JPS5874190A - メタン発酵方法 - Google Patents
メタン発酵方法Info
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- JPS5874190A JPS5874190A JP56171222A JP17122281A JPS5874190A JP S5874190 A JPS5874190 A JP S5874190A JP 56171222 A JP56171222 A JP 56171222A JP 17122281 A JP17122281 A JP 17122281A JP S5874190 A JPS5874190 A JP S5874190A
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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
- 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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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、有機性物質を生物学的に分解ｌ−でメタンを
含有するガスを生成させるメタン発酵方法に関するもの
である。
含有するガスを生成させるメタン発酵方法に関するもの
である。
メタン発酵による有機性物質からガスへの分解は、酸生
成菌群の存在下で有機性物質を低級脂肪酸に転換する酸
生成過程と、低級脂肪酸をメタン生成菌群の存在下でＣ
Ｈ，ＧＯ，ｌ） ＮＨ，＋ Ｈ雪Ｓなどのガスに分解す
るガス生成過程の２段階に行なわれる。従来は上記２種
の細菌群を同一の消化槽で作用させるのが一般的であっ
たが、酸生成相・およびメタン生成相における物質代謝
機構やそれぞれを担う細菌群の増殖、生理学的特性は木
質的に異なっているので、２種の細菌群を同一の消化槽
で作用させることは生物化学工学上きわめて不合理であ
る。このため最近では、二相消化法による嫌気洗清化の
機能向上に関する研究が数多く行なわれている。その−
例として第１図に示すように、予め原料汚泥を前処理槽
１に導入しアルカリを添加して前処理した後、酸生成槽
２に導入し酸生成菌群の存在下で生物化学的に分解Ｌ、
液を第１汚泥濃縮機３に送ｐ液部と汚泥部とに分離し、
液部をメタン生成槽４へ送りメタン生成菌群の存在下で
生物化学的にメタンを含有するガスを生成・分離し、一
方、汚泥部の一部を酸生成槽２ＪＣ戻し、汚泥部の残部
を汚泥処理装置５へ送り、メタン生成槽４からの液を第
２汚泥濃縮機６へ送り液部と汚泥部とに分離し、液部を
排液処理装置７へ送り。
成菌群の存在下で有機性物質を低級脂肪酸に転換する酸
生成過程と、低級脂肪酸をメタン生成菌群の存在下でＣ
Ｈ，ＧＯ，ｌ） ＮＨ，＋ Ｈ雪Ｓなどのガスに分解す
るガス生成過程の２段階に行なわれる。従来は上記２種
の細菌群を同一の消化槽で作用させるのが一般的であっ
たが、酸生成相・およびメタン生成相における物質代謝
機構やそれぞれを担う細菌群の増殖、生理学的特性は木
質的に異なっているので、２種の細菌群を同一の消化槽
で作用させることは生物化学工学上きわめて不合理であ
る。このため最近では、二相消化法による嫌気洗清化の
機能向上に関する研究が数多く行なわれている。その−
例として第１図に示すように、予め原料汚泥を前処理槽
１に導入しアルカリを添加して前処理した後、酸生成槽
２に導入し酸生成菌群の存在下で生物化学的に分解Ｌ、
液を第１汚泥濃縮機３に送ｐ液部と汚泥部とに分離し、
液部をメタン生成槽４へ送りメタン生成菌群の存在下で
生物化学的にメタンを含有するガスを生成・分離し、一
方、汚泥部の一部を酸生成槽２ＪＣ戻し、汚泥部の残部
を汚泥処理装置５へ送り、メタン生成槽４からの液を第
２汚泥濃縮機６へ送り液部と汚泥部とに分離し、液部を
排液処理装置７へ送り。
汚泥部の一部をメタン生成槽４へ返送するとともに、汚
泥部の残部を汚泥処理装置５へ送るようにしたメタン発
酵装置が提案されている。
泥部の残部を汚泥処理装置５へ送るようにしたメタン発
酵装置が提案されている。
しかしこの第１図に示す、・方式は、酸生成工程。
課・χ
メタン生成工程それぞれに独立した汚泥濃縮工程を設け
ているので１両工程それぞれに適した汚泥濃度を容易に
設定することができる反面、最適運転条件が前処理工程
で８０°Ｃ前後、 ｐＨ１０前後−酸生成工程で４０°
Ｃ前後、ｐＨ５前後−メタン生成工程で５２°Ｃ前後、
ｐＨ７前後であるので、前処理工程で加熱した後、酸生
成工程で冷却し、メタン生成工程で再度加熱しなければ
ならず、熱経済性が悪く、また前処理工程でアル男すを
添加し、酸生成工程で酸を添加し、メタン生成工程で再
度アルカリを添加するので、ｐＨ調整用薬剤を多く必要
とするなどあ問題点があった。
ているので１両工程それぞれに適した汚泥濃度を容易に
設定することができる反面、最適運転条件が前処理工程
で８０°Ｃ前後、 ｐＨ１０前後−酸生成工程で４０°
Ｃ前後、ｐＨ５前後−メタン生成工程で５２°Ｃ前後、
ｐＨ７前後であるので、前処理工程で加熱した後、酸生
成工程で冷却し、メタン生成工程で再度加熱しなければ
ならず、熱経済性が悪く、また前処理工程でアル男すを
添加し、酸生成工程で酸を添加し、メタン生成工程で再
度アルカリを添加するので、ｐＨ調整用薬剤を多く必要
とするなどあ問題点があった。
一方１本発明者らはメタン発酵各ユニット別の技術的に
最適な条件について試験した。前処理工程の試験結果を
第１表に、酸生成工程の試験結果を第２表に一メタン生
成工程の試験結果を第８表に、汚泥濃縮工程の試験結果
を第４表に示す。
最適な条件について試験した。前処理工程の試験結果を
第１表に、酸生成工程の試験結果を第２表に一メタン生
成工程の試験結果を第８表に、汚泥濃縮工程の試験結果
を第４表に示す。
第１表
□。
（以下余白）
第２表
ｆ＄、８表
第４表
なお第２表におけるＶＳは揮発性スラッジ（ｖｏ−１ａ
ｔｉｌｅ ｓｌ’ｕｄｇｅ）である。
ｔｉｌｅ ｓｌ’ｕｄｇｅ）である。
本発明は上記の知見に基づき、従来法の問題点を解決す
るためになされ次もので一部処理工程を改良【−前処理
工程−メタン生成工程、酸生成工程の順に汚泥を処理す
ること延より、前処理工程に加えた熱エネルギを有効に
利用して熱エネルギ収支を改善し、またメタン生成工程
と酸生成工程との間に、汚泥および分離液の循環を実施
して−ｐＨ調整用薬剤をきわめて節減できるようにした
メタン発酵方法を提供せんとするものである。
るためになされ次もので一部処理工程を改良【−前処理
工程−メタン生成工程、酸生成工程の順に汚泥を処理す
ること延より、前処理工程に加えた熱エネルギを有効に
利用して熱エネルギ収支を改善し、またメタン生成工程
と酸生成工程との間に、汚泥および分離液の循環を実施
して−ｐＨ調整用薬剤をきわめて節減できるようにした
メタン発酵方法を提供せんとするものである。
以下１本発明の構成を図面に基づいて説明する。
第２図は本発明の方法を実施するメタン発酵装置の一例
を示し、第８図は第２図に示す装置を含む下水処理装置
の一例を示１２ている。原料汚泥としては、−例として
都市下水処理装置８から排出される汚泥を濃縮機１０に
より濃縮したものを用いる。この原料汚泥、すなわち有
機性物質を含有する液体を予め前処理槽１１に導・入し
、１Ｍカリ性下または酸性下で５０°Ｃ以上に常圧下で
加温するとともに、空気、酸素、オゾン化空気などの酸
化性気体を吹き込んで有機性物質の一部を化学的に分解
する。なお第２図および第８図では、−例として前処理
槽１１にアルカリを添加する場合を示している。しかる
後、液体の全量をメタン生成槽１２へ送り、嫌気性条件
下でかつメタン生成菌群の存在下で生物化学的にメタン
を含有するガスを生成・分離する。ついで液体の全量を
第１汚泥濃ｍ機１６へ送り液部と汚泥部とに分離し、液
部を排液処理装置１４へ送り、汚泥部の一部を前記メタ
ン生成槽１２へ返送し、汚泥部の残部を酸生成槽１５へ
送り１通性嫌気性条件下でかつ酸生成菌群の存在下で生
物化学的に分解した後−液体の全量を第２汚泥濃縮機１
６へ送り液部と汚泥部とに分離し一液部を前記メタン生
成槽１２へ送り、汚泥部の一部を前記酸生成槽１５へ返
送し、汚泥部の残部を汚泥処理装置１７へ送る。汚泥処
理装置１７へ送られた余剰汚泥は脱水された後、焼却炉
１８で焼却される。２０は排煙処理装置、２１は熱回収
部である。またメタン生成槽１２から分離されたメタン
は脱硫装置２２に導入されて脱硫され、貯留槽２３に一
旦貯留されてガスエンジン２４などの燃料に供される。
を示し、第８図は第２図に示す装置を含む下水処理装置
の一例を示１２ている。原料汚泥としては、−例として
都市下水処理装置８から排出される汚泥を濃縮機１０に
より濃縮したものを用いる。この原料汚泥、すなわち有
機性物質を含有する液体を予め前処理槽１１に導・入し
、１Ｍカリ性下または酸性下で５０°Ｃ以上に常圧下で
加温するとともに、空気、酸素、オゾン化空気などの酸
化性気体を吹き込んで有機性物質の一部を化学的に分解
する。なお第２図および第８図では、−例として前処理
槽１１にアルカリを添加する場合を示している。しかる
後、液体の全量をメタン生成槽１２へ送り、嫌気性条件
下でかつメタン生成菌群の存在下で生物化学的にメタン
を含有するガスを生成・分離する。ついで液体の全量を
第１汚泥濃ｍ機１６へ送り液部と汚泥部とに分離し、液
部を排液処理装置１４へ送り、汚泥部の一部を前記メタ
ン生成槽１２へ返送し、汚泥部の残部を酸生成槽１５へ
送り１通性嫌気性条件下でかつ酸生成菌群の存在下で生
物化学的に分解した後−液体の全量を第２汚泥濃縮機１
６へ送り液部と汚泥部とに分離し一液部を前記メタン生
成槽１２へ送り、汚泥部の一部を前記酸生成槽１５へ返
送し、汚泥部の残部を汚泥処理装置１７へ送る。汚泥処
理装置１７へ送られた余剰汚泥は脱水された後、焼却炉
１８で焼却される。２０は排煙処理装置、２１は熱回収
部である。またメタン生成槽１２から分離されたメタン
は脱硫装置２２に導入されて脱硫され、貯留槽２３に一
旦貯留されてガスエンジン２４などの燃料に供される。
、なお各部の温度およびｐＨは、前処理槽にγ〜カリを
添加する場合、前処理槽が８０°Ｃ前後、ｐＨ１０前後
、メタン生成槽が５２°Ｃ前後、ｐＨ７前後、酸生成槽
が４０°Ｃ前後。
添加する場合、前処理槽が８０°Ｃ前後、ｐＨ１０前後
、メタン生成槽が５２°Ｃ前後、ｐＨ７前後、酸生成槽
が４０°Ｃ前後。
ＰＨ５前後、排液処理装置が３０°Ｃ前後、ｐＨ７前後
となるよう虻調節する。
となるよう虻調節する。
つぎに本発明の実施例につめて説明する。
実施例
出願人会社の生活廃水活性汚泥処理場から排出された余
剰汚泥を前処理槽に導き＋ ＮａＯＨを添加してｐＨ１
０に調整した後、 ８０″Ｃに加熱し２時間空気を通気
しながら滞留させた。ついでこの反応液を嫌気性条件下
で一メタン生成菌群が優勢であるよう忙したメタン生成
槽に送り込んだ。メタン生成槽には、後段の工程から出
てくるメタン生成工程からの濃縮汚泥の６０％と酸生成
工程からの脱離水の全量とを混合して投入【−九、滞留
日数は従来法の数分の１の１０日で、槽内温度は５２°
Ｃに放熱を防ぐことによジ温調し＋ ｐＨは）ｆｃｌに
て７に調整した。ここで汚泥中ＶＳ（ｖｏｌａｔｉｌｅ
ｓｌｕｄｇｅ ）当り６００ Ｎ ｍ”／ｌの消化ガ
スが発生１．この消化ガスのメタン濃度は約５０％であ
った。メタン生成槽からの排出物は遠心ろ過濃縮機にて
汚泥部と液部とに分離し、液部はＣＯＤ値５ＱＯ１ｌｌ
ＩＪ以下であり。
剰汚泥を前処理槽に導き＋ ＮａＯＨを添加してｐＨ１
０に調整した後、 ８０″Ｃに加熱し２時間空気を通気
しながら滞留させた。ついでこの反応液を嫌気性条件下
で一メタン生成菌群が優勢であるよう忙したメタン生成
槽に送り込んだ。メタン生成槽には、後段の工程から出
てくるメタン生成工程からの濃縮汚泥の６０％と酸生成
工程からの脱離水の全量とを混合して投入【−九、滞留
日数は従来法の数分の１の１０日で、槽内温度は５２°
Ｃに放熱を防ぐことによジ温調し＋ ｐＨは）ｆｃｌに
て７に調整した。ここで汚泥中ＶＳ（ｖｏｌａｔｉｌｅ
ｓｌｕｄｇｅ ）当り６００ Ｎ ｍ”／ｌの消化ガ
スが発生１．この消化ガスのメタン濃度は約５０％であ
った。メタン生成槽からの排出物は遠心ろ過濃縮機にて
汚泥部と液部とに分離し、液部はＣＯＤ値５ＱＯ１ｌｌ
ＩＪ以下であり。
全量排液処理槽へ送って処理した。一方、汚泥部の６０
％は再びメタン生成槽に返送し、残シ４０幅を酸生成槽
へ送り込んだ０通性嫌気性条件下、酸生成菌群の優勢で
あるようにした酸生成槽は、 ＨＣＩにてｐＨ５に調整
し槽内温度を４０°Ｃに放熱を防ぐことにより温調した
。滞留日数は１日とした。酸生成槽７３λらの排出液を
遠心ろ過濃縮機にて汚泥部と液部とに分離し、液部は全
量メタン生成工程へ返送［７，汚泥部の２０％を酸生成
工程へ返送し、残り８０憾を系外へ排出した。
％は再びメタン生成槽に返送し、残シ４０幅を酸生成槽
へ送り込んだ０通性嫌気性条件下、酸生成菌群の優勢で
あるようにした酸生成槽は、 ＨＣＩにてｐＨ５に調整
し槽内温度を４０°Ｃに放熱を防ぐことにより温調した
。滞留日数は１日とした。酸生成槽７３λらの排出液を
遠心ろ過濃縮機にて汚泥部と液部とに分離し、液部は全
量メタン生成工程へ返送［７，汚泥部の２０％を酸生成
工程へ返送し、残り８０憾を系外へ排出した。
以上説明したように１本発明の方法においては。
前処理工程、メタン生成工程、酸生成工程の順に汚泥が
送られるので、前処理工程に加えた熱エネルギを有効に
利用することができ、熱エネルギの収支が改善され−ま
た前処理工程を化学反応で行なうため一メタン生成工程
に最適なＣ７Ｎ比、揮発性有機酸濃度−低分子有機物置
有量などの条件設定が容易となり、さらにメタン生成工
程と酸生成工程との間に汚泥および分離液の循環を実施
するため−ｐＨ調整用薬剤をきわめて節減でき、かつ前
処理をアルカリ性下で実施した場合は一メタン生成〒程
、酸生成工程での添加薬剤として安価な少量の酸のみで
十分であり、また前処理工程において、大部分が分解し
て酸生成が生ずるため、酸生成工程はきわめて縮少でき
るなどの効果を奏する。
送られるので、前処理工程に加えた熱エネルギを有効に
利用することができ、熱エネルギの収支が改善され−ま
た前処理工程を化学反応で行なうため一メタン生成工程
に最適なＣ７Ｎ比、揮発性有機酸濃度−低分子有機物置
有量などの条件設定が容易となり、さらにメタン生成工
程と酸生成工程との間に汚泥および分離液の循環を実施
するため−ｐＨ調整用薬剤をきわめて節減でき、かつ前
処理をアルカリ性下で実施した場合は一メタン生成〒程
、酸生成工程での添加薬剤として安価な少量の酸のみで
十分であり、また前処理工程において、大部分が分解し
て酸生成が生ずるため、酸生成工程はきわめて縮少でき
るなどの効果を奏する。
第１図は従来のメタン発酵装置の一例を示す工程図、第
２図は本発明の方法を実施するメタン発酵装置の一例を
示す工程図−第３図は第２図に示す装置を含む下水処理
装置の一例を示す工程図である。 １・・・前処理槽、２・・・酸生成槽、６・・・第１汚
泥濃縮機、４・・・メタン生成槽、５・・・汚泥処理装
置、６・・・第２汚泥濃縮機、７・・・排液処理装置、
８・・・都市下水処理装置、１０・・・濃縮機、１１・
・・前処理槽。 １２・・・メタン生成槽、１６・・・第１汚泥濃縮機、
１４・・・排液処理装置、１５・・・酸生成槽、１６・
・・第２汚泥濃縮機、１７・・・汚泥処理装置−１８・
・・焼却炉。 ２０・・・排煙処理装置、２１・・・熱回収部、２２・
・・脱硫装置、２３・・・貯留槽、２４・・・ガスエン
ジン特許出願人 川崎重工業株式会社
２図は本発明の方法を実施するメタン発酵装置の一例を
示す工程図−第３図は第２図に示す装置を含む下水処理
装置の一例を示す工程図である。 １・・・前処理槽、２・・・酸生成槽、６・・・第１汚
泥濃縮機、４・・・メタン生成槽、５・・・汚泥処理装
置、６・・・第２汚泥濃縮機、７・・・排液処理装置、
８・・・都市下水処理装置、１０・・・濃縮機、１１・
・・前処理槽。 １２・・・メタン生成槽、１６・・・第１汚泥濃縮機、
１４・・・排液処理装置、１５・・・酸生成槽、１６・
・・第２汚泥濃縮機、１７・・・汚泥処理装置−１８・
・・焼却炉。 ２０・・・排煙処理装置、２１・・・熱回収部、２２・
・・脱硫装置、２３・・・貯留槽、２４・・・ガスエン
ジン特許出願人 川崎重工業株式会社
Claims (1)
- １ 有機性物質を生物学的に分解してメタンを含有する
ガスを生成させる方法におりて、予め有機性物質を含有
する液体を前処理槽に導入しアルカリ性下または酸性下
で５０°Ｃ以上に常圧下で加温するとともに、酸化性気
体を吹き込んで有機性物質の一部を化学的に分解した後
−この液体の全量をメタン生成槽へ送り嫌気性条件下で
かつメタン生成菌群の存在下で生物化学的にメタンを含
有するガスを生成・分離し、ついで液体の全量を第１汚
泥濃縮機へ送り液部と汚泥部とに分離し、液部を排液処
理装置へ送り汚泥部の一部を前記メタン生成槽へ返送し
、汚泥部の残部を酸生成槽へ送シ通性嫌気性条件下でか
つ酸生成菌群の存在下で生物化学的に分解した後、液体
の全量を第２汚泥濃縮機へ送り液部と汚泥部とに分離し
、液部を一前記メタン生成楕へ送り汚泥部の一部を前記
酸生成槽へ返送し、汚泥部の残部を汚泥処理装置へ送る
ことを特徴とするメタン発酵方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171222A JPS5874190A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | メタン発酵方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171222A JPS5874190A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | メタン発酵方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5874190A true JPS5874190A (ja) | 1983-05-04 |
Family
ID=15919301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56171222A Pending JPS5874190A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | メタン発酵方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5874190A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4491522A (en) * | 1982-11-18 | 1985-01-01 | Agency Of Industrial Science & Technology | Anaerobic digestion process for organic wastes |
| US4620928A (en) * | 1983-09-29 | 1986-11-04 | Wasserverband Raumschaft Lahr | Process for reducing the hydrogen sulfide content in anaerobic decomposition processes, especially in sludge digestion processes |
-
1981
- 1981-10-26 JP JP56171222A patent/JPS5874190A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4491522A (en) * | 1982-11-18 | 1985-01-01 | Agency Of Industrial Science & Technology | Anaerobic digestion process for organic wastes |
| US4620928A (en) * | 1983-09-29 | 1986-11-04 | Wasserverband Raumschaft Lahr | Process for reducing the hydrogen sulfide content in anaerobic decomposition processes, especially in sludge digestion processes |
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