(57)【要約】【課題】カバーシートの強度を従来ほど必要とすることなく、施工が容易でしかも低コストのガスホルダー、及びこれを用いたメタンガス回収システムを提供できる。【解決手段】実施形態によれば、嫌気性有機物を含む廃水を収容する水槽の上部で使用されるガスホルダー１であって、端部に水槽内の水面まで延出するスカート部２ａを有し，廃水で発生するメタンガスを内側に貯蔵するガス不透過性のカバーシート２と、このカバーシートを支持するワイヤー３と、前記カバーシートに吊り下げられ，カバーシート内のガス圧が上昇したときに余分なガスを外部に放出するガス抜きパイプ４とを具備することを特徴とするガスホルダーが得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
嫌気性有機物を含む廃水を収容する水槽の上部で使用されるガスホルダーであって、
端部に水槽内の水面まで延出するスカート部を有し，廃水で発生するメタンガスを内側に貯蔵するガス不透過性のカバーシートと、このカバーシートを支持するワイヤー又はロープと、前記カバーシートに吊り下げられ，カバーシート内のガス圧が上昇したときに余分なガスを外部に放出するガス抜きパイプとを具備することを特徴とするガスホルダー。
【請求項２】
前記ワイヤー又はロープをカバーシートの上面に係合させる係合具を具備することを特徴とする請求項１記載のガスホルダー。
【請求項３】
前記カバーシートのスカート部の下端に、複数の重りが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のガスホルダー。
【請求項４】
前記ガス抜きパイプは、カバーシート内にガスを蓄積しているときはガス抜きパイプの下端面が水槽内の水面以下に位置し、カバーシート内のガス圧が上昇したときはガス抜きパイプの下端面が水面より上に位置するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一記載のガスホルダー。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか一記載のガスホルダーと、前記カバーシートの内側のメタンガスを回収するメタンガス回収装置とを具備することを特徴とするメタンガス回収システム。
【請求項６】
ガスホルダーを支持するワイヤー又はロープの端部は、水槽の土手部に固定されていることを特徴とする請求項５記載のメタンガス回収システム。
【請求項７】
ガスホルダーを支持するワイヤー又はロープは、水槽の土手部に固定された支柱を介して張架されていることを特徴とする請求項５または６記載のメタンガス回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ガスホルダー及びメタンガス回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、嫌気性有機物を含む汚水等の廃水からメタン発酵によりメタンガスを回収する技術が知られている。メタンガスは温暖化ガスであるので、地球環境保護の点から外部に放出せずに回収し、できれば安価なエネルギーとして有効利用することが望ましい。廃水を処理するシステムとしては、嫌気性発酵を行う水槽とガスホルダーを一体化し、水槽上部をカバーシートで覆って水槽内部を気密にする方法が知られている。
【０００３】
特に、発展途上国のように地価の安い地域では、広大なラグーン（ｌａｇｏｏｎ）タイプの発酵槽やカバーシート等を用いてメタン発酵処理を行うことが多い。この場合、カバーシートは広い面積にわたって発酵槽を覆うように使用されるため、十分な強度を有することは勿論のこと、施工が容易であること、及び低コストであることが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３２０１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、カバーシートの強度を従来ほど必要とすることなく、施工が容易でしかも低コストのガスホルダー、及びこれを用いたメタンガス回収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】
実施形態のガスホルダーは、嫌気性有機物を含む廃水を収容する水槽の上部で使用されるガスホルダーであって、端部に水槽内の水面まで延出するスカート部を有し，廃水で発生するメタンガスを内側に貯蔵するガス不透過性のカバーシートと、このカバーシートを支持するワイヤー又はロープと、前記カバーシートに吊り下げられ，カバーシート内のガス圧が上昇したときに余分なガスを外部に放出するガス抜きパイプとを具備することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係るガスホルダーの説明図。
【図２】第２の実施形態に係るメタンガス回収システムの説明図。
【図３】図２のメタン回収システムにおける支柱の説明図。
【図４】図３とは異なる他の支柱の説明図。
【図５】図１のガスホルダーの一構成部材であるガス抜きパイプの説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態に係るガスホルダー、及びこれを用いたメタンガス回収システムについて図面を参照して説明する。なお、実施形態は下記に述べることに限定されない。  
（第１の実施形態）  
本実施形態に係るガスホルダーについて、図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照して説明する。ここで、図１（Ａ）はガスホルダーの外観図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のガスホルダーの一構成部材であるガス抜きパイプの説明図、図１（Ｃ）はガスホルダーの一構成部材であるシートとワイヤーとの関係を示す説明図である。
【０００９】
ガスホルダー１は、ガス不透過性のポリエチレン製カバーシート２と、並列に配置された複数のステンレス製ワイヤー３と、ポリエチレン製ガス抜きパイプ４とを備えている。前記カバーシート２は、メタン発酵槽で発生するメタンガスを内側に貯蔵する機能を有している。カバーシート２は端部にスカート部２ａを有し、全体の形状は箱の蓋のような形状をしている。スカート部２ａの下端部は、メタン発酵槽の上部に設置した場合、メタン発酵槽内の水面より下に位置するように延出されて形成されている。前記ワイヤー３は、カバーシート２を該シート２の上部側から支持するもので、複数の固定フック５を介してカバーシート２を釣支している（図１（Ｃ）参照）。なお、ワイヤー３は縦横に配置してカバーシート２を釣支してもよい。
【００１０】
ガス抜きパイプ４は上部にフランジ４ａを有し、カバーシート２の略中央部に開口された開口部２ｂにフランジ４ａを溶着した状態で吊り下げられている（図１（Ｂ）参照）。ガス抜きパイプ４は、ガスホルダー１の使用時において、カバーシート内のガス圧が上昇して一定の圧力値を越えた場合に、一定の圧力値を超えた余分なガスを外部に放出する安全弁としての機能を有する。ここで、「一定の圧力値」とは、カバーシート１の内側に蓄積されるメタンガスによりカバーシート１に破損が生じると予測される圧力を示す。前記カバーシート２のスカート部２ａの下端には、スカート部２ａが風や内圧等の影響を受けて下端が水面から上に出て、隙間からメタンガスが放出されることを防止するために複数の重り６が略均等な間隔で吊るされている。
【００１１】
第１の実施形態のガスホルダーによれば、以下に述べる効果を有する。  
（１）ガスホルダー１をメタン発酵槽などのメタンガスを発生させる設備で使用する場合、メタンガスの発生によりカバーシート２に浮力が加わる。従って、浮力に相当する分、カバーシート２の強度を小さく抑えることができる。  
（２）上記（１）と同様な理由により、カバーシート２を吊り下げるワイヤー３に大きな張力が働かないので、径の小さいワイヤー３でカバーシート２を吊ることができる。具体的には、例えば横１００ｍ，縦１５０ｍ程度の大きさのカバーシートであれば、φ２０ｍｍ程度のワイヤーでカバーシートを支持することができる。また、カバーシート２内の圧力を維持するためにメタンガスによる浮力を利用できる。従って、施工が容易でコストを低減することができる。
【００１２】
なお、第１の実施形態では、カバーシート内のガス圧が上昇して一定の圧力値を越えた場合に、一定の圧力値を超えた余分なガスをガス抜きパイプから自然に放出する場合について述べた。しかし、この他に、カバーシート内にガス圧を検出する圧力計を配置するとともに、この圧力計と電気的に接続して圧力計の値を表示する表示盤をカバーシートの外側に配置し、カバーシート内のガス圧を監視できるようにしてもよい。
【００１３】
（第２の実施形態）  
本実施形態に係るメタンガス回収システムについて、図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照して説明する。ここで、図２（Ａ）は同システムの全体図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の部分拡大図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）の平面図を示す。但し、図１と同部材は同符号を付して説明を省略する。  
メタンガス回収システム１０は、図１に示すガスホルダー１と、カバーシート２の内側に蓄積されたメタンガスを回収するメタンガス回収装置１１とを備えている。メタンガス回収装置１１は、一端がカバーシート１２の内側のガス領域Ｓに延出した配管１２と、この配管１２に夫々介装された開閉バルブ１３，ファン１４と、配管１２の他端に接続されたメタンガス回収部１５とから構成されている。
【００１４】
ガスホルダー１の各ワイヤー３の両端部は、メタン発酵槽１６の土手部１６ａにアンカー等のワイヤー用固定部１７を用いて固定されている。メタン発酵槽１６の土手部１６ａには、図３に示すようにコンクリートからなる支柱用固定部１８が埋め込まれ、この固定部１８にはステンレス製の支柱１９が固定されている。支柱１９の上端部には滑車２０が設けられ、この滑車２０を介してワイヤー３が張架されている。
【００１５】
次に、図２のメタンガス回収システムの作用について説明する。  
（ａ）通常、カバーシート２のスカート部２ａの下端面Ｌ１は、図２（Ａ）に示すように、メタン発酵槽１６に収容された廃水２１の液面Ｌ２より下側に位置し、廃水２１で発生するメタンガスをカバーシート２の内側に蓄積している状態にある。なお、カバーシート２のスカート部２ａに吊るされた重り６も液面Ｌ２より下側に位置している。また、ガス抜きパイプ４の下端面Ｌ３も、図５（Ａ）に示すように、廃水２１の液面Ｌ２より下側に位置している。
【００１６】
（ｂ）カバーシート２の内側のメタンガスが徐々に増えると、その浮力によりカバーシート２が上方に持ち上げられて膨らむ。その結果、カバーシート２に吊り下げられたガス抜きパイプ４も持ち上げられ、ガス抜きパイプ４の下端面Ｌ３が廃水２１の水面Ｌ２から上方に離れ、図５（Ｂ）に示すようにガスシート２の内側に蓄積されたメタンガスのうち余分なメタンガスがガス抜きパイプ４より矢印の如く外部に放出される。
【００１７】
（ｃ）そして、余分なメタンガスが放出された後、カバーシート２の膨らみは元に戻るので、ガス抜きパイプ４も廃水側に下がり、ガス抜きパイプ４の下端面Ｌ３と廃水２１の水面Ｌ２が略同レベルの状態又は図５（Ａ）の状態になる。このようにして、メタンガスの蓄積と余分なメタンガスの放出が繰り返される。
【００１８】
（ｄ）また、カバーシート２の内側に蓄積されたメタンガスをメタンガス回収装置１１により回収する場合は、開閉バルブ１３を開き、ファン１４を作動させることによりメタンガス回収部１５に回収することにより行う。回収が済んだ後は、ファン１４の作動を止め、開閉バルブ１３を閉じておく。
【００１９】
第２の実施形態に係るメタンガス回収システムは、ガスホルダー１とメタンガス回収装置１１を備え、メタンガス回収装置１１は配管１２と開閉バルブ１３とファン１４とメタンガス回収部１５から構成されている。このメタンガス回収システムによれば、以下に述べる効果を有する。  
（１）メタン発酵槽１６のサイズが大きい場合でも、廃水２１からのメタンガスによる浮力を利用してカバーシート２を持ち上げるようになっているので、カバーシート２の強度を強くしたり、ワイヤー３に大きな張力をかけることなく、メタンガスをカバーシート２の内側に蓄積することができる。
【００２０】
（２）カバーシート２の内側にメタンガスが蓄積されるにつれてカバーシート２が膨らむが、これに伴ってガス抜きパイプ４も上方に移動し、ガス抜きパイプ４の下端面が廃水２１の水面から離間する。従って、カバーシート２の内側に一定の圧以上に蓄積されたメタンガスのうち余分なメタンガスをガス抜きパイプ４を経由して外部に放出できるので、カバーシート２の破損を防ぐことができる。
【００２１】
（３）開閉バルブ１３とファン１４とメタンガス回収部１５から構成されたメタンガス回収装置１１により、カバーシート２の内側に蓄積されたメタンガスを連続的にあるいは間欠的に回収することができる。なお、蓄積されたメタンガスの回収は、ガス抜きパイプにメタンガス回収装置を接続した状態で行うこともできる。但し、この場合、メタンガスガス回収装置の一構成部材である開閉弁の代りに、メタンガスの放出と回収の目的を兼ねる切替弁を用いる必要がある。
【００２２】
なお、本開示は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００２３】
具体的には、ガスホルダーを構成するカバーシートの材質はポリエチレンに限らず他の樹脂等のガス不透過性のものでもよいし、ワイヤーの材質もステンレス以外に例えば鉄製のものにメッキを施したものでもよいし、ガス抜きパイプや支柱等も上記実施形態に記載したものに限らない。なお、ワイヤーの代りにロープを用いることもできる。また、上記実施形態ではカバーシートは固定フックを介してワイヤーにより釣支する場合について述べたが、固定フックに限らす、例えばリングにワイヤーを通すことによりカバーシートを釣支してもよい。更に、上記実施形態では、支柱の上部に滑車を設けてワイヤーを張架する場合について述べたが、例えば図４に示すように支柱１９にリング部材２１を設け、これにワイヤー３を通して張架してもよい。更には、上記実施形態では、支柱を用いてカバーシートを釣支するワイヤーを張架する場合について述べたが、これに限らず、特に小面積のカバーシートの場合、支柱を用いずにワイヤーの端部を直接メタン発酵槽の土手部に固定することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１…ガスホルダー、２…カバーシート、２ａ…スカート部、３…ワイヤー、４…ガス抜きパイプ、５…固定フック、６…重り、１０…メタンガス回収システム、１１…メタンガス回収装置、１２…配管、１３…開閉弁、１４…ファン、１５…メタンガス回収部、１９…支柱。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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