JPS5938038B2 - 太陽熱利用による水底ヘドロの直接メタン発酵法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 地上または半地下にもうけられたタンクによシ各種の有
機性廃棄物をメタン発酵する方法については大正１４年
の特許・実用１１２件をピークに約２３０件の旧分類第
１分類による公知例がある。

また新分類については第１分類が汚物発酵、下水汚物発
酵、産業廃棄物処理に関したものまで含めると、昭和２
７．３０．３９．４６．５１．５３年の実用新案公告８
件以外に、かなりの数の特許文献がある。

この発明はこうした公知例のうち、特に太陽熱温水器に
よるメタン発酵槽に関連したものを選び、水底ヘドロの
直接現場処理に拡大適用したことを特色としている。

発明者はすでにプラスチック膜カバーによる水温上昇を
利用した太陽熱利用による水底ヘドロメタン発酵法を昭
和５６年特許願２６１８３号（特開昭５７−１４０７０
０号公報）において明らかにした。

その方法はプラスチック膜カバーによる水の蒸発防止を
利用している。

しかし今回の方法は公知の傾斜角による自然対流式太陽
熱温水器を利用したものである。

単純にこの種温水器を陸上メタン発酵槽に応用したもの
はすでに特開昭５４−１３９９０３号公報がある。

発明者の方法はメタン発酵の対象が下水汚泥でもな（、
産業廃棄物でもなく、河川・湖沼・半淡水化された浅海
・港湾の水底にいわば永久保管されたヘドロを現場で直
接発酵させることを特徴としている。

これらの水系時に湖沼の汚濁は単にインプット廃水を処
理するだけでは改善はむずかしい。

その理由はリンや窒素の場合と同じく 底質ＢＯＤく−ご水質ＢＯＤ の平衡関係が存在するからで、底質ヘドロが汚れている
限り、ＢＯＤ（ＣＯＤも同様だが以下単にＢＯＤと呼ぶ
）がヘドロ層から水層へと溶出し、水質汚濁をもたらす
のである。

流れによるバツキを利用できれば好気的処理も可能だが
、流れのとぼしい湖沼ヘドロの大部分はいったん嫌気性
におちいると、好気的にもどるのは容易ではない。

ヘドロ処理の方法としては浚渫法もあるが、量が多い場
合は巨額の費用がかかる。

従って水深を深くする理由がない場合は、ヘドロ輸送を
することな（、現場の水底で直接メタン発酵すればコス
ト安である。

単にセメントで水底ヘドロをカバーするだけで水質ＢＯ
Ｄを減少させることができる。

メタンガス排気管をもうければさらに効果的である。

しかしメタン発酵は温度に大いに依存し、高温の方が処
理速度が大きいから、できれば常時３５℃前後に保つの
が理想である。

その熱源は安価な太陽熱がよい。

廃棄物処理量、残渣、脱離液、発生メタンガス量が運転
コストを左右するプラント操業の場合と異なり、水底ヘ
ドロ直接処理の場合は対象がいわば永久保管されたヘド
ロなので、半年１年かかつてもローコストでＢＯＤ処理
されればもって満足するところである。

従って手近な熱源として太陽熱がよいのである。

方法はいくつかあるが、本発明の第１の方法は、排気管
は必ず所有するが側壁の所有は任意であるプラスチック
・ゴムフィルム、シートからなる隔膜でヘドロをおおい
、他方、傾斜角を有する自然対流式太陽熱温水器をフロ
ータ−ボート形状にして水面に浮かべ、隔膜をつきぬけ
て熱交換放熱部分を上記ヘドロに挿入することからなる
河川・湖沼・淡水の流れ込む浅海・港湾ヘドロのメタン
発酵によるＢＯＤ−ＣＯＤ低減浄化法に関する。

第１の方法は水深が大きな場合に主として適用される。

第２の方法は水深の小さな場合に適用される。その場合
隔膜は水面に浮かべ、フロータ−形状の太陽熱温水器は
隔膜と同じ水位で隔膜に連結して設置される。

第３の方法は第１の方法において隔膜をさらに強化して
おこなう方法である。

この場合隔膜の上にさらに、ＢＯＤの少い砂・山土・深
層底質土砂・セメント・生石灰・アスファルト・水ガラ
スの単独あるいは混合物でおおうようにする。

セメント・生石灰には隔膜強化以外に水層のリン・窒素
を吸収する働きがある。

ヘドロに対して不透水膜をつくる方法にはいろいろな公
知例がある。

またメタン発酵に関連したものでは特開昭５７−６５３
９５号公報、特開昭５７−１１７３９９号公報、特開昭
５７−１２７４９６号公報、特開昭５７−１３５０９５
号公報の方法がある。

これらの操作によシ膜下にかくれたヘドロ層をあっため
る手段は特開昭５４−１３９９０３号公報の方法による
。

以下図面により本発明を説明する。

図１は発明３の実施態様を示す縦断面図で、図２は図１
の一部拡大による平面図である。

１は傾斜角３０〜３５°の表面黒色金属加熱パイプまた
はプラスチックパイプである。

板状にならべられた多数の金属パイプは両端において集
約され一本化される。

２は加熱パイプを乗せるフロータ−ボートで水上にある
。

３は透明プラスチックフィルムまたはシートで、この膜
とボートによシ温水パイプを密封する。

４は熱交換パイプで水層においては保温材でライニング
されて“いるが、ヘドロ層の一部で裸になり放熱する。

１，２，３，４は２がボート形状になっていることを除
けば機能的には単なる自然循環する太陽熱温水器である
。

温水器は付属の排気管通し孔１１によってメタンガスの
噴出する排気管１０に連結されている。

熱交換パイプはメタン菌植付と同様へドロライニングに
先立って施工されるのがよい。

他方ヘドロメタン発酵の部分は次のようになっている。

５はヘドロ層、６は水層である。

ヘドロ層の上に砂７が凝集剤やリン・窒素の除去剤と共
に降雪沈降される。

次にプラスチック・ゴムフィルム。シート８がその上に
カバーされる。

枚数は１枚とは限らない。

さらに必要に応じてＢＯＤを含むことの少い砂・山土・
セメント・生石灰・アスファルト・水ガラスの単独また
は混合物９が適切な手段でライニングされる。

１１は必要に応じて設置された側壁、１２は側壁に付属
したアンカーである。

７，８．９と１１．１２それに排気管１０が共存すると
オープンケーソン式水底ヘドロメタン発酵槽を構成する
。

こうした状態で排気管１０を真直ぐあるいばななめにさ
し込み、フィルムを破ってヘドロ中心にまでとどくよう
にする。

排気管の上端は水面をこえて大気中につき出している。

この状態でヘドロは熱交換パイプにより加熱され、促進
的にメタン発酵がおこる。

メタンガス・炭酸ガスは大気中に放出され、高ＢＯＤ発
酵液は排気管の中を上下するだけで水質を汚濁すること
はない。

数ケ月あるいは一年後メタン発酵完了にともなって、ヘ
ドロのＢＯＤが著しく減少したら温水器は除去される。

不透水膜も適宜に除去されてよい。なお排気管の形状は
昭和５６年特許願９６５０のロト状排気管を用いてもよ
い。

発明１の場合は隔膜の性状が簡略化されるだけで図面的
には発明３の場合とほぼ同様である。

図３は発明２の実施態様を示す縦断面図で、図４は図３
の一部拡大による平面図である。

図４において隔膜が全面的に温水器におきかわると図２
に還元する。

図３２図４とも砂７７強化ライニング膜９が省略されて
いることを除けば付量的には図１２図２と変らない。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明のある実施態様を示しだ縦断面図で１．２
，３．４は公知の自然循環する太陽熱温水器ユニットで
、１は加熱パイプ、２はフロータ−ボート、３は透明プ
ラスチック膜、４は熱交換パイプである。 ５はヘドロ層、６は水層、７は砂層、８はプラスチック
またはゴムからなる隔膜、９は砂、出土、セメント、生
石灰、アスファルト、水ガラスの単独または混合物から
なる強化ライニング膜である。 １０はメタンガスの噴出する排気管、１１は温水器ユニ
ットを排気管に連結する通し孔である。 図２は図１の一部拡大による平面図である。 図３は他の実施態様を示した縦断面図。 図４は図３の一部拡大による平面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 排気管を所有するプラスチック・ゴムフィルム、シ
   ートからなる隔膜でヘドロをおおい、他方、傾斜角を有
   する自然対流式太陽熱温水器をフロータ−ボート形状に
   して水面に浮かべ、隔膜をつきぬけて熱交換放熱部分を
   上記ヘドロに挿入することからなる河川・湖沼・淡水の
   流れ込む浅海・港湾ヘドロのメタン発酵によるＢＯＤ−
   ＣＯＤ低減削ヒ法。 ２ 排気管を所有するプラスチック・ゴムフィルム、シ
   ートからなる隔膜を水面に浮かべ、他方、隔膜に連結し
   た傾斜角を有する自然対流式太陽熱温水器をフロータ−
   ボート形状にして水面に浮かべ、熱交換放熱部分を上記
   ヘドロに挿入することからなる河川・湖沼・淡水の流れ
   込む浅海・港湾ヘドロのメタン発酵によるＢＯＤ−ＣＯ
   Ｄ低減浄化法。 ３ 排気管を所有するプラスチック・ゴムフィルム、シ
   ートからなる隔膜でヘドロをおおい、さらにその上をＢ
   ＯＤの少い砂・山土・深層低質土砂・セメント・生石灰
   ・アスファルト・水ガラスの単独あるいは混合物でおお
   い、他方、傾斜角を有する自然対流式太陽熱温水器をフ
   ロータ−ボート形状にして水面に浮かべ、隔膜をつきぬ
   けて熱交換放熱部分を上記ヘドロに挿入することからな
   る河川・湖沼・淡水の流れ込む浅海・港湾ヘドロのメタ
   ン発酵によるＢＯＤ −ＣＯＤ低減浄化法。