(57)【要約】【課題】消化槽が単純な立体構造であっても槽内における消化液の円滑な流動が得られ、十分に発酵が進むようにした有機性スラリーの嫌気性消化処理システムを提供する。【解決手段】嫌気性消化処理システム１では消化槽２に流動誘導管機構１２と発酵用床盤１３を備えた消化槽内円滑反応装置１１が付設されている。流動誘導管機構１２は消化槽２内に、消化液等を上下方向に強制的に流動させる循環流を水理学的特性に基づく構造によって実現している。槽内を上下に仕切る発酵用床盤１３の上面１３ｂには有機性スラリーに含まれる粗大有機物を一時的に留め、その加水分解と酸発酵を促進させる。【選択図】図１
2016083598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性スラリーの嫌気性消化処理が行われる消化槽と、
前記消化槽に前記有機性スラリーを供給するスラリー供給ポンプと、
前記消化槽から嫌気性消化処理によって生成される消化液を排出する消化液引抜ポンプと、
前記消化槽に供給された前記有機性スラリーを加温する加温装置と、
前記消化槽内での前記有機性スラリーの嫌気性消化反応の円滑化を図る消化槽内円滑反応装置と、
を有しており、
前記消化槽内円滑反応装置は、前記消化槽の槽内において前記消化液を流動させて発酵を促進させるための流動誘導管機構を備えており、
前記流動誘導管機構は、前記消化槽の槽内から槽外に引き出された後に再び槽内に戻る流動誘導管と、当該流動誘導管に沿って前記有機性スラリーを循環させる循環ポンプとを備え、前記循環ポンプは前記消化槽の槽外に配置されており、
前記流動誘導管の一方の端部には、前記槽内における前記有機性スラリーの液面から所定の深さの位置に配置した有機性スラリー吸い込み用の潜り堰が形成され、
前記流動誘導管の他方の端部には、前記槽内における前記潜り堰よりも下方の位置において下向き状態に配置されている有機性スラリー放出用の放出口が形成されていることを特徴とする有機性スラリーの嫌気性消化処理システム。
【請求項２】
前記流動誘導管は、前記槽外において前記加温装置による熱交換路を経由している請求項１に記載の有機性スラリーの嫌気性消化処理システム。
【請求項３】
前記消化槽内円滑反応装置は、前記有機性スラリーに含まれている相対的に粗大な有機物の可溶化分解のための発酵用床盤を備えており、
前記発酵用床盤は、前記放出口の下側における前記槽内底面から所定の高さ位置に配置されて、前記槽内を当該位置において一部が連通した状態で上下に仕切っており、
前記発酵用床盤の上側の槽内上部には、前記有機性スラリーおよび当該有機性スラリーが嫌気性微生物によって分解されて生成される消化液が強制的に循環させられる流動域が形成され、
前記発酵用床盤の下側の槽内底部には、前記分解が進行して流動性の高まった前記消化液の通過域が形成され、
前記発酵用床盤の上面には、前記有機性スラリーの未発酵粒子を一時的に沈殿あるいは堆積させて加水分解および酸発酵を促進させる発酵域が形成されており、
前記消化液引抜ポンプは、前記通過域から前記消化液を吸引して槽外に排出する請求項１または２に記載の有機性スラリーの嫌気性消化処理システム。
【請求項４】
前記消化槽として、横方向に並列配置した少なくとも第１消化槽および第２消化槽を備え、
前記第１消化槽の前記通過域と前記第２消化槽の前記流動域の上部とを連通する連通路を備え、
前記第１消化槽には、前記スラリー供給ポンプによって前記有機性スラリーが供給され、
前記第２消化槽には、前記連通路を通って前記第１消化槽から前記消化液が供給され、
前記消化液引抜ポンプは、前記第２消化槽の前記通過域から前記消化液を吸引して槽外に排出する請求項３に記載の有機性スラリーの嫌気性消化処理システム。
【請求項５】
有機性スラリーを嫌気性微生物によって分解する有機性スラリーの嫌気性消化処理方法であって、
嫌気性消化槽の槽内に投入された処理対象の有機性スラリーの液面から所定の深さの位置に、下方に向かって先細り形状をした有機性スラリー吸い込み用の潜り堰を配置し、
前記槽内における前記潜り堰よりも槽内底面に近い位置に、有機性スラリー還流用の放出口を配置し、
前記有機性スラリーの一部を、前記潜り堰から前記嫌気性消化槽の槽外に強制的に吸い出して、前記放出口から前記槽内に戻す動作を継続して、
前記槽内において、前記有機性スラリーの上下方向の循環流を形成することを特徴とする有機性スラリーの嫌気性消化処理方法。
【請求項６】
前記潜り堰から前記槽外に吸い出された前記有機性スラリーを加温して、前記放出口から前記槽内に戻す請求項５に記載の有機性スラリーの嫌気性消化処理方法。
【請求項７】
前記放出口と前記槽内底面との間の位置において、発酵用床盤によって、前記槽内を、一部を連通状態に保持した状態で上下に仕切り、
前記放出口から前記発酵用床盤の上面に向けて前記有機性スラリーを戻し、
前記発酵用床盤の上側の槽内上部に、前記有機性スラリーおよび当該有機性スラリーが前記嫌気性微生物によって分解されて生成される消化液が強制的に循環させられる流動域を形成し、
前記発酵用床盤の下側の槽内底部に、前記分解が進行して流動性の高まった前記消化液の通過域を形成し、
前記発酵用床盤の前記上面に、前記有機性スラリーの未発酵粒子を一時的に沈殿あるいは堆積させて加水分解および酸発酵を促進させる発酵域を形成し、
前記通過域から前記消化液を前記槽外に排出して回収する請求項５または６に記載の有機性スラリーの嫌気性消化処理方法。
【請求項８】
前記嫌気性消化槽として、少なくとも、第１嫌気性消化槽および第２嫌気性消化槽を配置し、
前記第１嫌気性消化槽の前記通過域から前記槽外に排出した前記消化液を、前記第２嫌気性消化槽に投入し、
当該第２嫌気性消化槽において前記消化液に対して再度、嫌気性消化処理を施す、
請求項５、６または７に記載の有機性スラリーの嫌気性消化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嫌気性微生物を用いて有機物を分解してメタンガスを生成する嫌気性消化法を利用した有機性スラリーの嫌気性消化処理システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
嫌気性消化法には、消化温度の観点から分類すると無加温消化法と加温消化法があり、加温消化法には中温消化法と高温消化法がある。また、消化槽の形状には、亀甲形、そろばん珠形、卵形等があり、槽内の撹拌方法には、ガス撹拌、プロペラ式機械撹拌、ドラフトチューブ式の機械撹拌およびガス撹拌等がある。さらに、嫌気性消化に複数の原料を供する混合嫌気性消化法、槽内に発酵微生物を保持する固定化法、投入原料を高温加圧、破砕等によって液状化する方法等がある。
【０００３】
嫌気性消化法を用いた処理方法、処理システムは広く知られており、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
嫌気性消化法は、有機物の生物学的な安定化と合わせて有用なエネルギー資源であるメタンガスを産することから、重要な技術として普及拡充が望まれてきている。それにも拘わらず、嫌気性消化法による有機物の処理方法が普及しない大きな理由は、消化槽内での十分な混合撹拌を維持するために投じられてきた槽の構造形式および撹拌形式には、その建設や製作導入に高度な技術を要し、技術上、経済上、また、稼働エネルギーの観点から、大きな制限があったためである。
【０００６】
すなわち、嫌気性消化法の導入が進んでいない大きな理由は、建設コストが非常に高いことにある。本発明者は、この点を解消するために原因を詳細に調べた結果、大きく分けて次の二つの事項が関係していることを見出した。一つは、消化槽の形状・構造が施工する上で難しい造りとなっていることであり、もう一つは、槽内における消化液の撹拌が機械式となっており、装置の設置費用が高額となっていることである。
【０００７】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、消化槽の形状や規模に影響されずに、簡単かつ廉価に、しかも多大な稼働エネルギーを必要とすることなく、円滑な生物反応を維持できる有機性スラリーの嫌気性消化処理システムおよび方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明者は、消化槽が単純な立体構造であっても槽内において消化液が円滑に流動して十分に発酵が進むようにした有機性スラリーの嫌気性消化処理方法および嫌気性消化処理システムを案出した。
【０００９】
＜本発明の原理１＞
本発明者は、消化槽の内部を単なる水槽とみなして、そこに静止している水を少ないエネルギーで槽内を如何に流動させるのかについて検討した。静水圧は水深に比例し、荷重・圧力は垂直方向に作用しており、言い換えると、水槽の底部に設けた排水口に取り付け
た栓を抜くと、水槽内における排水口の真上の水が排水口から流れ落ち、その真上の水面部分の水位が低下する。この結果、水位の低下した部分に周囲の水が流れ込んでくる。本発明者は、この現象を工学的に応用して流動誘導管機構を案出した。
【００１０】
本発明の流動誘導管機構では、消化槽に投入された有機性スラリーの液面から任意の深さの所に、吸い込み用の潜り堰が設けられた漏斗構造物を配置する。潜り堰を有する漏斗構造物の中心底部は、パイプ（流動誘導管）を用いて、消化槽の槽外に配置した加温装置を介して循環ポンプに連通させ、循環ポンプの吐出口を、パイプ（流動誘導管）によって再び消化槽の槽内に連通させる。これにより、消化槽内の有機性スラリーは、循環ポンプによって、潜り堰を備えた漏斗構造物から吸引されて加温装置を経由して再び消化槽内に放出される。この流れによって、消化槽内において有機性スラリーあるいは消化液が強制的に上下方向に流動させられる。
【００１１】
潜り堰の設置深さ、漏斗構造物の大きさは、有機性スラリーの性状と消化槽の容量・形状等から決定することができる。また、加温装置と有機性スラリーとの間の熱交換部は、閉塞を生じない二重管構造を取り、循環ポンプには、流量および回転方向可変プログラムにより作動する機構を採用することができる。
【００１２】
＜本発明の原理２＞
次に、種類の異なる有機物を破砕・混合して生成される有機性スラリーを嫌気性消化処理する場合には、当該有機性スラリー中には、粒径が数十ミクロンメートルから２〜３ｃｍと、大幅に異なる大きさの粒子が幅広く存在する。これらの大きさの異なる（質量の異なる）粒子が消化槽内を円滑に流動するためには、粒径が最大の粒子を流動させることができる大きな流速の液流が生じるように、大きな撹拌エネルギーを投入する必要がある。この結果、多大な稼働エネルギーが必要となり、撹拌機構も大がかりでコストが嵩む。この投入エネルギーを抑制する方法として、本発明者は、大きな粒子を、強制的に流動させずに、静止した状態で加水分解、酸発酵が起こる場を確保するために、発酵用床盤を消化槽内に設けることを案出した。
【００１３】
本発明の発酵用床盤は、消化槽の底部から任意の高さに設置する。発酵用床盤の上側は消化が進行している領域であり、上記の流動誘導管機構の作用によって、消化液に強制的な流動が生じる流動域となる。有機性スラリーに含まれる大きな粒子は流動から離脱して発酵用床盤の上面に落ちて、そこに溜まる。発酵用床盤の上面は、そこに留まる大きな有機物粒子を静止した状態で加水分解を促進させる領域となる。発酵用床盤の下側は、発酵用床盤の上側での反応（消化）が進行、終了した消化液が通過する構造をした通過領域（空間部分）となっており、この通過領域から消化液を槽外に排出する。これにより、過剰な流動エネルギーを抑制でき、また、未発酵粒子の引抜きを防止することができる。
【００１４】
さらに具体的に説明すると、本発明による嫌気性消化処理システムは、
有機性スラリーの嫌気性消化処理が行われる消化槽と、
前記消化槽に前記有機性スラリーを供給するスラリー供給ポンプと、
前記消化槽から嫌気性消化処理によって生成される消化液を排出する消化液引抜ポンプと、
前記消化槽に供給された前記有機性スラリーを加温する加温装置と、
前記消化槽内での前記有機性スラリーの嫌気性消化反応の円滑化を図る消化槽内円滑反応装置と、
を有しており、
前記消化槽内円滑反応装置は、前記消化槽の槽内において前記消化液を流動させて発酵を促進させるための流動誘導管機構を備えており、
前記流動誘導管機構は、前記消化槽の槽内から槽外に引き出された後に再び槽内に戻る
流動誘導管と、当該流動誘導管に沿って前記有機性スラリーを循環させる循環ポンプとを備え、前記循環ポンプは前記消化槽の槽外に配置されており、
前記流動誘導管の一方の端には、前記槽内における前記有機性スラリーの液面から所定の深さの位置に配置した有機性スラリー吸い込み用の潜り堰が形成され、
前記流動誘導管の他方の端には、前記槽内における前記潜り堰よりも下方の位置において下向き状態に配置されている有機性スラリー放出口が形成されていることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明において、前記消化槽内円滑反応装置は、前記有機性スラリーに含まれている相対的に粗大な有機物の可溶化分解のための発酵用床盤を備えており、
前記発酵用床盤は、前記有機性スラリー放出口の下側における前記槽内底面から所定の高さ位置に配置されて、前記槽内を当該位置において一部が連通した状態で上下に仕切っており、
前記発酵用床盤の上側の槽内上部には、前記有機性スラリーおよび当該有機性スラリーが前記嫌気性微生物によって分解されて生成される消化液が強制的に循環させられる流動域が形成され、
前記発酵用床盤の下側の槽内底部には、前記分解が進行して流動性の高まった前記消化液の通過域が形成され、
前記発酵用床盤の上面には、前記有機性スラリーの未発酵粒子を一時的に沈殿あるいは堆積させて加水分解および酸発酵を促進させる発酵域が形成されており、
前記消化液引抜ポンプは、前記通過域から前記消化液を吸引して槽外に排出することを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した有機性スラリーの嫌気性消化処理システムを示す説明図である。
【図２】４基の四角槽を備えた嫌気性消化処理システムの一例を示す平面構成図および配列状態の説明図である。
【図３】３基の三角槽を備えた嫌気性消化処理システムの一例を示す平面構成図および配列状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した有機性スラリーの嫌気性消化処理システムの実施の形態を説明する。
【００１８】
［システム構成］
図１は本実施の形態に係る嫌気性消化処理システムの説明図である。この図を参照して説明すると、嫌気性消化処理システム１は、有機性スラリーの嫌気性消化処理が行われる気密・水密性の筒状の消化槽２を備えている。消化槽２の上端部からは、その槽外に配置されているスラリー供給ポンプ３によって、処理対象の有機性スラリー４がスラリー供給管５を介して投入される。
【００１９】
消化槽２において嫌気性微生物によって有機性スラリー４が分解処理される途中に発生するメタンガス等の消化ガス６は消化槽２の先端部に開口する通気管７を介して槽外に排出して回収利用される。消化槽２において生成された消化液４Ａは、消化液引抜ポンプ８によって、消化液引抜管９を介して槽外に引き抜かれて所定の場所に回収され、後段の脱水処理や乾燥処理等の所定の処理が施される。
【００２０】
消化槽２には、その槽内に供給された有機性スラリー４あるいは発酵中の消化液４Ａを加温する加温装置１０、および、槽内での有機性スラリー４の嫌気性消化反応の円滑化を
図るための消化槽内円滑反応装置１１が付設されている。加温装置１０は槽外に配置されており、後述のように循環する有機性スラリーあるいは消化液との間で熱交換を行って、これらを所定の温度に加温する。
【００２１】
本例の消化槽内円滑反応装置１１は、消化槽２の槽内において、有機性スラリー４あるいは発酵中の消化液４Ａを流動させて発酵を促進させるための流動誘導管機構１２と、有機性スラリー４に含まれている相対的に粗大な有機物４Ｂの可溶化分解のための場所を槽内に提供するための発酵用床盤１３とを備えている。
【００２２】
流動誘導管機構１２には、槽内を消化液等が円滑に流動するように、水理学的特性に基づく構造を採用している。流動誘導管機構１２は、消化槽２の槽内から槽外に引き出された後に再び槽内に戻る流動誘導管１４と、この流動誘導管１４を通して有機性スラリー４あるいは消化液４Ａを循環させる循環ポンプ１５とを備えている。循環ポンプ１５は槽外に配置されており、流動誘導管１４は加温装置１０の熱交換部１０ａを経由するように引き回されている。この加温装置１０の熱交換部１０ａにおいて、有機性スラリー４あるいは消化液４Ａとの間で熱交換が行われて、これらが所定の温度に加温される。
【００２３】
流動誘導管１４の一方の端部には、槽内における有機性スラリー４の液面Ｌから所定の深さの位置に配置した有機性スラリー吸い込み用の潜り堰１６が形成されている。潜り堰１６は、上方に開口した吸い込み口１６ａを備えた漏斗形状をしており、槽内における横断面上のほぼ中央に配置されている。流動誘導管１４は、この潜り堰１６の中央底部１６ｂから真下に延びた後に横方向に折れ曲がって槽外に延び、加温装置１０の熱交換部１０ａを通って循環ポンプ１５の吸入口に繋がっている。
【００２４】
これに対して、流動誘導管１４の他方の端部には、槽内における潜り堰１６の真下の位置において、下向きに開口する放出口１７が形成されている。この放出口１７に繋がる流動誘導管１４の部分は槽外に延びて循環ポンプ１５の吐出口に繋がっている。
【００２５】
次に、流動誘導管機構１２の発酵用床盤１３は、流動誘導管１４の放出口１７の真下において、消化槽２の槽内底面２ａから所定の高さ位置の所に配置されている。発酵用床盤１３は例えば消化槽２の横断面形状よりも一回り小さな輪郭形状をした平板部材であり、槽内において水平に配置されている。この発酵用床盤１３によって、槽内は、一部が連通した状態で実質的に上下に仕切られている。本例では、発酵用床盤１３の外周縁１３ａと槽内周面２ｂとの間に円環状の連通部１８が形成されている。消化液引抜管９の口９ａは発酵用床盤１３の下側の中央に位置している。
【００２６】
発酵用床盤１３は、発酵対象の有機性スラリー４に含まれている粗大有機物を、この発酵用床盤１３の上面１３ｂに一時的に留め（沈殿、堆積させ）、加水分解と酸発酵を促すための機能を備えている。また、消化槽２に投入された有機性スラリー４の一部が未発酵の状態のまま消化液４Ａとして槽外に排出されることを防止する機能を備えている。
【００２７】
［消化槽内円滑反応装置の動作］
本例の嫌気性消化処理システム１においては、処理対象の有機性スラリー４が消化槽２に投入され、その液面Ｌが潜り堰１６の吸い込み口１６ａよりも所定の高さの位置となるように設定される。この状態で槽内において、嫌気性微生物による有機性スラリー４の分解が行われる。処理中においては、消化槽内円滑反応装置１１の流動誘導管機構１２を駆動して（循環ポンプ１５を駆動して）、潜り堰１６の吸い込み口１６ａから有機性スラリー４を吸い込み、流動誘導管１４を通して再び槽内の放出口１７に戻す循環動作を継続させる。
【００２８】
循環する有機性スラリー４は、槽外の加温装置１０の熱交換部１０ａを経由して加温されて槽内に戻る。これにより槽内温度が生物分解に適した加温状態に維持される。また、流動誘導管機構１２によって有機性スラリー４を循環させることで、槽内には、下側の放出口１７から放出されて上側の吸い込み口１６ａに向かう液体流が形成される。これにより、槽内には、有機性スラリー４が上下方向に強制的に流動させられて上下方向に循環流が形成される。これにより、有機性スラリー４の分解反応が促進され、また、槽内には、全体として均一な分解反応状態が形成される。
【００２９】
また、槽内には、その槽内底面２ａから所定の高さ位置に発酵用床盤１３が配置されており、発酵用床盤１３の外周側の円環状の連通部１８を除き、槽内が上下に仕切られている。したがって、有機性スラリー４に含まれる粗大有機物等は、循環流に乗って循環することなく、発酵用床盤１３の上面１３ｂに留まり、ここにおいて、加水分解および酸発酵が促進される。換言すると、槽内において粗大有機物を流動させるための大きなネルギーを投入する必要がない。
【００３０】
また、発酵用床盤１３によって槽内が上下に仕切られて、その外周側に上下の連通部１８が形成されている。よって、槽内に強制的に形成された循環流は、図において矢印で示すように、発酵用床盤１３の上側において循環すると共に、その一部が発酵用床盤１３の下側を経由して循環する。
【００３１】
したがって、発酵用床盤１３の上側の槽内上部には、有機性スラリー４および当該有機性スラリーが前記嫌気性微生物によって分解されて生成される消化液４Ａが強制的に上下方向に循環させられる流動域が形成される。また、発酵用床盤１３の下側の槽内底部には、分解が進行して流動性の高まった消化液４Ａの通過域が形成される。さらに、発酵用床盤１３の上面１３ｂには、有機性スラリーの未発酵粒子を一時的に留めて（沈殿あるいは堆積させて）加水分解および酸発酵を促進させる発酵域が形成される。
【００３２】
消化液引抜管９の口９ａは、発酵用床盤１３の下側の通過域に開口している。したがって、十分に発酵した後の消化液を槽外に排出することができ、未発酵のままの有機性スラリーが槽外に排出されてしまうことを防止あるいは抑制できる。
【００３３】
［その他の実施の形態］
ここで、消化槽２の規模が大きい場合、耐震構造を容易に構成できるようにするため等の観点から、槽高を低くして、平面的に広い槽構造とすることが必要とされる場合がある。このような場合には、図２、図３に示すように、消化槽として、複数の消化槽を並列配置した構造のものを使用することができる。
【００３４】
図２（ａ）は複数基の消化槽を備えた嫌気性消化処理システムの一例を示す平面構成図であり、図２（ｂ）は消化槽の配列状態の説明図である。これらの図に示す嫌気性消化処理システム２０では、消化槽２として、４基の矩形筒形状の第１段〜第４段の消化槽２２（１）〜２２（４）を縦横に２基ずつ連結した構造のものを用いている。各段の消化槽２２（１）〜２２（４）には、流動誘導管機構１２および発酵用床盤１３を備えた消化槽内円滑反応装置１１が配置されている。
【００３５】
また、第１段の消化槽２２（１）には、スラリー供給ポンプ３から処理対象の有機性スラリー４が供給される。これに対して、第１段および第２段の消化槽２２（１）、２２（２）の間においては、第１段の消化槽２２（１）の槽内底部側の通過領域を第２段の消化槽２２（２）の槽内上部に連通する垂直連通路２３（１）が取り付けられている。同様に、隣接する消化槽の間に、それぞれ、垂直連通路２３（２）、２３（３）が取り付けられている。
【００３６】
さらに、最終段である第４段の消化槽２２（４）の槽内底部側の通過領域に、消化液引抜管９が接続され、消化液引抜ポンプ８によって処理後の消化液を排出できるようになっている。処理中においては、消化液引抜管９から排出される消化液を、還流管２４を介して、第１段の消化槽２２（１）の槽内上部に還流させるためのポンプ２５が配置されている。また、この還流管２４は加温装置１０の熱交換部１０ａを通って加温されるようになっている。これにより、有機性スラリーあるいは消化液は、第１段から第４段の消化槽２２（１）〜２２（４）を経由して循環しながら処理される。
【００３７】
図３（ａ）は異なる形状の複数基の消化槽を備えた嫌気性消化処理システムの一例を示す平面構成図であり、図３（ｂ）は消化槽の配列状態の説明図である。これらの図に示す嫌気性消化処理システム３０では、消化槽２として、３基の三角筒形状の第１段〜第３段の消化槽３２（１）〜３２（３）をタンデムに連結した構造のものを用いている。各段の消化槽３２（１）〜３２（３）には、流動誘導管機構１２および発酵用床盤１３を備えた消化槽内円滑反応装置１１が配置されている。
【００３８】
また、第１段の消化槽３２（１）には、スラリー供給ポンプ３から処理対象の有機性スラリー４が供給される。これに対して、第１段および第２段の消化槽３２（１）、３２（２）の間においては、第１段の消化槽３２（１）の槽内底部側の通過領域を第２段の消化槽３２（２）の槽内上部に連通する垂直連通路３３（１）が取り付けられている。同様に、隣接する消化槽の間に、それぞれ、垂直連通路３３（２）が取り付けられている。
【００３９】
最終段である第３段の消化槽３２（３）の槽内底部側の通過領域に、消化液引抜管９が接続され、消化液引抜ポンプ８によって処理後の消化液を排出できるようになっている。処理中においては、消化液引抜管９から排出される消化液を、還流管３４を介して、第１段の消化槽３２（１）の槽内上部に還流させるためのポンプ３５が配置されている。また、この還流管３４は加温装置１０の熱交換部１０ａを通って加温されるようになっている。これにより、有機性スラリーあるいは消化液は、第１段から第３段の消化槽３２（１）〜３２（３）を経由して循環しながら処理される。
【００４０】
［嫌気性消化処理システムおよび方法の利点］
本発明による嫌気性消化処理システムおよび方法によれば以下の利点が得られる。
（施工性）
本発明のシステムは、その構造、形状が一般的な槽として通常見られる形態で構成できる。よって、通常の鉄筋コンクリート構造物、鋼板製構造物を施工できる業者であれば、容易に施工することができる。
（維持管理性）
本発明のシステムの槽内には稼働機構が存在せず、稼働機構は槽外に装備されるポンプと加温装置のみである。よって、保守点検点数が極めて少なく、維持管理性に優れている。
（省エネルギー性）
従来のこの種の嫌気性消化処理システムの消化槽に装備されていた撹拌装置と、本例の流動誘導管機構１２の一日当たりの電力消費量を比較する実験を行った。嫌気性消化槽の容積が４０００ｍ３の場合において、以下に示す結果が得られ、本発明のシステムが省エネルギー型となっていることが実証された。
＜従来撹拌方式＞
ガス撹拌式：８８８ｋＷｈ／日
スクリュー式：２２２ｋＷｈ／日
水中プロペラ式：２４０ｋＷｈ／日
インペラ式：８８．８ｋＷｈ／日
＜本発明方式＞
５５．１ｋＷｈ／日
（従来の消化槽への適用性）
本発明は、従来の嫌気性消化槽および設備を更新する際に適用できる。また、槽の上部には荷重を掛ける構造物が配置されないので、嫌気性消化槽にとって強度的に有利であり、また、施工性にも優れている。さらに、槽内に配置する流動誘導管機構および発酵用床盤の施工は、新設の場合と全く変わらずに容易に行うことができる。
（経済性）
本発明を適応した消化槽を含むシステムは、特別な材料を必要とせず、特別な技術を必要とせず容易に施工できるので、建設費を従来法よりも大幅に削減できる。また、発生する消化ガスを用いた発電や、そこからの発電廃熱を利用した消化槽の加温と消化汚泥の乾燥も可能であり、従来よりも経費削減が期待できる。
【００４１】
［本発明の具体的適用例］
上記の利点を備えた本発明のシステムおよび方法は具体的には次のように広範に適用できる。
（適用例１）
本発明のシステムおよび方法は、有機性スラリーからメタンガスを産することを目的とする全ての嫌気性消化法に適用できる。
（適用例２）
本発明のシステムおよび方法は、従来の嫌気性消化槽の改築、更新を図る場合においても、従来技術よりも容易に導入が可能である。
（適用例３）
上記の適用１、２の実現に際しては、従来の加温方法や投入原料の前処理方法、発酵微生物の固定化方法等が支障なく適用できる。
（適用例４）
嫌気性消化装置として新設する場合にあっては、消化槽の形状、構造および規模は、平面的に円形、角形などの形状を問わず、立面的には耐震性を容易に確保できれば、形状を問わず、構造は水密性と気密性を確保できれば、材質、施工法を問わない。これらを満足する大小の全ての規模の消化槽に適用できる。
【符号の説明】
【００４２】
１  嫌気性消化処理システム、２  消化槽、２ａ  槽内底面、２ｂ  槽内周面、３  スラリー供給ポンプ、４  有機性スラリー、４Ａ  消化液、４Ｂ  粗大有機物、５  スラリー供給管、６  消化ガス、７  通気管、８  消化液引抜ポンプ、９  消化液引抜管、９ａ  口、１０  加温装置、１０ａ  熱交換部、１１  消化槽内円滑反応装置、１２  流動誘導管機構、１３  発酵用床盤、１３ａ  外周縁、１３ｂ  上面、１４  流動誘導管、１５  循環ポンプ、１６  潜り堰、１６ａ  吸い込み口、１６ｂ  中央底部、１７  放出口、１８  連通部、２０  嫌気性消化処理システム、２２（１）〜２２（４）  消化槽、２３（１）〜２３（３）  垂直連通路、２４  還流管、２５  ポンプ、３０  嫌気性消化処理システム、３２（１）〜３２（３）  消化槽、３３（１），３３（２）  垂直連通路、３４
還流管、３５  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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