(57)【要約】【課題】畜産ふん尿や生ごみ等の有機系残滓を原料としてメタン発酵を行わせ、発生したバイオガスをコージェネレーションシステムやボイラ等の燃料として利用すると共に、発酵後の消化液は液肥として利用するメタン発酵処理システムでは、確実に効率的に殺菌を行うための方法と、メタンの発生を更に効率的に行える方法が望まれている。【解決手段】そこで本発明では、有機系残滓を破砕した後、加熱部に投入し、そこで攪拌しながらスチームを供給して有機系残滓の温度を高温側の加熱殺菌温度まで上昇させ、次いで温度が上昇した有機系残滓と、家畜ふん尿を混合殺菌部に投入し、混合して低温側の加熱殺菌温度に調整して所定時間維持し、次いで熱交換部において、家畜ふん尿との間接熱交換により、温度を発酵に適する温度に調整した後、メタン発酵槽に投入し、間接熱交換により予熱された家畜ふん尿を上記混合殺菌部に投入する有機系残滓の前処理方法を提案する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料の有機系残滓を破砕した後、加熱部に投入し、加熱部において攪拌しながらスチームを供給して有機系残滓の温度を高温側の加熱殺菌温度まで上昇させ、次いで温度が上昇した有機系残滓と、家畜ふん尿を混合殺菌部に投入し、混合して低温側の加熱殺菌温度に調整して所定時間維持し、次いで熱交換部において、家畜ふん尿との間接熱交換により、温度を発酵に適する温度に調整した後、メタン発酵槽に投入し、熱交換部における間接熱交換により予熱された家畜ふん尿を上記混合殺菌部に投入することを特徴とするメタン発酵処理システムにおける有機系残滓の前処理方法
【請求項２】
高温側の加熱殺菌温度は１２０℃又はその近傍の温度に設定し、また低温側の加熱殺菌温度は７０℃又はその近傍の温度に設定することを特徴とする請求項１に記載のメタン発酵処理システムにおける有機系残滓の前処理方法
【請求項３】
加熱部に供給するスチームと、混合殺菌部に供給する温水は、メタン発酵槽において発生したバイオガスを燃料とするボイラにより供給することを特徴とする請求項１に記載のメタン発酵処理システムにおける有機系残滓の前処理方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタン発酵処理システムにおける有機系残滓の前処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
メタン発酵処理システムは、畜産ふん尿や生ごみ等の有機系残滓を原料としてメタン発酵槽においてメタン発酵を行わせ、発生したメタンを主成分とするバイオガスをコージェネレーションシステムやボイラ等の燃料として利用すると共に、発酵後の消化液は液肥として利用するものである。
【０００３】
この際、消化液中に病原菌拡散の原因となる細菌や雑草の種子等が含まれないようにするために加熱殺菌処理を行う必要がある。
【０００４】
そこで、従来は、メタン発酵槽における発酵終了後の消化液を殺菌槽に投入して、温水により７０℃まで加熱殺菌してから消化液貯留槽に投入する殺菌方法、いわゆる後殺菌方法か、あるいは、有機系残滓とふん尿を混合して、温水により７０℃に加熱殺菌してからメタン発酵槽に投入する殺菌方法、いわゆる前殺菌方法のいずれかの方法が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
メタン発酵処理システムにおいては、以上のような従来の殺菌方法に対して、更に確実に、効率的に殺菌を行うための方法と、メタンの発生を更に効率的に行える方法が望まれている。
本発明は、このような方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明では、原料の有機系残滓を破砕した後、加熱部に投入し、加熱部において攪拌しながらスチームを供給して有機系残滓の温度を高温側の加熱殺菌温度まで上昇させ、次いで温度が上昇した有機系残滓と、家畜ふん尿を混合殺菌部に投入し、混合して低温側の加熱殺菌温度に調整して所定時間維持し、次いで熱交換部において、家畜ふん尿との間接熱交換により、温度を発酵に適する温度に調整した後、メタン発酵槽に投入し、熱交換部における間接熱交換により予熱された家畜ふん尿を上記混合殺菌部に投入することとしたメタン発酵処理システムにおける有機系残滓の前処理方法を提案するものである。
【０００７】
そして本発明では、上記の構成において、高温側の加熱殺菌温度は１２０℃又はその近傍の温度に設定し、また低温側の加熱殺菌温度は７０℃又はその近傍の温度に設定することを提案する。
【０００８】
また本発明では、上記の構成において、加熱部に供給するスチームと、混合殺菌部に供給する温水は、メタン発酵槽において発生したバイオガスを燃料とするボイラにより供給することを提案する。
【０００９】
以上の構成の本発明によれば、破砕した有機系残滓をスチームで、従来の加熱殺菌温度よりも高温の、例えば１２０℃という、高温側の加熱殺菌温度まで加熱するため、細菌や雑草の種子を、確実に、効率的に除去することができ、この際、高い温度により有機系残滓の細胞膜を破壊するため、その後のメタン発酵の効率を上げることができる。
【００１０】
また有機系残滓と混合してメタン発酵槽に投入する家畜ふん尿は、高温の有機系残滓と混合されて、従来の加熱殺菌温度と同様な、例えば７０℃という、低温側の加熱殺菌温度に調整されて、所定時間維持されることにより、加熱殺菌される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図１、図２を参照して説明する。
図１は、本発明の方法を適用するメタン発酵処理システムの構成要素と、処理の流れを概念的に表した系統図であり、また図２は本発明方法における処理の流れを表した流れ図である。
図１において、符号１は有機系残滓の受入部であり、受入部１において受け入れられた有機系残滓は破砕機２に投入して破砕する。この処理は、図２において有機系残滓受入れのステップＳ１と、破砕のステップＳ２に対応する。
【００１２】
次に符号３は家畜ふん尿の受入部であり、受入部３において受け入れられた家畜ふん尿は受入槽４に貯留される。この処理は、図２においてステップＳ３の家畜ふん尿受入れのステップＳ３と、受入槽４に貯留するステップＳ４に対応する。
【００１３】
破砕機２において破砕された有機系残滓は、次いで加熱タンク５に投入し、攪拌しながら、ボイラ６により発生させたスチームを吹き込んで加熱し、１２０℃まで温度を上昇させる。この処理は、図２においては、スチームによる加熱殺菌のステップＳ５に対応する。
【００１４】
このように破砕された有機系残滓は、スチームで、従来の加熱殺菌温度よりも高温の、例えば１２０℃という高温側の加熱殺菌温度まで加熱するため、細菌や雑草の種子を、確実に、効率的に除去することができ、この際、高い温度により有機系残滓の細胞膜を破壊するため、その後のメタン発酵の効率を上げることができる。
【００１５】
加熱タンク５において高温側の加熱殺菌温度まで加熱された有機系残滓は、次いで混合殺菌槽７に投入すると共に、混合殺菌槽７には家畜ふん尿も投入し、有機系残滓と混合する。混合殺菌槽７には、上記ボイラ６の温水が熱源として供給されており、混合物の温度を低温側の殺菌温度である、例えば７０℃で、所定時間、例えば１時間維持する。この処理は、図２において、家畜ふん尿と混合するステップＳ６と温水による加熱殺菌のステップＳ７に対応する。
【００１６】
混合殺菌槽７においては、有機系残滓は家畜ふん尿との混合により温度が低下するが、逆に家畜ふん尿は温度が上昇し、上記低温側の殺菌温度で所定時間維持されることにより、殺菌が行われる。
【００１７】
混合殺菌槽７において高温側の殺菌温度に維持されていた有機系残滓と家畜ふん尿の混合物は、次いで熱交換器８に投入される。この熱交換器８では、上記混合物受入槽４から供給される家畜ふん尿との間接熱交換により温度が低下して、メタン発酵槽９における発酵に適切な温度、例えば５７℃（高温発酵）又は３７℃（中温発酵）に調整された後にメタン発酵槽９に投入されて、メタン発酵に供される。これらの処理は図２において、家畜ふん尿との間接熱交換による温度調整のステップＳ８と、メタン発酵槽９に投入するステップＳ９に対応する。
【００１８】
一方、熱交換器８において、有機系残滓と家畜ふん尿の混合物の温度調整に供された家畜ふん尿は、熱交換により温度が上昇した状態で上記混合殺菌槽７に投入されるので、熱交換器８において有機系残滓と家畜ふん尿の混合物から回収した熱を混合殺菌槽７において有効利用することができ、省エネルギを図ることができる。
【００１９】
メタン発酵槽９において発生したバイオガスの一部は、ボイラ６の燃料として使用され、加熱タンク５へのスチームの供給と、混合殺菌槽７における温水の供給に利用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は以上のとおりであるので、次に示すような効果がある。
ａ．破砕した有機系残滓をスチームで、従来の加熱殺菌温度よりも高温の、例えば１２０℃という、高温側の加熱殺菌温度まで加熱するため、細菌や雑草の種子を、確実に、効率的に除去することができ、この際、高い温度により有機系残滓の細胞膜を破壊するため、その後のメタン発酵の効率を上げることができる。
ｂ．有機系残滓と混合してメタン発酵槽に投入する家畜ふん尿は、高温の有機系残滓と混合して、従来の加熱殺菌温度と同様な、例えば７０℃という、低温側の加熱殺菌温度に調整されて、所定時間維持することにより、加熱殺菌することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を適用するメタン発酵処理システムの構成要素と、処理の流れを概念的に表した系統図である。
【図２】本発明方法における処理の流れを表した流れ図である。
【符号の説明】
１                          受入部（有機系残滓）
２                          破砕機
３                          受入部（家畜ふん尿）
４                          受入槽
５                          加熱タンク
６                          ボイラ
７                          混合殺菌槽
８                          熱交換器
９                          メタン発酵槽
【図１】
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【図２】
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