JP2014176784A - Methane fermentation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機性廃棄物をメタン発酵させるメタン発酵システムに関し、特に家畜糞尿をメタン発酵させてバイオガスを発生させるのに好適なメタン発酵システムに関する。 The present invention relates to a methane fermentation system for methane fermentation of organic waste, and more particularly to a methane fermentation system suitable for generating biogas by methane fermentation of livestock manure.
メタン発酵は、酸素のない嫌気性的条件において嫌気性菌の作用により、有機物をメタン（ＣＨ４）と二酸化炭素（ＣＯ２）に分解するもので、古くから汚水、下水、し尿処理の分野で用いられている技術である。メタンガスを生成する処理方式は、メタン発酵槽へ投入する固形分濃度により、湿式と乾式に分類される。 Methane fermentation decomposes organic matter into methane (CH 4 ) and carbon dioxide (CO 2 ) by the action of anaerobic bacteria under anaerobic conditions without oxygen, and has long been used in the fields of sewage, sewage and human waste treatment. This is the technology used. The processing method for generating methane gas is classified into wet type and dry type depending on the solid content concentration to be introduced into the methane fermenter.
ところで、家畜糞尿のメタン発酵は、従来より湿式によるものが一般的である。家畜を放し飼いするフリーストール飼養では、敷料の使用量が少なく、原料である回収した糞尿中に水分が９０％以上も含まれる液状であるため、湿式メタン発酵の原料に適している。 By the way, methane fermentation of livestock manure is generally performed by a wet method. In free stall breeding where livestock are kept free, the amount of bedding used is small, and since it is a liquid containing 90% or more of water in the collected manure, it is suitable as a raw material for wet methane fermentation.
しかしながら、家畜をつなぎ飼いするスタンチョン飼養では、敷料の使用量が多いため回収した糞尿中には水分が８５％以下しか含まれておらず半固形状である。そのため、スタンチョン飼養の畜舎から回収された半固形状の糞尿で湿式メタン発酵を行うには、原料である糞尿を多量の水で希釈して処理する必要があり、処理量の増大を招いたり、過大な施設が必要となるといった問題点がある。また、このような湿式メタン発酵では、有機物基質の含有率が低いため、有機性廃棄物の量が多い割にはメタン発酵の効率が悪いという問題点を有している。このような問題点を背景に、スタンチョン飼養を行う農家では、湿式メタン発酵システムの導入がコスト的に適さず、普及の足かせになっている。 However, in Stanchon breeding, where livestock are connected and kept, the amount of bedding used is large, so the collected manure contains only 85% or less of water and is semi-solid. Therefore, in order to perform wet methane fermentation with semi-solid manure collected from Stanchon-raised barns, it is necessary to dilute the manure, which is the raw material, with a large amount of water, which increases the amount of treatment. There is a problem that excessive facilities are required. Moreover, in such wet methane fermentation, since the content rate of an organic substance substrate is low, there is a problem that the efficiency of methane fermentation is poor for a large amount of organic waste. Against this backdrop, farms that produce stunts are not suitable for costly introduction of wet methane fermentation systems, and are becoming a drag on the spread.
一方、特開２００８−８１５７０号公報（特許文献１）には、固形物濃度の高い有機性廃棄物からメタンガスを産生することのできる乾式撹拌連続型メタンガス発酵方法及びその装置が開示されている。この乾式撹拌連続型メタンガス発酵装置では、メタン発酵前処理ヤード、メタン本発酵槽および堆肥熟成ヤードの床下に複数本の温水パイプを通し、内部を２０〜６０℃に温めることで、微生物群の働きを活性化させ、発酵を促進させている。 On the other hand, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-81570 (Patent Document 1) discloses a dry stirred continuous methane gas fermentation method and apparatus capable of producing methane gas from organic waste having a high solid matter concentration. In this dry stirring continuous methane gas fermentation apparatus, a plurality of hot water pipes are passed under the floors of the methane fermentation pretreatment yard, the main methane fermentation tank and the compost ripening yard, and the inside is heated to 20 to 60 ° C. Is activated and promotes fermentation.
また、国際公開第２００４／００４９３７号公報（特許文献２）には、有機物を収容する収容部において前記有機物を乾式状態でメタン発酵させ、前記メタン発酵により発生したメタンガスを外部に排出する乾式メタン発酵槽が開示されている。特許文献２の乾式メタン発酵槽はコンクリート製であり、このコンクリート壁の中には、発酵槽の加温装置として温水管が配管されることによって槽内の有機物を加温している。
In addition, International Publication No. 2004/004937 (Patent Document 2) discloses a dry methane fermentation in which the organic matter is subjected to methane fermentation in a dry state in a housing portion for accommodating the organic matter, and methane gas generated by the methane fermentation is discharged to the outside. A tank is disclosed. The dry methane fermentation tank of
その他、従来のメタン発酵システムとしては、発酵槽内に温水を流通させる温水パイプが配管されているものが一般的である。 In addition, as a conventional methane fermentation system, a system in which a hot water pipe for circulating hot water in a fermenter is generally provided.
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された発酵装置では、床下や発酵槽に温水パイプを配管して発酵槽内を加温する仕組みとなっている。このため、発酵槽内全体を均一にメタン生成菌が最も活動的な温度である５０℃〜５５℃に保つには、温水パイプに流す温水の温度を７０℃〜７５℃にする必要がある。一般的に、メタン生成菌が生存可能な温度は約６０℃以下であるから、温水パイプの接触位置近傍ではメタン生成菌が死滅してしまうおそれがある。一方、メタン生成菌が死滅しないよう温水パイプ内の温度を低くした場合には、発酵槽内を適温に加熱することができないため、発酵効率が悪くなってしまうという問題点がある。そのほか、床下や壁面内に温水パイプを配管する場合には、配管コストが高くなるといった問題点もある。
However, in the fermentation apparatus disclosed in
また、従来のように、発酵槽内に温水パイプを配管する場合、有機性廃棄物が当該温水パイプに粘着し全体的に発酵槽内を移動しにくくなる。このため、有機性廃棄物の処理効率が低下するとともに、発酵槽が故障しやすくなる上、発酵槽内の清掃等のメンテナンス作業が困難になるという問題もある。 In addition, when a hot water pipe is provided in the fermenter as in the conventional case, the organic waste adheres to the hot water pipe and is difficult to move in the fermenter as a whole. For this reason, while processing efficiency of organic waste falls, a fermenter becomes easy to break down, and also there are problems that maintenance work, such as cleaning in a fermenter, becomes difficult.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、乾式状態の有機性廃棄物であっても効率的に発酵させ、十分なバイオガスの発生を促進させることができるメタン発酵システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such problems, and even organic waste in a dry state can be efficiently fermented to promote the generation of sufficient biogas. It aims to provide a methane fermentation system.
本発明に係るメタン発酵システムは、有機性廃棄物をメタン発酵させる発酵槽を備えたメタン発酵システムであって、発酵槽の外壁面には、温水を蛇行状に流通させる蛇行状流路を有する温水ジャケットが被覆されている。 The methane fermentation system according to the present invention is a methane fermentation system provided with a fermenter for methane fermentation of organic waste, and has a meandering channel for circulating hot water in a serpentine shape on the outer wall surface of the fermenter. A warm water jacket is covered.
本発明の一態様として、温水ジャケットの蛇行状流路には、温水の流れを変えるための複数の抵抗部材が配置されていてもよい。 As one aspect of the present invention, a plurality of resistance members for changing the flow of hot water may be arranged in the meandering flow path of the hot water jacket.
本発明の一態様として、発酵槽の外壁面には、有機性廃棄物投入口から残渣排出口の方向に沿って複数の温水ジャケットが取り付けられていてもよい。 As one aspect of the present invention, a plurality of hot water jackets may be attached to the outer wall surface of the fermenter along the direction from the organic waste inlet to the residue outlet.
本発明の一態様として、発酵槽は略円筒状に形成されているとともに、温水ジャケットは発酵槽の外周面に密着する断面略円弧状に形成されており、発酵槽の外周面における周方向に沿って複数設けられていてもよい。 As one aspect of the present invention, the fermenter is formed in a substantially cylindrical shape, and the hot water jacket is formed in a substantially arcuate cross section that is in close contact with the outer peripheral surface of the fermenter, and in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the fermenter. A plurality may be provided along.
本発明の一態様として、有機性廃棄物が投入される投入ホッパーの底部には、有機性廃棄物を破砕する破砕機に有機性廃棄物を供給する供給コンベヤが設けられており、供給コンベヤは、有機性廃棄物を移送する複数の供給コンベアロッドと、これら複数の供給コンベヤロッドを所定の間隔で連結するループ状の供給コンベヤチェーンと、供給コンベヤチェーンを駆動する供給コンベア駆動手段とを有しており、供給コンベアロッドのそれぞれは、破砕機の破砕刃の上方を通過するように設けられていてもよい。 As one aspect of the present invention, a supply conveyor that supplies organic waste to a crusher that crushes organic waste is provided at the bottom of the input hopper into which the organic waste is input. A plurality of supply conveyor rods for transferring organic waste, a loop-shaped supply conveyor chain for connecting the plurality of supply conveyor rods at a predetermined interval, and a supply conveyor driving means for driving the supply conveyor chain Each of the supply conveyor rods may be provided so as to pass above the crushing blade of the crusher.
本発明の一態様として、発酵槽の下方位置に設けられた残渣排出口には、残渣を外部へ排出する排出コンベヤが設けられており、排出コンベヤの始端部は残渣排出口から発酵槽の内部にまで挿入されていてもよい。 As one aspect of the present invention, the residue discharge port provided at the lower position of the fermenter is provided with a discharge conveyor that discharges the residue to the outside, and the starting end of the discharge conveyor extends from the residue discharge port to the inside of the fermenter. It may be inserted up to.
本発明の一態様として、発酵槽の残渣排出口には、残渣を外部へ排出する排出コンベヤが設けられており、排出コンベヤは、残渣を保持する複数の排出コンベヤロッドと、これら複数の排出コンベヤロッドを所定の間隔で連結するループ状の排出コンベヤチェーンと、排出コンベヤチェーンを駆動する排出コンベア駆動手段と、排出コンベヤロッドおよび排出コンベヤチェーンを被覆する排出コンベヤカバーとを有しており、排出コンベヤロッドのそれぞれは、排出コンベヤカバーと略水密に摺動する水密摺動部と、駆動手段による駆動方向前方に突出された残渣保持部とを有していてもよい。 As one aspect of the present invention, the residue discharge port of the fermenter is provided with a discharge conveyor for discharging the residue to the outside, and the discharge conveyor includes a plurality of discharge conveyor rods for holding the residue and the plurality of discharge conveyors. A discharge conveyor chain having a loop shape for connecting rods at predetermined intervals; a discharge conveyor driving means for driving the discharge conveyor chain; and a discharge conveyor cover for covering the discharge conveyor rod and the discharge conveyor chain. Each of the rods may have a watertight sliding portion that slides substantially in a watertight manner with the discharge conveyor cover, and a residue holding portion that protrudes forward in the driving direction by the driving means.
本発明の一態様として、発酵槽の内部へ有機性廃棄物を投入する投入オーガを有しており、投入オーガの終端部は、発酵槽内の液面よりも下方位置に設けられた有機性廃棄物投入口から発酵槽の内部に挿入されていてもよい。 As one aspect of the present invention, the fermenter has an input auger that inputs organic waste into the fermenter, and the end of the input auger is organically disposed at a position lower than the liquid level in the fermenter. It may be inserted into the fermenter from the waste input port.
本発明の一態様として、発酵槽内の水位に基づいて、有機性廃棄物の投入量および／または残渣の廃棄量を制御して、発酵槽内で発生したバイオガスの流路を確保してもよい。 As one aspect of the present invention, based on the water level in the fermenter, the amount of organic waste input and / or the amount of residue discarded is controlled to secure a flow path for biogas generated in the fermenter. Also good.
本発明のメタン発酵システムによれば、乾式状態の有機性廃棄物であっても効率的に発酵させ、十分なバイオガスの発生を促進させることができる。 According to the methane fermentation system of the present invention, even organic waste in a dry state can be efficiently fermented and the generation of sufficient biogas can be promoted.
以下、本発明に係るメタン発酵システムの一実施形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, an embodiment of a methane fermentation system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係るメタン発酵システム１は、敷料が混合された家畜糞尿等の有機性廃棄物をメタン発酵させるメタン発酵システムであって、図１に示すように、主として、供給コンベア２と、破砕機３と、投入オーガ４と、発酵槽５と、温水ジャケット６と、排出コンベア７とから構成される。以下、本実施形態に係る各構成について詳細に説明する。
The
本実施形態に係る供給コンベア２は、畜舎から排出された家畜糞尿等の有機性廃棄物を破砕機３へスムーズに供給するためのものである。図１〜図３に示すように、有機性廃棄物が投入される投入ホッパー８の底部には、有機性廃棄物を破砕する破砕機３に有機性廃棄物を供給する供給コンベヤ２が設けられており、前記供給コンベヤ２は、有機性廃棄物を移送する複数の供給コンベアロッド２１と、これら複数の供給コンベヤロッド２１を所定の間隔で連結するループ状の供給コンベヤチェーン２２と、この供給コンベヤチェーン２２を駆動する供給コンベア駆動手段２３とを有しており、供給コンベアロッド２１のそれぞれは、破砕機３の破砕刃３２の上方を通過するように設けられている。
The
本実施形態に係る破砕機３は、供給コンベア２から供給された敷料を含む家畜糞尿を細かく破砕するための装置であって、図４に示すように、二本のシャフト３１に破砕刃３２が狭い間隔で交互に配置されている。そして、破砕機駆動手段３３で各シャフト３１を巻き込み方向に回転させることによって、破砕刃３２による剪断力で家畜糞尿等の有機性廃棄物を破砕するものである。なお、本実施形態では、破砕機３として処理速度の早い二軸破砕機を使用したが、これに限定されず、一軸破砕機を使用してもよい。
The
本実施形態に係る投入オーガ４は、破砕機３で破砕された家畜糞尿等の有機性廃棄物を発酵槽５の内部へ投入するためのオーガであって、図５に示すように、螺旋状のオーガスクリュー４２を有しており、その終端部４１は、発酵槽５内の液面９よりも下方位置に設けられた有機性廃棄物投入口５１から発酵槽５の内部に挿入されている。
The
本実施形態に係る発酵槽５は、投入オーガ４から投入された家畜糞尿等の有機性廃棄物をメタン発酵させるための槽であって、図５および図６に示すように、略円筒状に形成された発酵槽５が横倒しに設置されている。発酵槽５の内部には、有機性廃棄物を撹拌しながら残渣排出口５２方向へ搬送するための撹拌搬送機５３が設けられている。この撹拌搬送機５３は、複数の撹拌翼５４が回転シャフト５５の長手方向に等間隔で、１つずつ周方向の角度をずらして取り付けられている。また、発酵槽５内には、家畜糞尿等の有機性廃棄物とともに、メタン発酵させるために嫌気性微生物であるメタン生成菌および有用性微生物群が投入されている。
The
なお、本実施形態では、発酵槽５内に発生したバイオガスの流路を確保するため、投入した有機性廃棄物と同程度の残渣を排出することで発酵槽５内の液面９を調整しているが、この構成に限定されるものではない。例えば、発酵槽５に、液面９の水位を計測する水位センサを設け、この水位センサによって測定された水位に基づいて、有機性廃棄物の投入量および／または残渣の廃棄量を制御して、発酵槽５内で発生したバイオガスの流路を確保するようにしてもよい。
In addition, in this embodiment, in order to secure the flow path of the biogas generated in the
本実施形態に係る温水ジャケット６は、図１，図６および図７に示すように、発酵槽５の外壁面に被覆され、発酵槽５内を加熱することにより有機性廃棄物のメタン発酵を促進させるためのものである。この温水ジャケット６には、図７に示すように、発酵槽５の外壁面に沿って温水を上下縦方向の蛇行状に流通させる蛇行状流路６１が形成されている。なお、本実施形態では、温水ジャケット６の蛇行状流路６１の向きは上下縦方向としたが、これに限定されず、蛇行状流路６１の向きを左右横方向としてもよい。
As shown in FIGS. 1, 6 and 7, the
また、本実施形態において、温水ジャケット６の蛇行状流路６１には、図７および図８に示すように、温水の流れを変えるために、複数のボルト状の抵抗部材６２が左右交互に溶接されて配置されている。
Further, in the present embodiment, a plurality of bolt-shaped
なお、本実施形態では、抵抗部材６２としてボルト状の部材が溶接されて左右交互に配置されているが、この構成に限定されず、流路中の温水を拡散、分散、撹乱、または対流等させて蛇行状流路６１全体に行き渡らせることができるものであればよい。例えば、板状の抵抗部材を蛇行状流路６１中に左右交互に配置させてもよく、抵抗部材６２の形状、位置、取り付け方は、適宜変更することができる。
In the present embodiment, bolt-shaped members are welded as the
さらに、本実施形態に係る温水ジャケット６は、図６に示すように、発酵槽５の外周面に密着する断面略円弧状に形成されており、発酵槽５の外周面における周方向に沿って２分割されている。このように、発酵槽５に被覆する温水ジャケット６を１枚ではなく、発酵槽５の外周面における周方向に沿って複数枚に分割して設けることにより、温水ジャケット６内の温度を維持管理しやすく、またメンテナンスがしやすいのみならず、組み立て時にも取り付けやすく、さらに運搬しやすいといったメリットがある。なお、本実施形態では、温水ジャケット６を発酵槽５の周方向に沿って２分割しているが、この構成に限定されず、３分割以上にしてもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 6, the
また、本実施形態では、発酵槽５の外壁面には、図１に示すように、有機性廃物投入口５１から残渣排出口５２の方向に沿って３対の温水ジャケット６が取り付けられている。なお、本実施形態では、発酵槽５の長手方向に３対の温水ジャケット６を取り付けたが、この構成に限定されず、発酵槽５の大きさに応じて１対や２対、または４対以上の温水ジャケット６を取り付けてもよい。
In the present embodiment, three pairs of
つぎに、本実施形態に係る発酵槽５の下方位置に設けられた残渣排出口５２には、図１および図９に示すように、残渣を外部へ排出する排出コンベア７が設けられており、排出コンベア７の始端部７１が残渣排出口５２から発酵槽５の内部にまで挿入されている。
Next, as shown in FIG. 1 and FIG. 9, a
また、本実施形態に係る排出コンベア７は、図１および図９に示すように、上方に向けて傾斜させて設置されており、排出コンベア７の終端部７２は発酵槽５よりも高い位置に設けられている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 9, the
また、本実施形態に係る排出コンベア７は、図９〜図１１に示すように残渣を保持する複数の排出コンベアロッド７３と、これら複数の排出コンベアロッド７３を所定の間隔で連結するループ状の排出コンベアチェーン７４と、前記排出コンベアチェーン７４を駆動する排出コンベア駆動手段７５と、前記排出コンベアロッド７３および前記排出コンベアチェーン７４を被覆する排出コンベアカバー７６とを有している。
Moreover, the
さらに、排出コンベアロッド７３のそれぞれは、図１０および図１１に示すように、排出コンベアカバー７６と略水密に摺動する水密摺動部７３ａと、排出コンベア駆動手段７５による駆動方向前方に突出された残渣保持部７３ｂを有している。
Further, as shown in FIGS. 10 and 11, each of the
なお、本実施形態において、各排出コンベヤロッド７３は断面略レール形状に形成されているが、この形状に限定されるものではなく、少なくとも排出コンベアカバー７６と略水密に摺動する水密摺動部７３ａと、排出コンベア駆動手段７５による駆動方向前方に突出された残渣保持部７３ｂとを有していればよい。
In this embodiment, each
つぎに、本実施形態におけるメタン発酵システム１の作用について説明する。
Below, the effect | action of the
畜舎から排出された家畜糞尿等の有機性廃棄物は、図１に示す投入ホッパー８に投入される。そして、投入ホッパー８に投入された有機性廃棄物は、図２および図３に示す供給コンベア２の供給コンベアロッド２１によって破砕機３の方へ移送され、供給コンベアロッド２１が破砕機３の破砕刃３２上方を通過し、有機性廃棄物を破砕刃２２へ押し込みながら供給する。
Organic waste such as livestock manure discharged from the barn is fed into the
ここで、本実施形態のような供給コンベア２を使用せず、有機性廃棄物を投入ホッパー８から破砕機３上に直接供給する場合には、有機性廃棄物に含まれる固形物の敷料が空間を作りながら破砕刃３２上に積み重なることによって、投入ホッパー８の供給口を塞いでしまうことがある。その場合、さらにその上に有機性廃棄物が堆積して、スムーズに破砕機３へ供給されないことがある。そのため、本実施形態では、投入ホッパー８に投入された有機性廃棄物を供給コンベアロッド２１で破砕機３の方へ移送するとともに、供給コンベアロッド２１が破砕機３の破砕刃３２上方を通過することで、敷料により形成された空間を壊して、有機性廃棄物全体を破砕機３に対して押し込むことができ、スムーズに有機性廃棄物を破砕機３へ供給することができる。
Here, when the organic waste is directly supplied onto the
つぎに、供給コンベア２から破砕機３へ供給された有機性廃棄物は、図４に示す破砕機駆動手段３３で各シャフト３１が巻き込み方向に回転されることによって、破砕刃３２による剪断力で細かく破砕される。
Next, the organic waste supplied from the
この破砕機３により、ストロー状の敷料であっても、各破砕刃３２間を通過する際に内部の空気が脱気されるとともに、細かく粉砕されるため、発酵槽５内における発酵効率が向上する。
With this
そして、破砕機３により破砕された有機性廃棄物は、図１および図５に示す投入オーガ４に供給され、オーガスクリュー４２の回転によって前方へ移送され、終端部４１から押し出されるようにして発酵槽５内に投入される。
Then, the organic waste crushed by the
ここで、破砕機３で粉砕された有機性廃棄物が投入オーガ４によってさらに脱気されながら発酵槽５内に投入されるとともに、発酵槽５内の液体中に投入されることから、発酵槽５内の嫌気性を保つことができる。
Here, since the organic waste pulverized by the
つぎに、発酵槽５内に投入された有機性廃棄物は、図５に示す撹拌搬送機５３によって、撹拌されながら、有機性廃棄物投入口５１から残渣排出口５２の方向に搬送される。具体的には、撹拌搬送機５３の撹拌翼５４が回転シャフト５５を軸として回転して、発酵槽５内の有機性廃棄物を撹拌する。そして、この撹拌翼５４が、回転シャフト５５の長手方向に等間隔で、１つずつ周方向の角度をずらして取り付けられていることから、有機性廃棄物を残渣排出口５２方向へ搬送する。
Next, the organic waste thrown into the
発酵槽５内の有機性廃棄物は、発酵槽５の外壁面に取り付けられた図１および図７に示す各温水ジャケット６に温水を流通させることによって加熱される。具体的には、各温水ジャケット６内の温水入口６３から投入された温水が蛇行状流路６１内を上下に蛇行した後、温水出口６４から流出される。また、蛇行状流路６１に温水が流通される際、蛇行状流路６１内に左右交互に配置された複数のボルト状の抵抗部材６２に温水がぶつかり、その流れの向きが変えられる。
The organic waste in the
このように、温水ジャケット６を蛇行状流路６１にすることで発酵槽５の外壁面全体に温水の熱を伝達させられるため、比較的低温の温水であっても、発酵槽５内の温度を効率的に高めることができる。また、温水ジャケット６の蛇行状流路６１中に、複数の抵抗部材６２を配置することで、図７に示すように、蛇行状流路６１の内部における温水の流れが偏ることなく拡散され、温水ジャケット６の内部全体に均等に行き渡る。このため、発酵槽５の外壁面全体を均一に加熱でき、より一層発酵槽５内部の温度が高まりやすい。
Thus, since the heat water is transferred to the entire outer wall surface of the
したがって、約６０℃程度の温水であっても、発酵槽５内はメタン生成菌が最も活動的な温度である５０℃〜５５℃に保持されるため、メタン生成菌の死滅するような高い温度に設定する必要がない。このため、効率的に有機性廃棄物を発酵させることができ、十分なバイオガスの発生を促進させることができる。また、発酵槽５内の温度を保持するのに必要なエネルギーが抑制される。
Therefore, even in warm water of about 60 ° C., the inside of the
また、本実施形態では、図１に示すように、発酵槽５を被覆する温水ジャケット６を発酵槽５の長手方向に分割して設けることにより、温水ジャケット６ごとに温水の温度を変えたり、温水を流す温水ジャケット６を選択的に指定することができる。
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 1, by dividing the
例えば、外気温の低い日には、発酵が遅れる可能性があるため、発酵槽５の有機性廃棄物投入口５１に近い温水ジャケット６に高い温度の温水を流通させて発酵速度を高める一方、残渣排出口５２に近い温水ジャケット６には通常温度の温水を流通させることも可能である。また、外気温の高い日には、発酵が進みやすいため、有機性廃棄物投入口５１に近い温水ジャケット６にのみ温水を流通させたりすることができる。このように、有機性廃棄物投入口５１から残渣排出口５２に沿って、発酵槽５内の温度を調節できるため、加温に必要なエネルギーが節約される。
For example, since fermentation may be delayed on days when the outside air temperature is low, high temperature hot water is circulated through the
つぎに、発酵槽５内で発酵された有機性廃棄物の残渣は、図９に示すように、発酵槽５の下方位置に設けられた残渣排出口５２から、図１および図９に示す排出コンベア７によって外部に廃棄される。具体的には、排出コンベア駆動手段７５によってループ状の排出コンベアチェーン７４が駆動され、この排出コンベアチェーン７４によって連結された排出コンベアロッド７３が排出コンベア７の始端部７１から終端部７２に向かって移動されることで、排出コンベアロッド７に保持された残渣が外部に排出される。このとき、粘性の高い固形物の残渣は、排出コンベアロッド７３の残渣保持部７３ｂに引っかかり、粘性の低い液体物の残渣は水密摺動部７３ａが排出コンベアカバー７６と水密に摺動することによって、外部へ廃棄される。
Next, as shown in FIG. 9, the organic waste residue fermented in the
また、発酵槽５内に発生したバイオガスの流路を確保するため、投入した有機性廃棄物と同程度の残渣を排出することで発酵槽５内の液面９が調整されている。
Moreover, in order to ensure the flow path of the biogas generated in the
本実施形態では、図５に示すように、排出コンベア７の始端部７１が発酵槽５の内部であって、最も残渣排出口５２に近い撹拌翼５４に対応する位置にまで挿入されており、これにより、発酵槽５の下部に堆積した大きな固形物の残渣や砂、粘土、シルト、流動性のある液状の汚泥等を掻き出すことができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the start end 71 of the
また、本実施形態では、図９に示すように、排出コンベア７内の液面９は、発酵槽５の液面９と同程度になるため、液面９よりも高い位置に排出コンベア７の終端部７２が位置することになり、排出コンベア７から発酵槽５内に空気が入ることを防ぎ、発酵槽５内の嫌気性を保つことができる。
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 9, since the
さらに、排出コンベアロッド７３が所定の間隔で配置されるとともに残渣保持部７３ｂを有することによって、粘性の高い固形物の残渣であっても、ポンプで排出する場合のように詰まることがなく、また大きい残渣も残渣保持部７３ｂに引っかけて運ぶことができるため、残渣をスムーズに外部へ排出することができる。また、排出コンベアロッド７３の水密摺動部７３ａが排出コンベアカバー７６と水密に摺動することによって、液体物の残渣であっても漏らさずに外部へ排出することができる。さらに、排出コンベアロッド７３を用いることで、残渣が少しずつ外部へ排出されるため、発酵槽５に大きな状態変化を与えないというメリットもある。
Further, the
以上のように、本発明によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
１．固形物濃度の高い乾式状態の有機性廃棄物であっても効率的に発酵させ、十分なバイオガスの発生を促進させることができる。
２．発酵槽５の外壁面全体に温水の熱を行き渡らせ、外壁面温度を略均一に保つことができるため、低温の温水であっても発酵槽５内部の温度を高めることができる。
３．温水ジャケット６に流す温水の温度をメタン生成菌の死滅するような高い温度に設定する必要がないため、効率的に有機性廃棄物を発酵させることができる。
４．温水ジャケット６内の温度維持管理の容易性、メンテナンスの容易性、組み立て時の取り付けやすさ、運搬しやすさを提供することができる。
５．外気温に対応させて、温水ジャケット６ごとに温水の温度を変えたり、温水を流す温水ジャケット６を選択的に指定し、加温エネルギーを節約することができる。
６．発酵槽５の下部に堆積した大きな固形物の残渣も掻き出すことができる。
７．投入ホッパー８に投入された有機性廃棄物を詰まらせずにスムーズに破砕機３へ供給することができる。
８．有機性廃棄物投入口５１や残渣排出口５２から発酵槽５内に空気が入ることを防ぎ、発酵槽５内の嫌気性を保つことができる。
９．粘性の高い固形物の残渣であっても、ポンプで排出する場合のように詰まることがなく、また大きい残渣も残渣保持部７３ｂに引っかけて運ぶことができるため、スムーズに外部へ排出することができる。
１０．液体物の残渣であっても、水密摺動部７３ａで確保して漏らさずに外部へ排出することができる。
１１．発酵槽５内の有機性廃棄物に大きな状態変化を与えずに、残渣を廃棄することができる。
１２．家畜糞尿を脱気しながら発酵槽５内に投入することができ、発酵槽５内の嫌気性を保つことができる。
１３．発酵槽５内で発生したバイオガスの流路を確保することができる。
As described above, according to the present invention, the following operational effects can be achieved.
1. Even organic waste in a dry state with a high solid matter concentration can be efficiently fermented to promote the generation of sufficient biogas.
2. Since the heat of hot water can be spread over the entire outer wall surface of the
3. Since it is not necessary to set the temperature of the warm water flowing through the
4). It is possible to provide ease of temperature maintenance management in the
5. Corresponding to the outside air temperature, the temperature of warm water can be changed for each
6). Large solid residue deposited at the bottom of the
7). The organic waste charged into the
8). Air can be prevented from entering the
9. Even if it is a residue of solid matter with high viscosity, it is not clogged as in the case of discharging with a pump, and a large residue can also be caught by the residue holding part 73b and can be smoothly discharged to the outside. it can.
10. Even a liquid residue can be secured by the watertight sliding portion 73a and discharged to the outside without leaking.
11. The residue can be discarded without causing a large change in the state of the organic waste in the
12 Livestock excreta can be introduced into the
13. The flow path of the biogas generated in the
なお、本発明に係るメタン発酵システム１は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
In addition, the
例えば、本実施形態は、固形物濃度の高い有機性廃棄物を処理する乾式メタン発酵システムを想定した構成となっているが、液体物濃度の高い有機性廃棄物を処理する湿式メタン発酵システムとしても機能させることができる。 For example, this embodiment is configured to assume a dry methane fermentation system that processes organic waste with a high solid concentration, but as a wet methane fermentation system that processes organic waste with a high liquid concentration. Can also work.
１ メタン発酵システム
２ 供給コンベア
２１ 供給コンベアロッド
２２ 供給コンベアチェーン
２３ 供給コンベア駆動手段
３ 破砕機
３１ シャフト
３２ 破砕刃
３３ 破砕機駆動手段
４ 投入オーガ
４１ 終端部
４２ オーガスクリュー
５ 発酵槽
５１ 有機性廃棄物投入口
５２ 残渣排出口
５３ 撹拌搬送機
５４ 撹拌翼
５５ 回転シャフト
６ 温水ジャケット
６１ 蛇行状流路
６２ 抵抗部材
６３ 温水入口
６４ 温水出口
７ 排出コンベア
７１ 始端部
７２ 終端部
７３ 排出コンベアロッド
７３ａ 水密摺動部
７３ｂ 残渣保持部
７４ 排出コンベアチェーン
７５ 排出コンベア駆動手段
７６ 排出コンベアカバー
８ 投入ホッパー
９ 液面
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記発酵槽の外壁面には、温水を蛇行状に流通させる蛇行状流路を有する温水ジャケットが被覆されているメタン発酵システム。 A methane fermentation system equipped with a fermenter for methane fermentation of organic waste,
A methane fermentation system in which an outer wall surface of the fermenter is covered with a hot water jacket having a meandering flow path through which hot water flows.
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