草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システム
【課題】草系バイオマスの消化効率を改善する。
【解決手段】草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０を洗浄する。この洗浄方法では、たとえば、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０を排出し（ステップＳ１２１）、草木消化槽１０内に新たな消化液Ｗ１００を流入する（ステップＳ１２４）。消化液Ｗ１０を排出して新たな消化液Ｗ１００を流入することで、草木消化槽１０内に消化液の流れを発生させて草系バイオマスＧ１０を洗浄することが可能となる。
【解決手段】草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０を洗浄する。この洗浄方法では、たとえば、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０を排出し（ステップＳ１２１）、草木消化槽１０内に新たな消化液Ｗ１００を流入する（ステップＳ１２４）。消化液Ｗ１０を排出して新たな消化液Ｗ１００を流入することで、草木消化槽１０内に消化液の流れを発生させて草系バイオマスＧ１０を洗浄することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路や公園の草刈り等で生じた草などのセルロース系基質を多く含む廃棄物（以下、草系バイオマスという）は、焼却処分されることが一般的であり、エネルギーとして利用されることが稀であった。しかしながら、湿潤系バイオマスである草系バイオマスをエネルギーとして利用せずに焼却処分してしまうのは、資源の有効利用ができない。そこで従来では、草系バイオマスを食品廃棄物や下水汚泥や家畜排せつ物などの他の湿潤系バイオマスと一緒にメタン発酵技術にて消化処分することがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２６８８９５号公報
【特許文献２】特開平２−２８９４８１号公報
【特許文献３】特開２００１−１１４５８３号公報
【特許文献４】特開２００３−９４０２２号公報
【特許文献５】特開２００６−３０５４６７号公報
【特許文献６】特許第３６９４７４４号公報
【特許文献７】特許第４４６８１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、草系バイオマスは、他の湿潤系バイオマスに比べ、消化に非常に長い時間を要する。このため、消化液に漬け置きしておく時間が長くなるが、この時間が長くなると、消化対象である草系バイオマスの近傍に菌の消化残さや中間生成物等が滞留してしまい、これにより、菌の消化残さや中間生成物等の介在によって消化効率が低下してしまうという問題が発生する。
【０００５】
そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、草系バイオマスの消化効率を改善することが可能な草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明による草系バイオマス消化促進方法は、消化槽内での草系バイオマスの消化液による消化を促進する草系バイオマス消化促進方法であって、前記消化液を動かすことで前記草系バイオマスを洗浄する洗浄ステップを含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明による草系バイオマス消化槽は、草系バイオマスを消化液で消化するための草系バイオマス消化槽であって、前記草系バイオマスを洗浄する洗浄手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による消化システムは、下水用の下水消化槽と草系バイオマス用の草木消化槽とを備えた消化システムであって、前記草木消化槽内の前記草系バイオマスを前記下水消化槽内の消化液を用いて洗浄する洗浄手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、草などの湿潤系バイオマスの近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を洗い流すことが可能となるため、草系バイオマスの消化効率を改善することが可能な草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１による消化システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本実施の形態による消化システムの一例を示す概略図である。
【図３】図３は、本実施の形態による草系バイオマスの消化方法の概略を示すフローチャートである。
【図４】図４は、図３に示す洗浄処理の概略を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２による消化システムの概略構成を示す模式図である。
【図６】図６は、本実施の形態２による洗浄処理の概略を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態３による消化システムの概略構成を示す模式図である。
【図８】図８は、本実施の形態３による洗浄処理の概略を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施の形態４による消化システムの概略構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態５による消化システムの概略構成を示す模式図である。
【図１１】図１１は、本実施の形態５による洗浄処理の概略を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の説明において、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。また、各図では、構成の明瞭化のため、断面におけるハッチングの一部が省略されている。さらに、後述において例示する数値は、本発明の好適な例に過ぎず、従って、本発明は例示された数値に限定されるものではない。
【００１２】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１にかかる消化システム、草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態１による消化システムの概略構成を示す模式図である。図１に示すように、消化システム１は、既存の下水消化槽１００と、下水消化槽１００に隣接して配置された草木消化槽１０と、を備える。
【００１３】
ダンプトラックやゴミ収集車などの運搬車両１１０で運搬されてきた草などの草系バイオマスＧ１０は、草木消化槽１０の上方に設けられた投入口１１ａから内部に投入される。草木消化槽１０には、下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００と草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０との水位差Ｄ１（＝Ｈ１００−Ｈ１０）を利用して下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を草木消化槽１０内に流入させる上部流入管１２と、同じく消化液Ｗ１００と消化液Ｗ１０との水位差Ｄ１を利用して下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を草木消化槽１０内に流入させる下部流入管１４と、草木消化槽１０内の液面高さを調節するために消化液Ｗ１０を廃液する側部排出管１５と、が接続される。また、草木消化槽１０の底部には、消化しきれなかった残さＧ１１を取り除くための取出口１１ｂが設けられる。なお、本説明において、消化液Ｗ１００およびＷ１０は、それぞれ汚泥を含んでもよいものとする。
【００１４】
ここで、上部流入管１２の流出口は、草木消化槽１０内の上方に位置する。この流出口には、シャワーヘッドが設けられており、消化液Ｗ１００がシャワー状に放出される。消化液Ｗ１００を上方からシャワー状に放出することで、草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０表面を満遍なく消化液Ｗ１００で湿らせることが可能となり、結果、菌を活性化して草系バイオマスの消化を促進することが可能となる。
【００１５】
下部流入管１４の流出口は、草木消化槽１０内の下方に位置する。草木消化槽１０内の下方から下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を流入させることで、この流入による消化液Ｗ１００等の流れを利用して草木消化槽１００内の草系バイオマスＧ１０を洗浄することが可能となり、結果、菌を活性化して草系バイオマスの消化を促進することが可能となる。ただし、草木消化槽１０内での草系バイオマスＧ１０の洗浄には、上部流入管１２からの消化液Ｗ１００の放出を利用もしくは併用することも可能である。
【００１６】
側部排出管１５は、上流（草木消化槽１０側）において複数の枝管１５Ａ〜１５Ｎに分岐している。各枝管１５Ａ〜１５Ｎの流入口は、草木消化槽１０の側壁の異なる高さ位置にそれぞれ接続される。これにより、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０の液面高さを、それぞれの枝管１５Ａ〜１５Ｎが接続された高さに容易に調節することが可能となる。また、消化液Ｗ１０の上澄み部分を選択的に排出することが容易となる。なお、合流後の側部排出管１５は、たとえば下部排出管１３と合流する。
【００１７】
下部排出管１３の流入口は、草木消化槽１０内の底部近くに位置し、草木消化槽１０内の底部付近の消化液Ｗ１０を排出する。なお、下部排出管１３（一部、側部排出管１５を含む）を介して排出された消化液Ｗ１０は、たとえば、下水消化槽１００へ戻されても、運搬車や送り管等を経由して不図示の脱水機等の汚泥処理施設へ送られてもよい。下部排出管１３へ排出された消化液Ｗ１０を下水消化槽１００に戻す場合、実質的に草木消化槽１０から廃液等が生じないため、より効率的に草系バイオマスを有効活用することができる。ここで、側部排出管１５と合流後の下部排出管１３には、ポンプなど、消化液Ｗ１０の排出を促進するための構成が設けられてもよい。
【００１８】
なお、上部流入管１２、下部流入管１４、側部排出管１５の各枝管１５Ａ〜１５Ｎ、および、下部排出管１３のそれぞれには、手動または自動で開閉するバルブ１２ａ、１４ａ、１５ａ〜１５ｎ、および、１３ａが設けられており、必要に応じてそれぞれの流路が開閉される。
【００１９】
また、草木消化槽１０の上部には、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０を排出する下部排出管１３と、草木消化槽１０内に対して空気を導入／排気するエア配管１６と、草木消化槽１０内に発生したメタン等のガスを排気するガス排気管１７と、が接続される。エア配管１６およびガス排気管１７とには、それぞれ手動または自動で開閉するバルブ１６ａおよび１７ａが設けられており、必要に応じてそれぞれの流路が開閉される。
【００２０】
エア排気管１６は、投入口１１ａおよび取出口１１ｂを閉じることで密閉された草木消化槽１０内へ下水消化槽１００から消化液Ｗ１００を流入させる際に草木消化槽１０内の空気を抜くための配管である。また、エア排気管１６は、消化液Ｗ１０を草木消化槽１０から排出する際に草木消化槽１０内に空気を導入するための配管でもある。
【００２１】
ガス排気管１７は、消化の過程または消化行程の完了後に草木消化槽１０内のガスを排出するための配管である。なお、ガス排気管１７は、たとえば下水消化槽１００に接続されたガス排気管１２０に合流する。ガス排気管１２０には、手動または自動で開閉するバルブ１２０ａが設けられており、必要に応じてその流路が開閉される。下水消化槽１００または草木消化槽１０から排気されたガスは、たとえば、ガス排気管１２０（一部、ガス排気管１７を含む）を経由してガス精製装置（たとえば図２に示すガス精製装置２００参照）等へ送られてバイオガスに精製された後、ガスタンク（たとえば図２に示すガスタンク２１０参照）等に貯蔵される。
【００２２】
なお、本実施の形態１では、たとえば図２に示すように、１つの下水消化槽１００に対して複数の草木消化槽１０−１〜１０−ｎが隣接設置されてもよい。図２は、本実施の形態１による消化システムの一例を示す概略図である。この場合、図２に示すように、各草木消化槽１０−１〜１０−ｎの各ガス排気管１７−１〜１７−ｎは、まとめて下水消化槽１００のガス排気管１２０に合流されてもよい。
【００２３】
つづいて、本実施の形態１による草系バイオマスの消化方法について、以下に図面を参照して詳細に説明する。図３は、本実施の形態１による草系バイオマスの消化方法の概略を示すフローチャートである。図３に示すように、本消化方法では、まず、草木消化槽１０の投入口１１ａを開け、この投入口１１ａから運搬車両１１０等で運搬されてきた草などの草系バイオマスＧ１０を草木消化槽１０内に投入する（ステップＳ１０１）。つづいて、草系バイオマスＧ１０が予め目安として定めておいた所定量に達したか否かを判定し（ステップＳ１０２）、所定量に達していない場合（ステップＳ１０２のＮｏ）、次の草系バイオマスＧ１０の投入を待つ。一方、所定量以上となっている場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、まず、草木消化槽１０の投入口１１ａを閉め（ステップＳ１０３）、つぎに、エア配管１６のバルブ１６ａを開き（ステップＳ１０４）、つづいて、下部流入管１４のバルブ１４ａを開く（ステップＳ１０５）ことで、草木消化槽１０内の空気を抜きつつ、草木消化槽１０内に下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を導入する。この際、上部流入管１２を併用してもよい。なお、所定量とは、たとえば重量や暈などであればよい。また、所定量に代えて、所定の収集期間などとしてもよい。
【００２４】
その後、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０の液面が所定高さに到達したか否かを判定し（ステップＳ１０６）、到達するのを待機する（ステップＳ１０６のＮｏ）。その後、所定高さに到達すると（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、下部流入管１４およびエア配管１６のバルブ１４ａおよび１６ａを閉める（ステップＳ１０７）。なお、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０の液面が所定高さに到達したか否かは、たとえば、草木消化槽１０内の所定の高さに液面センサ等を配置して検出する方法や、予め定めておいた時間が経過したか否かに基づく方法など、種々変形することが可能である。
【００２５】
つぎに、消化液Ｗ１００の導入から所定日数（ここでは６０日とする）待機する間、所定間隔（たとえば毎日）で、所定時間（たとえば１時間）、上部流入管１２のバルブ１２ａを開けて（ステップＳ１０８）、草木消化槽１０内に消化液Ｗ１００のシャワーを降らすことで、草木消化槽１０内において草系バイオマスＧ１０の上層が乾燥することを防止する。
【００２６】
また、消化液Ｗ１００の導入から所定日数（６０日）経過するまでの間に、１回もしくは２回以上、草系バイオマスＧ１０の消化効率を向上するための処理として、草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０を洗浄する洗浄処理を実行する（ステップＳ１０９、ステップＳ１１０のＮｏ）。この洗浄処理は、たとえば所定日数（たとえば１４日や３０日など）ごとに行ってもよい。洗浄処理の詳細については、後述において触れる。なお、消化液Ｗ１００の導入から所定日数（６０日）経過するまでの間は、たとえば、洗浄処理を１度行った後であっても、ステップＳ１０８の処理は継続されるとよい。
【００２７】
つぎに、所定日数（６０日）のうち残りの日数が経過すると（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、ガス排気管１７および下部流入管１４のバルブ１７ａおよび１４ａを開ける（ステップＳ１１１）ことで、草系バイオマスＧ１０の消化によって草木消化槽１０内に発生したメタン等のガスを下水消化槽１００から流入した消化液Ｗ１００の圧力でガス排気管１７へ送り出す。なお、ガス排気管１７へ送り出されたガスは、その後、たとえばガス精製装置２００（図２参照）へ送られて精製された後、ガスタンク２１０（図２参照）へ貯蔵される。
【００２８】
その後、草木消化槽１０内のガスの排気が完了するまで待機し（ステップＳ１１２のＮｏ）、完了すると（ステップＳ１１２のＹｅｓ）、ガス排気管１７および下部流入管１４のバルブ１７ａおよび１４ａを閉め（ステップＳ１１３）、その後、エア配管１６および下部排出管１３のバルブ１６ａおよび１３ａを開く（ステップＳ１１４）ことで、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０を排出する。なお、草木消化槽１０から排出された消化液Ｗ１０は、たとえば下水消化槽１００へ戻されてもよいし、脱水機などの汚泥処理施設へ送られてもよい。
【００２９】
その後、消化液Ｗ１０の排出が完了すると（ステップＳ１１５のＹｅｓ）、エア配管１６および下部排出管１３のバルブ１６ａおよび１３ａを閉じた後（ステップＳ１１６）、動作を終了する。
【００３０】
以上のような構成および動作を備えることで、本実施の形態１では、下水消化用の下水消化槽１００とは別の草木消化槽１０を用いて下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を利用しつつ草系バイオマスＧ１０を消化することが可能となる。これにより、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することができる草系バイオマス消化槽、消化システムおよび草系バイオマスの消化方法を実現することが可能となる。
【００３１】
つぎに、図３のステップＳ１０９に示す洗浄処理について、以下に図面を用いて詳細に説明する。図４は、図３に示す洗浄処理の概略を示すフローチャートである。図４に示すように、洗浄処理では、消化液Ｗ１００の導入後から、または、前回の洗浄処理を行ってから、所定日数（たとえば１４日）が経過したか否かを判定し（ステップＳ１２０）、経過してない場合（ステップＳ１２０のＮｏ）、図３に示す動作へリターンする。一方、所定日数が経過した場合（ステップＳ１２０のＹｅｓ）、まず、エア配管１６のバルブ１６ａを開くとともに、下部排出管１３のバルブ１３ａを開く（ステップＳ１２１）ことで、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０を排出する。これにより、草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等、草系バイオマスＧ１０の消化を阻害するもの（以下、単に菌の消化残さや中間生成物等という）が消化液Ｗ１０の流れによって洗い流される。なお、この際、側部排出管１５を併用して消化液Ｗ１０を排出してもよい。この場合、側部排出管１５から分岐する複数の枝管１５Ａ〜１５Ｎのバルブ１５ａ〜１５ｎを開く手順としては、たとえば一番上の枝管１５Ａのバルブ１５ａから開き、その後、草木消化槽１０内の液面がバルブを開いた排出管の流入口の位置まで低下すると、次の排出管のバルブを開くという手順を、一番下の枝管１５Ｎまで繰り返す方法などを採用することができる。
【００３２】
その後、草木消化槽１０内の液面が所定高さ（たとえば、草系バイオマスＧ１０の半分以上を消化液Ｗ１０から露出させる程度の高さ）まで低下すると（ステップＳ１２２のＹｅｓ）、つぎに、エア配管１６および側部排出管１３のバルブ１６ａおよび１３ａを閉め（ステップＳ１２３）、つづいて、ガス排気管１７および上部流入管１２のバルブ１７ａおよび１２ａを開く（ステップＳ１２４）ことで、下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を草木消化槽１０内の上方からシャワーする。これにより、草系バイオマスＧ１０の表面に残った菌の排出物等がシャワー効果によって洗い流されるとともに、草木消化槽１０内が下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００で満たされて、草系バイオマスＧ１０に新たな菌が付着する。この結果、草系バイオマスＧ１０の消化効率が向上し、消化が促進される。ただし、この際、下部流入管１４を併用しても、上部流入管１２の代わりに下部流入管１４を用いてもよい。この場合であっても、草木消化槽１０内で消化液Ｗ１０の流れを発生させることが可能であるため、草系バイオマスＧ１０の近傍に残留した菌の消化残さや中間生成物等を洗い流せるとともに、草木消化槽１０内が下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００で満たされて草系バイオマスＧ１０に新たな菌が付着する。
【００３３】
その後、草木消化槽１０内の液面が運転用の所定高さに到達したか否かを判定し（ステップＳ１２５）、到達した場合（ステップＳ１２５のＹｅｓ）、ガス排気管１７および上部流入管１２のバルブ１７ａおよび１２ａを閉め（ステップＳ１２６）、その後、図３に示す動作へリターンする。
【００３４】
このように動作することで、本実施の形態１では、草系バイオマス用の草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を用いて洗い流すことが可能となるため、草系バイオマスＧ１０の消化効率を改善して消化を促進することが可能となる。このため、下水消化槽１００で草系バイオマスを消化する場合と比較して、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することが可能となる。また、本実施の形態１による草系バイオマスの洗浄方法では、草などの草系バイオマスを物理的に動かす必要がないため、たとえば草系バイオマスを動かして消化液を攪拌することで草系バイオマスの近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を除去する方法に比べ、容易且つ簡便に草系バイオマスを洗浄して消化を促進することが可能となる。
【００３５】
また、従来処理すべきであった食品廃棄物や下水汚泥や家畜排せつ物などの湿潤系バイオマスに加えて草系バイオマスを消化処分する場合、１つの下水消化槽にかかる負荷を増加させるため、規模的に余裕のある下水消化槽を備えた施設でなければ実現することが困難であったが、本実施の形態１によれば、下水消化槽とは別に草木用の消化槽を用いているため、下水消化槽にかかる負荷を過度に増加させることなく、効率的に草系バイオマスを消化することが可能となる。
【００３６】
さらに、道路や公園の草刈り等で生じた草系バイオマスは年間を通じて安定して生じるものではない。そのため、草系バイオマスを専用に消化する消化槽は、時期によって発停のある設備となる。このような発停のある設備を導入することは、導入コストや施設面積などの点において処理施設に多大な負担を要してしまうこととなる。これに対し、本実施の形態１では、既存の下水消化槽を利用して草木バイオマスを消化することが可能となるため、処理施設に多大な負担を要することを回避できる。
【００３７】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２にかかる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の説明において、上述の実施の形態１と同様の構成および動作については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
【００３８】
図５は、本実施の形態２にかかる消化システムの概略構成を示す模式図である。図１と図５とを比較すると明らかなように、本実施の形態２にかかる消化システム２は、図１に示す消化システム１と同様の構成に加え、草木消化槽１０内のガス圧を測定する圧力センサ２１が設けられている。なお、その他の構成は、消化システム１と同様である。
【００３９】
本実施の形態２では、実施の形態１で図３のステップＳ１０９に示した洗浄処理が、たとえば圧力センサ２１で検出された草木消化槽１０内のガス圧に基づいて実行される。すなわち、本実施の形態２では、草木消化槽１０内のガス圧がある程度高くなるか、草木消化槽１０内のガス圧の変化が小さくなったら、草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０を洗浄することで、草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を洗い流す。
【００４０】
ここで、本実施の形態２による洗浄処理について、図面を用いて詳細に説明する。図６は、本実施の形態２による洗浄処理の概略を示すフローチャートである。なお、本実施の形態２による草系バイオマスの消化方法は、図３のステップＳ１０９に示す洗浄処理が、図６に示す洗浄処理に置き換えられる点以外、上述の実施の形態１と同様である。
【００４１】
図６に示すように、本実施の形態２による洗浄処理では、まず、草木消化槽１０に設けられた圧力センサ２１を用いて、草木消化槽１０内のガス圧を測定し（ステップＳ２２０）、測定されたガス圧が予め定めておいた所定圧力以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２１）。この判定の結果、草木消化槽１０内のガス圧が所定圧力以上でない場合（ステップＳ２２１のＮｏ）、図３に示す動作へリターンする。一方、所定圧力以上である場合（ステップＳ２２１のＹｅｓ）、実施の形態１において説明した図４のステップＳ１２１以降の動作を実行することで、下水消化用の下水消化槽１００内の草系バイオマスＧ１０を洗浄する（ステップＳ１２１〜Ｓ１２６）。
【００４２】
以上のように構成および動作することで、本実施の形態２では、実施の形態１と同様に、下水消化用の下水消化槽１００とは別の草木消化槽１０を用いて下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を利用しつつ草系バイオマスＧ１０を消化することが可能となる。これにより、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することができる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを実現することが可能となる。
【００４３】
また、本実施の形態２においても、草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を用いて洗い流すことが可能となるため、草系バイオマスＧ１０の消化効率を改善して消化を促進することが可能となる。このため、下水消化槽１００で草系バイオマスを消化する場合と比較して、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することが可能となる。また、本実施の形態２による草系バイオマスの洗浄方法では、草などの草系バイオマスを物理的に動かす必要がないため、たとえば草系バイオマスを動かして消化液を攪拌することで草系バイオマスの近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を除去する方法に比べ、容易且つ簡便に草系バイオマスを洗浄して消化を促進することが可能となる。
【００４４】
なお、他の構成および動作は、上述の実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４５】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３にかかる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の説明において、上述の実施の形態１または２と同様の構成および動作については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
【００４６】
図７は、本実施の形態３にかかる消化システムの概略構成を示す模式図である。図１と図７とを比較すると明らかなように、本実施の形態３にかかる消化システム３は、図１に示す消化システム１と同様の構成において、ガス排気管１７を開閉するバルブ１７ａが省略されるとともに、ガス排気管１７を流れるガスの流量を測定する流量センサ２７が設けられている。なお、その他の構成は、消化システム１と同様である。
【００４７】
本実施の形態３では、草木消化槽１０で発生したガスが、常時、たとえばガス精製装置（図２参照）へ送られる。また、この際、草木消化槽１０においてどの程度、ガスが発生しているかが、ガス排気管１７に設けられた流量センサ１７によって測定される。そこで本実施の形態３では、実施の形態１で図３のステップＳ１０９に示した洗浄処理が、たとえば流量センサ２７で検出されたガス流量に基づいて実行される。すなわち、本実施の形態３では、草木消化槽１０内で発生するガスの量がある程度小さくなったら、草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０を洗浄することで、草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を洗い流す。
【００４８】
ここで、本実施の形態３による洗浄処理について、図面を用いて詳細に説明する。図８は、本実施の形態３による洗浄処理の概略を示すフローチャートである。なお、本実施の形態３による草系バイオマスの消化方法は、図３のステップＳ１０９に示す洗浄処理が、図８に示す洗浄処理に置き換えられる点以外、上述の実施の形態１と同様である。
【００４９】
図８に示すように、本実施の形態３による洗浄処理では、まず、ガス排気管１７に設けられた流量センサ２７を用いて、草木消化槽１０内で発生しているガスの量を測定し（ステップＳ３２０）、測定されたガス流量が予め定めておいた所定流量以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２１）。この判定の結果、ガス流量が所定流量以上である場合（ステップＳ３２１のＹｅｓ）、図３に示す動作へリターンする。一方、所定流量以上でない場合（ステップＳ３２１のＮｏ）、実施の形態１において説明した図４のステップＳ１２１以降の動作を実行することで、下水消化用の下水消化槽１００内の草系バイオマスＧ１０を洗浄する（ステップＳ１２１〜Ｓ１２６）。ただし、本実施の形態３においては、ガス排気管１７を開閉するバルブ１７ａが省略されているため、図４に示すステップＳ１２４は上部流入管１２のバルブ１２ａが開かれるステップＳ３２４に置き換えられ、また、図４に示すステップＳ１２６は上部流入管１２のバルブ１２ａが閉められるステップＳ３２６に置き換えられる。
【００５０】
以上のように構成および動作することで、本実施の形態３では、実施の形態１および２と同様に、下水消化用の下水消化槽１００とは別の草木消化槽１０を用いて下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を利用しつつ草系バイオマスＧ１０を消化することが可能となる。これにより、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することができる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを実現することが可能となる。
【００５１】
また、本実施の形態３においても、草系バイオマス用の草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を用いて洗い流すことが可能となるため、草系バイオマスＧ１０の消化効率を改善して消化を促進することが可能となる。このため、下水消化槽１００で草系バイオマスを消化する場合と比較して、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することが可能となる。また、本実施の形態３による草系バイオマスの洗浄方法では、草などの草系バイオマスを物理的に動かす必要がないため、たとえば草系バイオマスを動かして消化液を攪拌することで草系バイオマスの近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を除去する方法に比べ、容易且つ簡便に草系バイオマスを洗浄して消化を促進することが可能となる。
【００５２】
なお、他の構成および動作は、上述の実施の形態１または２と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５３】
（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４にかかる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の説明において、上述の実施の形態１〜３のいずれかと同様の構成および動作については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
【００５４】
図９は、本実施の形態４にかかる消化システムの概略構成を示す模式図である。図１と図９とを比較すると明らかなように、本実施の形態４にかかる消化システム４は、それぞれ図１に示す消化システム１における草木消化槽１０と同様の構成を備える草木消化槽１０−１および１０−２が２段に設置された構成を備える。なお、その他の構成は、消化システム１と同様である。
【００５５】
図９に示す例では、下水消化槽１００から上段の草木消化槽１０−１内に下部流入管１４−１を介して消化液Ｗ１００が送られる。また、下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００は、上部流入管１２−１を介して草木消化槽１０−１内にシャワーされる。草木消化槽１０−１内の空気は、適宜、後述のエア配管１６−２と合流するエア配管１６−１を介して排気され、また、草木消化槽１０−１内のガスは、適宜、ガス排気管１２０と合流するガス排気管１７−１を介して排気される。
【００５６】
また、草木消化槽１０−１内の消化液Ｗ１０は、適宜、下部排出管１３−１を介して排出される。排出された消化液Ｗ１０は、下段の草木消化槽１０−２内に導入される。また、草木消化槽１０−１内の消化液Ｗ１０の上澄みは、適宜、枝管１５Ａ−１〜１５Ｎ−１のいずれかおよび側部排出管１５−１を介して下段の草木消化槽１０−２内にシャワーされる。草木消化槽１０−２内の空気は、適宜、後述のエア配管１６−２を介して排気され、また、草木消化槽１０−２内のガスは、適宜、ガス配管１７−２を介してガス排気管１２０と合流するガス排気管１７−１を介して排気される。
【００５７】
なお、草木消化槽１０−２内の消化液Ｗ１０は、適宜、下部排出管１３−２を介して排出される。また、草木消化槽１０−２内の消化液Ｗ１０の上澄みは、適宜、枝管１５Ａ−２〜１５Ｎ−２のいずれかおよび側部排出管１５−２を介して下部排出管１３−２へ送られる。下部排出管１３−２に流入した消化液Ｗ１０は、たとえば、不図示のさらに下段の草木消化槽へ送られても、下水消化槽１００へ戻されても、運搬車や送り管等を経由して不図示の脱水機等の汚泥処理施設へ送られてもよい。
【００５８】
このように、本実施の形態４では、複数段に配置された草木消化槽１０−１および１０−２を連携させることで、上段に位置する草木消化槽１０−１の消化液Ｗ１０を、これに対して下段に位置する草木消化槽１０−２において有効に活用することが可能となる。この結果、下水消化槽１００にかかる負担をより低減しつつ、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することができる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを実現することが可能となる。
【００５９】
なお、他の構成および動作は、上述の実施の形態１〜３のいずれかと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６０】
（実施の形態５）
つぎに、本発明の実施の形態５にかかる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の説明において、上述の実施の形態１〜４のいずれかと同様の構成および動作については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
【００６１】
上述では、草系バイオマスＧ１０を洗浄する際に、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０の排出と、下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００の流入とを、１回以上繰り返す場合を例に挙げた。ただし、草系バイオマスの洗浄方法は、種々変形することが可能である。その一例を以下に、実施の形態５として、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明では、上述の実施の形態１を引用して本実施の形態５を説明するが、これに限らず、上述の実施の形態のいずれに対しても適用可能である。
【００６２】
図１０は、本発明の実施の形態５による消化システムの概略構成を示す模式図である。図１と図１０とを比較すると明らかなように、本実施の形態５にかかる消化システム５は、図１に示す消化システム１と同様の構成に加え、空気を送り出すエアポンプ５０と、エアポンプ５０からの空気を草木消化槽１０内の下方から気泡Ｂとして放出（バブリング）するエア導入管５１と、を備える。エア導入管５１には、手動または自動で開閉するバルブ５１ａが設けられており、必要に応じて流路が開閉される。本実施の形態５では、エアポンプ５０からの空気を草木消化槽１０内の下方の１つ以上の位置から気泡Ｂとして放出することで、草木消化槽１０内に消化液Ｗ１０の流れを生じさせ、これによって、草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０を洗浄する。
【００６３】
ここで、本実施の形態５による洗浄処理について、図面を用いて詳細に説明する。図１１は、本実施の形態５による洗浄処理の概略を示すフローチャートである。なお、本実施の形態５による草系バイオマスの消化方法は、図３のステップＳ１０９に示す洗浄処理が、図１１に示す洗浄処理に置き換えられる点以外、上述の実施の形態１と同様である。
【００６４】
図１１に示すように、本実施の形態５による洗浄処理では、消化液Ｗ１００の導入後から、または、前回の洗浄処理を行ってから、所定日数（たとえば１４日）が経過したか否かを判定し（ステップＳ１２０）、経過してない場合（ステップＳ１２０のＮｏ）、図３に示す動作へリターンする。一方、所定日数が経過した場合（ステップＳ１２０のＹｅｓ）、まず、ガス排気管１７のバルブ１７ａを開き（ステップＳ５２１）、つづいて、エア導入管５１のバルブ５１ａを開くとともに、エアポンプ５０を始動する（ステップＳ５２２）ことで、草木消化槽１０内を下方からバブリングする。これにより、草木消化槽１０内に消化液Ｗ１０の流れが発生し、これにより、草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等が洗い流される。この際、草木消化槽１０内のガスおよび送り込まれた空気は、たとえばガス排気管１７を介して排気される。
【００６５】
その後、バブリング開始から所定時間が経過するのを待機し（ステップＳ５２３のＮｏ）、所定時間経過すると（ステップＳ５２３のＹｅｓ）、ガス排気管１７およびエア導入管５１のバルブ１７ａおよび５１ａを閉めるとともに、エアポンプ５０を停止し（ステップＳ５２４）、その後、図３に示す動作へリターンする。
【００６６】
以上のように構成および動作することで、本実施の形態５では、実施の形態１〜４のいずれかと同様に、下水消化用の下水消化槽１００とは別の草木消化槽１０を用いて下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を利用しつつ草系バイオマスを消化することが可能となる。これにより、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することができる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを実現することが可能となる。
【００６７】
また、本実施の形態５においても、草木消化槽１０内にバブリングによる消化液Ｗ１０の流れを生じさせて草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を洗い流すことが可能となるため、草系バイオマスＧ１０の消化効率を改善して消化を促進することが可能となる。このため、下水消化槽１００で草系バイオマスを消化する場合と比較して、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することが可能となる。また、本実施の形態２による草系バイオマスの洗浄方法では、草などの草系バイオマスを物理的に動かす必要がないため、たとえば草系バイオマスを動かして消化液を攪拌することで草系バイオマスの近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を除去する方法に比べ、容易且つ簡便に草系バイオマスを洗浄して消化を促進することが可能となる。
【００６８】
なお、他の構成および動作は、上述の実施の形態１〜４のいずれかと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６９】
また、上記実施の形態およびその変形例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは上記記載から自明である。例えば各実施の形態に対して適宜例示した変形例は、他の実施の形態に対して適用することも可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７０】
１、２、３、４、５ 消化システム
１０、１０−１〜１０−ｎ 草木消化槽
１１ａ 投入口
１１ｂ 取出口
１２、１２−１、１２−２ 上部流入管
１３、１３−１、１３−２ 下部排出管
１４、１４−１ 下部流入管
１５、１５−１、１５−２ 側部排出管
１５Ａ〜１５Ｎ、１５Ａ−１〜１５Ｎ−１、１５Ａ−２〜１５Ｎ−２ 枝管
１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ〜１５ｎ、１６ａ、１７ａ、１２０ａ バルブ
１６、１６−１、１６−２ エア配管
１７、１７−１〜１７−ｎ ガス排気管
２１ 圧力センサ
２７ 流量センサ
５０ エアポンプ
５１ エア導入管
５１ａ バルブ
１００ 下水消化槽
１１０ 運搬車両
１２０ ガス排気管
２００ ガス精製装置
２１０ ガスタンク
Ｂ 気泡
Ｄ１ 水位差
Ｇ１０ 草系バイオマス
Ｇ１１ 残さ
Ｗ１０、Ｗ１００ 消化液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路や公園の草刈り等で生じた草などのセルロース系基質を多く含む廃棄物（以下、草系バイオマスという）は、焼却処分されることが一般的であり、エネルギーとして利用されることが稀であった。しかしながら、湿潤系バイオマスである草系バイオマスをエネルギーとして利用せずに焼却処分してしまうのは、資源の有効利用ができない。そこで従来では、草系バイオマスを食品廃棄物や下水汚泥や家畜排せつ物などの他の湿潤系バイオマスと一緒にメタン発酵技術にて消化処分することがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２６８８９５号公報
【特許文献２】特開平２−２８９４８１号公報
【特許文献３】特開２００１−１１４５８３号公報
【特許文献４】特開２００３−９４０２２号公報
【特許文献５】特開２００６−３０５４６７号公報
【特許文献６】特許第３６９４７４４号公報
【特許文献７】特許第４４６８１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、草系バイオマスは、他の湿潤系バイオマスに比べ、消化に非常に長い時間を要する。このため、消化液に漬け置きしておく時間が長くなるが、この時間が長くなると、消化対象である草系バイオマスの近傍に菌の消化残さや中間生成物等が滞留してしまい、これにより、菌の消化残さや中間生成物等の介在によって消化効率が低下してしまうという問題が発生する。
【０００５】
そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、草系バイオマスの消化効率を改善することが可能な草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明による草系バイオマス消化促進方法は、消化槽内での草系バイオマスの消化液による消化を促進する草系バイオマス消化促進方法であって、前記消化液を動かすことで前記草系バイオマスを洗浄する洗浄ステップを含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明による草系バイオマス消化槽は、草系バイオマスを消化液で消化するための草系バイオマス消化槽であって、前記草系バイオマスを洗浄する洗浄手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による消化システムは、下水用の下水消化槽と草系バイオマス用の草木消化槽とを備えた消化システムであって、前記草木消化槽内の前記草系バイオマスを前記下水消化槽内の消化液を用いて洗浄する洗浄手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、草などの湿潤系バイオマスの近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を洗い流すことが可能となるため、草系バイオマスの消化効率を改善することが可能な草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１による消化システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本実施の形態による消化システムの一例を示す概略図である。
【図３】図３は、本実施の形態による草系バイオマスの消化方法の概略を示すフローチャートである。
【図４】図４は、図３に示す洗浄処理の概略を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２による消化システムの概略構成を示す模式図である。
【図６】図６は、本実施の形態２による洗浄処理の概略を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態３による消化システムの概略構成を示す模式図である。
【図８】図８は、本実施の形態３による洗浄処理の概略を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施の形態４による消化システムの概略構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態５による消化システムの概略構成を示す模式図である。
【図１１】図１１は、本実施の形態５による洗浄処理の概略を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の説明において、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。また、各図では、構成の明瞭化のため、断面におけるハッチングの一部が省略されている。さらに、後述において例示する数値は、本発明の好適な例に過ぎず、従って、本発明は例示された数値に限定されるものではない。
【００１２】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１にかかる消化システム、草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態１による消化システムの概略構成を示す模式図である。図１に示すように、消化システム１は、既存の下水消化槽１００と、下水消化槽１００に隣接して配置された草木消化槽１０と、を備える。
【００１３】
ダンプトラックやゴミ収集車などの運搬車両１１０で運搬されてきた草などの草系バイオマスＧ１０は、草木消化槽１０の上方に設けられた投入口１１ａから内部に投入される。草木消化槽１０には、下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００と草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０との水位差Ｄ１（＝Ｈ１００−Ｈ１０）を利用して下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を草木消化槽１０内に流入させる上部流入管１２と、同じく消化液Ｗ１００と消化液Ｗ１０との水位差Ｄ１を利用して下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を草木消化槽１０内に流入させる下部流入管１４と、草木消化槽１０内の液面高さを調節するために消化液Ｗ１０を廃液する側部排出管１５と、が接続される。また、草木消化槽１０の底部には、消化しきれなかった残さＧ１１を取り除くための取出口１１ｂが設けられる。なお、本説明において、消化液Ｗ１００およびＷ１０は、それぞれ汚泥を含んでもよいものとする。
【００１４】
ここで、上部流入管１２の流出口は、草木消化槽１０内の上方に位置する。この流出口には、シャワーヘッドが設けられており、消化液Ｗ１００がシャワー状に放出される。消化液Ｗ１００を上方からシャワー状に放出することで、草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０表面を満遍なく消化液Ｗ１００で湿らせることが可能となり、結果、菌を活性化して草系バイオマスの消化を促進することが可能となる。
【００１５】
下部流入管１４の流出口は、草木消化槽１０内の下方に位置する。草木消化槽１０内の下方から下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を流入させることで、この流入による消化液Ｗ１００等の流れを利用して草木消化槽１００内の草系バイオマスＧ１０を洗浄することが可能となり、結果、菌を活性化して草系バイオマスの消化を促進することが可能となる。ただし、草木消化槽１０内での草系バイオマスＧ１０の洗浄には、上部流入管１２からの消化液Ｗ１００の放出を利用もしくは併用することも可能である。
【００１６】
側部排出管１５は、上流（草木消化槽１０側）において複数の枝管１５Ａ〜１５Ｎに分岐している。各枝管１５Ａ〜１５Ｎの流入口は、草木消化槽１０の側壁の異なる高さ位置にそれぞれ接続される。これにより、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０の液面高さを、それぞれの枝管１５Ａ〜１５Ｎが接続された高さに容易に調節することが可能となる。また、消化液Ｗ１０の上澄み部分を選択的に排出することが容易となる。なお、合流後の側部排出管１５は、たとえば下部排出管１３と合流する。
【００１７】
下部排出管１３の流入口は、草木消化槽１０内の底部近くに位置し、草木消化槽１０内の底部付近の消化液Ｗ１０を排出する。なお、下部排出管１３（一部、側部排出管１５を含む）を介して排出された消化液Ｗ１０は、たとえば、下水消化槽１００へ戻されても、運搬車や送り管等を経由して不図示の脱水機等の汚泥処理施設へ送られてもよい。下部排出管１３へ排出された消化液Ｗ１０を下水消化槽１００に戻す場合、実質的に草木消化槽１０から廃液等が生じないため、より効率的に草系バイオマスを有効活用することができる。ここで、側部排出管１５と合流後の下部排出管１３には、ポンプなど、消化液Ｗ１０の排出を促進するための構成が設けられてもよい。
【００１８】
なお、上部流入管１２、下部流入管１４、側部排出管１５の各枝管１５Ａ〜１５Ｎ、および、下部排出管１３のそれぞれには、手動または自動で開閉するバルブ１２ａ、１４ａ、１５ａ〜１５ｎ、および、１３ａが設けられており、必要に応じてそれぞれの流路が開閉される。
【００１９】
また、草木消化槽１０の上部には、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０を排出する下部排出管１３と、草木消化槽１０内に対して空気を導入／排気するエア配管１６と、草木消化槽１０内に発生したメタン等のガスを排気するガス排気管１７と、が接続される。エア配管１６およびガス排気管１７とには、それぞれ手動または自動で開閉するバルブ１６ａおよび１７ａが設けられており、必要に応じてそれぞれの流路が開閉される。
【００２０】
エア排気管１６は、投入口１１ａおよび取出口１１ｂを閉じることで密閉された草木消化槽１０内へ下水消化槽１００から消化液Ｗ１００を流入させる際に草木消化槽１０内の空気を抜くための配管である。また、エア排気管１６は、消化液Ｗ１０を草木消化槽１０から排出する際に草木消化槽１０内に空気を導入するための配管でもある。
【００２１】
ガス排気管１７は、消化の過程または消化行程の完了後に草木消化槽１０内のガスを排出するための配管である。なお、ガス排気管１７は、たとえば下水消化槽１００に接続されたガス排気管１２０に合流する。ガス排気管１２０には、手動または自動で開閉するバルブ１２０ａが設けられており、必要に応じてその流路が開閉される。下水消化槽１００または草木消化槽１０から排気されたガスは、たとえば、ガス排気管１２０（一部、ガス排気管１７を含む）を経由してガス精製装置（たとえば図２に示すガス精製装置２００参照）等へ送られてバイオガスに精製された後、ガスタンク（たとえば図２に示すガスタンク２１０参照）等に貯蔵される。
【００２２】
なお、本実施の形態１では、たとえば図２に示すように、１つの下水消化槽１００に対して複数の草木消化槽１０−１〜１０−ｎが隣接設置されてもよい。図２は、本実施の形態１による消化システムの一例を示す概略図である。この場合、図２に示すように、各草木消化槽１０−１〜１０−ｎの各ガス排気管１７−１〜１７−ｎは、まとめて下水消化槽１００のガス排気管１２０に合流されてもよい。
【００２３】
つづいて、本実施の形態１による草系バイオマスの消化方法について、以下に図面を参照して詳細に説明する。図３は、本実施の形態１による草系バイオマスの消化方法の概略を示すフローチャートである。図３に示すように、本消化方法では、まず、草木消化槽１０の投入口１１ａを開け、この投入口１１ａから運搬車両１１０等で運搬されてきた草などの草系バイオマスＧ１０を草木消化槽１０内に投入する（ステップＳ１０１）。つづいて、草系バイオマスＧ１０が予め目安として定めておいた所定量に達したか否かを判定し（ステップＳ１０２）、所定量に達していない場合（ステップＳ１０２のＮｏ）、次の草系バイオマスＧ１０の投入を待つ。一方、所定量以上となっている場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、まず、草木消化槽１０の投入口１１ａを閉め（ステップＳ１０３）、つぎに、エア配管１６のバルブ１６ａを開き（ステップＳ１０４）、つづいて、下部流入管１４のバルブ１４ａを開く（ステップＳ１０５）ことで、草木消化槽１０内の空気を抜きつつ、草木消化槽１０内に下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を導入する。この際、上部流入管１２を併用してもよい。なお、所定量とは、たとえば重量や暈などであればよい。また、所定量に代えて、所定の収集期間などとしてもよい。
【００２４】
その後、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０の液面が所定高さに到達したか否かを判定し（ステップＳ１０６）、到達するのを待機する（ステップＳ１０６のＮｏ）。その後、所定高さに到達すると（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、下部流入管１４およびエア配管１６のバルブ１４ａおよび１６ａを閉める（ステップＳ１０７）。なお、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０の液面が所定高さに到達したか否かは、たとえば、草木消化槽１０内の所定の高さに液面センサ等を配置して検出する方法や、予め定めておいた時間が経過したか否かに基づく方法など、種々変形することが可能である。
【００２５】
つぎに、消化液Ｗ１００の導入から所定日数（ここでは６０日とする）待機する間、所定間隔（たとえば毎日）で、所定時間（たとえば１時間）、上部流入管１２のバルブ１２ａを開けて（ステップＳ１０８）、草木消化槽１０内に消化液Ｗ１００のシャワーを降らすことで、草木消化槽１０内において草系バイオマスＧ１０の上層が乾燥することを防止する。
【００２６】
また、消化液Ｗ１００の導入から所定日数（６０日）経過するまでの間に、１回もしくは２回以上、草系バイオマスＧ１０の消化効率を向上するための処理として、草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０を洗浄する洗浄処理を実行する（ステップＳ１０９、ステップＳ１１０のＮｏ）。この洗浄処理は、たとえば所定日数（たとえば１４日や３０日など）ごとに行ってもよい。洗浄処理の詳細については、後述において触れる。なお、消化液Ｗ１００の導入から所定日数（６０日）経過するまでの間は、たとえば、洗浄処理を１度行った後であっても、ステップＳ１０８の処理は継続されるとよい。
【００２７】
つぎに、所定日数（６０日）のうち残りの日数が経過すると（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、ガス排気管１７および下部流入管１４のバルブ１７ａおよび１４ａを開ける（ステップＳ１１１）ことで、草系バイオマスＧ１０の消化によって草木消化槽１０内に発生したメタン等のガスを下水消化槽１００から流入した消化液Ｗ１００の圧力でガス排気管１７へ送り出す。なお、ガス排気管１７へ送り出されたガスは、その後、たとえばガス精製装置２００（図２参照）へ送られて精製された後、ガスタンク２１０（図２参照）へ貯蔵される。
【００２８】
その後、草木消化槽１０内のガスの排気が完了するまで待機し（ステップＳ１１２のＮｏ）、完了すると（ステップＳ１１２のＹｅｓ）、ガス排気管１７および下部流入管１４のバルブ１７ａおよび１４ａを閉め（ステップＳ１１３）、その後、エア配管１６および下部排出管１３のバルブ１６ａおよび１３ａを開く（ステップＳ１１４）ことで、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０を排出する。なお、草木消化槽１０から排出された消化液Ｗ１０は、たとえば下水消化槽１００へ戻されてもよいし、脱水機などの汚泥処理施設へ送られてもよい。
【００２９】
その後、消化液Ｗ１０の排出が完了すると（ステップＳ１１５のＹｅｓ）、エア配管１６および下部排出管１３のバルブ１６ａおよび１３ａを閉じた後（ステップＳ１１６）、動作を終了する。
【００３０】
以上のような構成および動作を備えることで、本実施の形態１では、下水消化用の下水消化槽１００とは別の草木消化槽１０を用いて下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を利用しつつ草系バイオマスＧ１０を消化することが可能となる。これにより、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することができる草系バイオマス消化槽、消化システムおよび草系バイオマスの消化方法を実現することが可能となる。
【００３１】
つぎに、図３のステップＳ１０９に示す洗浄処理について、以下に図面を用いて詳細に説明する。図４は、図３に示す洗浄処理の概略を示すフローチャートである。図４に示すように、洗浄処理では、消化液Ｗ１００の導入後から、または、前回の洗浄処理を行ってから、所定日数（たとえば１４日）が経過したか否かを判定し（ステップＳ１２０）、経過してない場合（ステップＳ１２０のＮｏ）、図３に示す動作へリターンする。一方、所定日数が経過した場合（ステップＳ１２０のＹｅｓ）、まず、エア配管１６のバルブ１６ａを開くとともに、下部排出管１３のバルブ１３ａを開く（ステップＳ１２１）ことで、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０を排出する。これにより、草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等、草系バイオマスＧ１０の消化を阻害するもの（以下、単に菌の消化残さや中間生成物等という）が消化液Ｗ１０の流れによって洗い流される。なお、この際、側部排出管１５を併用して消化液Ｗ１０を排出してもよい。この場合、側部排出管１５から分岐する複数の枝管１５Ａ〜１５Ｎのバルブ１５ａ〜１５ｎを開く手順としては、たとえば一番上の枝管１５Ａのバルブ１５ａから開き、その後、草木消化槽１０内の液面がバルブを開いた排出管の流入口の位置まで低下すると、次の排出管のバルブを開くという手順を、一番下の枝管１５Ｎまで繰り返す方法などを採用することができる。
【００３２】
その後、草木消化槽１０内の液面が所定高さ（たとえば、草系バイオマスＧ１０の半分以上を消化液Ｗ１０から露出させる程度の高さ）まで低下すると（ステップＳ１２２のＹｅｓ）、つぎに、エア配管１６および側部排出管１３のバルブ１６ａおよび１３ａを閉め（ステップＳ１２３）、つづいて、ガス排気管１７および上部流入管１２のバルブ１７ａおよび１２ａを開く（ステップＳ１２４）ことで、下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を草木消化槽１０内の上方からシャワーする。これにより、草系バイオマスＧ１０の表面に残った菌の排出物等がシャワー効果によって洗い流されるとともに、草木消化槽１０内が下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００で満たされて、草系バイオマスＧ１０に新たな菌が付着する。この結果、草系バイオマスＧ１０の消化効率が向上し、消化が促進される。ただし、この際、下部流入管１４を併用しても、上部流入管１２の代わりに下部流入管１４を用いてもよい。この場合であっても、草木消化槽１０内で消化液Ｗ１０の流れを発生させることが可能であるため、草系バイオマスＧ１０の近傍に残留した菌の消化残さや中間生成物等を洗い流せるとともに、草木消化槽１０内が下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００で満たされて草系バイオマスＧ１０に新たな菌が付着する。
【００３３】
その後、草木消化槽１０内の液面が運転用の所定高さに到達したか否かを判定し（ステップＳ１２５）、到達した場合（ステップＳ１２５のＹｅｓ）、ガス排気管１７および上部流入管１２のバルブ１７ａおよび１２ａを閉め（ステップＳ１２６）、その後、図３に示す動作へリターンする。
【００３４】
このように動作することで、本実施の形態１では、草系バイオマス用の草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を用いて洗い流すことが可能となるため、草系バイオマスＧ１０の消化効率を改善して消化を促進することが可能となる。このため、下水消化槽１００で草系バイオマスを消化する場合と比較して、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することが可能となる。また、本実施の形態１による草系バイオマスの洗浄方法では、草などの草系バイオマスを物理的に動かす必要がないため、たとえば草系バイオマスを動かして消化液を攪拌することで草系バイオマスの近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を除去する方法に比べ、容易且つ簡便に草系バイオマスを洗浄して消化を促進することが可能となる。
【００３５】
また、従来処理すべきであった食品廃棄物や下水汚泥や家畜排せつ物などの湿潤系バイオマスに加えて草系バイオマスを消化処分する場合、１つの下水消化槽にかかる負荷を増加させるため、規模的に余裕のある下水消化槽を備えた施設でなければ実現することが困難であったが、本実施の形態１によれば、下水消化槽とは別に草木用の消化槽を用いているため、下水消化槽にかかる負荷を過度に増加させることなく、効率的に草系バイオマスを消化することが可能となる。
【００３６】
さらに、道路や公園の草刈り等で生じた草系バイオマスは年間を通じて安定して生じるものではない。そのため、草系バイオマスを専用に消化する消化槽は、時期によって発停のある設備となる。このような発停のある設備を導入することは、導入コストや施設面積などの点において処理施設に多大な負担を要してしまうこととなる。これに対し、本実施の形態１では、既存の下水消化槽を利用して草木バイオマスを消化することが可能となるため、処理施設に多大な負担を要することを回避できる。
【００３７】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２にかかる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の説明において、上述の実施の形態１と同様の構成および動作については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
【００３８】
図５は、本実施の形態２にかかる消化システムの概略構成を示す模式図である。図１と図５とを比較すると明らかなように、本実施の形態２にかかる消化システム２は、図１に示す消化システム１と同様の構成に加え、草木消化槽１０内のガス圧を測定する圧力センサ２１が設けられている。なお、その他の構成は、消化システム１と同様である。
【００３９】
本実施の形態２では、実施の形態１で図３のステップＳ１０９に示した洗浄処理が、たとえば圧力センサ２１で検出された草木消化槽１０内のガス圧に基づいて実行される。すなわち、本実施の形態２では、草木消化槽１０内のガス圧がある程度高くなるか、草木消化槽１０内のガス圧の変化が小さくなったら、草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０を洗浄することで、草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を洗い流す。
【００４０】
ここで、本実施の形態２による洗浄処理について、図面を用いて詳細に説明する。図６は、本実施の形態２による洗浄処理の概略を示すフローチャートである。なお、本実施の形態２による草系バイオマスの消化方法は、図３のステップＳ１０９に示す洗浄処理が、図６に示す洗浄処理に置き換えられる点以外、上述の実施の形態１と同様である。
【００４１】
図６に示すように、本実施の形態２による洗浄処理では、まず、草木消化槽１０に設けられた圧力センサ２１を用いて、草木消化槽１０内のガス圧を測定し（ステップＳ２２０）、測定されたガス圧が予め定めておいた所定圧力以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２１）。この判定の結果、草木消化槽１０内のガス圧が所定圧力以上でない場合（ステップＳ２２１のＮｏ）、図３に示す動作へリターンする。一方、所定圧力以上である場合（ステップＳ２２１のＹｅｓ）、実施の形態１において説明した図４のステップＳ１２１以降の動作を実行することで、下水消化用の下水消化槽１００内の草系バイオマスＧ１０を洗浄する（ステップＳ１２１〜Ｓ１２６）。
【００４２】
以上のように構成および動作することで、本実施の形態２では、実施の形態１と同様に、下水消化用の下水消化槽１００とは別の草木消化槽１０を用いて下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を利用しつつ草系バイオマスＧ１０を消化することが可能となる。これにより、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することができる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを実現することが可能となる。
【００４３】
また、本実施の形態２においても、草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を用いて洗い流すことが可能となるため、草系バイオマスＧ１０の消化効率を改善して消化を促進することが可能となる。このため、下水消化槽１００で草系バイオマスを消化する場合と比較して、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することが可能となる。また、本実施の形態２による草系バイオマスの洗浄方法では、草などの草系バイオマスを物理的に動かす必要がないため、たとえば草系バイオマスを動かして消化液を攪拌することで草系バイオマスの近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を除去する方法に比べ、容易且つ簡便に草系バイオマスを洗浄して消化を促進することが可能となる。
【００４４】
なお、他の構成および動作は、上述の実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４５】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３にかかる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の説明において、上述の実施の形態１または２と同様の構成および動作については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
【００４６】
図７は、本実施の形態３にかかる消化システムの概略構成を示す模式図である。図１と図７とを比較すると明らかなように、本実施の形態３にかかる消化システム３は、図１に示す消化システム１と同様の構成において、ガス排気管１７を開閉するバルブ１７ａが省略されるとともに、ガス排気管１７を流れるガスの流量を測定する流量センサ２７が設けられている。なお、その他の構成は、消化システム１と同様である。
【００４７】
本実施の形態３では、草木消化槽１０で発生したガスが、常時、たとえばガス精製装置（図２参照）へ送られる。また、この際、草木消化槽１０においてどの程度、ガスが発生しているかが、ガス排気管１７に設けられた流量センサ１７によって測定される。そこで本実施の形態３では、実施の形態１で図３のステップＳ１０９に示した洗浄処理が、たとえば流量センサ２７で検出されたガス流量に基づいて実行される。すなわち、本実施の形態３では、草木消化槽１０内で発生するガスの量がある程度小さくなったら、草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０を洗浄することで、草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を洗い流す。
【００４８】
ここで、本実施の形態３による洗浄処理について、図面を用いて詳細に説明する。図８は、本実施の形態３による洗浄処理の概略を示すフローチャートである。なお、本実施の形態３による草系バイオマスの消化方法は、図３のステップＳ１０９に示す洗浄処理が、図８に示す洗浄処理に置き換えられる点以外、上述の実施の形態１と同様である。
【００４９】
図８に示すように、本実施の形態３による洗浄処理では、まず、ガス排気管１７に設けられた流量センサ２７を用いて、草木消化槽１０内で発生しているガスの量を測定し（ステップＳ３２０）、測定されたガス流量が予め定めておいた所定流量以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２１）。この判定の結果、ガス流量が所定流量以上である場合（ステップＳ３２１のＹｅｓ）、図３に示す動作へリターンする。一方、所定流量以上でない場合（ステップＳ３２１のＮｏ）、実施の形態１において説明した図４のステップＳ１２１以降の動作を実行することで、下水消化用の下水消化槽１００内の草系バイオマスＧ１０を洗浄する（ステップＳ１２１〜Ｓ１２６）。ただし、本実施の形態３においては、ガス排気管１７を開閉するバルブ１７ａが省略されているため、図４に示すステップＳ１２４は上部流入管１２のバルブ１２ａが開かれるステップＳ３２４に置き換えられ、また、図４に示すステップＳ１２６は上部流入管１２のバルブ１２ａが閉められるステップＳ３２６に置き換えられる。
【００５０】
以上のように構成および動作することで、本実施の形態３では、実施の形態１および２と同様に、下水消化用の下水消化槽１００とは別の草木消化槽１０を用いて下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を利用しつつ草系バイオマスＧ１０を消化することが可能となる。これにより、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することができる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを実現することが可能となる。
【００５１】
また、本実施の形態３においても、草系バイオマス用の草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を用いて洗い流すことが可能となるため、草系バイオマスＧ１０の消化効率を改善して消化を促進することが可能となる。このため、下水消化槽１００で草系バイオマスを消化する場合と比較して、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することが可能となる。また、本実施の形態３による草系バイオマスの洗浄方法では、草などの草系バイオマスを物理的に動かす必要がないため、たとえば草系バイオマスを動かして消化液を攪拌することで草系バイオマスの近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を除去する方法に比べ、容易且つ簡便に草系バイオマスを洗浄して消化を促進することが可能となる。
【００５２】
なお、他の構成および動作は、上述の実施の形態１または２と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５３】
（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４にかかる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の説明において、上述の実施の形態１〜３のいずれかと同様の構成および動作については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
【００５４】
図９は、本実施の形態４にかかる消化システムの概略構成を示す模式図である。図１と図９とを比較すると明らかなように、本実施の形態４にかかる消化システム４は、それぞれ図１に示す消化システム１における草木消化槽１０と同様の構成を備える草木消化槽１０−１および１０−２が２段に設置された構成を備える。なお、その他の構成は、消化システム１と同様である。
【００５５】
図９に示す例では、下水消化槽１００から上段の草木消化槽１０−１内に下部流入管１４−１を介して消化液Ｗ１００が送られる。また、下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００は、上部流入管１２−１を介して草木消化槽１０−１内にシャワーされる。草木消化槽１０−１内の空気は、適宜、後述のエア配管１６−２と合流するエア配管１６−１を介して排気され、また、草木消化槽１０−１内のガスは、適宜、ガス排気管１２０と合流するガス排気管１７−１を介して排気される。
【００５６】
また、草木消化槽１０−１内の消化液Ｗ１０は、適宜、下部排出管１３−１を介して排出される。排出された消化液Ｗ１０は、下段の草木消化槽１０−２内に導入される。また、草木消化槽１０−１内の消化液Ｗ１０の上澄みは、適宜、枝管１５Ａ−１〜１５Ｎ−１のいずれかおよび側部排出管１５−１を介して下段の草木消化槽１０−２内にシャワーされる。草木消化槽１０−２内の空気は、適宜、後述のエア配管１６−２を介して排気され、また、草木消化槽１０−２内のガスは、適宜、ガス配管１７−２を介してガス排気管１２０と合流するガス排気管１７−１を介して排気される。
【００５７】
なお、草木消化槽１０−２内の消化液Ｗ１０は、適宜、下部排出管１３−２を介して排出される。また、草木消化槽１０−２内の消化液Ｗ１０の上澄みは、適宜、枝管１５Ａ−２〜１５Ｎ−２のいずれかおよび側部排出管１５−２を介して下部排出管１３−２へ送られる。下部排出管１３−２に流入した消化液Ｗ１０は、たとえば、不図示のさらに下段の草木消化槽へ送られても、下水消化槽１００へ戻されても、運搬車や送り管等を経由して不図示の脱水機等の汚泥処理施設へ送られてもよい。
【００５８】
このように、本実施の形態４では、複数段に配置された草木消化槽１０−１および１０−２を連携させることで、上段に位置する草木消化槽１０−１の消化液Ｗ１０を、これに対して下段に位置する草木消化槽１０−２において有効に活用することが可能となる。この結果、下水消化槽１００にかかる負担をより低減しつつ、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することができる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを実現することが可能となる。
【００５９】
なお、他の構成および動作は、上述の実施の形態１〜３のいずれかと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６０】
（実施の形態５）
つぎに、本発明の実施の形態５にかかる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の説明において、上述の実施の形態１〜４のいずれかと同様の構成および動作については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
【００６１】
上述では、草系バイオマスＧ１０を洗浄する際に、草木消化槽１０内の消化液Ｗ１０の排出と、下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００の流入とを、１回以上繰り返す場合を例に挙げた。ただし、草系バイオマスの洗浄方法は、種々変形することが可能である。その一例を以下に、実施の形態５として、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明では、上述の実施の形態１を引用して本実施の形態５を説明するが、これに限らず、上述の実施の形態のいずれに対しても適用可能である。
【００６２】
図１０は、本発明の実施の形態５による消化システムの概略構成を示す模式図である。図１と図１０とを比較すると明らかなように、本実施の形態５にかかる消化システム５は、図１に示す消化システム１と同様の構成に加え、空気を送り出すエアポンプ５０と、エアポンプ５０からの空気を草木消化槽１０内の下方から気泡Ｂとして放出（バブリング）するエア導入管５１と、を備える。エア導入管５１には、手動または自動で開閉するバルブ５１ａが設けられており、必要に応じて流路が開閉される。本実施の形態５では、エアポンプ５０からの空気を草木消化槽１０内の下方の１つ以上の位置から気泡Ｂとして放出することで、草木消化槽１０内に消化液Ｗ１０の流れを生じさせ、これによって、草木消化槽１０内の草系バイオマスＧ１０を洗浄する。
【００６３】
ここで、本実施の形態５による洗浄処理について、図面を用いて詳細に説明する。図１１は、本実施の形態５による洗浄処理の概略を示すフローチャートである。なお、本実施の形態５による草系バイオマスの消化方法は、図３のステップＳ１０９に示す洗浄処理が、図１１に示す洗浄処理に置き換えられる点以外、上述の実施の形態１と同様である。
【００６４】
図１１に示すように、本実施の形態５による洗浄処理では、消化液Ｗ１００の導入後から、または、前回の洗浄処理を行ってから、所定日数（たとえば１４日）が経過したか否かを判定し（ステップＳ１２０）、経過してない場合（ステップＳ１２０のＮｏ）、図３に示す動作へリターンする。一方、所定日数が経過した場合（ステップＳ１２０のＹｅｓ）、まず、ガス排気管１７のバルブ１７ａを開き（ステップＳ５２１）、つづいて、エア導入管５１のバルブ５１ａを開くとともに、エアポンプ５０を始動する（ステップＳ５２２）ことで、草木消化槽１０内を下方からバブリングする。これにより、草木消化槽１０内に消化液Ｗ１０の流れが発生し、これにより、草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等が洗い流される。この際、草木消化槽１０内のガスおよび送り込まれた空気は、たとえばガス排気管１７を介して排気される。
【００６５】
その後、バブリング開始から所定時間が経過するのを待機し（ステップＳ５２３のＮｏ）、所定時間経過すると（ステップＳ５２３のＹｅｓ）、ガス排気管１７およびエア導入管５１のバルブ１７ａおよび５１ａを閉めるとともに、エアポンプ５０を停止し（ステップＳ５２４）、その後、図３に示す動作へリターンする。
【００６６】
以上のように構成および動作することで、本実施の形態５では、実施の形態１〜４のいずれかと同様に、下水消化用の下水消化槽１００とは別の草木消化槽１０を用いて下水消化槽１００内の消化液Ｗ１００を利用しつつ草系バイオマスを消化することが可能となる。これにより、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することができる草系バイオマス消化促進方法、草系バイオマス消化槽および消化システムを実現することが可能となる。
【００６７】
また、本実施の形態５においても、草木消化槽１０内にバブリングによる消化液Ｗ１０の流れを生じさせて草系バイオマスＧ１０の近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を洗い流すことが可能となるため、草系バイオマスＧ１０の消化効率を改善して消化を促進することが可能となる。このため、下水消化槽１００で草系バイオマスを消化する場合と比較して、下水消化槽１００にかかる負担を過度に増加させることなく、既存の設備を利用して草系バイオマスを有効活用することが可能となる。また、本実施の形態２による草系バイオマスの洗浄方法では、草などの草系バイオマスを物理的に動かす必要がないため、たとえば草系バイオマスを動かして消化液を攪拌することで草系バイオマスの近傍に滞留した菌の消化残さや中間生成物等を除去する方法に比べ、容易且つ簡便に草系バイオマスを洗浄して消化を促進することが可能となる。
【００６８】
なお、他の構成および動作は、上述の実施の形態１〜４のいずれかと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６９】
また、上記実施の形態およびその変形例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは上記記載から自明である。例えば各実施の形態に対して適宜例示した変形例は、他の実施の形態に対して適用することも可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７０】
１、２、３、４、５ 消化システム
１０、１０−１〜１０−ｎ 草木消化槽
１１ａ 投入口
１１ｂ 取出口
１２、１２−１、１２−２ 上部流入管
１３、１３−１、１３−２ 下部排出管
１４、１４−１ 下部流入管
１５、１５−１、１５−２ 側部排出管
１５Ａ〜１５Ｎ、１５Ａ−１〜１５Ｎ−１、１５Ａ−２〜１５Ｎ−２ 枝管
１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ〜１５ｎ、１６ａ、１７ａ、１２０ａ バルブ
１６、１６−１、１６−２ エア配管
１７、１７−１〜１７−ｎ ガス排気管
２１ 圧力センサ
２７ 流量センサ
５０ エアポンプ
５１ エア導入管
５１ａ バルブ
１００ 下水消化槽
１１０ 運搬車両
１２０ ガス排気管
２００ ガス精製装置
２１０ ガスタンク
Ｂ 気泡
Ｄ１ 水位差
Ｇ１０ 草系バイオマス
Ｇ１１ 残さ
Ｗ１０、Ｗ１００ 消化液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消化槽内での草系バイオマスの消化液による消化を促進する草系バイオマス消化促進方法であって、
前記消化液を動かすことで前記草系バイオマスを洗浄する洗浄ステップを含むことを特徴とする草系バイオマス消化促進方法。
【請求項２】
前記洗浄ステップは、前記消化槽内の前記消化液を排出する排出ステップと、前記消化槽内に新たな消化液を流入する流入ステップと、を含み、前記消化液を排出して前記新たな消化液を流入することで、前記消化槽内に消化液の流れを発生させて前記草系バイオマスを洗浄することを特徴とする請求項１に記載の草系バイオマス消化促進方法。
【請求項３】
前記流入ステップは、前記消化槽内の上方からシャワー状に前記新たな消化液を放出することを特徴とする請求項２に記載の草系バイオマス消化促進方法。
【請求項４】
前記流入ステップは、下水用の消化槽内の消化液を前記新たな消化液として前記消化槽内に流入することを特徴とする請求項２または３に記載の草系バイオマス消化促進方法。
【請求項５】
前記洗浄ステップは、前記消化槽内の下方から気泡を放出することで前記消化槽内に消化液の流れを発生させて前記草系バイオマスを洗浄することを特徴とする請求項１に記載の草系バイオマス消化促進方法。
【請求項６】
草系バイオマスを消化液で消化するための草系バイオマス消化槽であって、
前記草系バイオマスを洗浄する洗浄手段を備えたことを特徴とする草系バイオマス消化槽。
【請求項７】
前記洗浄手段は、前記消化槽内の前記消化液を排出する排出管と、新たな消化液を前記消化槽内に流入させる流入管と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の草系バイオマス消化槽。
【請求項８】
前記流入管は、前記新たな消化液を前記消化槽内の上方からシャワー状に放出することを特徴とする請求項７に記載の草系バイオマス消化槽。
【請求項９】
前記流入管は、前記消化槽とは別に設けられた下水用の消化槽内の消化液を前記新たな消化液として前記消化槽内に流入させることを特徴とする請求項７または８に記載の草系バイオマス消化槽。
【請求項１０】
前記洗浄手段は、前記消化槽内の下方から気泡を放出することを特徴とする請求項６に記載の草系バイオマス消化槽。
【請求項１１】
下水用の下水消化槽と草系バイオマス用の草木消化槽とを備えた消化システムであって、
前記草木消化槽内の前記草系バイオマスを前記下水消化槽内の消化液を用いて洗浄する洗浄手段を備えたことを特徴とする消化システム。
【請求項１２】
前記洗浄手段は、前記草木消化槽内の消化液を排出する排出管と、前記下水消化槽内の消化液を前記草木消化槽内に流入させる流入管と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の消化システム。
【請求項１３】
前記流入管は、前記下水消化槽内の消化液を前記草木消化槽内の上方からシャワー状に放出することを特徴とする請求項１２に記載の消化システム。
【請求項１】
消化槽内での草系バイオマスの消化液による消化を促進する草系バイオマス消化促進方法であって、
前記消化液を動かすことで前記草系バイオマスを洗浄する洗浄ステップを含むことを特徴とする草系バイオマス消化促進方法。
【請求項２】
前記洗浄ステップは、前記消化槽内の前記消化液を排出する排出ステップと、前記消化槽内に新たな消化液を流入する流入ステップと、を含み、前記消化液を排出して前記新たな消化液を流入することで、前記消化槽内に消化液の流れを発生させて前記草系バイオマスを洗浄することを特徴とする請求項１に記載の草系バイオマス消化促進方法。
【請求項３】
前記流入ステップは、前記消化槽内の上方からシャワー状に前記新たな消化液を放出することを特徴とする請求項２に記載の草系バイオマス消化促進方法。
【請求項４】
前記流入ステップは、下水用の消化槽内の消化液を前記新たな消化液として前記消化槽内に流入することを特徴とする請求項２または３に記載の草系バイオマス消化促進方法。
【請求項５】
前記洗浄ステップは、前記消化槽内の下方から気泡を放出することで前記消化槽内に消化液の流れを発生させて前記草系バイオマスを洗浄することを特徴とする請求項１に記載の草系バイオマス消化促進方法。
【請求項６】
草系バイオマスを消化液で消化するための草系バイオマス消化槽であって、
前記草系バイオマスを洗浄する洗浄手段を備えたことを特徴とする草系バイオマス消化槽。
【請求項７】
前記洗浄手段は、前記消化槽内の前記消化液を排出する排出管と、新たな消化液を前記消化槽内に流入させる流入管と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の草系バイオマス消化槽。
【請求項８】
前記流入管は、前記新たな消化液を前記消化槽内の上方からシャワー状に放出することを特徴とする請求項７に記載の草系バイオマス消化槽。
【請求項９】
前記流入管は、前記消化槽とは別に設けられた下水用の消化槽内の消化液を前記新たな消化液として前記消化槽内に流入させることを特徴とする請求項７または８に記載の草系バイオマス消化槽。
【請求項１０】
前記洗浄手段は、前記消化槽内の下方から気泡を放出することを特徴とする請求項６に記載の草系バイオマス消化槽。
【請求項１１】
下水用の下水消化槽と草系バイオマス用の草木消化槽とを備えた消化システムであって、
前記草木消化槽内の前記草系バイオマスを前記下水消化槽内の消化液を用いて洗浄する洗浄手段を備えたことを特徴とする消化システム。
【請求項１２】
前記洗浄手段は、前記草木消化槽内の消化液を排出する排出管と、前記下水消化槽内の消化液を前記草木消化槽内に流入させる流入管と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の消化システム。
【請求項１３】
前記流入管は、前記下水消化槽内の消化液を前記草木消化槽内の上方からシャワー状に放出することを特徴とする請求項１２に記載の消化システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１６６５３（Ｐ２０１２−１６６５３Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５５１７２（Ｐ２０１０−１５５１７２）
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【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２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【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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