JP2006297171A - アンモニア阻害低減型のメタン発酵処理方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機物含有液Sをメタン発酵微生物群4が保持された発酵槽1に投入し、発酵槽1の頂部の気相部2を発酵槽1外のアンモニア捕集装置10が含まれる循環ガス流路11に連通させ、発酵槽1内の液相部3を攪拌しつつ発酵槽1内の分解生成ガスGを気相部2と捕集装置10との間で循環させる。好ましくは、発酵槽1内の液相部3の有機物含有液Sを下部から抜き出し頂部の気相部2へ戻して循環させることにより攪拌する。更に好ましくは、捕集装置10から発酵槽1の気相部2へ戻すガスGを発酵槽1内の液面7へ吹き付けることにより液相物3を攪拌する。
【選択図】 図1
Description
(ロ)有機物含有液を攪拌しながら気相部のアンモニア濃度を低下させるので、有機物含有液中のアンモニアを迅速且つ効率的に除去できる。
(ハ)気相部の分解生成ガスの循環により液相部のアンモニアを除去するので、液相部の微生物群の高濃度保持を破壊するおそれが小さく、高濃度の微生物群によるアンモニア阻害のない効率的なメタン発酵処理を実現できる。
(ニ)有機物含有液を希釈せずにアンモニア阻害を防止できるので、発酵槽の小型化を図ることができ、イニシャルコストを小さく抑えることができる。
(ヘ)イニシャルコスト及びランニングコストを小さく抑えて効率的なメタン発酵処理を実現できるので、回収したメタンガスのエネルギーを利用して外部からのエネルギー供給を不要とした自足的システムとすることが期待できる。
(ト)既存のメタン発酵槽に対しても、アンモニア捕集装置付き循環ガス流路の増設によって容易に適用可能であり、アンモニア阻害の低減によるメタン発酵処理の効率向上を図ることができる。
(チ)有機物含有液を処理する湿式メタン発酵のみならず、固形状又は半固形状の有機性廃棄物等を処理する乾式メタン発酵にも適用することが期待できる。
本発明による有機物含有液S中のアンモニア濃度の低減効果を確認するため、有効容積10リットルの発酵槽1を用いて図1に示す処理装置を作製し、メタン発酵処理時の発酵液Sのアンモニア濃度を計測する実験を行った。本実験では、発酵槽1内の固定床5にメタン発酵微生物群4として高温菌群を保持させ、気相部2の高さが500mm〜1,000mmとなるように発酵槽1内へ有機物含有液Sを供給し、発酵液Sを保温手段20で55℃に保温しつつ循環液流路17及び循環ポンプ18経由で循環させた。また、アンモニア捕集装置10として0.1Nの硫酸溶液利用のスクラバを使用し、ブロア14により気相部2の分解生成ガスGを発酵槽1の単位容積(m3)当たり10m3/dayの流量で循環ガス流路11及びアンモニア捕集装置10経由で循環可能とした。先ず、ブロア14を停止した状態で循環ポンプ18を駆動しつつ発酵液Sのメタン発酵を行い、発酵液S中のケルダール窒素(有機体窒素)濃度が5,000mg/リットルまで上昇した時点でブロア14を稼動し、その後の発酵液S中のアンモニア濃度を計測した。実験結果を図3のグラフに示す。
3…液相部 4…メタン発酵微生物群
5…微生物固定床 6…攪拌装置
7…液面 10…アンモニア捕集装置
11、11a、11b…循環ガス流路 12…戻り口
13…抜出口 14…ブロア
15…攪拌翼 16…回転モータ
17…外付け循環液流路 18…循環ポンプ
19a…抜出口 19b…吐出口(投入口)
20…保温手段 21…熱交換器
30…貯留タンク 31…供給ポンプ
32…供給路 33…脱硫器
G…分解生成ガス H…高温流体
S…有機物含有液(発酵液) W…処理液
Claims (8)
- 有機物含有液をメタン発酵微生物群が保持された発酵槽に投入し、前記発酵槽の頂部の気相部を発酵槽外のアンモニア捕集装置付き循環ガス流路に連通させ、前記発酵槽内の液相部を攪拌しつつ発酵槽内の分解生成ガスを気相部と捕集装置との間で循環させてなるアンモニア阻害低減型メタン発酵処理方法。
- 請求項1の処理方法において、前記捕集装置から発酵槽の気相部へ戻す分解生成ガスを発酵槽内の液面へ吹き付けることにより液相部を攪拌してなるアンモニア阻害低減型メタン発酵処理方法。
- 請求項1又は2の処理方法において、前記液相部の有機物含有液を下部から抜き出し頂部の気相部へ戻して循環させることにより攪拌してなるアンモニア阻害低減型メタン発酵処理方法。
- 請求項3の処理方法において、前記発酵槽の気相部へ戻す循環有機物含有液を、前記捕集装置から発酵槽の気相部へ戻す分解生成ガスにより発酵槽内の液面に分散させてなるアンモニア阻害低減型メタン発酵処理方法。
- メタン発酵微生物群を保持し当該微生物群との接触により有機物含有液を分解する発酵槽、前記発酵槽内の液相部を攪拌する攪拌装置、前記発酵槽内の頂部の気相部から分解生成ガスを抜き出して当該気相部へ戻す循環ガス流路、及び前記ガス流路上に設けたアンモニア捕集装置を備えてなるアンモニア阻害低減型メタン発酵処理装置。
- 請求項5の処理装置において、前記循環ガス流路の気相部への戻り口を発酵槽内の液面に臨ませ、前記捕集装置からの分解生成ガスを発酵槽内の液面へ吹き付けてなるアンモニア阻害低減型メタン発酵処理装置。
- 請求項5又は6の処理装置において、前記攪拌装置に、発酵槽内の液相部の有機物含有液を下部から抜き出し頂部の気相部の吐出口へ戻すポンプ付き外付け循環液流路を含めてなるアンモニア阻害低減型メタン発酵処理装置。
- 請求項7の処理装置において、前記循環液流路の気相部への吐出口を循環ガス流路の気相部への戻り口の近傍に設け、吐出口からの有機物含有液を戻り口からの分解生成ガスにより発酵槽内の液面に分散させてなるアンモニア阻害低減型メタン発酵処理装置。
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