JPH07204683A - メタン醗酵装置 - Google Patents

メタン醗酵装置

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JPH07204683A
JPH07204683A JP350594A JP350594A JPH07204683A JP H07204683 A JPH07204683 A JP H07204683A JP 350594 A JP350594 A JP 350594A JP 350594 A JP350594 A JP 350594A JP H07204683 A JPH07204683 A JP H07204683A
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JP
Japan
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liquid
fermentation
methane
reactor
reaction vessel
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JP350594A
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Kazuaki Doi
一晃 土井
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/18External loop; Means for reintroduction of fermented biomass or liquid percolate
    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【目的】醗酵効率が高くて、二次の浄化処理が極めて容
易な程度まで畜産廃液の醗酵を進めることができる、改
良されたメタン醗酵装置を提供する。 【構成】ガス抜き出し管を頂部に、醗酵液抜き出し管を
上部側面に、溢流樋を上部内壁面の該醗酵液抜き出し管
より低い位置に、また原液供給管に接続された原液分配
器及び液液混合器を下底部内に、夫々設けてなる縦型筒
状反応容器と、前記溢流樋に流入した反応容器上部内の
醗酵液を吸引して前記液液混合器に送入することによっ
て反応容器下底部内の醗酵液と混合させるための醗酵液
循環ポンプとを備えて本発明のメタン醗酵装置を構成す
ることにより、スカムとなる脂肪分の多い醗酵液の上層
を分離してメタン菌の多い下層と混合し、醗酵を効率的
に促進することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は濃厚な有機廃棄物、特に
家畜の屎尿などの畜産廃液の処理に用いられるメタン醗
酵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、家畜の屎尿などの畜産廃液は生物
学的酸素要求量すなわちBODが極めて高いために、活
性汚泥法などの通常の汚水処理法によって処理しようと
すると処理設備が大規模となって経済的でないから、メ
タン醗酵法を利用するのが適当であると考えられてい
る。
【0003】かかるメタン醗酵法に用いられる醗酵装置
としては、メタン細菌の活動に適した温度が比較的に高
いために保温性を良好にする必要があって、例えば径が
高さより大きい円筒形あるいは卵形などで体積に比べて
表面積が小さい大型の醗酵槽を保温材で覆い、また内部
を嫌気性雰囲気に保つために密閉して加圧状態で運転す
るものが普通であった。
【0004】そしてこのような装置では、内容物の濃度
が高いことから浮上や沈殿などの分離現象が起こりやす
く、機械的攪拌のみではかかる分離現象を抑制して内容
物を均質化し、円滑な醗酵反応を進めることは困難であ
った。そこで内容物の均質化を図るために、発生するメ
タンガスを再び醗酵槽の底部から吹き込んで上下対流を
促進する方法を併用することも行われているが、内容物
の浮上や沈殿を防止することはできなかった。
【0005】また、このような従来のメタン醗酵装置に
おいては、ほぼ定常的に発生する畜産廃液等を大きな醗
酵槽に高濃度のまま次々に装入して滞留時間を長くとる
ことによって醗酵速度の遅さを補うという考え方が採用
されていたので、例えば醗酵槽の容積は畜産廃液発生量
の30日分以上となるように設計され、毎日の装入量に
見合った醗酵液をその度に抜き出すような運転方法を採
ることが普通であった。しかしこのようなメタン醗酵装
置から抜き出された醗酵液はまだBOD濃度が高く、例
えば3300ppm にも達することが普通であった。
【0006】かかる従来の醗酵装置では、内容物の完全
な均質化を達成することは困難であって、脂肪分の多い
スカムが浮上して効率的な醗酵消化を妨げ、あるいは醗
酵槽の運転の障害となるなどの種々の問題を引き起こし
易いという問題があり、またスカム分を多く含む醗酵液
を更に次段のメタン醗酵装置で処理しようとしても醗酵
が効率的に進まないという問題もあった。しかもこうし
たBOD濃度が高い醗酵液は更に廃水処理が必要とされ
るにかかわらず、排水の水質基準に適合した廃水処理を
行なうに適した経済的な廃水処理方法は確立されていな
かった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、醗酵
効率が高くて、二次の浄化処理が極めて容易な程度まで
畜産廃液の醗酵を進めることができる、改良されたメタ
ン醗酵装置を提供することを目的としたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
ガス抜き出し管を頂部に、醗酵液抜き出し管を上部側面
に、溢流樋を上部内壁面の該醗酵液抜き出し管より低い
位置に、また原液供給管に接続された原液分配器及び液
液混合器を下底部内に、夫々設けてなる縦型筒状反応容
器と、前記溢流樋に流入した反応容器上部内の醗酵液を
吸引して前記液液混合器に送入することによって反応容
器下底部内の醗酵液と混合させるための醗酵液循環ポン
プとを備えたことを特徴とするメタン醗酵装置によって
達成することができる。
【0009】本発明のメタン醗酵装置における反応容器
は縦型筒状のものであり、発生するメタンの圧力に耐え
る構造を有しているほか耐食性をも有するものである。
そして反応容器の上部内壁面には醗酵液抜き出し管より
低い位置に溢流樋が設けてあり、また反応容器の底部に
は液液混合器が設けてあって、溢流樋内に流入した醗酵
液はポンプに接続された配管によって反応容器の底部に
送り込むことができるようになっている。このような反
応容器の側壁部には、例えば空気や水などの熱媒体を流
通させることができるジャケットやコイルなどの加熱手
段が設けられていてもよい。
【0010】またかかる反応容器の底部に設けられた液
液混合器は、例えばベンチュリ管などを備えたものであ
り、醗酵液循環ポンプによって送り込まれた醗酵液を反
応容器の底部に淀んだ醗酵液と混合して、反応の均一化
を図ることができるようになっている。又、反応容器の
内壁面に設けられている溢流樋は特に形状や寸法が限定
されるものではないが、内壁面に沿って環状に周設され
ていることが望ましい。そして溢流樋の上縁が反応液抜
き出し管の下端縁より1〜3cm下方にあるように設けら
れているが、これより高さの差が少ないとスカムを多く
含む醗酵液部分の回収が不充分となり、また高さの差が
大き過ぎるとスカムを多く含む醗酵液部分が充分に分離
されずに反応容器から直ちに抜き出されることとなっ
て、いずれもスカム分の反応容器内への循環が進まない
ことになる。そのため、スカムの主成分である脂肪分を
メタン菌を多く含むスラッジ分と充分に混合接触させて
未消化分を効率的に減少させるためには、溢流樋の上縁
が反応液抜き出し管の下端縁より1〜3cm下方に設ける
ことが好ましい。
【0011】本発明のメタン醗酵装置における醗酵液循
環ポンプは、例えば遠心タービン型ポンプや軸流型ポン
プなどであってよく、ガスや固形物などを吸入しても運
転に支障が生じないスラリーポンプなどが好ましいが、
このような機能を有するポンプであればその構造は特に
限定されない。またかかるポンプは反応容器の外部に設
けられていてもよく、また反応容器の内部に設けられて
いてもよい。反応容器の外部に設けるときはポンプの保
守点検などが容易である利点があり、また反応容器の内
部に設けるときは醗酵液の循環に伴う放熱が少なくて済
み、メタン醗酵反応の温度制御が容易となる利点があ
る。
【0012】本発明のメタン醗酵装置は、例えば牛や豚
の屎尿のような畜産廃棄物をあらかじめ径が所定の大き
さ以上の固形分とより細かい固形分を含む液状分とに分
離し、固形分は例えばコンポスト化装置などで処理する
とともに液状分のみを処理するに適している。かかる本
発明のメタン醗酵装置は上記のコンポスト化装置で周囲
を包囲するように一体化して設けられていてもよく、或
いはこれらの装置を別体として設けてもよい。しかしな
がらコンポスト化装置で包囲するように設けるときは、
コンポスト化装置で発生する醗酵熱をメタン醗酵装置の
加熱又は保温のために有効に利用できるばかりでなく、
設備がコンパクト化できて建設費や運転経費の面でも経
済的である。
【0013】
【作用】かかる本発明のメタン醗酵装置においては、醗
酵液の上部に浮上した脂肪分の多いスカム分を含む液部
分が溢流樋に流入して分離され、これをポンプにより吸
引回収して反応容器の底部に再び送入し、液液混合器に
よって醗酵液の底部に沈澱したメタン菌体を多く含むス
ラッジ部分と混合する。そして更に反応容器内を循環さ
せるので、脂肪分などの未消化分がメタン菌と充分に接
触することによって醗酵消化が効率的に促進される結
果、スカム層が形成されることなく均一な醗酵が進ん
で、未消化分の少ない醗酵液を抜き出すことができるも
のである。
【0014】
【実施例】本発明のメタン醗酵装置の例を第1図に示
す。図において1は径80cm、高さ250cmの鋼板製で
内面を防食処理した円筒状の反応容器であり、反応容器
1の外壁面に沿って空気を流通させるためのジャケット
2が設けてある。ここで2a及び2bは、それぞれ空気
の入口及び出口である。また3はガス抜き出し管であ
り、4は原液供給管で環状の原液分配器5に接続されて
いる。6は径が10cm、長さが50cmのベンチュリー管
で構成された液液混合器であり、7は醗酵液抜き出し管
である。
【0015】8は溢流樋であり、その上端縁8aが醗酵
液抜き出し管7の下端縁から約1.5cm下方に位置する
ように設けられている。この溢流樋8は反応容器1の内
壁面から内方に幅が約10cmで深さが約10cmの環状に
突出して形成されている。またその底面の複数カ所(例
えば4カ所)から集液環9に接続する導管9aが設けら
れ、更に集液環9からは、例えば反応容器1の外に設置
されている醗酵液循環ポンプ10に接続する導管9bが
設けられている。そして醗酵液循環ポンプ10から液液
混合器7に接続する導管10aも設けられている。ここ
で醗酵液循環ポンプ10は反応容器1の外に設ける例を
示したが、反応容器1の内部に設けてあっても構わな
い。なお、11は安全弁であり、12は液排出用のブロ
ー弁である。
【0016】
【発明の効果】本発明のメタン醗酵装置は、従来のメタ
ン醗酵装置において液面に浮上して醗酵が進み難いスカ
ム部分を分離回収して再びメタン菌が濃縮されているス
ラッジ部分と直接に混合接触させることにより、醗酵液
中の未消化物を効果的に減量させることができるので、
醗酵装置の容積に比べて原液のメタン醗酵処理能力が大
幅に増加するうえに、醗酵による発熱が増加して環境温
度が低下した場合でも醗酵温度を保持することが極めて
容易となった。従って寒冷な地域でも濃厚な有機廃液の
メタン醗酵処理を経済的に実施することが可能となった
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のメタン醗酵装置の例の構成図である。
【符号の説明】
1 反応容器 2 ジャケット 2a 入口 2b 出口 3 ガス抜き出し管 4 原液供給管 5 原液分配器 6 液液混合器 7 醗酵液抜き出し管 8 溢流樋 8a 溢流樋上端縁 9 集液環 9a 導管 9b 導管 10 醗酵液循環ポンプ 10a 導管 11 安全弁 12 ブロー弁

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス抜き出し管を頂部に、醗酵液抜き出
    し管を上部側面に、溢流樋を上部内壁面の該醗酵液抜き
    出し管より低い位置に、また原液供給管に接続された原
    液分配器及び液液混合器を下底部内に、夫々設けてなる
    縦型筒状反応容器と、前記溢流樋に流入した反応容器上
    部内の醗酵液を吸引して前記液液混合器に送入すること
    によって反応容器下底部内の醗酵液と混合させるための
    醗酵液循環ポンプとを備えたことを特徴とするメタン醗
    酵装置。
  2. 【請求項2】 溢流樋が反応容器の内壁面に沿って周設
    されている請求項1記載のメタン醗酵装置。
  3. 【請求項3】 溢流樋の上縁が醗酵液抜き出し管の下端
    縁より1〜3cm下方に形成されている請求項1記載のメ
    タン醗酵装置。
  4. 【請求項4】 液液混合器がベンチュリ管を備えて構成
    されている請求項1記載のメタン醗酵装置。
  5. 【請求項5】 醗酵液循環ポンプが反応容器の外部に設
    けられている請求項1記載のメタン醗酵装置。
  6. 【請求項6】 醗酵液循環ポンプが反応容器の内部に設
    けられている請求項1記載のメタン醗酵装置。
JP350594A 1994-01-18 1994-01-18 メタン醗酵装置 Pending JPH07204683A (ja)

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JP350594A JPH07204683A (ja) 1994-01-18 1994-01-18 メタン醗酵装置

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JPH07204683A true JPH07204683A (ja) 1995-08-08

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ID=11559220

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JP350594A Pending JPH07204683A (ja) 1994-01-18 1994-01-18 メタン醗酵装置

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JP (1) JPH07204683A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100757992B1 (ko) * 2007-03-23 2007-09-11 주식회사 에버그린 씨엔씨 축산 분뇨 발효/교반장치
CN107653182A (zh) * 2017-11-15 2018-02-02 河南省图天新能源科技有限公司 一种新型的厌氧发酵满罐运行工艺

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KR100757992B1 (ko) * 2007-03-23 2007-09-11 주식회사 에버그린 씨엔씨 축산 분뇨 발효/교반장치
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040224