JPS6325838B2 - - Google Patents
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- JPS6325838B2 JPS6325838B2 JP16108378A JP16108378A JPS6325838B2 JP S6325838 B2 JPS6325838 B2 JP S6325838B2 JP 16108378 A JP16108378 A JP 16108378A JP 16108378 A JP16108378 A JP 16108378A JP S6325838 B2 JPS6325838 B2 JP S6325838B2
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Classifications
-
- 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
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
この発明は含炭素有機化合物を嫌気メタン醗酵
によるメタンガスに高収率を以て転化せしめる方
法に関するものである。 嫌気メタン醗酵は公知の技術であるが、すべて
の含炭素有機化合物に対して有効であるとは云え
ない。合成樹脂、芳香族化合物など微生物分解性
に劣る物質は、これを分解してメタンガスに転化
することは実質的に全く不可能であるし、動植物
体を構成するような微生物分解性に優れる物質で
あつてもセルローズなどはその分解に長時間を要
し、メタンガスに転化することは実質的には困難
である。また、ニトリル類、フエノール類のよう
に馴養した、即ち特に選択された微生物によつて
のみ分解される物質は、これが衝撃的負荷として
供給される場合は全く分解されないし、特に上掲
の化合物は微生物に対する毒性を持つており、正
常な醗酵を阻害する。 また、微生物分解性に優れる普通の物質でも、
セルローズ程ではなくともその分解に長時間を要
する。メタン醗酵には30〜40℃の中温醗酵と50〜
57℃の高温醗酵が知られているが、反応速度の大
きい高温醗酵でも醗酵槽の有機物容積負荷は高々
７ｇ／・日程度、低温醗酵では高々３ｇ／・
日程度しかとれない。 このように従来の嫌気メタン醗酵は含炭素有機
化合物をメタンに転化する有力な方法ではあつて
も、不完全で効率の悪い方法であつた。 この発明は予め含炭素有機化合物を酸素を含む
気体と高温高圧下に接触せしめ、その大部分を低
級脂肪族カルボン酸、アルデヒド、アルコールな
どの微生物分解性に優れ、かつ嫌気メタン醗酵の
反応速度の大きい含酸素化合物に酸化せしめるこ
とによつて、あらゆる種類の含炭素化合物を最終
的にメタンに転化せしめることを可能ならしめ、
またその反応速度をも大きくすることを可能なら
しめる。 この発明に使用する含炭素有機化合物は、文字
通り炭素を含む有機化合物であれば何でもよく、
その単品でも混合物でもよいが、低級脂肪族カル
ボン酸はこの発明の特徴とする予備酸化処理の生
成物であるから、この発明の対象とする必要はな
い。通常はパルプ廃液、各種農産廃棄物（おがく
ず、木片、バガス、稲わら、麦わら、もみがら、
とうもろこしの芯、草の茎、葉など）、廚芥、屑
紙などが使用される。水に水溶の固形物の場合は
なるべく粉砕、細断しておくことが好ましい。 この予備酸化反応は水に溶解または懸濁せしめ
た含炭素有機化合物をその液相を保持したまま、
好ましくは150〜300℃、20〜200Kg／cm2にて酸素
を含む気体、通常空気に接触せしめることによつ
て行われる。反応温度、圧力、時間および濃度は
含炭素有機化合物の種類によつて異なるが、これ
らの内最も重要な因子は温度であつて、難酸化性
のもの程高温にする必要がある。しかし、高温に
すれば同時に含まれている易分解性のものは炭酸
ガスまで酸化してしまうので、最適の温度を選ぶ
必要がある。 圧力は反応物が常に液相を保つように反応温度
が高い程、高圧にする必要がある。少くとも反応
温度における水蒸気圧より大きくする必要があ
る。これより高い程反応速度も大きく、また水あ
るいは高蒸気圧有機物の蒸発量が少いので有利で
ある。また、酸化反応液を常圧まで減圧する時、
固形分に対する解砕効果も高圧である程大きい。
しかし、必要以上に高圧にすれば反応器壁を厚く
せねばならず、また反応器への送入動力が増す。 反応時間はやはり原料有機物の種類、反応温
度、圧力によつて異なるが、大体10分から２時間
位の範囲でよく、長過ぎても反応が進み過ぎる割
合は小さい。 濃度は反応器の大きさ、熱交換器の大きさなど
から云えば大きい方がよいが、取扱いが不便にな
るので有機物濃度として１〜30％程度が好まし
い。 以下実施例によつて更に詳細に説明する。 実施例 １ 製紙工場廃水から沈降分離したパルプ短繊維を
主体とするスラツジを第１図に示す装置により処
理した。 このスラツジ100／日に炭酸ソーダ２Kg／日
と炭酸カリ2.6Kg／日を混合したものをライン１
から高圧ポンプ２８によつて送入し、ライン２か
ら圧縮機２９によつて送入される空気と混合し、
昇温用熱交換器２４を経て80Kg／cm2Ｇ、190℃に
保たれた有効容積４の酸化槽２１へ供給する。
反応液は気液分離器２５で気体と液体を分離し、
気体側は減圧後冷却器２６で冷却し、凝縮液はラ
イン３へ送入し、気体はライン４から大気へ放出
する。 一方、液体側は減圧後冷却器２７で冷却後、ラ
イン３から55℃に保たれ、撹拌機を備えた有効容
積180のメタン醗酵槽２２へ送入する。発生ガ
スはライン５から取出し、また消化液中に発生し
た微生物は分離器２３により分離してメタン醗酵
槽２２に戻し、醗酵槽中の微生物濃度を高水準に
保つ。一部の固形分は時々ライン７から取出す。
この取出す割合によつて醗酵槽内の微生物を含む
固形分濃度が決まるのであるが、これは醗酵槽供
給液中の溶解成分、固形分の性質によつて適宜変
える必要がある。一般に無機スラツジが多い場合
は抜出量を多くするか、無機スラツジだけを選別
して抜き出すようにし、有機分は微生物も含めな
るべく槽内に返すようにすることが望ましい。こ
の例では、50日の運転継続中全量分離固形物は醗
酵槽に返し、外部への抜き出しはしなかつたが、
醗酵槽内の固形分の増加は見られなかつた。した
がつてこの例の場合、酸化槽中に付着した少量の
固形分を除いて殆ど全量液体と気体に転化したわ
けである。 メタン醗酵槽２２へは微生物の栄養源として硫
安１Kg／日、リン酸一カリ0.08Kg／日を添加する
ように、これら塩の５％水溶液を栄養塩タンク３
０からポンプ３１により定量的に注入した。ま
た、分離器２３の液側はライン６から抜出した。 運転開始後１ケ月以上経過後の定常状態におけ
る実験値の一例を表１−１、表１−２に示す。
によるメタンガスに高収率を以て転化せしめる方
法に関するものである。 嫌気メタン醗酵は公知の技術であるが、すべて
の含炭素有機化合物に対して有効であるとは云え
ない。合成樹脂、芳香族化合物など微生物分解性
に劣る物質は、これを分解してメタンガスに転化
することは実質的に全く不可能であるし、動植物
体を構成するような微生物分解性に優れる物質で
あつてもセルローズなどはその分解に長時間を要
し、メタンガスに転化することは実質的には困難
である。また、ニトリル類、フエノール類のよう
に馴養した、即ち特に選択された微生物によつて
のみ分解される物質は、これが衝撃的負荷として
供給される場合は全く分解されないし、特に上掲
の化合物は微生物に対する毒性を持つており、正
常な醗酵を阻害する。 また、微生物分解性に優れる普通の物質でも、
セルローズ程ではなくともその分解に長時間を要
する。メタン醗酵には30〜40℃の中温醗酵と50〜
57℃の高温醗酵が知られているが、反応速度の大
きい高温醗酵でも醗酵槽の有機物容積負荷は高々
７ｇ／・日程度、低温醗酵では高々３ｇ／・
日程度しかとれない。 このように従来の嫌気メタン醗酵は含炭素有機
化合物をメタンに転化する有力な方法ではあつて
も、不完全で効率の悪い方法であつた。 この発明は予め含炭素有機化合物を酸素を含む
気体と高温高圧下に接触せしめ、その大部分を低
級脂肪族カルボン酸、アルデヒド、アルコールな
どの微生物分解性に優れ、かつ嫌気メタン醗酵の
反応速度の大きい含酸素化合物に酸化せしめるこ
とによつて、あらゆる種類の含炭素化合物を最終
的にメタンに転化せしめることを可能ならしめ、
またその反応速度をも大きくすることを可能なら
しめる。 この発明に使用する含炭素有機化合物は、文字
通り炭素を含む有機化合物であれば何でもよく、
その単品でも混合物でもよいが、低級脂肪族カル
ボン酸はこの発明の特徴とする予備酸化処理の生
成物であるから、この発明の対象とする必要はな
い。通常はパルプ廃液、各種農産廃棄物（おがく
ず、木片、バガス、稲わら、麦わら、もみがら、
とうもろこしの芯、草の茎、葉など）、廚芥、屑
紙などが使用される。水に水溶の固形物の場合は
なるべく粉砕、細断しておくことが好ましい。 この予備酸化反応は水に溶解または懸濁せしめ
た含炭素有機化合物をその液相を保持したまま、
好ましくは150〜300℃、20〜200Kg／cm2にて酸素
を含む気体、通常空気に接触せしめることによつ
て行われる。反応温度、圧力、時間および濃度は
含炭素有機化合物の種類によつて異なるが、これ
らの内最も重要な因子は温度であつて、難酸化性
のもの程高温にする必要がある。しかし、高温に
すれば同時に含まれている易分解性のものは炭酸
ガスまで酸化してしまうので、最適の温度を選ぶ
必要がある。 圧力は反応物が常に液相を保つように反応温度
が高い程、高圧にする必要がある。少くとも反応
温度における水蒸気圧より大きくする必要があ
る。これより高い程反応速度も大きく、また水あ
るいは高蒸気圧有機物の蒸発量が少いので有利で
ある。また、酸化反応液を常圧まで減圧する時、
固形分に対する解砕効果も高圧である程大きい。
しかし、必要以上に高圧にすれば反応器壁を厚く
せねばならず、また反応器への送入動力が増す。 反応時間はやはり原料有機物の種類、反応温
度、圧力によつて異なるが、大体10分から２時間
位の範囲でよく、長過ぎても反応が進み過ぎる割
合は小さい。 濃度は反応器の大きさ、熱交換器の大きさなど
から云えば大きい方がよいが、取扱いが不便にな
るので有機物濃度として１〜30％程度が好まし
い。 以下実施例によつて更に詳細に説明する。 実施例 １ 製紙工場廃水から沈降分離したパルプ短繊維を
主体とするスラツジを第１図に示す装置により処
理した。 このスラツジ100／日に炭酸ソーダ２Kg／日
と炭酸カリ2.6Kg／日を混合したものをライン１
から高圧ポンプ２８によつて送入し、ライン２か
ら圧縮機２９によつて送入される空気と混合し、
昇温用熱交換器２４を経て80Kg／cm2Ｇ、190℃に
保たれた有効容積４の酸化槽２１へ供給する。
反応液は気液分離器２５で気体と液体を分離し、
気体側は減圧後冷却器２６で冷却し、凝縮液はラ
イン３へ送入し、気体はライン４から大気へ放出
する。 一方、液体側は減圧後冷却器２７で冷却後、ラ
イン３から55℃に保たれ、撹拌機を備えた有効容
積180のメタン醗酵槽２２へ送入する。発生ガ
スはライン５から取出し、また消化液中に発生し
た微生物は分離器２３により分離してメタン醗酵
槽２２に戻し、醗酵槽中の微生物濃度を高水準に
保つ。一部の固形分は時々ライン７から取出す。
この取出す割合によつて醗酵槽内の微生物を含む
固形分濃度が決まるのであるが、これは醗酵槽供
給液中の溶解成分、固形分の性質によつて適宜変
える必要がある。一般に無機スラツジが多い場合
は抜出量を多くするか、無機スラツジだけを選別
して抜き出すようにし、有機分は微生物も含めな
るべく槽内に返すようにすることが望ましい。こ
の例では、50日の運転継続中全量分離固形物は醗
酵槽に返し、外部への抜き出しはしなかつたが、
醗酵槽内の固形分の増加は見られなかつた。した
がつてこの例の場合、酸化槽中に付着した少量の
固形分を除いて殆ど全量液体と気体に転化したわ
けである。 メタン醗酵槽２２へは微生物の栄養源として硫
安１Kg／日、リン酸一カリ0.08Kg／日を添加する
ように、これら塩の５％水溶液を栄養塩タンク３
０からポンプ３１により定量的に注入した。ま
た、分離器２３の液側はライン６から抜出した。 運転開始後１ケ月以上経過後の定常状態におけ
る実験値の一例を表１−１、表１−２に示す。
【表】
【表】
【表】
比較のため同一スラツジに上記と同じ割合の硫
安とリン酸一カリを加え、15日間55℃に保つてメ
タン醗酵を行わせたが、原液100あたりメタン
1540N、炭酸ガス660の消化ガスを得たのみ
であつた。このようにこの発明によれば、反応所
要時間が遥かに短縮され、一方メタンガス収率は
増大するのである。
安とリン酸一カリを加え、15日間55℃に保つてメ
タン醗酵を行わせたが、原液100あたりメタン
1540N、炭酸ガス660の消化ガスを得たのみ
であつた。このようにこの発明によれば、反応所
要時間が遥かに短縮され、一方メタンガス収率は
増大するのである。
第１図はこの発明の方法を実施する工程の略示
図である。 ２１……酸化槽、２２……メタン醗酵槽、２３
……分離器、２４……昇温用熱交換器、２５……
気液分離器、２６……冷却器、２７……冷却器、
２８……高圧ポンプ、２９……圧縮機、３０……
栄養塩タンク、３１……ポンプ。
図である。 ２１……酸化槽、２２……メタン醗酵槽、２３
……分離器、２４……昇温用熱交換器、２５……
気液分離器、２６……冷却器、２７……冷却器、
２８……高圧ポンプ、２９……圧縮機、３０……
栄養塩タンク、３１……ポンプ。
Claims (1)
- １ 含炭素有機化合物から嫌気メタン醗酵によつ
てメタンガスを製造するにあたり、該含炭素有機
化合物を予め酸素を含む気体と150〜300℃および
20〜200Kg／cm2の範囲内の温度圧力にて接触せし
めることを特徴とするメタン醗酵方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16108378A JPS5588896A (en) | 1978-12-28 | 1978-12-28 | Methane fermenting method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16108378A JPS5588896A (en) | 1978-12-28 | 1978-12-28 | Methane fermenting method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5588896A JPS5588896A (en) | 1980-07-04 |
| JPS6325838B2 true JPS6325838B2 (ja) | 1988-05-26 |
Family
ID=15728290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16108378A Granted JPS5588896A (en) | 1978-12-28 | 1978-12-28 | Methane fermenting method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5588896A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3335265A1 (de) * | 1983-09-29 | 1985-05-02 | Abwasserverband Raumschaft Lahr, 7630 Lahr | Verfahren zur reduzierung des h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)s-gehaltes bei anaeroben schlammfaulverfahren |
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