JP2019000827A - メタン発酵好適物の移送方法 - Google Patents

メタン発酵好適物の移送方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、非常に実用的なメタン発酵好適物の移送方法を提供することを目的とする。【解決手段】メタン発酵好適物Eを製造する製造施設50で製造された該メタン発酵好適物Eをメタン発酵させる処理施設51へ移送する方法であって、前記製造施設50において可燃ゴミAから流動性を有するメタン発酵好適物Eを製造し、このメタン発酵好適物Eを収納する吸引ポンプ付き密閉タンク40aを備えた搬送車40若しくは搬送ポンプ41aを備えた移送配管部41により、前記製造施設50から前記処理施設51へ移送するメタン発酵好適物の移送方法である。【選択図】図1

Description

本発明は、メタン発酵好適物の移送方法に関するものである。
現在、袋詰め可燃ゴミ(都市ゴミ)のエネルギー利用は、袋詰め可燃ゴミを焼却炉で焼却処理し、この燃焼で発生する熱を利用したゴミ焼却発電が主流であるが、近年、袋詰め可燃ゴミ中の有機ゴミを発酵させて得たバイオガス(メタン)を内燃機関、外燃機関や燃料電池の燃料として発電するバイオガス発電が注目されている。このバイオガス発電における袋詰め可燃ゴミのエネルギー利用は、焼却処理するゴミを減らし大型設備である焼却炉の数や負担を低減することができるため有用である。
ところで、この袋詰め可燃ゴミからメタンを取り出すメタン発酵装置は、有機物を嫌気性環境下において微生物により分解(メタン発酵)させてメタンガスを発生させるものであり、特にメタン発酵に関与しない無機物は残渣として排出されるが、当然のことながら、このメタン発酵に関与しないメタン発酵不適物が多いほど残渣が増え、よって、この残渣を処理する手間とコストが余計にかかることから、如何に袋詰め可燃ゴミからメタン発酵に適したメタン発酵好適物を取得するかが重要となる。
そこで、本出願人は、可燃ゴミからメタン発酵好適物を得るための装置(厨芥類や紙などのメタン発酵に適したゴミと、ビニールや布などの焼却処理に適したゴミとを選別する選別装置)として、特願2017−118908号に開示されるメタン発酵好適物の製造装置を提案している。
この装置であれば有機物濃度が高くメタン発酵処理後の残渣量の少ないメタン発酵好適物が簡易且つ確実に得られることになる。
特願2017−118908号公報
ところで、メタン発酵好適物は可燃ゴミが集められるゴミ焼却場で製造され、一方、このメタン発酵好適物は別の施設(例えば下水処理場)でメタン発酵処理されるのが一般的であるが、従来から、このメタン発酵好適物を製造施設から処理施設へ良好に移送する方法が望まれている。
本発明は、前述したメタン発酵好適物の製造装置で製造されるメタン発酵好適物が高い流動性を有する点に鑑み、製造施設で製造されたメタン発酵好適物を処理施設へ移送する方法として非常に実用的なメタン発酵好適物の移送方法を提供する。
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
メタン発酵好適物Eを製造する製造施設50で製造された該メタン発酵好適物Eをメタン発酵させる処理施設51へ移送する方法であって、前記製造施設50において可燃ゴミAから下記の流動性を有するメタン発酵好適物Eを製造し、このメタン発酵好適物Eを収納する吸引ポンプ付き密閉タンク40aを備えた搬送車40若しくは搬送ポンプ41aを備えた移送配管部41により、前記製造施設50から前記処理施設51へ移送することを特徴とするメタン発酵好適物の移送方法に係るものである。

水分率が70重量%以上で径が25mm以下であるメタン発酵好適物E。
また、請求項1記載のメタン発酵好適物の移送方法において、前記搬送車40はバキュームカーであることを特徴とするメタン発酵好適物の移送方法に係るものである。
また、請求項1,2いずれか1項に記載のメタン発酵好適物の移送方法において、前記製造施設50はゴミ焼却施設であることを特徴とするメタン発酵好適物の移送方法に係るものである。
また、請求項1〜3いずれか1項に記載のメタン発酵好適物の移送方法において、前記処理施設51は下水処理施設であることを特徴とするメタン発酵好適物の移送方法に係るものである。
本発明は上述のようにしたから、良好な発酵が行われるメタン発酵好適物が高い流動性を有する利点を利用して、メタン発酵好適物を製造施設から処理施設へ良好に移送することができるなど、従来にない作用効果を発揮するメタン発酵好適物の移送方法となる。
本実施例に係るメタン発酵好適物の移送方法の説明図である。 本実施例に係るメタン発酵好適物の移送方法の説明図である。 本実施例に係る要部の動作説明図である。 本実施例の要部の動作説明図である。 本実施例の要部の動作説明図である。 本実施例の要部の説明図である。 本実施例の要部の説明図である。 本実施例の要部の動作説明図である。 本実施例の要部の動作説明図である。 本実施例に係るメタン発酵好適物の組成を示す円グラフである。 本実施例に係るメタン発酵好適物の組成を示す円グラフである。
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
本発明は、メタン発酵好適物Eの製造施設50において可燃ゴミAから流動性を有するメタン発酵好適物Eを製造し、このメタン発酵好適物Eを収納する吸引ポンプ付き密閉タンク40aを備えた搬送車40若しくは搬送ポンプ41aを備えた移送配管部41により、前記製造施設50から前記処理施設51へ流動移送する。
製造施設50で製造されるメタン発酵好適物Eは高い流動性を有するから、吸引ポンプ付き密閉タンク40aを備えた搬送車40若しくは搬送ポンプ41aを備えた移送配管部41により、効率良く且つ確実に製造施設50から処理施設51へ移送することができ、しかも、メタン発酵好適物Eを搬送する際の臭気を可及的に軽減することができる。
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
本実施例は、メタン発酵好適物Eを製造する製造施設50で製造された該メタン発酵好適物Eをメタン発酵させる処理施設51へ移送する方法である。
本実施例では、図1,2に図示したように製造施設50はゴミ焼却施設であり、処理施設51は下水処理施設であるが、いずれもその他の施設であっても或いは専用の施設であっても良い。
製造施設50には、以下のメタン発酵好適物Eの製造装置が設置されている。
具体的には、袋詰め可燃ゴミAからメタン発酵好適物Eを製造する装置であって、袋詰め可燃ゴミAを破袋する破袋部1と、この破袋処理された破袋処理済みゴミBを乾式選別手段により粒度差選別する第一選別部2と、この第一選別部2で選別された粒度差選別処理済みゴミCを湿式選別手段により比重差選別する第二選別部3とを備えたものである。
尚、袋詰め可燃ゴミAとは、ビニール袋に詰めて廃棄される可燃性を有するゴミ(都市ゴミ)である。
以下、本実施例に係る構成各部について詳細な説明をする。
破袋部1は、図3,4に図示したように上部にホッパー13aを備えた破袋本体13内に、周面に刃部14a’,14b’を有する一対の回転軸体14a,14bを水平対向位置に間隔を介して架設状態に設けた構造(所謂二軸破袋構造)である。
また、破袋本体13の下部は開口状態に設けられ、刃部14a’,14b’によって破袋された破袋処理済みゴミBのゴミ排出部13bとして構成されている。
従って、ホッパー13aから投入された袋詰め可燃ゴミAは、回転軸体14a,14b同士の間を通過しつつ破袋され、この破袋された破袋処理済みゴミBは、ゴミ排出部13bから排出される。
また、本実施例では、ゴミ排出部13bの下部にベルトコンベアが設けられ、第一選別部2へ破袋処理済みゴミBを搬送する第一搬送部15として構成されている。
第一選別部2は、図3,5に図示したように左右壁部16aと底壁部16bとから成る第一選別本体16の左右壁部16aに、複数本のローラー体4を所定の隙間Sを介して回転自在に並設して成るローラー搬送部5を有するものであり、各ローラー体4は同一方向(搬送方向)に回転するように構成されている。
この各ローラー体4の周面には、該ローラー体4の長さ方向に所定の間隔Tを介して突起部17が並設されており、この各突起部17はローラー体4に略三角形状の板材を被嵌して設けられている。
従って、ローラー体4の回転により上部に載置されたものは突起部17との摩擦によって搬送される。
また、ローラー搬送部5には、図6に図示したように隣接するローラー体4同士の隙間Sと、この各ローラー体4に設けられる突起部17同士の間隔Tとから成る升目状のふるい穴2aが多数設けられており、このふるい穴2aの目幅は、隙間S(縦長)及び間隔T(横長)ともに50〜150mmの間で設定される。
また、第一選別本体16の底壁部16bは、テーパー状に設けられており、この底壁部16bの最下部は開口状態に設けられ、ローラー搬送部5のふるい穴2aを通過した通過落下ゴミC1のゴミ排出部16b’として構成されている。
従って、ローラー搬送部5で搬送される破袋処理済みゴミBのうち、ふるい穴2aを通過した通過落下ゴミC1はゴミ排出部16b’から排出される。
また、第一選別本体16は、図5に図示したように設置架台18上に設けられており、長さ方向(搬送方向)の一端部(ローラー搬送部5の搬送方向上流側)は、設置架台18上に上下擺動自在に枢着され、他端部(ローラー搬送部5の搬送方向下流側)は、設置架台18上に設けられた昇降部19に連結されている。
この昇降部19は、設置架台18に擺動自在に立設されるネジ棒19aと、このネジ棒19aに被嵌されナット19b’の螺動により上下移動する移動筒19bとで構成され、この移動筒19bに第一選別本体16の他端部は枢着されている。
従って、第一選別本体16は、昇降部19の作動により設置架台18に対して傾動自在となり、よって、ローラー搬送部5は、搬送方向下流側が上方位置となるように所定角度に上り傾斜状態となる。本実施例では、ローラー搬送部5の傾斜角度は5〜30度の間で設定される。
以上から、第一選別部2において、ローラー搬送部5に破袋処理済みゴミBを導入すると、回転するローラー体4同士の隙間S(ふるい穴2a)を通過落下する通過落下ゴミC1と、ローラー体4同士の隙間S(ふるい穴2a)を通過落下せず、ローラー搬送部5の傾斜下端部から該ローラー搬送部5外に傾斜落下する傾斜落下ゴミC2と、前記ローラー体4同士の隙間S(ふるい穴2a)を通過落下せず、ローラー搬送部5の傾斜上端部から該ローラー搬送部5外に乗り越える傾斜乗り越えゴミDとに選別される。つまり、第一選別部2により破袋処理済みゴミBは乾式選別手段により粒度差選別される。
また、本実施例では、ゴミ排出部16b’の下部にベルトコンベアが設けられ、第二選別部3へ粒度差選別処理済みゴミC(通過落下ゴミC1)を搬送する第二搬送部20として構成されている。尚、図3では第二搬送部20を通過落下ゴミC1のみを粒度差選別処理済みゴミCとして第二選別部3へ搬送しているように図示しているが、通過落下ゴミC1及び傾斜落下ゴミC2の双方を粒度差選別処理済みゴミCとして第二選別部3へ搬送することも可能である。これは、傾斜落下ゴミC2もメタン発酵好適物Eとなる物質を多く含む場合があるからである。
第二選別部3は、上部一端側にホッパー21aを備えた選別本体21に、スクリーン選別部9と、このスクリーン選別部9に導入された粒度差選別処理済みゴミCに加水する加水部10と、スクリーン選別部9の下方位置に設けられる第一排出部11と、スクリーン選別部9の上方位置に設けられる第二排出部12とを有する構造である。
具体的には、スクリーン選別部9は、図7,8,9に図示したように周面に複数の破砕凸部6が設けられた軸状回転体7の周面対向位置に、多数の選別孔8aが設けられた円弧板状のスクリーン体8が添設されたものである。
この軸状回転体7は駆動源24の作動により回転し、その回転速度は、100〜600rpmに設定される。望ましくはこの回転速度は300〜500rpmである。
また、各破砕凸部6は、基端部が軸状回転体7に枢着されており、軸状回転体7の回転に伴う遠心力で放射方向に突出状態となるスイングハンマー構造であり、スクリーン体8と共に先端部でゴミを破砕するように構成されている。
また、各破砕凸部6は、軸状回転体7の長さ方向に並設され、この軸状回転体7の長さ方向に隣接する破砕凸部6同士が90度ずれた位置となるよう螺旋状に配置されており、ホッパー21aから導入されたゴミが破砕本体21内を一端側から他端側へ送られるように構成されている。
また、軸状回転体7の他端部には、該軸状回転体7の長さ方向に巻き上げ破砕凸部6’が並設されている。
この巻き上げ破砕凸部6’は、回転方向へ向けて突湾曲形状に設けられており、また、螺旋状に配されず軸状回転体7の長さ方向に直線状に配されており、破砕本体21の他端側へ送られてきたゴミを破砕するだけでなく、上方(後述する第二排出部12)へ巻き上げるように構成されている。
スクリーン体8は、複数の円弧形状の板材を組み合わせて構成された円筒状体であり、軸状回転体7に被嵌状態に設けられている。
また、スクリーン体8に設けられる多数の選別孔8aは円形状であり、本実施例ではこの選別孔8aの径は10〜25mmに設定されている。
また、軸状回転体7の回転時におけるスクリーン体8表面と破砕凸部6先端との間隔は5〜20mmに設定される。望ましくはこの間隔は10mm〜15mmである。
加水部10は、図8に図示したようにホッパー21aの下方部位に図示省略の水移送部(水源及び移送ホース)が接続されるノズルを設けて構成されている。
この加水部10からの水の噴射量は適宜制御され、この加水は投入するゴミ重量あたり0〜100%の範囲であり、本実施例では、加水部10における加水率は、粒度差選別処理済みゴミC重量あたり10〜50%に設定されている。尚、この加水は、粒度差選別処理済みゴミCに水を含ませることで破砕し易くする他、軸状回転体7(駆動源24)にかかる負荷を低減することにも貢献する。
第一排出部11は、図7,8,9に図示したように破砕本体21の下部を開口状態に設けて構成されており、スクリーン選別部9によって破砕選別された選別孔通過ゴミEのゴミ排出部として構成されている。
従って、ホッパー21aから投入された粒度差選別処理済みゴミCのうち、破砕凸部6で破砕され且つ加水部10で加水されて重量物となり、スクリーン体8の選別孔8aを通過した選別孔通過ゴミEは、第一排出部11から排出される。
本実施例では、破砕本体21の下部に回収容体22が移動自在に設けられ、第一排出部11から排出される選別孔通過ゴミEを受けるように構成されている。
第二排出部12は、図7,9に図示したように破砕本体21の上部他端側にスクリーン選別部9の上部に連通する筒状体23を横設し、この筒状体23内に周面に搬送羽根23a’が螺旋状に設けられた搬送軸状体23aを設けて構成されている。
従って、ホッパー21aから投入された粒度差選別処理済みゴミCのうち、破砕凸部6で破砕されずに且つ加水部10で加水されも重量物とならず、スクリーン体8の選別孔8aを通過しない選別孔不通過ゴミFは、巻き上げ破砕凸部6’で巻き上げられて筒状体23へ送られ、この搬送軸状体23aで搬送されて先端から排出される。
以上から、第二選別部3において、スクリーン選別部9に粒度差選別処理済みゴミCを加水部10で加水しつつ導入すると、軸状回転体7の回転に伴い、破砕凸部6及び巻き上げ破砕凸部6’で破砕されスクリーン体8の選別孔8aを通過して第一排出部11から排出される選別孔通過ゴミEと、破砕凸部6及び巻き上げ破砕凸部6’で破砕されずスクリーン体8の選別孔8aを通過できず巻き上げられて第二排出部12から排出される選別孔不通過ゴミFとに選別される。つまり、第二選別部3により粒度差選別処理済みゴミCは湿式選別手段により比重差選別される。
符号30は袋詰め可燃ゴミAを収集するゴミ収集車である。
以上の構成から成るメタン発酵好適物Eの製造装置を使用したメタン発酵好適物Eの製造工程について説明する。
先ず、ゴミ収集車30により集められた袋詰め可燃ゴミAを破袋部1で破袋する。
続いて、この破袋処理された破袋処理済みゴミBを第一選別部2で乾式選別手段により粒度差選別する。
具体的には、ローラー搬送部5に破袋処理済みゴミBを導入すると、回転するローラー体4同士の隙間Sを通過落下する通過落下ゴミC1と、ローラー体4同士の隙間Sを通過落下せず、ローラー搬送部5の傾斜下端部から該ローラー搬送部5外に傾斜落下する傾斜落下ゴミC2と、前記ローラー体4同士の隙間Sを通過落下せず、ローラー搬送部5の傾斜上端部から該ローラー搬送部5外に乗り越える傾斜乗り越えゴミDとに選別される。
この通過落下ゴミC1は、例えば厨芥類や紙など(小型のゴミ)である。
この傾斜落下ゴミC2は、例えば紙やビニールなど(大型で傾斜を乗り越えない重量ゴミ)である。
尚、缶などの不燃物も転がり落ちるが、回収物の性状として容易に磁選機等での除去が可能(吊り下げ式磁選機等で除去時に巻き込みが少ない)であり、さらに厨芥類などの高含水物が減少しているため、熱量が高く燃料化等への利用用途が考えられる。
傾斜乗り越えゴミDは、例えばビニールや布(衣類)など(大型で傾斜を乗り越える軽量ゴミ)である。
また、傾斜落下ゴミC2と同様、通過落下ゴミC1として高含水物である厨芥類や紙が優先的に回収されているため、回収物の高含水物が減少し、熱量が高く燃料化等への利用ができる。
以上のように第一選別部2で選別された通過落下ゴミC1及び傾斜落下ゴミC2の双方は、粒度差選別処理済みゴミCとして第二選別部3へ送られ、傾斜乗り越えゴミDは、発酵に適さないゴミとして処理(焼却処理等)される。尚、傾斜落下ゴミC2も粒度差選別処理済みゴミCとして採用したのは厨芥類の回収量増加を優先したためであり、より良好なメタン発酵好適物を得るのであれば通過落下ゴミC1だけを粒度差選別処理済みゴミCとして採用する。
続いて、第一選別部2で選別された粒度差選別処理済みゴミC(通過落下ゴミC1及び傾斜落下ゴミC2)を第二選別部3で湿式選別手段により比重差選別する。
具体的には、スクリーン選別部9に粒度差選別処理済みゴミCを加水部10で加水しつつ導入すると、軸状回転体7の回転に伴い、破砕凸部6で破砕されスクリーン体8の選別孔8aを通過して第一排出部11から排出される選別孔通過ゴミEと、破砕凸部6で破砕されずスクリーン体8の選別孔8aを通過できず巻き上げられて第二排出部12から排出される選別孔不通過ゴミFとに選別される。
この選別孔通過ゴミEは、例えば紙や厨芥類など(水を含むことで破砕され易くなり細かく破砕される重量ゴミ)である。
更に、この選別孔通過ゴミEについて確認したところ、選別孔通過ゴミEの固形分中の有機物の割合(有機物比率)が75〜85重量%、即ち、固形分量(TS)は17.2重量%で、有機物濃度(強熱減量)は14.6重量%であり、これから算出される有機物比率(VS/TS)は84.9重量%であった。また、水分率が85重量%以下、最大径が15〜25mmであった。
従って、有機物比率が高いことから、メタン発酵処理後において残渣量の少ない、また、流動性の高いメタン発酵好適物Eと言える。
選別孔不通過ゴミFは、例えばビニールなど(水を含まず破砕されにくい軽量ゴミ)である。
以上のように第二選別部3で選別された選別孔通過ゴミEはメタン発酵好適物Eとして利用され、選別孔不通過ゴミFは発酵に適さないゴミとして処理(焼却処理等)される。
図10,11のグラフは、前述したメタン発酵好適物の製造装置を用いて行なわれた2回の分別試験におけるメタン発酵好適物E(選別孔通過ゴミ)の組成を表している。
この試験から、メタン発酵好適物E中の不純物(ビニールや金属や石などの無機物等)の割合が1〜8%と低い為、メタン発酵好適物Eの径は小さく詰まりにくいものであるから、ポンプ圧送時の配管内、ポンプ内、下水道施設内での閉塞を起こさせにくく、ポンプ等の圧送機の故障を防ぐこと、施設の維持管理性、保守性を確保可能である。
次に、処理施設51は、図1,2に図示したようにメタン発酵槽51aや発電機等を備えた既存の処理施設(下水処理施設)である。
また、本実施例では、製造施設50で製造されたメタン発酵好適物Eを処理施設51へ移送する手段を設けている。
具体的には、図1は、メタン発酵好適物Eを移送する手段として、製造施設50と処理施設51との間を移動する吸引ポンプ付き密閉タンク40aを備えた搬送車40(バキュームカー)を採用した場合であり、図2は、製造施設50と処理施設51との間に搬送ポンプ41aを備えた移送配管部41を採用した場合であり、いずれも製造施設50から処理施設51へメタン発酵好適物Eを流動移送するように構成されている。
符号40bは吸引ポンプから延設されるホースである。
以上の構成から成る本実施例に係る移送手段を使用した移送方法について説明する。
製造施設50にて可燃ゴミから流動性を有するメタン発酵好適物Eを製造し、このメタン発酵好適物Eを、製造施設50と処理施設51との間を移動する吸引ポンプ付き密閉タンクを備えた搬送車40若しくは製造施設50と処理施設51との間に設けられる搬送ポンプを備えた移送配管部41により製造施設50から処理施設51へ流動移送する(図1,2参照)。
よって、本実施例によれば、製造施設50で製造されるメタン発酵好適物Eは高い流動性を有するから、吸引ポンプ付き密閉タンク40aを備えた搬送車40若しくは搬送ポンプ41aを備えた移送配管部41により、効率良く且つ確実に製造施設50から処理施設51へ移送することができ、しかも、メタン発酵好適物Eを搬送する際の臭気を可及的に軽減することができる。
また、本実施例は、搬送車40はバキュームカーであるから、前述した作用効果を確実に奏することができる。
また、本実施例は、製造施設50はゴミ焼却施設であるから、既存の施設を有効利用することができる。即ち、メタン発酵好適物Eの製造過程において生じる焼却処分しなければならない残渣(発酵不適物)を施設内にある焼却炉で処理することができる。
また、本実施例は、処理施設51は下水処理施設であるから、既存の施設を有効利用することができる。即ち、従来、十分な量のメタン発酵好適物Eを移送する方法が無く、下水処理施設に設けられるメタン発酵槽には空き容量があったが、本実施例のようにメタン発酵好適物Eを良好に移送することが可能になる事で、前述したメタン発酵槽の空き容量分を利用して処理することができる。
また、本実施例は、新規で処理施設51を建設する際、施設規模がある程度ないと建設は難しいが、この点、各地の製造施設50からメタン発酵好適物Eを移送することでボリュームを出し、施設の建設が可能となる(スケールメリットが得られる)。
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
A 可燃ゴミ
E メタン発酵好適物
40 搬送車
40a 密閉タンク
41 移送配管部
41a 搬送ポンプ
50 製造施設
51 処理施設

Claims (4)

  1. メタン発酵好適物を製造する製造施設で製造された該メタン発酵好適物をメタン発酵させる処理施設へ移送する方法であって、前記製造施設において可燃ゴミから下記の流動性を有するメタン発酵好適物を製造し、このメタン発酵好適物を収納する吸引ポンプ付き密閉タンクを備えた搬送車若しくは搬送ポンプを備えた移送配管部により、前記製造施設から前記処理施設へ移送することを特徴とするメタン発酵好適物の移送方法。

    水分率が70重量%以上で径が25mm以下であるメタン発酵好適物。
  2. 請求項1記載のメタン発酵好適物の移送方法において、前記搬送車はバキュームカーであることを特徴とするメタン発酵好適物の移送方法。
  3. 請求項1,2いずれか1項に記載のメタン発酵好適物の移送方法において、前記製造施設はゴミ焼却施設であることを特徴とするメタン発酵好適物の移送方法。
  4. 請求項1〜3いずれか1項に記載のメタン発酵好適物の移送方法において、前記処理施設は下水処理施設であることを特徴とするメタン発酵好適物の移送方法。
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