JP2019147089A - Bio methane fermentation equipment - Google Patents

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宏達 村野
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Abstract

To provide bio methane fermentation equipment capable of preferably performing methane fermentation.SOLUTION: Bio methane fermentation equipment 10 includes banking 10A which allows herbaceous biomass B to be mixed in a predetermined proportion therein and is heaped in a prescribed height, a water shielding sheet 10B which covers the banking 10A, allows an outer circumferential edge part to be fixed to a circumference of the banking 10A and is formed of a through-hole 10E on a portion located on an upper part while covering the banking 10A and water 10C which is filled on the circumference of the banking 10A in such a state as to be covered with the water shielding sheet 10B. Therein, a level D of water 10C is 1/3 of height H of the banking 10A or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はバイオメタン発酵設備に関するものである。   The present invention relates to a biomethane fermentation facility.

特許文献１は従来のバイオメタン発酵設備を開示している。このバイオメタン発酵設備は、長径が９ｍｍ以下での稲わらを湛水状態の水田土壌中に混入し、水田土壌中の微生物によってメタン発酵を行うものである。そして、こうして生じたバイオメタンを回収した後、このバイオメタンを再び水田土壌中に噴出させる。これにより、このバイオメタン発酵設備は、水田土壌中に滞留しているバイオメタンを効率よく回収することができる。   Patent Document 1 discloses a conventional biomethane fermentation facility. In this biomethane fermentation facility, rice straw having a major axis of 9 mm or less is mixed in flooded paddy soil, and methane fermentation is performed by microorganisms in the paddy soil. And after collect | recovering the biomethane produced in this way, this biomethane is jetted out again in a paddy field soil. Thereby, this biomethane fermentation equipment can collect | recover the biomethane currently staying in the paddy field soil efficiently.

特許第５８５１７９０号公報Japanese Patent No. 585790

しかし、このバイオメタン発酵設備は、回収したバイオメタンを再び水田土壌中に噴出させるための配管やポンプ等の設備が必要になるため、設備の構造が複雑になってしまうおそれがある。   However, this biomethane fermentation facility requires piping, pumps, and other facilities for ejecting the recovered biomethane into the paddy soil again, which may complicate the structure of the facility.

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、容易にメタン発酵をすることができるバイオメタン発酵設備を提供することを解決すべき課題としている。   This invention is made | formed in view of the said conventional situation, Comprising: It is set as the problem which should be solved to provide the biomethane fermentation installation which can perform methane fermentation easily.

本発明のバイオメタン発酵設備は、
所定の割合でバイオマスが混合され、所定の高さに盛られた盛土と、
前記盛土を覆い、外周縁部が前記盛土の周囲に固定され、前記盛土を覆った状態で上部に位置する箇所に貫通孔が形成された遮水シートと、
前記遮水シートに覆われた状態の前記盛土の周囲に湛えられた水と、
を備え、
前記水の水位は、前記盛土の高さの１／３以上であることを特徴とする。 The biomethane fermentation facility of the present invention is
The embankment in which the biomass is mixed at a predetermined ratio and filled at a predetermined height,
Covering the embankment, an outer peripheral edge is fixed around the embankment, and a water-impervious sheet in which a through-hole is formed at a position located at the top in a state of covering the embankment
Water that has been raised around the embankment in a state covered with the water shielding sheet,
With
The water level is not less than 1/3 of the height of the embankment.

このバイオメタン発酵設備は、周囲に湛えられた水によって周囲から押圧される。これにより、初期に盛土の中の空気が押出され、盛土内を早期に嫌気状態にすることができる。このため、盛土内で嫌気発酵（メタン発酵）が早期に活発化する。さらに、盛土の周囲に湛えられた水から盛土に水分を補うことができる。このため、盛土内が長期に嫌気状態を維持することができる。よって、このメタン発酵設備は、良好（早期かつ長期間）にメタン発酵することができる。   This biomethane fermentation facility is pressed from the surroundings by the water prepared in the surroundings. Thereby, the air in the embankment is pushed out at an early stage, and the inside of the embankment can be made anaerobic at an early stage. For this reason, anaerobic fermentation (methane fermentation) is activated early in the embankment. Furthermore, water can be supplemented to the embankment from the water collected around the embankment. For this reason, the inside of the embankment can maintain an anaerobic state for a long term. Therefore, this methane fermentation facility can perform methane fermentation well (early and for a long time).

したがって、本発明のバイオメタン発酵設備は良好にメタン発酵することができる。   Therefore, the biomethane fermentation facility of the present invention can perform methane fermentation satisfactorily.

実施例１のバイオメタン発酵設備を示す概略図である。It is the schematic which shows the biomethane fermentation installation of Example 1. FIG. 実施例１のバイオメタン発酵設備を上方から見た平面図である。It is the top view which looked at the biomethane fermentation equipment of Example 1 from the upper part. 実施例１のバイオメタン発酵設備を用いて、所定の期間、バイオメタンの生成量、生成されたバイオメタンにおけるメタン濃度、及びバイオメタン発酵設備の盛土の温度を測定した結果を示すグラフであって、比較例１は草本系バイオマスを盛土に混合していないバイオメタン発酵設備における実験結果であり、実施例２は実験当初に１回のみ草本系バイオマスを盛土に混合したバイオメタン発酵設備における実験結果であり、実施例３は実験当初、及び実験当初からの経過日数９０日に草本系バイオマスを盛土に混合したバイオメタン発酵設備における実験結果である。It is a graph which shows the result of having measured the production | generation amount of the biomethane, the methane density | concentration in the produced | generated biomethane, and the temperature of the embankment of the biomethane fermentation installation using the biomethane fermentation installation of Example 1. Comparative Example 1 is an experimental result in a biomethane fermentation facility in which herbaceous biomass is not mixed with embankment, and Example 2 is an experimental result in a biomethane fermentation facility in which herbaceous biomass is mixed with embankment only once at the beginning of the experiment. Example 3 is an experimental result in a biomethane fermentation facility in which herbaceous biomass was mixed with embankment at the beginning of the experiment and 90 days after the beginning of the experiment.

本発明における好ましい実施の形態を説明する。   A preferred embodiment of the present invention will be described.

本発明のバイオメタン発酵設備の少なくとも盛土の一部は、水の水位以上に位置し得る。この場合、盛土にかかる湛水の水圧によって、盛土内の空気を排出したり、盛土内のバイオメタンを収取したりすることを効率良く行うことができる。   At least a part of the embankment of the biomethane fermentation facility of the present invention can be located above the water level. In this case, it is possible to efficiently discharge the air in the embankment or collect the biomethane in the embankment by the water pressure of the flood water applied to the embankment.

本発明のバイオメタン発酵設備は、上方からの平面視において、盛土は一方向に延びた畝状であり得る。この場合、盛土が畝状に延びる方向に直交する方向において、盛土の中央部まで水圧が伝わり易くすることができ、盛土の周囲に湛えられた水から盛土の全体に水分を補い易い。   In the biomethane fermentation facility of the present invention, the embankment may have a bowl shape extending in one direction in a plan view from above. In this case, the water pressure can be easily transmitted to the center of the embankment in a direction orthogonal to the direction in which the embankment extends in a bowl shape, and it is easy to supplement the entire embankment with water from the water provided around the embankment.

次に、本発明のバイオメタン発酵設備を具体化した実施例１について、図面を参照しつつ説明する。   Next, Example 1 that embodies the biomethane fermentation facility of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜実施例１＞
図１、２に示す実施例１のバイオメタン発酵設備１０は、例えば、収穫後であり使用されていない田んぼ等に複数が設置される。バイオメタン発酵設備１０はバイオメタンを発生することができる。バイオメタン発酵設備１０から発生したバイオメタンはガスタンク（図示せず）に貯蔵され、ガスタンクに貯蔵されたバイオメタンは発電用エンジンや暖房用ガスバーナー等の各種機器（図示せず）に供給することができる。
ここで、バイオメタンとは、バイオマスである稲わらや雑草等の草本系バイオマスＢ（以降、草本系バイオマスＢともいう）を混合した土を盛って畝状の盛土１０Ａにし、盛土１０Ａ中の微生物によって草本系バイオマスＢの還元的分解（メタン発酵）により生成される。つまり、稲わらや雑草等の草本系バイオマスＢを混合し畝状にした盛土１０Ａがバイオメタンの発生源である。生成されるバイオメタンは、メタン１０〜８０％を含み、残りのほとんどは窒素や二酸化炭素の無毒かつ不燃性の気体成分である。バイオメタンは１気圧よりも僅かに高い圧力の低圧ガスである。また、盛土１０Ａ中の微生物は嫌気性であるため、メタン発酵を行うには盛土１０Ａの大部分が嫌気状態である必要がある。 <Example 1>
A plurality of biomethane fermentation facilities 10 of Example 1 shown in FIGS. 1 and 2 are installed in, for example, a rice field that is not used after harvesting. The biomethane fermentation facility 10 can generate biomethane. Biomethane generated from the biomethane fermentation facility 10 is stored in a gas tank (not shown), and the biomethane stored in the gas tank is supplied to various devices (not shown) such as a power generation engine and a heating gas burner. Can do.
Here, the biomethane refers to the soil mixed with herbaceous biomass B such as rice straw and weeds (hereinafter also referred to as herbaceous biomass B), which is made into a bowl-shaped bank 10A, and microorganisms in the bank 10A Is produced by reductive decomposition (methane fermentation) of herbaceous biomass B. That is, the embankment 10 </ b> A mixed with herbaceous biomass B such as rice straw and weeds in a bowl shape is a source of biomethane. The biomethane produced contains 10-80% methane, most of which is a non-toxic and non-flammable gaseous component of nitrogen and carbon dioxide. Biomethane is a low-pressure gas with a pressure slightly higher than 1 atmosphere. Moreover, since the microorganisms in the embankment 10A are anaerobic, most of the embankment 10A needs to be anaerobic in order to perform methane fermentation.

バイオメタン発酵設備１０は、稲わらや雑草等の草本系バイオマスＢが混合されて、所定の高さに盛られた盛土１０Ａ、この盛土を覆う合成樹脂製の遮水シート１０Ｂ、及び遮水シート１０Ｂに覆われた状態の盛土１０Ａの周囲に湛えられた水１０Ｃを備えている。   Biomethane fermentation facility 10 includes herbaceous biomass B such as rice straw and weeds, and embankment 10A filled at a predetermined height, water-insulating sheet 10B made of synthetic resin covering this embankment, and water-insulating sheet Water 10 </ b> C is provided around the embankment 10 </ b> A covered with 10 </ b> B.

実施例１における盛土１０Ａの外形、遮水シート１０Ｂ、及び草本系バイオマスＢの割合は以下の構成としているが、本発明は盛土の外形や盛土を覆う遮水シートの種類は実施例１の構成によって制限されない。また、混合される草本系バイオマスＢの割合も実施例１の構成によって制限されない。
盛土１０Ａには草本系バイオマスＢが所定の割合（およそ１４ｋｇ／ｍ2）で混合されている。草本系バイオマスＢを盛土１０Ａに混合する場合、鍬や耕耘機等を用いて混合する。また、ミキサ等を用いて草本系バイオマスＢと盛土１０Ａとを混合してもよい。盛土１０Ａの高さＨは所定の高さ（およそ２０ｃｍ〜５０ｃｍであり、好ましくは２０ｃｍ〜３０ｃｍ）に盛られている（図１参照。）。
盛土１０Ａにおける草本系バイオマスＢの単位体積あたりの割合は、盛土１０Ａの高さＨが２０ｃｍの場合にはおよそ７０ｋｇ／ｍ3であり、盛土１０Ａの高さＨが３０ｃｍの場合にはおよそ４７ｋｇ／ｍ3であり、盛土１０Ａの高さＨが５０ｃｍの場合にはおよそ２８ｋｇ／ｍ3である。
また、上方から見た平面視において、盛土１０Ａは一方向に延びた畝状に形成されている。盛土１０Ａの一方向に延びる寸法（畝長Ｌ）は少なくとも４００ｃｍである（図２参照。）。また、盛土１０Ａが延びる一方向に直交する方向の盛土１０Ａの寸法（畝幅Ｗ）はおよそ５０ｃｍ〜２００ｃｍであり、好ましくは、８０ｃｍ〜１００ｃｍである（図２参照。）。 The proportions of the outer shape of the embankment 10A, the water-impervious sheet 10B, and the herbaceous biomass B in Example 1 are as follows. However, the present invention is different from the outer shape of the embankment and the type of the water-impervious sheet that covers the embankment as in Example 1. Not limited by. Further, the ratio of the herbaceous biomass B to be mixed is not limited by the configuration of the first embodiment.
Herbaceous biomass B is mixed in the embankment 10A at a predetermined rate (approximately 14 kg / m 2 ). When the herbaceous biomass B is mixed with the embankment 10A, it is mixed using a straw or a tiller. Further, the herbaceous biomass B and the embankment 10A may be mixed using a mixer or the like. The height H of the embankment 10A is heaped to a predetermined height (approximately 20 cm to 50 cm, preferably 20 cm to 30 cm) (see FIG. 1).
The ratio per unit volume of the herbaceous biomass B in the embankment 10A is approximately 70 kg / m 3 when the height H of the embankment 10A is 20 cm, and approximately 47 kg / when the height H of the embankment 10A is 30 cm. m 3 , and approximately 28 kg / m 3 when the height H of the embankment 10A is 50 cm.
In addition, the embankment 10A is formed in a bowl shape extending in one direction when viewed from above. The dimension (the length L) extending in one direction of the embankment 10A is at least 400 cm (see FIG. 2). Moreover, the dimension (ridge width W) of the embankment 10A in a direction orthogonal to one direction in which the embankment 10A extends is approximately 50 cm to 200 cm, and preferably 80 cm to 100 cm (see FIG. 2).

遮水シート１０Ｂは、シート状であり所定の幅を有し、一方向に長く形成されている。遮水シート１０Ｂの幅の寸法はおよそ２００ｃｍである。遮水シート１０Ｂは盛土１０Ａの表面全体を覆うように配置される。遮水シート１０Ｂの外周縁部は盛土１０Ａの周囲の土壌Ｓを覆うように配置される。また、盛土１０Ａと遮水シート１０Ｂとの間には、複数の通気孔が全体に満遍なく形成されて箱状をなした通気部材１０Ｄが配置されている。通気部材１０Ｄは上方からの平面視において、盛土１０Ａの中央部に配置されている。
また、遮水シート１０Ｂには貫通孔１０Ｅが形成されている。貫通孔１０Ｅは、遮水シート１０Ｂが盛土１０Ａを覆った状態で、盛土１０Ａの上部に位置する箇所であり、通気部材１０Ｄの上側に位置するように配置されている。
また、貫通孔１０Ｅには筒状をなした通気管１０Ｆの一端が連通し、貫通孔１０Ｅと通気管１０Ｆとが気密に連結されている。通気管１０Ｆの他端は、例えば、バイオメタン発酵設備１０が設置された現場の近傍に設置されたガスタンク等に気密に連結される。また、通気管１０Ｆには通気管１０Ｆの一端と他端とを連通する連通状態、及び連通しない非連通状態とに切り替え自在な開閉弁が設けられている（図示せず。）。 The water-impervious sheet 10B has a sheet shape, a predetermined width, and is formed long in one direction. The width dimension of the water shielding sheet 10B is approximately 200 cm. The water shielding sheet 10B is arranged so as to cover the entire surface of the embankment 10A. The outer peripheral edge of the water shielding sheet 10B is arranged so as to cover the soil S around the embankment 10A. Further, between the embankment 10A and the water shielding sheet 10B, a ventilation member 10D having a box shape in which a plurality of ventilation holes are uniformly formed is disposed. The ventilation member 10D is disposed at the center of the embankment 10A in plan view from above.
Further, a through hole 10E is formed in the water shielding sheet 10B. The through-hole 10E is a location located in the upper part of the embankment 10A in a state where the water-impervious sheet 10B covers the embankment 10A, and is disposed so as to be located above the ventilation member 10D.
In addition, one end of a cylindrical vent pipe 10F communicates with the through hole 10E, and the through hole 10E and the vent pipe 10F are airtightly connected. The other end of the vent pipe 10F is airtightly connected to, for example, a gas tank or the like installed near the site where the biomethane fermentation facility 10 is installed. The vent pipe 10F is provided with an open / close valve that can be switched between a communication state in which one end and the other end of the vent pipe 10F are communicated and a non-communication state in which the vent pipe 10F is not communicated (not shown).

遮水シート１０Ｂの外周縁部には、一方向に棒状に延びる押さえ部材１０Ｇが配置されている。押さえ部材１０Ｇは、例えば、金属製のパイプ等である。押さえ部材１０Ｇは、盛土１０Ａの周囲近傍の土壌Ｓを覆う遮水シート１０Ｂの外周縁部の上側に、盛土１０Ａの基端部の側面に沿うように配置される。
また、押さえ部材１０Ｇが配置された遮水シート１０Ｂの外周縁部には、Ｕ字状をなした固定部材１０Ｈが取り付けられている。固定部材１０Ｈは、例えば棒状の金属の中央部を湾曲させてＵ字状に形成したものである。固定部材１０Ｈは、湾曲した部分の内側が押さえ部材１０Ｇの外周面に沿って、湾曲した部分の両側に位置する直線状に形成された部分が遮水シート１０Ｂを貫通して盛土１０Ａの周囲近傍の土壌Ｓに差し込まれている。こうして、遮水シート１０Ｂは盛土１０Ａを覆った状態で、外周縁部が盛土１０Ａの周囲近傍の土壌Ｓに固定される。 A pressing member 10G extending in a bar shape in one direction is disposed on the outer peripheral edge of the water shielding sheet 10B. The pressing member 10G is, for example, a metal pipe. The pressing member 10G is arranged on the upper side of the outer peripheral edge of the water shielding sheet 10B covering the soil S in the vicinity of the embankment 10A so as to be along the side surface of the base end portion of the embankment 10A.
Further, a U-shaped fixing member 10H is attached to the outer peripheral edge portion of the water shielding sheet 10B on which the pressing member 10G is disposed. The fixing member 10H is formed, for example, in a U shape by curving the central portion of a rod-shaped metal. In the fixing member 10H, the inside of the curved portion is along the outer peripheral surface of the holding member 10G, and the linearly formed portions located on both sides of the curved portion pass through the water shielding sheet 10B and in the vicinity of the embankment 10A. Of soil S. Thus, the water-impervious sheet 10B covers the embankment 10A, and the outer peripheral edge is fixed to the soil S near the periphery of the embankment 10A.

水１０Ｃは、遮水シート１０Ｂに覆われた状態の盛土１０Ａの周囲に湛えられる。水１０Ｃの水位Ｄはおよそ１５ｃｍ〜２０ｃｍであり、盛土１０Ａの高さＨの１／３以上である。こうしてバイオメタン発酵設備１０が形成されている。また、盛土１０Ａは湛水し、少なくとも盛土１０Ａの一部は、盛土１０Ａの湛水の水１０Ｃの水位Ｄ以上に位置している。   The water 10C is fed around the embankment 10A in a state covered with the water shielding sheet 10B. The water level D of the water 10C is approximately 15 cm to 20 cm, and is 1/3 or more of the height H of the embankment 10A. In this way, the biomethane fermentation facility 10 is formed. Further, the embankment 10A is flooded, and at least a part of the embankment 10A is located above the water level D of the flooded water 10C of the embankment 10A.

バイオメタン発酵設備１０は盛土１０Ａの周囲に湛えられる水１０Ｃによって盛土１０Ａが押圧される。これにより、バイオメタン発酵設備１０が設置された初期に盛土１０Ａの中の空気を押出すことができ、盛土１０Ａ内を早期に嫌気状態にすることができる。このため、盛土１０Ａ内でメタン発酵が早期に活発化することができる。さらに、盛土１０Ａの周囲に湛えられた水１０Ｃから盛土１０Ａに水分を補うことができる。このため、盛土１０Ａ内が長期に嫌気状態を維持することができる。これにより、このバイオメタン発酵設備１０は、良好（早期かつ長期間）にメタン発酵することができる。
また、バイオメタン発酵設備１０は、盛土１０Ａの温度がおよそ１５℃以上の場合、盛土１０Ａ内でメタン発酵が活発に行われる。バイオメタン発酵設備１０で生成されたバイオメタンは遮水シート１０Ｂに捕捉される。そして、バイオメタンは、遮水シート１０Ｂに形成された貫通孔１０Ｅ、及び貫通孔１０Ｅに連結された通気管１０Ｆを介してガスタンク等に流入し、ガスタンク等で貯蔵することができる。 In the biomethane fermentation facility 10, the embankment 10 </ b> A is pressed by water 10 </ b> C provided around the embankment 10 </ b> A. Thereby, the air in the embankment 10A can be extruded at the initial stage when the biomethane fermentation facility 10 is installed, and the interior of the embankment 10A can be made anaerobic at an early stage. For this reason, methane fermentation can be activated early in the embankment 10A. Furthermore, water can be supplemented to the embankment 10 </ b> A from the water 10 </ b> C provided around the embankment 10 </ b> A. For this reason, the inside of the embankment 10A can maintain an anaerobic state for a long time. Thereby, this biomethane fermentation facility 10 can perform methane fermentation favorably (early and for a long time).
In the biomethane fermentation facility 10, when the temperature of the embankment 10A is about 15 ° C. or higher, methane fermentation is actively performed in the embankment 10A. Biomethane produced in the biomethane fermentation facility 10 is captured by the water shielding sheet 10B. And biomethane flows into a gas tank etc. via the through-hole 10E formed in the water-impervious sheet 10B, and the vent pipe 10F connected to the through-hole 10E, and can be stored in the gas tank or the like.

このように、バイオメタン発酵設備１０は、周囲に湛えられた水１０Ｃによって周囲から押圧される。これにより、初期に盛土１０Ａの中の空気が押出され、盛土１０Ａ内を早期に嫌気状態にすることができる。このため、盛土１０Ａ内で嫌気発酵（メタン発酵）が早期に活発化する。さらに、盛土１０Ａの周囲に湛えられた水１０Ｃから盛土１０Ａに水分を補うことができる。このため、盛土１０Ａ内が長期に嫌気状態を維持することができる。よって、バイオメタン発酵設備１０は、良好（早期かつ長期間）にメタン発酵することができる。   In this way, the biomethane fermentation facility 10 is pressed from the surroundings by the water 10C provided in the surroundings. Thereby, the air in the embankment 10A is pushed out at an early stage, and the inside of the embankment 10A can be made anaerobic at an early stage. For this reason, anaerobic fermentation (methane fermentation) is activated early in the embankment 10A. Furthermore, water can be supplemented to the embankment 10 </ b> A from the water 10 </ b> C provided around the embankment 10 </ b> A. For this reason, the inside of the embankment 10A can maintain an anaerobic state for a long time. Therefore, the biomethane fermentation facility 10 can perform methane fermentation favorably (early and for a long time).

したがって、実施例１のバイオメタン発酵設備１０は容易にメタン発酵することができる。   Therefore, the biomethane fermentation facility 10 of Example 1 can easily perform methane fermentation.

また、バイオメタン発酵設備１０の盛土１０Ａの一部は、水１０Ｃの水位Ｄ以上に位置する。このため、盛土１０Ａにかかる湛水の水１０Ｃ水圧によって、盛土１０Ａ内の空気を排出したり、盛土１０Ａ内のバイオメタンを収取したりすることを効率良く行うことができる。   Moreover, a part of the embankment 10A of the biomethane fermentation facility 10 is located above the water level D of the water 10C. For this reason, it is possible to efficiently discharge the air in the embankment 10A or collect the biomethane in the embankment 10A by the 10C water pressure of the brine applied to the embankment 10A.

また、バイオメタン発酵設備１０は、上方からの平面視において、盛土１０Ａは一方向に延びた畝状である。このため、盛土１０Ａが畝状に延びる方向に直交する方向において、盛土１０Ａの中央部まで水１０Ｃの水圧が伝わり易くすることができ、盛土１０Ａの周囲に湛えられた水１０Ｃから盛土１０Ａの全体に水分を補い易い。   Further, the biomethane fermentation facility 10 has a bank-like shape in which the embankment 10A extends in one direction in a plan view from above. For this reason, in the direction orthogonal to the direction in which the embankment 10A extends in a bowl shape, the water pressure of the water 10C can be easily transmitted to the center of the embankment 10A, and the entire embankment 10A from the water 10C provided around the embankment 10A. It is easy to supplement moisture.

＜実施例２、３＞
次に、実施例１のバイオメタン発酵設備１０を用いて行った実施例２、３及び比較例１の実験結果について図面を参照しつつ説明する。
実施例２、３、及び比較例１の実験は、平成２８年６月１５日〜平成２８年１２月１３日の期間で実施されたものである。
比較例１は、実験を実施した期間にわたって草本系バイオマスＢを盛土１０Ａに混合していない。
実施例２は、平成２８年６月１５日に、１４ｋｇ／ｍ2の割合で草本系バイオマスＢを盛土１０Ａに混合している。
実施例３は、平成２８年６月１５日に、１４ｋｇ／ｍ2の割合で草本系バイオマスＢを盛土１０Ａに混合し、平成２８年９月１３日（実験当初からの経過日数９０日）に、１４ｋｇ／ｍ2の割合で草本系バイオマスＢを盛土１０Ａに追加して混合している。 <Examples 2 and 3>
Next, the experimental results of Examples 2 and 3 and Comparative Example 1 performed using the biomethane fermentation facility 10 of Example 1 will be described with reference to the drawings.
The experiments of Examples 2 and 3 and Comparative Example 1 were conducted during the period from June 15, 2016 to December 13, 2016.
In Comparative Example 1, the herbaceous biomass B is not mixed with the embankment 10A over the period of the experiment.
In Example 2, herbaceous biomass B was mixed with the embankment 10A at a rate of 14 kg / m 2 on June 15, 2016.
In Example 3, the herbaceous biomass B was mixed with the embankment 10A at a rate of 14 kg / m 2 on June 15, 2016, and on September 13, 2016 (90 days elapsed from the beginning of the experiment) The herbaceous biomass B is added to the embankment 10A and mixed at a rate of 14 kg / m 2 .

図３に示すように、比較例１は、実験を実施した期間にわたってバイオメタンがほとんど生成されていない。比較例１のバイオメタン生成量の最も高い値は、経過日数５０日において３Ｌ（リットル）／日であった。また、比較例１で生成されたバイオメタンにおけるメタン濃度（以降、メタン濃度ともいう）の最も高い値は、経過日数７２日〜７９日において３２％であった。   As shown in FIG. 3, in Comparative Example 1, almost no biomethane was produced over the period when the experiment was performed. The highest value of biomethane production in Comparative Example 1 was 3 L (liter) / day at 50 days elapsed. Moreover, the highest value of the methane concentration (hereinafter also referred to as methane concentration) in the biomethane produced in Comparative Example 1 was 32% in the elapsed days of 72 to 79 days.

実施例２、３は、経過日数０日から２２日までの期間において、バイオメタン生成量が急激に増加している。これは、盛土１０Ａの周囲に湛えられた水１０Ｃによって盛土１０Ａが周囲から押圧されることにより、初期に盛土１０Ａの中の空気が押出され、盛土１０Ａ内を早期に嫌気状態にすることができるため、盛土１０Ａ内で嫌気発酵（メタン発酵）が早期に活発化したためと考えられる。そして、経過日数２２日を過ぎると、徐々にバイオメタン生成量が減少している。   In Examples 2 and 3, the amount of biomethane produced increased rapidly during the period from the elapsed days of 0 to 22 days. This is because when the embankment 10A is pressed from the periphery by the water 10C provided around the embankment 10A, the air in the embankment 10A is pushed out at an early stage, and the interior of the embankment 10A can be made anaerobic at an early stage. Therefore, it is considered that anaerobic fermentation (methane fermentation) was activated early in the bank 10A. And when 22 days have passed, the amount of biomethane produced gradually decreases.

実施例２は、経過日数１４５日を過ぎるとバイオメタンをほとんど生成しなくなり、経過日数１７６日におけるバイオメタン生成量は１Ｌであった。   In Example 2, biomethane was hardly produced after 145 days had elapsed, and the amount of biomethane produced at 176 days was 1 L.

実施例３は経過日数９０日（平成２８年９月１３日）に草本系バイオマスＢを盛土１０Ａに追加して混合している。実施例３は経過日数９３日から経過日数１０６日の期間において、バイオメタンの生成量が徐々に増え、経過日数１０６日過ぎると徐々にバイオメタン生成量が減少している。   In Example 3, herbaceous biomass B is added to the embankment 10A and mixed on 90 days (September 13, 2016). In Example 3, the amount of biomethane produced gradually increased from 93 days elapsed to 106 days elapsed, and the amount of biomethane produced gradually decreased after 106 days elapsed.

実施例２、３のメタン濃度は経過日数０日から２６日までの期間において急激に増加している。
実施例２のメタン濃度は経過日数２６日から１３４日の期間おいて、概ね６０％以上であった。これは、盛土１０Ａの周囲に湛えられた水１０Ｃから盛土１０Ａに水分を補うことができるため、盛土１０Ａ内が長期にわたり嫌気状態を維持することができるためであると考えられる。また、実施例２のメタン濃度は経過日数１４５日で急激に減少し、その後、再び増加している。
実施例３のメタン濃度は経過日数２６日から９３日の期間において６０％以上であった。これは、実施例２と同様に、盛土１０Ａの周囲に湛えられた水１０Ｃから盛土１０Ａに水分を補うことができるため、盛土１０Ａ内が長期にわたり嫌気状態を維持することができるためであると考えられる。また、実施例３のメタン濃度は経過日数９７日で急激に減少し、その後、再び増加している。 The methane concentration in Examples 2 and 3 increased rapidly during the period from 0 days to 26 days.
The methane concentration of Example 2 was approximately 60% or more in the period of 26 to 134 days. This is considered to be because water can be supplemented from the water 10C provided around the embankment 10A to the embankment 10A, so that the inside of the embankment 10A can be maintained in an anaerobic state for a long time. In addition, the methane concentration in Example 2 sharply decreased after 145 days, and then increased again.
The methane concentration in Example 3 was 60% or more in the period of 26 to 93 days. This is because, similarly to Example 2, water can be supplemented from the water 10C provided around the embankment 10A to the embankment 10A, and thus the inside of the embankment 10A can be maintained in an anaerobic state for a long time. Conceivable. In addition, the methane concentration in Example 3 rapidly decreased after 97 days, and then increased again.

このように、バイオメタン発酵設備１０は、周囲に湛えられた水１０Ｃによって周囲から押圧される。これにより、初期に盛土１０Ａの中の空気が押出され、盛土１０Ａ内を早期に嫌気状態にすることができる。このため、盛土１０Ａ内で嫌気発酵（メタン発酵）が早期に活発化する。さらに、盛土１０Ａの周囲に湛えられた水１０Ｃから盛土１０Ａに水分を補うことができる。このため、盛土１０Ａ内が長期に嫌気状態を維持することができる。よって、バイオメタン発酵設備１０は、良好（早期かつ長期間）にメタン発酵することができる。   In this way, the biomethane fermentation facility 10 is pressed from the surroundings by the water 10C provided in the surroundings. Thereby, the air in the embankment 10A is pushed out at an early stage, and the inside of the embankment 10A can be made anaerobic at an early stage. For this reason, anaerobic fermentation (methane fermentation) is activated early in the embankment 10A. Furthermore, water can be supplemented to the embankment 10 </ b> A from the water 10 </ b> C provided around the embankment 10 </ b> A. For this reason, the inside of the embankment 10A can maintain an anaerobic state for a long time. Therefore, the biomethane fermentation facility 10 can perform methane fermentation favorably (early and for a long time).

したがって、実施例２、３のバイオメタン発酵設備１０も良好にメタン発酵することができる。   Therefore, the biomethane fermentation facility 10 of Examples 2 and 3 can also perform methane fermentation well.

本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例１〜３に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施例１では、草本系バイオマスを盛土に混合しているが、草本系バイオマスの種類や大きさに制限はない。また、長径が１ｃｍ以下に粉砕、裁断された木質系バイオマスや、この木質系バイオマスを原料とした農林畜産業由来廃棄物（例えば、キノコ栽培後の廃菌床等）であってもよい。この場合でもメタン発酵を行うことができる。
（２）実施例１では、遮水シートの外周縁部を押さえ部材で押さえ、固定部材で固定しているが、遮水シートの外周縁部を盛土の周囲の土壌に埋設してもよい。
（３）実施例１では、盛土の高さが２０〜５０ｃｍであるが、２０ｃｍより低くてもよく、５０ｃｍより高くてもよい。また、盛土の畝幅が５０〜２００ｃｍであるが、５０ｃｍより狭くてもよく、２００ｃｍより広くてもよい。また、畝長が少なくとも４００ｃｍであるが、４００ｃｍ未満でもよい。
（４）実施例１では、盛土が一方向に延びた畝状に形成されているが、正方形や円形等、他の形状であってもよい。
（５）実施例１では、土壌の上側に盛土を形成しているが、土壌に設けた溝に、草本系バイオマスと土を混合したものを配置して盛土を形成してもよい。
（６）実施例１では、収穫後の使用されていない田んぼに設置されるが、空き地などで漏水しない環境を整備することができれば、実施場所は制限されない。また、盛土が配置される場所は土壌の上でなくてもよく、地面を掘り下げて、漏水防止措置を施した上に盛土を配置してもよい。
（７）実施例１では、盛土に草本系バイオマスがおよそ１４ｋｇ／ｍ2で混合されているが、１４ｋｇ／ｍ2より多くてもよく、１４ｋｇ／ｍ2より少なくてもよい。
（８）実施例１では、遮水シートの幅が２００ｃｍであったが、２００ｃｍより大きくてもよく、２００ｃｍより小さくてもよい。 The present invention is not limited to the first to third embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In Example 1, herbaceous biomass is mixed with embankment, but there is no limitation on the type and size of herbaceous biomass. Moreover, the woody biomass by which the major axis was pulverized and cut to 1 cm or less, and the waste derived from agriculture, forestry and livestock industry using the woody biomass as a raw material (for example, waste fungus bed after mushroom cultivation) may be used. Even in this case, methane fermentation can be performed.
(2) In Example 1, the outer peripheral edge of the water-impervious sheet is pressed by a pressing member and fixed by a fixing member. However, the outer peripheral edge of the water-impervious sheet may be embedded in the soil around the embankment.
(3) In Example 1, the height of the embankment is 20 to 50 cm, but it may be lower than 20 cm or higher than 50 cm. Moreover, although the ridge width of embankment is 50-200 cm, it may be narrower than 50 cm or wider than 200 cm. Further, the heel length is at least 400 cm, but may be less than 400 cm.
(4) In the first embodiment, the embankment is formed in a bowl shape extending in one direction, but may be other shapes such as a square or a circle.
(5) In Example 1, the embankment is formed on the upper side of the soil, but the embankment may be formed by arranging a mixture of herbaceous biomass and soil in a groove provided in the soil.
(6) In Example 1, it is installed in an unused rice field after harvesting, but the implementation location is not limited as long as an environment in which water does not leak, such as vacant land, can be maintained. Moreover, the place where the embankment is arranged may not be on the soil, and the embankment may be arranged after digging the ground and taking measures for preventing water leakage.
(7) In the first embodiment, herbaceous biomass are mixed at approximately 14kg / m 2 to fill may be greater than 14kg / m 2, may be less than 14kg / m 2.
(8) In Example 1, the width of the water shielding sheet was 200 cm, but it may be larger than 200 cm or smaller than 200 cm.

１０…バイオメタン発酵設備
１０Ａ…盛土
１０Ｂ…遮水シート
１０Ｃ…水
Ｂ…草本系バイオマス（バイオマス） DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Biomethane fermentation equipment 10A ... Embankment 10B ... Impermeable sheet 10C ... Water B ... Herbaceous biomass (biomass)

Claims (3)

所定の割合でバイオマスが混合され、所定の高さに盛られた盛土と、
前記盛土を覆い、外周縁部が前記盛土の周囲に固定され、前記盛土を覆った状態で上部に位置する箇所に貫通孔が形成された遮水シートと、
前記遮水シートに覆われた状態の前記盛土の周囲に湛えられた水と、
を備え、
前記水の水位は、前記盛土の高さの１／３以上であることを特徴とするバイオメタン発酵設備。 The embankment in which the biomass is mixed at a predetermined ratio and filled at a predetermined height,
Covering the embankment, an outer peripheral edge is fixed around the embankment, and a water-impervious sheet in which a through-hole is formed at a position located at the top in a state of covering the embankment,
Water that has been raised around the embankment in a state covered with the water shielding sheet,
With
The water level of the water is 1/3 or more of the height of the embankment. 少なくとも前記盛土の一部は、前記水の水位以上に位置することを特徴とする請求項１に記載のバイオメタン発酵設備。   The biomethane fermentation facility according to claim 1, wherein at least a part of the embankment is located above the water level of the water. 上方からの平面視において、前記盛土は一方向に延びた畝状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオメタン発酵設備。   The biomethane fermentation facility according to claim 1 or 2, wherein the embankment has a bowl-like shape extending in one direction in a plan view from above.
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