(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス排出口を有する消化タンクと、前記消化タンクに前記ガス排出口でつながる既設ガス管と、前記既設ガス管に設置されるバルブとを備える消化槽における既設ガス管の更新方法において、
前記既設ガス管に穿孔して第１ホース挿入口を形成する穿孔工程と、
前記第１ホース挿入口をシールしながらその第１ホース挿入口に、膨張可能なバッグを有するホースを挿入する挿入工程と、
前記バッグを膨張させて前記ガス排出口を閉塞させる閉塞工程と、
前記既設ガス管のうち前記バルブの下流側部分及び前記バルブを設置した部分を除去することにより前記既設ガス管の一部を分離する分離工程と、
第２ホース挿入口および前記新規バルブを有する新規ガス管を用意し、前記第２ホース挿入口に前記新規ガス管の内側から前記ホースを通し、前記新規ガス管と前記既設ガス管の残部とを接続する接続工程と、
前記新規ガス管をシールしながら前記バッグを収縮させる収縮工程と、
前記バッグを引き抜く引抜工程と、を含み、
前記接続工程において、前記新規バルブが前記第２ホース挿入口より前記消化タンクに近い位置に配置されるように前記新規ガス管と前記既設ガス管の残部とを接続し、前記引抜工程において、前記新規ガス管と前記既設ガス管の残部とを接続した状態で、前記バッグを前記新規ガス管まで引き寄せてから前記新規バルブを閉じて前記ガス排出口をシールしながら前記バッグを前記新規ガス管から引き抜くことを特徴とする消化槽における既設ガス管の更新方法。
【請求項２】
前記穿孔工程の前に、前記バルブにより前記既設ガス管を閉じる工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の消化槽における既設ガス管の更新方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥中の有機物を嫌気性細菌によって分解する消化槽における既設ガス管の更新方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機性廃水の処理方法においては、古くから嫌気性消化方法が知られている。嫌気性消化方法とは、消化タンクに投入される汚泥中の有機物を嫌気性細菌（主としてメタン細菌）等により発酵、ガス化させて汚泥の減量化を行う方法である。この嫌気性消化方法は、発生するメタンガスを消化槽の動力として使えることや、消化残留物である消化汚泥を肥料として有効利用できることなど、無公害かつ省エネルギ的特徴を多く有する。
【０００３】
こうした嫌気性消化方法に用いられる消化槽は、一般に消化タンクを備えており、消化タンク内では、嫌気性細菌の働きによって汚泥中の有機物が分解される。このときメタンガス等の可燃性ガスが発生するため、消化タンクには可燃性ガスをガスホルダやガスボイラ等の燃焼装置へ輸送するガス管がつながっており、ガス管には、ガスの流量を調整すべくいわゆる元バルブが設置されるのが一般的である。
【０００４】
ところで、消化槽においては、一般に１０〜１５年程度で元バルブやガス管の耐久性がなくなる。このため、消化槽を設置してから所定期間過ぎた場合に、元バルブやガス管を更新する必要がある。
【０００５】
従来、こうした元バルブやガス管を更新する場合には、更新時に消化タンク内にメタンガス等の可燃性ガスや汚泥、汚水が貯留されていると可燃性ガスの漏出により爆発が起こるおそれがある。このため、安全性を確保すべく消化タンクからメタンガスのみならず、汚泥、汚水をもすべて引き抜き、消化タンクを空にした上で元バルブやガス管の取換え工事が行われていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の消化槽におけるガス管の更新方法は、消化タンクを空にする必要があるため以下に示す課題を有する。
【０００７】
すなわち消化槽におけるガス管の更新に際しては、汚泥、汚水の引き抜きは通常タンクローリーで行われる。このため、消化タンクから全てを引き抜くのに相当に時間がかかり（３日〜１週間程度）、またコストも相当にかかる（一千万円程度）。また、メタンガス等の排出については、通常消化タンク内のメタンガスが窒素等の不活性ガスで置換される。消化タンクの容量は一般に相当大きいため、メタンガス等の排出に際しても、汚泥、汚水の引き抜きと同様、相当な時間とコストがかかることになる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、消化タンクを空にすることなく既設ガス管の更新を行うことができる消化槽における既設ガス管の更新方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の消化槽における既設ガス管の更新方法は、ガス排出口を有する消化タンクと、消化タンクにガス排出口でつながる既設ガス管と、既設ガス管に設置されるバルブとを備える消化槽における既設ガス管の更新方法において、既設ガス管に穿孔して第１ホース挿入口を形成する穿孔工程と、第１ホース挿入口をシールしながらその第１ホース挿入口に、膨張可能なバッグを有するホースを挿入する挿入工程と、バッグを膨張させてガス排出口を閉塞させる閉塞工程と、既設ガス管のうちバルブの下流側部分及びバルブを設置した部分を除去することにより既設ガス管の一部を分離する分離工程と、第２ホース挿入口および前記新規バルブを有する新規ガス管を用意し、第２ホース挿入口に新規ガス管の内側からホースを通し、新規ガス管と既設ガス管の残部とを接続する接続工程と、新規ガス管をシールしながらバッグを収縮させる収縮工程と、バッグを引き抜く引抜工程とを含み、接続工程において、新規バルブが第２ホース挿入口より消化タンクに近い位置に配置されるように既設ガス管の残部と新規ガス管とを接続し、引抜工程において、新規ガス管と既設ガス管の残部とを接続した状態で、バッグを新規ガス管まで引き寄せてから新規バルブを閉じて既設ガス管の残部をシールしながらバッグを新規ガス管から引き抜くことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、既設ガス管の第１ホース挿入口に膨張可能なバッグを有するホースが挿入され、そのバッグを膨張させることによりガス排出口が閉塞される。このため、メタンガス等の可燃性ガスが消化タンクから流出することを防止しながら既設ガス管の分離及び新規ガス管の接続を行うことが可能となる。すなわち消化タンクを空にすることなく既設ガス管の更新作業を行うことが可能となる。またホースを第１ホース挿入口に挿入する場合に第１ホース挿入口がシールされ、膨張したバッグを収縮させる場合には新規ガス管がシールされる。従って、既設ガス管の更新作業全体を通して消化タンクからの可燃性ガスの流出が十分に防止される。また、分離工程で既設ガス管のうちバルブの下流側部分だけでなくバルブを設置した部分をも分離され、引抜工程においてバッグを新規ガス管まで引き寄せてから新規バルブが閉じられるので、消化タンク内の可燃性ガスが第２ホース挿入口を通して新規ガス管から流出するような事態が確実に防止される。
【００１１】
上記更新方法は、穿孔工程の前に、バルブにより既設ガス管を閉じる工程を更に含むことが好ましい。この場合、穿孔工程において、消化タンクからの可燃性ガスが第１ホース挿入口を通して流出する可能性をより十分低減することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面と共に本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
まず消化槽における既設ガス管の更新方法の説明に先立ち、既設の消化槽の構造について説明する。図１は既設の消化槽を示す正面図である。図１に示すように、消化槽１０は消化タンク１を備えている。消化タンク１はその内部に汚泥及び汚水を収容しており、内部は嫌気性状態に保持されている。従って、嫌気性細菌の働きによって汚泥及び汚水中の有機物が分解され、消化タンク１内にメタンガス等の可燃性ガスが発生する。消化タンク１は上部に向かうにつれて先細り形状となっており、発生する可燃性ガスを上部に貯留し易くなっている。消化タンク１の上部にはガス排出口１ａが形成されている。
【００１８】
消化タンク１には、既設ガス管２がガス排出口１ａでつながっている。既設ガス管２は、ガス排出口１ａから排出される可燃性ガスをガスホルダやガスボイラ等の燃焼装置（図示せず）へ輸送するものである。ここで、既設ガス管２は１本で構成されてもよいが、複数本の既設ガス管を直列に接続して構成される方が好ましい。既設ガス管２が１本のガス管で構成される場合、既設ガス管２の更新作業時に既設ガス管２を切断する必要があるが、既設ガス管２が複数本のガス管を直列に接続して構成される場合、既設ガス管２の更新作業時にそのような切断作業が不要となる。図１は、既設ガス管２が３本の既設ガス管で構成される例を示すものであり、既設ガス管２は、消化タンク１にガス排出口１ａでつながるガス管４と、ガス管４に順次接続されるガス管５、６とで構成されている。なお、各ガス管４〜６の端部には、ガス管同士の接続を容易にする観点からフランジ部４ａ，５ａ，６ａが設けられている。
【００１９】
また上記既設ガス管２のうちガス管５には元バルブ３が設置され、元バルブ３の開閉により可燃性ガスの流量が調整されるようになっている。
【００２０】
次に、こうした構成を有する消化槽１０における既設ガス管２の更新方法について図２（ａ）〜（ｍ）を用いて説明する。なお、図２（ａ）〜（ｍ）のうち、図２（ｈ）〜（ｍ）は、本発明の実施形態に係る工程を説明するための参考となる工程を示すものである。
【００２１】
まず消化タンクの運転を停止する。続いて、ガス管６に穿孔してホース挿入口（第１ホース挿入口）を形成する（穿孔工程）。ホース挿入口の形成方法としては、種々の方法があるが、安全性を確保する観点から以下のようにホース挿入口を形成することが好ましい。
【００２２】
まず図２（ａ）に示すようにねじ穴を有するサドル７を用意し、ガス管６にサドル７を取り付ける。その後、サドル７のねじ穴に筒状の支持体８をねじ係合し支持体８をサドル７に固定する。その後、支持体８に対して回転可能な棒状の穿孔部材９を挿入する。穿孔部材９は支持体８に対して気密に取り付ける。なお、穿孔部材９の先端には刃が設けられている。
【００２３】
一方、図２（ｂ）に示すように、ガス管５とガス管６とを接続するフランジ部５ａ及び６ａをビニール袋１１で気密に覆い、ガス管５とガス管６との接続をやや緩める。こうするとフランジ部５ａ，６ａ間よりガスが漏れてくるが、このガスをサンプリングすることにより既設ガス管２中の酸素濃度を測定する。ここで酸素濃度を測定するのは、既設ガス管２の中の酸素濃度が大きすぎると、穿孔作業中にメタンガスと酸素とが反応して爆発するおそれがあるからであり、酸素濃度が大きくなる場合には、既設ガス管２内に窒素ガス等の不活性ガスを導入してガス置換を行う。
【００２４】
ガス置換により既設ガス管２内の酸素濃度が十分小さくなったならば、図２（ｃ）に示すように穿孔部材９に電動機１２を取り付けて穿孔部材９を回転させ、ガス管６の側面に穿孔する。すると、図２（ｄ）に示すようにガス管６にホース挿入口１３が形成される。なお、ガス管６に穿孔する前に元バルブ３によりガス管５を閉じておくことが好ましい。こうすることにより、たとえ元バルブ３が完全にガス管５を閉じることができない場合でも、ガス管６に流れ込むガスの流量を低減できるので、穿孔作業時に消化タンク１からの可燃性ガスがホース挿入口１３を通して流出する可能性をより十分に低減することが可能となる。
【００２５】
ホース挿入口１３が形成されたならば、図２（ｄ）に示すように、ホース挿入口１３を支持体８ごと袋状体１４で覆う。袋状体１４には２つの開口１４ａ，１４ｂが形成されている。これら２つの開口１４ａ，１４ｂは、後述するホース１７を貫通させるためのものである。また内部の状態を視認しながら作業を行えるよう袋状体１４は透明な部材で構成されることが好ましい。なお、開口１４ａは、ホース１７を気密に挿通し得るシール部材１５によって形成されている。
【００２６】
次に、ホース１７を用意する。ホース１７の一端には膨張可能なバッグ１６が取り付けられている。ここで、バッグ１６は例えばゴム状弾性部材等で構成され、ホース１７は可撓性を有する部材で構成されている。またホース１７には圧力計１８を取り付けておく。そして、図２（ｅ）に示すように、バッグ１６を袋状体１４の２つの開口１４ａ，１４ｂに順次通しながら、支持体８をサドル７から取り外す。続いてバッグ１６をガス管６のホース挿入口１３に挿入し、バッグ１６をホース挿入口１３に対して上流側の部分であるガス管４まで移動させる（挿入工程）。ここで、ガス管６に穿孔する前に元バルブ３を閉じていた場合には、ホース１７を通すことができるよう予め元バルブ３を開いておく。
【００２７】
この状態で、ホース１７の他端からガス（例えば空気）を供給して、図２（ｆ）に示すように、バッグ１６をガス管４の内部で膨張させ、ガス管４を閉塞させる（閉塞工程）。これにより消化タンク１のガス排出口１ａが閉塞される。なお、バッグ１６がガス排出口１ａを閉塞させたかどうかは視認することができないので、予めガス排出口１ａを閉塞させる閉塞圧力を調べておき、ガス供給時に圧力計１８で表示される圧力がその閉塞圧力に達するまでガスの供給を行えばよい。
【００２８】
こうしてガスの供給が完了したならばホース１７を密閉する。ホース１７の密閉は、例えばホース１７の他端に栓をすることにより行うことができる。
【００２９】
次に、図２（ｇ）に示すように、その状態を保持しながらガス管５、６をガス管４から分離する（分離工程）。このとき、ガス排出口１ａが閉塞された状態となっているので、消化タンク１からの可燃性ガスの流出を確実に防止しながらガス管５，６の分離作業を行うことができる。このとき、ガス管５，６の分離に際しては、ホース１７の他端は、ガス管６の内側からホース挿入口１３を通して引き抜く。
【００３０】
次に、予めホース挿入口２３を有する新規ガス管１９、新規バルブ２１を有する新規ガス管２２を用意する。なお、新規ガス管１９および新規ガス管２２はいずれもガス管同士の接続作業を容易とする観点から、フランジ部を有することが好ましい。図２（ｈ）では、ホース１７の他端を新規ガス管１９の内部に挿入し、新規ガス管１９の内側からホース挿入口２３に通して引き出した後、新規ガス管１９をガス管４に接続し、続いて新規ガス管１９に新規ガス管２２を接続しているが、本実施形態では、新規ガス管１９のホース挿入口２３より上流側にも新規バルブが配置されるよう、ガス管４と新規ガス管１９との間にも、新規バルブを持つ新規ガス管を介在させる。これにより新規バルブがホース挿入口２３より消化タンク１に近い位置にも配置されることとなる。
次に、以後の工程について図２（ｉ）〜（ｍ）について説明する。なお、図２（ｉ）〜（ｍ）においても、ガス管４と新規ガス管１９との間に、新規バルブを持つ新規ガス管が介在していないが、本実施形態では、ガス管４と新規ガス管１９との間に、新規バルブを持つ新規ガス管が介在している。
【００３１】
こうしてガス管４に、新規バルブを持つ新規ガス管、新規ガス管１９，２２を順次接続したならば、新規バルブ２１を閉じ、その後、ホース挿入口２３から出ているホース１７を袋状体１４の開口１４ｂ，１４ａに順次通して袋状体１４をホース挿入口２３に装着する。なお、新規バルブ２１を閉める工程と袋状体１４を開口１４ｂ，１４ａに通す工程の順序は逆であってもよく、また同時に行ってもよい。
【００３２】
こうして新規ガス管１９，２２、ガス管４、及び新規ガス管１９とガス管４との間に介在する新規ガス管をシールしたならば、図２（ｉ）に示すように、ホース１７の栓を抜くことでバッグ１６から空気を排出させ、バッグ１６を収縮させる（収縮工程）。このとき新規ガス管１９，２２、ガス管４、及び新規ガス管１９とガス管４との間に介在する新規ガス管がシールされているので、ホース挿入口２３からの可燃性ガスの流出が十分に防止される。
【００３３】
次にホース１７を引っ張り、バッグ１６を新規ガス管１９まで引き寄せ、新規ガス管１９とガス管４との間にある新規ガス管の新規バルブを閉じた後、新規ガス管１９からバッグ１６を引き抜く（引抜工程）。こうすることにより、ガス管４が密閉されるので、新規ガス管１９からの可燃性ガスの流出を確実に防止することができる。
そして、バッグ１６を袋状体１４から抜き出す前に、図２（ｋ）に示すように、袋状体１４の内部で新規ガス管１９のホース挿入口２３に栓２３ａをする。それから、図２（ｌ）に示すように新規ガス管１９から袋状体１４を取り外す。
【００３４】
最後に、図２（ｍ）に示すように、新規ガス管２２に新規ガス管２４を取り付ける。このとき、新規バルブ２１は閉じられているので、可燃性ガスの漏出を考慮することなく、新規ガス管２４を新規ガス管２２に取り付けることができる。このとき、図２（ｍ）では、消化タンク１に、ガス管４、新規ガス管１９、新規ガス管２２及び新規ガス管２４からなるガス管２５が設置されているが、本実施形態では、消化タンク１に、ガス管４、新規ガス管、新規ガス管１９、新規ガス管２２及び新規ガス管２４からなるガス管が設置されることになる。こうして消化槽１０における既設ガス管２の更新作業が完了する。なお、新規バルブ２１を開けば消化槽１０の運転を再開することができる。
【００３５】
以上より、消化タンク１を空にすることなく既設ガス管２の更新作業を行うことが可能となる。従って、消化タンク１内の汚泥や汚水の引抜きが不要となり、可燃性ガスの引抜きも不要となる。よって、既設ガス管２の更新にかかる時間とコストを大幅に省くことができる。なお、上記の更新方法によれば、消化タンク１を空にして既設ガス管２の更新を行う方法に比べると、作業時間が１日程度で済むことになる。
【００３６】
ところで、こうして得られた消化槽１０のガス管２５には、ホース挿入口２３が形成されている。従って、消化槽１０におけるガス管２５の更新に際しては、ガス管２５にはホース挿入口２３が既に形成されている。このため、ガス管２５を更新しようとする場合、上述した更新方法と異なり、ガス管２５に新たにホース挿入口を形成する作業を省略することができる。よって、ガス管２５の更新作業を簡単かつ短時間に行うことが可能となる。
【００３７】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。
【００３８】
例えば上記実施形態では、既設ガス管２の更新作業時に、既設ガス管２のうちガス管６だけでなく、元バルブ３を持つガス管５をも分離しているが、ガス管５は、元バルブ３の機能が低下した場合等、必要に応じて取り外せばよい。従って、元バルブ３がまだ十分開閉機能を有するような場合等には、既設ガス管２の更新作業時においてガス管６をガス管５から分離するだけでよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の消化槽における既設ガス管の更新方法によれば、膨張したバッグによりガス排出口が閉塞されるため、消化タンクを空にすることなく既設ガス管の更新作業を行うことができ、ガス管の更新にかかる時間とコストを大幅に省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  既設の消化槽を示す正面図である。
【図２】  本発明の既設ガス管の更新方法の実施形態を説明するために参考となる既設ガス管の更新方法の一連の工程を示す工程図である。
【符号の説明】
１ａ…ガス排出口、１…消化タンク、２…既設ガス管、３…元バルブ（バルブ）、４…ガス管（既設ガス管の残部）、５…ガス管（バルブを設置した部分）、６…ガス管（バルブの下流側部分）、１０…消化槽、１３…ホース挿入口（第１ホース挿入口）、１６…バッグ、１７…ホース、１９…新規ガス管、２１…新規バルブ、２２…新規ガス管、２３…ホース挿入口（第２ホース挿入口）、２５…ガス管。
【図１】
0004009068.tif 000002
【図２】
0004009068.tif 000003