JPH04247296A - 嫌気的消化処理装置 - Google Patents

嫌気的消化処理装置

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Publication number
JPH04247296A
JPH04247296A JP3256228A JP25622891A JPH04247296A JP H04247296 A JPH04247296 A JP H04247296A JP 3256228 A JP3256228 A JP 3256228A JP 25622891 A JP25622891 A JP 25622891A JP H04247296 A JPH04247296 A JP H04247296A
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JP
Japan
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fluid
digester
inlet
distribution conduit
conduit
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Application number
JP3256228A
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English (en)
Inventor
Jeff P Jordan
ジェフ　ピー．ジョーダン
James D Mcelvaney
ジェイムズ　ディー．マッケルバニー
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Unisyn
Original Assignee
Unisyn
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C02F3/2806—Anaerobic processes using solid supports for microorganisms
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、廐肥および他の物質を
嫌気的に消化処理するシステムに関し、更に詳しくは嫌
気的消化処理システムで使用する消化処理装置に関する
。
【０００２】
【発明の背景】動物廐肥および他の有機物質は嫌気的に
、すなわち酸素の非存在下に消化され、有機物質は脱窒
されて廃棄または二次的に使用する際に安全なものとさ
れる。嫌気的消化システムの副生物はメタンおよび単細
胞蛋白質である。
【０００３】廐肥のような有機物質は、濃厚な水性スラ
リーの形態で消化処理装置に導入される。消化処理装置
内で滞留させると、スラリーは重質相、液相および軽質
相に分離する。重質相は沈降し、嫌気性細菌の作用によ
り消化処理装置の底部で一様なブロックとなって固まる
。軽質相は液相の頂部へと上昇する。軽質相は通常は繊
維分が高いため、嫌気性細菌が接着してかなりの強度の
複合体マットとなり、液相の上面にフィルムを形成する
。一旦重質および軽質相を形成・固化させてしまうと、
消化処理装置内でこの蓄積物を破壊して重質および軽質
相を除去することは困難である。
【０００４】機械的攪拌機を用いて重質相の移動を維持
することが行われている。消化処理装置の底部における
過酷な環境条件のため、機械的攪拌機は腐蝕や破壊を受
け易い。したがって、機械的攪拌は最終的な回答ではな
い。軽質相については、繊維分のマット形成を防止する
ための満足し得る解決策は全く示唆されていない。
【０００５】
【発明の概要】本発明は、消化処理装置およびこの消化
処理装置内に特別の混合システムを提供し、これにより
大量の消化すべき物質において重質および軽質相の蓄積
を防止しようとするものである。本発明に係る消化処理
装置は、第１および第２端部を有する容器ならびに容器
内に位置し微生物を支持する微生物支持媒体が包含され
る。容器内で流体スラリーを循環させる手段は、第１端
部に隣接し前記容器の上部に設けられた入口部および入
口部から第１端部に隣接する容器の底部に向って延在す
る分配導管を有する。この分配導管は、容器の底部に沿
って第１端部の隣接部から第２端部の隣接部へと更に延
在する。ポンプ手段は流体を入口部へと誘引し、導管を
介して流体を循環させる。容器の底部に沿って離間した
位置で複数のノズル手段と分配導管とが連結される。ノ
ズルは、流体を導管から容器の底部に向って下方に噴出
するよう配向されている。ノズルからの流体は最初は下
方に流れ、その後容器の床部に沿い、次いで容器の側壁
部に沿って支持媒体を通過する。
【０００６】この発明の好適な態様では、第２分配導管
を第２端部に隣接する第１分配導管と連結し、容器の上
部部分へと上方に延在するものとする。流体を第１端部
に隣接する入口部に向けるため、水平ノズルを第２分配
導管の上端部に連結する。
【０００７】支持媒体は好ましくは容器内に配設された
複数のパネルからなり、好ましくは容器の側壁部に概ね
平行で直立面内にあるように配設される。これにより消
化される流体はパネルの間を上方に流れることになる。
【０００８】操作に際して、本発明により構成された消
化処理装置はその床部に沿う十分な流れを維持し、重質
相の蓄積を防止し得る。更に、循環系と接合した表面皮
膜除去ノズルは頂部で流体を連続的に処理することがで
きる。
【０００９】
【実施例の説明】まず図１を参照すると、消化処理装置
２０は適当な基台２２上に位置している。この態様では
、消化される物質は側壁部２４および２６ならびに端壁
部２８および３０により内包される。各壁部は基台２２
から上方に延在する。図面では容器の屋根部を省略した
。しかしながら、適当な屋根または蓋を容器上に配置す
ることにより消化処理装置２０内の嫌気的条件を維持す
ることができる。
【００１０】ここで図１，２および図３を参照すると、
サンプ３２が１つの端壁部２８に隣接する基台２２の床
部に形成されている。水性有機物質の流体スラリーを、
第１端部壁部の導管３４を介して消化処理装置に注入す
る。スラリーは、基台２２の頂部表面に隣接する導管３
４の下に位置する導管３６を介して抜取られる。導管３
４を介して消化処理装置に注入された砂質または非常に
重質の物質はサンプ３２に蓄積される。サンプ３２内の
砂質で重質の物質は、吸引導管３８を介して消化処理装
置を空にした後、周期的に抜取ることができる。導管３
８の下端部はサンプ３２の床部に隣接して位置し、端壁
部２８を介して上方および外側に延在する。
【００１１】微生物が沈着して生育する支持媒体は消化
処理装置内に設けられる。支持媒体上には微生物を沈着
させることができる。支持媒体の表面積により消化され
る微生物量に応じて流体の供給を行うことにより、結果
的に消化プロセスにおける効率が実質的に上昇する。こ
の発明の好適な態様では、支持媒体の複数のパネル５２
を、消化処理装置の側壁部２４および２６に対して概ね
平行に直立して配設する。消化処理装置を横断して離間
した関係でパネルを配設して表面の多重性を与え、この
上に微生物が沈着して生育し反応しさせる。
【００１２】複数の水平横断レールまたはＩ‐ビームは
、支持媒体５０の架設支持体としての機能を有する。 レール５４の第１の対は、第１端部の壁部２８に隣接し
て位置する。支持レールは側壁部２４および２６の間に
架設される。上部支持レールは容器の頂部に隣接して位
置するが、下部支持レール５４は容器の床部の上で容器
の高さの約５分の１に位置する。第２のレールの対は端
壁部３０に隣接して位置するが、更に２つのレールの対
は各レール間で等しく離間して位置している。支持媒体
の個々のパネル５２は一般に矩形であり、微生物と和合
性を有しかつ可撓性で僅かに弾性を有するプラスチック
シート材料から構成されている。好適な材料は、２０ミ
ル（約０．５ｍｍ）の厚さを有する食品用ポリ塩化ビニ
ルシートまたはフィルムであるが、非常に低い密度のポ
リエチレンを用いることもできる。パネルを隅部に吊し
、繊維物質およびスラッジが個々のパネルの間の空間を
遮断する余地がないようにする。以下に詳細に説明する
ように、消化する流体スラリーがパネルの間を上方に流
れるようにする。この流体の流れによりパネルが動いて
波打つ。この波打ち運動により、少量のスラッジの蓄積
が払拭され、スラッジの大量蓄積およびこの結果起こる
生物的栄養物の流路の閉塞が防止される。
【００１３】個々のパネル５２のそれぞれは、その周辺
部を介して適当なケーブルに配架される。またそれぞれ
のパネル５２は、一対の縦に離間した水平ケーブルおよ
び一対の長手方向に離間した縦ケーブルを有する。これ
らのケーブルの端部は隣接するレール５４の対に連結さ
れ、ぴんと張るように引張られる。パネルの矩形寸法は
、隣接するレール５４の対の間の距離より僅かに小さい
。従ってケーブルをレール５４に取付けて引張った場合
、パネルのそれぞれの縁部はカテナリーを形成する。 この構成により、流体の流れの中でパネルの中央部が波
打ち曲がるようになるが、特にパネルの下部側では比較
的剛性の縁部となるため、流体の噴出によりパネルが互
いの方向に向って曲がることがなく、したがって隣接す
るパネル間の間隙が狭まることはない。
【００１４】ここで図１，２，３Ａ，３Ｂおよび３Ｃを
参照し、流体の循環および分配系を更に詳細に説明する
。流体入口部トラフ６０は、図３−３Ｃに点線で示す流
体水位６２の頂部に隣接して位置する。消化される物質
の流体は、以下詳細に説明する浮動堰部６４の縁部を通
過する。入口部トラフ６０の底部は、通常は羽根車６８
を収容する縦導管６６と連結されている。羽根車および
整流装置は以下に詳細に説明する。羽根車６８の下方で
導管６６は倒立Ｙ字形の分岐７０および７２に分枝する
が、それぞれの分岐は側壁部へ、また消化処理装置２０
の床部、全ての隣接する端壁部２８に向って延在する。 Ｙ字分岐７０および７２は容器の床部に接近するため、
これらは実質的に平行な関係で反対側の端壁部３０に向
って延在する。概ね平行な導管７４および７６に適当な
エルボによって連結されている。第１端部の壁部２８か
ら反対側の端壁部までの距離の約４分の１で、導管７４
および７６は細くされた直径の導管７８および８０とそ
れぞれ連結され、端壁部３０に向って平行に延在する。 導管７８および８０は、導管７４および７６の端部から
端壁部３０に向って約半分程延在し、そこでこれらはさ
らに細い直径の導管８２および８４と連結される。
【００１５】端壁部３０に隣接する他端部の導管８２お
よび８４は、導管８２および８４の端部から上方に延在
し流体の水位をなす表面６２に隣接するノズル集成体９
０および９２で終端する平行な昇水管８６および８８に
連結されている。ノズル集成体９０および９２は３つの
出口部を有する。主要な出口部は、入口部トラフ６０に
向う容器の表面を横断して長手方向後方へと流体を向け
る。残り２つの出口部は、ノズル集成体の間における流
体の表面皮膜を除去をすべく横断的に、かつ端壁部２８
、側壁部２４および２６の交点の方向に向けられている
。他の昇水管９４は導管７６に接続された下端部を有す
る。昇水管９４は複数の支持媒体パネル５２の間で上方
に延在し、浮動堰部６４に隣接するノズル９６で終端す
る。ノズル９６は、浮動堰部６４に向い液面水位６２に
沿って流体を噴出させるように設けられている。ノズル
集成体９０および９２ならびにノズル集成体９６は、本
来ならば消化される物質の頂部に集まる軽質相を常に運
動状態に維持し、微生物の作用によりこれが互いに接着
することを確実に防止するために設けられている。この
方式では、消化される物質の表面は流動する流体として
常に維持されが、必要に応じて中間位置に更に昇水路を
設けることにより、消化する物質の頂部の軽質相を常に
運動状態に維持することを確実にすることができる。 更に設ける昇水管は適切な位置で導管７８，８０，８２
および８４と連結することができる。
【００１６】導管７４乃至８４の底部に沿って複数のノ
ズル９８が設けられる。これらのノズルは導管７４乃至
８４から下方に向って流体を噴出させる。好適な態様で
は、消化処理装置の床部を形成する基台２２の表面は、
端壁部２８からサンプ３２に向って僅かな傾きを有する
。流体中で懸濁され得ない砂質はサンプ内で洗浄され、
吸引導管３８を介して除去される。この態様では、導管
７４乃至８４したがってノズル９８は消化処理装置の底
部から実質的に一定の距離に維持されるため、ノズル９
８から噴出される流体の作用は消化処理装置の全ての底
部部分に渡って実質的に一定である。
【００１７】床部に向って付勢された流体は床部に衝突
し、床部の表面をあらゆる方向に清掃する。その後流体
は上方に循環し、支持媒体５０とパネル５２との間、お
よび最外部のパネルと側壁部２４および２６との間を流
れる。このようにして消化処理装置の床部上への重質相
の蓄積が防止され、消化される流体は支持媒体を通過し
て常に流動状態に維持される。この場合消化される流体
中の栄養物は支持媒体上の微生物に搬送され、消化プロ
セスが強化・継続される。
【００１８】ここで図４〜７を参照し、流体分配系の入
口部および羽根車の機構を更に詳細に説明する。入口部
トラフ６０は後壁部１１０ならびに側壁部１１２および
１１４を有する。後壁部１１０および側壁部１１２は導
管６６の頂部に連結された漸縮管１１６の底端部で終端
する。一対のフランジ１１８および１２０が側壁部１１
２および１１４の下部から長手方向外側に延在する。底
壁部１２２はフランジ１１８および１２０の最前方縁部
から漸縮管１１６の上端部に向って下方かつ内方に延在
する。浮力部材を構成する浮動堰部６４は概ね正三角形
の断面を有し、その頂点は適当なピボット１２４により
枢動可能に構成されている。堰部は入口部トラフ６０の
内部に向って内方に延在する。正三角形の２つの辺は入
口部トラフ６０の内方に延在し、堰部の基部で終端する
。基部をほぼ縦配向とした場合、堰部の基部は入口部の
実質的に中央に位置する。堰部６４は側壁部１１２〜１
１４の間で実質的に全ての距離に渡って延在する。流体
は堰部の基部および堰部の上部表面により形成される上
縁部１２６を越えて流れる。堰部の側部は側壁部１１２
および１１４から僅かに離間し、堰部と側壁部との間に
おける流体の幾分かの浸透を可能としている。同様に、
堰部の頂点と底壁部１２２との間で浸透が生起し得る。 消化される物質の上部表面からの流体は、浮動堰部の上
縁部１２６を通過する。流体が羽根車６８から十分な高
い効率で分配され、これにより堰部６４の底縁部の下の
入口部で流体のプールが常に形成されるよう羽根車の速
度を制御する。このような方式で、流体は常に堰部の頂
部を越えて流れてプールに落下し、入口部における乱流
が維持されて閉塞が回避されると共に、軽質相および軽
質相中の繊維物質が凝集し得ないよう保証される。 更に、もし何らかの凝集が発生した場合は、堰部を越え
て乱流プールへと落下する物質の作用によって固形物乃
至凝集物が破壊される。
【００１９】ここで図４，５，６，７，８および図９を
参照すると、３枚羽根の羽根車１３０は縦導管６６の底
端部に位置し、駆動軸１３２を介して接続され、これは
導管６６、入口部トラフ６０の中央部、更に駆動架台１
３４を介して上方に延在する。適当な油圧モータ１３６
を駆動架台１３４上に配設し、適当な継手１３８を介し
て駆動する。導管６６の下の羽根車６８に位置するのは
整流装置１４０である。図８，９および図１０により詳
細に示す整流装置１４０は、駆動軸１３２の底端部が埋
設された中央ベアリング１４２を有する。整流装置１４
０の外壁部は、導管６６およびＹ字導管の上部と実質的
に同一の直径を有する。整流装置は適当なフランジおよ
び係止手段（図示せず）により導管に連結されている。 この態様では、頂部から見た場合、羽根車１３０は時計
方向に回転し流体を下方に移動させる。即ちベアリング
１４２と整流装置１４０の外壁部との間に延在して複数
の整流翼１４４が設けられる。この整流翼は上端部から
時計方向かつ下方に延在し、導管内で下方へと時計方向
の渦から流れを整えるものである。
【００２０】以上好適な態様に基づいて本発明を説明し
た。通常の技術を有する者であれば、ここに開示した概
念を逸脱することなく、種々の変更、同等品の置換およ
び他の改変を行うことができよう。例えば、分配系の入
口部ならびに羽根車部材は消化処理装置の外側に配置す
ることができる。外側に配置した場合、堰部および羽根
車の維持管理は一層容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る嫌気的消化処理装置の一部破断斜
視図である。
【図２】消化処理装置の上面図である。
【図３】図２の断面線３−３に沿った消化処理装置の長
手方向断面図である。
【図３Ａ】図３の断面線３Ａ−３Ａに沿った消化処理装
置の断面図である。
【図３Ｂ】図３の断面線３Ｂ−３Ｂに沿った消化処理装
置の断面図である。
【図３Ｃ】図３の断面線３Ｃ−３Ｃに沿った消化処理装
置の断面図である。
【図４】消化処理装置における流体分配系のための浮動
堰部入口部の側面図である。
【図５】図４に示す浮動堰部およびポンプ系の正面図で
ある。
【図６】図４および図５に示す浮動堰部およびポンプ系
の上面図である。
【図７】図５の断面線７−７に沿った浮動堰部の長手方
向断面図である。
【図８】図５の断面線８−８に沿ったポンプ系の断面図
である。
【図９】図５の断面線９−９に沿った整流装置の断面図
である。
【図１０】整流装置の長手方向断面図である。
【符号の説明】
２０　　消化処理装置 ２２　　基台 ２４，２６　　側壁部 ２８，３０　　端壁部 ３２　　サンプ ３４，３６　　導管 ３８　　吸引導管 ５０　　支持媒体 ５２　　パネル ５４　　レール ６０　　流体入口部 ６２　　流体水位 ６４　　浮動堰部 ６６　　縦導管 ６８　　羽根車 ７０，７２　　Ｙ字分岐部 ７４，７６，７８，８０，８２，８４　　並列導管８６
，８８，９４　　昇水管 ９０，９２　　ノズル集成体 ９６，９８　　ノズル １１０　　後壁部 １１２，１１４　　側壁部 １１６，１１８　　フランジ １２２　　底壁部 １２４　　ピボット １２６　　上縁部 １３０　　羽根車 １３２　　駆動軸 １３４　　駆動架台 １３６　　油圧モータ １３８　　連結部 １４０　　整流装置 １４２　　ベアリング １４４　　整流翼

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　固形物を含む流体物質を微生物的に変
    換する装置であって、第１端部および第２端部を有する
    容器と、前記容器内にほぼ直立して配設された複数のパ
    ネルと、前記容器の第１端部に隣接する入口部と前記入
    口部から前記第１端部に隣接する前記容器の底部に延在
    する分配導管とを有し、前記分配導管は底部に沿って第
    １端部の隣接部から第２端部の隣接部に延在する流体を
    循環させる手段と、前記入口部に流体を誘引し導管を介
    してその流体を循環させるポンプ手段と、前記容器の底
    部に沿って離間した位置で分配導管に連結された複数の
    ノズル手段とからなる嫌気的消化処理装置。
  2. 【請求項２】　　前記第２端部に隣接し、そこから上方
    に延在する前記第１分配導管に連結された第２分配導管
    と、流体を前記入口部へ向けるため前記第２分配導管の
    上端部に連結された水平ノズルと、を含む請求項１記載
    の消化処理装置。
  3. 【請求項３】　　前記水平ノズルが前記容器内の流体水
    位に隣接して位置する請求項２記載の消化処理装置。
  4. 【請求項４】　　前記複数のパネルが相互に平行な関係
    で配設された請求項１記載の消化処理装置。
  5. 【請求項５】　　前記パネルが前記第１端部から前記第
    ２端部に渡るよう配設された請求項４記載の消化処理装
    置。
  6. 【請求項６】　　前記パネルの上縁部および下縁部がカ
    テナリーケーブルに取付けられ、前記ケーブルが消化処
    理装置に架設された部材と交差して固定された請求項４
    記載の消化処理装置。
  7. 【請求項７】　　前記ポンプ手段が、前記入口部と消化
    処理装置の底部との間で分配導管の一部に配設された請
    求項１記載の消化処理装置。
  8. 【請求項８】　　前記ポンプ手段の下流の前記分配導管
    に位置する整流装置を含む請求項７記載の消化処理装置
    。
  9. 【請求項９】　　消化処理装置内の前記入口部縁部は浮
    力部材の上縁部を形成し、前記浮力部材は縦移動するよ
    うに配設され、その浮力は、前記ポンプ手段が生起する
    入口部流速に対して流体が前記入口部縁部を越えて入口
    部のプールに落下し、攪拌され流体中の凝集物が破壊さ
    れるように制御される請求項１記載の消化処理装置。
  10. 【請求項１０】　　前記第１端部および第２端部の間で
    前記第１分配導管に連結されて上方に延在する第２分配
    導管と、流体を前記入口部に向ける前記第２分配導管の
    上端部に連結したノズルとを更に含む請求項１記載の消
    化処理装置。
  11. 【請求項１１】　　固形物を含む流体物質を微生物的に
    変換する装置であって、　　第１端部および第２端部を
    有する容器と、微生物を支持する前記容器内に位置する
    支持媒体と、前記容器の第１端部に隣接する入口部と入
    口部から前記第１端部に隣接する前記容器の底部に延在
    する分配導管とを有し、前記分配導管は底部に沿って第
    １端部の隣接部から第２端部の隣接部に延在する流体を
    循環させる手段と、前記入口部に流体を誘引し導管を介
    してその流体を循環させるポンプ手段と、前記容器の底
    部に沿って離間した位置で分配導管に連結された複数の
    ノズル手段とからなる消化処理装置。
  12. 【請求項１２】　　前記支持媒体が、前記容器内に配置
    された複数のパネルからなる請求項１１記載の装置。
JP3256228A 1990-10-05 1991-10-03 嫌気的消化処理装置 Pending JPH04247296A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/593197 1990-10-05
US07/593,197 US5096579A (en) 1990-10-05 1990-10-05 Anaerobic digester

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JP3256228A Pending JPH04247296A (ja) 1990-10-05 1991-10-03 嫌気的消化処理装置

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US (1) US5096579A (ja)
EP (1) EP0486140B1 (ja)
JP (1) JPH04247296A (ja)
AT (1) ATE137532T1 (ja)
CA (1) CA2052190A1 (ja)
DE (1) DE69119196T2 (ja)
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