JPS6025594A - 嫌気性消化方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は有機廃棄物の処理方法に係り，特に硫化水素濃
度の低いメタン含有カスを効率的に得る嫌気性消化方法
に関する。

嫌気性消化方法（メタン発酵法）は含水率の高い有機廃
棄物からでもエネルギを回収できる極めて有用な，廃棄
物処理方法である。この方法は古くから下水汚泥やし尿
の処理に用いられてきており。

今後，厨芥や畜産廃棄物をはじめ各種の濃厚廃液への適
用が期待されている。

嫌気性消化は，主として２種の反応の共役によって進行
することが知られている。すなわち、廃液中の有機物が
通性嫌気性菌群（液死菌）の作用により低分子化して揮
発性脂肪酸となる液化発酵と，これらの生成した脂肪酸
が偏性嫌気性菌群（ガス死菌）によりメタンに転換する
ガス化発酵からなっている。通常行われている混合発酵
方式では，これら両方の菌群を同一発酵槽内で共存させ
た状態で１５〜４０日の長い期間をかけて処理する方法
がとられている。処理日数を短縮する方法として，液化
発酵とガス化発酵を分離・して２段階で消化させる方式
も特公昭５５−４１１５９号公報などに開示され，実用
化されようとしている。

前者の１段方式及び２段方式のガス化発酵槽から回収さ
れる発酵ガスのメタン濃度は，４５〜７０２の範囲にあ
シ，残９の主成分は炭酸ガスである。

微量成分としては窒素，水素，硫化水素を含んでいる。

発酵ガスは燃料として種々の用途に用いられる。ガスエ
ンジンによって発電して，１部を発酵槽の攪拌に使う他
，下水汚泥消化の場合には下水処理の曝気用ブロワの電
力に使う例も多い。さらにガスエンジン排気からの回収
熱で発酵槽の加温も行われる。また、ガスボイラにより
スチームや温水の供給も行われている。上記のように発
酵ガスを燃料として使うには，機器の腐蝕と排気ガス中
の硫黄酸化物排出規制の点から０．０１５％（ｖ／ｖ）
以下にしなければならない。発酵ガス中の硫化水素は蛋
白質や硫酸塩として原料中に含まれる有機または無機の
硫黄化合物に由来する。これらの硫黄化合物は原料又は
発酵スラリー中に混在する硫酸還元菌により硫化水素に
変化する。連邦の厚手１では発酵ガス中の硫化水素濃度
は０．０２〜ＣＩＩ．　ｌ　’Ｘであるが，例えば岩井
重久著「下水汚泥の処理」（コロナ社１９６８年発行）
第１４５頁などに記載されているように硫黄含量の高い
原料では０．５％をこえる場合も少なくない。現在，発
酵カスの脱硫化水素には主として２つの方法が用いらｔ
ｌている。一つは，発酵ガスを水酸化第２鉄を主成分と
する吸着剤の充填塔に通す乾式法である。この吸着剤は
黄土，セメント，おがくず、ソーダ灰に塩化第２鉄溶液
を加えて造粒しているが，発酵ガス中の水分により容易
に崩壊するので塔閉塞がお：こりやすく発酵ガスの湿度
管理を行う必要がある。

また、吸着能力は温度により著しく影響を受けやすく２
０〜４０℃の範囲に保つ必要がある。除去率は８０〜９
８％程度で良いが，硫化水素濃度００６〜０１２％の発
酵ガスｌｍ３あたり４にりの吸着剤を必要とする。従っ
て，硫黄含量の高い廃棄物では処理コストに対する脱硫
コストの占める割合が大きくなシ，嫌気性消化の適用が
困難になる。他の方法は発酵ガスを水洗して硫化水素を
溶解する湿式法である。この方法は硫化水素濃度がかな
り高い場合は乾式法にくらべ比較的コストは低いが、除
去率は６０〜８５％程度で低い・。このため０．０６％
以上の発酵ガスには単独では適用困難であシ湿式−乾式
の２段処理が必要となる。上述の如く、現行の脱硫化水
素法は低濃度の発酵ガスには使用できるが硫化水素濃度
が０１％をこえる高濃度の発酵ガス、即ち、亜硫酸パル
プ蒸解廃液、ビート蔗糖製造廃液、アルコール蒸溜廃液
等の高硫黄含有廃液の発酵ガスには適用するのが困難で
ある。これらの高硫黄含有廃液では単に発酵ガスの脱硫
化水素が困難であるだけでなく、液中の・硫黄イオンに
よシ発酵自体が阻害を受ける。一方、原料中に混在する
硫酸還元菌を塩素処理により殺菌する方法も提案されて
いるが、硫酸還元菌は原料以外に発酵スラリー中にメタ
ン発酵菌と共存しているため、適用は困難である。

本発明の目的は上記した従来技術に代シ２発酵中の硫化
水素発生を効果的に抑制し、硫化水素濃度の低い発酵ガ
スを直接得る方法を提供することにある。

発明者らは、従来技術のように２発酵ガスを回収後に精
製するのではなく２発酵槽中で直接硫黄イオンを除去し
てクリーンな燃料ガスを発生させる方法を志向し種々検
討した。まず、硫酸還元菌による硫酸根の硫化水素への
転換活性と嫌気性消化活性との関係を検討したところ、
液化発酵では硫化水素の発生がほとんど認められないの
に対し。

液化発酵スラリーをガス化発酵すると硫化水素が発生す
ることを見出した。さらに、上記の液化発酵を金属鉄の
存在下で行ってからこれをガス化発酵すると、ガス化発
酵で得られるメタンガス中の硫化水素濃度が著しく減少
することを見出した。

本発明は、上記の新知見に基きなされたものである。し
かして２本発明の第１の特徴は、原料を金属鉄存在下で
液化発酵させ１次いで液化発酵スラリ・−をガス化発酵
することにある。鉄存在下で液化発酵させるのは、原料
の全体でも、原料の一部を用いてもよい。また、原料の
一部を鉄存在下で液化発酵させる際には、残りの原料を
液化発酵させて、鉄存在下で得た液化発酵スラリーと合
せてガス化発酵することもできる。さらに、残りの原料
を液化発酵させずに、鉄存在下で液化発酵したスラリー
と合せて液化ガス化混合発酵を行うことも可能である。

本発明の詳細をさらにプロセスフローシートを用いて詳
しく説明する。

本発明は、下水汚泥、家畜し尿、厨芥、農畜産加工廃棄
物１食品工業廃棄物等、有機廃棄物全般に適用できる。

特に、硫黄含量の高いアルコール蒸留廃棄物、亜硫酸パ
ルプ廃棄物、馬鈴薯でんぷん製造廃棄物、玉ねぎ廃棄物
、ビート蔗糖製造廃棄物等の処理に効果的である。

第１図に於て、原料廃棄物１を貯槽２よシ原料移送配管
３を経て液化発酵槽４に投入する。こ＼で原料廃棄物を
液化発酵菌群と接触させ、有機物を揮発性脂肪酸と炭酸
ガスとに分解する。液化発酵菌群としては、嫌気性消化
の際２通常用いている通性嫌気性菌群２例えば、　Ｃ１
ｏｓｙｔｒｉｄ、ｉｕ、ｍ属。

Ｂａｃｉｌ、ｌｕ、ｓ属、　Ｅｓ、ｃｈｅｒｉｃｈｉａ
属　ｆ３ｔａｐｈ、ｔｌｏｃｏｃｃｕｓ属等が用いられ
る。液化発酵槽中の発酵スラＩＪ−５は、揮発性脂肪酸
の生成により酸性化する。

ｐＨ無調整では、ｐＨが３．５付近まで低下することも
ある。こうして酸性化した発酵スラリー５と金属鉄フレ
ーク６とを接触させると、金属鉄６は水素を発生して溶
解し、第１鉄イオンに変化する。

液化発酵ガス７は移送配管８を経て液化発酵ガス貯槽９
に貯留される。金属鉄６を溶解するには。

液化発酵槽４中のｐＨを５．２以下、好ましくは７）Ｈ
４，８以下にすると効果的である。発酵温度は通常の嫌
気性消化と同様７０℃以下で行い、使用菌群の温度特性
によシ適宜選択することができる。

発酵に際し、スカム発生防止１発酵速度向上の点から槽
内を攪拌することが必要である。連続２間欠いずれも、
原料特性、運転条件により選択可能である。本発明者ら
は、液化発酵スラリー中の第１鉄イオン濃度が０６％（
Ｗ／／Ｗ　）に達しても液化発酵への悪影響は認められ
なかったのに対し、外部から第２鉄イオンを０．１％（
Ｗ／Ｔｖ　）をこえる濃度に添加すると発酵速度が低下
することを見出している。さらに、第２鉄剤は塩化第２
鉄のように強酸性であるので、同時に中和用の消石灰を
多量に消費する。それだけでなく、ガス化発酵槽もしく
は液化ガス化混合発酵槽のｐＨは中性ないし弱アルカリ
性のため、第２鉄イオンはゲル状の水酸化鉄の沈殿を生
じ、槽内混合を妨げると同時にそれだけ攪拌に負担を生
じる。これに対し２第１鉄イオンは中性ないし弱アルカ
リ性でもケ゛ル状化しないため極めて好都合である。さ
らに１本発明者らは、金属鉄が第１鉄イオンとして溶解
する際。

同時に揮発性脂肪酸に対する中和剤としても作用し、液
化発酵槽内が極度に酸性化して液化発酵活性が低下する
のを防止する効果も有していることを見出している。一
方、鉄が溶解する際発生する水素ガスは、利用目的に応
じ、液化発酵ガスとして、もしくは後述のガス化発酵ガ
スと合せて貯留してもよい。液化発酵において、原料お
よび菌種により、炭酸ガスの他に水素を発生することも
あるが、その場合は鉄由来の水素を同時捕集することが
でき、極めて好都合である。

金属鉄フレーク６と接触した液化発酵スラリー５は、移
送配管工０を経てガス化発酵槽］−１に移送され、ガス
化発酵ガス１２は移送配管１３を経てガス化発酵ガス貯
槽１４に貯留される。ガス化発酵スラリー１５は移送排
出される。

一方、第２図では、液化発酵スラリー５を固液分離槽１
６で固液分離して液画分１７のみを移送配管工８を経て
鉄フレーク充填塔１９に送り、鉄フレーク６と接触させ
るフローシートである。第１鉄イオンを含む液化発酵液
画分１７は移送Ｍ己管１８を経てガス化発酵槽１５に投
入する。充填塔１８から発生する水素ガスは移送配管２
０を経て。

液化発酵ガス貯槽９もしくはガス化発酵ガス貯槽１４に
貯留される。固液分離槽１６で沈降した固形物画分２１
は、移送配管２２を経て液化ガス化発酵槽１１に至る。

第３図、第４図に於けるフローシートは、原料の一部を
鉄と接触させるだめの液化発酵スラリーを調製するため
に使用し、残りの原料を液化ノ１ス化混合発酵処理する
ものである。第３図において移送配管２３を経て第２液
化発酵槽２４に導いた後、スラリーは移送配管２５を経
てガス化発酵槽１１へ移送し、液化発酵ガス７は移送配
管８を経て、液化発酵ガス貯槽９に貯留する。第４図は
第２図と第３図とのフローシートの組合せを示す。

第５図は第１図において、貯槽２とガス化発酵槽１１と
を結ぶ移送配管２６を追加したものである。

第６図は、第５図に鉄フレーク充填塔１９を加えたもの
である。液化発酵とガス化発酵を分離して行う発酵方式
は、ｔＬ化ガス化混合発酵方式よシも高速処理できるが
、工程がよシ複雑になる。従って、上記の６種のシステ
ムは目的に応じ、適宜選択することが可能である。

鉄としては、特に限定されないが、接触させる方式によ
り形状を適宜選択可能である。例えば。

液化発酵槽内および充填塔での接触では、旋盤ぐず（切
シ粉）等、フレーク状の鉄が適している。

第１図に於て、第１鉄イオンを含む液化発酵スラリーは
移送配管工０によりガス化発酵槽１１に投入する。液化
発酵スラリーはガス化発酵槽１」中でガス化発酵菌と接
触して、揮発性脂肪酸がメタンと炭酸ガスに転換する。

ガス化発酵菌としては。

通常、嫌気性消化で用いられる偏性嫌気性菌群。

例えば、　Ｍｅｔｈａｎｏｓａｒｃｉｎα属、　Ｍｅｔ
ｈａｎｏｃｏｃｃｕ、ｓ属。

Ｍｅｔｈａｎｏｂａｃｔｅγｉｕ、ｍ　属等が用いられ
る。ガス化発酵槽１１中には上記のガス化発酵菌にまじ
り、硫酸還元菌も混在しているので、無機硫黄や有機硫
黄はガス化スラリー中で硫黄イオンに変化する。

本発明では、第１鉄イオンを含む液化発酵スラリーが投
入されるため１発生する硫黄イオンは第１鉄イオンとし
て液中に捕捉され２発酵ガス中の硫化水素濃度を極めて
低く保つことができる。以上の方法により、メタンを含
有する発酵ガス中の硫化水素濃度を０．　ＯＯ５％（ｖ
／ｖ）以下にすることが可能である。このため、従来の
様に１発酵ガス中の硫化水素を除去することなしに、直
接、ガスエンジンやガスボイラに供給できる。さらに、
液化発酵槽での中和用消石灰の投入量を鉄の溶解外だけ
節減できる効果も有する。

以下９本発明の実施例および比較例を示し、さらに詳し
く説明する。

実施例　１ 温水ジャケット、攪拌機を有する有効容積７ｔの円筒形
アクリル樹脂製発酵槽の内壁に、ステンレス製かと（１
０メツシユ、φ３０Ｘ１００間）を固定し、かご中に鉄
の旋盤ぐずを細断した鉄フレーク（５Ｘ　０．５　Ｘ　
］、　Ｏ咽）を４０５’充填した。

上記発酵槽を液化発酵槽とし、これに下水処理混合、汚
泥（ＴＳ’ｉ’％、ＶＳ６％、ＰＨ６，５）　４Ｋｌ＋
＋、！：。

液化発酵種母３　Ｋｇとを入れ、６０℃、３日間。

碧Ｈ無調整でバッチ式にて液化発酵した。液化発酵種母
としては、同濃度の下水処理混合汚泥４　Ｋ９を６０℃
、７）Ｈ７，２〜７，４で液化ガス化混合発尋して得た
液化ガス化混合発酵スラリー４　Ｋｇに、同一濃度の下
水処理混合汚泥４　Ｋｚを加え、バッチ式で７ＪＨ５，
０，６０℃にて４日間発酵した液化発酵スラリーを用い
た。発酵過程で発生するガスを水上捕集（硫酸酸性ＰＨ
１，０，飽和食塩水）し炭酸ガス１９．２ｔ、水素１　
Ｂ、　ＯＬを主成分とする発酵ガス３７．２　ｔを得た
。微量成分としては、Ｏｉ％９窒素を含み、硫化水素は
１ｘ１ｏ’％以下と極めてわずかしか検出されなかった
。発酵スラリーの揮発性脂肪酸濃度は１１％、第１鉄イ
オン濃度は０３７％であった。上記の液化発酵スラリー
４Ｋｇをガス比発酵種母ｌ　’７　Ｋｇの入った有効容
積２］ｌの円筒形アクリル樹脂製発酵槽に投入し、６０
℃、ｐＨ６，Ｂ〜７．７で８日間ガス化発酵した。カス
化発酵種母は液化発酵スラリーを６０℃、ｐＨ７、４〜
７．８　、有機物容積負荷５　Ｋｇ　ＶＳ／ｍ３・ｄで
ガス化発酵して得たガス化発酵スラリーを用いた。

発酵過程で生ずるガス化発酵ガスを水上捕集し。

メタン６０，１ｔ、炭酸ガス１８０ｔを主成分とする発
酵ガス７８１ｔを得た。硫化水素濃度はｏ、ｏｏｓ％で
あった。

実施例　２ 温水ジャケット、攪拌機を有する有効容積７ｔの円筒形
アクリル樹脂製発酵槽を液化発酵槽としこれに下水処理
混合（ＴＳ’ｉ’％、ＶＳ６％、　ｐＨ６５）ａＫｇと
、液化発酵種母３Ｋｇとを入れ、６０℃、３日間、ＰＨ
無調整でバッチ式にて液化発酵した。液化発酵種母とし
ては、同濃度の下水処理混合汚泥４　Ｋｇを６０℃、ｐ
Ｈ７，２〜７．４で液化ガス化発酵して得た液化ガス化
混合発酵スラリー４Ｋｇに、同一濃度の下水処理混合汚
泥４　ｔ＜ｇを加えバッチ式で７）Ｈ５，０，６０℃に
て４日間発酵した液化発酵スラリーを用いた。発酵過程
で発生するガスを水上捕集し、炭酸ガス１９．ＯＡ、水
素１６．９ｔを主成分とする発酵ガス３’５．９Ａを得
だ。硫化水素濃度はｌＸｌ０’％以下であった。発酵ス
ラリーの揮発性脂肪酸濃度は１．１％、第１鉄イオン）
濃度は０．０１％以下であった。上記で得られた液化発
酵スラリー４Ｋｇを、有効容積４ｔのアクリル樹脂製円
筒形沈降分離槽（φ１３０　Ｘ　３００　＋＋＋ｍ　）
に入れ、１時間静置し、固形物画分１．８向と液両分２
．２　Ｋｇとに分離した。次いで、液両分２．２　Ｋｇ
を。

鉄フレーク（鉄の旋盤くずを３Ｘ０．２％５ｍｍに細断
）１００グを充填したアクリル樹脂製カラム（φ３５　
Ｘ　３００　ｍｍ　）の下方から、滞留時間５分で流し
て、鉄フレークと接触させた。接触後の液両分の第１鉄
イオン濃度は０．４７％であった。カラム中で発生する
ガスをカラム上部から水」二捕集し、水素ガス３．９ｔ
、炭酸ガス０．３１の混合ガスを得た。次に鉄フレーク
を接触した液両分２．２　Ｋｇと固形物画分１．８　Ｋ
ｇとを合せて、ガス化発酵種旬１゛／〜の入った有効容
積２１ｔの円筒形アクリル発酵槽に投入し、６０℃、ｐ
Ｈ６，８〜７．７で８日間ガス化発酵した。ガス化発酵
種母は液化発酵スラリーを６０℃、ｐＨ’７．４〜７８
．有機物負荷５ＫｇＶＳ／Ｉｎ３・ｄでガス化発酵して
得たガス化発酵スラリーを用いた。発酵工程で生ずるガ
ス化発酵ガスを水上捕集し、メタン５９．Ｂｔ、炭酸ガ
ス１８、１１を主成分とする発酵ガス”／　’７．９１
を得た。

硫化水素濃度は０．００’７％であった。

実施例　３ 温水ジャケット、攪拌機を有する有効容積２ｔの円筒形
アクリル樹脂製発酵槽の内壁に、ステンレス製かと（１
０メツシユ、φ１５Ｘ８０．．．）を固定し、かご内に
鉄の旋盤ぐずを細断した鉄フレーク（２Ｘ０．２Ｘ５１
＋ｌｌ＋＋）を２０１充填した。上記発酵槽を液化発酵
槽とし、これに下水処理混合汚泥（ＴＳ　’７％、ＶＳ
　６Ｎ、ｐｒｑ　ｔｓ、５）ＩＫｇと、１化発酵種母ｌ
　Ｋｇとを入れ、６０℃、３日間、ｐＨ無調整でバッチ
式にて液化発酵した。液化発酵種母としては、同濃度の
下水処理混合汚泥４　Ｋｇを６０℃、ＰＨ７，２〜７．
４で液化ガス化混合発酵して得た発酵スラ！Ｊ　−４Ｋ
ｑに、同一濃度の下水処理混合汚泥４　Ｋｙを加え、バ
ッチ式でｐＨ５，Ｑ、６０℃にて４日間発酵した液化発
酵スラリーを用いた。

発酵過程で発生するガスを水上捕集（硫酸酸性ＰＨ１，
０，飽和食塩水）し炭酸ガス５．６ｔ、水素５．２ｔを
主成分とする発酵ガス１０．８１を得た。

硫化水素濃度は１×１０−４％以下であった。発酵スラ
リーの揮発性脂肪酸濃度は１．０６％、第１鉄イオン濃
度は０．４９％であった。一方、同一バッチの下水処理
混合汚泥３　Ｋｇと、液化発酵種母３　Ｋｇとを実施例
１と同じ仕様の有効容積７ｔの液化発酵槽に入れ、６０
℃、３日間、ｐＨ無調整でバッチ式にて液化発酵した。

液化発酵種母としては。

同濃度の下水処理混合汚泥４　Ｋｇを６０℃、　ｐＨ７
２〜７．４で液化ガス化混合発酵して得た液化カス化混
合発酵スラＩＪ　−４Ｋｇに、同一濃度の下水処理混合
汚泥４　Ｋｑを加えバッチ式でｐＨ，５，０、６０℃に
て４日間発酵した液化発酵スラリーを用いた。

発酵過程で発生するガスを水上捕集し、炭酸ガス１９．
１ｔ、水素１７７を主成分とする発酵ガス３６、１　ｔ
を得た。硫化水素濃度はｌＸｌ０　’％以下であった。

発酵スラリーの揮発性脂肪酸濃度は１．０８％１．第１
鉄イオンの濃度は０．０１％以下であった。上記の鉄存
在下で発酵して得た液化発酵スラ！Ｊ　−１’Ｋｇと、
鉄非存在下で発酵して得た液化製ガス化発酵槽に投入し
、６０℃、ｐＨ７，０〜７．７で８日間ガス化発酵した
。ガス化発酵種母は液化発酵スラリーを６０℃、ｐ）１
７．４〜７．８．有機物容積負荷５ＫｑＶＳ／ｒｎ”・
ｄでガス化発酵して得たガス化発酵スラリーを用いた。

発酵過程で生ずるガス化発酵ガスを水上捕集し、メタン
５９８を炭酸ガス１８．　ＯＬを主成分とする発酵ガス
７７８ｔを得た。硫化水素濃度は０００７％であった。

実施例　４ 温水ジャケット、攪拌機を有する有効容積２ｔの円筒形
アクリル樹脂製発酵槽を液化発酵槽としこれに実施例３
で用いたものと同一バッチの下水処理混合汚泥と同一バ
ッチの液化発酵種母Ｉ　Ｋｇとを入れ、６０℃、３日間
、ｐＨ無調整でバッチ式にて液化発酵した。液化発酵に
よシ炭酸ガス５．６ｔ、水素５．１ｔを主成分とする発
酵ガス１０．７　ｔを得た。硫化水素濃度はＩ　Ｘ　１
０−’％以下であった。発酵スラリーの揮発性脂肪酸濃
度は１．１％。

第１鉄イオン濃度は０，０１％以下であった。上記の液
化発酵スラ’）　−２Ｋｇを有効容積４ｔのアクリル樹
脂製沈降分離槽（φ１３０　Ｘ　３００　ｍｍ　）に入
れ、１時間静置し、固形物画分０．９　Ｋｇと液両分１
、１　Ｋｑとに分離した。次いで液両分０．４５　Ｋｇ
を鉄フレーク（鉄の旋盤ぐずを３　ｘ　Ｑ、　２　Ｘ　
５　ｍｍに細断）１００７を充填したアクリル樹脂製カ
ラム（φ３５Ｘ　３００　ｍｍ　）の下方から、滞留時
間１ｏ分にて流して、鉄フレークと接触させた。接触後
の液両分の第１鉄イオン濃度は０．４５％であった。カ
ラム中で発生するガスをカラム上部から水上捕集し。

水素ガス０．９’ｔ、炭酸ガス０Ｏ５ｔの混合ガスを得
た。一方、下水処理混合汚泥４　Ｋｑを実施例：３と同
一操作により７を液化発酵槽を用いて液化発酵し、液化
発酵ガス３６．２　ｔ　（炭酸ガス１９．１７゜水素ガ
ス１７．１　ｔ　）と液化発酵スラリー４．　Ｋｑを得
だ。この液化発酵スラ’）　−３Ｋｇと、上述の秩と接
触後の液両分０．４５Ｋｇと固形物両分０．５５　Ｋｇ
とを合せ、実施例３と同じ要領でガス化発酵した。発酵
ガスを水上捕集し、メタン５９．９１．炭酸ガス１８、
　Ｏｔを主成分とする発酵−１１スフ７９ｔを得た。

硫化水素濃度は０．００６％であった。

実施例　５ 下水処理混合汚泥Ｉ　Ｋｑを実施例３と同、−敷領で液
化発酵し、炭酸ガス５．５ｔ、水素５．１１を主成分と
する発酵ガス１０６ｔを得た。硫化水素濃度はｌＸｌ０
’％以下であった。第１鉄イオン濃度は０．４８％であ
った。同一バッチの下水処理混合汚泥３　Ｋｇと、上記
の鉄フレーク接触下で得た液化発１孝スラＩＪ　−Ｉ　
Ｋｇとを合せて、液化ガス化混合発酵種母］、　’ｉ’
　Ｋｇの入った有効容積２１４のアクリル製混合発酵槽
に投入し、６０℃、ｐｉ１６．Ｂ〜７．２で１０日間、
液化ガス化混合発酵した。混合発酵用種母は、原料汚泥
を６０℃、ＰＨ６，８〜７，２゜有機物負荷３　Ｋｑ　
ＶＳ　／ｉｎ”・ｄで混合発酵して得た発酵スラリーを
用いた。発酵過程で生ずる発酵ガスを水上捕集し、メタ
ン５６．０４．炭酸ガス１７．ｌｔを主成分とする発酵
ガス’７３．１　ｔを得た。硫化水素濃度はｏ、ｏｏｓ
％であった。

実施例　６ 下水処理混合汚泥Ｉ　Ｋｇを実施例４と同一−要領で液
化発酵し、炭酸ガス５．４ｔ、水素５．１ｔをゝ生成分
とする発酵ガス１０５ｔを得た。硫化水素濃度はｌＸｌ
０’％以下であった。第１鉄イオン濃度は０．０１％以
下であった。得られた液化発酵スラＩＪ−２Ｋｑを実施
例４と同じ要領で固液分離し、液両分０．９　Ｋｇ　、
固形物画分１．１−Ｋｇを得た。液両分０、４５　Ｋｇ
を実施例４と同じ要領で鉄フレークと接触し、第１鉄イ
オン濃度０．４５％の液両分０．４５Ｋｇを得た。この
液両分０．４５Ｋｇと、固形物両分０、５５　Ｋｇ及び
下水処理混合汚泥３　Ｋｇとを混合して。

液化ガス化混合発酵種母１’７Ｋｇの入った有効容積２
１７のアクリル樹脂製混合発酵槽に投入し。

６０℃、ｐＨ６，、Ｆ３〜７．２で１０日間、液化ガス
化混合発酵した。発酵過程で生ずる発酵ガスを水−１−
捕集し、メタン５６．１ｔ、炭酸カス１７．２ｔを主成
分とする発酵ガス’ｉ”　３．３　ｔを得た。硫化水素
濃度は０．００’ｉ’％であった。

比較例　ｌ 実施例１と同じ仕様の発酵槽と同じバッチの原謝及び種
母を用いて以下の実験を行った。液化発酵槽内のステン
レス製かご中に鉄フレークを充填せずに液化発酵を行っ
た。液化発酵では炭酸カス１９．１Ａ、水素１９．３　
ｔを主成分とする発酵カス３８４ｔを得た。硫化水素濃
度は１ｘ１ｏ’％以下であった。また、液化発酵スラリ
ー中の揮発性脂肪酸は１．１％、第１鉄イオン濃度は０
．０１％以下であった。ガス化発酵では、メタン６０．
２ｔ。

炭酸ガス１　Ｂ、　ｌ　ｔを主成分とする発酵ガス９８
３ｔを得た。窒素濃度は０１％、硫化水素濃度は０１２
％であった。

比較例　２ 実施例２と同じ仕様の液化発酵槽と、同じバッチの原料
および種母を用いて以下の実験を行った。

実施例２と同じ要領で４　Ｋｇの下水処理混合汚泥を液
化発酵し、炭酸ガス１９．０ｔ、水素１９２ｔを主成分
とする発酵ガス３　Ｂ、　２　ｔを得た。硫化水素濃度
はｌＸｌ０’％以下であった。次いで実施例２の要領で
、固液分離し、液両分を鉄フレークを充填しないカラム
を通したあと、固形物画分と合・せてガス化発酵した。

カラム上部からは０．１　ｔのガスが得られた。組成は
炭酸ガス９５％、水素５％であった。ガス化発酵では、
メタン６０．Ｏｌ。

炭酸ガス１８．２１を主成分とする発酵ガス７８２ｔを
得た。硫化水素濃度は０．１３％であった。

比較例　３ 実施例１と同一仕様の発酵槽と同じバッチの原料及び種
母を用いて以下の試験を行った。２を液化発酵槽内のス
テンレス製かどの中に鉄フレークを充填せずに液化発酵
を行い、炭酸カス５．　ｔ３　／−。

水素４．６　ｔを主成分とする発酵ガス１　］、、　２
．１を得た。硫化水素濃度はｌＸｌ０’％以下であった
。

また、鉄非存在下で下水処理混合汚泥４　Ｋｇを゛７１
液化発酵槽で液化発酵した場合、炭酸カスｌ　９．　（
１ｔ、水素１９．９Ａを主成分とする発酵ガス３８９ｔ
を得た。硫化水素濃度はｌＸｌ０’％以下であった。２
を液化発酵槽で得た液化発酵スラリー］Ｋｇと、７を液
化発酵槽で得た液化発酵スラリー３３Ｋｇとを合せ、２
１ｔガス化発酵槽でガス化発酵し。

メタン６０．ＯＡ、炭酸ガス１８１ｔを主成分とするガ
ス化発酵ガス７８．１　ｔを得だ。硫化水素濃度は０．
１３％であった。

比較例　４ 実施例４と同じ仕様の液化発酵槽と、同じバッチの原料
及び種母を用いて以下の実験を行った。

実施例４と同じ要領でＩ　Ｋｇの下水処理混合゛汚泥を
液化発酵し、炭酸ガス５．５ｔ、水素４．Ｏ４を主成分
とする発酵ガス９．５ｔを得た。硫化水素濃度はＩ　Ｘ
　１０−’％以下であった。次いで、実施例４と同じ要
領で液化発酵スラＩＪ　−２ＫＱを固液分離し、液両分
０．４５　Ｋｑを鉄フレークを充填しないカラムを通し
た。この液両分と固形物画分０．５５　Ｋｑならびに３
　ＫＱの下水処理混合汚泥を実施例４と同じ要領にて液
化発酵して得た液化発酵スラ’Ｊ−３Ｋｇを合せガス化
発酵した。ガス化発酵によシアメタン５９．８ｔ、炭酸
ガス１Ｂ、１ｔを主成分とする発酵ガス７７．９１を得
た。硫化水素濃度は０．１２％であった。

比較例　５ 実施例５でｌ　Ｋｇの下水処理混合汚泥を液化発酵する
際、鉄フレークの非存在下で液化発酵させることを除き
、他の操作をすべて実施例５と同一要領で実施した。Ｉ
　Ｋｇの原料汚泥の液化発酵では炭酸ガス５．５ｔ、水
素４．Ｏｌを主成分とする発酵ガス９．５ｔを得た。硫
化水素濃度はｌＸｌ０’％以下であった。第１鉄イオン
濃度は０．０１９１；以下であった。上記の液化発酵ス
ラＩＪ　−Ｉ　Ｋｇと原料汚泥３　ＫＱとを液化ガス化
混合発酵し、メタン５６ｔ。

炭酸ガス１７．　ＯＬを主成分とする発酵ガス’ｉ’３
ｔを得た。硫化水素濃度は０．１３％であった。

比較例　６ 実施例６で液化発酵スラリーの液画分を鉄フレークを充
填しないカラムを流すことを除き、他の操作をすべて実
施例６と同一要領で実施した。１に９の原料汚泥の液化
発酵では、炭酸ガス５．４１゜水素４．１ｔを主成分と
する発酵ガス９．５ｔを得た。

硫化水素濃度はｌＸｌ０’％以下であった。第１鉄イオ
ン濃度は０．０１％以下であった。上記の液化発酵スラ
リーの液両分０．４５　Ｋｇと固形物画分０、５５　Ｋ
Ｑならびに原料汚泥３　Ｋｇとを液化ガス化混合発酵し
、メタン５６．１ｔ、炭酸カス１７．２　ｔを主成分と
する発酵ガス７３３ｔを得た。硫化水素濃度は０．１３
％であった。

以上、各実施例と各比較例との結果を対比すれば明らか
なように、鉄存在下で液化発酵させる本発明により１回
収メタンガス中への硫化水素の混入を効果的に防止でき
る。

本発明により１回収メタンガスの脱硫化水素処理をする
ことなしに、ガスエンジンやガスボイラに供給できる硫
化水素濃度の低い燃料ガスを発酵槽から直接回収できる
。

【図面の簡単な説明】

第１〜第６図は２本発明実施の例を示すプロセスフロー
シートを示す。 ２・・・貯　槽　４・・・液化発酵槽 ６・・・鉄フレーク　９・・・液化発酵ガス貯槽１１・
・・ガス化発酵槽　１４・・・ガス化発酵ガス貯槽１６
・・・固液分離槽　１９・・・鉄フレーク充填塔２４・
・・第２液化発酵槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機廃棄物スラリーを嫌気性条件下で液化発酵菌と
   接触させ液化発酵する第１工程と、第１工程で得られる
   液化発酵スラリーと鉄とを接触させる第２工程と、第２
   工程で得られる鉄と接触させた液化発酵スラリーをガス
   化発酵菌と接触させ。 硫化水素濃度の低いメタン含有ガスを発生させる第３工
   程とからなることを特徴とする有機廃棄物の嫌気性消化
   方法。 ２、特許請求の範囲第１項に於て、第２工程で得られる
   液化発酵スラリーの代シに、液化発酵スラリーを固液分
   離して得られる液両分と鉄とを接触させ、かつ第３工程
   に於て、鉄と接触させた液化発酵スラリーの代りに、鉄
   と接触させた液画分と、固形物画分とを合せてガス化発
   酵させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ０１ト気Ｐ］消化方法。 ３、％許請求の範囲第１項に於て、　第１ｒ−程で用い
   る原料廃棄物の１部をｐＨ無調整下にｌｌｌｌ５．２以
   下で液化発酵させると同時に、残りの原註廃棄物を別系
   統にてｐＨ５，２〜６，５にｐＩＩ調整して液化発酵さ
   せること、第２工程で用いる液化発酵スラリーの代りに
   ７）ｉ（５，２以下で液化発酵したスラリーを用いるこ
   と、第３工程で用いる鉄と接触させた液化発酵スラリー
   の代りに鉄と接触させたｐＨ５，２以下で液化発酵した
   スラリーと、第１土程で得られるｐＨ調整下で液化発酵
   して得られるスラリーとを合せてガス化発酵すること、
   を特徴とする特許 棄物の嫌気性消化方法。 ４、＠許請求の範囲第３項に於で，第２工程で得られる
   Ｐ｝｛５．２以下で液化発酵したスラリーの代りに，該
   スラリーを固液分離して得られる液両分と鉄とを接触さ
   せ，かつ第３工程に於て，秩と接触させたｐＨ５．２以
   下で液化発酵したスラリーの代りに、鉄と接触させた該
   液両分と固形物画分とを合せてガス化発酵することを特
   徴とする特許消化方法。 ５、特許請求の範囲第３項に於で，第１工程で用いる原
   料廃棄物の１部をｐＨ無調整下に７）Ｈ５．２以下で液
   化発酵させ，残シは液化発酵させずに。 第３工程で，鉄と接触させたｐＨ５．２以下で液化発酵
   させたスラリーとを合せて，液化ガス化混合発酵するこ
   とを特徴とする前Ｈｂ特許請求の範囲第３項記載の有機
   廃棄物の嫌気性消化方法。 ６、特許請求の範囲第４項に於て，第１工程で用いる原
   料廃棄物の１部をｐＨ無調整下にｐＨ５２以下で液化発
   酵させ，残りは発酵させずに。 第３工程で，鉄と接触させた液画分及び固形物画分とを
   合せて液化ガス化混合発酵することを特徴とする前記特
   許請求の範囲第４項記載の有機廃棄物の嫌気性消化方法
   。