一の平面上に位置する。   One end of each of the two chains 25 is fixed to two points P1 and P2 that are separated from the center of gravity by the same distance in both directions on a line passing through the center of gravity of the stirring plate 23. Each other end is fixed to each end on both sides of the counterweight 24. Each of the two chains 25 is located on the same plane perpendicular to the line from one end to the other end.

発酵槽21からウェイト昇降槽30にかけて攪拌機構22を支持する枠状の支持部材31が設けられる。支持部材31は、ウェイト昇降槽30の上端縁の発酵槽21と反対側の辺を1辺とし、発酵槽21の上端縁のウェイト昇降槽30と反対側の辺に到る矩形状の第1枠32と、第1枠32の上に重ねて固定された第2枠33とで構成される。   A frame-like support member 31 that supports the stirring mechanism 22 is provided from the fermentation tank 21 to the weight lifting tank 30. The support member 31 has a rectangular first side extending from the upper end edge of the weight elevating tank 30 opposite to the fermenter 21 to the opposite side of the upper end edge of the weight elevating tank 30 to the weight elevating tank 30. The frame 32 and the second frame 33 fixed on the first frame 32 are fixed.

第1枠32は、ウェイト昇降槽30及び発酵槽21の上端縁に固定され、第2枠33をウェイト昇降槽30及び発酵槽21の上に確実に固定する役割を果たす。第2枠33は、第1枠32の上記1辺と同じ長さの1辺を有し、その対辺側は、発酵槽21の中央部を超える位置にまで及ぶ。第2枠33により、攪拌機構22を構成する従動軸34と駆動軸35が回転自在に支持される。   The first frame 32 is fixed to the upper ends of the weight lifting tank 30 and the fermenter 21, and plays a role of securely fixing the second frame 33 on the weight lifting tank 30 and the fermenter 21. The second frame 33 has one side having the same length as the one side of the first frame 32, and the opposite side extends to a position beyond the center of the fermenter 21. The second frame 33 rotatably supports the driven shaft 34 and the drive shaft 35 constituting the stirring mechanism 22.

従動軸34には、2本のチェーン25の一端が固定された個所P1及びP2の上方にそれぞれ位置し、2本のチェーン25の該一端側がそれぞれ掛けられる2つのスプロケット36が設けられる。   The driven shaft 34 is provided with two sprockets 36 that are respectively located above the places P1 and P2 where one ends of the two chains 25 are fixed and on which the one ends of the two chains 25 are respectively hung.

駆動軸35は、従動軸34とカウンタウェイト24との間に介在しており、駆動軸35には、2本のチェーン25の他端側がそれぞれ掛けられる2つのスプロケット37が固定される。支持部材31には、駆動軸35を回転させるモータ26が設けられる。モータ26は、減速機付きのブレーキモータである。   The drive shaft 35 is interposed between the driven shaft 34 and the counterweight 24, and two sprockets 37 on which the other ends of the two chains 25 are respectively hung are fixed to the drive shaft 35. The support member 31 is provided with a motor 26 that rotates the drive shaft 35. The motor 26 is a brake motor with a speed reducer.

発酵槽21及びウェイト昇降槽30には、これらの内部空間を含む1つの密閉空間を構成するようにこれらを閉塞する閉塞部材が設けられる。この密閉空間内に、攪拌板23、カウンタウェイト24、チェーン25、スプロケット36、37、従動軸34及び駆動軸35が位置する。モータ26は、該密閉空間の外側に位置する。   The fermenter 21 and the weight raising / lowering tank 30 are provided with a closing member that closes them so as to constitute one sealed space including these internal spaces. In this sealed space, the stirring plate 23, the counterweight 24, the chain 25, the sprockets 36 and 37, the driven shaft 34, and the drive shaft 35 are located. The motor 26 is located outside the sealed space.

閉塞部材は、発酵槽21の上端縁で囲まれた領域における第1枠32の外側の部分を閉塞する閉塞板38と、第1枠32の上端縁で囲まれた領域における第2枠33のウェイト昇降槽30と反対側の部分を閉塞する閉塞板39と、第2枠33の上端縁で囲まれた領域を閉塞する閉塞板40と、第1枠32及び第2枠33とで構成される。   The closing member includes a closing plate 38 that closes the outer portion of the first frame 32 in the region surrounded by the upper end edge of the fermenter 21, and the second frame 33 in the region surrounded by the upper end edge of the first frame 32. It is composed of a closing plate 39 that closes a portion opposite to the weight lifting / lowering tank 30, a closing plate 40 that closes an area surrounded by the upper edge of the second frame 33, and a first frame 32 and a second frame 33. The

モータ26の回転軸は、駆動軸35の一端に対して、第2枠33の貫通孔を経て連結される。該貫通孔と該回転軸又は駆動軸35との間にはシール部材が設けられ、メタン発酵装置121からの臭気漏れやガス漏れの防止が図られる。   The rotation shaft of the motor 26 is connected to one end of the drive shaft 35 through the through hole of the second frame 33. A seal member is provided between the through-hole and the rotary shaft or the drive shaft 35, so that odor leakage and gas leakage from the methane fermentation apparatus 121 can be prevented.

発酵槽21には、上述のPHセンサPH、温度センサt及びヒータHの他に、発酵槽21内の様子を覗うための覗窓41、発酵槽21内のバイオマスのレベルを確認するための液面計42、排水口43、発酵槽21内で発生したメタンガスを含む発生ガスを脱硫装置122に移送するためのガス移送口44、発酵槽21内にバイオマスを供給するための供給口45、発酵槽21内のメタン発酵後の残渣である消化液を脱水装置141に移送するための移送管46等が設けられる。   In addition to the above-described PH sensor PH, temperature sensor t, and heater H, the fermenter 21 has a viewing window 41 for viewing the state in the fermenter 21 and a biomass level in the fermenter 21. A liquid level gauge 42, a drain port 43, a gas transfer port 44 for transferring generated gas containing methane gas generated in the fermenter 21 to the desulfurizer 122, a supply port 45 for supplying biomass into the fermenter 21, A transfer pipe 46 and the like for transferring the digested liquid that is a residue after methane fermentation in the fermenter 21 to the dehydrator 141 are provided.

この構成において、攪拌板23は、2本のチェーン25により従動軸34の2つのスプロケット36から吊り下げられ、カウンタウェイト24は、2本のチェーン25により駆動軸35の2つのスプロケット37から吊り下げられた状態にある。すなわち、攪拌板23の全部又は一部の重量がカウンタウェイト24により相殺されている状態にある。そして、発酵槽21に供給されたバイオマスをメタン発酵させる際には、モータ26が一方向及び他方向に一定時間ずつ駆動される。   In this configuration, the stirring plate 23 is suspended from the two sprockets 36 of the driven shaft 34 by the two chains 25, and the counterweight 24 is suspended from the two sprockets 37 of the drive shaft 35 by the two chains 25. It is in the state where it was done. That is, the weight of all or part of the stirring plate 23 is offset by the counterweight 24. When the biomass supplied to the fermenter 21 is subjected to methane fermentation, the motor 26 is driven in one direction and the other direction for a certain period of time.

モータ26の一方向への駆動に際しては、モータ26により駆動軸35が回転され、その2つのスプロケット37により、2本のチェーン25が攪拌板23の方に駆動される。これにより、カウンタウェイト24は上昇してウェイト昇降槽30の上部に達し、攪拌板23は下降して発酵槽21の下部に達する。このとき、攪拌板23は、攪拌板側案内部材28及び発酵槽側案内部材29により、板面が鉛直方向に向いた姿勢で昇降し得るように案内されているので、板面が水平方向に沿った姿勢を良好に保ちながら下降する。   When the motor 26 is driven in one direction, the drive shaft 35 is rotated by the motor 26, and the two chains 25 are driven toward the stirring plate 23 by the two sprockets 37. Thereby, the counterweight 24 rises and reaches the upper part of the weight raising / lowering tank 30, and the stirring plate 23 descends and reaches the lower part of the fermentation tank 21. At this time, since the stirring plate 23 is guided by the stirring plate side guide member 28 and the fermenter side guide member 29 so that the plate surface can be moved up and down in a posture in the vertical direction, the plate surface is in the horizontal direction. Descent while keeping good posture along.

モータ26の他方向への回転に際しては、2本のチェーン25はカウンタウェイト24の方に駆動されるので、カウンタウェイト24は下降してウェイト昇降槽30の下部に達し、攪拌板23は上昇して発酵槽21の上部に達する。このときも同様に、攪拌板23は、板面が水平方向に沿った姿勢を良好に保ちながら上昇する。したがって、モータ26の一方向及び他方向への駆動が繰り返されることにより、攪拌板23が発酵槽21の上部と下部の間を繰り返し往復する。   When the motor 26 rotates in the other direction, the two chains 25 are driven toward the counterweight 24. Therefore, the counterweight 24 descends to reach the lower portion of the weight lifting tank 30, and the stirring plate 23 rises. And reaches the top of the fermenter 21. At this time as well, the stirring plate 23 rises while maintaining a good posture along the horizontal direction of the plate surface. Therefore, when the driving of the motor 26 in one direction and the other direction is repeated, the stirring plate 23 repeatedly reciprocates between the upper part and the lower part of the fermenter 21.

その際、攪拌板23の移動に伴い、バイオマスの一部分が攪拌板23の板材により移動方向に押され、他の部分が攪拌板23の孔27を通り抜けることにより、バイオマスは、攪拌板23によって攪拌される。攪拌板23には多数の孔27が板面全体にわたって均一に設けられているので、この攪拌は、攪拌板23の全面にわたり、均一に行われる。そして、攪拌板23は、発酵槽21の上部と下部の間を繰り返し往復する。したがって、バイオマスの攪拌は、発酵槽21内の全体にわたり、均一に行われる。これにより、メタン発酵が、発酵槽21内全体にわたって均一に促進され、効率的にメタン発酵が行われる。   At that time, with the movement of the stirring plate 23, a part of the biomass is pushed in the moving direction by the plate material of the stirring plate 23, and the other part passes through the hole 27 of the stirring plate 23, whereby the biomass is stirred by the stirring plate 23. Is done. Since the stirring plate 23 is provided with a large number of holes 27 uniformly over the entire plate surface, this stirring is performed uniformly over the entire surface of the stirring plate 23. The stirring plate 23 reciprocates between the upper and lower portions of the fermenter 21 repeatedly. Therefore, the biomass is uniformly stirred throughout the fermenter 21. Thereby, methane fermentation is accelerated | stimulated uniformly throughout the fermenter 21, and methane fermentation is performed efficiently.

以上のように、本実施形態のメタン発酵装置121によれば、攪拌板側案内部材28及び発酵槽側案内部材29により、攪拌板23が昇降方向に案内される。このため、比較的面積の大きな攪拌板23を、2本のチェーン25で吊り下げ、カウンタウェイト24で攪拌板23の重量を相殺しながら、板面が常に鉛直方向を向いた安定した姿勢で昇降させることができる。したがって、少ない電力でモータ26を駆動しながら、効率的にバイオマスを攪拌し、メタン発酵を行うことができる。   As described above, according to the methane fermentation apparatus 121 of the present embodiment, the stirring plate 23 is guided in the up and down direction by the stirring plate side guide member 28 and the fermenter side guide member 29. For this reason, the stirring plate 23 having a relatively large area is suspended by the two chains 25, and the weight of the stirring plate 23 is offset by the counterweight 24, and the plate surface is always lifted in a stable posture in the vertical direction. Can be made. Therefore, the biomass can be efficiently stirred and methane fermentation can be performed while driving the motor 26 with less electric power.

また、発酵槽21に隣接させてウェイト昇降槽30を設け、チェーン25、従動軸34、駆動軸35、及びスプロケット36、37を介して攪拌板23とカウンタウェイト24とを接続するとともに、駆動軸35をモータ26で回転させるようにしたので、簡便な構成で省電力型の攪拌機構22を構成することができる。   In addition, a weight raising / lowering tank 30 is provided adjacent to the fermenter 21, and the stirring plate 23 and the counterweight 24 are connected via the chain 25, the driven shaft 34, the drive shaft 35, and the sprockets 36 and 37, and the drive shaft Since the motor 35 is rotated by the motor 26, the power-saving stirring mechanism 22 can be configured with a simple configuration.

また、かかる簡便な構成を採用したので、メタン発酵が行われる密閉空間を、チェーン25、従動軸34、駆動軸35、スプロケット36、37、攪拌板23及びカウンタウェイト24を含み、かつモータ26をその外部に位置付けた空間として、閉塞部材により容易に画定することができる。これにより、メタン発酵による発生ガスがメタン発酵装置121の外部に漏洩するのを防止するとともに、モータ26の駆動により発生ガスが発火するのを防止することができる。   Further, since such a simple configuration is adopted, the sealed space in which methane fermentation is performed includes a chain 25, a driven shaft 34, a drive shaft 35, sprockets 36 and 37, a stirring plate 23 and a counterweight 24, and a motor 26. The space positioned on the outside can be easily defined by the closing member. Thereby, it is possible to prevent the generated gas due to methane fermentation from leaking to the outside of the methane fermentation apparatus 121 and to prevent the generated gas from being ignited by driving the motor 26.

また、発酵槽21に供給されるバイオマスは、加水分解槽113で加水分解処理が施されたものであるため、メタン発酵装置121における上述の効率的なメタン発酵を、上述の攪拌機構22により、遺憾なく実現することができる。   Moreover, since the biomass supplied to the fermenter 21 has been subjected to hydrolysis treatment in the hydrolysis tank 113, the above-described efficient methane fermentation in the methane fermentation apparatus 121 is performed by the above-described stirring mechanism 22. It can be realized without regret.

また、2本のチェーン25の各一端を攪拌板23の上述の各個所P1、P2にそれぞれ固定し、2本のチェーンは、それぞれ上述の重心を通るラインに垂直な同一平面上に位置するので、攪拌機構22をコンパクトで効率的な機構として構成することができる。   Also, each end of the two chains 25 is fixed to the above-mentioned portions P1 and P2 of the stirring plate 23, and the two chains are positioned on the same plane perpendicular to the line passing through the center of gravity. The stirring mechanism 22 can be configured as a compact and efficient mechanism.

図6は、第2ユニット12のメタン発酵装置121の別の例を示す斜視図であり、図7は、その断面図である。これらの図に示すように、メタン発酵装置121は、本発明の攪拌装置を適用して構成され、上述の加水分解槽113(図2、図3)で加水分解処理されたバイオマスが供給されてそのメタン発酵が行われる攪拌槽としての発酵槽51と、発酵槽51内のバイオマスを攪拌する攪拌機Nとしての攪拌機構52を備える。   FIG. 6 is a perspective view showing another example of the methane fermentation apparatus 121 of the second unit 12, and FIG. 7 is a sectional view thereof. As shown in these figures, the methane fermentation apparatus 121 is configured by applying the stirring apparatus of the present invention, and supplied with the biomass hydrolyzed in the hydrolysis tank 113 (FIGS. 2 and 3) described above. A fermentation tank 51 as a stirring tank in which the methane fermentation is performed and a stirring mechanism 52 as a stirrer N for stirring the biomass in the fermentation tank 51 are provided.

攪拌機構52は、発酵槽51内で昇降される攪拌板53と、攪拌板53の重量を相殺するためのカウンタウェイト50と、一端が攪拌板53に固定され、他端がカウンタウェイト50に固定される1本のローラチェーン55と、ローラチェーン55を駆動するブレーキ付きのモータ26とを備える。   The stirring mechanism 52 includes a stirring plate 53 that is moved up and down in the fermenter 51, a counterweight 50 for offsetting the weight of the stirring plate 53, one end fixed to the stirring plate 53, and the other end fixed to the counterweight 50. And a motor 26 with a brake for driving the roller chain 55.

図8は、攪拌板53の斜視図である。図8に示すように、攪拌板53は、直方体状の発酵槽51(図6)の水平断面形状に適合し、該形状よりやや小さいほぼ長方形の周縁形状を有する。攪拌板53は、撹拌板フレーム54に多数の孔56cを有するノンスリップ鋼板56をボルト締めして構成され、多数の孔56cを攪拌板53の板面全体にほぼ均一に有する。   FIG. 8 is a perspective view of the stirring plate 53. As shown in FIG. 8, the stirring plate 53 is adapted to the horizontal cross-sectional shape of the rectangular parallelepiped fermentation tank 51 (FIG. 6) and has a substantially rectangular peripheral shape slightly smaller than the shape. The stirring plate 53 is configured by bolting a non-slip steel plate 56 having a large number of holes 56 c in the stirring plate frame 54, and has a large number of holes 56 c almost uniformly over the entire plate surface of the stirring plate 53.

ノンスリップ鋼板56は、攪拌板53の長手方向中央において短手方向に中央部からそれぞれ端縁方向に延びた2枚の長方形状の鋼板部分56aと、各鋼板部分56a両側の計4枚の鋼板部分56bとに分割されている。撹拌板フレーム54は、これに対して各鋼板部分56a及び56bを適切にボルト締めできるように、L字鋼57を組み合わせて構成される。   The non-slip steel plate 56 includes two rectangular steel plate portions 56a extending from the central portion toward the edge in the lateral direction at the longitudinal center of the stirring plate 53, and a total of four steel plate portions on both sides of each steel plate portion 56a. 56b. The stirring plate frame 54 is configured by combining an L-shaped steel 57 so that the steel plate portions 56a and 56b can be bolted appropriately.

攪拌板53における2枚の鋼板部分56a間の中央部には、攪拌板53の昇降方向に貫通した案内孔58aを形成している攪拌板側ガイド部58が設けられる。案内孔58aは、昇降方向にある程度の長さを有しており、その横断面は長方形状を有する。攪拌板側ガイド部58の攪拌板53短手方向両側の各側壁には、ローラチェーン55の一端を攪拌板側ガイド部58にジョイントリンク55aを介して固定するための固定孔58bが設けられる。   In the central portion between the two steel plate portions 56 a in the stirring plate 53, a stirring plate side guide portion 58 that forms a guide hole 58 a penetrating in the ascending / descending direction of the stirring plate 53 is provided. The guide hole 58a has a certain length in the ascending / descending direction, and has a rectangular cross section. Fixing holes 58b for fixing one end of the roller chain 55 to the stirring plate side guide portion 58 via the joint link 55a are provided on each side wall of the stirring plate side guide portion 58 on both sides in the short side direction of the stirring plate 53.

図7のように、発酵槽51の中央部には、昇降方向に案内孔58aを通って延在する発酵槽側ガイド部59が設けられる。発酵槽側ガイド部59は、本発明における攪拌槽側ガイド部に相当する。発酵槽側ガイド部59は、2本の角パイプ59aで構成されており、攪拌板側ガイド部58の案内孔58aに接して、攪拌板側ガイド部58を昇降方向に案内する。   As shown in FIG. 7, a fermenter-side guide portion 59 that extends through the guide hole 58 a in the ascending / descending direction is provided at the center of the fermenter 51. Fermenter side guide part 59 is equivalent to the stirring tank side guide part in the present invention. The fermenter side guide part 59 is comprised by the two square pipes 59a, contacts the guide hole 58a of the stirring plate side guide part 58, and guides the stirring plate side guide part 58 to an up-down direction.

すなわち、攪拌板側ガイド部58及び発酵槽側ガイド部59は、攪拌板53を、板面が鉛直方向に向いた姿勢で昇降方向に併進移動させながら発酵槽51の底部と上部との間で昇降方向に案内する案内手段を構成している。この案内に従い、攪拌板53は、発酵槽51内で昇降されて発酵槽51内のバイオマスを攪拌する。   In other words, the stirring plate side guide portion 58 and the fermenter side guide portion 59 move the stirring plate 53 between the bottom and the upper portion of the fermenter 51 while moving the stirring plate 53 in the up-and-down direction in a posture in which the plate surface faces the vertical direction. A guiding means for guiding in the up-and-down direction is configured. Following this guidance, the stirring plate 53 is raised and lowered in the fermenter 51 to stir the biomass in the fermenter 51.

発酵槽51の外側には、発酵槽51に隣接して、カウンタウェイト50が昇降するための空間を形成するウェイト昇降槽60が設けられる。ウェイト昇降槽60は、発酵槽51の矩形状の上端縁と同じレベルにおいて該上端縁に隣接し、かつ該上端縁よりも小さい矩形状の上端縁を有するとともに、発酵槽51とほぼ同様の深さを有する。   On the outside of the fermenter 51, a weight lifting tank 60 that forms a space for the counterweight 50 to move up and down is provided adjacent to the fermenter 51. The weight lifting tank 60 is adjacent to the upper edge at the same level as the rectangular upper edge of the fermenter 51 and has a rectangular upper edge smaller than the upper edge, and has a depth substantially the same as that of the fermenter 51. Have

ローラチェーン55は、攪拌板53の昇降範囲とカウンタウェイト50の昇降範囲とに対応する適切な長さを有する。ローラチェーン55の一端は、攪拌板側ガイド部58の固定孔58bに対し、ジョイントリンク55aを介して固定され、他端は、カウンタウェイト50に固定される。   The roller chain 55 has an appropriate length corresponding to the lifting range of the stirring plate 53 and the lifting range of the counterweight 50. One end of the roller chain 55 is fixed to the fixing hole 58b of the stirring plate side guide portion 58 via the joint link 55a, and the other end is fixed to the counterweight 50.

ウェイト昇降槽60の上部及び下部には、カウンタウェイト50の昇降範囲に対応させてその上限位置及び下限位置を規定するための上限リミットスイッチ60a及び下限リミットスイッチ60bが設けられる。   An upper limit switch 60a and a lower limit switch 60b for defining the upper limit position and the lower limit position corresponding to the lifting range of the counterweight 50 are provided above and below the weight lifting tank 60.

ウェイト昇降槽60から発酵槽51の中央部にかけて、攪拌機構52を支持するカバー部材61が設けられる。すなわち、カバー部材61により、ローラチェーン55が掛けられた従動軸64及び駆動軸65が回転自在に支持される。従動軸64には、ローラチェーン55の一端が固定される個所の上方に位置し、ローラチェーン55の該一端側が掛けられる1つのスプロケット66が設けられる。   A cover member 61 that supports the stirring mechanism 52 is provided from the weight lifting / lowering tank 60 to the center of the fermentation tank 51. In other words, the driven shaft 64 and the drive shaft 65 around which the roller chain 55 is hung are rotatably supported by the cover member 61. The driven shaft 64 is provided with one sprocket 66 that is positioned above a portion where one end of the roller chain 55 is fixed and on which one end of the roller chain 55 is hung.

駆動軸65は、従動軸64とカウンタウェイト50との間に介在する。すなわち、駆動軸65には、ローラチェーン55の他端側が掛けられる1つのスプロケット67が固定される。カバー部材61の外側には、駆動軸65を回転させるモータ26が設けられる。モータ26は、減速機付きのブレーキモータである。   The drive shaft 65 is interposed between the driven shaft 64 and the counterweight 50. That is, one sprocket 67 on which the other end side of the roller chain 55 is hung is fixed to the drive shaft 65. A motor 26 that rotates the drive shaft 65 is provided outside the cover member 61. The motor 26 is a brake motor with a speed reducer.

カバー部材61は、発酵槽51の天板51aとともに、発酵槽51及びウェイト昇降槽60の内部空間を含む1つの密閉空間を構成するように、これらの内部空間を結合させつつ閉塞する閉塞部材として機能する。この密閉空間内に、攪拌板53、カウンタウェイト50、ローラチェーン55、スプロケット66、67、従動軸64及び駆動軸65が位置する。モータ26は、該密閉空間の外側に位置する。   The cover member 61 is a closing member that closes the inner space of the fermenter 51 and the upper plate 51a of the fermenter 51 while combining the inner spaces so as to form one sealed space including the inner spaces of the fermenter 51 and the weight lifting / lowering tank 60. Function. In this sealed space, the stirring plate 53, the counterweight 50, the roller chain 55, the sprockets 66 and 67, the driven shaft 64, and the drive shaft 65 are located. The motor 26 is located outside the sealed space.

モータ26の回転軸は、駆動軸65の一端に対して、カバー部材61の貫通孔を経て連結される。該貫通孔と該回転軸又は駆動軸65との間にはシール部材が設けられ、メタン発酵装置121からの臭気漏れやガス漏れの防止が図られる。   The rotation shaft of the motor 26 is connected to one end of the drive shaft 65 through the through hole of the cover member 61. A seal member is provided between the through-hole and the rotary shaft or the drive shaft 65, and odor leakage and gas leakage from the methane fermentation apparatus 121 are prevented.

発酵槽51には、上述のPHセンサPH、温度センサt及びヒータHの他に、発酵槽51内を点検するための槽内点検窓71、発酵槽51内のバイオマスのレベルを確認するための液面計、排水口73、発酵槽51内で発生したメタンガスを含む発生ガスを脱硫装置122に移送するためのガス移送口74、発酵槽51内にバイオマスを供給するための供給口75、発酵槽51内のメタン発酵後の残渣である消化液を脱水装置141に移送するための移送管76等が設けられる。   In addition to the above-described PH sensor PH, temperature sensor t, and heater H, the fermenter 51 includes an in-tank inspection window 71 for inspecting the fermenter 51, and a biomass level in the fermenter 51. Liquid level gauge, drain port 73, gas transfer port 74 for transferring generated gas containing methane gas generated in the fermenter 51 to the desulfurizer 122, supply port 75 for supplying biomass into the fermenter 51, fermentation A transfer pipe 76 and the like for transferring the digested liquid that is a residue after methane fermentation in the tank 51 to the dehydrator 141 are provided.

また、発酵槽51の天板51aには、発酵槽51の内部を上方から点検するための上部点検窓77が設けられる。カバー部材61には、従動軸64を点検するための従動軸点検窓78、及び駆動軸65を点検するための駆動軸点検窓79が設けられる。ウェイト昇降槽60には、カウンタウェイト50を点検するためのウェイト点検窓80が設けられる。   The top plate 51a of the fermenter 51 is provided with an upper inspection window 77 for inspecting the inside of the fermenter 51 from above. The cover member 61 is provided with a driven shaft inspection window 78 for inspecting the driven shaft 64 and a drive shaft inspection window 79 for inspecting the drive shaft 65. The weight raising / lowering tank 60 is provided with a weight inspection window 80 for inspecting the counterweight 50.

この構成において、攪拌板53は、ローラチェーン55により従動軸64のスプロケット66から吊り下げられ、カウンタウェイト50は、ローラチェーン55により駆動軸65のスプロケット67から吊り下げられた状態にある。この例では、攪拌板53の重量はカウンタウェイト50の重量よりも大きく、攪拌板53の重量の一部が、カウンタウェイト50により相殺されている。   In this configuration, the stirring plate 53 is suspended from the sprocket 66 of the driven shaft 64 by the roller chain 55, and the counterweight 50 is suspended from the sprocket 67 of the drive shaft 65 by the roller chain 55. In this example, the weight of the stirring plate 53 is larger than the weight of the counterweight 50, and a part of the weight of the stirring plate 53 is offset by the counterweight 50.

そして、発酵槽51に供給されたバイオマスをメタン発酵させる際には、モータ26が攪拌板53を上昇させる方向に一定時間駆動される。これにより、発酵槽51の下部に位置していた攪拌板53が発酵槽51の上部まで上昇する。   When the biomass supplied to the fermenter 51 is subjected to methane fermentation, the motor 26 is driven in a direction to raise the stirring plate 53 for a certain time. Thereby, the stirring plate 53 located in the lower part of the fermenter 51 rises to the upper part of the fermenter 51.

攪拌板53が発酵槽51の上部に達すると、一定時間、モータ26は駆動が停止され、駆動軸65が自由に回転し得るように、モータ26のブレーキもオフ状態とされる。これにより、攪拌板53は、カウンタウェイト50の重量よりも大きい自重によって、発酵槽51の下部まで下降する。なお、この場合の下降速度が攪拌に適したものとなるように、カウンタウェイト50の重量が設定されている。   When the stirring plate 53 reaches the upper part of the fermenter 51, the motor 26 is stopped driving for a certain time, and the brake of the motor 26 is also turned off so that the drive shaft 65 can freely rotate. Thereby, the stirring plate 53 descends to the lower part of the fermenter 51 due to its own weight larger than the weight of the counterweight 50. Note that the weight of the counterweight 50 is set so that the descending speed in this case is suitable for stirring.

この上昇と下降が繰り返される。その際に、モータ26のオン・オフのタイミングが、ウェイト昇降槽60の上限リミットスイッチ60a及び下限リミットスイッチ60bにより制御される。   This ascent and descent is repeated. At that time, the on / off timing of the motor 26 is controlled by the upper limit switch 60 a and the lower limit switch 60 b of the weight lifting tank 60.

これにより、上述図4のメタン発酵装置121の場合と同様に、攪拌板53が、発酵槽51の上部と下部の間を、板面が鉛直方向に向いた姿勢で併進移動しながら、繰り返し往復する。   Accordingly, as in the case of the methane fermentation apparatus 121 of FIG. 4 described above, the stirring plate 53 is repeatedly reciprocated between the upper and lower portions of the fermenter 51 while being translated and moved in a posture in which the plate surface is directed in the vertical direction. To do.

その際に、攪拌板53の移動に伴い、バイオマスの一部分が攪拌板53の板材により移動方向に押され、他の部分が攪拌板53の孔56cや、攪拌板53の外周部と発酵槽51の内壁との間を通り抜けることにより、バイオマスは、攪拌板53によって攪拌される。   At that time, along with the movement of the stirring plate 53, a part of the biomass is pushed in the moving direction by the plate material of the stirring plate 53, and the other part is the hole 56c of the stirring plate 53, the outer peripheral portion of the stirring plate 53 and the fermenter 51. The biomass is agitated by the agitating plate 53 by passing between the inner walls of the agitator.

したがって、バイオマスの攪拌は、発酵槽51内の全体にわたり、均一に行われる。これにより、メタン発酵が、発酵槽51内全体にわたって均一に促進され、効率的にメタン発酵が行われる。   Therefore, the biomass is uniformly stirred throughout the fermenter 51. Thereby, methane fermentation is uniformly promoted over the whole fermenter 51, and methane fermentation is performed efficiently.

このように、図6〜図8のメタン発酵装置121によれば、図4のメタン発酵装置121の場合と同様に、少ない電力でモータ26を駆動しながら、効率的にバイオマスを攪拌してメタン発酵を行うことができる省電力型で簡便な構成のメタン発酵装置を構成することができる。特に、攪拌板53の下降時にはモータ26の駆動が停止されるので、より効果的に省電力が図られる。   As described above, according to the methane fermentation apparatus 121 of FIGS. 6 to 8, as in the case of the methane fermentation apparatus 121 of FIG. A power-saving and simple configuration methane fermentation apparatus capable of performing fermentation can be configured. In particular, when the stirring plate 53 is lowered, the drive of the motor 26 is stopped, so that power can be saved more effectively.

また、図4のメタン発酵装置121の場合と同様に、メタン発酵による発生ガスがメタン発酵装置121の外部に漏洩するのを防止するとともに、モータ26の駆動により発生ガスが発火するのを防止することができる。さらに、1本のローラチェーン55で攪拌板53を昇降させるので、攪拌機構52をよりコンパクトで効率的な機構として構成することができる。   Further, similarly to the case of the methane fermentation apparatus 121 of FIG. 4, the generated gas due to methane fermentation is prevented from leaking outside the methane fermentation apparatus 121 and the generated gas is prevented from being ignited by driving the motor 26. be able to. Furthermore, since the stirring plate 53 is moved up and down by one roller chain 55, the stirring mechanism 52 can be configured as a more compact and efficient mechanism.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、スプロケット36、37、66、67及びチェーン25、ローラチェーン55に代えてプーリ及びベルトを用いてもよい。また、チェーン25の本数を3本以上とし、これに対応させてスプロケット36、37の数を増やしもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this. For example, pulleys and belts may be used in place of the sprockets 36, 37, 66, 67, the chain 25, and the roller chain 55. Further, the number of the chain 25 may be three or more, and the number of sprockets 36 and 37 may be increased correspondingly.

また、モータ26の駆動方向の切替えは、制御回路により自動で行うようにしてもよいし、攪拌板23又は攪拌板53の昇降位置を目視により確認しながら手動で行うようにしてもよい。また、攪拌板側案内部材28又は攪拌板側ガイド部58として、ローラを有するものを採用し、発酵槽側案内部材29又は発酵槽側ガイド部59として、該ローラが走行するレールを有するものを採用してもよい。   Further, the switching of the driving direction of the motor 26 may be automatically performed by a control circuit, or may be manually performed while visually confirming the raising / lowering position of the stirring plate 23 or the stirring plate 53. Moreover, what has a roller is employ | adopted as the stirring plate side guide member 28 or the stirring plate side guide part 58, and what has the rail which this roller drive | runs as the fermenter side guide member 29 or the fermenter side guide part 59. It may be adopted.

また、本発明の攪拌装置は、バイオマスを攪拌してメタン発酵させるメタン発酵装置121に限らず、他の液状物を攪拌対象とする攪拌にも用いることができる。また、加水分解槽113におけるバイオマスの攪拌にも効果的に用いることができる。   The stirring device of the present invention is not limited to the methane fermentation device 121 that stirs biomass and performs methane fermentation, but can also be used for stirring for other liquid substances. Further, it can be used effectively for stirring biomass in the hydrolysis tank 113.

また、攪拌板23、53は、孔27、56cを有していなくてもよい。この場合、攪拌板23、53の昇降時に、攪拌板23、53により押されたバイオマスは攪拌板23、53と発酵槽との間を通って、攪拌板23、53の該押された方向と逆側に移動する。この場合も、バイオマスは均一に撹拌される。   Further, the stirring plates 23 and 53 may not have the holes 27 and 56c. In this case, when the stirring plates 23 and 53 are moved up and down, the biomass pushed by the stirring plates 23 and 53 passes between the stirring plates 23 and 53 and the fermenter, and the pushing direction of the stirring plates 23 and 53 Move to the other side. Again, the biomass is stirred uniformly.

また、攪拌板23、53は、カウンタウェイト24、50と同等の重量又はこれより小さい重量を有していてもよい。攪拌板23、53がカウンタウェイト24、50と同等の重量を有する場合には、攪拌板23、53の上昇時及び下降時の双方においてモータ26が駆動される。攪拌板23、53がカウンタウェイト24、50より小さい重量を有する場合には、攪拌板23、53を下降させる際にのみ、モータ26が駆動される。   Further, the stirring plates 23 and 53 may have a weight equivalent to or smaller than that of the counterweights 24 and 50. When the stirring plates 23 and 53 have the same weight as the counterweights 24 and 50, the motor 26 is driven both when the stirring plates 23 and 53 are raised and lowered. When the stirring plates 23 and 53 have a weight smaller than the counterweights 24 and 50, the motor 26 is driven only when the stirring plates 23 and 53 are lowered.

10…前処理ユニット、11…第1ユニット、12…第2ユニット、13…第3ユニット、14…第4ユニット、21…発酵槽(攪拌槽)、23、53…攪拌板、24、50…カウンタウェイト、25…チェーン、26…モータ、27、56c…孔、28…攪拌板側案内部材、29…発酵槽側案内部材(攪拌槽側案内部材)、30…ウェイト昇降槽、34…従動軸、35…駆動軸、36、37…スプロケット、55…ローラチェーン、58…攪拌板側ガイド部、59…発酵槽側ガイド部(攪拌槽側ガイド部)100…破砕装置、111…雨水タンク、112…原水タンク、113…加水分解槽、121…メタン発酵装置、122…脱硫装置、131…ガス分解装置、132…再生装置、133…発生ガスタンク、141…脱水装置、142…固化装置、143…消化液タンク、P1、P2…個所。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pretreatment unit, 11 ... 1st unit, 12 ... 2nd unit, 13 ... 3rd unit, 14 ... 4th unit, 21 ... Fermenter (stirring tank), 23, 53 ... Stirring plate, 24, 50 ... Counter weight, 25 ... chain, 26 ... motor, 27, 56c ... hole, 28 ... stirring plate side guide member, 29 ... fermenter side guide member (stirring vessel side guide member), 30 ... weight lifting tank, 34 ... driven shaft 35 ... drive shaft, 36, 37 ... sprocket, 55 ... roller chain, 58 ... stirring plate side guide part, 59 ... fermenter side guide part (stirring tank side guide part) 100 ... crushing device, 111 ... rain water tank, 112 ... Raw water tank, 113 ... Hydrolysis tank, 121 ... Methane fermentation device, 122 ... Desulfurization device, 131 ... Gas decomposition device, 132 ... Regeneration device, 133 ... Generated gas tank, 141 ... Dehydration device, 142 ... Apparatus, 143 ... digestive fluid tank, P1, P2 ... point.

Claims (9)

攪拌対象となる液状物が供給される攪拌槽と、
前記攪拌槽の水平断面形状に適合した形状を有し、該攪拌槽内で昇降されて前記液状物を攪拌する攪拌板と、
前記攪拌板を、板面が鉛直方向に向いた姿勢で前記攪拌槽の底部と上部との間で昇降方向に移動し得るように案内する案内手段と、
前記攪拌板の重量を相殺するためのカウンタウェイトと、
前記昇降方向に案内された攪拌板の所定位置に一端が固定され、他端が前記カウンタウェイトに固定される所定長さのチェーン又はベルトと、
前記所定位置の上方で前記チェーン又はベルトの前記一端側が掛けられて前記攪拌板を吊り下げるスプロケット又はプーリを有する従動軸と、
前記従動軸と前記カウンタウェイトとの間に介在し、前記チェーン又はベルトの前記他端側が掛けられて前記カウンタウェイトを吊り下げるスプロケット又はプーリが固定される駆動軸と、
前記駆動軸を回転させることにより前記攪拌板を昇降させるモータとを備えることを特徴とする攪拌装置。
A stirring tank to which a liquid material to be stirred is supplied;
A stirring plate that has a shape adapted to the horizontal cross-sectional shape of the stirring tank, and is stirred up and down in the stirring tank to stir the liquid material;
Guiding means for guiding the stirring plate so that the plate surface can move in the ascending / descending direction between the bottom and the top of the stirring tank in a posture in which the plate surface is oriented in the vertical direction;
A counterweight for offsetting the weight of the stirring plate;
A chain or belt having a predetermined length in which one end is fixed to a predetermined position of the stirring plate guided in the ascending / descending direction and the other end is fixed to the counterweight;
A driven shaft having a sprocket or pulley on which the one end side of the chain or belt is hung above the predetermined position and suspends the stirring plate;
A drive shaft that is interposed between the driven shaft and the counterweight, and on which the other end of the chain or belt is hung and a sprocket or pulley that suspends the counterweight is fixed;
A stirrer comprising: a motor that moves the stir plate up and down by rotating the drive shaft.
前記攪拌槽の外側に隣接し、前記カウンタウェイトが昇降するための空間を形成するウェイト昇降槽と、
前記攪拌槽及び前記ウェイト昇降槽の内部空間を含む1つの密閉空間を構成するように該攪拌槽及び該ウェイト昇降槽を閉塞する閉塞部材とを備え、
前記密閉空間内に前記攪拌板、前記カウンタウェイト、前記チェーン又はベルト、前記スプロケット又はプーリ、前記従動軸及び前記駆動軸が位置し、該密閉空間の外側に前記モータが位置することを特徴とする請求項1に記載の攪拌装置。
A weight lifting tank adjacent to the outside of the stirring tank and forming a space for the counterweight to move up and down,
A closing member that closes the stirring tank and the weight lifting tank so as to constitute one sealed space including an internal space of the stirring tank and the weight lifting tank;
The stirring plate, the counterweight, the chain or belt, the sprocket or pulley, the driven shaft, and the drive shaft are located in the sealed space, and the motor is located outside the sealed space. The stirrer according to claim 1.
前記案内手段は、
前記攪拌板の中央部で昇降方向に貫通した案内孔を形成している攪拌板側ガイド部と、
前記攪拌槽の中央部で昇降方向に前記案内孔を通って延在する攪拌槽側ガイド部とを備え、
前記攪拌板側ガイド部及び前記攪拌槽側ガイド部は、前記攪拌板を併進移動させながら前記攪拌板の案内を行うように構成され、
前記チェーン又はベルトの一端は、前記攪拌板側ガイド部に固定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の攪拌装置。
The guiding means includes
A stirring plate side guide portion forming a guide hole penetrating in the ascending / descending direction at the central portion of the stirring plate;
A stirring tank side guide portion extending through the guide hole in the ascending / descending direction at the central portion of the stirring tank,
The stirring plate side guide portion and the stirring vessel side guide portion are configured to guide the stirring plate while moving the stirring plate in parallel,
The stirring device according to claim 1 or 2, wherein one end of the chain or belt is fixed to the stirring plate side guide portion.
前記案内手段は、
前記攪拌板の周縁の複数個所に設けられ、該攪拌板を昇降方向に案内するための攪拌板側案内部材と、
前記攪拌槽の内壁の各攪拌板側案内部材に対応する位置に該攪拌槽の底部から上部にわたって設けられ、該攪拌板側案内部材と協働して前記攪拌板の案内を行う攪拌槽側案内部材とを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の攪拌装置。
The guiding means includes
A stirring plate side guide member provided at a plurality of locations on the periphery of the stirring plate, for guiding the stirring plate in the up and down direction;
A stirring tank side guide that is provided from the bottom to the top of the stirring tank at a position corresponding to each stirring plate side guide member on the inner wall of the stirring tank and guides the stirring plate in cooperation with the stirring plate side guide member. The stirring device according to claim 1, further comprising a member.
前記チェーン又はベルトを2本備え、その各一端は、前記攪拌板に対して、その重心を通るライン上であって、該重心位置から等距離れた各位置にそれぞれ固定され、
前記2本のチェーン又はベルトのそれぞれは、一端から他端まで前記ラインに垂直な同一の平面上に位置することを特徴とする請求項4に記載の攪拌装置。
Two chains or belts are provided, and each one end thereof is fixed to each position on the line passing through the center of gravity with respect to the stirring plate and equidistant from the position of the center of gravity.
5. The stirring device according to claim 4, wherein each of the two chains or belts is located on the same plane perpendicular to the line from one end to the other end.
前記カウンタウェイトの重量は、前記攪拌板の上昇又は下降のうちの一方が前記モータの駆動によらずに該攪拌又は該カウンタウェイトの自重により行われるように設定されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の攪拌装置。   The weight of the counterweight is set so that one of the raising and lowering of the stirring plate is performed by the stirring or the weight of the counterweight without driving the motor. Item 6. The stirring device according to any one of Items 1 to 5. 請求項1〜6のいずれかの攪拌装置を備え、該攪拌装置によりバイオマスを撹拌してメタン発酵させることによりメタンを含むガスを発生させることを特徴とするメタン発酵装置。   A methane fermentation apparatus comprising the agitator according to any one of claims 1 to 6, wherein a gas containing methane is generated by agitation of biomass by the agitator and methane fermentation. バイオマスをメタン発酵させることによりメタンを含む発生ガスを発生させるバイオマス処理システムであって、
前記バイオマスを貯留する原水タンクと、該原水タンクに貯留された該バイオマスを加水分解する加水分解槽と、雨水タンクと、太陽光温水パネルとをセットとして増設単位とした第1ユニットと、
前記第1ユニットの加水分解槽に接続され、加水分解された前記バイオマスを発酵させる請求項7のメタン発酵装置と、該メタン発酵装置に接続されて該メタン発酵装置で発生した前記発生ガスの脱硫を行う脱硫装置とをセットとして増設単位とした第2ユニットと、
前記第2ユニットの脱硫装置を介して供給される前記発生ガスを貯留する発生ガスタンクと、該ガスタンクに貯留された該発生ガスを分解するガス分解装置と、分解した分解ガスを再生資源にする再生装置とをセットとして増設単位とした第3ユニットと、
前記第2ユニットのメタン発酵装置における前記バイオマスの発酵後の残渣である消化液を貯留する消化液タンクと、該消化液タンクに貯留された消化液を脱水する脱水装置と、脱水装置により脱水された残渣を固化させる固化装置とをセットとして増設単位とした第4ユニットと、
食品残渣を原料として前記バイオマスを生成する破砕装置を増設単位とした前処理ユニットとを備え、
前記第1ユニットと前記第2ユニットとが、前記バイオマスの処理工程に合わせて直線上に隣接して連結配列されると共に、前記第3ユニットと前記第4ユニットと前記前処理ユニットが、該第1ユニットおよび該第2ユニットと独立、かつ、複数の該第1ユニットおよび該第2ユニットに対応可能に構成され、
前記第3ユニットの前記再生装置が、前記分解ガス中の水素を吸蔵する吸蔵装置および該吸蔵装置を用いた燃料電池と、該分解ガスを燃焼させるエンジンおよび該エンジンにより発電を行う発電機と、該分解ガス中の炭素成分を圧縮する圧縮機および該圧縮機により炭素充填を行なった充填物質とを備えることを特徴とするバイオマス処理システム。
A biomass processing system for generating generated gas containing methane by subjecting biomass to methane fermentation,
A raw water tank for storing the biomass, a hydrolysis tank for hydrolyzing the biomass stored in the raw water tank, a rainwater tank, and a first unit with a solar water panel as an extension unit,
The methane fermentation apparatus according to claim 7 connected to the hydrolysis tank of the first unit and fermenting the hydrolyzed biomass, and desulfurization of the generated gas connected to the methane fermentation apparatus and generated in the methane fermentation apparatus A second unit as an expansion unit with a desulfurization apparatus for performing
A generated gas tank that stores the generated gas supplied via the desulfurization device of the second unit, a gas decomposition device that decomposes the generated gas stored in the gas tank, and a regeneration that uses the decomposed decomposed gas as a recycled resource A third unit with the device as a set as an expansion unit;
In the methane fermentation apparatus of the second unit, the digestive juice tank that stores the digested juice that is a residue after fermentation of the biomass, the dehydrator that dehydrates the digested juice stored in the digested juice tank, and the dehydrator A fourth unit as a set of expansion units with a solidifying device for solidifying the remaining residue;
A pretreatment unit with a crushing device that produces the biomass from food residue as a raw material,
The first unit and the second unit are connected and arranged in a straight line adjacent to the biomass processing step, and the third unit, the fourth unit, and the pretreatment unit are connected to the first unit. 1 unit and the second unit are independent of each other, and are configured to support a plurality of the first unit and the second unit,
The regenerator of the third unit is a storage device for storing hydrogen in the cracked gas, a fuel cell using the storage device, an engine for burning the cracked gas, and a generator for generating electric power by the engine; A biomass processing system comprising: a compressor that compresses a carbon component in the cracked gas; and a filling material that is filled with carbon by the compressor.
前記第1ユニットおよび前記第2ユニットが一体または各々分割してトレーラに積載可能に構成されることを特徴とする請求項8に記載のバイオマス処理システム。   The biomass processing system according to claim 8, wherein the first unit and the second unit are configured to be integrated or divided so that they can be loaded on a trailer.
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