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公開番号2025099016
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023215332
出願日2023-12-21
発明の名称メタン発酵処理装置およびメタン発酵処理方法
出願人株式会社クボタ
代理人弁理士法人森本国際特許事務所
主分類C02F 11/04 20060101AFI20250626BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】メタン発酵槽内の発酵不適物を容易に排出することができるとともに、メタン発酵槽の高さを低く抑えることが可能なメタン発酵処理装置を提供する。
【解決手段】メタン発酵処理装置は、メタン発酵槽4と、メタン発酵槽4内の汚泥2を撹拌する汚泥撹拌装置6とを備え、汚泥撹拌装置6は、メタン発酵槽4内の汚泥2を循環させる循環経路15と、循環経路15に汚泥2の流れを発生させる流れ発生装置16とを有し、循環経路15は汚泥2が上向きに流れる上向経路21を有し、上向経路21は沈降経路部22を有し、沈降経路部22の流路断面積は沈降経路部22の上流側で接続されている循環経路19の流路断面積よりも大きく、沈降経路部22に沈降した沈降性物質34を外部に排出する排出部37が設けられている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
有機性の被処理物をメタン発酵処理するメタン発酵処理装置であって、
貯留した発酵汚泥で被処理物をメタン発酵させてバイオガスを生成するメタン発酵槽と、
メタン発酵槽内の発酵汚泥を撹拌する汚泥撹拌装置と、を備え、
汚泥撹拌装置は、メタン発酵槽内の発酵汚泥を循環させる循環経路と、循環経路に発酵汚泥の流れを発生させる流れ発生装置とを有し、
循環経路は発酵汚泥が上向きに流れる上向経路を有し、
上向経路は沈降経路部を有し、
沈降経路部の流路断面積は沈降経路部の上流側で接続されている循環経路の流路断面積よりも大きく、
沈降経路部に沈降した沈降性物質を外部に排出する排出部が設けられていることを特徴とするメタン発酵処理装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
循環経路の上流端がメタン発酵槽内の底部で開口し、
循環経路の下流端がメタン発酵槽内において循環経路の上流端よりも上方で開口することを特徴とする請求項１記載のメタン発酵処理装置。
【請求項３】
流れ発生装置はガスリフトポンプであり、
ガスリフトポンプはバイオガスを沈降経路部に供給する送気装置を有することを特徴とする請求項２記載のメタン発酵処理装置。
【請求項４】
流れ発生装置は機械駆動式のポンプであり、
ポンプは、沈降経路部の下流側において、循環経路に設けられていることを特徴とする請求項２記載のメタン発酵処理装置。
【請求項５】
循環経路は、メタン発酵槽内の発酵汚泥を槽外に引き抜く引抜経路と、引き抜いた発酵汚泥を槽内に返送する返送経路とを有し、
引抜経路の下流側端部が沈降経路部に接続され、
返送経路の上流側端部が上向経路に接続され、
沈降経路部は、底部に、沈降した沈降性物質を溜める貯留部を有し、
貯留部は引抜経路と沈降経路部との接続箇所よりも下方に形成されており、
排出部は貯留部に溜まった沈降性物質を外部に排出することを特徴とする請求項１記載のメタン発酵処理装置。
【請求項６】
複数台の汚泥撹拌装置がメタン発酵槽の周方向において異なる箇所に配置され、
各汚泥撹拌装置の循環経路の上流端がメタン発酵槽内の底部で開口し、
各汚泥撹拌装置の循環経路の下流端がメタン発酵槽内において循環経路の上流端よりも上方で且つ平面視においてメタン発酵槽の中心に向いて開口することを特徴とする請求項１記載のメタン発酵処理装置。
【請求項７】
複数台の汚泥撹拌装置がメタン発酵槽の周方向において異なる箇所に配置され、
各汚泥撹拌装置の循環経路の上流端がメタン発酵槽内の底部で開口し、
各汚泥撹拌装置の循環経路の下流端がメタン発酵槽内において循環経路の上流端よりも上方で且つ平面視においてメタン発酵槽の側壁面に沿った周方向のいずれか一方に向いて開口することを特徴とする請求項１記載のメタン発酵処理装置。
【請求項８】
循環経路は、メタン発酵槽内の発酵汚泥を槽外に引き抜く引抜経路と、引き抜いた発酵汚泥を槽内に返送する返送経路とを有し、
引抜経路の下流側端部が上向経路の下部に接続され、
返送経路の上流側端部が上向経路の上部に接続され、
引抜経路の上流端は、返送経路の下流端よりも、メタン発酵槽内の底部で且つ中心部に近い箇所に位置していることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のメタン発酵処理装置。
【請求項９】
メタン発酵槽の底部が平坦であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のメタン発酵処理装置。
【請求項１０】
有機性の被処理物をメタン発酵処理するメタン発酵処理方法であって、
メタン発酵槽内に貯留されている発酵汚泥で被処理物をメタン発酵させてバイオガスを生成するバイオガス生成工程と、
メタン発酵槽内の発酵汚泥を撹拌する撹拌工程と、を有し、
撹拌工程において、メタン発酵槽内の発酵汚泥が、メタン発酵槽に接続された循環経路を流れることにより、メタン発酵槽外に引き抜かれた後、メタン発酵槽内に返送され、
発酵汚泥が循環経路に形成された沈降経路部を上向きに流れる際、沈降経路部の流路断面積が沈降経路部の上流側で接続されている循環経路の流路断面積よりも拡大することによって発酵汚泥の流速が低下し、発酵汚泥に含まれた沈降性物質が沈降経路部の底部に沈降することを特徴とするメタン発酵処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性の被処理物をメタン発酵処理するメタン発酵処理装置およびメタン発酵処理方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種のメタン発酵処理装置としては、例えば図１０に示すように、メタン発酵槽１０１と、メタン発酵槽１０１の外部に接続された外部循環経路１０２とを備えたものがある。外部循環経路１０２は、メタン発酵槽１０１内の発酵汚泥１０３をメタン発酵槽１０１外に引き抜いた後にメタン発酵槽１０１内に返送する経路である。
【０００３】
外部循環経路１０２の両端部はメタン発酵槽１０１の側壁１０４に接続されている。外部循環経路１０２の流入口１０５と流出口１０６とはそれぞれメタン発酵槽１０１の側壁１０４に開口している。
【０００４】
外部循環経路１０２は発酵汚泥１０３が上向きに流れる上向経路１０７を有している。上向経路１０７には、膜分離装置１０８と散気装置１０９とが設けられている。膜分離装置１０８は平行に配置された複数枚の平板状膜カートリッジを有しており、これら膜カートリッジ間に上下方向の流路が形成されている。メタン発酵槽１０１内のバイオガスを散気装置１０９に供給する作動気体供給系１１０が設けられている。
メタン発酵槽１０１内の底部には、ピット１１１と、ピット１１１に向かって下り勾配となる傾斜面１１２とが形成されている。
【０００５】
これによると、メタン発酵槽１０１内のバイオガスが、作動気体供給系１１０を通って、散気装置１０９から気泡となって噴出される。これにより、発酵汚泥１０３が上向経路１０７を上向きに流れ、メタン発酵槽１０１内の発酵汚泥１０３が、流入口１０５から外部循環経路１０２に流入してメタン発酵槽１０１外に引き抜かれ、上向経路１０７を上向きに流れた後、流出口１０６から流出してメタン発酵槽１０１内に返送される。この際、発酵汚泥１０３は上向経路１０７を流れながら膜分離装置１０８によって固液分離される。
【０００６】
尚、上向経路１０７の流路断面積は膜分離装置１０８の膜カートリッジの存在によって縮小されており、このため、上向経路１０７を上向きに流れる発酵汚泥１０３の流速は増加する。
【０００７】
また、メタン発酵槽１０１内の発酵汚泥１０３に含まれている沈降性物質が、メタン発酵槽１０１内を沈降し、傾斜面１１２に沿って滑り落ち、ピット１１１内に貯留される。その後、バルブ１１３を開くことにより、ピット１１１内の沈降性物質が排出される。
尚、沈降性物質としては、例えば、砂、貝殻、ガラス片等の粒状物等があり、これらの物質は、メタン発酵に適さない発酵不適物と呼ばれている。
上記のようなメタン発酵処理装置１００は例えば下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００１－１７０６３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上記の従来形式では、メタン発酵槽１０１内の沈降性物質を排出するために、メタン発酵槽１０１内の底部に傾斜面１１２とピット１１１とを設けているので、メタン発酵槽１０１内の容量を確保するためには、メタン発酵槽１０１の高さＨが増大するといった問題がある。
【００１０】
本発明は、メタン発酵槽内の沈降性物質を容易に排出することができるとともに、メタン発酵槽の高さを低く抑えることが可能なメタン発酵処理装置およびメタン発酵処理方法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】
（【００１１】以降は省略されています）

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