JP2005081238A - 有機物含有液の嫌気処理方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】嫌気性微生物群が付着する固定床6と嫌気性微生物群が浮遊可能な固定床6下方の下部空間7とを有する嫌気発酵槽1内に有機物含有液Lを装填する。下部空間7内の含有液Lを撹拌し、下部空間7内の含有液L中の高分子有機物を前記撹拌により当該空間7内で回動させつつ浮遊微生物群により低分子有機物に分解し、下部空間7内の含有液L中の低分子有機物を前記撹拌により固定床6を貫いて循環させつつ付着微生物群によりバイオガスGに分解処理する。好ましくは、発酵槽1の底壁1Bを下向き凸の半球状とし、底壁1Bの内面中央に半径方向軸線回りの撹拌流Rを形成する。更に好ましくは、固定床6の中央に下降流駆動スクリュー12内蔵の縦貫流路11を設け、底壁1b内面中央の撹拌流Rと固定床6中央の下降流Dとにより低分子有機物を循環させる。
【選択図】 図1
Description
(ロ)下部空間内の撹拌によって有機物含有液を循環させるので、従来のポンプによる含有液の循環に比し循環流の均質化を図り、有機物含有液と固定床との接触の一様化を図り、固定床による有機物分解の効率化が期待できる。
(ハ)従来のポンプ等による有機物含有液の循環に比し、循環のための駆動エネルギーを削減できるので、ランニング・コストが低い経済的な嫌気処理が実現できる。
(ニ)下部空間の浮遊微生物を活用するので、発酵槽内の担体充填量を削減できる可能性があり、発酵槽の小型化が図れる。
(ヘ)発酵槽の小型化を図ることにより、発酵槽の保温費及び設備費を削減し、全体的なエネルギー回収効率の改善が期待できる。
(ト)効率的で省エネルギー型の小型嫌気処理装置が実現できるので、嫌気処理の普及による循環型社会の形成への寄与が期待できる。
本発明による嫌気処理の効率を確認するため、図2に示す容積5リットルの下部空間7付き発酵槽1を試作して実験を行った。図示例の発酵槽1は、下部空間7の下方の発酵槽底壁1Bを下向き凸の半球状とし、下部空間7の上方の通水性支持部材9によりガラス繊維製又は炭素繊維製の中空筒状担体10を規則的に並べた固定床6を保持し、固定床6の中央に縦貫流路11Cを形成したものである。発酵槽1の上方から頂壁及び縦貫流路11Cを貫いて底壁1Bに至る鉛直回転軸15を設け、回転軸15の底壁1B側端に撹拌子14Aを取り付け、縦貫流路11Cの内面と対向する回転軸15上の部位に下降流Dの駆動スクリュー12を取り付けた。固定床6には図8の実験(特許文献2参照)と同様の高温菌群を付着させ、取入口18から図8の実験と同様の有機物含有液L(T-COD濃度=24900mg/リットル、SS濃度=16700mg/リットル)を連続的に投入し、回転駆動装置15Aにより回転軸15を回転させて撹拌子14A及びスクリュー12を駆動しながら嫌気処理を継続し、処理液排出口19から排出される処理液E中の揮発性固形物(VSS)濃度を継続的に測定した。
[実験例2]
1S…周壁 3…高分子有機物
5…低分子有機物 6…固定床
7…下部空間 8…上部空間
9…固定床支持部材 10…(中空筒状)担体
10a…中空筒状担体 10b…多孔質周壁
10c…(樹脂製)枠体 11、11c…縦貫流路
12…下降流駆動スクリュー
13A…(高温)流体入口
13B…(高温)流体出口
14…撹拌手段 14A…撹拌子
15…回転軸 15A…回転駆動装置
16…間隙 17…二重伝熱壁
18…取入口 19…処理液排出口
20A、20B…発酵槽 21…ディスポーザー
22…循環ポンプ 23…循環流路
24…保温手段 25…撹拌手段
26…撹拌部材 28…ガス抜き口
27…撹拌駆動装置 29…脱硫装置
D…下降流 E…(残留)処理液
G…バイオガス H…(高温)流体
L…有機物含有液 R…撹拌流
S…有機性廃棄物 U…上昇流
Claims (13)
- 嫌気性微生物群が付着する固定床と当該微生物群が浮遊可能な固定床下方の下部空間とを有する嫌気発酵槽内に有機物含有液を装填し、下部空間内の含有液を撹拌し、下部空間内の含有液中の高分子有機物を前記撹拌により当該空間内で回動させつつ前記浮遊微生物群により低分子有機物に分解し、下部空間内の含有液中の低分子有機物を前記撹拌により固定床を貫いて循環させつつ前記付着微生物群によりバイオガスに分解処理してなる有機物含有液の嫌気処理方法。
- 請求項1の処理方法において、前記発酵槽の底壁を下向き凸の半球状とし、底壁内面中央の半径方向軸線回りの撹拌流により下部空間内の高分子有機物を当該空間内で回動させ、底壁内面周縁に沿って上昇する前記撹拌流により低分子有機物を循環させてなる有機物含有液の嫌気処理方法。
- 請求項1又は2の処理方法において、前記固定床に複数の縦貫流路を形成し、前記低分子有機物を前記縦貫流路経由で昇降させてなる有機物含有液の嫌気処理方法。
- 請求項3の処理方法において、前記固定床の中央の縦貫流路内に下降流駆動スクリューを設け、前記底壁内面中央の撹拌流と前記固定床中央の下降流とにより低分子有機物を循環させてなる有機物含有液の嫌気処理方法。
- 請求項1から4の何れかの処理方法において、前記嫌気性微生物群に高温メタン生成菌を含め、前記発酵槽内を高温メタン生成菌の活性温度に保温してなる有機物含有液の嫌気処理方法。
- 請求項1から5の何れかの処理方法において、前記固定床を型枠に保持したガラス繊維製又は炭素繊維製の中空筒状担体としてなる有機物含有液の嫌気処理方法。
- 有機物含有液を装填する嫌気発酵槽、前記発酵槽内に設けた嫌気性微生物群が付着する固定床及び前記微生物群が浮遊可能な固定床下方の下部空間、及び前記下部空間内の含有液を、当該含有液中の高分子有機物が当該空間内で回動し且つ当該含有液中の低分子有機物が固定床を貫いて循環するように撹拌する撹拌手段を備えてなる有機物含有液の嫌気処理装置。
- 請求項7の処理装置において、前記嫌気性微生物群に高温メタン生成菌を含め、前記発酵槽内を高温メタン生成菌の活性温度に保温する保温手段を設けてなる有機物含有液の嫌気処理装置。
- 請求項7又は8の処理装置において、前記撹拌手段に、前記発酵槽の下向き凸の半球状底壁と当該底壁内面中央で半径方向軸線回りに回転する撹拌子とを含めてなる有機物含有液の嫌気処理装置。
- 請求項7から9の何れかの処理装置において、前記固定床に複数の縦貫流路を形成してなる有機物含有液の嫌気処理装置。
- 請求項10の処理装置において、前記固定床の中央の縦貫流路内に下降流駆動スクリューを設けてなる有機物含有液の嫌気処理装置。
- 請求項10又は11の処理装置において、前記保温手段を、前記縦貫流路の何れかの周壁を所定温度の流体が還流する間隙付き二重伝熱壁としてなる有機物含有液の嫌気処理装置。
- 請求項7から12の何れかの処理装置において、前記固定床を型枠に保持したガラス繊維製又は炭素繊維製の中空筒体担体としてなる有機物含有液の嫌気処理装置。
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