JP3780406B2

JP3780406B2 - メタン発酵装置

Info

Publication number: JP3780406B2
Application number: JP2001020973A
Authority: JP
Inventors: 智樹松本; 末吉及川
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2021-01-30
Also published as: JP2002219442A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、畜糞尿、汚泥、生ごみ、食品工場残渣等の有機性廃棄物を対象としたメタン発酵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水などのメタン発酵装置では接触材等の固定床がなく、メタン菌の流出等の問題があり、そのため運転管理が難しく、また、流出した菌を発酵装置へ返送するなど、装置運転の維持管理に多大な労力を要した。また、メタン菌の固定床では処理すべき有機性廃棄物の固形物濃度が高い場合には、菌の固定床が流出するため有機性廃棄物の固形物を除去した後に菌の固定床を発酵槽へ戻さなければならず、これが処理コスト高を招いていた。最近のメタン発酵では活性炭やポリビニルアルコール等からなるビーズ状の接触材が用いられることもあるが、このような接触材は高価であるためイニシャルコストが高くなる傾向があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
メタン菌は増殖速度が遅いため、メタン発酵を安定にかつ良好に運転するにはメタン菌の保持が重要であり、メタン菌保持方法に苦慮していた。また、活性炭やポリビニルアルコール等からなるビーズ状の接触材を用いると、発生した汚泥により目詰まりが発生したり短絡流が生じるなどの問題がある上に、発生したメタンガスの分離が困難であった。また、接触材が劣化した場合はその交換等に労力と時間を要した。また、処理すべき有機性廃棄物を上向流で投入した時、発酵槽内にさらなる線流速を与えるために、発酵槽外部に配管やポンプを設けなければならなかった。
【０００４】
本発明は、従来技術の上述のような諸問題を解決することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、メタン菌を付着し同菌に有機性廃棄物を接触させる接触材として、植物由来物質、例えば樹木の枝を用いる。
【０００６】
すなわち、本発明によるメタン発酵装置は、メタン菌を付着し同菌に有機性廃棄物を接触させる接触材が設けられているメタン発酵装置において、接触材が植物由来物質からなり、槽頂部に接触材補充用の二重蓋付き開閉口が設けられていることを特徴とするものである。
好ましい植物由来物質は樹木の枝である。植物由来物質は、メタン発酵槽内に固定床として設けられる。
【０００７】
接触材を植物由来物質で構成することにより、発酵槽内で菌体を高濃度に保持することができ、メタン発酵の安定運転が行える。また、接触材の目詰まりを避けるために、枝の場合は直径５〜５０ｍｍ、長さ１０ｍｍ〜１０００ｍｍのものを使用する。これにより目詰まりの問題は解消され、イニシャルコスト、ランニングコスト共に低減を達成できる。
【０００８】
また、固定床底部の目詰まりを防止するために、固定床に線流速を与える機構が設けられている。線流速を与える機構は、槽外部に据え付けられ槽内底部から液を抜き出す線流速ポンプと、固定床の下面を臨むように設けられたノズル孔付き散気管と、これらを繋ぐ配管とから主として構成されている。発酵槽内の接触材からなる固定床に線流速を与えることにより、固定床に付着した汚泥を剥離させ短絡流を防止すると同時に、メタンガスの分離を容易にできる。また、ポンプ停止後は汚泥を沈殿させ余剰汚泥を容易に回収できる。
【０００９】
槽頂部には、接触材補充用の二重蓋付き開閉口が設けられている。接触材が劣化した場合は、この開閉口を開いて固定床を形成する部分に植物由来物質を投入する。こうして接触材を補充する。開閉口には蓋が二重に設けられているので、発生したメタンガスが開閉口からリ−クするのが確実に防止される。
【００１０】
処理すべき有機性廃棄物の供給路の先端は、発酵槽内中央下部まで達している。この構成により、処理すべき有機性廃棄物を発酵槽内中央下部へ直接供給することができる。したがって、処理すべき有機性廃棄物を含む液は発酵槽底部から固定床を上向流で通過するので、この上向流に高い効率で線流速を与えることができ、発酵槽内に自然に循環流が形成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施例に基づき、本発明を詳しく説明する。
【００１２】
実施例
第１図に基づき実施例を説明する。メタン発酵装置の主体をなす発酵槽(3) は、槽内の高さ中央部に固定床(8) を有する。固定床(8) は、メタン菌を付着し同菌に有機性廃棄物を接触させる接触材として、直径５〜５０ｍｍ、長さ１０ｍｍ〜１０００ｍｍの多数の枝を充填して構成したものである。固定床(8) の中央部には垂直の通水路(12)が貫通状に設けられている。
【００１３】
有機性廃棄物の供給管(4) は槽側壁を貫通して槽内に入り、通水路(12)内を下行して、その先端は通水路(12)の下端まで達している。通水路(12)の下端部には、筒状の案内板(15)が下方延長状に設けられている。
【００１４】
固定床(8) の下方には、固定床(8) に線流速を与える機構が設けられている。この機構は、槽外部に据え付けられ槽内底部から液を抜き出す線流速ポンプ(6) と、固定床(8) の下面を臨むように設けられたノズル孔付き散気管(7) と、これらを繋ぐ配管(14)とから主として構成されている。槽頂壁の下面には仕切り壁(18)が垂下状に設けられ、仕切り壁(18)の下端から固定床(8) の通水路上端縁部に掛けて網(16)が張られている。
【００１５】
槽頂部両側には、上下二重の蓋(13)(17)を有する開閉口(11)が設けられている。
【００１６】
上記構成のメタン発酵装置において、畜糞尿、汚泥、生ごみ、食品工場残渣等の有機性廃棄物をピット(1) よりバッチ式または連続式で供給ポンプ(2) により供給管(4) を経てメタン発酵槽(3) へ供給する。有機性廃棄物は、供給管(4) の先端から発酵槽内中央下部へ直接供給され、槽内の液中のメタン菌と混合され、混合液は筒状の案内板(15)に沿ってメタン発酵槽底部まで移動する。該混合液の一部は槽底部より線流速ポンプ(6) で引き抜かれ、ノズル孔付き散気管(7) によって固定床(8) の下面に向けて噴出され、固定床(8) 内を上向流で一定の流速で通過する。この結果、液中の有機性廃棄物は枝に保持されたメタン菌に接触し、メタン発酵が行われ、発酵により発生したメタンガスは槽頂壁に貫通状に設けられたガス抜き管(10)から抜き出される。多数の枝からなる固定床(8) を通り抜けた混合液の一部は処理水として排水管(9) から系外へ排出される。混合液の残りは、図面中で矢印で示すように、旋廻流により通水路(12)を下行して槽底部へ戻され、上記と同様にメタン発酵が行われる。こうして高効率のメタン発酵が可能となる。
【００１７】
固定床(8) を構成する枝は、嫌気性の菌によって徐々に自然消化される。枝が劣化した場合は、上下二重の蓋(13)(17)を開けて、開閉口(11)から、固定床を形成する部分に枝を投入する。こうして枝を補充する。
【００１８】
汚泥濃度が上昇した場合には、線流速ポンプ(6) を停止した後、槽底部に汚泥を沈殿させ、排出口(5) より沈殿汚泥を引き抜く。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によるメタン発酵装置は上記のように構成されているので、低コストかつ高効率で有機性廃棄物を処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例を説明するためのメタン発酵装置の概略図である。
【符号の説明】
(3) ：メタン発酵槽
(4) ：供給管
(6) ：線流速ポンプ
(8) ：固定床
(11)：開閉口
(12)：通水路
(7) ：ノズル孔付き散気管
(14)：配管
(13)(17)：上下二重の蓋

Claims

メタン菌を付着し同菌に有機性廃棄物を接触させる接触材が設けられているメタン発酵装置において、接触材が植物由来物質からなり、槽頂部に接触材補充用の二重蓋付き開閉口が設けられていることを特徴とするメタン発酵装置。