JPH0312960B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0312960B2 JPH0312960B2 JP59060318A JP6031884A JPH0312960B2 JP H0312960 B2 JPH0312960 B2 JP H0312960B2 JP 59060318 A JP59060318 A JP 59060318A JP 6031884 A JP6031884 A JP 6031884A JP H0312960 B2 JPH0312960 B2 JP H0312960B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sludge
- methane
- zone
- liquefaction
- fermenter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、汚泥の局部循環によるメタン発酵方
法に関し、さらに詳しくは、嫌気性発酵槽を使用
して湿性有機廃棄物またはバイオマスをメタン発
酵するに際し、発酵の各段階に最適の菌種を付与
するために、汚泥の局部的返送を行う嫌気性発酵
方法に関する。
法に関し、さらに詳しくは、嫌気性発酵槽を使用
して湿性有機廃棄物またはバイオマスをメタン発
酵するに際し、発酵の各段階に最適の菌種を付与
するために、汚泥の局部的返送を行う嫌気性発酵
方法に関する。
従来技術とその問題点
メタン発酵においては、多くの有機物が下記の
三段階の分解によりメタン転化することが知られ
ている。
三段階の分解によりメタン転化することが知られ
ている。
(1) 液化（低分子化分解）
(2) 酸生成（低分子有機酸の生成）
(3) メタン生成（メタンガス発生、主に脱炭酸反
応） これらの各段階に関与する菌種は、それぞれ異
なつている。菌を移植することにより発酵促進を
図るために、発酵残渣の一部を返送・循環するこ
とは、常法の手段である。しかしながら、従来一
般に行われている様に、(3)メタン生成段階を終え
た最終残渣を発酵槽前端の(1)液化段階に返送する
ことは、種々の問題を生ずる。即ち、最終残渣に
含まれる菌種は、(3)メタン生成段階に最適化され
ているため、返送後直ちに(1)液化段階の菌種に適
合することは、出来ない。また、(3)メタン生成段
階は、最も弱い偏性嫌気性菌により維持されてい
るので、(1)液化段階および(2)酸生成段階の液性
（弱酸性）では、偏性嫌気性菌が生存し難く、返
送された最終残渣中の菌種が(3)メタン生成段階ま
で辿り着くことは、容易ではない。
応） これらの各段階に関与する菌種は、それぞれ異
なつている。菌を移植することにより発酵促進を
図るために、発酵残渣の一部を返送・循環するこ
とは、常法の手段である。しかしながら、従来一
般に行われている様に、(3)メタン生成段階を終え
た最終残渣を発酵槽前端の(1)液化段階に返送する
ことは、種々の問題を生ずる。即ち、最終残渣に
含まれる菌種は、(3)メタン生成段階に最適化され
ているため、返送後直ちに(1)液化段階の菌種に適
合することは、出来ない。また、(3)メタン生成段
階は、最も弱い偏性嫌気性菌により維持されてい
るので、(1)液化段階および(2)酸生成段階の液性
（弱酸性）では、偏性嫌気性菌が生存し難く、返
送された最終残渣中の菌種が(3)メタン生成段階ま
で辿り着くことは、容易ではない。
問題点を解決するための手段
本発明者は、上記の従来技術の問題点に鑑みて
研究を進めた結果、上記(1)〜(3)の各段階で最適化
された菌種をそれぞれの段階で返送することによ
り、返送菌群を最も有効に作用させることに成功
した。
研究を進めた結果、上記(1)〜(3)の各段階で最適化
された菌種をそれぞれの段階で返送することによ
り、返送菌群を最も有効に作用させることに成功
した。
即ち、本発明は、下記のメタン発酵方法を提供
するものである： 「嫌気性発酵槽を使用して湿性有機廃棄物また
はバイオマスをメタン発酵するに際し、発酵槽内
の液化域、酸生成域およびメタン化域のそれぞれ
において汚泥の局部循環を行うことを特徴とする
汚泥の局部循環によるメタン発酵方法。」 以下添付図面を参照しつつ、本発明をさらに詳
細に説明する。
するものである： 「嫌気性発酵槽を使用して湿性有機廃棄物また
はバイオマスをメタン発酵するに際し、発酵槽内
の液化域、酸生成域およびメタン化域のそれぞれ
において汚泥の局部循環を行うことを特徴とする
汚泥の局部循環によるメタン発酵方法。」 以下添付図面を参照しつつ、本発明をさらに詳
細に説明する。
第１図に示す嫌気性発酵槽は、液化域A1、酸
生成域A2およびメタン化域Ｂにより構成されて
いる。嫌気性発酵槽の左端から投入された生汚
泥、バイオマスなどの被処理物Ｓは、液化域A1
内で循環する液化菌を多量に含む返送汚泥R3と
接触して、直ちに低分子化分解発酵（液化）が始
まる。低分子化分解発酵処理された被処理物Ｓ
が、液化域A1を通過する際に、沈殿に富む汚泥
部分（液化菌および未分解残渣を含む）が抽出返
送されるとともに、残余の液体の大部分が、酸生
成域A2へと送られ、酸生成菌に富む返送汚泥R2
に接触して、直ちに酸生成発酵が始まる。酸生成
域A2において、低分子被処理物から可溶性有機
物である低級脂肪酸（主として酢酸からなる）へ
の分解が進行したところで、酸生成菌に富む汚泥
R2が、抽出返送されるとともに、弱酸性の液体
の大部分が、次のメタン化域Ｂに送られる。メタ
ン化域Ｂにおいて、該液体は、メタン菌に富み且
つ弱アルカリ性である返送汚泥R1と接触して、
中和され、メタン発酵が進行する。大部分の分解
性有機物が主としてメタンと炭酸ガスとからなる
ガスＧに転化して稀薄液となつた上澄液は、消化
脱離液Ｌとして系外に排出され、一方、沈殿は、
消化汚泥R0として系外に排出される。
生成域A2およびメタン化域Ｂにより構成されて
いる。嫌気性発酵槽の左端から投入された生汚
泥、バイオマスなどの被処理物Ｓは、液化域A1
内で循環する液化菌を多量に含む返送汚泥R3と
接触して、直ちに低分子化分解発酵（液化）が始
まる。低分子化分解発酵処理された被処理物Ｓ
が、液化域A1を通過する際に、沈殿に富む汚泥
部分（液化菌および未分解残渣を含む）が抽出返
送されるとともに、残余の液体の大部分が、酸生
成域A2へと送られ、酸生成菌に富む返送汚泥R2
に接触して、直ちに酸生成発酵が始まる。酸生成
域A2において、低分子被処理物から可溶性有機
物である低級脂肪酸（主として酢酸からなる）へ
の分解が進行したところで、酸生成菌に富む汚泥
R2が、抽出返送されるとともに、弱酸性の液体
の大部分が、次のメタン化域Ｂに送られる。メタ
ン化域Ｂにおいて、該液体は、メタン菌に富み且
つ弱アルカリ性である返送汚泥R1と接触して、
中和され、メタン発酵が進行する。大部分の分解
性有機物が主としてメタンと炭酸ガスとからなる
ガスＧに転化して稀薄液となつた上澄液は、消化
脱離液Ｌとして系外に排出され、一方、沈殿は、
消化汚泥R0として系外に排出される。
消化脱離剤Ｌおよび消化汚泥R0は、適宜分析
されて、未分解物が多いことが判明した場合に
は、返送汚泥R1の量を増加させて、分解促進を
図る。
されて、未分解物が多いことが判明した場合に
は、返送汚泥R1の量を増加させて、分解促進を
図る。
消化脱離液Ｌと消化汚泥R0との完全な分離は、
一版に困難であるが、その中間の混濁液を抜き取
り、返送汚泥R1とともに返送することにより、
両者の分離は容易となる。
一版に困難であるが、その中間の混濁液を抜き取
り、返送汚泥R1とともに返送することにより、
両者の分離は容易となる。
また、土砂に富む残渣は消化汚泥の下部に集ま
り、菌体を多く含む軽い残渣はその上部に集まる
傾向にあるので、菌体の返送循環には、沈殿槽の
中部から抽出返送するのが好ましいことは、すで
に本発明者が見出している（特開昭59−105896号
公報）。但し、該出願の発明は、発酵槽の終端部
から抽出した返送汚泥を発酵槽の前端部に返送し
ており、発酵槽の各段階毎に最適化された状態で
汚泥の返送を行う本発明とは、明確に区別される
ものである。
り、菌体を多く含む軽い残渣はその上部に集まる
傾向にあるので、菌体の返送循環には、沈殿槽の
中部から抽出返送するのが好ましいことは、すで
に本発明者が見出している（特開昭59−105896号
公報）。但し、該出願の発明は、発酵槽の終端部
から抽出した返送汚泥を発酵槽の前端部に返送し
ており、発酵槽の各段階毎に最適化された状態で
汚泥の返送を行う本発明とは、明確に区別される
ものである。
本発明方法を実施するために使用する発酵槽と
しては、特に制限はない。例えば、仕切板Ｗを備
えた発酵槽（第２図）、仕切りネツトＮを備えた
発酵槽（第３図）、嫌気性回転円板Ｄを備えた発
酵槽（第４図）などの他に、最も簡易な静置型長
槽（第１図）であつても良い。なお、Ｐは、返送
ポンプである。
しては、特に制限はない。例えば、仕切板Ｗを備
えた発酵槽（第２図）、仕切りネツトＮを備えた
発酵槽（第３図）、嫌気性回転円板Ｄを備えた発
酵槽（第４図）などの他に、最も簡易な静置型長
槽（第１図）であつても良い。なお、Ｐは、返送
ポンプである。
発酵槽内での混合は、各域の独立した特性を失
わせる様な前後方向での混合を生じない様に、換
言すれば、各域内での混合のみを生じる様に、緩
やかに行うことが好ましい。この様な緩やかな混
合は、全体的な被処理物の流れによつても、汚泥
の返送流によつても、或いは第４図に示す様な回
転板による撹拌によつても、行うことができる。
撹拌が不十分である場合には、発酵槽内で発生
し、系外に排出されるガスを送入して撹拌を促進
しても良い。
わせる様な前後方向での混合を生じない様に、換
言すれば、各域内での混合のみを生じる様に、緩
やかに行うことが好ましい。この様な緩やかな混
合は、全体的な被処理物の流れによつても、汚泥
の返送流によつても、或いは第４図に示す様な回
転板による撹拌によつても、行うことができる。
撹拌が不十分である場合には、発酵槽内で発生
し、系外に排出されるガスを送入して撹拌を促進
しても良い。
汚泥R1，R2およびR3の返送は、吸引ポンプ、
流送ポンプなどの公知の手段を使用することが出
来る。
流送ポンプなどの公知の手段を使用することが出
来る。
汚泥R1，R2およびR3の返送量は、分解処理対
象である原料の組成、分解性などにより大きく異
なる。例えば、平均的な下水汚泥の場合には、流
入量の50±25％程度とすることが適当である。原
料の分解性が低い程、返送率を高くすべきこと
は、言うまでもない。
象である原料の組成、分解性などにより大きく異
なる。例えば、平均的な下水汚泥の場合には、流
入量の50±25％程度とすることが適当である。原
料の分解性が低い程、返送率を高くすべきこと
は、言うまでもない。
発明の効果
本発明方法によれば、下記の様な効果が達成さ
れる。
れる。
(1) 一般に、メタン菌は、その濃度を高く維持す
ることが困難であるとされている。しかるに、
本発明においては、発酵槽内の液化域、酸生成
域およびメタン化域という各段階毎に最適化さ
れた状態で汚泥の返送を行うので、メタン菌の
濃度を高レベルに維持管理することは、容易で
ある。
ることが困難であるとされている。しかるに、
本発明においては、発酵槽内の液化域、酸生成
域およびメタン化域という各段階毎に最適化さ
れた状態で汚泥の返送を行うので、メタン菌の
濃度を高レベルに維持管理することは、容易で
ある。
(2) また、液化菌および酸生成菌も、その活動域
において循環されるので、有機物の分解速度を
高めて、発酵槽の容積を減少させることがで
き、メタン収率を高くなる。
において循環されるので、有機物の分解速度を
高めて、発酵槽の容積を減少させることがで
き、メタン収率を高くなる。
(3) さらに、メタン発酵槽の失調の主な原因とな
る負荷の急増、有機酸の急増などの現象も、返
送汚泥R2およびR3の段階で観測できるので、
失調に至る前に適確な対策（例えば、中和量の
石灰の投入など）を取ることができる。
る負荷の急増、有機酸の急増などの現象も、返
送汚泥R2およびR3の段階で観測できるので、
失調に至る前に適確な対策（例えば、中和量の
石灰の投入など）を取ることができる。
第１図は、本発明の基本的構成を説明するため
の概念的フロー図を示し、第２図乃至第４図は、
本発明において使用することが出来る種々の形式
の発酵槽を示す。 Ｓ……生汚泥、バイオマスなどの原料、Ｇ……
ガス、Ｌ……消化脱離液、R0……消化残渣、R1，
R2，R3……返送汚泥、A1……液化域、A2……酸
生成域、Ｂ……メタン化域、Ｐ……返送ポンプ、
Ｗ……仕切り板、Ｎ……ネツト、Ｄ……回転板。
の概念的フロー図を示し、第２図乃至第４図は、
本発明において使用することが出来る種々の形式
の発酵槽を示す。 Ｓ……生汚泥、バイオマスなどの原料、Ｇ……
ガス、Ｌ……消化脱離液、R0……消化残渣、R1，
R2，R3……返送汚泥、A1……液化域、A2……酸
生成域、Ｂ……メタン化域、Ｐ……返送ポンプ、
Ｗ……仕切り板、Ｎ……ネツト、Ｄ……回転板。
Claims (1)
- １ 嫌気性発酵槽を使用して湿性有機廃棄物また
はバイオマスをメタン発酵するに際し、発酵槽内
の液化域、酸生成域およびメタン化域のそれぞれ
において汚泥の局部循環を行うことを特徴とする
汚泥の局部循環によるメタン発酵方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59060318A JPS60202798A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 複合局部再循環によるメタン発酵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59060318A JPS60202798A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 複合局部再循環によるメタン発酵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60202798A JPS60202798A (ja) | 1985-10-14 |
| JPH0312960B2 true JPH0312960B2 (ja) | 1991-02-21 |
Family
ID=13138705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59060318A Granted JPS60202798A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 複合局部再循環によるメタン発酵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60202798A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2740508B2 (ja) * | 1987-12-28 | 1998-04-15 | ヴァロルガ | バイオガス製造装置 |
| JPH09168798A (ja) * | 1996-12-04 | 1997-06-30 | Valorga | バイオガスの製造方法 |
| JP2002307098A (ja) * | 2001-04-13 | 2002-10-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 有機性汚泥の嫌気性消化方法及び嫌気性消化装置 |
| FR2994441B1 (fr) * | 2012-08-13 | 2017-02-10 | Michel Bonhomme | Procede et installation de fermentation principalement anaerobie, continu, multi phases, polysubtrat, en matiere epaisse |
| JP2017209614A (ja) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | 日本プライスマネジメント株式会社 | メタン発酵装置 |
| JP7292535B1 (ja) * | 2022-04-08 | 2023-06-16 | 三菱電機株式会社 | 有機性廃棄物の処理システム及び有機性廃棄物の処理方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5814278A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | Nec Corp | バ−コ−ド読取装置 |
| JPS59384A (ja) * | 1982-06-26 | 1984-01-05 | Kubota Ltd | 有機性廃液の嫌気性消化法 |
-
1984
- 1984-03-27 JP JP59060318A patent/JPS60202798A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60202798A (ja) | 1985-10-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |