JPS61263699A - メタンガスの発生方法及びその装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特にメタンガスの発生方法及びその装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来下廃水を好気性処理し、処理残渣中からメタンガス
を回収する方法が提案されている。しかしながらこの方
法では、水の重量比に対する有機物の重量比が極めて低
く、このため水に浮遊あるいは溶解する有機質の濃度が
薄くなり、その分消化槽内での滞留時間が長くなるため
、消化槽、附帯設備が大型化し、設置スペースがそれだ
け大きくなシ費用が嵩むとと亀に、効率のよいガス発生
が図れない欠点や設備の保守が困難となる欠点があった
。

又産業廃棄物として生じる有機物を嫌気性処理して、メ
タンガスを発生させる方法も提案されている。しかしな
がらこの方法では活用できる有機物が醸造の際に生じる
廃棄物、家畜の糞尿等、特定のものに限定され、いかな
る有機物でも活用できるという汎用性に欠けるとともに
、ガス発生までに要する消化日−が著しく長く、かつ又
ガス取得量が少ないという欠点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従って本発明の目的は、メタンガスを石油代替燃料とし
て活用するのに有効なメタンガスの発生方法及びその装
置を提供することＫある。

本発明の他の目的は、産業廃棄物あるいは生活廃棄物と
して豊富に存在する有機質固形物を主原料とし、この原
料をメタン菌が消化作用し易い良質なコロイド様（コロ
イド様とは１μ以上の粒子が多量に混ざった液体の状態
をいうものとする。

以下本明細書中において同じ。）の液体に加工し、しか
もこの液体の液質をメタン菌が作用し易い形に自在にコ
ントロールして、メタンガス発生原液の高濃度を維持し
、分解時間、消化期間を短縮して効率のよいガス発生が
図れるメタンガスの発生方法及びその装置を提供するこ
とにある。

本発明のもう１つ他の目的は、残渣が少なく、発生する
メタンガスが良質であシ、シかもガス取得率の極めて高
いメタンガスの発生方法及びその装置を提供することに
ある。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は、有機質体を微粉砕する際、水または有機質懸
濁液を添加しながら微粉砕してコロイド様の液体を作り
、次にこのコロイド様の液体の脱気を図ってメタンガス
発生原液とし、その後このようＫして得られたメタンガ
ス発生原液を消化槽に導き、微生物処理してメタンガス
を発生せしめることを特徴とするメタンガスの発生方法
、及びおから、生骨等の有機質体を微粉砕し、コロイド
様化した液体を作るためのミル手段と、該ミル手段に水
あるいは有機質懸濁液等を注入せしめる注入手段と、前
記コロイド様化した液体の脱気を図り、メタンガス発生
原液を作るための脱気手段と、メタンガス発生原液を投
入し、メタンガスの発生を行う消化槽とを具備して成る
メタンガスの発生装置である。

〔実施例〕

以下本発明を実施例とともに説明する。

第１図乃至第４図において、本発明に係る装置１は、家
畜、水産物の生骨、植物性固形物等の有機質固形物を粗
粉砕せしめる粗粉砕手段２と、この粗粉砕手段２によっ
て粉砕された有機質粒体を更に微粉砕してコロイド様化
した液体を作るためのミル手段１０と、前記コロイド様
化した液体の脱気を図り、メタンガス発生原液を作るた
めの脱気手段間と、メタンガス発生原液を導き入れ、嫌
気性バクテリアを存在させて嫌気性消化を行うための消
化検量とを具備している。

前記粗粉砕手段２は、ミル手段１０が容易に捕捉し得る
ように有機質固形物を５−以下に粗粉砕せしめるための
ものでアシ、有機質固形物が植物質のものである場合に
は、シエレッダーあるいはカッター等より構成され、又
有機質固形物が動物質のものである場合には、クラッシ
ャー、シエレツダー、ミートチョッパー等よ多構成され
る。したがって有機物が廃油、糖蜜などの細粉砕物質で
ある場合にはこの粗粉砕手段２を通過させなくてもよい
であろう。

又前記ミル手段１０は、コロイドミルとして構成されて
いる。即ち、このミル手段１０は、相対する円盤上の１
組の回転ディスク１１と固定ディスク１２とを備えてお
Ｉ）（第３図参照）、産業廃棄物として生じる有機質固
形物、あるいは下廃水処理の際に得られる有機質固形物
を捕捉して微粉砕し、ミル手段通過後の有機物の粒度が
１μ〜５０μ程度になるようこの１組のディスク１１．
１２は、その相対する摩砕面のクリアランスＣが１０μ
〜１００μ程度に設定されている。尚回転ディスク１１
の研削面はダイヤモンド、窒化硼素等によシ形成され、
一方固定ディスク１２はニューセラミック等によシ形成
されておシ、両ディスク間のクリアランスＣの設定は有
機物の性質、処理（通過）速度等に応じて適宜選定され
る。この微粉砕する過程において、ミル手段１０には、
前述の注入手段２０よシ水又は有機質懸濁液が加えられ
る。第２図において、符号１３はミル手段１０の原料投
入用ボッハを、１４は回転ディスク１１を回転せしめる
回転軸を、１５は駆動源を、そして１６は排出シュート
をそれぞれ示す。しかして原料投入用ホッパ１３よシ投
入された１種又は２種以上の有機物（同時に分解促進用
酵素を添加してもよい）は、添加される水又は有機質懸
濁水とともに回転するディスクの間隙を通過する間に、
ディスクの表面が形成するミクロバイトに触れて微粉砕
化して、同時に完全な形で混合され最終的釦は微粉砕さ
れた有機質が水に浮遊あるいは溶解したコロイド様の液
体となって、遠心力の作用で排出シュート１６よシ排出
される。このようＫして排出されたコロイド様の液体は
、相対するディスクのクリアランス（１０μ〜１００μ
）がスクリーンの役目を果たすため、その粒子は１μ〜
５０μ程度のものとなシ、指で触れても全くざらつきを
感じさせない程度に粉砕されている。尚、ミル手段に加
えられる水は有機質の溶媒となるばかシか、ミル手段１
０１Ｃおける摩砕の潤滑剤、過熱の冷媒として作用する
。

更に前記消化槽４０は、前記ミル手段１０を通過させる
ことによ）得られるコロイド様化した液体を一旦貯蔵す
るための貯蔵槽５０に連結している。そして貯蔵槽５０
には貯蔵槽団内の液体の脱気を図る脱気手段（例えば真
空ポンプ）３０が接続されている。

第１図及び第４図において、符号２１は、ミル手段１０
に投入する有機物を攪拌調合するための調合槽を、５１
は消化槽４０において発生したメタンガスを貯蔵するた
めのガスホルダーを、５２はガスレシーバ−を、５３は
圧縮機を、ヌは脱硫塔を、郭は分離沈澱槽を、５６は脱
水機をそれぞれ示す。又符号６０は、ミル手段ｔｏ、注
入手段２０、調合槽２１、消化１１ｔ４０、貯蔵槽５０
．ガスホルダー５１、ガスレシーバ−５２、圧縮機５３
、燃料タンク等を制御するための制御部を示す。

次にメタンガスの発生方法について、第４図に示すフロ
ーチャートを参照しながら説明する。先ず有機質固形物
（動物性蛋白質・脂肪、植物性炭水化物−繊維等の１種
あるいは２種以上を混合したもの。これらのものは加熱
しない生のままのもの、加熱したもの、水を含んだもの
、乾燥したもの等いずれの状態のものでもよい）を粗粉
砕手段２を通過させ、そのサイズが５−以下の粒体に粗
粉砕する。次に粗粉砕した有機質粒体を、相対する１組
の回転ディスク１１と固定ディスク１２を装着したミル
手段１０を通過させて更（微粉砕し、有機質の表面積を
増大させるとともＫ、有機質の細胞膜を破壊して、バク
テリアが細胞内物質を容易に消化できるようにする。ミ
ル手段１０によシ有機物を粉砕する際、注入手段２ｏよ
Ｉ）ミル手段１ｏに適当量の水または有機質懸濁液を添
加し、ミル手段１゜の排出シュート１６より排出される
液体の有機質と水との混合率が重量比において１：４乃
至１：１５となるよう調整する。しかしてミル手段１ｏ
の排出シ、−ト１６よシ排出される液体は、有機質微粒
子が水に懸濁浮遊し、有機物の溶質が水に溶解した均質
なコロイド様の液体となる。尚添加する水は有機質の粘
稠度、粒度、消化槽４ｏ内の汚泥濃度の状況によって調
整する。その後このコロイド様化した液体を貯蔵槽５０
に送って加水調整、液状原料の添加を行う。その間、ミ
ル手段１０による処理中に混入し九気泡を脱気手段３０
を操作して抜き取シ、嫌気性消化の妨げとならない様処
理する。かかる状態の液をメタンガス発生原液として消
化槽匍に送シ、メタン菌を存在させて嫌気性消化を図る
。

尚貯蔵槽５０中のメタンガス発生原液は、消化槽荀内の
液質濃度（水：栄養分の重量比が８０〜９０　：２ト１
Ｇの状態）の変化（栄養分の消化具合）に対応しながら
消化槽４０内に送られる。そして消化槽４０において、
メタン発生原液の分解、ガス発生が行なわれ、その後第
４図に示すフローチャート、即ち消化かすの沈降、残渣
処理、ガスの回収、圧縮、脱硫、貯蔵等が図られる。

メタン菌の有機物分解活動では炭素窒素比（ｃＡｉｒａ
ｔｉｏ）が重要であシ、炭素はエネルギー供給源、窒素
は菌体を形成する栄養素となる。炭素供給源となる糖類
、脂肪などと窒素供給源となる蛋白質の％比が約１４の
値で最大炭素量がガス化される。

他方有機質の分解速度では炭水化物が最も速く、脂肪が
次位、蛋白質が最も遅く、分解限界では脂肪、蛋白質の
順に小さくなる。従ってメタンガス発生原液をつくるた
めの有機物としては窒素含有の多い蛋白質原料と炭水化
物の多い植物質原料に加えて、更に炭素量の多い脂肪を
加えたものがよい。

次に、豆腐製造の工程で生じる豆腐濾過残渣（おから）
等を用いて本発明の発生方法でメタンガスを発生させた
成績表をテーブル３に示す（第５図参照）。おからは配
合のバランスがよいので他の有機質固形物を混入せずミ
ル手段１０を通過させ水を添加してコロイド様の液体と
した。

成る豆腐工場よシ排出された廃棄物を用いてのメタンガ
ス取得例 ０廃棄物排出量 （１）豆腐濾過残渣（おから）排出量 １６０ｋｇＸ　１４　）□”＝　２．２４０ｋｇ／日（
水分５ｏｌ）※ｌドラム当りのおから１６０　ｋｇとし
て仝上固形物 ２．２４０ｋｇＸ０．２＝４４８ｋｇ／日仝有機物量は
下表成分よシ有機物９６％として４４８ｋｇＸ０．９６
　＝４３０ｋｇ／日テーブル１（おからの成分） （２）廃油（油あげ、がんもどきをつくるうえで産出す
る油）排出量 ４ドラム（８００ｋｇ）　／月 楽廃油１ドラム２００　ｋｇとして ｓｏｏ叫３０均２７斬日 従って総排出有機物量は ４３０”）＋２７（２）＝４５７ｋｇ／日０メタンガス
消化檜容量 高温発酵（５３〜５４℃）Ｋおける有機物処理量を５ｋ
ｇ７ｙｄ７日として ４５７÷５　＝　９１Ｗｌ（実液量）峯消化槽の上部に
生じる空間部の容積を１０％とり、消化槽の総容量１０
０−とする。

０摩砕希釈温水 おからに対し３倍電の希釈温水を用いる。

２．２４０ｋｇＸ３　＝　６．７２０ｋｇ／日従って合
計の液量は ２．２４０＋６．７２０　＝８．９６０ｋｇ／日（廃油
）＋２７ 計　　　８．９８７ｋｇ／日 （比重＃ｌとして　約９−７日） 〔毎日消化槽に入れる量〕 Ｏ生成メタンガス量 テーブル２（各成分当シの生成ガス量）従って１日当り
ガス生成量は次のようＫなりた。

テーブル３ このように最終的に得られた総ガス中のメタンガス含有
率は７０％と高率であった。

〔発明の効果〕

以上のような本発明によれば、メタンガス発生原料とし
て従来利用が困難であった有機質固形物を摩砕し微粉砕
化してコロイド様の液体にしてメタンガス発生原料とし
て利用でき資源利用の点から好都合であるとともに、コ
ロイド様の液体は指でざらつきを感じさせない位に微細
で表面積が非常に大きくなるため、メタン菌と接触して
容易に分解し、このため分解速度が早く、消化槽の小型
化が図れ、建設費の節減、ガス原価の低減化が可能とな
シ、かつ又消化効率が著しく向上してガス取得率が増加
し、その結果残渣が減少し、無機化して肥料として最適
な泥土が得られる。

更に本発明によれば、ミル手段による摩砕の過程で２種
類以上の異なった有機物を混合処理して炭素窒素の比率
を自由に調節しながらメタン発生原液をつくることがで
きるため、メタン菌による好適な分解状態の維持も容易
であシ、ガス質の向上（純度とカロリーの増加）、ガス
取得量の増加が図れる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置を示す４ｉ１Ｆ＝ｉ１図、第
２図は本発明に係る装置のミル手段を示す断面略図、第
３図は本発明に係るミル手段の両ディスクを示す断面略
図、第４図は本発明の発生方法を示すフローチャート、
第５図は本発明を適用してメタンガスを発生させた一例
を示す図である。 手続補正書 昭和６０年６月３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機質体を微粉砕する際、水または有機質懸濁液を
   添加しながら微粉砕してコロイド様の液体を作り、次に
   このコロイド様の液体の脱気を図ってメタンガス発生原
   液とし、その後このようにして得られたメタンガス発生
   原液を消化槽に導き、微生物処理してメタンガスを発生
   せしめることを特徴とするメタンガスの発生方法。 ２、おから、生骨等の有機質体を微粉砕し、コロイド様
   化した液体を作るためのミル手段と；該ミル手段に水あ
   るいは有機質懸濁液等を注入せしめる注入手段と；前記
   コロイド様化した液体の脱気を図り、メタンガス発生原
   液を作るための脱気手段と；メタンガス発生原液を投入
   し、メタンガスの発生を行う消化槽とを具備して成るメ
   タンガスの発生装置。