(57)【要約】【課題】  比較的小規模の生ゴミをメタン発酵するメタン発酵槽を、メタン菌が死滅しないように槽内部の温度を一定に保持することができ、しかも槽内部の温度制御をメタン発酵で得られたバイオガスの有効利用により効率良く、かつ低コストで行うことができる生ゴミ用メタン発酵装置を提供すること。【解決手段】  生ゴミをメタン発酵させるメタン発酵槽４に、槽内部の温度を一定にする冷却機能付きの温度制御手段２０を設けたものとする。また、この温度制御手段２０は、メタン発酵で得られたバイオガスを利用して稼動する熱機関１０の余熱を用いてメタン発酵槽４を加温・冷却するように制御するものとするのが好ましい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ゴミをメタン発酵させるメタン発酵槽に、槽内部の温度を一定にする冷却機能付きの温度制御手段を設けたことを特徴とする生ゴミ用メタン発酵装置。
【請求項２】
温度制御手段は、メタン発酵で得られたバイオガスを利用して稼動する熱機関の余熱を用いてメタン発酵槽を加温・冷却するように制御するものである請求項１に記載の生ゴミ用メタン発酵装置。
【請求項３】
熱機関として温水ボイラと吸収冷凍機を用い、温水ボイラで製造した温水と吸収冷凍機で製造した冷水を用いてメタン発酵槽を加温・冷却する請求項２に記載の生ゴミ用メタン発酵装置。
【請求項４】
熱機関として吸収冷温水器を用い、この吸収冷温水器で製造した温水と冷水を用いてメタン発酵槽を加温・冷却する請求項２に記載の生ゴミ用メタン発酵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ゴミをメタン発酵させる鋼板製のメタン発酵槽を、メタン菌が死滅しないように槽内部の温度を一定に保持することができる生ゴミ用メタン発酵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下水消化設備としてメタン菌の発酵作用を利用して処理するメタン発酵装置が知られている。このような設備は、特許文献１に示されるように、メタン発酵槽において下水汚泥をメタン発酵させてバイオガスを発生させ、このバイオガスをガスホルダへ供給して貯蔵し、発電設備等の各種ガス利用機器に供給するように構成されている。この場合、下水汚泥をメタン発酵するメタン発酵槽は、容積が数百〜数千トンと大きく、また下水の滞留時間も約１ケ月と長いため、コンクリートで形成した大規模な設備が用いられているのが普通である。
一方、メタン発酵に寄与するメタン菌は中温消化の場合に活動範囲が３６〜３８℃であり、夏場はメタン発酵槽の容積が大きいため３８℃以上になることはないが、冬場は温度が３６℃以下になる可能性があるためヒータ等の加熱手段を備えているのが普通である。
【０００３】
これに対して、生ゴミをメタン発酵させる場合は、発酵槽の容積は数十〜数百トンと小さく、また消化汚泥の滞留時間も約１〜２週間と短いため、鋼板で形成した比較的小規模の設備を用いればよい。しかしながら、鋼板製のメタン発酵槽の場合は槽表面の熱伝導が大きいため、特に夏場の炎天下等では槽内部の温度が３８℃以上に上昇しメタン菌が死滅してしまうおそれがあるという問題点があり、また単純に冷却装置を付加するのでは効率が悪いうえ処理コストも高くなるという問題点があった。
【特許文献１】特開平１１−３３３４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記のような問題点を解決して、比較的小規模の生ゴミをメタン発酵させる鋼板製のメタン発酵槽を、メタン菌が死滅しないように槽内部の温度を一定に保持することができ、しかも槽内部の温度制御をメタン発酵で得られたバイオガスの有効利用により効率良く、かつ低コストで行うことができる生ゴミ用メタン発酵装置を提供することを目的として完成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためになされた本発明の生ゴミ用メタン発酵装置は、生ゴミをメタン発酵させるメタン発酵槽に、槽内部の温度を一定にする冷却機能付きの温度制御手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、生ゴミをメタン発酵させるメタン発酵槽に、槽内部の温度を一定にする冷却機能付きの温度制御手段を設けた構造としたので、外気温が変化しても常に槽内部の温度を一定にすることができ、特に冷却機能により夏場のメタン菌の死滅を防止することができる。また、温度制御をメタン発酵で得られたバイオガスの有効利用によって行えば効率良く、かつ低コストで行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい形態を示す。
図面は、生ゴミをメタン発酵させて得られたバイオガスをガス利用機器に供給する場合を示すものである。
図１において、１は苛性ソーダ等のアルカリ供給用のタンク、２は生ゴミとアルカリと水を混合してスラリを製造する混合槽、３はスラリの供給ポンプ、４はメタン発酵槽、５は消化汚泥の循環ポンプ、６は脱硫装置、７はメタン発酵槽４で発生したバイオガスを貯蔵するガスホルダであり、このガスホルダ７からバイオガスを発電設備や燃料電池等のガス利用機器８に供給するよう構成されている。なお、メタン発酵槽４は容積が数百トン以下の比較的小規模の設備であり、鋼板で形成されている。
【０００８】
本発明では、生ゴミをメタン発酵させるメタン発酵槽４に、槽内部の温度を一定にする冷却機能付きの温度制御手段２０が設けられている。
図１において、９はメタン発酵槽４の循環ラインに設けられた熱交換器であり、熱機関１０（例えば、温水ボイラ１０ａや吸収冷凍機１０ｂや吸収冷温水機１０ｃ等）を利用して温度調整を行うよう構成されている。この温度制御手段２０は、メタン発酵で得られたバイオガスを利用して稼動する熱機関１０の余熱（冷水または温水）を用いてメタン発酵槽４を加温・冷却するように制御するものであり、これによりバイオガスの有効利用を図りつつ、効率的かつ低コストでメタン発酵槽４の温度コントロールが可能となる。
【０００９】
図示のものでは、温度制御手段２０は熱交換器９を経る前の消化汚泥の温度を測定する温度計２１ａと、この温度計２１ａの測定値に基き熱機関１０の余熱を熱交換器９へ供給するように信号を出力するコントローラ２２ａ、および熱交換器９を経た後の消化汚泥の温度を測定する温度計２１ｂと、この温度計２１ｂの測定値に基き熱機関１０の余熱を熱交換器９へ供給するように信号を出力するコントローラ２２ｂから構成されている。
【００１０】
図２は、その他の例を示すもので、熱機関１０として温水ボイラ１０ａと吸収冷凍機１０ｂを用いることにより、温水ボイラ１０ａで製造した温水と吸収冷凍機１０ｂで製造した冷水を用いてメタン発酵槽４を加温・冷却するように構成されている。
【００１１】
また図３も、その他の例を示すもので、熱機関１０として吸収冷温水器１０ｃを用いることにより、この吸収冷温水器１０ｃで製造した温水と冷水を用いてメタン発酵槽４を加温・冷却するように構成されている。
【００１２】
本発明の装置によれば、混合槽２で生ゴミとアルカリと水を混合してスラリを製造し、このスラリをメタン発酵槽４で発酵処理してバイオガス（おおよそＣＨ４：６０vol％、ＣＯ２：４０vol％）が得られる。得られたバイオガスは脱硫装置６で脱硫処理後、ガスホルダ７へ導かれて貯蔵され、その後、ガス利用機器８へ供給されるが、以上の点は従来の生ゴミ等を利用したメタン発酵装置と基本的には同じである。
【００１３】
そして本発明では、生ゴミをメタン発酵させる鋼板製のメタン発酵槽４に、槽内部の温度を一定にする温度制御手段２０が設けられた構造となっているので、槽内部の温度がメタン菌が死滅しないように常時一定（中温消化の場合に約３７℃）に保持することが可能となる。
しかも、温度制御手段２０は、メタン発酵で得られたバイオガスを利用して稼動する熱機関１０の余熱を用いてメタン発酵槽４を加温・冷却するように制御するものであるため、省エネルギー対策にも貢献し、またランニングコストも低廉なものとなる。
【００１４】
具体的には、熱交換器９の前後に設けた温度計２１ａ、温度計２１ｂにより消化汚泥の温度を測定し、これらの測定値に基き熱機関１０の最適量の余熱を熱交換器９へ供給して、消化汚泥温度が約３７℃となるようにコントローラ２２ａ、およびコントローラ２２ｂから信号を出力し、この信号により各ラインの弁を制御するのである。
【００１５】
以上の説明からも明らかなように、本発明は生ゴミをメタン発酵させるメタン発酵槽４に、槽内部の温度を一定にする冷却機能付きの温度制御手段２０を設けたものとしたので、比較的小規模の生ゴミをメタン発酵する鋼板製のメタン発酵槽４を、メタン菌が死滅しないように槽内部の温度を一定に保持することができ、しかも槽内部の温度制御をメタン発酵で得られたバイオガスの有効利用により効率良く、かつ低コストで行うことができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態を示す全体フロー図である。
【図２】その他の例を示す全体フロー図である。
【図３】その他の例を示す全体フロー図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  タンク
２  混合槽
３  供給ポンプ
４  メタン発酵槽
５  循環ポンプ
６  脱硫装置
７  ガスホルダ
８  ガス利用機器
９  熱交換器
１０  熱機関
10a   温水ボイラ
10b   吸収冷凍機
10c   吸収冷温水機
２０  温度制御手段
21a   温度計
21b   温度計
22a   コントローラ
22b   コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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