北海道エア・ウォーター株式会社

導入事例(2)

大規模植物工場へのバイオガスプラント導入可能性調査

  • (1)原料調達の工夫

    牛ふんのみ回収/食品残さ等を混合

  • (2)エネルギー利用の工夫

    エネルギーの集中と分散/高純度メタンと余剰熱の利用

  • (3)エネルギー変換の工夫

    バイオガス量増大、エネルギー節減

  • (4)システム全体の工夫

    農家の経営改善/地域環境改善

バイオガス事業のイメージ

エア・ウォーターグループのエア・ウォーター農園、ゴールドパック、春雪さぶーる、トミイチなどからは多量の食品加工残さが排出されます。一方、千歳市のエア・ウォーター農園の周辺の5戸の酪農家からは多量の乳牛ふん尿が排出されます。これらのバイオマスを混合メタン発酵することによって、エア・ウォーター農園のトマト園芸ハウスに電気、温水、精製ガスを、消化液および再生敷料などの副産物を地域農家に還元する事業が成り立つことを示しました。

長い繊維質が混合したバイオマスの適正な前処理技術

長い繊維質が混合したバイオマスの適正な前処理技術

近隣の酪農家から発生する乳牛ふん尿やトマト栽培残さには、長い繊維質が多く含まれているため、直接発酵槽に投入できません。本調査において、安価で簡易的な構造の固液分離機とマニュアスプレッダーを使用したところ、定量的な固液分離と破砕が可能なシステムを構築することができました。

バイオガス精製装置で得られる高純度ガスの利活用

バイオガス精製装置で得られる高純度ガスの利活用

本調査で用いた新しいタイプの膜モジュールは、耐圧加工された構造で、原料バイオガスを昇圧させることで高純度のメタンガスおよび炭酸ガスを回収することができます。メタンガスは大規模植物工場の蒸気ボイラー(天然ガス用)に供給可能であることから、使用している天然ガスの削減につながります。一方、炭酸ガスは、工場内でトマトの生育促進剤として使用されている炭酸ガスの一部代替ガスとして利用できます。

余剰熱を活用した生物脱硫技術

余剰熱を活用した生物脱硫技術

余剰熱を活用した生物脱硫方法として、硫黄酸化細菌を利用し、バイオガス中の硫化水素を取り除くシステムを開発しました。このシステムは、生物脱硫槽内の担体に硫黄酸化細菌を接種し、槽内温度を45℃に維持する必要があります。温度維持の供給熱は、バイオガスプラントから発生した余剰熱により、地下水を熱交換器で温め硫黄酸化細菌に供給します。また、菌を活性化させるため、バイオガス発生量に対し3〜5%空気を混合させます。
その結果、原料ガス中の硫化水素4,000ppmを100ppm以下まで低減させることができ、脱硫率は97.5%となることを確認しました。

消化液の有効活用

消化液の有効活用

一般に牛舎の敷料として利用されているオガクズや麦稈は、価格の高騰により入手が困難な状況となっています。また、乳牛飼養においては、価格・衛生面で安定した敷料の入手が必須事項となっています。そこで、メタン発酵消化液の分離固形分を乾燥させ、再生敷料を製造したところ、乳房炎原因菌が著しく減少することを確認しました。再生敷料は安価に製造できることから、酪農家の経営安定化に大きく貢献します。

メタン発酵副産物の有効活用

消化液の有効活用

分離した消化液は粘性が低く、肥料成分が土壌中に速やかに浸透する良質な液体有機質肥料となります。牧草のほか、畑作物に対しても有効であり、化学肥料と代替することができます。

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