CN115038670A - 接种污泥产品、接种污泥的投入装置以及接种污泥的投入方法 - Google Patents
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Abstract
接种污泥产品具备：培养液，其包含COD成分；多孔质体，其浸渍于培养液，并且承载有甲烷菌；以及容器，其用于以厌氧状态收纳培养液以及多孔质体。培养液优选包含难分解性COD成分。接种污泥产品在甲烷发酵槽的启动时或存在甲烷发酵槽的系统破败的风险时使用，被封入接种污泥产品的接种污泥被投入甲烷发酵槽。
Description
技术领域
本发明涉及接种污泥产品、接种污泥的投入装置以及接种污泥的投入方法。
背景技术
已知有使甲烷菌分解有机性废弃物、废水等而生成甲烷的系统(例如，专利文献1、2)。在这样的系统中，通过向构成为保持甲烷菌的甲烷发酵槽投入对有机性废弃物、废水等进行处理后的溶液，从而生成甲烷。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-203153号公报
专利文献2：日本特开2005-218897号公报
发明内容
发明要解决的课题
甲烷发酵槽中的甲烷发酵系统的启动需要一个月以上的时间。这是因为甲烷菌的增殖花费时间。另外，由于阻碍甲烷发酵的物质的混入、氨浓度的过度的上升、有机酸浓度的过度的上升等，而存在甲烷发酵系统破败的情况。在该情况下，甲烷发酵系统的再启动也需要一个月以上的时间。
在此，作为较快启动甲烷发酵系统的方法，存在将从其他甲烷发酵槽取得的接种污泥投入甲烷发酵槽的方法。然而，在该方法中，需要在从取得起到投入的期间保持接种污泥的厌氧状态，以不使接种污泥所含的甲烷菌的活性降低。实际上，难以在这样的期间维持厌氧状态，因此会投入甲烷菌的活性降低了的状态的接种污泥。在该情况下，甲烷菌的增殖花费时间。
因此，为了实现甲烷发酵系统的较快启动，需要确立能够投入维持了甲烷菌的活性的新鲜的接种污泥的方法。需要说明的是，若能够确立这样的方法，则例如也能够期待如下效果：即使在甲烷发酵槽中观察到系统的破败的征兆的情况下等，也通过投入接种污泥而减轻破败风险。
鉴于上述的情况，本发明的目的在于提供能够缩短甲烷发酵槽的启动时间或减轻甲烷发酵槽的系统破败的风险的接种污泥产品、接种污泥的投入装置以及接种污泥的投入方法。
用于解决课题的方案
本发明的接种污泥产品具备：
培养液，其包含COD成分；
多孔质体，其浸渍于所述培养液，并且承载有甲烷菌；以及
容器，其用于以厌氧状态收纳所述培养液以及所述多孔质体。
本发明的接种污泥的投入装置具备：
监视装置，其对构成为进行甲烷发酵的发酵槽的状态进行监视进行监视；以及
投入装置，其在所述发酵槽中成为甲烷发酵停止了的状态或甲烷发酵有可能停止的状态的情况下，投入被封入在上述的接种污泥产品中的接种污泥。
本发明的接种污泥的投入方法包括：
对构成为进行甲烷发酵的发酵槽的状态进行监视进行监视的步骤；以及
在所述发酵槽中成为甲烷发酵停止了的状态或甲烷发酵有可能停止的状态的情况下，投入被封入在上述的接种污泥产品中的接种污泥的步骤。
发明效果
根据本发明，能够提供能够缩短甲烷发酵槽的启动时间或减轻甲烷发酵槽的系统破败的风险的接种污泥产品、接种污泥的投入装置以及接种污泥的投入方法。
附图说明
图1是概要性示出一实施方式的接种污泥产品的结构的图。
图2是概要性示出比较例的接种污泥产品的结构的图。
图3是用于说明COD成分相对于承载于图1所示的多孔质体的甲烷菌的供给状态的示意图。
图4是示出一实施方式的接种污泥产品所含的甲烷菌的量的一例的图表。
图5是示出一实施方式的接种污泥产品中的甲烷气体产生量的一例的图表。
图6是用于说明由投入一实施方式的接种污泥产品的污泥带来的效果的概念图。
图7是概要性示出一实施方式的接种污泥的投入装置的结构的框图。
具体实施方式
以下，参照附图对几个实施方式进行说明。其中，作为实施方式而记载的或附图所示的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等并不旨在将发明的范围限定于此，而只不过是说明例。
例如，“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或者绝对的配置的表现不仅表示严格上那样的配置，还表示具有公差或者能够得到相同的功能的程度的角度、距离而相对地位移了的状态。
例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表示事物相等的状态的表现不仅表示严格上相等的状态，还表示存在公差或者能够得到相同的功能的程度的差的状态。
例如，四边形形状、圆筒形状等表示形状的表现不仅表示几何学上严格意义下的四边形形状、圆筒形状等形状，还表示在能够得到相同的效果的范围内包括凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面，“具备”、“设置”、“配备”、“包括”、或者“具有”一个构成要素这样的表现不是将其他构成要素的存在排除在外的排他性的表现。
(接种污泥产品的结构)
以下，对一实施方式的接种污泥产品100进行说明。图1是概要性示出一实施方式的接种污泥产品100的结构的图。
如图1所示那样，接种污泥产品100具备：培养液110，其包含COD(化学需氧量)成分；多孔质体120，其浸渍于培养液110，并且承载有甲烷菌；以及容器130，其用于以厌氧状态收纳培养液110以及多孔质体120。在一实施方式中，多孔质体120为活性炭。需要说明的是，多孔质体120例如也可以是木炭、珠光体、沸石、轻石材等。培养液110中包含污泥的颗粒(未图示)。容器130也可以是密闭容器、气密容器。
糖(葡萄糖、蔗糖、低聚糖)、有机酸(乙酸、丁酸、丙酸等)成为甲烷发酵的原料。因此，培养液110的COD成分也可以包括糖(葡萄糖、蔗糖、低聚糖)、有机酸(乙酸、丁酸、丙酸等)。多孔质体120优选包含具有甲烷菌的大小以上(例如，0.5μm以上)的直径的一个以上的细孔121(参照后述的图3)。另外，考虑到处理性、搅拌性，用作承载体的多孔质体120的粒径优选处于1～10mm的范围内。
在几个实施方式中，培养液110也可以包含难分解性COD成分。难分解性COD成分会被甲烷菌一点点分解。在该情况下，为了维持甲烷菌的活性所需的成分难以枯竭，因此适于接种污泥产品100的长时间的保存。难分解性COD成分为界面活性剂、芳香剂、纤维素等。难分解性COD成分也可以是为直链结构且碳原子C的数量为3以上的碳氢化合物。需要说明的是，在此所说的难分解性COD成分中不包含甲烷菌无法分解的塑料(聚合物)、具有杀菌性的次氯酸。
在难分解性COD成分中不包含乙酸、葡萄糖。但是，作为污泥的一部分，也可以包含乙酸、葡萄糖。由于乙酸、葡萄糖会被甲烷菌迅速分解，因此也可以作为用于缩短从封入起到能够使用的待机时间的起动器而使用。
在几个实施方式中，例如，如图1所示那样，接种污泥产品100也可以具备用于将容器130内的压力维持为阈值以下的排放管140。排放管140例如设置于容器130的上部。排放管140也可以是排出气体以使压力不超过阈值的释放阀，也可以是被控制为在压力超过阈值的情况下排出气体的电磁阀。根据这样的结构，能够抑制容器130内的压力过度上升，因此能够提高安全性。
在几个实施方式中，例如，如图1所示那样，接种污泥产品100也可以具备设置于排放管140、并构成为计测所排放的气体的量的流量计150。根据这样的结构，能够根据所排放的气体的量(累计值)来监控甲烷气体产生量即甲烷菌的活性状态。因此，能够容易地确认是否为能够作为接种污泥而使用的状态。
在几个实施方式中，例如，如图1所示那样，接种污泥产品100也可以具备用于计测容器130内的压力的压力计160。在该情况下，能够监视容器130内的压力，因此能够容易地检测容器130内的压力异常。
在几个实施方式中，例如，如图1所示那样，接种污泥产品100也可以具备用于计测容器130内的培养液110的pH的pH计170。在该情况下，能够确认培养液110的pH是否处于适于甲烷菌的活性维持的范围内的值。
在几个实施方式中，例如，如图1所示那样，接种污泥产品100也可以具备用于计测容器130内的温度的温度计180。根据该结构，能够确认作为甲烷菌的保存环境是否处于适当的温度范围内(例如，37～55℃)。例如，在脱离了适当的温度范围的情况下，能够通过从外部进行冷却或加热来调整容器130内的温度。例如，也可以在温度计180的计测值超过了规定温度的情况下，通过送风、冷却水来冷却容器130。由此，保存性得到提高。
需要说明的是，温度计180也可以设为不计测容器130内的温度而计测容器130的周围的环境温度。在该情况下，也能够间接地确认作为甲烷菌的保存环境是否处于适当的温度范围内。
在几个实施方式中，例如，如图1所示那样，接种污泥产品100也可以具备用于向容器130内注入COD成分和pH调整材料中的至少一方的加料管190。也可以在加料管190设置开闭阀191。
pH调整材料例如是NH3、NaOH等碱成分。NH3特别适合作为pH调整材料。根据这样的结构，通过注入COD成分和pH调整材料中的至少一方，能够适当调整容器130内的甲烷菌的环境。因此，保存性得到提高。例如，也可以在pH计170的计测值成为pH7.0以下的情况下向容器130内投入pH调整材料。也可以在压力计160的计测值显示负压或常压的情况下向容器130内追加投入COD成分。
需要说明的是，加料管190也可以是能够将培养液110的一部分从容器130内抽出的结构。即，加料管190不仅用于注入，也可以用于培养液110的成分分析。
需要说明的是，图1所示的排放管140、流量计150、压力计160、pH计170、温度计180、加料管190等结构也可以省略。另外，在图1中，多孔质体120以圆形示出，但多孔质体120并不限定于这样的形状。
在此，对使用多孔质体120的情况下的优点进行说明。图2是概要性示出比较例的接种污泥产品200的结构的图。
如图2所示那样，在比较例的接种污泥产品200中未使用多孔质体120。在该情况下，若经过较长时间，则包含甲烷菌与颗粒的甲烷发酵污泥111沉降，与包含COD成分的培养液110分离。在该情况下，产生COD成分向甲烷菌的供给不良。
图3是用于说明COD成分相对于承载于图1所示的多孔质体120的甲烷菌的供给状态的示意图。黑色的标绘B示意性示出承载于多孔质体120的甲烷菌。如虚线所示那样，在多孔质体120的细孔121承载有甲烷菌。
在多孔质体120的表面容易吸附污泥的颗粒(未图示)。因此，根据一实施方式的接种污泥产品100，甲烷发酵污泥111的颗粒沉降难以产生。其结果是，能够避免因颗粒沉降引起的COD成分向甲烷菌的供给不良的问题，从而维持COD成分相对于浸渍在培养液110中的多孔质体120所承载的甲烷菌的良好的供给状态。
例如，如在图3中由箭头所示那样，从所有方向对多孔质体120的表面上的细孔121供给COD成分。在该情况下，即使由于承载于多孔质体120的甲烷菌所进行的分解而导致在甲烷菌附近COD成分被消耗，培养液110中的COD成分也会向多孔质体120的细孔121内扩散。因此，防止甲烷菌附近的COD成分的枯竭。
因此，根据接种污泥产品100，能够长时间以维持甲烷菌的活性的状态保存接种污泥。因此，例如在甲烷发酵槽中观察到系统的破败的征兆的情况下等，能够通过使用上述结构的接种污泥产品100，而降低甲烷发酵槽的系统破败的风险。或者，在甲烷发酵槽的启动时，能够通过使用上述结构的接种污泥产品100而缩短启动时间。例如，能够通过接种污泥产品100的使用而将需要一个月左右的时间的启动或再启动缩短化为一周左右。
实施例
以下，举出具体的实施例，进一步具体说明上述实施方式。首先，说明接种污泥产品100的投料量的一例。
作为培养液110，使用10m3的包含50～100ppm(50～100g)的COD的水。作为多孔质体120，使用10kg的活性炭。COD成分为难分解性COD成分、有机酸(盐)、糖类。向培养液110投入1g以上(优选为10g以上，更优选为100g以上)的甲烷发酵污泥。将上述这些收纳于容器130内。
需要说明的是，作为含有甲烷发酵污泥的培养液110，也可以使用包含界面活性剂的洗涤废水。
由于在厌氧状态下进行保管，优选的是容器130内的氧浓度几乎为零。需要说明的是，即使在收纳时混入了空气，由于在容器130内也存在不少好氧性的菌，因此氧成分由于好氧性的菌而减少。另外，由于甲烷气体的产生，容器130内成为正压，因此氧成分从排放管140排出。
收纳有这样的投料量的接种污泥产品100能够在规定的温度条件(例如，37℃以上)下长期保管。需要说明的是，本申请发明人通过实验确认了接种污泥产品100的保存性。以下，说明将甲烷发酵污泥收纳并保存于容器130的实验结果。
表1示出在比较例1以及实施例2-1、2-2中由阿基米德法计测出的体积增加量。需要说明的是，认为体积增加量的计测误差是10ml左右。
[表1]
表2示出在比较例1以及实施例2-1、2-2中由使用了注射器的体积增加量的计测法计测出的体积增加量以及对容器130内的气体成分进行分析的分析结果。需要说明的是，实施例2-1、2-2中的“＜1”是指小于1％。
[表2]
比较例1是使用了在水中投入活性炭(无污泥)而成的样本的例子。实施例2-1、2-2是使用活性炭作为多孔质体120、并使用了包含界面活性剂的培养液110的情况下的实施例。实施例2-1、2-2是使用了甲烷发酵污泥、活性炭(粒径极小)以及培养液110以浆状混合而成的样本的例子。
观察表1可知：在比较例1中从试验开始起4天后、7天后、11天后的体积增加量几乎没有。另一方面，可知在实施例2-1、2-2中，体积逐渐增加。观察表2可知：对于实施例2-1、2-2，以与表1的情况不同的方法计测从试验开始起15天后的体积增加量的结果是，能够再次确认体积增加量。认为体积的增加是由甲烷发酵带来的。
观察表2可知：在实施例2-1、2-2中，作为15天后的容器130内的气体成分而检测出甲烷气体。这样，在实施例2-1、2-2中，得到能够推测维持了甲烷菌的活性的实验结果。另一方面，在比较例1的实验结果中，不能得到那样的实验结果。也能够从这样的实验结果导出甲烷气体的生成速度与温度的关系性，而得到最适于长期保存的条件。
以下，说明将包含甲烷菌的洗涤废水作为培养液110使用、将活性炭作为多孔质体120使用、并将圆桶作为容器130使用的情况下的接种污泥产品100的实施例。在该实施例中，通过PCR(Polymerase Chain Reaction：聚合链式反应)计测出16SrDNA和“甲基辅酶M还原酶”DNA。具体而言，将THUNDERBIRD(注册商标)SYBR qPCR Mix(东洋纺)作为PCR用酶使用，使用Roche制的lightcycler(带有控制用PC)实施了基因扩增试验。扩增作业流程如以下那样。步骤2～4重复65次。
步骤1：预热(95℃)，60sec
步骤2：溶解反应：(95℃)，10sec
步骤3：退火(annealing)反应：(55℃)，10sec
步骤4：延伸反应(60℃)：50sec
图4是示出一实施方式的接种污泥产品100所包含的甲烷菌的量的一例的图表。在图4中，纵轴以对数形式表示将初始值设为1的情况下的甲烷菌的量(相对值)，横轴表示从制造接种污泥产品100起经过的经过时间。图5是示出一实施方式的接种污泥产品100中的甲烷气体产生量的一例的图表。在图5中，纵轴以对数形式表示将初始值设为1的情况下的甲烷气体产生量(相对值)，横轴表示从制造接种污泥产品100起经过的经过时间。
如图4以及图5所示那样，可知在1年后也维持着甲烷菌的活性状态。另外，可知在7年后比1年后的情况的活性高，甲烷菌增加。可知在14年后维持着与7年后同等的活性。
图6是用于说明由投入一实施方式的接种污泥产品100的污泥带来的效果的概念图。该图表示出对投入了接种污泥产品100的污泥的情况与未投入的情况进行比较而得到的甲烷发酵槽中的甲烷气体回收量的一例。纵轴表示相当于一天的从甲烷发酵槽的1kg的污泥回收的甲烷气体回收量m3，横轴表示经过时间(从运用开始起经过的天数)。
标绘P1表示未投入接种污泥产品100的污泥的情况下的甲烷气体回收量的推移。标绘P2表示在低于由虚线表示的阈值(例如，甲烷气体回收量的目标值的70％)的时机投入接种污泥产品100的污泥的情况下的甲烷气体回收量的推移。
由标绘P1所示那样，在由于某种理由而阻碍了甲烷发酵系统时，在未投入接种污泥产品100的污泥的情况下，甲烷气体回收量逐渐降低，甲烷发酵系统破败。与此相对，如标绘P2所示那样，即使甲烷发酵系统被阻碍，在表现出该征兆的时机(低于阈值的时机)投入了接种污泥产品100的污泥的情况下，甲烷气体回收量增加，从而能够避免甲烷发酵系统的破败。
(接种污泥的投入装置的结构)
以下，说明向构成为进行甲烷发酵的发酵槽(甲烷发酵槽)自动地投入被封入接种污泥产品100的接种污泥的接种污泥的投入装置1。图7是概要性示出一实施方式的接种污泥的投入装置1的结构的框图。
如图7所示那样，接种污泥的投入装置1具备：监视装置2，其对构成为进行甲烷发酵的发酵槽的状态进行监视进行监视；以及投入装置3，其在发酵槽中成为甲烷发酵停止了的状态或甲烷发酵有可能停止的状态的情况下，投入被封入在接种污泥产品100中的接种污泥。监视装置2由传感器、CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等构成。投入装置3由监视装置2控制，并构成为根据控制信号来执行接种污泥产品100的开封以及接种污泥的投入。
作为有可能甲烷发酵停止的状态，例如认为是判明了阻碍甲烷发酵的物质流入了发酵槽内或有可能流入发酵槽内的状态。根据这样的结构，能够通过接种污泥的投入而短时间且容易地进行甲烷发酵系统破败了的情况下的再启动。
需要说明的是，也可以不依赖于接种污泥的投入装置1，而是用户对发酵槽的状态(例如气体产生量)进行监视，在判断为需要的情况下将接种污泥产品100开封，并投入接种污泥。也可以通过每年一次左右的定期检查，来计测甲烷气体的回收量，并基于该计测结果，进行是否投入接种污泥的判断及其投入量的决定。接种污泥产品100也可以保管于甲烷发酵槽的设施，并配备为始终能够投入。
本发明并不限定于上述的实施方式，也包括对上述的实施方式施加变形而得到的方式、将这些方式适当组合而得到的方式。
(总结)
上述各实施方式所述的内容例如如以下那样掌握。
(1)本发明的一实施方式的接种污泥产品(100)具备：
培养液(110)，其包含COD成分；
多孔质体(120)，其浸渍于所述培养液(110)，并且承载有甲烷菌；以及
容器(130)，其用于以厌氧状态收纳所述培养液(110)以及所述多孔质体(120)。
根据上述(1)所述的结构，使用了承载甲烷菌的多孔质体(120)，因此能够避免因甲烷发酵污泥的颗粒沉降引起的COD成分向甲烷菌的供给不良的问题，并维持COD成分相对于浸渍于培养液(110)的多孔质体(120)所承载的甲烷菌的良好的供给状态。即，若由于承载于多孔质体(120)的甲烷菌所进行的分解而导致COD成分被消耗，则培养液(110)中的COD成分向多孔质体(120)的细孔(121)内扩撒而防止甲烷菌附近的COD成分的枯竭。
其结果是，能够长时间在维持甲烷菌的活性的状态下保存接种污泥。因此，例如在甲烷发酵槽中观察到系统的破败的征兆的情况下等，通过使用上述结构的接种污泥产品(100)，能够降低甲烷发酵槽的系统破败的风险。或者，在甲烷发酵槽的启动时，能够通过使用上述结构的接种污泥产品(100)而缩短启动时间。
(2)在几个实施方式中，在上述(1)所述的结构的基础上，
所述培养液(110)包含难分解性COD成分。
根据上述(2)所述的结构，难分解性COD成分被甲烷菌一点点分解，因此难以枯竭。因此，适于接种污泥产品的长时间的保存。
(3)在几个实施方式中，在上述(1)或(2)所述的结构的基础上，
所述接种污泥产品(100)具备用于将所述容器(130)内的压力维持为阈值以下的排放管(140)。
根据上述(3)所述的结构，能够抑制容器(130)内的压力过度上升，因此能够提高安全性。
(4)在几个实施方式中，在上述(3)所述的结构的基础上，
所述接种污泥产品(100)具备设置于所述排放管(140)、并构成为对所排放的气体的量进行计测的流量计(150)。
根据上述(4)所述的结构，能够根据所排放的气体的量来监控甲烷气体产生量即甲烷菌的活性状态。因此，能够容易地确认是否为能够作为接种污泥使用的状态。
(5)在几个实施方式中，在上述(1)至(4)中任一项所述的结构的基础上，
所述接种污泥产品(100)具备用于对所述容器(130)内的压力进行计测的压力计(160)。
根据上述(5)所述的结构，能够监视容器(130)内的压力。因此，能够容易地检测容器(130)内的压力异常。
(6)在几个实施方式中，在上述(1)至(5)中任一项所述的结构的基础上，
所述接种污泥产品(100)具备用于对所述容器(130)内的所述培养液(110)的pH进行计测的pH计(170)。
根据上述(6)所述的结构，能够确认培养液(110)的pH是否处于适于甲烷菌的活性维持的范围内的值。
(7)在几个实施方式中，在上述(1)至(6)中任一项所述的结构的基础上，
所述接种污泥产品(100)具备用于对所述容器(130)内的温度进行计测的温度计(180)。
根据上述(7)所述的结构，能够确认作为甲烷菌的保存环境是否处于适当的温度范围内。例如，在脱离了适当的温度范围的情况下，能够通过从外部进行冷却或加热来调整容器(130)内的温度。因此，保存性得到提高。
(8)在几个实施方式中，在上述(1)至(7)中任一项所述的结构的基础上，
所述接种污泥产品(100)具备用于向所述容器(130)内注入所述COD成分和pH调整材料中的至少一方的加料管(190)。
根据上述(8)所述的结构，通过注入COD成分和pH调整材料中的至少一方，能够适当地调整容器(130)内的甲烷菌的环境。因此，保存性得到提高。
(9)本发明的一实施方式的接种污泥的投入装置(1)具备：
监视装置(2)，其对构成为进行甲烷发酵的发酵槽的状态进行监视进行监视；以及
投入装置(3)，其在所述发酵槽中成为甲烷发酵停止了的状态或甲烷发酵有可能停止的状态的情况下，投入被封入在上述(1)至(8)中任一项所述的接种污泥产品(100)中的接种污泥。
根据上述(9)所述的结构，能够通过接种污泥的投入而短时间且容易地进行甲烷发酵系统破败了的情况下的再启动。
(10)本发明的一实施方式的接种污泥的投入方法包括：
对构成为进行甲烷发酵的发酵槽的状态进行监视进行监视的步骤；以及
在所述发酵槽中成为甲烷发酵停止了的状态或甲烷发酵有可能停止的状态的情况下，投入被封入在上述(1)至(8)中任一项所述的接种污泥产品(100)中的接种污泥的步骤。
根据上述(10)所述的方法，能够通过接种污泥的投入而短时间且容易地进行甲烷发酵系统破败了的情况下的再启动。
附图标记说明
1 接种污泥的投入装置
2 监视装置
3 投入装置
100、200 接种污泥产品
110 培养液
111 甲烷发酵污泥
120 多孔质体
121 细孔
130 容器
140 排放管
150 流量计
160 压力计
170 pH计
180 温度计
190 加料管
191 开闭阀。
Claims (10)
1.一种接种污泥产品，其中，
所述接种污泥产品具备：
培养液，其包含COD成分；
多孔质体，其浸渍于所述培养液，并且承载有甲烷菌；以及
容器，其用于以厌氧状态收纳所述培养液以及所述多孔质体。
2.根据权利要求1所述的接种污泥产品，其中，
所述培养液包含难分解性COD成分。
3.根据权利要求1或2所述的接种污泥产品，其中，
所述接种污泥产品具备用于将所述容器内的压力维持为阈值以下的排放管。
4.根据权利要求3所述的接种污泥产品，其中，
所述接种污泥产品具备设置于所述排放管、并构成为对所排放的气体的量进行计测的流量计。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的接种污泥产品，其中，
所述接种污泥产品具备用于对所述容器内的压力进行计测的压力计。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的接种污泥产品，其中，
所述接种污泥产品具备用于对所述容器内的所述培养液的pH进行计测的pH计。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的接种污泥产品，其中，
所述接种污泥产品具备用于对所述容器内的温度进行计测的温度计。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的接种污泥产品，其中，
所述接种污泥产品具备用于向所述容器内注入所述COD成分和pH调整材料中的至少一方的加料管。
9.一种接种污泥的投入装置，其中，
所述接种污泥的投入装置具备：
监视装置，其对构成为进行甲烷发酵的发酵槽的状态进行监视进行监视；以及
投入装置，其在所述发酵槽中成为甲烷发酵停止了的状态或甲烷发酵有可能停止的状态的情况下，投入被封入在权利要求1至8中任一项所述的接种污泥产品中的接种污泥。
10.一种接种污泥的投入方法，其中，
所述接种污泥的投入方法包括：
对构成为进行甲烷发酵的发酵槽的状态进行监视进行监视的步骤；以及
在所述发酵槽中成为甲烷发酵停止了的状态或甲烷发酵有可能停止的状态的情况下，投入被封入在权利要求1至8中任一项所述的接种污泥产品中的接种污泥的步骤。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6154291A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-18 | Hitachi Zosen Corp | 固定化微生物によるメタン生成法 |
| JPS62279894A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-04 | Kobe Steel Ltd | 嫌気性処理法における粒子状汚泥形成方法 |
| JPH01203098A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-15 | Akua Runesansu Gijutsu Kenkyu Kumiai | 嫌気性廃水処理方法 |
| JP2004342412A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Ebara Corp | 有機性物質を利用する発電方法及び装置 |
| CN203602403U (zh) * | 2013-12-12 | 2014-05-21 | 无锡通田博适环境科技有限公司 | 厌氧膨胀床生物膜反应器 |
| CN105858914A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-08-17 | 浙江大学 | 紫外光解耦合微生物法处理餐厨油脂废水的方法及装置 |
| JP2017154109A (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 株式会社クラレ | 担体を用いた嫌気性排水処理方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01218690A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-08-31 | Meidensha Corp | 嫌気処理用の包括固定化菌 |
| JPH03101897A (ja) * | 1989-09-16 | 1991-04-26 | Toshiba Corp | メタン菌造粒物の形成方法 |
| JPH10327850A (ja) * | 1997-05-29 | 1998-12-15 | Res Dev Corp Of Japan | 微量要素・無機栄養塩類拡散型菌体培養用担体 |
| JP3810697B2 (ja) * | 2002-03-11 | 2006-08-16 | 石川島播磨重工業株式会社 | メタン発酵用微生物担体 |
| JP4025733B2 (ja) * | 2004-02-03 | 2007-12-26 | バブコック日立株式会社 | メタン発酵装置 |
| JP2016203153A (ja) * | 2015-04-17 | 2016-12-08 | 株式会社関根産業 | 有機性廃棄物からのメタン製造方法 |
-
2020
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-
2021
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6154291A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-18 | Hitachi Zosen Corp | 固定化微生物によるメタン生成法 |
| JPS62279894A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-04 | Kobe Steel Ltd | 嫌気性処理法における粒子状汚泥形成方法 |
| JPH01203098A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-15 | Akua Runesansu Gijutsu Kenkyu Kumiai | 嫌気性廃水処理方法 |
| JP2004342412A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Ebara Corp | 有機性物質を利用する発電方法及び装置 |
| CN203602403U (zh) * | 2013-12-12 | 2014-05-21 | 无锡通田博适环境科技有限公司 | 厌氧膨胀床生物膜反应器 |
| JP2017154109A (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 株式会社クラレ | 担体を用いた嫌気性排水処理方法 |
| CN105858914A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-08-17 | 浙江大学 | 紫外光解耦合微生物法处理餐厨油脂废水的方法及装置 |
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