メタン発酵処理方法及びメタン発酵処理装置
【課題】メタン発酵槽内に固定された微生物捕捉用担体が目詰まりすることなく、有機性廃棄物を長期にわたって安定してメタン発酵処理することが可能なメタン発酵処理方法及びメタン発酵処理装置を提供する。
【解決手段】メタン発酵槽１への有機性廃棄物の供給経路に、繊維状物をシート状に成形してなる異物捕捉用担体２１を配置した夾雑物除去槽２が設けられているメタン発酵処理装置を用い、有機性廃棄物を異物捕捉用担体２１に接触させた後、メタン発酵槽１に供給してメタン発酵処理する。
【解決手段】メタン発酵槽１への有機性廃棄物の供給経路に、繊維状物をシート状に成形してなる異物捕捉用担体２１を配置した夾雑物除去槽２が設けられているメタン発酵処理装置を用い、有機性廃棄物を異物捕捉用担体２１に接触させた後、メタン発酵槽１に供給してメタン発酵処理する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長期にわたって、有機性廃棄物を安定してメタン発酵処理できるメタン発酵処理方法及びメタン発酵処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
メタン発酵処理は、有機性廃棄物を嫌気性下でメタン菌により発酵処理することで、有機性廃棄物をメタンガスに転換するもので、有機性廃棄物をバイオガスと水とに分解して大幅に減量することができ、嫌気性のため曝気動力が不要であり、省エネルギーな処理法である。しかも、副産物として生成するメタンガスをエネルギーとして回収できるメリットがある。
【０００３】
メタン発酵処理では、メタン発酵に関わる微生物の密度を上げることで、処理効率が向上する。このため、例えば、下記特許文献１に開示されているように、メタン発酵槽内に、繊維状物をシート状に成形してなる担体を固定配置し、該担体に微生物を付着保持させて発酵処理を行うことが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４１９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、担体を固定配置したメタン発酵槽内に、有機性廃棄物を供給してメタン発酵処理を行うと、有機性廃棄物中の夾雑物が担体に付着して、担体が目詰まりすることがあった。特に髪の毛などの繊維状の夾雑物を多く含んでいる有機性廃棄物をメタン発酵処理する場合、繊維状の夾雑物が担体に絡みついて担体が目詰まりし易かった。担体が目詰まりすると、メタン発酵槽内における発酵液の流動が不均一となるので、メタン発酵を担う菌体との接触効率が悪化し、発酵効率が低下するなどの不具合が発生する問題があった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、メタン発酵槽内に固定された微生物捕捉用担体が目詰まりすることなく、長期にわたって安定してメタン発酵処理することが可能なメタン発酵処理方法及びメタン発酵処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するにあたり、本発明のメタン発酵処理方法は、有機性廃棄物を、繊維状物をシート状に成形してなる微生物捕捉用担体が固定配置されたメタン発酵槽内に供給し、嫌気性微生物によりメタン発酵させるメタン発酵処理方法において、
前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、繊維状物をシート状に成形してなる異物捕捉用担体を配置して、前記有機性廃棄物を前記異物捕捉用担体に接触させた後、前記メタン発酵槽に供給することを特徴とする。
【０００８】
本発明のメタン発酵処理方法によれば、有機性廃棄物を異物捕捉用担体に接触させた後、メタン発酵槽に供給することにより、有機性廃棄物中の夾雑物が異物捕捉用担体に捕捉される。これにより、夾雑物の少ない有機性廃棄物をメタン発酵槽に供給できる。その結果、メタン発酵槽内の微生物捕捉用担体が目詰まりし難く、長期にわたって安定してメタン発酵処理し続けることができる。
【０００９】
本発明のメタン発酵処理方法は、前記有機性廃棄物を、前記異物捕捉用担体のシート面に沿って流動させることにより、前記異物捕捉用担体に接触させることが好ましい。この態様によれば、有機性廃棄物の圧損を抑制しつつ、有機性廃棄物と異物捕捉用担体との接触効率を高めて、有機性廃棄物中の夾雑物を効率よく除去できる。
【００１０】
本発明のメタン発酵処理方法は、前記異物捕捉用担体として、少なくともその断面形状が、前記微生物捕捉用担体と同じ形状のものを用いることが好ましい。この態様によれば、少なくともその断面形状が、前記微生物捕捉用担体と同じ形状のものを用いることにより、微生物捕捉用担体に付着する可能性のある夾雑物を効率よく捕捉できるので、微生物捕捉用担体への夾雑物の付着を効果的に防止できる。
【００１１】
本発明のメタン発酵処理方法は、前記異物捕捉用担体として、全体として柱状をなし、軸方向に対して垂直な断面が、放射状に伸びる羽部を有する形状のものを用いることが好ましい。この態様によれば、異物捕捉用担体の表面積が大きいので、夾雑物を効率よく捕捉できる。
【００１２】
本発明のメタン発酵処理方法は、前記異物捕捉用担体として、ポリアミド繊維をシート状に成形したものを用いることが好ましい。ポリアミド繊維は、耐薬品性、耐アルカリ性に優れるので、異物捕捉用担体に付着した夾雑物を除去する際にアルカリ薬品などを使用しても、異物捕捉用担体が劣化しにくい。このため、異物捕捉用担体に付着した夾雑物をより速やかに除去することができ、また、異物捕捉用担体を繰り返し使用できる。
【００１３】
本発明のメタン発酵処理方法は、前記異物捕捉用担体の空隙率が９９〜９９．７％であることが好ましい。この態様によれば、異物捕捉用担体にて有機性廃棄物中の夾雑物を効率よく捕捉できる。
【００１４】
本発明のメタン発酵処理方法は、前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、前記異物捕捉用担体を配置した流路を並列して設け、いずれかの流路の前記異物捕捉用担体が目詰まりしたときには、他方の流路を利用して有機性廃棄物を供給しつつ、前記目詰まりした異物捕捉用担体の交換または洗浄を行うことが好ましい。この態様によれば、一方の流路側の異物捕捉用担体が目詰まりした場合であっても、他方の流路を利用して有機性廃棄物中の夾雑物を除去しつつ、メタン発酵槽に夾雑物が除去された有機性廃棄物を供給できるので、運転を継続させて行うことができる。
【００１５】
また、本発明のメタン発酵処理装置は、繊維状物をシート状に成形してなる微生物捕捉用担体が固定配置され、有機性廃棄物を槽内の嫌気性微生物によりメタン発酵させるメタン発酵槽を備えたメタン発酵処理装置において、
前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、繊維状物をシート状に成形してなる異物捕捉用担体を配置した夾雑物除去槽が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
本発明のメタン発酵処理装置によれば、異物捕捉用担体により夾雑物が捕捉されて低減された有機性廃棄物をメタン発酵槽に供給できる。このため、メタン発酵槽内の微生物捕捉用担体が目詰まりし難く、長期にわたって安定してメタン発酵処理できる。
【００１７】
本発明のメタン発酵処理装置の前記異物捕捉用担体は、前記夾雑物除去槽内において、そのシート面が、前記有機性廃棄物の流れ方向とほぼ平行になるように配置されていることが好ましい。この態様によれば、有機性廃棄物を、異物捕捉用担体のシート面に沿って流動させることができるので、有機性廃棄物の圧損を抑制しつつ、有機性廃棄物と異物捕捉用担体との接触効率を高めることが出来る。その結果、有機性廃棄物中の夾雑物を効率よく除去できる。
【００１８】
本発明のメタン発酵処理装置の前記異物捕捉用担体は、少なくともその断面形状が、前記微生物捕捉用担体と同じ形状をなすことが好ましい。この態様によれば、少なくともその断面形状が、前記微生物捕捉用担体と同じ形状のものを用いることにより、微生物捕捉用担体に付着する可能性のある夾雑物をより効率よく捕捉できるので、微生物捕捉用担体への夾雑物の付着を効果的に防止できる。
【００１９】
本発明のメタン発酵処理装置の前記異物捕捉用担体は、全体として柱状をなし、軸方向に対して垂直な断面が、放射状に伸びる羽部を有する形状をなすことが好ましい。この態様によれば、異物捕捉用担体の表面積が大きいので、夾雑物を効率よく捕捉できる。
【００２０】
本発明のメタン発酵処理装置の前記異物捕捉用担体は、ポリアミド繊維をシート状に成形したものであることが好ましい。ポリアミド繊維は、耐薬品性、耐アルカリ性に優れるので、異物捕捉用担体に付着した夾雑物を除去する際にアルカリ薬品などを使用しても、異物捕捉用担体が劣化しにくい。このため、異物捕捉用担体に付着した夾雑物をアルカリ薬品などで溶解させて速やかに除去でき、また、異物捕捉用担体を繰り返し使用できる。
【００２１】
本発明のメタン発酵処理装置は、前記異物捕捉用担体の空隙率が９９〜９９．７％であることが好ましい。この態様によれば、異物捕捉用担体にて有機性廃棄物中の夾雑物を効率よく捕捉できる。
【００２２】
本発明のメタン発酵処理装置は、前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、前記夾雑物除去槽を設けた流路が並列して設けられ、いずれかの流路の前記夾雑物除去槽の異物捕捉用担体が目詰まりしたときには、他方の流路の前記夾雑物除去槽を通して有機性廃棄物を供給しつつ、前記目詰まりした異物捕捉用担体の交換または洗浄を行うことができるように構成されていることが好ましい。この態様によれば、一方の流路側の異物捕捉用担体が目詰まりした場合であっても、他方の流路を利用して有機性廃棄物中の夾雑物を除去しつつ、メタン発酵槽に夾雑物が除去された有機性廃棄物を供給できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、有機性廃棄物を異物捕捉用担体に接触させた後、メタン発酵槽に供給することにより、有機性廃棄物中の夾雑物が異物捕捉用担体に捕捉されて、夾雑物の少ない有機性廃棄物をメタン発酵槽に供給できる。このため、メタン発酵槽内の微生物捕捉用担体が目詰まりし難く、長期にわたって安定してメタン発酵処理できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のメタン発酵装置の第１の実施形態の概略構成図である。
【図２】同メタン発酵装置に用いるメタン発酵槽の概略構成図である。
【図３】微生物捕捉用担体の一実施形態である。
【図４】同メタン発酵装置に用いる夾雑物除去槽の概略構成図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】同メタン発酵装置に用いる夾雑物除去槽の他の概略構成図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】異物捕捉用担体の一実施形態である。
【図７】制御装置で行われる制御の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図１〜７を参照して本発明のメタン発酵処理装置を説明する。
【００２６】
図１に示すように、このメタン発酵処理装置は、メタン発酵槽１と、その前段に配置された、夾雑物除去槽２ａ，２ｂとで主に構成されている。
【００２７】
すなわち、有機性廃棄物の供給源から伸びた配管Ｌ１は分岐して、第１開閉弁Ｖ１、第１夾雑物除去槽２ａ、第１流速計３、第２開閉弁Ｖ２が配置された配管Ｌ２と、第３開閉弁Ｖ３、第２夾雑物除去槽２ｂ、第２流速計４、第４開閉弁Ｖ４が配置された配管Ｌ３とに連結している。また、配管Ｌ２、配管Ｌ３の先端は、メタン発酵槽１に接続する配管Ｌ４に連結している。
【００２８】
メタン発酵槽１は、図２に示すように、筒状の槽のほぼ中央に、円筒形状のドラフトチューブ１１が、その両端開口部が上下に向くように配置されている。このドラフトチューブ１１の内側には、配管Ｌ４と、メタン発酵槽１の上部から伸び、バイオガス循環ポンプＰ３が介装されたバイオガス循環配管Ｌ５が配置されている。また、ドラフトチューブ１１の外周には、繊維状物をシート状に成形した微生物捕捉用担体１２が、その端部を支持体１３ａ，１３ｂで固定されて複数本配置されている。また、メタン発酵槽１の上部には、バイオガス取出し配管Ｌ６が接続している。また、メタン発酵槽１の上部には、オーバフローした発酵液を排出する発酵廃液引き抜き配管Ｌ７が接続している。
【００２９】
微生物捕捉用担体１２を構成する繊維材料として、特に限定はなく、例えば、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリスチレン繊維、ビニロン繊維、塩化ビニリデン繊維、炭素繊維などが好ましく挙げられる。
【００３０】
微生物捕捉用担体１２の形状は、表面積を大きくできる形状であれば特に限定はない。例えば、図３に示すように、全体として柱状をなし、軸方向に対して垂直な断面が、放射状に伸びる羽部（この実施形態では１０本）を有する形状をなすものが好ましく挙げられる。表面積を大きくすることにより、微生物の付着効率、有機性廃棄物との接触効率が向上するので、より効果的にメタン発酵処理し易くなる。
【００３１】
微生物捕捉用担体１２の空隙率は９９〜９９．７％が好ましく、９９．３〜９９．５％がより好ましい。気孔率が９９％未満であると、微生物の付着効率が悪くなる傾向にあり、９９．７％を超えると、強度的に劣り、破損し易くなる傾向がある。
【００３２】
夾雑物除去槽２は、図４に示すように、筒状の槽内に、繊維状物をシート状に成形した異物捕捉用担体２１が、その上下端部を支持体２２ａ，２２ｂで固定されて配置されている。この異物捕捉用担体２１のシート面２１ａは、有機性廃棄物の流れ方向とほぼ平行になるように配置されている。また、夾雑物除去槽２の上部には、アルカリ薬品などの洗浄液が貯留された洗浄液タンクから伸びた洗浄液供給ポンプＰ１ａ（Ｐ１ｂ）（図１参照）が介装された配管Ｌ８が接続している。また、夾雑物除去槽２の下部からは洗浄液排出ポンプＰ２ａ（Ｐ２ｂ）（図１参照）が介装された配管Ｌ９が伸びて、廃液タンクなどに接続している。
【００３３】
なお、この実施形態では、夾雑物除去槽２に異物捕捉用担体２１が１本配置されているが、有機性廃棄物の流通を妨げない範囲で、複数本並列して配置してもよい。
【００３４】
また、図５に示すように、異物捕捉用担体２１を、連結部２３を介し、直列して複数個（図中では４個）配置してもよい。この場合、それぞれの異物捕捉用担体２１は、シート面２１ａの位相が所定角度ずつズレながら配置されていることが好ましい。直列に配置されたそれぞれの異物捕捉用担体２１は、有機性廃棄物が夾雑物除去槽２を通過する際に、それぞれの端面にあたって、シート面２１ａに効果的に接触するので、より効率よく異物捕捉用担体２１に夾雑物を捕捉させることができる。
【００３５】
異物捕捉用担体２１を構成する繊維材料として、特に限定はなく、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリスチレン繊維、ビニロン繊維、塩化ビニリデン繊維、炭素繊維、ポリアミド繊維などが挙げられる。なかでも、耐アルカリ性、耐薬品性に優れるという理由から、ポリアミド繊維が好ましく用いられる。
【００３６】
異物捕捉用担体２１の形状は、特に限定されないが、圧損を抑制しつつ、表面積を大きくできる形状が好ましい。例えば、図６に示すように、全体として柱状をなし、軸方向に対して垂直な断面が、放射状に伸びる羽部（この実施形態では１０本）を有する形状をなすものが好ましく挙げられる。表面積を大きくすることにより、有機性廃棄物との接触効率が向上するので、より効果的に夾雑物を除去できる。
【００３７】
本発明において、異物捕捉用担体２１としては、少なくともその断面形状が、メタン発酵槽１内に配置されている微生物捕捉用担体１２と同じ形状をなすものを用いることが好ましい。具体的には、微生物捕捉用担体１２として、図３に示す形状をなすものを用いた場合、異物捕捉用担体２１は、図６に示す形状をなすものを用いることが好ましい。異物捕捉用担体２１として、少なくともその断面形状が、メタン発酵槽１内に配置されている微生物捕捉用担体１２と同じ形状をなすものを用いることにより、有機性廃棄物に含まれる夾雑物であって、微生物捕捉用担体１２に付着する可能性のある夾雑物を、異物捕捉用担体２１に捕捉させ易くなるので、微生物捕捉用担体１２の閉塞をより効果的に防止できる。
【００３８】
異物捕捉用担体２１の空隙率は９９〜９９．７％が好ましく、９９．３〜９９．５％がより好ましい。気孔率が９９％未満であると、有機性廃棄物中の夾雑物の除去効率が損なわれることがあり、９９．７％を超えると、強度的に劣り、破損し易くなる傾向がある。
【００３９】
制御装置１００は、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４の開閉、洗浄液供給ポンプＰ１の作動、洗浄液排出ポンプＰ２の作動を、後述する図７に示すフローチャートに従って制御するようになっている。
【００４０】
次に、このメタン発酵装置を用いた場合を例にして、本発明のメタン発酵処理方法について説明する。
【００４１】
必要により前処理された有機性廃棄物が、配管Ｌ１から供給され、配管Ｌ２或いは配管Ｌ３を経由して、配管Ｌ４からメタン発酵槽１内に供給される。例えば、塵芥、生ごみ、家畜糞尿などのような有機性廃棄物の場合は、上水と混合し、粉砕・破砕などの前処理を行うことが好ましい。
【００４２】
メタン発酵槽１では、槽内に供給された有機性廃棄物を、微生物捕捉用担体１２に担持された嫌気性微生物によりメタン発酵する。そして、有機性廃棄物をメタン発酵した際に発生したバイオガスは、バイオガス取出し配管Ｌ６から槽外に取り出され、図示しないバイオガスホルダ等に貯留される。また、発生したバイオガスの一部は、連続的又は間欠的にバイオガス循環ポンプＰ３を作動して配管Ｌ５からドラフトチューブ１１内に吹き込まれる。バイオガスがドラフトチューブ１１内に吹き込まれると、ドラフトチューブ１１内では、バイオガスが槽内の発酵液を押しのけて上方へと流れるとともに、発酵液が上向きに持上げられて、いわゆるリフトオフ上昇流が発生し、槽内で発酵液の循環が行われる。また、発酵液はバイオガスの吹き込みによりバブリングされる。なお、槽内の発酵液は、供給された有機性廃棄物と同量の発酵液が、発酵廃液引き抜き配管Ｌ７から引き抜かれ、槽内には常時一定量の発酵液が満ちている。
【００４３】
ところで、メタン発酵の処理対象物である有機性廃棄物には、髪の毛などの繊維状の夾雑物が含まれていることがある。このような夾雑物が含まれている有機性廃棄物をメタン発酵処理し続けると、夾雑物が微生物捕捉用担体１２に付着していき、最終的には、微生物捕捉用担体１２が目詰まりして発酵液の流通が妨げられ、メタン発酵処理効率が低下する。
【００４４】
本発明では、有機性廃棄物を異物捕捉用担体２１に接触させた後、メタン発酵槽１に供給する。すなわち、制御装置１００に起動信号が入力されると、図７に示すように、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４に対し開弁信号をそれぞれ出力する（ステップＳ１）。これにより、有機性廃棄物は、第１夾雑物除去槽２ａを通過する経路と、第２夾雑物除去槽２ｂを通過する経路の２系統から、それぞれメタン発酵槽１に供給される。この状態でメタン発酵処理を継続すると、有機性廃棄物中の夾雑物は、異物捕捉用担体２１に捕捉されるので、メタン発酵槽１には、夾雑物の少ない有機性廃棄物が供給される。
【００４５】
しかしながら、各夾雑物除去槽２内の異物捕捉用担体２１には、夾雑物が徐々に付着していき、目詰まりが生じる。そこで、まず、第１流速計３の計測値が設定値未満であるかどうか判断する（ステップＳ２）。
【００４６】
第１流速計３の計測値が設定値未満であった場合は、第１夾雑物除去槽２ａ内の異物捕捉用担体２１は目詰まりが生じていると判断し、開閉弁Ｖ１，Ｖ２に対し閉弁信号を出力する（ステップＳ３）。これにより、有機性廃棄物は、第２夾雑物除去槽２ｂのみを通過してメタン発酵槽１に供給される。そして、洗浄液供給ポンプＰ１ａに作動信号を出力して第１夾雑物除去槽２ａ内に洗浄液を供給する（ステップＳ４）。第１夾雑物除去槽２ａに洗浄液を所定時間供給した後、洗浄液排出ポンプＰ２ａを作動して（ステップＳ５）、第１夾雑物除去槽２ａ内に滞留している洗浄液を排出する。これにより、第１夾雑物除去槽２ａ内の異物捕捉用担体２１に付着していた夾雑物が除去され、異物捕捉用担体２１の目詰まりが解消される。この洗浄液は複数種類でも良く、例えば洗浄液に水及びアルカリ液を用いる場合は、洗浄液の供給・排出をそれぞれの洗浄液毎に繰り返す。そして、開閉弁Ｖ１，Ｖ２に対し開弁信号を出力し（ステップＳ６）、ステップＳ２に戻る。
【００４７】
一方、第１流速計３の計測値が設定値以上の場合であれば、第１夾雑物除去槽２ａ内の異物捕捉用担体２１は目詰まりが生じていないと判断し、第２流速計４の計測値が設定値未満であるかどうかの判断が行われる（ステップＳ７）。
【００４８】
第２流速計４の計測値が設定値以上の場合であれば、第２夾雑物除去槽２ｂ内の異物捕捉用担体２１も目詰まりしていないと判断し、ステップＳ２に戻る。
【００４９】
一方、第２流速計４の計測値が設定値未満の場合は、開閉弁Ｖ３，Ｖ４に対し閉弁信号を出力し（ステップＳ８）、有機性廃棄物を、第１夾雑物除去槽２ａのみを通過させてメタン発酵槽１に供給させる。そして、洗浄液供給ポンプＰ１ｂに作動信号を出力して第２夾雑物除去槽２ｂ内に洗浄液を供給し（ステップＳ９）、洗浄液を所定時間供給した後、洗浄液排出ポンプＰ２ｂを作動して（ステップＳ１０）、第２夾雑物除去槽２ｂ内に滞留している洗浄液を排出した後、開閉弁Ｖ３，Ｖ４に対し開弁信号を出力する（ステップＳ１１）。そして、停止信号が入力されたか否かを判断し（ステップＳ１２）、停止信号が入力されていなければ、ステップＳ２に戻る。このような制御を、運転停止信号が入力されるまで継続する。そして、ステップＳ１２にて、停止信号が入力されたら、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４を閉じ（ステップＳ１３）、処理を終了する。
【００５０】
このように、本発明によれば、有機性廃棄物を、第１夾雑物除去槽２ａ又は第２夾雑物除去槽２ｂに供給し、槽内に配置された異物捕捉用担体２１に接触させた後、メタン発酵槽に供給することにより、有機性廃棄物中の夾雑物が異物捕捉用担体に捕捉されて、メタン発酵槽１には、夾雑物の極めて少ない有機性廃棄物を供給できる。その結果、メタン発酵槽内の微生物捕捉用担体１３は目詰まりし難くなり、長期にわたって安定してメタン発酵処理し続けることができる。また、夾雑物除去槽を設けた流路を並列して設けることにより、異物捕捉用担体２１が目詰まりしたら、一方の夾雑物除去槽を通して有機性廃棄物を供給しつつ、他方の夾雑物除去槽の目詰まりした異物捕捉用担体２１の洗浄を行うことができるので、有機性廃棄物の供給を停止することなく、異物捕捉用担体２１の洗浄を行うことができる。更には、目詰まりが生じた異物捕捉用担体２１に対し、洗浄液を導入して夾雑物を除去して繰り返し使用するので経済的である。
【００５１】
なお、この実施形態では、異物捕捉用担体２１が目詰まりしたら、洗浄液を導入して洗浄するようにしたが、目詰まりが生じた異物捕捉用担体２１を交換するようにしてもよい。また、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４の開閉、洗浄液供給ポンプＰ１の作動、洗浄液排出ポンプＰ２の作動を、それぞれタイマーで管理して、定期的に異物捕捉用担体２１の洗浄を行うように制御してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１：メタン発酵槽
２、２’、２ａ、２ｂ：夾雑物除去槽
３，４：流速計
１１：ドラフトチューブ
１２：微生物捕捉用担体
１３ａ、１３ｂ：支持体
２１：異物捕捉用担体
２２ａ、２２ｂ：支持体
２３：連結部
１００：制御装置
Ｌ１〜Ｌ９：配管
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ：洗浄液供給ポンプ
Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ：洗浄液排出ポンプ
Ｐ３：バイオガス循環ポンプ
Ｖ１〜Ｖ４：開閉弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長期にわたって、有機性廃棄物を安定してメタン発酵処理できるメタン発酵処理方法及びメタン発酵処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
メタン発酵処理は、有機性廃棄物を嫌気性下でメタン菌により発酵処理することで、有機性廃棄物をメタンガスに転換するもので、有機性廃棄物をバイオガスと水とに分解して大幅に減量することができ、嫌気性のため曝気動力が不要であり、省エネルギーな処理法である。しかも、副産物として生成するメタンガスをエネルギーとして回収できるメリットがある。
【０００３】
メタン発酵処理では、メタン発酵に関わる微生物の密度を上げることで、処理効率が向上する。このため、例えば、下記特許文献１に開示されているように、メタン発酵槽内に、繊維状物をシート状に成形してなる担体を固定配置し、該担体に微生物を付着保持させて発酵処理を行うことが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４１９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、担体を固定配置したメタン発酵槽内に、有機性廃棄物を供給してメタン発酵処理を行うと、有機性廃棄物中の夾雑物が担体に付着して、担体が目詰まりすることがあった。特に髪の毛などの繊維状の夾雑物を多く含んでいる有機性廃棄物をメタン発酵処理する場合、繊維状の夾雑物が担体に絡みついて担体が目詰まりし易かった。担体が目詰まりすると、メタン発酵槽内における発酵液の流動が不均一となるので、メタン発酵を担う菌体との接触効率が悪化し、発酵効率が低下するなどの不具合が発生する問題があった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、メタン発酵槽内に固定された微生物捕捉用担体が目詰まりすることなく、長期にわたって安定してメタン発酵処理することが可能なメタン発酵処理方法及びメタン発酵処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するにあたり、本発明のメタン発酵処理方法は、有機性廃棄物を、繊維状物をシート状に成形してなる微生物捕捉用担体が固定配置されたメタン発酵槽内に供給し、嫌気性微生物によりメタン発酵させるメタン発酵処理方法において、
前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、繊維状物をシート状に成形してなる異物捕捉用担体を配置して、前記有機性廃棄物を前記異物捕捉用担体に接触させた後、前記メタン発酵槽に供給することを特徴とする。
【０００８】
本発明のメタン発酵処理方法によれば、有機性廃棄物を異物捕捉用担体に接触させた後、メタン発酵槽に供給することにより、有機性廃棄物中の夾雑物が異物捕捉用担体に捕捉される。これにより、夾雑物の少ない有機性廃棄物をメタン発酵槽に供給できる。その結果、メタン発酵槽内の微生物捕捉用担体が目詰まりし難く、長期にわたって安定してメタン発酵処理し続けることができる。
【０００９】
本発明のメタン発酵処理方法は、前記有機性廃棄物を、前記異物捕捉用担体のシート面に沿って流動させることにより、前記異物捕捉用担体に接触させることが好ましい。この態様によれば、有機性廃棄物の圧損を抑制しつつ、有機性廃棄物と異物捕捉用担体との接触効率を高めて、有機性廃棄物中の夾雑物を効率よく除去できる。
【００１０】
本発明のメタン発酵処理方法は、前記異物捕捉用担体として、少なくともその断面形状が、前記微生物捕捉用担体と同じ形状のものを用いることが好ましい。この態様によれば、少なくともその断面形状が、前記微生物捕捉用担体と同じ形状のものを用いることにより、微生物捕捉用担体に付着する可能性のある夾雑物を効率よく捕捉できるので、微生物捕捉用担体への夾雑物の付着を効果的に防止できる。
【００１１】
本発明のメタン発酵処理方法は、前記異物捕捉用担体として、全体として柱状をなし、軸方向に対して垂直な断面が、放射状に伸びる羽部を有する形状のものを用いることが好ましい。この態様によれば、異物捕捉用担体の表面積が大きいので、夾雑物を効率よく捕捉できる。
【００１２】
本発明のメタン発酵処理方法は、前記異物捕捉用担体として、ポリアミド繊維をシート状に成形したものを用いることが好ましい。ポリアミド繊維は、耐薬品性、耐アルカリ性に優れるので、異物捕捉用担体に付着した夾雑物を除去する際にアルカリ薬品などを使用しても、異物捕捉用担体が劣化しにくい。このため、異物捕捉用担体に付着した夾雑物をより速やかに除去することができ、また、異物捕捉用担体を繰り返し使用できる。
【００１３】
本発明のメタン発酵処理方法は、前記異物捕捉用担体の空隙率が９９〜９９．７％であることが好ましい。この態様によれば、異物捕捉用担体にて有機性廃棄物中の夾雑物を効率よく捕捉できる。
【００１４】
本発明のメタン発酵処理方法は、前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、前記異物捕捉用担体を配置した流路を並列して設け、いずれかの流路の前記異物捕捉用担体が目詰まりしたときには、他方の流路を利用して有機性廃棄物を供給しつつ、前記目詰まりした異物捕捉用担体の交換または洗浄を行うことが好ましい。この態様によれば、一方の流路側の異物捕捉用担体が目詰まりした場合であっても、他方の流路を利用して有機性廃棄物中の夾雑物を除去しつつ、メタン発酵槽に夾雑物が除去された有機性廃棄物を供給できるので、運転を継続させて行うことができる。
【００１５】
また、本発明のメタン発酵処理装置は、繊維状物をシート状に成形してなる微生物捕捉用担体が固定配置され、有機性廃棄物を槽内の嫌気性微生物によりメタン発酵させるメタン発酵槽を備えたメタン発酵処理装置において、
前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、繊維状物をシート状に成形してなる異物捕捉用担体を配置した夾雑物除去槽が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
本発明のメタン発酵処理装置によれば、異物捕捉用担体により夾雑物が捕捉されて低減された有機性廃棄物をメタン発酵槽に供給できる。このため、メタン発酵槽内の微生物捕捉用担体が目詰まりし難く、長期にわたって安定してメタン発酵処理できる。
【００１７】
本発明のメタン発酵処理装置の前記異物捕捉用担体は、前記夾雑物除去槽内において、そのシート面が、前記有機性廃棄物の流れ方向とほぼ平行になるように配置されていることが好ましい。この態様によれば、有機性廃棄物を、異物捕捉用担体のシート面に沿って流動させることができるので、有機性廃棄物の圧損を抑制しつつ、有機性廃棄物と異物捕捉用担体との接触効率を高めることが出来る。その結果、有機性廃棄物中の夾雑物を効率よく除去できる。
【００１８】
本発明のメタン発酵処理装置の前記異物捕捉用担体は、少なくともその断面形状が、前記微生物捕捉用担体と同じ形状をなすことが好ましい。この態様によれば、少なくともその断面形状が、前記微生物捕捉用担体と同じ形状のものを用いることにより、微生物捕捉用担体に付着する可能性のある夾雑物をより効率よく捕捉できるので、微生物捕捉用担体への夾雑物の付着を効果的に防止できる。
【００１９】
本発明のメタン発酵処理装置の前記異物捕捉用担体は、全体として柱状をなし、軸方向に対して垂直な断面が、放射状に伸びる羽部を有する形状をなすことが好ましい。この態様によれば、異物捕捉用担体の表面積が大きいので、夾雑物を効率よく捕捉できる。
【００２０】
本発明のメタン発酵処理装置の前記異物捕捉用担体は、ポリアミド繊維をシート状に成形したものであることが好ましい。ポリアミド繊維は、耐薬品性、耐アルカリ性に優れるので、異物捕捉用担体に付着した夾雑物を除去する際にアルカリ薬品などを使用しても、異物捕捉用担体が劣化しにくい。このため、異物捕捉用担体に付着した夾雑物をアルカリ薬品などで溶解させて速やかに除去でき、また、異物捕捉用担体を繰り返し使用できる。
【００２１】
本発明のメタン発酵処理装置は、前記異物捕捉用担体の空隙率が９９〜９９．７％であることが好ましい。この態様によれば、異物捕捉用担体にて有機性廃棄物中の夾雑物を効率よく捕捉できる。
【００２２】
本発明のメタン発酵処理装置は、前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、前記夾雑物除去槽を設けた流路が並列して設けられ、いずれかの流路の前記夾雑物除去槽の異物捕捉用担体が目詰まりしたときには、他方の流路の前記夾雑物除去槽を通して有機性廃棄物を供給しつつ、前記目詰まりした異物捕捉用担体の交換または洗浄を行うことができるように構成されていることが好ましい。この態様によれば、一方の流路側の異物捕捉用担体が目詰まりした場合であっても、他方の流路を利用して有機性廃棄物中の夾雑物を除去しつつ、メタン発酵槽に夾雑物が除去された有機性廃棄物を供給できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、有機性廃棄物を異物捕捉用担体に接触させた後、メタン発酵槽に供給することにより、有機性廃棄物中の夾雑物が異物捕捉用担体に捕捉されて、夾雑物の少ない有機性廃棄物をメタン発酵槽に供給できる。このため、メタン発酵槽内の微生物捕捉用担体が目詰まりし難く、長期にわたって安定してメタン発酵処理できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のメタン発酵装置の第１の実施形態の概略構成図である。
【図２】同メタン発酵装置に用いるメタン発酵槽の概略構成図である。
【図３】微生物捕捉用担体の一実施形態である。
【図４】同メタン発酵装置に用いる夾雑物除去槽の概略構成図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】同メタン発酵装置に用いる夾雑物除去槽の他の概略構成図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】異物捕捉用担体の一実施形態である。
【図７】制御装置で行われる制御の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図１〜７を参照して本発明のメタン発酵処理装置を説明する。
【００２６】
図１に示すように、このメタン発酵処理装置は、メタン発酵槽１と、その前段に配置された、夾雑物除去槽２ａ，２ｂとで主に構成されている。
【００２７】
すなわち、有機性廃棄物の供給源から伸びた配管Ｌ１は分岐して、第１開閉弁Ｖ１、第１夾雑物除去槽２ａ、第１流速計３、第２開閉弁Ｖ２が配置された配管Ｌ２と、第３開閉弁Ｖ３、第２夾雑物除去槽２ｂ、第２流速計４、第４開閉弁Ｖ４が配置された配管Ｌ３とに連結している。また、配管Ｌ２、配管Ｌ３の先端は、メタン発酵槽１に接続する配管Ｌ４に連結している。
【００２８】
メタン発酵槽１は、図２に示すように、筒状の槽のほぼ中央に、円筒形状のドラフトチューブ１１が、その両端開口部が上下に向くように配置されている。このドラフトチューブ１１の内側には、配管Ｌ４と、メタン発酵槽１の上部から伸び、バイオガス循環ポンプＰ３が介装されたバイオガス循環配管Ｌ５が配置されている。また、ドラフトチューブ１１の外周には、繊維状物をシート状に成形した微生物捕捉用担体１２が、その端部を支持体１３ａ，１３ｂで固定されて複数本配置されている。また、メタン発酵槽１の上部には、バイオガス取出し配管Ｌ６が接続している。また、メタン発酵槽１の上部には、オーバフローした発酵液を排出する発酵廃液引き抜き配管Ｌ７が接続している。
【００２９】
微生物捕捉用担体１２を構成する繊維材料として、特に限定はなく、例えば、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリスチレン繊維、ビニロン繊維、塩化ビニリデン繊維、炭素繊維などが好ましく挙げられる。
【００３０】
微生物捕捉用担体１２の形状は、表面積を大きくできる形状であれば特に限定はない。例えば、図３に示すように、全体として柱状をなし、軸方向に対して垂直な断面が、放射状に伸びる羽部（この実施形態では１０本）を有する形状をなすものが好ましく挙げられる。表面積を大きくすることにより、微生物の付着効率、有機性廃棄物との接触効率が向上するので、より効果的にメタン発酵処理し易くなる。
【００３１】
微生物捕捉用担体１２の空隙率は９９〜９９．７％が好ましく、９９．３〜９９．５％がより好ましい。気孔率が９９％未満であると、微生物の付着効率が悪くなる傾向にあり、９９．７％を超えると、強度的に劣り、破損し易くなる傾向がある。
【００３２】
夾雑物除去槽２は、図４に示すように、筒状の槽内に、繊維状物をシート状に成形した異物捕捉用担体２１が、その上下端部を支持体２２ａ，２２ｂで固定されて配置されている。この異物捕捉用担体２１のシート面２１ａは、有機性廃棄物の流れ方向とほぼ平行になるように配置されている。また、夾雑物除去槽２の上部には、アルカリ薬品などの洗浄液が貯留された洗浄液タンクから伸びた洗浄液供給ポンプＰ１ａ（Ｐ１ｂ）（図１参照）が介装された配管Ｌ８が接続している。また、夾雑物除去槽２の下部からは洗浄液排出ポンプＰ２ａ（Ｐ２ｂ）（図１参照）が介装された配管Ｌ９が伸びて、廃液タンクなどに接続している。
【００３３】
なお、この実施形態では、夾雑物除去槽２に異物捕捉用担体２１が１本配置されているが、有機性廃棄物の流通を妨げない範囲で、複数本並列して配置してもよい。
【００３４】
また、図５に示すように、異物捕捉用担体２１を、連結部２３を介し、直列して複数個（図中では４個）配置してもよい。この場合、それぞれの異物捕捉用担体２１は、シート面２１ａの位相が所定角度ずつズレながら配置されていることが好ましい。直列に配置されたそれぞれの異物捕捉用担体２１は、有機性廃棄物が夾雑物除去槽２を通過する際に、それぞれの端面にあたって、シート面２１ａに効果的に接触するので、より効率よく異物捕捉用担体２１に夾雑物を捕捉させることができる。
【００３５】
異物捕捉用担体２１を構成する繊維材料として、特に限定はなく、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリスチレン繊維、ビニロン繊維、塩化ビニリデン繊維、炭素繊維、ポリアミド繊維などが挙げられる。なかでも、耐アルカリ性、耐薬品性に優れるという理由から、ポリアミド繊維が好ましく用いられる。
【００３６】
異物捕捉用担体２１の形状は、特に限定されないが、圧損を抑制しつつ、表面積を大きくできる形状が好ましい。例えば、図６に示すように、全体として柱状をなし、軸方向に対して垂直な断面が、放射状に伸びる羽部（この実施形態では１０本）を有する形状をなすものが好ましく挙げられる。表面積を大きくすることにより、有機性廃棄物との接触効率が向上するので、より効果的に夾雑物を除去できる。
【００３７】
本発明において、異物捕捉用担体２１としては、少なくともその断面形状が、メタン発酵槽１内に配置されている微生物捕捉用担体１２と同じ形状をなすものを用いることが好ましい。具体的には、微生物捕捉用担体１２として、図３に示す形状をなすものを用いた場合、異物捕捉用担体２１は、図６に示す形状をなすものを用いることが好ましい。異物捕捉用担体２１として、少なくともその断面形状が、メタン発酵槽１内に配置されている微生物捕捉用担体１２と同じ形状をなすものを用いることにより、有機性廃棄物に含まれる夾雑物であって、微生物捕捉用担体１２に付着する可能性のある夾雑物を、異物捕捉用担体２１に捕捉させ易くなるので、微生物捕捉用担体１２の閉塞をより効果的に防止できる。
【００３８】
異物捕捉用担体２１の空隙率は９９〜９９．７％が好ましく、９９．３〜９９．５％がより好ましい。気孔率が９９％未満であると、有機性廃棄物中の夾雑物の除去効率が損なわれることがあり、９９．７％を超えると、強度的に劣り、破損し易くなる傾向がある。
【００３９】
制御装置１００は、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４の開閉、洗浄液供給ポンプＰ１の作動、洗浄液排出ポンプＰ２の作動を、後述する図７に示すフローチャートに従って制御するようになっている。
【００４０】
次に、このメタン発酵装置を用いた場合を例にして、本発明のメタン発酵処理方法について説明する。
【００４１】
必要により前処理された有機性廃棄物が、配管Ｌ１から供給され、配管Ｌ２或いは配管Ｌ３を経由して、配管Ｌ４からメタン発酵槽１内に供給される。例えば、塵芥、生ごみ、家畜糞尿などのような有機性廃棄物の場合は、上水と混合し、粉砕・破砕などの前処理を行うことが好ましい。
【００４２】
メタン発酵槽１では、槽内に供給された有機性廃棄物を、微生物捕捉用担体１２に担持された嫌気性微生物によりメタン発酵する。そして、有機性廃棄物をメタン発酵した際に発生したバイオガスは、バイオガス取出し配管Ｌ６から槽外に取り出され、図示しないバイオガスホルダ等に貯留される。また、発生したバイオガスの一部は、連続的又は間欠的にバイオガス循環ポンプＰ３を作動して配管Ｌ５からドラフトチューブ１１内に吹き込まれる。バイオガスがドラフトチューブ１１内に吹き込まれると、ドラフトチューブ１１内では、バイオガスが槽内の発酵液を押しのけて上方へと流れるとともに、発酵液が上向きに持上げられて、いわゆるリフトオフ上昇流が発生し、槽内で発酵液の循環が行われる。また、発酵液はバイオガスの吹き込みによりバブリングされる。なお、槽内の発酵液は、供給された有機性廃棄物と同量の発酵液が、発酵廃液引き抜き配管Ｌ７から引き抜かれ、槽内には常時一定量の発酵液が満ちている。
【００４３】
ところで、メタン発酵の処理対象物である有機性廃棄物には、髪の毛などの繊維状の夾雑物が含まれていることがある。このような夾雑物が含まれている有機性廃棄物をメタン発酵処理し続けると、夾雑物が微生物捕捉用担体１２に付着していき、最終的には、微生物捕捉用担体１２が目詰まりして発酵液の流通が妨げられ、メタン発酵処理効率が低下する。
【００４４】
本発明では、有機性廃棄物を異物捕捉用担体２１に接触させた後、メタン発酵槽１に供給する。すなわち、制御装置１００に起動信号が入力されると、図７に示すように、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４に対し開弁信号をそれぞれ出力する（ステップＳ１）。これにより、有機性廃棄物は、第１夾雑物除去槽２ａを通過する経路と、第２夾雑物除去槽２ｂを通過する経路の２系統から、それぞれメタン発酵槽１に供給される。この状態でメタン発酵処理を継続すると、有機性廃棄物中の夾雑物は、異物捕捉用担体２１に捕捉されるので、メタン発酵槽１には、夾雑物の少ない有機性廃棄物が供給される。
【００４５】
しかしながら、各夾雑物除去槽２内の異物捕捉用担体２１には、夾雑物が徐々に付着していき、目詰まりが生じる。そこで、まず、第１流速計３の計測値が設定値未満であるかどうか判断する（ステップＳ２）。
【００４６】
第１流速計３の計測値が設定値未満であった場合は、第１夾雑物除去槽２ａ内の異物捕捉用担体２１は目詰まりが生じていると判断し、開閉弁Ｖ１，Ｖ２に対し閉弁信号を出力する（ステップＳ３）。これにより、有機性廃棄物は、第２夾雑物除去槽２ｂのみを通過してメタン発酵槽１に供給される。そして、洗浄液供給ポンプＰ１ａに作動信号を出力して第１夾雑物除去槽２ａ内に洗浄液を供給する（ステップＳ４）。第１夾雑物除去槽２ａに洗浄液を所定時間供給した後、洗浄液排出ポンプＰ２ａを作動して（ステップＳ５）、第１夾雑物除去槽２ａ内に滞留している洗浄液を排出する。これにより、第１夾雑物除去槽２ａ内の異物捕捉用担体２１に付着していた夾雑物が除去され、異物捕捉用担体２１の目詰まりが解消される。この洗浄液は複数種類でも良く、例えば洗浄液に水及びアルカリ液を用いる場合は、洗浄液の供給・排出をそれぞれの洗浄液毎に繰り返す。そして、開閉弁Ｖ１，Ｖ２に対し開弁信号を出力し（ステップＳ６）、ステップＳ２に戻る。
【００４７】
一方、第１流速計３の計測値が設定値以上の場合であれば、第１夾雑物除去槽２ａ内の異物捕捉用担体２１は目詰まりが生じていないと判断し、第２流速計４の計測値が設定値未満であるかどうかの判断が行われる（ステップＳ７）。
【００４８】
第２流速計４の計測値が設定値以上の場合であれば、第２夾雑物除去槽２ｂ内の異物捕捉用担体２１も目詰まりしていないと判断し、ステップＳ２に戻る。
【００４９】
一方、第２流速計４の計測値が設定値未満の場合は、開閉弁Ｖ３，Ｖ４に対し閉弁信号を出力し（ステップＳ８）、有機性廃棄物を、第１夾雑物除去槽２ａのみを通過させてメタン発酵槽１に供給させる。そして、洗浄液供給ポンプＰ１ｂに作動信号を出力して第２夾雑物除去槽２ｂ内に洗浄液を供給し（ステップＳ９）、洗浄液を所定時間供給した後、洗浄液排出ポンプＰ２ｂを作動して（ステップＳ１０）、第２夾雑物除去槽２ｂ内に滞留している洗浄液を排出した後、開閉弁Ｖ３，Ｖ４に対し開弁信号を出力する（ステップＳ１１）。そして、停止信号が入力されたか否かを判断し（ステップＳ１２）、停止信号が入力されていなければ、ステップＳ２に戻る。このような制御を、運転停止信号が入力されるまで継続する。そして、ステップＳ１２にて、停止信号が入力されたら、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４を閉じ（ステップＳ１３）、処理を終了する。
【００５０】
このように、本発明によれば、有機性廃棄物を、第１夾雑物除去槽２ａ又は第２夾雑物除去槽２ｂに供給し、槽内に配置された異物捕捉用担体２１に接触させた後、メタン発酵槽に供給することにより、有機性廃棄物中の夾雑物が異物捕捉用担体に捕捉されて、メタン発酵槽１には、夾雑物の極めて少ない有機性廃棄物を供給できる。その結果、メタン発酵槽内の微生物捕捉用担体１３は目詰まりし難くなり、長期にわたって安定してメタン発酵処理し続けることができる。また、夾雑物除去槽を設けた流路を並列して設けることにより、異物捕捉用担体２１が目詰まりしたら、一方の夾雑物除去槽を通して有機性廃棄物を供給しつつ、他方の夾雑物除去槽の目詰まりした異物捕捉用担体２１の洗浄を行うことができるので、有機性廃棄物の供給を停止することなく、異物捕捉用担体２１の洗浄を行うことができる。更には、目詰まりが生じた異物捕捉用担体２１に対し、洗浄液を導入して夾雑物を除去して繰り返し使用するので経済的である。
【００５１】
なお、この実施形態では、異物捕捉用担体２１が目詰まりしたら、洗浄液を導入して洗浄するようにしたが、目詰まりが生じた異物捕捉用担体２１を交換するようにしてもよい。また、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４の開閉、洗浄液供給ポンプＰ１の作動、洗浄液排出ポンプＰ２の作動を、それぞれタイマーで管理して、定期的に異物捕捉用担体２１の洗浄を行うように制御してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１：メタン発酵槽
２、２’、２ａ、２ｂ：夾雑物除去槽
３，４：流速計
１１：ドラフトチューブ
１２：微生物捕捉用担体
１３ａ、１３ｂ：支持体
２１：異物捕捉用担体
２２ａ、２２ｂ：支持体
２３：連結部
１００：制御装置
Ｌ１〜Ｌ９：配管
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ：洗浄液供給ポンプ
Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ：洗浄液排出ポンプ
Ｐ３：バイオガス循環ポンプ
Ｖ１〜Ｖ４：開閉弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を、繊維状物をシート状に成形してなる微生物捕捉用担体が固定配置されたメタン発酵槽内に供給し、嫌気性微生物によりメタン発酵させるメタン発酵処理方法において、
前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、繊維状物をシート状に成形してなる異物捕捉用担体を配置して、前記有機性廃棄物を前記異物捕捉用担体に接触させた後、前記メタン発酵槽に供給することを特徴とするメタン発酵処理方法。
【請求項２】
前記有機性廃棄物を、前記異物捕捉用担体のシート面に沿って流動させることにより、前記異物捕捉用担体に接触させる、請求項１記載のメタン発酵処理方法。
【請求項３】
前記異物捕捉用担体として、少なくともその断面形状が、前記微生物捕捉用担体と同じ形状のものを用いる、請求項１又は２に記載のメタン発酵処理方法。
【請求項４】
前記異物捕捉用担体として、全体として柱状をなし、軸方向に対して垂直な断面が、放射状に伸びる羽部を有する形状のものを用いる、請求項１〜３のいずれか１つに記載のメタン発酵処理方法。
【請求項５】
前記異物捕捉用担体として、ポリアミド繊維をシート状に成形したものを用いる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のメタン発酵処理方法。
【請求項６】
前記異物捕捉用担体の空隙率が９９〜９９．７％である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のメタン発酵処理方法。
【請求項７】
前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、前記異物捕捉用担体を配置した流路を並列して設け、いずれかの流路の前記異物捕捉用担体が目詰まりしたときには、他方の流路を利用して有機性廃棄物を供給しつつ、前記目詰まりした異物捕捉用担体の交換又は洗浄を行う、請求項１〜６のいずれか１項に記載のメタン発酵処理方法。
【請求項８】
繊維状物をシート状に成形してなる微生物捕捉用担体が固定配置され、有機性廃棄物を槽内の嫌気性微生物によりメタン発酵させるメタン発酵槽を備えたメタン発酵処理装置において、
前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、繊維状物をシート状に成形してなる異物捕捉用担体を配置した夾雑物除去槽が設けられていることを特徴とするメタン発酵処理装置。
【請求項９】
前記異物捕捉用担体は、前記夾雑物除去槽内において、そのシート面が、前記有機性廃棄物の流れ方向とほぼ平行になるように配置されている請求項８記載のメタン発酵処理装置。
【請求項１０】
前記異物捕捉用担体は、少なくともその断面形状が、前記微生物捕捉用担体と同じ形状をなす、請求項８又は９記載のメタン発酵処理装置。
【請求項１１】
前記異物捕捉用担体は、全体として柱状をなし、軸方向に対して垂直な断面が、放射状に伸びる羽部を有する形状をなす、請求項８〜１０のいずれか１つに記載のメタン発酵処理装置。
【請求項１２】
前記異物捕捉用担体は、ポリアミド繊維をシート状に成形したものである、請求項８〜１１のいずれか１項に記載のメタン発酵処理装置。
【請求項１３】
前記異物捕捉用担体の空隙率が９９〜９９．７％である、請求項８〜１２のいずれか１項に記載のメタン発酵処理装置。
【請求項１４】
前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、前記夾雑物除去槽を設けた流路が並列して設けられ、いずれかの流路の前記夾雑物除去槽の異物捕捉用担体が目詰まりしたときには、他方の流路の前記夾雑物除去槽を通して有機性廃棄物を供給しつつ、前記目詰まりした異物捕捉用担体の交換又は洗浄を行うことができるように構成されている、請求項８〜１３のいずれか１項に記載のメタン発酵処理装置。
【請求項１】
有機性廃棄物を、繊維状物をシート状に成形してなる微生物捕捉用担体が固定配置されたメタン発酵槽内に供給し、嫌気性微生物によりメタン発酵させるメタン発酵処理方法において、
前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、繊維状物をシート状に成形してなる異物捕捉用担体を配置して、前記有機性廃棄物を前記異物捕捉用担体に接触させた後、前記メタン発酵槽に供給することを特徴とするメタン発酵処理方法。
【請求項２】
前記有機性廃棄物を、前記異物捕捉用担体のシート面に沿って流動させることにより、前記異物捕捉用担体に接触させる、請求項１記載のメタン発酵処理方法。
【請求項３】
前記異物捕捉用担体として、少なくともその断面形状が、前記微生物捕捉用担体と同じ形状のものを用いる、請求項１又は２に記載のメタン発酵処理方法。
【請求項４】
前記異物捕捉用担体として、全体として柱状をなし、軸方向に対して垂直な断面が、放射状に伸びる羽部を有する形状のものを用いる、請求項１〜３のいずれか１つに記載のメタン発酵処理方法。
【請求項５】
前記異物捕捉用担体として、ポリアミド繊維をシート状に成形したものを用いる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のメタン発酵処理方法。
【請求項６】
前記異物捕捉用担体の空隙率が９９〜９９．７％である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のメタン発酵処理方法。
【請求項７】
前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、前記異物捕捉用担体を配置した流路を並列して設け、いずれかの流路の前記異物捕捉用担体が目詰まりしたときには、他方の流路を利用して有機性廃棄物を供給しつつ、前記目詰まりした異物捕捉用担体の交換又は洗浄を行う、請求項１〜６のいずれか１項に記載のメタン発酵処理方法。
【請求項８】
繊維状物をシート状に成形してなる微生物捕捉用担体が固定配置され、有機性廃棄物を槽内の嫌気性微生物によりメタン発酵させるメタン発酵槽を備えたメタン発酵処理装置において、
前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、繊維状物をシート状に成形してなる異物捕捉用担体を配置した夾雑物除去槽が設けられていることを特徴とするメタン発酵処理装置。
【請求項９】
前記異物捕捉用担体は、前記夾雑物除去槽内において、そのシート面が、前記有機性廃棄物の流れ方向とほぼ平行になるように配置されている請求項８記載のメタン発酵処理装置。
【請求項１０】
前記異物捕捉用担体は、少なくともその断面形状が、前記微生物捕捉用担体と同じ形状をなす、請求項８又は９記載のメタン発酵処理装置。
【請求項１１】
前記異物捕捉用担体は、全体として柱状をなし、軸方向に対して垂直な断面が、放射状に伸びる羽部を有する形状をなす、請求項８〜１０のいずれか１つに記載のメタン発酵処理装置。
【請求項１２】
前記異物捕捉用担体は、ポリアミド繊維をシート状に成形したものである、請求項８〜１１のいずれか１項に記載のメタン発酵処理装置。
【請求項１３】
前記異物捕捉用担体の空隙率が９９〜９９．７％である、請求項８〜１２のいずれか１項に記載のメタン発酵処理装置。
【請求項１４】
前記メタン発酵槽への前記有機性廃棄物の供給経路に、前記夾雑物除去槽を設けた流路が並列して設けられ、いずれかの流路の前記夾雑物除去槽の異物捕捉用担体が目詰まりしたときには、他方の流路の前記夾雑物除去槽を通して有機性廃棄物を供給しつつ、前記目詰まりした異物捕捉用担体の交換又は洗浄を行うことができるように構成されている、請求項８〜１３のいずれか１項に記載のメタン発酵処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２２７９１１（Ｐ２０１０−２２７９１１Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８１４３２（Ｐ２００９−８１４３２）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（５０７２１４０８３）メタウォーター株式会社 (277)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（５０７２１４０８３）メタウォーター株式会社 (277)
【Ｆターム（参考）】
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