ナノ化バイオ発酵ガス発電システム

プロスペックホールディングス株式会社

２０１５月７月２７日

バイオマス資源利用の新潮流

燃やさずに資源化・エネルギー化・有機循環できる方式

木質廃材草木資源食品廃棄物農業廃棄物酪農廃棄物下水汚泥その他、乾湿を問わない有機資源

ナノ化メタン発酵

水蒸気メタン改質

良質液肥よる有機循環

従来型メタン発酵→高効率メタン発酵

乾式、湿式、二段発酵方式等があるが、発酵効率が約３０％。二段発酵方式でも４０％～５０％と発電設備としては効率が悪い。

また、対象バイオマスが比較的に限定され、発酵タンクも大容量で中温発酵までで発酵時間が長い。

なんらかの固形残渣が出る上、二次的に生産される液肥もそのままでは水分量が多く、利用しにくい。

今回ご紹介するナノ化バイオ発酵ガス発電システムはこれらの問題を飛躍的に改善した高効率メタン発酵システムです。

すでにメタン菌を育成する実証プラントが完成し、石川県の大規模施設のプラント開発を進行させております。

システムの特徴効率処理でガス発酵効率の飛躍的な向上

有機物（COD）の９０％以上をエネルギー転換可能

•通常、嫌気性生物処理の微生物は有機物の処理と同時に多量のバイオソリッド（汚泥）を生じさせるが、AHEGCシステムは特殊技術によりバイオソリッドをナノ化する事で微生物が素早く効率的にエネルギー転換することを可能にする

導入の効果

あらゆる有機物を再生可能エネルギー化と高濃度液肥化

•エネルギー生産（ガス、電気、熱）•耕作放棄地の活用により農業の活性化•間伐材などの有効利用、廃棄物の有効利用新たな廃棄物を生まないゼロエミッション化の達成

独自の循環方式と良質な液肥による有機循環

有機物のナノ化と特殊循環方により高効率のエネルギーに転換

•ナノ化高温発酵による有機物（リグニン、セルロース）のエネルギー化•有機物を転換する他のプロセスとの統合により、90％以上の高効率で再生エネルギーへの転換が可能

•この転換は、高熱菌を用いた微生物反応槽で行われ、その際に発生する窒素・リン・カリウムは、再生肥料として重要な成分であり活用が可能

システムの優位性

物理的および科学的処理により低コストシステムを実現•NGUナノグラインディングユニットは、バイオソリッドを物理的・科学的に分子レベルまで粉砕し高効率のエネルギー転換を可能にする。•新たな廃棄物の生成がほとんどない（余剰汚泥の90％以上を削減）従来からメタンガス化できないとされていた木質やソルガム等のリグニンの発酵が可能

•環境に優しい、有機物転換技術

安価なランニングコスト

運用メンテナンスコストは他と比較してしても格段の安さ•高効率のバイオガスエンジン発電機コージェネレーションによる熱の利用で余分な熱供給が不要•発電効率は電気３９％熱45％で、ほぼ84％熱給電効率•既存施設にも対応可能

省スペース化

•微生物の迅速な分解力による消化時間の短縮で、消化槽の小型化を実現•消化液の濃縮により、液肥タンクの小型化を実現（15～10％）

従来の設置スペースを飛躍的に省スペース化

前破砕処理装置

NGUナノ化装置 嫌気性消化発酵槽

特殊ウルトラフィルターバイオガスエンジン発電装置SWD波動式瞬間固液分離乾燥装置

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ガスホﾙダー

スラリー原料家畜糞尿、下水汚泥生屎尿

非スラリー原料木質、ソルガム、食品残渣、竹材、

藁等

MICRCUT0.8mmアンダー

１次破砕10mmUnder 2次MICRCUT

0.5mm under

混合調整槽 ナノ化装置（NGU)

消化ダイゼスター

特殊UF膜

特殊RO膜

SWD瞬間乾固液分離

Orロータリー乾燥処理

ガスエンジン発電機

ガス精製装置

熱交換器ダイゼスター加温用

電力

パウダー有機系無機肥料

リサイクル水

破断物

破断物

ナノ化微細物

上層部希薄バイオマス引抜

濃縮バイオマス戻し

透過液肥

濃縮液肥

エンジン廃熱温水

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現状技術 PMC技術

消費電力：消費電力大発酵槽大きさ：発酵槽容積大COD消化率： 30～50%

消費電力：消費電力小発酵槽大きさ：発酵槽容積小可溶化特許技術：NGUCOD消化率： 80～90%

2600m³CSTR 嫌気性発酵タンク9.5個

150m³の液肥タンク1個

2,400m³ 嫌気性発酵タンク3個

設備規模

総容積＝37,000m³ 総容積＝7,350m³スペースは約 1/5

4000m³の液肥タンク３個

NSP/AHEGCシステム（All biomass high speed processing efficient gas conversion)

設備規模

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原料：畜産糞尿 20㎥/日

UF（ウルトラフィルター）

ﾘｱｸﾀｰへ回収

嫌気性リアクター

V =700 m3

バイオガス2570N㎥/日

混合及調整槽

夾雑物１次2次破砕 RO

ガス ｸﾘｰﾝｱｯﾌﾟ

バイオガスホルダー装置

液肥料

AD 排出UF

排出

液肥料パウダーF = 0.46t/日

RFP

排出

加工処理段階

再生ｴﾈﾙｷﾞｰ又は製品

ﾊﾞｲｵﾏｽ又はｽﾗｯｼﾞ

液体流

ガス流

熱加熱温水

NGU

畜産原料による参考例 バイオマスプロセスフロー263kw

Heat

エンジンジャケット温水

ガスエンジン発電190ｋw-2台

リサイクル綺麗な水F=24.3㎥/日新規共給水

25㎥/日

液肥SWD orロータリー乾燥機処理

リサイクル戻し水Orエンジン冷却水

F=20㎥/日

122㎥/日循環

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UF膜透過液肥 最終リサイクル水RO 膜濃縮液肥消化液肥

有機物が殆どない状況

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牧場メタンガスプラント略図配置例

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開発中の実プラント概要

システム標準処理フロー図

ガスホダー

下水汚泥生屎尿

非スラリー原料草、ソルガム、

MICRCUT1mm

アンダー

１次破砕10mm

Under 2次MICRCUT

0.5mm under

混合調整槽ナノ化装置（NGU)

消化ダイゼスター 特殊UF

膜

特殊RO膜

SWD瞬間乾固液分離

Orロータリー乾燥処理

ガスエンジン発電機

ガス精製装置

熱交換器ダイゼスター加温用

電力

パウダー有機系無機肥料

リサイクル水

破断物

破断物

ナノ化微細物

上層部希薄バイオマス引抜

濃縮バイオマス戻し

透過液肥

濃縮液肥

エンジン廃熱温水

開発中の実プラント概要

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基本プランのエネルギーバランス

原料 受入量

含水比

絶乾量

処理含水比93%処理量

下水汚泥 18.6㎥

75％

4.65t

66㎥

雑草 1.2t 58％

0.5ｔ 7㎥

ライムギ等 30.2t 60 %

11.6t

159㎥

原料合計 50t 16.75t

239㎥

原料受入量

50t 処理数量

処理含水比

93％ 239㎥/d

運転日数 365

処理投入量239㎥/日

メタン発酵槽2987㎥55℃/15日発酵

バイオガス12,473N㎥/日

発電機1,210kw

1日発電量29,058kwh/日

売電収入413,648千円/年

1,133千円/日売電電力29,058kw/日10,606,170kw/年

熱回収134,400MJ/日

発酵槽使用熱回収56,000MJ/日

濃縮液肥8.5㎥/日濃度11.6％

AHEGCマテリアルバランスシート

UFFIRUT

ROFIRT

開発中の実プラント概要 基本プランのエネルギーバランス

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ご清聴ありがとうございました。投入資源、設置環境、事業条件等により個別に試算・お見積り及び事業計画の

ご提案をさせて頂きます。

プロスペックホールディングス株式会社

担当：石川 ishikawa@prospec.ne.jp