JP4631043B2

JP4631043B2 - メタン発生方法及びそれに用いる二相式メタン発生装置

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Publication number: JP4631043B2
Application number: JP2003313323A
Authority: JP
Inventors: 孝昭前川; 伝平馮; 武雄井上
Original assignee: 国立大学法人筑波大学
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2023-09-04
Also published as: JP2005081182A

Description

本発明は、熱エネルギーと電気エネルギーとを利用して、下水汚泥や家畜糞尿のような有機物含有廃棄物中の有機物を完全分解し、高い生産量でスラッジの生成なしにメタンガスを発生させる方法及びそれに用いる二相式メタン発生装置に関するものである。

下水汚泥や家畜糞尿を含む種々の有機物含有廃棄物をメタン発酵させてメタン系燃料ガスを生産する方法は、工業的に広く行われており、そのためにメタンガスの収容量に応じてガスホルダーの容量を変えるための上下可動天蓋を有するガスホルダーを内蔵した容量可変ガスホルダー型反応装置、ガスホルダーが発酵槽上部に固定されたガスホルダー固定型反応装置及び下水処理場で嫌気性処理を行うのに慣用されている下水消化槽、酸発酵槽及びメタン発酵槽を含む二相型反応装置などが開発され、実用に供されている。

しかしながら、これまで下水処理において実用化されているメタン発生装置は、バイオガスの生産速度が低く効率が劣るため、これを改善するものとして二相式メタン発酵装置が提案されている。このような装置としては、例えば光合成細菌を固定化した担体を収容した好気反応槽と、酸発酵槽及びメタン発酵槽からなる二相式メタン発酵槽とを備えた有機系廃水浄化装置（特許文献１参照）、発酵処理用の供給液を収容する発酵槽、上部空間をメタンガスホルダーとしたガスホルダー型メタン発酵槽とから構成された二相メタン発酵用反応装置（特許文献２参照）がある。

前者は光合成菌を酸発酵槽の好気的条件下で培養し、この際発生する熱をメタン発酵槽の加温に利用するものであるが、メタンの回収率が低下する欠点を有するし、また後者はガス貯留槽のガス圧力を利用して液を輸送する機構を有し、無動力で液体を酸発酵室よりメタン発酵室に移送しうるという利点はあるが、ガスを利用するシステムと連結しないと液体の移送ができない上、プラグフローの流路長さが十分に確保されず、またガス撹拌手段を備えられないためメタン菌の分散ができないなどの欠点がある。

特開２０００−３３３９４号公報（特許請求の範囲その他）特願２００１−５１４０７４号（特許請求の範囲その他）

本発明は、前記した従来の二相式メタン発生装置を用いたメタン発生方法のもつ欠点やスラッジの減容化が図れないという欠点を克服し、さらにメタン発酵に伴う発生熱の有効利用を図り、バイオガス利用を優先させる自律型メタン発生方法としての効率を向上させるとともに、さらにメタン発酵方法における消化脱離液中のＣＯＤ、全窒素分、全リン含有量の除去率を高め、またアンモニア態窒素の含有量を低下させることにより、排水の河川中への放流を可能にした方法及び装置を提供することを目的としてなされたものである。

本発明者らは、二相式メタン発生装置を用いたメタン発生方法についてその効率を高めるために鋭意研究を重ねた結果、ガス利用系としての内燃機関である小型マイクロガスタービンエンジン又は外燃機関として性能が向上したスターリングエンジン又は燃料電池などを、熱・電供給システムとしてメタン発生装置内に配置し、メタン発生過程における発生熱を有効に利用するとともに、バイオガス利用を優先させる自律型メタン発生装置としての性能を向上させるよう装置の構造に工夫を加えることにより、上記の課題を解決しうることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、有機物質含有廃水に酸発酵及びメタン発酵を連続的に行わせてメタンを発生させる方法において、酸発酵部とメタン発酵部とを、内部に熱交換器が付設された隔壁を介して一体的に構成した発生装置を用いるとともに、発生装置内に熱及び電気エネルギーの生成機構を配設し、この方法における必要な電力の供給及びメタンの発酵液の加温に必要な熱の供給を行わせることを特徴とするメタンの発生方法、及び酸発酵部とメタン発酵部とを有する二相式メタン発生装置において、酸発酵部とメタン発酵部とを隔壁を介して一体的に結合した横型円筒状タンクに構成するとともに、内燃機関又は外燃機関又は燃料電池と蓄熱部よりなる熱電供給機構を設け、かつ燃料電池等で発生した電気エネルギーを内部動力として利用するための手段及び蓄熱部からの熱エネルギーを酸発酵部とメタン発酵部の加温に利用するための手段を備えたことを特徴とする二相式メタン発生装置を提供するものである。

本発明方法においては、熱及び電気エネルギーの生成機構を配設したメタン発生装置を用いることが必要である。このようなメタン発生装置を用いることにより、保温を簡単に行うことができ、発生する熱エネルギーの８０〜９０％をメタン発生部の保温に利用することができる。また、この方法において、消化脱離液処理及びスラッジ処理を付加した場合は、これらの処理より生じた熱エネルギーの２０〜４０％をメタン発酵に利用することができる。

次に、本発明方法においては、発生ガス中に含まれる硫化水素の脱硫及び発生ガス中の二酸化炭素の酸素又はメタンへの変換を生物学的に行うのが好ましい。
本発明のメタン発生方法により得られる発生ガス中には、２０００〜４０００ｐｐｍの硫化水素が含まれているが、外燃機関では１００ｐｐｍ以下、内燃機関では１０ｐｐｍ以下、燃料電池では０．０ｐｐｍ以下が要求されているため、それに適合するように脱硫処理しなければならない。

しかしながら、従来の酸化鉄ペレットを用いる処理では、低減値に限度があり、かつ処理コストが高いため実用的でない。
本発明方法における生物学的処理によれば、光エネルギーを利用し、二酸化炭素を栄養源として、紅色イオウ細菌（Ｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ属）又は緑色イオウ細菌（Ｃｈｌｏｒｏｂｉｕｍ属）のような嫌気性脱硫菌を作用させることによって、簡単にかつ安価に脱硫することができる。
また、別の栄養源を用いるときは、脱硫菌として硫酸還元菌（Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｌｏ属）を利用することもできる。

そして、紅色イオウ細菌と緑色イオウ細菌は光合成細菌であり、これを用いた場合にはメタン菌濃度を上昇させることができるので好ましい。また、硫酸還元菌は、ＣＯ₂／Ｈ₂資化性メタン菌例えばメタノコックス属（Ｍｅｔｈａｎｏｃｏｃｃｕｓ）やメタノスピリルム属（Ｍｅｔｈａｎｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ）と共生下、水の電気分解由来の水素を供給することにより、メタン濃度を９５〜９９％まで高めることができるので好ましい。
このように、本発明方法に生物的脱硫や生物的メタネーションを組み合わせることにより、発生ガスの精製を簡単に行うことができる。

次に本発明方法及び装置を添付図面に従って説明する。
図１は本発明方法を実施するのに好適な装置の１例を示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿った横断面図である。

これらの図において酸発酵部１とメタン発酵部２とは連結し、全体として横型円筒状タンク３を構成している。原料の有機物質含有廃水は、パイプ４を介して酸発酵部１に導入され、酸発酵したのち、ガス貯留室５の圧力を利用して隔壁６に設けられたパイプ７を通ってメタン発酵部２に送られる。このメタン発酵部２では、メタン菌を担持した板状ロックウール又はグラスウールからなる担体８，…が複数個流線に対し垂直に立設され、これにより流線を伸長し、メタン菌と液との接触時間を長くするようになっている。

また、未分解物である粒子状のスラッジを排出し、回収するために、酸発酵部１とメタン発酵部２の下部に、スラッジ回収用とい９が設けられている。そして、このとい９は、横型円筒状タンク３内において、メタン発酵部２の酸発酵部１との接合端と反対側の端部付近に付設された消化脱離液室１０の方向に向って下方に傾斜して配置されている。このとい９の頂部には、酸発酵部１及びメタン発酵部２における沈殿物を取り入れるために、複数の孔１１，…が穿設されている。また、このとい９の下部には、下面に小孔を有するパイプ１２をガス貯留室５との間にブロア１３を介して配管し、これを通してガスを噴出させ、撹拌することによってスラッジに付着したメタン菌を脱離、分散させ、メタン発酵を促進させる。
なお、本発明装置における横型円筒状タンクには、断面正円状のもののみでなく、断面長円状のものも包含される。

酸発酵部１とメタン発酵部２とは、図３に示すような断面の外フランジ２０及び内フランジ２１からなるフランジ接続構造の隔壁６により分割され、メタン発酵部２の内部に支持用部材８´により装着された担体８，…を必要に応じて随時交換しうるようになっている。この隔壁６には酸発酵部１とメタン発酵部２との連通部１８及びメタン排出孔１９が設けられている。さらに、この隔壁６には温水熱交換器１４及び貯湯槽１５が付設され、熱電供給機構１６から送られてくる温水を貯蔵し、これをタンク内に配設されたポンプ１７により熱交換器１４へ送って、この熱エネルギーを酸発酵部１とメタン発酵部２の加温に使用する。本発明においては、このようにして酸発酵部１及びメタン発酵部２は常に３０〜３６℃の範囲に保たれている。上記のポンプ１７は、それぞれの発酵部１及び２に備えられた温度センサー（図示せず）により検知された温度に基づいてその作動が制御されている。

本発明装置においては、熱電供給機構１６に、外燃機関のスターリングエンジンと燃料電池を配設し、これにより発生させた直流電力を蓄電池に蓄え、周波数変換手段により１１０Ｖ及び２２０Ｖの交流に変換して内部動力として用いるのが好ましい。また、電力供給の安定化を図るために、太陽電池を付設して直流電力を供給するのが好ましい。

このようにして得られる外燃機関のスターリングエンジンの電力発生効率は約１０％であり、温水温度６０℃に換算した熱エネルギーとしての変換効率は６５〜７０％、総合効率は７５〜８０％であった。そして、温水として得た熱エネルギーの１０〜３０％がメタン発酵装置の保温に利用されることになるので、外部で利用しうる熱エネルギーは７０〜９０％である。しかしながら、断熱材を用いる保温効率の向上、メタン発酵装置外側部への熱交換用蛇管の取り付けなどにより、さらに利用可能な熱エネルギーの割合を大きくすることができる。

本発明方法においては、電気化学的廃水処理を併用するのが好ましい。
この電気化学的廃水処理は、酸化チタンのような遷移金属酸化物で被覆した金属表面に数百ボルトの電子を照射して水酸基ラジカルや酸素ラジカルを発生させることにより、アンモニア態窒素やリン酸態リンを分解して、前者を窒素ガス体に変換して無害化し、後者を酸化リンの沈殿として除去するものであるが、本発明方法におけるメタン発酵消化脱離液に対しては、この処理のみでは有効でない。それは、本発明方法におけるメタン消化脱離液には、多くの懸濁性物質（ＳＳ）が含まれ、これが電子照射を妨害し、陽極電圧を著しく低下させるためである。

したがって、本発明方法においては、懸濁性粒子を含む消化脱離液に鉄電極を浸漬し、２０〜５０Ｖの直流電流を通電して、液中に微量の二価鉄イオンを溶解させる処理をあらかじめ施すことが必要である。この際、フェントン効果により酸素ラジカルが発生すると同時に水素イオンが浮遊している懸濁粒子を凝集し、沈殿させる。一方において、リン成分は、この二価鉄イオンにより、リン酸鉄として沈殿し、また酸素ラジカルによって酸化されて酸化リンとなって凝集沈殿する。

このように凝集沈殿させた処理液は、沈殿槽に移され、上澄液と沈殿物に分離され、上澄液は再度５０〜１２０Ｈｚの低周波パルス波（デューティ比８０〜１００％）で処理される。このようにしてＴｉＯ₂とＲｕＯ₂からなる混合陽極板を用い、電流密度１〜３０ｍＡ／ｃｍ²、電圧１０〜５０Ｖの条件下で、炭素源となっている全有機炭素（ＴＯＣ）を９０％以上の効率で酸化分解することができた。この際、ポリフェノールのような着色性物質も分解され脱色された。

本発明方法においては、このようなフェントン効果と低周波パルス波による組合せを２段階繰り返すカスケード方式の処理により行うのが好ましいが、さらに３段階繰り返すカスケード方式による処理を施すと除去率をいっそう高めることができる。

図４は３段階のカスケード方式による処理部はＡ、Ｂ及びＣの３段階で構成された電気化学的廃水処理システムを説明するための工程図である。この図において第２段階は低周波パルス波による照射が、また第３段階は高周波パルス波による照射がそれぞれ行われている。
ここで、カスケード方式とは、沈殿槽の上澄液がオーバーフローにより次段階に重力移動し、後続の沈殿形成が行われる方式を意味する。

本発明方法においては、５０〜１２０Ｈｚの条件下で２段階カスケード方式処理した場合、メタン消化脱離液の炭素源及びリン酸態リンを８０〜９０％の除去率で除去することができたが、全窒素成分の除去率は１０〜２０％と低かった。しかしながら、１０〜１００ｋＨｚの周波数帯の電磁波照射を行ったところ、電圧５００Ｖ、電流密度１ｍＡ／ｃｍ²、デューティ比２０％の低周波においてアンモニア態窒素の窒素ガスへの変換率は５０〜６０％に向上した。

一方、本発明装置をプレハブ構造に構成する場合、構造物の工場からの運搬には、装置直径の制限を生じるため、メタン発酵容積は道路運送法の車幅及び長さ規制によって制限されるのを免れない。特に円筒形状の装置は、長さをこの規制値以上に設計すると現場で組み立てる外はないが、この現場組立は、時間がかかる上に労務費がかさむので実用的ではない。

本発明装置においては、これを回避するために、ハウジングのタンクを長円形断面形状とすることにより、大部分を工場組立とし、現場工事を最少限とすることができる。例えばタンクの片側胴部とスラッジ回収用といを一体化することにより断面正円の円筒断面積よりも１．８〜２．３倍の断面積を持つ断面とすることができ、２分割部品に形成することにより道路交通法の規制内での運搬が可能になる。

また、本発明装置においては、発生するメタンガスに対する耐圧用補強材兼用の担体支持材を着脱可能に取り付けるためのヒンジを装着することができる。

本発明方法については、さらに以下のことが分った。
（１）圧力変動型ガス改質器（ＰＳＲ方式）により発生ガス中の二酸化炭素を吸収除去することによりメタン濃度を９５〜９９％得ることができる。一方、逆浸透膜を用いて二酸化炭素を除去すると、メタン濃度は７０〜８０％になるが、内部動力用電力との熱収支はちょうど釣合い状態であり、熱収支を発生ガスのもつエネルギー以内に止めるのは、この濃度が限界である。

（２）光リアクターにより、藻類であるクロレラ、スピルリナ又はセネデスムスを用い、メタルハライドランプを直接光源とする方法及びリアクター内部に光を供給する方法では、いずれも二酸化炭素の３０〜４０％を酸素に変換することができた。この場合、３〜５％の消化脱離液を使用し、これを１０〜２０倍の消化脱離液で希釈した培地を半連続で供給したが、二酸化炭素は酸性を示すのでリン酸緩衝液によるｐＨ制御をする必要があった。培養液のアンモニア態窒素や無機リン酸態リンの吸収除去は、ほぼ１００％に近く、電力エネルギー消費の点については、日中の太陽光利用と夜間のみを人工光源とする制御を行うことによって最少の電力消費によってメタン濃度を増大させることができた。また副生物として得られるクロレラ、スピルリナ及びセネデスムスは、食材、飼料として利用することができる。なお、光合成細菌は、酸素を発生しないが、同じような効果を奏する。

（３）出力電圧２８Ｖ、直流電力０．５ｋＷの太陽電池を組み合わせ、電気分解装置に電解水として本発明方法の電気化学的な水処理を施した処理水を供給して、水の電気分解を行い、発生した水素を除湿及び活性炭素による不純ガスを除去して精製後、メタン発生用の水素とした。
他方、発生した酸素はそのまま大気中に放出した。上記の精製水素と前記したＰＳＲ法で得た高濃度メタンガスとを混合して、３ｋＷ出力の燃料電池を作動させたところ、電力効率２０〜２８％、総合効率８０〜８５％であった。この場合、水素濃度の増加とともに電力効率の向上が認められた。
また、精製水素と高濃度メタンを別々に燃料電池に供給することにより、電力効率を２５〜３５％に向上させることができた。

本発明によると有機物質含有廃棄物からメタンガスを効率よく生産することができるので、メタンガス回収優先の発生方法として好適であるとともに、各成分を排水基準以下の含有量に低下させることができるので、下水処理、排水処理用としても好適である。

次に実施例により本発明の最良の実施形態を説明するが、これにより本発明は何ら限定されるものではない。

図１に示す構造を有し、全体積５ｍ³、酸発酵部１ｍ³、メタン発酵部３ｍ³及びガス貯留室１ｍ³とした二相式メタン発生装置を用い、豚糞尿（含水率９１％）１４４ｋｇに等量の水を加えた混合物をメタン発酵させた。１０時間の処理後、メタンガスを０．７５ｍ³／ｋｇ−ｖｓという高収率で回収することができた。また、排水中のＣＯＤは１００ｐｐｍ、全窒素量は５０ｐｐｍ、全リン量は２ｐｐｍ、懸濁性物質濃度は２０ｐｐｍであった。この場合のエネルギー収支は正の値であった。

学校給食センターから排出された生ゴミを、実施例１で用いた装置に、毎日２００ｋｇずつ供給し処理したところ、メタンガス収率は０．７２ｍ³／ｋｇ−ｖｓであった。また排水中のＣＯＤは２０ｐｐｍ、全窒素量は５ｐｐｍ、全リン量は０．５ｐｐｍ、懸濁性物質濃度は２ｐｐｍであった。またスラッジはほとんど認められず完全に分解していることが分った。
この例ではエネルギー収支は負であったが、処理後の排水の水質が良好なことから投入できる生ゴミ量は４００ｋｇ／日まで増加しうることが分った。

実施例１で得た消化脱離液を、電圧３００Ｖ、電流密度１ｍＡ／ｃｍ²、デューティ比２０％で直流を通しながら先ず低周波パルス波（１００Ｈｚ）で５分間、次いで高周波パルス波（１００ｋＨｚ）で５分間照射した。その際の全リン量（Ｔ−Ｐ）、全窒素量（Ｔ−Ｎ）、アンモニア態窒素量（ＮＨ₄−Ｎ）、全有機炭素量（ＴＯＣ）、ＢＯＤ及びＣＯＤを表１に示す。

この表から明らかなように、本発明方法によると、水中の有害成分をほぼ９０％の除去率で除去することができるので、処理水をそのまま放流することができる。

本発明によると、下水汚泥や家畜糞尿のような有機物含有廃棄物から高濃度メタンを発生することができるので、燃料用ガスの製造に利用できる上に、排出される水は有害物質が完全に除かれたものとなり、そのまま放流しうるので、水処理法としても有用である。

本発明方法を実施するのに好適な装置の１例を示す縦断面図。図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図。図１のＢ−Ｂ線に沿った横断面図。３段階のカスケード方式による電気化学的廃水処理システムを説明するための工程図。

符号の説明

１酸発酵部
２メタン発酵部
３横型円筒状タンク
４パイプ
５ガス貯留室
６隔壁
７パイプ
８担体
８´支持用部材
９スラッジ回収用とい
１０消化脱離液室
１１孔
１２パイプ
１３ブロア
１４温水熱交換器
１５貯湯槽
１６熱電供給機構
１７ポンプ
１８連通部
１９メタン排出孔
２０外フランジ
２１内フランジ

Claims

有機物質含有廃水に酸発酵及びメタン発酵を連続的に行わせてメタンを発生させる方法において、酸発酵部とメタン発酵部とを、熱交換器が付設された隔壁を介して一体的に構成した発生装置を用いるとともに、発生装置内に熱及び電気エネルギーの生成機構を配設し、この方法における必要な電力の供給及びメタンの発酵液の加温に必要な熱の供給を行わせることを特徴とするメタンの発生方法。
前記隔壁に熱交換器とともに貯湯槽が付設され、前記熱及び電気エネルギーの生成機構から送られる温水を前記貯湯槽に貯蔵する請求項１記載のメタンの発生方法。
酸発酵及びメタン発酵により生じるスラッジを排出除去しながら行う請求項１または２記載のメタン発生方法。
電気エネルギーの生成機構として内燃機関又は外燃機関又は燃料電池を用い、その燃料として発生したメタンの一部を用いる請求項１ないし３のいずれかに記載のメタン発生方法。
メタンガスの貯留量を検知し、その情報に基づき有機物質含有廃水の供給量を制御する請求項１ないし４のいずれかに記載のメタン発生方法。
酸発酵及びメタン発酵を経て生成する消化脱離液を電気化学的処理に付し、ＣＯＤ、全窒素、全リン及びアンモニア態窒素を除去する請求項１ないし５のいずれかに記載のメタン発生方法。
電気化学的処理が消化脱離液に鉄電極を陽極として浸漬し、直流電流を流すことによって二価金属鉄イオンを生成させ、懸濁粒子を凝集、沈殿させたのち、さらにその上澄液を５０〜１２０Ｈｚの低周波パルス波で処理することにより行われる請求項６記載のメタン発生方法。
５０〜１２０Ｈｚの低周波パルス波で処理後、さらに１０〜１００ｋＨｚの高周波パルス波で処理することにより行われる請求項７記載のメタン発生方法。
酸発酵及びメタン発酵を経て生成する消化脱離液の一部を培養液として、発生ガスに脱硫菌を作用させて光合成を行わせ、発生ガス中の二酸化炭素を炭水化物に変換させると同時に発生ガスから硫化水素を除去する請求項１ないし８のいずれかに記載のメタン発生方法。
酸発酵及びメタン発酵を経て生成する消化脱離液の一部を培養液として、これに硫酸還元菌と二酸化炭素資化メタン菌との共生下での生物メタネーションを行って発生ガスを精製する請求項１ないし９のいずれかに記載のメタン発生方法。
酸発酵部とメタン発酵部とを有する二相式メタン発生装置において、酸発酵部とメタン発酵部とを隔壁を介して一体的に結合した横型円筒状タンクに構成するとともに、内燃機関又は外燃機関又は燃料電池と蓄熱部よりなる熱電供給機構を設け、かつ燃料電池で発生した電気エネルギーを内部動力として利用するための手段及び蓄熱部からの熱エネルギーを酸発酵部とメタン発酵部の加温に利用するための手段を備え、酸発酵部及びメタン発酵部の上部をガス貯留室に形成し、該ガス貯留室の形状を下方液相部に対して円弧状にして、発生するガスの圧力に対してガス貯留室及びタンクを補強したことを特徴とする二相式メタン発生装置。
酸発酵部とメタン発酵部とを有する二相式メタン発生装置において、酸発酵部とメタン発酵部とを隔壁を介して一体的に結合した横型円筒状タンクに構成するとともに、内燃機関又は外燃機関又は燃料電池と蓄熱部よりなる熱電供給機構を設け、かつ燃料電池で発生した電気エネルギーを内部動力として利用するための手段及び蓄熱部からの熱エネルギーを酸発酵部とメタン発酵部の加温に利用するための手段を備え、酸発酵部及びメタン発酵部の底部を連通して酸発酵部からメタン発酵部に向けて傾斜したスラッジ排出管を設け、該スラッジ排出管に、ガス撹拌のための空気を吹き込む有孔パイプを挿入したことを特徴とする二相式メタン発生装置。
酸発酵部とメタン発酵部とを有する二相式メタン発生装置において、酸発酵部とメタン発酵部とを隔壁を介して一体的に結合した横型円筒状タンクに構成するとともに、内燃機関又は外燃機関又は燃料電池と蓄熱部よりなる熱電供給機構を設け、かつ燃料電池で発生した電気エネルギーを内部動力として利用するための手段及び蓄熱部からの熱エネルギーを酸発酵部とメタン発酵部の加温に利用するための手段を備え、酸発酵部及びメタン発酵部の上部をガス貯留室に形成し、該ガス貯留室の形状を下方液相部に対して円弧状にして、発生するガスの圧力に対してガス貯留室及びタンクを補強し、酸発酵部及びメタン発酵部の底部を連通して酸発酵部からメタン発酵部に向けて傾斜したスラッジ排出管を設け、該スラッジ排出管に、ガス撹拌のための空気を吹き込む有孔パイプを挿入したことを特徴とする二相式メタン発生装置。
ガス貯留室のガス量を測定するガスセンサーとそれから出力される情報に連動して原料供給量を調整する制御機構を備えた請求項１１ないし１３のいずれかに記載の二相式メタン発生装置。
酸発酵部とメタン発酵部との間の隔壁を着脱可能な金属性隔壁板とし、これにガス利用系で発生する温水や燃焼排ガスを通す熱交換器を装着した請求項１１ないし１４のいずれかに記載の二相式メタン発生装置。
酸発酵部とメタン発酵部とを有する二相式メタン発生装置において、酸発酵部とメタン発酵部とを隔壁を介して一体的に結合した横型円筒状タンクに構成するとともに、内燃機関又は外燃機関又は燃料電池と蓄熱部よりなる熱電供給機構を設け、かつ燃料電池で発生した電気エネルギーを内部動力として利用するための手段及び蓄熱部からの熱エネルギーを酸発酵部とメタン発酵部の加温に利用するための手段を備え、酸発酵部及びメタン発酵部の底部を連通して酸発酵部からメタン発酵部に向けて傾斜したスラッジ排出管を設け、酸発酵部とメタン発酵部との間の隔壁を着脱可能な金属性隔壁板とし、これにガス利用系で発生する温水や燃焼排ガスを通す熱交換器を装着したことを特徴とする二相式メタン発生装置。