JP2005154503A - バイオガス中の硫化水素を除去する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メタン発酵槽内で発生する硫化水素を含有するバイオガスを、酸素含有気体又は酸素ガスとともに、水中でバブリングさせて硫化水素を硫黄として析出させることにより、バイオガス中の硫化水素の含有量を減少させる方法。
【選択図】図1
Description
H2S + 1/2O2 → H2O + S …… (1)
次ぎに実施例を挙げて本発明のバイオガス中の硫化水素を除去する方法につき更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら制約させるものではない。なお、実施例におけるガス濃度の評価と滞留時間の表示は次の方法で行なった。
メタンガス:ガスクロマトグラフィー
硫化水素 :ガス検知管
(滞留時間)
次の式で求めた値を滞留時間とした。
(硫黄回収槽内の水の容量(l)/(槽内へのガスの導入量(l/min)
(装置)
図2に示したガス攪拌型メタン発酵槽を用いた。図2の装置は、図1に図示した装置と、バイオガスのバイパスライン64を設けた点、硫黄回収槽52で処理したガスをメタン発酵槽51にリサイクルするためのラインがない点の2点で異なっている。
実用性20m3のメタン発酵槽に下水処理場の高温嫌気性汚泥10m3を加え、温度を53℃に設定した。その後、調製生ゴミを2倍希釈して固形分濃度約10%とした後、生ゴミの間欠投入・槽内液の引抜による連続式高温メタン発酵法により嫌気性処理試験を行った。COD容積負荷の増大とともにバイオガス中の硫化水素濃度は200ppmから1000ppmまで増加した。このときのバイオガス発生量は5300mL/L/日であった。なお、バイオガス中のメタン及び硫化水素の含有量は、それぞれガスクロマトグラフィー及び硫化水素検知管により測定した。
図2に示した内容積が6L(直径が10cm)の硫黄回収槽に5Lの水道水を入れた。発生した硫化水素含有バイオガスの一部を滞留時間が33分になるように0.3L/分の割合で、ガス吹き込み口63から硫黄回収槽に吹き込んだ。また空気を、ライン60から22.5mL/分の割合で吹き込んだ。
硫黄回収槽へのバイオガス入口63付近とライン61出口の硫化水素の濃度をモニターした。2時間後に濃度が安定した。10時間後の入口の硫化水素の濃度は、900ppm、出口の硫化水素の濃度は30ppmであった。
実施例1において、空気の供給量を22.5mLから45mL/分に変更する以外は実施例1と同様に行った。10時間後の出口の硫化水素の濃度は25ppmであった。
実施例1において、空気の供給量を22.5mLから90mL/分に変更する以外は実施例1と同様に行った。10時間後の出口の硫化水素の濃度は15ppmであった。
実施例1と同様にしてメタン発酵を開始し、2日目に、ライン55からメタン発酵槽の底部に、ノズル54を通じて空気をバイオガス発生量の約7.5%の割合で供給した。無通気下ではバイオガス中の硫化水素濃度は平均で720ppmであったが、通気することにより1日後に150ppm、2日後には70ppmに低下した。その後、70ppmから150ppmの間を変動した。
内容積が6L(直径が10cm)の硫黄回収槽に5Lの水道水を入れた。
滞留時間が17分になるようバイオガスを0.3L/分の割合で、吹き込んだ。また、空気を15mL/分の割合で吹き込んだ。
上記入口と出口の硫化水素の濃度をモニターした。2時間後に濃度が安定した。10時間後の入口の硫化水素の濃度は、70ppm、出口の硫化水素の濃度は5ppmであった。25時間経過後の、硫黄回収槽の水のSO4 2−濃度は25mg/L、硫黄濃度は18mg/Lであった。
実施例4において、空気の供給量を15mLから22.5mL/分に変更する以外は実施例4と同様に行った。10時間後の出口の硫化水素の濃度は5ppmであった。
実施例4において、空気の供給量を15mLから90mL/分に変更する以外は実施例4と同様に行った。10時間後の出口の硫化水素の濃度は5ppmであった。
実施例4において、滞留時間が17分間から33分間になるようバイオガスの吹き込み量を0.3L/分から0.15L/分に変更し、かつ、空気の供給量を15mLから90mL/分に変更した以外は実施例4と同様に行った。10時間後の出口の硫化水素の濃度は5ppmであった。31時間経過後の、硫黄回収槽の水のSO4 2−濃度は24mg/L、硫黄濃度は18mg/Lであった。
実施例7において、空気の供給量を90mLから11mL/分に変更する以外は実施例7と同様に行った。10時間後の出口の硫化水素の濃度は6ppmであった。
実施例7において、空気の供給量を90mLから0mL/分に変更し、バイオガスの滞留時間33分間の条件で30時間にわたり連続的に実験を継続する以外は実施例7と同様に行った。結果を図3に示す。30時間経過後の入口の硫化水素の濃度は90ppmで、出口の硫化水素の濃度は1.5ppmであった。
実施例9において、バイオガスの吹き込み量を、滞留時間が33分から17分になるよう0.15L/分から0.3L/分に変更し、25時間連続試験を行う以外は実施例9と同様に行った。結果を図3に併記する。25時間経過後の入口の硫化水素の濃度は140ppmで、出口の硫化水素の濃度は5ppmであった。
実施例9において、バイオガスの吹き込み量を、滞留時間が33分から10分になるよう0.15L/分から0.50L/分に変更し、22時間連続試験を行う以外は実施例9と同様に行った。結果を図4に示した。124時間経過後の入口の硫化水素の濃度は100ppmで、出口の硫化水素の濃度は6ppmであった。
3 ‥‥処理対象物導入管 4 ‥‥槽内液ガス攪拌用ライン
5 ‥‥空気供給管 6 ‥‥被処理液抜き取り送出管
7 ‥‥バイオガス排出ライン 8 ‥‥バイオガス循環ライン
9 ‥‥処理ガス循環ライン 10‥‥微量空気供給管
11‥‥処理済バイオガス送出管 12‥‥水
13‥‥ガス吹き込み口
51‥‥メタン発酵槽 52‥‥硫黄回収槽
53‥‥処理対象物導入管 54‥‥槽内液ガス攪拌用ライン
55‥‥空気供給管 56‥‥被処理液抜き取り送出管
57‥‥バイオガス排出ライン 58‥‥メタン発酵槽ガス循環ライン
59‥‥処理ガス循環ライン 60‥‥微量空気供給管
61‥‥処理済バイオガス送出管 62‥‥水
63‥‥ガス吹き込み管 64‥‥バイオガスのバイパスライン
Claims (7)
- メタン発酵槽内で発生する硫化水素を含有するバイオガスを、酸素含有気体又は酸素ガスとともに、水中でバブリングさせて硫化水素を硫黄として析出させることにより、バイオガス中の硫化水素の含有量を減少させることを特徴とするバイオガス中の硫化水素を除去する方法。
- バブリングを、メタン発酵槽の下流に設けた硫黄回収槽で行うことを特徴とする請求項1に記載のバイオガス中の硫化水素を除去する方法。
- メタン発酵槽内に酸素含有ガスを少量吹き込みながらメタン発酵をさせることにより、メタン発酵槽内での硫化水素の発生を抑制し、更に槽内で発生する硫化水素を含有するバイオガスを硫黄回収槽に導入し、水中でバブリングさせて硫化水素を硫黄として析出させることによりバイオガス中の硫化水素の含有量を減少させることを特徴とするバイオガス中の硫化水素の除去方法。
- 硫黄回収槽において、一度バブリングさせたガスを繰り返しバブリングさせることを特徴とする請求項1〜3に記載のバイオガス中の硫化水素を除去する方法。
- 水が、河川水、湖沼水、水道水、地下水あるいは工業用水であることを特徴とする請求項1〜4に記載のバイオガス中の硫化水素を除去する方法。
- バブリングを、マイクロバブルとして行うことを特徴とする請求項1〜5に記載のバイオガス中の硫化水素を除去する方法。
- 上記方法で得た硫化水素の含有量を減少させたバイオガスの一部を、メタン発酵槽内の底部から供給することを特徴とする請求項3〜6に記載のバイオガス中の硫化水素を除去する方法。
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