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JPH0375237B2 - - Google Patents
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JPH0375237B2 - - Google Patents

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JPH0375237B2
JPH0375237B2 JP6930689A JP6930689A JPH0375237B2 JP H0375237 B2 JPH0375237 B2 JP H0375237B2 JP 6930689 A JP6930689 A JP 6930689A JP 6930689 A JP6930689 A JP 6930689A JP H0375237 B2 JPH0375237 B2 JP H0375237B2
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JP
Japan
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methane
methane fermentation
acid
fermentation tank
fermenter
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は、有機物含有排水の処理等に好適なメ
タン発酵装置に関し、詳しくは効率的なメタン発
酵を行なうことができるメタン発酵装置に関す
る。 〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕 現在、我国における都市、工場等から排出され
る有機物含有排水については、主として好気性の
生物による処理が行なわれている。しかしなが
ら、近年は嫌気性メタン発酵処理が注目され、産
業排水の嫌気性処理装置等が実用化されるに至つ
ている。その理由として、好気性処理に比べて
処理に必要な電力量が少ないこと、ガス化によ
る有効エネルギーの回収が可能であること、余
剰汚泥量が少なく汚泥処理コストが低減できるこ
となどが挙げられ、省エネルギー型の排水処理が
可能となるためである。 メタン発酵は通常、「加水分解→酸発酵→メタ
ン発酵」の三要素の生化学反応から成つており、
高分子のタンパク質や炭水化物等の基質が低分子
化して高級脂肪酸となり、さらに低級脂肪酸化さ
れてメタン、炭酸ガス等が生成される。この生化
学反応プロセスでメタン発酵菌の増殖速度は極め
て低いため、菌体の系外流出を避けなければなら
ない。このような状況下、高速メタン発酵を可能
にするには、高濃度のメタン発酵菌をバイオリア
クター内に保持することが必要となる。高速メタ
ン発酵を実現するためには、バイオリアクター中
に微生物担体を充填し、菌体を付着せしめて菌体
の洗い出し(Wash out)現象を阻止することに
より、バイオリアクター中の菌体濃度を増加させ
て効率的なメタン発酵を行わせることが必要であ
る。現在、微生物担体としてはポーラスセラミツ
クス、砂、活生炭、ケイソウ土等の無機担体やプ
ラスチツクの板あるいは粒子、ラシヒリング等の
有機担体があるが、いずれも菌体を十分に付着す
ることができないため、満足できる結果が得られ
ていない。 〔課題を解決するための手段および作用〕 そこで、本発明者らは上記問題点を解消した高
性能メタン発酵用バイオリアクターの実現を目指
し鋭意研究を行なつたところ、バイオリアクター
を酸発酵槽とメタン発酵槽とに分け、各槽にそれ
ぞれ特定の不織布を微生物担体を充填し、該担体
にメタン発酵菌を担持せしめたものを用いるとと
もに、各槽にそれぞれ上向流を形成するための循
環手段を設ければよいことを見出し、この知見に
基いて本発明を完成した。 すなわち本発明は、有機物含有排水のメタン発
酵を行なうメタン発酵装置において、前記メタン
発酵装置が嫌気性の酸発酵槽とメタン発酵槽とに
分けられているとともに、前記酸発酵槽および前
記メタン発酵槽にはそれぞれ比重1.0以上のプラ
スチツク繊維よりなる不織布担体に担持された微
生物が充填されており、かつ前記酸発酵槽および
前記メタン発酵槽にはそれぞれ上向流を形成する
ための循環手段が備えられていることを特徴とす
るメタン発酵装置を提供するものである。 以下、本発明を図面により詳細に説明する。本
発明の装置は基本的には酸発酵槽とメタン発酵槽
の2つの槽よりなる。第1図a〜cは本発明にお
いて用いる酸発酵槽の一態様を示したものであ
り、第1図aは同酸発酵槽の上部平面図、第1図
bは同酸発酵槽の縦断面図、第1図cは同酸発酵
槽の一部切欠き下部平面図である。また、第2図
a〜cは本発明において用いるメタン発酵槽の一
態様を示したものであり、第2図aは同メタン発
酵槽の上部平面図、第2図bは同メタン発酵槽の
縦断面図、第2図cは同メタン発酵槽の一部切欠
き下部平面図である。 図中、符号1は酸発酵槽であつて、酸発酵槽1
は外形が通常、円筒型または角筒型のものであ
り、第1図では角筒型のものを示している。この
酸発酵槽1は上部に、後述する不織布担体の流出
を防ぐ有孔板2を有するとともに、下部に前記不
織布担体を維持する有孔板3を有している。これ
ら有孔板2と有孔板3の外形は酸発酵槽1と同様
であつて、酸発酵槽1よりわずかに小さいもので
ある。有孔板2と有孔板3は文字通り、孔を有す
る板状のものであればよいが、好ましくは図示し
た如く格子状のものである。 上記有孔板2と有孔板3との間に、不織布担体
に担持された微生物が充填されている。図中、符
合4は、不織布担体に担持された微生物を充填し
た層である。この不織布担体の詳細については後
述する。 上記不織布担体の充填率は、有孔板2と有孔板
3の間の容積の50〜90%、特に60〜80%とするこ
とが好ましい。ここで充填率が50%未満である
と、逆洗時の流動は十分に行なわれるものの、不
織布担体に付着する菌体量が減少し、反応効率が
低下するため好ましくない。一方、充填率が90%
を超えると、不織布担体に付着した余剰の菌体に
逆洗により剥離する場合に十分な不織布担体の流
動が行なわれず、十分な洗浄効果が得られないた
め好ましくない。 本発明においては、上記酸発酵槽1に有機物を
含有する排水(原排水)を供給するための排水供
給管5および排水供給ポンプ6が、下部の有孔板
3より下側に備えられている。したがつて、排水
は排水供給管5および排水供給ポンプ6を通り、
下部の有孔板3の下に設置されている穴あき管7
を通つて酸発酵槽1上方に向かつて流れる。 さらに、本発明においてはこれとは別に、酸発
酵槽1に上向流を形成するための循環手段を下部
の有孔板3より下側に備えている。この循環手段
は具体的には循環用管8および循環用ポンプ9か
らなつており、上部の有孔板2の上方の処理水を
循環用ポンプ8および循環用ポンプ9を通して穴
あき管10により処理水の一部を循環させる。 上記の排水供給管5、排水供給ポンプ6および
穴あき管7ならびに循環用管8、循環用ポンプ9
および穴あき管10とにより、酸発酵槽1に上向
流が形成される。 ここで上記手段により形成される上向流の流速
(排水の流速と循環水の流速の合計の流速)LV
は、ガス発生の始まる前においては6〜8m/hr
以上とすることが必要である。この範囲以上の
LV値をとると酸発酵槽1内にデツドゾーンがな
く、排水および循環水と、不織布担体に担持され
た微生物との接触が槽内全体で極めて効率良く行
なわれる。酸発酵槽1よりガスの発生が始まつた
ら、ガスによる混合が行なわれるため、LV値を
6〜8m/hr未満に下げても良い。 酸発酵槽1は上記の如く不織布担体を固定床と
して使用しているため、菌体の増殖により担体の
目詰りが発生する。このため定期的に担体の逆洗
を行なう必要があり、そのための逆洗手段が酸発
酵槽1の下部有孔板3より下側に備えられてい
る。逆洗の方法としては、槽内の上向流の流速
LVを増加させる方法と吹き込みガスを槽内に与
える方法が考えられるが、本発明の酸発酵槽1で
はその両方を使用し、目詰りを解消する。 したがつて、逆洗手段として広義には槽内の上
向流の流速LVを増加させるための手段を含むが、
ここでは狭義の意味における逆洗手段、すなわち
吹き込みガスを槽内に与える手段について述べ
る。吹き込みガスは窒素等の不活性ガスや槽内か
ら発生するガスを利用する。本発明においては図
示した如く、酸発酵槽1の最下部に、逆洗用ガス
管11およびスパージヤー12を備えており、逆
洗用のガスは逆洗用ガス管11を通り、スパージ
ヤー12より槽内へ吹き込まれる。 以上の如き構造を有する酸発酵槽1内におい
て、排水中の有機物は微生物により酸発酵反応を
受け、処理水管13を通して、後段のメタン発酵
槽15に導かれる。また、酸発酵槽1より発生す
るガスは、ガス管14より取り出され、必要によ
り一部は上記逆洗用の吹き込みガスとして利用さ
れる。 上記酸発酵槽1とは別に、これと接続して後段
にメタン発酵槽15が設けられている。このメタ
ン発酵槽15は外形が通常、円筒型または角筒型
のものであり、第2図では角筒型のものを示して
いる。 このメタン発酵槽15は、前記の酸発酵槽1と
ほぼ同様の構造を有するものであるが、酸発酵槽
1とは担体充填率および使用する担体の形状が通
常異なつている。 すなわち、メタン発酵槽15は上部と下部にそ
れぞれ有孔板16、有孔板17を有しており、上
部有孔板16により不織布担体の流出を防ぐとと
もに、下部有孔板17により不織布担体を維持し
ている。これら有孔板16と有孔板17は、前記
酸発酵槽1における有孔板2と有孔板3と同様の
ものである。 この有孔板16と有孔板17との間に、不織布
担体に担持された微生物が充填されている。図
中、符号18は不織布担体に担持された微生物を
充填した層である。 このメタン発酵槽15に充填される不織布担体
の充填率は、有孔板16と有孔板17の間の容積
の70〜100%である。その理由は、メタン発酵槽
15内のメタン発酵菌は増殖が遅く、かつ酸発酵
菌ほど粘着性がなく、不織布担体の流動を行なわ
なくとも微生物の剥離が行なわれるためである。 本発明においては、上記メタン発酵槽15に酸
発酵槽1を通過した水を供給するための供給管1
9が備えられている。この供給管19は、酸発酵
槽1の処理水管13と直接または間接に接続され
ており、下部の有孔板17より下側に備えられて
いる。したがつて、酸発酵槽1を通過した水は、
処理水管13から供給管19に導かれ、下部の有
孔板17の下に設置されている穴あき管20を通
つてメタン発酵槽15上方に向かつて流れる。こ
こで酸発酵槽1よりメタン発酵槽15への流れは
重力によつて行なう。このため酸発酵槽1とメタ
ン発酵槽15の位置関係や、処理水管13と供給
管19の位置関係など十分考慮すべきである。 さらに本発明においては、メタン発酵槽15に
上向流を形成するための循環手段を、下部の有孔
板17より下側に備えている。この循環手段は具
体的には循環用管21および循環用ポンプ22か
らなつており、上部の有孔板16の上方の処理水
を循環用管21および循環用ポンプ22を通して
穴あき管23により処理水の一部を循環させる。 上記の循環手段により、さらには処理水管13
と供給管19の位置関係などによる酸発酵水の流
れと相俟つて、メタン発酵槽15に上向流が形成
される。 ここで上記手段により形成される上向流の流速
(酸発酵水の流速と循環水の流速の合計の流速)
LVは、ガス発生の始まる前は6〜8m/hr以上
とすることが必要である。この範囲以上のLV値
をとるとメタン発酵槽15内にデツドゾーンがな
く、排水(酸発酵水)および循環水と、不織布担
体に担持された微生物との接触が槽内全体で極め
て効率良く行なわれる。メタン発酵槽15よりガ
スの発生が始まつたら、ガスによる混合が行なわ
れるため、LV値を6〜8m/hr未満に下げても
良い。 メタン発酵槽15は、酸発酵槽1と同様に、不
織布担体を固定床として使用しているため、長期
間では菌体の増殖により担体の目詰りが発生す
る。このため定期的に担体の逆洗を行なう必要が
あり、そのための逆洗手段がメタン発酵槽15の
下部有孔板17より下側に備えられている。逆洗
方法は、前記酸発酵槽1の逆洗方法と同様であ
り、槽内の上向流の流速LVを増加させるととも
に、吹き込みガスを槽内に与えることにより行な
う。 ここで吹き込みガスを槽内に与えるために、メ
タン発酵槽15の最下部に、逆洗用ガス管24お
よびスパージヤー25が備えられている。窒素等
の不活性ガスや槽内から発生するガスを利用した
吹き込みガスは、逆洗用ガス管24を通り、スパ
ージヤー25より槽内へ吹き込まれる。 本発明においては、排水中の有機物は酸発酵槽
1内で微生物により酸発酵を行ない、メタン発酵
槽15にてメタン等のガスになり、ガス管27よ
り取り出される。また、メタン発酵処理水は、処
理水管26を通して外部に放流される。 さて本発明で微生物担体として用いる不織布担
体について述べると、この不織布担体は無数の複
雑な空間を有する不織布を素材としたものであ
る。この不織布素材は水より比重の大きい、比重
1.0以上のプラスチツク繊維よりなるものである。 酸発酵とメタン発酵の反応は、それぞれの反応
を司る菌相が異なるため、菌相に合つた素材を選
ぶことが必要である。具体例を示すと、ポリ塩化
ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ビニロ
ンなどを挙げることができ、中でもポリ塩化ビニ
リデンは酸発酵に関与する微生物とメタン発酵に
関与する微生物のいずれもが付着しやすいので好
ましい。 不織布担体の特徴を要約すると、1)不織布が
織りなす複雑な空間内に高濃度に微生物を固定す
ることができる;2)空間の大きさを糸の太さ、
圧縮度合い等により自由に調整でき、種々の菌体
の固定化に適用できる;3)担体の占める実容積
が少なく、水のホールドアツプ量が極めて大き
い;4)過効果がある;5)加工が容易であ
る;6)様々な合成樹脂素材から菌体付着に適し
たものを選択できる;7)剛体化可能であり、ハ
ンドリングが容易である;8)軽量で経済性に優
れる等を挙げることができる。以上の理由から、
不織布製の微生物担体は極めて菌体の固定化化に
適している。 このような不織布を微生物担体としてメタン発
酵を行なうにあたり、菌体を高濃度に付着せしめ
るためには不織布の目開きが重要である。不織布
はその素材の糸が作り出す無数の複雑な空間を有
しているが、本発明者らは不織布は、それを構成
する糸が立方格子を形成し、無水の空間により構
成されるものと仮定し、第3図a〜cに示したよ
うな立方格子モデル概念図を考えた。第3図aは
不織布外観図、第3図bはモデル図(n=3)、
第3図cは立方格子図である。なお、図中、αは
目開き、βは糸径中心からの目開き、lは不織布
担体の1辺の長さを示している。この立方格子モ
デルを使用して、本発明では1辺lcmの正立方体
不織布がn個に分割された立方格子を形成してい
るとして下記の式により、目開きを計算した。そ
の結果、酸発酵用バイオリアクターに充填する不
織布担体の目開きは2〜9mm、メタン発酵用バイ
オリアクターに充填する不織布担体の目開きは
0.6〜3mmとすることが好ましいことを究明した
(この詳細は特願昭63−6836号明細書に開示され
ている。)。なお、目開き計算をするにあたつて、
d:糸の太さ(cm)、L:糸の総延長(cm)、l:
不織布担体の1辺の長さ(cm)、n:分割数
(−)、γ:素材の真比重(g/cm3)、γa:不織布
のカサ比重(g/cm3)、W:正立方体不織布の重
量(g)、α:目開き(cm)、β:糸径中心からの
目開き(cm)と定義した。 まず、糸の総延長は単位立方格子の辺長とその
辺の数の積で表わすことができる。 L=βx3n(n+1)2 …(1) β=l/n …(2) 式(1),(2)より n=√3−1 …(3) また、正立方体不織布の重量は下記の(4)式で表
わすことができる。 W=L×1/4πd2×γ …(4) 不織布のカサ比重は下記の(5)式で表わすことが
できる。 γa=W/l3 …(5) 上記式(4),(5)より L=−kl3 …(6) ここで k=(γa/γ)/1/4πd2 …(7) である。 式(7),(3)より 従つて、目開きαは下記の(9)式で表わすことが
できる。 本発明において、不織布担体の形状は連続生産
が可能で安価に生産されるものが好ましい。一般
に使用される不織布担体の形状が第4図a〜eに
示される。第4図aは円柱状、第4図bは角形
状、第4図cは球型状、第4図dは中空円筒状の
ものを示しており、さらに第4図eはプラスチツ
ク基板と不織布を交互に組み合わせた立方体モジ
ユールを示している。 本発明において不織布担体の形状は、酸発酵槽
1とメタン発酵槽15とで同一のものであつても
よいが、好ましくは異なるものを使用する。すな
わち、反応効率からすると第4図aに示す如き形
状のものが良いが、このものは流動性の点で第4
図aのものに劣つている。したがつて、担体の逆
洗時に流動性が特に要求される酸発酵槽1には第
4図aの如き円柱状のもの、或いはこれにさらに
流動性向上のため穴あきプラスチツクフイルムを
円周に被覆したものを用い、メタン発酵槽15に
は第4図eの如き形状のものを用いることが好ま
しい。 なお、不織布は柔らかいため担体として使用す
るためには工夫が必要である。通常、不織布の表
面に熱を加え剛体化したものを用いる必要があ
る。しかしながら、第4図eの如き形状の場合、
プラスチツク基板がモジユールの強度のサポート
となつているため、熱を加えて剛体化する必要は
ない。 〔実施例〕 次に本発明を実施例により説明するが、本発明
の範囲を超えない限り、これに限定されるもので
はない。 実施例 1 酸発酵槽およびメタン発酵槽を有するメタン発
酵装置(固定床型メタン発酵バイオリアクター)
を用いたベンチプラントを、油脂・タンパク製造
工場に設置し長期連続嫌気性メタン発酵のフイー
ルドテストを実施した。本廃水はBOD約1000
mg/で、流量7.5m3/日、水温30℃の条件にて
装置設計を行なつた。 以下、実験内容を第5図に示すフローシートに
従つて説明する。 (1) フローシートの説明 廃水(原水)は、調整槽101に貯留された
後、原水ポンプ102によつて酸発酵槽103
へ供給される。酸発酵槽103内は循環用ポン
プ104によつて上向流で液循環されており、
3.2時間の滞留時間の後、酸発酵処理水は外部
配管(処理水管)105を通つてメタン発酵槽
106へ流入する。メタン発酵槽106におい
ても、酸発酵槽103と同様に、循環用ポンプ
107によつて上向流で液循環されている。
6.4時間の滞留時間の後、オーバーフローした
メタン発酵処理水は、一旦処理水槽108に貯
留され、適宜処理水ポンプ109によつて放流
される。また、バイオリアクター内で増殖する
微生物は、余剰汚泥として酸発酵槽103、メ
タン発酵槽106それぞれの底部より、配管1
10,111を介して適宜引き抜くことができ
るようになつている。引き抜かれた汚泥はスラ
ツジタンク112へ貯留され、スラツジポンプ
113によつて汚泥処理設備へと送られる。 一方、バイオリアクターから発生したガス
は、各々ガス管114,115を通り、酸化鉄
触媒を充填した脱流塔116,116′に流入
し、硫化水素等の悪臭成分が除去される。次い
で、脱流塔116,116′を出たガスは洗浄
塔117へと導かれ、微量に残存する悪臭成分
が、アルカリを主成分とする水溶液によつて吸
収される。脱流塔116,116′と洗浄塔1
17の中間にあるクツシヨン槽118は、汚泥
を引き抜いたときなどに、バイオリアクター内
が負圧となつて大気を吸引することが起こらな
いように、発生ガスを少量貯留しておくもので
ある。このようにして悪臭成分が除去された発
生ガスはエネルギーとして利用できることとな
る。 (2) 実験装置 第5図のフローシートに示された実験装置の
主要機器について説明する。 調整槽 2000mmφ×2000mmH、容積6.3m3、有効容
積5.0m3×2基 固定床型メタン発酵バイオリアクター 〔酸発酵槽〕 第1図に示す構造のものを用いた。 a) 寸法 Γ900mm×750mm×1800mmH、容積1.2m3
有効容積1.0m3 Γ有孔板間隔の容積:900mm×750mm×1500
mmH、容積0.71m3 b) 不織布担体形状 第4図aに示す円柱状担体(50mmφ×50
mmL)に、穴あきプラスチツクフイルムを
円周に被覆したもの(プラスチツクフイル
ムの穴径:7.8mmφ、プラスチツクフイル
ムの孔率:30%)を用いた。 c) 不織布担体充填量と率 充填量 0.54m3 有孔板間隔の容積当り充填率 76% d) 不織布担体の目開き 不織布担体の目開きは3.6mmのものを使
用した。 〔メタン発酵槽〕 第2図に示す構造のものを用いた。 a) 寸法 Γ900mm×900mm×3000mmH、容積2.4m3
有効容積2.0m3 Γ有孔板間隔の容積:900mm×900mm×2050
mmH、容積1.7m3 b) 不織布担体形状 第4図eに示すプラスチツク基板と不織
布とを組み合わせた立方体モジユールを使
用した。なお、プラスチツク基板は表面に
凹凸を有するものを使用した。この基板の
厚さは0.7mm、基板の間隔33mm、不織布の
厚さは20mmであり、単位モジユール寸法は
450mm×450mm×500mmであつた。 c) 不織布担体充填量と率 充填量 1.7m3 有孔板間隔の容積当り充填率 100% d) 不織布担体の目開き 不織布担体の目開きは2.1mmのものを使
用した。 〔処理水槽〕 1800mmφ×2100mmH、容積5m3 〔スラツジタンク〕 1800mmφ×2100mmH、容積5m3 〔脱硫塔〕 酸発酵槽103およびメタン発酵槽10
6のそれぞれに用いる脱硫塔116,11
6′は同寸法(300mmφ×1750mmH、容積
120)であり、酸化鉄70を充填した。 〔クツシヨン槽〕 容積140 〔洗浄塔〕 200mmφ×2000mmH、容積60 (3) 実験方法および結果 運転開始に際し、消化汚泥を種菌として、酸
発酵槽103とメタン発酵槽に投入した。各槽
のPHは前者が6.0〜6.7、後者が7.2〜7.8の範囲
にコントロールした。その後、微生物の増殖運
転を半年行ない、定常状態となつたので、その
後設計条件における実験を1ヶ月連続にて行な
つた。1ヶ月間の実験の平均値を以下に示す。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a methane fermentation device suitable for treating wastewater containing organic matter, and more particularly to a methane fermentation device that can perform efficient methane fermentation. [Prior art and problems to be solved by the invention] Currently, organic matter-containing wastewater discharged from cities, factories, etc. in Japan is mainly treated using aerobic organisms. However, in recent years, anaerobic methane fermentation treatment has attracted attention, and anaerobic treatment equipment for industrial wastewater has been put into practical use. The reasons for this include the fact that compared to aerobic treatment, the amount of electricity required for treatment is lower, it is possible to recover effective energy through gasification, and the amount of surplus sludge is small, reducing sludge treatment costs, resulting in energy savings. This is because it becomes possible to treat wastewater from the mold. Methane fermentation usually consists of a three-element biochemical reaction: hydrolysis → acid fermentation → methane fermentation.
Substrates such as high-molecular proteins and carbohydrates are reduced in molecular weight to higher fatty acids, which are further converted to lower fatty acids to produce methane, carbon dioxide, and the like. In this biochemical reaction process, the growth rate of methane-fermenting bacteria is extremely low, so it is necessary to avoid leaking the bacterial cells out of the system. Under these circumstances, in order to enable high-speed methane fermentation, it is necessary to maintain a high concentration of methane-fermenting bacteria in the bioreactor. In order to achieve high-speed methane fermentation, the concentration of microorganisms in the bioreactor is increased by filling the bioreactor with microbial carriers, allowing the microorganisms to adhere to them, and preventing the washout phenomenon of the microorganisms. It is necessary to allow efficient methane fermentation to occur. Currently, microbial carriers include inorganic carriers such as porous ceramics, sand, activated carbon, and diatomaceous earth, as well as organic carriers such as plastic plates or particles, and Raschig rings, but none of them are capable of sufficiently attaching bacterial bodies. , satisfactory results have not been obtained. [Means and effects for solving the problem] Therefore, the present inventors conducted intensive research aimed at realizing a high-performance bioreactor for methane fermentation that solved the above problems, and found that the bioreactor could be used as an acid fermenter. A methane fermentation tank is used, each tank is filled with a specific nonwoven fabric and a microorganism carrier, and the carrier supports methane fermentation bacteria, and a circulation means is used to form an upward flow in each tank. The present invention was completed based on this knowledge. That is, the present invention provides a methane fermentation apparatus for methane fermentation of organic matter-containing wastewater, in which the methane fermentation apparatus is divided into an anaerobic acid fermentation tank and a methane fermentation tank, and the acid fermentation tank and the methane fermentation tank are each filled with microorganisms supported on a nonwoven carrier made of plastic fibers having a specific gravity of 1.0 or more, and each of the acid fermenter and the methane fermenter is equipped with a circulation means for forming an upward flow. The present invention provides a methane fermentation device characterized by: Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. The apparatus of the present invention basically consists of two tanks: an acid fermenter and a methane fermenter. Figures 1 a to c show one embodiment of the acid fermenter used in the present invention, Figure 1 a is a top plan view of the acid fermenter, and Figure 1 b is a vertical cross section of the acid fermenter. Figure 1c is a partially cutaway lower plan view of the acid fermenter. Moreover, FIGS. 2 a to c show one embodiment of the methane fermentation tank used in the present invention, FIG. 2 a is a top plan view of the methane fermentation tank, and FIG. 2 b is a top plan view of the methane fermentation tank. The vertical sectional view and FIG. 2c are a partially cutaway lower plan view of the same methane fermentation tank. In the figure, numeral 1 is an acid fermenter, and the acid fermenter 1
Usually, the external shape is cylindrical or prismatic, and FIG. 1 shows a prismatic cylindrical shape. This acid fermentation tank 1 has a perforated plate 2 in the upper part that prevents the nonwoven fabric carrier described later from flowing out, and has a perforated plate 3 in the lower part that maintains the nonwoven fabric carrier. The external shapes of these perforated plates 2 and 3 are similar to that of the acid fermenter 1, and are slightly smaller than the acid fermenter 1. The perforated plate 2 and the perforated plate 3 may literally be plate-shaped with holes, but are preferably grid-shaped as shown. Microorganisms supported on a nonwoven fabric carrier are filled between the perforated plate 2 and the perforated plate 3. In the figure, reference numeral 4 is a layer filled with microorganisms supported on a nonwoven fabric carrier. Details of this nonwoven fabric carrier will be described later. The filling rate of the nonwoven fabric carrier is preferably 50 to 90%, particularly 60 to 80%, of the volume between the perforated plates 2 and 3. If the filling rate is less than 50%, although sufficient flow occurs during backwashing, the amount of bacterial cells adhering to the nonwoven fabric carrier decreases, which is not preferable because the reaction efficiency decreases. Meanwhile, the filling rate is 90%
If it exceeds this amount, sufficient flow of the nonwoven fabric carrier will not be achieved when excess bacterial cells adhering to the nonwoven fabric carrier are peeled off by backwashing, and a sufficient cleaning effect will not be obtained, which is not preferable. In the present invention, a wastewater supply pipe 5 and a wastewater supply pump 6 for supplying wastewater containing organic matter (raw wastewater) to the acid fermentation tank 1 are provided below the lower perforated plate 3. . Therefore, the waste water passes through the waste water supply pipe 5 and the waste water supply pump 6,
Perforated pipe 7 installed under the lower perforated plate 3
The acid flows upwardly through the acid fermenter 1. Furthermore, in the present invention, apart from this, a circulation means for forming an upward flow in the acid fermentation tank 1 is provided below the lower perforated plate 3. This circulation means specifically consists of a circulation pipe 8 and a circulation pump 9, and the treated water above the upper perforated plate 2 is passed through the circulation pump 8 and the circulation pump 9 and treated by the perforated pipe 10. Circulate some of the water. The above-mentioned drainage supply pipe 5, drainage supply pump 6, perforated pipe 7, circulation pipe 8, circulation pump 9
and perforated pipe 10, an upward flow is formed in the acid fermenter 1. Here, the flow velocity of the upward flow formed by the above means (the total flow velocity of the drainage flow velocity and the circulating water flow velocity) LV
is 6 to 8 m/hr before gas generation begins.
It is necessary to do the above. above this range
When the LV value is taken, there is no dead zone within the acid fermentation tank 1, and contact between waste water and circulating water and the microorganisms supported on the nonwoven fabric carrier is carried out extremely efficiently throughout the tank. Once gas starts to be generated from the acid fermenter 1, the LV value may be lowered to less than 6 to 8 m/hr because mixing by gas is performed. Since the acid fermenter 1 uses a nonwoven fabric carrier as a fixed bed as described above, the carrier becomes clogged due to proliferation of bacterial cells. Therefore, it is necessary to periodically backwash the carrier, and a backwashing means for this purpose is provided below the lower perforated plate 3 of the acid fermenter 1. The method of backwashing is to increase the flow rate of the upward flow in the tank.
A method of increasing the LV and a method of supplying blown gas into the tank are conceivable, and the acid fermenter 1 of the present invention uses both to eliminate clogging. Therefore, in a broad sense, backwashing means includes means for increasing the flow velocity LV of the upward flow in the tank,
Here, we will discuss backwashing means in a narrow sense, that is, means for supplying blown gas into the tank. As the blowing gas, inert gas such as nitrogen or gas generated from inside the tank is used. In the present invention, as shown in the figure, a backwashing gas pipe 11 and a sparger 12 are provided at the bottom of the acid fermentation tank 1, and the backwashing gas passes through the backwashing gas pipe 11 and is transferred from the sparger 12 to the tank. blown inward. In the acid fermentation tank 1 having the above-described structure, organic matter in the waste water undergoes an acid fermentation reaction by microorganisms, and is led to the methane fermentation tank 15 at the subsequent stage through the treated water pipe 13. Further, the gas generated from the acid fermentation tank 1 is taken out from the gas pipe 14, and a part of it is used as the blowing gas for backwashing, if necessary. Separately from the acid fermentation tank 1, a methane fermentation tank 15 is provided at a subsequent stage connected thereto. The methane fermentation tank 15 usually has a cylindrical or prismatic external shape, and FIG. 2 shows a prismatic cylindrical type. This methane fermenter 15 has almost the same structure as the acid fermenter 1 described above, but is usually different from the acid fermenter 1 in the carrier filling rate and the shape of the carrier used. That is, the methane fermentation tank 15 has a perforated plate 16 and a perforated plate 17 at the upper and lower parts, respectively. The upper perforated plate 16 prevents the nonwoven fabric carrier from flowing out, and the lower perforated plate 17 prevents the nonwoven fabric carrier from flowing out. Maintained. These perforated plates 16 and 17 are similar to the perforated plates 2 and 3 in the acid fermentation tank 1. A space between the perforated plate 16 and the perforated plate 17 is filled with microorganisms supported on a nonwoven fabric carrier. In the figure, reference numeral 18 is a layer filled with microorganisms supported on a nonwoven fabric carrier. The filling rate of the nonwoven fabric carrier filled in this methane fermentation tank 15 is 70 to 100% of the volume between the perforated plates 16 and 17. This is because the methane-fermenting bacteria in the methane fermentation tank 15 grow slowly and are not as sticky as acid-fermenting bacteria, so that the microorganisms can be removed even without fluidization of the nonwoven fabric carrier. In the present invention, a supply pipe 1 for supplying water that has passed through the acid fermentation tank 1 to the methane fermentation tank 15 is provided.
9 is provided. This supply pipe 19 is directly or indirectly connected to the treated water pipe 13 of the acid fermenter 1, and is provided below the lower perforated plate 17. Therefore, the water that has passed through the acid fermenter 1 is
The treated water is led from the treated water pipe 13 to the supply pipe 19 and flows upward through the perforated pipe 20 installed under the perforated plate 17 at the bottom of the methane fermentation tank 15 . Here, the flow from the acid fermenter 1 to the methane fermenter 15 is performed by gravity. For this reason, sufficient consideration should be given to the positional relationship between the acid fermenter 1 and the methane fermenter 15, the positional relationship between the treated water pipe 13 and the supply pipe 19, etc. Furthermore, in the present invention, a circulation means for forming an upward flow in the methane fermentation tank 15 is provided below the lower perforated plate 17. Specifically, this circulation means consists of a circulation pipe 21 and a circulation pump 22, and the treated water above the upper perforated plate 16 is passed through the circulation pipe 21 and the circulation pump 22 and treated by the perforated pipe 23. Circulate some of the water. By the above-mentioned circulation means, the treated water pipe 13
Together with the flow of acid fermentation water due to the positional relationship between the supply pipe 19 and the like, an upward flow is formed in the methane fermentation tank 15. Here, the flow rate of the upward flow formed by the above means (the total flow rate of the acid fermentation water flow rate and the circulating water flow rate)
The LV needs to be 6 to 8 m/hr or more before gas generation begins. When the LV value is above this range, there is no dead zone within the methane fermentation tank 15, and the contact between the waste water (acid fermentation water) and circulating water and the microorganisms supported on the nonwoven fabric carrier is carried out extremely efficiently throughout the tank. . When gas starts to be generated from the methane fermentation tank 15, the LV value may be lowered to less than 6 to 8 m/hr because mixing by gas is performed. Like the acid fermenter 1, the methane fermenter 15 uses a nonwoven fabric carrier as a fixed bed, and therefore, over a long period of time, the carrier becomes clogged due to the proliferation of bacterial cells. Therefore, it is necessary to periodically backwash the carrier, and a backwashing means for this purpose is provided below the lower perforated plate 17 of the methane fermentation tank 15. The backwashing method is similar to the backwashing method of the acid fermentation tank 1, and is carried out by increasing the flow rate LV of the upward flow in the tank and supplying blown gas into the tank. In order to supply blown gas into the tank, a backwashing gas pipe 24 and a sparger 25 are provided at the bottom of the methane fermentation tank 15. A blowing gas using an inert gas such as nitrogen or a gas generated from inside the tank passes through a backwashing gas pipe 24 and is blown into the tank from a spargeer 25. In the present invention, organic matter in wastewater undergoes acid fermentation by microorganisms in the acid fermenter 1, becomes gas such as methane in the methane fermenter 15, and is taken out from the gas pipe 27. Furthermore, the methane fermentation treated water is discharged to the outside through the treated water pipe 26. Now, regarding the nonwoven fabric carrier used as a microorganism carrier in the present invention, this nonwoven fabric carrier is made of a nonwoven fabric having countless complicated spaces. This non-woven material has a specific gravity that is higher than that of water.
It is made of plastic fiber of 1.0 or more. Since the bacterial flora that govern the reactions of acid fermentation and methane fermentation are different, it is necessary to select materials that match the bacterial flora. Specific examples include polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, nylon, vinylon, etc. Among them, polyvinylidene chloride is easily attached to both microorganisms involved in acid fermentation and microorganisms involved in methane fermentation. preferable. To summarize the characteristics of nonwoven fabric carriers, 1) Microorganisms can be immobilized at high concentration within the complex spaces woven by nonwoven fabrics; 2) The size of the spaces is determined by the thickness of the threads;
It can be freely adjusted by adjusting the degree of compression, etc., and can be applied to the immobilization of various bacterial bodies; 3) The actual volume occupied by the carrier is small, and the amount of water held up is extremely large; 4) It is overly effective; 5) It is difficult to process. 6) It is possible to select from various synthetic resin materials suitable for bacterial attachment; 7) It can be made into a rigid body and is easy to handle; 8) It is lightweight and has excellent economic efficiency. can. For the above reasons,
Microbial carriers made of nonwoven fabric are extremely suitable for immobilizing microbial cells. When performing methane fermentation using such a nonwoven fabric as a microbial carrier, the opening of the nonwoven fabric is important in order to allow bacterial cells to adhere at a high concentration. Nonwoven fabrics have countless complex spaces created by the threads of their material, but the inventors assumed that nonwoven fabrics are composed of anhydrous spaces with the threads forming a cubic lattice. Then, a conceptual diagram of a cubic lattice model as shown in FIGS. 3a to 3c was considered. Figure 3a is an external view of the nonwoven fabric, Figure 3b is a model diagram (n = 3),
Figure 3c is a cubic grid diagram. In the figure, α indicates the opening, β indicates the opening from the center of the yarn diameter, and l indicates the length of one side of the nonwoven fabric carrier. Using this cubic lattice model, in the present invention, the mesh opening was calculated using the following formula assuming that a regular cubic nonwoven fabric with a side of 1 cm forms a cubic lattice divided into n pieces. As a result, the opening of the nonwoven fabric carrier filled in the bioreactor for acid fermentation was 2 to 9 mm, and the opening of the nonwoven fabric carrier filled in the bioreactor for methane fermentation was 2 to 9 mm.
It has been found that a thickness of 0.6 to 3 mm is preferable (the details are disclosed in Japanese Patent Application No. 63-6836). In addition, when calculating the eye opening,
d: Thickness of thread (cm), L: Total length of thread (cm), l:
Length of one side of nonwoven fabric carrier (cm), n: number of divisions (-), γ: true specific gravity of material (g/cm 3 ), γa: bulk specific gravity of nonwoven fabric (g/cm 3 ), W: regular cube It was defined as the weight of the nonwoven fabric (g), α: opening (cm), and β: opening (cm) from the center of the yarn diameter. First, the total length of the thread can be expressed as the product of the side length of the unit cubic lattice and the number of sides. L=βx3n(n+1) 2 …(1) β=l/n …(2) From equations (1) and (2), n=√3−1 …(3) Also, the weight of the regular cubic nonwoven fabric is as follows ( 4) It can be expressed by Eq. W=L×1/4πd 2 ×γ (4) The bulk specific gravity of the nonwoven fabric can be expressed by the following equation (5). γa=W/l 3 (5) From the above equations (4) and (5), L=−kl 3 (6) where k=(γa/γ)/1/4πd 2 (7). From equations (7) and (3) Therefore, the eye opening α can be expressed by the following equation (9). In the present invention, the shape of the nonwoven fabric carrier is preferably one that allows continuous production and is produced at low cost. The shapes of commonly used nonwoven carriers are shown in Figures 4a-e. Figure 4a shows a cylindrical shape, Figure 4b shows a square shape, Figure 4c shows a spherical shape, Figure 4d shows a hollow cylindrical shape, and Figure 4e shows a plastic substrate and a non-woven fabric. The figure shows a cubic module consisting of alternating combinations of . In the present invention, the shapes of the nonwoven fabric carriers may be the same in the acid fermenter 1 and the methane fermenter 15, but preferably different shapes are used. In other words, from the standpoint of reaction efficiency, the shape shown in Figure 4a is good, but this shape is better than the shape shown in Figure 4A in terms of fluidity.
It is inferior to the one in Figure A. Therefore, the acid fermenter 1, in which fluidity is particularly required during backwashing of carriers, should have a cylindrical shape as shown in FIG. It is preferable to use a coated one, and to use one having a shape as shown in FIG. 4e for the methane fermentation tank 15. In addition, since nonwoven fabric is soft, some measures are required to use it as a carrier. Usually, it is necessary to use a nonwoven fabric whose surface is heated to make it rigid. However, in the case of the shape as shown in Fig. 4e,
Because the plastic substrate supports the module's strength, there is no need to heat it to make it rigid. [Example] Next, the present invention will be explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto unless it exceeds the scope of the present invention. Example 1 Methane fermentation device having an acid fermenter and a methane fermenter (fixed bed methane fermentation bioreactor)
A bench plant using this was installed at an oil/fat/protein manufacturing factory, and a field test of long-term continuous anaerobic methane fermentation was conducted. This wastewater has a BOD of approximately 1000
The equipment was designed under conditions of a flow rate of 7.5 m 3 /day and a water temperature of 30°C. The contents of the experiment will be explained below according to the flow sheet shown in FIG. (1) Explanation of flow sheet After wastewater (raw water) is stored in the adjustment tank 101, it is pumped to the acid fermentation tank 103 by the raw water pump 102.
supplied to Inside the acid fermentation tank 103, liquid is circulated in an upward flow by a circulation pump 104.
After a residence time of 3.2 hours, the acid fermentation treated water flows into the methane fermentation tank 106 through an external pipe (treated water pipe) 105. In the methane fermentation tank 106 as well, as in the acid fermentation tank 103, the liquid is circulated in an upward flow by a circulation pump 107.
After a residence time of 6.4 hours, the overflowed methane fermentation treated water is temporarily stored in the treated water tank 108 and discharged by the treated water pump 109 as appropriate. In addition, microorganisms growing in the bioreactor are collected as surplus sludge from the bottoms of the acid fermentation tank 103 and the methane fermentation tank 106 through the piping 1.
10, 111 so that it can be pulled out as appropriate. The extracted sludge is stored in a sludge tank 112 and sent to a sludge treatment facility by a sludge pump 113. On the other hand, the gas generated from the bioreactor passes through gas pipes 114 and 115, respectively, and flows into deflow towers 116 and 116' filled with an iron oxide catalyst, where malodorous components such as hydrogen sulfide are removed. Next, the gas exiting the deflow towers 116, 116' is led to a cleaning tower 117, where trace amounts of remaining malodorous components are absorbed by an aqueous solution containing alkali as its main component. Destreaming towers 116, 116' and washing tower 1
A cushion tank 118 located in the middle of the bioreactor 17 stores a small amount of generated gas to prevent the inside of the bioreactor from becoming negative pressure and sucking the atmosphere when sludge is drawn out. The generated gas from which malodorous components have been removed in this way can be used as energy. (2) Experimental equipment The main equipment of the experimental equipment shown in the flow sheet of Figure 5 will be explained. Adjustment tank 2000mmφ×2000mmH, volume 6.3m 3 , effective volume 5.0m 3 x 2 fixed bed methane fermentation bioreactor [acid fermentation tank] The structure shown in FIG. 1 was used. a) Dimensions Γ900mm×750mm×1800mmH, volume 1.2m3 ,
Effective volume 1.0m 3 Volume of perforated plate interval: 900mm x 750mm x 1500
mmH, volume 0.71 m 3 b) Nonwoven fabric carrier shape Cylindrical carrier shown in Figure 4 a (50 mmφ x 50
mmL), the circumference of which was covered with a perforated plastic film (plastic film hole diameter: 7.8 mmφ, plastic film porosity: 30%) was used. c) Filling amount and ratio of nonwoven fabric carrier Filling amount 0.54 m Filling rate per volume between 3 perforated plates 76% d) Aperture of nonwoven fabric carrier A nonwoven fabric carrier with an aperture of 3.6 mm was used. [Methane fermentation tank] A tank having the structure shown in FIG. 2 was used. a) Dimensions Γ900mm×900mm×3000mmH, volume 2.4m3 ,
Effective volume 2.0m 3 Volume of perforated plate spacing: 900mm x 900mm x 2050
mmH, volume 1.7 m 3 b) Non-woven fabric carrier shape A cubic module combining a plastic substrate and non-woven fabric as shown in Figure 4e was used. Note that the plastic substrate used had an uneven surface. The thickness of this board is 0.7mm, the spacing between boards is 33mm, the thickness of the nonwoven fabric is 20mm, and the unit module dimensions are
It was 450mm x 450mm x 500mm. c) Filling amount and ratio of nonwoven fabric carrier Filling amount 1.7 m Filling rate per volume between 3 perforated plates 100% d) Aperture of nonwoven fabric carrier A nonwoven fabric carrier with an aperture of 2.1 mm was used. [Treatment water tank] 1800mmφ×2100mmH, volume 5m 3 [Sludge tank] 1800mmφ×2100mmH, volume 5m 3 [Desulfurization tower] Acid fermentation tank 103 and methane fermentation tank 10
Desulfurization towers 116 and 11 used for each of 6
6′ has the same dimensions (300mmφ×1750mmH, volume
120) and filled with iron oxide 70. [Cushion tank] Volume: 140 [Cleaning tower]: 200 mmφ x 2000 mmH, volume: 60 (3) Experimental method and results At the start of operation, digested sludge was used as a seed culture and was introduced into the acid fermenter 103 and the methane fermenter. The pH of each tank was controlled within the range of 6.0 to 6.7 for the former and 7.2 to 7.8 for the latter. Thereafter, microbial growth operation was conducted for half a year, and a steady state was reached, so experiments were conducted under the designed conditions for one month continuously. The average values of the one month experiment are shown below.

【表】【table】

【表】【table】

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によればBODを有効に除去しつつ、高
いエネルギーを回収すことができる。しかも曝気
動力が不必要であるなど極めて効率よく排水処理
を行なうことができる。
According to the present invention, high energy can be recovered while effectively removing BOD. Furthermore, wastewater treatment can be carried out extremely efficiently since no aeration power is required.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図a〜cは本発明において用いる酸発酵槽
の一態様を示したものであり、第1図aは同酸発
酵槽の上部平面図、第1図bは同酸発酵槽の縦断
面図、第1図cは同酸発酵槽の一部切欠き下部平
面図である。また、第2図a〜cは本発明におい
て用いるメタン発酵槽の一態様を示したものであ
り、第2図aは同メタン発酵槽の上部平面図、第
2図bは同メタン発酵槽の縦断面図、第2図cは
同メタン発酵槽の一部切欠き下部平面図である。
なお、図中、符号1は酸発酵槽、符号2は(上
部)有孔板、符号3は(下部)有孔板、符号4は
微生物担体充填層、符号5は排水供給管、符号6
は排水供給ポンプ、符号8は循環用管、符号9は
循環用ポンプ、符号11は逆洗用ガス管、符号1
2はスパージヤー、符号13は処理水管であり、
符号15はメタン発酵槽、符号16は(上部)有
孔板、符号17は(下部)有孔板、符号18は微
生物担体充填層、符号19は供給管、符号21は
循環用管、符号22は循環用ポンプ、符号24は
逆洗用ガス管、符号25はスパージヤー、符号2
6は処理水管である。 第3図a〜cは立方格子モデル概念図であり、
第3図aは不織布外観図、第3図bはモデル図
(n=3)、第3図cは立方格子図である。なお、
図中、符号αは目開き、βは糸径中心からの目開
き、lは不織布担体の1辺の長さを示している。 第4図a〜eは不織布担体の各種形状を示した
ものであり、第4図aは円柱状、第4図bは角型
状、第4図cは球型状、第4図dは中空円筒状、
第4図eはプラスチツク基板と不織布を交互に組
み合わせた立方体モジユールを示している。第5
図は本発明の実施例におけるフローシートであ
る。図中、符号101は調整槽、符号103は酸
発酵槽、符号104は循環用ポンプ、符号105
は処理水管、符号106はメタン発酵槽、符号1
07は循環用ポンプ、符号108は処理水管、符
号112はスラツジタンク、符号114,115
はそれぞれガス管、符号116,116′はそれ
ぞれ脱硫塔、符号117は洗浄塔、符号118は
クツシヨン槽である。
Figures 1 a to c show one embodiment of the acid fermenter used in the present invention, Figure 1 a is a top plan view of the acid fermenter, and Figure 1 b is a vertical cross section of the acid fermenter. Figure 1c is a partially cutaway lower plan view of the acid fermenter. Moreover, FIGS. 2 a to c show one embodiment of the methane fermentation tank used in the present invention, FIG. 2 a is a top plan view of the methane fermentation tank, and FIG. 2 b is a top plan view of the methane fermentation tank. The vertical sectional view and FIG. 2c are a partially cutaway lower plan view of the same methane fermentation tank.
In addition, in the figure, code 1 is an acid fermentation tank, code 2 is a (upper) perforated plate, code 3 is a (lower) perforated plate, code 4 is a microorganism carrier packed bed, code 5 is a wastewater supply pipe, code 6
1 is a drainage supply pump, 8 is a circulation pipe, 9 is a circulation pump, 11 is a backwash gas pipe, 1
2 is a sparger, 13 is a treated water pipe,
15 is a methane fermentation tank, 16 is an (upper) perforated plate, 17 is a (lower) perforated plate, 18 is a microorganism carrier packed bed, 19 is a supply pipe, 21 is a circulation pipe, and 22 2 is a circulation pump, 24 is a backwash gas pipe, 25 is a sparger, and 2 is a sparger.
6 is a treated water pipe. Figures 3a to 3c are conceptual diagrams of the cubic lattice model,
FIG. 3a is an external view of the nonwoven fabric, FIG. 3b is a model diagram (n=3), and FIG. 3c is a cubic lattice diagram. In addition,
In the figure, the symbol α indicates the opening, β indicates the opening from the center of the yarn diameter, and l indicates the length of one side of the nonwoven fabric carrier. Figures 4a to 4e show various shapes of the nonwoven fabric carrier; Figure 4a is cylindrical, Figure 4b is square, Figure 4c is spherical, and Figure 4d is spherical. hollow cylindrical,
Figure 4e shows a cubic module consisting of alternating plastic substrates and non-woven fabrics. Fifth
The figure is a flow sheet in an example of the present invention. In the figure, numeral 101 is a regulating tank, numeral 103 is an acid fermentation tank, numeral 104 is a circulation pump, and numeral 105 is
1 is a treated water pipe, 106 is a methane fermentation tank, and 1 is a methane fermentation tank.
07 is a circulation pump, 108 is a treated water pipe, 112 is a sludge tank, 114, 115
116 and 116' are respective desulfurization towers, 117 is a cleaning tower, and 118 is a cushion tank.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 有機物含有排水のメタン発酵を行なうメタン
発酵装置において、前記メタン発酵装置が嫌気性
の酸発酵槽とメタン発酵槽とに分けられていると
ともに、前記酸発酵槽および前記メタン発酵槽に
はそれぞれ比重1.0以上のプラスチツク繊維より
なる不織布担体に担持された微生物が充填されて
おり、かつ前記酸発酵槽および前記メタン発酵槽
にはそれぞれ上向流を形成するための循環手段が
備えられていることを特徴とするメタン発酵装
置。 2 酸発酵槽およびメタン発酵槽が、それぞれ下
部に不織布担体を維持する有孔板を有し、かつそ
れぞれ上部に前記不織布担体の流出を防ぐ有孔板
を有するものである請求項1記載のメタン発酵装
置。 3 酸発酵槽およびメタン発酵槽が、それぞれ下
部有孔板より下側に、逆洗手段、循環手段および
排水供給管を備えているものである請求項2記載
のメタン発酵装置。
[Scope of Claims] 1. In a methane fermentation device for methane fermentation of wastewater containing organic matter, the methane fermentation device is divided into an anaerobic acid fermentation tank and a methane fermentation tank, and the acid fermentation tank and the methane fermentation tank are divided into an anaerobic acid fermentation tank and a methane fermentation tank. Each of the fermenters is filled with microorganisms supported on a nonwoven carrier made of plastic fibers having a specific gravity of 1.0 or more, and each of the acid fermenter and the methane fermenter has a circulation means for forming an upward flow. A methane fermentation device characterized by being equipped with. 2. The methane fermentation tank according to claim 1, wherein the acid fermenter and the methane fermenter each have a perforated plate in the lower part for maintaining the nonwoven fabric carrier, and each has a perforated plate in the upper part to prevent the nonwoven fabric carrier from flowing out. Fermentation equipment. 3. The methane fermentation apparatus according to claim 2, wherein the acid fermenter and the methane fermenter are each provided with a backwashing means, a circulation means, and a waste water supply pipe below the lower perforated plate.
JP1069306A 1989-03-23 1989-03-23 Methane fermentation apparatus Granted JPH02251298A (en)

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