JPS6121797A - メタン発酵槽の運転法 - Google Patents
メタン発酵槽の運転法Info
- Publication number
- JPS6121797A JPS6121797A JP59141917A JP14191784A JPS6121797A JP S6121797 A JPS6121797 A JP S6121797A JP 59141917 A JP59141917 A JP 59141917A JP 14191784 A JP14191784 A JP 14191784A JP S6121797 A JPS6121797 A JP S6121797A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fermentation
- methane
- amount
- fermentation tank
- fermentation liquid
- Prior art date
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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
Landscapes
- 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】
産業上の利用分野
本発明は、エネルギーの生産と廃棄物の処理に利用され
るメタン全溝法に関するものである。
るメタン全溝法に関するものである。
従来例の構成とその問題点
メタン発酵は嫌気的条件下で、微生物反応を用い、有機
物よりメタンを主体としたガスを生産する方法である。
物よりメタンを主体としたガスを生産する方法である。
この嫌気的という条件のために発酵槽は気密構造をとっ
ている。また微生物はこの発酵槽内の汚泥を多く含む発
酵液中に棲息し、槽内に投入される有機物よりメタンを
生成している。
ている。また微生物はこの発酵槽内の汚泥を多く含む発
酵液中に棲息し、槽内に投入される有機物よりメタンを
生成している。
メタン発酵は古い歴史をもつにもかかわらず、その普及
は低調である。その原因としては、効率が悪く経済的価
値が低いこと、また発酵性能が不安定であシ管理が容易
でないことが・主要なものである。従って高効率で安定
にメタン発酵槽を稼動させるために、発酵ＰＨの制御、
硫化物濃度の制御、原料有機物の定量供給など、多くの
対策がとられてきたが、いまだにメタン発酵法が広範に
普及するほどの成果は得られていない。成果が充分でな
かった原因は、これらの制御が、いずｎも発酵液中の微
生物の発酵性能の変化を直接的にフィードバックした制
御の方法をとらず、微生物の状態を間接的に示す、ＰＨ
や硫化物の濃度をフィードバンクしていること、あるい
は原料有機物の定量供給の様にインプットを安定させる
だけで、アウトプットの発酵の安定化を計っていること
等、いずれも発酵液中の微生物の発酵性能の変化を直接
的にフィードバックした制御をとっていないことにある
。
は低調である。その原因としては、効率が悪く経済的価
値が低いこと、また発酵性能が不安定であシ管理が容易
でないことが・主要なものである。従って高効率で安定
にメタン発酵槽を稼動させるために、発酵ＰＨの制御、
硫化物濃度の制御、原料有機物の定量供給など、多くの
対策がとられてきたが、いまだにメタン発酵法が広範に
普及するほどの成果は得られていない。成果が充分でな
かった原因は、これらの制御が、いずｎも発酵液中の微
生物の発酵性能の変化を直接的にフィードバックした制
御の方法をとらず、微生物の状態を間接的に示す、ＰＨ
や硫化物の濃度をフィードバンクしていること、あるい
は原料有機物の定量供給の様にインプットを安定させる
だけで、アウトプットの発酵の安定化を計っていること
等、いずれも発酵液中の微生物の発酵性能の変化を直接
的にフィードバックした制御をとっていないことにある
。
発明の目的
以上の様な従来例の問題点より、本発明では発酵液中の
微生物の発酵性能を直接的に反映したメタン発酵槽の運
転方法を提供することを目的としているものである。
微生物の発酵性能を直接的に反映したメタン発酵槽の運
転方法を提供することを目的としているものである。
発明の構成
従来よりメタン発酵の経路は次の称に考えられてきた。
すなわち原料有機物は分解をうけて水素。
二酸化炭素、ギ酢、酢酸、プロピオン酸乳酸等の低分子
化合物となる。この微生物反応を酸生成反応と呼ぶ。こ
れらの低分子化合物よりメタンが生成するが、この微生
物反応をガス化反応と呼ぶ。
化合物となる。この微生物反応を酸生成反応と呼ぶ。こ
れらの低分子化合物よりメタンが生成するが、この微生
物反応をガス化反応と呼ぶ。
またこれらの反応の内、ガス化反応がメタン発酵の律速
段階となってお９、ガス化反応速度がメタン発酵全体の
速度を律していると考えられてきた。
段階となってお９、ガス化反応速度がメタン発酵全体の
速度を律していると考えられてきた。
しかしながら、ガス化反応は棲数の微生物が行なう、多
くの反応を太ぐく９にしたものであり、正確にどの低分
子化合物からメタンを生成する速度がメタン発酵全体の
速度を律しているのか明確でなかった。
くの反応を太ぐく９にしたものであり、正確にどの低分
子化合物からメタンを生成する速度がメタン発酵全体の
速度を律しているのか明確でなかった。
本発明は、ガス化反応に含まれる多くの反応のうち、酢
酸からメタンを生成する微生物反応の速度が、発酵液の
単位体積あた９の原料有機物の最大処理量に比例する（
すなわち酢酸からメタンを生成する速度がメタン発酵の
律速段階となっている）という発見にもとづき、これを
応用したものであって下記の内容を要件とする。
酸からメタンを生成する微生物反応の速度が、発酵液の
単位体積あた９の原料有機物の最大処理量に比例する（
すなわち酢酸からメタンを生成する速度がメタン発酵の
律速段階となっている）という発見にもとづき、これを
応用したものであって下記の内容を要件とする。
まず発酵液中の微生物の発酵性能を評価するために、発
酵槽内の発酵液の一部を採取する。次にこの発酵液の一
定量に、酢酸マグネシウム、酢酸す） ｌ）ラム等の酢
酸塩を加える。このとき発酵液中では、下記反応式によ
り、メタンが生成するとと ＣＨＣｏｏ−＋Ｍ″−＋ＨＯ−ＣＨ４＋Ｃ○２＋Ｍ＋十
○Ｈ−もに、アルカリ度が上昇する。ここで上記反応式
中Ｍ＋ｔ１−１ 、マグネシウム、ナトリウム等の陽イ
オンである。上式により単位時間あたりに生成するメタ
ンの量あるいは、アルカリ度の上昇量を、測定し、この
量を発酵状態の指標として用い、この量に見合った量に
発酵原料の投入量を制限するのである。
酵槽内の発酵液の一部を採取する。次にこの発酵液の一
定量に、酢酸マグネシウム、酢酸す） ｌ）ラム等の酢
酸塩を加える。このとき発酵液中では、下記反応式によ
り、メタンが生成するとと ＣＨＣｏｏ−＋Ｍ″−＋ＨＯ−ＣＨ４＋Ｃ○２＋Ｍ＋十
○Ｈ−もに、アルカリ度が上昇する。ここで上記反応式
中Ｍ＋ｔ１−１ 、マグネシウム、ナトリウム等の陽イ
オンである。上式により単位時間あたりに生成するメタ
ンの量あるいは、アルカリ度の上昇量を、測定し、この
量を発酵状態の指標として用い、この量に見合った量に
発酵原料の投入量を制限するのである。
実施例の説明
メタン発酵槽内より発酵液を採取する位置は、槽内の状
態を代表する位置とする。ｉ１．た採取する発酵液の量
は、全発酵液量に比して充分に小さな量とし、槽内の発
酵液量の減少をきたさない量とする。酢酸塩を加え、酢
酸イオンよりメタンを生成する反応を行なわせる容器に
ついては、嫌気的条件を維持できるものであ汎ば何であ
ってもよい。
態を代表する位置とする。ｉ１．た採取する発酵液の量
は、全発酵液量に比して充分に小さな量とし、槽内の発
酵液量の減少をきたさない量とする。酢酸塩を加え、酢
酸イオンよりメタンを生成する反応を行なわせる容器に
ついては、嫌気的条件を維持できるものであ汎ば何であ
ってもよい。
この容量には例えば、大型の注射筒、小型の実験用メタ
ン発酵槽等が使用できる。また酢酸イオンよりメタンを
生成する反応を行なわせる温度条件は、メタン発酵槽の
温度条件と一致させる。添加する酢酸塩としては、酢酸
ナトリウム、酢酸マグネシウム、酢酸力ルンウム等、こ
の分野で通常使用されるものを使用する。ただし、酢酸
塩の種類を変化させると再現性が得られないため、酢酸
塩の種類を固定する。また発酵液への酢酸塩の添加濃度
は、発酵液中に残存する原料有機物量に対して大過剰と
する。この大過剰という条件を満足する酢酸塩濃度は、
メタン発酵槽に投入していた有機物の負荷率によって異
なるが、有機物の負荷率が１ｏＫｇ／ｒｒｌ・日の場合
、発酵液１ ｍｌあたシ酢酸に換算して１２ｍ１で充分
である。−！た酢酸塩の添加濃度の変動によシ再現性が
乏しくなるので、酢酸塩は常に一定濃度で用いる。
ン発酵槽等が使用できる。また酢酸イオンよりメタンを
生成する反応を行なわせる温度条件は、メタン発酵槽の
温度条件と一致させる。添加する酢酸塩としては、酢酸
ナトリウム、酢酸マグネシウム、酢酸力ルンウム等、こ
の分野で通常使用されるものを使用する。ただし、酢酸
塩の種類を変化させると再現性が得られないため、酢酸
塩の種類を固定する。また発酵液への酢酸塩の添加濃度
は、発酵液中に残存する原料有機物量に対して大過剰と
する。この大過剰という条件を満足する酢酸塩濃度は、
メタン発酵槽に投入していた有機物の負荷率によって異
なるが、有機物の負荷率が１ｏＫｇ／ｒｒｌ・日の場合
、発酵液１ ｍｌあたシ酢酸に換算して１２ｍ１で充分
である。−！た酢酸塩の添加濃度の変動によシ再現性が
乏しくなるので、酢酸塩は常に一定濃度で用いる。
次に反応の過程で、初期、メタンの生成量又はアルカリ
度の増大は時間経過と比例関係にある。
度の増大は時間経過と比例関係にある。
発酵液中の発酵性能評価に用いるのは、メタン生成量あ
るいはアルカリ度の増大と時間経過が比例関係にある部
分である。−１だ攪拌については、酢酸塩の添加時に行
なえば、反応の進行中は不要である。発酵液の発酵性能
の評価は、単位時間あたり、単位発酵液量あたりのメタ
ンの生成量又はアルカリ度の増大量を用いる。従って、
反応容器の容量と反応時間を常に一定にして反応を行な
えば、単位の換算が容易である。またメタンの生成量は
反応により生成する全ガス量と全ガス中のメタンの含有
率の積より求める。メタン含有量の測定はガスクロマト
グラフ法が利用できる。あるいは全ガス中の二酸化炭素
をアルカリに吸収させた残シのガス体積全測定してもよ
い。あるいは全ガス中の二酸化炭素をアルカリに吸収さ
せ、残９のガス量を定容積の容器内の圧力変化として検
出してもよい。アルカリ度は中和滴定法により求める。
るいはアルカリ度の増大と時間経過が比例関係にある部
分である。−１だ攪拌については、酢酸塩の添加時に行
なえば、反応の進行中は不要である。発酵液の発酵性能
の評価は、単位時間あたり、単位発酵液量あたりのメタ
ンの生成量又はアルカリ度の増大量を用いる。従って、
反応容器の容量と反応時間を常に一定にして反応を行な
えば、単位の換算が容易である。またメタンの生成量は
反応により生成する全ガス量と全ガス中のメタンの含有
率の積より求める。メタン含有量の測定はガスクロマト
グラフ法が利用できる。あるいは全ガス中の二酸化炭素
をアルカリに吸収させた残シのガス体積全測定してもよ
い。あるいは全ガス中の二酸化炭素をアルカリに吸収さ
せ、残９のガス量を定容積の容器内の圧力変化として検
出してもよい。アルカリ度は中和滴定法により求める。
アルカリ度の増大ｔｐＨの上昇として検知することも考
えられるが、発酵液中のＰＨ緩衝作用は大きく、ＰＨの
変化は少ないため検知は固縛りである。
えられるが、発酵液中のＰＨ緩衝作用は大きく、ＰＨの
変化は少ないため検知は固縛りである。
以上の様にして得た、単位時間あたり、単位発酵液量あ
たりのメタン生成量あるいはアルカリ度の増大量に見合
った量に、発酵槽に投入する原料有機物の負荷率を制限
して発酵槽を運転するのであるが、このとき単位時間、
単位発酵液あたりのメタン生成量あるいはアルカリ度の
増大量と、原料有機物の負荷率との対応は次の様にして
あらかじめ求めておく。
たりのメタン生成量あるいはアルカリ度の増大量に見合
った量に、発酵槽に投入する原料有機物の負荷率を制限
して発酵槽を運転するのであるが、このとき単位時間、
単位発酵液あたりのメタン生成量あるいはアルカリ度の
増大量と、原料有機物の負荷率との対応は次の様にして
あらかじめ求めておく。
まず発酵槽を連続運転し、その間原料有機物の負荷率を
小きざみに上げていく。このとき同一負荷率をかける時
間は、発酵槽内のＰ′（が安定し、発酵ガス中のメタン
含有率が安定し、発酵ガスの１日の生成量が安定するだ
けの時間が必要である。
小きざみに上げていく。このとき同一負荷率をかける時
間は、発酵槽内のＰ′（が安定し、発酵ガス中のメタン
含有率が安定し、発酵ガスの１日の生成量が安定するだ
けの時間が必要である。
この様にして原料有機物の負荷率を上げていくと、つい
には発酵液の発酵能力と等しい負荷がかかり、さらに発
酵液の発酵能力以上の負荷がかかって発酵槽内のＰＨは
低下踵発酵ガス中のメタン含有率は急激に低下しさらに
発酵ガス量が低下するのである。この様にＰＨの低下、
メタン含有率の低下２発酵ガス量の低下をきたす一つ手
前の負荷率が、発酵液の発酵能力とほぼバランスした負
荷率である。この負荷率とこの負荷率がかかった時期の
、単位時間、単位発酵液量あた９の酢酸塩よジメタン生
成量、あるいはアルカリ度の増大量との比を求め、この
比を用いて制限すべき原料有機物の負荷率を決定する（
のである。
には発酵液の発酵能力と等しい負荷がかかり、さらに発
酵液の発酵能力以上の負荷がかかって発酵槽内のＰＨは
低下踵発酵ガス中のメタン含有率は急激に低下しさらに
発酵ガス量が低下するのである。この様にＰＨの低下、
メタン含有率の低下２発酵ガス量の低下をきたす一つ手
前の負荷率が、発酵液の発酵能力とほぼバランスした負
荷率である。この負荷率とこの負荷率がかかった時期の
、単位時間、単位発酵液量あた９の酢酸塩よジメタン生
成量、あるいはアルカリ度の増大量との比を求め、この
比を用いて制限すべき原料有機物の負荷率を決定する（
のである。
発明の効果
以上述べてきた方法によれば、メタン発酵の律量を制限
するため、発酵液の状態にそくした合理的にメタン発酵
槽の運転ができ、発酵槽の高負荷での安定性の確保に貢
献できるものである。
するため、発酵液の状態にそくした合理的にメタン発酵
槽の運転ができ、発酵槽の高負荷での安定性の確保に貢
献できるものである。
Claims (1)
- メタン発酵槽内の発酵液の一部を採取し、この発酵液が
酢酸塩を消費してメタンを生成する能力を単位時間あた
りのメタンの生成量、またはアルカリ度の上昇より測定
し、発酵液のメタン生成能力に見合った量に発酵原料を
制限するメタン発酵槽の運転法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59141917A JPS6121797A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | メタン発酵槽の運転法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59141917A JPS6121797A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | メタン発酵槽の運転法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6121797A true JPS6121797A (ja) | 1986-01-30 |
| JPH0137999B2 JPH0137999B2 (ja) | 1989-08-10 |
Family
ID=15303166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59141917A Granted JPS6121797A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | メタン発酵槽の運転法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6121797A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10335229B2 (en) | 2013-11-19 | 2019-07-02 | Covidien Lp | Vessel sealing instrument with suction system |
| US10335228B2 (en) | 2013-03-11 | 2019-07-02 | Covidien Lp | Surgical instrument with switch activation control |
| US10342605B2 (en) | 2014-09-17 | 2019-07-09 | Covidien Lp | Method of forming a member of an end effector |
| JP2019130486A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 栗田工業株式会社 | 湿式メタン発酵処理施設の運転方法 |
| US10376306B2 (en) | 2011-10-03 | 2019-08-13 | Covidien Lp | Surgical forceps |
| US10499847B2 (en) | 2012-10-31 | 2019-12-10 | Covidien Lp | Surgical devices and methods utilizing optical coherence tomography (OCT) to monitor and control tissue sealing |
| US10499979B2 (en) | 2014-04-17 | 2019-12-10 | Covidien Lp | Methods of manufacturing a pair of jaw members of an end-effector assembly for a surgical instrument |
| US10524853B2 (en) | 2014-04-02 | 2020-01-07 | Covidien Lp | Electrosurgical devices including transverse electrode configurations and methods relating to the same |
| US10548658B2 (en) | 2012-10-08 | 2020-02-04 | Covidien Lp | Electric stapler device |
| US10575865B2 (en) | 2011-07-11 | 2020-03-03 | Covidien Lp | Surgical forceps |
| US11007006B2 (en) | 2010-06-02 | 2021-05-18 | Covidien Lp | Apparatus for performing an electrosurgical procedure |
| US11020172B2 (en) | 2011-05-23 | 2021-06-01 | Covidien Lp | Apparatus for performing an electrosurgical procedure |
| US11026741B2 (en) | 2009-09-28 | 2021-06-08 | Covidien Lp | Electrosurgical seal plates |
| US11033289B2 (en) | 2018-05-02 | 2021-06-15 | Covidien Lp | Jaw guard for surgical forceps |
| US11033320B2 (en) | 2012-10-08 | 2021-06-15 | Covidien Lp | Jaw assemblies for electrosurgical instruments and methods of manufacturing jaw assemblies |
| US11707315B2 (en) | 2014-09-17 | 2023-07-25 | Covidien Lp | Deployment mechanisms for surgical instruments |
| US11712289B2 (en) | 2014-09-15 | 2023-08-01 | Covidien Lp | Vessel-sealing device including force-balance interface and electrosurgical system including same |
| US11730534B2 (en) | 2013-09-25 | 2023-08-22 | Covidien Lp | Devices, systems, and methods for grasping, treating, and dividing tissue |
-
1984
- 1984-07-09 JP JP59141917A patent/JPS6121797A/ja active Granted
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11026741B2 (en) | 2009-09-28 | 2021-06-08 | Covidien Lp | Electrosurgical seal plates |
| US11007006B2 (en) | 2010-06-02 | 2021-05-18 | Covidien Lp | Apparatus for performing an electrosurgical procedure |
| US11020172B2 (en) | 2011-05-23 | 2021-06-01 | Covidien Lp | Apparatus for performing an electrosurgical procedure |
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| US10376306B2 (en) | 2011-10-03 | 2019-08-13 | Covidien Lp | Surgical forceps |
| US10548658B2 (en) | 2012-10-08 | 2020-02-04 | Covidien Lp | Electric stapler device |
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| US11712289B2 (en) | 2014-09-15 | 2023-08-01 | Covidien Lp | Vessel-sealing device including force-balance interface and electrosurgical system including same |
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| JP2019130486A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 栗田工業株式会社 | 湿式メタン発酵処理施設の運転方法 |
| US11033289B2 (en) | 2018-05-02 | 2021-06-15 | Covidien Lp | Jaw guard for surgical forceps |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0137999B2 (ja) | 1989-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |