JP2003245630A - Anaerobic treatment method for organic waste - Google Patents

Anaerobic treatment method for organic waste

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JP2003245630A
JP2003245630A JP2002050339A JP2002050339A JP2003245630A JP 2003245630 A JP2003245630 A JP 2003245630A JP 2002050339 A JP2002050339 A JP 2002050339A JP 2002050339 A JP2002050339 A JP 2002050339A JP 2003245630 A JP2003245630 A JP 2003245630A
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JP
Japan
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anaerobic treatment
organic waste
ammonia
tank
treatment tank
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JP2002050339A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Miura
雅彦 三浦
Toshinori Inoue
聡則 井上
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an anaerobic treatment method which enables the efficient anaerobic treatment of organic waste by simple equipment. <P>SOLUTION: For the anaerobic treatment of the organic waste, ammonia nitrogen originating from the organic waste is fixed using a solid acid. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、(1)厨芥や
(2)畜産糞尿、(3)下水汚泥、(4)浄化槽汚泥、
(5)産業廃水汚泥、(6)産業廃水、(7)し尿など
の有機性廃棄物の嫌気性処理に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to (1) kitchen waste, (2) livestock manure, (3) sewage sludge, (4) septic tank sludge,
The present invention relates to anaerobic treatment of organic waste such as (5) industrial wastewater sludge, (6) industrial wastewater, and (7) human waste.

【0002】[0002]

【従来の技術】上記各種の有機性廃棄物を処理するに際
しては、嫌気性菌を用いて該有機性廃棄物を分解する嫌
気性消化法が広く用いられている。この嫌気性消化法で
は、メタノバクテリウム等の嫌気性菌が有機性廃棄物を
分解してメタンガスを生成する。生成したメタンガスは
資源として回収・利用できる。
2. Description of the Related Art An anaerobic digestion method in which an anaerobic bacterium is used to decompose the organic waste is widely used for treating the above various organic wastes. In this anaerobic digestion method, anaerobic bacteria such as methanobacterium decompose organic waste to produce methane gas. The generated methane gas can be recovered and used as a resource.

【0003】有機性廃棄物が嫌気性菌によって消化され
る際に、有機性廃棄物中の窒素の一部は嫌気性菌の菌体
合成に使用されるが、菌体合成に使用されなかった過剰
の窒素はアンモニア態窒素となる。このアンモニア態窒
素濃度が高くなると、遊離アンモニア濃度が高くなり、
その結果、嫌気性菌によるメタン発酵が阻害される
[「用水と廃水」Vol.43,No.3(2001)第12〜19頁]。
このため、上記発酵阻害要因を抑えて消化効率を高レベ
ルに維持するには、嫌気性処理槽へ送入する有機性廃棄
物量を少なくし、処理負荷を低くする必要があった。特
に、有機性廃棄物を乾式で嫌気性処理する場合は、湿式
法に比べて処理槽内の有機物濃度が高くなるので、アン
モニア濃度も高くなり易く、上記傾向が一層顕著に現れ
る。
When the organic waste is digested by the anaerobic bacteria, a part of nitrogen in the organic waste is used for the microbial synthesis of the anaerobic bacteria, but not for the microbial synthesis. Excess nitrogen becomes ammoniacal nitrogen. When the concentration of ammonia nitrogen increases, the concentration of free ammonia increases,
As a result, methane fermentation by anaerobic bacteria is inhibited [“Water and Wastewater” Vol.43, No.3 (2001), pages 12-19].
Therefore, in order to suppress the above fermentation inhibiting factors and maintain the digestion efficiency at a high level, it is necessary to reduce the amount of organic waste fed into the anaerobic treatment tank and reduce the treatment load. In particular, when the organic waste is anaerobically treated by the dry method, the concentration of the organic matter in the treatment tank is higher than that in the wet method, and thus the ammonia concentration is likely to be higher, and the above tendency becomes more remarkable.

【0004】嫌気性処理槽内におけるアンモニア濃度を
低くする手段としては、塩酸や硫酸などの水溶性の酸を
用いて中和する方法がある。しかし、これらの酸を用い
てアンモニアを中和すると、塩素イオンや硫酸イオンな
どの陰イオンが生成する。そして、処理系内の該陰イオ
ン濃度が高くなると、メタン発酵が阻害される。具体的
には、硫酸イオンでは100ppm、塩素イオンでは15000
ppmを超えるとメタン発酵が阻害されることが知られ
ている。
As a means for lowering the ammonia concentration in the anaerobic treatment tank, there is a method of neutralizing with a water-soluble acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid. However, when ammonia is neutralized with these acids, anions such as chlorine ions and sulfate ions are generated. Then, when the concentration of the anion in the treatment system becomes high, methane fermentation is inhibited. Specifically, 100 ppm for sulfate ions and 15000 for chlorine ions
It is known that when it exceeds ppm, methane fermentation is inhibited.

【0005】また、窒素含有量の多い有機性廃棄物を嫌
気性処理する際に、窒素含有の少ない有機性廃棄物と混
合して処理したり、あるいは水で希釈して窒素濃度を低
くする方法も一部で採用されている。しかし、上記の様
に処理廃棄物の窒素濃度を低くすると、処理すべき廃棄
物の量は、窒素濃度を低く(即ち、希釈)した分だけ増
加するので、処理効率は低下してくる。
Further, when anaerobically treating an organic waste having a high nitrogen content, a method of mixing with an organic waste having a low nitrogen content, or diluting with water to reduce the nitrogen concentration is used. Is also adopted by some. However, when the nitrogen concentration of the treatment waste is lowered as described above, the amount of the waste to be treated is increased by the amount of the nitrogen concentration lowered (that is, diluted), so that the treatment efficiency is lowered.

【0006】そこで、処理槽内におけるアンモニア態窒
素の蓄積によるメタン発酵阻害を低減する方法として、
例えば、特開2000-15231号公報には、嫌気性処理槽内の
発酵汚泥を膜分離手段によって分離し、発酵阻害物質を
含んだ液状分の一部を嫌気性処理槽から抜き出す方法が
開示されている。しかし、この方法では、膜分離装置お
よびこれを作動させるための加圧装置が必要になるばか
りか、膜分離されたメタン発酵阻害物質を処理するため
の装置も必要となるので、設備コストや運転コストが増
大する。
Therefore, as a method for reducing the inhibition of methane fermentation due to the accumulation of ammonia nitrogen in the treatment tank,
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-15231 discloses a method in which the fermentation sludge in the anaerobic treatment tank is separated by a membrane separation means, and a part of a liquid content containing a fermentation inhibitor is extracted from the anaerobic treatment tank. ing. However, this method requires not only a membrane separation device and a pressurizing device for operating it, but also a device for treating the membrane-separated methane fermentation inhibitor, which requires equipment cost and operation. The cost increases.

【0007】また、特開2001-137888号公報には、有機
性廃水に含まれるアンモニアをアンモニアストリッピン
グによって系外へ抜き出すと共に、有価資源として回収
する方法が開示されている。しかし、この方法では、ア
ンモニア処理装置が別途必要となるばかりでなく、アン
モニアストリッピングにかなりの熱エネルギーが必要に
なるので、設備の簡素化と運転コストの削減といった要
請には応えられない。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-137888 discloses a method of extracting ammonia contained in organic wastewater to the outside of the system by ammonia stripping and recovering it as a valuable resource. However, in this method, not only an ammonia treatment device is separately required, but also considerable heat energy is required for ammonia stripping, so that it is not possible to meet the demands for simplification of equipment and reduction of operating cost.

【0008】一方、有機性廃棄物に含まれる窒素分の阻
害形態や濃度との関係を検討した研究では、嫌気性処理
槽内におけるpHと温度の影響を受けて、アンモニウム
イオンがアンモニアとなり、メタン発酵を阻害すること
が報告されており[「工業用水」第490号,(平成11年7
月)第18〜32頁]、嫌気性処理槽内の消化液のpHを低
下させることによりアンモニアの解離平衡濃度を低下さ
せる方法が提案されている。すなわち、この方法では、
嫌気性処理槽内に塩化第二鉄を添加することによって、
嫌気性処理槽内に存在する硫黄化合物を還元してH2
を発生させる。発生したH2Sは塩化第二鉄と反応して
塩酸が生成し、該塩酸が嫌気性処理槽内のアンモニアと
反応することにより、処理槽内を低pH域に制御できる
のである。しかし、この方法では、前掲の方法で指摘し
た様に、塩素イオン濃度の上昇によるメタン発酵阻害が
避けられない。また、処理汚泥内の塩素濃度が高くなる
と、例えば処理汚泥を焼却したときにダイオキシンが発
生する原因となる。
On the other hand, in a study investigating the relationship between the inhibitory form and concentration of nitrogen contained in organic waste, ammonium ions become ammonia and methane due to the influence of pH and temperature in the anaerobic treatment tank. It has been reported to inhibit fermentation ["Industrial water", No. 490, (1999.
Mon., pp. 18-32], a method of lowering the dissociation equilibrium concentration of ammonia by lowering the pH of the digestive juice in the anaerobic treatment tank is proposed. That is, in this method,
By adding ferric chloride in the anaerobic treatment tank,
H 2 S by reducing the sulfur compounds present in the anaerobic treatment tank
Generate. The generated H 2 S reacts with ferric chloride to generate hydrochloric acid, and the hydrochloric acid reacts with ammonia in the anaerobic treatment tank, whereby the inside of the treatment tank can be controlled to a low pH range. However, with this method, as pointed out in the above-mentioned method, the inhibition of methane fermentation due to an increase in chloride ion concentration is unavoidable. Further, if the chlorine concentration in the treated sludge becomes high, it will cause generation of dioxins when the treated sludge is incinerated, for example.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な状
況に鑑みてなされたものであって、その目的は、有機性
廃棄物の嫌気性処理を簡便な設備で効率良く実施できる
嫌気性処理方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide an anaerobic method capable of efficiently performing anaerobic treatment of organic waste with a simple facility. It is to provide a processing method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る有機性廃棄物の処理方法とは、有
機性廃棄物を嫌気性処理するに際し、有機性廃棄物由来
のアンモニア態窒素を、固体酸を用いて固定する点に要
旨を有するものである。
The method for treating organic waste according to the present invention, which has been able to solve the above-mentioned problems, includes an ammonia state derived from organic waste when anaerobicly treating the organic waste. The gist is that nitrogen is fixed using a solid acid.

【0011】本発明では、前記固体酸を嫌気性処理の場
に直接投入する方法や、前記固体酸を嫌気性処理の場か
ら得られた返送汚泥中に投入する方法を採用することが
好ましい。
In the present invention, it is preferable to employ a method of directly introducing the solid acid into the anaerobic treatment site or a method of introducing the solid acid into the returning sludge obtained from the anaerobic treatment site.

【0012】また、本発明で使用する前記固体酸として
は、ベントナイト、酸性白土、活性白土およびシリカア
ルミナが好ましく、これらは夫々単独で使用し得るほ
か、必要により2種以上併用できる。
The solid acid used in the present invention is preferably bentonite, acid clay, activated clay and silica-alumina, and these may be used alone or in combination of two or more if necessary.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】嫌気性菌によるメタン発酵は、中
温(30〜35℃程度)または高温(50〜55℃程度)で行わ
れるのが一般的である。しかし、上述した如く処理系内
にアンモニアが存在すると、嫌気性菌によるメタン発酵
が阻害される。具体的には、中温メタン発酵(35℃)で
はアンモニア濃度が5000〜8000ppmを超えるとメタン
発酵が阻害され、高温メタン発酵(55℃)ではアンモニ
ア濃度が2500〜2800ppmを超えるとメタン発酵が阻害
される。そこで、前述の如く嫌気性処理系内のアンモニ
アを酸で中和する方法もあるが、この方法では処理系の
陰イオン濃度が高くなるため、根本的な解決にはならな
い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Methane fermentation by anaerobic bacteria is generally carried out at moderate temperature (about 30 to 35 ° C) or high temperature (about 50 to 55 ° C). However, as described above, the presence of ammonia in the treatment system inhibits methane fermentation by anaerobic bacteria. Specifically, medium temperature methane fermentation (35 ° C) inhibits methane fermentation when the ammonia concentration exceeds 5000 to 8000 ppm, and high temperature methane fermentation (55 ° C) inhibits methane fermentation when the ammonia concentration exceeds 2500 to 2800 ppm. It Therefore, as described above, there is also a method of neutralizing ammonia in the anaerobic treatment system with an acid, but this method is not a fundamental solution because the concentration of anions in the treatment system becomes high.

【0014】また、嫌気性菌によるメタン発酵は、嫌気
性処理槽内のpHにも影響を受け、該pHによってはア
ンモニア態窒素がアンモニアとなってメタン発酵を阻害
する。よって、この様な観点から安定したメタン発酵を
進めるには、pHを6.4〜7.6程度に保つことが好まし
い。
Further, the methane fermentation by anaerobic bacteria is also affected by the pH in the anaerobic treatment tank, and depending on the pH, ammonia nitrogen turns into ammonia and inhibits methane fermentation. Therefore, in order to promote stable methane fermentation from such a viewpoint, it is preferable to keep the pH at about 6.4 to 7.6.

【0015】従って、有機性廃棄物自体が低pHであっ
たり、有機性廃棄物が嫌気性菌によって分解される過程
で有機酸を多量に生成する場合は、嫌気性処理槽内を前
記好適なpH域となる様に制御することが望ましい。嫌
気性処理槽内のpHを制御する手段としては、アンモニ
アや消石灰、水酸化カリウムなどのアルカリを用いる方
法が挙げられるが、前述の如く嫌気性処理槽内のアンモ
ニア濃度が高くなり過ぎるとメタン発酵が阻害されるの
で、pH調整には消石灰や水酸化カリウムを用いるのが
良い。一方、有機性処理槽内のアンモニア濃度が高くな
って、pHが7.6を超えると、メタン発酵が抑制される
ので酸を用いてpHを制御する方法が推奨されるが、ア
ンモニアの中和によって生成する陰イオン濃度が高くな
ってもメタン発酵が阻害される。
Therefore, when the organic waste itself has a low pH, or when a large amount of organic acid is produced in the process in which the organic waste is decomposed by the anaerobic bacteria, the inside of the anaerobic treatment tank is set to the above preferable range. It is desirable to control the pH to be in the pH range. As a means for controlling the pH in the anaerobic treatment tank, there is a method of using alkali such as ammonia, slaked lime, and potassium hydroxide, but as described above, when the ammonia concentration in the anaerobic treatment tank becomes too high, methane fermentation Therefore, slaked lime or potassium hydroxide is preferably used for pH adjustment. On the other hand, if the ammonia concentration in the organic treatment tank becomes high and the pH exceeds 7.6, methane fermentation is suppressed, so a method of controlling the pH using acid is recommended, but it is generated by neutralization of ammonia. Methane fermentation is inhibited even when the concentration of anions is increased.

【0016】そこで、本発明者らは、有機性廃棄物を嫌
気性処理するに際し、アンモニアをより効率良く除去し
て嫌気性処理効率を向上させる方法について様々な角度
から検討したところ、有機性廃棄物由来のアンモニア態
窒素(NH4 +−N)を、固体酸を用いて固定するとアン
モニアの生成が阻止され、上記課題が見事解決できるこ
とを見出した。
Therefore, the inventors of the present invention have examined various ways of improving the anaerobic treatment efficiency by removing ammonia more efficiently when the organic waste is anaerobically treated. It has been found that when the ammonia nitrogen (NH 4 + —N) derived from the product is fixed by using a solid acid, the production of ammonia is prevented, and the above-mentioned problems can be solved successfully.

【0017】従って、本発明で用いる固体酸は、陽イオ
ン交換能を有していることが必要であり、アンモニア態
窒素を固定して安定に保持する機能が求められる。ここ
で、「固体酸がアンモニア態窒素を固定する」とは、ア
ンモニア態窒素が固体酸とイオン的に結合して系内のア
ンモニア態窒素量を抑えることを意味する。
Therefore, the solid acid used in the present invention is required to have a cation exchange ability, and is required to have a function of fixing ammonia nitrogen and stably holding it. Here, "solid acid fixes ammonia nitrogen" means that ammonia nitrogen ionically bonds with solid acid to suppress the amount of ammonia nitrogen in the system.

【0018】また、固体酸が水に溶けると、固体酸に固
定されたアンモニア態窒素が脱離してしまうので、本発
明に用いる固体酸は不溶性のものでなければならない。
そして、この固体酸でアンモニア態窒素を固定した場合
は、上述した様なアンモニアの中和による陰イオンは生
成しないので、副生成イオンによってメタン発酵が阻害
されることもない。
Further, when the solid acid is dissolved in water, the ammonia nitrogen fixed to the solid acid is released, so that the solid acid used in the present invention must be insoluble.
When ammonia nitrogen is fixed with this solid acid, anions due to the neutralization of ammonia as described above are not generated, so that methane fermentation is not hindered by byproducts.

【0019】尚、本発明において、アンモニア態窒素を
「有機性廃棄物由来の」とした理由は、有機性廃棄物自
体にアンモニア態窒素が含まれている場合はもとより、
有機性廃棄物自体にはアンモニア態窒素が含まれてなく
とも、嫌気性菌によって有機性廃棄物に含まれる窒素か
らアンモニア態窒素が生成されることがあるからであ
り、本発明では両者を含むものである。
In the present invention, the reason why ammonia nitrogen is "derived from organic waste" is not only the case where the organic waste itself contains ammonia nitrogen,
This is because even if the organic waste itself does not contain ammonia nitrogen, anaerobic bacteria may generate ammonia nitrogen from the nitrogen contained in the organic waste. It is a waste.

【0020】以下、図面を参照しつつ本発明をより具体
的に説明するが、本発明は図示例によって制限を受ける
ものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で設計
変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる
ものである。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. However, the present invention is not limited by the illustrated examples, and design changes may be made within a range that can be adapted to the gist of the preceding and the following. Both are included in the technical scope of the present invention.

【0021】図1は、嫌気性処理工程の一例を示す概略
図であり、図中1は嫌気性処理槽、2は固液分離槽を夫々
示している。また、Aは有機性廃棄物、Bはガス、Cは
固体酸、a〜fは経路を夫々示している。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an anaerobic treatment step. In the figure, 1 indicates an anaerobic treatment tank and 2 indicates a solid-liquid separation tank. A is organic waste, B is gas, C is solid acid, and a to f are routes.

【0022】有機性廃棄物Aは、経路aを通して嫌気性
処理槽1へ送入される。嫌気性処理槽1では、有機性廃棄
物Aが嫌気性菌(例えば、メタノバクテリウムなど)に
よって有機酸に分解された後、メタンガスや二酸化炭
素、水素、水などに分解される(以下、これら分解され
た後の残渣分を総称して「処理汚泥」とする場合があ
る)。このとき、有機性廃棄物Aに含まれる窒素の一部
は嫌気性菌の菌合成に使用されるが、過剰分の窒素はア
ンモニア態窒素となる。そこで、本発明では、嫌気性処
理の場である嫌気性処理槽1内に、経路cを通して固体
酸Cを直接投入し、アンモニア態窒素を固定することに
より、アンモニアの生成を抑制しつつ安定したメタン発
酵を維持する。
The organic waste A is fed into the anaerobic treatment tank 1 through the route a. In the anaerobic treatment tank 1, the organic waste A is decomposed by an anaerobic bacterium (for example, methanobacterium) into an organic acid, and then decomposed into methane gas, carbon dioxide, hydrogen, water (hereinafter, these The residue after decomposition may be collectively referred to as "treated sludge"). At this time, a part of nitrogen contained in the organic waste A is used for microbial synthesis of anaerobic bacteria, but the excess nitrogen becomes ammonia nitrogen. Therefore, in the present invention, the solid acid C is directly charged into the anaerobic treatment tank 1 which is the site of the anaerobic treatment through the route c and the ammonia nitrogen is fixed to stabilize the production of ammonia while suppressing it. Maintain methane fermentation.

【0023】嫌気性処理が施された処理汚泥は、経路d
から固液分離槽2へ送られ、液体成分と固体成分に分離
される。分離された液体成分は経路fから、固体成分は
経路eから夫々系外へ排出される。このとき、本発明で
は、アンモニア態窒素を固定する為に固体酸を用いてい
るので、例えば、アンモニアの中和に塩酸を用いたとき
の様に、処理汚泥に不要な塩素イオンが混入することが
ない。よって、本発明では、前記液体成分および固体成
分の廃棄処理が容易となる効果も奏する。
The treated sludge that has been subjected to the anaerobic treatment is route d.
Is sent to the solid-liquid separation tank 2 and separated into a liquid component and a solid component. The separated liquid component is discharged from the path f, and the separated solid component is discharged from the path e to the outside of the system. At this time, in the present invention, since the solid acid is used to fix the ammonia nitrogen, unnecessary chlorine ions may be mixed into the treated sludge as in the case of using hydrochloric acid for neutralizing ammonia. There is no. Therefore, the present invention has an effect of facilitating the disposal of the liquid component and the solid component.

【0024】一方、嫌気性処理槽1で生成したガス成分
は、経路bからガスBとして抜き出され、メタンガスや
二酸化炭素などを分離した後、該メタンガスはマイクロ
ガスタービンやボイラーなどの燃料として利用される
(図示しない)。
On the other hand, the gas component produced in the anaerobic treatment tank 1 is extracted as gas B from the path b, and after separating methane gas, carbon dioxide, etc., the methane gas is used as fuel for a micro gas turbine, a boiler, etc. (Not shown).

【0025】尚、固体酸Cを嫌気性処理槽の場に直接投
入する方法では、嫌気性処理槽1内を攪拌しつつ操業す
ることが好ましい。嫌気性処理槽1内に送入された有機
性廃棄物Aと固体酸Cとを攪拌混合すると、アンモニア
態窒素が固体酸Cに効率良く固定されるからである。従
って、嫌気性処理槽1内の混合し易さといった観点か
ら、産業廃水やし尿などの液体状の有機性廃棄物を湿式
で嫌気性処理する際には、上記方法が好ましく採用され
る。ここで、「湿式で嫌気性処理する」とは乾燥質量が
10%以下の液体状の有機性廃棄物を嫌気性処理すること
を意味し、該有機性廃棄物は含水率が高く粘度が高い。
In the method of directly charging the solid acid C into the anaerobic treatment tank, it is preferable to operate while stirring the anaerobic treatment tank 1. This is because when the organic waste A and the solid acid C fed into the anaerobic treatment tank 1 are mixed with stirring, ammonia nitrogen is efficiently fixed to the solid acid C. Therefore, from the viewpoint of ease of mixing in the anaerobic treatment tank 1, the above method is preferably adopted when wet-type anaerobic treatment of liquid organic waste such as industrial wastewater or night soil. Here, “wet and anaerobic treatment” means that the dry mass is
This means anaerobic treatment of 10% or less of liquid organic waste, and the organic waste has a high water content and a high viscosity.

【0026】図2は、嫌気性処理工程の他の例を示す概
略図であり、図中3は嫌気性処理槽、4は混合槽、gおよ
びhは経路を夫々示している。尚、前記図1と対応する
部分には同一の符号を付してある。
FIG. 2 is a schematic view showing another example of the anaerobic treatment step. In the figure, 3 is an anaerobic treatment tank, 4 is a mixing tank, and g and h are paths. The parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0027】有機性廃棄物Aは、経路aを介して嫌気性
処理槽3へ送入される。嫌気性処理槽3に送入された有機
性廃棄物Aは、プラグフローで移動しつつ嫌気性処理さ
れる。このとき生成したガス成分は、経路bからガスB
として抜き出される。
The organic waste A is fed into the anaerobic treatment tank 3 via the route a. The organic waste A sent into the anaerobic treatment tank 3 is anaerobically treated while moving by the plug flow. The gas component generated at this time is the gas B from the path b.
Is extracted as.

【0028】ところで、嫌気性処理の場である嫌気性処
理槽3から得られる処理汚泥には、未処理の有機性廃棄
物を含むことがあるので、処理汚泥の一部を返送汚泥と
して嫌気性処理槽3へ返送することがある。また、嫌気
性処理槽3から得られる処理汚泥には嫌気性菌が含まれ
ているので、嫌気性処理槽3内の嫌気性菌量を一定に保
持するため、処理汚泥の一部を種汚泥として嫌気性処理
槽3へ返送することがある。しかし、嫌気性処理槽3にお
いて有機性廃棄物をプラグフローで移動しつつ嫌気性処
理すると、嫌気性処理が進むに連れて嫌気性処理槽3内
のアンモニア態窒素濃度が上昇し、ひいてはアンモニア
の生成によりメタン発酵が阻害される原因となる。そこ
で、この図示例では、嫌気性処理の場から得られた処理
汚泥に固体酸Cを投入することによって、処理汚泥中の
アンモニア態窒素濃度を低減し、これを嫌気性処理槽3
へ返送することによって、メタン発酵を阻害することな
く安定した嫌気性処理を継続できる様にしている。
By the way, since the treated sludge obtained from the anaerobic treatment tank 3 which is the place for anaerobic treatment may contain untreated organic waste, a part of the treated sludge is anaerobically used as return sludge. May be returned to processing tank 3. Further, since the treated sludge obtained from the anaerobic treatment tank 3 contains anaerobic bacteria, in order to keep the amount of anaerobic bacteria in the anaerobic treatment tank 3 constant, part of the treated sludge is seed sludge. May be returned to the anaerobic treatment tank 3. However, when anaerobic treatment is performed while moving the organic waste in the anaerobic treatment tank 3 by the plug flow, the concentration of ammonia nitrogen in the anaerobic treatment tank 3 increases as the anaerobic treatment progresses, and by extension The production causes inhibition of methane fermentation. Therefore, in this illustrated example, by introducing solid acid C into the treated sludge obtained from the anaerobic treatment site, the concentration of ammonia nitrogen in the treated sludge is reduced, and this is changed to the anaerobic treatment tank 3
By returning it to, it is possible to continue stable anaerobic treatment without inhibiting methane fermentation.

【0029】すなわち本例では、嫌気性処理槽3から得
られた処理汚泥を、経路gから混合槽4へ送入し、該混
合槽4では、固体酸Cを経路cから前記処理汚泥へ投入
して混合する。固体酸Cと混合された処理汚泥(以下、
処理汚泥と固体酸Cを混合した汚泥を、「混合汚泥」と
称する場合がある)は、返送汚泥として嫌気性処理槽3
へ返送する。
That is, in this example, the treated sludge obtained from the anaerobic treatment tank 3 is fed into the mixing tank 4 through the route g, and in the mixing tank 4, the solid acid C is introduced into the treated sludge through the route c. And mix. Treated sludge mixed with solid acid C (hereinafter,
The sludge in which the treated sludge and the solid acid C are mixed is sometimes referred to as "mixed sludge") is an anaerobic treatment tank as return sludge.
Return to.

【0030】固体酸Cを、嫌気性処理槽の場から得られ
た返送汚泥中に投入する上記方法は、嫌気性処理槽1内
を攪拌しないときに好適に採用できる。すなわち、厨芥
や畜産糞尿、下水汚泥、浄化槽汚泥、産業廃水汚泥など
の固体状の有機性廃棄物を乾式で嫌気性処理する際に
は、嫌気性処理槽内において有機性廃棄物を攪拌混合す
ることが困難であるので、嫌気性処理槽内の固形状有機
性廃棄物に固体酸を投入しても、アンモニア態窒素を充
分に固定することができない。しかし、上記の方法で
は、嫌気性処理後に返送されてくる汚泥に固体酸が混合
されているので、嫌気性処理槽内を攪拌しなくても、ア
ンモニア態窒素に対して充分な低減効果を得ることがで
きる。
The above-mentioned method of introducing the solid acid C into the returned sludge obtained from the anaerobic treatment tank can be suitably used when the inside of the anaerobic treatment tank 1 is not stirred. That is, when solid-state organic waste such as kitchen waste, livestock manure, sewage sludge, septic tank sludge and industrial wastewater sludge is dry-anaerobically treated, the organic waste is stirred and mixed in the anaerobic treatment tank. However, even if a solid acid is added to the solid organic waste in the anaerobic treatment tank, ammonia nitrogen cannot be sufficiently fixed. However, in the above method, since the solid acid is mixed with the sludge returned after the anaerobic treatment, it is possible to obtain a sufficient reduction effect for ammonia nitrogen without stirring in the anaerobic treatment tank. be able to.

【0031】ここで、「乾式で嫌気性処理する」とは乾
燥質量が10%を超える固体状の有機性廃棄物を嫌気性処
理することを意味し、該有機性廃棄物は含水率が低く粘
度が高い。
Here, "dry-type anaerobic treatment" means anaerobic treatment of solid organic waste having a dry mass of more than 10%, and the organic waste has a low water content. High viscosity.

【0032】尚、上記では嫌気性処理された汚泥の一部
を嫌気性処理槽3へ返送する場合を示したが、必要に応
じて一時的に汚泥の全部を嫌気性処理槽3へ返送し、消
化を充分に進めてから一部を逐次固液分離槽方向へ抜き
出す様にすることも本発明の範囲内である。
In the above, the case where a part of the sludge subjected to the anaerobic treatment is returned to the anaerobic treatment tank 3 is shown, but if necessary, the whole sludge is temporarily returned to the anaerobic treatment tank 3. It is also within the scope of the present invention to carry out the digestion sufficiently and then to withdraw a part thereof in the direction of the solid-liquid separation tank.

【0033】また、有機性廃棄物を嫌気性処理する際に
は、嫌気性処理槽を二つ以上設け、酸発酵とメタン発酵
を分けて行うことがある。この様なときは、酸発酵過程
よりもメタン発酵過程でアンモニア態窒素が生成し易い
ので、酸発酵が終えた有機性廃棄物に固体酸を投入し
て混合し、これを後段の嫌気性処理槽(メタン発酵槽)
へ送入するか、酸発酵槽よりも後段に設けたメタン発
酵槽に固体酸を直接投入する、ことが好ましい。
When the organic waste is anaerobically treated, two or more anaerobic treatment tanks may be provided and the acid fermentation and the methane fermentation may be performed separately. In such a case, ammonia nitrogen is more likely to be produced in the methane fermentation process than in the acid fermentation process.Therefore, the solid acid is added to the organic waste that has undergone the acid fermentation and mixed, and this is subjected to the anaerobic treatment in the subsequent stage. Tank (methane fermentation tank)
It is preferable to feed the solid acid directly to the methane fermentation tank provided at a later stage than the acid fermentation tank.

【0034】本発明に用いる固体酸の種類は特に限定さ
れないが、好ましいものとして、ベントナイトや酸性白
土などの天然固体酸、活性白土などの半天然固体酸およ
びシリカアルミナなどが例示される。これらは夫々単独
で使用し得るほか、これらの2種以上を任意の割合で混
合して使用しても良い。尚、シリカアルミナとは、シリ
カ(SiO2)とアルミナ(Al23)の複合酸化物を
指し、シリカ単体やアルミナ単体は含まない。
The type of solid acid used in the present invention is not particularly limited, but preferred examples include natural solid acids such as bentonite and acid clay, semi-natural solid acids such as activated clay and silica-alumina. These may be used alone, or two or more of them may be mixed and used at an arbitrary ratio. The silica-alumina refers to a composite oxide of silica (SiO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ), and does not include silica alone or alumina alone.

【0035】この中でも、イオン交換能や価格を考慮す
るとベントナイトが実用的である。また、ベントナイト
は珪酸ナトリウム塩であり、肥料の造粒剤として用いら
れていることから明らかな様に、生体への影響も殆ど無
いと考えられるので、嫌気性菌に対しても殆ど影響を及
ぼすことが与えない。
Among these, bentonite is practical in view of ion exchange capacity and price. Further, bentonite is a sodium silicate salt, and as it is apparently used as a granulating agent for fertilizers, it is considered that there is almost no effect on the living body, and therefore it also has almost no effect on anaerobic bacteria. Don't give.

【0036】本発明では、アンモニア態窒素を固定する
ために固体酸を用いているので、嫌気性処理系内の陰イ
オン濃度を増加させることなく、処理系を好適なpH域
に制御することができる。すなわち、例えば、固体酸と
してベントナイトを用いると、ベントナイトからNaイ
オンが放出されてアンモニア態窒素がベントナイトに固
定される。このときアンモニア態窒素濃度が低くなるの
で、嫌気性処理槽内のpHも低くなる。尚、ベントナイ
トから放出されるNaイオンは、アンモニアに比べてメ
タン発酵に対する阻害作用が小さいことを本発明者らは
確認している。
In the present invention, since the solid acid is used to fix ammonia nitrogen, it is possible to control the treatment system within a suitable pH range without increasing the anion concentration in the anaerobic treatment system. it can. That is, for example, when bentonite is used as the solid acid, Na ions are released from the bentonite, and ammonia nitrogen is fixed to the bentonite. At this time, since the concentration of ammonia nitrogen decreases, the pH in the anaerobic treatment tank also decreases. The present inventors have confirmed that Na ions released from bentonite have a smaller inhibitory effect on methane fermentation than ammonia.

【0037】固体酸の陽イオン(アンモニア態窒素)の
吸着量は、ベントナイト100gに対してアンモニア態窒
素が約80ミリ等量、酸性白土100gに対してアンモニア
態窒素が約50ミリ等量である。
The adsorption amount of the cation (ammonia nitrogen) of the solid acid is about 80 milliequivalents of ammonia nitrogen to 100 g of bentonite and about 50 milliequivalents of ammonia nitrogen to 100 g of acid clay. .

【0038】本発明において、有機性廃棄物を嫌気性処
理する際に用いる固体酸の量は、嫌気性処理槽内に存在
するアンモニア態窒素を固定できる量であれば特に限定
されないが、処理対象の有機性廃棄物に対して0.1〜10
質量%の範囲が好ましい。この理由は、有機性廃棄物に
対し固体酸を0.1質量%投入すると、約5000ppm相当
のアンモニア態窒素を固定できるが、有機性廃棄物には
アンモニア態窒素以外にNaイオンやCaイオンなども
含まれており、これらの陽イオンも固体酸に固定される
ことがあるからである。
In the present invention, the amount of the solid acid used in the anaerobic treatment of the organic waste is not particularly limited as long as it can fix the ammonia nitrogen existing in the anaerobic treatment tank, but the treatment target is not limited. 0.1 to 10 for organic waste
A mass% range is preferred. The reason for this is that when solid acid is added to the organic waste in an amount of 0.1% by mass, about 5000 ppm of ammonia nitrogen can be fixed, but the organic waste also contains Na ions and Ca ions in addition to ammonia nitrogen. This is because these cations may be fixed to the solid acid.

【0039】一方、前述した固体酸によるアンモニア態
窒素固定効果は、有機性廃棄物に対して10質量%で飽和
し、これを超えて過剰に添加してもその効果は変わら
ず、逆に汚泥量を増加させてしまうので、上限を10質量
%とした。より好ましくは1.0〜5.0質量%である。
On the other hand, the effect of fixing the ammonia nitrogen by the solid acid described above is saturated at 10% by mass with respect to the organic waste, and even if it is added in excess of this amount, the effect does not change. Since the amount is increased, the upper limit was made 10 mass%. More preferably, it is 1.0 to 5.0 mass%.

【0040】本発明に用いる固体酸の形状は特に限定さ
れないが、アンモニア態窒素を吸着しやすくする観点か
ら表面積は大きい方が望ましい。よって、固体酸の形状
は粉末状(例えば、粒径が100μm程度以下)にするの
が好ましい。
The shape of the solid acid used in the present invention is not particularly limited, but a large surface area is desirable from the viewpoint of facilitating adsorption of ammonia nitrogen. Therefore, it is preferable that the solid acid has a powder form (for example, a particle size of about 100 μm or less).

【0041】本発明の嫌気性処理方法で処理対象となる
有機性廃棄物とは、厨芥や畜産糞尿、下水汚泥、浄化槽
汚泥、産業廃水汚泥などの固体状の有機性廃棄物、およ
び産業廃水やし尿などの液体状の有機性廃棄物の両方を
含むものである。
The organic wastes to be treated by the anaerobic treatment method of the present invention include solid organic wastes such as kitchen waste, livestock manure, sewage sludge, septic tank sludge, industrial wastewater sludge, and industrial wastewater. It includes both liquid organic waste such as human waste.

【0042】以下、本発明を実施例によって更に詳細に
説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもの
ではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することは
いずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The following Examples are not intended to limit the scope of the present invention, and any modification of the design of the present invention can be made without departing from the gist of the preceding and the following. Within the technical scope of.

【0043】[0043]

【実施例】実施例1 前記図1に示した嫌気性処理工程に従って、有機性廃棄
物を湿式で嫌気性処理した。
Example 1 According to the anaerobic treatment process shown in FIG. 1, the organic waste was wet-anaerobically treated.

【0044】表1に示した組成の厨芥をイオン交換水で
希釈して有機性廃棄物Aを調製した。有機性廃棄物A
は、濃度を変化させることによって厨芥負荷(kg・T
S/m 3/d)を変えた。すなわち、有機性廃棄物Aの
濃度が低いものは厨芥負荷が低く、濃度が高いものは厨
芥負荷が高い。ここで、TSとは総物質量である。
The kitchen waste having the composition shown in Table 1 was deionized water.
Diluted to prepare organic waste A. Organic waste A
Is a garbage load (kg ・ T
S / m 3/ D) was changed. That is, the organic waste A
If the concentration is low, the garbage load is low, and if the concentration is high, the kitchen waste is
The garbage load is high. Here, TS is the total amount of substance.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】前記有機性廃棄物Aを経路aを通して1日
当たり50L(0.05m3)の流量で嫌気性処理槽1へ送入
し、水理的滞留時間(HRT)を20日間として嫌気性処
理した。嫌気性処理槽1の有効容積は1m3(1000L)で
あり、嫌気性処理槽1内の温度は36℃である。実験条件
は、下記の通りである。 [本発明例]ベントナイト(固体酸)を経路cから一日
一回投入した。投入量は前記有機性廃棄物Aの投入量に
対して1質量%(500g)である。 [比較例1]嫌気性処理槽1内のpHが7となる様に、塩
酸を用いて制御した。 [比較例2]ベントナイト(固体酸)も塩酸も添加せず
操業した。
The organic waste A was fed into the anaerobic treatment tank 1 through the route a at a flow rate of 50 L (0.05 m 3 ) per day, and anaerobically treated with a hydraulic retention time (HRT) of 20 days. . The effective volume of the anaerobic treatment tank 1 is 1 m 3 (1000 L), and the temperature in the anaerobic treatment tank 1 is 36 ° C. The experimental conditions are as follows. [Inventive Example] Bentonite (solid acid) was added once a day through route c. The input amount is 1% by mass (500 g) with respect to the input amount of the organic waste A. [Comparative Example 1] Hydrochloric acid was used to control the pH of the anaerobic treatment tank 1 so that the pH was 7. [Comparative Example 2] The operation was performed without adding bentonite (solid acid) or hydrochloric acid.

【0047】厨芥負荷を変化させたときの嫌気性処理槽
1内のアンモニア濃度(ppm)とpHを測定した。ア
ンモニア濃度は、下水道試験法に従った水質分析で測定
し、pHはpHメーターで測定した。これらの測定結果
を図3および図4に夫々示す。また、厨芥負荷を変化さ
せたときの一日当たりのメタンガス生成量(Ltr./
d)を図5に示す。
Anaerobic treatment tank when the garbage load is changed
The ammonia concentration (ppm) and pH in 1 were measured. Ammonia concentration was measured by water quality analysis according to the sewer test method, and pH was measured by a pH meter. The measurement results are shown in FIGS. 3 and 4, respectively. In addition, the amount of methane gas produced per day (Ltr./
d) is shown in FIG.

【0048】図3〜図5中、●は本発明例、×は比較例
1、○は比較例2の結果を夫々示している。尚、嫌気性
処理の温度が36℃のときは、嫌気性処理槽内のアンモニ
ア濃度が5000ppmを超えるとメタン発酵が阻害される
ことを本発明者らは確認している。
In FIG. 3 to FIG. 5, ● indicates the results of the present invention, × indicates the results of Comparative Example 1, and ∘ indicates the results of Comparative Example 2. The present inventors have confirmed that when the temperature of the anaerobic treatment is 36 ° C., the methane fermentation is inhibited when the ammonia concentration in the anaerobic treatment tank exceeds 5000 ppm.

【0049】図3〜図5から次の様に考察できる。本発
明例では、嫌気性処理の場である嫌気性処理槽1内にベ
ントナイト(固体酸)を直接投入してアンモニア態窒素
を固定しているので、厨芥負荷を5.2kg・TS/m3
dにしても、嫌気性処理槽1内のアンモニア濃度が5000
ppmを超えることはなかった(図3)。また、本発明
例では厨芥負荷を5.2kg・TS/m3/dにしても、嫌
気性処理槽1内のpHは7.6を超えていない(図4)。よ
って、本発明の方法を採用すると、厨芥負荷を高くして
もアンモニアによってメタン発酵が阻害されることはな
く、安定して嫌気性処理を進めることができ、メタンガ
スを効率良く生成できる(図5)。
The following can be considered from FIGS. 3 to 5. In the example of the present invention, bentonite (solid acid) is directly charged into the anaerobic treatment tank 1 which is a place for anaerobic treatment to fix ammonia nitrogen, so that a garbage load of 5.2 kg · TS / m 3 /
Even if d, the concentration of ammonia in the anaerobic treatment tank 1 is 5000
It never exceeded ppm (Fig. 3). Further, in the example of the present invention, the pH in the anaerobic treatment tank 1 does not exceed 7.6 even when the garbage load is 5.2 kg · TS / m 3 / d (Fig. 4). Therefore, when the method of the present invention is adopted, methane fermentation is not hindered by ammonia even if the garbage load is increased, anaerobic treatment can be stably advanced, and methane gas can be efficiently generated (FIG. 5). ).

【0050】一方、比較例1では、嫌気性処理槽内のp
Hを塩酸で7近傍に制御しているけれども(図4)、厨
芥負荷が3kg・TS/m3/d以上になると、嫌気性処
理槽内のアンモニア濃度が5000ppmを超えている(図
3)。即ち、厨芥負荷が3kg・TS/m3/d以上にな
ると、アンモニアによってメタン発酵が阻害されて嫌気
性処理が安定的に進まなくなり、メタンガスが殆ど生成
しなくなる(図5)。
On the other hand, in Comparative Example 1, p in the anaerobic treatment tank
Although H is controlled to around 7 with hydrochloric acid (Fig. 4), when the garbage load exceeds 3 kg · TS / m 3 / d, the ammonia concentration in the anaerobic treatment tank exceeds 5000 ppm (Fig. 3). . That is, when the garbage load exceeds 3 kg · TS / m 3 / d, ammonia inhibits methane fermentation, anaerobic treatment does not proceed stably, and methane gas is hardly produced (FIG. 5).

【0051】また、比較例2では、厨芥負荷を3kg・
TS/m3/d以上にすると、嫌気性処理槽1内のアンモ
ニア濃度が5000ppmを超えている(図3)。また、厨
芥負荷を3kg・TS/m3/d以上にすると、嫌気性処
理槽内のpHが7.6を超える(図4)。この結果から、
厨芥負荷を3kg・TS/m3/d以上に高めると、アン
モニアによってメタン発酵が阻害されるため安定した嫌
気性処理を維持できず、メタンガスが殆ど生成しなくな
る(図5)。
In Comparative Example 2, the garbage load is 3 kg.
At TS / m 3 / d or higher, the ammonia concentration in the anaerobic treatment tank 1 exceeds 5000 ppm (Fig. 3). Further, when the garbage load is set to 3 kg · TS / m 3 / d or more, the pH in the anaerobic treatment tank exceeds 7.6 (Fig. 4). from this result,
When the kitchen load is increased to 3 kg · TS / m 3 / d or more, ammonia inhibits methane fermentation, so stable anaerobic treatment cannot be maintained and methane gas is hardly generated (Fig. 5).

【0052】ここで、厨芥負荷を2.8kg・TS/m3
dとし、嫌気性処理後の処理汚泥を固液分離槽で固液分
離したときの液体成分中のアンモニア濃度を測定したと
ころ、本発明例では4000ppmであったのに対し、比較
例1では4650ppm、比較例2では4800ppmであっ
た。従って、本発明の方法によれば、嫌気性処理後の汚
泥中に残存するアンモニアを低減し得ることが分かる。
Here, the garbage load is 2.8 kg · TS / m 3 /
The concentration of ammonia in the liquid component when the treated sludge after anaerobic treatment was subjected to solid-liquid separation in the solid-liquid separation tank was measured to be 4000 ppm, whereas in Comparative Example 1 it was 4650 ppm. In Comparative Example 2, it was 4800 ppm. Therefore, according to the method of the present invention, it can be seen that ammonia remaining in the sludge after the anaerobic treatment can be reduced.

【0053】実施例2 前記図2に示した嫌気性処理工程に従って、有機性廃棄
物を乾式で嫌気性処理した。
Example 2 According to the anaerobic treatment process shown in FIG. 2, the organic waste was anaerobically treated by a dry method.

【0054】表2に示す組成の厨芥を有機性廃棄物Aと
した。
The kitchen waste having the composition shown in Table 2 was designated as organic waste A.

【0055】[0055]

【表2】 [Table 2]

【0056】前記有機性廃棄物A500gと後述する種汚
泥500gを混合したものを、一回当たり1kg嫌気性処理
槽3へ投入し、回分式で15日間嫌気性処理した。嫌気性
処理槽3では、有機性廃棄物がプラグフローで移動して
いる。嫌気性処理後の処理汚泥の一部(500g)を前記
種汚泥とした。
A mixture of 500 g of the organic waste A and 500 g of seed sludge described below was put into the anaerobic treatment tank 3 of 1 kg per time, and anaerobically treated by a batch system for 15 days. In the anaerobic treatment tank 3, organic waste is moving by plug flow. A part (500 g) of the treated sludge after the anaerobic treatment was used as the seed sludge.

【0057】嫌気性処理槽3の有効容積は0.002m3(2
L)であり、嫌気性処理槽3内の温度は55℃である。実
験条件を下記に示す。 [本発明例]嫌気性処理後の処理汚泥の一部(500g)
を経路gから混合槽4へ送入すると共に、ベントナイト
(固体酸)を経路cから5g投入し混合した。混合した
汚泥を種汚泥とした。尚、ベントナイトの投入量は、処
理汚泥に対して1質量%である。 [比較例1]嫌気性処理後の処理汚泥の一部(500g)
を経路gから混合槽4へ送入し、塩酸を用いてpHが7と
なる様に調整した。pH調整後の処理汚泥を種汚泥とし
た。 [比較例2]嫌気性処理後の処理汚泥の一部(500g)
をそのまま種汚泥とした。
The effective volume of the anaerobic treatment tank 3 is 0.002 m 3 (2
L), and the temperature in the anaerobic treatment tank 3 is 55 ° C. The experimental conditions are shown below. [Example of the present invention] Part of treated sludge after anaerobic treatment (500 g)
Was fed into the mixing tank 4 through the route g, and 5 g of bentonite (solid acid) was introduced through the route c and mixed. The mixed sludge was used as seed sludge. The amount of bentonite added was 1% by mass with respect to the treated sludge. [Comparative Example 1] Part of treated sludge after anaerobic treatment (500 g)
Was fed into the mixing tank 4 through the route g, and the pH was adjusted to 7 using hydrochloric acid. The treated sludge after pH adjustment was used as seed sludge. [Comparative Example 2] Part of treated sludge after anaerobic treatment (500 g)
Was directly used as seed sludge.

【0058】上記条件で嫌気性処理したときの嫌気性処
理槽3内のアンモニア濃度(ppm)とpHを前記と同
様の方法で毎日測定した。これらの結果を図6および図
7に夫々示す。また、一日当たりのメタンガス生成量
(mL/d)を測定した結果を図8に示す。但し、図6
〜図8中●は本発明例、×は比較例1、○は比較例2の
結果を夫々示している。尚、嫌気性処理の温度が55℃の
ときは、嫌気性処理槽内のアンモニア濃度が2500ppm
を超えるとメタン発酵が阻害されることを本発明者らは
確認している。
The ammonia concentration (ppm) and pH in the anaerobic treatment tank 3 when the anaerobic treatment was performed under the above conditions were measured daily by the same method as described above. These results are shown in FIGS. 6 and 7, respectively. Moreover, the result of having measured the methane gas production amount (mL / d) per day is shown in FIG. However, FIG.
In FIG. 8, ● indicates the results of the present invention, × indicates the results of Comparative Example 1, and ∘ indicates the results of Comparative Example 2. When the temperature of the anaerobic treatment is 55 ° C, the ammonia concentration in the anaerobic treatment tank is 2500ppm.
The present inventors have confirmed that the methane fermentation is inhibited when the ratio exceeds.

【0059】図6〜図8から次の様に考察できる。本発
明例では、嫌気性処理の場から得られる処理汚泥中にベ
ントナイト(固体酸)を投入してアンモニア態窒素を固
定し、この汚泥を嫌気性処理槽3へ返送することによ
り、嫌気性処理槽3内のアンモニア濃度は2500ppm以
下に抑えられている(図6)。また、嫌気性処理槽3内
のpHは15日間運転しても7.6を超えることはなかった
(図7)。よって、メタン発酵がアンモニアによって阻
害されることはなく、平均すると一日当たり約3000mL
のメタンガスが安定して生成する(図8)。すなわち、
15日間のメタンガス生成量を積算すると、本発明の方法
を採用すれば、厨芥1トン当たり100m3以上のメタンガ
スを生成し得ることが分かる。
The following can be considered from FIGS. 6 to 8. In the example of the present invention, bentonite (solid acid) was added to the treated sludge obtained from the anaerobic treatment site to fix ammonia nitrogen, and the sludge was returned to the anaerobic treatment tank 3 to perform the anaerobic treatment. The ammonia concentration in tank 3 is kept below 2500 ppm (Fig. 6). Further, the pH in the anaerobic treatment tank 3 did not exceed 7.6 even after operating for 15 days (Fig. 7). Therefore, methane fermentation is not hindered by ammonia, and on average it is about 3000 mL per day.
Methane gas is stably generated (Fig. 8). That is,
When the amount of methane gas produced for 15 days is integrated, it can be seen that 100 m 3 or more of methane gas can be produced per ton of kitchen waste by using the method of the present invention.

【0060】一方、比較例1では、種汚泥のpHを塩酸
で7近傍に制御しているので、嫌気性処理槽3内のpHは
12日目までは7.6を超えなかった(図7)。しかし、13
日目以降の嫌気性処理槽3内のpHは7.6を超えた。ま
た、嫌気性処理槽内のアンモニア濃度は7日目に2500p
pmを超えている(図6)。よって、7日目以降はメタ
ン発酵がアンモニアによって阻害され、メタンガス生成
量が急激に減少している(図8)。すなわち、15日間の
メタンガス生成量を積算すると、厨芥1トン当たり46m3
のメタンガスしか生成できない。
On the other hand, in Comparative Example 1, since the pH of the seed sludge is controlled to around 7 with hydrochloric acid, the pH in the anaerobic treatment tank 3 is
It did not exceed 7.6 by the 12th day (Fig. 7). But 13
The pH in the anaerobic treatment tank 3 after the first day exceeded 7.6. Also, the ammonia concentration in the anaerobic treatment tank was 2500p on the 7th day.
pm is exceeded (Fig. 6). Therefore, from the 7th day onward, methane fermentation was inhibited by ammonia, and the amount of methane gas produced decreased sharply (Fig. 8). In other words, when adding up the amount of methane gas produced for 15 days, 46 m 3 per 1 ton of kitchen waste
Can only produce methane gas.

【0061】また、比較例2では、嫌気性処理槽3内の
アンモニア濃度が、3日目以降2500ppmを超えている
(図6)。また、嫌気性処理槽内のpHは、6日目以降
7.6を超えている(図7)。よって、3日目以降はメタン
発酵がアンモニアによって阻害され、メタンガス生成量
が急激に減少している(図8)。すなわち、15日間のメ
タン生成量を積算すると、厨芥1トン当たり57.6m3のメ
タンガスしか生成できない。
Further, in Comparative Example 2, the ammonia concentration in the anaerobic treatment tank 3 exceeds 2500 ppm after the third day (FIG. 6). Also, the pH in the anaerobic treatment tank should be 6th day or later.
It exceeds 7.6 (Fig. 7). Therefore, from the third day onward, methane fermentation was inhibited by ammonia, and the amount of methane gas produced decreased sharply (Fig. 8). That is, if the amount of methane produced for 15 days is integrated, only 57.6 m 3 of methane gas can be produced per ton of kitchen waste.

【0062】実施例3 図9に示した嫌気性処理工程に従って、有機性廃棄物を
湿式で嫌気性処理する際における固体酸の投入効果につ
いて検討した。
Example 3 In accordance with the anaerobic treatment process shown in FIG. 9, the effect of adding a solid acid when the organic waste was anaerobically treated was examined.

【0063】図9は、実験に用いた嫌気性処理工程を示
す概略図であり、図中5は酸発酵槽、6メタン発酵槽、i
は経路を夫々示している。尚、前記図1と対応する部分
には同一の符号を付してある。
FIG. 9 is a schematic diagram showing the anaerobic treatment process used in the experiment, in which 5 is an acid fermentation tank, 6 methane fermentation tank, and i.
Indicate the routes respectively. The parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0064】図9は、嫌気性処理を二段発酵で行う場合
を示しており、有機性廃棄物Aは経路aを通して酸発酵
槽5へ送入される。この酸発酵槽5の容量は200Lであ
る。酸発酵が終了した廃水は、経路iからメタン発酵槽
6へ送入される。このメタン発酵槽6の有効容積は1m
3(1000L)である。
FIG. 9 shows a case where the anaerobic treatment is carried out by two-stage fermentation, in which the organic waste A is fed into the acid fermentation tank 5 through the route a. The capacity of this acid fermentation tank 5 is 200 L. Wastewater that has undergone acid fermentation is processed from route i in the methane fermentation tank.
It is sent to 6. The effective volume of this methane fermentation tank 6 is 1m.
3 (1000L).

【0065】有機性廃棄物Aとしては、食品工場からの
廃水を用いた。該廃水中の有機物はデンプンが主体であ
り、生化学的酸素要求量(BOD)は8000〜12000pp
mである。有機性廃棄物Aを酸発酵した後の廃水を、一
日当たり1000L(1m3)の速度でメタン発酵槽6へ送入
し、水理的滞留時間(HRT)を24時間として嫌気性処
理(メタン発酵)した。メタン発酵槽6内の温度は36℃
である。
As the organic waste A, waste water from a food factory was used. The organic matter in the wastewater is mainly starch, and the biochemical oxygen demand (BOD) is 8,000 to 12,000 pp.
m. The wastewater after the acid fermentation of the organic waste A is sent to the methane fermentation tank 6 at a rate of 1000 L (1 m 3 ) per day, and the anaerobic treatment (hydromethane retention time (HRT) is set to 24 hours). Fermented). The temperature in the methane fermentation tank 6 is 36 ℃
Is.

【0066】メタン発酵槽6内のアンモニア濃度を上記
と同様の方法で測定し、メタン発酵槽6内のアンモニア
濃度が4000ppmを超えたときに、酸発酵後の廃水に経
路cから固体酸Cを投入した。固体酸Cとしてはベント
ナイトを用い、投入量は一回当たり10kgとする。尚、
投入量はメタン発酵槽6の容量の1質量%に相当する。
The ammonia concentration in the methane fermentation tank 6 was measured by the same method as above, and when the ammonia concentration in the methane fermentation tank 6 exceeded 4000 ppm, solid acid C was added from the route c to the wastewater after the acid fermentation. I put it in. Bentonite is used as the solid acid C, and the input amount is 10 kg per time. still,
The input amount corresponds to 1% by mass of the capacity of the methane fermentation tank 6.

【0067】メタン発酵槽6内のアンモニア濃度(pp
m)とpHを測定した結果を、図10および図11に夫
々示す。また、図10および図11中に示した矢印は、
前記固体酸の投入時期を示している。さらに、一日当た
りのメタンガス生成量(m3/d)の変動を図12に示
す。
Ammonia concentration in methane fermentation tank 6 (pp
The results of measuring m) and pH are shown in FIGS. 10 and 11, respectively. The arrows shown in FIGS. 10 and 11 are
The time when the solid acid is charged is shown. Further, FIG. 12 shows the fluctuation of the methane gas production amount (m 3 / d) per day.

【0068】また、メタン発酵前後におけるBODの変
化を図13に示した。図中の●はメタン発酵前のBOD
濃度を、○はメタン発酵後のBOD濃度を夫々示してい
る。
FIG. 13 shows changes in BOD before and after methane fermentation. ● in the figure is BOD before methane fermentation
Concentration, ◯ indicates the BOD concentration after methane fermentation, respectively.

【0069】図10および図11から明らかな様に、メ
タン発酵槽6内のアンモニア濃度が4000ppmを超えた5
5日目、105日目、165日目にベントナイトを投入する
と、投入してから10日後にメタン発酵槽内のアンモニア
濃度とpHの低下が認められた。よって、225日間操業
しても、メタン発酵槽6内のアンモニア濃度は5000pp
mを超えることはなかった。
As is clear from FIGS. 10 and 11, the ammonia concentration in the methane fermentation tank 6 exceeded 4000 ppm.
When bentonite was added on the 5th, 105th, and 165th days, a decrease in ammonia concentration and pH in the methane fermentation tank was observed 10 days after the addition. Therefore, the ammonia concentration in the methane fermentation tank 6 is 5000 pp even after operating for 225 days.
It did not exceed m.

【0070】図12から明らかな様に、メタンガス生成
量も140〜190m3/dで安定している。また、図13か
ら明らかな様に、95%以上のBODを安定して除去でき
ることが分かる。
As is clear from FIG. 12, the production amount of methane gas is stable at 140 to 190 m 3 / d. Further, as is clear from FIG. 13, 95% or more of BOD can be stably removed.

【0071】[0071]

【発明の効果】本発明によれば、アンモニア態窒素を固
体酸で固定するといった簡便な方法によって有機性廃棄
物の嫌気性処理を効率良く実施できるので、設備コスト
や運転コストを削減することのできる嫌気性処理方法を
提供することができた。
According to the present invention, the anaerobic treatment of organic waste can be efficiently carried out by a simple method such as fixing ammonia nitrogen with a solid acid, so that equipment cost and operating cost can be reduced. It was possible to provide a possible anaerobic treatment method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 嫌気性処理工程の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of an anaerobic treatment process.

【図2】 嫌気性処理工程の他の例を示す概略図であ
る。
FIG. 2 is a schematic view showing another example of the anaerobic treatment step.

【図3】 厨芥負荷と嫌気性処理槽内のアンモニア濃度
との関係を示したグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the garbage load and the ammonia concentration in the anaerobic treatment tank.

【図4】 厨芥負荷と嫌気性処理槽内のpHとの関係を
示したグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between kitchen load and pH in the anaerobic treatment tank.

【図5】 厨芥負荷とメタンガス生成量との関係を示し
たグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between garbage load and methane gas production amount.

【図6】 嫌気性処理槽内のアンモニア濃度の変動を示
したグラフである。
FIG. 6 is a graph showing changes in the concentration of ammonia in the anaerobic treatment tank.

【図7】 嫌気性処理槽内のpHの変動を示したグラフ
である。
FIG. 7 is a graph showing changes in pH in the anaerobic treatment tank.

【図8】 一日当たりのメタンガス生成量の変動を示し
たグラフである。
FIG. 8 is a graph showing fluctuations in the amount of methane gas produced per day.

【図9】 嫌気性処理工程の一例を示す概略図である。FIG. 9 is a schematic view showing an example of an anaerobic treatment process.

【図10】 メタン発酵槽内のアンモニア濃度の変動を
示したグラフである。
FIG. 10 is a graph showing changes in the concentration of ammonia in the methane fermentation tank.

【図11】 メタン発酵槽内のpHの変動を示したグラ
フである。
FIG. 11 is a graph showing changes in pH in a methane fermentation tank.

【図12】 一日当たりのメタンガス生成量の変動を示
したグラフである。
FIG. 12 is a graph showing fluctuations in the amount of methane gas produced per day.

【図13】 メタン発酵前後におけるBODの変化を示
すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing changes in BOD before and after methane fermentation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:嫌気性処理槽 2:固液分離槽 3:嫌気性処理槽 5:酸発酵槽 6:メタン発酵槽 4:混合槽 A:有機性廃棄物 B:ガス C:固体酸 a〜i:経路 1: Anaerobic treatment tank 2: Solid-liquid separation tank 3: Anaerobic treatment tank 5: Acid fermentation tank 6: Methane fermentation tank 4: Mixing tank A: Organic waste B: Gas C: Solid acid a to i: route

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D004 AA02 AA03 AB05 CA17 CA47 CC12 4D040 AA01 AA31 4D059 AA01 AA03 AA07 BA12 BK30 DA52 DA54    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4D004 AA02 AA03 AB05 CA17 CA47                       CC12                 4D040 AA01 AA31                 4D059 AA01 AA03 AA07 BA12 BK30                       DA52 DA54

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機性廃棄物を嫌気性処理するに際し、 有機性廃棄物由来のアンモニア態窒素を、固体酸を用い
て固定することを特徴とする有機性廃棄物の嫌気性処理
方法。
1. A method for anaerobic treatment of organic waste, which comprises fixing ammonia nitrogen derived from the organic waste with a solid acid in the anaerobic treatment of the organic waste.
【請求項2】 前記固体酸を、嫌気性処理の場に直接投
入する請求項1に記載の有機性廃棄物の嫌気性処理方
法。
2. The method for anaerobic treatment of organic waste according to claim 1, wherein the solid acid is directly put into a place for anaerobic treatment.
【請求項3】 前記固体酸を、嫌気性処理の場から得ら
れた返送汚泥中に投入する請求項1または2に記載の有
機性廃棄物の嫌気性処理方法。
3. The method for anaerobic treatment of organic waste according to claim 1 or 2, wherein the solid acid is put into returning sludge obtained from a site of anaerobic treatment.
【請求項4】 前記固体酸が、ベントナイト、酸性白
土、活性白土およびシリカアルミナから選ばれる少なく
とも1種である請求項1〜3のいずれかに記載の有機性
廃棄物の嫌気性処理方法。
4. The method for anaerobic treatment of organic waste according to claim 1, wherein the solid acid is at least one selected from bentonite, acid clay, activated clay and silica-alumina.
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