JPH0367757B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0367757B2 JPH0367757B2 JP58054475A JP5447583A JPH0367757B2 JP H0367757 B2 JPH0367757 B2 JP H0367757B2 JP 58054475 A JP58054475 A JP 58054475A JP 5447583 A JP5447583 A JP 5447583A JP H0367757 B2 JPH0367757 B2 JP H0367757B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow rate
- digestion
- input flow
- output
- input
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、下水汚泥等の原料を嫌気発酵させ
メタンガスを発生する嫌気性消化槽において、高
効率でかつ安定した発酵を行なうための制御装置
に関するものである。
メタンガスを発生する嫌気性消化槽において、高
効率でかつ安定した発酵を行なうための制御装置
に関するものである。
従来、この種の装置はなく、もつぱら施設運転
員の長年の経験や勘によつて投入流量が決定さ
れ、運転を行なうのが通常であつた。このため、
適切な消化状態が維持できないばかりか、場合に
よつては発生するメタンガスのみで消化槽の加温
が出来なくなり、重油等の補助燃料を必要とする
とか、原料中の有機物の分解が不十分であるとか
あるいは、後段の消化後原料の処理に必要な薬品
量が非常に多くなるという欠点があつた。
員の長年の経験や勘によつて投入流量が決定さ
れ、運転を行なうのが通常であつた。このため、
適切な消化状態が維持できないばかりか、場合に
よつては発生するメタンガスのみで消化槽の加温
が出来なくなり、重油等の補助燃料を必要とする
とか、原料中の有機物の分解が不十分であるとか
あるいは、後段の消化後原料の処理に必要な薬品
量が非常に多くなるという欠点があつた。
この発明は、上記のような従来の運転方法は欠
点を除去するためになされたもので、原料の温
度、有機物濃度、消化温度および大気温度を用い
て、消化槽の熱収支、消化効率および薬注脱水費
用を考慮して、プラント全体の効率の良い運用を
行なうための最適な投入流量ならびに消化温度を
演算し、この演算値に基づいて投入流量ならびに
消化温度を調節することにより、消化槽の運用に
おいて省エネルギが図れ、かつ、良好な消化状態
を安定して維持できる制御装置を提供することを
目的としている。
点を除去するためになされたもので、原料の温
度、有機物濃度、消化温度および大気温度を用い
て、消化槽の熱収支、消化効率および薬注脱水費
用を考慮して、プラント全体の効率の良い運用を
行なうための最適な投入流量ならびに消化温度を
演算し、この演算値に基づいて投入流量ならびに
消化温度を調節することにより、消化槽の運用に
おいて省エネルギが図れ、かつ、良好な消化状態
を安定して維持できる制御装置を提供することを
目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図はこの発明の一実施例である。第１図
において、１は消化槽であり、原料は投入管路２
を通つて消化槽１に投入される。消化槽１で消化
された消化後原料は抽出管路３を通つて後段の薬
注脱水プロセスへ送られる（図中、薬注脱水プロ
セスは省略する）。４は発生するメタンガスを抜
出する配管であり、このガスは消化槽加温用燃料
となる。５は消化槽内の原料を加温装置６に導く
ための管路であり、７は原料輸送を行なうポンプ
である。８は投入管路２に備えつけられた投入原
料の温度計、９は投入管２に備えつけられた投入
原料有機物濃度係、１０は消化槽１に備えつけら
れ消化槽内温度計、１１は大気温度計である。１
２は演算器であり、先の温度計８，１１ならびに
有機物濃度計９の出力信号が入力として接続され
ている。１３は主動設定器であり、この出力は演
算器１２の入力として接続されている。１４は投
入流量制御回路であり、演算器１２の出力ならび
に投入管路２に備えつけられた投入流量計１５の
出力信号が、入力として接続されている。投入流
量制御回路１４の出力は、投入管路２に備えつけ
られた投入ポンプ１６に接続されている。
る。第１図はこの発明の一実施例である。第１図
において、１は消化槽であり、原料は投入管路２
を通つて消化槽１に投入される。消化槽１で消化
された消化後原料は抽出管路３を通つて後段の薬
注脱水プロセスへ送られる（図中、薬注脱水プロ
セスは省略する）。４は発生するメタンガスを抜
出する配管であり、このガスは消化槽加温用燃料
となる。５は消化槽内の原料を加温装置６に導く
ための管路であり、７は原料輸送を行なうポンプ
である。８は投入管路２に備えつけられた投入原
料の温度計、９は投入管２に備えつけられた投入
原料有機物濃度係、１０は消化槽１に備えつけら
れ消化槽内温度計、１１は大気温度計である。１
２は演算器であり、先の温度計８，１１ならびに
有機物濃度計９の出力信号が入力として接続され
ている。１３は主動設定器であり、この出力は演
算器１２の入力として接続されている。１４は投
入流量制御回路であり、演算器１２の出力ならび
に投入管路２に備えつけられた投入流量計１５の
出力信号が、入力として接続されている。投入流
量制御回路１４の出力は、投入管路２に備えつけ
られた投入ポンプ１６に接続されている。
また、演算器１２の出力は、温度計１０の出力
とともに、消化槽の加温装置６に制定値入力とし
て接続されている。
とともに、消化槽の加温装置６に制定値入力とし
て接続されている。
第２図および第３図は、この発明の他の実施例
である。第２図は消化ガスの状態を検知する手段
として消化ガス流量計を用いた場合であり、１７
は消化ガス引抜配管４に備えつけられた消化ガス
流量計である。１８は投入流量調節計、１９は手
動設定器である。消化ガス流量計１７および手動
設定器１９の出力は、演算器１２の出力とともに
調節計１８の入力とし接続されており、調節計１
８の出力は、投入流量制御回路１４に入力として
接続されている。
である。第２図は消化ガスの状態を検知する手段
として消化ガス流量計を用いた場合であり、１７
は消化ガス引抜配管４に備えつけられた消化ガス
流量計である。１８は投入流量調節計、１９は手
動設定器である。消化ガス流量計１７および手動
設定器１９の出力は、演算器１２の出力とともに
調節計１８の入力とし接続されており、調節計１
８の出力は、投入流量制御回路１４に入力として
接続されている。
第３図は消化状態を検知する手段としてPH計を
用いた場合であり、２０は消化槽１内に備えつけ
られたPH計である。PH計２０の出力は調節計１８
に入力として接続されている。
用いた場合であり、２０は消化槽１内に備えつけ
られたPH計である。PH計２０の出力は調節計１８
に入力として接続されている。
第４図、第５図、第６図はこの発明の他の実施
例である。これらはいずれも投入原料の性状を検
知する手段として、投入原料有機物濃度計を用い
た場合である。第４図において、２１は演算器で
あり、投入原料有機物濃度計９の出力信号が、手
動設定器２２の出力、演算器１２の出力とともに
入力として接続されている。演算器２１の出力
は、投入流量制御回路１４に入力として接続され
ている。第５図、第６図において演算器２１に
は、投入原料有機物濃度計９、手動設定器２２、
調節計１８の出力が入力として接続され、演算器
２１の出力は、投入流量制御回路１４に入力とし
て接続されている。
例である。これらはいずれも投入原料の性状を検
知する手段として、投入原料有機物濃度計を用い
た場合である。第４図において、２１は演算器で
あり、投入原料有機物濃度計９の出力信号が、手
動設定器２２の出力、演算器１２の出力とともに
入力として接続されている。演算器２１の出力
は、投入流量制御回路１４に入力として接続され
ている。第５図、第６図において演算器２１に
は、投入原料有機物濃度計９、手動設定器２２、
調節計１８の出力が入力として接続され、演算器
２１の出力は、投入流量制御回路１４に入力とし
て接続されている。
つぎに動作について説明する。
第１図において、消化槽の熱収支、消化効率な
らびに薬注脱水費用の面から総合的にみて最適な
投入流量は温度計８，１１および投入原料有機物
濃度計９の出力信号を用いて、演算器１２におい
て演算される。
らびに薬注脱水費用の面から総合的にみて最適な
投入流量は温度計８，１１および投入原料有機物
濃度計９の出力信号を用いて、演算器１２におい
て演算される。
この演算内容を以下に示す。
発生する消化ガスを燃料として、投入原料を加
温するとし、発生消化ガスによる回収エネルギ費
用をHm〔円／日〕、投入原料の加温に必要な投入
原料加温費用をHn〔円／日〕、放散熱量分をHe
〔円／日〕とすると余剰回収エネルギ費用Hr
〔円／日〕は、次式によつて求められる。
温するとし、発生消化ガスによる回収エネルギ費
用をHm〔円／日〕、投入原料の加温に必要な投入
原料加温費用をHn〔円／日〕、放散熱量分をHe
〔円／日〕とすると余剰回収エネルギ費用Hr
〔円／日〕は、次式によつて求められる。
Hr＝Hm−Hn−He (1)
ただし
Hm＝Ｑ（Lin−Lout）γ×YG/L×Ｃmg×η (2)
Hn＝Ｑ（θout−θin）Cp×1000×Ｃmg (3)
He＝Ｋ（θout−θa）・Ｃmg (4)
とする。
ここで諸変数はつぎの通りとする。
Ｑ；投入流量〔m3／日〕
Ｋ；放散係数〔kcal／℃〕
θa；大気温度（℃）
Lin；投入原料有機物濃度〔Kg／Kg〕
Lout；消化後有機物濃度〔Kg／Kg〕
γ；メタンガス含有率〔％〕
YG/L；有機物除去量に対する消化ガスの収率〔Ｎ
m3／ｔ有機物除去量〕 Ｃmg；メタンガス単価〔Ｎm3／円〕 Cp；比熱〔kcal／℃・ｔ〕 η；ボイラ効率〔％〕 θout；消化槽温度〔℃〕 θin；投入原料温度〔℃〕 発明者等は、下水汚泥を原料とする消化槽にお
いて、消化反応を示すモデル式ならびにモデルパ
ラメータを同定し、このモデル式の精度が実用上
ほとんど問題ないものであることを確認した。
m3／ｔ有機物除去量〕 Ｃmg；メタンガス単価〔Ｎm3／円〕 Cp；比熱〔kcal／℃・ｔ〕 η；ボイラ効率〔％〕 θout；消化槽温度〔℃〕 θin；投入原料温度〔℃〕 発明者等は、下水汚泥を原料とする消化槽にお
いて、消化反応を示すモデル式ならびにモデルパ
ラメータを同定し、このモデル式の精度が実用上
ほとんど問題ないものであることを確認した。
この同定したモデル式を第７図に、モデルパラ
メータ値を第１表に示す。また、第２表に第７図
中の記号説明を示す。つぎに、計算機シミユレー
シヨンによつてモデル精度を確認した結果を第８
図および第３表に示す。このモデル式を用いれば
消化原料の有機物濃度は次式で算定できる。
メータ値を第１表に示す。また、第２表に第７図
中の記号説明を示す。つぎに、計算機シミユレー
シヨンによつてモデル精度を確認した結果を第８
図および第３表に示す。このモデル式を用いれば
消化原料の有機物濃度は次式で算定できる。
Lout＝１／λ・Ｑ／Ｖ＋Lo (5)
ここで
Ｖ：消化槽容積〔m3〕
λ：増殖係数〔Kg／Kg／day〕（＝１／YS/L・Ｋ）
Lo：除去不能有機物濃度〔Kg／Kg〕
とする。
また、増殖係数λと、消化温度の関係は次のよ
うに表わされる。
うに表わされる。
すなわち、FainとMooreによれば、最終gas発
生量の90％のガス発生を行なうための消化温度と
消化時間の関係は第９図の如く示される。同図に
示すように、消化温度と消化時間の関係は40℃以
上と以下では、それぞれ異なる２つの２次曲線で
近似できる。
生量の90％のガス発生を行なうための消化温度と
消化時間の関係は第９図の如く示される。同図に
示すように、消化温度と消化時間の関係は40℃以
上と以下では、それぞれ異なる２つの２次曲線で
近似できる。
ガス発生量は、投入原料が分解し生成するもの
であるから、90％のガス発生を得ることと、(5)式
において等しいLoutを得ることは同じ意味であ
る。
であるから、90％のガス発生を得ることと、(5)式
において等しいLoutを得ることは同じ意味であ
る。
このことから、増殖係数λは次のように消化温
度の関数として示される。
度の関数として示される。
λt＝λT・１／a1θout2＋a2θout＋a3 (6)
ここで
λt；消化温度θoutがｔ℃の時の増殖係数
λT；消化温度θoutがＴ℃の時の増殖係数
a1，a2，a3；第１０図よりの回帰係数
ただしθout＝Ｔ℃の時a1θout2＋a2θout＋a3＝１
(5)、(6)式より Hm＝Ｑ（Lin−Lo−１／λt・Ｑ／Ｖ）γ・YG/L・Ｃmg・ η (7) となる。
(5)、(6)式より Hm＝Ｑ（Lin−Lo−１／λt・Ｑ／Ｖ）γ・YG/L・Ｃmg・ η (7) となる。
したがつて、投入原料の流量、有機物濃度、温
度および消化槽温度が既知であれば、Hm、Hn、
HeおよびHrが容易に計算できる。
度および消化槽温度が既知であれば、Hm、Hn、
HeおよびHrが容易に計算できる。
つぎに、薬注脱水費用（薬品量）については、
発明者等は下水汚泥を消化処理したものを、塩化
第２鉄および消石灰を用いて薬注し、薬注汚泥性
状およびこれを脱水処理した後の脱水汚泥性状に
ついて調査したところ、実際の運転に用いる消化
日数の範囲では、消化日数に依らず、消化汚泥の
乾燥重量当り塩化第二鉄（FeCl3）10％、消石灰
（Ca（OH）2）50％の注入率で良好な薬注汚泥性状
ならびに脱水汚泥性状が得られることを見い出し
た。すなわち、第１０図に示すように、消化日数
は調査期間中６〜23日程度変化しているにもかか
わらず（第１図）、塩化第２鉄注入率は10％、消
石灰注入率は50％でほぼ一定である（第２、第３
図）。また、薬注汚泥CST（Capillary Suction
Time；毛細吸引時間、脱水性の指標、小さい程
脱水性が良い）は10秒程度で安定しており、かつ
良好な値を示している（第４図）。さらに脱水汚
泥性状（汚泥含水率）も80％でほぼ一定である
（第５図）。
発明者等は下水汚泥を消化処理したものを、塩化
第２鉄および消石灰を用いて薬注し、薬注汚泥性
状およびこれを脱水処理した後の脱水汚泥性状に
ついて調査したところ、実際の運転に用いる消化
日数の範囲では、消化日数に依らず、消化汚泥の
乾燥重量当り塩化第二鉄（FeCl3）10％、消石灰
（Ca（OH）2）50％の注入率で良好な薬注汚泥性状
ならびに脱水汚泥性状が得られることを見い出し
た。すなわち、第１０図に示すように、消化日数
は調査期間中６〜23日程度変化しているにもかか
わらず（第１図）、塩化第２鉄注入率は10％、消
石灰注入率は50％でほぼ一定である（第２、第３
図）。また、薬注汚泥CST（Capillary Suction
Time；毛細吸引時間、脱水性の指標、小さい程
脱水性が良い）は10秒程度で安定しており、かつ
良好な値を示している（第４図）。さらに脱水汚
泥性状（汚泥含水率）も80％でほぼ一定である
（第５図）。
したがつて、良好な薬注脱水処理を行なうため
に必要な薬品費用Ａは次式で示される。
に必要な薬品費用Ａは次式で示される。
Ａ＝Ｃ・Ｑ・Lout (7)
ここで
ａ；塩化第２鉄の単価（円／ｔ）
ｂ；消石灰 〃 （円／ｔ）
Ｃ＝ａ・0.1＋ｂ・0.5
さらに(7)式は次式となる。
Ａ＝Ｃ・Ｑ・（１／λt・Ｑ／Ｖ＋Lo）(8)
消化効率の面で最適とは、有機物除去量最大す
なわち消化ガスによる回収エネルギ費用最大を意
味する。
なわち消化ガスによる回収エネルギ費用最大を意
味する。
一方熱効率の面で最適とは、消化ガスによる回
収エネルギ費用から投入原料加温費用、放散熱量
分をさし引いた残りの費用すなわち余剰回収エネ
ルギ費用最大を意味する。
収エネルギ費用から投入原料加温費用、放散熱量
分をさし引いた残りの費用すなわち余剰回収エネ
ルギ費用最大を意味する。
さらに、薬注脱水の面で最適とは、薬注脱水費
用の最小を意味する。したがつて、消化効率、熱
効率および薬注脱水費用の面を考慮した評価関数
Ｊは次式で示される。
用の最小を意味する。したがつて、消化効率、熱
効率および薬注脱水費用の面を考慮した評価関数
Ｊは次式で示される。
Ｊ＝ω1Hm＋ω2Hr−（１−ω1−ω2）・Ａ・ (9)
ここでω1、ω2は重み係数、Ｂはメタンガスの
単価（円／Ｎm3）である。例えば、ω1＝１、ω2
＝０のとき消化ガスの有効熱量最大すなわち消化
効率最大となり、ω1＝０、ω2＝１のとき余剰熱
量最大となり熱効率最大となる。また、ω1＝ω2
＝０のとき薬注脱水費用最大となる。2J／2Q＝
０、2J／2〓put＝０の連立方程式をＱ、θout解くこ
とにより、最適投入流量Q*ならびに最適消化温
度θout*が決定する。この演算は演算器１２にお
いて演算されるが、投入原料有機物濃度（Lin）
は、有機物濃度計９の出力として得られ、大気温
度（θa）、投入原料温度（θin）はそれぞれ温度計
１１，８の出力として得られる。モデル式パラメ
ータ、物理定数ならびに重み係数、Lo、λ、ｔ、
Ka、Yg／L、Ｃmg、η、Cp、Ｂ、Ｃ、ω1、ω2、
a1、a2、a3は手動設定器１３で設定され、この出
力として得られる。最適投入流量Q*は演算器１
２の出力として得られ、投入流量制御回路１４の
設定値入力となり、投入流量を投入ポンプ１６を
起動停止させることによつて調節する。最適消化
温度θout*は、演算器１２の出力として得られ消
化槽加温装置６の設定値入力となる。消化槽加温
装置６では、消化槽内温度計１０の出力が演算器
１２の出力となるよう、消化温度の調節を行な
う。
単価（円／Ｎm3）である。例えば、ω1＝１、ω2
＝０のとき消化ガスの有効熱量最大すなわち消化
効率最大となり、ω1＝０、ω2＝１のとき余剰熱
量最大となり熱効率最大となる。また、ω1＝ω2
＝０のとき薬注脱水費用最大となる。2J／2Q＝
０、2J／2〓put＝０の連立方程式をＱ、θout解くこ
とにより、最適投入流量Q*ならびに最適消化温
度θout*が決定する。この演算は演算器１２にお
いて演算されるが、投入原料有機物濃度（Lin）
は、有機物濃度計９の出力として得られ、大気温
度（θa）、投入原料温度（θin）はそれぞれ温度計
１１，８の出力として得られる。モデル式パラメ
ータ、物理定数ならびに重み係数、Lo、λ、ｔ、
Ka、Yg／L、Ｃmg、η、Cp、Ｂ、Ｃ、ω1、ω2、
a1、a2、a3は手動設定器１３で設定され、この出
力として得られる。最適投入流量Q*は演算器１
２の出力として得られ、投入流量制御回路１４の
設定値入力となり、投入流量を投入ポンプ１６を
起動停止させることによつて調節する。最適消化
温度θout*は、演算器１２の出力として得られ消
化槽加温装置６の設定値入力となる。消化槽加温
装置６では、消化槽内温度計１０の出力が演算器
１２の出力となるよう、消化温度の調節を行な
う。
第２図において、消化ガス量の安定化は、消化
ガス量と予め定められた消化ガス量との差に応じ
て、演算器１２の出力として得られる最適投入流
量Q*を調節することによつて達成される。
ガス量と予め定められた消化ガス量との差に応じ
て、演算器１２の出力として得られる最適投入流
量Q*を調節することによつて達成される。
Q**＝Q*＋G1（Gas−Cas*） (10)
ここでQ**は、修正最適投入流量、Gasは発生
消化ガス量、Gas*は予め定められた消化ガス量、
G1は調節計１８のゲインである。
消化ガス量、Gas*は予め定められた消化ガス量、
G1は調節計１８のゲインである。
最適投入流量Q*は演算器１２の出力として得
られ、発生消化ガス量Gasは消化ガス流量計１７
の出力として得られる。また予め定められた消化
ガス量Gas*は、手動設定器１９で設定され、こ
の出力として得られる。(10)式の演算は、調節計１
８において行なわれ、修正最適投入流量Q*は調
節計１８の出力として得られ、投入流量制御回路
１４の設定値入力となる。
られ、発生消化ガス量Gasは消化ガス流量計１７
の出力として得られる。また予め定められた消化
ガス量Gas*は、手動設定器１９で設定され、こ
の出力として得られる。(10)式の演算は、調節計１
８において行なわれ、修正最適投入流量Q*は調
節計１８の出力として得られ、投入流量制御回路
１４の設定値入力となる。
第３図において消化状態の安定化は、消化槽内
PHと予め定められたPH値との差に応じて、演算器
１２の出力として得られる最適投入流量Q*を調
節することによつて達成される。
PHと予め定められたPH値との差に応じて、演算器
１２の出力として得られる最適投入流量Q*を調
節することによつて達成される。
Q**＝Q*＋G2（PH−PH*） （11）
ここでPHは消化槽内PH、PH*は予め定められた
PH値、G2は調節計１８のゲインである。最適投
入流量Q*は、演算器１２の出力として得られ、
消化槽内PH（PH）は消化槽内PH計２０の出力とし
て得られる。また、予め定められたPH値（PH*は
手動設定値１９の出力として得られる。（11）式
の演算は、調節計１８において行なわれ、修正最
適投入流量Q**は、調節計１８の出力として得ら
れ、投入流量制御回路１４の設定値入力となる。
PH値、G2は調節計１８のゲインである。最適投
入流量Q*は、演算器１２の出力として得られ、
消化槽内PH（PH）は消化槽内PH計２０の出力とし
て得られる。また、予め定められたPH値（PH*は
手動設定値１９の出力として得られる。（11）式
の演算は、調節計１８において行なわれ、修正最
適投入流量Q**は、調節計１８の出力として得ら
れ、投入流量制御回路１４の設定値入力となる。
第４図、第５図、第６図において、投入流量の
修正は、投入原料有機物濃度と予め定められた投
入原料有機物濃度との差に応じて、演算器１２の
出力として得られる投入流量Q*（第４図の場合）
あるいは調節計１８の出力として得られる投入流
量Q**（第５，６の場合）を調節することによつ
て達成される。
修正は、投入原料有機物濃度と予め定められた投
入原料有機物濃度との差に応じて、演算器１２の
出力として得られる投入流量Q*（第４図の場合）
あるいは調節計１８の出力として得られる投入流
量Q**（第５，６の場合）を調節することによつ
て達成される。
第４図の場合
Q***＝Q*＋G3（Lin−Lin*） （12）
第５，６図の場合
Q***＝Q**＋G4（Lin−Lin*） （13）
ここでQ***は、修正最適投入流量であり、G3、
G4は演算器２１のゲイン、Lin*は予め定められ
た投入原料有機物濃度である。
G4は演算器２１のゲイン、Lin*は予め定められ
た投入原料有機物濃度である。
（12）式において（第４図）、投入流量Q*は演
算器（12）の出力として得られ、投入原料有機物
濃度Linは、有機物濃度計９の出力として得られ
る。また予め定められた投入原料有機物濃度
Lin*は、手動設定器２２で設定され、この出力
として得られる。
算器（12）の出力として得られ、投入原料有機物
濃度Linは、有機物濃度計９の出力として得られ
る。また予め定められた投入原料有機物濃度
Lin*は、手動設定器２２で設定され、この出力
として得られる。
（12）式の演算は、演算器２１において行なわ
れ、修正最適投入流量Q***は、演算器２１の出
力として得られ、投入流量制御回路１４の設定値
入力となる。
れ、修正最適投入流量Q***は、演算器２１の出
力として得られ、投入流量制御回路１４の設定値
入力となる。
（13）式において（第５図、６図）、投入流量
Q**は、調節計１８の出力として得られる。（13）
式の演算は演算器２１で行なわれる。
Q**は、調節計１８の出力として得られる。（13）
式の演算は演算器２１で行なわれる。
なお、上記実施例では、制御回路を時間連続の
アナログ式で構成したが、時間不連続（サンプリ
ング式）のアナログ式あるいはデイジタル式の回
路で構成してもよい。
アナログ式で構成したが、時間不連続（サンプリ
ング式）のアナログ式あるいはデイジタル式の回
路で構成してもよい。
また、有機物濃度計、ガス流量計、PH計の代わ
りに、アルカリ度計、有機酸濃度計、ガス成分計
などを用いても同等の効果を奏する。
りに、アルカリ度計、有機酸濃度計、ガス成分計
などを用いても同等の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば、原料の温
度、同有機物濃度および消化槽内温度、大気温度
といつた比較例計測容易なものを用いて、消化槽
の熱収支、消化効率、薬注脱水費用の面から総合
的にみて、最も効率のよい投入流量を演算し、こ
の演算値あるいは、この演算値に消化プロセスの
安定化を図るために消化ガスあるいは消化槽内の
発酵状態をフイードバツクした値あるいは、これ
らに投入原料の性状をフイードフオーワード項と
して付け加えた値に基づいて、投入流量を調節す
るようにしたので、消化槽の運用において省エネ
ルギ化が実現でき、かつ良好な消化状態が安定し
て維持できるという極めて優れた効果がある。
度、同有機物濃度および消化槽内温度、大気温度
といつた比較例計測容易なものを用いて、消化槽
の熱収支、消化効率、薬注脱水費用の面から総合
的にみて、最も効率のよい投入流量を演算し、こ
の演算値あるいは、この演算値に消化プロセスの
安定化を図るために消化ガスあるいは消化槽内の
発酵状態をフイードバツクした値あるいは、これ
らに投入原料の性状をフイードフオーワード項と
して付け加えた値に基づいて、投入流量を調節す
るようにしたので、消化槽の運用において省エネ
ルギ化が実現でき、かつ良好な消化状態が安定し
て維持できるという極めて優れた効果がある。
第１図は本発明の一実施例による嫌気性消化槽
制御装置を示すブロツク図、第２図〜第６図は本
発明の他の実施例による嫌気性消化槽制御装置を
示すブロツク図、第７図は消化プロセスモデルを
示す図、第８図は実測値とモデルを用いて計算機
シミユレーシヨンを行なつた計算値との比較結果
を示す図、第９図は消化温度と消化日数の関係を
示す特性図、第１０図は消化日数と塩化第２鉄な
らびに消石灰注入率、薬注後の汚泥性状、脱水汚
泥性状の調査結果を示す時系列図である。 図中、１……消化槽、２……投入管路、３……
抽出管路、４……消化ガス引抜配管、５……消化
槽内の原料を加温装置に導くための管路、６……
消化槽加温装置、７……ポンプ、８……投入原料
温度計、９……投入原料有機物濃度計、１０……
消化槽内温度計、１１……大気温度計、１２……
演算器、１３……手動設定器、１４……投入流量
制御回路、１５……投入流量計、１６……投入ポ
ンプ、１７……消化ガス流量計、１８……調節
計、１９……手動設定器、２０……消化槽内PH
計、２１……演算器、２２……手動設定器、な
お、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
制御装置を示すブロツク図、第２図〜第６図は本
発明の他の実施例による嫌気性消化槽制御装置を
示すブロツク図、第７図は消化プロセスモデルを
示す図、第８図は実測値とモデルを用いて計算機
シミユレーシヨンを行なつた計算値との比較結果
を示す図、第９図は消化温度と消化日数の関係を
示す特性図、第１０図は消化日数と塩化第２鉄な
らびに消石灰注入率、薬注後の汚泥性状、脱水汚
泥性状の調査結果を示す時系列図である。 図中、１……消化槽、２……投入管路、３……
抽出管路、４……消化ガス引抜配管、５……消化
槽内の原料を加温装置に導くための管路、６……
消化槽加温装置、７……ポンプ、８……投入原料
温度計、９……投入原料有機物濃度計、１０……
消化槽内温度計、１１……大気温度計、１２……
演算器、１３……手動設定器、１４……投入流量
制御回路、１５……投入流量計、１６……投入ポ
ンプ、１７……消化ガス流量計、１８……調節
計、１９……手動設定器、２０……消化槽内PH
計、２１……演算器、２２……手動設定器、な
お、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【表】
【表】
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下水汚泥等の原料を、連続あるいは間欠的に
投入し、嫌気発酵させ、メタンガスを発生する嫌
気性消化槽において、原料の温度、有機物濃度に
応じた値を測定する手段、消化槽内温度、大気温
度を測定する手段を有し、これらの測定値と予め
定められた消化槽の熱収支、消化効率あるいはこ
れらと薬注脱水費用を考慮した演算式に基づいて
投入流量ならびに消化温度を演算する演算器、こ
の出力である投入流量演算値ならびに消化温度演
算値になるようそれぞれ投入流量を調節する装置
および消化温度を調節する装置を備えたことを特
徴とする嫌気性消化槽制御装置。 ２ 発生する消化ガスあるいは消化槽内の原料の
発酵状態を測定する手段を有し、これらの測定値
と予め定められた値との差に応じて出力を発生す
る調節計を備え、この出力と演算器の出力である
投入流量演算値の和を投入流量演算値として、投
入流量を調節するようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の嫌気性消化槽制御装
置。 ３ 投入原料の性状を測定する手段を有し、この
測定値と予め定められた基準値との差に応じて出
力を発生する調節計を備え、この出力と演算器の
出力である投入流量演算値の和、あるいは演算器
の出力と調節計出力との和である投入流量演算値
との総和を投入流量演算値として、投入流量を調
節するようにしたことを特徴とする特許請求範囲
第１項また第２項記載の嫌気性消化槽制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58054475A JPS59179198A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 嫌気性消化槽制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58054475A JPS59179198A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 嫌気性消化槽制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59179198A JPS59179198A (ja) | 1984-10-11 |
| JPH0367757B2 true JPH0367757B2 (ja) | 1991-10-24 |
Family
ID=12971691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58054475A Granted JPS59179198A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 嫌気性消化槽制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59179198A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH024499A (ja) * | 1988-06-21 | 1990-01-09 | Akua Runesansu Gijutsu Kenkyu Kumiai | メタン製造装置の制御装置 |
| JPH024498A (ja) * | 1988-06-21 | 1990-01-09 | Akua Runesansu Gijutsu Kenkyu Kumiai | メタン製造装置の制御装置 |
| JP2618261B2 (ja) * | 1988-09-09 | 1997-06-11 | 新日本製鐵株式会社 | フラックス入リワイヤの製造方法 |
-
1983
- 1983-03-30 JP JP58054475A patent/JPS59179198A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59179198A (ja) | 1984-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Buchanan et al. | Thermodynamics of struvite formation | |
| Vergote et al. | Monitoring methane and nitrous oxide emissions from digestate storage following manure mono-digestion | |
| US20120064506A1 (en) | Optimized biogas (biomethane) production from anaerobic reactors | |
| JPH0367757B2 (ja) | ||
| Kim et al. | Novel ammonia recovery from anaerobic digestion by integrating biogas stripping and gypsum absorption | |
| JPH06509718A (ja) | 有機材料のメタン発酵を管理するための方法および施設構成設備 | |
| CN101230358B (zh) | 甲烷发酵处理方法 | |
| JPS6031898A (ja) | 消化槽制御装置 | |
| Kishimoto et al. | Simulation of an aerobic composting of activated sludge using a statistical procedure | |
| JP6829956B2 (ja) | 嫌気処理方法及び嫌気処理設備 | |
| JPH11253148A (ja) | メタン発酵における負荷推定装置及び負荷推定方法 | |
| CN108334118B (zh) | 一种乙醇胺装置中高压吸收塔出口氨水浓度控制系统及控制方法 | |
| Camarillo et al. | Impact of co-digestion on existing salt and nutrient mass balances for a full-scale dairy energy project | |
| CN2843606Y (zh) | 一种化学反应恒温的装置 | |
| Anderson et al. | Research and application of anaerobic processes | |
| Vargas-Morales et al. | A VFA-based controller for anaerobic digestion of industrial winery wastewater | |
| JPH11253149A (ja) | メタン発酵制御装置及びその制御方法 | |
| JPS60183098A (ja) | 嫌気性消化プロセスの制御装置 | |
| CN115629625B (zh) | 一种净水控制方法、装置、设备及存储介质 | |
| JPS59154199A (ja) | 活性汚泥消化工程の制御方法 | |
| JP7568517B2 (ja) | シミュレーション方法 | |
| JP2000263095A (ja) | 消化率測定方法及びその装置 | |
| JPH0479719B2 (ja) | ||
| Hill et al. | Continuously expanding digestor performance using a swine waste substrate | |
| JPS5973099A (ja) | 嫌気性消化設備の温度制御装置 |