JP4501069B2 - バイオマス発酵槽及びその設置方式 - Google Patents

バイオマス発酵槽及びその設置方式 Download PDF

Info

Publication number
JP4501069B2
JP4501069B2 JP2004303783A JP2004303783A JP4501069B2 JP 4501069 B2 JP4501069 B2 JP 4501069B2 JP 2004303783 A JP2004303783 A JP 2004303783A JP 2004303783 A JP2004303783 A JP 2004303783A JP 4501069 B2 JP4501069 B2 JP 4501069B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
biomass
fermenter
tank
fermentation
biomass fermenter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004303783A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005144443A (ja
Inventor
幸治 田村
Original Assignee
幸治 田村
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 幸治 田村 filed Critical 幸治 田村
Priority to JP2004303783A priority Critical patent/JP4501069B2/ja
Publication of JP2005144443A publication Critical patent/JP2005144443A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4501069B2 publication Critical patent/JP4501069B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/34Internal compartments or partitions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/24Gas permeable parts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/38Caps; Covers; Plugs; Pouring means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02Stirrer or mobile mixing elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

本発明は、例えば、畜産糞尿等を原料とする発酵槽として好適なバイオマス発酵槽及びその設置方式に関する。
環境保全の一環として地球温暖化の防止が叫ばれているが、二酸化炭素の排出源である化石燃料由来のエネルギーを、バイオマスから得られるメタンガス等によって代替えすることにより、地球温暖化の防止に大いに貢献することができる。特に、近年に至り、畜産糞尿の野積みや垂れ流しに対する規制等も厳しくなり、家畜排泄物がもたらす環境汚染に対する問題解決と、その有効利用が重要な課題となっている。
上述のメタンガス等を採取するための、例えば生ゴミ等を原料とする従来のバイオマス発酵槽は、一般に大型プラントとして数々の高度技術を取り入れ、高額を投じて建設される場合が多い(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、例えば畜産糞尿等を原料とするバイオマス発酵槽は、その原材料の性質、小規模畜産農家への設置の可能性等から、従来は、単一の発酵槽が用いられている。そして、この単一の発酵槽内で予め発酵させたバイオマスに未発酵バイオマスを混入し、これを攪拌することにより発酵を促進させて、メタンガスの採取や、発酵済み物質の肥料化等を行っている。また、未発酵バイオマスを完熟発酵させるために、一定期間、例えば30日〜45日の間、バイオマスを発酵槽に滞留させる場合もある。
特開2003−1223号公報(第1図)
上述のように、従来の、例えば畜産糞尿等を原料とするバイオマス発酵槽は、単一の発酵槽を用い、未発酵バイオマスを発酵済みバイオマスに混入し、これを攪拌することによりバイオマスの発酵を促進させて、メタンガスの採取や、発酵済み材料の肥料化等を行なっている。
しかしながら、未発酵バイオマスを発酵済みバイオマスに混入し、これを攪拌するだけでは、どうしても未発酵バイオマスが残り、完全消化液とすることが困難であるという問題がある。また、未発酵バイオマスを完熟発酵させるために一定期間、発酵槽に滞留させるようにしたものは、バイオマスの発酵度は高くなるが、日々排泄される畜産糞尿等を効率的に処理することができないという問題がある。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、単純な構造により低コストで設置できると共に、例えば日々排泄される畜産糞尿等を連続して順次効率的に、かつ極めて発酵度の高い処理を行うことができ、発酵ガスを無駄なく搾り取ることができるバイオマス発酵槽及びその設置方式を提供することを課題とする。
上述の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、流出口が流入口よりも低い位置に配設されて内部に投入されたバイオマスが重力流下するバイオマス発酵槽において、バイオマス発酵槽を流下方向に対して横方向に仕切る仕切部材をバイオマス発酵槽内に配設し、仕切部材により仕切られた流入口側の第1槽と流出口側の第2槽は、バイオマス発酵槽の底部で連通し、第1槽は、上部が狭く底部が広い形状をなし、第2槽は、底部が狭く上部が広い形状をなしている。
このように、バイオマス発酵槽を、仕切部材を境に底部で連通する第1槽と第2槽とに分槽し、かつ、第1槽は上部が狭く底部が広い形状をなし、第2槽は底部が狭く上部が広い形状をなしているから、第1槽に投入されたバイオマスは、その粘性が極めて高い場合にも、重力流下だけで充分な攪拌を受けながら、スムーズに第1槽の底部へ押し込まれる。そして、第1槽と第2槽とが連通する底部を通って第2槽に流入したバイオマスは、第1槽とは上下逆の形状を有する第2槽の上部へ、充分な攪拌を受けながらスムーズに浮上する。
また、このバイオマス発酵槽は、流出口が流入口よりも低い位置に配設されているから、第2槽の上部へ浮上したバイオマスは、流出口から順次スムーズに槽外へ流出する。単一のバイオマス発酵槽に、このようなスムーズな重力流下を形成することにより、内部のバイオマスは充分に攪拌ばっ気され、発酵が著しく促進される。このバイオマス発酵槽は、単一のバイオマス発酵槽に仕切部材を設けるだけのものであるから、極めて低コストで設置することができる。
上記バイオマス発酵槽は、内部底面が流下方向に下方傾斜しているとよい。内部底面を流下方向に下方傾斜させることにより、第1槽から第2槽への流入が、よりスムーズに行われる。
上記バイオマス発酵槽は、流出口側の内部壁面が流下方向に前方傾斜しているとよい。流出口側の内部壁面を流下方向に前方傾斜させることにより、第2槽に流入したバイオマスは、流出口のある第2槽の上部へ、よりスムーズに浮上することができる。
上記第1槽及び又は第2槽は、角部を有する箱型に形成されているとよい。角部を有する箱型に形成されていると、角部で流れが滞留して微生物が壁面等に付着しやすくなり、槽内の微生物がすべて槽外に流出することが防止される。
上記バイオマス発酵槽内のバイオマスを攪拌するための攪拌機構を配設するとよい。この攪拌機構によって槽内のバイオマスを攪拌することにより、沈殿物を浮上させることができ、攪拌がさらに円滑に行われる。特に、発酵槽が大きい場合に、その効果は極めて大きい。
上記バイオマス発酵槽の底部に沈殿したバイオマスを掻上げるための掻上げ部を上記攪拌機構に配設するとよい。バイオマスはバイオマス発酵槽の底部に沈殿しやすい。掻上げ部によって、特にバイオマス発酵槽の底部に沈殿したバイオマスを掻上げることにより、沈殿物の浮上をより容易に行うことができる。
上記攪拌機構を第2槽内に配設するとよい。発酵の進んだ第2槽内に攪拌機構を設けることにより、発酵を一段と促進することができる。
上記バイオマス発酵槽内のバイオマスに電磁波、超音波、遠赤外線、磁力線のいずれか一つ以上を照射するとよい。バイオマス発酵槽内のバイオマスに電磁波等を照射することにより、微生物を刺激してこれを増殖させ、発酵の促進を図ることができる。
また、本発明が採用する手段は、上記バイオマス発酵槽を流下方向に複数個を下方傾斜の階層状に連設したバイオマス発酵槽の設置方式にする。各バイオマス発酵槽は、重力流下を利用した単純な構造であるため、バイオマスの処理量、必要な発酵度等に応じて自由に増設することができる。このような多段式重力流下をとることにより、発酵が限りなく促進され、完熟発酵がなされる。
上記バイオマス発酵槽の設置方式において、バイオマス発酵槽の上方に蓋部材を覆設し、仕切部材と蓋部材とにより区画された発酵室を形成するとよい。このようにすることにより、上層のバイオマス発酵槽の第2槽から重力流下したバイオマスが下層のバイオマス発酵槽の第1槽内へ流入する間に、各発酵室内の嫌気性浮遊菌に多く接触することができ、バイオマスの発酵がさらに促進される。
上記バイオマス発酵槽の設置方式において、蓋部材に発酵ガスの抽出口を設け、抽出口から抽出した発酵ガスの一部をバイオマス発酵槽の第2槽内に噴出させるとよい。第2槽内に噴出された発酵ガスにより浮上攪拌が行われ、バイオマスの発酵が一段と促進される。
上記バイオマス発酵槽の設置方式において、発酵ガスを攪拌機構から噴出させるとよい。このようにすることにより、攪拌機構による攪拌のみならず、発酵ガスの噴出による攪拌も行われて、バイオマスの発酵がさらに促進される。
上記バイオマス発酵槽の設置方式において、下層のバイオマス発酵槽内のバイオマスを上層のバイオマス発酵槽内へ循環させるとよい。発酵度が高い下層のバイオマスを発酵度が低いバイオマス内へ循環させることにより、バイオマスの発酵が限りなく促進され、完熟発酵させることができる。
上記バイオマス発酵槽の設置方式において、バイオマス発酵槽及び又は蓋部材に断熱材を付設するとよい。このような断熱材を付設することにより、温室効果が得られ、例えば寒冷地等においても安定した高温処理発酵が可能となる。
上記バイオマス発酵槽の設置方式において、蓋部材に発酵室を外気と連通させる換気口を設けるとよい。このような換気口を設けることにより、バイオマス発酵槽を好気性発酵槽として使用することもできる。また、この換気口は点検のための出入口にもなる。
本発明のバイオマス発酵槽は、流出口が流入口よりも低い位置に配設されて内部に投入されたバイオマスが重力流下するバイオマス発酵槽において、バイオマス発酵槽を流下方向に対して横方向に仕切る仕切部材をバイオマス発酵槽内に配設し、仕切部材により仕切られた流入口側の第1槽と流出口側の第2槽は、バイオマス発酵槽の底部で連通し、第1槽は、上部が狭く底部が広い形状をなし、第2槽は、底部が狭く上部が広い形状をなしている。
また、本発明のバイオマス発酵槽の設置方式は、上記バイオマス発酵槽を流下方向に複数個を下方傾斜の階層状に連設する。
したがって、単純な構造により低コストで設置できると共に、例えば日々排泄される畜産糞尿等を連続して順次効率的に、かつ極めて発酵度の高い処理を行なうことができ、発酵ガスを無駄なく搾り取ることができるという優れた効果を奏する。
本発明に係るバイオマス発酵槽及びその設置方式の第1の発明の実施の形態を、図1ないし図3を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、n個(複数)のバイオマス発酵槽1が、流下方向に下方傾斜の階層状に連設される。図2に示すように、例えば、第1層目のバイオマス発酵槽1は、流出部(流出口)3が流入部(流入口)2よりも低い位置に配設され、落差を有する。バイオマス発酵槽1内に、バイオマスBの流下方向に対して横方向に仕切る仕切板(仕切部材)10を、後方傾斜させて配設する。仕切板10により仕切られた流入部2側の第1槽4と流出部3側の第2槽5は、バイオマス発酵槽1の底部で、仕切板10の下側を通して連通する。
バイオマス発酵槽1の内部底面6は流下方向に下方傾斜し、流出部3側の内部壁面7は、流下方向に前方傾斜している。このようなバイオマス発酵槽1の内部形状と、仕切板10の傾斜により、第1槽4は、上部が狭く底部が広い形状をなし、第2槽5は、底部が狭く上部が広い形成をなす。
投入部8は流下方向に下方傾斜している。投入部8の先端8aは、第1層目のバイオマス発酵槽1の第1槽4上に突出し、流出部3の先端3aも、第2層目のバイオマス発酵槽1の第1槽4上に突出する。盛土Mと、各層のバイオマス発酵槽1の第1槽4の側壁4aとの間に、断熱材11を付設する。
図3に示すように、バイオマス発酵槽1の第1槽4及び第2槽5は、直方体状(箱型)に形成される。これは、各槽が直方体状に形成されていると、角部で流れが滞留して微生物が壁面等に付着しやすくなり、槽内の微生物がすべて槽外に流出することが防止される。これにより、バイオマスBが新たに流入してくると、槽内に残留していた微生物が一気に増殖することができる。後述する攪拌翼132を備えたバイオマス発酵槽100の第1槽104及び第2槽105についても同様である。
図2に示すように、第1層から第n層まで、同様のバイオマス発酵槽1が、下方傾斜の階層状に順次設置される。第n層のバイオマス発酵槽1の第2槽5側には、バイオマスBの液面下に排出口9が配設され、排出口9に接続された排出管12の出口12aは、第2槽5の液面と同一高さに配設される。
第1層から第n層までのバイオマス発酵槽1の上方には、連続する蓋部材13が覆設される。各仕切板10の上部と蓋部材13は連続し、仕切板10と蓋部材13とにより区画された発酵室14がそれぞれ形成される。蓋部材13には、各発酵室14と大気とを連通させる換気口15と、各発酵室14内の発酵ガスを抽出するための抽気口16とが配設される。各抽気口16は抽気パイプ17に接続され、抽気パイプ17にはバルブ18を介して噴気パイプ19が接続される。噴気パイプ19は、仕切板10又は内壁に沿って各バイオマス発酵槽1の第2槽5の底部へ導かれる。
下層、例えば第(n−1)層のバイオマス発酵槽1の第2槽5の底部には、循環ポンプ20が配設され、循環ポンプ20から延びる循環パイプ21が、蓋部材13や換気口15を貫通して上層、例えば第1層のバイオマス発酵槽1の第2槽5上へ導かれる。蓋部材13の上部には、断熱材22が付設される。
以下、本バイオマス発酵槽及びその設置方式の作用等について説明する。
図2に示す投入部8から、例えば畜産糞尿等のバイオマスBを投入する。投入部8は流下方向に下方傾斜しているから、バイオマスBの投入がスムーズに行われる。投入部8の先端8aは第1層目のバイオマス発酵槽1の第1槽4上に突出するから、バイオマスBの重力落下により第1槽4内のバイオマスBの攪拌及び発酵を促進する。また、第1槽4の上方が一部覆われることにより、第1槽4内のバイオマスBが浮遊メタン菌に多く触れるようになり、発酵が促進される。
バイオマス発酵槽1は、流出部3が流入部2よりも低い位置に配設されて落差を有し、内部に投入された畜産糞尿等のバイオマスBは重力流下する。上述のように、第1槽4は上部が狭く底部が広い形状をなし、第2槽5は底部が狭く上部が広い形成をなす。また、バイオマス発酵槽1の内部底面6は流下方向に下方傾斜し、流出部3側の内部壁面7は、流下方向に前方傾斜している。したがって、第1槽に投入されたどろどろのバイオマスBは、重力流下だけで充分な攪拌を受けながら、スムーズに第1槽4の底部へ押し込まれる。そして、第1槽4と第2槽5とが連通する底部を通って第2槽5に流入したバイオマスBは、第1槽4とは上下逆の形状を有する第2槽5の上部へ、充分な攪拌を受けながらスムーズに浮上する。
第2槽5の上部へ浮上したバイオマスBは、流出部3の先端3aから第2層目のバイオマス発酵槽1の第1槽4内へ重力流下する。流出部3の先端3aも第2層目のバイオマス発酵槽1の第1槽4上に突出するから、第2層目のバイオマス発酵槽1の第1槽4内のバイオマスBに対して、上述の投入部8と同様の攪拌及び発酵が行われる。また、第1層目のバイオマス発酵槽1の第2槽5から重力流下したバイオマスBは、第2層目のバイオマス発酵槽1の第1槽4内へ流入する間に、各発酵室14内の嫌気性浮遊メタン菌に多く接触することができ、バイオマスBの発酵がさらに促進される。以下、第n層のバイオマス発酵槽1まで、同様の重力流下による発酵を繰り返す。
例えば畜産糞尿等は嫌気培養を行なうので、蓋部材13の換気口15は閉じられている。したがって、各発酵室14内に溜まったメタンガス等の発酵ガスは、各抽気口16から抽気されて抽気パイプ17に集められ、図示しないガスタンクに導かれる。抽気パイプ17に集められた発酵ガスの一部は、必要により、バルブ18を介して噴気パイプ19により、各バイオマス発酵槽1の第2槽5の底部へ導かれる。この第2槽5内に噴出された発酵ガスにより浮上攪拌が行われ、バイオマスの発酵が一段と促進される。
第(n−1)層のバイオマス発酵槽1の第2槽5内の、完熟発酵とまでは言えないが発酵度が極めて高いバイオマスBの一部は、循環ポンプ20によりくみ出され、循環パイプ21を通して第1層のバイオマス発酵槽1の第2槽5内へ循環される。このように、発酵度が極めて高い下層のバイオマスBを、発酵度が低いバイオマスB内へ循環させることにより、バイオマスBの発酵が限りなく促進され、早期に完熟発酵させることができる。
なお、循環ポンプ20の設置は、必ずしも第(n−1)層のバイオマス発酵槽1内の必要はない。ただし、循環ポンプ20の設置を最下槽の第n層とする場合には、2点鎖線で示すように、第n層の第1槽4内とする。第n層の第2槽5は完熟槽であり、完熟したバイオマスBの排出のみを行う。また、バイオマスBを循環させるバイオマス発酵槽1は、必ずしも最上層の第1層である必要はなく、循環ポンプ20が設置された層よりも上層であれば、どの層であってもよい。
盛土Mと各段のバイオマス発酵槽1の第1槽4の側壁4aとの間、及び蓋部材13の上部に断熱材11,22を付設したから、温室効果が得られ、例えば寒冷地等においても安定した高温処理発酵ができる。このようにして得られた第n層のバイオマス発酵槽1の第2槽5内のバイオマスBの完全消化液は、排出口9、排出管12の出口12aを通して、図示しないスラリータンク内へ重力流下する。
このように、本バイオマス発酵槽及びその設置方式は、各バイオマス発酵槽1内、及び各バイオマス発酵槽1間に、スムーズな重力流下を形成するから、バイオマスBは充分に攪拌ばっ気され、発酵が著しく促進される。バイオマス発酵槽1は、単一のバイオマス発酵槽1に仕切板10を設けるだけの単純な構造のものであるから、極めて低コストで設置することができる。また、重力流下を利用した単純な構造であるため、バイオマスの処理量、必要な発酵度等に応じて自由に増設することができる。さらに、多層式重力流下をとることにより発酵が限りなく促進され、完熟発酵がなされる。
さらに、蓋部材13の換気口15を開けて、発酵室14を外気と連通させることにより、バイオマス発酵槽1を好気性発酵槽とすることができ、酵素やワインの発酵層として利用することができる。この換気口15は、点検のための出入口として使用することもできる。
本発明に係るバイオマス発酵槽及びその設置方式の第2の発明の実施の形態を、図4及び図5を参照して詳細に説明する。
図4に示すように、バイオマス発酵槽100の内部底面106は、第1槽104内においては流下方向に下方傾斜し、第2槽105内においては略水平に形成される。これと共に、第2槽105内には、電動モータ(攪拌機構)130によって低速度で回転駆動される回転軸(攪拌機構)131が略垂直に配設され、回転軸131には複数の攪拌翼(攪拌機構)132が取り付けられる。
図4及び図5に示すように、各攪拌翼132は、例えばスクリュ羽根状に形成され、回転軸131の周囲に上下方向に、180°ずつ交互にずらして配設される。最下段の攪拌翼132には、複数の掻上げ刃(掻上げ部)133が突設され、バイオマス発酵槽100の底部に沈殿した糞尿等の沈殿物を掻上げることができる。
このように、バイオマス発酵槽内100に攪拌翼132を配設し、攪拌翼132によってバイオマスBを掻上げ攪拌するから、バイオマス発酵槽100内の沈殿物を浮上させ、攪拌がさらに円滑に行われる。特に、発酵の進んだバイオマス発酵槽100の第2槽105内に攪拌翼132を配設したから、発酵を一段と促進させることができる。また、発酵槽100が大型の場合にその効果は大きく、必要により、攪拌翼132が取り付けられた回転軸131を、複数配設することもできる。
各攪拌翼132の先端部には、発酵ガスの噴出孔134が穿設される。図4に示すように、発酵室114内のメタンガス等の発酵ガスは、バルブ118を介して回転軸131を通り、攪拌翼132の噴出孔134から第2槽105内に噴出される。このように、攪拌翼132の先端部から発酵ガスを噴出させるようにしたから、攪拌翼132のみならず、発酵ガスの噴出による攪拌が行われ、バイオマスBの発酵がさらに促進される。
一方、発酵室114内のメタンガス等の発酵ガスは、バルブ118及び噴気パイプ119を介して、バイオマス発酵槽100の第1槽104内に導かれ、第1槽104の底部から噴出される。これにより、攪拌翼132を備えていない第1槽104内のバイオマスBの攪拌を十分に行うことができる。
さらに、このバイオマス発酵槽100には、メタン菌等の微生物を活性化させるための、例えば、マイクロ波等の電磁波、超音波、遠赤外線、磁力線等の照射装置135が、バイオマス発酵槽100内に配設される。バイオマス発酵槽100内のバイオマスBに対し、この照射装置135から電磁波等を照射することにより、微生物を刺激して増殖させ、発酵の促進を図ることができる。また、上述の図1に示した第1の発明の実施の形態のバイオマス発酵槽の設置方式と同様に、n個(複数)のバイオマス発酵槽100を、流下方向に下方傾斜の階層状に連設することができる。この場合、電磁波等の照射により、各階層毎に温度差を与えてバイオマスBをそれぞれ適温に保持することができ、発酵帯域を各階層毎にコントロールすることができる。なお、電磁波、遠赤外線、磁力線等は、任意の二つ以上を組み合わせてもよい。
その他は、上述の図1ないし図3に示した第1の発明の実施の形態のバイオマス発酵槽及びその設置方式と同様である。また、上述の図1ないし図3に示したバイオマス発酵槽1及びその設置方式と、図4及び図5に示したバイオマス発酵槽100及びその設置方式とを任意に組み合わせた構成としてもよい。
本発明のバイオマス発酵槽及びその設置方式は、上述のとおり、単純な構造により低コストで設置できると共に、バイオマスを連続して順次効率的に、かつ極めて発酵度の高い処理を行なうことができ、発酵ガスを無駄なく搾り取ることができるから、一般家庭から大規模プラントに至るまて、その処理規模に拘わらず実施することができる画期的なものである。また、畜産糞尿等の処理に限定されず、酵素やワイン等、あらゆる分野の発酵槽及びその設置方式として広く利用することができる。さらに、循環型社会の地球環境の保全という観点からも大いに役立つものである。
本発明に係るバイオマス発酵槽及びその設置方式の、第1の発明の実施の形態を示す断面図である。 図1のバイオマス発酵槽を示す拡大断面図である。 図2のバイオマス発酵槽を示す簡略平面図である。 本発明に係るバイオマス発酵槽及びその設置方式の、第2の発明の実施の形態を示す断面図である。 図4の攪拌翼を示す底面図である。
符号の説明
1 バイオマス発酵槽
2 流入部
3 流出部
3a 先端
4 第1槽
4a 側壁
5 第2槽
6 底面
7 壁面
8 投入部
8a 先端
9 排出口
10 仕切板
11 断熱材
12 排出管
12a 出口
13 蓋部材
14 発酵室
15 換気口
16 抽気口
17 抽気パイプ
18 バルブ
19 噴気パイプ
20 循環ポンプ
21 循環パイプ
22 断熱材
100 バイオマス発酵槽
104 第1槽
105 第2槽
106 底面
114 発酵室
118 バルブ
119 噴気パイプ
130 電動モータ
131 回転軸
132 攪拌翼
133 掻上げ刃
134 噴出孔
135 照射装置
B バイオマス
M 盛土

Claims (15)

  1. 流出口(3)が流入口(2)よりも低い位置に配設されて内部に投入されたバイオマス(B)が重力流下するバイオマス発酵槽(1,100)において、前記バイオマス発酵槽を前記流下方向に対して横方向に仕切る仕切部材(10)を前記バイオマス発酵槽内に配設し、前記仕切部材により仕切られた前記流入口側の第1槽(4,104)と前記流出口側の第2槽(5,105)は、前記バイオマス発酵槽の底部で連通し、前記第1槽は、上部が狭く底部が広い形状をなし、前記第2槽は、底部が狭く上部が広い形状をなしていることを特徴とするバイオマス発酵槽。
  2. 内部底面(6)が前記流下方向に下方傾斜していることを特徴とする請求項1に記載のバイオマス発酵槽。
  3. 前記流出口(3)側の内部壁面(7)が前記流下方向に前方傾斜していることを特徴とする請求項1又は2に記載のバイオマス発酵槽。
  4. 前記第1槽(4,104)及び又は前記第2槽(5,105)は、角部を有する箱型に形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載のバイオマス発酵槽。
  5. 前記バイオマス発酵槽(100)内の前記バイオマス(B)を攪拌するための攪拌機構(130,131,132)を配設したことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一つに記載のバイオマス発酵槽。
  6. 前記バイオマス発酵槽の底部に沈殿した前記バイオマス(B)を掻上げるための掻上げ部(133)を前記攪拌機構(130,131,132)に配設したことを特徴とする請求項5に記載のバイオマス発酵槽。
  7. 前記攪拌機構(130,131,132)を前記第2槽(105)内に配設したことを特徴とする請求項5又は6に記載のバイオマス発酵槽。
  8. 前記バイオマス発酵槽(100)内の前記バイオマス(B)に電磁波、超音波、遠赤外線、磁力線のいずれか一つ以上を照射させるようにしたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一つに記載のバイオマス発酵槽。
  9. 前記請求項1ないし8のいずれかに記載の前記バイオマス発酵槽(1,100)を前記流下方向に複数個を下方傾斜の階層状に連設したことを特徴とするバイオマス発酵槽の設置方式。
  10. 前記バイオマス発酵槽(1,100)の上方に蓋部材(13)を覆設し、前記仕切部材(10)と前記蓋部材とにより区画された発酵室(14,114)を形成したことを特徴とする請求項9に記載のバイオマス発酵槽の設置方式。
  11. 前記蓋部材(13)に発酵ガスの抽出口(16)を設け、前記抽出口から抽出した前記発酵ガスを前記バイオマス発酵槽(1,100)内に噴出させるようにしたことを特徴とする請求項10に記載のバイオマス発酵槽の設置方式。
  12. 前記発酵ガスを前記攪拌機構(132)から噴出させるようにしたことを特徴とする請求項11に記載のバイオマス発酵槽の設置方式。
  13. 下層の前記バイオマス発酵槽(1、100)内の前記バイオマス(B)を上層の前記バイオマス発酵槽内へ循環させるようにしたことを特徴とする請求項9ないし12のいずれか一つに記載のバイオマス発酵槽の設置方式。
  14. 前記バイオマス発酵槽(1,100)及び又は前記蓋部材(13)に断熱材(11,22)を付設したことを特徴とする請求項9ないし13のいずれか一つに記載のバイオマス発酵槽の設置方式。
  15. 前記蓋部材(13)に前記発酵室(14,114)を外気と連通させる換気口(15)を設けたことを特徴とする請求項9ないし14いずれか一つに記載のバイオマス発酵槽の設置方式。
JP2004303783A 2003-10-21 2004-10-19 バイオマス発酵槽及びその設置方式 Expired - Fee Related JP4501069B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004303783A JP4501069B2 (ja) 2003-10-21 2004-10-19 バイオマス発酵槽及びその設置方式

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003360294 2003-10-21
JP2004303783A JP4501069B2 (ja) 2003-10-21 2004-10-19 バイオマス発酵槽及びその設置方式

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005144443A JP2005144443A (ja) 2005-06-09
JP4501069B2 true JP4501069B2 (ja) 2010-07-14

Family

ID=34703036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004303783A Expired - Fee Related JP4501069B2 (ja) 2003-10-21 2004-10-19 バイオマス発酵槽及びその設置方式

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4501069B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5295014B2 (ja) * 2009-06-29 2013-09-18 有限会社バイオマスジャパン バイオマス処理装置
CN110791409A (zh) * 2019-11-11 2020-02-14 武汉光谷蓝焰新能源股份有限公司 一种装有冷却装置的生物质能源设备
CN113369284B (zh) * 2021-05-26 2022-08-05 建湖悦翔通用设备有限公司 一种环保型智能有机物好氧发酵罐
CN115780485B (zh) * 2022-11-23 2023-06-06 北京朝阳环境集团有限公司 一种餐厨垃圾处理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63232899A (ja) * 1987-03-20 1988-09-28 Meidensha Electric Mfg Co Ltd メタン発酵方法
JPH09168798A (ja) * 1996-12-04 1997-06-30 Valorga バイオガスの製造方法
JPH10165997A (ja) * 1996-12-14 1998-06-23 Korea Advanced Inst Of Sci Technol 長期滞留型多段連続式嫌気性消化処理装置及びこれを用いた高濃度有機性廃棄物の嫌気性消化処理方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63232899A (ja) * 1987-03-20 1988-09-28 Meidensha Electric Mfg Co Ltd メタン発酵方法
JPH09168798A (ja) * 1996-12-04 1997-06-30 Valorga バイオガスの製造方法
JPH10165997A (ja) * 1996-12-14 1998-06-23 Korea Advanced Inst Of Sci Technol 長期滞留型多段連続式嫌気性消化処理装置及びこれを用いた高濃度有機性廃棄物の嫌気性消化処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005144443A (ja) 2005-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20140325866A1 (en) Radial counterflow reactor with applied radiant energy
AU2009216568B2 (en) A gas actuated mixing system and method
EP1456343B1 (en) A process for the anaerobic treatment of flowable and nonflowable organic waste
NL1039443C2 (en) System for processing biomass.
EP2449086B1 (en) A device for the production of biogas from organic waste
EP3255139B1 (en) A bioreactor system and method
US20120252107A1 (en) Bio-Reactor System and Method for Composting Food Waste
EP2831003B1 (en) Apparatus for the production of biogas and related method
CN205528747U (zh) 一种实验室用发酵装置
CN1307112C (zh) 具有三态分离装置的反应器和分离三态混合物的方法
RU2370457C1 (ru) Установка для анаэробной переработки органических отходов
JP4501069B2 (ja) バイオマス発酵槽及びその設置方式
AU2010201398A1 (en) System for producing gas from organic waste
CN210215118U (zh) 一种规模化猪场猪粪综合处理的装置
JP2019042692A (ja) 生物処理装置、および、メタンガス製造方法
JP5666187B2 (ja) 排水処理装置及び排水処理方法
KR101620015B1 (ko) 호기성 발효열을 가온에너지로 사용하는 혐기소화시스템
CN203833929U (zh) 完全混合型厌氧生物反应器
CN214600983U (zh) 一种连续式易腐垃圾好氧生物转化装置
KR102122734B1 (ko) 유기 고형물로부터 바이오가스를 생산하는 혐기 소화 장치
JPH10291879A (ja) 脂肪含有有機廃棄物の処理方法及び処理装置
US10071925B2 (en) Induced sludge bed anaerobic reactor
JP2006326387A (ja) 曝気タンク構造
JP2005169240A (ja) 汚水処理設備
JP2000140892A (ja) 畜産動物の排泄物処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071010

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071117

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100311

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100323

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100407

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees