JP7756024B2 - Methane fermentation treatment system and methane fermentation treatment method - Google Patents
Methane fermentation treatment system and methane fermentation treatment methodInfo
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Description
本発明は、嫌気処理を行うメタン発酵処理システム及びメタン発酵の処理方法に関するものである。 The present invention relates to a methane fermentation treatment system and a methane fermentation treatment method that perform anaerobic treatment.
排水など被処理水を処理する方法の一つとして、種々の微生物を含む汚泥を用い、嫌気的な環境下での生物処理(以下、「嫌気処理」と呼ぶ)を行うことが知られている。この嫌気処理は、曝気動力が不要で、余剰汚泥がほとんど発生しないことなど、導入に係るメリットが高いことが挙げられる。また、二酸化炭素と水素から微生物にメタンを発生させることで、二酸化炭素を消費させて、脱炭素化に貢献することが期待されている。 One known method for treating wastewater and other water to be treated is biological treatment in an anaerobic environment (hereafter referred to as "anaerobic treatment") using sludge containing various microorganisms. This anaerobic treatment method has many advantages, including the fact that it does not require aeration power and produces almost no excess sludge. It is also expected that by having microorganisms produce methane from carbon dioxide and hydrogen, the carbon dioxide is consumed, contributing to decarbonization.
例えば、特許文献1には、メタン発酵槽の前の酸生成槽で生成された生成気体から水素を分離し、分離した水素をメタン発酵槽に投入することで、メタン生成を行うことが記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a method of producing methane by separating hydrogen from the product gas produced in an acid production tank preceding the methane fermentation tank and then introducing the separated hydrogen into the methane fermentation tank.
特許文献1では、メタン発酵が行われやすくなるように、メタン発酵槽の前段の酸生成槽において有機酸を生成させており、その酸生成の過程で発生した生成気体を使用している。酸生成槽で発生する生成気体には、水素が含まれるが、有機酸の生成を優先させると、水素を生成する水素発酵菌の活性が低くなることから、酸生成槽で発生する生成気体は水素の含有量が少なく、水素を分離してからメタン発酵槽に添加しなければ、効率よく添加できないという問題点がある。 In Patent Document 1, organic acids are produced in an acid production tank upstream of the methane fermentation tank to facilitate methane fermentation, and the product gas generated during this acid production process is used. The product gas generated in the acid production tank contains hydrogen, but prioritizing the production of organic acids reduces the activity of the hydrogen fermentation bacteria that produce hydrogen. As a result, the product gas generated in the acid production tank contains a low hydrogen content, and there is a problem in that it cannot be efficiently added to the methane fermentation tank unless the hydrogen is separated before being added.
そこで、本発明の課題は、メタン発酵処理において、水素生成菌の活性を高め、水素生成菌が生成した生成気体をメタン発酵槽に添加することでメタン生成を行うメタン発酵処理システム及びメタン発酵の処理方法を提供することにある。 The present invention aims to provide a methane fermentation treatment system and method that increases the activity of hydrogen-producing bacteria in methane fermentation treatment and generates methane by adding the product gas produced by the hydrogen-producing bacteria to a methane fermentation tank.
本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、水素発酵槽で生成した生成気体をメタン発酵槽に供給することにより、水素発酵槽で生成した水素と二酸化炭素とでメタン発酵を行うことを見出して、本発明を完成した。 After extensive research into the above-mentioned problems, the inventors discovered that by supplying the product gas produced in a hydrogen fermenter to a methane fermenter, methane fermentation can be carried out using the hydrogen and carbon dioxide produced in the hydrogen fermenter, and thus completed the present invention.
上記課題を解決するための本発明のメタン発酵処理システムは、水素発酵槽で生成された生成気体が、メタン発酵槽に供給されることを特徴とする。
本発明のメタン発酵処理システムによれば、水素発酵槽で生成された水素を含む生成気体が、メタン発酵槽に供給されることから、水素と二酸化炭素とでメタン生成を効率よく行うことができる効果がある。
The methane fermentation treatment system of the present invention, which solves the above problems, is characterized in that product gas produced in a hydrogen fermenter is supplied to a methane fermenter.
According to the methane fermentation treatment system of the present invention, the product gas containing hydrogen produced in the hydrogen fermentation tank is supplied to the methane fermentation tank, which has the effect of enabling efficient methane production from hydrogen and carbon dioxide.
さらに、本発明のメタン発酵処理システムの一実施態様としては、生成気体がメタン発酵槽に直接供給されることを特徴とする。
このメタン発酵処理システムによれば、生成気体をメタン発酵槽に直接供給できることから、分離装置が不要となり、簡素化されたメタン発酵処理システムとすることできる効果がある。
Furthermore, one embodiment of the methane fermentation treatment system of the present invention is characterized in that the produced gas is directly supplied to the methane fermentation tank.
According to this methane fermentation treatment system, the produced gas can be directly supplied to the methane fermentation tank, which eliminates the need for a separation device and provides the advantage of being a simplified methane fermentation treatment system.
さらに、本発明のメタン発酵処理システムの一実施態様としては、水素発酵槽のpHは、5.5以下であることを特徴とする。
このメタン発酵処理システムによれば、水素発酵槽のpHは、5.5以下であることにより、水素生成菌の活性をより上げることができ、効率よく水素を生成できる効果がある。
Furthermore, one embodiment of the methane fermentation treatment system of the present invention is characterized in that the pH of the hydrogen fermenter is 5.5 or less.
According to this methane fermentation treatment system, the pH of the hydrogen fermenter is set to 5.5 or less, which increases the activity of the hydrogen-producing bacteria and allows hydrogen to be produced efficiently.
さらに、本発明のメタン発酵処理システムの一実施態様としては、生成気体を加圧する、加圧部を備えることを特徴とする。
このメタン発酵処理システムによれば、生成気体を圧縮して被処理水に供給することにより、効率よく生成気体を被処理水に溶解させることができる効果がある。
Furthermore, one embodiment of the methane fermentation treatment system of the present invention is characterized by including a pressurizing unit that pressurizes the produced gas.
According to this methane fermentation treatment system, the produced gas is compressed and supplied to the water to be treated, which has the effect of efficiently dissolving the produced gas in the water to be treated.
上記課題を解決するための本発明のメタン発酵の処理方法は、水素発酵槽で生成された生成気体が、メタン発酵槽に供給されることを特徴とする。
本発明のメタン発酵の処理方法によれば、水素発酵槽で生成された生成気体である水素が、メタン発酵槽に供給されることから、水素と二酸化炭素とでメタン生成を効率よく行うことができる効果がある。
The method for treating methane fermentation according to the present invention for solving the above problems is characterized in that product gas produced in a hydrogen fermenter is supplied to a methane fermenter.
According to the methane fermentation treatment method of the present invention, hydrogen, which is the product gas produced in the hydrogen fermenter, is supplied to the methane fermenter, which has the effect of enabling efficient methane production from hydrogen and carbon dioxide.
本発明によれば、メタン発酵処理において、水素生成菌の活性を高め、水素生成菌が生成した生成気体をメタン発酵槽に添加することでメタン生成を行うメタン発酵処理システム及びメタン発酵の処理方法を提供することができる。 The present invention provides a methane fermentation treatment system and method that increases the activity of hydrogen-producing bacteria in methane fermentation treatment and adds the product gas produced by the hydrogen-producing bacteria to a methane fermentation tank to produce methane.
本発明の被処理水W0は、下水処理場や食品工場等から発生する有機性廃棄物を含む排水や、スラリー等が該当する。なお、被処理水W0はこれに限定されるものではなく、嫌気処理が可能な有機物質を含むものであれば、本発明の処理対象となる。 The water to be treated W0 in the present invention corresponds to wastewater containing organic waste, slurry, etc., generated from sewage treatment plants, food factories, etc. However, the water to be treated W0 is not limited to these, and any water containing organic matter that can be anaerobically treated can be treated in the present invention.
嫌気処理としては、有機酸からメタンを生成するメタン生成菌によるメタン発酵のほか、水素と二酸化炭素からメタン生成を行う水素資化性のメタン菌も含む。
通常のメタン発酵全体では、メタンと共に二酸化炭素も発生する。したがって、水素を外部から投入することで、二酸化炭素を消費して、水素と二酸化炭素からメタンを生成(バイオメタネーションと呼ばれる)することができる。
本発明では、この反応に着目し、バイオメタネーションを促進させることができる。
Anaerobic treatment includes methane fermentation using methanogens that produce methane from organic acids, as well as hydrogen-utilizing methanogens that produce methane from hydrogen and carbon dioxide.
During normal methane fermentation, carbon dioxide is produced along with methane. Therefore, by adding hydrogen from an external source, it is possible to consume carbon dioxide and produce methane from hydrogen and carbon dioxide (a process called biomethanation).
In the present invention, attention is focused on this reaction, and biomethanation can be promoted.
以下、図面を参照しつつ本発明に係るメタン発酵処理システム、メタン発酵の処理方法の実施態様を詳細に説明する。
なお、実施態様に記載するメタン発酵処理システムについては、本発明に係るメタン発酵処理システムを説明するために例示したにすぎず、これに限定されるものではない。また、本実施態様のメタン発酵の処理方法は、以下のメタン発酵処理システムの構成及び作動の説明に置き換えるものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a methane fermentation treatment system and a methane fermentation treatment method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The methane fermentation treatment system described in the embodiment is merely an example for explaining the methane fermentation treatment system according to the present invention, and is not limited thereto. The methane fermentation treatment method of this embodiment is replaced by the following description of the configuration and operation of the methane fermentation treatment system.
[第1の実施態様]
図1には、本発明の第1の実施態様のメタン発酵処理システム1Aの概略説明図が図示されている。
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a methane fermentation treatment system 1A according to a first embodiment of the present invention.
[メタン発酵処理システム]
図1を参照し、本実施態様におけるメタン発酵処理システム1Aについて説明する。本発明のメタン発酵処理システム1Aは、メタン発酵が行われる被処理水W1に水素を供給する水素発酵槽2と、被処理水W1をメタン発酵処理するメタン発酵槽3を備える。
[Methane fermentation treatment system]
A methane fermentation treatment system 1A according to this embodiment will be described with reference to Figure 1. The methane fermentation treatment system 1A of the present invention includes a hydrogen fermenter 2 that supplies hydrogen to water W1 to be treated, and a methane fermenter 3 that performs methane fermentation treatment on the water W1.
[水素発酵槽]
水素発酵槽2は、メタン発酵槽3のメタン発酵に使用される水素を被処理水W0のから生成するものであり、被処理水W0を水素発酵して生成された生成気体G1は、メタン発酵槽3に送られる。
水素発酵槽2は、槽内において、水素生成菌による水素発酵処理を行うことができ、被処理水W1に水素を含む生成気体G1を供給することができる機能及び構造を備えているものであれば、特に限定されない。また、水素を含む生成気体G1は、メタン発酵槽3に供給される前のラインL1の被処理水W1に供給される場合でも、メタン発酵槽3の内部の液体に水素を含む生成気体G1を供給する場合のどちらであってもよい。本実施態様では、生成気体G1がラインL2を通してラインL1上の被処理水W1に添加する場合を例示した。
[Hydrogen fermenter]
The hydrogen fermentation tank 2 produces hydrogen from the water to be treated W0 to be used for methane fermentation in the methane fermentation tank 3, and the product gas G1 produced by hydrogen fermentation of the water to be treated W0 is sent to the methane fermentation tank 3.
The hydrogen fermenter 2 is not particularly limited as long as it has the function and structure to perform hydrogen fermentation treatment using hydrogen-producing bacteria within the tank and to supply hydrogen-containing product gas G1 to the water to be treated W1. Furthermore, the hydrogen-containing product gas G1 may be supplied to the water to be treated W1 on line L1 before being supplied to the methane fermentation tank 3, or the hydrogen-containing product gas G1 may be supplied to the liquid inside the methane fermentation tank 3. In this embodiment, the case where the product gas G1 is added to the water to be treated W1 on line L1 through line L2 is exemplified.
また、水素発酵槽2は、嫌気性処理が行われ、水素発酵菌による水素の生成が促進されるように、水素発酵菌を活性化する目的でpHの調整が行われることが好ましい。具体的には、水素発酵槽2のpHは、5.5~5.0の範囲に調整及び維持されることが好ましい。このpHの範囲であれば、水素発酵菌以外の他の嫌気性菌による発酵を抑制できることから、水素発酵槽2で生成される生成気体G1が、水素の含有量の高い水素ガスにすることができる。水素の含有量の高い水素ガスを生成させることにより、水素発酵槽2で発生した生成気体G1を分離する必要がなく、被処理水W1に直接添加できる効果がある。また、生成気体G1から水素を分離する分離装置が不要となり、メタン発酵処理システム1Aを簡素化できる点で好ましい。なお、生成気体G1には、水素の他に、二酸化炭素も含む。 In addition, the hydrogen fermenter 2 preferably undergoes anaerobic treatment, and the pH is adjusted to activate the hydrogen fermentation bacteria so as to promote hydrogen production by the hydrogen fermentation bacteria. Specifically, the pH of the hydrogen fermenter 2 is preferably adjusted and maintained in the range of 5.5 to 5.0. This pH range suppresses fermentation by anaerobic bacteria other than the hydrogen fermentation bacteria, allowing the product gas G1 generated in the hydrogen fermenter 2 to be hydrogen gas with a high hydrogen content. By producing hydrogen gas with a high hydrogen content, there is no need to separate the product gas G1 generated in the hydrogen fermenter 2, and it can be added directly to the water to be treated W1. This is also advantageous in that it eliminates the need for a separation device to separate hydrogen from the product gas G1, simplifying the methane fermentation treatment system 1A. The product gas G1 also contains carbon dioxide in addition to hydrogen.
[メタン発酵槽]
メタン発酵槽3は、嫌気処理を行うことができ、メタン生成菌によるメタン発酵が行われるものであれば、特に限定されない。メタン発酵槽3は、内部に水素発酵槽2で生成した水素が供給された被処理水W2が貯留され、供給された水素と、二酸化炭素からメタン生成を行うことができれば、特に限定されない。なお、二酸化炭素は、生成気体G1に含まれるものと、メタン発酵槽3で生成されたものの両方を含む。
また、メタン発酵槽3は、メタン生成の元となる酸生成菌による有機酸の生成も同時に行われる場合も含む。
[Methane fermentation tank]
The methane fermentation tank 3 is not particularly limited as long as it is capable of performing anaerobic treatment and methane fermentation by methanogens. The methane fermentation tank 3 is not particularly limited as long as it can store the water to be treated W2 supplied with hydrogen produced in the hydrogen fermentation tank 2 and can produce methane from the supplied hydrogen and carbon dioxide. Note that the carbon dioxide includes both that contained in the product gas G1 and that produced in the methane fermentation tank 3.
The methane fermentation tank 3 may also simultaneously produce organic acids by acid-producing bacteria, which are the source of methane production.
[その他の構成]
その他の構成として、メタン発酵処理システム1Aは、ラインL0、L1、L2、L3及びL4を有する。ラインL0は、被処理水W0を水素発酵槽2に供給するための管である。L1は水素発酵槽2で被処理水W0が処理された水素発酵槽2後の被処理水W1を、メタン発酵槽3に送るための管である。ラインL2は、水素発酵槽2から被処理水W1に生成気体G1を供給するための管である。ラインL3は、メタン発酵槽3で生成されたメタンガスG2を外部に送るための管である。ラインL4は、メタン発酵槽3で処理された処理水W2を後の工程に送るための管である。
[Other configurations]
Other components of the methane fermentation treatment system 1A include lines L0, L1, L2, L3, and L4. Line L0 is a pipe for supplying the water to be treated W0 to the hydrogen fermentation tank 2. L1 is a pipe for sending the water to be treated W1 after hydrogen fermentation tank 2, in which the water to be treated W0 has been treated in the hydrogen fermentation tank 2, to the methane fermentation tank 3. Line L2 is a pipe for supplying the produced gas G1 from the hydrogen fermentation tank 2 to the water to be treated W1. Line L3 is a pipe for sending the methane gas G2 produced in the methane fermentation tank 3 to the outside. Line L4 is a pipe for sending the treated water W2 treated in the methane fermentation tank 3 to a subsequent process.
[メタン発酵処理システムの動作について]
図1を参照し、メタン発酵処理システム1Aの処理の流れ、動作について説明する。
[Operation of the methane fermentation treatment system]
The process flow and operation of the methane fermentation treatment system 1A will be described with reference to FIG.
まず、被処理水W0がラインL0を通過して水素発酵槽2に供給される。この工程を供給ステップとする。 First, the water to be treated W0 passes through line L0 and is supplied to the hydrogen fermenter 2. This process is called the supply step.
水素発酵槽2に供給された被処理水W0は、水素生成菌により生成気体G1が生成される。この工程を水素生成ステップとする。 The water to be treated W0 supplied to the hydrogen fermenter 2 is treated by hydrogen-producing bacteria to produce product gas G1. This process is referred to as the hydrogen production step.
生成気体G1は、ラインL2を通過して水素発酵槽2から後の工程に送られた被処理水W1に供給される。この工程を、水素発酵槽2で生成された生成気体G1が、メタン発酵槽3に供給されるステップとする。
また、被処理水W1は、ラインL1を通過してメタン発酵槽3に供給される。
The product gas G1 passes through line L2 and is supplied to the water to be treated W1 sent from the hydrogen fermenter 2 to a subsequent process. This process is defined as a step in which the product gas G1 produced in the hydrogen fermenter 2 is supplied to the methane fermenter 3.
The water to be treated W1 is supplied to the methane fermentation tank 3 through a line L1.
次に、メタン発酵槽3において、メタン発酵が行われる。この工程をメタン発酵ステップとする。
メタン発酵により、供給された水素と二酸化炭素からメタンガスG2が生成される。生成されたメタンガスG2は、ラインL3を通して外部に排出される。また、被処理水W1は処理され、処理水W2がラインL4を通して後の工程に送られる。
以上の工程により、本発明のメタン発酵処理システム1Aの動作が完了する。
Next, methane fermentation is carried out in the methane fermenter 3. This process is referred to as the methane fermentation step.
Methane gas G2 is produced from the supplied hydrogen and carbon dioxide through methane fermentation. The produced methane gas G2 is discharged to the outside through line L3. The water to be treated W1 is also treated, and the treated water W2 is sent to the subsequent process through line L4.
The above steps complete the operation of the methane fermentation treatment system 1A of the present invention.
[第2の実施態様]
図2を参照し、本発明の第2の実施態様のメタン発酵処理システム1Bについて説明する。本実施態様のメタン発酵処理システム1Bは、メタン発酵処理システム1Aに加圧部4を備え、水素発酵槽2で生成された生成気体G1が加圧され、被処理水W1に供給することで生成気体G1を含む被処理水W3としてメタン発酵槽3に供給される点が異なる。
[Second embodiment]
A methane fermentation treatment system 1B according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figure 2. The methane fermentation treatment system 1B of this embodiment differs from the methane fermentation treatment system 1A in that it includes a pressurizing unit 4, which pressurizes the product gas G1 produced in the hydrogen fermentation tank 2 and supplies it to the water to be treated W1, thereby supplying the water to be treated W3 containing the product gas G1 to the methane fermentation tank 3.
[加圧部]
加圧部4は、水素発酵槽2で生成された生成気体G1を加圧し、被処理水W1に圧縮気体として供給できるものであれば、特に限定されない。
加圧部4が生成気体G1を圧縮して被処理水W1に供給することで、メタン発酵槽3の内部でマイクロバルブとなり、水に溶解性の低い水素を溶解させやすくでき、効率よく生成気体G1をメタン発酵菌に対し供給することが可能となる効果がある。
また、本実施形態では、加圧部4が生成気体G1をラインL1上で被処理水W1に供給して被処理水W3とし、ラインL5を通してメタン発酵槽3に供給する場合を例示したが、加圧部4で圧縮された生成気体G1をメタン発酵槽3に供給するようにしてもよい。
なお、メタン発酵槽3の下部から上部に向けて被処理水を通過させる上向流式の場合、メタン発酵槽3の下部から生成気体G1を供給することで、生成気体G1に含まれる二酸化炭素をメタン発酵槽3の下部から供給でき、効率よくメタン発酵を行わせることができる効果がある。
[Pressure unit]
The pressurizing unit 4 is not particularly limited as long as it can pressurize the product gas G1 produced in the hydrogen fermenter 2 and supply it to the water to be treated W1 as compressed gas.
The pressurizing section 4 compresses the product gas G1 and supplies it to the water to be treated W1, which acts as a microvalve inside the methane fermentation tank 3, making it easier to dissolve hydrogen, which is poorly soluble in water, and has the effect of enabling the product gas G1 to be efficiently supplied to the methane fermentation bacteria.
In addition, in this embodiment, an example is given in which the pressurizing unit 4 supplies the product gas G1 to the water to be treated W1 on line L1 to produce water to be treated W3, which is then supplied to the methane fermentation tank 3 through line L5, but it is also possible to supply the product gas G1 compressed by the pressurizing unit 4 to the methane fermentation tank 3.
In the case of an upward flow type in which the water to be treated passes from the bottom to the top of the methane fermentation tank 3, by supplying the product gas G1 from the bottom of the methane fermentation tank 3, the carbon dioxide contained in the product gas G1 can be supplied from the bottom of the methane fermentation tank 3, which has the effect of enabling methane fermentation to be carried out efficiently.
[メタン発酵処理システムの動作について]
図2を参照し、メタン発酵処理システム1Bの処理の流れ、動作について説明する。
[Operation of the methane fermentation treatment system]
The process flow and operation of the methane fermentation treatment system 1B will be described with reference to FIG.
メタン発酵処理システム1Aと同様に、供給ステップと水素生成ステップと水素生成ステップが行われる。 Similar to methane fermentation treatment system 1A, a supply step, a hydrogen production step, and a hydrogen generation step are performed.
生成された生成気体G1は、ラインL2を通過して水素発酵槽2から後の工程に送られた被処理水W1に供給される。この時、生成気体G1が、加圧部4に供給され、被処理水W1に生成気体G1が供給される。この工程を加圧供給ステップとする。 The generated product gas G1 passes through line L2 and is supplied to the water to be treated W1 sent from the hydrogen fermenter 2 to a subsequent process. At this time, the product gas G1 is supplied to the pressurizing section 4, and the product gas G1 is supplied to the water to be treated W1. This process is referred to as the pressurized supply step.
その後、被処理水W3が、ラインL5を通過してメタン発酵槽3に供給されることで、水素発酵槽2で生成された生成気体G1が、メタン発酵槽3に供給されるステップとなる。 Then, the water to be treated W3 passes through line L5 and is supplied to the methane fermentation tank 3, thereby supplying the product gas G1 produced in the hydrogen fermentation tank 2 to the methane fermentation tank 3.
その後、メタン発酵ステップが行われ、メタンガスG2が、ラインL3を通して外部に排出される。また、処理水W2がL4を通して、後の工程に送られる。
以上の工程により、本発明のメタン発酵処理システム1Bの動作が完了する。
Thereafter, a methane fermentation step is carried out, and methane gas G2 is discharged to the outside through line L3. Also, treated water W2 is sent to the subsequent process through line L4.
The above steps complete the operation of the methane fermentation treatment system 1B of the present invention.
[第3の実施態様]
図3を参照し、本発明の第3の実施態様のメタン発酵処理システム1Cについて説明する。本実施態様のメタン発酵処理システム1Cは、メタン発酵処理システム1Aに酸生成槽5を備え、被処理水W1から有機酸を含む被処理水W4を生成し、被処理水W4をメタン発酵槽3に供給する点が異なる。
[Third embodiment]
A methane fermentation treatment system 1C according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to Figure 3. The methane fermentation treatment system 1C of this embodiment differs from the methane fermentation treatment system 1A in that it includes an acid production tank 5, produces water to be treated W4 containing organic acids from water to be treated W1, and supplies the water to be treated W4 to the methane fermentation tank 3.
[酸生成槽5]
酸生成槽5は、水素発酵槽2で処理された被処理水W1に対し、酸生成菌による嫌気処理を行うものであり、被処理水W1からメタン発酵槽3で使用される被処理水W4を生成できるものであれば、特に限定されない。
酸生成槽5は、ラインL1から被処理水W1が供給され、pHの調整された被処理水W1を酸生成菌の発酵が促進されるようにpH調整することが好ましい。具体的には、酸生成槽5の液体のpHは、水素発酵槽2のpHよりも高く、6.0~8.0の範囲に調整及び維持されることが好ましい。このpHの範囲であれば、水素発酵菌による発酵を抑制でき、酸生成槽5で効率よく酸生成を行うことができる。
また、酸生成槽5は、メタン発酵槽3の処理水W5がラインL7を通して供給されることにより、pHが調整されてもよい。
さらに、生成気体G1がラインL2を通して、ラインL6上で被処理水W4に供給される場合を例示したが、ラインL1に供給されてもよく、メタン発酵槽3に供給されてもよい。
[Acid generation tank 5]
The acid production tank 5 performs anaerobic treatment using acid-producing bacteria on the treated water W1 that has been treated in the hydrogen fermentation tank 2, and is not particularly limited as long as it can produce treated water W4 to be used in the methane fermentation tank 3 from the treated water W1.
The acid production tank 5 is supplied with the water to be treated W1 from the line L1, and the pH of the pH-adjusted water to be treated W1 is preferably adjusted so as to promote fermentation by the acid-producing bacteria. Specifically, the pH of the liquid in the acid production tank 5 is preferably adjusted and maintained in the range of 6.0 to 8.0, higher than the pH of the hydrogen fermenter 2. Within this pH range, fermentation by the hydrogen fermentation bacteria can be suppressed, and acid production can be carried out efficiently in the acid production tank 5.
In addition, the pH of the acid production tank 5 may be adjusted by supplying treated water W5 from the methane fermentation tank 3 through a line L7.
Furthermore, although the example has been given in which the product gas G1 is supplied to the water to be treated W4 on the line L6 via the line L2, it may also be supplied to the line L1 or to the methane fermentation tank 3.
[メタン発酵処理システムの動作について]
図3を参照し、メタン発酵処理システム1Cの処理の流れ、動作について説明する。
[Operation of the methane fermentation treatment system]
The process flow and operation of the methane fermentation processing system 1C will be described with reference to FIG.
メタン発酵処理システム1Aと同様に、供給ステップと水素生成ステップと水素生成ステップが行われる。 Similar to methane fermentation treatment system 1A, a supply step, a hydrogen production step, and a hydrogen generation step are performed.
生成された生成気体G1は、ラインL2を通過して水素発酵槽2から後の工程に送られた被処理水W4に供給される。この工程を、水素発酵槽2で生成された生成気体G1が、メタン発酵槽3に供給されるステップとする。
また、被処理水W1は、ラインL1を通過して酸生成槽5に供給される。
The generated product gas G1 passes through line L2 and is supplied to the water to be treated W4 sent from the hydrogen fermenter 2 to a subsequent process. This process is defined as a step in which the product gas G1 generated in the hydrogen fermenter 2 is supplied to the methane fermenter 3.
The water to be treated W1 is supplied to the acid generation tank 5 through a line L1.
酸生成槽5に供給された被処理水W4は、酸生成菌により酸生成が行われる。この工程を酸生成ステップとする。
酸生成菌により処理された被処理水W4はラインL6を通してメタン発酵槽3に供給される。
Acid production is performed by acid-producing bacteria in the water to be treated W4 supplied to the acid production tank 5. This process is referred to as the acid production step.
The water to be treated W4 treated by the acid-producing bacteria is supplied to the methane fermentation tank 3 through a line L6.
その後、メタン発酵ステップが行われ、メタン発酵槽3の処理水W5がラインL7を通して、酸生成槽5に返送される。この工程を返送ステップとする。
そして、メタンガスG2が、ラインL3を通して外部に排出される。また、処理水W2がL4を通して、後の工程に送られる。
以上の工程により、本発明のメタン発酵処理システム1Cの動作が完了する。
Thereafter, a methane fermentation step is carried out, and the treated water W5 from the methane fermentation tank 3 is returned to the acid production tank 5 through a line L7. This process is referred to as a return step.
Then, methane gas G2 is discharged to the outside through line L3, and treated water W2 is sent to the subsequent process through line L4.
The above steps complete the operation of the methane fermentation treatment system 1C of the present invention.
本実施態様では、メタン発酵処理システム1Aに酸生成槽5を備える場合を例示したが、メタン発酵処理システム1Bに酸生成槽5を備える態様であってもよい。 In this embodiment, the acid production tank 5 is provided in the methane fermentation treatment system 1A, but the acid production tank 5 may also be provided in the methane fermentation treatment system 1B.
本発明のメタン発酵処理システム、メタン発酵の処理方法は、嫌気処理が可能な被処理水に利用される。例えば、下水処理場や食品工場等から発生する有機性廃棄物を含む排水や、メタン発酵可能なスラリー等に好適に使用される。 The methane fermentation treatment system and methane fermentation treatment method of the present invention are used for water to be treated that can be treated anaerobically. For example, they are suitable for use with wastewater containing organic waste generated from sewage treatment plants, food factories, etc., and slurries that can be fermented using methane.
1A,1B,1C メタン発酵処理システム
2 水素発酵槽
3 メタン発酵槽
4 加圧部
5 酸生成槽
1A, 1B, 1C Methane fermentation treatment system 2 Hydrogen fermentation tank 3 Methane fermentation tank 4 Pressurization section 5 Acid generation tank
Claims (5)
前記加圧部で加圧された気体が、メタン発酵槽に供給されることを特徴とする、メタン発酵処理システム。 A pressurizing unit is provided to pressurize the product gas produced in the hydrogen fermenter,
A methane fermentation treatment system, characterized in that the gas pressurized by the pressurizing unit is supplied to a methane fermentation tank.
前記酸生成槽で嫌気処理された処理水が、メタン発酵槽に供給されることを特徴とする、請求項1に記載のメタン発酵処理システム。2. The methane fermentation treatment system according to claim 1, wherein the treated water anaerobically treated in the acid production tank is supplied to a methane fermentation tank.
前記ステップで加圧された気体がメタン発酵槽に供給されるステップと、を含むことを特徴とする、メタン発酵の処理方法。
pressurizing the product gas produced in the hydrogen fermenter;
and a step of supplying the gas pressurized in the step to a methane fermentation tank.
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|---|---|---|---|---|
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