JPH07328387A - 嫌気性処理装置からの排出ガスの処理方法 - Google Patents
嫌気性処理装置からの排出ガスの処理方法Info
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- JPH07328387A JPH07328387A JP13310294A JP13310294A JPH07328387A JP H07328387 A JPH07328387 A JP H07328387A JP 13310294 A JP13310294 A JP 13310294A JP 13310294 A JP13310294 A JP 13310294A JP H07328387 A JPH07328387 A JP H07328387A
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- 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
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- 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
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- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
有排ガスを安定かつ効率的に、しかも安全に、低コスト
にて処理する。 【構成】 嫌気性処理装置からの排出ガスに酸素含有ガ
スを混合後、加熱条件下に金属を担持した触媒と接触さ
せる。 【効果】 メタンガスは金属触媒により容易に触媒燃焼
が可能である。触媒燃焼であれば、空燃比の調整、着火
用のLPGが不要で安全に処理できる。また、メンテナ
ンスが容易で装置寿命も長い。
Description
出ガスの処理方法に係り、特に、嫌気性処理装置から排
出されるメタンガス含有排ガスを触媒燃焼により工業的
に有利に処理する方法に関する。
式等の高負荷嫌気性排水処理装置から発生するメタンガ
スを含有する排ガスは、主としてボイラーなどの燃料と
して用いられているが、ボイラーを使用しない場合や、
点検時に排出される排ガスの処分用として、余剰ガス燃
焼塔が嫌気性処理装置に併設されている場合がある。
時的であっても大量のメタンガスを放散させるのは、地
球環境上好ましくないという判断によるもので(因み
に、メタンガスは炭酸ガスの20倍の温室効果があると
されている。)、こうした動きは大規模な処理施設だけ
でなく、主に大気放散処分を行っている小規模な処理施
設においても今後普及してゆくものと予想される。
び外燃式などの型式のものがあるが、いずれも購入機器
単品としてはかなり高額のもので、ボイラーに匹敵する
価格である。また、小規模装置のためガスを有効利用せ
ずに燃焼処分する場合でも、燃焼塔だけでなく機能上ガ
スホルダーも必要となる。即ち、燃焼とは、空気中で物
質が酸化されて焔を生じる化学変化を示し、燃料固有の
燃焼濃度範囲と燃焼開始温度を満たす条件を設定するこ
とが重要である。現在の燃焼塔はいずれも火炎燃焼法で
あり、空燃比をある範囲に維持する必要があるため、ガ
スホルダーを使用して調整している。
びガスホルダーを必須とする余剰ガス燃焼塔を設けるこ
とは、そのためのコストが設備全体の設置コストに占め
る割合がかなり大きいものとなることから、工業的に有
利なことではない。
は、着火用のLPGが必要であり、そのためのコストも
かさむ。その上、火炎燃焼では、低温領域においては未
反応生成物が残留し、高温領域においては空気中のN2
が酸化されてサーマルNOxが生成するなどの問題があ
り、燃焼温度の制御が容易ではないという不具合もあ
る。
ら、安全性の確保のために監視用の作業員を必要とし、
無人化が困難である上に、燃焼塔保守管理が容易ではな
く、その寿命が短いという欠点もある。因みに、火炎燃
焼では、燃焼塔本体の寿命は2〜3年である。
性処理装置から排出されるメタンガス含有排ガスを安定
かつ効率的に、しかも安全に、低コストにて処理する方
法を提供することを目的とする。
からの排出ガスの処理方法は、嫌気性処理装置からの排
出ガスに酸素含有ガスを混合後、加熱条件下に金属を担
持した触媒と接触させることを特徴とする。
ガスを触媒燃焼により処理する。触媒燃焼とは、固体触
媒上で可燃ガスを空気と接触せしめて酸化反応を行なわ
せるもので、空燃比の制限がなく広い燃料濃度範囲で燃
焼させることができる。このような触媒燃焼であれば、
次のような作用効果を得ることができる。
整せずに、一定の空気を送り、温度制御を行うだけで燃
焼させることができる。このため、燃焼濃度均一化のた
めのガスホルダーが不要となり、これに付随する電気な
いし計装コストの削減が可能となる。
であり、このため、着火用のLPGが不要となる。
人化が容易である。
い。
よりも燃焼開始温度が高いため、触媒燃焼が比較的難し
い燃料とされているが、触媒としてPt,PdやRh等
の金属を担持した触媒を用いることにより、容易に触媒
燃焼が可能となる。
置からの排出ガスの処理方法の実施例について具体的に
説明する。
である。
1より高負荷嫌気性処理装置1に導入されて嫌気性処理
され、含有される有機物がメタンガスに転換される。嫌
気性処理により有機物濃度が低減した処理水は、配管1
2より系外へ排出される。この嫌気性処理において、嫌
気性処理装置1から発生する排ガス中には、硫化水素等
の硫化物が含まれているため、触媒燃焼時において硫黄
酸化物が生成するのを防止するために、まず、排出され
る排ガスの脱硫処理を行う。即ち、排ガスを配管13よ
り脱硫塔2に導入して脱硫処理する。そして、脱硫処理
ガスはそのままガス流量を調整することなく、配管15
から一定流量で供給される空気と共に、配管14より触
媒燃焼塔3に導入する。即ち、前述の如く、この触媒燃
焼では、空燃比の制限がないことから、ガス流量を調節
する必要がない。触媒燃焼塔3への空気供給量は、嫌気
性処理装置1から発生する最大量の排ガスを燃焼させる
に必要最少限の量で良く、嫌気性処理装置の規模や条件
に応じてその供給量を一旦設定すれば、嫌気性処理装置
からの発生排ガス量の変動に係らず、安定な処理を行え
る。
タンガスは、効率的に接触酸化される。触媒燃焼塔3に
おいて、メタンガス濃度が著しく低減された処理ガスは
配管16より系外へ排出される。
例を図2を参照して説明する。
の嫌気性処理に好適な嫌気性処理装置を示し、原水とし
て配管31から導入された有機性排液を貯留し、前調整
として、加温及びpH調整する、酸生成槽を兼ねる原水
調整槽21、原水調整槽21から配管32を経て排出さ
れる流出液に配管33より供給される加温希釈水を加え
て希釈、加温した液を、嫌気性処理して含有される有機
物をメタンに分解するUASB型メタン発酵槽(嫌気性
処理装置)22、原水調整槽21から配管34を経て送
給される排ガスを脱臭する生物脱臭装置23、及び、メ
タン発酵槽22から配管35を経て送給される排ガスを
脱臭する生物脱臭装置24で主に構成される。
を適用するために、図2においては、メタン発酵槽22
から配管36(36a,36b)を経て排出される排ガ
ス(メタンガス)を処理する脱硫塔25と脱硫塔25か
ら配管37を経て排出される脱硫処理ガスを配管38か
らの空気と共に触媒燃焼し、処理ガスを配管39より系
外へ排出する触媒燃焼塔26が設けられている。なお、
図中、配管40はNaOH等のpH調整剤供給配管、配
管41は抜出管42から抜き出されたメタン発酵槽の処
理水の循環用配管であり、前述の原水調整槽21からの
希釈流出液送給配管32はこの循環用配管41に接続さ
れている。また、この循環用配管41はそのメタン発酵
槽22の底部に接続される側が複数(図においては7
本)の分岐管に分岐されており、メタン発酵槽22への
流入液が均等に送り込まれるように構成されている。4
3はメタン発酵槽22の処理水の排出用配管である。ま
た、P1 ,P2 はポンプである。
2内の上方部位には、斜向仕切板27A,27Bが、各
々、その上端辺を槽頂板部に接続させると共に下端辺を
自由辺として設置されている。この仕切板27A,27
Bのうち、一方の仕切板27Bの下端辺は他方の仕切板
27Aの下端辺より下方の位置に、仕切板27Bの下端
辺が仕切板27Aの下方へ入り込むように設けられ、前
記処理水の抜出管42は仕切板27A,27Bで仕切ら
れた領域に差し込まれて設けられている。
ル排液を処理するには、まず、配管31よりビール排液
を原水調整槽21に導入して貯留することにより、原水
流量の変動を吸収し、その間に、槽21内の液を加温す
ると共に、配管40よりNaOH等のpH調整剤を添加
してpH調整する。なお、この原水調整槽21内の液
は、加温により30〜40℃とし、また、pH調整によ
りpH5.0〜6.0に調整するのが好ましい。
り、原水調整槽21内の貯留液中の糖質、タンパク質等
の有機物は、腐敗菌の働きにより酢酸、プロピオン酸な
どの低級脂肪酸に分解される。この有機酸生成の進行に
伴って、酪酸、プロピオン酸、硫化水素等の悪臭物質が
発生するため、この原水調整槽21内の排ガスは、配管
34より生物脱臭装置23に送給して生物脱臭する。
21内の排ガスは高濃度に悪臭物質を含有するため、こ
れを直接生物脱臭装置23に送給すると、装置23内の
充填材の閉塞が著しい。このため、この排ガスは、水洗
塔(図示せず)に送給して水洗し、予め水中に溶解し易
い有機酸や硫化水素等の成分を水に吸収除去した後、生
物脱臭装置23に送給する。なお、排ガスを生物脱臭装
置で処理するかわりに触媒燃焼塔用の空気として触媒燃
焼塔に送ってもよい。
成した液は、ポンプP1 を備える配管32より抜き出さ
れ、配管33からの37〜47℃程度の加温希釈水と混
合されて、メタン発酵槽22に送給される。
21の流出液と希釈水との混合液(以下「希釈原水」と
称する場合がある。)中のCODcr濃度を30000m
g/l以下に調整するのが好ましい。また、希釈原水の
温度はメタン発酵槽22内の液温が30〜35℃程度と
なるように調整するのが好ましい。この希釈原水のCO
Dcr濃度が30000mg/lを超えるとメタン発酵槽
22の負荷が大きくなり過ぎ、良好な処理水を得ること
ができない。また、メタン発酵槽22内の液温は、30
〜35℃が最適メタン発酵条件である。
汚泥(グラニュール汚泥・微生物)が装填されており、
これにより、槽22内に導入された希釈原水中の有機物
は効率良くメタンへ転換される。本実施例に係るメタン
発酵槽の効率は非常に高く、例えば、15〜30kg−
CODcr/m3 /dayの高負荷条件においても高度に
処理することが可能である。なお、メタン発酵槽22の
大きさは3.3m(幅)×3.3m(長さ)×6.0m
(高さ)以内とし、トラック等で搬送可能な容積とする
のが好ましい。
より抜き出され、一部を循環用配管41で槽22の底部
に循環し、残部は処理水として、配管43より二次処理
工程等へ送給する。このメタン発酵槽の処理水は、通
常、希釈原水中の有機物の90%以上が分解除去された
ものであって、二次処理工程等において、負荷を高める
ことなく容易に処理することができる。通常の場合、処
理水は、醸造系排水の原水槽へ送給され、活性汚泥処理
されて最終的には下水道放流される。
は、メタンガスと共に硫化水素等を含むものであるが、
この排ガスは配管36a,36b,36より脱硫塔25
に送給して硫化水素等の硫化物を除去した後、配管37
より配管38からの空気と共に触媒燃焼塔26に送給し
触媒燃焼処理し、処理ガスは配管39より系外へ排出す
る。
7A,27Bで仕切られた処理水側から発生する若干量
の硫化水素を含有する排ガスは配管35より生物脱臭装
置24に送給して脱臭処理し、悪臭による二次公害を防
止する。なお、この生物脱臭装置24は別途設けること
なく、前述の生物脱臭装置23にメタン発酵槽22の排
ガスを送給して脱臭処理するようにしても良い。
金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)な
どの貴金属或いはコバルト(Co)、クロム(Cr)な
どの卑金属の酸化物(Co3 O4 ,Cr2 O3 など)を
アルミナ、シリカ−アルミナ、シリカ、チタニア等の担
体に0.05〜10重量%、好ましくは0.1〜5重量
%担持させたものを用いることができる。
〜600℃程度の加熱条件下で行うのが好ましい。この
温度は、電気ヒーター等による加熱で容易に実現するこ
とができ、また、燃焼が開始して、これが安定化した後
は、外部からの加熱は不要となる。
する場合、脱硫処理には、硫化鉄、活性炭等の吸着材を
用いることができる。
り詳細に説明する。
2に示す高負荷嫌気性処理装置(UASB)から発生す
る排ガスを酸化鉄吸着材を充填した脱硫塔で脱硫処理し
た後(以下、得られた脱硫処理ガスを「原ガス」と称
す。この原ガスの組成は表1に示す通りであった。)、
原ガス量に対して約100〜1000容量倍の空気と混
合して触媒燃焼塔に通気して触媒燃焼させた。
ラムに、Pdをアルミナペレット(平均粒径2mm)に
担持させた触媒(Pd担持量0.5重量%)を充填高さ
5cmとなるように充填し、充填層容量24.5cm3
としたものを用いた。触媒燃焼塔の入口温度はヒーター
により350℃に調整した。
in(SV=9800hr-1)とし、原ガス流量を4〜
40ml/minの範囲で変化させて処理ガス組成を調
べた。その結果、処理ガスとしては、表1に示すものを
安定に得ることができた。
理方法によれば、原ガス流量を変化させて、触媒燃焼塔
入口のメタンガス濃度を0.08〜0.8%の範囲で変
動させても、出口のメタンガス濃度は0.01%以下で
安定しており、空燃比に係わらず安定に処理できること
が明らかである。
装置からの排出ガスの処理方法によれば、嫌気性処理装
置から排出されるメタンガス含有排ガスを安定かつ効率
的に、しかも安全に、低コストにて処理することができ
る。
処理方法は、従来の高負荷嫌気性処理装置に設けられて
いる余剰ガス燃焼塔の代替手段として排ガス処理コスト
の低減を図り、また、排ガスを大気放散している施設に
導入してメタンガスの爆発を防止すると共に環境保護を
図るなど、その工業的有用性は極めて大である。
方法の一実施例方法を示す系統図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 嫌気性処理装置からの排出ガスに酸素含
有ガスを混合後、加熱条件下に金属を担持した触媒と接
触させることを特徴とする嫌気性処理装置からの排出ガ
スの処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13310294A JP3482688B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 嫌気性処理装置からの排出ガスの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13310294A JP3482688B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 嫌気性処理装置からの排出ガスの処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07328387A true JPH07328387A (ja) | 1995-12-19 |
JP3482688B2 JP3482688B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=15096872
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13310294A Expired - Fee Related JP3482688B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 嫌気性処理装置からの排出ガスの処理方法 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3482688B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007229657A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Kajima Corp | 有機物含有液の発酵槽投入方法及び処理装置 |
WO2013058210A1 (ja) * | 2011-10-17 | 2013-04-25 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービンエンジンの排熱を利用した低濃度メタンガス酸化システム |
CN108303500A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-07-20 | 新安洁环境卫生股份有限公司 | 一种具有智能检测、防爆和除臭功能的车辆 |
CN113877417A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-01-04 | 泉州市一早农业科技有限公司 | 一种催化厌氧除硫化氢的装置及方法 |
-
1994
- 1994-06-15 JP JP13310294A patent/JP3482688B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007229657A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Kajima Corp | 有機物含有液の発酵槽投入方法及び処理装置 |
JP4641271B2 (ja) * | 2006-03-02 | 2011-03-02 | 鹿島建設株式会社 | 有機物含有液の発酵槽投入方法及び処理装置 |
WO2013058210A1 (ja) * | 2011-10-17 | 2013-04-25 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービンエンジンの排熱を利用した低濃度メタンガス酸化システム |
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JP3482688B2 (ja) | 2003-12-22 |
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