JPS5929091A - 嫌気性消化槽 - Google Patents

嫌気性消化槽

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JPS5929091A
JPS5929091A JP57139438A JP13943882A JPS5929091A JP S5929091 A JPS5929091 A JP S5929091A JP 57139438 A JP57139438 A JP 57139438A JP 13943882 A JP13943882 A JP 13943882A JP S5929091 A JPS5929091 A JP S5929091A
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JP
Japan
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digestion tank
liquid
treated
heat exchanger
heat
Prior art date
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Pending
Application number
JP57139438A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Zaitsu
財津 靖史
Satoshi Nishikata
西方 聡
Hiroshi Hoshikawa
星川 寛
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5929091A publication Critical patent/JPS5929091A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

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】 本発明は嫌気性消化槽に係9、特に消化槽内に供給され
る低温の被処理液と消化槽から排出される高温の処理液
とを熱交換するようにした嫌気性消化槽に関する。
嫌気性消化法はメタン発酵法とも言われ、有機物を含む
被処理液を消化槽内に導き、メタン生成細菌を使ってメ
タンと炭酸ガスとに分解する方法として知られている。
このような嫌気性消化槽においては消化室内の温度が3
0℃〜40℃又は50℃〜60℃において微生物の反応
が効果的に行なわれるから従来は別途装備された加熱源
によシ消住僧自体を加熱して一辷述した発酵温度を保持
しており、そのために加熱設備を設けなければならず、
さらに設備を稼働維持するためのランニングコストがか
かった0また、上述したように消化槽に流入する有機物
を含む被処理液の温度は通常消化槽内の温度よりも低い
から被処理液を消化室内へ流入前に消化槽内温度まで加
熱することが望ましい0そのだめ従来は微生物反応のの
ちに消化室から出る用燃性の消化ガスの温度が高いこと
に着目し、このガスが保有する熱エネルギを利用して被
処理液を加熱することも試みられていた。
しかしながら、被処理液の液温や、気温地温の季節変化
あるいは被処理液中の有機物の濃度、組成によって加熱
に必要な熱量が消化ガスによる発生熱量を」皿回る場合
が生じこのような場合には、重油等の補助熱源によって
不足分を補わなけれはならなかった。
そこて、本発明はこのような事情に対処してなされたも
ので、反応処理後に消化室から排出される処理液が保有
する熱エネルギを利用して被処理液を加熱できるように
した嫌気性消化槽を提供することを目的とするものであ
る。
−上記目的を達成するだめの本発明による嫌気性消化槽
は有機物を含む被処理液を消化槽内に導き、微生物の働
きで有機物を分解するようにした嫌気性消化槽において
、上記消化槽内に被処理′に!7.を供給する供給管路
上に熱交換器を設け、この熱交換器の高温側に消化槽内
で有機物を分解除去されたのちの高温の処理液を導き被
処理液をこの処理液が保有する熱エネルギを利用して予
熱するようにしたことを特徴としている。
以下、本発明による嫌気性消化槽の実施例を図面を参照
し7て説明する。
第1図において、符号1は嫌気性消化槽であって、この
消化槽1は密閉型のタンクであって内部が消化室2とな
っている。この消化室2内には発酵様としてのメタン生
成菌があらかじめ封入されている。
そして、上記消化槽の上方には、有機物を含んだ被処理
液を供給するための供給管路3が接続されており、この
供給管路3の管路上にはポンプ4および熱交換器5が組
込まれている。この熱交換器5は適当なものでよいが、
被処理液中に固形物を多く含むものではコイル式熱交換
器、同心円二重管式熱交換器が有効である。
消化室2内でメタン菌と有機物とが反応して発酵すると
メタノガスと炭酸ガスに分解され、処理液は処理液送出
管路6を通して外部へ排出され、との送出管路6の一部
は上記熱交換器5の高温側を構成している。
また、消化室2内には1、反応後にメタンガスと炭酸ガ
スの消化ガスが発生するが、この消化ガスは排気管路7
を介して消化ガスタンク8へ導かれ、さらに、消化ガス
は加熱器としてのボイラ熱交換器9に導かれる。上記ボ
イラ熱交換器9は、メタンガスを燃料として熱源を確保
されるものである。
この熱交換器8には循環パイプ]0 、11が設けられ
ており、消化室2内の被処理液の温度が適正範囲より下
降したときに、被処理液を加熱して適正範囲に入るよう
に加熱調節される。
このような本発明の実施例によれは消化室2内で有機物
を分解除去されたのちの高温の処理液を熱交換器5の高
温側に導いて被処理液との間で熱交換を行なわせて加熱
するようにしだから、処理液が保有する熱エネルギを有
効に回収することができる。
第2図に示した実施例は、消化槽1から取り出された処
理液中に含まれた固形物を分離するために消化槽の後段
に固形分離槽を配置した列を示している。この実施例に
おいては、第1の消化槽1と固液分離槽12とは送出管
路6で連結され、この管路の途中に前記熱交換器5が配
置されている。
したがって、この実施例では、前記供給管路3はこの熱
交換器5の低温側を通って第1の消化槽2に配管されて
いる。
なお、固形分離槽12の底部からは消化汚泥排出管13
が導出されると共に固形分離槽12の上方部からは固形
物を除去された処理液が排出管I4を介して導出される
ようになっている。
第3図は本発明のさらに他の実施例を示しだものであっ
て、第1の消化槽1と第2の消化槽12とは連絡管16
で連結され、第2の消化槽12内の高温の処理液は熱源
として熱交換器5の高温側に導かれる。すなわち、第2
の消化槽12内の処理液は、管路17を通して熱交換器
5に供給され、熱交換したのちに管路18を通して第2
の消化槽12内に戻される。なお、管路17上にはポン
プ19が組込まれている。
第4図は本発明のさらに他の実施例を示したものであっ
て、第2の消化槽12内に熱交換器20を直接組込み、
この熱交換器20 、20を供給管路3に対して管路2
1 、2]を介して連結したものであって、第1の消化
槽2内に供給される被処理液は、消化室2内へ導入され
る前に予熱することができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、消化
槽の消化室内で有機物が微生物によって分解され、その
反応熱によって加熱された高温の処理液が保有する熱エ
ネルギを利用して低温の被処理液を加熱するようにした
から、被処理液を消化室へ導入する前に反応温度近くま
で予熱することができ、加熱コストを低減することがで
きる。
次に発明の効果を定量的に示すために、下水汚泥を流入
液とする大規模消化槽を例にとり説明を行なう○以下の
説明において各記号はそれぞれ次のことを意味するもの
とするO Q(+11’/日)二流入・流出液流計Ts(℃):流
入液液温 TD(℃):消fヒ槽内液温 ’J、”s’ (℃)  :熱交換器出口流入液温′P
D′(℃)二〃〃 流出液温 C(J/℃・2):流入・流出液比熱 ア(f/mJ) :   〃n  比重LJ (K a
J、/W I+ r ℃) :熱交換器総括伝熱係数A
(+イ) :熱交換器伝熱面積 ’I’A(℃):消化槽周囲気温 Ta(℃):  n   u 地温 第1消化槽の容積5000+y+’、  滞留日数15
日、流入汚泥量333m’7日消化槽は第5図に示しだ
形状を有するものとし、対熱に関するデータを第6図に
示したとおりとすると、消化槽からのガス発生計は一般
に流入汚泥量の6〜10倍となるため、この比を8倍と
すると、333++/7日の流入汚泥量に対し、’26
61n+’のガス発生量となる。一方、消化槽の加温熱
量の内、流入汚泥の加温に要する熱量Hrは Pθ=3
7 ’1.’s == 15とするとき ■=C−Q・(To−Ts) = lX333刈0”X (37−15)−7326X
103  K、v/日     ・・・・・・・(1)
とな5る。
捷だ消化槽の表面からの放熱量に相当する熱量1(Dは
、TD= 37+ ’I”A = 15. TO= 1
5 とするとき、ln=24X(Ql+・A+(’]?
o−T*)+α2・A2(’I”D−TA)+α3・/
b(To  ’l’c)+α4A4(To−Tc))=
2・IX(071X316X22−1−0.93X 5
65X22モ1.16X 377 X2企+1.00 
X 328 X22)=  800  X 期 1ぐ。
に7日        ・・・・・・・・ (2)これ
らの熱量を消化ガスの燃焼により効率70%で消化槽に
供給するとすると、消化ガスの熱量カニ5000T(c
nit  程度であることから必要な消化ガス量はIT
+ 、 ITn )それぞれに対し、2093+n’/
 B、 229靜/日となり余剰消化ガス量は2661
− (2093+229)より339+++”7日とな
る0 ここで本発明により第1消化槽からの処理液と流入汚泥
との間で熱交換を行なわぜる場合を考える。熱交換器と
して向流式熱交換を行なわせる場合を考える。熱交換器
として向流式熱交換器を用いるものとし、総括伝熱係数
をU = 150 K7/u+’ hr℃熱交換器出口
での流入汚泥温度′rS′を25℃まで上昇させるとす
ると、移動熱量qは、 p=c−Q(To  ’]’D’) −C−Q(Ts’
−’II’s)  −・・(3)=3330 ×]03
 Kd/日 熱交換器出口での流出液温度はTD・−27℃となる0
これより必要伝熱面積は q/24 = U−A・((”I’D−Ts’) + 
(TD’ −Ts) ) /2−(4)これにより流入
汚泥の加温に要する熱量は[1’は、1142u/7日
の消化ガス消費に相当する。
1■■’ = C−Q ・(’r”o−”I?S’ )
= I X333X]03X (37−25)= 39
96 XJO31ぐme/日     −−−−−・(
5)となり、これは、1142 m37日の消化ガス消
費に相当する。したがって、従来法に対し2661−1
142= 151’9 ++I′/日の余剰消化ガスの
増加が期待される0これは従来法での余剰ガス339+
++’7日に対し55倍の値となり消化ガスの利用率の
大幅な向上を可能とする。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による嫌気性消化槽の一実施例を示した
フローチャート、第2図乃至第4図は本発明の池の実施
例を示したフローチャート、第5図は本発明の効果を試
算するために想定さitだ消化槽を示した正面図、第6
図は第5図に示された消化槽の面積と平均熱貫流率を示
した表である01・・・消化槽、2・・・消化室、3・
・・供給管路、5・・・熱交換器、6・・・送出管路。 特許出願人 富士電機製造株式会社 同   株式会社富士電機総合研究所 、、、7y 、 ′ 同   弁理士  染 谷   仁。 昭和57年/7月3 日 特許庁長官  若 杉 和 夫  殿 ■、事件の表示 昭和57年特許願第139438号 2、発明の名称 嫌気性消化槽 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 神奈川児用崎市用崎区日j辺新田1番1号(5,23)
富士電機製造株式会社(ほか1名)5、補正午令・・口
付自発 本願明細書を次のように補正する。 (1)  第3ページ第5行1一温度」を「熱量」と訂
正。 (2)第3ページ第7行1−加熱することも試みられて
いた。」を[加熱することが行なわれていた。」と訂正
。 (3)第4ページ第12行から第14行「この消化室2
内には発酵種としてのメタン生成菌があらかじめ封入さ
れている。」を削除。 (4) 第6ページ第10行[消化槽2]を「消化槽l
」と訂正。 (5)第7ページ第8行「管路21.21」を[ti’
T復管路21.21.1 と訂正。 (6)第7ページ第13行「その反応熱によって」を「
その際に発生ずる消化ガスの熱量によって」と訂正。 (7)  第7ページ第16行「反応温度近く寸で」を
削除。 (8)第8ページ第8行1ター1を[ρ」と訂正。 (男 第8ページ第12行1−Ta」を「TG」と訂正
。 α1 第8ページ第14行1333m”7日」と[消化
槽」の間に1−とする。」を加入。         
  訂jQυ 第8ページ第15行「対熱−1を1放熱
」と訂正。 02  第9ペーー第1行「TG」を「1″D」と訂正
。 0、)第10ヘージ第5行[’ T S′Jを「T′s
」と訂正する。 11D  第10ページ第7行f’ p JをrqJと
訂正。 09  第1()ページ第10行[これより必要伝熱面
積t↓」を[捷/こ必要伝熱面積は次式(4)によって
A−77m2と求める。」と訂正。 (IO第10ページ第13行rl142m”7日の消化
ガス消費に相当する。」を削除。 o7)第10ページ第18行から第19行1−シたがっ
て、u’e末法に・・・・・期待される。」を1 した
かつて、本発明による熱交換を行なった」弱含の消費消
化カス量は1142+229= 1371ni’/FJ
となり、このときの余剰消化ガス量は 2661−1:(71=1290岬/日となる」と訂正
。 08  第10ぺ一7最下行15.5倍」を13.8倍
」と訂正する。 (1り  第++ヘーン第9行「面積」を「放熱面積」
と469− E。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、有機物を含む被処理液を消化槽内に導き微生物の働
    きで有機物を分解するようにした嫌気性消化槽において
    、上記消化槽内に被処理液を供給する供給管路上に熱交
    換器を設け、この熱交換器の高温側に消化槽内で有機物
    を分解したのちの高温の処理液を導き被処理液をこの処
    理液が保有する熱エネルギを利用して予熱するようにし
    たことを特徴とする嫌気性消化槽。 2、特許請求の範囲第1項記載の嫌気性消化槽において
    、消化槽は、直列に接続された前段の消化槽と後段の消
    化槽とからなり、後段の消化槽内の処理液を熱交換器に
    導くようにしたことを特徴とする消化槽。 3、特許請求の範囲第1項記載の嫌気性消化槽において
    、消化槽は直列に接続された前段の消化槽と後段の消化
    槽とからなり、後段の消化槽内に熱交換器が組込まれ、
    この熱交換器を前段の消化槽への供給管路に接続したこ
    とを特徴とする消化槽0
JP57139438A 1982-08-11 1982-08-11 嫌気性消化槽 Pending JPS5929091A (ja)

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