JP2021194598A

JP2021194598A - 複数の生態学的浮遊床を組み合わせた、糞尿を発酵したスラリーを浄化するための装置

Info

Publication number: JP2021194598A
Application number: JP2020103036A
Authority: JP
Inventors: 牛暁君; Xiaojun Niu; 張洋; Yang Zhang; 林璋; Zhang Lin; 郭華芳; Huafang Guo; 唐志華; Zhihua Tang; 劉敏茹; ming ru Liu; 張冬青; Dongqing Zhang; 張茘; Li Zhang
Original assignee: Huzhou Natural Denqi Ecological Environment Tech Co Ltd; Huzhou Natural Denqi Ecological Environment Technology Co Ltd; Zhongxin International Res Institute; Zhongxin International Research Institute; South China University of Technology SCUT; Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS; Guangdong University of Petrochemical Technology
Current assignee: Huzhou Natural Denqi Ecological Environment Tech Co Ltd; Huzhou Natural Denqi Ecological Environment Technology Co Ltd; Zhongxin International Res Institute; Zhongxin International Research Institute; South China University of Technology SCUT; Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS; Guangdong University of Petrochemical Technology
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2021-12-27
Anticipated expiration: 2040-06-15
Also published as: JP6792757B1

Abstract

【課題】低コストで微細藻類の外部環境による影響が少ない条件下でバイオガススラリーを安定して浄化処理できる装置を提供する。【解決手段】バイオガススラリーを収容するための滑走路プール３と、滑走路プール３内に浮遊する生態学的浮遊床１と、生態学的浮遊床１に空気を供給するための曝気装置２とで構成され、滑走路プール３上にバイオガススラリーの流れを乱すためのランナー３３と、生態学的浮遊床１がランナー３３に触れるのを防ぐためのバッフル３４とが設けられる構成とする。【選択図】図１

Description

本発明は、水処理の技術分野に関し、具体的には、生態学的浮遊床を組み合わせたバイオ
ガススラリーを浄化するための装置および方法に関する。

微細藻類を使用して廃水を処理することは、非常に効果的で便利な処理方式である。しか
し、後期の藻類収集処理によりコストが高くなり、微細藻類は気候の影響を大きく受け、
処理効果は不安定である。

上記の理由により、本発明は、生態学的浮遊床を基に、微細藻類を使用してバイオガスス
ラリーを処理する装置を設計し、それにより、微細藻類は、低コストで微細藻類の外部環
境による影響が少ない条件下でバイオガススラリーを安定して処理することができる。

近年、中国の大規模養殖産業の急速な発展は、経済的利益を増大させる同時に、糞便汚水
の大量蓄積を引き起こし、生態環境を汚染した。現在、家畜や家禽の糞尿の二次利用方法
は、通常、発酵によりバイオガスを収集することであるが、発酵後のバイオガススラリー
は、十分な農地に間に合わず、バイオガススラリーが蓄積することがよくあり、この点に
対して、本発明は、生態学的浮遊床を組み合わせてバイオガススラリーを浄化するための
装置を提供し、発酵エリアでバイオガススラリーを分解することができ、バイオガススラ
リーを処理しながら、付加価値の高い微細藻類製品を収穫することもできるため、優れた
経済的利点と応用見込みを備えている。

１、藻類の選択
微細藻類は、他の方法では除去することが困難な家畜および家禽糞尿スラッジ中の一部の
リン酸塩をうまく処理できる。微細藻類はリン含有物質を十分に吸収でき、活性汚泥、化
学汚染物質などの追加の環境汚染物質を生成することなく、同時に、Ｎ、Ｐ、Ｋなどの栄
養素が豊富な微細藻類を収穫して付加価値の高い肥料や動物飼料、さらには処理後のバイ
オ燃料などに転換でき、廃水処理コストも削減できる。それだけでなく、微細藻類は、過
負荷で重金属を吸収し、無機塩、フェノール、フタル酸エステル、アルカンなどの有機物
質を利用して、ある特定の農薬も分解できるため、汚水浄化に対して非常に重要である。
クロレラは微細藻類の一種として、その強い活力と環境要因の影響が少ないため、本発明
の好ましい藻類である。

２．真菌ボールの選択
微細藻類の成長を容易にするためには、糖分、酢酸塩、有機酸を中心に外界から大量の有
機炭素を摂取する必要があり、その多くは糖分であるが、多糖類やアルコールによっては
微細藻類をうまく利用できないことがある。

真菌は単糖類、有機酸、アルコールなどの小分子化合物を分解できるだけでなく、セルロ
ース、リグニンなどの複雑な有機分子も分解して吸収することができる。真菌の代謝の際
にＣＯ_２が放出され、藻類が利用できるため、真菌と微細藻類の共生を利用して、家畜や
養鶏のバイオガススラリーを処理することができる。

一般的な食用真菌として、ヒラタケはタンパク質、アミノ酸、植物繊維および他の成分が
豊富であり、培養が簡単で低コストであるため、本発明の好ましい真菌である。

３、処理装置の基本要件
微細藻類によるバイオガススラリーの処理には、十分な酸素供給、十分な光照射、安定な
環境の３つの基本的な要件があり、本発明は上記の３つの点を満たすことを目的とし、装
置全体を設計して顕著な分解効果を実現する。

４、処理装置の具体的な技術的解決策
生態学的浮遊床を組み合わせてバイオガススラリーを浄化するための装置は、バイオガス
スラリーを収容するための滑走路プールと、滑走路プールに浮遊する生態学的浮遊床と、
生態学的浮遊床に空気を供給するための曝気装置で構成され、滑走路プール上にバイオガ
ススラリーの流れを乱すためのランナーおよび生態学的浮遊床がランナーに触れるのを防
ぐためのバッフルが設けられる。

生態学的浮遊床は、構造の本体としての規則的な六角形のブランケットと、規則的な六角
形のブランケットの上に配置され、バイオガススラリーを浄化するための浄化キャビンと
、規則的な六角形のブランケットの下に配置され、バイオガススラリーを抽出するための
ウォーターポンプ装置と、ウォーターポンプ装置に動力を供給するための駆動装置と、浄
化キャビンと駆動装置を仕切るための仕切り板とを含む。

規則的な六角形のブランケットの頂部に曝気接続管が設けられ、内部側壁にポンプポート
が設けられ、規則的な六角形のブランケットの外部側壁に永久磁石が設けられ、生態学的
浮遊床間を互いに引き付け、１つのピースに接続してフロー全体を置くことができ、最大
の処理面積を確保し、規則的な六角形のブランケットの底部にエアバッグが設けられ、生
態学的浮遊床が滑走路プールに確実に浮遊するのを確保することができる。

曝気装置は、生態学的浮遊床に空気を供給するための曝気ホースと、曝気ホースを収容・
リセットするためのリセット装置と、リセット装置が滑走路プールを摺動することを可能
にする摺動ロッドで構成される。

曝気装置の主な機能は２つあり：１つは生態学的浮遊床中の藻類に汚染物質を分解するた
めに必要な酸素を提供すること、もう１つは滑走路プール中の生態学的浮遊床の位置を「
軽く制限」することであり、つまり生態学的浮遊床が滑走路プールに置かれると流れてい
るバイオガススラリーによって洗い流され、１つのピースに接続されず、分解効果が低下
することを防止する。

本発明の一態様として、浄化キャビンの内部が中空であり、外壁の対向する位置に間隔を
置いてスロットが設けられ、頂端に浄化後のバイオガススラリーを排出するための排水管
が設けられ、底端の対向する位置にそれぞれ曝気装置を接続するための曝気ポートとウォ
ーターポンプ装置を接続するためのウォーターポンプポートが設けられ、スロット内に適
切な形状の浄化板が挿入され、浄化板は、培養凹穴を有する培養板と、培養板の外縁に設
けられた半円形のスナップリングとを含み、スナップリングは、両端に設けられたスナッ
プコネクタを介してスロットの両端に設けられたスプリングボタンとロックすることがで
きる。

浄化キャビンの主な材料は有機ガラスであり、これにより、浄化キャビン内の藻類の光照
射角度を最大化でき、分解作業をより適切に実行できる。モジュール式に挿入された浄化
板は、藻類を簡単に収集および交換でき、従来の藻類培養装置と比較して、操作プロセス
を大幅に簡素化し、オペレータの労働強度を軽減する。

本発明の一態様として、ウォーターポンプ装置は、駆動装置に接続され、動力を伝達する
ためのピストンと、バイオガススラリーを滑走路プールから浄化キャビンに引き込むため
のウォーターポンプチャンバーと、ピストンと連携して、内部に設けられたダイヤフラム
の脈動によりウォーターポンプチャンバーの内圧を変更するための吸引チャンバーとを含
み、ウォーターポンプチャンバーの底部には、滑走路プールからバイオガススラリーを抽
出するためのポンプ入口が設けられ、ウォーターポンプチャンバーの頂部には、浄化キャ
ビンにバイオガススラリーを輸送するためのポンプ出口が設けられ、ポンプ入口に、水輸
送の時ポンプ入口を遮断するための第１のフローティングボールが設けられ、ポンプ出口
に、水抽出の時ポンプ出口を遮断するための第２のフローティングボールが設けられる。

本発明によって設計されたウォーターポンプ装置の動作原理は以下の通りである。
駆動装置は、流動の動力をピストンを往復させる力に変換し、ピストンが吸引チャンバー
から離れると、ダイヤフラムがウォーターポンプチャンバーから離れ、ウォーターポンプ
チャンバーの内部圧力が低下し、ポンプ入口の第１のフローティングボールが上昇してチ
ャンネルを開き、ポンプ出口の第２のフローティングボールが降下してチャンネルを閉じ
、バイオガススラリーを滑走路プールから引き込み、ピストンが吸引チャンバーに近接す
ると、ダイヤフラムがウォーターポンプチャンバーに近接し、ウォーターポンプチャンバ
ーの内部圧力が増大し、ポンプ入口の第１のフローティングボールが降下してチャンネル
を閉じ、ポンプ出口の第２のフローティングボールが上昇してチャンネルを開き、バイオ
ガススラリーを浄化キャビンに輸送する。

本発明の一態様として、リセット装置上に、曝気ホースを通過させるための複数のパイプ
ライン穴が貫通して並列に設けられ、パイプライン穴に隣接するリセット装置内部に、バ
レルボックスと、バレルボックス内のバレルの中央部に接続された巻取軸とが設けられ、
巻取軸は、そこに巻かれたリセットワイヤの一端の制限リングを介して曝気ホースの曝気
ヘッドに設けられた制限ブロックと連携して、曝気ホースが生態学的浮遊床から分離され
た場合、バレルボックスからの動力下でリセットすることができる。

本発明によって設計されたリセット装置の動作原理は以下の通りである。
曝気ホースの曝気ヘッドを取り外すことにより、曝気装置の制限リングを曝気ホースの曝
気ヘッドと制限ブロックの間に嵌設できる。曝気ホースを使用して生態学的浮遊床と連通
する必要がある場合、曝気ホースを十分な長さに引っ張るだけでよい。生態学的浮遊床に
対して藻類を交換する必要がある場合、曝気ヘッドを生態学的浮遊床の曝気接続管から分
離するだけで、バレルボックスのバレルからの復元力の作用下で、巻取軸が回転し、リセ
ットワイヤが巻かれ曝気ホースを駆動して回収でき、全過程でオペレータが他の操作を行
う必要がなく、オペレータの労働強度を軽減できる。

本発明の一態様として、リセット装置の一側が摺動ロッドを介して滑走路プールの外壁上
の第１のスライドレールに摺動可能に接続され、リセット装置の他側が摺動ロッドを介し
て滑走路プールの仕切り壁上の第２のスライドレールに摺動可能に接続され、滑走路プー
ルの外壁の近くの摺動ロッドの底端に、曝気装置の位置を固定するための制限ボタンが設
けられる。

本発明によって設計されたリセット装置は、滑走路プールとの間のスライドレール構造を
通じて滑走路プール上を摺動することができ、それにより、オペレータがリセット装置を
適切な位置に都合よく配置することを容易にする。リセット装置が適切な位置に配置され
ると、制限ボタンによってリセット装置の位置を固定でき、リセット装置が生態学的浮遊
床によって設定位置から離れて動かすのを回避することができる。

本発明の一態様として、本発明の駆動装置は、生態学的浮遊床の底部に配置されたインペ
ラと、生態学的浮遊床の底部の規則的な六角形のブランケット内腔に配置され、インペラ
の回転動力を伝達するためのベベルギア伝達装置と、規則的な六角形のブランケット内腔
に配置され、ベベルギア伝達装置からの回転動力をピストンに作用する直線往復動力に変
換するための駆動ターンテーブル装置と、を含む。

本発明の一態様として、本発明は、滑走路プールの内側に外部光源を追加して、曇りの昼
と夜の微細藻類の照明要件を満たすことができる。

既存のバイオガススラリー処理装置と比較して、本発明の有益な効果は以下の通りである
。
（１）本発明は、生態学的浮遊床をバイオガススラリー処理の基礎構造とし、配置が便利
でメンテナンスが簡単であるという特徴を有し、且つ生態学的浮遊床間に必要に応じて数
を増減でき、異なる濃度のバイオガススラリー処理要件を満たす。
（２）本発明によって設計された生態学的浮遊床構造は、微細藻類を比較的閉鎖された環
境に効果的に置くことができ、微細藻類の曝気量および光照射量を正確に微調整し、低コ
ストでバイオガススラリーを処理することができる。
（３）本発明は、バイオガススラリーを処理する同時に高い付加価値の微細藻類製品を得
ることができ、且つ微細藻類を便利に収集および補充することができ、日常のメンテナン
ス作業量を大幅に削減することができる。
（４）一様に曝気する従来のバイオガススラリーと比較して、本発明によって設計された
曝気装置は、単一の生態学的浮遊床の単独曝気の効果を達成し、曝気管がバイオガススラ
リーに接触せず使用しないときに自動的に後退でき、オペレータの日常のメンテナンスを
容易にする。

本発明の全体の外観の概略図である。本発明の生態学的浮遊床の断面図である。本発明の生態学的浮遊床の外観図である。本発明の生態学的浮遊床の上面視の断面図である。本発明のウォーターポンプ装置の動作の概略図である。本発明の浄化キャビンの構造の概略図である。本発明の培養板の構造の概略図である。本発明の曝気装置の構造の概略図である。本発明のリセット装置の構造の概略図である。本発明の巻取軸とバレルボックスとの間の接続の概略図である。

［符号の説明］
１生態学的浮遊床
１１規則的な六角形のブランケット
１１１エアバッグ
１１２永久磁石
１１３曝気接続管
１１４ポンプポート
１２浄化キャビン
１２１浄化板
１２１１スナップリング
１２１１１スナップコネクタ
１２１２培養板
１２１２１培養凹穴
１２２スロット
１２２１スプリングボタン
１２３排水管
１２４曝気ポート
１２５ウォーターポンプポート
１３駆動装置
１３１インペラ
１３２ベベルギア伝達装置
１３３駆動ターンテーブル装置
１４ウォーターポンプ装置
１４１ピストン
１４２吸引チャンバー
１４２１ダイヤフラム
１４３ウォーターポンプチャンバー
１４３１ポンプ入口
１４３１１第１のフローティングボール
１４３２ポンプ出口
１４３２１第２のフローティングボール
１５仕切り板
２曝気装置
２１リセット装置
２１１パイプライン穴
２１２巻取軸
２１２１リセットワイヤ
２１２２制限リング
２１３バレルボックス
２２摺動ロッド
２３制限ボタン
２４曝気ホース
２４１曝気ヘッド
２４２制限ブロック
３滑走路プール
３１外壁
３１１第１のスライドレール
３２仕切り壁
３２１第２のスライドレール
３３ランナー
３４バッフル

本発明によって採用された方式および達成された効果をさらに詳しく説明するために、図
面を参照しながら本発明の技術的解決策を以下明確かつ完全に説明する。

実施例１
本実施例は、本発明の寸法仕様およびメカニズムの１つを説明することを目的とし、具体
的には以下の通りである。
図１に示すように、生態学的浮遊床を組み合わせてバイオガススラリーを浄化するための
装置は、バイオガススラリーを収容するための滑走路プール３と、滑走路プール３内に浮
遊する生態学的浮遊床１と、生態学的浮遊床１に空気を供給するための曝気装置２とで構
成され、滑走路プール３上にバイオガススラリーの流れを乱すためのランナー３３と、生
態学的浮遊床１がランナー３３に触れるのを防ぐためのバッフル３４とが設けられる。
本実施例では、滑走路プール３の面積は２３０ｍ^２、長さ３０ｍ、幅１０ｍ、高さ１．２
ｍ、直流チャンネルの長さ２０ｍ、両端の半円弧形の曲がったチャンネルの直径１０ｍ、
滑走路プール３の中央は仕切り壁３２により流路長さと幅の比率が６：１であり、ランナ
ー３３によるバイオガススラリーの流量範囲が１０〜６０ｃｍ／ｓである。

図２、３、４に示すように、生態学的浮遊床１は、構造の本体としての規則的な六角形の
ブランケット１１と、規則的な六角形のブランケット１１の上に配置され、バイオガスス
ラリーを浄化するための浄化キャビン１２と、規則的な六角形のブランケット１１の下に
配置され、バイオガススラリーを抽出するためのウォーターポンプ装置１４と、ウォータ
ーポンプ装置１４に動力を供給するための駆動装置１３と、浄化キャビン１２と駆動装置
１３を仕切るための仕切り板１５とを含む。

規則的な六角形のブランケット１１の頂部に曝気接続管２４２が設けられ、内部側壁にポ
ンプポート１１４が設けられ、規則的な六角形のブランケット１１の外部側壁に永久磁石
１１２が設けられ、生態学的浮遊床１間を互いに引き付け、１つのピースに接続してフロ
ー全体を置くことができ、最大の処理面積を確保し、規則的な六角形のブランケット１１
の底部にエアバッグ１１１が設けられ、生態学的浮遊床１が滑走路プール３に確実に浮遊
するのを確保する。

本実施例では、生態学的浮遊床１の規則的な六角形のブランケット１１の辺長が０．５ｍ
であり、滑走路プール３流路に生態学的浮遊床１を１〜５個並べて配置することができる
。生態学的浮遊床１は、曝気装置２の支持により滑走路プール３中のバイオガススラリー
を連続的に分解し処理することができる。

図９に示すように、曝気装置２は、生態学的浮遊床１に空気を供給するための曝気ホース
２４と、曝気ホース２４を収容・リセットするためのリセット装置２１と、リセット装置
２１が滑走路プール３を摺動することを可能にする摺動ロッド２２で構成される。

曝気装置２の主な機能は２つあり：１つは生態学的浮遊床１中の藻類に汚染物質を分解す
るために必要な酸素を提供すること、もう１つは滑走路プール３中の生態学的浮遊床１の
位置を「軽く制限」することであり、つまり生態学的浮遊床１が滑走路プール３に置かれ
ると流れているバイオガススラリーによって洗い流され、１つのピースに接続されず、分
解効果が低下することを防止する。

具体的には、図６、７に示すように、浄化キャビン１２の内部が中空であり、外壁の対向
する位置に間隔を置いてスロット１２２が設けられ、頂端に浄化後バイオガススラリーを
排出するための排水管１２３が設けられ、底端の対向する位置にそれぞれ曝気装置２を接
続するための曝気ポート１２４と、ウォーターポンプ装置１４を接続するためのウォータ
ーポンプポート１２５が設けられ、スロット１２２内に適切な形状の浄化板１２１が挿入
され、浄化板１２１は、培養凹穴１２１２１を有する培養板１２１２と、培養板１２１２
の外縁に配置された半円形のスナップリング１２１１とを含み、スナップリング１２１１
は両端に設けられたスナップコネクタ１２１１１を介してスロット１２２の両端に設けら
れたスプリングボタン１２２１とロックする。

本実施例では、浄化キャビン１２の主な材料は有機ガラスであり、これにより、浄化キャ
ビン１２内の藻類の光照射角度を最大化でき、分解作業をより適切に実行できる。モジュ
ール式に挿入された浄化板１２１は、藻類を簡単に収集および交換でき、従来の藻類培養
装置と比較して、操作プロセスを大幅に簡素化し、オペレータの労働強度を軽減する。
具体的には、図３、５に示すように、ウォーターポンプ装置１４は、駆動装置１３に接続
され、動力を伝達するためのピストン１４１と、バイオガススラリーを滑走路プール３か
ら浄化キャビン１２に引き込むためのウォーターポンプチャンバー１４３と、ピストン１
４１と連携して、内部に設けられたダイヤフラム１４２１の脈動によりウォーターポンプ
チャンバー１４３の内圧を変更するための吸引チャンバー１４２とを含み、ウォーターポ
ンプチャンバー１４３の底部には、滑走路プール３からバイオガススラリーを抽出するた
めのポンプ入口１４３１が設けられ、ウォーターポンプチャンバー１４３の頂部には、浄
化キャビン１２にバイオガススラリーを輸送するためのポンプ出口１４３２が設けられ、
ポンプ入口１４３１に、水輸送の時ポンプ入口１４３１を遮断するための第１のフローテ
ィングボール１４３１１が設けられ、ポンプ出口１４３２に、水抽出の時ポンプ出口１４
３２を遮断するための第２のフローティングボール１４３２１が設けられる。

本発明によって設計されたウォーターポンプ装置１４の動作原理は、以下の通りである。
駆動装置１３は、流動の動力をピストン１４１を往復させる力に変換し、ピストン１４１
が吸引チャンバー１４２から離れると、ダイヤフラム１４２１がウォーターポンプチャン
バー１４３から離れ、ウォーターポンプチャンバー１４３の内部圧力が低下し、ポンプ入
口１４３１の第１のフローティングボール１４３１１が上昇してチャンネルを開き、ポン
プ出口１４３２の第２のフローティングボール１４３２１が降下してチャンネルを閉じ、
バイオガススラリーを滑走路プール３から引き込み、ピストン１４１が吸引チャンバー１
４２に近接すると、ダイヤフラム１４２１がウォーターポンプチャンバー１４３に近接し
、ウォーターポンプチャンバー１４３の内部圧力が増大し、ポンプ入口１４３１の第１の
フローティングボール１４３１１が降下してチャンネルを閉じ、ポンプ出口１４３２の第
２のフローティングボール１４３２１が上昇してチャンネルを開き、バイオガススラリー
を浄化キャビン１２に輸送する。

具体的には、図９、１０に示すように、リセット装置２１上に、曝気ホース２４を通過さ
せるためのパイプライン穴２１１が貫通して並列に設けられ、パイプライン穴２１１に隣
接するリセット装置２１内部に、バレルボックス２１３と、バレルボックス２１３内のバ
レルの中央部に接続された巻取軸２１２が設けられ、巻取軸２１２は、そこに巻かれたリ
セットワイヤ２１２１の一端の制限リング２１２２を介して曝気ホース２４の曝気ヘッド
２４１に設けられた制限ブロック２４２と連携して、曝気ホース２４が生態学的浮遊床１
から分離された場合、バレルボックス２１３からの動力下でリセットする。

本発明によって設計されたリセット装置２１の動作原理は、以下の通りである。
曝気ホース２４の曝気ヘッド２４１を取り外すことにより、曝気装置２の制限リング２１
２２を曝気ホース２４の曝気ヘッド２４１と制限ブロックの間に嵌設できる。曝気ホース
２４を使用して生態学的浮遊床１と連通する必要がある場合、曝気ホース２４を十分な長
さに引っ張るだけでよい。生態学的浮遊床１に対して藻類を交換する必要がある場合、曝
気ヘッド２４１を生態学的浮遊床１の曝気接続管１１３から分離するだけで、バレルボッ
クス２１３のバレルからの復元力の作用下で、巻取軸２１２が回転し、リセットワイヤ２
１２１が巻かれ曝気ホース２４を駆動して回収でき、全過程でオペレータが他の操作を行
う必要がなく、オペレータの労働強度を軽減できる。

具体的には、図８に示すように、リセット装置２１の一側が摺動ロッド２２を介して滑走
路プール３の外壁３１上の第１のスライドレール３１１に摺動可能に接続され、リセット
装置２１の他側が摺動ロッド２２を介して滑走路プール３の仕切り壁３２上の第２のスラ
イドレール３２１に摺動可能に接続され、滑走路プール３の外壁３１の近くの摺動ロッド
２２の底端に、曝気装置２の位置を固定するための制限ボタン２３が設けられる。
本発明によって設計されたリセット装置２１は、滑走路プール３との間のスライドレール
構造を通じて滑走路プール３上を摺動することができ、それにより、オペレータがリセッ
ト装置２１を適切な位置に都合よく配置することを容易にする。リセット装置２１が適切
な位置に配置されると、制限ボタン２３によってリセット装置２１の位置を固定でき、リ
セット装置２１が生態学的浮遊床１によって設定位置から離れて動かすのを回避すること
ができる。

具体的には、図３、４に示すように、本発明の駆動装置１３は、生態学的浮遊床１の底部
に配置されたインペラ１３１と、生態学的浮遊床１の底部の規則的な六角形のブランケッ
ト１１内腔に配置され、インペラ１３１の回転動力を伝達するためのベベルギア伝達装置
１３２と、規則的な六角形のブランケット１１内腔に配置され、ベベルギア伝達装置１３
２からの回転動力をピストン１４１に作用する直線往復動力に変換するための駆動ターン
テーブル装置１３３と、を含む。

実施例２
本実施例は、以下の内容を除いて、実施例１と同じである。
実施例２では、滑走路プール３の内側に照明を補助するための補助ライトが設けられる。

応用例１
本応用例は、実施例１の構造を基に説明したものであり、本発明の具体的な使用方法を説
明するものである。
Ｓ１：処理するバイオガススラリーを滑走路プール１に輸送し、ランナー３３を開いてバ
イオガススラリーの流れを確保し、処理するバイオガススラリーの規模と濃度い応じて、
使用する生態学的浮遊床１の数を決定する。
Ｓ２：生態学的浮遊床１を１つずつ配置する過程に、生態学的浮遊床１を配置するたびに
、曝気装置２上の曝気ホース２４と生態学的浮遊床１上の曝気接続管１３３を接続させる
必要があり、滑走路プール３内に浮遊している生態学的浮遊床１は、滑走路プール３のバ
イオガススラリー液面を覆うまで、その上に置かれた永久磁石１１２の吸引下で徐々に引
き付けられる。
Ｓ３：滑走路プール３を流れるバイオガススラリーは、生態学的浮遊床１の駆動装置１３
を駆動して動作させ、ウォーターポンプ装置１４は、滑走路プール３内のバイオガススラ
リーを生態学的浮遊床１の浄化キャビン１２中に引き込むことができる。
Ｓ４：浄化キャビン１２に引き込まれたバイオガススラリーは、真菌ボールが付いている
浄化板１２で層ごとにオーバーフローし、この期間中、真菌ボールは十分なガス供給の条
件下でバイオガススラリー中の有機汚染物質を分解し、分解されたバイオガススラリーが
最終的に排水管１２３を介して滑走路プール３に再び排出される。
Ｓ５：一定時間の浄化処理後、滑走路プール３中のバイオガススラリーの汚染レベルが低
下すると同時に、浄化板上の藻類も大量に増殖し、このとき増殖した大量の微細藻類を回
収・利用する。
Ｓ６：微細藻類を回収・利用するとき、対象の生態学的浮遊床１を滑走路プール３の側壁
３１にドラッグし、浄化キャビン１２を取り外し、残りのバイオガススラリーを排出し、
接続された曝気ホース２４を抜けて、抜かれた曝気ホース２４が曝気装置２に収容される
。
Ｓ７：浄化キャビン１２上のスプリングボタン１２２１を押し、浄化板１２１をスロット
１２２から取り出して、真菌ボールを浄化板１２１の培養板１２１２上から簡単に擦って
収集し、その後新しい真菌ボールを埋める。
Ｓ８：最後に、新しい真菌ボールを備えた浄化キャビン１２を対象の生態学的浮遊床１に
接続し、ステップＳ２のプロセスを実行して、生態学的浮遊床１の浄化サイクルを完了す
る。

応用例２
応用例２と応用例１の違いは、滑走路プール３の周りに補助ライトが追加され、曇りの日
と夜の微細藻類の照明要件を満たすことであり、夜の照明時間は２〜４時間に制御する必
要がある。

実験例１
実験例１は実施例１の構造を基に説明したものであり、クロレラを単一の添加剤として使
用した場合の本発明の処理効果を説明するものである。
本実験例では、クロレラ類の調製流れは具体的に以下の通りである。
１、材料準備
（１）本発明で使用されるクロレラは、湖北武漢水生物学研究所の淡水藻種バンクによっ
て提供され、
（２）バイオガススラリーは、西安育肥肉牛牧場の発酵バイオガススラリーから採取され
、４℃で保存され、使用前に４８００ｒ／分で遠心分離され、不純物の大きな粒子が除
去され、
（３）初期の種培養培地としてのＢＧ１１培地は、具体的な成分を表１に示す。
表１ＢＧ１１培地

（４）クロレラの後のトレーニングおよび培養のための培地として使用されるバイオガス
スラリー、具体的な成分を表２に示す。
表２バイオガススラリー栄養成分表

２、実験的測定
Ｓ１：接種量の２０％のＣｈｌｏｒｅｌｌａｖｕｌｇａｒｉｓを５００ｍＬＢＧ１１
培地に接種し、シェーカーで２７±１℃、３ｋｌｕｘの連続光、回転速度１６０ｒｐｍで
７日間培養し、種培養液の調製を完了する。
Ｓ２：対数期の種培地の接種量を２０％取り、それを１／４バイオガススラリー+３／４
ＢＧ１１培地に接種して順化させ、対数期に成長するまで待ち、２／４バイオガススラリ
ー+２／４ＢＧ１１培地に接種し、最後に３／４バイオガススラリー+１／４ＢＧ１１培
地、と完全なバイオガススラリー培地に順に接種し、順化期間の培養条件は２±１℃、３
ｋｌｕｘ連続光、回転速度１６０ｒｐｍの条件下でシェーカーで培養する。最後に、順化
された優勢なクロレラを、２０％の接種量で５Ｌのバイオガススラリーの培養瓶に接種し
、曝気培養を行い、クロレラ類の順化培養を完了した。

実験例２
実験例２は、実験例１で培養したクロレラを研究対象とし、培養ボルトに等量のバイオガ
ススラリーを入れ、同じ条件下で対照ブランク組を培養して説明したものであり、クロレ
ラの添加によるバイオガススラリー中の栄養物質ＣＯＤの除去効果を説明するものである
。
ただし、クロレラ類を添加したバイオガススラリーを組１、クロレラ類を添加していない
バイオガススラリーをブランク組とし、測定対象はバイオガススラリー中のＣＯＤ含有量
（単位ｍｇ／Ｌ）であり、具体的な結果は表３に示される。
表３バイオガススラリー中の栄養物質ＣＯＤの除去効果

表３のデータから分かるように、クロレラは、接種後１〜２日以内に微生物成長の遅れ期
に属し、この時ＣＯＤ値が大きく変化しなかった。３〜４日でＣＯＤ値が徐々に低下し始
め、６〜８日でＣＯＤ値の低下速度が最大になり、８日目に２１２ｍｇ／Ｌに低下し、そ
の後ＣＯＤ値の低下傾向は緩和され、１０日目に、バイオガススラリー中ＣＯＤ値が基本
的に１６０ｍｇ／Ｌで安定した。これは、クロレラがＣＯＤの分解に大きな影響を与える
ことを示す。

実験例３
実験例３は、実験例１で培養したクロレラを研究対象とし、培養ボルトに等量のバイオガ
ススラリーを入れ、同じ条件下で対照ブランク組を培養して説明したものであり、クロレ
ラの添加によるバイオガススラリーのＮＨ_４ ⁺-Ｎの除去効果を説明するものである。
ただし、クロレラ類を添加したバイオガススラリーを組１とし、クロレラ類を添加してい
ないバイオガススラリーをブランク組とし、測定対象はバイオガススラリー中のＮＨ_４ ⁺-
Ｎ含有量（単位ｍｇ／Ｌ）であり、具体的な結果が表４に示される。
表４バイオガススラリー中の栄養物質ＮＨ_４ ⁺-Ｎの除去効果

関連する研究によると、バイオガススラリーには一定濃度の窒素が含まれるとクロレラ類
の成長を促進するが、ＮＨ_４ ⁺-Ｎの濃度が高すぎるとクロレラ類の急速な成長に悪影響を
与える。表４のデータから分かるように、クロレラの接種初期でＮＨ_４ ⁺-Ｎ含有量が低下
し始めるが、最初の４日間のＮＨ_４ ⁺-Ｎ濃度が高いので、クロレラ成長が一定の影響を受
け、ＮＨ_４ ⁺-Ｎの除去率も影響を受け、除去率の最大値は４〜５日目にあり、処理が６日
目に到達するとＮＨ_４ ⁺-Ｎ濃度が１００ｍｇ／Ｌに低下し、８日目に８２ｍｇ／Ｌに低下
し、その後ＮＨ_４ ⁺-Ｎ濃度がさらに低下すると伴に、クロレラ類の成長傾向は鈍化し、１
０日目にアンモニア態窒素の濃度が７３ｍｇ／Ｌに低下した。

実験例４
実験例４は、実験例１中の実験流れを基に説明したものであり、それぞれ真菌ボールとク
ロレラを添加する場合の処理効果の違いを説明するものである。
本実験例では、真菌ボールの調製流れは、具体的には以下の通りである。
１、材料準備
（１）本発明で使用されるクロレラは、湖北武漢水生物学研究所の淡水藻種バンクによっ
て提供され、
（２）バイオガススラリーは、西安育肥肉牛牧場の発酵バイオガススラリーから採取され
、４℃で保存され、使用前に４８００ｒ／分で遠心分離され、不純物の大きな粒子が除
去され、具体的な栄養成分は表２に示される。
（３）初期の種培養培地としてのＢＧ１１培地は、具体的な成分を表１に示す。
（４）ＰＤＡ培地調製：（１０００ｍＬ培地の例）ジャガイモ：２００ｇ、グルコース：
２０ｇ、Ｋ_２ＨＰＯ_４：３ｇ、ＭｇＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ：１．５ｇ、チアミン（ＶＢ_１）：
８ｍｇ、寒天：２０ｇ。

２、グロブラス-クロレラペレットの調製
ＢＧ１１培地１００ｍＬあたり０．５％酵母エキスを添加し、炭素源としてマルトース２
ｇを使用し、グロブラス糸接種量は５ｃｍ^２（プレート内の菌糸の表面積）であり、グロ
ブラス−クロレラ接種量は２０％（グロブラス―クロレラ類の細胞密度は１．２５ｘ１０
^７）であり、最後に、回転速度１６０ｒ／ｍｉｎ、温度２８℃の恒温シェーカーで７日間
培養し、真菌ボールの調製を完了した。

実験例５
実験例５は、実験例４で調製したグロブラス―クロレラ真菌ボールを添加剤とし、実験例
２中のクロレラ成分を対照組とし、藻類を含まないバイオガススラリーをブランク組とし
て説明し、それぞれ真菌ボールとクロレラを添加剤とする場合、バイオガススラリー中の
栄養物質ＣＯＤの除去効果の違いを比較するものである。

ただし、真菌ボールを添加した組を組１とし、クロレラを添加した組を組２とし、藻類を
含まないバイオガススラリーをブランク組とし、具体的な結果は表５に示される。
表５真菌ボール、クロレラのバイオガススラリー中のＣＯＤの効果除去の違い

表５のデータから分かるように、真菌ボールの添加によるＣＯＤの処理効果に対する傾向
は、クロレラ類の処理効果の傾向と同じであるが、各期間の除去率はクロレラ類の処理効
果よりも優れ、特に１０日目に、ＣＯＤ値が９４ｍｇ／Ｌに低下し、除去率が８７．１％
に達した。このことから、真菌ボールのＣＯＤ除去処理がより有効であることが分かる。

実験例６
実験例６は、実験例４で調製したグロブラス―クロレラ真菌ボールを添加剤とし、実験例
３中のクロレラ成分を対照組とし、藻類を含まないバイオガススラリーをブランク組とし
て説明し、それぞれ真菌ボールとクロレラを添加剤とする場合、バイオガススラリー中の
栄養物質ＮＨ_４ ⁺-Ｎ除去効果の違いを説明するものである。
ただし、真菌ボールを添加した組を組１とし、クロレラを添加した組を組２とし、藻類を
含まないバイオガススラリーをブランク組とし、具体的な結果が表６に示される。
表６真菌ボール、クロレラのバイオガススラリー中のＮＨ_４ ⁺-Ｎの除去効果の違い
表６バイオガススラリー中の栄養物質ＮＨ_４ ⁺-Ｎの除去効果

表６のデータから分かるように、真菌ボールの添加によるＮＨ_４ ⁺-Ｎの処理効果の傾向は
、クロレラ類の処理効果傾向と同じであるが、各期間の除去率はクロレラ類の処理効果よ
りも優れ、特に１０日目に、ＮＨ_４ ⁺-Ｎ量が２５ｍｇ／Ｌに低下し、除去率が９１．１％
に達した。このことから、真菌ボールのＮＨ_４ ⁺-Ｎの処理がより有効であることが分かる
。

実験例７
実験例７は、応用例１および応用例２の構造を基に、実験例４を添加組として説明し、光
の有無によるクロレラと真菌ボールの１０日間培養した後のバイオマス生産の影響を説明
するものであり、ただし、曝気ホース２４中の通気量が１．５Ｌ／ｍｉｎで、光度が３ｋ
ｌｕｘで、光照射延長時間が３ｈであり、具体的な結果が表７に示される。
表７光の有無によるクロレラと真菌ボールの１０日間培養した後のバイオマス生産に対
する影響

表７のデータから分かるように、光を１日３時間延長すると、真菌ボールとクロレラ類の
生産量が両方とも向上したが、真菌ボールの生産量がクロレラ類の生産量よりもわずか小
さく、それは、グロブラスとクロレラは、成長中に一般的な栄養物質を対して競争関係に
あり、真菌ボールの成長を遅らせ、付加価値製品としてその生産量はまだ相当量であるた
め、優れた経済的メリットがある。

Claims

生態学的浮遊床を組み合わせたバイオガススラリーを浄化するための装置であって、
バイオガススラリーを収容するための滑走路プール（３）と、前記滑走路プール（３）に
浮遊する生態学的浮遊床（１）と、前記生態学的浮遊床（１）に空気を供給するための曝
気装置（２）と、で構成され、
前記滑走路プール（３）には、バイオガススラリーの流れを乱すためのランナー（３３）
と、生態学的浮遊床（１）がランナー（３３）に触れるのを防ぐためのバッフル（３４）
と、が設けられ、
前記生態学的浮遊床（１）は、構造の本体としての規則的な六角形のブランケット（１１
）と、前記規則的な六角形のブランケット（１１）の上に配置され、バイオガススラリー
の浄化に使用される浄化キャビン（１２）と、前記規則的な六角形のブランケット（１１
）の下に配置され、バイオガススラリーを抽出するためのウォーターポンプ装置（１４）
と、前記ウォーターポンプ装置（１４）に動力を供給するための駆動装置（１３）と、前
記浄化キャビン（１２）と駆動装置（１３）を仕切るための仕切り板（１５）と、を含み
、
前記規則的な六角形のブランケット（１１）の頂部に曝気接続管（１１３）が設けられ、
内部側壁にポンプポート（１１４）が設けられ、外部側壁に永久磁石（１１２）が設けら
れ、底部にエアバッグ（１１１）が設けられ、
前記曝気装置（２）は、前記生態学的浮遊床（１）に空気を供給するための曝気ホース（
２４）と、前記曝気ホース（２４）を収容およびリセットするためのリセット装置（２１
）と、前記リセット装置（２１）が走路プール（３）に沿って摺動することを可能にする
ための摺動ロッド（２２）と、で構成される、ことを特徴とする生態学的浮遊床を組み合
わせたバイオガススラリーを浄化するための装置。
前記浄化キャビン（１２）の内部が中空であり、外壁の対向する位置に間隔を置いてスロ
ット（１２２）が配置され、頂端に浄化後のバイオガススラリーを排出するための排水管
（１２３）が設けられ、底端の対向する位置にそれぞれ曝気装置（２）を接続するための
曝気ポート（１２４）と、ウォーターポンプ装置（１４）を接続するためのウォーターポ
ンプポート（１２５）と、が設けられ、
前記スロット（１２２）内に適切な形状の浄化板（１２１）が挿入され、
前記浄化板（１２１）は、培養凹穴（１２１２１）を有する培養板（１２１２）と、前記
培養板（１２１２）の外縁に設けられた半円形のスナップリング（１２１１）と、を含み
、
前記スナップリング（１２１１）は、両端に設けられたスナップコネクタ（１２１１１）
を介してスロット（１２２）の両端に設けられたスプリングボタン（１２２１）とロック
することを特徴とする請求項１に記載のバイオガススラリーを浄化するための装置。
前記ウォーターポンプ装置（１４）は、駆動装置（１３）に接続され、動力を伝達するた
めのピストン（１４１）と、バイオガススラリーを滑走路プール（３）から浄化キャビン
（１２）に引き込むためのウォーターポンプチャンバー（１４３）と、前記ピストン（１
４１）と連携して、内部に設けられたダイヤフラム（１４２１）の脈動によりウォーター
ポンプチャンバー（１４３）の内圧を変更するための吸引チャンバー（１４２）と、を含
み、
前記ウォーターポンプチャンバー（１４３）の底部には、滑走路プール（３）からバイオ
ガススラリーを抽出するためのポンプ入口（１４３１）が設けられ、ウォーターポンプチ
ャンバー（１４３）の頂部には、浄化キャビン（１２）にバイオガススラリーを輸送する
ためのポンプ出口（１４３２）が設けられ、
前記ポンプ入口（１４３１）に、水輸送の時ポンプ入口（１４３１）を遮断するための第
１のフローティングボール（１４３１１）が設けられ、
前記ポンプ出口（１４３２）に、水抽出の時ポンプ出口（１４３２）を遮断するための第
２のフローティングボール（１４３２１）が設けられることを特徴とする請求項１に記載
のバイオガススラリーを浄化するための装置。
前記リセット装置（２１）上に、曝気ホース（２４）を通過させるための複数のパイプラ
イン穴（２１１）が貫通して並列に設けられ、
前記パイプライン穴（２１１）に隣接するリセット装置（２１）の内部に、バレルボック
ス（２１３）と、前記バレルボックス（２１３）内のバレルの中央部に接続された巻取軸
（２１２）と、が設けられ、
前記巻取軸（２１２）は、そこに巻かれたリセットワイヤ（２１２１）の一端の制限リン
グ（２１２２）を介して曝気ホース（２４）の曝気ヘッド（２４１）に設けられた制限ブ
ロック（２４２）と連携して、曝気ホース（２４）が生態学的浮遊床（１）から分離され
た場合、バレルボックス（２１３）からの動力下でリセットすることを特徴とする請求項
１に記載のバイオガススラリーを浄化するための装置。
前記リセット装置（２１）の一側が摺動ロッド（２２）を介して滑走路プール（３）の外
壁（３１）上の第１のスライドレール（３１１）に摺動可能に接続され、リセット装置（
２１）の他側が摺動ロッド（２２）を介して滑走路プール（３）の仕切り壁（３２）上の
第２のスライドレール（３２１）上に摺動可能に接続され、
前記滑走路プール（３）の外壁（３１）の近くの摺動ロッド（２２）の底端に、曝気装置
（２）の位置を固定するための制限ボタン（２３）が設けられることを特徴とする請求項
１に記載のバイオガススラリーを浄化するための装置。
Ｓ１：処理するバイオガススラリーを滑走路プール（１）に輸送し、ランナー（３３）を
開いてバイオガススラリーの流れを確保し、処理するバイオガススラリーの規模と濃度に
応じて、使用する生態学的浮遊床（１）の数を決定するステップと、
Ｓ２：生態学的浮遊床（１）を１つずつ配置する過程に、生態学的浮遊床（１）を配置す
るたびに、曝気装置（２）上の曝気ホース（２４）と生態学的浮遊床（１）上の曝気接続
管（１３３）を接続させる必要があり、滑走路プール（３）内に浮遊している生態学的浮
遊床（１）は、滑走路プール（３）全体のバイオガススラリー液面を覆うまで、その上に
置かれた永久磁石（１１２）の吸引下で徐々に引き付けられるステップと、
Ｓ３：滑走路プール（３）を流れるバイオガススラリーは、生態学的浮遊床（１）の駆動
装置（１３）を駆動して動作させることができるため、ウォーターポンプ装置（１４）は
、滑走路プール（３）内のバイオガススラリーを生態学的浮遊床（１）の浄化キャビン（
１２）に引き込むステップと、
Ｓ４：浄化キャビン（１２）に引き込まれたバイオガススラリーは、真菌ボールが付いて
いる浄化板（１２）により層ごとにオーバーフローし、この期間中、真菌ボールは十分な
ガス供給の条件下でバイオガススラリー中の有機汚染物質を分解し、分解されたバイオガ
ススラリーが最終的に排水管（１２３）を介して滑走路プール（３）に再び排出されるス
テップと、
Ｓ５：一定時間の浄化処理後、滑走路プール（３）中のバイオガススラリーの汚染レベル
が低下すると同時に、浄化板上の藻類も大量に増殖し、このとき増殖した大量の微細藻類
を回収・利用するステップと、
Ｓ６：微細藻類を回収・利用するとき、対象の生態学的浮遊床（１）を滑走路プール（３
）の側壁（３１）にドラッグし、浄化キャビン（１２）を取り外し、残りのバイオガスス
ラリーを排出し、接続された曝気ホース（２４）を抜けて、抜かれた曝気ホース（２４）
が曝気装置（２）に収容されるステップと、
Ｓ７：浄化キャビン（１２）上のスプリングボタン（１２２１）を押し、浄化板（１２１
）をスロット（１２２）から取り出して、真菌ボールを浄化板（１２１）の培養板（１２
１２）上から擦って収集し、その後新しい真菌ボールを埋めるステップと、
Ｓ８：最後に、新しい真菌ボールを備えた浄化キャビン（１２）を対象の生態学的浮遊床
（１）に接続し、ステップＳ２のプロセスを実行して、生態学的浮遊床（１）の浄化サイ
クルを完了するステップと、を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置を使用
して、バイオガススラリーを浄化するための方法。