JP5872521B2 - Methane fermentation tank and method for removing deposits in methane fermentation tank - Google Patents
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Description
本発明は、下水汚泥、食品廃棄物などの有機性廃棄物を嫌気性発酵処理するためのメタン発酵槽、および当該メタン発酵槽内の堆積物の除去方法に関する。 The present invention relates to a methane fermentation tank for anaerobic fermentation treatment of organic waste such as sewage sludge and food waste, and a method for removing deposits in the methane fermentation tank.
メタン発酵槽内の内容物を槽外へ排出するための技術として、例えば特許文献1に記載の技術がある。特許文献1に記載の技術は、メタン発酵槽本体(消化タンク本体)内から汚泥を引く抜くための技術である。消化タンク本体の内壁に沿って上下方向に排出管(オーバーフロー管)を設置し、排出管の一端(汚泥導入口)を消化タンク本体内の底部に位置させ、排出管(オーバーフロー管)の頂部に大気開放手段(消化タンク本体内の液面上限レベルよりも上方に上端を位置させた円筒)を設けている。
As a technique for discharging the contents in the methane fermentation tank to the outside of the tank, there is a technique described in
この構成により、コンクリート製のスラッジポケットを消化タンク本体に設けることなく安定的に汚泥を排出することができる、と特許文献1において称されている。
According to this configuration,
消化タンクを運転し続けていくと、汚泥よりも比重が大きい砂分などが消化タンク本体の底に堆積していく。また、粘度の高い汚泥が消化タンク本体の底にこびりついて堆積していくこともある。 As the digestion tank continues to operate, sand, which has a higher specific gravity than sludge, accumulates at the bottom of the digestion tank body. Also, highly viscous sludge may stick to the bottom of the digester tank body and accumulate.
ここで、特許文献1に記載の技術は、汚泥脱水設備などへ送るために消化タンク本体から汚泥を引き抜く方法に関するものであって、消化タンク本体の底に堆積した砂分を多く含む汚泥などの堆積物を槽外へ排出するための方法に関するものではない。
Here, the technique described in
さらには、特許文献1に記載の汚泥の排出方法(引抜方法)では、上記した堆積物を槽外へ排出することはほとんど不可能である。特許文献1に記載の汚泥の引抜は、単なる液面レベルの差を利用した発酵液(汚泥)の自然流下(液体は高いところから低いところへ流れる)によるものであるので、砂分を多く含む堆積した汚泥、消化タンク本体の底にこびりついた粘度の高い汚泥を槽外へ排出することは困難である。
Furthermore, in the sludge discharging method (pullout method) described in
そのため、従来は、消化タンクを一定期間運転したら、消化タンク本体内の気層部を窒素パージした後、消化タンク本体内を開放して清掃するという方法で、消化タンク本体内の堆積物の除去がなされている。消化タンクの大きさは様々であるが、この清掃作業は非常に大がかりなものであって大変な作業である。 Therefore, conventionally, after the digestion tank has been operated for a certain period of time, the gas layer in the digestion tank body is purged with nitrogen, and then the digestion tank body is opened and cleaned to remove deposits in the digestion tank body. Has been made. Although the size of the digestion tank varies, this cleaning operation is very large and difficult.
なお、消化タンク本体内の清掃作業を行わなければ、消化タンク本体内に堆積物が蓄積されていく。消化タンク本体内の堆積物が増加していくと、その分、消化タンク本体の有効容量が減少し、その結果、当該消化タンクからのメタンガスの発生量が低下してしまう。 In addition, unless the cleaning operation in the digestion tank body is performed, deposits are accumulated in the digestion tank body. As the deposit in the digestion tank increases, the effective capacity of the digestion tank decreases accordingly, and as a result, the amount of methane gas generated from the digestion tank decreases.
このようなことから、消化タンク本体内を開放することなく、消化タンク本体内の堆積物をタンク外へ容易に排出することができる方法が望まれている。 For this reason, there is a demand for a method capable of easily discharging deposits in the digestion tank body to the outside of the tank without opening the digestion tank body.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、メタン発酵槽本体内を開放することなく、メタン発酵槽本体内の堆積物を容易に槽外へ排出する方法、およびその方法を実施できる構成を備えたメタン発酵槽を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to easily discharge deposits in the methane fermentation tank main body to the outside of the tank without opening the methane fermentation tank main body, and It is providing the methane fermenter provided with the structure which can implement the method.
本発明は、メタン発酵槽内の堆積物除去方法である。メタン発酵槽本体内の底部に液体を圧入することで当該底部に堆積した堆積物を泳動させ、泳動した堆積物を排出手段にて槽外へ排出する。 The present invention is a method for removing deposits in a methane fermenter. By depositing liquid into the bottom of the methane fermentation tank main body, the deposit deposited on the bottom is migrated, and the migrated deposit is discharged out of the tank by the discharge means.
また、本発明は、メタン発酵槽というものの発明でもある。本発明のメタン発酵槽は、メタン発酵槽本体と、前記メタン発酵槽本体内の底部に液体を圧入する液体圧入手段と、前記メタン発酵槽本体内の底部に堆積した堆積物を槽外へ排出する排出手段と、を備え、前記液体圧入手段から圧入された液体で前記堆積物を泳動させ、泳動した前記堆積物を前記排出手段にて槽外へ排出させる。 The present invention is also an invention of a methane fermenter. The methane fermenter of the present invention includes a methane fermenter main body, liquid injection means for injecting liquid into the bottom of the methane fermenter main body, and deposits deposited at the bottom of the methane fermenter main body to the outside of the tank. And a discharging means that causes the deposit to migrate with the liquid press-fitted from the liquid press-fitting means, and the migrated deposit is discharged out of the tank by the discharging means.
本発明によると、メタン発酵槽本体内を開放することなく、メタン発酵槽本体内の堆積物を容易に槽外へ排出することができる。 According to the present invention, deposits in the methane fermentation tank main body can be easily discharged out of the tank without opening the methane fermentation tank main body.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、本発明に係るメタン発酵槽の一例として、下水汚泥を嫌気性発酵処理するための、いわゆる消化タンクを例示しているが、本発明は、食品廃棄物などの有機性廃棄物を嫌気性発酵処理するためのメタン発酵槽にも適用することができる。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, as an example of the methane fermentation tank according to the present invention, a so-called digestion tank for anaerobic fermentation treatment of sewage sludge is illustrated, but the present invention is organic such as food waste. It can also be applied to a methane fermentation tank for anaerobic fermentation of waste.
(第1実施形態)
(消化タンクの構成)
図1に示すように、消化タンク100(メタン発酵槽)は、消化タンク本体1(メタン発酵槽本体)、攪拌機2、加温装置5、液体圧入装置3(液体圧入手段)、排出装置4(排出手段)などを具備してなる。
(First embodiment)
(Configuration of digestion tank)
As shown in FIG. 1, a digestion tank 100 (methane fermentation tank) includes a digestion tank body 1 (methane fermentation tank body), a
(消化タンク本体)
消化タンク本体1は、汚泥(下水汚泥)を嫌気性発酵処理するための槽である。消化タンク本体1に投入された汚泥は、加温装置5により加温されるとともに、攪拌機2により攪拌される。嫌気性発酵により発生した消化ガスは、槽頂部から出ていくようにされている。なお、消化タンク本体1への汚泥投入手段、消化タンク本体1からの消化ガス取出手段の図示は省略している。また、消化ガスは、メタンが約60容量%、二酸化炭素が約40容量%のガス(バイオガス)である。
(Digestion tank body)
The
ここで、本実施形態の消化タンク本体1は鋼板製である。これに対して、特許文献1に記載の消化タンク本体は、コンクリート製(プレストレストコンクリート製)である。コンクリート製の消化タンク本体は、製作期間が長く、製作費用も高い。本実施形態のように鋼板製の消化タンク本体1とすれば、コンクリート製の消化タンク本体よりも製作期間を短縮することができ、且つ製作費用も抑えることができる。
Here, the
また、プレストレストコンクリートには、その成形後に孔などをあけることができない。そのため、液体圧入装置3を構成する後述するような分岐圧入管22a〜22gを消化タンク本体に貫通させるように設けることは、不可能ではないが、非常に難しい(製作期間・費用がかかる)。一方、鋼板は加工性に優れている。そのため、本実施形態のように消化タンク本体1を鋼板製とすれば、消化タンク本体を貫通する分岐圧入管22a〜22gを設けやすい。また、消化タンク本体1に、点検口を設けたり、各種計測装置を取り付けたりするのも容易である。これらより、鋼板製の消化タンク本体1とすることで、その製作期間を短縮することができるとともに、製作費用を抑えることができる。さらには、維持管理性の向上も期待できる。
In addition, prestressed concrete cannot be perforated after being formed. For this reason, it is not difficult to provide branch press-
本実施形態では、縦型円筒形状の消化タンク本体1とされている。消化タンク本体1の底は、平らであり、水平に設置されている。なお、消化タンク本体1の底は、その中心が外周よりも少し低くなった逆円錐形状であってもよい。この場合、水平方向に対する円錐面の傾斜角度は、5度以下とされる。さらには、消化タンク本体1の底は、その中心が外周よりも少し高くなった円錐形状であってもよい。この場合、水平方向に対する円錐面の傾斜角度は、逆円錐形状の場合と同じく5度以下とされる。すなわち、消化タンク本体1の底は、その中心に向かって水平方向に対して±5度以下の角度、さらには±3度以下の角度であればよい。
In the present embodiment, the
また、消化タンク本体1の形状は、直方体であってもよい。この場合も、消化タンク本体1の底は、平ら(平らで水平設置)であってもよいし、その中心が外周よりも少し低くなっていてもよいし(逆四角錐形状)、少し高くなっていてもよい(四角錐形状)。すなわち、消化タンク本体1の底は、その中心に向かって水平方向に対して±5度以下の角度、さらには±3度以下の角度であればよい。
The shape of the
(攪拌機)
消化タンク本体1の内部に配置された攪拌機2は、消化タンク本体1に投入された汚泥(有機性廃棄物)を攪拌するためのものである。本実施形態では、鋼板製の水平方向に回転する羽根2aで汚泥を攪拌する攪拌機としているが、特許文献1に記載のようなドラフトチューブ式の攪拌機であってもよいし、一般的に用いられているタンクで発生したガスを利用して攪拌を行うガス攪拌式でもよい。攪拌機2は、平面視において消化タンク本体1の中央に配置されている。
(Agitator)
The
(加温装置)
加温装置5は、消化タンク本体1に投入された汚泥を加温するためのものである。加温装置5は、循環ポンプ15と、加温器16(熱交換器)と、汚泥循環配管17とで構成されている。加温器16には、ボイラー(不図示)などの温水源から温水が供給される。消化タンク本体1から引き抜かれた汚泥は、加温器16にて加温された後、消化タンク本体1に戻される。
(Heating device)
The
(液体圧入装置)
液体圧入装置3は、消化タンク本体1内の底部に液体を圧入することで、消化タンク本体1内の底部に堆積した堆積物Sを圧入した液体で泳動させるためのものである。堆積物Sは、砂分を多く含む汚泥であったり、粘度の高い汚泥であったりする。
(Liquid press-fitting device)
The liquid press-fitting
液体圧入装置3は、液体供給ポンプ11と、液体供給ポンプ11に接続された圧入液管12とで構成されている。消化タンク本体1内に圧入される液体は、液状のものなら何でもよく、例えば下水処理水である。
なお、液体供給ポンプ11を用いずに、消化タンク本体1内に自然流下で液体を圧入してもよい。例えば、消化タンク本体1内の液面レベルよりも十分高い位置に水槽(不図示)を設置し、その水槽から消化タンク本体1へ自然流下で液体を圧入してもよい。
The liquid press-fitting
Instead of using the
本実施形態における圧入液管12は、液体供給ポンプ11に接続された吐出ヘッダー管21と、吐出ヘッダー管21に接続された複数の分岐圧入管22a〜22gとで構成されている。
The press-
図1、図2(b)に示したように、吐出ヘッダー管21の下流側は、消化タンク本体1の底部の側壁部を囲むような、消化タンク本体1の外径よりも少し大きな径のリング形状の管とされている。そして、このリング形状の管部分に分岐圧入管22a〜22gが接続されている。
なお、吐出ヘッダー管21を小さくして(径を小さくして)、消化タンク本体1内に吐出ヘッダー管21を設置することは可能である。
As shown in FIGS. 1 and 2B, the downstream side of the
It is possible to install the
分岐圧入管22a〜22gは、消化タンク本体1の底部を貫通するように設けられている。分岐圧入管22a〜22gのうちの分岐圧入管22a〜22fは、消化タンク本体1の底部の外周に沿って等間隔で設けられている。一方、分岐圧入管22a〜22gのうちの分岐圧入管22g、1本は、消化タンク本体1の底部中央に向かって延びるように設けられている。
The branch press-
ここで、消化タンク本体1内の底部の端部に配置された分岐圧入管22a〜22fの吐出口23a〜23fは、それぞれの吐出口23a〜23fからの液体の吐出方向が、消化タンク本体1の底面(水平方向)に対して斜め上方であって、消化タンク本体1の中央部(本実施形態では、攪拌機2の上段の羽根2aが配置された部分)へ向かう方向とされている。
Here, the
なお、吐出口23a〜23fからの液体の吐出方向(吐出角度)は、堆積物Sの予想される堆積形状により具体的な吐出方向(吐出角度)が決定されるが、消化タンク本体1の底面に対して15°から80°、すなわち15°以上80°以下の範囲とされる(15°以上80°以下の範囲の中で決定される)ことが好ましい。
In addition, as for the discharge direction (discharge angle) of the liquid from the
また、消化タンク本体1内の底部中央に設けられた分岐圧入管22gの吐出口23gは、その吐出口23gからの液体の吐出方向が、消化タンク本体1の天板部1aへ向かう方向とされている。
Further, the
吐出口23a〜23fからの液体の吐出方向(吐出角度)と同様に、当該吐出口23gからの液体の吐出方向(吐出角度)は、堆積物Sの予想される堆積形状により具体的な吐出方向(吐出角度)が決定されるが、消化タンク本体1の底面に対して30°から90°、すなわち30°以上90°以下の範囲とされる(30°以上90°以下の範囲の中で決定される)ことが好ましい。
Similar to the discharge direction (discharge angle) of the liquid from the
なお、本実施形態では、消化タンク本体1の底部の端部(端部外周)に計6本の分岐圧入管22a〜22fを配置するとともに、消化タンク本体1の底部中央に向かって延びる分岐圧入管22g、1本を配置しているが、消化タンク本体1の底部の端部(端部外周)のみに複数の分岐圧入管を配置してもよいし、消化タンク本体1の底部中央に向かって延びる分岐圧入管22gのみを配置してもよい。分岐圧入管22a〜22fは消化タンク本体1の底部の外周に沿って等間隔でなくてもよい。さらには、消化タンク本体1の底部の端部(端部外周)に配置する分岐圧入管は1本であってもよい。
In the present embodiment, a total of six branch press-
なお、消化タンク本体1の底部中央に向かって延びる分岐圧入管22gのみ(圧入管1本のみ)を配置する場合、この配管を「分岐圧入管」と呼ぶのは適切ではなく、単に「圧入管(圧入液管)」と呼ぶのが適切である。この場合、吐出ヘッダー管21は不要であり、圧入管(圧入液管)の一端が液体供給ポンプ11に接続される。圧入管(圧入液管)の吐出口である他端の位置およびそこからの吐出方向は、分岐圧入管22gの吐出口23gと同じである。
When only the branch press-
(排出装置)
排出装置4は、液体圧入装置3から圧入された液体で泳動した堆積物Sを消化タンク本体1内の槽外へ排出するためのものである。排出装置4は、排出ポンプ13と、排出ポンプ13に接続された排出管14とで構成されている。
(Discharge device)
The
本実施形態における排出管14は、排出ポンプ13に接続された吸込ヘッダー管24と、吸込ヘッダー管24に接続された複数の分岐吸込管25a〜25gとで構成されている。
The
図1、図2(a)に示したように、吸込ヘッダー管24の上流側は、消化タンク本体1の底部の内側壁部に沿った、消化タンク本体1の内径よりも少し小さな径のリング形状の管とされている。そして、このリング形状の管部分に分岐吸込管25a〜25gが接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the upstream side of the
分岐吸込管25a〜25gのうちの分岐吸込管25a〜25fは、消化タンク本体1の底部の内周に沿って等間隔で設けられており、それぞれの吸込口26a〜26fは下向きに開口している。すなわち、分岐吸込管25a〜25fの吸込口26a〜26fは、下向きに開口した態様で、消化タンク本体1内の底部の側壁部に沿って等間隔で配置されている。
Of the
一方、分岐吸込管25a〜25gのうちの分岐吸込管25g、1本は、消化タンク本体1の底部中央に向かって延びるように吸込ヘッダー管24に接続されており、その吸込口26gは、消化タンク本体1の底部中央で下向きに開口している。
On the other hand, of the
なお、本実施形態では、消化タンク本体1の底部の内周に沿って計6本の分岐吸込管25a〜25fを配置するとともに、消化タンク本体1の底部中央に向かって延びる分岐吸込管25g、1本を配置しているが、消化タンク本体1の底部の内周に沿う部分のみに複数の分岐吸込管を配置してもよいし、消化タンク本体1の底部中央に向かって延びる分岐吸込管のみを配置してもよい。分岐吸込管25a〜25fは消化タンク本体1の底部の内周に沿って等間隔でなくてもよい。さらには、消化タンク本体1の底部の内周に沿って配置する分岐吸込管は1本であってもよい。
In the present embodiment, a total of six
(消化タンク本体内の底部に溜まった堆積物の除去)
次に、消化タンク本体1内の底部に溜まった堆積物Sの除去方法について説明する。
(Removal of sediment accumulated at the bottom of the digestion tank body)
Next, a method for removing the deposit S accumulated at the bottom of the
まず、液体供給ポンプ11を動作させ、消化タンク本体1内の底部に分岐圧入管22a〜22gから液体を圧入する。消化タンク本体1内の底部に溜まった堆積物Sは、液体供給ポンプ11からの液体が噴き付けられることで、消化タンク本体1内の液相部に泳動する。
First, the
その後、排出ポンプ13を動作させて、泳動している堆積物Sを消化タンク本体1内の発酵液(汚泥)とともに分岐吸込管25a〜25gから吸い込み、槽外へ排出する。
Thereafter, the
なお、液体供給ポンプ11の起動(液体の圧入開始)と、排出ポンプ13の起動(堆積物Sの引抜開始)とは、同時であってもよいし、液体供給ポンプ11の起動よりも早く排出ポンプ13を起動させてもよい。すなわち、液体の圧入開始と堆積物Sの引抜開始とは同時であってもよいし、液体の圧入開始よりも早く堆積物Sの引抜を開始してもよい(他の実施形態においても同様)。
The activation of the liquid supply pump 11 (start of liquid injection) and the activation of the discharge pump 13 (start of extraction of the deposit S) may be performed at the same time or are discharged earlier than the activation of the
なお、分岐圧入管22a〜22g(圧入液管12)の吐出口23a〜23gは、分岐圧入管22a〜22g(圧入液管12)の口径と同じ寸法であってもよいが、吐出口23a〜23gの口径(開口径)を分岐圧入管22a〜22gの口径よりも小さくすることで、圧入液の噴出速度を高めることができ、これにより、堆積物Sをより泳動させることができる(他の実施形態においても同様)。
The
また、排出管14に関しては、その分岐吸込管25a〜25gの吸込口26a〜26gを吸込側に拡径させたものとする(ラッパ形状とする)ことも好ましい。この構成によると、泳動した堆積物Sの収集効果を高めることができる(他の実施形態においても同様)。
In addition, regarding the
(作用・効果)
本発明では、メタン発酵槽本体内の底部に液体を圧入することで当該底部に堆積した堆積物を泳動させ、泳動した堆積物を排出手段にて槽外へ排出する。
この構成によると、メタン発酵槽本体内の堆積物を泳動させることで、例えば砂分を多く含む汚泥、粘度の高い汚泥であるメタン発酵槽本体内の底部の堆積物を、排出手段にて容易に槽外へ排出することできる。
また、この構成では、メタン発酵槽本体内を開放する必要はない。すなわち、メタン発酵槽本体内を開放することなく、メタン発酵槽本体内の堆積物を容易に槽外へ排出することができる。
(Action / Effect)
In the present invention, by depositing liquid into the bottom of the methane fermentation tank main body, the deposit deposited on the bottom is migrated, and the migrated deposit is discharged out of the tank by the discharge means.
According to this configuration, by depositing sediment in the methane fermentation tank body, for example, sediment at the bottom of the methane fermentation tank body, which is a sludge containing a lot of sand or a high-viscosity sludge, can be easily discharged. It can be discharged out of the tank.
Moreover, in this structure, it is not necessary to open the inside of a methane fermentation tank main body. That is, the deposit in the methane fermentation tank main body can be easily discharged out of the tank without opening the inside of the methane fermentation tank main body.
また、本発明においては、前記した実施形態で設備構成として例示したように、メタン発酵槽本体内の底部の端部から、メタン発酵槽本体の底面に対して斜め上方であって、メタン発酵槽本体の中央部へ向けて液体を圧入することが好ましい。
また、メタン発酵槽本体内の底部中央から、メタン発酵槽本体の天板部へ向けて液体を圧入することも好ましい。
メタン発酵槽本体内の底部の隅やメタン発酵槽本体内の底部中央は、堆積部が溜まり易い部分である。これらの部分から、斜め上方や槽本体の中央部へ向けて液体を噴射することで、メタン発酵槽本体内の堆積物をより確実に泳動させることができる。
Further, in the present invention, as exemplified as the equipment configuration in the above-described embodiment, the methane fermentation tank is obliquely above the bottom of the methane fermentation tank main body from the end of the bottom in the methane fermentation tank main body. It is preferable to press-fit the liquid toward the center of the main body.
Moreover, it is also preferable to press-fit a liquid from the center of the bottom in the methane fermentation tank body toward the top plate of the methane fermentation tank body.
The corners of the bottom in the methane fermentation tank main body and the bottom center in the methane fermentation tank main body are portions where deposits are likely to accumulate. By ejecting the liquid from these portions obliquely upward or toward the center of the tank body, the deposits in the methane fermentation tank body can be more reliably migrated.
また、泳動した堆積物の排出に関しては、前記した実施形態で設備構成として例示したように、メタン発酵槽本体内の底部の側壁部に沿った複数箇所から泳動した堆積物を槽外へ排出することが好ましい。
メタン発酵槽本体内の底部の側壁部に沿う部分は、圧入液により一旦、上方向に泳動し(押し上げられ)、その後、泳動しつつその自重で沈降する堆積物の動く速度が比較的遅い部分である。この部分から堆積物を槽外へ排出するようにすることで、堆積物の収集・排出効果を高めることができる。
In addition, regarding the discharge of the migrated deposit, as illustrated as the equipment configuration in the above-described embodiment, the deposit migrated from a plurality of locations along the bottom side wall in the methane fermentation tank main body is discharged out of the tank. It is preferable.
The part along the side wall at the bottom of the methane fermenter main body is once moved upward (pushed up) by the press-fitting liquid, and then the moving speed of the sediment that migrates and settles by its own weight is relatively slow. It is. By discharging the deposit from this portion to the outside of the tank, the effect of collecting and discharging the deposit can be enhanced.
また、メタン発酵槽本体内の底部中央から泳動した堆積物を排出手段にて槽外へ排出することも好ましい。メタン発酵槽本体内の底部中央は、前記したように堆積部が溜まり易い部分であり、この部分から堆積物を槽外へ排出するようにすることで、堆積物の排出効果を高めることができる。 Moreover, it is also preferable to discharge | emit the deposit which migrated from the bottom center in a methane fermentation tank main body out of a tank by a discharge means. The center of the bottom of the methane fermentation tank main body is a part where the accumulation part tends to accumulate as described above. By discharging the deposit from this part to the outside of the tank, the deposit discharging effect can be enhanced. .
本実施形態では、消化タンク本体1を鋼板製のものとしている。前記したように、鋼板は加工性に優れている。そのため、前記した実施形態で例示したような液体圧入装置3や、排出装置4をメタン発酵槽本体に設けやすい。また、メタン発酵槽本体に点検口を設けたり、各種計測装置を取り付けたりするのも容易となる。
In this embodiment, the
なお、従来のプレストレストコンクリート製の消化タンク本体(メタン発酵槽本体)では、本実施形態における液体圧入装置3や排出装置4を消化タンク本体(メタン発酵槽本体)の下部に設けようとすると、製作費用がかさむ。また、メタン発酵槽本体を鋼板製とすることで、従来のコンクリート製のものと比べて、維持管理性の向上も期待できる。
In addition, in the conventional digestion tank main body (methane fermentation tank main body) made from prestressed concrete, if the liquid press-fitting
(第2実施形態)
図3を参照しつつ第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態の消化タンク100を構成する機器・配管と同じ機器・配管については同じ符号を付している。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same apparatus and piping which comprises the
本実施形態の消化タンク101では、汚泥循環配管17と、圧入液管12の吐出ヘッダー管21とを配管18で相互に接続している。
In the
ここで、配管18は、消化タンク本体1内の汚泥の加温に用いている加温発酵液(加温汚泥)の一部または全てを、所定の時間、圧入液管12に流して、消化タンク本体1内の底部への圧入液として使用するための加温汚泥圧入用管である(以下、加温汚泥圧入用管18と記載する)。
Here, the
消化タンク本体1内へ圧入する液体は、pH6〜pH8程度の未滅菌の水(例えば、未滅菌の下水処理水)を用いることが好ましいが、消化タンク本体1内の汚泥の加温に用いている加温発酵液(加温汚泥)を、消化タンク本体1内へ圧入する液体として用いるのも好ましい。加温発酵液(加温汚泥)は、消化タンク本体1の底部に溜まった堆積物Sよりも温度が高く、この加温発酵液(加温汚泥)を圧入により堆積物Sに噴き付けることで、堆積物Sの泳動をより促進させることができる。加温発酵液(加温汚泥)によると、例えば、砂分同士の物理的吸着、砂分と汚泥との物理的吸着を解除しやすいからである。
It is preferable to use unsterilized water having a pH of about 6 to 8 (for example, unsterilized sewage treated water) as the liquid to be pressed into the
なお、汚泥循環配管17の循環ポンプ15と加温器16との間の部分から発酵液(汚泥)を取り出し、消化タンク本体1内の底部へ圧入液として供給するようにしてもよい。すなわち、加温器16で加温される前の発酵液(汚泥)を圧入液として用いるようにしてもよい。
In addition, you may make it take out fermentation liquid (sludge) from the part between the
また、本実施形態では、加温汚泥圧入用管18を、消化タンク本体1の底部に直接接続するのではなく、液体供給ポンプ11よりも下流側の圧入液管12の吐出ヘッダー管21に接続することで、下水処理水と加温発酵液(加温汚泥)とを圧入液として併用することができるようにしている。
これにより、圧入液の吐出位置(吐出口23a〜23g)を共通にしたまま、堆積物Sの性状により、下水処理水のみを用いたり、加温発酵液(加温汚泥)のみを用いたり、下水処理水と加温発酵液(加温汚泥)とを併用したりするなどの圧入液の使い分けを行うことができる。すなわち、堆積物Sの泳動促進のオプションを多くもつことができる。
In the present embodiment, the heated sludge press-fitting
Thereby, using only the discharge position (
なお、圧入液として発酵液(汚泥)を用いず、pH6〜pH8程度の未滅菌の水(例えば、未滅菌の下水処理水)を圧入液として使用する場合、圧入液の供給を長時間連続して行うと、消化タンク本体1内の発酵液を希釈・冷却してしまい、消化ガスの発生量が低下する可能性がある。そのため、消化タンク本体1への圧入液(例えば、未滅菌の下水処理水)の供給量は、消化タンク本体1の有効容量の例えば0.5%以下にすることが好ましい。
In addition, when non-sterilized water (for example, non-sterilized sewage treated water) having a pH of about 6 to 8 is used as the press-fit liquid without using the fermented liquid (sludge) as the press-fit liquid, the press-fit liquid is continuously supplied for a long time. If this is done, the fermentation liquor in the digestion tank
また、第1実施形態、第2実施形態で例示した、消化タンク本体1内への圧入液の供給運転、および消化タンク本体1内からの堆積部Sの排出運転を、タイマによる自動運転にすると、消化タンク本体1内の堆積物Sを定期的に自動で槽外へ排出することができ、その結果、消化タンク本体1の有効容量の減少を容易に防止することができる。
Moreover, when the operation for supplying the press-fitting liquid into the digestion tank
(第3実施形態)
図4、5を参照しつつ第3実施形態について説明する。なお、第1実施形態の消化タンク100を構成する機器・配管と同じ機器・配管については同じ符号を付している。
(Third embodiment)
The third embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same apparatus and piping which comprises the
(液体圧入装置)
本実施形態の液体圧入装置6は、液体供給ポンプ11と、液体供給ポンプ11に接続された圧入液管19とで構成されている。この圧入液管19は、液体供給ポンプ11に接続された吐出ヘッダー管31と、吐出ヘッダー管31に接続された複数の分岐圧入管32a〜32hとで構成されている。
(Liquid press-fitting device)
The liquid press-fitting
吐出ヘッダー管31の下流側は、消化タンク本体1の底部の内壁面に沿うリング形状の管とされ、消化タンク本体1内の底部に配置されている。そして、このリング形状の管部分に分岐圧入管32a〜32hが接続されている。
なお、吐出ヘッダー管31の径を本実施形態のものよりも大きくして、消化タンク本体1の外に吐出ヘッダー管31を配置してもよい。
The downstream side of the
The diameter of the
分岐圧入管32a〜32hは、消化タンク本体1の底部の内周に沿って等間隔で設けられている。ここで、本実施形態では、分岐圧入管32a〜32hの吐出口33a〜33hは、それぞれの吐出口33a〜33hからの液体の吐出方向が、平面視において攪拌機2の水平方向に回転する羽根2aの回転方向rに沿う方向とされている(図5参照)。
The branch press-
また、吐出口33a〜33hからの液体の吐出方向は、攪拌機2の水平方向に回転する羽根2aの回転方向rに沿う方向であって、さらに水平方向に対して斜め下向きの方向とされている。
Moreover, the discharge direction of the liquid from the
なお、吐出口33a〜33hからの液体の吐出方向は、水平方向に対して斜め下向きの方向ではなく、水平方向であってもよい。また、吐出口33a〜33hからの液体の吐出方向を、攪拌機2の羽根2aの回転方向rに沿う方向とするのではなく、平面視においては消化タンク本体1の中央へ向かう方向であって、側面視においては水平方向に対して斜め下向きの方向(換言すれば、消化タンク本体1の底の中心部へ向かう方向)としてもよい。
In addition, the discharge direction of the liquid from the
(排出装置)
本実施形態の排出装置7は、排出ポンプ13と、排出ポンプ13に一端が接続されており、他端である吸込口20aが消化タンク本体1内であって攪拌機2の羽根2aの下方に配置された排出管20とで構成されている。吸込口20aは、消化タンク本体1の底部中央で下向きに開口している。
(Discharge device)
The discharge device 7 of the present embodiment has a
(消化タンク本体内の底部に溜まった堆積物の除去)
まず、液体供給ポンプ11を動作させ、消化タンク本体1内の底部に分岐圧入管32a〜32hから液体を圧入する。消化タンク本体1内の底部に溜まった堆積物Sは、液体供給ポンプ11からの液体が噴き付けられることで、消化タンク本体1内の液相部に泳動する。
(Removal of sediment accumulated at the bottom of the digestion tank body)
First, the
本実施形態では、消化タンク本体1内の底部の内周壁付近の複数箇所から、水平方向に対して斜め下向きの方向であって、且つ攪拌機2の羽根2aの回転方向rに沿う方向に液体を噴出させているので、泳動した堆積物Sは、消化タンク本体1内の中央に集まりやすくなる。
In the present embodiment, the liquid is supplied from a plurality of locations near the inner peripheral wall of the bottom portion in the
その後、排出ポンプ13を動作させて、消化タンク本体1内の中央に集まった堆積物Sを消化タンク本体1内の発酵液(汚泥)とともに排出管20から吸い込み、槽外へ排出する。
Thereafter, the
(作用・効果)
攪拌機2の羽根2aの回転による発酵液(汚泥)の流れを、符号を付して図4に矢印で示している。図4に示したように、攪拌機2の羽根2aの回転により、消化タンク本体1内には、上下方向の流れf2と水平方向の流れf1が生じる。上下方向の流れf2は、攪拌機2の羽根2aの下方から外側に広がった後に上昇する流れであるので、羽根2aの下方である消化タンク本体1内の底中央は流速が小さくなりやすく堆積物Sが溜まりやすい部分である。
(Action / Effect)
The flow of the fermented liquid (sludge) due to the rotation of the
ここで本実施形態では、消化タンク本体1内の底部の内周壁付近の複数箇所(消化タンク本体1内の底部の端部)から、水平方向に対して斜め下向きの方向で消化タンク本体1内へ液体を圧入するとともに、攪拌機2の羽根2aの下方から堆積物Sを排出手段にて槽外へ排出している。この構成によると、消化タンク本体1内の底部の端部から、水平方向に対して斜め下向きの方向で消化タンク本体1内へ液体が噴出することで、堆積物Sが溜まりやすい消化タンク本体1内の底中央に堆積物Sが集まりやすい。これにより、堆積物Sを吸込口20aから吸い込み槽外へ排出させ易くなる。
Here, in the present embodiment, the
また本実施形態では、消化タンク本体1内の底部の端部から、攪拌機2の水平方向に回転する羽根2aの回転方向rに沿う方向へ向けて液体を噴出させている。この構成によると、攪拌機2の羽根2aの回転により生じる水平方向の流れf1(回転する流れ)との相乗効果により、消化タンク本体1内の底中央に堆積物Sがより集まりやすくなる。
Moreover, in this embodiment, the liquid is ejected from the edge part of the bottom part in the digestion tank
なお、前記したように、吐出口33a〜33hからの液体の吐出方向を、攪拌機2の羽根2aの回転方向rに沿う方向とするのではなく、消化タンク本体1の底の中心部へ向かう方向としてもよい。消化タンク本体1内の底中央へ堆積物Sを泳動させて集めるという目的では、消化タンク本体1内の底部の内周壁付近から、水平方向に対して斜め下向きの方向に液体を噴出させるということが共通する技術事項である。
As described above, the direction in which the liquid is discharged from the
1:消化タンク本体(メタン発酵槽本体)
2:攪拌機
3:液体圧入装置(液体圧入手段)
4:排出装置(排出手段)
5:加温装置(加温手段)
11:液体供給ポンプ
12:圧入液管
13:排出ポンプ
14:排出管
15:循環ポンプ
16:加温器
21:吐出ヘッダー管
22a〜22g:分岐圧入管
23a〜23g:分岐圧入管の吐出口
24:吸込ヘッダー管
25a〜25g:分岐吸込管
26a〜26g:分岐吸込管の吸込口
100:消化タンク(メタン発酵槽)
1: Digestion tank body (methane fermentation tank body)
2: Stirrer 3: Liquid press-fitting device (liquid press-fitting means)
4: Discharge device (discharge means)
5: Heating device (heating means)
11: liquid supply pump 12: press-fit liquid pipe 13: discharge pump 14: discharge pipe 15: circulation pump 16: warmer 21:
Claims (15)
前記メタン発酵槽本体内の底部に液体を圧入する液体圧入手段と、
前記メタン発酵槽本体内の底部に堆積した堆積物を槽外へ排出する排出手段と、
を備え、
前記液体圧入手段は、
液体供給ポンプと、
前記液体供給ポンプに接続された圧入液管と、を有し、
前記圧入液管は、
前記液体供給ポンプに接続された吐出ヘッダー管と、
前記吐出ヘッダー管に接続された複数の分岐圧入管と、を有し、
前記メタン発酵槽本体内の底部の端部に配置された前記分岐圧入管の吐出口からの液体の吐出方向が、前記メタン発酵槽本体の底面に対して斜め上方であって、前記メタン発酵槽本体の中央部へ向かう方向とされており、
前記液体圧入手段から圧入された液体で前記堆積物を泳動させ、泳動した前記堆積物を前記排出手段にて槽外へ排出する、メタン発酵槽。 A methane fermenter body,
Liquid press-fitting means for press-fitting liquid into the bottom of the methane fermentation tank body;
Discharging means for discharging the deposit deposited on the bottom of the methane fermentation tank main body to the outside of the tank;
With
The liquid press-fitting means includes
A liquid supply pump;
A press-fit liquid pipe connected to the liquid supply pump;
The press-fit liquid pipe is
A discharge header pipe connected to the liquid supply pump;
A plurality of branch press-fit pipes connected to the discharge header pipe,
The discharge direction of the liquid from the outlet of the branch press-fit pipe disposed at the end of the bottom in the methane fermentation tank main body is obliquely above the bottom surface of the methane fermentation tank main body, and the methane fermentation tank It is supposed to be in the direction toward the center of the main body,
A methane fermentation tank in which the deposit is migrated with the liquid injected from the liquid injection means, and the migrated deposit is discharged out of the tank by the discharge means.
前記メタン発酵槽本体内の底部中央にも前記分岐圧入管の吐出口が設けられており、当該吐出口からの液体の吐出方向が、前記メタン発酵槽本体の天板部へ向かう方向とされている、メタン発酵槽。 In the methane fermenter according to claim 1 ,
A discharge port of the branch press-fit pipe is also provided at the bottom center in the methane fermentation tank main body, and the liquid discharge direction from the discharge port is a direction toward the top plate of the methane fermentation tank main body. A methane fermenter.
前記メタン発酵槽本体内の底部に液体を圧入する液体圧入手段と、
前記メタン発酵槽本体内の底部に堆積した堆積物を槽外へ排出する排出手段と、
を備え、
前記液体圧入手段は、
液体供給ポンプと、
前記液体供給ポンプに接続された圧入液管と、を有し、
前記圧入液管は1本のみであって、当該圧入液管の一端は前記液体供給ポンプに接続されており、他端である吐出口は前記メタン発酵槽本体内の底部中央に設けられており、当該吐出口からの液体の吐出方向が、前記メタン発酵槽本体の天板部へ向かう方向とされており、
前記液体圧入手段から圧入された液体で前記堆積物を泳動させ、泳動した前記堆積物を前記排出手段にて槽外へ排出する、メタン発酵槽。 A methane fermenter body,
Liquid press-fitting means for press-fitting liquid into the bottom of the methane fermentation tank body;
Discharging means for discharging the deposit deposited on the bottom of the methane fermentation tank main body to the outside of the tank;
With
The liquid press-fitting means includes
A liquid supply pump;
A press-fit liquid pipe connected to the liquid supply pump;
There is only one press-fitting liquid pipe, one end of the press-fitting liquid pipe is connected to the liquid supply pump, and the other outlet is provided at the bottom center in the methane fermentation tank body. The discharge direction of the liquid from the discharge port is the direction toward the top plate of the methane fermentation tank body,
A methane fermentation tank in which the deposit is migrated with the liquid injected from the liquid injection means, and the migrated deposit is discharged out of the tank by the discharge means.
前記排出手段は、
排出ポンプと、
前記排出ポンプに接続された排出管と、
を有する、メタン発酵槽。 In the methane fermenter in any one of Claims 1-3 ,
The discharging means is
A discharge pump;
A discharge pipe connected to the discharge pump;
A methane fermenter.
前記排出管は、
前記排出ポンプに接続された吸込ヘッダー管と、
前記吸込ヘッダー管に接続された複数の分岐吸込管と、
を有し、
複数の前記分岐吸込管の吸込口が、前記メタン発酵槽本体内の底部の側壁部に沿って配置されている、メタン発酵槽。 In the methane fermenter according to claim 4 ,
The discharge pipe is
A suction header pipe connected to the discharge pump;
A plurality of branch suction pipes connected to the suction header pipe;
Have
The methane fermentation tank in which the inlets of the said some branch suction pipe are arrange | positioned along the side wall part of the bottom part in the said methane fermentation tank main body.
前記メタン発酵槽本体内の底部中央にも前記分岐吸込管の吸込口が配置されている、メタン発酵槽。 In the methane fermenter according to claim 5 ,
The methane fermentation tank in which the inlet of the said branch suction pipe is arrange | positioned also in the bottom center in the said methane fermentation tank main body.
前記メタン発酵槽本体内の底部に液体を圧入する液体圧入手段と、
前記メタン発酵槽本体内の底部に堆積した堆積物を槽外へ排出する排出手段と、
を備え、
前記液体圧入手段は、
液体供給ポンプと、
前記液体供給ポンプに接続された圧入液管と、を有し、
前記メタン発酵槽本体の内部には、投入された有機性廃棄物を攪拌する攪拌機が配置されており、
前記圧入液管は、
前記液体供給ポンプに接続された吐出ヘッダー管と、
前記吐出ヘッダー管に接続された複数の分岐圧入管と、を有し、
前記メタン発酵槽本体内の底部の端部に配置された前記分岐圧入管の吐出口からの液体の吐出方向が、水平方向に対して斜め下向きの方向とされており、
前記排出手段は、
排出ポンプと、
前記排出ポンプに一端が接続されており、他端である吸込口が前記メタン発酵槽本体内であって前記攪拌機の羽根の下方に配置された排出管と、を有し、
前記液体圧入手段から圧入された液体で前記堆積物を泳動させ、泳動した前記堆積物を前記排出手段にて槽外へ排出する、メタン発酵槽。 A methane fermenter body,
Liquid press-fitting means for press-fitting liquid into the bottom of the methane fermentation tank body;
Discharging means for discharging the deposit deposited on the bottom of the methane fermentation tank main body to the outside of the tank;
With
The liquid press-fitting means includes
A liquid supply pump;
A press-fit liquid pipe connected to the liquid supply pump;
Inside the methane fermentation tank body, a stirrer for stirring the input organic waste is disposed,
The press-fit liquid pipe is
A discharge header pipe connected to the liquid supply pump;
A plurality of branch press-fit pipes connected to the discharge header pipe,
The discharge direction of the liquid from the discharge port of the branch press-fit pipe disposed at the end of the bottom in the methane fermentation tank body is a direction obliquely downward with respect to the horizontal direction,
The discharging means is
A discharge pump;
One end is connected to the discharge pump, and the other end of the suction port is disposed in the methane fermentation tank main body and below the blades of the stirrer, and
A methane fermentation tank in which the deposit is migrated with the liquid injected from the liquid injection means, and the migrated deposit is discharged out of the tank by the discharge means.
前記分岐圧入管の吐出口からの液体の吐出方向が、さらに、前記攪拌機の水平方向に回転する羽根の回転方向に沿う方向とされている、メタン発酵槽。 In the methane fermenter according to claim 7 ,
The methane fermentation tank in which the discharge direction of the liquid from the discharge port of the branch press-fit pipe is further set to a direction along the rotation direction of the blades rotating in the horizontal direction of the stirrer.
前記メタン発酵槽本体内の底部中央から、前記メタン発酵槽本体の天板部へ向けても液体を圧入する、メタン発酵槽内の堆積物除去方法。 In the deposit removal method in the methane fermentation tank according to claim 9 ,
The deposit removal method in a methane fermentation tank which press-fits a liquid also from the center of the bottom part in the said methane fermentation tank main body toward the top plate part of the said methane fermentation tank main body.
前記メタン発酵槽本体内の底部の側壁部に沿った複数箇所から前記堆積物を排出手段にて槽外へ排出する、メタン発酵槽内の堆積物除去方法。 In the deposit removal method in the methane fermentation tank in any one of Claims 9-11 ,
The deposit removal method in a methane fermentation tank which discharge | emits the said deposit to the outside of a tank by the discharge means from the several places along the side wall part of the bottom part in the said methane fermentation tank main body.
前記メタン発酵槽本体内の底部中央から前記堆積物を排出手段にて槽外へ排出する、メタン発酵槽内の堆積物除去方法。 In the deposit removal method in the methane fermentation tank in any one of Claims 9-12 ,
The deposit removal method in a methane fermentation tank which discharge | emits the said deposit to the outside of a tank by a discharge means from the center of the bottom part in the said methane fermentation tank main body.
前記メタン発酵槽本体内の底部の端部から、水平方向に対して斜め下向きの方向で前記メタン発酵槽本体内へ液体を圧入することで当該底部に堆積した堆積物を泳動させ、前記攪拌機の羽根の下方から泳動した堆積物を排出手段にて槽外へ排出する、メタン発酵槽内の堆積物除去方法。 Inside the methane fermentation tank body, a stirrer that stirs the organic waste that has been put in is placed.
From the end portion of the bottom portion of the methane fermentation tank body, it was run the methane fermentation tank sediments deposited on the bottom by press-fitting the liquid into the body in an oblique downward direction to the horizontal direction, of the stirrer The deposit removal method in a methane fermentation tank which discharge | emits the deposit which migrated from the downward direction of a blade | wing to the tank outside by a discharge means.
前記メタン発酵槽本体内の底部の端部から、前記攪拌機の水平方向に回転する羽根の回転方向に沿う方向へ向けて液体を圧入する、メタン発酵槽内の堆積物除去方法。 In the deposit removal method in the methane fermenter according to claim 14 ,
The deposit removal method in a methane fermenter which press-fits a liquid toward the direction along the rotation direction of the blade | wing rotated in the horizontal direction of the said stirrer from the edge part of the bottom part in the said methane fermenter main body.
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JP2014208323A (en) | 2014-11-06 |
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