JP7260904B2 - Biogas generation method - Google Patents

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Description

本発明は、バイオガスの生成方法に関する。 The present invention relates to a method for producing biogas.

従来、水素ガスを生成する水素生成菌やメタンガスを生成するメタン生成菌等のガス生成菌を使用して生物由来のバイオガスを生成する生成方法としては、ガス生成菌をガス生成菌が分解可能な有機物が溶解した溶液と混合し、該混合した液体をガス生成菌がガスを発生可能な適温に一定期間に亘って保持してバイオガスを発生させるものがある(例えば、特許文献1、2参照)。 Conventionally, gas-producing bacteria such as hydrogen-producing bacteria that produce hydrogen gas and methanogens that produce methane gas are used to produce biogas derived from living organisms. biogas is generated by mixing with a solution in which organic substances are dissolved, and maintaining the mixed liquid at an appropriate temperature at which gas-producing bacteria can generate gas for a certain period of time (for example, Patent Documents 1 and 2). reference).

特開2005-200283号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-200283 特開2006-021130号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-021130

しかしながら、特許文献1、2にあっては、有機物が溶解した液体に加えるガス生成菌自体を入手して適切な温度管理等を実施して培養する必要があるとともに、ガス生成菌を混合した液体も、ガス生成菌がガスを発生するのに適したな環境、例えば、ガス生成菌が嫌気性であれば、嫌気性の条件を満たす嫌気性環境や、ガス生成菌が活発に動作する適温環境に一定期間に亘って保持しなければならず、これらガス生成菌の入手や培養、並びにガスの発生に適したな環境とするための労力やエネルギーが必要となることから、得られるバイオガスが高価なものになってしまうという問題があった。 However, in Patent Documents 1 and 2, it is necessary to obtain the gas-producing bacteria themselves to be added to the liquid in which the organic matter is dissolved and to culture them under appropriate temperature control, etc., and the liquid mixed with the gas-producing bacteria Also, an environment suitable for gas-producing bacteria to generate gas, for example, if the gas-producing bacteria are anaerobic, an anaerobic environment that satisfies anaerobic conditions, or an appropriate temperature environment in which gas-producing bacteria actively operate It must be maintained for a certain period of time, and labor and energy are required to obtain and culture these gas-producing bacteria, as well as to create an environment suitable for gas generation. There was a problem that it would be expensive.

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、安価にバイオガスを生成することのできるバイオガスの生成方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a biogas production method capable of producing biogas at low cost.

上記した問題を解決するために、本発明の請求項1のバイオガスの生成方法は、
嫌気性雰囲気においてバイオガスを生成するバイオガス生成菌を用いるバイオガスの生成方法であって、
バイオガス生成菌を含む地下水層の地下水を、空気中の酸素が混入しないように汲み上げる汲み上げ工程と、
前記汲み上げ工程にて汲み上げた地下水に、空気中の酸素濃度よりも低い所定の酸素濃度以下の低酸素雰囲気において、該地下水に含まれるバイオガス生成菌が分解によってガスを生成可能な特定有機物を混合する混合工程と、
前記混合工程において前記特定有機物が混合された地下水を、空気中の酸素が混入しないように前記地下水層に戻す環流工程と、
前記環流工程の実施から、バイオガス生成菌に対応した所定の発生期間が経過した後に、前記地下水層からバイオガスを取り出すバイオガス取出工程と、
を含む
ことを特徴としている。
この特徴によれば、地下水層からバイオガス生成菌を含む地下水を汲み上げるのでバイオガス生成菌を入手する必要がないとともに、該バイオガス生成菌が死滅したり減少したりしないように低酸素雰囲気において有機物を混合した地下水を元の地下水層に戻すことによりバイオガス生成菌によるバイオガスの生成が行われるため、地上においてバイオガス生成菌がバイオガスを生成可能な環境を維持するためのコストを低減できるので、安価にバイオガスを生成することができる。
In order to solve the above problems, the method for generating biogas according to claim 1 of the present invention comprises:
A method for producing biogas using biogas-producing bacteria that produce biogas in an anaerobic atmosphere,
a pumping step of pumping up the groundwater of the groundwater layer containing the biogas-producing bacteria so as not to mix oxygen in the air;
The groundwater pumped up in the pumping step is mixed with a specific organic substance capable of generating gas by decomposition by biogas-producing bacteria contained in the groundwater in a low-oxygen atmosphere with a predetermined oxygen concentration lower than the oxygen concentration in the air. a mixing step of
A circulation step of returning the groundwater mixed with the specific organic matter in the mixing step to the groundwater layer so as not to mix with oxygen in the air;
a biogas extracting step of extracting biogas from the groundwater layer after a predetermined generation period corresponding to the biogas-producing bacteria has passed since the circulation step;
is characterized by including
According to this feature, since the groundwater containing the biogas-producing bacteria is pumped up from the groundwater layer, it is not necessary to obtain the biogas-producing bacteria. Since biogas is generated by biogas-producing bacteria by returning groundwater mixed with organic matter to the original groundwater layer, the cost of maintaining an environment where biogas-producing bacteria can produce biogas on the ground is reduced. Therefore, biogas can be produced at low cost.

本発明の請求項2のバイオガスの生成方法は、請求項1に記載のバイオガスの生成方法であって、
前記混合工程後における地下水の前記特定有機物の濃度よりも高い高濃度にて該特定有機物が混合された高濃度液体を脱気する脱気工程を含み、
前記混合工程においては、前記脱気工程にて脱気された高濃度液体を使用して前記特定有機物の混合を行う
ことを特徴としている。
この特徴によれば、酸素を含む特定有機物の混合によって、バイオガス生成菌が死滅したり減少したりすることを防ぐことができる。
The method for generating biogas according to claim 2 of the present invention is the method for generating biogas according to claim 1,
A degassing step of degassing a high-concentration liquid mixed with the specific organic matter at a concentration higher than the concentration of the specific organic matter in groundwater after the mixing step,
In the mixing step, the specific organic substance is mixed using the high-concentration liquid degassed in the degassing step.
According to this feature, it is possible to prevent the biogas-producing bacteria from dying or decreasing due to the mixture of the specific organic matter containing oxygen.

本発明の請求項3のバイオガスの生成方法は、請求項1または2に記載のバイオガスの生成方法であって、
前記汲み上げ工程と前記混合工程と前記環流工程とを、繰り返し行い、
繰り返し毎に、前記混合工程にて混合する前記特定有機物の体積濃度を漸増させる
ことを特徴としている。
この特徴によれば、一度に高濃度の特定有機物が混合されることで、バイオガス生成菌が処理しきれない特定有機物によって、バイオガス生成菌以外の他の菌が地下水層に発生してバイオガスの生成に悪影響が生じてしまうことを防ぐことができる。
The method for producing biogas according to claim 3 of the present invention is the method for producing biogas according to claim 1 or 2,
Repeating the pumping step, the mixing step and the reflux step,
It is characterized in that the volume concentration of the specific organic substance mixed in the mixing step is gradually increased for each repetition.
According to this feature, when a high concentration of specific organic matter is mixed at once, other bacteria other than biogas-producing bacteria are generated in the groundwater layer due to the specific organic matter that cannot be completely processed by the biogas-producing bacteria. It is possible to prevent the generation of gas from being adversely affected.

本発明の請求項4のバイオガスの生成方法は、請求項1~3のいずれかに記載のバイオガスの生成方法であって、
前記汲み上げ工程にて汲み上げてバイオガスを取り出した地下水を、前記混合工程と前記環流工程によって再処理する
ことを特徴としている。
この特徴によれば、特定有機物の存在によって増殖したバイオガス生成菌を再利用して効率良くバイオガスを生成することができる。
The method for generating biogas according to claim 4 of the present invention is the method for generating biogas according to any one of claims 1 to 3,
It is characterized in that the groundwater from which the biogas is taken out by pumping up in the pumping process is reprocessed by the mixing process and the reflux process.
According to this feature, it is possible to efficiently generate biogas by reusing the biogas-producing bacteria proliferated in the presence of the specific organic matter.

本発明の請求項5のバイオガスの生成方法は、請求項1~4のいずれかに記載のバイオガスの生成方法であって、
前記バイオガス生成菌が、水素ガス生成菌またはメタンガス生成菌である
ことを特徴としている。
この特徴によれば、産業的に利用価値の高い水素ガスまたはメタンガスを安価に生成することができる。
The method for generating biogas according to claim 5 of the present invention is the method for generating biogas according to any one of claims 1 to 4,
The biogas-producing bacterium is characterized by being a hydrogen gas-producing bacterium or a methane gas-producing bacterium.
According to this feature, it is possible to inexpensively generate hydrogen gas or methane gas with high industrial utility value.

本発明の請求項6のバイオガスの生成方法は、請求項1~5のいずれかに記載のバイオガスの生成方法であって、
前記特定有機物が、食物残渣から抽出されたグルコースである
ことを特徴としている。
この特徴によれば、バイオガスの発生に必要な高品質な特定有機物を安価に入手することができる。
The method for generating biogas according to claim 6 of the present invention is the method for generating biogas according to any one of claims 1 to 5,
The specific organic matter is characterized in that it is glucose extracted from food residue.
According to this feature, high-quality specific organic matter necessary for generating biogas can be obtained at low cost.

尚、本発明は、本発明の請求項に記載された発明特定事項のみを有するものであって良いし、本発明の請求項に記載された発明特定事項とともに該発明特定事項以外の構成を有するものであっても良い。 The present invention may include only the matters specifying the invention described in the claims of the present invention, or may include the matters specifying the invention described in the claims of the present invention as well as the matters specifying the invention other than the matters specifying the invention. It can be anything.

バイオガス生成システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a biogas generation system. バイオガス生成システムにおける有機物混合装置の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an organic matter mixing device in the biogas generation system; バイオガス生成システムにおけるバイオガスの生成方法の工程を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing steps of a biogas generation method in a biogas generation system;

本発明に係るバイオガスの生成方法を実施するための実施形態を以下に説明する。
(実施形態)
An embodiment for carrying out the method for producing biogas according to the present invention will be described below.
(embodiment)

図1は、本実施形態のバイオガス生成システムの構成を示す図であり、図2は、バイオガス生成システムにおける有機物混合装置の構成を示す図であり、図3は、バイオガス生成システムにおけるバイオガスの生成方法の工程を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the biogas generation system of the present embodiment, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an organic substance mixing device in the biogas generation system, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing steps of a gas generation method;

地中には、図1に示すように、嫌気性水素生成菌を含有する地下水層や嫌気性メタン生成菌を含有する地下水層を有する有機物付加帯地域、例えば、嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌が活性化する30~85℃程度の地下水を有する温泉地等の地域がある。一般的に、嫌気性水素生成菌が活性化する温度は60℃前後であり、嫌気性メタン生成菌が活性化する温度である45℃前後よりも高いことから、嫌気性水素生成菌を含有する地下水層は、嫌気性メタン生成菌を含有する地下水層よりも深い場合が多い。尚、図1では、嫌気性水素生成菌を含有する地下水層は、嫌気性メタン生成菌を含有する地下水層が個別の地下水層である形態を例示しているが、地下水層の幅が大きい場合には、例えば、温度の高い上層が嫌気性水素生成菌を有する層となり、温度の低い下層が嫌気性メタン生成菌を有する層となるように、単一の地下水層で構成されている場合もある。 In the ground, as shown in Fig. 1, there is an organic accretion zone region having a groundwater layer containing anaerobic hydrogen-producing bacteria and a groundwater layer containing anaerobic methanogens. There are areas such as hot spring areas that have underground water of about 30 to 85°C where methanogens are activated. In general, the temperature at which anaerobic hydrogen-producing bacteria are activated is around 60°C, which is higher than the temperature at which anaerobic methanogens are activated at around 45°C. Groundwater formations are often deeper than those containing anaerobic methanogens. In FIG. 1, the groundwater layer containing anaerobic hydrogen-producing bacteria exemplifies the form in which the groundwater layer containing anaerobic methanogenic bacteria is an individual groundwater layer. For example, it may consist of a single groundwater layer so that the upper layer with high temperature is a layer with anaerobic hydrogen-producing bacteria, and the lower layer with low temperature is with anaerobic methanogens. be.

尚、図1では、嫌気性水素生成菌を含有する地下水層と嫌気性メタン生成菌を含有する地下水層との2つの地下水層を有する地域を例示しているが、これらの地下水層のいずれか一方のみの地下水層を有する地域であってもよい。 FIG. 1 illustrates an area having two groundwater layers, one containing anaerobic hydrogen-producing bacteria and the other containing anaerobic methanogens. It may be an area with only one groundwater layer.

これら嫌気性水素生成菌としては、例えば、Clostridium属、Enterobacter属、或いは、鹿児島県小宝島の温泉から発見されたThermococcus kodakaraensisなどが例示され、嫌気性メタン生成菌としては、Methanobacteriales,Methanomicrobiales,Methanosarcinales等が例示され、上記した嫌気性水素生成菌は、グルコース1モルから2モルのピルビン酸を生成する過程で2モルの水素を生産し,さらにピルビン酸から2モルの酢酸を生成する過程でさらに2 モルの水素を生産するため、1モルのグルコースから合計4モル(約90リットル)の水素を生成可能である。 Examples of these anaerobic hydrogen-producing bacteria include the genus Clostridium, the genus Enterobacter, and Thermococcus kodakaraensis found in hot springs in Kodakara Island, Kagoshima Prefecture. is exemplified, and the above-mentioned anaerobic hydrogen-producing bacteria produce 2 mol of hydrogen in the process of producing 2 mol of pyruvic acid from 1 mol of glucose, and further 2 mol of acetic acid in the process of producing 2 mol of acetic acid from pyruvic acid. To produce 1 mole of hydrogen, a total of 4 moles (about 90 liters) of hydrogen can be produced from 1 mole of glucose.

これら嫌気性水素生成菌を含有する地下水層と嫌気性メタン生成菌を含有する地下水層との2つの地下水層を有する地域に設けられる本実施形態のバイオガス生成システム1は、図1に示すように、主に、第1井戸装置2、第2井戸装置3、ガス取出装置4、有機物混合装置5から構成されている。尚、第1井戸装置2と第2井戸装置3との距離は、地形、地下水層の規模等に応じて、適宜に決定すればよいが、例えば、気密性等の観点から、10mから100mの範囲とすればよい。 The biogas generation system 1 of this embodiment, which is provided in an area having two groundwater layers, a groundwater layer containing these anaerobic hydrogen-producing bacteria and a groundwater layer containing anaerobic methanogens, is shown in FIG. It mainly consists of a first well device 2 , a second well device 3 , a gas extraction device 4 and an organic substance mixing device 5 . The distance between the first well apparatus 2 and the second well apparatus 3 may be appropriately determined according to the topography, the scale of the groundwater layer, etc., but for example, from the viewpoint of airtightness, the distance may be between 10m and 100m. It should be a range.

第1井戸装置2には、気密性が高いギアポンプ等からなるポンプPが設けられているともに、該ポンプPに、地中の嫌気性水素生成菌を含有する地下水層に延びる気密性の高い第1地中管11や嫌気性メタン生成菌を含有する地下水層に延びる気密性の高い第2地中管12が接続されており、第1井戸装置2よって、第1地中管11または第2地中管12を通じて、各地下水層から、嫌気性水素生成菌を含有する地下水や、嫌気性メタン生成菌を含有する地下水を、空気中の酸素が混入して地下水の酸素濃度が上昇することなく地上に汲み出すことができるようになっている。 The first well apparatus 2 is provided with a highly airtight pump P such as a gear pump. A first underground pipe 11 and a highly airtight second underground pipe 12 extending to a groundwater layer containing anaerobic methanogens are connected, and the first underground pipe 11 or the second underground pipe 12 is connected by the first well apparatus 2. Through underground pipes 12, groundwater containing anaerobic hydrogen-producing bacteria and groundwater containing anaerobic methanogens are supplied from each groundwater layer without increasing the oxygen concentration of the groundwater due to contamination with oxygen in the air. It is designed so that it can be pumped out to the ground.

また、第2井戸装置3にも気密性が高いギアポンプ等からなるポンプPが設けられているともに、第1井戸装置2と同様に、地中の嫌気性水素生成菌を含有する地下水層に延びる気密性の高い第3地中管21や嫌気性メタン生成菌を含有する地下水層に延びる気密性の高い第4地中管22がポンプPに接続されており、各地下水層から、嫌気性水素生成菌を含有する地下水や、嫌気性メタン生成菌を含有する地下水を、空気中の酸素が混入して地下水の酸素濃度が上昇することなく地上に汲み出すことができるようになっているとともに、有機物混合装置5にて特定有機物であるグルコースが添加(混合)された混合地下水を、空気中の酸素が混入しないように各地下水層に送り込むことができるようになっている。尚、ポンプPは、空気中の酸素が混入せずに地下水を汲み上げたり、地下水層に送りこむことができるものであれば、どのようなポンプであってもよい。 The second well apparatus 3 is also provided with a pump P such as a highly airtight gear pump. A highly airtight third underground pipe 21 and a highly airtight fourth underground pipe 22 extending to the groundwater layer containing anaerobic methanogens are connected to the pump P, and anaerobic hydrogen is supplied from each groundwater layer. Groundwater containing methanogenic bacteria and groundwater containing anaerobic methanogenic bacteria can be pumped out to the ground without oxygen from the air causing an increase in the oxygen concentration of the groundwater. Mixed groundwater to which glucose, which is a specific organic substance, has been added (mixed) in the organic substance mixing device 5 can be fed into each groundwater layer without mixing with oxygen in the air. The pump P may be any pump as long as it can pump up groundwater or send it into the groundwater layer without contamination with oxygen in the air.

第1井戸装置2と第2井戸装置3との間には、第1井戸装置2にて汲み上げた地下水が供給配管6を介して供給されて、該地下水から嫌気性水素生成菌によって生成された水素ガスや嫌気性メタン生成菌によって生成されたメタンガス等のバイオガスを含有する地下水ガスを取り出すためのガス取出装置4と、ガス取出装置4から供給配管7介して供給された地下水に、特定有機物であるグルコースを添加(混合)するための有機物混合装置5が設けられており、有機物混合装置5によってグルコースが添加(混合)された混合地下水が、第2井戸装置3に供給されて、第2井戸装置3から、第3地中管21や第4地中管22を通じて、各地下水層に混合地下水が環流されるようになっている。 Between the first well apparatus 2 and the second well apparatus 3, groundwater pumped up by the first well apparatus 2 is supplied through a supply pipe 6, and hydrogen is produced from the groundwater by anaerobic hydrogen-producing bacteria. A gas extraction device 4 for extracting groundwater gas containing biogas such as hydrogen gas and methane gas produced by anaerobic methanogens; is provided, and the mixed groundwater to which glucose has been added (mixed) by the organic matter mixing device 5 is supplied to the second well device 3, and the second Mixed groundwater is circulated to each groundwater layer from the well apparatus 3 through the third underground pipe 21 and the fourth underground pipe 22 .

尚、第1井戸装置2と第2井戸装置3には、ポンプPに接続された排出管Gが設けられており、該排出管Gを通じて、汲み上げた地下水を外部に排出できるようになっている。 The first well apparatus 2 and the second well apparatus 3 are provided with a discharge pipe G connected to the pump P, and the pumped groundwater can be discharged to the outside through the discharge pipe G. .

つまり、第1井戸装置2においては、汲み上げた地下水がガス取出装置4の処理量を超える場合等に、排出管Gを介して排出できるようになっている。また、第2井戸装置3でも、ポンプPを逆回転させて、第1井戸装置2と同様に地下水を汲み上げて排出管Gを介して排出することで、第3地中管21や第4地中管22の内部を、酸素をほぼ含まない地下水にて満たされた状態とした後、ポンプPを正回転させて、グルコースが添加(混合)された混合地下水を環流させることで、第3地中管21や第4地中管22の内部に存在する空気(酸素)が、各地下水層に送り込まれて、各地下水層の嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌の活性が低下したり、或いは、部分的に死滅して嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌の単位体積中の量が低下してしまうことを防ぐことができるようになっている。 That is, in the first well apparatus 2, when the pumped groundwater exceeds the throughput of the gas extraction apparatus 4, it can be discharged through the discharge pipe G. As shown in FIG. Also, in the second well apparatus 3, the pump P is reversely rotated to pump up groundwater in the same manner as in the first well apparatus 2 and discharge it through the discharge pipe G, whereby the third underground pipe 21 and the fourth underground After the inside of the middle tube 22 is filled with groundwater containing almost no oxygen, the pump P is rotated forward to cause the mixed groundwater to which glucose is added (mixed) to circulate, thereby forming a third ground. The air (oxygen) existing inside the middle pipe 21 and the fourth underground pipe 22 is sent into each groundwater layer, and the activity of anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogens in each groundwater layer is reduced. Alternatively, it is possible to prevent a decrease in the amount of anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogenic bacteria per unit volume due to partial death.

ガス取出装置4には、第1井戸装置2によって汲み上げられた地下水が供給されて、該地下水に含まれる水素ガスやメタンガス等の地下水ガスが取り出される。これら地下水ガスは、ガスが単離しているのではなく、多くは、地下水に溶解した状態で地下水に含まれているので、これら地下水に溶解している地下水ガスを、本実施形態では、汲み上げた地下水を減圧することによって取り出す装置を使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、地下水ガスを効果的に取り出すことができるものであれば、減圧以外の手法による装置であってもよい。 Groundwater pumped up by the first well device 2 is supplied to the gas extraction device 4, and groundwater gases such as hydrogen gas and methane gas contained in the groundwater are extracted. These groundwater gases are not isolated gases, but are mostly contained in the groundwater in a state dissolved in the groundwater. Although a device for extracting groundwater by depressurizing is used, the present invention is not limited to this, and any device using a method other than depressurization may be used as long as it can effectively extract groundwater gas. may

尚、ガス取出装置4においては、第1井戸装置2によって汲み上げられた地下水から必ず地下水ガスを取り出す必要はなく、例えば、混合地下水を最初に環流する場合等においては、地下水ガスを取り出さずに有機物混合装置5に供給することもできる。 In addition, in the gas extracting device 4, it is not always necessary to take out the groundwater gas from the groundwater pumped up by the first well device 2. For example, when the mixed groundwater is first circulated, organic substances may be extracted without taking out the groundwater gas. A mixing device 5 can also be fed.

次に、ガス取出装置4を通過した地下水にグルコースを添加(混合)する有機物混合装置5について、図2を用いてより詳細に説明する。本実施形態の有機物混合装置5は、図2に示すように、抽出タンク41、濾過装置49、脱気用タンク42、脱気装置43を有している。 Next, the organic substance mixing device 5 for adding (mixing) glucose to the groundwater that has passed through the gas extraction device 4 will be described in more detail with reference to FIG. The organic substance mixing device 5 of this embodiment has an extraction tank 41, a filtering device 49, a deaeration tank 42, and a deaeration device 43, as shown in FIG.

抽出タンク41は、食物残渣であるジャガイモ皮Zからグルコース(でんぷん)を抽出するためのタンクであり、その上部には、ジャガイモ皮Zを投入するための投入口55と、抽出タンク41内において回転する攪拌翼を回転駆動するための駆動モータ56とが設けられている。そして、抽出タンク41の上部側面には、ガス取出装置4を通過した地下水が供給される供給配管7から分岐した分岐管44が連結されており、分岐管44上に設けられている供給バルブ47を開くことによって、該分岐管44を通じて地下水が抽出タンク41内に供給されるようになっている。 The extraction tank 41 is a tank for extracting glucose (starch) from potato skins Z, which are food residues. A drive motor 56 is provided for rotationally driving the stirring blades. A branch pipe 44 branched from a supply pipe 7 to which groundwater that has passed through the gas extraction device 4 is supplied is connected to the upper side surface of the extraction tank 41. A supply valve 47 is provided on the branch pipe 44. Groundwater is supplied into the extraction tank 41 through the branch pipe 44 by opening the .

尚、投入口55から投入されるジャガイモ皮Zは、付着している菌が嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌に悪影響を及ぼさないように、予め紫外線等によって滅菌処理したものを使用している。 Note that the potato skins Z to be fed from the inlet 55 should be sterilized in advance with ultraviolet light or the like so that the adhering bacteria do not adversely affect the anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogenic bacteria. ing.

また、抽出タンク41には、グルコースを抽出した後のジャガイモ皮Zを排出するための排出口58が、底面中央部に設けられているとともに、下方部の側面には、抽出によってグルコースを高濃度に含有する地下水(以下、マスターバッチ地下水と称する)を排出するための排出管45が接続されているとともに、該排出管45の他方端は、脱気用タンク42に接続されていて、マスターバッチ地下水が脱気用タンク42に供給されるようになっている。 In addition, the extraction tank 41 is provided with a discharge port 58 for discharging the potato skins Z after the glucose has been extracted, at the center of the bottom, and on the side of the lower part, a high-concentration glucose is produced by the extraction. A discharge pipe 45 for discharging the groundwater contained in the masterbatch (hereinafter referred to as masterbatch groundwater) is connected, and the other end of the discharge pipe 45 is connected to a degassing tank 42, Groundwater is supplied to the tank 42 for degassing.

尚、排出管45の経路上には、濾過装置49並びにバルブ49’が設けられており、マスターバッチ地下水に含まれるジャガイモ皮Zの小片等の非溶解性の異物が濾過によって除去され、これら濾過されたマスターバッチ地下水が脱気用タンク42に供給される。 A filtration device 49 and a valve 49' are provided on the path of the discharge pipe 45, and insoluble foreign matter such as small pieces of potato skin Z contained in the masterbatch groundwater is removed by filtration. The masterbatch groundwater thus prepared is supplied to a degassing tank 42 .

脱気用タンク42の上部には、脱気装置43が連結管50、51を介して接続されており、脱気用タンク42内に供給されたマスターバッチ地下水に含まれる空気(特には酸素)が、バルブ49’を閉じた状態にて減圧によって除去された後、脱気用タンク42内に、酸素を含まない窒素ガスが供給されて低酸素雰囲気に保たれる。尚、窒素ガスを供給するのは、脱気用タンク42内が減圧されたままの状態では、バルブ48を開放しても、脱気用タンク42内部のマスターバッチ地下水を、供給配管7を流れる地下水に、良好に添加、混合することができないからである。 A deaerator 43 is connected to the upper part of the deaeration tank 42 via connecting pipes 50 and 51, and the air (especially oxygen) contained in the masterbatch groundwater supplied into the deaeration tank 42 is removed. is removed by reducing the pressure with the valve 49' closed, nitrogen gas containing no oxygen is supplied into the degassing tank 42 to maintain a low-oxygen atmosphere. Nitrogen gas is supplied so that the masterbatch groundwater inside the degassing tank 42 flows through the supply pipe 7 even if the valve 48 is opened while the pressure in the degassing tank 42 remains reduced. This is because they cannot be well added to and mixed with groundwater.

脱気装置43によって脱気されて低酸素雰囲気に保たれた脱気用タンク42内部のマスターバッチ地下水は、バルブ48の開放によって注入管46を流下して、供給配管7を通過する地下水に添加される。尚、図2には、図示していないが、これらマスターバッチ地下水の添加を安定して行うようにするために、注入管46上に定量吐出装置が設けられており、一定時間に一定量のマスターバッチ地下水が供給配管7を通過する地下水に添加されるようになっている。また、供給配管7には一定流量の地下水が流れている。 The masterbatch groundwater inside the deaeration tank 42, which has been deaerated by the deaerator 43 and kept in a low-oxygen atmosphere, flows down the injection pipe 46 by opening the valve 48 and is added to the groundwater passing through the supply pipe 7. be done. In addition, although not shown in FIG. 2, in order to stably add the masterbatch groundwater, a constant amount discharge device is provided on the injection pipe 46, and a constant amount of water is discharged at a constant time. A masterbatch groundwater is added to the groundwater passing through the supply pipe 7 . In addition, a constant flow of groundwater flows through the supply pipe 7 .

次に、本実施形態のバイオガス生成システムを用いたバイオガス生成方法の工程について、図3を用いて説明する。 Next, the steps of the biogas generation method using the biogas generation system of this embodiment will be described with reference to FIG.

バイオガス生成システムを用いたバイオガス生成方法は、図3に示すように、地下水汲上工程、有機物混合工程、混合地下水環流工程、バイオガス生成工程、バイオガス取り出し工程を含む。 The biogas generation method using the biogas generation system includes, as shown in FIG. 3, a groundwater pumping process, an organic matter mixing process, a mixed groundwater circulation process, a biogas generating process, and a biogas extracting process.

地下水汲上工程は、第1井戸装置2によって第1地中管11または第2地中管12を通じて嫌気性水素生成菌を含有する地下水または嫌気性メタン生成菌を含有する地下水を各地下水層から汲み上げて、ガス取出装置4に供給する工程である。尚、汲み上げは、第1地中管11または第2地中管12のいずれか一方のみを使用する。以下の説明においては、説明を簡潔化するために、嫌気性水素生成菌の場合について説明するが、嫌気性メタン生成菌の場合は、第2地中管12や第4地中管22を使用する点が異なるだけであり、他の内容については嫌気性水素生成菌の場合と同様である。 In the groundwater pumping process, groundwater containing anaerobic hydrogen-producing bacteria or groundwater containing anaerobic methanogens is pumped up from each groundwater layer through the first underground pipe 11 or the second underground pipe 12 by the first well apparatus 2. and supplying it to the gas extraction device 4 . For pumping, only one of the first underground pipe 11 and the second underground pipe 12 is used. In the following description, the case of anaerobic hydrogen-producing bacteria will be described for the sake of simplicity, but in the case of anaerobic methanogens, the second underground pipe 12 and the fourth underground pipe 22 are used. The only difference is that the method is different, and the other contents are the same as in the case of anaerobic hydrogen-producing bacteria.

尚、これら汲み上げ工程は、第1井戸装置2に設けられているポンプPによって行われるので、空気中の酸素が地下水に混入することはない。 In addition, since these pumping steps are performed by the pump P provided in the first well apparatus 2, oxygen in the air is not mixed into the groundwater.

有機物混合工程は、有機物混合装置5に供給された地下水に特定有機物であるグルコースを添加(混合)する工程である。この有機物混合工程は、バイオガス生成行程を経ていない場合においては、図3に示すように、ガス取出装置4によってバイオガスの取出工程が行われていない地下水、つまり、ガス取出装置4を通過した地下水に対して実行されるが、バイオガス生成行程を経た後においては、ガス取出装置4によってバイオガスが取出された地下水に対して実行される。 The organic matter mixing step is a step of adding (mixing) glucose, which is a specific organic matter, to the groundwater supplied to the organic matter mixing device 5 . In this organic substance mixing step, when the biogas generation step has not been performed, as shown in FIG. Although it is performed on groundwater, after passing through the biogas generation process, it is performed on groundwater from which biogas has been extracted by the gas extraction device 4 .

尚、有機物混合工程においては、前述したように、地下水に食物残渣であるジャガイモ皮Zを投入・攪拌し、該ジャガイモ皮Zからセルロースを抽出した後、該地下水を濾過、脱気して生成されたマスターバッチ地下水を使用して、セルロースの添加(混合)が行われる。このように、セルロースを抽出するための用水として、もともと、酸素濃度が著しく低い地下水を用いることで、用水を個別に用意する場合に比較してコストを抑えることができる。 In the organic matter mixing step, as described above, potato skins Z, which are food residues, are added to groundwater and stirred, and after cellulose is extracted from the potato skins Z, the groundwater is filtered and degassed. Cellulose addition (mixing) is done using the masterbatch groundwater. In this way, by using groundwater, which originally has a significantly low oxygen concentration, as water for extracting cellulose, costs can be reduced compared to the case where water is prepared separately.

混合地下水環流工程は、有機物混合工程によってグルコースが添加(混合)された地下水を、第2井戸装置3と第3地中管21(嫌気性メタン生成菌の場合は第4地中管22)を通じて地下水層に環流させる。この際、第2井戸装置3のポンプPによって、地下水が攪拌されることで、添加されたグルコースの濃度が均質化される。 In the mixed groundwater circulation process, the groundwater to which glucose has been added (mixed) in the organic matter mixing process is passed through the second well device 3 and the third underground pipe 21 (the fourth underground pipe 22 in the case of anaerobic methanogens). Circulate to the groundwater layer. At this time, the groundwater is agitated by the pump P of the second well device 3 to homogenize the concentration of the added glucose.

尚、混合地下水環流工程の開始時においては、前述したように、第3地中管21や第4地中管22の内部が地下水にて満たされるように、第2井戸装置3のポンプPを逆回転させる処理等を実行する。 At the start of the mixed groundwater circulation process, as described above, the pump P of the second well apparatus 3 is turned on so that the insides of the third underground pipe 21 and the fourth underground pipe 22 are filled with groundwater. Processing such as reverse rotation is executed.

バイオガス生成行程は、グルコースが添加(混合)されて地下水層に環流された地下水を所定の生成期間、地下水層に放置して、嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌によってバイオガスである水素ガスやメタンガスを生成させる工程であり、これら放置する生成期間は、地下水層の温度や、地下水に含まれる嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌の種類等に応じて決定すればよいが、例えば、地上において嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌にグルコースを添加(混合)してバイオガスを生成する期間、例えば、嫌気性水素生成菌であれば、地下水温が比較的高温であれば1~7日、地下水温が比較的低温であれば3~14日とすればよく、嫌気性メタン生成菌であれば、地下水温が比較的高温であれば7~20日、地下水温が比較的低温であれば2週間~60日等とすればよい。 In the biogas generation process, glucose is added (mixed) and the groundwater circulated to the groundwater layer is left in the groundwater layer for a predetermined generation period, and biogas is produced by anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogenic bacteria. It is a process of generating hydrogen gas and methane gas, and the period of time during which these are left to stand may be determined according to the temperature of the groundwater layer, the types of anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogenic bacteria contained in the groundwater, etc. , For example, the period in which glucose is added (mixed) to anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogens on the ground to generate biogas. 1 to 7 days if the groundwater temperature is relatively low, 3 to 14 days if the groundwater temperature is relatively low. If the temperature is relatively low, it may be 2 weeks to 60 days.

バイオガス生成行程において生成期間が経過した後、再度、地下水を汲み上げる地下水汲上工程を実行して、地下水を汲み上げる。 After the generation period has passed in the biogas generation process, the groundwater pumping process is executed again to pump up the groundwater.

そして、地下水汲上工程にて汲み上げた地下水をガス取出装置4に供給して、バイオガスである水素ガスやメタンガスを地下水から取り出す(バイオガス取り出し工程)。 Then, the groundwater pumped up in the groundwater pumping process is supplied to the gas extraction device 4 to extract hydrogen gas and methane gas, which are biogases, from the groundwater (biogas extraction process).

尚、これらバイオガス取り出し工程によってバイオガスが取り出された地下水は、バイオガス生成行程において増殖した嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌を含むので、これら増殖した嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌を再利用することで、効力良く、バイオガスを生成できることから、再度、有機物混合装置5に供給して有機物混合工程を行ってグルコースを添加(混合)する。 In addition, since the groundwater from which the biogas is extracted by these biogas extraction processes contains anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogens that proliferated in the biogas production process, these proliferated anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic By reusing the methanogenic bacteria, biogas can be generated effectively, so that the biogas is again supplied to the organic matter mixing device 5 and the organic matter mixing step is performed to add (mix) glucose.

この場合において単位体積(1リットル)の地下水に添加(混合)するグルコースの量(重量)、すなわち、添加(混合)後の地下水におけるグルコースの濃度(体積濃度)は、最初に添加したグルコースの量(重量)に対応する濃度よりも、高い濃度となるようにする。つまり、初回に汲み上げられた地下水における嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌の単位体積当りの菌数は、グルコースの添加による増殖がないので比較的少ない。そのため、これら単位体積当りの菌数が比較的少ない地下水に多量のグルコースを添加して高濃度としても、該グルコースを菌が分解できず、余剰の未分解のグルコースが発生して、これら未分解のグルコースが他の細菌の増殖を招いて、嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌の活性が低下してしまう畏れがある。よって、最初は、比較的低いグルコースの濃度(体積濃度)、例えば、1~3g/Lとし、バイオガス生成行程を経過した回数に応じて、順次、グルコースの濃度(体積濃度)を、例えば、前回の2倍程度に高めていくことで、未分解のグルコースによる影響を抑えつつ、増殖した嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌により効率良くバイオガスを生成することができるようになる。 In this case, the amount (weight) of glucose to be added (mixed) to a unit volume (1 liter) of groundwater, that is, the concentration (volumetric concentration) of glucose in the groundwater after addition (mixing) is the amount of glucose initially added. Make the concentration higher than the concentration corresponding to (weight). In other words, the number of anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogenic bacteria per unit volume in the groundwater pumped up for the first time is relatively small because there is no growth due to the addition of glucose. Therefore, even if a large amount of glucose is added to groundwater with a relatively small number of bacteria per unit volume to increase the concentration, the bacteria cannot decompose the glucose, and surplus undecomposed glucose is generated. There is a fear that this glucose will lead to the growth of other bacteria and reduce the activity of anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogenic bacteria. Therefore, at first, the glucose concentration (volume concentration) is relatively low, for example, 1 to 3 g / L, and the glucose concentration (volume concentration) is gradually increased according to the number of times the biogas generation process has passed, for example, By increasing it to about twice the previous level, it becomes possible to efficiently generate biogas by the grown anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogenic bacteria while suppressing the influence of undecomposed glucose.

尚、バイオガス生成行程の生成期間は、嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌の単位体積当りの菌数の増加に応じて、回数が増加するに従い短くすることも可能である。 The generation period of the biogas generation process can be shortened as the number of anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogen-producing bacteria per unit volume increases.

以上、本実施形態によれば、地下水層からバイオガス生成菌である嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌を含む地下水を汲み上げるので、嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌を別途入手する必要がないとともに、該嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌が死滅したり減少したりしないように低酸素雰囲気において有機物を混合した地下水を元の地下水層に戻すことにより嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌によるバイオガスである水素ガスやメタンガスの生成が行われるため、地上において嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌が水素ガスやメタンガスを生成可能な温度や低酸素環境を維持するためのコストを低減できるので、安価にバイオガスである水素ガスやメタンガスを生成することができる。 As described above, according to the present embodiment, groundwater containing anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogens, which are biogas-producing bacteria, is pumped up from the groundwater layer. Anaerobic hydrogen generation by returning groundwater mixed with organic matter to the original groundwater layer in a low-oxygen atmosphere so that the anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogens do not die or decrease Since hydrogen gas and methane gas, which are biogases, are generated by bacteria and anaerobic methanogens, the temperature and low-oxygen environment where anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogens can generate hydrogen gas and methane gas on the ground are required. Since the cost for maintaining the can be reduced, hydrogen gas and methane gas, which are biogases, can be produced at low cost.

また、本実施形態によれば、特定有機物であるグルコースを高濃度にて含有するマスターバッチ地下水を脱気して地下水へのグルコースの添加(混合)を行うので、酸素を含むグルコースの混合によって、嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌が死滅したり減少したりすることを防ぐことができる。 Further, according to the present embodiment, since the masterbatch groundwater containing a high concentration of glucose, which is a specific organic substance, is degassed and glucose is added (mixed) to the groundwater, by mixing glucose containing oxygen, It is possible to prevent anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogenic bacteria from dying out or decreasing.

また、本実施形態によれば、地下水汲上工程にて汲み上げてバイオガス取り出し工程を行った地下水に、再度、有機物混合工程にてグルコースを混合したのち、混合地下水環流工程により地下水層に環流させることを繰り返すとともに、これら繰り返し毎に、特定有機物の体積濃度を漸増させているので、一度に高濃度のグルコース(特定有機物)が混合されることで、嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌が処理しきれないグルコース(特定有機物)によって、嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌以外の他の菌が地下水層に発生して嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌の活性が低下して水素ガスやメタンガスの生成に悪影響が生じてしまうことを防ぐことができるとともに、グルコース(特定有機物)の添加によって増殖した嫌気性水素生成菌や嫌気性メタン生成菌を再利用して効率良く水素ガスやメタンガスを生成することもできる。 Further, according to the present embodiment, the groundwater that has been pumped up in the groundwater pumping step and subjected to the biogas extraction step is mixed with glucose again in the organic substance mixing step, and then circulated to the groundwater layer in the mixed groundwater circulation step. is repeated, and the volume concentration of the specific organic matter is gradually increased with each repetition. Therefore, by mixing a high concentration of glucose (specific organic matter) at once, anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogenic bacteria are generated. Glucose (specific organic matter) that cannot be processed causes bacteria other than anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogens to grow in the groundwater layer, reducing the activity of anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogens. It is possible to prevent the generation of hydrogen gas and methane gas from being adversely affected by the addition of glucose (specific organic matter), and to reuse anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogenic bacteria that have grown due to the addition of glucose (specific organic substances). It can also produce gas and methane gas.

また、本実施形態によれば、食物残渣であるジャガイモ皮Zからグルコース(特定有機物)を抽出しているので、水素ガスやメタンガスの生成に必要な高品質なグルコース(特定有機物)を安価に入手することができる。 In addition, according to the present embodiment, since glucose (specific organic matter) is extracted from potato skin Z, which is food residue, high-quality glucose (specific organic matter) necessary for generating hydrogen gas and methane gas can be obtained at low cost. can do.

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and any changes or additions within the scope of the present invention are included in the present invention. be

例えば、上記実施形態では、バイオガスを取り出した地下水に再度、グルコース(特定有機物)を添加して地下水層に環流することで、増殖したバイオガス生成菌を効果的に利用できるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらバイオガスを取り出した地下水にグルコース(特定有機物)を添加することなく地下水層に環流するようにしてもよい。 For example, in the above-described embodiment, glucose (specified organic substance) is added again to the groundwater from which the biogas has been extracted, and the biogas-producing bacteria can be effectively used by circulating the groundwater into the groundwater layer. However, the present invention is not limited to this, and the groundwater from which these biogases have been extracted may be circulated to the groundwater layer without adding glucose (specific organic matter).

また、上記実施形態では、地下水汲上工程と有機物混合工程と混合地下水環流工程とをバイオガス生成工程の前に1度のみ実行する形態を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、バイオガス生成工程の前に、地下水汲上工程と有機物混合工程と混合地下水環流工程とを複数回に分けて実行するようにしてもよく、この場合にあっても、グルコース(特定有機物)の濃度を、初回<2回目<3回目…のように、漸増させるようにすることが好ましい。 Further, in the above embodiment, the groundwater pumping process, the organic matter mixing process, and the mixed groundwater circulation process are performed only once before the biogas generation process, but the present invention is limited to this. Instead, for example, before the biogas generation step, the groundwater pumping step, the organic matter mixing step, and the mixed groundwater circulation step may be performed in multiple steps. It is preferable to gradually increase the concentration of organic matter) such that the first time < the second time < the third time, and so on.

また、上記実施形態では、セルロースを、食物残渣であるジャガイモ皮Zから抽出する形態を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらセルロースを、他の食物残渣から抽出してもよいし、食物残渣以外から抽出したものであってもよい。 In addition, in the above embodiment, cellulose is extracted from potato skin Z, which is food residue, but the present invention is not limited to this, and the cellulose is extracted from other food residue It may be extracted from other than food residue.

また、上記実施形態では、特定有機物をセルロースとした形態を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、特に嫌気性メタン生成菌の場合にあってはこれら特定有機物を、下水処理汚泥から抽出した有機物の単体、或いは、セルロースと下水処理汚泥から抽出した有機物の混合物としてもよく、バイオガス生成菌がバイオガスを生成可能であって、地下水に溶解または沈降しないように分散できるものが好ましく、これらから適宜に1または複数を選択することができる。但し、これら下水処理汚泥から抽出した有機物については、種々の雑菌が付着していることから、これら雑菌を除去した上で地下水に添加(混合)することが好ましい。 In addition, in the above-described embodiment, a form in which cellulose is used as the specific organic substance is exemplified, but the present invention is not limited to this. may be a single organic matter extracted from sewage sludge, or a mixture of cellulose and organic matter extracted from sewage sludge, in which biogas-producing bacteria are capable of producing biogas and are not dissolved or precipitated in groundwater. , and one or more of them can be selected as appropriate. However, since various germs are attached to the organic matter extracted from the sewage treatment sludge, it is preferable to remove these germs before adding (mixing) it to the groundwater.

また、上記実施形態では、水素ガス生成菌またはメタンガス生成菌を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら水素ガス生成菌またはメタンガス生成菌以外のバイオガス生成菌であってもよい。 In the above embodiment, hydrogen gas-producing bacteria or methane gas-producing bacteria are exemplified, but the present invention is not limited to these, and biogas-producing bacteria other than these hydrogen gas-producing bacteria or methane gas-producing bacteria are used. There may be.

また、上記実施形態では、図1や図2において、流量計や濃度計等の計測装置を図示していないが、これらの計測装置を設けて、ガスの含有量やバイオガス生成菌の菌量や特定有機物の濃度を測定しながら調整、制御するようにしてもよいことは言うまででもない。
また、上記実施形態では、第1井戸装置2において、嫌気性水素生成菌を含有する地下水または嫌気性メタン生成菌を含有する地下水のいずれかを汲み上げるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、嫌気性水素生成菌および嫌気性メタン生成菌のいずれも含まないとともに酸素濃度が低い地下水層に延びる第5地中管を設けて、該第5地中管を通じて地下水層を汲み上げて、これらに、例えば、地中から採取した嫌気性水素生成菌および嫌気性メタン生成菌やこれらを地上で培養した嫌気性水素生成菌および嫌気性メタン生成菌等を添加して、地中に環流させるようにしてもよい。
In addition, in the above-described embodiments, measuring devices such as a flow meter and a concentration meter are not shown in FIG. 1 and FIG. Needless to say, the adjustment and control may be performed while measuring the concentration of the specific organic matter.
In the above embodiment, the first well apparatus 2 pumps up either groundwater containing anaerobic hydrogen-producing bacteria or groundwater containing anaerobic methanogens, but the present invention is limited to this. For example, by providing a fifth underground pipe extending to a groundwater layer containing neither anaerobic hydrogen-producing bacteria nor anaerobic methanogens and having a low oxygen concentration, By pumping up the layer, for example, anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogens collected from the ground, anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogens cultured on the ground, etc. are added to these, You may make it circulate in the ground.

また、前記実施形態では、汲み上げた地下水に特定有機物を低酸素雰囲気にて添加(混合)した後に、直ぐに地下水層に環流しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら特定有機物を添加(混合)した地下水を、一時的に培養タンクおいて培養して増殖させた後、嫌気性水素生成菌および嫌気性メタン生成菌が増えた地下水を、各地下水層に環流させるようにしてもよい。 In the above embodiment, the specific organic matter is added (mixed) to the pumped groundwater in a low-oxygen atmosphere, and then immediately circulated to the groundwater layer, but the present invention is not limited to this. Groundwater to which organic matter has been added (mixed) is temporarily cultured and grown in a culture tank, and then the groundwater in which anaerobic hydrogen-producing bacteria and anaerobic methanogenic bacteria have increased is circulated to each groundwater layer. may

また、前記実施形態では、特定有機物のみを地下水に添加した形態を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら特定有機物とともに、該特定有機物にてバイオガスを生成可能な嫌気性バイオガス生成菌を併せて投入するようにしてもよく、これら嫌気性バイオガス生成菌は、地上において予め培養しておけばよい。尚、このように、地上において予め培養した嫌気性バイオガス生成菌を、上記した一時的に培養タンクおいて培養した嫌気性バイオガス生成菌に加えて、地下水に添加(混合)するようにしてもよい。 In addition, in the above-described embodiment, only the specific organic matter is added to the groundwater, but the present invention is not limited to this, and biogas can be generated from the specific organic matter together with these specific organic matter. anaerobic biogas-producing bacteria may be added together, and these anaerobic biogas-producing bacteria may be cultured in advance on the ground. In this way, the anaerobic biogas-producing bacteria pre-cultured on the ground are added (mixed) to the groundwater in addition to the anaerobic biogas-producing bacteria temporarily cultured in the above-described culture tank. good too.

1 バイオガス生成システム
2 第1井戸装置
3 第2井戸装置
4 ガス取出装置
5 有機物混合装置
41 抽出タンク
42 脱気用タンク
43 脱気装置
49 濾過装置
P ポンプ
1 biogas generation system 2 first well device 3 second well device 4 gas extraction device 5 organic substance mixing device 41 extraction tank 42 deaeration tank 43 deaeration device 49 filtration device P pump

Claims (6)

嫌気性雰囲気においてバイオガスを生成するバイオガス生成菌を用いるバイオガスの生成方法であって、
バイオガス生成菌を含む地下水層の地下水を、空気中の酸素が混入しないように汲み上げる汲み上げ工程と、
前記汲み上げ工程にて汲み上げた地下水に、空気中の酸素濃度よりも低い所定の酸素濃度以下の低酸素雰囲気において、該地下水に含まれるバイオガス生成菌が分解によってガスを生成可能な特定有機物を混合する混合工程と、
前記混合工程において前記特定有機物が混合された地下水を、空気中の酸素が混入しないように前記地下水層に戻す環流工程と、
前記環流工程の実施から、バイオガス生成菌に対応した所定の発生期間が経過した後に、前記地下水層からバイオガスを取り出すバイオガス取出工程と、
を含む
ことを特徴とするバイオガスの生成方法。
A method for producing biogas using biogas-producing bacteria that produce biogas in an anaerobic atmosphere,
a pumping step of pumping up the groundwater of the groundwater layer containing the biogas-producing bacteria so as not to mix oxygen in the air;
The groundwater pumped up in the pumping step is mixed with a specific organic substance capable of generating gas by decomposition by biogas-producing bacteria contained in the groundwater in a low-oxygen atmosphere with a predetermined oxygen concentration lower than the oxygen concentration in the air. a mixing step of
A circulation step of returning the groundwater mixed with the specific organic matter in the mixing step to the groundwater layer so as not to mix with oxygen in the air;
a biogas extracting step of extracting biogas from the groundwater layer after a predetermined generation period corresponding to the biogas-producing bacteria has passed since the circulation step;
A method for producing biogas, comprising:
前記混合工程後における地下水の前記特定有機物の濃度よりも高い高濃度にて該特定有機物が混合された高濃度液体を脱気する脱気工程を含み、
前記混合工程においては、前記脱気工程にて脱気された高濃度液体を使用して前記特定有機物の混合を行う
ことを特徴とする請求項1に記載のバイオガスの生成方法。
A degassing step of degassing a high-concentration liquid mixed with the specific organic matter at a concentration higher than the concentration of the specific organic matter in groundwater after the mixing step,
2. The biogas generation method according to claim 1, wherein in the mixing step, the specific organic matter is mixed using the high-concentration liquid degassed in the degassing step.
前記汲み上げ工程と前記混合工程と前記環流工程とを、所定期間毎に繰り返し行い、
繰り返し毎に、前記混合工程にて混合する前記特定有機物の濃度を漸増させる
ことを特徴とする請求項1または2に記載のバイオガスの生成方法。
The pumping step, the mixing step, and the reflux step are repeatedly performed at predetermined intervals,
3. The method for generating biogas according to claim 1, wherein the concentration of the specific organic matter mixed in the mixing step is gradually increased for each repetition.
前記汲み上げ工程にて汲み上げてバイオガスを取り出した地下水を、前記混合工程と前記環流工程によって再処理する
ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のバイオガスの生成方法。
The biogas generation method according to any one of claims 1 to 3, wherein the groundwater from which the biogas is taken out by pumping in the pumping step is reprocessed by the mixing step and the reflux step.
前記バイオガス生成菌が、水素ガス生成菌またはメタンガス生成菌である
ことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のバイオガスの生成方法。
The method for producing biogas according to any one of claims 1 to 4, wherein the biogas-producing bacteria are hydrogen gas-producing bacteria or methane gas-producing bacteria.
前記特定有機物が、食物残渣から抽出されたグルコースである
ことを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載のバイオガスの生成方法。
The method for producing biogas according to any one of claims 1 to 5, wherein the specific organic matter is glucose extracted from food residue.
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