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JP7531433B2 - Concentration measurement system, waste treatment system, concentration measurement method, and waste treatment method - Google Patents
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Concentration measurement system, waste treatment system, concentration measurement method, and waste treatment method Download PDF

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Description

本開示は、濃度測定システム、廃棄物処理システム、濃度測定方法、および廃棄物処理方法に関する。 The present disclosure relates to a concentration measurement system, a waste disposal system, a concentration measurement method, and a waste disposal method.

例えば、特許文献1には、液体及び固体の混合物である固液混合物(スラリー)に含まれるアンモニア濃度を検出するセンサ、ナトリウム濃度を検出するセンサ、有機酸濃度を検出するセンサ、水素イオン濃度を検出するセンサが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a sensor that detects the ammonia concentration, a sensor that detects the sodium concentration, a sensor that detects the organic acid concentration, and a sensor that detects the hydrogen ion concentration contained in a solid-liquid mixture (slurry), which is a mixture of a liquid and a solid.

特開2020-163280号公報JP 2020-163280 A

ところで、各種センサによる濃度の検出は、遠心分離装置などによって固液混合物から液体が分離されて(固体が除去されて)から実施される。しかしながら、遠心分離装置を用いる場合、固液混合物から液体が分離されるまでに必要となる時間が長く、固液混合物から溶質(アンモニアなど)の濃度を迅速に測定することが難しい。また、遠心分離装置を用意しようとすると、設置費用が高くなりやすい。 Incidentally, concentration detection using various sensors is performed after the liquid has been separated from the solid-liquid mixture (solids have been removed) using a centrifuge or the like. However, when a centrifuge is used, it takes a long time to separate the liquid from the solid-liquid mixture, making it difficult to quickly measure the concentration of the solute (such as ammonia) from the solid-liquid mixture. In addition, the installation costs of a centrifuge tend to be high.

本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、固液混合物から溶質の濃度を迅速に測定可能であり、かつ設置費用を抑制できる濃度測定システム及び濃度測定方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a concentration measurement system and a concentration measurement method that can quickly measure the concentration of a solute from a solid-liquid mixture and reduce installation costs.

上記目的を達成するため、本開示に係る濃度測定システムは、液体及び固体の混合物である固液混合物の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定システムであって、前記固液混合物から前記液体を分離する固液分離装置と、前記固液分離装置で分離された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する濃度測定装置と、を備え、前記固液分離装置は、内部に前記液体が含侵可能な細孔が形成される多孔質体を含む。 To achieve the above object, the concentration measurement system according to the present disclosure is a concentration measurement system that measures the concentration of a solute contained in a liquid of a solid-liquid mixture, which is a mixture of a liquid and a solid, and includes a solid-liquid separation device that separates the liquid from the solid-liquid mixture, and a concentration measurement device that measures the concentration of the solute contained in the liquid separated by the solid-liquid separation device, and the solid-liquid separation device includes a porous body in which pores that can be impregnated with the liquid are formed.

上記目的を達成するため、本開示に係る濃度測定方法は、液体及び固体の混合物である固液混合物の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定方法であって、内部に前記液体が含侵可能な細孔が形成される多孔質体を用いて、前記固液混合物から前記液体を分離するステップと、前記固液混合物から分離された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定するステップと、を備える。 In order to achieve the above object, the concentration measurement method according to the present disclosure is a method for measuring the concentration of a solute contained in a liquid of a solid-liquid mixture, which is a mixture of a liquid and a solid, and includes the steps of: separating the liquid from the solid-liquid mixture using a porous body having pores formed therein that can be impregnated with the liquid; and measuring the concentration of the solute contained in the liquid separated from the solid-liquid mixture.

本開示の濃度測定システム及び濃度測定方法によれば、固液混合物から溶質の濃度を迅速に測定可能であり、かつ設置費用を抑制できる。 The concentration measurement system and method disclosed herein can quickly measure the concentration of a solute from a solid-liquid mixture while keeping installation costs low.

本開示の実施形態1に係る濃度測定システムの構成を概略的に示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a concentration measurement system according to a first embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態1に係る濃度測定装置の構成を概略的に示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a concentration measuring device according to a first embodiment of the present disclosure. 波長と吸光度との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and absorbance. 波長と吸光度変化量との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and amount of change in absorbance. 波長と吸光度変化量との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and amount of change in absorbance. 本開示の実施形態2に係る光学式濃度測定装置の構成を概略的に示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical concentration measurement device according to a second embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態3に係る光学式濃度測定装置の構成を概略的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical concentration measurement device according to a third embodiment of the present disclosure. 溶質の濃度と吸光度との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between solute concentration and absorbance. 本開示の実施形態4に係る濃度測定システムの構成を概略的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of a concentration measurement system according to a fourth embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態5に係る廃棄物処理システムの構成を概略的に示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a waste treatment system according to a fifth embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態6に係る廃棄物処理システムの構成を概略的に示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a waste treatment system according to a sixth embodiment of the present disclosure. 一実施形態に係る濃度測定方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a concentration measuring method according to an embodiment. 一実施形態に係る廃物処理方法を示すフローチャートである。1 is a flowchart illustrating a waste treatment method according to an embodiment.

以下、本開示の実施の形態による濃度測定システム、廃棄物処理システム、濃度測定方法、および廃棄物処理方法について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。 The following describes a concentration measurement system, a waste disposal system, a concentration measurement method, and a waste disposal method according to embodiments of the present disclosure with reference to the drawings. The embodiment shows one aspect of the present disclosure and does not limit the disclosure, and can be modified as desired within the scope of the technical concept of the present disclosure.

(実施形態1)
<実施形態1に係る濃度測定システムの構成>
図1は、本開示の実施形態1に係る濃度測定システム1の構成を概略的に示す図である。濃度測定システム1は、液体X1及び固体Y1の混合物である固液混合物Aの液体X1に含まれる溶質の濃度を測定する。固液混合物Aは、特に限定されないが、例えば、廃棄物が加水分解された改質物であってもよいし、この改質物が微生物によって低分子化された低分子化物であってもよい。実施形態1では、固液混合物Aは低分子化物を含む場合を例にして説明する。
(Embodiment 1)
<Configuration of concentration measurement system according to the first embodiment>
1 is a diagram showing a schematic configuration of a concentration measurement system 1 according to a first embodiment of the present disclosure. The concentration measurement system 1 measures the concentration of a solute contained in liquid X1 of a solid-liquid mixture A, which is a mixture of liquid X1 and solid Y1. The solid-liquid mixture A is not particularly limited, and may be, for example, a modified product obtained by hydrolyzing waste, or a low molecular weight product obtained by low molecular weight conversion of the modified product by microorganisms. In the first embodiment, a case will be described in which the solid-liquid mixture A contains low molecular weight products.

図1に示すように、濃度測定システム1は、固液分離装置2と、希釈装置4と、濃度測定装置6と、を備える。図1に例示する形態では、濃度測定システム1は、流通している低分子化物fAから固液混合物Aを採取する採取装置42をさらに備える。 As shown in FIG. 1, the concentration measurement system 1 includes a solid-liquid separator 2, a dilution device 4, and a concentration measurement device 6. In the embodiment shown in FIG. 1, the concentration measurement system 1 further includes a sampling device 42 that samples a solid-liquid mixture A from a distributed low molecular weight substance fA.

固液分離装置2は、内部に液体X1が含侵可能な細孔10が複数形成される多孔質体8を含む。多孔質体8は、容易に弾性変形が可能であるように構成されており、例えば、スポンジである。固液分離装置2は、採取装置42によって採取された固液混合物Aを多孔質体8に接触させて、多孔質体8の細孔10に液体X1を含浸させることで、固液混合物Aから液体X1を分離する。尚、固液分離のために固液混合物Aを多孔質体8に接触させる前に薬剤(凝集剤など)を添加してもよい。 The solid-liquid separation device 2 includes a porous body 8 having a plurality of pores 10 formed therein that can be impregnated with the liquid X1. The porous body 8 is configured to be easily elastically deformable, for example, a sponge. The solid-liquid separation device 2 separates the liquid X1 from the solid-liquid mixture A by contacting the solid-liquid mixture A collected by the collection device 42 with the porous body 8 and impregnating the pores 10 of the porous body 8 with the liquid X1. Note that a chemical (such as a flocculant) may be added before the solid-liquid mixture A is brought into contact with the porous body 8 for solid-liquid separation.

図1に例示する形態では、固液分離装置2は、多孔質体8から液体X1を脱水する脱水装置12をさらに含む。脱水装置12は、例えば、多孔質体8(スポンジ)を圧縮することで多孔質体8から液体X1を脱水する。以下、脱水装置12によって多孔質体8から脱水した液体X1を分離液体X2とする。 In the embodiment illustrated in FIG. 1, the solid-liquid separation device 2 further includes a dehydration device 12 that dehydrates the liquid X1 from the porous body 8. The dehydration device 12 dehydrates the liquid X1 from the porous body 8, for example, by compressing the porous body 8 (sponge). Hereinafter, the liquid X1 dehydrated from the porous body 8 by the dehydration device 12 is referred to as separated liquid X2.

固液分離装置2は、例えば、多孔質体8の空隙率や細孔10の径の大きさ、脱水装置12から多孔質体8に作用する圧縮力の大きさなどを調整することで、分離液体X2の浮遊物質濃度が5%以下となるように構成されている。浮遊物質は、例えば、粒径が1μm以上2mm以内の固体Y1である。浮遊物質濃度は、分離液体X2に含まれる浮遊物質の質量を分離液体X2の質量で除算することで算出される。 The solid-liquid separator 2 is configured to adjust the suspended matter concentration in the separation liquid X2 to 5% or less, for example, by adjusting the porosity of the porous body 8, the diameter of the pores 10, and the magnitude of the compressive force acting on the porous body 8 from the dehydrator 12. The suspended matter is, for example, solid Y1 with a particle size of 1 μm or more and 2 mm or less. The suspended matter concentration is calculated by dividing the mass of the suspended matter contained in the separation liquid X2 by the mass of the separation liquid X2.

図1に例示する形態では、固液分離装置2は、不織布14をさらに含む。不織布14は、固液分離装置2における液体X1の流通方向において、多孔質体8の上流に配置される。つまり、固液分離装置2は、不織布14を流通した固液混合物Aを多孔質体8に接触させるように構成されている。 In the embodiment illustrated in FIG. 1, the solid-liquid separation device 2 further includes a nonwoven fabric 14. The nonwoven fabric 14 is disposed upstream of the porous body 8 in the flow direction of the liquid X1 in the solid-liquid separation device 2. In other words, the solid-liquid separation device 2 is configured to bring the solid-liquid mixture A that has flowed through the nonwoven fabric 14 into contact with the porous body 8.

尚、固液分離装置2に含まれる多孔質体8は、実施形態1(スポンジ)に限定されない。幾つかの実施形態では、多孔質体8は、固液混合物Aに含まれる固体Y1の流入を阻害し、且つ固液混合物Aに含まれる液体X1を流通させる分離膜である。分離膜に形成される細孔は、液体X1が分離膜を流通する際に、液体X1を一時的に含浸している。 The porous body 8 included in the solid-liquid separation device 2 is not limited to the sponge of embodiment 1. In some embodiments, the porous body 8 is a separation membrane that blocks the inflow of solid Y1 contained in the solid-liquid mixture A and allows liquid X1 contained in the solid-liquid mixture A to flow. The pores formed in the separation membrane are temporarily impregnated with liquid X1 when liquid X1 flows through the separation membrane.

希釈装置4は、分離液体X2を希釈し、希釈液体X3を生成する。希釈装置4は、例えば、純水Wで分離液体X2を希釈するが、純水W以外で希釈してもよい。希釈装置4を設けることで、濃度測定装置6による濃度測定の際に、分離液体X2に含まれる浮遊物質の影響を抑制することができる。尚、分離液体X2を希釈する純水Wに発色性を向上させるための薬剤を添加してもよい。このような構成によれば、濃度測定装置6による濃度測定の精度を高めることができる。 The dilution device 4 dilutes the separated liquid X2 to produce a diluted liquid X3. The dilution device 4 dilutes the separated liquid X2 with, for example, pure water W, but it may also be diluted with something other than pure water W. By providing the dilution device 4, the influence of suspended matter contained in the separated liquid X2 can be suppressed when the concentration is measured by the concentration measuring device 6. In addition, a chemical to improve color development may be added to the pure water W used to dilute the separated liquid X2. With this configuration, the accuracy of the concentration measurement by the concentration measuring device 6 can be improved.

濃度測定装置6は、固液分離装置2で分離され、且つ希釈装置4で希釈された液体X1に含まれる溶質の濃度を測定する。図1に例示する形態では、濃度測定装置6は、希釈装置4から供給される希釈液体X3に含まれる溶質の濃度を測定する。ここで、図2を参照して、濃度測定装置6の構成例について説明する。図2は、本開示の実施形態1に係る濃度測定装置6の構成を概略的に示す図である。 The concentration measuring device 6 measures the concentration of a solute contained in the liquid X1 separated by the solid-liquid separator 2 and diluted by the dilution device 4. In the embodiment illustrated in FIG. 1, the concentration measuring device 6 measures the concentration of a solute contained in the diluted liquid X3 supplied from the dilution device 4. Here, an example configuration of the concentration measuring device 6 will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the concentration measuring device 6 according to the first embodiment of the present disclosure.

図2に例示する形態では、濃度測定装置6は、希釈液体X3が供給されるセル16と、セル16に光17を照射する光源18と、セル16を通過した光17を受光する検出器20と、検出器20で受光した光17に基づいて希釈液体X3に含まれる溶質の濃度を算出する濃度算出装置22と、を含む光学式濃度測定装置24(6)である。このような光学式濃度測定装置24は、光源18から照射した光17がセル16を経由して検出器20まで伝送するための光ファイバ25を備えている。尚、光学式濃度測定装置24は、セル16を流通する希釈液体X3から溶質の濃度を連続的に測定するように構成されてもよいし、セル16に充填されている希釈液体X3から溶質の濃度をバッチ式に測定するように構成されてもよい。 2, the concentration measuring device 6 is an optical concentration measuring device 24 (6) including a cell 16 to which the dilution liquid X3 is supplied, a light source 18 that irradiates the cell 16 with light 17, a detector 20 that receives the light 17 that has passed through the cell 16, and a concentration calculating device 22 that calculates the concentration of the solute contained in the dilution liquid X3 based on the light 17 received by the detector 20. Such an optical concentration measuring device 24 includes an optical fiber 25 for transmitting the light 17 irradiated from the light source 18 to the detector 20 via the cell 16. The optical concentration measuring device 24 may be configured to continuously measure the concentration of the solute from the dilution liquid X3 flowing through the cell 16, or may be configured to batchwise measure the concentration of the solute from the dilution liquid X3 filled in the cell 16.

濃度算出装置22は、検出器20と電気的に接続されており、検出器20が検出する検出情報を取得する。このような濃度算出装置22は、電子制御装置などのコンピュータであって、図示しないCPUやGPUといったプロセッサ、ROMやRAMといったメモリ、及びI/Oインターフェイスなどを備える。濃度算出装置22は、メモリにロードされたプログラムの命令に従ってプロセッサが動作(演算等)することで、希釈液体X3に含まれる溶質の濃度の算出を実現する。この濃度の算出方法は特に限定されないが、波長変化毎の吸光度変化を含む変化量や部分的最小二乗回帰を含むスペクトル統計解析手法が適用される。 The concentration calculation device 22 is electrically connected to the detector 20 and acquires detection information detected by the detector 20. Such a concentration calculation device 22 is a computer such as an electronic control device, and includes a processor such as a CPU or GPU (not shown), memories such as ROM and RAM, and an I/O interface. The concentration calculation device 22 calculates the concentration of the solute contained in the diluted liquid X3 by the processor operating (calculating, etc.) according to the instructions of a program loaded into the memory. There are no particular limitations on the method of calculating this concentration, but a spectral statistical analysis method including a change amount including a change in absorbance for each wavelength change and partial least squares regression is applied.

幾つかの形態では、光学式濃度測定装置24の濃度算出装置22は、検出器20によって検出される検出情報に含まれる吸光度を波長で微分して算出される吸光度変化量に基づいて、希釈液体X3に含まれる溶質の濃度を算出する。 In some embodiments, the concentration calculation device 22 of the optical concentration measurement device 24 calculates the concentration of the solute contained in the diluted liquid X3 based on the amount of change in absorbance calculated by differentiating the absorbance contained in the detection information detected by the detector 20 with respect to wavelength.

図3は、波長と吸光度との関係を示すグラフである。図4は、波長と吸光度変化量との関係を示すグラフである。図3において、横軸は波長を、縦軸は吸光度を示している。図4において、横軸は波長を、縦軸は吸光度変化量を示している。図3において、A1は酢酸(溶質)が添加されていない汚泥(固液混合物A)の吸光度を、A2は酢酸が添加されている汚泥の吸光度を、A3は汚泥に添加されている酢酸の吸光度を示している。図4において、A1’は酢酸が添加されていない汚泥の吸光度変化量を、A2’は酢酸が添加されている汚泥の吸光度変化量を、A3’は汚泥に添加されている酢酸の吸光度変化量を示している。 Figure 3 is a graph showing the relationship between wavelength and absorbance. Figure 4 is a graph showing the relationship between wavelength and absorbance change. In Figure 3, the horizontal axis shows wavelength, and the vertical axis shows absorbance. In Figure 4, the horizontal axis shows wavelength, and the vertical axis shows absorbance change. In Figure 3, A1 shows the absorbance of sludge (solid-liquid mixture A) to which acetic acid (solute) has not been added, A2 shows the absorbance of sludge to which acetic acid has been added, and A3 shows the absorbance of acetic acid added to the sludge. In Figure 4, A1' shows the absorbance change of sludge to which acetic acid has not been added, A2' shows the absorbance change of sludge to which acetic acid has been added, and A3' shows the absorbance change of acetic acid added to the sludge.

光学式濃度測定装置24による濃度測定は、予め定められた設定波長B1における吸光度に基づいて測定されることがある。しかし、図3に示すように、設定波長B1における吸光度は、設定波長B1とは異なる波長B2における吸光度の影響を受ける場合がある。この際、酢酸(溶質)の濃度を設定波長B1における吸光度に基づいて測定することが容易ではなくなる。特に、汚泥(固液混合物A)が都市ごみを微生物によって低分子化したものである場合、都市ごみは生ごみ、紙ごみ、プラスチックごみなど多くの成分を含むため、吸光度に基づいて濃度測定することが非常に困難となることがある。 The optical concentration measuring device 24 may measure the concentration based on the absorbance at a predetermined set wavelength B1. However, as shown in FIG. 3, the absorbance at the set wavelength B1 may be affected by the absorbance at a wavelength B2 different from the set wavelength B1. In this case, it becomes difficult to measure the concentration of acetic acid (solute) based on the absorbance at the set wavelength B1. In particular, when the sludge (solid-liquid mixture A) is municipal waste that has been broken down into smaller molecules by microorganisms, it may be very difficult to measure the concentration based on the absorbance, since the municipal waste contains many components such as food waste, paper waste, and plastic waste.

これに対して、図4に示すように、設定波長B1における吸光度変化量は、波長B2における吸光度変化量の影響を受けない、又は非常に小さい。このため、設定波長B1における吸光度変化量に基づいて酢酸(溶質)の濃度を測定することで、設定波長B1における吸光度に基づいて酢酸(溶質)の濃度を測定する場合と比較して、測定精度を高めることができる。 In contrast, as shown in FIG. 4, the amount of absorbance change at the set wavelength B1 is not affected by the amount of absorbance change at wavelength B2, or is very small. Therefore, by measuring the concentration of acetic acid (solute) based on the amount of absorbance change at the set wavelength B1, it is possible to improve the measurement accuracy compared to measuring the concentration of acetic acid (solute) based on the absorbance at the set wavelength B1.

幾つかの実施形態では、光学式濃度測定装置24の濃度算出装置22は、予め設定された波長の範囲内にピークを有する吸光度変化量の面積の合計に基づいて、希釈液体X3に含まれる溶質の濃度を測定する。図5を用いて、この濃度測定方法について具体的に説明する。 In some embodiments, the concentration calculation device 22 of the optical concentration measurement device 24 measures the concentration of the solute contained in the diluted liquid X3 based on the total area of the absorbance change amount having a peak within a preset wavelength range. This concentration measurement method will be specifically described using Figure 5.

図5は、波長と吸光度変化量との関係を示すグラフである。図5において、横軸は波長を、縦軸は吸光度変化量を示している。図5において、フルフラールの吸光度変化量をA4’で、5-ヒドロキシメチルフルフラールの吸光度変化量をA5’で示している。 Figure 5 is a graph showing the relationship between wavelength and absorbance change. In Figure 5, the horizontal axis shows wavelength, and the vertical axis shows absorbance change. In Figure 5, the absorbance change of furfural is shown as A4', and the absorbance change of 5-hydroxymethylfurfural is shown as A5'.

フルフラールと5-ヒドロキシメチルフルフラールとは互いに類似した官能基を有する。このため、図5に示すように、フルフラールの吸光度変化量A4’の波形と5-ヒドロキシメチルフルフラールの吸光度変化量A5’の波形は、互いに近接した波長でピークを有する。 Furfural and 5-hydroxymethylfurfural have similar functional groups. For this reason, as shown in Figure 5, the waveform of the absorbance change amount A4' of furfural and the waveform of the absorbance change amount A5' of 5-hydroxymethylfurfural have peaks at wavelengths close to each other.

濃度算出装置22には、フルフラールの波形のピークと5-ヒドロキシメチルフルフラールの波形のピークが含まれるように、下限波長B3と上限波長B4とが予め設定されている。 The concentration calculation device 22 has a lower limit wavelength B3 and an upper limit wavelength B4 preset so that they include the peaks of the furfural waveform and the peaks of the 5-hydroxymethylfurfural waveform.

そして、濃度算出装置22は、下限波長B3から上限波長B4の間に含まれるフルフラールの吸光度変化量A4の面積と5-ヒドロキシメチルフルフラールの吸光度変化量A5の面積との合計値に基づいて、フルフラールと5-ヒドロキシメチルフルフラールとを含む溶質の濃度を算出する。つまり、濃度算出装置22は、フルフラールと5-ヒドロキシメチルフルフラールとをフラール類としてまとめ、フラール類の濃度を算出する。 Then, the concentration calculation device 22 calculates the concentration of the solute containing furfural and 5-hydroxymethylfurfural based on the sum of the area of the amount of absorbance change A4 of furfural included between the lower limit wavelength B3 and the upper limit wavelength B4 and the area of the amount of absorbance change A5 of 5-hydroxymethylfurfural. In other words, the concentration calculation device 22 groups furfural and 5-hydroxymethylfurfural together as furals and calculates the concentration of the furals.

このような構成によれば、フルフラールの濃度と5-ヒドロキシメチルフルフラールの濃度とを個々に算出する場合と比較して、濃度の算出を容易化することができる。よって、光学式濃度測定装置24のコスト抑制を図ることができる。 This configuration makes it easier to calculate the concentrations of furfural and 5-hydroxymethylfurfural compared to calculating the concentrations of furfural and 5-hydroxymethylfurfural individually. This makes it possible to reduce the cost of the optical concentration measuring device 24.

<実施形態1に係る濃度測定システムの作用・効果>
本開示の実施形態1に係る濃度測定システム1の作用・効果について説明する。実施形態1によれば、多孔質体8を固液混合物Aに接触させることで、多孔質体8の細孔10に液体X1が含浸するので、固液混合物Aから液体X1を速やかに分離することができる。よって、固液混合物Aの液体X1に含まれる溶質の濃度を迅速に測定することができる。また、多孔質体8は遠心分離装置と比較して費用が低いので、固液分離装置2の設置費用を抑制できる。
<Actions and Effects of the Concentration Measurement System According to the First Embodiment>
The action and effect of the concentration measurement system 1 according to the first embodiment of the present disclosure will be described. According to the first embodiment, by bringing the porous body 8 into contact with the solid-liquid mixture A, the pores 10 of the porous body 8 are impregnated with the liquid X1, so that the liquid X1 can be quickly separated from the solid-liquid mixture A. Therefore, the concentration of the solute contained in the liquid X1 of the solid-liquid mixture A can be quickly measured. In addition, since the porous body 8 is less expensive than a centrifugal separator, the installation cost of the solid-liquid separator 2 can be reduced.

実施形態1によれば、脱水装置12によって多孔質体8から液体X1を脱水することで、溶質の濃度測定に必要な液体X1を速やかに抽出(取得)することができる。 According to the first embodiment, the liquid X1 required for measuring the concentration of the solute can be quickly extracted (obtained) by dehydrating the liquid X1 from the porous body 8 using the dehydration device 12.

固液混合物Aに含まれる固体Y1の粒径が大きくなると、多孔質体8の細孔10への液体X1の含浸を阻害する場合がある。実施形態1によれば、固液混合物Aは多孔質体8に接触する前に不織布14と接触するので、不織布14で粒径の大きい固体Y1を取り除く。このため、多孔質体8の細孔10に液体X1をスムーズに含浸させることができる。 When the particle size of the solid Y1 contained in the solid-liquid mixture A becomes large, it may hinder the impregnation of the liquid X1 into the pores 10 of the porous body 8. According to the first embodiment, the solid-liquid mixture A comes into contact with the nonwoven fabric 14 before coming into contact with the porous body 8, so that the solid Y1 with a large particle size is removed by the nonwoven fabric 14. This allows the liquid X1 to be smoothly impregnated into the pores 10 of the porous body 8.

実施形態1によれば、濃度測定装置6は光学式濃度測定装置24であるので、光の吸収、回折、散乱等を用いてセル16中の希釈液体X3に含まれる溶質の濃度を測定することができる。尚、濃度測定装置6は、希釈液体X3に含まれる溶質の濃度を測定可能であるならば、光学式濃度測定装置24に限定されない。濃度測定装置6は、例えば、希釈液体X3の電位変化に基づいて、希釈液体X3に含まれる溶質の濃度を測定する電位測定装置であってもよい。 According to the first embodiment, the concentration measuring device 6 is an optical concentration measuring device 24, and therefore the concentration of the solute contained in the dilution liquid X3 in the cell 16 can be measured using light absorption, diffraction, scattering, etc. Note that the concentration measuring device 6 is not limited to the optical concentration measuring device 24, so long as it is capable of measuring the concentration of the solute contained in the dilution liquid X3. The concentration measuring device 6 may be, for example, an electric potential measuring device that measures the concentration of the solute contained in the dilution liquid X3 based on the change in the electric potential of the dilution liquid X3.

本発明者らの知見によれば、低分子化物の溶質の濃度が予め設定された範囲内に含まれるのであれば、微生物による低分子化が好適な状態である。一方で、低分子化物の溶質の濃度がこの範囲外に含まれるのであれば、微生物による低分子化が不適な状態である。実施形態1によれば、濃度測定システム1は低分子化物の溶質の濃度を測定するので、この測定値に基づいて、微生物による低分子化が好適な状態であるか否かを速やかに知ることができる。 According to the findings of the inventors, if the concentration of the solute of the low molecular weight substance falls within a preset range, the state is suitable for low molecular weight conversion by microorganisms. On the other hand, if the concentration of the solute of the low molecular weight substance falls outside this range, the state is unsuitable for low molecular weight conversion by microorganisms. According to embodiment 1, the concentration measurement system 1 measures the concentration of the solute of the low molecular weight substance, and therefore, based on this measurement value, it is possible to quickly know whether or not low molecular weight conversion by microorganisms is suitable.

実施形態1によれば、濃度測定システム1は流通している低分子化物fAから固液混合物Aを採取する採取装置42を備えているので、撹拌された状態の低分子化物から固液混合物Aを採取することができる。 According to the first embodiment, the concentration measurement system 1 is equipped with a sampling device 42 that samples a solid-liquid mixture A from a low-molecular-weight material fA in circulation, so that the solid-liquid mixture A can be sampled from the low-molecular-weight material in a stirred state.

濃度測定装置6は、固液混合物Aの液体X1に含まれる溶質の濃度が大きすぎると、溶質の濃度を測定することが難しい場合がある。実施形態1によれば、濃度測定装置6は、希釈装置4によって分離液体X2が希釈された希釈液体X3に含まれる溶質の濃度を測定する。このため、固液混合物Aの液体X1に含まれる溶質の濃度が濃度測定装置6による測定が可能な濃度より大きくても、溶質の濃度を測定することができる。 When the concentration of the solute contained in liquid X1 of solid-liquid mixture A is too high, it may be difficult for the concentration measuring device 6 to measure the concentration of the solute. According to embodiment 1, the concentration measuring device 6 measures the concentration of the solute contained in diluted liquid X3 obtained by diluting separated liquid X2 by dilution device 4. Therefore, even if the concentration of the solute contained in liquid X1 of solid-liquid mixture A is higher than the concentration that can be measured by the concentration measuring device 6, the concentration of the solute can be measured.

尚、希釈装置4は本開示に係る濃度測定システム1における必須の構成ではない。幾つかの実施形態では、濃度測定装置6は、固液分離装置2で分離された分離液体X2に含まれる溶質の濃度を測定する。 The dilution device 4 is not an essential component of the concentration measurement system 1 according to the present disclosure. In some embodiments, the concentration measurement device 6 measures the concentration of the solute contained in the separation liquid X2 separated by the solid-liquid separation device 2.

(実施形態2)
実施形態2に係る濃度測定システム1について説明する。実施形態2に係る濃度測定システム1は、実施形態1に係る光学式濃度測定装置24の構成をさらに限定したものである。実施形態2において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
A concentration measurement system 1 according to embodiment 2 will be described. The concentration measurement system 1 according to embodiment 2 is a system in which the configuration of the optical concentration measurement device 24 according to embodiment 1 is further limited. In embodiment 2, the same components as those in embodiment 1 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted.

<実施形態2に係る濃度測定システムの構成>
図6は、本開示の実施形態2に係る光学式濃度測定装置24の構成を概略的に示す図である。図6に示すように、セル16は、純水Wで充填されるようになっている。図6に例示する形態では、光学式濃度測定装置24は、セル16に純水Wを供給する純水供給装置30を含んでいる。尚、セル16は、純水Wが充填されるように構成されるのであれば、本開示は実施形態2の構成に限定されない。例えば、セル16は、上述した希釈装置4に供給される純水Wが充填されるように構成されてもよい。
<Configuration of concentration measurement system according to the second embodiment>
Fig. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an optical concentration measuring device 24 according to a second embodiment of the present disclosure. As shown in Fig. 6, the cell 16 is filled with pure water W. In the embodiment shown in Fig. 6, the optical concentration measuring device 24 includes a pure water supply device 30 that supplies the pure water W to the cell 16. Note that the present disclosure is not limited to the configuration of the second embodiment as long as the cell 16 is configured to be filled with the pure water W. For example, the cell 16 may be configured to be filled with the pure water W supplied to the dilution device 4 described above.

純水供給装置30は、セル16に希釈液体X3が供給されないときに、具体的には、光学式濃度測定装置24がメンテナンス状態や待機状態であるときに、セル16に純水Wを供給する。そして、セル16が純水Wで充填されると、光源18は純水Wが充填されたセル16に光17を照射する。そして、検出器20は、純水Wが充填されたセル16を通過した光17である補正光を受光する。 The pure water supply device 30 supplies pure water W to the cell 16 when the dilution liquid X3 is not being supplied to the cell 16, specifically, when the optical concentration measuring device 24 is in a maintenance state or in a standby state. Then, when the cell 16 is filled with the pure water W, the light source 18 irradiates the cell 16 filled with the pure water W with light 17. Then, the detector 20 receives the correction light, which is the light 17 that has passed through the cell 16 filled with the pure water W.

濃度算出装置22は、検出器20が検出した補正光の検出情報を取得する。濃度算出装置22は、補正光の検出情報と比較するための比較情報を予め記憶している。比較情報は、例えば、希釈液体X3が一度も供給されたことのないセル16に純水Wを充填し、このセル16に光17を照射したときに検出される検出情報である。または、比較情報は、前回のメンテナンスのときに検出された補正光の検出情報である。濃度算出装置22は、検出器20によって検出された希釈液体X3の吸光度を、比較情報と補正光の検出情報とを比較することで取得される差分Δ1で補正(ゼロ点補正)する。例えば、濃度算出装置22は、希釈液体の吸光度を差分Δ1の分だけオフセットする(ずらす)。そして、濃度算出装置22は、ゼロ点補正された吸光度を波長で微分して算出される吸光度変化量に基づいて、希釈液体X3に含まれる溶質の濃度を算出する。尚、ゼロ点補正は、濃度算出装置22以外の装置で行われてもよい。 The concentration calculation device 22 acquires the detection information of the correction light detected by the detector 20. The concentration calculation device 22 prestores comparison information for comparison with the detection information of the correction light. The comparison information is, for example, detection information detected when the cell 16 to which the dilution liquid X3 has never been supplied is filled with pure water W and the cell 16 is irradiated with light 17. Alternatively, the comparison information is detection information of the correction light detected during the previous maintenance. The concentration calculation device 22 corrects (zero point correction) the absorbance of the dilution liquid X3 detected by the detector 20 with the difference Δ1 obtained by comparing the comparison information with the detection information of the correction light. For example, the concentration calculation device 22 offsets (shifts) the absorbance of the dilution liquid by the difference Δ1. Then, the concentration calculation device 22 calculates the concentration of the solute contained in the dilution liquid X3 based on the amount of absorbance change calculated by differentiating the zero point corrected absorbance by wavelength. The zero point correction may be performed by a device other than the concentration calculation device 22.

<実施形態2に係る濃度測定システムの作用・効果>
光学式濃度測定装置24は、第1タイミング及び第1タイミングより後の第2タイミングの両方で同じ濃度の溶質を測定したとしても、例えば、第1タイミングと第2タイミングとではセル16の汚れ方が互いに異なり、第1タイミングで測定した溶質の濃度が第2タイミングで測定した溶質の濃度と僅かに異なる場合がある。これに対して、実施形態2によれば、溶質の濃度はゼロ点補正されるので、測定タイミングの違いによる影響を抑制することができる。
<Actions and Effects of the Concentration Measurement System According to the Second Embodiment>
Even if the optical concentration measuring device 24 measures the same concentration of a solute at both the first timing and the second timing that is later than the first timing, for example, the degree of contamination of the cell 16 at the first timing and the second timing may differ from each other, and the concentration of the solute measured at the first timing may slightly differ from the concentration of the solute measured at the second timing. In contrast, according to the second embodiment, the concentration of the solute is zero-point corrected, so that the influence of the difference in measurement timing can be suppressed.

(実施形態3)
次に、実施形態3に係る濃度測定システム1について説明する。実施形態3に係る濃度測定システム1は、実施形態2に係る光学式濃度測定装置24の構成をさらに限定したものである。光学式濃度測定装置24は校正液用セル32をさらに備える。実施形態3において、実施形態2の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。別の実施形態では、実施形態1に係る濃度測定システム1の光学式濃度測定装置24が、校正液用セル32をさらに備える。
(Embodiment 3)
Next, a concentration measurement system 1 according to a third embodiment will be described. The concentration measurement system 1 according to the third embodiment is a further limited version of the optical concentration measurement device 24 according to the second embodiment. The optical concentration measurement device 24 further includes a calibration liquid cell 32. In the third embodiment, the same components as those in the second embodiment are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted. In another embodiment, the optical concentration measurement device 24 of the concentration measurement system 1 according to the first embodiment further includes a calibration liquid cell 32.

<実施形態3に係る濃度測定システムの構成>
図7は、本開示の実施形態3に係る光学式濃度測定装置24の構成を概略的に示す図である。図7に示すように、光学式濃度測定装置24は、セル16と検出器20との間に配置される校正液用セル32をさらに含む。校正液用セル32は、光ファイバ25を介して、セル16及び検出器20のそれぞれと接続されている。光源18からセル16に照射された光17は、校正液用セル32を通過した後に検出器20によって受光される。
<Configuration of concentration measurement system according to the third embodiment>
Fig. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical concentration measuring device 24 according to a third embodiment of the present disclosure. As illustrated in Fig. 7, the optical concentration measuring device 24 further includes a calibration solution cell 32 disposed between the cell 16 and the detector 20. The calibration solution cell 32 is connected to each of the cell 16 and the detector 20 via an optical fiber 25. Light 17 irradiated from the light source 18 to the cell 16 passes through the calibration solution cell 32 and is then received by the detector 20.

校正液用セル32は、セル16に希釈液体X3が供給されていないときに、具体的には、光学式濃度測定装置24がメンテナンス状態や待機状態であるときに、溶質の濃度が既知である校正液が供給される。このような校正液は、例えば、既に溶質の濃度が測定されている希釈液体X3である。校正液用セル32に校正液が供給されると、光源18は希釈液体X3が供給されていないセル16に光17を照射する。そして、検出器20は、希釈液体X3が供給されていないセル16、及び校正液が供給されている校正液用セル32を通過した光17である校正光を受光する。尚、検出器20が校正光を受光している際、セルは純水Wが充填されていてもよいし、空であってもよい。 When the dilution liquid X3 is not supplied to the cell 16, specifically, when the optical concentration measuring device 24 is in a maintenance state or a standby state, the calibration liquid cell 32 is supplied with a calibration liquid having a known solute concentration. Such a calibration liquid is, for example, the dilution liquid X3 whose solute concentration has already been measured. When the calibration liquid is supplied to the calibration liquid cell 32, the light source 18 irradiates the cell 16 to which the dilution liquid X3 has not been supplied with light 17. The detector 20 then receives the calibration light, which is the light 17 that has passed through the cell 16 to which the dilution liquid X3 has not been supplied and the calibration liquid cell 32 to which the calibration liquid has been supplied. Note that when the detector 20 receives the calibration light, the cell may be filled with pure water W or may be empty.

図8は、溶質の濃度と吸光度との関係を示すグラフGrである。図8において、円形状のプロットは校正液の正味吸光度(検出器20によって実際に検出された吸光度)を、矩形状のプロットは校正液の理論吸光度(検出器20によって検出されるべき吸光度)である。 Figure 8 is a graph Gr showing the relationship between solute concentration and absorbance. In Figure 8, the circular plots show the net absorbance of the calibration solution (the absorbance actually detected by the detector 20), and the rectangular plots show the theoretical absorbance of the calibration solution (the absorbance that should be detected by the detector 20).

図8に示すように、グラフGrには、校正液に含まれる溶質の濃度が第1濃度C1であるときの正味吸光度p1、第2濃度C2であるときの正味吸光度p2、及び第3濃度C3であるときの正味吸光度p3のそれぞれがプロットされている。また、グラフGrには、3つの正味吸光度p1,p2,p3を通過する仮想の直線L1が形成されている。同様に、グラフGrには、校正液に含まれる溶質の濃度が第1濃度C1であるときの理論吸光度p4、第2濃度C2であるときの理論吸光度p5、第3濃度C3であるときの理論吸光度p6のそれぞれがプロットされている。グラフGrには、3つの理論吸光度p4,p5,p6を通過する仮想の直線L2が形成されている。尚、図8に例示するグラフGrでは、第1濃度C1<第2濃度C2<第3濃度C3の順に濃度が高くなっている。 As shown in FIG. 8, the graph Gr plots the net absorbance p1 when the concentration of the solute contained in the calibration solution is the first concentration C1, the net absorbance p2 when the concentration is the second concentration C2, and the net absorbance p3 when the concentration is the third concentration C3. In addition, the graph Gr has a virtual straight line L1 passing through the three net absorbances p1, p2, and p3. Similarly, the graph Gr plots the theoretical absorbance p4 when the concentration of the solute contained in the calibration solution is the first concentration C1, the theoretical absorbance p5 when the concentration is the second concentration C2, and the theoretical absorbance p6 when the concentration is the third concentration C3. In the graph Gr shown in FIG. 8, the concentrations increase in the order of the first concentration C1 < the second concentration C2 < the third concentration C3.

濃度算出装置22は、検出器20によって検出された希釈液体X3の吸光度を、直線L1の傾きと直線L2の傾きとを比較することで取得される感度の差分Δ2で補正(感度補正)する。例えば、濃度算出装置22は、図8に例示するように、直線L2の傾きを直線L1の傾きに変化させた直線L2aを形成し、この直線L2a上にプロットされる吸光度を取得する。図8に例示する形態では、直線L2における溶質の濃度がゼロであるゼロ点p7と直線L2aにおける溶質の濃度がゼロであるゼロ点p8とは同じ位置である。そして、濃度算出装置22は、感度補正された吸光度を波長で微分して算出される吸光度変化量に基づいて、希釈液体X3に含まれる溶質の濃度を算出する。尚、感度補正は、濃度算出装置22以外の装置で行われてもよい。 The concentration calculation device 22 corrects (sensitivity correction) the absorbance of the diluted liquid X3 detected by the detector 20 with the difference in sensitivity Δ2 obtained by comparing the slope of the straight line L1 with the slope of the straight line L2. For example, as illustrated in FIG. 8, the concentration calculation device 22 forms a straight line L2a by changing the slope of the straight line L2 to the slope of the straight line L1, and obtains the absorbance plotted on this straight line L2a. In the embodiment illustrated in FIG. 8, the zero point p7 where the concentration of the solute on the straight line L2 is zero and the zero point p8 where the concentration of the solute on the straight line L2a is zero are at the same position. The concentration calculation device 22 then calculates the concentration of the solute contained in the diluted liquid X3 based on the amount of absorbance change calculated by differentiating the sensitivity-corrected absorbance with respect to the wavelength. The sensitivity correction may be performed by a device other than the concentration calculation device 22.

<実施形態3に係る濃度測定システムの作用・効果>
検出器20は、光17を受光する検出感度を維持することが容易ではない場合がある。実施形態3によれば、検出器20によって検出された希釈液体X3の吸光度は感度補正されるので、検出感度の差を抑制することができる。
<Actions and Effects of the Concentration Measurement System According to the Third Embodiment>
There are cases where it is not easy for the detector 20 to maintain the detection sensitivity for receiving the light 17. According to the third embodiment, the absorbance of the diluted liquid X3 detected by the detector 20 is sensitivity corrected, so that the difference in detection sensitivity can be suppressed.

(実施形態4)
次に、実施形態4に係る濃度測定システム1について説明する。実施形態4に係る濃度測定システム1は、実施形態1に対して、洗浄ライン34を付加したものである。実施形態4において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。別の実施形態では、濃度測定システム1は、実施形態2又は3に対して、洗浄ライン34を付加したものである。
(Embodiment 4)
Next, a concentration measurement system 1 according to a fourth embodiment will be described. The concentration measurement system 1 according to the fourth embodiment is obtained by adding a cleaning line 34 to the first embodiment. In the fourth embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted. In another embodiment, the concentration measurement system 1 is obtained by adding a cleaning line 34 to the second or third embodiment.

<実施形態4に係る濃度測定システムの構成>
図9は、本開示の実施形態4に係る濃度測定システム1の構成を概略的に示す図である。図9に示すように、濃度測定システム1は、洗浄用流体が流通する洗浄ライン34をさらに備える。図9に例示する形態では、洗浄ライン34は、固液分離装置2を洗浄するための第1洗浄用流体f1が流通する第1洗浄ライン36(34)、希釈装置4を洗浄するための第2洗浄用流体f2が流通する第2洗浄ライン38(34)、及び濃度測定装置6を洗浄するための第3洗浄用流体f3が流通する第3洗浄ライン40(34)、を含んでいる。
<Configuration of concentration measurement system according to the fourth embodiment>
9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a concentration measurement system 1 according to a fourth embodiment of the present disclosure. As illustrated in FIG. 9, the concentration measurement system 1 further includes a cleaning line 34 through which a cleaning fluid flows. In the embodiment illustrated in FIG. 9, the cleaning line 34 includes a first cleaning line 36 (34) through which a first cleaning fluid f1 for cleaning the solid-liquid separation device 2 flows, a second cleaning line 38 (34) through which a second cleaning fluid f2 for cleaning the dilution device 4 flows, and a third cleaning line 40 (34) through which a third cleaning fluid f3 for cleaning the concentration measurement device 6 flows.

第1洗浄用流体f1は、例えば、純水、又はアンモニア水のような窒素を含む窒素含有水である。つまり、固液分離装置2は、純水又は窒素含有水で洗浄されるようになっている。第2洗浄用流体f2は、例えば、窒素含有水であって、希釈装置4は窒素含有水で洗浄されるようになっている。第3洗浄用流体f3は、例えば、窒素含有水であって、濃度測定装置6は窒素含有水で洗浄されるようになっている。不図示であるが、濃度測定システム1は、固液分離装置2、希釈装置4、及び濃度測定装置6のそれぞれを乾燥するための乾燥装置をさらに備えてもよい。 The first cleaning fluid f1 is, for example, pure water or nitrogen-containing water such as ammonia water. That is, the solid-liquid separation device 2 is adapted to be cleaned with pure water or nitrogen-containing water. The second cleaning fluid f2 is, for example, nitrogen-containing water, and the dilution device 4 is adapted to be cleaned with nitrogen-containing water. The third cleaning fluid f3 is, for example, nitrogen-containing water, and the concentration measurement device 6 is adapted to be cleaned with nitrogen-containing water. Although not shown, the concentration measurement system 1 may further include a drying device for drying each of the solid-liquid separation device 2, the dilution device 4, and the concentration measurement device 6.

<実施形態4に係る濃度測定システムの作用・効果>
実施形態4によれば、第1洗浄ライン36が設けられることで、固液分離装置2(特に多孔質体8)に液体X1や固体Y1が残留することを抑制する。特に、多孔質体8に吸着している固体Y1を取り除くことができる。また、第2洗浄ライン38が設けられることで、希釈装置4に分離液体X2や分離液体X2に含まれる微細な固体Y1が残留することを抑制する。また、第3洗浄ライン40が設けられることで、濃度測定装置6に希釈液体X3や希釈液体X3に含まれる微細な固体Y1が残留することを抑制する。このため、固液分離装置2、希釈装置4、及び濃度測定装置6のそれぞれが良好な状態である期間を長くすることができる。
<Actions and Effects of the Concentration Measurement System According to the Fourth Embodiment>
According to the fourth embodiment, the first cleaning line 36 is provided to suppress the liquid X1 and the solid Y1 from remaining in the solid-liquid separation device 2 (particularly the porous body 8). In particular, the solid Y1 adsorbed to the porous body 8 can be removed. The second cleaning line 38 is provided to suppress the separation liquid X2 and the fine solid Y1 contained in the separation liquid X2 from remaining in the dilution device 4. The third cleaning line 40 is provided to suppress the dilution liquid X3 and the fine solid Y1 contained in the dilution liquid X3 from remaining in the concentration measurement device 6. Therefore, the period during which each of the solid-liquid separation device 2, the dilution device 4, and the concentration measurement device 6 is in a good condition can be extended.

尚、実施形態4では、洗浄ライン34は、第1洗浄ライン36、第2洗浄ライン38、及び第3洗浄ライン40を含んでいたが、本開示はこの実施形態に限定されない。洗浄ライン34は、第1洗浄ライン36、及び第3洗浄ライン40のうち少なくとも1つを含んでいればよく、例えば、第1洗浄ライン36だけを含んでいてもよい。 In the fourth embodiment, the cleaning line 34 includes the first cleaning line 36, the second cleaning line 38, and the third cleaning line 40, but the present disclosure is not limited to this embodiment. The cleaning line 34 may include at least one of the first cleaning line 36 and the third cleaning line 40, and may include, for example, only the first cleaning line 36.

(実施形態5)
<実施形態5に係る廃棄物処理システムの構成>
次に、実施形態5に係る廃棄物処理システム50について説明する。図10は、本開示の実施形態5に係る廃棄物処理システム50の構成を概略的に示す図である。図10に示すように、廃棄物処理システム50は、改質装置52と、微生物反応装置(バイオガス発酵槽100)と、実施形態1に係る濃度測定システム1と、調整装置54と、を備える。尚、別の実施形態では、廃棄物処理システム50は、実施形態1に係る濃度測定システム1に代わり、実施形態2から4の何れか1つに係る濃度測定システム1を備える。
(Embodiment 5)
<Configuration of waste treatment system according to embodiment 5>
Next, a waste treatment system 50 according to embodiment 5 will be described. Fig. 10 is a diagram showing a schematic configuration of the waste treatment system 50 according to embodiment 5 of the present disclosure. As shown in Fig. 10, the waste treatment system 50 includes a reformer 52, a microbial reaction device (biogas fermenter 100), the concentration measurement system 1 according to embodiment 1, and an adjustment device 54. Note that in another embodiment, the waste treatment system 50 includes the concentration measurement system 1 according to any one of embodiments 2 to 4, instead of the concentration measurement system 1 according to embodiment 1.

改質装置52は、例えば、廃棄物を収集した車両又はプラント等から廃棄物をそのまま受け入れて蒸気によって廃棄物をバッチ式に加水分解するものであり、具体的には、廃棄物が投入される投入口56及び加水分解された廃棄物が排出される排出口58を含む筐体60を備えるバッチ式の改質装置である。投入口56及び排出口58にはそれぞれ不図示の開閉弁が設けられ、開閉弁をそれぞれ閉じることにより、筐体60を密閉できる。改質装置52における廃棄物の加水分解は、蒸気が廃棄物に接触して廃棄物を加熱する湿式の加水分解であってもよいし、蒸気が廃棄物には接触しないで間接的に廃棄物を加熱する乾式の加水分解であってもよい。乾式の加水分解の場合には、筐体60内の廃棄物中の水分が蒸発して水蒸気となり、その水蒸気によって筐体60内の廃棄物が均一に加熱される。また、加水分解のためには水分が必要であるが、水蒸気によって水分が廃棄物の表面に付着することで水分が供給される。尚、図10には1つの改質装置52が記載されているが、複数の改質装置52が直列に接続された構成や複数の改質装置52が並列に接続された構成、直列に接続された構成と並列に接続された構成とが組み合わされた構成であってもよい。 The reformer 52 receives waste directly from, for example, a vehicle or a plant that collects waste, and hydrolyzes the waste in a batch manner using steam. Specifically, the reformer is a batch-type reformer equipped with a housing 60 including an inlet 56 through which the waste is introduced and an outlet 58 through which the hydrolyzed waste is discharged. The inlet 56 and the outlet 58 are each provided with an on-off valve (not shown), and the housing 60 can be sealed by closing each of the on-off valves. The hydrolysis of the waste in the reformer 52 may be wet hydrolysis in which steam contacts the waste and heats it, or dry hydrolysis in which steam does not contact the waste and indirectly heats it. In the case of dry hydrolysis, the moisture in the waste in the housing 60 evaporates to become water vapor, and the waste in the housing 60 is uniformly heated by the water vapor. In addition, moisture is necessary for hydrolysis, and the moisture is supplied by the water vapor adhering to the surface of the waste. Although FIG. 10 shows one reformer 52, it is also possible to have a configuration in which multiple reformers 52 are connected in series, a configuration in which multiple reformers 52 are connected in parallel, or a configuration in which the series and parallel connections are combined.

微生物反応装置は、改質装置52によって加水分解された廃棄物である改質物Z1を微生物によって低分子化する。言い換えると、微生物反応装置は、改質物Z1を低分子化して低分子化物を生成する。実施形態5では、微生物反応装置は、バイオガス発酵槽100である。バイオガス発酵槽100は、改質物Z1を微生物によって低分子化し、メタン発酵汚泥のような低分子化物を生成するとともに、メタン等のバイオガスを有価物として製造する。尚、微生物反応装置はバイオガス発酵槽100に限定されない。微生物反応装置は、デンプンやセルロースのような炭水化物から有価物としての糖を製造する糖化槽や堆肥化して堆肥を製造する堆肥化装置であってもよい。 The microbial reaction device uses microorganisms to reduce the modified material Z1, which is waste hydrolyzed by the reforming device 52, into smaller molecules. In other words, the microbial reaction device reduces the modified material Z1 to produce smaller molecules. In the fifth embodiment, the microbial reaction device is a biogas fermenter 100. The biogas fermenter 100 reduces the modified material Z1 into smaller molecules using microorganisms to produce smaller molecules such as methane fermentation sludge, and also produces biogas such as methane as a valuable resource. The microbial reaction device is not limited to the biogas fermenter 100. The microbial reaction device may be a saccharification tank that produces sugar as a valuable resource from carbohydrates such as starch and cellulose, or a composting device that produces compost by composting.

図10に例示する形態では、バイオガス発酵槽100は、改質物Z1が流通する改質ライン53を介して、改質装置52と接続されている。改質ライン53には、バイオガス発酵槽100に供給される改質物Z1の量を調整するための調整弁55が設けられている。この調整弁55は、後述するように調整装置54から送信される指示に従って開度が調整されるようになっている。 In the embodiment illustrated in FIG. 10, the biogas fermenter 100 is connected to the reformer 52 via a reforming line 53 through which the reformed material Z1 flows. The reforming line 53 is provided with an adjustment valve 55 for adjusting the amount of the reformed material Z1 supplied to the biogas fermenter 100. The opening of this adjustment valve 55 is adjusted according to instructions transmitted from an adjustment device 54, as described below.

図10に例示する形態では、バイオガス発酵槽100は、低分子化物を含む内容物の一部を外部に取出して再びバイオガス発酵槽100に戻す循環ライン102を備えている。具体的には、循環ライン102は、バイオガス発酵槽100の下部に形成される出口104とバイオガス発酵槽100の下部より上方に位置する上部に形成される入口106とを接続している。循環ライン102は、出口104を介して、内容物の一部をバイオガス発酵槽100の外部に取出している。そして、入口106を介して、循環ライン102を流通する内容物の一部をバイオガス発酵槽100に戻している。このように、循環ライン102に内容物の一部を流通させることで、バイオガス発酵槽100の内容物を撹拌するようになっている。 In the embodiment illustrated in FIG. 10, the biogas fermenter 100 is provided with a circulation line 102 that removes a portion of the contents, including low molecular weight substances, to the outside and returns it to the biogas fermenter 100. Specifically, the circulation line 102 connects an outlet 104 formed at the bottom of the biogas fermenter 100 to an inlet 106 formed at an upper portion of the biogas fermenter 100 that is located above the bottom. The circulation line 102 removes a portion of the contents to the outside of the biogas fermenter 100 via the outlet 104. Then, a portion of the contents circulating through the circulation line 102 is returned to the biogas fermenter 100 via the inlet 106. In this way, the contents of the biogas fermenter 100 are stirred by circulating a portion of the contents through the circulation line 102.

循環ライン102には、循環ライン102から分岐し、濃度測定システム1の固液分離装置2と接続する採取ライン107が設けられている。この採取ライン107には、例えばポンプが設けられており、循環ライン102を流通する内容物の一部を固液混合物Aとして採取する採取装置42として機能している。濃度測定システム1は、バイオガス発酵槽100の内容物(固液混合物A)の液体X1に含まれる溶質の濃度を測定する。 The circulation line 102 is provided with a collection line 107 that branches off from the circulation line 102 and connects to the solid-liquid separation device 2 of the concentration measurement system 1. This collection line 107 is provided with, for example, a pump, and functions as a collection device 42 that collects a portion of the contents circulating through the circulation line 102 as a solid-liquid mixture A. The concentration measurement system 1 measures the concentration of solutes contained in liquid X1 of the contents (solid-liquid mixture A) of the biogas fermenter 100.

図10に例示する形態では、濃度測定システム1は、循環ライン102と濃度測定装置6とを接続する廃液ライン108をさらに備えている。この廃液ライン108は、循環ライン102をバイオガス発酵槽100の内容物の一部が流通する方向において、採取ライン107よりも循環ライン102の下流側に接続している。このような廃液ライン108が循環ライン102に設けられることで、濃度測定装置6を流通した希釈液体X3は、廃液ライン108を介して、循環ライン102に戻るようになっている。尚、不図示であるが、濃度測定装置6を流通した希釈液体X3は、循環ライン102に戻らず、希釈液体X3を廃液処理する廃液処理装置に送られてもよい。 In the embodiment illustrated in FIG. 10, the concentration measurement system 1 further includes a waste liquid line 108 that connects the circulation line 102 and the concentration measurement device 6. The waste liquid line 108 connects the circulation line 102 downstream of the collection line 107 in the direction in which a portion of the contents of the biogas fermenter 100 flows. By providing such a waste liquid line 108 in the circulation line 102, the diluted liquid X3 that has flowed through the concentration measurement device 6 returns to the circulation line 102 via the waste liquid line 108. Although not shown, the diluted liquid X3 that has flowed through the concentration measurement device 6 may not return to the circulation line 102, but may be sent to a waste liquid treatment device that treats the diluted liquid X3 as waste liquid.

調整装置54は、濃度測定システム1の測定値である溶質の濃度に基づいて、バイオガス発酵槽100に供給される改質物Z1の量及びタイミングを調整する。このような調整装置54は、電子制御装置などのコンピュータであって、図示しないCPUやGPUといったプロセッサ、ROMやRAMといったメモリ、及びI/Oインターフェイスなどを備える。図10に例示する形態では、調整装置54は、濃度測定システム1の濃度測定装置6(光学式濃度測定装置24)及び調整弁55のそれぞれと電気的に接続されている。調整装置54は、濃度測定装置6が測定した溶質の濃度に基づいてメモリにロードされたプログラムの命令に従ってプロセッサが動作(演算等)することで、調整弁55の開度を算出する。そして、調整装置54は、この算出した開度に調整するように、調整弁55に指示する。尚、調整装置54は、改質装置52やバイオガス発酵槽100とともにプラント内に設置されてもよいし、プラントとは異なる場所に設置されてもよい。また、調整装置54は、クラウドサーバ上に構成されてもよい。 The adjustment device 54 adjusts the amount and timing of the reformate Z1 supplied to the biogas fermenter 100 based on the concentration of the solute, which is the measured value of the concentration measurement system 1. Such an adjustment device 54 is a computer such as an electronic control device, and includes a processor such as a CPU or GPU (not shown), a memory such as a ROM or RAM, and an I/O interface. In the embodiment illustrated in FIG. 10, the adjustment device 54 is electrically connected to each of the concentration measurement device 6 (optical concentration measurement device 24) and the adjustment valve 55 of the concentration measurement system 1. The adjustment device 54 calculates the opening degree of the adjustment valve 55 by the processor operating (calculating, etc.) according to the instructions of the program loaded into the memory based on the concentration of the solute measured by the concentration measurement device 6. Then, the adjustment device 54 instructs the adjustment valve 55 to adjust to this calculated opening degree. The adjustment device 54 may be installed in the plant together with the reformer 52 and the biogas fermenter 100, or may be installed in a place different from the plant. The adjustment device 54 may also be configured on a cloud server.

以下、濃度測定システム1は、バイオガス発酵槽100の内容物に含まれる揮発性脂肪酸(VFA)の濃度を測定する場合を例にして説明する。幾つかの実施形態では、濃度測定システム1の濃度測定装置6は、希釈液体X3に含まれる揮発性脂肪酸の濃度のみを測定する。揮発性脂肪酸の濃度がバイオガス発酵槽100内の微生物に影響を与える主要因である場合がある。このような構成によれば、濃度測定装置6による測定対象を揮発性脂肪酸に限定することで、濃度測定システム1が測定値を取得するためにかかる測定コスト(時間や費用)を抑制することができる。尚、本開示は、濃度測定システム1の測定対象を揮発性脂肪酸に限定するものではない。濃度測定システム1は、上述したフラール類やフェノール類の濃度を測定してもよいし、複数の溶質の濃度を測定してもよい。 Hereinafter, the concentration measurement system 1 will be described taking as an example a case where the concentration of volatile fatty acids (VFA) contained in the contents of the biogas fermenter 100 is measured. In some embodiments, the concentration measurement device 6 of the concentration measurement system 1 measures only the concentration of volatile fatty acids contained in the dilution liquid X3. The concentration of volatile fatty acids may be a major factor affecting the microorganisms in the biogas fermenter 100. With this configuration, the measurement target of the concentration measurement device 6 is limited to volatile fatty acids, thereby reducing the measurement cost (time and expense) required for the concentration measurement system 1 to obtain measured values. Note that the present disclosure does not limit the measurement target of the concentration measurement system 1 to volatile fatty acids. The concentration measurement system 1 may measure the concentrations of the above-mentioned furals and phenols, or may measure the concentrations of multiple solutes.

調整装置54による改質物Z1の調整の一例について説明する。調整装置54は、濃度測定システム1によって測定された揮発性脂肪酸の濃度が予め設定された下限値(例えば、1000ppm)より小さくなると、調整弁55の開度を大きくし、バイオガス発酵槽100に供給される改質物Z1の量を増やす。これにより、バイオガス発酵槽100内における改質物Z1(餌)の不足による微生物の死滅を抑制することができる。一方で、調整装置54は、濃度測定システム1によって測定された揮発性脂肪酸の濃度が予め設定された上限値(例えば、10000ppm)より大きくなると、調整弁55の開度を小さくし、バイオガス発酵槽100に供給される改質物Z1の量を減らす。これにより、バイオガス発酵槽100の内容物が酸敗することによる微生物の死滅を抑制することができる。 An example of the adjustment of the reformed material Z1 by the adjustment device 54 will be described. When the concentration of the volatile fatty acid measured by the concentration measurement system 1 becomes smaller than a preset lower limit (e.g., 1000 ppm), the adjustment device 54 increases the opening of the adjustment valve 55 and increases the amount of the reformed material Z1 supplied to the biogas fermenter 100. This makes it possible to suppress the death of microorganisms due to a shortage of the reformed material Z1 (feed) in the biogas fermenter 100. On the other hand, when the concentration of the volatile fatty acid measured by the concentration measurement system 1 becomes larger than a preset upper limit (e.g., 10000 ppm), the adjustment device 54 reduces the opening of the adjustment valve 55 and reduces the amount of the reformed material Z1 supplied to the biogas fermenter 100. This makes it possible to suppress the death of microorganisms due to the contents of the biogas fermenter 100 becoming rancid.

<実施形態5に係る廃棄物処理システムの作用・効果>
実施形態5によれば、濃度測定システム1によってバイオガス発酵槽100の内容物に含まれる揮発性脂肪酸の濃度が測定される。そして、調整装置54は、この測定された揮発性脂肪酸の濃度に基づいて、バイオガス発酵槽100に供給される改質物Z1の量及びタイミングを調整する。このため、バイオガス発酵槽100を微生物による低分子化が好適な状態に維持し続けることができる。
<Actions and Effects of the Waste Treatment System According to the Fifth Embodiment>
According to the fifth embodiment, the concentration measurement system 1 measures the concentration of volatile fatty acids contained in the content of the biogas fermenter 100. Then, the adjustment device 54 adjusts the amount and timing of the reformate Z1 supplied to the biogas fermenter 100 based on the measured concentration of the volatile fatty acids. This makes it possible to continue to maintain the biogas fermenter 100 in a state suitable for degradation by microorganisms.

廃棄物処理システム50が改質装置52及びバイオガス発酵槽100を備える場合、改質装置52は原料(廃棄物)組成の影響を増幅する効果があるので、改質装置52及びバイオガス発酵槽100を備えるだけの構成では、改質操作を失敗すると入口組成の微小変動が増幅され、バイオガス発酵槽100を安定に運転することが困難な場合が多い。実施形態5によれば、廃棄物処理システム50は、改質装置52及びバイオガス発酵槽100に加え、濃度測定システム1と、調整装置54と、を備えているので、バイオガス発酵槽100を微生物による低分子化が好適な状態に維持し続けることができる。 When the waste treatment system 50 includes a reformer 52 and a biogas fermenter 100, the reformer 52 has the effect of amplifying the effect of the raw material (waste) composition, so if the system only includes the reformer 52 and the biogas fermenter 100, small fluctuations in the inlet composition are amplified if the reforming operation fails, and it is often difficult to stably operate the biogas fermenter 100. According to the fifth embodiment, the waste treatment system 50 includes, in addition to the reformer 52 and the biogas fermenter 100, a concentration measurement system 1 and an adjustment device 54, so that the biogas fermenter 100 can be maintained in a state suitable for low molecular weight conversion by microorganisms.

幾つかの実施形態では、廃棄物処理システム50は、濃度測定システム1の測定値に基づいて、改質装置52における加水分解条件(温度/圧力/時間/攪拌回転数等)を設定するように構成される。このような構成によれば、微生物反応に適した条件の改質物Z1をバイオガス発酵槽100に供給でき、微生物反応による有価物の生成を効率よく行うことができる。 In some embodiments, the waste treatment system 50 is configured to set the hydrolysis conditions (temperature/pressure/time/agitation speed, etc.) in the reformer 52 based on the measured values of the concentration measurement system 1. With this configuration, the reformed material Z1 under conditions suitable for the microbial reaction can be supplied to the biogas fermenter 100, and valuable materials can be efficiently produced by the microbial reaction.

尚、実施形態5では、濃度測定システム1は、バイオガス発酵槽100の内容物に含まれる溶質(揮発性脂肪酸)の濃度を測定するように配置されていたが、本開示はこの形態に限定されない。濃度測定システム1は、廃棄物処理システム50において生成される固液混合物Aの液体X1に含まれる溶質の濃度を測定する。不図示であるが、幾つかの実施形態では、濃度測定システム1は、改質ライン53を流通する改質物Z1に含まれる溶質の濃度を測定する。 In addition, in the fifth embodiment, the concentration measurement system 1 is arranged to measure the concentration of solutes (volatile fatty acids) contained in the contents of the biogas fermenter 100, but the present disclosure is not limited to this form. The concentration measurement system 1 measures the concentration of solutes contained in the liquid X1 of the solid-liquid mixture A generated in the waste treatment system 50. Although not shown, in some embodiments, the concentration measurement system 1 measures the concentration of solutes contained in the reformed product Z1 flowing through the reforming line 53.

(実施形態6)
<実施形態6に係る廃棄物処理システムの構成>
実施形態6に係る廃棄物処理システム50について説明する。実施形態6に係る廃棄物処理システム50は、調整装置54がバイオガス発酵槽100に供給される易分解物Z2の供給量及びタイミングを調整するように構成される点で実施形態5に係る廃棄物処理システム50と異なる。実施形態6において、実施形態5の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 6)
<Configuration of waste treatment system according to embodiment 6>
A waste treatment system 50 according to embodiment 6 will be described. The waste treatment system 50 according to embodiment 6 differs from the waste treatment system 50 according to embodiment 5 in that an adjustment device 54 is configured to adjust the supply amount and timing of the easily decomposed materials Z2 supplied to the biogas fermenter 100. In embodiment 6, the same components as those in embodiment 5 are given the same reference symbols, and detailed descriptions thereof will be omitted.

ここで、易分解物Z2及び難分解物Z3について説明する。易分解物Z2は、バイオガス発酵槽100に供給される改質物Z1のうち予め決められた時間以内で微生物による低分子化が可能なものであって、例えば、グルコースのような糖である。難分解物Z3は、バイオガス発酵槽100において易分解物Z2と比較して微生物による低分子化の時間が長いものであって、例えば、カゼインやセルロースである。尚、予め決められた時間とは、任意に決めてよい時間であり、例えば、100時間である。 Here, we will explain about easily decomposed materials Z2 and difficult to decompose materials Z3. Easily decomposed materials Z2 are those of the modified material Z1 supplied to the biogas fermenter 100 that can be decomposed into smaller molecules by microorganisms within a predetermined time, such as sugars such as glucose. Difficult to decompose materials Z3 are those that take longer to be decomposed into smaller molecules by microorganisms in the biogas fermenter 100 than the easily decomposed materials Z2, such as casein and cellulose. The predetermined time is a time that can be determined arbitrarily, such as 100 hours.

図11は、本開示の実施形態6に係る廃棄物処理システム50の構成を概略的に示す図である。図11に示すように、廃棄物処理システム50は、分離装置62と、易分解物Z2が貯槽される易分解物タンク64と、難分解物Z3が貯槽される難分解物タンク66と、をさらに備える。易分解物タンク64及び難分解物タンク66のそれぞれは、改質装置52とバイオガス発酵槽100との間で互いに対して並列に配置されている。 Figure 11 is a diagram showing a schematic configuration of a waste treatment system 50 according to embodiment 6 of the present disclosure. As shown in Figure 11, the waste treatment system 50 further includes a separation device 62, an easily decomposed material tank 64 in which easily decomposed material Z2 is stored, and a difficult to decompose material tank 66 in which difficult to decompose material Z3 is stored. The easily decomposed material tank 64 and the difficult to decompose material tank 66 are each arranged in parallel with each other between the reformer 52 and the biogas fermenter 100.

分離装置62は、改質装置52とバイオガス発酵槽100との間に配置される。分離装置62は、改質装置52から供給される改質物Z1を易分解物Z2と難分解物Z3とに分離する。このような分離装置62は、例えば、改質物Z1を大粒径成分と該大粒径成分よりも粒径の小さい小粒径成分とに分離するスクリーンである。 The separator 62 is disposed between the reformer 52 and the biogas fermenter 100. The separator 62 separates the reformed material Z1 supplied from the reformer 52 into easily decomposed material Z2 and less easily decomposed material Z3. Such a separator 62 is, for example, a screen that separates the reformed material Z1 into large particle size components and small particle size components having a particle size smaller than that of the large particle size components.

分離装置62によって分離された小粒径成分は、易分解物Z2として易分解物タンク64に供給される。易分解物タンク64は、易分解物Z2が流通する易分解物ライン68を介して、バイオガス発酵槽100と接続されている。易分解物ライン68には、易分解物タンク64からバイオガス発酵槽100に供給される易分解物Z2の量を調整するための易分解物用調整弁70が設けられている。この易分解物用調整弁70は、上述した調整弁55と同様に構成されており、調整装置54から送信される指示に従って開度が調整されるようになっている。つまり、調整装置54は、濃度測定システム1によって測定された揮発性脂肪酸の濃度に基づいて、バイオガス発酵槽100に供給される易分解物Z2の供給量、及びタイミングを調整する。バイオガス発酵槽100に供給された易分解物Z2(小粒径成分)は、低分子化されてバイオガスGを生成する。バイオガス発酵槽100で生成されたバイオガスGは、ガスホルダ72に貯槽される。 The small particle size components separated by the separator 62 are supplied to the easily decomposed material tank 64 as easily decomposed material Z2. The easily decomposed material tank 64 is connected to the biogas fermenter 100 via an easily decomposed material line 68 through which the easily decomposed material Z2 flows. The easily decomposed material line 68 is provided with an easily decomposed material adjustment valve 70 for adjusting the amount of easily decomposed material Z2 supplied from the easily decomposed material tank 64 to the biogas fermenter 100. This easily decomposed material adjustment valve 70 is configured in the same manner as the above-mentioned adjustment valve 55, and its opening is adjusted according to an instruction transmitted from the adjustment device 54. In other words, the adjustment device 54 adjusts the supply amount and timing of the easily decomposed material Z2 supplied to the biogas fermenter 100 based on the concentration of the volatile fatty acid measured by the concentration measurement system 1. The easily decomposed material Z2 (small particle size components) supplied to the biogas fermenter 100 is decomposed into low molecular weight substances to generate biogas G. The biogas G generated in the biogas fermenter 100 is stored in the gas holder 72.

分離装置62によって分離された大粒径成分は、難分解物Z3として難分解物タンク66に供給される。大粒径成分の主成分は、プラスチックごみに由来するものや金属のようにバイオガス発酵槽100で低分子化され得ないものである。別の言い方をすれば、大粒径成分は微生物反応に対する反応不適物であり、小粒径成分は微生物反応に対する反応適合物である。図11に例示する形態では、難分解物タンク66は、難分解物Z3が流通する難分解物ライン69を介して、バイオガス発酵槽100と接続されている。 The large particle size components separated by the separator 62 are supplied to the difficult to decompose tank 66 as difficult to decompose Z3. The main components of the large particle size components are those derived from plastic waste and those that cannot be broken down into smaller molecules in the biogas fermenter 100, such as metals. In other words, the large particle size components are unsuitable for reaction with microbial reactions, and the small particle size components are suitable for reaction with microbial reactions. In the embodiment illustrated in FIG. 11, the difficult to decompose tank 66 is connected to the biogas fermenter 100 via a difficult to decompose line 69 through which the difficult to decompose Z3 flows.

<実施形態6に係る廃棄物処理システムの作用・効果>
バイオガス発酵槽100が微生物による低分子化が好適な状態であるか否かは、バイオガス発酵槽100に供給される易分解物Z2の量やタイミングが支配的になることが多い。実施形態6によれば、調整装置54は、濃度測定システム1によって測定された揮発性脂肪酸の濃度に基づいて、バイオガス発酵槽100に供給される易分解物Z2の供給量、及びバイオガス発酵槽100に易分解物Z2を供給するタイミングを調整するので、バイオガス発酵槽100を微生物による低分子化が好適な状態に維持し続けることができる。
<Actions and Effects of the Waste Treatment System According to the Sixth Embodiment>
Whether the biogas fermenter 100 is in a suitable state for degradation by microorganisms is often governed by the amount and timing of the easily decomposed materials Z2 supplied to the biogas fermenter 100. According to the sixth embodiment, the adjustment device 54 adjusts the amount of easily decomposed materials Z2 supplied to the biogas fermenter 100 and the timing of supplying the easily decomposed materials Z2 to the biogas fermenter 100 based on the concentration of volatile fatty acids measured by the concentration measurement system 1, so that the biogas fermenter 100 can be continuously maintained in a suitable state for degradation by microorganisms.

また、実施形態6によれば、分離装置62が配置されることで、分離装置62が配置されない場合と比較して、純度及び流動性が高い易分解物Z2をバイオガス発酵槽100に供給することができる。これにより、バイオガス発酵槽100を速やかに微生物による低分子化が好適な状態にすることができる。また、分離装置62が配置されることで、改質物Z1から難分解物Z3を分離し、バイオガス発酵槽100へ供給される反応不適物の量を減らすことができる。その結果、バイオガス発酵槽100において低分子化が阻害されるおそれを低減し、低分子化を効率よく行うことができる。 Furthermore, according to the sixth embodiment, by disposing the separation device 62, it is possible to supply the easily decomposed material Z2 having a high purity and fluidity to the biogas fermenter 100 compared to a case in which the separation device 62 is not disposed. This allows the biogas fermenter 100 to be quickly brought into a state suitable for degradation by microorganisms. Furthermore, by disposing the separation device 62, it is possible to separate the less decomposed material Z3 from the reformed material Z1, and reduce the amount of unsuitable materials for reaction supplied to the biogas fermenter 100. As a result, the risk of degradation being inhibited in the biogas fermenter 100 is reduced, and degradation can be performed efficiently.

尚、図11に例示する形態では、廃棄物処理システム50は、分離装置62、易分解物タンク64及び難分解物タンク66を備え、易分解物Z2および難分解物Z3のそれぞれを明確に分離して別々のタンクに貯留する理想的な形態を説明しているが、必ずしも完全に分離する必要はない。廃棄物処理システム50は、特に反応の早い易分解物Z2の供給量を調整できるような構成とすることで上述した効果と同様の効果を得ることが可能である。 In the example shown in FIG. 11, the waste treatment system 50 includes a separation device 62, a tank for easily decomposed materials 64, and a tank for less decomposed materials 66, and describes an ideal form in which the easily decomposed materials Z2 and the less decomposed materials Z3 are clearly separated and stored in separate tanks, but complete separation is not necessarily required. The waste treatment system 50 can achieve the same effects as those described above by configuring it to be able to adjust the supply amount of the easily decomposed materials Z2, which react particularly quickly.

尚、図11に例示する形態では、濃度測定システム1は、バイオガス発酵槽100の内容物(固液混合物A)の液体X1に含まれる溶質の濃度を測定していたが、本開示はこの形態に限定されない。幾つかの実施形態では、濃度測定システム1は、改質装置52によって加水分解された廃棄物である改質物Z1(固液混合物A)の液体に含まれる溶質の濃度を測定する。この場合、改質装置52から分離装置62に改質物Z1を供給するラインから改質物Z1(水熱加水分解処理物)が採取されてもよいし、易分解物タンク64から易分解物Z2(混合調整槽スラリ)が採取されてもよい。 In the embodiment illustrated in FIG. 11, the concentration measurement system 1 measures the concentration of solutes contained in the liquid X1 of the contents (solid-liquid mixture A) of the biogas fermenter 100, but the present disclosure is not limited to this embodiment. In some embodiments, the concentration measurement system 1 measures the concentration of solutes contained in the liquid of the reformed material Z1 (solid-liquid mixture A), which is waste hydrolyzed by the reformer 52. In this case, the reformed material Z1 (hydrothermal hydrolysis product) may be collected from a line that supplies the reformed material Z1 from the reformer 52 to the separator 62, or the easily decomposed material Z2 (mixing adjustment tank slurry) may be collected from the easily decomposed material tank 64.

<濃度測定方法>
本開示に係る濃度測定方法は、液体X1及び固体Y1の混合物である固液混合物Aの液体X1に含まれる溶質の濃度を測定する方法である。図12は、一実施形態に係る濃度測定方法を示すフローチャートである。図12に示すように、濃度測定方法は、固液分離ステップS2と、希釈ステップS4と、濃度測定ステップS6と、を備える。
<Concentration measurement method>
The concentration measurement method according to the present disclosure is a method for measuring the concentration of a solute contained in liquid X1 of a solid-liquid mixture A, which is a mixture of liquid X1 and solid Y1. Fig. 12 is a flowchart showing a concentration measurement method according to one embodiment. As shown in Fig. 12, the concentration measurement method includes a solid-liquid separation step S2, a dilution step S4, and a concentration measurement step S6.

固液分離ステップS2では、内部に液体X1が含侵可能な細孔10が形成される多孔質体8を用いて、固液混合物Aから液体X1を分離する。具体的には、多孔質体8を固液混合物Aに接触させる。希釈ステップS4では、固液分離ステップS2において固液混合物Aから分離された液体X1を希釈し、希釈液体X3を生成する。濃度測定ステップS6では、希釈ステップS4において生成された希釈液体X3に含まれる溶質の濃度を測定する。 In the solid-liquid separation step S2, liquid X1 is separated from solid-liquid mixture A using a porous body 8 having pores 10 formed therein that can be impregnated with liquid X1. Specifically, the porous body 8 is brought into contact with solid-liquid mixture A. In the dilution step S4, liquid X1 separated from solid-liquid mixture A in the solid-liquid separation step S2 is diluted to produce diluted liquid X3. In the concentration measurement step S6, the concentration of the solute contained in the diluted liquid X3 produced in the dilution step S4 is measured.

このような濃度測定方法によれば、多孔質体8を固液混合物Aに接触させることで、多孔質体8に形成される細孔10に液体X1が含浸するので、固液混合物Aから液体X1を速やかに分離することができる。よって、固液混合物Aの液体X1に含まれる溶質の濃度を迅速に測定することができる。また、多孔質体8は遠心分離装置と比較して費用が低いので、固液分離ステップS2を実施するために準備する装置の費用を抑制できる。 According to this concentration measurement method, by contacting the porous body 8 with the solid-liquid mixture A, the pores 10 formed in the porous body 8 are impregnated with the liquid X1, so that the liquid X1 can be quickly separated from the solid-liquid mixture A. Therefore, the concentration of the solute contained in the liquid X1 of the solid-liquid mixture A can be quickly measured. In addition, since the porous body 8 is less expensive than a centrifuge device, the cost of the device prepared to perform the solid-liquid separation step S2 can be reduced.

尚、希釈ステップS4は本開示に係る濃度測定方法における必須の構成ではない。幾つかの実施形態では、濃度測定ステップS6では、固液分離ステップS2で分離された分離液体X2に含まれる溶質の濃度を測定する。 Note that dilution step S4 is not a required component of the concentration measurement method according to the present disclosure. In some embodiments, concentration measurement step S6 measures the concentration of the solute contained in separation liquid X2 separated in solid-liquid separation step S2.

<廃棄物処理方法>
図13は、一実施形態に係る廃棄物処理方法を示すフローチャートである。図13に示すように、廃棄物処理方法は、加水分解ステップS52と、低分子化ステップS54と、上述した濃度測定方法(固液分離ステップS2、希釈ステップS4、及び濃度測定ステップS6)と、調整ステップS56と、を含む。固液混合物Aは、改質物Z1が微生物によって低分子化された低分子化物である。つまり、濃度測定方法は、低分子化物の液体に含まれる溶質の濃度を測定する。
<Waste disposal method>
Fig. 13 is a flow chart showing a waste treatment method according to one embodiment. As shown in Fig. 13, the waste treatment method includes a hydrolysis step S52, a molecular weight reduction step S54, the above-mentioned concentration measurement method (solid-liquid separation step S2, dilution step S4, and concentration measurement step S6), and an adjustment step S56. The solid-liquid mixture A is a low molecular weight product obtained by reducing the molecular weight of the modified material Z1 by microorganisms. In other words, the concentration measurement method measures the concentration of a solute contained in the liquid of the low molecular weight product.

加水分解ステップS52では、廃棄物を加水分解する。低分子化ステップS54では、加水分解ステップS52において加水分解された廃棄物である改質物Z1を微生物によって低分子化する。調整ステップS56では、濃度測定方法によって測定された溶質の濃度に基づいて、低分子化ステップS54において低分子化される改質物Z1の量及びタイミングを調整する。図13に例示する形態では、調整ステップS56は、加水分解ステップS52の後、且つ低分子化ステップS54の前に実施されている。 In the hydrolysis step S52, the waste is hydrolyzed. In the molecular reduction step S54, the modified material Z1, which is the waste hydrolyzed in the hydrolysis step S52, is reduced to smaller molecules by microorganisms. In the adjustment step S56, the amount and timing of the modified material Z1 reduced to smaller molecules in the molecular reduction step S54 are adjusted based on the concentration of the solute measured by the concentration measurement method. In the embodiment illustrated in FIG. 13, the adjustment step S56 is performed after the hydrolysis step S52 and before the molecular reduction step S54.

このような廃棄物処理方法によれば、低分子化ステップS54において、微生物による改質物の低分子化に好適な状態を維持し続けることができる。 With this waste treatment method, it is possible to continue to maintain conditions suitable for the microorganisms to break down the modified material into smaller molecules in the molecular weight reduction step S54.

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。 The contents described in each of the above embodiments can be understood, for example, as follows:

[1]本開示に係る濃度測定システムは、
液体(X1)及び固体(Y1)の混合物である固液混合物(A)の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定システム(1)であって、
前記固液混合物から前記液体を分離する固液分離装置(2)と、
前記固液分離装置で分離された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する濃度測定装置(6)と、を備え、
前記固液分離装置は、内部に前記液体が含侵可能な細孔(10)が形成される多孔質体(8)を含む。
[1] A concentration measurement system according to the present disclosure,
A concentration measurement system (1) for measuring a concentration of a solute contained in a solid-liquid mixture (A) which is a mixture of a liquid (X1) and a solid (Y1), comprising:
a solid-liquid separation device (2) for separating the liquid from the solid-liquid mixture;
a concentration measuring device (6) for measuring the concentration of the solute contained in the liquid separated by the solid-liquid separation device;
The solid-liquid separation device includes a porous body (8) having pores (10) formed therein that can be impregnated with the liquid.

上記[1]に記載の構成によれば、多孔質体を固液混合物に接触させることで、多孔質体に形成される細孔に液体が含浸するので、固液混合物から液体を速やかに分離することができる。よって、固液混合物の液体に含まれる溶質の濃度を迅速に測定することができる。また、多孔質体は遠心分離装置と比較して費用が低いので、固液分離装置の設置費用を抑制できる。 According to the configuration described in [1] above, by contacting the porous body with the solid-liquid mixture, the liquid penetrates the pores formed in the porous body, and the liquid can be quickly separated from the solid-liquid mixture. This makes it possible to quickly measure the concentration of the solute contained in the liquid of the solid-liquid mixture. In addition, since the porous body is less expensive than a centrifugal separator, the installation costs of the solid-liquid separator can be reduced.

[2]幾つかの実施形態では、上記[1]に記載の構成において、
前記固液分離装置で分離された前記液体を希釈する(4)をさらに備え、
前記濃度測定装置は、前記固液分離装置で分離され、且つ前記希釈装置で希釈された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する。
[2] In some embodiments, in the configuration described in [1] above,
The liquid separated in the solid-liquid separator is further diluted (4).
The concentration measuring device measures the concentration of the solute contained in the liquid separated by the solid-liquid separator and diluted by the dilution device.

濃度測定装置は、固液混合物の液体に含まれる溶質の濃度が大きすぎると、溶質の濃度を測定することが難しい場合がある。上記[2]に記載の構成によれば、濃度測定装置は、希釈装置で希釈された液体に含まれる溶質の濃度を測定する。このため、固液混合物の液体に含まれる溶質の濃度が濃度測定装置による測定が可能な濃度より大きくても、溶質の濃度を測定することができる。 When the concentration of the solute contained in the liquid of the solid-liquid mixture is too high, it may be difficult for the concentration measuring device to measure the concentration of the solute. According to the configuration described in [2] above, the concentration measuring device measures the concentration of the solute contained in the liquid diluted by the dilution device. Therefore, even if the concentration of the solute contained in the liquid of the solid-liquid mixture is higher than the concentration that can be measured by the concentration measuring device, the concentration of the solute can be measured.

[3]幾つかの実施形態では、上記[1]又は[2]に記載の構成において、
前記固液分離装置は、前記多孔質体から前記液体を脱水する脱水装置(12)をさらに含む。
[3] In some embodiments, in the configuration described in [1] or [2] above,
The solid-liquid separation device further includes a dehydrator (12) for dehydrating the liquid from the porous body.

上記[3]に記載の構成によれば、脱水装置によって多孔質体から液体を脱水することで、溶質の濃度測定に必要な液体を速やかに抽出することができる。 According to the configuration described in [3] above, the liquid required for measuring the concentration of the solute can be quickly extracted by dehydrating the liquid from the porous body using a dehydration device.

[4]幾つかの実施形態では、上記[1]から[3]の何れか1つに記載の構成において、
前記固液分離装置は、不織布(14)をさらに含み、
前記不織布は、前記固液分離装置における前記液体の流通方向において、前記多孔質体の上流に配置される。
[4] In some embodiments, in the configuration according to any one of [1] to [3] above,
The solid-liquid separation device further comprises a nonwoven fabric (14),
The nonwoven fabric is disposed upstream of the porous body in the flow direction of the liquid in the solid-liquid separation device.

固液混合物に含まれる固体の粒径が大きくなると、多孔質体の細孔への液体の含浸を阻害する場合がある。上記[4]に記載の構成によれば、固液混合物は多孔質体に接触する前に不織布と接触するので、不織布で粒径の大きい固体を取り除く。このため、多孔質体の細孔に液体をスムーズに含浸させることができる。 When the particle size of the solids contained in the solid-liquid mixture becomes large, this can hinder the impregnation of the liquid into the pores of the porous body. According to the configuration described in [4] above, the solid-liquid mixture comes into contact with the nonwoven fabric before coming into contact with the porous body, so that the nonwoven fabric removes solids with large particle sizes. This allows the liquid to smoothly impregnate the pores of the porous body.

[5]幾つかの実施形態では、上記[1]から[4]の何れか1つに記載の構成において、
前記固液分離装置、及び前記濃度測定装置のうち少なくとも1つを洗浄するための洗浄用流体(f1、f3)が流通する洗浄ライン(34)をさらに備える。
[5] In some embodiments, in the configuration according to any one of [1] to [4] above,
The apparatus further includes a cleaning line (34) through which cleaning fluids (f1, f3) for cleaning at least one of the solid-liquid separator and the concentration measuring device flow.

上記[5]に記載の構成によれば、固液分離装置、及び濃度測定装置のうち少なくとも1つに固液混合物から分離させた液体が残留することを抑制する。このため、固液分離装置、及び濃度測定装置のうち少なくとも1つが良好な状態である期間を長くすることができる。 According to the configuration described in [5] above, the liquid separated from the solid-liquid mixture is prevented from remaining in at least one of the solid-liquid separation device and the concentration measurement device. This makes it possible to extend the period during which at least one of the solid-liquid separation device and the concentration measurement device is in a good condition.

[6]幾つかの実施形態では、上記[1]から[5]の何れか1つに記載の構成において、
前記濃度測定装置は、
前記固液分離装置で分離された前記液体である分離液体(X2)が供給されるセル(16)と、
前記セルに光を照射する光源(18)と、
前記セルを通過した前記光を受光する検出器(20)と、
を含む光学式濃度測定装置(24)である。
[6] In some embodiments, in the configuration according to any one of [1] to [5] above,
The concentration measuring device is
A cell (16) to which a separated liquid (X2) which is the liquid separated in the solid-liquid separator is supplied;
A light source (18) for irradiating the cell with light;
a detector (20) for receiving the light that has passed through the cell;
An optical concentration measuring device (24) including:

上記[6]に記載の構成によれば、濃度測定システムは、光の吸収、回折、散乱等を用いてセル中の分離液体に含まれる溶質の濃度を測定する光学式濃度測定装置を適用することができる。 According to the configuration described in [6] above, the concentration measurement system can apply an optical concentration measurement device that measures the concentration of a solute contained in a separation liquid in a cell using light absorption, diffraction, scattering, etc.

[7]幾つかの実施形態では、上記[6]に記載の構成において、
前記光学式濃度測定装置は、吸光度を波長で微分して算出される吸光度変化量に基づいて、前記分離液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する。
[7] In some embodiments, in the configuration described in [6] above,
The optical concentration measuring device measures the concentration of the solute contained in the separation liquid based on an amount of change in absorbance calculated by differentiating the absorbance with respect to wavelength.

特定の波長における吸光度は、特定の波長とは異なる波長における吸光度の影響を受ける場合がある。これに対して、特定の波長における吸光度変化量は、特定の波長とは異なる波長における吸光度変化量の影響を受けない、又は非常に小さい。上記[7]に記載の構成によれば、光学式濃度測定装置は吸光度変化量に基づいて分離液体に含まれる溶質の濃度を測定するので、吸光度に基づいて分離液体に含まれる溶質の濃度を測定する場合と比較して、測定精度を高めることができる。 The absorbance at a specific wavelength may be affected by the absorbance at wavelengths other than the specific wavelength. In contrast, the amount of absorbance change at a specific wavelength is not affected by the amount of absorbance change at wavelengths other than the specific wavelength, or is very small. According to the configuration described in [7] above, the optical concentration measurement device measures the concentration of the solute contained in the separated liquid based on the amount of absorbance change, so that the measurement accuracy can be improved compared to the case where the concentration of the solute contained in the separated liquid is measured based on absorbance.

[8]幾つかの実施形態では、上記[7]に記載の構成において、
前記光学式濃度測定装置は、予め設定された波長の範囲内にピークを有する吸光度変化量の面積の合計に基づいて、前記分離液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する。
[8] In some embodiments, in the configuration described in [7] above,
The optical concentration measuring device measures the concentration of the solute contained in the separation liquid based on the total area of the amount of change in absorbance having a peak within a preset wavelength range.

上記[8]に記載の構成によれば、予め設定された波長の範囲内にピークを有する吸光度変化量の面積の合計に基づいて、希釈液体に含まれる溶質の濃度を測定する。つまり、複数の溶質を1つの溶質としてまとめ(例えば、フルフラールと5-ヒドロキシメチルフルフラールとをフラール類としてまとめ)、この1つの溶質の濃度を測定する。このため、複数の溶質の濃度を個々に測定する場合と比較して、溶質の濃度の測定を容易化することができる。 According to the configuration described in [8] above, the concentration of the solute contained in the diluted liquid is measured based on the sum of the areas of the absorbance change amounts that have peaks within a preset wavelength range. In other words, multiple solutes are grouped together as one solute (for example, furfural and 5-hydroxymethylfurfural are grouped together as furals), and the concentration of this one solute is measured. This makes it easier to measure the concentration of the solute compared to measuring the concentrations of multiple solutes individually.

[9]幾つかの実施形態では、上記[6]から[8]の何れか1つに記載の構成において、
前記セルは、前記分離液体とは異なる補正用液体が充填されるように構成され、
前記光源は、前記補正用液体が充填された前記セルに前記光を照射するように構成され、
前記検出器は、前記補正用液体が充填された前記セルを通過した前記光である補正光を受光するように構成され、
前記光学式濃度測定装置は、前記検出器が受光した前記補正光に基づいて、前記検出器の検出値を補正するように構成される。
[9] In some embodiments, in the configuration according to any one of [6] to [8] above,
the cell is configured to be filled with a compensation liquid different from the separation liquid,
The light source is configured to irradiate the light onto the cell filled with the correction liquid;
The detector is configured to receive correction light that is the light that has passed through the cell filled with the correction liquid,
The optical concentration measuring device is configured to correct the detection value of the detector based on the correction light received by the detector.

光学式濃度測定装置は、第1タイミングと第1タイミングより後の第2タイミングの両方で同じ濃度の溶質を測定したとしても、第1タイミングで測定した溶質の濃度が第2タイミングで測定した溶質の濃度と僅かに異なる場合がある。上記[9]に記載の構成によれば、補正用液体が充填されたセルを通過した補正光に基づいて、溶質の濃度は補正されるので、測定タイミングの違いによる影響を抑制することができる。 Even if an optical concentration measuring device measures the same concentration of a solute at both a first timing and a second timing that follows the first timing, the concentration of the solute measured at the first timing may be slightly different from the concentration of the solute measured at the second timing. According to the configuration described in [9] above, the concentration of the solute is corrected based on the correction light that has passed through a cell filled with a correction liquid, so that the effects of differences in measurement timing can be suppressed.

[10]幾つかの実施形態では、上記[6]から[9]の何れか1つに記載の構成において、
前記光学式濃度測定装置は、
前記セルと前記検出器との間に配置される校正液用セル(32)をさらに含み、
前記校正液用セルは、前記セルに前記分離液体が供給されていないときに、濃度が既知である校正液が供給され、
前記検出器は、前記分離液体が供給されていない前記セル、及び前記校正液が供給されている前記校正液用セルの両方を通過した前記光である校正光を受光するように構成され、
前記光学式濃度測定装置は、前記検出器が受光した前記校正光に基づいて、前記検出器の検出値を補正するように構成される。
[10] In some embodiments, in the configuration according to any one of [6] to [9] above,
The optical concentration measuring device is
a calibration cell (32) disposed between the cell and the detector;
a calibration solution having a known concentration is supplied to the calibration solution cell when the separation liquid is not supplied to the cell;
the detector is configured to receive calibration light that has passed through both the cell to which the separation liquid is not supplied and the calibration liquid cell to which the calibration liquid is supplied;
The optical concentration measuring device is configured to correct the detection value of the detector based on the calibration light received by the detector.

光学式濃度測定装置の検出器は、光を受光する検出感度を維持することが容易ではない場合がある。上記[10]に記載の構成によれば、分離液体が供給されていないセル、及び校正液が供給されている校正液用セルの両方を通過した校正光に基づいて、検出器の検出値が補正されるので、検出感度の差を抑制することができる。 It may not be easy for the detector of an optical concentration measuring device to maintain the detection sensitivity for receiving light. According to the configuration described in [10] above, the detection value of the detector is corrected based on the calibration light that has passed through both the cell to which no separation liquid has been supplied and the calibration liquid cell to which the calibration liquid has been supplied, so that the difference in detection sensitivity can be suppressed.

[11]幾つかの実施形態では、上記[1]から[10]の何れか1つに記載の構成において、
前記固液混合物は、微生物によって低分子化された低分子化物を含む。
[11] In some embodiments, in the configuration according to any one of [1] to [10] above,
The solid-liquid mixture contains low molecular weight substances that have been degraded by the microorganisms.

本発明者らの知見によれば、低分子化物の溶質の濃度が予め設定された範囲内に含まれるのであれば、微生物による低分子化が好適な状態である。一方で、低分子化物の溶質の濃度がこの範囲外に含まれるのであれば、微生物による低分子化が不適な状態である。上記[11]に記載の構成によれば、低分子化物の溶質の濃度が測定されるので、この測定値に基づいて、微生物による低分子化が好適な状態であるか否かを速やかに知ることができる。 According to the findings of the present inventors, if the concentration of the solute of the low molecular weight substance falls within a preset range, the state is suitable for low molecular weight conversion by microorganisms. On the other hand, if the concentration of the solute of the low molecular weight substance falls outside this range, the state is unsuitable for low molecular weight conversion by microorganisms. According to the configuration described in [11] above, the concentration of the solute of the low molecular weight substance is measured, and therefore, based on this measurement value, it is possible to quickly know whether or not low molecular weight conversion by microorganisms is suitable.

[12]幾つかの実施形態では、上記[11]に記載の構成において、
流通している前記低分子化物(fA)から前記固液混合物を採取する採取装置(42)をさらに備える。
[12] In some embodiments, in the configuration described in [11] above,
The apparatus further includes a collection device (42) for collecting the solid-liquid mixture from the circulating low molecular weight product (fA).

上記[12]に記載の構成によれば、流通している低分子化物から固液混合物を採取するので、撹拌された状態の低分子化物から固液混合物を採取することができる。 According to the configuration described in [12] above, a solid-liquid mixture is collected from low molecular weight materials in circulation, so that a solid-liquid mixture can be collected from low molecular weight materials in a stirred state.

[13]幾つかの実施形態では、上記[1]から[12]の何れか1つに記載の構成において、
前記固液混合物は、廃棄物が加水分解された改質物(Z1)を含む。
[13] In some embodiments, in the configuration according to any one of [1] to [12] above,
The solid-liquid mixture contains a modified product (Z1) obtained by hydrolyzing waste.

廃棄物を加水分解する条件は、改質物に含まれる溶質の濃度に基づいて決定されることがある。上記[13]に記載の構成によれば、改質物に含まれる溶質の濃度が測定されるので、この測定値に基づいて、廃棄物を加水分解する条件を速やかに決定することができる。 The conditions for hydrolyzing the waste may be determined based on the concentration of the solute contained in the modified material. According to the configuration described in [13] above, the concentration of the solute contained in the modified material is measured, so that the conditions for hydrolyzing the waste can be quickly determined based on this measured value.

[14]本開示に係る廃棄物処理システム(50)は、
廃棄物を加水分解する少なくとも1つの改質装置(52)と、
前記少なくとも1つの改質装置で加水分解された前記廃棄物である改質物を微生物によって低分子化する微生物反応装置(100)と、
請求項1から13の何れか1つに記載の濃度測定システムと、
前記濃度測定装置の測定値に基づいて、前記微生物反応装置に供給される前記改質物の量及びタイミングを調整する調整装置(54)と、を備え、
前記固液混合物は、前記改質物および前記改質物が微生物によって低分子化された低分子化物のうちの少なくとも一方を含む。
[14] The waste treatment system (50) according to the present disclosure comprises:
At least one reformer (52) for hydrolyzing the waste material;
A microbial reaction device (100) that converts the waste material hydrolyzed in the at least one reforming device into smaller molecules using microorganisms;
A concentration measurement system according to any one of claims 1 to 13;
and an adjusting device (54) for adjusting the amount and timing of the amendant supplied to the microbial reactor based on the measurement value of the concentration measuring device;
The solid-liquid mixture contains at least one of the modified material and low molecular weight products obtained by decomposing the modified material by a microorganism.

上記[14]に記載の構成によれば、微生物反応装置を微生物による改質物の低分子化に好適な状態に維持し続けることができる。 According to the configuration described in [14] above, the microbial reaction device can be continuously maintained in a state suitable for the microbial modification of the modified substance into smaller molecules.

[15]本開示に係る濃度測定方法は、
液体及び固体の混合物である固液混合物の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定方法であって、
内部に前記液体が含侵可能な細孔が形成される多孔質体を用いて、前記固液混合物から前記液体を分離するステップ(S2)と、
前記固液混合物から分離された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定するステップ(S6)と、を備える。
[15] The concentration measuring method according to the present disclosure comprises:
A method for measuring a concentration of a solute contained in a liquid of a solid-liquid mixture, the solid being a mixture of a liquid and a solid, comprising the steps of:
A step (S2) of separating the liquid from the solid-liquid mixture using a porous body having pores formed therein that can be impregnated with the liquid;
and measuring the concentration of the solute contained in the liquid separated from the solid-liquid mixture (S6).

上記[15]に記載の方法によれば、多孔質体を固液混合物に接触させることで、多孔質体に形成される細孔に液体が含浸するので、固液混合物から液体を速やかに分離することができる。よって、固液混合物の液体に含まれる溶質の濃度を迅速に測定することができる。また、多孔質体は遠心分離装置と比較して費用が低いので、固液混合物から液体を分離するために準備する装置の費用を抑制できる。 According to the method described in [15] above, by contacting a porous body with a solid-liquid mixture, the pores formed in the porous body are impregnated with the liquid, and the liquid can be quickly separated from the solid-liquid mixture. This makes it possible to quickly measure the concentration of the solute contained in the liquid of the solid-liquid mixture. In addition, since the porous body is less expensive than a centrifuge device, the cost of the device prepared to separate the liquid from the solid-liquid mixture can be reduced.

[16]本開示に係る廃棄物処理方法は、
廃棄物を加水分解する加水分解ステップ(S52)と、
加水分解された前記廃棄物である改質物を微生物によって低分子化する低分子化ステップ(S54)と、
上記[15]に記載の濃度測定方法と、
測定された前記溶質の濃度に基づいて、前記低分子化ステップにおいて低分子化される前記改質物の量及びタイミングを調整する調整ステップ(S56)と、を備え、
前記固液混合物は、前記改質物および前記改質物が微生物によって低分子化された低分子化物のうちの少なくとも一方を含む。
[16] The waste treatment method according to the present disclosure comprises:
A hydrolysis step (S52) of hydrolyzing the waste material;
A molecular weight reduction step (S54) of reducing the hydrolyzed waste material, which is the modified material, by microorganisms;
The concentration measuring method according to the above [15],
and an adjustment step (S56) of adjusting the amount and timing of the modified substance to be degraded in the degrading step based on the measured concentration of the solute;
The solid-liquid mixture contains at least one of the modified material and low molecular weight products obtained by decomposing the modified material by a microorganism.

上記[16]に記載の方法によれば、低分子化ステップにおいて微生物による改質物の低分子化に好適な状態を維持し続けることができる。 According to the method described in [16] above, it is possible to continuously maintain conditions suitable for the microbial decomposition of the modified material in the decomposition step.

1 濃度測定システム
2 固液分離装置
4 希釈装置
6 濃度測定装置
8 多孔質体
10 細孔
12 脱水装置
14 不織布
16 セル
18 光源
20 検出器
24 光学式濃度測定装置
32 校正液用セル
34 洗浄ライン
42 採取装置
50 廃棄物処理システム
52 改質装置
54 調整装置
62 分離装置
64 易分解物タンク
66 難分解物タンク
100 バイオガス発酵槽(微生物反応装置)
A 固液混合物
X1 液体
X3 希釈液体
Y1 固体
Z1 改質物
Z2 易分解物
Z3 難分解物
f1 第1洗浄用流体
f2 第2洗浄用流体
f3 第3洗浄用流体

S2 固液分離ステップ
S4 希釈ステップ
S6 濃度測定ステップ
S52 加水分解ステップ
S54 低分子化ステップ
S56 調整ステップ

1 Concentration measurement system 2 Solid-liquid separation device 4 Dilution device 6 Concentration measurement device 8 Porous body 10 Pore 12 Dehydration device 14 Nonwoven fabric 16 Cell 18 Light source 20 Detector 24 Optical concentration measurement device 32 Calibration solution cell 34 Cleaning line 42 Sampling device 50 Waste treatment system 52 Modification device 54 Adjustment device 62 Separation device 64 Easily decomposable material tank 66 Difficult to decompose material tank 100 Biogas fermenter (microbial reaction device)
A Solid-liquid mixture X1 Liquid X3 Diluent liquid Y1 Solid Z1 Modified substance Z2 Easily decomposed substance Z3 Hardly decomposed substance f1 First cleaning fluid f2 Second cleaning fluid f3 Third cleaning fluid

S2 Solid-liquid separation step S4 Dilution step S6 Concentration measurement step S52 Hydrolysis step S54 Depolymerization step S56 Adjustment step

Claims (12)

液体及び固体の混合物である固液混合物の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定システムであって、
廃棄物が加水分解された改質物、および、微生物によって低分子化された低分子化物のうち少なくとも一方を含む前記固液混合物から前記液体を分離する固液分離装置と、
前記固液分離装置で分離された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する濃度測定装置と、を備え、
前記固液分離装置は、内部に前記液体が含侵可能な細孔が形成される多孔質体を含み、
前記濃度測定装置は、
前記固液分離装置で分離された前記液体である分離液体が供給されるセルと、
前記セルに光を照射する光源と、
前記セルを通過した前記光を受光する検出器と、
を含む光学式濃度測定装置であり、前記検出器によって検出される吸光度を波長で微分して算出される吸光度変化量に基づいて、前記分離液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する、
濃度測定システム。
A concentration measurement system for measuring a concentration of a solute contained in a liquid of a solid-liquid mixture, the solid being a mixture of a liquid and a solid, comprising:
a solid-liquid separation device for separating the liquid from the solid-liquid mixture containing at least one of a modified product obtained by hydrolyzing waste and a low molecular weight product obtained by low molecular weight conversion using microorganisms ;
a concentration measuring device for measuring a concentration of the solute contained in the liquid separated by the solid-liquid separator;
The solid-liquid separation device includes a porous body having pores formed therein that can be impregnated with the liquid,
The concentration measuring device is
A cell to which a separated liquid, which is the liquid separated in the solid-liquid separator, is supplied;
A light source that irradiates the cell with light;
a detector that receives the light that has passed through the cell;
and measuring the concentration of the solute contained in the separation liquid based on an amount of change in absorbance calculated by differentiating the absorbance detected by the detector with respect to wavelength.
Concentration measurement system.
前記固液分離装置で分離された前記液体を希釈する希釈装置をさらに備え、
前記濃度測定装置は、前記固液分離装置で分離され、且つ前記希釈装置で希釈された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する、
請求項1に記載の濃度測定システム。
Further comprising a dilution device for diluting the liquid separated by the solid-liquid separation device,
the concentration measuring device measures the concentration of the solute contained in the liquid separated by the solid-liquid separator and diluted by the dilution device;
The concentration measurement system according to claim 1 .
前記固液分離装置は、前記多孔質体から前記液体を脱水する脱水装置をさらに含む、
請求項1又は2に記載の濃度測定システム。
The solid-liquid separation device further includes a dehydration device that dehydrates the liquid from the porous body.
The concentration measurement system according to claim 1 .
前記固液分離装置は、不織布をさらに含み、
前記不織布は、前記固液分離装置における前記液体の流通方向において、前記多孔質体の上流に配置される、
請求項1から3の何れか一項に記載の濃度測定システム。
The solid-liquid separation device further includes a nonwoven fabric,
The nonwoven fabric is arranged upstream of the porous body in the flow direction of the liquid in the solid-liquid separation device.
The concentration measurement system according to claim 1 .
前記固液分離装置、及び前記濃度測定装置のうち少なくとも1つを洗浄するための洗浄用流体が流通する洗浄ラインをさらに備える、
請求項1から4の何れか一項に記載の濃度測定システム。
a cleaning line through which a cleaning fluid for cleaning at least one of the solid-liquid separation device and the concentration measurement device flows;
The concentration measurement system according to claim 1 .
前記光学式濃度測定装置は、予め設定された波長の範囲内にピークを有する吸光度変化量の面積の合計に基づいて、前記分離液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する、
請求項1から5の何れか一項に記載の濃度測定システム。
the optical concentration measuring device measures the concentration of the solute contained in the separation liquid based on a total area of an amount of change in absorbance having a peak within a preset wavelength range.
The concentration measurement system according to claim 1 .
前記セルは、前記分離液体とは異なる補正用液体が充填されるように構成され、
前記光源は、前記補正用液体が充填された前記セルに前記光を照射するように構成され、
前記検出器は、前記補正用液体が充填された前記セルを通過した前記光である補正光を受光するように構成され、
前記光学式濃度測定装置は、前記検出器が受光した前記補正光に基づいて、前記検出器の検出値を補正するように構成される、
請求項からの何れか一項に記載の濃度測定システム。
the cell is configured to be filled with a compensation liquid different from the separation liquid,
The light source is configured to irradiate the light onto the cell filled with the correction liquid;
The detector is configured to receive correction light that is the light that has passed through the cell filled with the correction liquid,
the optical concentration measuring device is configured to correct the detection value of the detector based on the correction light received by the detector;
The concentration measurement system according to any one of claims 1 to 6 .
前記光学式濃度測定装置は、
前記セルと前記検出器との間に配置される校正液用セルをさらに含み、
前記校正液用セルは、前記セルに前記分離液体が供給されていないときに、濃度が既知である校正液が供給され、
前記検出器は、前記分離液体が供給されていない前記セル、及び前記校正液が供給されている前記校正液用セルの両方を通過した前記光である校正光を受光するように構成され、
前記光学式濃度測定装置は、前記検出器が受光した前記校正光に基づいて、前記検出器の検出値を補正するように構成される、
請求項からの何れか一項に記載の濃度測定システム。
The optical concentration measuring device is
a calibration cell disposed between the cell and the detector;
a calibration solution having a known concentration is supplied to the calibration solution cell when the separation liquid is not supplied to the cell;
the detector is configured to receive calibration light that has passed through both the cell to which the separation liquid is not supplied and the calibration liquid cell to which the calibration liquid is supplied;
the optical concentration measuring device is configured to correct a detection value of the detector based on the calibration light received by the detector;
A concentration measurement system according to any one of claims 1 to 7 .
前記固液混合物は、微生物によって低分子化された低分子化物を含み、
流通している前記低分子化物前記固液混合物として採取する採取装置をさらに備える、
請求項1から8の何れか一項に記載の濃度測定システム。
The solid-liquid mixture contains low molecular weight substances that have been low molecular weighted by microorganisms,
The method further includes a collection device for collecting the distributed low molecular weight products as the solid-liquid mixture.
A concentration measurement system according to any one of claims 1 to 8 .
廃棄物を加水分解する少なくとも1つの改質装置と、
前記少なくとも1つの改質装置で加水分解された前記廃棄物である改質物を微生物によって低分子化する微生物反応装置と、
液体及び固体の混合物である固液混合物の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定システムであって、
前記固液混合物から前記液体を分離する固液分離装置と、
前記固液分離装置で分離された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定する濃度測定装置と、を備え、
前記固液分離装置は、内部に前記液体が含侵可能な細孔が形成される多孔質体を含む、濃度測定システムと、
前記濃度測定装置によって測定される前記溶質の前記濃度があらかじめ設定された範囲内に含まれるように、前記微生物反応装置に供給される前記改質物の量及びタイミングを調整する調整装置と、を備え、
前記固液混合物は、前記改質物および前記改質物が微生物によって低分子化された低分子化物のうちの少なくとも一方を含む、
廃棄物処理システム。
at least one reformer for hydrolyzing the waste material;
a microbial reaction device that converts the waste material hydrolyzed in the at least one reforming device into smaller molecules using microorganisms;
A concentration measurement system for measuring a concentration of a solute contained in a liquid of a solid-liquid mixture, the solid being a mixture of a liquid and a solid, comprising:
a solid-liquid separator for separating the liquid from the solid-liquid mixture;
a concentration measuring device for measuring a concentration of the solute contained in the liquid separated by the solid-liquid separator;
The solid-liquid separation device includes a porous body having pores formed therein that can be impregnated with the liquid; and
and an adjustment device that adjusts the amount and timing of the modified substance supplied to the microbial reaction device so that the concentration of the solute measured by the concentration measurement device falls within a preset range;
The solid-liquid mixture contains at least one of the modified material and a low molecular weight product obtained by low molecular weight conversion of the modified material by a microorganism.
Waste disposal system.
液体及び固体の混合物である固液混合物の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定方法であって、
内部に前記液体が含侵可能な細孔が形成される多孔質体を用いて、廃棄物が加水分解された改質物、および、微生物によって低分子化された低分子化物のうち少なくとも一方を含む前記固液混合物から前記液体を分離するステップと、
前記固液混合物から分離された前記液体である分離液体を光学式濃度測定装置のセルに供給するステップと、
前記光学式濃度測定装置の光源を用いて、前記セルに光を照射するステップと、
前記光学式濃度測定装置の検出器を用いて、前記セルを通過した前記光を受光するステップと、
前記検出器によって検出される吸光度を波長で微分して算出される吸光度変化量に基づいて、前記分離液体に含まれる前記溶質の濃度を測定するステップと、を備える、
濃度測定方法。
A method for measuring a concentration of a solute contained in a liquid of a solid-liquid mixture, the solid being a mixture of a liquid and a solid, comprising the steps of:
a step of separating the liquid from the solid-liquid mixture containing at least one of a modified product obtained by hydrolysis of waste and low molecular weight products obtained by low molecular weight processing using a porous body having pores inside which the liquid can penetrate;
supplying a separated liquid, which is the liquid separated from the solid-liquid mixture, to a cell of an optical concentration measuring device;
illuminating the cell with light using a light source of the optical concentration measuring device;
receiving the light that has passed through the cell using a detector of the optical concentration measurement device;
and measuring a concentration of the solute contained in the separation liquid based on an amount of change in absorbance calculated by differentiating the absorbance detected by the detector with respect to wavelength.
Concentration measurement method.
廃棄物を加水分解する加水分解ステップと、
加水分解された前記廃棄物である改質物を微生物によって低分子化する低分子化ステップと、
液体及び固体の混合物である固液混合物の前記液体に含まれる溶質の濃度を測定する濃度測定方法であって、
内部に前記液体が含侵可能な細孔が形成される多孔質体を用いて、前記固液混合物から前記液体を分離するステップと、
前記固液混合物から分離された前記液体に含まれる前記溶質の濃度を測定するステップと、を含む濃度測定方法と、
測定される前記溶質の前記濃度があらかじめ設定された範囲内に含まれるように、前記低分子化ステップにおいて低分子化される前記改質物の量及びタイミングを調整する調整ステップと、を備え、
前記固液混合物は、前記改質物および前記改質物が微生物によって低分子化された低分子化物のうちの少なくとも一方を含む、
廃棄物処理方法。
A hydrolysis step of hydrolyzing the waste material;
a step of converting the hydrolyzed waste material, which is the modified material, into smaller molecules using microorganisms;
A method for measuring a concentration of a solute contained in a liquid of a solid-liquid mixture, the solid being a mixture of a liquid and a solid, comprising the steps of:
Separating the liquid from the solid-liquid mixture using a porous body having pores formed therein that can be impregnated with the liquid;
measuring a concentration of the solute contained in the liquid separated from the solid-liquid mixture;
and an adjustment step of adjusting the amount and timing of the modified substance to be degraded in the degrading step so that the concentration of the measured solute falls within a preset range;
The solid-liquid mixture contains at least one of the modified material and a low molecular weight product obtained by low molecular weight conversion of the modified material by a microorganism.
Waste disposal methods.
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