JP5307325B2 - メタン発酵消化液の濃縮装置とその濃縮方法 - Google Patents
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Description
地域生物系廃棄物資源化システム専門委員会・畜産環境対策緊急調査検討分科会調査報告書「畜尿・消化液処理の現状と展望」社団法人日本有機資源協会編集・発行、平成17年9月2日発行、p.130−132 白藤沙織、松田従三、近江谷和彦、吉田賢輔、前田俵吾、吉田毎郎著「農業環境工学関連7学会2005年合同大会講演要旨集」日本植物工場学会、日本農業気象学会、日本生物環境調節学会、農業情報学会、農業機械学会、農業施設学会、生態工学会、2005年9月12日−15日、金沢大学、p.224
3 蒸留タンク
4 冷却部
5 減圧ポンプ
6 切替弁
7 第1の受液タンク
8 第2の受液タンク
9 ヒータ(加熱手段)
L 消化液(ろ液)
Lc 消化液濃縮液
L−NH アンモニア濃縮蒸留液
L−W 清浄蒸留液
Claims (9)
- 有機性廃棄物を発酵させてメタン生成後に残留する消化液が注入される蒸留タンクと、
この蒸留タンクに設けられ内部の消化液を所定の温度で加熱する加熱手段と、
この蒸留タンクに連通され蒸留タンクで蒸発した気体を冷却して凝縮させる冷却部と、
吸引側が冷却部に接続され装置内の圧力を減圧させる減圧ポンプと、
冷却部に連通され、冷却部で冷却された凝縮液を導き入れる第1および第2の受液タンクと、
これら第1および第2の受液タンクと冷却部との間に設けられ連通路を切り替える切替弁とを備え、
蒸留タンク内に注入された消化液を加熱手段で加熱し、蒸発した気体を冷却部で凝縮させ、このアンモニア濃度の高いアンモニア濃縮蒸留液を切替弁を介して第1の受液タンクに導き、蒸留タンク内で蒸発する気体のアンモニア濃度が低下すると切替弁を切り替え、冷却部で凝縮されたアンモニア濃度の低い清浄蒸留液を第2の受液タンクに導き、第1の受液タンクからアンモニア濃縮蒸留液を、第2の受液タンクから清浄蒸留液を、蒸留タンクから消化液の濃縮液をそれぞれ回収することを特徴とするメタン発酵消化液の濃縮装置。 - 切替弁の動作を制御する制御装置を設けるとともに、
冷却部と切替弁との間に、冷却部により冷却され凝縮された溶液を一時的に貯留するモニタリング貯留部を設け、
モニタリング貯留部には、一時的に貯留された溶液の成分を検知するとともに上記制御装置と電気的に接続されるセンサを設け、
制御装置がセンサからのモニタリング信号に基づき凝縮された溶液のアンモニア濃度に応じて高濃度の溶液を第1の受液タンクに、低濃度の溶液を第2の受液タンクにそれぞれ導くように切替弁を切り替えることを特徴とする請求項1に記載のメタン発酵消化液の濃縮装置。 - 減圧ポンプの吸入側を冷却部に、排出側をモニタリング貯留部にそれぞれ接続し、
減圧ポンプとモニタリング貯留部との間に接続される通路には、制御装置と電気的に接続され開閉動作される第1の開閉弁を介して排気処理装置を設け、
減圧ポンプと第1の開閉弁との間の通路と第1の受液タンクとの間には、一端が第1の受液タンクの液中に没するよう底面近傍に開口して配置され、第2の開閉弁を有する吹き込みパイプを設け、
第1の受液タンクと排気処理装置との間には、一端が第1の受液タンクに他端が第3の開閉弁を介して排気処理装置に接続される排気パイプを設け、
第1の受液タンク側への切替弁切り替え時、第1の開閉弁を閉じて第2第3の開閉弁を開き、減圧ポンプ排出側の気体を吹き込みパイプを通じて第1の受液タンク内の液中に導き、気室に逃げた気体を排気パイプを通じて排気処理装置に導き、
第2の受液タンク側への切替弁の切り替え時、第1の開閉弁を開いて第2第3の開閉弁を閉じ、減圧ポンプ排出側の気体を第1の開閉弁を介して排気処理装置に導くことを特徴とする請求項2に記載のメタン発酵消化液の濃縮装置。 - 蒸留タンクには、消化液にエアを送り込むエアポンプを設け、このエアポンプの単位時間当たりのエア送り込み量を、減圧ポンプの単位時間当たりの吸引量と同一または小さくなるよう調整可能としたことを特徴とする請求項1または3のうちいずれか1に記載のメタン発酵消化液の濃縮装置。
- メタン発酵消化液の濃縮装置を、有機性廃棄物を発酵させてメタン生成後に残留する消化液が注入される蒸留タンクと、この蒸留タンクに設けられ内部の消化液を所定の温度で加熱する加熱手段と、この蒸留タンクに連通され蒸留タンクで蒸発した気体を冷却して凝縮させる冷却部と、吸引側が冷却部に接続され装置内の圧力を減圧させる減圧ポンプと、冷却部に連通され、冷却部で冷却された凝縮液を導き入れる第1および第2の受液タンクと、これら第1および第2の受液タンクと冷却部との間に設けられ連通路を切り替える切替弁とを備えて構成し、
蒸留タンクに消化液を注入するとともに切替弁を介して第1の受液タンクを冷却部に連通させる第1のステップと、
加熱手段により蒸留タンク内の消化液を加熱するとともに、減圧ポンプにより連通する蒸留タンクと冷却部と第1の受液タンクとを常圧または常圧より低い第1の圧力条件下におく第2のステップと、
冷却部で冷却され凝縮されたアンモニア濃度の高いアンモニア濃縮蒸留液を第1の受液タンクに集める第3のステップと、
冷却部で冷却され凝縮された凝縮液のアンモニア濃度が低下した後、切替弁を切り替え第2の受液タンクを冷却部に連通させる第4のステップと、
冷却部で冷却され凝縮されたアンモニア濃度の低い清浄蒸留液を第2の受液タンクに集める第5のステップと、
蒸留タンク内の液量減少後、減圧ポンプを停止させ、第1の受液タンクからアンモニア濃縮蒸留液を、第2の受液タンクから清浄蒸留液を、蒸留タンクから消化液の濃縮液をそれぞれ回収する第6のステップとを有することを特徴とするメタン発酵消化液の濃縮方法。 - 第5のステップで、減圧ポンプの圧力を常圧または第1の圧力条件より低い第2の圧力条件とすることを特徴とする請求項5に記載のメタン発酵消化液の濃縮方法。
- 切替弁の動作を制御する制御装置を設けるとともに、冷却部と切替弁との間に、冷却部により冷却され凝縮された溶液を一時的に貯留するモニタリング貯留部を設け、モニタリング貯留部には、一時的に貯留された溶液の成分を検知するとともに上記制御装置と電気的に接続されるセンサを設け、制御装置がセンサからのモニタリング信号に基づき凝縮された溶液のアンモニア濃度に応じて高濃度の溶液を第1の受液タンクに、低濃度の溶液を第2の受液タンクにそれぞれ導くように切替弁を切り替えるべく構成し、
第4のステップで、冷却部で冷却され凝縮された凝縮液のアンモニア濃度低下をセンサが検知すると、制御装置が切替弁を動作させ、低濃度の溶液を第2の受液タンクに導くように連通路を切り替えることを特徴とする請求項5または6に記載のメタン発酵消化液の濃縮方法。 - 減圧ポンプの吸入側を冷却部に、排出側をモニタリング貯留部にそれぞれ接続し、減圧ポンプとモニタリング貯留部との間に接続される通路には、制御装置と電気的に接続され開閉動作される第1の開閉弁を介して排気処理装置を設け、減圧ポンプと第1の開閉弁との間の通路と第1の受液タンクとの間には、一端が第1の受液タンクの液中に没するよう底面近傍に開口して配置され、第2の開閉弁を有する吹き込みパイプを設け、第1の受液タンクと排気処理装置との間には、一端が第1の受液タンクに他端が第3の開閉弁を介して排気処理装置に接続される排気パイプを設けて構成し、
第3のステップで、第1の開閉弁を閉じて第2第3の開閉弁を開き、減圧ポンプ排出側の気体を吹き込みパイプを通じて第1の受液タンク内の液中に導き、気室に逃げた気体を排気パイプを通じて排気処理装置に導いて排気処理し、
第5のステップで、第1の開閉弁を開いて第2第3の開閉弁を閉じ、減圧ポンプ排出側の気体を第1の開閉弁を介して排気処理装置に導いて排気処理することを特徴とする請求項7に記載のメタン発酵消化液の濃縮方法。 - 蒸留タンクには、消化液にエアを送り込むエアポンプを設け、このエアポンプの単位時間当たりのエア送り込み量を、減圧ポンプの単位時間当たりの吸引量と同一または小さくなるよう調整可能とし、
第3のステップまたは第3および第5のステップで、蒸留タンクの消化液にエアレーションを行うことを特徴とする請求項8に記載のメタン発酵消化液の濃縮方法。
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