JP2006312120A - バイオマスの処理方法 - Google Patents
バイオマスの処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006312120A JP2006312120A JP2005135018A JP2005135018A JP2006312120A JP 2006312120 A JP2006312120 A JP 2006312120A JP 2005135018 A JP2005135018 A JP 2005135018A JP 2005135018 A JP2005135018 A JP 2005135018A JP 2006312120 A JP2006312120 A JP 2006312120A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- fermentation
- biomass
- methane
- residue
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/20—Waste processing or separation
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
【解決手段】 バイオマスに、鉄化合物、ニッケル化合物およびコバルト化合物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を添加して、バイオマスを水素発酵させる工程を含む、バイオマスの処理方法を提供する。この方法で、水素生成収率が大きく向上する。また、水素発酵残渣をメタン発酵に供することにより、メタンガスの発生効率もさらに大きくなる。
【選択図】 図2
Description
平成15年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構委託 「バイオマスエネルギー高効率転換技術開発 有機性廃棄物の高効率水素・メタン発酵を中心とした二段発酵技術研究開発」 成果報告書 平成16年3月 財団法人 バイオインダストリー協会 宍田ら、「模擬有機性廃棄物を用いた長期連続水素発酵および最適HRTの検討」第15回廃棄物学会研究発表会講演論文集 848頁,2004年
図1は、本発明に用いられるバイオマス処理システムの一例を示すブロック図である。このバイオマス処理システムは、少なくとも水素発酵槽4および金属化合物貯留槽5を備えている。水素発酵槽4には水素発酵ガス貯留槽8が備えられている。また、必要に応じて、前処理槽2が備えられている。
(前処理)
バイオマス1は、必要に応じて、前処理槽2で前処理される。前処理の方法に特に制限はなく、例えば、加熱処理、超音波処理、破砕処理、酸処理、アルカリ処理などの物理化学的処理が挙げられる。これらの処理は、単独で、あるいは組み合わせて行われる。これにより、バイオマス1を発酵しやすい形態に変化させる。
上記前処理された前処理後バイオマス3は水素発酵槽4に導入され、水素発酵される。水素発酵は、一般的には、20〜60℃、好ましくは30〜37℃で行われる。水素発酵は、発酵のpHを酸性側、あるいはアルカリ側に調整して行われる。酸性側で行う場合、pHは4〜7.5で、好ましくはpH5.5〜7で行われる。アルカリ側で行う場合、pHは8〜11で、好ましくはpHを9〜10で行われる。水素発酵によりpHが低下するので、pHの制御は、例えば、苛性ソーダを用いて行われる。連続水素発酵を行う場合、水素発酵槽4における前処理後バイオマス3の滞留時間は、水素発酵の進行、バイオマスの濃度などを考慮して決定すればよい。一般的には、0.1日〜4日、好ましくは0.5〜2日である。
本発明の特徴は、水素発酵において、鉄化合物、ニッケル化合物およびコバルト化合物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を添加することにある。これらの金属化合物を添加することにより、水素生成率が大きく向上する。おそらく、図5におけるヒドロゲナーゼがこれらの金属イオンにより活性化されるものと考えられる。ほとんどのヒドロゲナーゼは活性部位にFe4S4を有するが、Niを有するものもある。従って、これらの金属イオンを添加することにより、水素生成率が向上すると考えられる。
水素発酵残渣9は、適宜処理される。例えば、炭化処理、ガス化、脱窒処理のBOD源などとして利用される。しかし、さらなる処理を目的として、水素発酵槽4に返送することが好ましい。返送水素発酵残渣15は、バイオマス1と混合されて、前処理槽2に返送されるか、前処理後バイオマス3と混合されて、水素発酵槽4に返送され、水素発酵される。これにより、バイオマス1の更なる有効利用が図られ、水素ガスが有効に回収されるとともに、廃棄物の量が減少する。さらに、返送水素発酵残渣15には、水素発酵細菌(群)および水素発酵を促進する金属化合物6が含まれているので、これを前処理槽2または水素発酵槽4に返送することにより、使用する金属化合物6の使用量が減少でき、さらに水素発酵細菌(群)を濃縮できるという効果も生じる。返送水素発酵残渣15の返送量は、残渣中の炭水化物の量、有機酸の量などを考慮して決めればよい。
水素発酵された残渣(水素発酵残渣9)は、さらなる有効利用のために、メタン発酵に用いることが好ましい。そこで、水素発酵残渣9は、メタン発酵槽10に導入され、メタン発酵される。メタン発酵によって、水素発酵残渣9からさらなるエネルギーが回収される。すなわち、水素発酵残渣9には、水素発酵の副生成物である有機酸(酢酸、ギ酸、乳酸、酪酸、プロピオン酸など)が含まれ、これらに加えて、水素発酵では利用されなかった炭水化物、タンパク質、脂質などから、メタン発酵ガスが生成する。メタン発酵ガス11は、通常、メタンガスと二酸化炭素との混合ガスである。そのため、二酸化炭素の除去装置(図示せず)を設けてもよい。メタン発酵ガス回収装置12に回収されたメタン発酵ガス後、必要に応じて精製(炭酸ガスなどの除去)され、メタンガスとしてガス発電などに供してもよい。
メタン発酵後の残渣(メタン発酵残渣13)は、固液分離機(図示せず)により分離されてさらなる処理(焼却処理、コンポスト化処理、硝化処理、脱窒処理など)に付される。しかし、メタン発酵残渣13の少なくとも一部を固液分離機で分離することなく、返送メタン発酵残渣14として、バイオマス1の希釈に使用するか、前処理槽2に返送するか、前処理後バイオマス3とともに水素発酵槽4に返送してもよい。返送メタン発酵残渣14に含まれる有機物は、再度水素発酵および/またはメタン発酵に供されるので、バイオマス1からのエネルギー回収率が高くなり、かつ、最終的に焼却あるいはコンポスト化される廃棄物の量が減少する。さらに、アルカリ性のメタン発酵残渣13を前処理槽2あるいは水素発酵槽4に返送することにより、前処理槽2および水素発酵槽4におけるpH調整のためのアルカリの使用量が節約できる。なお、固液分離機で分離した液部分あるいは残渣部分をバイオマス1の希釈に使用するか、前処理槽2に返送するか、前処理後バイオマス3とともに水素発酵槽4に返送してもよい。
バイオマスの一例である有機性廃棄物のモデル物質としてドッグフードを用いた。図3に示す装置を用いて、このドッグフードの水素発酵およびメタン発酵を連続的に行った。図3の連続発酵装置20は、基質貯蔵タンク21、金属化合物供給装置22、3Lの水素発酵槽24、10Lのメタン発酵槽26からなる。水素発酵槽24にはアルカリ添加装置30と水素発酵ガス回収装置27が備えられている。発生した水素発酵ガス量は、水素発酵ガス回収装置27で測定される。メタン発酵槽26にはメタン発酵ガス回収装置28が備えられ、発生したメタンガス量が測定される。基質貯蔵タンク21から水素発酵槽24に基質23が供給され、水素発酵が行われ、水素発酵残渣25の一部はメタン発酵槽26に供給されて、メタン発酵される。メタン発酵残渣29は回収される。
2 前処理槽
3 前処理後バイオマス
4 水素発酵槽
5 金属化合物貯留槽
6 金属化合物
7 水素発酵ガス
8 水素発酵ガス貯留槽
9 水素発酵残渣
10 メタン発酵槽
11 メタン発酵ガス
12 メタン発酵ガス貯留槽
13 メタン発酵残渣
14 返送メタン発酵残渣
20 連続発酵装置
21 基質貯蔵タンク
22 金属化合物供給装置
23 基質
24 水素発酵槽
25 水素発酵残渣5
26 メタン発酵槽
27 水素ガス回収装置
28 メタンガス回収装置
29 メタン発酵残渣
30 アルカリ添加装置
Claims (6)
- バイオマスの処理方法であって、
該バイオマスに、鉄化合物、ニッケル化合物およびコバルト化合物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を添加してバイオマスを水素発酵させる工程;を含む方法。 - 前記水素発酵の残渣の少なくとも一部を水素発酵させるバイオマス中に返送し、さらに水素発酵させる工程を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記水素発酵の残渣をメタン発酵させる工程をさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
- 前記メタン発酵の残渣の少なくとも一部を水素発酵させるバイオマス中に返送し、さらに水素発酵させる工程を含む、請求項3に記載の方法。
- さらに、水素発酵に供するバイオマスを前処理する工程を含み、前記水素発酵の残渣の少なくとも一部を、該前処理工程前および/または前処理工程後のバイオマスに返送する工程をさらに含む、請求項1から4のいずれかの項に記載の方法。
- 前記メタン発酵の残渣の少なくとも一部を、前記前処理工程前および/または前処理工程後のバイオマスに返送する工程をさらに含む、請求項5に記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005135018A JP2006312120A (ja) | 2005-05-06 | 2005-05-06 | バイオマスの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005135018A JP2006312120A (ja) | 2005-05-06 | 2005-05-06 | バイオマスの処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006312120A true JP2006312120A (ja) | 2006-11-16 |
Family
ID=37533830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005135018A Pending JP2006312120A (ja) | 2005-05-06 | 2005-05-06 | バイオマスの処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006312120A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100853715B1 (ko) | 2007-05-10 | 2008-08-25 | 한국과학기술원 | 폐철가루를 이용한 바이오수소의 생산방법 |
JP2009262025A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Takuma Co Ltd | 水素回収方法 |
JP2016010777A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 積水化学工業株式会社 | 嫌気性処理方法及び装置 |
KR20160057242A (ko) * | 2014-11-13 | 2016-05-23 | 지에스건설 주식회사 | 건식 혐기 소화장치 및 건식 혐기 소화 방법 |
US10590439B2 (en) | 2012-01-12 | 2020-03-17 | Blaygow Limited | Anaerobic process |
US11193143B2 (en) | 2012-11-16 | 2021-12-07 | Blaygow Limited | Grain processing |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005125149A (ja) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Ebara Corp | 有機性廃棄物の嫌気性処理方法及び装置 |
-
2005
- 2005-05-06 JP JP2005135018A patent/JP2006312120A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005125149A (ja) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Ebara Corp | 有機性廃棄物の嫌気性処理方法及び装置 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100853715B1 (ko) | 2007-05-10 | 2008-08-25 | 한국과학기술원 | 폐철가루를 이용한 바이오수소의 생산방법 |
JP2009262025A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Takuma Co Ltd | 水素回収方法 |
US10590439B2 (en) | 2012-01-12 | 2020-03-17 | Blaygow Limited | Anaerobic process |
US11193143B2 (en) | 2012-11-16 | 2021-12-07 | Blaygow Limited | Grain processing |
JP2016010777A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 積水化学工業株式会社 | 嫌気性処理方法及び装置 |
KR20160057242A (ko) * | 2014-11-13 | 2016-05-23 | 지에스건설 주식회사 | 건식 혐기 소화장치 및 건식 혐기 소화 방법 |
KR101711104B1 (ko) * | 2014-11-13 | 2017-02-28 | 지에스건설 주식회사 | 건식 혐기 소화 방법 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yellezuome et al. | Mitigation of ammonia inhibition in anaerobic digestion of nitrogen-rich substrates for biogas production by ammonia stripping: A review | |
JP3617528B1 (ja) | バイオマス処理方法 | |
JP4875864B2 (ja) | バイオマスの処理システム | |
JP5920728B2 (ja) | ルーメン液によるセルロース含有廃棄物を用いた有機酸発酵方法 | |
JP2006312120A (ja) | バイオマスの処理方法 | |
JP2006314920A (ja) | バイオマスからのエネルギー回収方法 | |
US20220220517A1 (en) | Conversion of lignocellulosic biomass into biogas | |
Youn et al. | Comparative performance between temperaturephased and conventional mesophilic two-phased processes in terms of anaerobically produced bioenergy from food waste | |
CN110656133A (zh) | 促进废弃活性污泥厌氧发酵生产中链脂肪酸的预处理方法 | |
CN113430234B (zh) | 一种外加电势强化厌氧微生物产中链脂肪酸的方法 | |
JP4864339B2 (ja) | 有機性廃棄物の処理装置及び処理方法 | |
JP2004082017A (ja) | 有機性廃棄物のメタン発酵方法および装置 | |
JP2004237246A (ja) | メタン発酵処理装置及びメタン発酵処理方法 | |
JP2006255538A (ja) | 食品廃棄物の処理方法およびその装置 | |
JP2006110540A (ja) | 微生物を用いた効率的なバイオガス回収システム | |
CN111470744A (zh) | 污泥厌氧发酵产挥发性有机酸的方法 | |
JP5063269B2 (ja) | バイオガスシステム | |
JP4844951B2 (ja) | 生ごみと紙ごみの処理方法およびその装置 | |
JP4183540B2 (ja) | 有機物処理方法及びこれを用いた有機物処理システム | |
JP2006218422A (ja) | 有機性廃棄物の処理方法及び装置 | |
CN113754220A (zh) | 一种高含固市政污泥制备生物燃气工艺 | |
JP5353664B2 (ja) | 水素・メタン発酵方法とそのシステム | |
JP2005013045A (ja) | 有機性廃棄物からの連続的水素生成方法 | |
JP5334077B2 (ja) | バイオマスから水素を生産する方法 | |
JP2005193122A (ja) | 嫌気性水素発酵処理システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080305 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090518 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20101117 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110215 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111011 |