JP5063269B2

JP5063269B2 - Biogas system

Info

Publication number: JP5063269B2
Application number: JP2007239987A
Authority: JP
Inventors: 良則久芳; 陽子宮崎; 修浜本
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Co Ltd
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2027-09-14
Also published as: JP2009066558A

Description

本発明はバイオガスシステムに関し、詳しくはアンモニアストリッピングを行った後の消化液を、メタン生成菌に酸化ストレスを与えることなくメタン発酵槽に返送し、利用することができるバイオガスシステムに関する。 The present invention relates to a biogas system, and more particularly to a biogas system that can be used by returning the digested liquid after ammonia stripping to a methane fermenter without applying oxidative stress to methanogens.

畜産し尿などの有機性廃棄物をメタン発酵処理し、メタンガスを得て電気や熱を回収するバイオガスシステムはバイオエネルギー技術として注目されている。 Biogas systems that produce livestock and urine from organic waste such as urine to obtain methane gas and recover electricity and heat are attracting attention as bioenergy technologies.

メタン発酵は、導入されるバイオマス中の有機物を、微生物が分解し（加水分解、酸発酵、メタン発酵）、最終的に主にメタンと二酸化炭素とからなるバイオガスを得るものである。 In methane fermentation, microorganisms decompose organic substances in the introduced biomass (hydrolysis, acid fermentation, methane fermentation), and finally biogas composed mainly of methane and carbon dioxide is obtained.

メタン発酵の方式としては、バイオマスの導入からメタン発酵までの全ての反応を１つのメタン発酵槽で行うシステムのほか、通性嫌気性の加水分解菌及び酸発酵菌による加水分解及び酸発酵を行う酸発酵槽と、絶対嫌気性のメタン生成菌によるメタン発酵を行うメタン発酵槽をそれぞれ設けて、２槽を組み合わせるシステムがある。 As a method of methane fermentation, in addition to a system that performs all reactions from introduction of biomass to methane fermentation in a single methane fermentation tank, hydrolysis and acid fermentation by facultative anaerobic hydrolyzing bacteria and acid-fermenting bacteria are performed. There is a system in which an acid fermentation tank and a methane fermentation tank for performing methane fermentation by an anaerobic methane-producing bacterium are provided, and two tanks are combined.

メタン発酵は、いずれの場合も微生物を利用しているため、発酵不良が起こらないように、有機物負荷や、各種ストレスに留意しなければならない。 Since methane fermentation uses microorganisms in all cases, attention must be paid to organic load and various stresses so that fermentation failure does not occur.

一般に、メタン発酵槽から取り出される消化液には、メタン発酵に関わる微生物の菌体も含まれた状態で、約４．５ｗｔ％の未利用の強熱減量（有機物量）が残留している。 Generally, about 4.5 wt% of unused ignition loss (amount of organic matter) remains in the digested liquid taken out from the methane fermentation tank in a state in which microbial cells related to methane fermentation are also contained.

しかし、消化液中には発酵によって生じた窒素成分（アンモニア、亜硝酸態窒素など）が溶解しており、窒素成分の濃度が高くなると、特にメタン発酵温度が高温であるほど顕著に発酵阻害を起こしてしまうので、メタン発酵槽内からアンモニア成分を除去するために、未利用の有機物が残留していても消化液ごとメタン発酵槽外に排出しなければならなかった。 However, the nitrogen components (ammonia, nitrite nitrogen, etc.) generated by fermentation are dissolved in the digestive juice, and when the concentration of nitrogen components increases, the inhibition of fermentation becomes more noticeable especially at higher methane fermentation temperatures. In order to remove the ammonia component from the inside of the methane fermenter, the entire digestive juice had to be discharged out of the methane fermenter in order to remove the ammonia component from the inside of the methane fermenter.

このアンモニア成分を除くことができれば、消化液中の未利用の有機物を利用できるのではないかと考え、特許文献１では、ＭＦ膜、特許文献２では、拡散透析または電気透析による膜分離を行ってアンモニア成分を分離し、アンモニア成分を除いた消化液をメタン発酵槽へ返送している。 If this ammonia component can be removed, it is considered that unused organic substances in the digestive fluid can be used. In Patent Document 1, MF membrane is used, and in Patent Document 2, membrane separation by diffusion dialysis or electrodialysis is performed. The ammonia component is separated, and the digested liquid from which the ammonia component has been removed is returned to the methane fermentation tank.

特許文献１で使用している膜は、消化液中のアンモニアだけを選択的に除去できるものではない。特許文献２では、拡散透析または電気透析であるため、除去選択性が向上している。しかし、実施例によると、アンモニア性窒素の除去率は５０％程度であり、アンモニア除去性能は十分とはいえない。 The membrane used in Patent Document 1 cannot selectively remove only ammonia in the digestive fluid. In Patent Document 2, removal selectivity is improved because of diffusion dialysis or electrodialysis. However, according to the examples, the removal rate of ammonia nitrogen is about 50%, and the ammonia removal performance is not sufficient.

アンモニア除去効率の点でいえば、膜処理よりも、物理的にアンモニアを放散させて回収するアンモニアストリッピングのほうがより効率が良い。 In terms of ammonia removal efficiency, ammonia stripping, in which ammonia is physically diffused and recovered, is more efficient than membrane treatment.

特許文献３では、アンモニアストリッピングによってアンモニアを分離した消化液を、可溶化処理槽（酸発酵槽）やその前段にある混合槽に返送し、バイオマスの希釈水として利用し、酸発酵槽に導入している。
特開平１−２１８６９６号公報特開２００７−０４４５７９号公報特開２００６−２１８４２９号公報特開２００５−１９３１４６号公報膜とアンモニアストリッピングを併用 In Patent Document 3, the digested liquid from which ammonia has been separated by ammonia stripping is returned to a solubilization tank (acid fermentation tank) or a mixing tank in the preceding stage, used as a dilution water for biomass, and introduced into the acid fermentation tank. is doing.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-2218696 JP 2007-044579 A JP 2006-218429 A JP, 2005-193146, A Combined use of a membrane and ammonia stripping

しかし、消化液を可溶化処理槽に希釈水として返送すると、問題があることを見出した。 However, it has been found that there is a problem when the digestive juice is returned to the solubilization tank as dilution water.

メタン発酵は、大きく３つの過程（加水分解、酸発酵、メタン発酵）に分類されている。 Methane fermentation is roughly classified into three processes (hydrolysis, acid fermentation, and methane fermentation).

メタン発酵槽に導入されたバイオマスは、主に、高分子化合物、すなわち炭水化物（デンプン、セルロースなど）、脂肪、蛋白質で構成されている。これら高分子物質を、その構成化合物（単糖類や、アミノ酸、脂肪酸、グリセリンなどの低分子化合物）に加水分解するのが加水分解菌と呼ばれる微生物群による反応である。 Biomass introduced into the methane fermenter is mainly composed of polymer compounds, that is, carbohydrates (starch, cellulose, etc.), fats, and proteins. Hydrolysis of these high-molecular substances into their constituent compounds (monosaccharides, low-molecular compounds such as amino acids, fatty acids and glycerin) is a reaction by a group of microorganisms called hydrolyzing bacteria.

次に、低分子化合物は、酸発酵菌と呼ばれる微生物群により、酢酸などの低級脂肪酸、アルコールなどに分解する。 Next, the low molecular weight compound is decomposed into lower fatty acids such as acetic acid, alcohols and the like by a group of microorganisms called acid-fermenting bacteria.

そして、最後にメタン生成菌と呼ばれる微生物群によって、メタンが生成する。メタン生成は、酢酸、蟻酸、水素と二酸化炭素による反応が主に知られている。 Finally, methane is produced by a group of microorganisms called methanogens. Methane production is mainly known by reaction with acetic acid, formic acid, hydrogen and carbon dioxide.

メタン発酵槽から排出される消化液は、約４．５％の有機物量を含んでいるが、消化液中に残されている有機物は、各微生物群の分解速度の差から、ある程度分解された糖類などの低分子量の有機物と考えることができる。 The digestive juice discharged from the methane fermenter contains about 4.5% of organic matter, but the organic matter remaining in the digestive juice was decomposed to some extent due to the difference in the degradation rate of each microorganism group. It can be considered as a low molecular weight organic substance such as a saccharide.

低分子量の有機物は、加水分解菌などのように高分子の有機物を基質とし、低分子の有機物に分解することで活動エネルギーを得ている微生物にとっては、利用価値が少ない有機物であり、むしろメタン生成菌（や酸発酵菌）にとって利用価値の高いものといえる。 Low molecular weight organic matter is a low-use organic matter for microorganisms that use high molecular weight organic matter as a substrate, such as hydrolyzing bacteria, and obtain activity energy by breaking down into low molecular weight organic matter. It can be said that it is highly useful for producing bacteria (and acid-fermenting bacteria).

特許文献３は、この消化液を、可溶化処理槽に返送して、例えば、１０〜１５％の有機物濃度に調整している。しかし、この特許文献３は有機物の濃度の調整は可能であるが、同時に低分子有機物質と高分子有機物質を混合してしまい、その混合状態については全く認識していない。つまり、濃度と分子量の違いについて全く考慮されていない。本発明者の解析によると、有機物濃度の約３分の１が低分子有機物質が混合された状態になっている。この低分子有機物質は、加水分解菌には利用価値のない有機物である。 In Patent Document 3, this digested liquid is returned to the solubilization tank and adjusted to an organic substance concentration of, for example, 10 to 15%. However, this Patent Document 3 can adjust the concentration of the organic substance, but at the same time, the low molecular organic substance and the high molecular organic substance are mixed, and the mixed state is not recognized at all. That is, no consideration is given to the difference between concentration and molecular weight. According to the analysis of the present inventor, about one third of the organic substance concentration is in a state where a low molecular organic substance is mixed. This low molecular weight organic substance is an organic substance that is not useful for hydrolyzing bacteria.

一方、消化液をメタン発酵菌が活動している場所に直接返送させようと考えると、別の問題がある。 On the other hand, there is another problem when we consider returning digestive juice directly to the place where methane fermentation bacteria are active.

アンモニアストリッピングは、アンモニアストリッピング装置内で消化液と空気とを接触させ、アンモニアを気体として取り出すものである。 Ammonia stripping is a method in which the digestion solution and air are brought into contact with each other in an ammonia stripping apparatus to extract ammonia as a gas.

当然アンモニアストリッピングを終えた消化液は、多くの空気と接触して、消化液内にほぼ可溶上限の酸素を溶解させた状態になる。 Naturally, the digested liquid that has finished the ammonia stripping comes into contact with a lot of air and is in a state in which oxygen at the upper limit of solubility is almost dissolved in the digested liquid.

本発明者らは、メタン生成菌が活性状態にあるメタン発酵槽で行うバイオガスシステムでは、アンモニアストリッピングをしたままの消化液をメタン発酵槽に返送した場合、大きな問題があるということを見出した。 The present inventors have found that a biogas system performed in a methane fermentation tank in which methanogens are in an active state has a serious problem when the digested liquid that has been subjected to ammonia stripping is returned to the methane fermentation tank. It was.

溶存酸素の高い消化液をメタン発酵槽に返送してしまうと、低分子量の有機物を返送するメリットよりも、消化液中の溶存酸素が酸化ストレスとなって、メタン生成菌にダメージを与え、反対にメタン発酵効率が低下してしまうというデメリットの方が大きく、そのまま返送することができないという問題があることを見出した。 If the digested liquid with high dissolved oxygen is returned to the methane fermenter, the dissolved oxygen in the digested liquid becomes oxidative stress and damages the methane-producing bacteria, rather than the merit of returning low molecular weight organic matter. However, it has been found that there is a problem that the methane fermentation efficiency is lower and the disadvantage is that it cannot be returned as it is.

本発明者らはこれらの問題を解決し、バイオガスシステムにおいて、消化液の低分子の有機物を有効に利用することができないかと鋭意研究に励んだ結果、本発明を完成させるに至った。 The present inventors solved these problems, and as a result of diligent research on whether or not low-molecular organic substances in digestive juice can be effectively used in a biogas system, the present invention has been completed.

そこで、本発明の課題はアンモニアストリッピングを行った後の消化液を、メタン生成菌に酸化ストレスを与えることなくメタン生成菌が活性状態にあるメタン発酵槽に返送し、利用することのできるバイオガスシステムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to return the digested liquid after ammonia stripping to a methane fermenter in which the methanogen is active without applying oxidative stress to the methanogen and use it To provide a gas system.

本発明の他の課題は以下の記載によって明らかとなる。 The other subject of this invention becomes clear by the following description.

上記課題は以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.

（請求項１）
バイオマスを、メタン生成菌が活性状態にあるメタン発酵槽に導入して５０℃を超える高温でメタン発酵するメタン発酵工程と、
前記メタン発酵槽から抜き出された消化液と、空気とをアンモニアストリッピング装置に導入し、該消化液と該空気とを接触させて、該消化液中のアンモニアを該空気中に放散させるアンモニアストリッピング工程と、
前記アンモニアを放散させた消化液中に溶解した酸素を除去する脱酸素工程とを有し、
前記脱酸素工程で脱酸素した消化液の少なくとも一部を前記メタン発酵槽に返送するバイオガスシステムであって、
前記アンモニアストリッピング工程で前記空気中に放散されたアンモニアを水に溶解してアンモニア水として回収する回収工程と、
前記アンモニア回収工程で回収したアンモニア水を導入してアンモニア酸化細菌による亜硝酸化及びアナモックス菌による脱窒を行う工程を有することを特徴とするバイオガスシステム。 (Claim 1)
A methane fermentation process in which biomass is introduced into a methane fermentation tank in which methanogens are active and methane fermentation is performed at a high temperature exceeding 50 ° C .;
Said methane fermentation tank from withdrawn digestive juice, ammonia introducing the air to the ammonia stripping unit, contacting the the air the digested liquid dissipates ammonia in the digested solution in air Stripping process;
A deoxygenation step of removing oxygen dissolved in the digestion liquid from which the ammonia has been diffused,
Wherein a return to Luba Io gas system at least a portion of the deoxygenated digestive juice in the deoxidation step in the methane fermentation tank,
A recovery step of dissolving ammonia diffused in the air in the ammonia stripping step in water and recovering it as ammonia water;
A biogas system comprising a step of introducing ammonia water recovered in the ammonia recovery step to perform nitritation by ammonia oxidizing bacteria and denitrification by anammox bacteria .

（請求項２）
前記メタン発酵槽から抜き出され、前記アンモニアストリッピング装置に導入される前の消化液から二酸化炭素を除去する調整工程を有することを特徴とする請求項１記載のバイオガスシステム。 (Claim 2)
The withdrawn from the methane fermentation tank, a biogas system according to claim 1, comprising an adjusting step of removing the carbon dioxide from the previous digestive fluid that will be introduced into the ammonia stripper.

（請求項３）
前記脱酸素工程において、前記消化液は、メタン発酵槽に新たに導入されるバイオマスと未混合であることを特徴とする請求項１又は２記載のバイオガスシステム。 (Claim 3)
3. The biogas system according to claim 1, wherein, in the deoxygenation step, the digested liquid is not mixed with biomass newly introduced into the methane fermentation tank.

（請求項４）
前記脱酸素工程で脱酸素した消化液の少なくとも一部は、前記メタン発酵槽にバイオマスを供給するバイオマス供給管とは独立して設けられ、前記メタン発酵槽に直接接続された返送管を介して、メタン発酵槽に新たに導入されるバイオマスと未混合のまま前記メタン発酵槽に返送されることを特徴とする請求項３記載のバイオガスシステム。 (Claim 4)
At least a part of the digested liquid deoxygenated in the deoxygenation step is provided independently of a biomass supply pipe for supplying biomass to the methane fermentation tank, and via a return pipe directly connected to the methane fermentation tank The biogas system according to claim 3, wherein the biogas system is returned to the methane fermenter without being mixed with biomass newly introduced into the methane fermenter.

（請求項５）
前記アンモニア酸化細菌による亜硝酸化及びアナモックス菌による脱窒を行う工程は、アナモックス菌を担持した微生物担体を備えたリアクタに、前記アンモニア水を導入し、被処理液のｐＨ、ＤＯ、酸化還元電位（ＯＲＰ）の少なくともいずれか１つ以上を調整して、アンモニア性窒素から亜硝酸を生成し、該生成した亜硝酸とアンモニアの反応により窒素を生成して共脱窒を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のバイオガスシステム。 (Claim 5)
The step of performing nitritation with ammonia-oxidizing bacteria and denitrification with anammox bacteria is carried out by introducing the ammonia water into a reactor equipped with a microbial carrier carrying anammox bacteria, and the pH, DO, and oxidation-reduction potential of the liquid to be treated. (ORP) is adjusted to produce nitrous acid from ammoniacal nitrogen, and nitrogen is produced by the reaction of the produced nitrous acid and ammonia to perform co-denitrification. The biogas system according to any one of claims 1 to 4.

（請求項６）
前記アンモニア酸化細菌による亜硝酸化及びアナモックス菌による脱窒を行う工程は、アンモニア酸化細菌と、アモナックス菌と担持した導電性微生物担持電極を備えたリアクタに、前記アンモニア水を導入し、前記導電性微生物担持電極の電位を調節することによって共脱窒を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のバイオガスシステム。 (Claim 6)
The step of performing nitritation by the ammonia-oxidizing bacteria and denitrification by the anammox bacteria is performed by introducing the ammonia water into a reactor equipped with the ammonia-oxidizing bacteria and a conductive microorganism-supporting electrode supporting the Amonax bacteria, The biogas system according to any one of claims 1 to 4, wherein co-denitrification is performed by adjusting a potential of the microorganism-supporting electrode.

本発明によれば、アンモニアストリッピングを行った後の消化液を、メタン生成菌に酸化ストレスを与えることなくメタン発酵槽に返送し、利用することができるバイオガスシステムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the biogas system which can return the digested liquid after performing ammonia stripping to a methane fermenter, without giving an oxidative stress to a methanogen can be provided.

以下、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.

本発明のメタン発酵方法に用いられるバイオマス（有機性廃棄物）としては、例えば畜産廃棄物（例えば牛、豚、羊、山羊、ニワトリなどの家畜糞尿や飼料残渣、敷稈）、緑農廃棄物、生ごみ、農水産業廃棄物、食品加工廃棄物、廃水処理汚泥（例えば下水処理汚泥やし尿処理汚泥など）などを挙げることができ、これらバイオマスの２以上の種類を組み合わせてメタン発酵原料とする共発酵を行うこともできる。 Examples of biomass (organic waste) used in the methane fermentation method of the present invention include livestock waste (eg, livestock manure such as cattle, pigs, sheep, goats and chickens, feed residues, litter), and green farm waste. Food waste, agricultural and industrial waste, food processing waste, wastewater treatment sludge (for example, sewage treatment sludge and human waste treatment sludge), etc., and combining these two or more types of biomass into raw materials for methane fermentation Co-fermentation can also be performed.

本発明において、メタン発酵槽は、メタン生成菌が活性状態にあって活発に活動し、最終物質のメタンガスの生成が行われている槽を指す。 In the present invention, a methane fermentation tank refers to a tank in which a methane-producing bacterium is in an active state and is actively active to generate methane gas as a final material.

本発明において、メタン生成菌が活性状態にあるというのは、メタン発酵槽内で、メタン生成菌が低分子量の有機物を分解してメタンを生成している状態であることを意味する。 In the present invention, the fact that the methanogen is in an active state means that the methanogen is in a state where methane is produced by decomposing low molecular weight organic substances in the methane fermentation tank.

本発明では、（Ａ）バイオマスをメタン発酵槽に受け入れ、同一の槽内でバイオマスの加水分解、酸発酵、メタン発酵を進行させる態様であってもよいし、（Ｂ）バイオマスをメタン発酵槽に受け入れる前に、加水分解および酸発酵して低分子化した後、その原料を、メタン発酵槽に受け入れ、メタン発酵させる態様のいずれでもよい。 In the present invention, (A) the biomass may be received in the methane fermenter, and the hydrolysis, acid fermentation, and methane fermentation of the biomass may proceed in the same tank, or (B) the biomass may be used in the methane fermenter. Before accepting, any of the embodiments may be adopted in which after hydrolysis and acid fermentation to reduce the molecular weight, the raw material is received in a methane fermentation tank and subjected to methane fermentation.

ここで、再度、加水分解、酸発酵、メタン発酵の３つの過程に分類されるメタン生成までの分解反応について説明する。 Here, the decomposition reaction up to methane generation classified into three processes of hydrolysis, acid fermentation, and methane fermentation will be described again.

酢酸による生成反応：ＣＨ_３ＣＯＯＨ^-＋Ｈ_２Ｏ→ＣＨ_４＋ＨＣＯ_３
蟻酸による生成反応：４ＨＣＯＯＨ^-＋２Ｈ⁺→ＣＨ_４＋ＣＯ_２＋２ＨＣＯ_３
水素と二酸化炭素による生成反応：４Ｈ_２＋ＣＯ_２→ＣＨ_４＋２Ｈ₂Ｏ Formation reaction with acetic acid: CH ₃ COOH ⁻ + H ₂ O → CH ₄ + HCO ₃
Formation reaction with formic acid: 4HCOOH ⁻ + 2H ⁺ → CH ₄ + CO ₂ + 2HCO ₃
Production reaction with hydrogen and carbon dioxide: 4H ₂ + CO ₂ → CH ₄ + 2H ₂ O

なお、これら３つの過程のうち、加水分解菌、酸発酵菌は、通性嫌気性であり、菌体の増殖速度が早く、そのためのエネルギーを得るための反応（分解）速度も早い。一方、メタン生成菌は、絶対嫌気性であり、菌体の増殖速度が遅い。 Of these three processes, hydrolyzing bacteria and acid-fermenting bacteria are facultative anaerobic, and the growth rate of the cells is fast, and the reaction (decomposition) rate for obtaining the energy is also fast. On the other hand, methanogens are absolutely anaerobic and have a slow growth rate.

加水分解菌、酸発酵菌は通性嫌気性菌なので、酸素の存在が与える影響は比較的少なく、酸素は積極的に排除すべき対象ではない。 Since hydrolyzed bacteria and acid-fermenting bacteria are facultative anaerobes, the presence of oxygen is relatively small and oxygen should not be actively excluded.

絶対嫌気性菌のメタン生成菌は、分子状酸素の存在（酸化ストレス）によってその活動が著しく阻害される。菌種によって酸素の許容範囲に幅はあるが、酸素存在下ではメタン生成菌の多くは死滅、あるいは生存していても活動することのできない活動停止状態に陥る。そのため、最終物質のメタン生成が行われているメタン発酵槽は、酸素の存在しない嫌気状態に維持されている必要がある。 The activity of the anaerobic methanogen is markedly inhibited by the presence of molecular oxygen (oxidative stress). Although there is a range of oxygen tolerances depending on the species, many methanogens die in the presence of oxygen, or fall into an inactive state in which they cannot act even if they are alive. Therefore, the methane fermenter in which methane production of the final substance is performed needs to be maintained in an anaerobic state where oxygen is not present.

メタン発酵槽から排出される消化液は、約４．５％の有機物量を含んでいる。消化液中に残されている有機物は、各微生物群の分解速度の差から、ある程度分解された糖類などの低分子量の有機物と考えることができる。 The digestive fluid discharged | emitted from a methane fermenter contains the amount of organic substances of about 4.5%. The organic matter remaining in the digestive juice can be considered as a low molecular weight organic matter such as a saccharide decomposed to some extent from the difference in the degradation rate of each microorganism group.

低分子量の有機物は、加水分解菌などのように高分子の有機物を基質とし、低分子の有機物に分解することで活動エネルギーを得ている微生物にとっては、利用価値が少ない有機物であり、むしろメタン生成菌にとって利用価値の高いものといえる。 Low molecular weight organic matter is a low-use organic matter for microorganisms that use high molecular weight organic matter as a substrate, such as hydrolyzing bacteria, and obtain activity energy by breaking down into low molecular weight organic matter. It can be said that it is highly useful for producing bacteria.

消化液中の酸素による酸化ストレスの問題を克服することができれば、消化液は、低分子の有機物／低級脂肪酸などを利用するメタン生成菌が活動し、メタン生成が活発な槽へ返送することが、有機物の有効利用の点で好ましい。 If the problem of oxidative stress due to oxygen in the digestive fluid can be overcome, the digestive fluid can be returned to a tank where active methanogens using low molecular weight organic substances / lower fatty acids are active and active in methane production. From the viewpoint of effective use of organic substances.

また本発明では、メタン発酵槽とは別に加水分解槽を有する態様の場合に、その加水分解槽にメタン発酵槽から排出される消化液を返送しないことが重要である。加水分解菌の活性を阻害する要因を排除するためである。 In the present invention, in the case of a mode having a hydrolysis tank separately from the methane fermentation tank, it is important not to return the digested liquid discharged from the methane fermentation tank to the hydrolysis tank. This is to eliminate factors that inhibit the activity of hydrolyzing bacteria.

図１は本発明のバイオガスシステムを実施する好ましい態様を示すフロー図である。 FIG. 1 is a flow diagram illustrating a preferred embodiment for implementing the biogas system of the present invention.

図１において、１はメタン発酵工程であり、２は調整工程であり、３はアンモニアストリッピング工程であり、４はアンモニア回収工程、５は共脱窒工程、６は脱酸素工程である。 In FIG. 1, 1 is a methane fermentation process, 2 is an adjustment process, 3 is an ammonia stripping process, 4 is an ammonia recovery process, 5 is a co-denitrification process, and 6 is a deoxygenation process.

図１において、メタン発酵工程１は、バイオマスを受け入れる。バイオマスの受け入れ方としては、例えば１日３回投入する場合は、８時間毎にするように、時間的な間隔をおいて投入する。メタン発酵工程１は、同一の槽内でバイオマスの加水分解、酸発酵、メタン発酵を進行させるメタン発酵槽１０からなり、５０℃を超える高温、好ましくは６０℃〜８０℃で、メタン発酵が行われる。 In FIG. 1, methane fermentation process 1 accepts biomass. As a method of accepting biomass, for example, when it is input three times a day, it is input at intervals such as every 8 hours. The methane fermentation process 1 is composed of a methane fermentation tank 10 for proceeding hydrolysis, acid fermentation, and methane fermentation of biomass in the same tank, and methane fermentation is performed at a high temperature exceeding 50 ° C., preferably 60 ° C. to 80 ° C. Is called.

メタン発酵によって得られたバイオガスは、バイオガス輸送管１１により、次の精製工程に送られる。バイオガスの精製工程としては、例えば生物脱硫法が挙げられる。 The biogas obtained by methane fermentation is sent to the next purification step through the biogas transport pipe 11. An example of the biogas purification step is a biological desulfurization method.

消化液は、消化液排出管１２を通して、調整工程２に送られる。 The digestive fluid is sent to the adjustment step 2 through the digestive fluid discharge pipe 12.

調整工程２では、貯留槽２１内において、消化液中の二酸化炭素の除去と、消化液の滅菌が行われる。図２は、本発明における調整工程２を示す図である。 In the adjustment process 2, in the storage tank 21, the removal of the carbon dioxide in a digestive liquid and the sterilization of a digestive liquid are performed. FIG. 2 is a diagram showing an adjustment step 2 in the present invention.

消化液には、大過剰の二酸化炭素が溶解しているので、メタン発酵槽内の分圧と、メタン発酵槽外の分圧の差から、大気に開放するだけでもある程度の二酸化炭素が放散される。 Since a large excess of carbon dioxide is dissolved in the digestive fluid, a certain amount of carbon dioxide is released even if it is opened to the atmosphere due to the difference between the partial pressure inside the methane fermenter and the partial pressure outside the methane fermenter. The

そのため、図２においては、タンク状の貯留槽２１の上部に、二酸化炭素排出口２２を設け、二酸化炭素排出口２２から放散された二酸化炭素を外部に排出している。貯留槽２１の構造は、放散された二酸化炭素を排出することができれば限定されない。また、貯留槽２１に隣接して消化液から放出された二酸化炭素を回収する設備（図示せず）などを設ければ、二酸化炭素を回収し、利用することもできる。 Therefore, in FIG. 2, the carbon dioxide discharge port 22 is provided in the upper part of the tank-shaped storage tank 21, and the carbon dioxide diffused from the carbon dioxide discharge port 22 is discharged | emitted outside. The structure of the storage tank 21 is not limited as long as the diffused carbon dioxide can be discharged. Further, if a facility (not shown) for recovering carbon dioxide released from the digestive juice is provided adjacent to the storage tank 21, carbon dioxide can be recovered and used.

この二酸化炭素の放散によって、消化液中の重炭酸イオンが減少し、消化液のｐＨを１程度上昇させることができ、アンモニアストリッピングに適した状態に調整することができる。 Due to the emission of carbon dioxide, bicarbonate ions in the digestive juice are reduced, the pH of the digestive fluid can be increased by about 1, and it can be adjusted to a state suitable for ammonia stripping.

さらに、貯留槽２１は、消化液の温度が７０℃を超えていない場合に、７０℃を超える環境下におくための加温装置２３を備えていることが好ましい。加温装置２３により、貯留槽２１内の消化液は７０℃を超えるように加温され、３０分以上その状態を維持する。 Furthermore, it is preferable that the storage tank 21 is provided with a heating device 23 for placing it in an environment exceeding 70 ° C. when the temperature of the digestive fluid does not exceed 70 ° C. The digester in the storage tank 21 is heated by the heating device 23 so as to exceed 70 ° C., and the state is maintained for 30 minutes or more.

加温装置２３としては、コージェネレーションの熱水を利用する温水コイルなどが好ましく、熱源としては、本発明により得られるバイオガスを燃焼させて生成する熱エネルギーを用いることが低コスト化を図る上で好ましい。 As the heating device 23, a hot water coil using hot water of cogeneration is preferable, and as the heat source, using thermal energy generated by burning the biogas obtained by the present invention reduces costs. Is preferable.

調整槽２１内で、７０℃を超える環境下に３０分以上という、高温の環境下に置かれることによってバイオマス中の病原菌などが殺菌され、脱窒後消化液の衛生上の問題（消化液に含まれる病原菌等の殺菌や雑草の種子の不活性化を行わなければならない）を解決することができる。３０分以下では、上記の問題が解決しない。なお、この温度保持時間には効果の上で必要な上限はない。 In the adjustment tank 21, pathogenic bacteria in the biomass are sterilized by being placed in a high temperature environment of more than 30 minutes in an environment exceeding 70 ° C. Sterilization of pathogenic bacteria contained therein and inactivation of seeds of weeds must be performed). In 30 minutes or less, the above problem cannot be solved. Note that there is no upper limit necessary for the effect of this temperature holding time.

また、加温されて消化液の温度が上がることにより、アンモニアが放散しやすい状態になる。 In addition, when heated, the temperature of the digestive juice rises, so that ammonia is easily released.

この調整工程２では、二酸化炭素の放散をすることで消化液のｐＨを上昇させることができ、殺菌のために加温することで、アンモニアが更に放散しやすい状態とすることができるので、消化液輸送管２４を通して、次のアンモニアストリッピング工程で効率的にアンモニアストリッピングを行うことができる。 In this adjustment step 2, the pH of the digestive juice can be increased by releasing carbon dioxide, and heating can be performed for sterilization, so that ammonia can be more easily released. Through the liquid transport pipe 24, ammonia stripping can be efficiently performed in the next ammonia stripping step.

３はアンモニアストリッピング工程である。アンモニアストリッピング工程３はアンモニアストリッピング装置３０を備える。アンモニアストリッピング装置３０の構成例を図３に示す。 3 is an ammonia stripping process. The ammonia stripping step 3 includes an ammonia stripping device 30. A configuration example of the ammonia stripping apparatus 30 is shown in FIG.

アンモニアストリッピング装置３０は、アンモニア放散塔である。図３は、アンモニアストリッピング装置３０の下に、脱酸素工程６の貯留タンク６１を設置した態様を示している。 The ammonia stripping device 30 is an ammonia diffusion tower. FIG. 3 shows a mode in which the storage tank 61 of the deoxygenation step 6 is installed under the ammonia stripping device 30.

消化液は、消化液輸送管２４、送液ポンプ３０４を通してアンモニアストリッピング装置３０に導入される。 The digestive fluid is introduced into the ammonia stripping device 30 through the digestive fluid transport pipe 24 and the liquid feed pump 304.

アンモニアストリッピング装置３０の例としては、内部に多孔板３０６が設けられ、多孔板３０６上に樹脂、金属、セラミックで形成される各種の充填材３０７が充填される。充填材３０７の上方には消化液輸送管２４と接続されたスプレーノズル３０８が設けられ、消化液を充填材３０７に散布可能に構成されている。 As an example of the ammonia stripping apparatus 30, a porous plate 306 is provided inside, and the porous plate 306 is filled with various fillers 307 formed of resin, metal, and ceramic. A spray nozzle 308 connected to the digestive fluid transport pipe 24 is provided above the filler 307 so that the digestive fluid can be sprayed onto the filler 307.

アンモニアストリッピング装置３０の下部には空気導入口３０５があり、コンプレッサ又はブロワ３０９により空気を導入する。 An air inlet 305 is provided at the lower part of the ammonia stripping device 30, and air is introduced by a compressor or a blower 309.

コンプレッサ又はブロワ３０９から導入する空気もあらかじめ加温されていることが好ましい。 It is preferable that air introduced from the compressor or blower 309 is also preheated.

消化液輸送管２４から送られてくる消化液は、二酸化炭素が除かれているため、アンモニアストリッピング装置３０にて発生する気体はほとんどがアンモニアのみであり、アンモニアストリッピング装置３０の容量を小さくすることができ、またコンプレッサ又はブロワ３０９により導入しなければならない空気量も少なくすることができる。更に７０℃を超える高温に加温されているので効率よくアンモニア放散が行われる。 Since the digestive fluid sent from the digestive fluid transport tube 24 has carbon dioxide removed, most of the gas generated in the ammonia stripping device 30 is ammonia, and the capacity of the ammonia stripping device 30 is reduced. The amount of air that must be introduced by the compressor or blower 309 can also be reduced. Furthermore, since it is heated to a high temperature exceeding 70 ° C., ammonia is efficiently diffused.

アンモニアストリッピング装置３０において、放散されたアンモニアは、ガス状あるいはミスト状でアンモニアストリッピング装置３０の上方に設けたアンモニア排出口３１２から排出され、アンモニア回収工程４に送られる。 In the ammonia stripping apparatus 30, the diffused ammonia is discharged from an ammonia discharge port 312 provided above the ammonia stripping apparatus 30 in the form of gas or mist and sent to the ammonia recovery step 4.

アンモニア回収工程４は凝縮器４１を備えている。凝縮器４１は水を蓄えており、アンモニア排出口３１２から排出されたガス状あるいはミスト状となったアンモニアを凝集器４１内部に蓄えた水に吸収させアンモニア水とする。 The ammonia recovery process 4 includes a condenser 41. The condenser 41 stores water, and the ammonia discharged from the ammonia discharge port 312 is absorbed into the water stored in the agglomerator 41 to form ammonia water.

アンモニアは水に溶解しやすいので比較的容易にアンモニア水として回収できる。 Since ammonia is easily dissolved in water, it can be recovered as ammonia water relatively easily.

回収したアンモニア水は、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に酸化する独立栄養型のアンモニア酸化細菌と、前記亜硝酸性窒素とアンモニアの反応により窒素を生成するアナモックス菌を担持した繊維性処理材を用いて同時に脱窒を行う共脱窒工程５に送られる。 The recovered ammonia water is a fibrous treatment material carrying autotrophic ammonia-oxidizing bacteria that oxidize ammonia nitrogen to nitrite nitrogen and anammox bacteria that produce nitrogen by the reaction of nitrite nitrogen and ammonia. And sent to a co-denitrification step 5 in which denitrification is performed simultaneously.

なお、脱窒処理されて窒素分を除いた水の一部は凝集器へ返送され、再びアンモニアを吸収する。 In addition, a part of the water that has been denitrified to remove nitrogen is returned to the aggregator and absorbs ammonia again.

共脱窒工程５は、共脱窒リアクタからなる。 The co-denitrification step 5 includes a co-denitrification reactor.

共脱窒リアクタは独立栄養性アンモニア酸化細菌と、アナモックス菌を担持した微生物担体を備えており、アンモニア水（以下、被処理液とする）を導入し、被処理液のｐＨ、ＤＯ、酸化還元電位（ＯＲＰ）の少なくともいずれか一つ以上を調整して、アンモニア性窒素から亜硝酸を生成し、該生成した亜硝酸とアンモニアの反応により窒素を生成して共脱窒を行うように反応速度論的な制御を行うもの、独立栄養性アンモニア酸化細菌と、アナモックス菌を担持した導電性微生物担持電極を備え、導電性微生物担持電極に対してカーボンプレートなどを用いた対極を設置し、微生物電極の電位を調節することによってアンモニア含有水の共脱窒を行うものなどの態様が挙げられ、どの態様を用いるかは限定されない。 The co-denitrification reactor is equipped with an autotrophic ammonia-oxidizing bacterium and a microbial carrier carrying anammox bacteria. Ammonia water (hereinafter referred to as the liquid to be treated) is introduced, and the pH, DO, and oxidation-reduction of the liquid to be treated. The reaction rate so that nitrous acid is generated from ammonia nitrogen by adjusting at least one of the potential (ORP), and nitrogen is generated by reaction of the generated nitrous acid and ammonia to perform co-denitrification. The microbial electrode is equipped with a conductive microorganism-carrying electrode carrying autotrophic ammonia-oxidizing bacteria and anammox bacteria, and a counter electrode using a carbon plate etc. is installed on the conductive microorganism-carrying electrode. A mode in which the co-denitrification of ammonia-containing water is performed by adjusting the potential of the above is mentioned, and which mode is used is not limited.

アンモニアストリッピング装置でアンモニア成分を除いた消化液（脱窒消化液）は、アンモニアストリッピング装置３０下部の接続管３１０を通して脱酸素工程６へ送られる。 The digested liquid (denitrified digested liquid) from which the ammonia component has been removed by the ammonia stripping apparatus is sent to the deoxygenation step 6 through the connecting pipe 310 at the lower part of the ammonia stripping apparatus 30.

脱酸素工程６は、貯留タンク６１を備え、アンモニアストリッピングを終えた消化液は、貯留タンク６１に導入され、貯留タンク６１内で、消化液中のＣＯＤ或いはＢＯＤにより溶解した酸素が消費される（脱酸素）。消化液の好ましい滞留時間は１時間〜２４時間、さらに好ましくは２時間〜５時間である。 The deoxygenation step 6 includes a storage tank 61. The digested liquid after ammonia stripping is introduced into the storage tank 61, and oxygen dissolved by COD or BOD in the digested liquid is consumed in the storage tank 61. (Deoxygenation). The preferred residence time of the digestive fluid is 1 hour to 24 hours, more preferably 2 hours to 5 hours.

滞留時間が１時間より短いと、消化液中の酸素の消費が十分でなく、２４時間以内に消化液中の溶存酸素は全て消費されるので、２４時間を越えてタンクに滞留させる必要がない。 If the residence time is shorter than 1 hour, the consumption of oxygen in the digestive fluid is not sufficient, and all the dissolved oxygen in the digestive fluid is consumed within 24 hours, so there is no need to retain in the tank for more than 24 hours. .

脱酸素により、消化液は嫌気状態になる。すると、酸素の影響で活動停止状態になって存在していたメタン生成菌が、活動状態に再生することが期待できる。メタン発酵槽に活動状態にあるメタン生成菌を添加することができ、メタン発酵槽内のメタン生成菌の菌体濃度を高く維持できるという利点もある。 Due to deoxygenation, the digestive juice becomes anaerobic. Then, it can be expected that the methanogen that has been in an inactive state due to the influence of oxygen is regenerated into an active state. The methanogen in an active state can be added to the methane fermenter, and there is an advantage that the cell concentration of the methanogen in the methane fermenter can be maintained high.

好ましい滞留時間経過後、返送管６２から、消化液の少なくとも一部がメタン発酵槽に返送される。 After the preferred residence time has elapsed, at least a portion of the digested liquid is returned from the return pipe 62 to the methane fermentation tank.

返送管６２はメタン発酵槽に直接接続されても良いし、メタン発酵槽１０にバイオマスを供給するバイオマス供給管１３へ接続してもよい。 The return pipe 62 may be directly connected to the methane fermentation tank, or may be connected to the biomass supply pipe 13 that supplies biomass to the methane fermentation tank 10.

貯留タンク６１は、一態様として、貯留タンク６１内部に図示しない機械式の攪拌機等を設ければ、脱酸素がより早く進行し、滞留させる時間を短くすることができる。 As an example, if the storage tank 61 is provided with a mechanical stirrer (not shown) or the like inside the storage tank 61, deoxygenation proceeds faster and the retention time can be shortened.

また、貯留タンク６１内を攪拌しない他の態様では、時間の経過に従って、消化液中のＳＳ成分が沈降する。貯留タンク６１底部では、固形分濃度が多い状態となるので、貯留タンク６１底近傍から消化液を引き抜くようにすれば、より有機物量の多い消化液をメタン発酵槽１０へ返送することができる。また、上部の固形分濃度が薄い消化液は、メタン発酵槽１０へ返送せずに排出管６３から排出して水処理設備などへ移送し、廃棄することもできる。廃棄する場合も、アンモニア成分が除かれているため、比較的処理が容易になっている。 Further, in another aspect in which the inside of the storage tank 61 is not stirred, the SS component in the digestive juice settles with time. Since the bottom of the storage tank 61 has a high solid content concentration, if the digestive juice is extracted from the vicinity of the bottom of the storage tank 61, the digestive juice with a larger amount of organic matter can be returned to the methane fermentation tank 10. In addition, the digestive juice having a low solid content concentration at the top can be discharged from the discharge pipe 63 without being returned to the methane fermentation tank 10, transferred to a water treatment facility, etc., and discarded. In the case of disposal, the ammonia component is removed, so that the treatment is relatively easy.

メタン発酵槽１０へ返送される消化液は貯留タンク６１において脱酸素しているため、メタン発酵槽へ返送してもメタン発酵槽内のメタン生成菌に酸化ストレスを与えることなく消化液中の有機物をメタン発酵に利用することができる。 Since the digested liquid returned to the methane fermenter 10 is deoxygenated in the storage tank 61, even if it is returned to the methane fermenter, the organic matter in the digested liquid does not give oxidative stress to the methane producing bacteria in the methane fermenter. Can be used for methane fermentation.

図４は本発明のバイオガスシステムを実施する他の態様を示すフロー図である。 FIG. 4 is a flow diagram showing another embodiment for implementing the biogas system of the present invention.

図４において、１はメタン発酵工程であり、メタン発酵工程１は、メタン発酵槽１０Ａ及び酸発酵槽１０Ｂからなる。 In FIG. 4, 1 is a methane fermentation process, and the methane fermentation process 1 consists of a methane fermentation tank 10A and an acid fermentation tank 10B.

メタン発酵工程１は、まず、酸発酵槽１０Ｂにバイオマスを受け入れる。酸発酵槽１０Ｂ内では、バイオマスの加水分解、酸発酵が行われ、高分子有機物は低分子化される。その後、低分子化されたバイオマスがメタン発酵槽１０Ａに導入され、メタン発酵が行われ、バイオガスが得られる。 In the methane fermentation process 1, first, biomass is received in the acid fermentation tank 10B. In the acid fermentation tank 10B, hydrolysis of the biomass and acid fermentation are performed, and the high molecular organic substance is reduced in molecular weight. Thereafter, the low molecular weight biomass is introduced into the methane fermentation tank 10A, methane fermentation is performed, and biogas is obtained.

図４の態様では、メタン発酵槽１０Ａが、バイオマスを加水分解および酸発酵して低分子化された原料を受け入れ、槽内で主にメタン発酵が進行している槽にあたる。 In the embodiment of FIG. 4, the methane fermentation tank 10 </ b> A receives a raw material that has been reduced in molecular weight by hydrolysis and acid fermentation of biomass, and corresponds to a tank in which methane fermentation is proceeding mainly in the tank.

以下、調整工程２、アンモニアストリッピング工程３、アンモニア回収工程４、共脱窒工程５、および脱酸素工程６は図１と同様であるので詳細な説明は省略する。 Hereinafter, the adjustment step 2, the ammonia stripping step 3, the ammonia recovery step 4, the co-denitrification step 5, and the deoxygenation step 6 are the same as those in FIG.

脱酸素工程６より消化液を返送する返送管６２は、酸発酵槽１０Ｂではなく、メタン発酵槽１０Ａに接続することができる。 The return pipe 62 that returns the digested liquid from the deoxygenation step 6 can be connected to the methane fermentation tank 10A instead of the acid fermentation tank 10B.

脱酸素工程６により、消化液中の溶存酸素が除かれているので、酸化ストレスを与えることなく、メタン生成菌にとって利用価値のある有機物を、メタン発酵槽１０Ａに直接返送することができる。 Since the dissolved oxygen in the digestive juice is removed by the deoxygenation step 6, the organic matter having utility value for the methanogen can be directly returned to the methane fermentation tank 10A without applying oxidative stress.

本発明のメタン発酵システムを実施する好ましい態様を示すフロー図The flowchart which shows the preferable aspect which implements the methane fermentation system of this invention 本発明に用いる調整手段の例を示す図The figure which shows the example of the adjustment means used for this invention 本発明に用いるアンモニアストリッピング工程及び脱酸素工程の装置例を示す図The figure which shows the apparatus example of the ammonia stripping process and deoxygenation process which are used for this invention 本発明のメタン発酵システムを実施する他の好ましい態様を示すフロー図Flow diagram showing another preferred embodiment for implementing the methane fermentation system of the present invention.

Explanation of symbols

１：メタン発酵工程
１０：メタン発酵槽
１０Ａ：メタン発酵槽
１０Ｂ：酸発酵槽
１１：バイオガス輸送管
１２：消化液排出管
１３：バイオマス供給管
２：調整工程
２１：貯留槽
２２：二酸化炭素排出口
２３：加温装置
２４：消化液輸送管
３：アンモニアストリッピング工程
３０：アンモニアストリッピング装置
３０４：送液ポンプ
３０５：空気導入口
３０６：多孔板
３０７：充填材
３０８：スプレーノズル
３０９：コンプレッサ又はブロワ
３１０：接続管
３１１：ドレンバルブ
３１２：アンモニア排出口
４：アンモニア回収工程
４１：凝縮器
５：共脱窒工程
６：脱酸素工程
６１：貯留タンク
６２：返送管
６３：排出管 1: methane fermentation process 10: methane fermentation tank 10A: methane fermentation tank 10B: acid fermentation tank 11: biogas transport pipe 12: digestion liquid discharge pipe 13: biomass supply pipe 2: adjustment process 21: storage tank 22: carbon dioxide exhaust Outlet 23: Heating device 24: Digestive fluid transport pipe 3: Ammonia stripping step 30: Ammonia stripping device 304: Liquid feed pump 305: Air inlet 306: Perforated plate 307: Filler 308: Spray nozzle 309: Compressor or Blower 310: Connection pipe 311: Drain valve 312: Ammonia discharge port 4: Ammonia recovery process 41: Condenser 5: Co-denitrification process 6: Deoxygenation process 61: Storage tank 62: Return pipe 63: Drain pipe

Claims

A methane fermentation process in which biomass is introduced into a methane fermentation tank in which methanogens are active and methane fermentation is performed at a high temperature exceeding 50 ° C .;
Said methane fermentation tank from withdrawn digestive juices ammonia by introducing air into the ammonia stripper, by contacting the the air the digested liquid dissipates ammonia in the digested solution in air Stripping process;
A deoxygenation step of removing oxygen dissolved in the digestion liquid from which the ammonia has been diffused,
Wherein a return to Luba Io gas system at least a portion of the deoxygenated digestive juice in the deoxidation step in the methane fermentation tank,
A recovery step of dissolving ammonia diffused in the air in the ammonia stripping step in water and recovering it as ammonia water;
A biogas system comprising a step of introducing ammonia water recovered in the ammonia recovery step to perform nitritation by ammonia oxidizing bacteria and denitrification by anammox bacteria .

The withdrawn from the methane fermentation tank, a biogas system according to claim 1, comprising an adjusting step of removing the carbon dioxide from the previous digestive fluid that will be introduced into the ammonia stripper.

3. The biogas system according to claim 1, wherein, in the deoxygenation step, the digested liquid is not mixed with biomass newly introduced into the methane fermentation tank.

At least a part of the digested liquid deoxygenated in the deoxygenation step is provided independently of a biomass supply pipe for supplying biomass to the methane fermentation tank, and via a return pipe directly connected to the methane fermentation tank The biogas system according to claim 3, wherein the biogas system is returned to the methane fermenter without being mixed with biomass newly introduced into the methane fermenter.

The step of performing nitritation with ammonia-oxidizing bacteria and denitrification with anammox bacteria is carried out by introducing the ammonia water into a reactor equipped with a microbial carrier carrying anammox bacteria, and the pH, DO, and oxidation-reduction potential of the liquid to be treated. (ORP) is adjusted to produce nitrous acid from ammoniacal nitrogen, and nitrogen is produced by the reaction of the produced nitrous acid and ammonia to perform co-denitrification. The biogas system according to any one of claims 1 to 4.

The step of performing nitritation by the ammonia-oxidizing bacteria and denitrification by the anammox bacteria is performed by introducing the ammonia water into a reactor equipped with the ammonia-oxidizing bacteria and a conductive microorganism-supporting electrode supporting the Amonax bacteria, The biogas system according to any one of claims 1 to 4, wherein co-denitrification is performed by adjusting a potential of the microorganism-supporting electrode.