JPS5833039B2 - 有機性廃液の嫌気性消化方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は有機性廃液の二相式嫌気性消化方法及び装置に
関する。

嫌気性消化処理方法は比較的高濃度の有機性廃液の処理
に用いられ、嫌気性条件下に反応温度３０〜４０℃付近
で処理する方法（中温発酵法）と、嫌気性条件下に反応
温度５５〜６０’Ｃ付近で処理する方法（高温発酵法）
とがある。

嫌気性消化の処理工程は、まず廃液中の有機物を酢酸、
プロピオン酸などの揮発性脂肪酸に低分子化する液化反
応（第１反応）工程と、生成した揮発性脂肪酸をメタン
ガスと炭酸ガスにまで分解するガス化反応（第２反応）
工程からなり、それぞれの反応に作用する細菌は液化菌
（通性嫌気性細菌）及びガス化菌（絶対嫌気性紙”閑）
と称されている。

従来実用化されている嫌気性消化法の多く石、前述の液
化反応工程とガス化反応工程を同一反応槽内で並行して
行なう同時処理法であったが、近年これらの工程をそれ
ぞれ独立させて行なう二相式嫌気性消化方法が開発され
た。

二相式嫌気性消化方法は、液化反応槽とガス化反応槽の
各細菌を各々最適条件下に維持することができるので、
高濃度の有機性廃液を短時間に処理することができ、ま
たメタン純度の高いガスを分離回収することができる。

この三和式嫌気性消化方法を実施するには、加熱装置、
ｐＨ調節装置及び攪拌装置を有する液化反応槽と、加熱
装置及び攪拌装置を有するガス化反応槽とから成る装置
が使用されている。

しかしながら、このような装置を用いてもまだ充分な液
化反応が期待されないばかりか、この装置は攪拌及び加
温に極めて多大な動力を消費するという欠点がある。

従って、本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、良好
な液化反応を行なうと同時に低動力で実施しうる嫌気性
消化方法及び装置を提供することを目的とする。

この目的は、本発明によれば、液化反応槽とガス化反応
槽とを一体化し、従来液化反応槽に必要であった攪拌機
及び加熱装置を省略することによって達成される。

即ち、本発明による有機性廃液の嫌気性消化方法は、被
処理液を、液化反応区画とガス化反応区画を有する槽の
液化反応区画中に投入し、ガス化反応区画の被処理液に
より加温し、攪拌することなく嫌気性条件下に液化反応
させ、その際発生するガスの圧力と液面落差により被処
理液をガス化反応区画に流出させ、ガス化反応区画の被
処理液を加温し、攪拌しながら嫌気性条件下にガス化反
応させることを特徴とする。

この方法を実施する本発明装置は、保温壁を有する１個
の槽から成り、この槽内に仕切壁を付設して槽を液化反
応区画とガス化反応区画とに分け、液化反応区画に被処
理液導入管、液面計及び液面計により制御される調節弁
を有するガス排出管路を設け、ガス化反応区画に加温手
段、攪拌手段、ガス排出管路及び処理液流出管を設けた
ことを特徴とする。

本発明によれば、液化反応区画には攪拌機及び加熱装置
を必要としないので、動力費を著しく節減できる。

更に、本発明者らの実験によれば、液化反応においては
攪拌を行なわない方が意外にも優れた処理効果が達成さ
れるのである（第２図参照）。

本発明において、ガス化反応区間の加温はスチーム導入
管からスチームを吹き込む直接加温又は内部加熱器を設
ける間接加温であってもよい。

また攪拌手段はガス吹き込み管又は攪拌機であってよい
。

ガス吹き込み管によりガスを吹き込む場合には、槽内の
嫌気性条件を損なわないように、酸素を含まないガスを
使用しなければならない。

次に、図面に基づいて本発明を従来法と対比して説明す
る。

第１図は従来の二相式の嫌気性消化装置の概略図である
。

第１図において被処理液はまず液化反応槽１中で攪拌装
置３で攪拌され、加温装置４で加温され、ｐＨ調節装置
５でｐＨを調整されて液化され、被処理液移送管６によ
りガス化反応槽２中に投入される。

ガス化反応槽２中では、被処理液は同様に加温装置４に
より加温され、攪拌装置３により攪拌しながらガス化さ
れ、発生したガスはガス排出管路１３より集められ、処
理水は処理水流出管１２より流出する。

第３図は本発明の一実施例を示す装置の略示断面図であ
る。

この装置は保温壁１６を有する１個の槽から成り、この
槽は仕切壁７により液化反応区画２１とガス化反応区画
２２とに分けられている。

液化反応区画２１には、被処理液導入管８と、液面を検
出する液面計９とガス排出管路１０が設けられ、この管
路には液面計によって制御される発生ガス調節弁１１が
設けられている。

有機廃液は被処理液導入管８から液化反応区画２１中に
流入し、液面落差により自然にガス化反応区画２２に流
出するが、流出する間に廃液中の有機物は液化菌の作用
により揮発性脂肪酸に分解され、炭酸ガスを主成分とし
たガスを発生する。

液化反応区画２１内の液は揮発性脂肪酸の生成とともに
除々にｐＨが低下し、自ら液化菌の好適増殖範囲である
ｐＨ５付近に維持される。

また、液面落差による流出機能が閉塞などにより困難と
なり、液化反応区画２１の液面が異常に上昇した場合は
、この液面を液面計９で検出し、発生ガス調節弁１１を
作動させることにより内圧を高め、強制的にガス化反応
区画２へ流出させる。

ガス化反応区画２２には、ガス化菌が入れられており、
スチーム導入管１４及び攪拌用ガス導入管１５により被
処理液は均一に混合されるとともに５５〜６０℃に加温
されている。

仕切壁７は熱伝導性あ良い耐蝕性材料、例えば耐蝕金属
から成り、ガス化反応区画２２内で加温された被処理液
の熱により液化反応区画２１の液が加温され、液化反応
に好適な４０℃前後の温度に保持される。

従って、液化反応区画２１には加温手段は不要である。

液化反応区画２１からガス化反応区画２２へ流入しこ消
化液中の揮発性脂肪酸は、ガス化菌の作用によりメタン
ガスを主体としたガスに分解され、発生したガスはガス
排出管路１３からガスホルダ（図示せず）へ送られ、処
理液は流出管１２より流出する。

なお、液化反応区画にｐＨ検出装置を設け、液化反応区
画より流出する液のｐＨ値に応じて廃液の流入量を制御
してもよい。

この方法によれば、図面に示した場合により適確に液化
反応の進行状態を把握することができ、廃液中の有機物
濃度の変化にも対応できる処理が可能となる。

また、液化反応区画とガス化反応区画との容積比は、被
処理液を実験室規模での予備実験を行ない、それぞれに
適した比率に設定すべきである。

前記のように、本発明により液化反応槽とガス化反応槽
とを一体化し、液化反応を攪拌せずに行なうことにより
、従来の液化反応より優れた処理苦苦効来が得られ、攪
拌、加温などに必要な多大な消費動力を解消することが
できる。

更に、液化反応区画より発生するガスを利用してガス化
反応区画に被処理液を移送することにより、配管の閉塞
などの問題も解消できる。

次に、実施例に基づいて本発明を詳述するが、本発明は
これに限定されるものではない。

実施例 第３図に示した装置において、液化反応区画２１及びガ
ス化反応区画２２の容積比を１＝３とし、液化反応区画
２１の滞留日数が４日、即ちガス化反応区画２２の滞留
日数が１２日となるように有機性廃液を連続的に送入し
、処理した。

ガス化反応区画を５５〜６０℃に加温することにより、
液化反応区画の液は３５〜４５℃に維持できた。

比較のため、第１図に示した装置を用いて前記と同様の
条件下に従来法を実施した。

両方の結果を下記の表に示す。

この表から明らかなとおり、本発明方法で処理した場合
の液化反応区間流出液はｐＨ４〜５で、その揮発性脂肪
酸濃度は約１０，０００ｍ９／ｌとなり、従来方法と比
較すると揮発性脂肪酸濃度が２０００〜３０００■／を
上昇し、処理効果が著しく向上した。

また、ガス化反応区画２２では、消化液中の揮発性脂肪
酸が増加したため、発生ガスが多量に回収できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の２相式嫌気性消化装置の概略図、第２図
は液化反応工程において攪拌の有無によるガス発生量の
変化を示す図、第３図は本発明の一実施例を示す２相式
嫌気性消化装置の略本断面図である。 符号の説明、１・・・・・・液化反応槽、２・・・・・
・ガス化反応槽、３・・・・・・攪拌装置、４・・・・
・・加温装置、７・・・・・・仕切壁、１４・・・・・
・スチーム導入管、１５・・・・・・攪拌用ガス導入管
、２１・・・・・・液化反応区画、２２・・・・・・ガ
ス化反応区画。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被処理液を、液化反応区画とガス化反応区画を有す
   る槽の液化反応区画中に投入し、ガス化反応区画の被処
   理液により加温し、攪拌することなく嫌気性条件下に液
   化反応させ、その際発生するガスの圧力と液面落差によ
   り被処理液をガス化反応区画に流出させ、ガス化反応区
   画の被処理液を加温し、攪拌しながら嫌気性条件下にガ
   ス化反応させることを特徴とする有機性廃液の嫌気性消
   化方法。 ２ ガス化反応区画の被処理液をスチームの吹き込み又
   は内部加熱器により加温し、ガス吹き込み又は攪拌機に
   より攪拌する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 保温壁を有する１個の槽から成り、この槽内に仕切
   壁を付設して槽を液化反応区画とガス化反応区画とに分
   け、液化反応区画に被処理液導入管、液面計及び液面計
   により制御される調節弁を有するガス排出管路を設け、
   ガス化反応区画に加温手段、攪拌手段、ガス排出管路及
   び処理液流出管を設けたことを特徴とする有機性廃液の
   嫌気性消化装置。 ４ 加温手段がスチーム導入管又は内部加熱器である特
   許請求の範囲第３項記載の装置。 ５ 攪拌手段がガス吹き込み管又は攪拌機である特許請
   求の範囲第３項記載の装置。