JP5180132B2 - メタン発酵方法及びメタン発酵装置 - Google Patents
メタン発酵方法及びメタン発酵装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5180132B2 JP5180132B2 JP2009083180A JP2009083180A JP5180132B2 JP 5180132 B2 JP5180132 B2 JP 5180132B2 JP 2009083180 A JP2009083180 A JP 2009083180A JP 2009083180 A JP2009083180 A JP 2009083180A JP 5180132 B2 JP5180132 B2 JP 5180132B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- organic waste
- concentration
- density
- methane fermentation
- organic
- 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.)
- Active
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 442
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims description 210
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims description 210
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 claims description 284
- 239000003925 fat Substances 0.000 claims description 145
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 140
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 112
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 102
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 102
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 92
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 82
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 64
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 45
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims description 33
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims description 33
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 claims description 33
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 33
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 27
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 20
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 14
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- WYROLENTHWJFLR-ACLDMZEESA-N queuine Chemical compound C1=2C(=O)NC(N)=NC=2NC=C1CN[C@H]1C=C[C@H](O)[C@@H]1O WYROLENTHWJFLR-ACLDMZEESA-N 0.000 description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 5
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 235000014593 oils and fats Nutrition 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001079 digestive effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 241000269350 Anura Species 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 2
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 150000004671 saturated fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- WORJEOGGNQDSOE-UHFFFAOYSA-N chloroform;methanol Chemical compound OC.ClC(Cl)Cl WORJEOGGNQDSOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000002354 daily effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 235000015243 ice cream Nutrition 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000010169 landfilling Methods 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 230000000696 methanogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003808 methanol extraction Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 235000013618 yogurt Nutrition 0.000 description 1
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
Description
また、油脂を多く含む有機性廃棄物の処理では、油脂塊が析出して、メタン発酵槽や配管などを閉塞する恐れがある。このため、有機性廃棄物の油脂濃度に応じて希釈水量を調整することも重要である。
1)有機性廃棄物を組成分析した後に、比例計算などにより水希釈して、固形分濃度を調整し、有機性廃棄物等を流動性のあるスラリー状とする。
2)スラリー状の有機性廃棄物を単位時間当たり一定量でメタン発酵槽へ投入する。
『発生抑制』>『再使用』>『再生利用』>『熱回収』>『適正処分』
従って、乳製品の製造設備(プラント)では、廃乳廃液等は必ず発生することとなり、乳製品工場の規模によっては、その発生量が年間で数百トンに至ることもある。
しかしながら、油脂濃度や固形分濃度が日毎変動する有機性廃棄物をメタン発酵処理するにあたり、これらの濃度を自動調整して、所定の濃度に調整された有機性廃棄物をメタン発酵槽に供給する方法は、これまで知られていなかった。
メタン発酵槽に供給される有機性廃棄物中の油脂濃度が大きすぎると、油脂塊が析出して配管が閉塞する問題がある。また、有機物濃度が変動すると、メタン発酵処理が安定せず、異常発酵が生じて悪臭などのトラブルが発生するおそれがある。
1)適切な発酵処理と熱回収が安定して継続的に維持されること。
2)各処理に係る経済性と各作業に係る合理性が付帯されること。
1)食品工場の衛生性を保つためには、メタン発酵処理が信頼性を保ちつつ安定しており、 発酵処理の不良等による異常臭気が発生しないこと。
2)多種類の製品を扱う乳製品工場では、廃乳廃液等の組成(特に有機物濃度)が一定ではないため、その組成の変化へ柔軟に対応できる処理設備であること。
3)既存工場に付設する場合には、設置面積を限定されることが多く、コンパクトな処理設備が要求されるため、発酵処理が高速化等されていること。
4)処理設備では、廃乳廃液等の投入作業以外が原則として自動化されており、常時の監視作業等が発生しないこと。
このとき、メタンガスの発生量から処理可能な固形分量を正確に算出できることなどを見出した。
1)有機性廃棄物の密度と、該有機性廃棄物から油脂を除去した分離液の密度とを測定して、これらの密度に基づいて有機性廃棄物の油脂濃度や有機物濃度を求める。
2)あらかじめ実験的に求めた有機性廃棄物等の油脂濃度や有機物濃度の設定値に基づいて、連続的に希釈水量を調整する。
3)メタンガスの発生量からメタン発酵槽の活性(反応状態)を評価して、処理可能な有機物の量、すなわち、有機性廃棄物の供給量を算出する。そして、バイオガスの流量から求めた有機性廃棄物の供給量と、有機性廃棄物の貯留部から供給可能な有機性廃棄物の供給量とを比較して、いずれか少ない方の供給量をメタン発酵槽への供給量とする。
(a)油脂濃度や有機物濃度の設定値を自動制御しつつ、メタンガスなどのバイオガスの発生量からメタン発酵槽の活性を評価し、設定値を適宜、修正や補正することで、メタン発酵槽の運転条件を最適化し、設備(プラント)の処理能力を向上する。
(b)メタン発酵槽でのpHの変動を評価し、希釈水の添加量を自動で調整(増加)する。有機酸等の発酵阻害物質の増大を回避する。
(c)メタン発酵槽での電気伝導率の変動を評価し、希釈水の添加量を自動で調整(増加)する。アンモニア性窒素等の発酵阻害物質の増大を回避する。
(d)その他に必要に応じて有機性廃棄物のpHや電気伝導率の変化により、希釈水の添加量を自動で調整する。
また、有機性廃棄物の油脂濃度や有機物濃度の調整は、作業を自動化できるので、作業全体を省人化できる。つまり、対象の作業への技能の要求が低減する。また、固形分を調整するための貯液タンク(調整槽)の削除や容量の低減が可能となり、設備全体の設置面積(スペース)を縮小(コンパクト)化できる。また、固形分の投入量の変動を減らすことができるので、水力学的な滞留日数(HRT)の短縮を安定して維持でき、さらなる発酵槽の縮小化やHRTの短縮化の可能性がある。
そして、油脂濃度や有機物濃度の変化の大きい有機性廃棄物であっても、油脂濃度や有機物濃度をほぼ一定に調整して、メタン発酵槽に供給できるので、長期にわたって安定した発酵状態を維持することができ、異常発酵を確実に防止して、臭気等の発生の危機を削減できる。
(ρ2)−(ρ1)=a×油脂濃度・・・(1)
2)密度と油脂濃度との相関関係を、あらかじめ実験的に算出する(上式(1)より)。そして、この算出した相関関係と、実測した密度とを比較演算して、目標とする油脂濃度に相当する密度とするために必要な水希釈量や水希釈率[%]を算出する。
3)「質量流量計」を設置した場合には、有機性廃棄物の質量流量[kg/h]に対し、水希釈率[%]を乗じて水希釈の流量を算出し、質量流量計の出口以降の部分で有機性廃棄物に対し水希釈を比例添加する。
4)一定の容積の枡やタンクに貯液した有機性廃棄物の重量を「ロードセル」で計測し、密度を算出した場合には、調整槽2への送液量に、希釈率K[%]を乗じた水希釈を調整槽へ添加し、撹拌や循環などにより混合する。
5)上記の内容は、あらかじめプログラミングした演算装置、計測器、自動弁などにより、人手を介することなく、全て自動的に動作するようにシステムを構築する。
(ρ2)−(ρ1)=a×油脂濃度・・・(1)
T−TS=油脂分離後のTS濃度+油脂濃度×TS換算係数・・・(2)
1)有機性廃棄物(例えば、固形分濃度(TS)=2〜8重量%程度)の油脂分離前の密度(ρ1)、油脂分離後の密度(ρ2)を密度計測器で計測する。
2)密度とTS濃度(全固形物濃度)との相関関係を、あらかじめ実験的に算出する(上式(1)、(2)より)。そして、この算出した相関関係と、実測した密度とを比較演算して、目標とするTS濃度(例えば3.5重量%程度)に相当する密度とするために必要な水希釈量や、水希釈率[%]を算出する。
3)「質量流量計」を設置した場合には、有機性廃棄物の質量流量[kg/h]に対し、水希釈率[%]を乗じて水希釈の流量を算出し、質量流量計の出口以降の部分で、廃棄乳等へ水希釈量を比例添加する。
4)一定の容積の枡やタンクに貯液した廃棄乳等の重量を「ロードセル」で計測し、密度を算出した場合には、調整槽2への送液量に、希釈率[%]を乗じた水希釈量を調整槽へ添加し、撹拌や循環などにより混合する。
5)上記の内容は、あらかじめプログラミングした演算装置、計測器、自動弁などにより、人手を介することなく、全て自動的に動作するようにシステムを構築する。
(b)メタン発酵槽でのpHの変動を評価し、希釈水の添加量を自動で調整(増加)する。有機酸等の発酵阻害物質の増大を回避する。
(c)メタン発酵槽での電気伝導率の変動を評価し、希釈水の添加量を自動で調整(増加)する。アンモニア性窒素等の発酵阻害物質の増大を回避する。
(d)その他に必要に応じて有機性廃棄物のpHや電気伝導率の変化により、希釈水の添加量を自動で調整する。
図1に示すメタン発酵装置を用いてメタン発酵を行った。有機性廃棄物として、生ごみ厨芥を用いた。メタン発酵槽3内は55℃に維持してメタン発酵処理を行った。メタン発酵槽3の液容積は、5.2m3で、滞留時間を4日(1日の処理容積=1,300L/d)とした。メタン発酵槽3への有機性廃棄物の設定流量は54.2L/hとした。油脂負荷設定値は2.5g/L/dとした。
貯留槽1に貯留された有機性廃棄物の密度(ρ1)及び有機性廃棄物から油脂分を除去した分離液の密度(ρ2)を、供給ラインL7の設置されている有機物濃度測定ユニット10で測定し、15℃での値に補正してPCL20の濃度−密度変換器21に入力した。
有機性廃棄物の密度(ρ1)は1.002kg/Lであり、この有機性廃棄物から油脂分を除去した分離液の密度(ρ2)は1.020kg/Lであった。分離液の密度(ρ2)と有機性廃棄物の密度(ρ1)との差分は0.018であり、図4から、この有機性廃棄物の油脂分は22.5g/Lと算出できた。この演算結果を、除算器22に入力した。
除算器22では、濃度−密度変換器21で演算した有機性廃棄物の油脂濃度を、滞留時間(=4日)で除し、得られた値(=5.625g/L/d)を油脂負荷として演算し、PIDコントローラ23に入力した。
PIDコントローラ23では、除算器22で演算された油脂負荷(=5.625g/L/d)が、油脂負荷設定値(=2.5g/L/d)となるように希釈水制御弁8にバルブ制御信号を出力して、希釈水制御弁8の開閉度を制御した。
このようにしてメタン発酵したところ、長期にわたって、破綻することなくメタン発酵処理できた。
図8に示すメタン発酵装置を用いてメタン発酵を行った。有機性廃棄物として、生ごみ厨芥を用いた。メタン発酵槽3内は55℃に維持してメタン発酵処理を行った。メタン発酵槽3の液容積は、5.2m3で、滞留時間を4日(1日の処理容積=1,300L/d)とした。油脂負荷設定値は2.5g/L/dとした。メタン発酵槽3への有機性廃棄物の設定流量は54.2L/hとした。
貯留槽1に貯留された有機性廃棄物の密度(ρ1)及び有機性廃棄物から油脂分を除去した分離液の密度(ρ2)を、供給ラインL7の設置されている有機物濃度測定ユニット10で測定し、15℃での値に補正してPCL40の濃度−密度変換器41に入力した。
有機性廃棄物の密度(ρ1)は1.002kg/Lであり、この有機性廃棄物から油脂分を除去した分離液の密度(ρ2)は1.020kg/Lであった。分離液の密度(ρ2)と有機性廃棄物の密度(ρ1)との差分は0.018であり、図4から、この有機性廃棄物の油脂分は22.5g/Lと算出できた。この演算結果を、第1除算器42に入力した。
第1除算器42では、濃度−密度変換器41で演算した有機性廃棄物の油脂濃度(=22.5g/L)を、滞留時間(=4日)を除し、得られた値(=5.625g/L/d)を油脂負荷として演算し、第2除算器43に入力した。
第2除算器43では、第1除算器42で演算した油脂負荷(=5.625g/L/d)を、油脂負荷設定値(=2.5g/L/d)で除し、得られた値(=2.56)を希釈倍率として、第3除算器44に入力した。
第3除算器44では、メタン発酵槽3への有機性廃棄物の供給量設定値(=54.2L/h)を、第2除算器44で演算した希釈倍率(=2.56)で除し、演算結果(=21.2L/h)をポンプ制御信号変換器45及び減算器46に入力した。
ポンプ制御信号変換器45では、第3除算器45で算出した値(=21.2L/h)の供給量となるようにポンプ制御信号を出力して第2移送ポンプ6の駆動を制御した。
減算器46では、メタン発酵槽3への有機性廃棄物の供給量設定値(=54.2L/h)から、第3除算器45で算出した値(=21.2L/h)で減じて、演算結果(=33.0L/h)をPIDコントローラ47に入力した。
PIDコントローラ47では、第3除算器45から出力された値(=33.0L/h)と、希釈水流量計12の値とを比較し、その差を補填するように希釈水制御弁8にバルブ制御信号を出力して、希釈水制御弁8の開閉度を制御した。
このようにしてメタン発酵したところ、長期にわたって、破綻することなくメタン発酵処理できた。
図10に示すメタン発酵装置を用いてメタン発酵を行った。有機性廃棄物として、TS濃度が40〜100g/Lの廃乳廃液を用いた。メタン発酵槽3内は55℃に維持してメタン発酵処理を行った。有機物の基準濃度(TSbase)は35g/Lとした。流量設定値(Fbase)は166L/hとした。
貯留槽1に貯留された有機性廃棄物の密度(ρ1)及び有機性廃棄物から油脂分を除去した分離液の密度(ρ2)を、供給ラインL7の設置されている有機物濃度測定ユニット10で測定し、15℃での値に補正してPCL50の濃度−密度変換器51に入力した。
有機性廃棄物の密度(ρ1)は1.002kg/Lであり、この有機性廃棄物から油脂分を除去した分離液の密度(ρ2)は1.020kg/Lであった。分離液の密度(ρ2)と有機性廃棄物の密度(ρ1)との差分は0.018であり、図4から、この有機性廃棄物の油脂分は22.5g/Lと計算でき、TS換算係数として1.1を掛けて、油脂起因のTS濃度を25g/Lと算出した。また、分離液の密度(ρ2)から図5より、分離液のTS濃度を50g/Lと算出した。そして、油脂起因のTS濃度と分離液のTS濃度との和(75g/L)を、この有機性廃棄物のTS濃度(T−TS)として演算し、演算結果を第1除算器52に入力した。
第1除算器52では、濃度−密度変換器51で演算した有機性廃棄物のTS濃度(T−TS=75g/L)を、基準濃度(TSbase=35g/L)を除し、得られた値(B1=2.14)を第2除算器55に入力した。
バイオガス流量−廃液供給量変換器53では、バイオガス流量計11から出力されたバイオガス流量に基づきメタン発酵槽3への有機性廃棄物の供給量(Q)を演算して、演算結果をローレベルセレクタ54に入力した。そして、ローレベルセレクタ54において、有機性廃棄物の供給量設定値(Qbase)と、バイオガス流量−廃液供給量変換器53から入力された値(Q)とを比較して、低い方の値(Qlow)を第2除算器55及び減算器57に入力した。なお、メタン発酵槽3内の発酵状態が良好な場合、供給量設定値(Qbase=166L/h)が選択され、166L/hを第2除算器55及び減算器57に入力した。
第2除算器55では、ローレベルセレクタ54から出力された値(Qlow=166L/h)を、第1除算器52で算出した値(B1=2.14)で除し、得られた演算結果(q1=77.6L/h)をポンプ制御信号変換器56及び減算器57に入力した。
ポンプ制御信号変換器56では、第2除算器55で算出した値(q1=77.6L/h)の供給量となるようにポンプ制御信号を出力して第2移送ポンプ6の駆動を制御した。
減算器37では、ローレベルセレクタ54から出力された値(Qlow=166L/h)を、第2除算器55で算出した値(q1=77.6L/h)で減じて、演算結果(q2=88.4L/h)をPIDコントローラ58に入力した。
PIDコントローラ58では、第2除算器55から出力された値(q2=88.4L/h)と、希釈水流量計12の値とを比較し、その差を補填するように希釈水制御弁8にバルブ制御信号を出力して、希釈水制御弁8の開閉度を制御した。
このようにしてメタン発酵したところ、長期にわたって、破綻することなくメタン発酵処理できた。
2:調整槽
3:メタン発酵槽
4:第1移送ポンプ
5:循環ポンプ
6:第2移送ポンプ
7:排出ポンプ
8:希釈水制御弁
9:水位計
10:有機物濃度測定ユニット
11:バイオガス流量計
12:希釈水流量計
13:油脂除去器
14:質量流量計
15:切り替えバルブ
20,30,40,50:PLCコントローラ
Claims (8)
- 有機性廃棄物の密度と、該有機性廃棄物から油脂を除去した分離液の密度とを測定し、これらの密度に基づいて前記有機性廃棄物の油脂濃度を求め、この油脂濃度があらかじめ定めた設定値となるように前記有機性廃棄物に希釈水を供給することにより、メタン発酵槽に供給される有機性廃棄物の油脂濃度を調整することを特徴とするメタン発酵方法。
- 有機性廃棄物の密度と、該有機性廃棄物から油脂を除去した分離液の密度とを測定し、これらの密度に基づいて前記有機性廃棄物中の全固形分濃度をTS濃度として求め、このTS濃度をメタン発酵槽に投入されるべき有機物の基準濃度と比較して、その差を補償するように前記有機性廃棄物に希釈水を供給することにより、メタン発酵槽に供給される有機性廃棄物の有機物濃度を調整することを特徴とするメタン発酵方法。
- 前記メタン発酵槽から取り出されるバイオガスの流量を測定し、このバイオガス流量に基づいて必要とされる有機性廃棄物の供給量を求め、このバイオガス流量に基づく有機性廃棄物の供給量と、有機性廃棄物の貯留部から供給可能な有機性廃棄物の供給量とを比較して、少ない方の供給量を、前記希釈された有機性廃棄物のメタン発酵槽への供給量とする請求項1又は2記載のメタン発酵方法。
- 前記有機性廃棄物が廃乳廃液を含有するものである請求項1〜3のいずれか1項に記載のメタン発酵方法。
- 有機性廃棄物の貯留部と、
該有機性廃棄物をメタン発酵処理してバイオガスを取り出すメタン発酵槽と、
前記貯留部から前記メタン発酵槽に有機性廃棄物を供給する供給手段と、
前記有機性廃棄物の有機物濃度を測定する有機物濃度測定手段と、
前記メタン発酵槽に供給される前記有機性廃棄物を希釈する希釈水供給手段と、
前記希釈水供給手段の希釈水供給量を制御する希釈水供給制御装置と、を備え、
前記有機物濃度測定手段は、油脂除去器と、密度測定器とを有し、前記有機性廃棄物を前記密度測定器に通して求められる密度と、前記有機性廃棄物を前記油脂除去器に通して油脂を除去した分離液とし、この分離液を前記密度測定器に通して求められる密度とを測定するように構成されており、
前記希釈水供給制御装置は、前記有機物濃度測定手段から入力される前記有機性廃棄物の密度と前記分離液の密度とから、油脂濃度として求める密度−濃度変換器と、この密度−濃度変換器によって求められた油脂濃度を、設定範囲となるように希釈水供給量を決定して、前記希釈水供給手段に制御信号を送るPIDコントローラとを有していることを特徴とするメタン発酵装置。 - 有機性廃棄物の貯留部と、
該有機性廃棄物をメタン発酵処理してバイオガスを取り出すメタン発酵槽と、
前記貯留部から前記メタン発酵槽に有機性廃棄物を供給する供給手段と、
前記有機性廃棄物の有機物濃度を測定する有機物濃度測定手段と、
前記メタン発酵槽に供給される前記有機性廃棄物を希釈する希釈水供給手段と、
前記希釈水供給手段の希釈水供給量を制御する希釈水供給制御装置と、を備え、
前記有機物濃度測定手段は、油脂除去器と、密度測定器とを有し、前記有機性廃棄物を前記密度測定器に通して求められる密度と、前記有機性廃棄物を前記油脂除去器に通して油脂を除去した分離液とし、この分離液を前記密度測定器に通して求められる密度とを測定するように構成されており、
前記希釈水供給制御装置は、前記有機物濃度測定手段から入力される前記有機性廃棄物の密度と前記分離液の密度とから、全有機物濃度をTS濃度として求める密度−濃度変換器と、この密度−濃度変換器によって求められたTS濃度を前記メタン発酵槽に投入されるべき基準濃度と比較して、その差を補償するように希釈水供給量を決定して、前記希釈水供給手段に制御信号を送るPIDコントローラとを有していることを特徴とするメタン発酵装置。 - 前記メタン発酵槽から取り出されるバイオガスの流量を測定するバイオガス流量計と、
このバイオガス流量に基づいて必要とされる有機性廃棄物の供給量を求めるバイオガス流量−有機性廃棄物供給量変換器と、
前記バイオガス流量−有機性廃棄物供給量変換器で求められた有機性廃棄物の供給量と、前記貯留部から供給可能な有機性廃棄物の供給量とを比較して、少ない方の供給量を、前記希釈された有機性廃棄物のメタン発酵槽への供給量とするポンプ制御信号変換器とを有する、有機性廃棄物供給量制御装置を更に備えている請求項5又は6記載のメタン発酵装置。 - 前記有機性廃棄物が廃乳廃液を含有するものである請求項5〜7のいずれか1項に記載のメタン発酵装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009083180A JP5180132B2 (ja) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | メタン発酵方法及びメタン発酵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009083180A JP5180132B2 (ja) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | メタン発酵方法及びメタン発酵装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010234203A JP2010234203A (ja) | 2010-10-21 |
JP5180132B2 true JP5180132B2 (ja) | 2013-04-10 |
Family
ID=43089082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009083180A Active JP5180132B2 (ja) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | メタン発酵方法及びメタン発酵装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5180132B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5551044B2 (ja) * | 2010-10-07 | 2014-07-16 | 住友重機械工業株式会社 | 生物学的排水処理装置及び生物学的排水処理方法 |
MY183386A (en) * | 2015-02-12 | 2021-02-18 | Ihi Corp | Waste liquid treatment device |
JP2018176085A (ja) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 株式会社サピエナント | 有機物処理システム及び有機物処理方法 |
WO2023223549A1 (ja) * | 2022-05-20 | 2023-11-23 | 株式会社クボタ | 有機性廃棄物処理方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62279898A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-04 | Ebara Infilco Co Ltd | し尿の嫌気的消化法 |
JP3145957B2 (ja) * | 1997-07-14 | 2001-03-12 | アタカ工業株式会社 | 廃棄物処理方法 |
JP2000019491A (ja) * | 1998-06-29 | 2000-01-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 液晶表示装置 |
JP3556101B2 (ja) * | 1998-08-31 | 2004-08-18 | 株式会社クボタ | 有機性廃棄物の嫌気性消化方法 |
JP4367876B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2009-11-18 | アタカ大機株式会社 | 廃棄物処理方法およびその装置 |
JP2004237246A (ja) * | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Babcock Hitachi Kk | メタン発酵処理装置及びメタン発酵処理方法 |
JP2004290921A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-21 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | メタン発酵処理方法及び装置 |
JP4516330B2 (ja) * | 2004-03-01 | 2010-08-04 | 荏原エンジニアリングサービス株式会社 | 油脂含有汚濁物質の嫌気性処理方法及び装置 |
JP4679251B2 (ja) * | 2004-06-01 | 2011-04-27 | 株式会社クボタ | 膜型メタン発酵処理方法および装置 |
JP4543947B2 (ja) * | 2005-01-28 | 2010-09-15 | 富士電機ホールディングス株式会社 | メタン発酵処理方法 |
JP4541245B2 (ja) * | 2005-08-01 | 2010-09-08 | 株式会社 ユーリカ エンジニアリング | 乾式メタン発酵法 |
JP2008036560A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | メタン発酵処理方法 |
JP2008253870A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | メタン発酵制御システム |
-
2009
- 2009-03-30 JP JP2009083180A patent/JP5180132B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010234203A (ja) | 2010-10-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bustillo-Lecompte et al. | Treatment of actual slaughterhouse wastewater by combined anaerobic–aerobic processes for biogas generation and removal of organics and nutrients: An optimization study towards a cleaner production in the meat processing industry | |
US7481940B2 (en) | Biomass treatment of organic waste or water waste | |
Kafle et al. | Anaerobic treatment of apple waste with swine manure for biogas production: batch and continuous operation | |
TWI640481B (zh) | 廢水處理廠之線上監視及控制 | |
Rodrigues et al. | Influence of agitation rate on the performance of an anaerobic sequencing batch reactor containing granulated biomass treating low-strength wastewater | |
CN110883049A (zh) | 一种餐厨垃圾综合处理方法 | |
Carrasco et al. | Diagnosis of acidification states in an anaerobic wastewater treatment plant using a fuzzy-based expert system | |
JP2008253870A (ja) | メタン発酵制御システム | |
JP5180132B2 (ja) | メタン発酵方法及びメタン発酵装置 | |
Andara et al. | Kinetic study of the anaerobic digestion of the solid fraction of piggery slurries | |
CN112645536A (zh) | 一种污水处理控制方法、装置和系统 | |
JP4991832B2 (ja) | メタン発酵方法及びメタン発酵装置 | |
KR20190121101A (ko) | 혐기성 소화공정의 실시간 모니터링 시스템 | |
SE544067C2 (en) | Methods, system and device for controlling biological treatment processes and systems | |
US8414770B2 (en) | Systems and methods for anaerobic digestion of biomaterials | |
JP4784521B2 (ja) | メタン発酵処理方法 | |
Beltrán et al. | Instrumentation, monitoring and real-time control strategies for efficient sewage treatment plant operation | |
JP2005111338A (ja) | 嫌気性消化プロセスの監視方法、嫌気性消化プロセスの監視装置、嫌気性消化プロセスの運転方法 | |
NL2021302B1 (en) | Method for dewatering watery biomass | |
JP2007098369A (ja) | 有機性廃棄物の生物処理における管理システム及び該方法 | |
JP3630165B1 (ja) | メタン発酵処理方法 | |
Menkveld et al. | AecomixTM for efficient energy recovery from wastewater and waste streams | |
Wall et al. | Reconstitution of dewatered food processing residuals with manure to increase energy production from anaerobic digestion | |
JP6359490B2 (ja) | 下排水処理システム及び下排水処理方法 | |
JP7367513B2 (ja) | 有機性廃棄物処理システム及び処理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111025 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120827 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121225 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130110 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5180132 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160118 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |