(57)【要約】【課題】バイオガス中の硫化水素除去は、バイオガスを通過させる乾式除去方法、アルカリなどの溶液を気液接触させる湿式除去方法、硫黄酸化細菌の硫化水素酸化作用による生物除去方法が知られている。しかし、乾式除去方法は、維持、管理の煩雑さやランニングコストが高くなる、湿式除去方法は薬物自体の管理などをしなければならない、生物除去方法は微生物の生息に必要な水分供給のための散水設備などが必要であるなどの問題があった。【解決手段】装置は発酵槽直上に設置し、除去装置外壁部と、微生物担体群と、消化液を装置上部から散水する消化液供給ポンプと、そのための配管と、バイオガスを通過させるための複数のバイオガス入口孔と、バイオガス出口孔と、装置外部を覆う断熱材とで構成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発酵槽直上に、当該発酵槽と連通する状態で設置され外部が断熱材で覆われた除去装置外壁部と、除去装置外壁部内に充填された微生物担体群と、除去装置外壁部の上部から微生物担体群に消化液槽からの消化液を散水する消化液供給配管と、除去装置外壁部と発酵槽間に形成されたバイオガス入口孔と、除去装置外壁部の天板に形成されたバイオガス出口孔からなることを特徴とするバイオガス中硫化水素除去装置。
【請求項２】
バイオガスが発生するよう構成された発酵槽（２）と、発酵槽（２）と連通状態で配設された消化液（３Ａ）を収容した消化液槽（３）において、除去装置外壁部（１Ａ）と、消化液散水管（１Ｂ）と、微生物担体群（１Ｃ）から構成され、除去装置外壁部（１Ａ）は、発酵槽（２）の天井面に開設された適数個のバイオガス入口孔（１Ａ１）と、天井面の上面にバイオガス入口孔を囲む状態で起立連設された円筒状側壁（１Ａ２）と円筒状側壁の上面に連設された天板（１Ａ３）と円筒状側壁と天板の外周に施された断熱材（１Ａ４）から構成され、天板（１Ａ３）にはバイオガス出口孔（１Ａ５）が形成され、消化液散水管（１Ｂ）は、散水孔（１Ｂ１１）を有する管（１Ｂ１）が平面輪状に構成され、除去装置外壁部（１Ａ）における円筒状側壁（１Ａ２）内の上方位置に水平状態で支持され、微生物担体群（１Ｃ）は、多数の微生物担体（１Ｃ１）から構成され、除去装置外壁部（１Ａ）における円筒状側壁（１Ａ２）内に充填されていることを特徴とするバイオガス中硫化水素除去装置。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２記載のバイオガス中硫化水素除去装置において、消化液槽（３）内に引込まれている消化液供給配管（１Ｄ）の始端には消化液供給ポンプ（１Ｄ１）が設けられ、終端は消化液散水管（１Ｂ）に連結され、一方、除去装置外壁部（１Ａ）のバイオガス出口孔（１Ａ５）に始端が連結されているバイオガス配管（１Ｅ）の終端は温水製造用のガスボイラー（１Ｆ）に連結されていることを特徴とするバイオガス中硫化水素除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバイオガス中硫化水素を簡単に効率よく除去し、バイオガス利用設備に不可欠な硫化水素除去装置を提供する。
乳牛や肉牛、豚、鶏などの家畜排泄物あるいは家庭、ホテル、飲食店より排出される生ごみ、下水処理場などから排出される汚泥などの有機性廃棄物を嫌気発酵処理した際に発生するバイオガスを温水供給や発電などに利用する場合、バイオガス利用設備に腐食などの悪影響を及ぼす硫化水素が高濃度で含まれているため、これを予め除去する必要がある。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バイオガス中の硫化水素除去は酸化鉄などを充填塔に充填し、バイオガスを通過させる乾式除去方法、アルカリなどの溶液を気液接触させる湿式除去方法、硫黄酸化細菌の硫化水素酸化作用による生物除去方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べたものにあっては、下記のような問題点を有していた。
乾式除去方法は装置出口硫化水素濃度を監視し、硫化水素濃度がある基準値を越えた時点で酸化鉄などの充填材を交換しなければならないため、維持、管理の煩雑さやランニングコストが高くなるなどの問題があった。
湿式除去方法は薬物自体の管理のほか、使用後の液を処理しなければならない、ランニングコストが高いなどの問題点があった。
生物除去方法は微生物の生息に必要な水分供給のための散水設備、その水分を循環させるための水循環設備、使用後の水を排出するための排水設備及び水処理設備、微生物担体に付着、堆積した硫黄などの代謝副産物を洗い流す設備とそのための作業が必要であった。
【０００４】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、上述の問題を解決できるものを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は下記のようになるものである。
すなわち、
請求項１記載の発明は、発酵槽直上に、当該発酵槽と連通する状態で設置され外部が断熱材で覆われた除去装置外壁部と、除去装置外壁部内に充填された微生物担体群と、除去装置外壁部の上部から微生物担体群に消化液槽からの消化液を散水する消化液供給配管と、除去装置外壁部と発酵槽間に形成されたバイオガス入口孔と、除去装置外壁部の天板に形成されたバイオガス出口孔からなることを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２記載の発明は、バイオガスが発生するよう構成された発酵槽２と、発酵槽２と連通状態で配設された消化液３Ａを収容した消化液槽３において、除去装置外壁部１Ａと、消化液散水管１Ｂと、微生物担体群１Ｃから構成され、
除去装置外壁部１Ａは、発酵槽２の天井面に開設された適数個のバイオガス入口孔１Ａ１と、天井面の上面にバイオガス入口孔を囲む状態で起立連設された円筒状側壁１Ａ２と円筒状側壁の上面に連設された天板１Ａ３と円筒状側壁と天板の外周に施された断熱材１Ａ４から構成され、天板１Ａ３にはバイオガス出口孔１Ａ５が形成され、
消化液散水管１Ｂは、散水孔１Ｂ１１を有する管１Ｂ１が平面輪状に構成され、除去装置外壁部１Ａにおける円筒状側壁１Ａ２内の上方位置に水平状態で支持され、
微生物担体群１Ｃは、多数の微生物担体１Ｃ１から構成され、除去装置外壁部１Ａにおける円筒状側壁１Ａ２内に充填されていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１あるいは請求項２記載の発明において、消化液槽３内に引込まれている消化液供給配管１Ｄの始端には消化液供給ポンプ１Ｄ１が設けられ、終端は消化液散水管１Ｂに連結され、一方、除去装置外壁部１Ａのバイオガス出口孔１Ａ５に始端が連結されているバイオガス配管１Ｅの終端は温水製造用のガスボイラー１Ｆに連結されていることを特徴とするものである。
【０００８】
作用について説明する。
１．バイオガスは発酵槽上面に開けられた複数のバイオガス入口孔からバイオガス中硫化水素除去装置内に入り、微生物担体群を通過する途中で微生物担体に付着した微生物によってバイオガス中に含まれる硫化水素が除去されながら装置上部のバイオガス出口孔から排出される。
２．消化液は消化液供給ポンプによってバイオガス中硫化水素除去装置の上端から散水され、微生物担体の表面に付着した硫黄などの代謝副産物を洗い流しながら発酵槽上面に開けられた複数のバイオガス入口孔から再び発酵槽に戻る。
３．消化液の作用として、上記のほかに微生物の供給がある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
１は本発明のバイオガス中硫化水素除去装置である。
２は地下式コンクリート製の公知の発酵槽で、底面２Ａ１と側壁２Ａ２からなる発酵槽本体２Ａと、発酵槽本体の上面に張設された天井面２Ｂと、発酵槽本体の内部に起立された仕切壁２Ｃによって、第１発酵槽２Ｄ、第２発酵槽２Ｅ、第３発酵槽２Ｆに仕切られ、第１発酵槽２Ｄに投入された家畜排泄物が仕切壁２Ｃをオーバーフローしながら第３発酵槽２Ｆに移動すると共に、その間バイオガスが発生するよう構成されている。
３は発酵槽２の近傍位置に配設された消化液３Ａを収容した消化液槽で、下方位置で第３発酵槽２Ｆと連結管４で連結されている。
この場合、消化液３Ａは下記の状態のものである。
すなわち、消化液３Ａは、圃場還元できるまで有機物が分解処理され液肥として利用できる液体である。また消化液には硫化水素を硫酸や硫黄に酸化する微生物が含まれている。
【００１０】
そこで、バイオガス中硫化水素除去装置１は、除去装置外壁部１Ａと、消化液散水管１Ｂと、微生物担体群１Ｃから構成されている。
Ａ．除去装置外壁部１Ａは、第３発酵槽２Ｆの天井面に開設された適数個のバイオガス入口孔１Ａ１と、天井面の上面にバイオガス入口孔を囲む状態で起立連設された円筒状側壁１Ａ２と円筒状側壁の上面に連設された天板１Ａ３と円筒状側壁と天板の外周に施された断熱材１Ａ４から構成され、天板１Ａ３にはバイオガス出口孔１Ａ５が形成されている。
図中、１Ａ６は断熱材の外面に添着された外装板である。
なお、円筒状側壁の内径は１５００ｍｍ、高さは２４００ｍｍである。
Ｂ．消化液散水管１Ｂは、散水孔１Ｂ１１を有する管１Ｂ１が平面輪状に構成され、除去装置外壁部１Ａにおける円筒状側壁１Ａ２内の上方位置に水平状態で支持されている。
図中、１Ｂ２は消化液散水管１Ｂの支持材である。
【００１１】
Ｃ．微生物担体群１Ｃは、多数の微生物担体１Ｃ１から構成され、除去装置外壁部１Ａにおける円筒状側壁１Ａ２内に充填されている。
微生物担体１Ｃ１は公知のものであるが、特徴として体積当りの表面積の大きいものが好適である。
なお、微生物担体１Ｃ１の素材は、ポリプロピレンである。
市販品である微生物担体（クレオボール〜登録商標〜大日本プラスチックス株式会社〜ＪＡＲＵＳＩ〜Ｖ型適合品ボール状）を使用した。
Ｄ．１Ｄは消化液供給配管で、始端は消化液槽３内に引込まれていると共に、消化液供給ポンプ１Ｄ１が設けられ、終端は消化液散水管１Ｂに連結されている。
Ｅ．１Ｅはバイオガス配管で、始端は除去装置外壁部１Ａのバイオガス出口孔１Ａ５に連結され、終端は例えば温水製造用のガスボイラー１Ｆに連結されている。
【００１２】
【発明の効果】
本発明は、上述の通り構成されているので次に記載する効果を奏する。
１．発酵槽直上に本発明の装置を設置することによって３７℃前後（中温発酵の場合）、５５℃前後（高温発酵の場合）の水蒸気を多く含んだバイオガスが装置を通過する際、適度にバイオガスが冷えることで微生物に必要な水分が十分供給され、水分供給のための散水設備が必要なくなる。
２．消化液は運転開始時の微生物の供給と微生物の代謝副産物を洗い流す目的であるので消化液供給頻度が非常に少なくランニングコストが安価になる。
３．消化液は発酵槽直上に開けられたバイオガス入口孔から発酵槽へ直接戻るため液の排水設備が必要ないこと、バイオガス入口孔は複数開けられているので装置内へのガスの拡散がよくなり、微生物担体とバイオガスの接触のデッドスペースが少なくなることなどが改善される。
４．このほか、部品点数が少ないので組立が容易である、経済的である、メンテナンスがほとんどかからない、などの効果をも有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】全体の構成図である。
【図２】同上における要部拡大図である。
【図３】バイオガス中硫化水素除去装置の縦断面図である。
【図４】Ａ−Ａ線拡大断面図である。
【符号の説明】
１  バイオガス中硫化水素除去装置
１Ａ  除去装置外壁部
１Ｂ  消化液散水管
１Ｃ  微生物担体群
２  発酵槽
３  消化液槽
３Ａ  消化液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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