JP2020018964A - 有機物のメタン発酵における消化液の処理装置及びその処理方法 - Google Patents

有機物のメタン発酵における消化液の処理装置及びその処理方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020018964A
JP2020018964A JP2018143812A JP2018143812A JP2020018964A JP 2020018964 A JP2020018964 A JP 2020018964A JP 2018143812 A JP2018143812 A JP 2018143812A JP 2018143812 A JP2018143812 A JP 2018143812A JP 2020018964 A JP2020018964 A JP 2020018964A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fermentation
tank
digestive juice
methane
organic matter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018143812A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7083160B2 (ja
Inventor
眞一 下瀬
Shinichi Shimose
眞一 下瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimose Microbes Laboratory Corp
Original Assignee
Shimose Microbes Laboratory Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimose Microbes Laboratory Corp filed Critical Shimose Microbes Laboratory Corp
Priority to JP2018143812A priority Critical patent/JP7083160B2/ja
Priority to PCT/JP2019/029833 priority patent/WO2020027132A1/ja
Priority to CN202310885705.5A priority patent/CN116903212A/zh
Priority to CN201980039642.3A priority patent/CN112334417A/zh
Publication of JP2020018964A publication Critical patent/JP2020018964A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7083160B2 publication Critical patent/JP7083160B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/13Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • B03C1/02Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • B03C1/02Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/16Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carriers in the form of belts
    • B03C1/18Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carriers in the form of belts with magnets moving during operation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07BSEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/28Moving screens not otherwise provided for, e.g. swinging, reciprocating, rocking, tilting or wobbling screens
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07BSEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B15/00Combinations of apparatus for separating solids from solids by dry methods applicable to bulk material, e.g. loose articles fit to be handled like bulk material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02Biological treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02Biological treatment
    • C02F11/04Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/121Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

【課題】メタン発酵の残りかすである消化液を処理する際、高度な浄化処理設備が不要となるその処理装置及びその処理方法を提供する。
【解決手段】有機物のメタン発酵における消化液の処理装置は有機物を発酵させるメタン発酵槽1と、該メタン発酵槽に接続され、発酵槽内で生成された消化液を貯留する消化液槽2と、前記消化液槽に接続され、消化液を密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して有機物の有機成分を分解させ、減容した乾燥物を得る減圧発酵乾燥装置Aとを備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、有機物をメタン発酵槽などで発酵処理させた後、残りかすである消化液を処理する装置及びその方法に関するものである。
従来より、特許文献1に記載するように、下水汚泥、し尿、食品廃棄物、畜産廃棄物などの有機性廃棄物、あるいは資源作物またはその廃棄物などの有機物をメタン発酵によりメタンガスを回収するシステムがある。
一方、メタン発酵よりメタンガスを効率よく、またガス回収量の変動を抑えるためには、定期的にメタン発酵槽の消化液を排出し、新規に有機物を投入する必要がある。また、前記消化液を公共下水道や河川に放流するためには、高度な浄化処理設備が必要になったり、さらにその下水道を整備するなど、前記消化液を廃棄処理するには色々と課題があった。
特開2007−44579号公報 特許第4153685号公報
本発明は、上述したような実情を考慮してなされたものであって、メタン発酵により排出される消化液に対して、高度な浄化処理設備を利用して公共下水道や河川に放流することなく、また、最終工程で製造される廃棄物を有価物として利用するものであり、廃棄物をほとんど発生させない装置及びその処理方法である。
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、有機物を発酵させるメタン発酵槽と、該メタン発酵槽に接続され、発酵槽内で生成された消化液を貯留する消化液槽と、前記消化液槽に接続され、消化液を密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して有機物の有機成分を分解させ、減容した乾燥物を得る減圧発酵乾燥装置とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、高度な浄化処理施設がなくても、メタン発酵による排出される消化液を処理することができる。また、最終工程で発生する廃棄物は有機肥料として利用できるので、ほとんど廃棄物を発生させないものである。
本発明において、前記減圧発酵乾燥装置は、少なくとも2基以上の一次減圧発酵乾燥機を備え、前記複数基の一次減圧発酵乾燥機に直列に接続され、一次減圧発酵乾燥機の設置基数以下の二次減圧発酵乾燥機と、を備えていることが好ましい。この構成によれば、二次減圧発酵乾燥機の設置基数を減らことが可能であるので、その設置スペースを減らし、またランニングコストも抑えることが可能である。
本発明において、前記二次減圧発酵乾燥機から排出される二次乾燥物に混入している異物を除去する選別装置を備えていることが好ましい。この構成によれば、最終工程で製造される有機肥料から、すでに異物が除去されており、この有機肥料を安心して使用することができる。
本発明において、前記消化液槽に接続された主配管と、前記主配管からそれぞれ分岐した分配管と、前記分配管にそれぞれ接続された複数基の一次減圧発酵乾燥機と、前記分配管に開閉弁をそれぞれ設けることが好ましい。この構成によれば、前記それぞれの開閉弁を調整することで、前記消化液槽から2基以上の一次減圧発酵乾燥機のそれぞれに最適量の消化液を投入することができる。また、前記それぞれの開閉弁の内、少なくともひとつの開閉弁を閉にすることにより、その開閉弁に対応する一次減圧発酵乾燥機を停止させることができ、消化液の排出量が少ない時にランニングコストを抑えることができる。
本発明において、前記メタン発酵槽で生成されたメタンガスをガス発電用に燃焼させ、その熱エネルギーの一部を減圧発酵乾燥装置の熱源に利用させることが好ましい。この構成によれば、前記減圧発酵乾燥機に設けている蒸気発生ボイラーが不要となり、設備構成が簡単でランニングコストを抑えることができる。
また、本発明は、有機物のメタン発酵工程と、前記メタン発酵後に生成された消化液の貯留工程と、前記消化液を密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して有機物の有機成分を分解させ、減容した乾燥物を得る減圧発酵乾燥工程と、を備えていることを特徴とする有機物のメタン発酵における消化液の処理方法であり、有機物のメタン発酵における消化液の処理装置と同じ効果が期待できる。
本発明に係る有機物のメタン発酵における消化液の処理装置及びその処理方法によれば、高度な浄化処理施設がなくても、メタン発酵による排出される消化液を処理することができる。また、最終工程で発生する廃棄物は有機肥料として利用できるので、ほとんど廃棄物を発生させないものである。
本発明の実施形態に係る有機物のメタン発酵における消化液の処理装置の概略構成を示す図である。 図1のメタン発酵槽の概略構成を示す図である。 図1の一次減圧発酵乾燥機の概略構成を模式的に示す図である。 図1の減圧発酵乾燥装置の正面を示す図である。 図1の二次減圧発酵乾燥機の排出部を示す図である。 図1の選別装置の概略構成を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態に係る有機物のメタン発酵における消化液の処理装置の概略構成を示す図、図2は、メタン発酵槽の概略構成を示す図、図3は、一次減圧発酵乾燥機の概略構成を模式的に示す図、図4は、減圧発酵乾燥装置の正面を示す図である。
図1および図2に示すように、1はメタン発酵槽であり、1aの投入口より、下水汚泥、し尿、食品廃棄物、畜産廃棄物などの有機性廃棄物、あるいは資源作物またはその廃棄物などの有機物が発酵槽1b内に投入され、メタン発酵させることができる。その間、減速機付モータ1cに連結した回転軸1dに上下2段に取り付けられた複数枚の回転羽根1e,・・・により撹拌され、有機物のメタン発酵が促進され、メタンガスGが発生する。前記メタン発酵槽1内では発生したメタンガスGは、ガス回収管1fからガスタンク6に回収され、その間に不要な炭酸ガスを排除してガスタンク6に貯留される。
前記ガスタンク6に貯留されたメタンガスGは、ガス発電ボイラー7の燃料として供給され、メタンガスGを燃焼させ、その熱エネルギーをタービンの動力エネルギーに変換して電気エネルギーに変換するものである。また、この熱エネルギーを後述の減圧発酵乾燥装置の加熱用蒸気として利用したりすることができるほか、余剰電気エネルギーは電力会社にも供給することができる。
前記メタン発酵槽1でメタン発酵させ続けると、発酵液のpHの濃度が低下するが、pH調整剤としてアルカリ剤を投入すると、pH濃度は回復し、安定的にメタン発酵を続けることができる。これらのことを繰り返してアルカリ剤を投入するが、ひと月が経過するころから、メタンガスG発生効率が落ちてくる。
そこで、前記発酵槽1b内の発酵かすである消化液Lをその下部に設けた排出口1gから、排出管2aを介して消化液槽2に移し替える必要がある。また、前記排出管2aの途中には搬送ポンプ2bと開閉バルブ2cが直列に設けられており、前記搬送ポンプ2bを駆動して開閉バルブ2cを開閉操作することにより、メタン発酵槽1から消化液Lを消化液槽2に移し替えることができる。また、前記投入口1aから再び有機物を投入することなど、前記同様のことを繰り返すことにより、メタンガスGを安定的に連続してガスタンク6に供給することができる。
前記消化液槽2にはメタン発酵槽1でひと月かけて発酵処理され、そのかすである消化液Lが貯留されている。前記消化液槽2からは減圧発酵乾燥装置Aに消化液Lを供給することができる。本実施例では、前記減圧発酵乾燥装置Aは3基の一次減圧発酵乾燥機3と、一基のみの二次減圧発酵乾燥機3’とで構成されている。前記消化液槽2はその下部に設けた主配管2dからそれぞれ三つに分岐した分配管2eを介して一次減圧発酵乾燥機3に接続されており、また前記それぞれの分配管2eには開閉バルブ2fが設けられている。前記開閉バルブ2fのそれぞれの開度を調整することにより、一次減圧発酵乾燥機3にはそれぞれ最適な量の消化液Lを供給することができる。なお、本実施例では消化液Lを消化液槽2から一次減圧発酵乾燥機3に重力で押し出すようにして供給しているが、ポンプを設けて強制的に供給するようにしてもよい。
前記減圧発酵乾燥装置Aには3基の一次減圧発酵乾燥機3を設けているが、すべて同じ構成であるので、その一つについて説明する。前記一次減圧発酵乾燥機3は、図1及び図3に示すように、主配管2dから分配管2e、さらに投入口30aを経て供給される消化液Lを収容する密閉容器として、内部を大気圧以下に保持するように気密に形成された略円筒状のタンク(耐圧タンク)30を備えている。このタンク30の周壁部には、加熱ジャケット31が設けられ、ガス発電ボイラー7で発生した加熱用蒸気が加熱ジャケット31に供給されるようになっている。なお、ガス発電ボイラー7から供給される蒸気の温度は、例えば140℃程度が好ましい。
また、前記加熱ジャケット31に取り囲まれるようにして、タンク30の内部にはその長手方向(図3の左右方向)に延びる撹拌シャフト32が設けられている。撹拌シャフト32は、電動モータ32aによって所定の回転速度で回転される。撹拌シャフト32には、その軸方向に離間して複数の撹拌板32bが設けられており、これら撹拌板32bによって、消化液Lが撹拌されるとともに、消化液Lから一次発酵乾燥処理された一次乾燥物がタンク30の長手方向に送られるようになっている。
前記タンク30の前壁上部には消化液Lの投入口30aが設けられており、この投入口30aから投入された消化液Lが、加熱ジャケット31によって加熱されながら、撹拌シャフト32の回転によって撹拌される。そして、所定時間経過した後、前記一次乾燥物がタンク30の後壁下部に設けられた排出部30bから排出される。なお、電動モータ32aの代わりに、油圧モータを用いてもよい。
前記一次減圧発酵乾燥機3のそれぞれの排出部30bには排出分配管3aが接続されており、これら三つの排出分配管3aは一つの排出主配管3bに集合されている。なお、これら排出分配管3a及び排出主配管3bには、粘性のある一次乾燥物を排出するために、図4に示すように配管内にはスクリューコンベア3cを設けている。
前記排出主配管3bは、右上がりに傾斜して二次減圧発酵乾燥機3’の投入口30’aに接続されている。このようにして、一次乾燥物は一次減圧発酵乾燥機3から二次減圧発酵乾燥機3’に投入される。そして、所定時間経過した後、図5に示すように二次減圧発酵乾燥機3’の排出部30’bから二次乾燥物を排出することができる。なお、二次減圧発酵乾燥機3’は一次減圧発酵乾燥機3とほぼ同じ構成であるので詳細は省略する。
図1では1基のクーリングタワー8に対して、3基の一次減圧発酵乾燥機3と1基の二次減圧発酵乾燥機3’を接続しているが、図3では分り易くするために、一次減圧発酵乾燥機3に対して1基のクーリングタワー8を設けていることにして説明する。さらに、前記ガス発電ボイラー7についても、クーリングタワー8と同様である。
前記タンク30の上部には、加熱された消化液Lから発生する蒸気を凝縮部33へ案内する案内部30cが突設されている。前記案内部33cを介して連通路34に支持された凝縮部33の内部には、1対のヘッド33aによって支持された複数の冷却管33bを備えており、これら複数の冷却管33bと、クーリングタワー8との間には、冷却水経路80が設けられている。本実施形態では、凝縮部33は、タンク30の長手方向に沿って平行に延びており、案内部30cの後方側に凝縮部33が配置されている。
そして、凝縮部33において冷却管33b内を流通し、高温の蒸気との熱交換によって温度が上昇した冷却水は、図3に模式的に矢印で示すように冷却水経路80を流通してクーリングタワー8の受水槽81に流入する。クーリングタワー8には、その受水槽81から冷却水を汲み上げる汲み上げポンプ82と、汲み上げた冷却水を噴射するノズル83とが設けられている。このノズル83から噴射された冷却水は、流下部84を流下する間にファン85からの送風を受けて温度が低下し、再び受水槽81に流入するようになっている。
クーリングタワー8で冷却された冷却水は、冷却水ポンプ86によって送水され、冷却水経路80によって凝縮部33に送られて、再び複数の冷却管33b内を流通する。そして、上述のようにタンク30の内部で発生した蒸気との熱交換によって温度が上昇した後に、再び冷却水経路80を流通して、クーリングタワー8の受水槽81に流入する。つまり、冷却水は凝縮部33とクーリングタワー8との間の冷却水経路80を循環する。
上述のように循環する冷却水の他に、クーリングタワー8では、加熱された消化液Lから発生する蒸気が凝縮部33において凝縮した凝縮水も注水される。なお、図示しないが凝縮部33の下方に、高温の蒸気と熱交換することによって生成した凝縮水が集められるようになっている。また、凝縮部33には連通路35を介して真空ポンプ36が接続され、タンク30内を減圧するようになっている。
すなわち、真空ポンプ36の作動によって、連通路35を介して凝縮部33から空気および凝縮水が吸い出され、さらに連通路34および案内部30cを介してタンク30内の空気および蒸気が吸い出される。こうして、凝縮部33からは凝縮水が真空ポンプ36に吸い出され、この真空ポンプ36から導水管によって、クーリングタワー8の受水槽81に導かれる。なお、前記連通路34には、開閉バルブ3dが設けられており、一次減圧発酵乾燥機3を停止している際には、その内部から空気などが吸引されないようにしている。
こうしてクーリングタワー8の受水槽81に導かれた凝縮水は、冷却水と混ざり合って上述のように汲み上げポンプ82に汲み上げられ、ノズル83から噴射された後に、流下部84を流下しながら冷却される。なお、凝縮水には、タンク30内に添加されたものと同じ微生物が含まれており、この凝縮水に含まれる臭気成分等が分解されているので、臭気はタンク外部へ発散しないようになっている。
上記構成の一次減圧発酵乾燥機3の作動について説明すると、タンク30内に収容された消化液Lは、加熱ジャケット31に供給される加熱用蒸気によって加熱されながら、撹拌シャフト32の回転に伴い撹拌される。そして、タンク30内を取り囲む加熱ジャケット31による外側からの加熱と、撹拌シャフト32などによる内側からの加熱とを受けて、タンク30内に収容された消化液Lが効果的に昇温されるとともに、撹拌シャフト32によって消化液Lが撹拌される。加えて、真空ポンプ36の作動によって減圧されているため、タンク30内では沸点が低下し、微生物によって消化液Lの有機成分の分解が促進される温度領域で水分が蒸発する。
なお、一次減圧発酵乾燥機3による減圧発酵乾燥工程では1工程(1サイクル)は、例えば24時間であることが好ましく、まず30分かけて消化液Lが投入され、23時間かけて消化液Lの有機成分を分解させる発酵工程と同時に、消化液を乾燥させる乾燥工程とを設け、さらに30分かけて一次乾燥物(含水率30〜40%)を排出している。その間、タンク30内を−0.06〜−0.07MPa(ゲージ圧;以下、ゲージ圧は省略する)に減圧すると、タンク30内の水分温度は76〜69℃(飽和蒸気温度)に維持される。その結果、消化液Lは、後述する微生物によって、一次発酵分解乾燥が促進される。
次に、二次減圧発酵乾燥機3’による減圧発酵乾燥処理する工程もほぼ上記同様の工程で、30分かけて一次乾燥物をタンク30’内に投入し、前記同様23時間かけて一次乾燥物の未発酵分の有機物を発酵させ、さらに乾燥させることになる。その間、タンク30’内を−0.09〜−0.10MPaに減圧すると、タンク30’内の水分温度は46〜42℃(飽和蒸気温度)に維持される。その結果、一次乾燥物は、後述する微生物によって、二次発酵分解乾燥が促進される。そして、二次減圧発酵乾燥機3’の排出部30’bから二次乾燥物(含水率10%以下)を排出させることができる。
そして、そのような乾燥処理を行う際に、タンク30,30’内の有機物に添加する微生物としては、例えば特許文献2に記載されているように、複数種類の土着菌をベースとし、これを予め培養した複合有効微生物群が好ましく、通称、SHIMOSE 1/2/3群がコロニーの中心になる。
なお、SHIMOSE 1は、FERM BP-7504(経済産業省産業技術総合研究所生命工学工業技術研究所特許微生物寄託センター(日本国茨城県つくば市東1丁目1−3)に、2003年3月14日に国際寄託されたもの)である。また、SHIMOSE 2は、FERM BP-7505(SHIMOSE 1と同様に国際寄託されたもの)、塩に耐性を有するピチアファリノサ(Pichiafarinosa)に属する微生物であり、SHIMOSE 3は、FERM BP-7506(SHIMOSE 1と同様に国際寄託されたもの)、スタフィロコッカス(Staphylococcus)に属する微生物である。
ここで、前記一次減圧発酵乾燥機3による有機物の減圧発酵乾燥処理の手順について説明する。まず、前記消化液槽2に収容された消化液Lを一次減圧発酵乾燥機3のタンク30の投入口30aからに投入する。そして、開閉バルブ2fを閉じて、タンク30内を大気圧状態で密閉する。
その後、タンク30内の消化液Lに所定の微生物を添加した後に、真空ポンプ36近傍に設けた大気開放バルブ36aを閉じてタンク30内を密閉する。そして、タンク30内を減圧下で加熱し、その内部に収容した消化液Lの有機成分を一次発酵乾燥させる。すなわち、ガス発電ボイラー7から加熱用蒸気を供給し、タンク30内を加熱する。
そうして加熱用蒸気によってタンク30内を加熱するとともに、撹拌シャフト32を所定の回転速度(例えば、8rpm程度)で回転させ、さらに、真空ポンプ36の作動によってタンク30内を減圧し、これにより、タンク30内の温度が微生物の活動至適環境となり、微生物による有機物の有機成分の分解が好適に促進される。なお、撹拌シャフト32の回転速度(8rpm)は一例であって、有機物の有機成分の分解が可能であれば他の値であってもよい。
このようにしてタンク30内の温度および圧力を維持しつつ、所定の時間が経過した場合、真空ポンプ36およびガス発電ボイラー7からの加熱蒸気の供給を停止し、大気開放バルブ36aを開放して大気圧状態とする。一方、撹拌シャフト32を逆回転させ、タンク30の排出部30bの蓋を開いて、タンク30から一次乾燥物を排出する。このとき、タンク30から排出される一次乾燥物は減容されている。
次に、前記二次減圧発酵乾燥機3’に一次乾燥物が投入され、その一次乾燥物の二次減圧発酵乾燥処理の手順は、ほぼ一次減圧発酵乾燥処理と同じであるので、その詳細については省略する。このようにして、前記二次減圧発酵乾燥機3’の排出部30’bから二次乾燥物を排出することができる。
そして、図5に示すように前記二次減圧発酵乾燥機3’によって二次減圧発酵乾燥処理された二次乾燥物は、排出コンベア41によって、選別装置4へ向けて搬送される。つまり、排出コンベア41によって、二次減圧発酵乾燥機3’のタンク30’下部の排出部30’bから排出される二次乾燥物を、排出部30bよりも高い位置に設けられた選別装置4まで搬送する。選別装置4によって、減圧発酵乾燥装置Aによる減圧発酵乾燥処理では分解されない異物、具体的には、プラスチックや金属等を取り除くようにしている。
選別装置4は、図6に概略を示すように、磁選機42と振動ふるい機43とを備えている。磁選機42は、例えば吊り下げ式のもので、排出コンベア41上に吊り下げられている。磁選機42は、排出コンベア41によって搬送される乾燥物の中から金具や、鉄片等の磁性物(黒丸で示す)を磁石によって吸着し、プーリ42a間を移動するベルト42bによって連続的に排出容器42cへ排出するように構成されている。磁選機42によって、乾燥物に混入している金具や、鉄片等の金属が除去される。
振動ふるい機43は、二次減圧発酵乾燥機3’から排出され、排出コンベア41によって搬送された二次乾燥物から、大き目の異物をふるい分けるものである。振動ふるい機43には、所定の大きさの網目(開口部)を有する金網43aと、金網43aを振動させる振動モータ43bとを備えている。振動ふるい機43は、複数(例えば4つ)のコイルばね43cによって下台43dに支持されている。また、金網43aが斜め下方に向けて傾斜した状態で設けられており、金網43aの一端側(図6の左端側)が、他端側(図6の右端側)よりも低い位置に設けられている。本実施形態では、金網43aの網目が、5mm×5mmの大きさに設定されている。なお、網目のサイズは一例であって、他の値であってもよい。振動ふるい機43によって、二次乾燥物に混入しているプラスチック等の異物が選別される。
このように、振動ふるい機43は、コイルばね43cによって下台43dに対しフローティング支持されているので、振動モータ43bの駆動により、排出コンベア41から金網43aに供給された乾燥物がふるい分けられる。具体的には、二次乾燥物は、金網43aの網目を通過して、下方に落下し、振動ふるい機43の下方に配置された貯留容器44に貯留される。一方、プラスチック等の大き目の異物は、金網43aの網目を通過できないため、金網43aの傾斜面に沿って滑り落ちたり、転がり落ちたりしながら一端側(前方側)へ移動し、振動ふるい機43の前方下方に配置された排出容器43eに排出される。このように、上述したように、減圧発酵乾燥装置Aにより発酵乾燥され、減容されることによって乾燥物は、ふるい分けに適したものになっており、異物以外の乾燥物がほとんど金網43aの網目を通過して、貯留容器44に貯留されるようになっている。
このように、二次乾燥物から金属片やプラスチックなどの異物が除去され、貯留容器44には良質な有機肥料が貯留される。なお、本発明の実施例では最終工程で製造される廃棄物を有価物としての有機肥料として利用しているが、添加物を配合することにより、廃棄物を有価物である家畜用の有機飼料や、養殖用の有機飼料として利用してもよい。
今回、開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、前記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
本発明は、有機物のメタン発酵において、発酵かすである消化液の処理装置及びその処理方法に利用することができる。
A 減圧発酵乾燥装置
1 メタン発酵槽
2 消化液槽
3 一次減圧発酵乾燥機
3’ 二次減圧発酵乾燥機
4 選別装置(磁選機、振動ふるい機)
6 ガスタンク
7 ガス発電ボイラー
8 クーリングタワー

Claims (6)

  1. 有機物を発酵させるメタン発酵槽と、
    該メタン発酵槽に接続され、発酵槽内で生成された消化液を貯留する消化液槽と、
    該消化液槽に接続され、消化液を密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して有機物の有機成分を分解させ、減容した乾燥物を得る減圧発酵乾燥装置とを設けたことを特徴とする有機物のメタン発酵における消化液の処理装置。
  2. 請求項1に記載の有機物のメタン発酵における消化液の処理装置において、
    前記減圧発酵乾燥装置は、少なくとも2基以上の一次減圧発酵乾燥機を備え、
    前記一次減圧発酵乾燥機に直列に接続され、一次減圧発酵乾燥機の設置基数以下の二次減圧発酵乾燥機と、
    を備えたことを特徴とする有機物のメタン発酵における消化液の処理装置。
  3. 請求項2に記載の有機物のメタン発酵における消化液の処理装置において、
    前記二次減圧発酵乾燥機から排出される乾燥物に混入している異物を除去する選別装置を備えていることを特徴とする有機物のメタン発酵における消化液の処理装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1つに記載の有機物のメタン発酵における消化液の処理装置において、
    前記消化液槽に接続された主配管と、
    前記主配管からそれぞれ分岐した分配管と、
    前記分配管にそれぞれ接続された少なくとも2基以上の一次減圧発酵乾燥機と、
    前記分配管に開閉弁をそれぞれ設けたことを特徴とする有機物のメタン発酵における消化液の処理装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1つに記載の有機物のメタン発酵における消化液の処理装置において、
    前記メタン発酵槽で生成されたメタンガスをガス発電用に燃焼させ、その熱エネルギーの一部を減圧発酵乾燥装置の熱源に利用させることを特徴とする有機物のメタン発酵における消化液の処理装置。
  6. 有機物のメタン発酵工程と、
    前記メタン発酵後に生成された消化液の貯留工程と、
    前記消化液を密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して有機物の有機成分を分解させ、減容した乾燥物を得る減圧発酵乾燥工程と、を備えていることを特徴とする有機物のメタン発酵における消化液の処理方法。
JP2018143812A 2018-07-31 2018-07-31 有機物のメタン発酵における消化液の処理装置及びその処理方法 Active JP7083160B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018143812A JP7083160B2 (ja) 2018-07-31 2018-07-31 有機物のメタン発酵における消化液の処理装置及びその処理方法
PCT/JP2019/029833 WO2020027132A1 (ja) 2018-07-31 2019-07-30 有機物のメタン発酵における消化液の処理装置及びその処理方法
CN202310885705.5A CN116903212A (zh) 2018-07-31 2019-07-30 有机物的甲烷发酵中的消化液的处理装置及其处理方法
CN201980039642.3A CN112334417A (zh) 2018-07-31 2019-07-30 有机物的甲烷发酵中的消化液的处理装置及其处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018143812A JP7083160B2 (ja) 2018-07-31 2018-07-31 有機物のメタン発酵における消化液の処理装置及びその処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020018964A true JP2020018964A (ja) 2020-02-06
JP7083160B2 JP7083160B2 (ja) 2022-06-10

Family

ID=69232209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018143812A Active JP7083160B2 (ja) 2018-07-31 2018-07-31 有機物のメタン発酵における消化液の処理装置及びその処理方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7083160B2 (ja)
CN (2) CN112334417A (ja)
WO (1) WO2020027132A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023210144A1 (ja) * 2022-04-30 2023-11-02 株式会社下瀬微生物研究所 バイオガス生成システム

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0717787A (ja) * 1993-06-22 1995-01-20 Hitachi Ltd 厨芥のコンポスト化方法及び装置
JP2003290753A (ja) * 2002-04-02 2003-10-14 Sumitomo Heavy Ind Ltd 有機性廃棄物の処理装置および方法
JP2004262720A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Eco Keikaku:Kk 飼肥料化処理システム
JP2004298688A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 有機性廃棄物の処理方法、バイオガスシステム、およびメタン発酵残液濃縮物の製造方法
JP2005000791A (ja) * 2003-06-11 2005-01-06 Japan Groundwork Association バイオマスシステム
JP2005334713A (ja) * 2004-05-24 2005-12-08 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 発酵残液およびその他の嫌気性有機化合物含有液の処理方法及び処理システム
JP2007044579A (ja) * 2005-08-08 2007-02-22 Takuma Co Ltd バイオマス処理システム
JP2013067803A (ja) * 2012-11-05 2013-04-18 Miike Iron Works Co Ltd 汚泥の固形燃料化プラント

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002037685A (ja) * 2000-05-18 2002-02-06 Ebara Corp 汚泥の処理方法および装置
JP5897857B2 (ja) * 2011-09-29 2016-04-06 株式会社御池鐵工所 減圧発酵乾燥装置
CN104150732B (zh) * 2014-08-29 2016-05-25 凤阳海泰科能源环境管理服务有限公司 一种污泥两级干化***

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0717787A (ja) * 1993-06-22 1995-01-20 Hitachi Ltd 厨芥のコンポスト化方法及び装置
JP2003290753A (ja) * 2002-04-02 2003-10-14 Sumitomo Heavy Ind Ltd 有機性廃棄物の処理装置および方法
JP2004262720A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Eco Keikaku:Kk 飼肥料化処理システム
JP2004298688A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 有機性廃棄物の処理方法、バイオガスシステム、およびメタン発酵残液濃縮物の製造方法
JP2005000791A (ja) * 2003-06-11 2005-01-06 Japan Groundwork Association バイオマスシステム
JP2005334713A (ja) * 2004-05-24 2005-12-08 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 発酵残液およびその他の嫌気性有機化合物含有液の処理方法及び処理システム
JP2007044579A (ja) * 2005-08-08 2007-02-22 Takuma Co Ltd バイオマス処理システム
JP2013067803A (ja) * 2012-11-05 2013-04-18 Miike Iron Works Co Ltd 汚泥の固形燃料化プラント

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023210144A1 (ja) * 2022-04-30 2023-11-02 株式会社下瀬微生物研究所 バイオガス生成システム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020027132A1 (ja) 2020-02-06
JP7083160B2 (ja) 2022-06-10
CN112334417A (zh) 2021-02-05
CN116903212A (zh) 2023-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6763576B2 (ja) バイオマスバーナの燃料製造装置および製造方法
JP6829468B2 (ja) 有害微生物を含む有機物の処理方法
WO2019187879A1 (ja) 脱油脂乾燥物の製造装置およびその製造方法
CN111051478B (zh) 基于处理对象物的发酵干燥的燃料化装置及燃料化方法
WO2020027132A1 (ja) 有機物のメタン発酵における消化液の処理装置及びその処理方法
DK181219B1 (en) System and method for treating excrement of livestock
JP7175005B2 (ja) オイルスラッジの処理装置及びその処理方法
JP2020049474A (ja) バーナの燃料製造装置および製造方法
TW201733917A (zh) 甲烷醱酵系統
CN104028544B (zh) 一种资源再利用***
WO2017203781A1 (ja) メタン発酵装置
WO2020137986A1 (ja) 有機物を含む処理対象物の処理装置における脱臭装置及びその脱臭方法
JP2015063908A (ja) 微生物と動物の***物及び植物残渣等で発電する装置及び炭化装置
WO2007096966A1 (ja) 蒸気発生用燃料製造設備及び蒸気発生設備並びに廃棄物の蒸気発生用燃料化方法
WO2019087931A1 (ja) 貝殻処理装置および貝殻処理方法
JP7246707B2 (ja) 燃焼炉の燃料製造装置および製造方法
JP4557541B2 (ja) 有機廃棄物堆積放置不要処理システム及びその処理方法
KR200375449Y1 (ko) 초음파를 이용한 유기성 폐기물 처리장치
WO2020136824A1 (ja) パームオイル工場残渣物の処理装置及びその処理方法
KR20060047020A (ko) 초음파를 이용한 유기성 폐기물 처리시스템 및 그 처리 방법
JP2020018963A (ja) プラスチック包装された食品廃棄物の処理装置及び処理造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220131

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220517

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220524

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7083160

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150