JP2008183498A - メタン発酵処理方法及びメタン発酵処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高容積の有機物負荷で運転しても、長期にわたって安定したメタン発酵を行うことができると共に、スラッジによるポンプの磨耗等を抑制できるようにしたメタン発酵処理方法及びメタン発酵処理装置を提供する。
【解決手段】取出し管L4と、この取出し管L4に連結されて上方に立ち上がり、消化液排出経路L9及び/又はメタン発酵槽に連結された配管と、前記上方に立ち上がる配管の下端部に配置されたスラッジ分離部15と、このスラッジ分離15にて沈降分離されたスラッジを貯留するスラッジ蓄積槽20とを備えたメタン発酵処理装置を用い、メタン発酵槽の下方から、発酵廃液を定期的に引き抜いて、発酵廃液中に含まれるスラッジを沈降分離してスラッジ蓄積槽に貯留させ、スラッジが減少した発酵廃液を消化液として排出し及び/又は前記メタン発酵槽に返送する。
【選択図】図1
【解決手段】取出し管L4と、この取出し管L4に連結されて上方に立ち上がり、消化液排出経路L9及び/又はメタン発酵槽に連結された配管と、前記上方に立ち上がる配管の下端部に配置されたスラッジ分離部15と、このスラッジ分離15にて沈降分離されたスラッジを貯留するスラッジ蓄積槽20とを備えたメタン発酵処理装置を用い、メタン発酵槽の下方から、発酵廃液を定期的に引き抜いて、発酵廃液中に含まれるスラッジを沈降分離してスラッジ蓄積槽に貯留させ、スラッジが減少した発酵廃液を消化液として排出し及び/又は前記メタン発酵槽に返送する。
【選択図】図1
Description
本発明は、生ゴミなどの有機性廃棄物をメタン発酵処理してバイオガスなどの資源を回収するメタン発酵処理方法及びメタン発酵処理装置に関する。
生ごみ、汚泥等の有機性廃棄物のほとんどは、焼却や埋立処分されているが、焼却に伴うダイオキシンの発生や埋立処分地の逼迫、悪臭などの問題から、環境負荷の少ない処理方法が求められている。これらの問題を解決するために有機性廃棄物をメタン発酵処理し、発生したメタンガスを燃料電池やガスエンジンを用いて発電するシステムが開発されている。
メタン発酵処理は、有機性廃棄物を粉砕・スラリー化した後、このスラリーを発酵槽に投入し、嫌気性下でメタン菌により発酵処理することで、有機性廃棄物をメタンガスに転換するもので、有機性廃棄物をバイオガスと水とに分解して大幅に減量することができ、嫌気性のため曝気動力が不要であるため省エネルギーな処理法である。しかも、副産物として生成するメタンガスをエネルギーとして回収できるメリットがある。
そして、有機性廃棄物をメタン発酵処理によって効率的に処理するため、処理効率の向上が種々検討されており、例えば、下記特許文献1には、有機性廃棄物をペースト状に粉砕して、50〜60℃で大きな活性を示す高温メタン菌で処理するメタン発酵処理方法が開示されている。高温菌は、36〜38℃の中温で活性が大きくなる中温菌に比べ、2〜3倍の活性があり、高温菌でメタン発酵処理することで、有機性廃棄物の分解速度の向上と消化率の向上を図ることができる。
また、下記特許文献2には、メタン発酵処理装置に固定ろ床を設置し、メタン菌を固定ろ床に付着保持させることが開示されている。
更に、下記特許文献3には、メタン発酵槽として、第1発酵槽と第2発酵槽とを設置し、有機性廃棄物を上記第1発酵槽と第2発酵槽とに順次通して、消化液を取出す方法が開示されており、その際、第1発酵槽と第2発酵槽の下部に溜まる余剰汚泥を、ポンプによって定期的に引き抜き、固液分離装置によって固液分離し、固体部分は必要に応じてコンポスト化し、液体部分は廃液処理装置に送ることが記載されている。
特開平10−137730号公報
特開平13−46997号公報
特開2005−125312号公報
上記のようなメタン発酵方法により、例えば固形物(TS)濃度10%程度で、COD付加15kg−COD/m3・d、発酵槽内滞留時間が約10日間といった高容積の有機物負荷で運転することが可能となったが、このような高容積の有機物負荷での運転においては、メタン発酵槽内に蓄積される未分解残渣やスラッジなどが、メタン発酵槽内の容積を次第に狭めたり、配管や担体などを閉塞したりして、メタン発酵効率を低下させてしまうという問題があった。
また、メタン発酵槽では、pHが高くなるほど、また、液温度が高くなるほど、溶解していた炭酸カルシウム等の無機物が析出して、炭酸カルシウム等の無機物を主体とするスラッジが蓄積し易かった。このような無機物を主体とするスラッジは、ポンプのロータなどを磨耗させやすく、交換寿命を短くするという問題があった。
よって、本発明の目的は、高容積の有機物負荷で運転しても、長期にわたって安定したメタン発酵を行うことができると共に、スラッジによるポンプの磨耗等を抑制できるようにしたメタン発酵処理方法及びメタン発酵処理装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明のメタン発酵処理方法は、有機性廃棄物を、メタン菌を主体とする嫌気性微生物を含むメタン発酵槽に投入してメタン発酵させるメタン発酵処理方法において、前記メタン発酵槽の下方から、発酵廃液を定期的に引き抜いて、発酵廃液中に含まれるスラッジを沈降分離してスラッジ蓄積槽に貯留させ、スラッジが減少した発酵廃液を消化液として排出し及び/又は前記メタン発酵槽に返送することを特徴とする。
本発明のメタン発酵処理方法によれば、メタン発酵槽の下方から、発酵廃液を定期的に引き抜いて、メタン発酵によって分解しきれずに残った未分解残渣や、メタン発酵槽内のpH上昇、温度低下等によって析出する炭酸カルシウム等の無機物を主体とするスラッジを沈降分離してスラッジ蓄積槽に貯留させ、スラッジが減少した発酵廃液を消化液として排出し及び/又は前記メタン発酵槽に返送するので、メタン発酵槽内にスラッジが蓄積しにくくすることができる。その結果、スラッジが蓄積して、メタン発酵槽内の容積を狭めたり、嫌気性微生物を付着させた担体などを閉塞することが防止され、長期にわたって安定したメタン発酵を行うことができる。また、スラッジが減少した発酵廃液を消化液として排出し及び/又は前記メタン発酵槽に返送することにより、それらの移送に用いられるポンプのロータなどの磨耗を防ぐことができる。
本発明のメタン発酵処理方法においては、前記メタン発酵槽の下方から取出し管を通して引き抜いた発酵廃液を、該取出し管に連結されて上方に立ち上がるオーバーフロー配管に導入し、このオーバーフロー配管の下端部に配置されたスラッジ分離部によりスラッジを沈降分離させて、該スラッジ分離部の更に下方に配置された前記スラッジ蓄積槽に貯留させ、スラッジが減少した発酵廃液を消化液として前記オーバーフロー配管を通して排出することが好ましい。
これによれば、メタン発酵槽に有機性廃棄物を投入する際に、それとほぼ同量の発酵廃液を取出し管を通して引き抜き、スラッジ分離部によって未分解残渣及びスラッジを沈降分離させて、スラッジ蓄積槽に貯留させると共に、スラッジが減少した発酵廃液を消化液としてオーバーフロー配管を通して排出することができる。また、オーバーフロー配管の下端部にスラッジ分離部を設けることにより、オーバーフロー配管中を上昇する発酵廃液からスラッジを効果的に分離することができる。
また、本発明のメタン発酵処理方法の別の態様においては、前記メタン発酵槽の下方から取出し管を通して引き抜いた発酵廃液を、該取出し管に連結されて上方に立ち上がり、前記メタン発酵槽の上部に連結された循環用配管に導入し、該循環用配管の下端部に配置されたスラッジ分離部によりスラッジを沈降分離させて、該スラッジ分離部の更に下方に配置された前記スラッジ蓄積槽に貯留させ、スラッジが減少した発酵廃液を前記循環用配管を通して前記メタン発酵槽に返送することが好ましい。
これによれば、メタン発酵槽の下方から取出し管を通して発酵廃液を定期的に引き抜いて、スラッジ分離部によってスラッジを沈降分離させてスラッジ蓄積槽に貯留させると共に、スラッジが減少した発酵廃液を循環用配管を通してメタン発酵槽の上部に返送することができる。こうして、メタン発酵槽内の発酵廃液からスラッジを定期的に除去することにより、スラッジがメタン発酵槽内に蓄積するのを低減させ、メタン発酵を長期にわたって安定して行うことができる。
本発明のメタン発酵処理方法は、前記スラッジ分離部に、サイクロン構造又は仕切り板が配置されたシックナー構造をなすスラッジ分離機構を設けて、スラッジを沈降分離させることが好ましい。この態様によれば、発酵廃液からスラッジを効率よく分離することができる。
また、本発明のメタン発酵処理装置は、有機性廃棄物を、メタン菌を主体とする嫌気性微生物を含むメタン発酵槽に投入してメタン発酵させるメタン発酵処理装置において、前記メタン発酵槽の下方から発酵廃液を定期的に引き抜く取出し管と、この取出し管に連結されて上方に立ち上がり、消化液排出経路及び/又はメタン発酵槽に連結された配管と、前記上方に立ち上がる配管の下端部に配置されたスラッジ分離部と、このスラッジ分離部で沈降分離されたスラッジを貯留するスラッジ蓄積槽とを備えていることを特徴とする。
本発明のメタン発酵処理装置によれば、メタン発酵槽の下方から取出し管を通して発酵廃液を定期的に引き抜き、スラッジ分離部でスラッジを沈降分離させ、スラッジが減少した発酵廃液は配管を通して上昇させ、消化液排出経路を通して排出させるか、及び/又はメタン発酵槽に返送させることができる。こうして、メタン発酵槽内にスラッジが蓄積しにくくすることができるので、メタン発酵を長期にわたって安定して行うことができる。また、消化液排出経路及び/又はメタン発酵槽に連結された配管等に配置されるポンプのロータなどの磨耗を防ぐことができる。また、スラッジ分離部で沈降分離されたスラッジは、スラッジ蓄積槽に貯留されるので、定期的に排出することができる。
本発明のメタン発酵処理装置は、前記スラッジ分離部に、サイクロン構造又は仕切り板が配置されたシックナー構造をなすスラッジ分離機構が設けられていることが好ましい。この態様によれば、発酵廃液からスラッジを効率よく分離することができる。
本発明によれば、メタン発酵槽の下方から、発酵廃液を定期的に引き抜いて、メタン発酵によって分解しきれずに残った未分解残渣や、メタン発酵槽内のpH上昇、温度低下等によって析出する炭酸カルシウム等の無機物を主体とするスラッジを沈降分離してスラッジ蓄積槽に貯留させ、スラッジが減少した発酵廃液を消化液として排出し及び/又は前記メタン発酵槽に返送するので、メタン発酵槽内にスラッジが蓄積しにくくすることができる。その結果、スラッジによって、メタン発酵槽内の容積が狭められたり、嫌気性微生物を付着させた担体などが閉塞されることなく、長期にわたって安定したメタン発酵を行うことができると共に、メタン発酵槽に蓄積したスラッジを取出すポンプのロータなどの磨耗を防ぐことができる。
以下、本発明について図面を参照して更に詳細に説明する。図1には、本発明によるメタン発酵処理装置の第1の実施形態が示されている。
このメタン発酵処理装置は、メタン発酵槽10に、後述する態様でスラッジ蓄積槽20を付設したことを特徴としている。
メタン発酵槽10の上側部には、図示しないスラリー貯留槽から伸びるスラリー供給管L1が接続している。
メタン発酵槽10の上部には、バイオガス取出し管L2が連結され、このバイオガス取出し管L2は、図示しない発電機やバイオガスホルダーに接続されている。また、メタン発酵槽10内には、図示しないメタン菌等の嫌気性微生物を付着・担持させた担体からなる固定化微生物のろ床が設置されている。
また、メタン発酵槽10の側壁下部には、発酵廃液引き抜き管L4が連結されている。この発酵廃液引き抜き管L4は、スラッジ分離部15、廃液移送ポンプP2を介して、上方に立ち上がるオーバーフロー配管L5に連結され、更に消化液排出経路L9に連結されている。消化液排出経路L9は、図示しない廃液処理装置に連結されている。
そして、スラッジ分離部15には、下方に伸びる配管L6が連結されており、この配管L6は、バルブV1を介して、スラッジ蓄積槽20に連結されている。
更に、スラッジ蓄積槽20の上部には、リークバルブV2が設けられた配管L7が連結されており、スラッジ蓄積槽20の下部には、バルブV3が設けられたスラッジ排出管L8が連結されている。
次に、このメタン発酵処理装置を用いた、本発明のメタン発酵処理方法について説明する。
図示しない前処理装置及びスラリー調整槽を通して供給されるスラリー化した生ゴミ等の有機性廃棄物は、スラリー供給管L1を通してメタン発酵槽10に供給され、メタン発酵槽10内の嫌気性微生物によりメタン発酵がなされる。こうして発生したバイオガスは、バイオガス取出し管L2を通して取出され、図示しない発電機等に送られる。
メタン発酵処理を継続するにつれて、メタン発酵槽内には、メタン発酵によって分解しきれずに残った未分解残渣や、メタン発酵槽内のpH上昇、温度低下等によって析出する炭酸カルシウム等の無機物を主体とするスラッジが堆積していく。
本発明では、スラリー供給管L1を通してメタン発酵槽10に有機性廃棄物のスラリーを投入する際、バルブV1を開とし、廃液移送ポンプP2を作動させて、発酵廃液引き抜き管L4を通してそれとほぼ同量の発酵廃液を槽内から引き抜き、スラッジ分離部15、廃液移送ポンプP2、オーバーフロー配管L5、消化液排出経路L9を順次通して、図示しない廃液処理装置に送液する。
このとき、発酵廃液引き抜き管L4を通して引き抜かれた発酵廃液中のスラッジや未分解残渣は、スラッジ分離部15で沈降分離し、バルブV1を有する配管L6を通って、スラッジ分離部15の下方に配置されたスラッジ蓄積槽20に貯留される。こうしてスラッジ等が減少した発酵廃液(以下、「消化液」と記す)は、前述したようにオーバーフロー配管L5を通して上昇し、消化液排出経路L9を通して次工程を行う廃液処理装置等に送液される。
なお、スラッジ分離部15において、発酵廃液からスラッジの沈降分離の処理効率を向上させるため、オーバーフロー配管L5の管径を、配管L6の管径よりも大きくすることが好ましい。
そして、スラッジ蓄積槽20に蓄積されたスラッジは、図示しない比重計、濁度計等のセンサや、超音波などのエコーによる探知機で監視し、スラッジ蓄積槽20内のスラッジ量が一定量を超えた時点で、リークバルブV2及びバルブV3をそれぞれ開とし、スラッジ排出管L8から系外へと排出する。
スラッジを排出するに当たっては、バルブV1を閉として、スラッジ蓄積槽20内に貯留されたスラッジの自重によって系外へと排出してもよく、あるいは、スラッジ排出管L8にスネークポンプやスクリューコンベアなどの各種引き抜き設備を配置し、バルブV1を開としたまま、各種引き抜き設備を作動させて、スラッジ蓄積槽20内に貯留されたスラッジを系外へと排出してもよい。
上記のように、発酵廃液引き抜き管L4から、メタン発酵槽10内の発酵廃液を定期的に引き抜き、スラッジ分離部15において沈降分離して、スラッジを主体とした汚泥をスラッジ蓄積槽20に貯留するので、メタン発酵槽10内には汚泥が極めて蓄積しにくくなり、メタン発酵槽内の容積を狭めることなく、また、嫌気性微生物を付着させた担体などを閉塞することなく、長期にわたって安定したメタン発酵を行うことができる。
また、スラッジ分離部15でスラッジを主体とする汚泥を沈降分離して消化液として移送するようにしたので、廃液移送ポンプP2のロータ等の磨耗を防止することができる。
更に、スラッジが減少された発酵廃液(消化液)中には、比重の軽い浮遊物質(SS)などが含まれているが、それらは比較的分解されやすいので、後の間欠曝気処理工程等において速やかに分解することができ、後の消化液の処理を短時間で効率よく行うことができる。
図2には、上記実施形態におけるスラッジ分離部15の好ましい態様が示されている。この実施形態では、スラッジ分離部15に、スラッジ分離機構が設けられている。
すなわち、このスラッジ分離部15は、上方部分が円筒状をなし、下方部分が円錐状をなすケーシングからなる分離機構本体16を有し、この分離機本体16の周壁に、汚泥引き抜き管L4が、上記周壁の内周に対して接線方向に交わるように連結されている。そして、分離機本体16の上壁中央部には、オーバーフロー配管L5が連結され、分離機本体16の下端部には、前記スラッジ蓄積槽20に接続される配管L6が連結されている。
したがって、汚泥引き抜き管L4から流入する発酵廃液は、分離機本体16内にその内周に対して接線方向に流入し、図2(b)中の矢印で示すような旋回流を形成する。その結果、発酵廃液中に含まれるスラッジを主体とした汚泥が、効果的に分離されて沈降し、配管L6を通してスラッジ蓄積槽20に貯留される。また、スラッジを主体とした汚泥を分離された消化液は、オーバーフロー配管L5を通して前記廃液処理装置に送られる。
図3には、上記実施形態におけるスラッジ分離部15の更に別の好ましい態様が示されている。この実施形態では、スラッジ分離部15に、シックナー構造をなすスラッジ分離機構が設けられている。
すなわち、このスラッジ分離部15は、上方部分が円筒状をなし、下方部分が円錐状をなすケーシングからなる分離機構本体16を有し、この分離機本体16の周壁の一箇所に汚泥引き抜き管L4が連結され、この汚泥引き抜き管L4の連結部に対向する箇所にオーバーフロー配管L5が連結されている。そして、分離機本体16内には、上記汚泥引き抜き管L4及びオーバーフロー配管L5を結ぶラインに対して直交するように、複数の邪魔板17が、側方から見て傾斜された状態で互いに平行に配列されている。
したがって、この実施形態では、汚泥引き抜き管L4を通して、分離機構本体16に流入した発酵廃液が、複数の邪魔板17に衝突して、それらの間を上下に移動しながら移動し、オーバーフロー配管L5から流出するので、その間に、発酵廃液中に含まれるスラッジを主体とした汚泥が効果的に分離されて沈降し、配管L6を通してスラッジ蓄積槽20
図4には、本発明によるメタン発酵処理装置の第2の実施形態が示されている。なお、上記第1の実施形態と実質的に同一部分には、同符号を付してその説明を省略することとする。
図4には、本発明によるメタン発酵処理装置の第2の実施形態が示されている。なお、上記第1の実施形態と実質的に同一部分には、同符号を付してその説明を省略することとする。
この実施形態においては、スラッジ分離部15から上方に立ち上がる配管が、その上端部でメタン発酵槽10に連結されて、消化液循環用配管L10をなしている点、メタン発酵槽10の底部に汚泥引き抜き管L3が連結し、汚泥引き抜きポンプP1を介して、図示しない汚泥貯留槽などに連結されている点が、前記第1実施形態と異なっている。その他の構成は、前記第1実施形態と実質的に同じである。
この実施形態によれば、スラッジ分離部15において、発酵廃液中に含まれるスラッジを主体とする汚泥が沈降分離され、汚泥を除去された消化液が消化液循環用配管L10を通してメタン発酵槽10へ返送される。その結果、消化液が再度メタン発酵処理されるので、廃液移送ポンプP2のロータ等の磨耗を防止することができ、更には、汚泥の排出量を更に軽減できる。
そして、上記のような操作を行っても、メタン発酵槽10の底部には、スラッジを含む汚泥が次第に堆積する場合、定期的に汚泥引き抜きポンプP1を作動させて、底部に堆積したスラッジを含む汚泥を汚泥引き抜き管L3から排出するが、メタン発酵槽10から汚泥引き抜き管L3を通して汚泥を引き抜く頻度を低減できると共に、汚泥引き抜き管L3から定期的に取出す際においても、スラッジの含有量が少ないので、汚泥引き抜きポンプP1にかかる負荷を低減でき、汚泥引き抜きポンプP1の磨耗や損傷を防ぐことができる。
なお、スラッジ分離部15から上方に立ち上がる配管の上端部に3方切り替え弁を設けて、3方切り替え弁の一つの開口は上記配管が連結された流入口とし、もう一つの開口はメタン発酵槽10に連結された流出口とし、更にもう一つの開口は消化液排出経路に連結された流出口として、汚泥を除去された消化液を、上記3方切り替え弁を介して、メタン発酵槽10又は消化液排出経路のいずれかに選択的に送液するようにしてもよい。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
(実施例1)
図1に示すメタン発酵処理装置を用いてメタン発酵処理を行った。汚泥引き抜きポンプP1及び廃液移送ポンプP2として、スネークポンプを用いた。
食堂厨芥を原料にして、水道水で2倍希釈し、食堂用カッターミキサーで調整したものを有機物スラリーとして用いた。メタン発酵槽10の温度は55℃±1℃に保って、スラリーは1日につき6分割で投入した。
メタン発酵槽10の発酵液体積は、1.0m3、循環流量は、6.0m3/m3/Dに変化させて、滞留日数(HRT)=5日、26gTOD/L/Dの負荷で2ヶ月間メタン発酵を行った。なお、メタン発酵処理中、バルブV1を開とし、メタン発酵槽10に投入するスラリーと同量の発酵廃液を発酵廃液引き抜き管L4から抜き取り、スラッジを沈降分離させて、内部に超音波でスラッジ堆積を検知するセンサの取付けられたスラッジ蓄積槽20に貯留させた。そして、スラッジ蓄積槽20内にスラッジが所定量蓄積した後、バルブV1を閉とし、リークバルブV2及びバルブV3を開として、スラッジ排出管L8から、内部に蓄積したスラッジを排出し、スラッジの排出が終了した後、バルブV1を開とし、リークバルブV2及びバルブV3を閉とした。
図1に示すメタン発酵処理装置を用いてメタン発酵処理を行った。汚泥引き抜きポンプP1及び廃液移送ポンプP2として、スネークポンプを用いた。
食堂厨芥を原料にして、水道水で2倍希釈し、食堂用カッターミキサーで調整したものを有機物スラリーとして用いた。メタン発酵槽10の温度は55℃±1℃に保って、スラリーは1日につき6分割で投入した。
メタン発酵槽10の発酵液体積は、1.0m3、循環流量は、6.0m3/m3/Dに変化させて、滞留日数(HRT)=5日、26gTOD/L/Dの負荷で2ヶ月間メタン発酵を行った。なお、メタン発酵処理中、バルブV1を開とし、メタン発酵槽10に投入するスラリーと同量の発酵廃液を発酵廃液引き抜き管L4から抜き取り、スラッジを沈降分離させて、内部に超音波でスラッジ堆積を検知するセンサの取付けられたスラッジ蓄積槽20に貯留させた。そして、スラッジ蓄積槽20内にスラッジが所定量蓄積した後、バルブV1を閉とし、リークバルブV2及びバルブV3を開として、スラッジ排出管L8から、内部に蓄積したスラッジを排出し、スラッジの排出が終了した後、バルブV1を開とし、リークバルブV2及びバルブV3を閉とした。
(比較例1)
実施例1のメタン発酵装置において、バルブV1を常に閉じた状態にして、実質的にスラッジ分離部15が単なる通路をなし、スラッジ蓄積槽20にスラッジが沈降しないようにして、メタン発酵処理を行った。
食堂厨芥を原料にして、水道水で2倍希釈し、食堂用カッターミキサーで調整したものを有機物スラリーとして用いた。メタン発酵槽10の温度は55℃±1℃に保って、スラリーは1日につき6分割で投入した。
メタン発酵槽10の発酵液体積は、1.0m3、循環流量は、6.0m3/m3/Dに変化させて、滞留日数(HRT)=5日、26gTOD/L/Dの負荷での2ヶ月間メタン発酵を行った。
メタン発酵終了後、メタン発酵槽10を開放点検し、内部に堆積したスラッジ量を測定した。また、廃液移送ポンプP2として用いたスネークポンプのロータの磨耗状態を観察した。なお、メタン発酵槽10に堆積した汚泥を蛍光X線、X線解析により成分分析したところ、固形分の25%程度が炭酸カルシウムであった。
実施例1のメタン発酵装置において、バルブV1を常に閉じた状態にして、実質的にスラッジ分離部15が単なる通路をなし、スラッジ蓄積槽20にスラッジが沈降しないようにして、メタン発酵処理を行った。
食堂厨芥を原料にして、水道水で2倍希釈し、食堂用カッターミキサーで調整したものを有機物スラリーとして用いた。メタン発酵槽10の温度は55℃±1℃に保って、スラリーは1日につき6分割で投入した。
メタン発酵槽10の発酵液体積は、1.0m3、循環流量は、6.0m3/m3/Dに変化させて、滞留日数(HRT)=5日、26gTOD/L/Dの負荷での2ヶ月間メタン発酵を行った。
メタン発酵終了後、メタン発酵槽10を開放点検し、内部に堆積したスラッジ量を測定した。また、廃液移送ポンプP2として用いたスネークポンプのロータの磨耗状態を観察した。なお、メタン発酵槽10に堆積した汚泥を蛍光X線、X線解析により成分分析したところ、固形分の25%程度が炭酸カルシウムであった。
結果を表1にまとめて記す。
上記結果より、実施例1は、メタン発酵槽10に蓄積する汚泥量が少なく、更には、スネークポンプもほとんど損傷がなかった。これに対し、比較例1では、メタン発酵槽10内に汚泥が蓄積しやすく、更にはスネークポンプの損傷が激しかった。
10:メタン発酵槽
15:スラッジ分離部
16:分離機構本体
17:邪魔板
20:スラッジ蓄積槽
L1:スラリー供給管
L10:消化液循環用配管
L2:バイオガス取出し管
L3:汚泥引き抜き管
L4:発酵廃液引き抜き管
L5:オーバーフロー配管
L6:配管
L7:配管
L8:スラッジ排出管
L9:消化液排出経路
P1:汚泥引き抜きポンプ
P2:廃液移送ポンプ
15:スラッジ分離部
16:分離機構本体
17:邪魔板
20:スラッジ蓄積槽
L1:スラリー供給管
L10:消化液循環用配管
L2:バイオガス取出し管
L3:汚泥引き抜き管
L4:発酵廃液引き抜き管
L5:オーバーフロー配管
L6:配管
L7:配管
L8:スラッジ排出管
L9:消化液排出経路
P1:汚泥引き抜きポンプ
P2:廃液移送ポンプ
Claims (6)
- 有機性廃棄物を、メタン菌を主体とする嫌気性微生物を含むメタン発酵槽に投入してメタン発酵させるメタン発酵処理方法において、
前記メタン発酵槽の下方から、発酵廃液を定期的に引き抜いて、発酵廃液中に含まれるスラッジを沈降分離してスラッジ蓄積槽に貯留させ、スラッジが減少した発酵廃液を消化液として排出し及び/又は前記メタン発酵槽に返送することを特徴とするメタン発酵処理方法。 - 前記メタン発酵槽の下方から取出し管を通して引き抜いた発酵廃液を、該取出し管に連結されて上方に立ち上がるオーバーフロー配管に導入し、このオーバーフロー配管の下端部に配置されたスラッジ分離部によりスラッジを沈降分離させて、該スラッジ分離部の更に下方に配置された前記スラッジ蓄積槽に貯留させ、スラッジが減少した発酵廃液を消化液として前記オーバーフロー配管を通して排出する請求項1記載のメタン発酵処理方法。
- 前記メタン発酵槽の下方から取出し管を通して引き抜いた発酵廃液を、該取出し管に連結されて上方に立ち上がり、前記メタン発酵槽の上部に連結された循環用配管に導入し、該循環用配管の下端部に配置されたスラッジ分離部によりスラッジを沈降分離させて、該スラッジ分離部の更に下方に配置された前記スラッジ蓄積槽に貯留させ、スラッジが減少した発酵廃液を前記循環用配管を通して前記メタン発酵槽に返送する請求項1記載のメタン発酵処理方法。
- 前記スラッジ分離部に、サイクロン構造又は仕切り板が配置されたシックナー構造をなすスラッジ分離機構を設けて、スラッジを沈降分離させる請求項2又は3に記載のメタン発酵処理方法。
- 有機性廃棄物を、メタン菌を主体とする嫌気性微生物を含むメタン発酵槽に投入してメタン発酵させるメタン発酵処理装置において、
前記メタン発酵槽の下方から発酵廃液を定期的に引き抜く取出し管と、この取出し管に連結されて上方に立ち上がり、消化液排出経路及び/又はメタン発酵槽に連結された配管と、前記上方に立ち上がる配管の下端部に配置されたスラッジ分離部と、このスラッジ分離部で沈降分離されたスラッジを貯留するスラッジ蓄積槽とを備えていることを特徴とするメタン発酵処理装置。 - 前記スラッジ分離部に、サイクロン構造又は仕切り板が配置されたシックナー構造をなすスラッジ分離機構が設けられている請求項5記載のメタン発酵処理装置。
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