JP6122232B1 - Methane fermentation treatment system and methane fermentation treatment method - Google Patents
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Abstract
固形有機物を含む有機廃水をメタン発酵させ、回収するガスの量を増加させることができるメタン発酵処理システム及びメタン発酵処理方法を提供する。本発明に係るメタン発酵処理システム1a,1b,1c,1dは、固形有機物を含む有機廃水をメタン発酵微生物群により処理してメタン発酵させるものであって、有機廃水が循環する無終端水路11と、メタン発酵微生物群が集積される複数の固定床12と、を備え、隣り合う固定床12間の距離が100mm以上3000mm以下である。固定床12の下端は、無終端水路11の底部から100mm以上の高さとなるように設置されていることが好ましい。また、無終端水路11内に、有機廃水中に浮遊する固形有機物を再分散させる再分散装置14を備えることが好ましい。Provided are a methane fermentation treatment system and a methane fermentation treatment method capable of increasing the amount of gas to be recovered by subjecting organic wastewater containing solid organic matter to methane fermentation. The methane fermentation treatment system 1a, 1b, 1c, 1d according to the present invention treats organic wastewater containing solid organic matter with a methane fermentation microorganism group to cause methane fermentation, and includes an endless water channel 11 through which the organic wastewater circulates. And a plurality of fixed beds 12 on which the methane fermentation microorganism group is accumulated, and the distance between the adjacent fixed beds 12 is 100 mm or more and 3000 mm or less. The lower end of the fixed floor 12 is preferably installed so as to have a height of 100 mm or more from the bottom of the endless water channel 11. Moreover, it is preferable to provide the redispersion device 14 in the endless water channel 11 for redispersing the solid organic matter floating in the organic wastewater.
Description
本発明は、メタン発酵処理システム及びメタン発酵処理方法に関する。 The present invention relates to a methane fermentation treatment system and a methane fermentation treatment method.
生活廃水や産業廃水等、有機物含有量の多い廃水が、自然界の自浄作用を上回って河川等に流入すると、水質汚濁が進行する。具体的には、有機廃水が河川等に流入すると、一時的に好気性微生物が増殖し、溶存酸素が減少する。これにより、今度は、嫌気性微生物の増殖が活発になり、異臭の原因となる物質や水生生物の生態に影響を及ぼし得る物質が発生し、生活環境、自然環境に影響を及ぼすおそれがある。 When wastewater with a high organic matter content, such as domestic wastewater and industrial wastewater, flows into rivers, etc., exceeding the self-cleaning action of nature, water pollution progresses. Specifically, when organic wastewater flows into a river or the like, aerobic microorganisms temporarily grow and dissolved oxygen decreases. As a result, anaerobic microorganisms grow actively this time, and substances that cause off-flavors and substances that can affect the ecology of aquatic organisms are generated, which may affect the living environment and the natural environment.
このような水質汚濁を防止するために、河川等に有機廃水を放流する前に、適切な浄化処理が行われてきた。浄化処理の手段としては、例えば、活性汚泥法、メタン発酵法等が広く採用されている。 In order to prevent such water pollution, appropriate purification treatment has been performed before discharging organic wastewater into rivers and the like. As means for purification treatment, for example, an activated sludge method, a methane fermentation method and the like are widely adopted.
このうち、メタン発酵法は、嫌気性微生物によって有機廃水を分解し、メタンを発生させる方法である。この方法により、有機物がメタン、二酸化炭素、水等に分解される。発生したメタンはエネルギー源としても利用することができる。メタン発酵は、嫌気性条件で行われるため、曝気動力等が不要であり、省エネルギーな処理方法である。また、メタン発酵によれば、有機物含有量の高い廃水についても分解、浄化処理することができる。メタン発酵法は、メタン発酵微生物群を充填又は担持する方法等によって、固定床法、流動床法、上向流嫌気性スラッジブランケット(UASB)法、プラグフロー法、乾式メタン発酵法等に分けられる。 Among these, the methane fermentation method is a method of decomposing organic wastewater by anaerobic microorganisms to generate methane. By this method, organic substances are decomposed into methane, carbon dioxide, water and the like. The generated methane can also be used as an energy source. Since methane fermentation is performed under anaerobic conditions, it does not require aeration power and is an energy-saving processing method. In addition, according to methane fermentation, wastewater having a high organic matter content can be decomposed and purified. The methane fermentation method is divided into a fixed bed method, a fluidized bed method, an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) method, a plug flow method, a dry methane fermentation method, and the like depending on a method of loading or supporting a methane fermentation microorganism group. .
ところで、食品加工工場等から排出される廃水で、厨芥等の固形有機物を含有し、例えば、浮遊物質(SS)濃度が1,000mg/L以上の高濃度廃水の処理において、流動するメタン発酵微生物担持担体を使用する流動床法や、メタン発酵微生物群自体をグラニュール(粒状)化するUASB法を用いると、廃水と共にメタン発酵微生物群が流出し、効率的な処理を行うことができない。 By the way, wastewater discharged from food processing plants, etc., containing solid organic matter such as straw, and flowing methane fermentation microorganisms in the treatment of high-concentration wastewater with a suspended solid (SS) concentration of 1,000 mg / L or more, for example When a fluidized bed method using a support carrier or a UASB method for granulating the methane fermentation microorganism group itself is used, the methane fermentation microorganism group flows out together with the waste water, and efficient treatment cannot be performed.
また、効率的なメタン発酵技術として、無終端水路における固定床法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、このような方法によって、食品加工工場等から排出される高SS濃度廃水を処理すると、厨芥が固定床間等に滞留し、閉塞が起こったり、固形有機物が沈降したりして、効率的に処理できないことがある。 Further, as an efficient methane fermentation technique, a fixed bed method in an endless water channel has been proposed (see, for example, Patent Document 1). However, when high-SS concentration wastewater discharged from food processing factories and the like is treated by such a method, soot is retained between fixed beds, etc., and clogging occurs or solid organic matter is settled, which is efficient. May not be able to be processed.
一方、固形有機物を含有する廃水を処理するために、直径50〜80mmの中空筒体を固定床として用いる固定床法が提案されている(例えば、特許文献2及び特許文献3参照)。しかしながら、これらの方法においては、中空筒体内での閉塞を防ぐために固形有機物を粉砕する前処理を施す必要があり、手間とコストを要する。このため、固定床法による廃水処理は、固形有機物の前処理の簡略化の観点から、なお改良の余地があった。
On the other hand, in order to treat waste water containing solid organic matter, a fixed bed method using a hollow cylinder having a diameter of 50 to 80 mm as a fixed bed has been proposed (for example, see
他方、粗大な固形有機物を処理するために、プラグフロー法や乾式メタン発酵法等による処理も提案されているが、槽内のメタン発酵微生物群の濃度を高めることができないため、発酵速度が遅い。 On the other hand, in order to treat coarse solid organic matter, treatment by plug flow method or dry methane fermentation method has been proposed, but the concentration of methane fermentation microorganisms in the tank cannot be increased, so the fermentation rate is slow. .
このように、簡易な粉砕処理で得られる粗大な固形有機物をさらに微粉砕することなく、効率的にメタン発酵できるようにすることが求められている。 As described above, there is a demand for efficient methane fermentation without further pulverizing a coarse solid organic material obtained by a simple pulverization treatment.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、固形有機物を含む有機廃水を、効率的にメタン発酵させることができるメタン発酵処理システム及びメタン発酵処理方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this problem, and it aims at providing the methane fermentation processing system and methane fermentation processing method which can carry out the methane fermentation of the organic waste water containing a solid organic matter efficiently. .
(1)本発明の第1の発明は、固形有機物を含む有機廃水をメタン発酵微生物群により処理してメタン発酵させるためのメタン発酵処理システムであって、前記有機廃水が循環する無終端水路と、メタン発酵微生物群が集積される複数の固定床と、を備え、隣り合う前記固定床間の距離が100mm以上3000mm以下であるメタン発酵処理システムである。 (1) A first invention of the present invention is a methane fermentation treatment system for treating organic wastewater containing solid organic matter with a methane fermentation microorganism group to cause methane fermentation, and an endless water channel through which the organic wastewater circulates. And a plurality of fixed beds on which methane fermentation microorganisms are accumulated, and a distance between the adjacent fixed beds is 100 mm or more and 3000 mm or less.
(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、前記固定床の下端が、前記無終端水路の底部から100mm以上の高さとなるように設置されているメタン発酵処理システムである。 (2) The second invention of the present invention is the methane fermentation treatment system according to the first invention, wherein the fixed floor is installed such that the lower end of the fixed floor is at least 100 mm above the bottom of the endless water channel. .
(3)本発明の第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記無終端水路内に、前記有機廃水中に浮遊する前記固形有機物を再分散させる再分散装置を備えるメタン発酵処理システムである。 (3) The third invention of the present invention is the methane fermentation treatment according to the first or second invention, comprising a redispersion device for redispersing the solid organic matter floating in the organic waste water in the endless water channel. System.
(4)本発明の第4の発明は、第1乃至第3のいずれかの発明において、前記無終端水路内における前記有機廃水の温度を50℃以上65℃以下に加熱保持する加熱装置を備えるメタン発酵処理システムである。 (4) According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the heating apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the temperature of the organic waste water in the endless water channel is heated to 50 ° C. or higher and 65 ° C. or lower. It is a methane fermentation treatment system.
(5)本発明の第5の発明は、第1乃至第4のいずれかの発明において、前記有機廃水には、可溶化微生物群が含まれており、前記無終端水路内に、100mm以下の孔を有する網状体により形成され、内部に該孔の大きさよりも大きい粒径の固形有機物を保持している有機物保持装置を備えるメタン発酵処理システムである。 (5) According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the organic wastewater contains a solubilized microorganism group, and the endless water channel has a length of 100 mm or less. It is a methane fermentation treatment system provided with an organic matter holding device that is formed of a net having holes and holds solid organic matter having a particle size larger than the size of the holes.
(6)本発明の第6の発明は、第1乃至第5のいずれかの発明において、前記有機廃水には、可溶化微生物群が含まれており、固形有機物を貯留している固形物分解槽を備え、前記固形物分解槽では、前記無終端水路から供給される、可溶化微生物群を含有する有機廃水によって該固形物分解槽内の固形有機物が溶解し、100mm以下の孔を有する排出口から前記無終端水路内に排出するメタン発酵処理システムである。 (6) According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the organic wastewater contains a solubilized microorganism group and stores solid organic matter. In the solid matter decomposition tank, the solid organic matter in the solid matter decomposition tank is dissolved by the organic wastewater containing the solubilized microorganism group supplied from the endless water channel, and has a hole of 100 mm or less. It is the methane fermentation processing system discharged | emitted in the said endless water channel from an exit.
(7)本発明の第7の発明は、第1乃至第6のいずれかの発明において、前記有機廃水の浮遊物質(SS)濃度が1,000mg/L以上であるメタン発酵処理システムである。 (7) The seventh invention of the present invention is the methane fermentation treatment system according to any one of the first to sixth inventions, wherein the suspended solid (SS) concentration of the organic waste water is 1,000 mg / L or more.
(8)本発明の第8の発明は、固形有機物を含む有機廃水をメタン発酵微生物群により処理してメタン発酵させるメタン発酵処理方法であって、メタン発酵微生物群が集積される複数の固定床を備え、隣り合う該固定床間の距離が100mm以上3000mm以下である無終端水路に、前記有機廃水を循環させるメタン発酵処理方法である。 (8) The eighth invention of the present invention is a methane fermentation treatment method in which organic wastewater containing solid organic matter is treated with methane fermentation microorganisms to perform methane fermentation, and a plurality of fixed beds on which the methane fermentation microorganisms are accumulated And the organic wastewater is circulated in an endless water channel having a distance between adjacent fixed beds of 100 mm or more and 3000 mm or less.
(9)本発明の第9の発明は、第8の発明において、前記有機廃水には、可溶化微生物群が含まれており、前記無終端水路内に、100mm以下の大きさの孔を有する網状体から構成され、内部に該孔の大きさよりも大きい粒径の固形有機物を保持している有機物保持装置を設置し、前記無終端水路における前記有機廃水の循環に伴って、前記有機物保持装置に保持されている前記固形有機物を溶解させるメタン発酵処理方法である。 (9) According to a ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect, the organic wastewater contains a solubilized microorganism group, and has a hole having a size of 100 mm or less in the endless water channel. An organic substance holding device that is composed of a net-like body and holds solid organic matter having a particle size larger than the size of the pores is installed therein, and the organic matter holding device is circulated along with the circulation of the organic wastewater in the endless water channel. It is the methane fermentation processing method which dissolves the said solid organic matter currently hold | maintained in.
(10)本発明の第10の発明は、第8又は9の発明において、固形有機物を貯留し、100mm以下の径の孔を有する排出口を備えた固形物分解槽を設置し、可溶化微生物群を含有する有機廃水によって前記固形物分解槽内の前記固形有機物を溶解させ、前記排出口から前記無終端水路内に前記固形有機物を排出するメタン発酵処理方法である。 (10) A tenth aspect of the present invention is the solubilized microorganism according to the eighth or ninth aspect, wherein a solid organic substance is stored, a solid matter decomposition tank provided with a discharge port having a hole having a diameter of 100 mm or less is installed. In the methane fermentation treatment method, the solid organic matter in the solid matter decomposition tank is dissolved by an organic wastewater containing a group, and the solid organic matter is discharged from the discharge port into the endless water channel.
本発明によれば、無終端水路内でメタン発酵を行うとともに、複数の固定床間の距離を所定の範囲にすることで、固形有機物を含む有機廃水を処理する場合に、効率的にメタンガスを発生させることができる。 According to the present invention, when methane fermentation is performed in an endless water channel and the distance between a plurality of fixed beds is set within a predetermined range, methane gas is efficiently generated when treating organic wastewater containing solid organic matter. Can be generated.
以下、本発明の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という)について、詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。 Hereinafter, a specific embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. Note that the present invention is not limited to the following embodiment, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention.
≪1.メタン発酵処理設備≫
図1は、食品加工工場等より排出される固形有機物を含む有機廃水からメタンガスを回収する設備の概略構成図である。メタン発酵処理設備100は、固形有機物を含む有機廃水を、メタン発酵微生物群で処理し、メタンガスを回収する設備であり、メタン発酵処理システム1と、貯留槽2と、混合槽3と、粉砕装置4とを備える。<< 1. Methane fermentation treatment equipment≫
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of equipment for recovering methane gas from organic wastewater containing solid organic matter discharged from a food processing factory or the like. The methane
例えば食品加工工場5等から排出される有機性の廃棄物は、固形有機物と廃水とに分けられる。メタン発酵処理設備100では、粉砕装置4において、食品加工工場5から排出される固形有機物が簡易的に粉砕される。次に、混合槽3において、簡易粉砕後の固形有機物と、同じく食品加工工場5から排出される廃水とが混合される。次に、固形有機物と廃水との混合により得られた、固形有機物を含む有機廃水は、メタンガスの原料として貯留槽2に移送され、その貯留槽2において貯留される。その後、貯留槽2に貯留された、固形有機物を含む有機廃水が、メタン発酵処理システム1に移送され、メタン発酵処理システム1において、メタン発酵処理が施される。メタン発酵処理システム1にて生じたメタンガスは回収され、工場内における利用、発電、ガス濃縮等に供することができる。
For example, organic waste discharged from the
ここで、「固形有機物」は、粒状の固形物のみに限られず、繊維状の固形物、平面状の固形物、それらの凝集物を含むものである。このような場合の「粒径」とは、その固形有機物のうち最も長い部分をいう。 Here, the “solid organic matter” is not limited to a granular solid matter but includes a fibrous solid matter, a planar solid matter, and an aggregate thereof. The “particle size” in such a case refers to the longest portion of the solid organic matter.
(1)粉砕装置
粉砕装置4は、例えば食品加工工場5から供給される固形有機物の原料を粉砕する装置である。詳しくは後述するが、メタン発酵処理システム1では、粗大な固形有機物であっても効率的に処理することができることから、この粉砕装置4においては、固形有機物を微粉砕することを要さず、簡易的な粉砕処理とすることができる。なお、固形有機物として、その粒径が例えば10mm以上のものを含む固形有機物であっても、メタン発酵処理システム1によれば効率的にメタン発酵処理を施すことができる。(1) Pulverization device The pulverization device 4 is a device that pulverizes the raw material of solid organic matter supplied from, for example, the
粉砕装置4においては、例えば、回転刃式粉砕機、ハンマー式粉砕機等の簡易な装置により構成することができる。また、粉砕装置4には、例えばネピアグラス等の固形バイオマスを外部から供給することができ、食品加工工場5から排出される固形有機物と共にメタン発酵処理の原料とすることができる。
The pulverizer 4 can be configured by a simple device such as a rotary blade pulverizer or a hammer pulverizer. Moreover, solid biomass, such as napier grass, can be supplied to the pulverizer 4 from the outside, for example, and it can be used as a raw material for methane fermentation treatment together with solid organic matter discharged from the
(2)混合槽
混合槽3は、粉砕装置4において粉砕された固形有機物と、食品加工工場5から廃水が供給され、その固形有機物と廃水とを混合し、固形有機物を含む有機廃水を得る。例えば、混合槽3としては、混合する廃水の収容量や水温等に応じて、各種のタンク等により構成することができる。(2) Mixing tank The
(3)貯留槽
貯留槽2は、メタン発酵処理システム1の前段に設けられ、固形有機物を含む有機廃水を貯留する。例えば、貯留槽2としては、固形有機物を含む有機廃水の収容量や水温等に応じて、各種のタンク等により構成することができる。(3) Storage tank The
貯留槽2は、配管等によりメタン発酵処理システム1に接続されており、例えばポンプ等の公知の供液手段により供給量を調節しながら、メタン発酵処理システム1に固形有機物を含む有機廃水を供給する。なお、メタン発酵処理システム1への固形有機物を含む有機廃水の供給は、連続的に行ってもよく、一定の供給量毎に断続的に行ってもよい。
The
(4)メタン発酵処理システム
メタン発酵処理システム1は、貯留槽2から供給された、固形有機物を含む有機廃水に対してメタン発酵処理を施し、メタンガスを生成させる反応場である。(4) Methane fermentation treatment system The methane fermentation treatment system 1 is a reaction field in which methane fermentation treatment is performed on organic wastewater containing solid organic matter supplied from the
詳しくは後述するが、このメタン発酵処理システム1においては、固形有機物を含む有機廃水を効率的に処理することができ、メタンガスの生成量を増加させることができる。 Although mentioned later in detail, in this methane fermentation processing system 1, the organic waste water containing a solid organic matter can be processed efficiently, and the production amount of methane gas can be increased.
≪2.メタン発酵処理システム≫
本実施の形態に係るメタン発酵処理システム1は、上述したように、固形有機物を含む有機廃水を、メタン発酵微生物群によりメタン発酵処理するものである。図2は、本実施の形態に係るメタン発酵処理システムの構成の一例を示す図である。図2に示すように、メタン発酵処理システム1は、固形有機物を含む有機廃水が循環する無終端水路11と、メタン発酵微生物群が集積される複数の固定床12とを備える。そして、このメタン発酵処理システム1では、隣り合う固定床間の距離が100mm以上3000mm以下となるように構成されている。≪2. Methane fermentation treatment system >>
As described above, the methane fermentation treatment system 1 according to the present embodiment performs methane fermentation treatment of organic wastewater containing solid organic matter using a methane fermentation microorganism group. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the methane fermentation treatment system according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the methane fermentation treatment system 1 includes an
<2−1.具体的構成について>
メタン発酵処理システム1においては、固形有機物を含む有機廃水が無終端水路11に供給され(L1)、その無終端水路11内を循環する。その循環に伴って、固形有機物を含む有機廃水が固定床12と接触し、固定床12に集積するメタン発酵微生物群による嫌気処理が施され、メタン発酵による有機物の分解が行われる。メタン発酵処理システム1では、このような有機物の分解によるメタンガスの生成反応が生じる。発生したバイオガスは、その後回収され(G1)、エネルギー資源として利用することができる。<2-1. Specific configuration>
In the methane fermentation treatment system 1, organic wastewater containing solid organic matter is supplied to the endless water channel 11 (L 1) and circulates in the
(1)無終端水路
無終端水路11では、固形有機物を含む有機廃水を循環させ、無終端水路11内に設けたメタン発酵微生物群が集積される固定床12と接触させることにより、嫌気性条件下でその固形有機物を含む有機廃水に対するメタン発酵処理を行う。(1) Endless water channel In the
このように、無終端水路11内で固形有機物を含む有機廃水を循環させるようにすることで、省動力で固形有機物を含む有機廃水を混合、撹拌することができ、運転コストを低減しつつ、分解基質とメタン発酵微生物群とを効率的に接触させることができる。これにより、従来のメタン発酵処理装置と同等以上のメタン発酵処理能力を奏することができる。
Thus, by circulating the organic wastewater containing the solid organic matter in the
具体的に、無終端水路11としては、図2に示す真上からの平面視図にあるように、角丸長方形状のものとすることができる。また、円状、楕円状等のものであってもよい。このように、無終端水路11の平面視したときの形状として、角のない形状であることにより、固形有機物を含む有機廃水の滞留の発生を防ぐことができ、より効率的に循環させることができる。
Specifically, the
また、無終端水路11においては、固形有機物を含む有機廃水が循環する距離、すなわち無終端水路11の一周あたりの距離を可能な限り長くすることが好ましく、これにより、無終端水路11内に設けられている固定床12との接触機会を増やすことができる。具体的には、例えば図2に示すように、直線部の距離が長い無終端水路11であることが好ましい。
Further, in the
また、無終端水路11としては、廃水の流れが一周あたり複数回折り返されるような形状のものとすることもできる。図3は、他の態様のメタン発酵処理システムの概略図である。図3に示すように、メタン発酵処理システム1bにおいては、無終端水路11’が、図2に示す無終端水路11を複数個連結したような形状を有する。この無終端水路11’においては、廃水の流れが、それまでの流れの方向と逆方向に折り返される箇所を5箇所設けている。このように、廃水の流れが複数回折り返されるような形状にすることによって、設置面積が小さい場合であっても、固形有機物を含む有機廃水が循環する距離を大きくすることができる。これにより、面積あたりに設置可能な固定床12を増加させることができ、固形有機物を含む有機廃水と固定床12との接触機会を増加させ、メタン発酵効率を高めることができる。
Further, the
無終端水路11の大きさや深さ等は、特に限定されるものではなく、メタン発酵処理量や設置箇所等を考慮し、適宜変更を加えることができる。また、無終端水路11の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、鉄筋コンクリート等で形成することができる。
The size, depth, and the like of the
また、無終端水路11は、メタン発酵がなされる嫌気性条件を維持するために、略密閉構造にすることが好ましい。略密閉構造にする手段については、特に限定されるものではない。
In addition, the
無終端水路11内を循環させる、固形有機物を含む有機廃水の流速としては、特に限定されないが、例えば、3m/h以上に設定することが好ましく、10m/h以上に設定することがより好ましく、30m/h以上に設定することがさらに好ましい。固形有機物を含む有機廃水の流速を3m/h以上に設定することで、固形有機物を含む有機廃水が無終端水路11内を良好に循環するようになり、効率的にメタン発酵を行うことができる。これに加えて、固形有機物を含む有機廃水の流速を30m/h以上に設定することで、無終端水路11において充分な流速を維持しつつ、固形有機物を含む有機廃水中の固形有機物の堆積をより効果的に防ぎながら循環させることができる。
The flow rate of the organic wastewater containing solid organic matter that circulates in the
また、無終端水路11におけるメタン発酵処理の処理温度としては、特に限定されないが、循環する固形有機物を含む有機廃水の温度が、中温(37℃前後、例えば30〜40℃)又は高温(55℃前後、例えば50〜65℃)となるようにすることが好ましい。一般に、メタン発酵処理において、常温でも反応が進行するが、メタン発酵の反応効率を高める観点からすると、中温高温に設定して行うことが好ましい。なお、無終端水路11に、後述する加熱装置を設けることによって、固形有機物を含む有機廃水の温度を調整することができる。
Moreover, it does not specifically limit as processing temperature of the methane fermentation process in the
また、無終端水路11においては、循環する固形有機物を含む有機廃水中に、メタン発酵微生物群以外の有機物を可溶化する可溶化微生物群が存在していてもよい。このように、固形有機物を含む有機廃水中に可溶化微生物群が存在することにより、固形有機物を含む有機廃水中に分散している固形有機物を分解して可溶化、液状化することができ、その固形有機物の粒径を小さくして、固形有機物の分散性、循環性を高めることができる。なお、この分解のメカニズムは完全には解明されていないが、高温条件下で溶解度が上昇した有機物(例えば、炭水化物、蛋白質、脂質)が、低分子量化され(例えば、糖、アミノ酸、ペプチド等まで)、さらにその一部又は大部分は酸分解を受けて酢酸等の有機酸まで分解されると考えられている。そして、この低分子量化された有機物を基質として、メタン発酵微生物群によりメタン発酵がなされる。
Moreover, in the
(2)固定床
固定床12は、メタン発酵処理を行うメタン発酵微生物群が集積可能なものであり、無終端水路11内に複数個設置される。メタン発酵処理システム1においては、無終端水路11内に設けられた固定床12に固形有機物を含む有機廃水が接触することによって、固定床12に集積されるメタン発酵微生物群によるメタン発酵処理が行われる。(2) Fixed bed The fixed
図4は、固定床12の構成の一例を示す図である。図4に示すように、それぞれの固定床12は、基材121と、基材121の表面に設けられた固定部122とからなり、この固定部122にメタン発酵微生物群が集積される。このメタン発酵微生物群により、固形有機物に対してメタン発酵処理が施される。このように、メタン発酵菌が集積される固定床12を設置することで、固形有機物を含む有機廃水と固定床12との接触機会を増加させ、メタン発酵効率を高めることができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the fixed
基材121は、固定床12の基板となるものであり、特に限定されないが、例えば、枠体、板状体等から構成される。
Although the
固定部122は、メタン発酵微生物群が集積されるものであり、メタン発酵微生物群が集積可能な材質で構成されていれば特に限定されない。具体的には、例えば、アラミド繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、フェルト等からなる織布又は不織布、アクリル繊維等からなる炭素繊維、炭素繊維を配合した不織布、ポリエステル綿等により構成することができる。このような材料は、多孔質であるため微生物を集積しやすく、また比較的安価であり設置も容易である点等から、好ましい。
The fixing
固定床12は、無終端水路11内において、固形有機物を含む有機廃水が循環する循環領域に設置される。具体的に、図2に例示するように、無終端水路11の周壁面等に固定床12aを設置することができる。また、無終端水路11内に固定床12の設置面を別途設け、その箇所に固定床12bを設置することもできる。
The fixed
固定床12の設置方向としては、特に限定されるものではないが、固定床12表面に固形有機物が堆積しないようにする観点から、無終端水路11の水面に対し略垂直且つ廃水の流れに対して略平行に設置するのが好ましい。
The installation direction of the fixed
また、固定床12の設置方法としては、特に限定されず、例えば、無終端水路11の周壁面や固定床設置面等に打設、貼付等して設置することができる。また、予め設置した枠体、板状体等の基材121に、メタン発酵微生物群が集積される固定部122を貼付、固定することで、固定床12を構成することもできる。
Moreover, it does not specifically limit as an installation method of the fixed
固定床12は、上述のようにして構成した固定床12を単体で設置することに限られず、固定床12を複数連結させて固定床ユニットを構成してもよい。例えば、図5は、固定床ユニットの構成の一例を示す図である。図6は、他の態様の固定床ユニットの構成を示す図である。図6に示すように、複数の固定床ユニット12’を所定の間隔を隔てて、向かい合うようにして略平行に設置し、一つの固定床ユニット12”を構成することもできる。このような固定床ユニット12’,12”を用いることで、固定床12の設置及びメンテナンスが容易となる。
The fixed
ここで、本実施の形態に係るメタン発酵処理システム1においては、無終端水路11内に設けられた、複数の固定床12の隣り合う間隔d(図2、図3、図6中の「d」で示す間隔)が100mm以上となるように構成されている。なお、「隣り合う固定床12の間隔」とは、隣り合う複数の固定床12の間の最短距離をいう。
Here, in the methane fermentation treatment system 1 according to the present embodiment, adjacent intervals d of the plurality of fixed
また、隣り合う固定床12の間隔(d)としては200mm以上であることが好ましく、300mm以上であることがより好ましく、500mm以上であることが特に好ましい。このように、隣り合う固定床12の間隔(d)を100mm以上とすることで、無終端水路11内での閉塞を防止しながら、その固形有機物を含む有機廃水を無終端水路11内に有効に循環させることができる。
The distance (d) between the adjacent
隣り合う固定床12の間隔(d)の上限値としては、3000mm以下であることが好ましく、2000mm以下であることがより好ましく、1000mm以下であることがさらに好ましい。このように、隣り合う固定床12の間隔(d)を3000mm以下とすることで、固形有機物を含む有機廃水と固定床12との接触確率、接触機会を高く維持することができ、メタン発酵を効率に行うことができる。
The upper limit value of the distance (d) between the adjacent fixed
また、固定床12は、特に限定されないが、無終端水路11内の底面から所定の高さを設けて設置されることが好ましい。「固定床12の設置高さ」(図6中の「h」)とは、無終端水路11内の底面から固定床の下端までの高さをいい、例えば、支柱等を用いて固定床12を支持することによって、無終端水路11の底面から所定の間隔を空けて設置することができる。このように、無終端水路11内の底面から間隙を設けて固定床を設置することで、無終端水路11の底部においても充分な流速を確保することができ、その無終端水路11の底部における固形有機物の堆積を防止することができる。
The fixed
具体的に、固定床12の設置高さ(h)としては、固定床12の下端が無終端水路11の底部から100mm以上の高さとなるように設置することが好ましく、200mm以上の高さとなるように設置することがより好ましく、300mm以上の高さとなるように設置することがさらに好ましい。
Specifically, the installation height (h) of the fixed
なお、固定床12の設置高さ(h)の上限値としては、固形有機物を含む有機廃水と固定床12の接触確率を維持してメタン発酵を効率的に行うことができれば特に限定されないが、例えば、無終端水路11の底部から1000mm以下とすることが好ましく、500mm以下とすることがより好ましい。
The upper limit of the installation height (h) of the fixed
(3)加熱装置
メタン発酵処理システム1では、無終端水路11において、加熱装置を設けることができる。加熱装置は、無終端水路11内の固形有機物を含む有機廃水の温度を加熱調整し、所定の温度に保持する。固形有機物を含む有機廃水の温度を中温又は高温に設定することにより、有機物のメタン発酵効率(固形有機物を含む有機廃水の浄化能力)を高くすることができ、無終端水路11を小型化できる。(3) Heating device In the methane fermentation treatment system 1, a heating device can be provided in the
加熱装置としては、特に限定されるものではなく、例えば、ヒーター、恒温機等を用いることができる。また、加熱装置の設置箇所としては、特に限定されるものではない。 The heating device is not particularly limited, and for example, a heater, a thermostat or the like can be used. Moreover, it does not specifically limit as an installation location of a heating apparatus.
(4)循環装置
また、メタン発酵処理システム1では、無終端水路11において、循環装置を設けることができる。循環装置は、無終端水路11内において固形有機物を含む有機廃水を循環させる。(4) Circulation device In the methane fermentation treatment system 1, a circulation device can be provided in the
循環装置としては、特に限定されるものではないが、例えば図2に示すように、撹拌羽根(循環装置13)を用いることができる。また、図示しないが、ポンプ等を用いることもできる。 Although it does not specifically limit as a circulator, For example, as shown in FIG. 2, a stirring blade (circulator 13) can be used. Although not shown, a pump or the like can be used.
循環装置は、無終端水路11内の特定の一箇所に設置することができ、また複数の箇所に設置することもできる。また、循環装置の具体的な設置箇所や向き等については、循環水が一定方向に循環されるように適宜設定することができる。
The circulation device can be installed at one specific location in the
(5)再分散装置
また、メタン発酵処理システム1では、無終端水路11において、再分散装置を設けることができる。再分散装置は、無終端水路11内において固形有機物を含む有機廃水の水面に浮上したスカム等の固形有機物を、固形有機物を含む有機廃水中に再度分散させる。(5) Redispersion device Moreover, in the methane fermentation treatment system 1, a redispersion device can be provided in the
再分散装置14としては、特に限定されるものではないが、例えば図2に示すように、撹拌羽根(再分散装置14)を用いることができる。撹拌羽根により構成される再分散装置14を無終端水路11内に設けて回転させることにより、当該固形有機物を含む有機廃水の水面に浮上した固形有機物を再分散させることができる。また、再分散装置としては、例えば、無終端水路11の上方からシャワー等の循環水流を降水させる装置により構成することができ、この装置により、浮上した固形有機物を再分散させることもできる。
Although it does not specifically limit as the redispersion apparatus 14, For example, as shown in FIG. 2, a stirring blade (redispersion apparatus 14) can be used. By providing and rotating the redispersion device 14 constituted by stirring blades in the
なお、再分散装置14として撹拌羽根を用いる場合、上述した循環装置13としての役割を兼ねることができる。 In addition, when a stirring blade is used as the redispersion device 14, it can also serve as the circulation device 13 described above.
(6)吸引口
また、メタン発酵処理システム1では、無終端水路11において、水路の底部に堆積した固形有機物を吸引する吸入口を設けることができる。無終端水路11では、その底部において、固形有機物の堆積が生じることがあり、固形有機物を含む有機廃水の滞留の原因にもなる。このとき、固形有機物を吸引する吸入口を設けて、堆積した固形有機物を吸引除去することによって、固形有機物を含む有機廃水の滞留を抑制し、またメンテナンスの頻度を減らすことができる。(6) Suction Port In the methane fermentation treatment system 1, the
(7)有機物保持装置
また、メタン発酵処理システム1では、無終端水路11において、100mm以下の孔を有する網状体により形成され、内部に、その孔の大きさよりも大きい粒径の固形有機物を保持している有機物保持装置を設けることができる。(7) Organic matter holding device Moreover, in the methane fermentation treatment system 1, in the
具体的に、図7は、有機物保持装置を備えるメタン発酵処理システムの一例を示す構成図である。図7に示すように、メタン発酵処理システム1cは、無終端水路11内において、固形有機物を含む有機廃水が流れる位置に、有機物保持装置15を備えている。
Specifically, FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an example of a methane fermentation treatment system including an organic substance holding device. As shown in FIG. 7, the methane
メタン発酵処理システム1cにおいて、このような有機物保持装置15を無終端水路11内に設置すると、有機物保持装置15によって保持されており、孔の大きさよりも大きい粒径の固形有機物が、固形有機物を含む有機廃水中の可溶化微生物群の作用によって徐々に溶解し、その粒径が小さくなる。そして、固形有機物が、網状体である有機物保持装置15の孔の大きさよりも小さくなると、その網状体の孔から溶出して、無終端水路11を循環するようになる。
In the methane
有機物保持装置15は、例えば、かご状、筒状等、中空状の形状を有し、直径が100mm以下の孔を有する網状体である。また、有機物保持装置15は、その内部の空間に、その孔の大きさよりも大きい粒径の固形有機物を保持している。有機物保持装置15の孔の大きさが100mm以下であることにより、粗大な固形有機物が無終端水路11内に排出されることを防止でき、無終端水路11固形有機物の滞留を抑制できる。なお、「直径」とは、孔の端から端までの距離のうち、最長の距離をいう。
The organic
このように、粒径が大きい固形有機物を保持した有機物保持装置15を設けることによって、その固形有機物に対して粉砕等の前処理を施すことなく、粒径が大きい固形有機物をメタン発酵処理に供することができる。
Thus, by providing the organic
(8)固形物分解槽
また、メタン発酵処理システム1では、固形有機物を貯留している固形物分解槽16を、無終端水路11とは別に設けることができる。(8) Solid matter decomposition tank In addition, in the methane fermentation treatment system 1, the solid
具体的に、図8は、固形物分解槽を備えるメタン発酵処理システムの一例を示す構成図である。図8に示すように、メタン発酵処理システム1dは、無終端水路11と別に、固形物分解槽16を備える。
Specifically, FIG. 8 is a configuration diagram illustrating an example of a methane fermentation treatment system including a solid matter decomposition tank. As shown in FIG. 8, the methane
固形物分解槽16は、その内部に固形有機物を貯留しており、2本の配管(L2,L3)によって、無終端水路11と接続されている。一方の配管(L3)付近には、100mm以下の大きさの孔を有する排出口161が設けられている。
The solid
固形物分解槽16は、この槽内に貯留している固形有機物のうち、所定の粒径より小さくなった固形有機物を、無終端水路11に排出供給するものである。固形物分解槽16に含まれる固形有機物は、有機廃水中の可溶化微生物群の作用によって徐々に溶解し、粒径が小さくなる。このようにして、固形物分解槽16は、固形有機物が、無終端水路11内を循環可能となる粒径(例えば、100mm以下)まで分解し、無終端水路11内に固形有機物を排出供給することができる。
The solid
ここで、2本の配管(L2,L3)は、例えば、ポンプ等(図示せず)を用いて、無終端水路11と固形物分解槽16との間で固形有機物を含む有機廃水を相互に移送するものである。また、その固形有機物を含む有機廃水の流れの向きは、無終端水路11から固形物分解槽16への方向(L2)と、固形物分解槽16から無終端水路11への方向(L3)とに、それぞれ設定されている。
Here, the two pipes (L2, L3), for example, use a pump or the like (not shown) to mutually exchange organic waste water containing solid organic matter between the
一方の配管(L2)は、無終端水路11からの固形有機物を含む有機廃水を、固形物分解槽16へ移送する。これに伴い、固形有機物を含む有機廃水中の可溶化微生物群が、固形物分解槽16へ供給される。固形物分解槽16内に貯留された固形有機物は、このようにして流入した可溶化微生物群の働きにより部分的に溶出して、無終端水路11に排出されるまで小さくなる。
One pipe (L 2) transfers organic waste water containing solid organic matter from the
もう一方の配管(L3)は、固形物分解槽16から無終端水路11へ、固形有機物を含む有機廃水を排出するものである。固形物分解槽16の出口付近には、例えば、図8に示すように、100mm以下の大きさの孔を有する排出口161が設けられている。可溶化微生物群の働きにより、固形物分解槽16内の固形有機物の粒径が、排出口161の孔以下になると、この排出口161の孔を抜け、配管(L3)を通じて無終端水路11内へ排出され、メタン発酵に供される。
The other pipe (L3) discharges organic waste water containing solid organic matter from the solid
排出口161としては、例えば、100mm以下の大きさの孔を複数有するフィルターや、100mm以下の大きさの管等を用いることができる。
As the
なお、排出口161を用いなくても、例えば、固形物分解槽16中に貯留している固形有機物が所定の粒径より小さくなった場合や、固形有機物を固形物分解槽16に貯留した時間が所定の時間を超えた場合に、配管(L3)を通じて無終端水路11内へ排出することもできる。
Even when the
また、無終端水路11から固形有機物を含む有機廃水を供給する代わりに、無終端水路11以外から可溶化微生物群を含有する水を固形物分解槽へ供給することもできる。このような態様においては、可溶化微生物群を含有する水が固形物分解槽へ供給され、固形物分解槽内で固形物を溶解した後、排出口の孔よりも小さくなった固形有機物を、配管(L3)を通じて無終端水路内へ排出することもできる。この場合、無終端水路11から固形有機物を含む有機廃水を供給する配管(L2)を構成しなくてもよい。このように固形物分解槽を構成しても、上述した効果と同様の効果を得ることができる。
Further, instead of supplying the organic waste water containing the solid organic matter from the
このような固形物分解槽16を備えたメタン発酵処理システム1dは、その固形有機物に対して粉砕等の前処理を施すことなく、メタン発酵処理に供することができる。
The methane
<2−2.固形有機物を含む有機廃水について>
上述したように、本実施の形態に係るメタン発酵処理システム1においては、無終端水路11内に、固形有機物を含む有機廃水を循環させ、メタン発酵処理を行う。具体的に、このメタン発酵処理に供される固形有機物を含む有機廃水は、固形有機物を含み、例えば、SS濃度が1,000mg/L以上の有機物を含有する廃水である。有機廃水としては、例えば、生活廃水(台所浴場、洗濯、清掃等で生じた廃水、し尿およびし尿・浄化槽汚泥等を含む。)、産業廃水(食品工場、バイオ燃料製造工場、その他の工場等で発生した工場廃水、畜産糞尿等を含む。)、各種汚濁物質やその他の有機性廃棄物の水混合液、並びにそれらと雨水が混合した下水等を広く包含する。<2-2. About organic wastewater containing solid organic matter>
As described above, in the methane fermentation treatment system 1 according to the present embodiment, the organic wastewater containing solid organic matter is circulated in the
ここで、芋加工工場等から発生するデカンタケーキ等の固形有機物、パームオイル工場から発生するパームヤシ殻やオイルスカム等の固形有機物、大豆加工工場から発生するおから等の固形有機物は、従来のメタン発酵処理システムでは処理困難なため、廃棄されることが多い。これに対して、メタン発酵処理システム1によれば、このような固形有機物原料を、微粉砕することなく廃水に混合し、メタン発酵させることができ、発生するメタンガス量を増大させることができる。 Here, solid organic substances such as decanter cakes generated from a straw processing factory, solid organic substances such as palm coconut shells and oil scum generated from a palm oil factory, solid organic substances such as okara generated from a soybean processing factory are conventional methane. Since it is difficult to process in a fermentation processing system, it is often discarded. On the other hand, according to the methane fermentation treatment system 1, such a solid organic material can be mixed with waste water without being finely pulverized, and methane fermentation can be performed, and the amount of methane gas generated can be increased.
具体的に、芋加工工場等から発生するデカンタケーキ等の固形有機物にメタン発酵処理を施す場合、無終端水路11内に投入される前に、その固形有機物を廃水と混合する。デカンタケーキ等の固形有機物の混合比としては、特に限定されないが、工場から排出される有機廃水に対して0.5wt/wt以下であることが好ましい。固形有機物の重量比を0.5wt/wt以下とすることにより、固形有機物を含む有機廃水が無終端水路11内を循環できる程度に流動性を高めることができる。このような固形有機物を含む有機廃水に対し、例えば、原料滞留時間(HRT(Hydraulic Retention time)又は水理学的滞留時間ともいう。)1日以上でメタン発酵処理を施すことで、デカンタケーキ等の固形有機物の70%以上をメタンガス化することができる。
Specifically, when subjecting a solid organic matter such as a decanter cake generated from a straw processing plant or the like to methane fermentation, the solid organic matter is mixed with waste water before being introduced into the
パームオイル工場から発生するパームヤシ殻等の固形有機物にメタン発酵処理を施す場合も、無終端水路11内に投入される前に、その固形有機物を廃水と混合する。パームヤシ殻等の固形有機物の粒径としては、特に限定されないが、50mm以下に粉砕して添加することが好ましい。パームヤシ殻等の固形有機物の粒径を50mm以下とすることにより、固形有機物を含む有機廃水が無終端水路11内を循環できる程度に流動性を高めることができる。このような固形有機物を含む有機廃水に対し、原料滞留時間(HRT)1日以上でメタン発酵処理を施すことで、パームヤシ殻等の固形有機物の70%以上をメタンガス化することができる。
Even when the methane fermentation treatment is performed on the solid organic matter such as palm coconut shell generated from the palm oil factory, the solid organic matter is mixed with the waste water before being put into the
パームオイル工場から発生するパームオイル廃水にメタン発酵処理を施す場合、その水温としては、特に限定されないが、40℃以上であることが好ましい。パームオイル廃水の温度を40℃以上になるように維持し、且つ無終端水路11内の有機廃水の温度を55℃前後の高温に維持することで、パームオイルが固形分となり水面に浮上することや、配管に付着すること等を防ぐことができる。これにより、残存油脂分を効率的にバイオガス化できる。このような有機廃水に対し、例えば、原料滞留時間(HRT)1日以上でメタン発酵処理を施すことで、残存油脂分の80%以上をメタンガス化することができる。
When subjecting palm oil wastewater generated from a palm oil factory to methane fermentation, the water temperature is not particularly limited, but is preferably 40 ° C. or higher. Maintaining the temperature of palm oil wastewater to be 40 ° C or higher and maintaining the temperature of organic wastewater in the
また、ネピアグラスは、成長が早いイネ科の多年草であり、熱帯地方では年に5〜8回収穫できることから、メタン発酵によるメタンガスの原料として注目されている。このネピアグラスを固形有機物原料として、微粉砕することなく廃水と混合し、メタン発酵処理を施すことができ、発生するメタンガス量を増大させることができる。 Napiergrass is a fast growing gramineous perennial and is attracting attention as a raw material for methane gas by methane fermentation because it can be harvested 5-8 times a year in the tropics. This napier grass can be mixed with waste water as a solid organic material raw material without being finely pulverized and subjected to methane fermentation treatment, and the amount of methane gas generated can be increased.
ネピアグラスにメタン発酵処理を施す場合も、無終端水路11内に投入される前に、そのネピアグラスを廃水と混合する。ネピアグラスの粒径としては、特に制限されないが、50mm以下に粉砕して添加することが好ましい。ネピアグラスの粒径が50mm以下とすることにより、固形有機物を含む有機廃水が無終端水路11内を循環できる程度に流動性を高めることができる。このような固形有機物を含む有機廃水に対し、例えば、原料滞留時間(HRT)1日以上でメタン発酵処理を施すことで、固形有機物であるネピアグラスの70%以上をメタンガス化することができる。
When napier grass is subjected to methane fermentation, the napier grass is mixed with waste water before being introduced into the
〔実施例1〕
実施例1では、キャッサバ芋加工工場で排出されたキャッサバピール及び有機廃水を用いて、本発明に係るメタン発酵処理の性能試験を行った。[Example 1]
In Example 1, the performance test of the methane fermentation treatment according to the present invention was performed using the cassava peel and the organic wastewater discharged from the cassava straw processing plant.
キャッサバピールは、前処理なく有機廃水と混合した。なお、有機廃水との混合後のキャッサバピールは、粒径が10〜50mmの範囲のものを含むものであった。 Cassava peel was mixed with organic wastewater without pretreatment. In addition, the cassava peel after mixing with the organic waste water included those having a particle size in the range of 10 to 50 mm.
メタン発酵処理システムの試作モデルとして、図2に示すようなメタン発酵処理システムを構成した。このメタン発酵処理システムの無終端水路11としては、幅110mmの2本の直線部を有し、深さ400mm(うち水深200mm)、全長800mm、30L容のものを用いた。この無終端水路11に撹拌器を設置した。また、無終端水路11の一方の直線部に、ポリエチレン製の不織布を貼り付けた、長手方向600mm、短手方向250mmのステンレス板を固定床12として、4枚平行に設置した。このとき、固定床12の間隔は100mm間隔とした。無終端水路11の底部から固定床12の下端までの距離(設置高さh)を、100mmとなるように設置した。
A methane fermentation treatment system as shown in FIG. 2 was constructed as a prototype model of the methane fermentation treatment system. As the
この試作モデルに、キャッサバピールと有機廃水とを混合し得られたキャッサバピールを含む有機廃水を供給し、このキャッサバピールを含む有機廃水を、無終端水路11で原料滞留時間(HRT)5日間処理した。
This prototype model is supplied with organic wastewater containing cassava peel obtained by mixing cassava peel and organic wastewater, and the organic wastewater containing this cassava peel is treated in an
本メタン発酵処理システムにおいて得られたバイオガス回収量は、約1NL/L−reactor/日、メタン濃度は約65%であった。 The biogas recovery amount obtained in the present methane fermentation treatment system was about 1 NL / L-reactor / day, and the methane concentration was about 65%.
以上の結果より、本メタン発酵処理システムは、固形有機物を含む廃水からメタンを回収することが可能である。 From the above results, this methane fermentation treatment system can recover methane from waste water containing solid organic matter.
〔実施例2〕
メタン発酵処理システムの試作モデルとして、図2に示すようなメタン発酵処理システムを構成した。このメタン発酵処理システムの無終端水路11としては、幅2mの2本の直線部を有し、深さ2.5m(うち水深2m)、全長20m、100m3容のものを用いた。この無終端水路11に撹拌器を設置した。また、無終端水路11の一方の直線部に、ポリエチレン製の不織布を貼り付けた、長手方向2m、短手方向1mのステンレス板を固定床12として、4枚横並びに設置した固定床ユニット12’を設けた。このとき、固定床ユニット12’の間隔は500mm間隔とした。[Example 2]
A methane fermentation treatment system as shown in FIG. 2 was constructed as a prototype model of the methane fermentation treatment system. As the
無終端水路11の底部から固定床12の下端までの距離(設置高さh)の影響を検討するために、実施例2では、無終端水路11の底部から固定床12の下端までの距離(設置高さh)を、0mm、50mm、100mm、250mm、500mmに変化させてそれぞれ試験を行った。これらの試作モデルを用いて、固形有機物を含む有機廃水としてのパームオイルミル廃水にメタン発酵処理を施した。検討のための前処理として、パームオイルミル廃水の供給量を増加させることで負荷を調節し、負荷を徐々に上昇させて滞留時間10日に到達したところで、50mm以下に粉砕したパームヤシ殻(乾燥物)を重量比で10%添加し、固形有機物の供給を開始し、以降120日運転を継続した。
In order to examine the influence of the distance (installation height h) from the bottom of the
なお、運転条件として、温度を55℃に維持し、リアクター内の液体を3m/hの速度で循環させた。水路内の流速は、整流板の下流で計測し、その計測値に基づいて制御した。 As operating conditions, the temperature was maintained at 55 ° C., and the liquid in the reactor was circulated at a speed of 3 m / h. The flow velocity in the water channel was measured downstream of the current plate and controlled based on the measured value.
固定床の直下の堆積物高さ(無終端水路11底部から堆積物最上部までの高さ)の平均値を、5日おきに120日計測した。固定床が堆積物に埋まった場合は、固定床近傍の堆積物の深さを計測した。
The average value of the height of the sediment immediately below the fixed bed (height from the bottom of the
図9に、固定床の設置高さhと堆積物高さの検討結果を示す。図9において、横軸は、試験開始からの日数を示し、縦軸は、固定床直下の堆積物高さを示す。なお、図9において、「試験開始からの日数」は、固形有機物の供給を開始した日を0日とする。
In FIG. 9, the examination result of installation height h of a fixed bed and deposit height is shown. In FIG. 9, the horizontal axis indicates the number of days from the start of the test, and the vertical axis indicates the height of the sediment immediately below the fixed bed. In FIG. 9, “the number of days from the start of the test” is defined as
図9のグラフに示されるように、無終端水路11の底部から固定床の下端までの間隔を空けることで、固形有機物の堆積を防止できることが分かった。特に、その間隔(固定床の設置高さh)を100mm以上とすることで効果的に固形有機物の堆積を防止できることが分かった。
As shown in the graph of FIG. 9, it was found that the solid organic matter can be prevented from being deposited by providing a space from the bottom of the
1a,1b,1c,1d メタン発酵処理システム
11,11’, 無終端水路
12,12a,12b 固定床
12’,12” 固定床ユニット
100 メタン発酵処理設備
121 基材
122 固定部
13 循環装置
14 再分散装置
15 有機物保持装置
16 固形物分解槽
161 排出口
2 貯留槽
3 混合槽
4 粉砕装置
5 食品加工工場
L1,L2,L3 液配管
G1 ガス配管1a, 1b, 1c, 1d Methane
Claims (10)
前記有機廃水が循環する無終端水路と、
前記無終端水路内に設けられ、メタン発酵微生物群が集積される複数の固定床と、を備え、
隣り合う前記固定床間の距離が100mm以上3000mm以下であり、前記固形有機物を含む有機廃水が該固定床間を流れる
メタン発酵処理システム。 A methane fermentation treatment system for treating organic wastewater containing solid organic matter including particles having a particle diameter of 10 mm or more with a methane fermentation microorganism group to perform methane fermentation,
An endless water channel through which the organic wastewater circulates;
A plurality of fixed beds provided in the endless water channel and in which methane fermentation microorganisms are accumulated,
Der distance is 100mm or more 3000mm or less between the fixed bed adjacent is, methane fermentation treatment system organic waste water Ru flows the fixed beds containing the solid organic matter.
請求項1に記載のメタン発酵処理システム。 The methane fermentation treatment system according to claim 1, wherein a lower end of the fixed floor is installed so as to have a height of 100 mm or more from a bottom of the endless water channel.
請求項1又は2に記載のメタン発酵処理システム。 The methane fermentation treatment system according to claim 1, further comprising a redispersion device that redisperses the solid organic matter floating in the organic wastewater in the endless water channel.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のメタン発酵処理システム。 The methane fermentation treatment system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a heating device that heats and holds the temperature of the organic wastewater in the endless water channel at 50 ° C or higher and 65 ° C or lower.
前記無終端水路内に、100mm以下の孔を有する網状体により形成され、内部に該孔の大きさよりも大きい粒径の固形有機物を保持している有機物保持装置を備える
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のメタン発酵処理システム。 The organic wastewater contains solubilized microorganisms,
5. The organic matter holding device which is formed by a net having a hole of 100 mm or less in the endless water channel and holds a solid organic substance having a particle size larger than the size of the hole inside. 5. The methane fermentation treatment system according to claim 1.
固形有機物を貯留している固形物分解槽を備え、
前記固形物分解槽では、前記無終端水路から供給される、可溶化微生物群を含有する有機廃水によって該固形物分解槽内の固形有機物が溶解し、100mm以下の孔を有する排出口から前記無終端水路内に排出する
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のメタン発酵処理システム。 The organic wastewater contains solubilized microorganisms,
It has a solid matter decomposition tank that stores solid organic matter,
In the solid matter decomposition tank, the solid organic matter in the solid substance decomposition tank is dissolved by the organic wastewater containing the solubilized microorganisms supplied from the endless water channel, and the waste from the discharge port having a hole of 100 mm or less. The methane fermentation treatment system according to any one of claims 1 to 5, wherein the methane fermentation treatment system is discharged into a terminal water channel.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載のメタン発酵処理システム。 The methane fermentation treatment system according to any one of claims 1 to 6, wherein the suspended solid (SS) concentration of the organic wastewater is 1,000 mg / L or more.
メタン発酵微生物群が集積される複数の固定床を内部に備え、隣り合う該固定床間の距離が100mm以上3000mm以下である無終端水路において、前記固形有機物を含む有機廃水を該固定床間に流して循環させる
メタン発酵処理方法。 A methane fermentation treatment method in which organic wastewater containing solid organic matter including particles having a particle size of 10 mm or more is treated with a methane fermentation microorganism group to perform methane fermentation,
Comprising a plurality of fixed bed methane fermentation microorganisms are integrated therein, Oite the endless waterway distance between adjacent said fixed bed is at least 100mm 3000mm or less, the fixed bed of organic waste water comprising the solid organic matter A methane fermentation treatment method that circulates in between .
前記無終端水路内に、100mm以下の大きさの孔を有する網状体から構成され、内部に該孔の大きさよりも大きい粒径の固形有機物を保持している有機物保持装置を設置し、
前記無終端水路における前記有機廃水の循環に伴って、前記有機物保持装置に保持されている前記固形有機物を溶解させる
請求項8に記載のメタン発酵処理方法。 The organic wastewater contains solubilized microorganisms,
In the endless water channel, an organic substance holding device that is composed of a mesh body having holes with a size of 100 mm or less and holds solid organic substances having a particle size larger than the size of the holes is installed.
The methane fermentation treatment method according to claim 8, wherein the solid organic matter held in the organic matter holding device is dissolved along with the circulation of the organic wastewater in the endless water channel.
可溶化微生物群を含有する有機廃水によって前記固形物分解槽内の前記固形有機物を溶解させ、前記排出口から前記無終端水路内に前記固形有機物を排出する
請求項8又は9に記載のメタン発酵処理方法。
Solid organic matter is stored, a solid matter decomposition tank equipped with an outlet having a hole with a diameter of 100 mm or less is installed,
The methane fermentation according to claim 8 or 9, wherein the solid organic matter in the solid matter decomposition tank is dissolved by an organic wastewater containing solubilized microorganisms, and the solid organic matter is discharged from the discharge port into the endless water channel. Processing method.
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