JPH0773710B2 - ビール製造工程廃液のメタン発酵による処理方法 - Google Patents

ビール製造工程廃液のメタン発酵による処理方法

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JPH0773710B2
JPH0773710B2 JP21333588A JP21333588A JPH0773710B2 JP H0773710 B2 JPH0773710 B2 JP H0773710B2 JP 21333588 A JP21333588 A JP 21333588A JP 21333588 A JP21333588 A JP 21333588A JP H0773710 B2 JPH0773710 B2 JP H0773710B2
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methane
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三雄 川瀬
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はビール製造工程廃液のメタン発酵による処理方
法に関するものである。
(従来の技術) ビール製造工程からはトルーブ(麦汁)廃液、麦粕絞り
液、廃棄ビールやこれらの混合液が排出されるほか、ジ
ュース製造工程が併設されている工場では廃棄ジュース
等も排出される。これらの高濃度有機廃液は従来からメ
タン発酵により処理されているが、BOD負荷を1〜3kg/m
3・日程度と低くした場合には支障なく処理することが
できるものの、BOD負荷をこれ以上に高めると次第にBOD
除去率が低下し、十分な処理効果を得られないという問
題があった。このために装置容量を大きくして処理能力
を確保しなければならず、処理装置の設置面積及び設備
費が多大なものとなていた。
また従来はメタン発酵を行わせるための微生物を担持さ
せた担体の装置内充填量に対する考慮がなされていなか
ったため、装置によっては実際の処理中の酸醗酵とメタ
ン発酵とのバランスが取れない欠点があった。即ち、酸
醗酵が進み過ぎるとメタン菌に阻害作用がある有機酸が
蓄積してメタン発酵に使用されるメタン菌が減少してし
まい、装置の処理能力が低下する欠点があった。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は上記のような従来の問題点を解決して、ビール
製造工程から排出される高濃度有機廃液を、BOD負荷が8
kg/m3・日以上の高負荷条件下で高いBOD除去率を保ちつ
つ処理することができるビース製造工程廃液のメタン発
酵による処理方法を目的として完成されたものである。
(課題を解決するための手段) 本発明者は上記の課題を解決するために、ビール製造工
程から排出される高濃度有機廃液については高温メタン
発酵におけるBOD負荷を増加させることができない理由
を究明した。この結果、例えばトルーブ廃液中に含まれ
るビタミン類は次のとおりであって、メタン菌用培地の
100倍希釈液と比較すると多くの成分が不足しており、
ミネラル成分についても同様であることが判明した。
このようにビール製造工程廃液中ではメタン菌の増殖に
必要な栄養元素及びビタミン類が不足し、メタン菌の増
殖レベルが低いためにBOD負荷を上げられないことが明
らかとなった。そこでこれらの不足する栄養元素及びビ
タミンを含有し、しかも極めて安価に入手が可能なメタ
ン菌の栄養源を求めた結果、豆類や穀類の熱処理液、例
えば大豆煮汁やコーンスティーブドリカ(とうもろこし
の熱処理液)または酵母醗酵液(廃ビール酵母等)が有
用であり、中でも味噌製造工程から排出される大豆煮汁
が最適であることを知った。
本発明はこのような知見に基いて完成されたものであっ
て、ビール製造工程から排出される高濃度有機廃液を高
温メタン発酵により処理するにあたり、投入BOD 1kgに
対して0.07kgTS以上の酵母醗酵液または豆類や穀類の熱
処理液を栄養源として添加してメタン菌の増殖活性を高
めることを特徴とするものである。またこのとき、多孔
性セラミック担体に菌体を付着させた担体を用い、担体
の見掛けの表面積と装置の有効液容量との比を20m2/m3
としてメタン発酵を行うことが好ましい。
本発明において用いられる大豆煮汁中のビタミン類及び
ミネラル成分は次のとおりである。
このような大豆煮汁は例えば第1図に示されるようにリ
アクター内に添加される。
即ち、第1図において(1)はリアクター、(2)はそ
の内部に充填されている多孔性セラミック担体、(3)
は保温用ジャケットである。(4)はビール製造工程廃
液タンクであり、ポンプ(5)によってリアクター
(1)の内部にビール製造工程廃液が供給される。
(6)は大豆煮汁タンクであり、大豆煮汁はポンプ
(7)によってリアクター(1)内に供給される。なお
(8)は循環用ポンプ、(9)は処理水タンク、(10)
はガスホルダーである。メタン菌は多孔性セラミック担
体(2)に固定され、50〜75℃の高温度条件下で高温メ
タン発酵を行う。
担体を装置内に充填するのは増殖速度の早いメタン菌を
付着固定化し、装置外への菌体の流出を防ぐことによ
り、装置内のメタン菌の濃度を高めるためである。一
方、嫌気性処理において、メタン醗酵の前後の酸醗酵に
関与する酸醗酵菌は一般に増殖速度か速く醗酵液中に懸
濁した状態でも十分増殖することが知られている。当
然、酸醗酵からメタン醗酵へと続く一連の嫌気性処理醗
酵反応を円滑に行わせるためには、酸醗酵菌とメタン醗
酵菌とのバランスを保つ必要があり、そのためそうら内
に充填した担体の見掛けの表面積と装置の有効液容量と
の比を20m2/m3とすることにより、酸醗酵とメタン醗酵
とのバランスが取れ、装置としての処理能力を増加させ
ることができる。
このとき、担体として気孔径を制御した多孔性セラミッ
ク担体を使用すると、単位表面積当たりの菌体固体化量
が大となり好ましい。また担体として複数の分割ユニッ
トを垂直に配置して使用すると、装置内への担体の設置
が容易になるため好ましい。
本発明によれば、大豆煮汁の添加率を増加させることに
よりメタン菌増殖レベルを高め、処理可能なBOD負荷の
向上を図ることができる。この関係は第2図のグラフに
示されるとおりであって、無添加の場合には前述のよう
にBOD負荷は3kg/m3・日以下であるが、投入BOD 1kgに対
して0.07kgTS以上の酵母醗酵液または豆類や穀類の熱処
理液を栄養源として添加すれば、BOD負荷を廃棄ビール
については10kg/m3・日以上、トルーブ廃液(麦汁)に
ついては8kg/m3・日以上にまで向上させることができ
る。しかも本発明によればこのようにBOD負荷を高めた
場合にも第3図に示されるとおり80%以上のBOD除去率
を維持することがきるので、極めて効率良く廃液処理を
行うことが可能となる。
また第1図に示す構造の装置を使用して、味噌製造工程
から排出される大豆煮汁(BOD 40000mg/)を投入BOD
1kgに対して0.07kgTS添加してビール製造工程から排出
される高濃度有機廃液を嫌気的に処理した。実際の装置
としては、担体充填量の違いにより、本発明の範囲内で
担体表面積/有効液容量の比を変えたもの4種類と、本
発明の範囲外の比の比較例と、担体を充填しない従来例
1種類を用いた。装置容量は3.2とし、醗酵温度54℃
のもとでBOD除去率、PH、ガス発生量等の処理の状態を
観察しながら処理可能なBODの最大値(最大BOD負荷)を
求めた。その結果を第4図に示す。第4図の結果から、
担体表面積/有効液容量の比が20m2/m3以上の嫌気性固
定床においては、酸醗酵とメタン醗酵とがうまくバラン
スした結果として、最大BOD負荷が大幅に上昇している
ことが分かる。
(発明の効果) 以上に説明したように、本発明は投入BOD 1kgに対して
0.07kgTS以上の酵母醗酵液または豆類や穀類の熱処理液
を栄養源として添加することによってメタン菌の増殖活
性を高め、ビール製造工程から排出される高濃度有機廃
液を8kg/m3・日以上の高負荷条件下で、しかも80%以上
のBOD除去率を保ちつつ処理することができた。また本
発明において用いられる大豆煮汁等は味噌製造工程等か
ら排出されるもので極めて安価に入手することができる
から、不足分を調合した薬品を添加する方法に比較して
経済的であり、ランニングコストを安価とすることがで
きる。また第4図から明らかなように、本発明によれば
装置内に充填した担体の見掛けの表面積と装置の有効液
容量との比を20m2/m3とすることにより、酸醗酵とメタ
ン醗酵とのバランスを取り、装置の処理能力を増加させ
ることができる。よって本発明は従来の問題点を一掃し
たビール製造工程廃液のメタン発酵による処理方法とし
て、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す概略的な断面図、第2図
は煮汁添加率と最大BOD負荷との関係を示すグラフ、第
3図は最大BOD負荷とBOD除去率との関係を示すグラフ、
第4図は担体表面積/有効液容量の比と最大BOD負荷と
の関係を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ビール製造工程から排出される高濃度有機
    廃液をメタン発酵により処理するにあたり、投入BOD 1k
    gに対して0.07kgTS以上の酵母醗酵液または豆類や穀類
    の熱処理液を栄養源として添加してメタン菌の増殖活性
    を高めることを特徴とするビール製造工程廃液のメタン
    発酵による処理方法。
  2. 【請求項2】多孔性セラミック担体に菌体を付着させた
    担体を用い、担体の見掛けの表面積と装置の有効液容量
    との比を20m2/m3としてメタン発酵を行う請求項1記載
    のビール製造工程廃液のメタン発酵による処理方法。
JP21333588A 1988-08-27 1988-08-27 ビール製造工程廃液のメタン発酵による処理方法 Expired - Lifetime JPH0773710B2 (ja)

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