JPH09192696A - 嫌気性消化槽の監視制御装置 - Google Patents

嫌気性消化槽の監視制御装置

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JPH09192696A
JPH09192696A JP8010486A JP1048696A JPH09192696A JP H09192696 A JPH09192696 A JP H09192696A JP 8010486 A JP8010486 A JP 8010486A JP 1048696 A JP1048696 A JP 1048696A JP H09192696 A JPH09192696 A JP H09192696A
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JP
Japan
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tank
digestion tank
digestion
sludge
organic acid
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Pending
Application number
JP8010486A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Goto
浩之 後藤
Norimasa Yoshino
徳正 吉野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
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Publication of JPH09192696A publication Critical patent/JPH09192696A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

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  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消化槽の質的な変化を考慮した制御を可能と
する。 【解決手段】 消化槽からの汚泥試料を固駅分離し、そ
の液に試薬を分注して酸−アルカリ滴定し、その滴定量
からモニタすべき各測定項目を演算するモニタ装置と、
この装置から指令を受けて消化槽への汚泥投入量を制御
するコントローラからなるものにおいて、モニタ装置の
制御盤に、各測定値を取り込み、ガス発生倍率,消化日
数,有機酸濃度及び変化傾向・大きさ,非電離有機酸濃
度を演算する手段(1043)と、これら演算結果とそ
れぞれ設定テーブル値と比較して消化槽の状態を推定し
て消化槽の異状を判断する手段(1044)と、異常の
ない場合、ガス発生倍率,有機酸濃度,消化日数の順で
重みづけをして投入量と演算する手段とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、汚泥処理システム
における嫌気性消化槽の監視制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に生物学的な嫌気性汚泥消化は、主
に2種類の細菌群によって段階的に進行する。第一段階
は「酸生成段階」と呼称され、消化槽に投入された汚泥
が加水分解菌とか酸生成菌の働きによって有機酸等の中
間性生物に分解される。第二段階は「メタン生成段階」
と呼称され、上記酸生成段階で生成された有機酸などの
中間生成物が、メタン生成菌の働きによってメタンガ
ス、二酸化炭素、アンモニアなどの最終生成に分解され
る。
【0003】上記第二段階で生成されるアンモニアは、
第一段階で生成される有機酸を中和する機能と、二酸化
炭素が溶解して生じる重炭酸塩とともにpH緩衝能力を
有しており、メタン生成菌にとって良好な弱アルカリ性
の槽内環境を創り出すことに役立っている。
【0004】メタン生成菌は酸生成菌に比較して増殖速
度が遅く、かつ環境変化に敏感であることから、一般に
消化速度を律速するのはメタン生成段階であるとされて
いる。従って消化槽の良好な運転のためには、メタン生
成菌の生存に適した槽内環境を維持することが重要であ
る。
【0005】このような観点から、良好な嫌気性汚泥消
化を達成維持するためには、消化槽内の状態変化を連続
的にモリタリングすることが重要であり、特に嫌気性汚
泥消化で一旦処理が不良となった場合には、その回復に
長時間を要するため、槽内の状態が異常であることをい
ち早く察知することが運転管理上の重要な課題である。
【0006】従来から知られている消化槽の汚泥性状の
運転管理指標としては、例えば、以下の4項目が挙げら
れる。
【0007】(1)pHの管理 (2)有機酸濃度の管理 (3)アルカリ度の管理 (4)メタンガス生成量の管理 上記(1)のpHの管理について、一般に良好に稼働し
ている消化槽の場合には槽内のpHは中性付近に維持さ
れている。しかし消化槽内に異常が発生した場合には、
まずpH異常すなわちpHが中性付近から逸脱するとい
う現象となって現れる。例えば前記第二段階のメタン生
成菌の活動が弱まると、嫌気性消化の第一段階で生成さ
れる有機酸が分解されずに蓄積され、pH低下(酸敗)
現象が起こる。また、第二段階でのアンモニア生成が第
一段階での酸生成に比べて過剰な場合には、pHの上昇
となって現れる。
【0008】上記(2)の有機酸濃度の管理について、
この有機酸はメタン生成菌にとって基質であるが、有機
酸濃度が高くなるか或はpHが低下すると、有機酸が弱
酸であることからイオン化していない非電離の有機酸が
増加する。この非電離の有機酸は、ある濃度以上となる
とメタン生成菌にとっての抑制毒性物質となることが知
られており、消化槽への有機物過負荷が原因として起こ
る酸敗現象は、非電離有機酸の抑制毒性効果の結果とさ
れている。非電離有機酸濃度は、有機酸濃度からpHの
関数として求めることができる。
【0009】上記(3)のアルカリ度の管理について、
消化槽内の汚泥はpHの緩衝能力が高いため、消化槽の
異常がpH異常として顕著に現れるのは、トラブルの進
行がかなり進んだ末期状態である場合が多い。しかし消
化槽のpH異常の前兆は、pHの緩衝能力の変化として
捕えることができる。上記アルカリ度とは、このpHの
緩衝能力を表す指標である。嫌気汚泥のアルカリ度は主
に溶解性無機炭素によるものである。溶解性無機炭素
は、溶液中のイオン電荷の変化に伴い、二酸化炭素・重
炭酸・炭酸と形態変化することによって、溶液pHの変
化を緩衝する。これら三形態無機炭素のモル比は、三形
態の総和としての溶解性無機炭素濃度からpHの関数と
て理論計算によって求めることができる。
【0010】上記(4)のメタンガス生成速度の管理に
ついて、メタン生成菌の環境変化とか抑制毒性物質(硫
化物や重金属類)流入による活性度異常は、メタンガス
生成速度の低下として現れる。メタンガス生成速度は、
ガス生成速度にガス中のメタンガス分圧(濃度)を乗じ
ることで求められる。但しメタンガス分圧に関しては、
直接メタンガス濃度を測定しなくても上記(3)の溶解
性無機炭素濃度から計算することも可能である。即ち、
メタンガス分圧は、消化ガスのほとんどがメタンガスと
二酸化炭素ガスより構成されていることから、1分圧よ
り二酸化炭素ガス分圧を差し引くことで求めることがで
きる。
【0011】更に消化ガス中の二酸化炭素ガス分圧は、
ヘンリーの法則(気液平衡)から、溶解性の二酸化炭素
濃度より論理計算で求めることが可能である。溶解性の
二酸化炭素濃度は、前記(3)の溶解性無機炭素濃度と
pHより論理計算で求められる。従って発生ガス速度、
溶解性無機炭素濃度とpHが分かっていれば、メタンガ
ス生成速度は計算で推定することができる。
【0012】一方、嫌気性消化槽内の汚泥性状を監視制
御する装置(方法)として、本願出願人は先に特願平3
−340549号及び特願平4−39921号,特願平
4−29276号によって酸−アルカリ平衡理論に基づ
く滴定法を応用して嫌気性消化槽のモニタ装置(特願平
5−276323号)を提案した。これを簡単に述べる
と、消化槽のモニタリングすべき項目として、総有機酸
濃度,全無機炭素濃度,総アンモニア濃度を選択して、
pH−滴定量のデータ対を重回帰分析法等により分析
し、前記モニタリング項目の値を算出した後、更に最適
化処理するための初期値としてこれらの値を用い、最適
化処理した結果から消化槽内の汚泥性状をモニタリング
するようにしたものである。このようなモニタ装置(方
法)によれば、消化槽内の汚泥性状を管理するためのモ
ニタリング項目である総有機酸濃度,全無機炭素濃度,
総アンモニア濃度等の項目を同時に且つ高精度に測定す
ることが可能である。
【0013】図1において、2は嫌気性消化槽のモニタ
装置の構成を示すもので、消化槽1からのサンプリング
汚泥を受ける受泥部3,固液分離・滴定部4,制御盤
6,解析装置7等からなり、固液分離・滴定部4は凝集
槽12、沈澄槽13,適定槽14,自動分注器15,1
6等で構成されている。
【0014】このモニタ装置の動作を説明する。消化槽
の汚泥循環パイプラインなどに接続した配管に付した弁
1の開閉により、汚泥を受泥部3にサンプリングす
る。サンプリングした汚泥をポンプP3により凝集槽1
2に適量注入する。この汚泥量に見合っただけの凝集剤
をポンプP4で注入し十分に撹拌したのち、汚泥を引き
抜かないような十分ゆっくりとした速度でポンプP5
よって上澄液を沈澄槽13に注入する。次の工程では酸
−アルカリ滴定を行う。即ち、沈澄槽13から滴定槽1
4に固液分離した液をポンプP6にて適量計量注入し、
自動分注器15,16を用いて酸又はアルカリを適量注
入する。制御盤6はその時のpHを記録し、注入量とp
Hのデータ対を作成する。このデータを基に解析装置7
にて前述したような処理を施し総有機酸,全無機炭素,
総アンモニア濃度を測定する。これら装置の動作は制御
盤6内のシーケンスプログラムに基づいて制御されてい
る。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】従来、一般的な消化槽
制御では、嫌気性消化槽汚泥の質的な指標である有機酸
などの濃度は、操作員が2週に1回程度汚泥をサンプリ
ングし分析を行っている。有機酸は前記述の通りメタン
菌にとっての基質であり特に消化槽の負荷が高い場合
は、この物質濃度を制御指標として加えることが有効で
ある。
【0016】しかし、前記モニタ装置では、消化槽の質
的な変化を考慮した運転ができない。
【0017】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、消化
槽の質的な変化を考慮した制御ができる嫌気性消化槽の
監視制御装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の嫌気性消化槽の
監視制御装置は、嫌気性消化槽から採取した汚泥試料を
固液分離し、この分離した試料の液に試薬を分注して酸
−アルカリ滴定する固液分離・滴定装置と、試料の液の
pH値と試薬の滴定量からモニタすべき各測定項目を演
算する解析装置およびこれらの装置を制御する制御盤及
び監視卓からなるモニタ装置と、モニタ装置から伝送さ
れたデータをもとに消化槽への汚泥投入量を制御するコ
ントローラとからなる嫌気性消化槽の監視制御装置にお
いて、前記制御盤に、前記解析装置からの各測定値を取
り込み、ガス発生倍率,消化日数,有機酸濃度及び変化
傾向,非電離有機酸濃度を演算する手段と、これらの演
算結果をそれぞれ設定テーブル値と比較して消化槽の状
態を推定して消化槽の異常を判断する手段と、前記異常
がない場合、ガス発生倍率,有機酸濃度,消化日数の順
で重みづけをして投入量を演算する手段とを設けてなる
ものである。
【0019】
【発明の実施の形態】図1に嫌気性消化装置の監視制御
装置の構成を示す。図1において、1は投入用ポンプP
1及び循環用ポンプP2を介して投入汚泥が投入される嫌
気性消化槽、11はポンプP2により循環される消化槽
1からの循環汚泥を所定温度に保つ熱交換器、2はモニ
タ装置、3は弁V1を介して所定温度に保たれた消化処
理された消化汚泥を受ける受泥部、4は固液分離・滴定
部、6はモニタ装置の制御盤、7は解析装置、8は監視
卓、9は投入汚泥ポンプP1を制御するコントローラで
ある。
【0020】このモニタ装置2は、前記従来の技術で説
明したように、弁V1でサンプリングし受泥部3に取り
入れてた汚泥を注入用ポンプP3により凝集槽12に適
量注入する。この注入された汚泥量に見合っただけの凝
集剤ポンプP4にて注入し、十分に撹拌したのち、汚泥
を引き抜かないような十分ゆっくりとした速度でポンプ
4によって上澄泥を沈澄槽13に注入する。
【0021】次の工程では、酸−アルカリ滴定を行う。
即ち、沈澄槽13から滴定槽14に固液分離した液をポ
ンプP6にて適量計量注入し、自動分注器15,16を
用いて酸,アルカリをポンプP7,P8にて適量注入す
る。制御盤6はその時のpHを測定して記録し、注入量
とpHのデータ対を作成する。
【0022】このデータを基に解析装置7にて前記処理
を施し総有機酸,全無機炭素,総アンモニア濃度を測定
する。これらの装置の動作は制御盤7内のシーケンスプ
ログラムに基づいて制御される。
【0023】解析装置7で測定した各値をコントローラ
9及び監視卓へ伝送・表示すると共に、その他の監視デ
ータと比較してコントローラ9における投入ポンプP1
の制御量を指示する。
【0024】制御盤6の制御は図2のフローに基づいて
行う。制御目標の設定値は操作卓(監視卓)8から要求
に応じて変更できる。変更がない限り設定された制御目
標値により制御を行う(101)。
【0025】通常は、監視データ(投入量,温度,引き
抜き量,pH,撹拌量,薬品注入量など)を△T周期で
取り込み、測定データを周期△Tm(=α・△Tただし
α:整数)で取り込む(102)。取り込んだデータを
状態判定ルーチン(104)に入力し、現在消化槽の状
態を判定する。
【0026】モニタ装置の測定値が入力されない周期で
は、監視データに基づき、温度,撹拌量,投入引き抜き
制御を行う(107,108)。
【0027】状態判定ルーチン(104)は、図3に示
すように、測定値が入力されると、前記先願と同様にp
H−滴定量のデータ対を重回帰分析法等により求めた測
定値をもとにして現在までのガス発生傾向,有機酸の蓄
積傾向・大きさ,非電離有機酸濃度の演算を行い(10
43)、これらの演算結果を設定テーブルの各設定値と
比較して現在までの消化槽の状態を推定する(104
4)。
【0028】その結果、異常がなければ、図4に示すよ
うに、モニタ測定値を基にして、ガス発生倍率,有機酸
濃度,消化日数の優先順位による重みづけをした投入量
(操作量)の演算をする(1071)。コントローラ9
はこの操作量にて投入ポンプP1を制御する。何らかの
異常が推定された場合は操作卓8へ警報・メッセージを
出力する。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、消化槽の状態をガス発
生倍率,消化日数,有機酸濃度,非電離有機酸濃度を演
算して推定しているので、消化槽の質的な監視・異常検
知ができる。また、汚泥投入量をガス発生率,有機酸濃
度,消化日数の優先順位で重みづけした操作量を求めて
制御しているので、消化槽の質的な状態を考慮した運転
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】消化槽制御装置の構成説明図。
【図2】消化槽監視制御フロー図。
【図3】消化槽状態判定ルーチンの処理フロー図。
【図4】汚泥投入制御量演算手段の説明図。
【符号の説明】
1…消化装置 2…モニタ装置 3…受泥部 4…固液分離・滴定部 6…制御盤(部) 7…解析装置 8…監視卓(操作卓) 9…コントローラ 12…凝集槽 13…沈澄槽 14…滴定槽 15,16…自動分注器 P1〜P8…ポンプ pH…pH計。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 嫌気性消化槽から採取した汚泥試料を固
    液分離し、この分離した試料の液に試薬を分注して酸−
    アルカリ滴定する固液分離・滴定装置と、試料の液のp
    H値と試薬の滴定量からモニタすべき各測定項目を演算
    する解析装置およびこれらの装置を制御する制御盤から
    なるモニタ装置と、モニタ装置から伝送されたデータを
    もとに消化槽への汚泥投入量を制御するコントローラと
    からなる嫌気性消化槽の監視制御装置において、 前記制御盤に、 前記解析装置からの各測定値を取り込み、ガス発生倍
    率,消化日数,有機酸濃度及び変化傾向,非電離有機酸
    濃度を演算する手段と、 これらの演算結果をそれぞれ設定テーブル値と比較して
    消化槽の状態を推定して消化槽の異常を判断する手段
    と、 前記異常がない場合、ガス発生倍率,有機酸濃度,消化
    日数の順で重みづけをして投入量を演算する手段と、を
    設けたことを特徴とした嫌気性消化槽の監視制御装置。
JP8010486A 1996-01-25 1996-01-25 嫌気性消化槽の監視制御装置 Pending JPH09192696A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003039039A (ja) * 2001-07-30 2003-02-12 Toshiba Corp 有機性廃棄物の処理システム
JP2005111344A (ja) * 2003-10-06 2005-04-28 Fuji Electric Holdings Co Ltd メタン発酵処理装置
JP2015171669A (ja) * 2014-03-11 2015-10-01 株式会社神鋼環境ソリューション 消化槽の運転方法、および消化槽

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003039039A (ja) * 2001-07-30 2003-02-12 Toshiba Corp 有機性廃棄物の処理システム
JP2005111344A (ja) * 2003-10-06 2005-04-28 Fuji Electric Holdings Co Ltd メタン発酵処理装置
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