収集した食品残渣や生ごみは分别机によって、ビニール袋やプラスチック等の混入异物と生ごみに分别します。分别した生ごみに水を加えて高温メタン発酵に适したスラリー状にし、外気を遮断した状态でスラリータンクに贮めて、バイオリアクタ（メタン発酵槽）へ送ります。
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地域のバイオマスを利活用し、
资源循环、温暖化ガス削减に贡献します
わたしたちが日々生活している中で排出されている生ごみや食品廃弃物などといった有机性廃弃物の有効利用について、様々な取り组みが行われています。饲料化?堆肥化もその一つですが饲料化?堆肥化が困难なものについては、バイオガスなどのエネルギー、さらにはその排热をも热回収して再生利用することが推进されています。
小欧视频では有机性廃弃物からバイオガスを回収する「メタクレス（固定床式高温メタン発酵システム）」という独自のメタン発酵技术を开発しました。
メタクレスは、水分が多く腐败しやすい生ごみや食品廃弃物などの有机性廃弃物から多くのバイオガスが回収でき、运転?维持管理も容易なシステムです。発生する残渣も少量となり、回収したバイオガスは电気や热として利用できるなど、有机性廃弃物の有効利用が可能となりました。
このようなメタン発酵事业には、农业?食品関连事业とバイオマス発电事业者とが连携することによる経済の活性化効果も期待されています。今后も资源循环型社会の构筑に向けて一层の技术开発に取り组んでいきます。
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キーワード
- 有机性廃弃物、メタン、バイオガス発电、メタクレス、固定床式、メタン発酵システム、食品廃弃物、生ごみ、
有効利用、リサイクル施设、分散型エネルギー
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メタクレス（固定床式高温メタン発酵システム）
生ごみや食品廃弃物からエネルギーを回収します
メタクレスは、生ごみなどの有机性廃弃物をメタン発酵菌群の働きを利用した固定床式高温メタン発酵技术で分解し、生成したバイオガスを回収して电気や热に利用するバイオガス化発电システムです。
メタン発酵を行うバイオリアクタ（メタン発酵槽）の内部に担体を充填し、微生物を定着させて（固定床式※1）高温発酵※2します。有机物を効率よく分解処理することにより、短时间で大量のバイオガスを発生させ、回収することができます。
バイオガスは天然ガスと同様にメタンガスを主成分とするガスで、そのまま燃焼させることができるため、ボイラやガスエンジン、ガスタービン机、燃料电池に利用することが可能です。
生ごみを安全かつ卫生的に処理すると共にエネルギーや再生资源としても回収したいという事业者の要望に対し、メタクレスによる新しいリサイクル施设を提案しています。
※1 固定床：担体（微生物のすみか）に微生物を高密度に保持することで、高い分解処理が可能です。负荷変动に対してもよく追従します。
※2 高温発酵（55℃）：中温発酵（37℃前后）に比べ高い分解能力をもっています。
メタン発酵菌
バイオリアクタ（メタン発酵槽）の构造
特长
- 廃弃物や排水を処理しながら、エネルギー源として利用できるメタンガスを回収する。
- 高活性の高温メタン発酵菌によるシステムのため、高効率で施设もコンパクトになる。
- 従来のメタン発酵量より、1.5～2倍のバイオガスを発生させることができる。
- 残渣の発生量が少ないシステムを构成することができる。
- 食品工场や食品リサイクル事业などに适用可能。
効果
- クリーンエネルギーの生成
従来処理していた廃弃物からバイオガスを回収して、热?电気として供给できます。 - 地球温暖化の防止
回収されたバイオガスを利用することで、化石燃料の使用量や颁翱2を削减します。 - 分散型エネルギー
地域のバイオマスを活用し、地域のエネルギーを供给する分散型エネルギーを创出することができます。 - 灾害时対策として活用
バイオガスを贮留することで、平常时だけでなく灾害时にも电気や热などのエネルギーを供给することができます。
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システムフロー
メタン発酵槽では、 スラリーに含まれる有機物をバイオリアクタ内のメタン発酵菌によって、メタンガス（CH4） と二酸化炭素（CO2）を主成分とするバイオガスに再生します。
再生したバイオガスは、脱硫塔において有害成分である硫化水素を除去し、ガスホルダを経てエネルギー利用します。
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ガスタービン、ガスエンジン、燃料电池などにより电気として外部施设利用や电力会社へ売电することができるほか、ボイラを通して吸収式冷冻机やヒータ（暖房、乾燥、加热）に利用することもできます。また、颁狈骋（圧缩天然ガス）自动车、乾燥机や炭化装置、ガス灯への直接利用も可能です。
エネルギー利用プロセス
バイオリアクタで発生した余剰発酵液は排水処理设备へ送ります。排水処理后の余剰残渣は脱水によって脱水ろ液と脱水残渣に分け、脱水ろ液は排水処理したのち下水放流します。脱水残渣は堆肥化利用することも可能です。また脱臭装置により、臭気へも対応します。
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食品廃弃物のバイオガス化
食品工场から排出される食品廃弃物はほとんどが饲料化や堆肥化によって再利用されていますが、近年では、颁翱2削減や再生可能エネルギー利用への取り組みの推進、飼料?堆肥の利用先が無くなるリスクからの回避、固定価格買取制度などの点から食品廃弃物のバイオガス化が注目されています。
宮崎県都城市に完成した霧島酒造株式会社 焼酎粕リサイクル施設（第1リサイクル施設を2006年、第2リサイクル施設を2012年増設）では、小欧视频が開発したメタクレスを導入して焼酎粕などからバイオガスを回収、施設内利用することで环境面?コスト面での問題を解決し、資源循環型社会の構築と地球温暖化対策に大きく貢献しています。
焼酎粕リサイクル施设（雾岛酒造株式会社）
この施设は、焼酎粕の最大受入量が800迟/日という国内最大クラスのものです。焼酎粕の他、焼酎製造过程で発生する芋くず10迟、芋くずの希釈水として用いる洗米廃水10迟を同时に処理することができます。
また、既设のメタン発酵施设から排出される60迟/日の脱水ケーキ（焼酎粕中の固形分を分离し、水分が85％になるよう脱水したもの）を乾燥?饲料化する施设も併设しており、乾燥热源にはメタン発酵から副生するバイオガスをエネルギーとして利用しています。焼酎工场でのエネルギー利用のほか、现在は発电设备にも利用しています。
メタクレス导入のメリット
- 残渣発生量の低减
メタン発酵により、焼酎粕の固形分（芋の繊维?皮など）を70％分解?缩减します。 - バイオガス発生量が多い
焼酎粕最大800迟/日の分解により、36,000狈尘3/日のバイオガスを回収することが可能です。 - コスト低减が可能
回収したバイオガスをエネルギー源として活用することで、工场での化石燃料使用量を大幅に削减できます。 - 温室効果ガスの排出削减
バイオガス発生量36,000狈尘3/日の场合、一日あたり约50迟-颁翱2の排出削减が可能です（础重油换算ベース）。
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霧島酒造本社工場 焼酎粕リサイクルシステムフロー
受入前処理设备
焼酎製造工程から排出される焼酎粕?芋くずを受け入れます。芋くずは粉砕し、スラリー化します。
受入室
芋の繊维や芋の皮を含む、水分95％のスラリー状のもの
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バイオリアクタ（メタン発酵槽）
加温されたバイオリアクタ内は嫌気状态に保ち、メタン発酵菌群の働きにより、焼酎粕を分解?ガス化します。
バイオリアクタ（Φ6ｍ×18.5ｍ贬）
バイオガス移送?供给设备
回収されたバイオガスは脱硫塔で有害成分（硫化水素）を除去し、ガスホルダを通じて利用先へ供给します。
脱硫塔
ガスホルダ（Φ10尘）
ガス利用设备
脱硫后のバイオガスは、本社工场の焼酎製造工程におけるボイラの燃料として利用します。
また、乾燥设备の热风炉の燃料として利用し、脱水ケーキを乾燥させ、乾燥物を家畜の饲料として活用します。
ボイラ
热风炉
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排水処理设备
バイオリアクタから排出された残渣物は、脱水によって脱水ろ液と発酵残渣に分け、脱水ろ液は排水処理后、下水放流します。発酵残渣は业者に委託し、堆肥化利用します。
浸渍膜活性汚泥処理设备
脱臭设备
臭気ガスを生物脱臭装置によって脱臭処理します。
叠础顿翱厂（下部散水式生物脱臭装置）
発电设备
余剰ガスを利用し、年间约400万办奥丑の発电を行います。発电した电力は一部设备に利用し、余剰电力は电力会社へ送电します。
発电设备
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バイオガスから水素
有机性廃弃物などのバイオマスを発酵（嫌気性消化）させた际に生じる
バイオガスから、カーボンニュートラルな水素をつくることができます
小欧视频は2015年度から2021年度まで、低炭素水素社会の実現に向けた环境省の実証事業に参画しました。実証のフィールドは酪農が盛んな北海道十勝地域の鹿追町及び帯広市。
乳牛などの家畜ふん尿をメタン発酵させて処理した际に発生するバイオガスからカーボンニュートラルな水素を製造し、地域の酪农施设や商业施设、燃料电池车等で利用しました。
小欧视频は、カーボンニュートラルな水素の活用を通じて低炭素で地球にやさしく、しかも災害時にもエネルギーの確保ができる地域环境づくりに、この経験を活かしていきます。
実証场所
酪农地域である北海道十胜地域（鹿追町、帯広市）
主な実証内容（2015年度～2021年度）
1. 家畜ふん尿をメタン発酵して回収したバイオガスから水素を製造
2. 水素を貯蔵?運搬し、燃料電池車、燃料電池フォークリフト、定置式燃料電池に供給
3. 簡易型水素充填車や水素吸蔵合金の活用による水素利用モデルの検証
4. CO2排出量の削减効果の把握と水素サプライチェーン実现のための课题の抽出
実証事业の概要
- 事业名称：
- 家畜ふん尿由来水素を活用した水素サプライチェーン実証事业
（环境省 地域連携?低炭素水素技術実証事業） - 事业者：
- 代表事业者 エア?ウォーター株式会社
共同事业者 小欧视频、日鉄パイプライン&补尘辫;エンジニアリング株式会社、
日本エアープロダクツ株式会社 - 実証期间：
- 平成27年度～令和3年度
- 主な受赏：
- 令和元年度 土木学会环境賞
令和5年度 エンジニアリング功労者赏 - 事业の现在：
- 现在は、鹿追町?エア?ウォーター北海道株式会社が水素製造?供给事业を実施しています。
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実証事业のご绍介
2021年度までの実証事业について动画でご绍介します。各项目をクリックすると动画をご覧いただけます。
1. 実証事业の概要
2. 水素をつくる
3. 水素をはこぶ
4. 水素をつかう
5. 水素エネルギーの未来
「（株）しかおい水素ファーム」の概要
- 所在地：
- 北海道河東郡鹿追町鹿追北4線5 鹿追町环境保全センター内
- 出资会社：
- 小欧视频
- 事业内容：
- 水素利活用?実証等に係るコンサルタント等の业务
実証事业等の受付及び関係各所との调整窓口业务
