JP2012050917A - アンモニア除去装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アンモニア発酵槽2に収容されたメタン生成原料の一部を、発酵槽外に取り出して閉鎖循環系アンモニア除去システム101の嫌気雰囲気の下で循環させながら原料に含まれるアンモニアをガス化除去し、アンモニア除去された原料をアンモニア発酵槽2に戻す。
【選択図】図3
Description
(イ)第1段階アンモニア除去システム101では、アンモニア発酵槽2でアンモニア転換処理された原料を、第1の閉鎖循環系アンモニア除去装置(3、4)に導入して嫌気雰囲気の下で循環させながら原料中に含まれるアンモニアを、メタン発酵の最終目標濃度レベル(許容濃度レベル)に至らない濃度レベル(第1段階濃度レベル)でガス化除去する。ここで最終目標濃度レベルとは、メタン発酵槽7でメタン生成を実用レベルで生成可能にするいわゆる許容濃度である。第1段階濃度レベルは、例えば、材料が鶏糞のように含有窒素濃度が非常に高く、転換された当初アンモニア濃度が 9000 mg/L程度ある場合には、6000mg/L程度になるまでアンモニア除去を行う。第1の閉鎖循環系アンモニア除去装置(3、4)の構成については、後述するが、それは嫌気性雰囲気の下、メタン発酵槽温度〜80℃の温度で実行される。
(2)規定回数(一回以上)だけ放散塔10と配管36の経路で循環してアンモニア除去が行われた後、戻り配管52を介してメタン発酵槽7に戻される。
(1)メタン発酵阻害の要因となるアンモニア除去を、メタン発酵の前段階とメタン発酵段階にて、2段階アンモニア除去システムを併用することで行うので、高濃度窒素含有の有機性廃棄物を使用した場合でも、無加水或いは外部からの希釈水量を極力減らして、効率の良い(時間短縮、エネルギー消費の低減)、しかも余裕をもってアンモニア除去を実行することができ、しかも、今までメタン発酵普及に向けて大きな阻害要因であった排水量を大幅に低減することができ、実用化レベルの高濃度窒素含有の有機性廃棄物を使用したメタン生成設備を実現することができた。
(2)さらにアンモニア除去手段として、アンモニアストリッピング方式を採用した場合であっても、閉鎖循環系による嫌気性雰囲気でのアンモニア除去を可能にするので、脱酸素手段を不要とし、設備コストの低減を図ることができる。
(3)しかもアンモニア放散塔とアンモニアスクラバーとの間を等温・気液平衡状態に保つことができるので、アンモニア除去工程において可溶化した原料の水分蒸発やアンモニア除去に用いたアンモニア搬送ガス(循環ガス)の凝縮を抑制してアンモニア除去時のエネルギー消費を抑えることができる。
(4)消化液は、メタン発酵槽へ戻して再生利用できるため、排水量を極力抑えることが可能となる。
(5)アンモニア除去工程に付されたメタン発酵液をメタン発酵槽に戻す場合には、加熱器および再生熱交換器を用いてメタン発酵槽の温度を好ましい温度に維持できるので、メタン発酵の促進とエネルギー消費の両立を図ることができる。
Claims (4)
- メタン発酵槽に収容されたメタン発酵液の一部或いはメタン発酵後の消化液の一部を、メタン発酵槽外に取り出し閉鎖循環系の嫌気雰囲気の下で循環させながら液中に含まれるアンモニアをガス化除去する閉鎖循環系アンモニア除去機構と、アンモニア除去されたメタン発酵液或いは消化液を前記発酵槽に戻す機構と、を備えることを特徴とする閉鎖循環系アンモニア除去装置。
- 前記閉鎖循環系アンモニア除去機構は、
充填塔方式、スプレー方式或いはモレタナ方式により、嫌気性雰囲気の塔内で前記メタン発酵液或いは消化液をガス化するアンモニア放散塔と、
アンモニアガスを、嫌気性雰囲気で酸性液によりを酸性洗浄してアンモニア除去を行うアンモニアスクラバーと、
前記アンモニア放散塔と前記アンモニアスクラバーとの間に嫌気性雰囲気ガスを循環させて前記アンモニア放散塔で放散したアンモニアガスを前記アンモニアスクラバーに搬送するガス循環機構と、を有する請求項1記載の閉鎖循環系アンモニア除去装置。 - 前記アンモニア放散塔と前記アンモニアスクラバーとの両者間を、気液平衡の状態で等温制御する温度制御装置を備える請求項2記載の閉鎖循環系アンモニア除去装置。
- 前記メタン発酵槽から前記閉鎖循環系アンモニア除去機構へメタン発酵液或いは消化液を送る配管には、上流側に下流に向けて再生熱交換器と加熱器とが設けられ、前記閉鎖循環系アンモニア除去機構から前記メタン発酵槽へメタン発酵液或いは消化液を戻す配管は、前記再生熱交換器を経由して前記メタン発酵槽に接続されている請求項1記載の閉鎖循環系アンモニア除去装置。
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