JP7015893B2 - Swill methane fermentation processing system - Google Patents
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Description
本発明は、生ごみのメタン発酵処理システムに関し、より詳しくは、ＴＳ濃度の高いスラリーを、流動状態のメタン生成菌で効率よく処理し、メタン生成効率に優れる生ごみのメタン発酵処理システムに関する。 The present invention relates to a methane fermentation treatment system for swill, and more particularly to a methane fermentation treatment system for swill, which efficiently treats a slurry having a high TS concentration with a methanogenic bacterium in a fluid state and has excellent methane production efficiency.
特許文献１には、嫌気性固定床を用いて有機性廃水をメタン発酵により処理するに当たり、ニッケル、鉄、コバルトを添加することによって、高負荷のメタン発酵が達成されることが記載されている。固定床は、メタン生成菌を担持、固定化した担体によって構成されている。 Patent Document 1 describes that high-load methane fermentation is achieved by adding nickel, iron, and cobalt when treating organic wastewater by methane fermentation using an anaerobic fixed bed. .. The fixed bed is composed of a carrier carrying and immobilizing methanogens.
特許文献１のようにメタン生成菌を担体に担持すれば、発酵槽内に保持できる菌数が増加し、体積負荷を高めることができる。 If the methanogen is supported on the carrier as in Patent Document 1, the number of bacteria that can be retained in the fermenter can be increased, and the volume load can be increased.
近年、生ごみを資源化する試みが検討されており、有価物資源としての利用も本出願人によって研究されている。
生ごみを破砕すると、生ごみスラリーが得られる。生ごみスラリーは、メタン発酵して、エネルギー資源であるメタンガスを生成している。このメタンガスも有価物資源である。
In recent years, attempts to recycle food waste have been studied, and its use as a valuable resource has also been studied by the applicant.
Crushing the swill yields a swill slurry. Swill slurry is fermented with methane to produce methane gas, which is an energy resource. This methane gas is also a valuable resource.
生ごみスラリーは、固形分濃度（ＴＳ）が１０ｗｔ％～３０ｗｔ％というように高い濃度である。かかる高濃度のスラリーは、特許文献１のような固定床を用いたメタン発酵処理を行おうとすると、すぐに目詰まりを生じるため、処理を継続できなくなる問題がある。 The swill slurry has a high solid content concentration (TS) of 10 wt% to 30 wt%. When such a high-concentration slurry is subjected to a methane fermentation treatment using a fixed bed as in Patent Document 1, clogging occurs immediately, and there is a problem that the treatment cannot be continued.
このため生ごみスラリーのようなＴＳ濃度の高いスラリーを、流動状態のメタン生成菌で処理する際に、従来、ＶＳ容量負荷を高くすると、メタンガスの発生量が低下する問題があった。 For this reason, when treating a slurry having a high TS concentration such as a swill slurry with a methanogen in a fluid state, there is a problem that the amount of methane gas generated decreases when the VS capacity load is increased.
そこで本発明の課題は、ＴＳ濃度の高い生ごみスラリーをメタン発酵処理する際に、ＶＳ容量負荷を高くしても、メタンガスの発生量が増加できる生ごみのメタン発酵処理システムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a methane fermentation treatment system for food waste that can increase the amount of methane gas generated even if the VS capacity load is increased when the food waste slurry having a high TS concentration is subjected to methane fermentation treatment. be.
また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。 Further, other problems of the present invention will be clarified 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）
生ごみを処理して得られるスラリーを導入してメタン生成菌と接触させてメタン発酵処理してメタンを生成するメタン発酵槽を備えたメタン発酵処理システムにおいて、
前記スラリーに添加するＦｅ、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも１種を添加可能な添加設備を備え、
前記添加設備から添加するＦｅの添加量、Ｎｉの添加量及びＣｏの添加量を、前記スラリー中のスラリーの強熱減量であるＶＳを基準にして決定された量であることを特徴とするメタン発酵処理システム。
（請求項２）
前記Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏを添加可能な添加設備が、Ｆｅを添加する添加装置、Ｎｉを添加する添加装置及びＣｏを添加する添加装置からなり、
前記Ｆｅを添加する添加装置から前記スラリーに添加するＦｅの添加量が、２００～１５００（ｍｇ／ｋｇ－ＶＳ）であり、
前記Ｎｉを添加する添加装置から前記スラリーに添加するＮｉの添加量が、２．０～３０．０（ｍｇ／ｋｇ－ＶＳ）であり、
前記Ｃｏを添加する添加装置から前記スラリーに添加するＣｏの添加量が、２．０～３０．０（ｍｇ／ｋｇ－ＶＳ）である
ことを特徴とする請求項１記載のメタン発酵処理システム。
(Claim 1)
In a methane fermentation treatment system equipped with a methane fermentation tank that introduces a slurry obtained by processing food waste and brings it into contact with methanogens to produce methane by methane fermentation treatment.
Equipped with an addition facility capable of adding at least one of Fe, Ni and Co to be added to the slurry.
The amount of Fe added from the addition equipment, the amount of Ni added, and the amount of Co added are determined based on VS, which is the ignition loss of the slurry in the slurry. Slurry processing system.
(Claim 2)
The addition equipment capable of adding Fe, Ni and Co comprises an addition device for adding Fe, an addition device for adding Ni and an addition device for adding Co.
The amount of Fe added to the slurry from the addition device for adding Fe is 200 to 1500 (mg / kg-VS).
The amount of Ni added to the slurry from the addition device for adding Ni is 2.0 to 30.0 (mg / kg-VS).
The methane fermentation treatment system according to claim 1, wherein the amount of Co added to the slurry from the addition device for adding Co is 2.0 to 30.0 (mg / kg-VS).
本発明によれば、ＴＳ濃度の高い生ごみスラリーをメタン発酵処理する際に、ＶＳ容量負荷を高くしても、メタンガスの発生量が増加できる生ごみのメタン発酵処理システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a methane fermentation treatment system for food waste that can increase the amount of methane gas generated even if the VS capacity load is increased when the food waste slurry having a high TS concentration is subjected to methane fermentation treatment. ..
以下に、本発明を実施するための形態について詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail.
図１は、本発明の生ごみのメタン発酵処理システムの一例を説明する図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a methane fermentation treatment system for swill of the present invention.
図１において、１は、生ごみを処理してスラリーを得るスラリー調製装置である。スラリー調製装置１は、生ごみを破砕してスラリーを得られるものであればよい。スラリー調製装置１は、生ごみを破砕してスラリーを得る手段と、スラリーを固液分離する手段とを備えたものであってもよい。
前記スラリー調製装置１で得られたスラリーは、スラリータンク２に貯留される。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a slurry preparing device for processing food waste to obtain a slurry. The slurry preparation device 1 may be any as long as it can crush the swill to obtain a slurry. The slurry preparation device 1 may be provided with a means for crushing the swill to obtain the slurry and a means for separating the slurry into solid and liquid.
The slurry obtained by the slurry preparation device 1 is stored in the
スラリー調製装置１に供給される生ごみは、家庭用生ごみ、食品工場から排出される食品廃棄物、レストランやホテルの調理場から排出される生ごみ等が挙げられる。 Examples of the food waste supplied to the slurry preparation device 1 include household food waste, food waste discharged from a food factory, food waste discharged from a restaurant or a kitchen of a hotel, and the like.
本発明において、スラリー調製装置１により得られるスラリーは、固形分濃度が高濃度である特性があり、具体的には、スラリーの全固形分濃度（ＴＳ）は、１０ｗｔ％～３０ｗｔ％であり、好ましくは、１０ｗｔ％～２５ｗｔ％である。 In the present invention, the slurry obtained by the slurry preparation device 1 has a characteristic that the solid content concentration is high, and specifically, the total solid content concentration (TS) of the slurry is 10 wt% to 30 wt%. It is preferably 10 wt% to 25 wt%.
スラリータンク２内のスラリーは、スラリータンク２と後述するメタン発酵槽３との間に設けることができる可溶化槽に導入され、メタン発酵前に可溶化処理を施してもよい。可溶化槽は、スラリー中の固形分を可溶化できれば格別限定されず、例えば、アルカリ処理、加熱処理、超音波処理、またはオゾン処理などから選ばれる可溶化処理を施すことができればよい。
The slurry in the
可溶化されたスラリーはメタン発酵槽３に導入され、メタン発酵処理される。 The solubilized slurry is introduced into the methane fermentation tank 3 and subjected to methane fermentation treatment.
メタン発酵槽３は、導入されたスラリーを、担持されることなく流動状態にあるメタン生成菌と接触させて、メタン発酵処理してメタンを生成する。本実施形態では、担持体を用いずに、撹拌混合型のメタン発酵槽３を用いている。 The methane fermentation tank 3 brings the introduced slurry into contact with a methanogen that is in a fluid state without being supported, and performs a methane fermentation treatment to produce methane. In this embodiment, a stirring and mixing type methane fermentation tank 3 is used without using a carrier.
本発明において、前記スラリー調製装置１、又はメタン発酵槽３に、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏを添加可能な添加設備を有する。以下の説明では、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏを添加可能な添加設備が、メタン発酵槽３に添加する態様について説明する。
Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏを添加可能な添加設備は、好ましい態様としては、Ｆｅを添加する添加装置、Ｎｉを添加する添加装置及びＣｏを添加する添加装置からなることである。
図１には、Ｆｅを添加する添加装置に接続されたＦｅ添加ライン３０１が示され、またＮｉを添加する添加装置に接続されたＮｉ添加ライン３０２が示され、さらにＣｏを添加する添加装置に接続されたＣｏ添加ライン３０３が示されている。
Ｆｅ添加ライン３０１、Ｎｉ添加ライン３０２、Ｃｏ添加ライン３０３は、それぞれメタン発酵槽３に接続されている。本実施形態では、メタン発酵槽３内のスラリーに、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏを個別に添加できるようにしている。
In the present invention, the slurry preparation device 1 or the methane fermentation tank 3 is provided with an addition facility capable of adding Fe, Ni and Co. In the following description, an embodiment in which the addition equipment capable of adding Fe, Ni and Co is added to the methane fermenter 3 will be described.
The addition equipment capable of adding Fe, Ni and Co is preferably composed of an addition device for adding Fe, an addition device for adding Ni and an addition device for adding Co.
FIG. 1 shows an
The
本態様において、前記Ｆｅ添加ライン３０１からスラリーに添加するＦｅの添加量は２００～１５００（ｍｇ／ｋｇ－ＶＳ）であることが好ましく、前記Ｎｉ添加ライン３０２からスラリーに添加するＮｉの添加量は、２．０～３０．０（ｍｇ／ｋｇ－ＶＳ）であることが好ましく、Ｃｏ添加ライン３０３からスラリーに添加するＣｏの添加量は、２．０～３０．０（ｍｇ／ｋｇ－ＶＳ）であることが好ましい。
ここでＶＳは、スラリーの強熱減量である。
In this embodiment, the amount of Fe added to the slurry from the
Here, VS is the ignition loss of the slurry.
メタン発酵槽３内において、担持されることなく流動状態にあるメタン生成菌は、スラリー中に拡散された状態で存在している。そのため、添加されたＦｅ、Ｎｉ及びＣｏを効率よく利用することができる。
これに対して、担体に担持されたメタン生成菌では、液中のＦｅ、Ｎｉ及びＣｏのうち、該担体の表面近傍に存在するＦｅ、Ｎｉ及びＣｏを利用するのがせいぜいである。このとき、スラリーは流動性に乏しいため、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏが該担体の表面近傍まで拡散することは困難である。
In the methane fermenter 3, the methanogens that are in a fluid state without being supported exist in a state of being diffused in the slurry. Therefore, the added Fe, Ni and Co can be efficiently used.
On the other hand, in the methane-producing bacterium carried on the carrier, among Fe, Ni and Co in the liquid, Fe, Ni and Co existing near the surface of the carrier are used at best. At this time, since the slurry has poor fluidity, it is difficult for Fe, Ni and Co to diffuse to the vicinity of the surface of the carrier.
スラリーを処理する場合において、担持されることなく流動状態にあるメタン生成菌を用いることで、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏが効率よく利用され、メタン発酵におけるＶＳ容量負荷を高く設定できる。 In the case of processing the slurry, Fe, Ni and Co can be efficiently used and the VS capacity load in methane fermentation can be set high by using the methanogen that is in a fluid state without being supported.
例えば、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏを添加しない場合は、ＶＳ容量負荷を１．５～２．０（ｋｇ－ＶＳ／（ｍ３・日））程度に低く設定しても、発酵状態が不良になり易く、ＣＯＤｃｒが高くなり易い。この結果、メタン生成効率に劣る。また、揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）も増加する。 For example, when Fe, Ni and Co are not added, the fermentation state becomes poor even if the VS capacity load is set as low as 1.5 to 2.0 (kg-VS / (m3 / day )). It is easy, and CODcr tends to be high. As a result, the efficiency of methane production is inferior. It also increases volatile fatty acids (VFA).
これに対して、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏを所定量添加する場合は、ＶＳ容量負荷を３．０～５．０（ｋｇ－ＶＳ／（ｍ３・日））程度に高く設定しても、発酵状態を良好に維持できる。この結果、本発明によると、ＣＯＤｃｒが低くなり、メタン生成効率に優れる。また、揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）も低下する。 On the other hand, when a predetermined amount of Fe, Ni and Co is added, fermentation is performed even if the VS volume load is set as high as 3.0 to 5.0 (kg-VS / (m3 / day )). The condition can be maintained well. As a result, according to the present invention, the CODcr is low and the methane production efficiency is excellent. It also reduces volatile fatty acids (VFA).
Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加量、特にＮｉ及びＣｏの添加量（２．０～３０．０（ｍｇ／ｋｇ－ＶＳ））は、比較的低く設定されているが、十分な効果が発揮される。この事実は、担持されることなく流動状態にあるメタン生成菌によって、スラリーに添加されたＦｅ、Ｎｉ及びＣｏが効率よく利用されることを裏付けている。
添加量が低く設定されることによって、これら金属のコストを低減でき、更に消化液を液肥として利用する場合の安全性が向上する。特にＮｉは、肥料取締法において肥料中の許容限度を３００（ｍｇ／ｋｇ－乾燥試料）とされているが、本実施形態で得られる消化液中のＮｉ濃度は３０～４０（ｍｇ／ｋｇ－乾燥試料）であり、許容限度の約１／１０である。
The amount of Fe, Ni and Co added, especially the amount of Ni and Co added (2.0 to 30.0 (mg / kg-VS)) is set relatively low, but a sufficient effect is exhibited. .. This fact supports that Fe, Ni and Co added to the slurry are efficiently utilized by methanogens that are in a fluid state without being supported.
By setting the addition amount low, the cost of these metals can be reduced, and the safety when the digestive juice is used as liquid fertilizer is improved. In particular, for Ni, the permissible limit in fertilizer is set to 300 (mg / kg-dry sample) in the Fertilizer Control Law, but the Ni concentration in the digestive juice obtained in this embodiment is 30 to 40 (mg / kg-). It is a dry sample), which is about 1/10 of the permissible limit.
本実施形態では、可溶化槽からメタン発酵槽３にスラリーを導入するための導入配管３０４に、該配管内のスラリーのＦｅ、Ｎｉ及びＣｏ濃度を測定する濃度センサー３０５を設けている。この濃度センサー３０５によって測定されるＦｅ、Ｎｉ及びＣｏ濃度に基づいて、所定添加量に対する不足分を補うように、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加量を調整することもできる。
他の実施形態において、濃度センサー３０５を省略して、例えば導入配管３０４等のメタン発酵槽３よりも上流の位置で、スラリーをサンプリングして濃度測定を行ってもよい。
In the present embodiment, the
In another embodiment, the
ここで、Ｆｅの濃度はＪＩＳ Ｋ ０１０２ ５７．４に準拠して測定される値である。Ｎｉの濃度はＪＩＳ Ｋ ０１０２ ５９．３に準拠して測定される値である。Ｃｏの濃度はＪＩＳ Ｋ ０１０２ ６０．３に準拠して測定される値である。 Here, the concentration of Fe is a value measured according to JIS K 0102 57.4. The concentration of Ni is a value measured according to JIS K 0102 59.3. The concentration of Co is a value measured according to JIS K 0102 60.3.
本実施形態では、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏを個別の添加ライン３０１～３０３から添加するため、各添加量を個別に調整できる。
In the present embodiment, since Fe, Ni and Co are added from the
スラリーの濃度測定は、例えば、１回／１日、１回／１週間、更には１回／１月程度であってもよい。生ごみを原料とするスラリーの濃度測定は必ずしも頻繁に行う必要がない。生ごみは性状（組成等）が変動し易く、発酵状態が不安定になり易い。しかし、生ごみ中のＦｅ、Ｎｉ及びＣｏ濃度は変動が少なく、通常は検出下限未満（０．０５ｍｇ／Ｌ未満）である。
そのため、例えば月に１回の濃度測定を行って、スラリーのＦｅ、Ｎｉ及びＣｏの濃度を把握しておけば、その後は一定量のＦｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加によって所定添加量を達成できる。
The concentration of the slurry may be measured, for example, once a day, once a week, or even once a month. It is not always necessary to measure the concentration of the slurry made from swill as a raw material frequently. The properties (composition, etc.) of food waste tend to fluctuate, and the fermentation state tends to become unstable. However, the concentrations of Fe, Ni and Co in the swill have little fluctuation and are usually below the lower limit of detection (less than 0.05 mg / L).
Therefore, for example, if the concentration is measured once a month to grasp the concentration of Fe, Ni, and Co in the slurry, the predetermined addition amount can be achieved by adding a certain amount of Fe, Ni, and Co thereafter.
Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加は、例えば、１回／１日～１回／１月程度というようにスポットで添加してもよいし、連続的に添加してもよい。 Fe, Ni and Co may be added in spots such as once / day to once / month, or may be added continuously.
Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏは、それぞれ何れの化合物として添加してもよく、例えば塩化物として添加することができる。
Ｆｅの塩化物として塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）等が挙げられる。Ｎｉの塩化物として塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）等が挙げられる。Ｃｏの塩化物として塩化コバルト（ＣｏＣｌ２）等が挙げられる。また、Ｆｅについては、例えばポリ硫酸第二鉄等として添加してもよい。
Fe, Ni and Co may be added as any compound, for example, as chloride.
Examples of Fe chloride include ferric chloride (FeCl 3 ) and the like. Examples of Ni chloride include nickel chloride (NiCl 2 ) and the like. Examples of the chloride of Co include cobalt chloride (CoCl 2 ). Further, Fe may be added as, for example, ferric polysulfate.
メタン発酵槽３で発生したメタンガスを含むバイオガスは、脱硫塔４に導入され脱硫処理された後、例えば、図示しない発電装置やボイラーに導入され、発電や温水熱源として利用することができる。 The biogas containing methane gas generated in the methane fermentation tank 3 is introduced into the desulfurization tower 4 and desulfurized, and then introduced into, for example, a power generation device or a boiler (not shown), and can be used for power generation or a hot water heat source.
Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加によって、バイオガスに含まれる硫化水素濃度を低下する効果も得られる。例えば、添加を省略した場合の硫化水素濃度は１０００ｐｐｍであるが、添加によって１５０～４００ｐｐｍまで低下させることができる。そのため、脱硫塔４による脱硫処理の負荷を低減できる効果が得られる。例えば、脱硫処理にＦｅを使用する場合は、Ｆｅの使用量を低減できる効果が得られる。 The addition of Fe, Ni and Co also has the effect of reducing the concentration of hydrogen sulfide contained in the biogas. For example, the hydrogen sulfide concentration when the addition is omitted is 1000 ppm, but it can be reduced to 150 to 400 ppm by the addition. Therefore, the effect of reducing the load of the desulfurization treatment by the desulfurization tower 4 can be obtained. For example, when Fe is used for the desulfurization treatment, the effect of reducing the amount of Fe used can be obtained.
一方、メタン発酵槽３におけるメタン発酵処理により生成された消化液は、前脱水処理設備５に送られる。また、消化液の一部を、前脱水処理設備５に送らず、液肥として利用することも好ましい。前脱水処理設備５は、生物処理槽６の前段で脱水処理ができれば格別限定されるわけではない。前脱水処理設備５は、例えば、凝集剤添加槽５０と前脱水装置５１からなることが好ましい。
On the other hand, the digestive juice produced by the methane fermentation treatment in the methane fermentation tank 3 is sent to the
凝集剤添加槽５０には、凝集剤添加ライン５０１が設けられており、凝集剤添加槽５０の内部に撹拌装置５０２が設置されている。５０３は撹拌装置５０２用のモータである。
The
凝集剤添加槽５０で凝集した凝集濃縮液（凝集汚泥）は、前脱水装置５１で脱水処理される。前脱水装置５１に用いられる脱水機は、格別限定されず、例えば遠心脱水機やフィルタープレス型脱水機等が挙げられる。
The agglomerated concentrate (aggregated sludge) aggregated in the
前脱水処理設備５で分離された固形分は、例えば、図示しない焼却炉又は堆肥化装置に導入され、焼却又は堆肥化により処理することができる。
The solid content separated by the
凝集剤添加槽５０に添加される凝集剤は、格別限定されず、例えば、高分子凝集剤等から選択される１種又は２種以上を用いることができる。高分子凝集剤としては、例えば、カチオン系のものが挙げられる。市販品としては、例えば、ハイモ社製「ＺＰ－８００Ｔ」、三菱レイヨン社製「ＫＰ－７０００」等が挙げられる。
The coagulant added to the
また、凝集剤として鉄系凝集剤等を用いてもよい。鉄系凝集剤としては、例えば、硫酸第一鉄、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等が挙げられる。 Further, an iron-based flocculant or the like may be used as the flocculant. Examples of the iron-based flocculant include ferrous sulfate, ferric chloride, polyferric sulfate and the like.
前脱水処理設備５で分離された分離液は、生物処理を行う生物処理槽６に導入される。
The separation liquid separated by the
生物処理槽６は、有機物の分解と、脱窒を行う。このため図示のように、前段に嫌気槽６０を配置し、後段に好気槽６１を配置することが好ましい。
The biological treatment tank 6 decomposes organic substances and denitrifies them. Therefore, as shown in the figure, it is preferable to arrange the
嫌気槽６０で脱窒を行い、好気槽６１で有機物の分解を行う。生物処理後の処理水は、例えば、河川放流あるいは下水放流することができる。
Denitrification is performed in the
以上の説明では、メタン発酵槽３内のスラリーにＦｅ、Ｎｉ及びＣｏを添加する場合について示したが、添加位置はこれに限定されない。添加位置は、例えばメタン発酵槽３の上流の何れかの位置から選択できる。即ち、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加は、メタン発酵槽３に導入されるスラリーに対して行われてもよい。 In the above description, the case where Fe, Ni and Co are added to the slurry in the methane fermentation tank 3 has been shown, but the addition position is not limited to this. The addition position can be selected from, for example, any position upstream of the methane fermentation tank 3. That is, the addition of Fe, Ni and Co may be performed on the slurry introduced into the methane fermentation tank 3.
Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏを添加する添加ラインは、必ずしもＦｅ、Ｎｉ及びＣｏを個別に添加するものである必要はない。上述したように、生ごみ中のＦｅ、Ｎｉ及びＣｏ濃度は変動が少なく、通常は検出下限未満（０．０５ｍｇ／Ｌ未満）である。そのため、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの各添加率を満たすための各添加量を固定することができる。この場合、例えば、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏを混合して一つのタンクに入れておき、該タンクからＦｅ、Ｎｉ及びＣｏを一括して添加するようにしてもよい。 The addition line for adding Fe, Ni and Co does not necessarily have to add Fe, Ni and Co individually. As described above, the concentrations of Fe, Ni and Co in the swill have little fluctuation and are usually below the lower limit of detection (less than 0.05 mg / L). Therefore, each addition amount for satisfying each addition rate of Fe, Ni and Co can be fixed. In this case, for example, Fe, Ni and Co may be mixed and placed in one tank, and Fe, Ni and Co may be added all at once from the tank.
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はかかる実施例により限定されない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to such examples.
（実施例１）
図１に示したものと同様の処理システムを用いて生ごみを処理した。
(Example 1)
Swill was treated using a treatment system similar to that shown in FIG.
運転（処理）開始後、９週目にメタン発酵槽３内のスラリーへのＦｅ（塩化物）の添加を開始した。
更に、１１週目にＮｉ及びＣｏ（何れも塩化物）の添加を開始した。
以降、Ｆｅ添加率が７６０（ｍｇ／ｋｇ－ＶＳ）、Ｎｉ添加率が７．９（ｍｇ／ｋｇ－ＶＳ）、Ｃｏ添加率が８．０（ｍｇ／ｋｇ－ＶＳ）になるように、スラリーへのＦｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加を継続した。
9 weeks after the start of the operation (treatment), the addition of Fe (chloride) to the slurry in the methane fermenter 3 was started.
Furthermore, the addition of Ni and Co (both chlorides) was started at the 11th week.
After that, the slurry has an Fe addition rate of 760 (mg / kg-VS), a Ni addition rate of 7.9 (mg / kg-VS), and a Co addition rate of 8.0 (mg / kg-VS). The addition of Fe, Ni and Co to Fe, Ni and Co was continued.
図２にメタン発酵槽３における発酵状態の推移を示す。図２（ａ）はＶＳ容量負荷及びＶＦＡ濃度の推移を示すグラフ、図２（ｂ）はＶＦＡ濃度及びＣＯＤｃｒ（溶解性）の推移を示すグラフである。 FIG. 2 shows the transition of the fermentation state in the methane fermentation tank 3. FIG. 2A is a graph showing changes in VS capacity load and VFA concentration, and FIG. 2B is a graph showing changes in VFA concentration and CODcr (solubility).
＜試験結果＞
１．発酵状態
<Test results>
1. 1. Fermented state
（１）Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加前
図２に示すように、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加前は、発酵状態が不良であり、ＶＳ容量負荷を２．０（ｋｇ－ＶＳ／（ｍ３・日））未満という低い値に設定しているにもかかわらず、ＶＦＡは４０００ｍｇ／Ｌ以上と高水準で推移した。
また、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加前は、ＣＯＤｃｒも１５０００ｍｇ／Ｌ以上であり、投入有機物の分解が進まず、これ以上負荷を上げられない状況が続いた。
(1) Before addition of Fe, Ni and Co As shown in FIG. 2, before the addition of Fe, Ni and Co, the fermentation state was poor and the VS capacity load was 2.0 (kg-VS / (m 3 ). -Despite setting a low value of less than (day)), VFA remained at a high level of 4000 mg / L or more.
Further, before the addition of Fe, Ni and Co, the CODcr was also 15,000 mg / L or more, and the decomposition of the input organic matter did not proceed, and the situation where the load could not be increased any more continued.
（２）Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加後
図２に示すように、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加後は、ＶＳ容量負荷を１週間あたり０．５（ｋｇ－ＶＳ／（ｍ３・日））ずつ、上昇させることができた。
ＶＳ容量負荷が、４．１（ｋｇ－ＶＳ／（ｍ３・日））に到達したところで固定した。
これは、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加前の約２倍に相当する負荷である。このような高負荷条件でも、ＶＦＡは２０００ｍｇ／Ｌ以下という低い水準で安定した。
(2) After addition of Fe, Ni and Co As shown in FIG. 2, after addition of Fe, Ni and Co, the VS volume load is 0.5 (kg-VS / (m3 · day )) per week. I was able to raise it one by one.
The VS capacity load was fixed when it reached 4.1 (kg-VS / (m3 days )).
This is a load equivalent to about twice that before the addition of Fe, Ni and Co. Even under such high load conditions, VFA was stable at a low level of 2000 mg / L or less.
Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加前のバイオガス発生量は、７００［Ｎｍ３／ｋｇ－ＶＳ］でった。これに対して、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加後は８００［Ｎｍ３／ｋｇ－ＶＳ］であった。ここで、添加前、添加後のいずれの場合においても、バイオガス中のメタンガス濃度は、６０％であった。
また、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加前と添加後との対比で、添加後のＣＯＤｃｒは約３０～４０％減少した。
このように、本発明によれば、投入有機物の分解が進んだことで、バイオガス発生量も増加し、ＶＳ基準発生率で約１５％向上した。
The amount of biogas generated before the addition of Fe, Ni and Co was 700 [Nm 3 / kg-VS]. On the other hand, it was 800 [Nm 3 / kg-VS] after the addition of Fe, Ni and Co. Here, the methane gas concentration in the biogas was 60% before and after the addition.
In addition, the CODcr after the addition of Fe, Ni and Co decreased by about 30 to 40% in comparison with that before and after the addition.
As described above, according to the present invention, as the decomposition of the input organic matter progressed, the amount of biogas generated also increased, and the VS standard generation rate improved by about 15%.
以上の通り、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの添加によって、メタン発酵におけるＶＳ容量負荷を高く設定でき、更にメタン生成効率に優れることがわかる。これらの効果によって、発酵槽コストを大幅に削減できる。 As described above, it can be seen that by adding Fe, Ni and Co, the VS capacity load in methane fermentation can be set high, and the methane production efficiency is further excellent. Due to these effects, the cost of the fermenter can be significantly reduced.
１：スラリー調製装置
２：スラリータンク
３：メタン発酵槽
４：脱硫塔
５：前脱水処理設備
６：生物処理槽
1: Slurry preparation device 2: Slurry tank 3: Methane fermentation tank 4: Desulfurization tower 5: Pre-dehydration treatment equipment 6: Biological treatment tank
Claims (2)
前記スラリーに添加するＦｅ、Ｎｉ及びＣｏの少なくとも１種を添加可能な添加設備を備え、
前記添加設備から添加するＦｅの添加量、Ｎｉの添加量及びＣｏの添加量を、前記スラリー中のスラリーの強熱減量であるＶＳを基準にして決定された量であることを特徴とするメタン発酵処理システム。 In a methane fermentation treatment system equipped with a methane fermentation tank that introduces a slurry obtained by processing food waste and brings it into contact with methanogens to produce methane by methane fermentation treatment.
Equipped with an addition facility capable of adding at least one of Fe, Ni and Co to be added to the slurry.
The amount of Fe added from the addition equipment, the amount of Ni added, and the amount of Co added are determined based on VS, which is the ignition loss of the slurry in the slurry. Slurry processing system.
前記Ｆｅを添加する添加装置から前記スラリーに添加するＦｅの添加量が、２００～１５００（ｍｇ／ｋｇ－ＶＳ）であり、
前記Ｎｉを添加する添加装置から前記スラリーに添加するＮｉの添加量が、２．０～３０．０（ｍｇ／ｋｇ－ＶＳ）であり、
前記Ｃｏを添加する添加装置から前記スラリーに添加するＣｏの添加量が、２．０～３０．０（ｍｇ／ｋｇ－ＶＳ）である
ことを特徴とする請求項１記載のメタン発酵処理システム。 The addition equipment capable of adding Fe, Ni and Co comprises an addition device for adding Fe, an addition device for adding Ni and an addition device for adding Co.
The amount of Fe added to the slurry from the addition device for adding Fe is 200 to 1500 (mg / kg-VS).
The amount of Ni added to the slurry from the addition device for adding Ni is 2.0 to 30.0 (mg / kg-VS).
The methane fermentation treatment system according to claim 1, wherein the amount of Co added to the slurry from the addition device for adding Co is 2.0 to 30.0 (mg / kg-VS).
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