JP2005046788A - Methane fermentation treatment method and apparatus - Google Patents
Methane fermentation treatment method and apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005046788A JP2005046788A JP2003283540A JP2003283540A JP2005046788A JP 2005046788 A JP2005046788 A JP 2005046788A JP 2003283540 A JP2003283540 A JP 2003283540A JP 2003283540 A JP2003283540 A JP 2003283540A JP 2005046788 A JP2005046788 A JP 2005046788A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- methane fermentation
- methane
- concentration
- tank
- cell concentration
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
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
- Physical Water Treatments (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、生ゴミ、食品加工残滓、活性汚泥処理の余剰汚泥等の有機性廃棄物、又は、有機物を含有する排水のメタン発酵処理方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for methane fermentation treatment of organic waste such as raw garbage, food processing residue, surplus sludge from activated sludge treatment, or wastewater containing organic matter.
生ゴミ、食品加工残滓、活性汚泥処理の余剰汚泥等の有機性廃棄物、又は、有機物を含有する排水等の被処理物のメタン発酵処理方法は、絶対嫌気状態に保ったメタン発酵液中に被処理物を投入し、発酵液中の各種菌類の作用により有機物を最終的にメタンガスと二酸化炭素に分解するものである。 The methane fermentation treatment method for organic waste such as raw garbage, food processing residue, surplus sludge from activated sludge treatment, or wastewater containing organic matter is treated in a methane fermentation solution kept in an anaerobic state. An object to be treated is introduced, and organic substances are finally decomposed into methane gas and carbon dioxide by the action of various fungi in the fermentation broth.
上記のメタン発酵における処理効率を向上させるための方法として、通常運転中に、分離膜等を用いて菌の濃度を高めることが知られており、例えば、以下の特許文献1には、微生物の作用で廃水中の成分を分解する複数の処理室を浄化槽本体内に画成した浄化槽において、この浄化槽は上流側の処理室の廃水を固液分離して透過液を下流側の処理室に供給し濃縮液を上流側の処理室に戻す膜分離装置を備える構成が開示されている。 As a method for improving the processing efficiency in the above methane fermentation, it is known to increase the concentration of bacteria by using a separation membrane or the like during normal operation. In a septic tank that has a plurality of treatment chambers that decompose the components of wastewater by action in the septic tank body, this septic tank separates wastewater from the upstream processing chamber into solid and liquid and supplies permeate to the downstream processing chamber. A configuration including a membrane separation device that returns the concentrated liquid to the upstream processing chamber is disclosed.
また、特許文献2には、活性汚泥処理を行う反応槽の上部に分離膜を設置し、反応槽の下部に微細気泡を発生する曝気装置を設置するとともに、これらの分離膜と曝気装置との間に、微細気泡を合一させて肥大化気泡とする気泡合一装置を設置したことを特徴とする膜分離活性汚泥処理装置が開示されている。 Further, in Patent Document 2, a separation membrane is installed at the upper part of a reaction tank that performs activated sludge treatment, and an aeration apparatus that generates fine bubbles is installed at the lower part of the reaction tank. In the meantime, a membrane separation activated sludge treatment device is disclosed, in which a bubble coalescence device is formed by coalescing fine bubbles into enlarged bubbles.
更に、特許文献3には、ろ過により分離された汚泥によって膜面の閉塞や膜エレメント間の流路閉塞が生じることを抑制できる浄水場排水の処理装置として、膜モジュールの下部に散気装置を配置した浸漬型膜分離装置を浸漬槽の上部域に形成した循環ゾーンに配置し、浸漬槽の下部域に所定水深を有する沈降ゾーンを形成した浄水場排水の処理装置が開示されている。 Furthermore, in Patent Document 3, an air diffuser is installed at the lower part of the membrane module as a treatment plant wastewater treatment device that can prevent the membrane surface from being clogged by the sludge separated by filtration or the channel between the membrane elements. There is disclosed a water treatment plant wastewater treatment apparatus in which a submerged membrane separation apparatus is disposed in a circulation zone formed in an upper area of the immersion tank, and a sedimentation zone having a predetermined water depth is formed in a lower area of the immersion tank.
一方、メタン発酵槽を新規に立ち上げる際には、被処理物中の有機物を分解する菌群を含んだ種汚泥又は発酵液を別途入手し、この種汚泥又は発酵液をメタン発酵槽に投入した後、徐々に被処理物に慣らしながら有用菌群を馴養することにより、目的とする所定のバイオガス発生量や処理水質を得るという方法が従来行われている。 On the other hand, when starting up a new methane fermentation tank, seed sludge or fermentation liquid containing bacteria that decompose organic substances in the material to be treated is obtained separately, and this seed sludge or fermentation liquid is put into the methane fermentation tank. After that, a method of obtaining a desired predetermined biogas generation amount or treated water quality by gradually acclimatizing useful bacteria while gradually accustoming to the object to be treated has been performed.
また、一定の有機物負荷量で運転を行っているメタン発酵槽から、目標とする前記被処理物の投入負荷量に達するまで投入負荷を増加させる場合や、メタン発酵槽の再起動時においても、徐々に投入負荷量を増やし、有用菌群を馴養しながら目標とする投入負荷量の安定運転へ移行するという方法が従来行われている。
上記のように、メタン発酵槽の新規立ち上げ時や再起動時、一定の有機物負荷量で運転を行っているメタン発酵槽から、目標とする前記被処理物の投入負荷量に達するまで投入負荷を増加させる場合においては、通常、長期の馴養期間を必要とする。これは、被処理物に対して菌体数が少ない状態で多くの負荷を与えると、有機物が可溶化して有機酸に分解され、この有機酸の蓄積等が生じる。これにより、発酵液のpHが低下するいわゆる酸敗の状態となり、メタン発酵処理系が破綻するためである。 As described above, when a new methane fermentation tank is started up or restarted, the input load is reached from the methane fermentation tank operating at a constant organic substance load until the target input load of the workpiece is reached. In general, a long acclimatization period is required in order to increase the amount. When a large load is applied to the object to be treated with a small number of cells, the organic matter is solubilized and decomposed into an organic acid, and this organic acid accumulates. This is because the pH of the fermentation broth is reduced to a so-called rancid state and the methane fermentation treatment system fails.
そして、例えば、上述のような種汚泥を用いたメタン発酵槽の新規立ち上げ時には、種汚泥は、メタン発酵処理しようとしている被処理物とは異なる成分のものを処理している処理施設から採取する場合が多い。よって、この種汚泥中には被処理物をメタン発酵処理するのに適した菌の濃度が低いため、この菌数を増やし、設計どおりのバイオガス発生量や処理水質を得るまでには種汚泥又は発酵液を馴養する期間が必要となる。 For example, when a new methane fermentation tank using seed sludge as described above is launched, the seed sludge is collected from a processing facility that is processing a component different from the object to be treated. There are many cases to do. Therefore, since the concentration of bacteria suitable for methane fermentation treatment of the material to be treated is low in this seed sludge, it is necessary to increase the number of bacteria and to obtain the biogas generation amount and treated water quality as designed. Alternatively, a period for acclimatizing the fermentation broth is required.
したがって、馴養期間では、設計の処理量よりも低い投入負荷から徐々に負荷を上げていく操作が一般的であり、このため、計画値の処理量となるまでには非常に長い時間が必要となるという問題があった。 Therefore, in the acclimatization period, it is common to gradually increase the load from an input load that is lower than the design processing amount. Therefore, it takes a very long time to reach the planned amount processing amount. There was a problem of becoming.
しかし、上記のいずれの従来技術においても、この馴養期間の短縮については検討されていない。例えば、上記の特開平6−71274号公報の方法においては、通常運転中に膜分離によって菌の流出を防ぎ、菌体濃度を高めることが開示されているものの、メタン発酵槽の新規立ち上げ時や、投入負荷を増加させて運転を行う場合の処理方法については開示されていない。また、通常運転時に分離膜で常時菌を返送しながら菌体濃度を高めると、分離膜の目詰まりが進行しやすいので、膜の洗浄や交換等の頻度が高まり効率的な運転ができなくなるという問題がある。 However, in any of the above-described conventional techniques, the shortening of the acclimatization period has not been studied. For example, in the method of the above-mentioned JP-A-6-71274, although it is disclosed that the outflow of bacteria is prevented by membrane separation during normal operation and the cell concentration is increased, the methane fermenter is newly started up In addition, there is no disclosure of a processing method in the case where the operation is performed while increasing the input load. In addition, if the bacterial cell concentration is increased while constantly returning bacteria on the separation membrane during normal operation, clogging of the separation membrane is likely to proceed, and the frequency of membrane cleaning and replacement increases, making it impossible to operate efficiently. There's a problem.
また、特開2003−53368号公報、特開2002−191946号公報には、分離膜を用いた装置構成が開示されているものの、やはり、馴養期間の短縮については検討されていない。 Moreover, although the apparatus structure using a separation membrane is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-53368 and Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-191946, the shortening of a habituation period is not examined.
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、種汚泥又は発酵液の馴養期間を短縮し、短期間で目標の処理量を処理することが可能となるメタン発酵処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and provides a methane fermentation treatment method capable of shortening the acclimatization period of seed sludge or fermentation liquor and processing a target throughput in a short period of time. The purpose is to do.
上記目的を達成するため、本発明のメタン発酵処理方法は、メタン発酵槽内に有機性廃棄物又は有機物を含有する排水からなる被処理物を投入してメタン発酵させて取出すメタン発酵処理方法において、
前記メタン発酵の開始時、再起動時、又は運転中に被処理物の投入負荷を増加させる場合に、種汚泥又は発酵液中の菌体を濃縮して菌体濃度を高めた菌濃縮液を前記被処理物に添加するか、又は前記菌濃縮液に前記被処理物を添加することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the methane fermentation treatment method of the present invention is a methane fermentation treatment method in which an object to be treated consisting of organic waste or waste water containing organic matter is put into a methane fermentation tank and methane fermentation is performed to take out. ,
At the start of methane fermentation, at the time of restart, or when increasing the input load of the processing object during operation, a bacterial concentrate that has increased the bacterial cell concentration by concentrating the bacterial cells in the seed sludge or fermentation broth It adds to the said processed material, The said processed material is added to the said microbe concentration liquid, It is characterized by the above-mentioned.
本発明の処理方法によれば、メタン発酵の開始時、すなわち、メタン発酵槽の新規立ち上げ時には、種汚泥中の菌体を濃縮して菌体濃度を高めた後、この濃縮液に被処理物を徐々に添加しながら投入負荷の増加を開始することで、馴養期間を短縮することができる。また、再起動時や運転中に投入負荷を増加させる場合にも、停止中のメタン発酵液中の菌体を濃縮して菌体濃度を高めた後、被処理物を徐々に添加しながら投入負荷の増加を開始することで、やはり馴養期間を短縮することができる。 According to the treatment method of the present invention, at the start of methane fermentation, that is, at the start-up of a new methane fermentation tank, the bacterial cells in the seed sludge are concentrated to increase the bacterial cell concentration, and then this concentrated solution is treated. The acclimatization period can be shortened by starting to increase the input load while gradually adding things. Also, when increasing the input load during restart or during operation, after increasing the concentration of cells in the stopped methane fermentation liquid to increase the concentration of cells, add the material to be treated while gradually adding it. By starting to increase the load, the acclimatization period can also be shortened.
更に、上記の濃縮操作は短時間で行うことができるので、速やかに投入負荷の増加を開始することができる。また、投入負荷の増加を開始した後には菌の濃縮は不要であるので、上記の特開平6−71274号公報の方法のような、常時菌を濃縮することによる分離膜の目詰まり等の問題も生じず、効率的な運転ができる。 Furthermore, since the above-described concentration operation can be performed in a short time, an increase in the input load can be started quickly. Further, since it is not necessary to concentrate the bacteria after starting to increase the input load, problems such as clogging of the separation membrane caused by the continuous concentration of the bacteria, such as the method described in JP-A-6-71274 described above. No efficient operation is possible.
上記の方法においては、前記菌体の濃縮を遠心分離又は膜分離によって行うことが好ましい。また、上記の方法においては、前記菌体濃度が、汚泥濃度で5,000〜100,000mg/Lとなるように前記菌体の濃縮を行うことが好ましい。これによれば、短時間の濃縮時間で充分な菌数を確保でき、効率よく馴養期間を短縮することができる。 In said method, it is preferable to concentrate the said microbial cell by centrifugation or membrane separation. Moreover, in said method, it is preferable to concentrate the said microbial cell so that the said microbial cell density | concentration may be 5,000-100,000 mg / L in a sludge density | concentration. According to this, a sufficient number of bacteria can be secured with a short concentration time, and the acclimatization period can be shortened efficiently.
一方、本発明のメタン発酵処理装置は、有機性廃棄物又は有機物を含有する排水からなる被処理物をメタン発酵槽に導入するための被処理物供給手段と、前記被処理物をメタン発酵させるためのメタン発酵槽と、前記メタン発酵後の消化液を取出すための消化液取出し手段と、種汚泥又は発酵液中の菌体を濃縮して菌体濃度を高める菌体濃縮手段とを備えており、前記菌体濃縮手段は、前記メタン発酵槽の外部に設けられているか、又は前記メタン発酵槽内に出し入れ可能に配置されていることを特徴とする。 On the other hand, the methane fermentation treatment apparatus of the present invention is a methane fermentation of the treatment object supply means for introducing the treatment object consisting of organic waste or waste water containing organic substance into the methane fermentation tank, and the treatment object. A methane fermentation tank, a digestion solution extraction means for taking out the digestion solution after the methane fermentation, and a cell concentration means for concentrating the cells in the seed sludge or the fermentation solution to increase the cell concentration The fungus body concentration means is provided outside the methane fermentation tank, or is arranged so as to be able to be taken in and out of the methane fermentation tank.
本発明の処理装置によれば、菌体濃縮手段が、メタン発酵槽の外部に設けられているか、又は前記メタン発酵槽内に出し入れ可能に配置されているので、常時菌を濃縮する必要がなく、分離膜を常時使用することによる膜の目詰まり等の問題を防止することができる。 According to the treatment apparatus of the present invention, the bacterial cell concentration means is provided outside the methane fermentation tank, or is disposed so as to be able to be taken in and out of the methane fermentation tank, so there is no need to constantly concentrate the bacteria. Further, problems such as clogging of the membrane caused by always using the separation membrane can be prevented.
上記の処理装置においては、前記菌体濃縮手段が、遠心分離装置又は膜分離装置であることが好ましい。また、前記菌体濃縮手段は、前記種汚泥又は発酵液中の菌体濃度が、汚泥濃度で5,000〜100,000mg/Lとなるように構成されていることが好ましい。これによれば、短時間の濃縮時間で充分な菌数を確保でき、効率よく馴養期間を短縮することができる。 In the processing apparatus, it is preferable that the bacterial cell concentration means is a centrifugal separator or a membrane separator. Moreover, it is preferable that the said microbial cell concentration means is comprised so that the microbial cell density | concentration in the said seed sludge or fermentation liquid may be 5,000-100,000 mg / L in a sludge density | concentration. According to this, a sufficient number of bacteria can be secured with a short concentration time, and the acclimatization period can be shortened efficiently.
本発明によれば、生ゴミ、食品加工残滓、活性汚泥処理などの余剰汚泥等の有機性廃棄物のメタン発酵処理において、種汚泥又は発酵液中の菌体をあらかじめ濃縮することで、馴養期間を短縮し、短期間で目標の処理量を処理することが可能となる。 According to the present invention, in the methane fermentation treatment of organic waste such as surplus sludge such as raw garbage, food processing residue, activated sludge treatment, etc., by concentrating the bacterial cells in the seed sludge or fermentation broth in advance, the acclimatization period And the target processing amount can be processed in a short period of time.
以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて更に詳細に説明する。
図1、2には、本発明の有機性廃棄物のメタン発酵処理装置の一実施形態が示されている。図1はメタン発酵処理装置の概略構成図、図2は図1における分離膜濃縮装置の概略構成図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
1 and 2 show an embodiment of the organic waste methane fermentation treatment apparatus of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a methane fermentation treatment apparatus, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a separation membrane concentrating device in FIG.
まず、図1の処理装置について説明すると、この処理装置は、有機性廃棄物を粗砕する粉砕機11と、粗砕した有機性廃棄物を更に微粉砕する微粉砕機12と、微粉砕した有機性廃棄物を貯留してスラリー調製するためのスラリー調整槽13と、有機性廃棄物のメタン発酵を行うメタン発酵槽14と、発酵により生成したガスを貯留するためのガスホルダー16と、種汚泥又は発酵液中の菌体を濃縮するための分離膜濃縮装置20とで主に構成されている。
First, the processing apparatus of FIG. 1 will be described. This processing apparatus pulverized organic waste, a pulverizer 11, a pulverized organic waste further pulverized
有機性廃棄物を投入、粉砕するための粉砕機11は、供給配管によって微粉砕機12に連結され、更に、有機性廃棄物をスラリー化するスラリー調整槽13に連結されるように構成されている。そして、スラリー調整槽13からの供給配管が、図示しない供給ポンプを介してメタン発酵槽14に接続されている。また、メタン発酵槽14の底部には、消化液を取出すための配管が接続されている。
A pulverizer 11 for charging and pulverizing organic waste is connected to a
メタン発酵槽14内には、スラリーを攪拌するための攪拌羽根15が設置されており、また、メタン菌を主体とした嫌気性微生物が付着・担持されたろ床(図示しない)が設けられている。
In the
メタン発酵槽14の上部空間からは、ガスホルダー16に連結される配管が接続されており、メタン発酵槽14において発生したバイオガスが、ガスホルダー16に貯蔵されるように構成されている。これによって、このガスホルダー16に貯蔵されたバイオガスが、燃料電池発電装置、ガスエンジン等の発電機であるガス利用システム17に送られ、ここで、燃料として有効利用される。
A pipe connected to the
メタン発酵槽14には、種汚泥又は発酵液中の菌体を濃縮して菌体濃度を高めた菌濃縮液を得るための分離膜濃縮装置20が接続されており、本発明における菌体濃縮手段を構成している。なお、本発明においては、この分離膜濃縮装置20は必ずしもメタン発酵槽14と接続されていなくてもよい。
The
図2を併せて参照すると、この分離膜濃縮装置20は、濃縮槽21内に分離膜22が配置されており、膜分離後の液体がポンプ25によって配管33より排出されるようになっている。更に分離膜22の下方には散気装置23が配置されている。
Referring also to FIG. 2, in the separation
分離膜22としては、従来公知のMF(精密ろ過膜)、UF(限外ろ過膜)等が好ましく用いられ、平膜、中空糸、チューブラーなどいずれの形式でも用いることができる。膜の孔径は有用な菌が流出しないものが望ましく、0.01〜0.5μmであることが好ましい。孔径が0.01μm未満であると、ろ過抵抗が大きくなるのでろ過処理の効率が低下するので好ましくなく、孔径が0.5μmを超えると菌が通過してしまい濃縮効率が低下するので好ましくない。
As the
散気装置23は、分離膜22の表面を洗浄することにより安定した膜分離処理を行うためのものであり、従来公知の散気装置が使用できる。
The
なお、本発明においては、分離膜22の駆動力としては、ポンプ25による吸引の他に、水位差を利用してもよく、また、濃縮槽21の内圧を高める加圧方式でもよい。また、本発明における菌体濃縮手段は、膜分離装置には限定されず、遠心分離装置等を用いてもよい。
In the present invention, as the driving force of the
濃縮槽21の上部空間21aには、被濃縮水を導入するための配管31が接続されている。また、上部空間21aを嫌気性ガスで置換するための嫌気性ガスボンベ26が、弁27を介して接続されている。
A
更に、上部空間21aに接続される配管32は、ブロア24を介して散気装置23に接続されており、上部空間21aの嫌気性ガスが散気装置23に送られるように構成されている。
Further, the
次に、上記のメタン発酵処理装置を用いたメタン発酵処理方法について説明する。
例えば、メタン発酵槽を新規に立ち上げる場合、図2に示すように、まず、被濃縮水である種汚泥又は発酵液を、配管31によって濃縮槽21に投入する。
Next, a methane fermentation treatment method using the above methane fermentation treatment apparatus will be described.
For example, when a new methane fermentation tank is started up, as shown in FIG. 2, first, seed sludge or fermentation liquor that is to-be-concentrated water is introduced into the
ここで、種汚泥とは、メタン発酵を行う上で基となる汚泥であり、例えば、下水消化汚泥等の嫌気状態にある汚泥である。汚泥の発生源により、含まれる菌種(菌相)は様々であり、そのなかには一部メタン菌も含まれている。 Here, the seed sludge is sludge that is the basis for performing methane fermentation, and is, for example, sludge in an anaerobic state such as sewage digestion sludge. Depending on the source of sludge, the species of fungi (bacteria) vary, and some of them contain methane bacteria.
また、発酵液とは、メタン発酵を行っている液であり、メタン菌(特に高温メタン発酵を行っていれば、高温メタン菌)が優先的に存在する汚泥である。メタン菌以外にも、メタン菌と共生関係にある種々の菌がバランスよく存在し、投入された有機物が滞りなくメタンまで分解される菌種(菌相)を含んだ汚泥となっている。このような発酵液は、既にメタン発酵を行っている、中温メタン発酵処理(約35℃)、高温メタン発酵処理(約55℃)等の他のメタン発酵槽から入手することができる。 Moreover, a fermentation liquid is a liquid which is performing methane fermentation, and is sludge in which methane bacteria (especially high temperature methane bacteria if high temperature methane fermentation is performed) preferentially exists. In addition to methane bacteria, various bacteria in symbiotic relationship with methane bacteria exist in a well-balanced manner, and the sludge contains bacterial species (bacteria) that can be decomposed into methane without delay. Such a fermentation broth can be obtained from other methane fermentation tanks such as a medium temperature methane fermentation process (about 35 ° C.) and a high temperature methane fermentation process (about 55 ° C.) that have already been subjected to methane fermentation.
濃縮槽21への流入量は、濃縮槽21内に設置した、図示しない水位センサー等により制御するか、サイホンによって濃縮槽21内の水位を一定に保つことが望ましく、水位は分離膜22よりも上方とすることがより好ましい。これにより、分離膜22の全体が被濃縮水に浸漬されるので分離膜22を効率的に利用でき、また、分離膜22の乾燥による膜の破損を防止することができる。
The amount of inflow into the
次いで、分離膜22による濃縮に先立ち、濃縮槽21に被濃縮水が満たされた時点で、弁27を開けて、嫌気性ガスボンベ26によって濃縮槽21内の上部空間21aを嫌気ガスで置換しておくことが好ましい。嫌気性ガスとしては、窒素、二酸化炭素、メタンガス、メタン発酵処理における発生バイオガスなどを用いることができる。
Next, prior to concentration by the
また、濃縮時には、分離膜22の下方に設置した散気装置23によって、上記の嫌気性ガスをブロア24を介してバブリングすることが好ましい。これにより、分離膜22の表面を洗浄することができ、安定した膜分離処理を行うことができる。また、嫌気性ガスのバブリングによって、好気性微生物の死滅効果も期待できる。
Further, at the time of concentration, it is preferable that the anaerobic gas is bubbled through the
次いで、濃縮槽21内の被濃縮水を、濃縮槽21内に浸漬されている分離膜22により固液分離する。これによって、被濃縮水中の菌が濃縮されて菌濃縮液28となって濃縮槽21内に残り、分離膜22を透過した菌を含まない分離液は、吸引ポンプ25により系外へ排出される。
Next, the water to be concentrated in the
膜による菌濃縮倍率については、投入する被濃縮水と分離液の量で決定され、目的とする有機物負荷量などにより任意に設定することができるが、菌濃縮液28中のMLSS濃度(汚泥濃度)で5000〜100000mg/Lとなるように濃縮することが好ましく、10000〜50000mg/Lがより好ましい。MLSS濃度が5000mg/L未満であると、菌の濃縮が不充分で馴養期間の短縮効果が少ないので好ましくなく、100000mg/Lを超えると、ろ過が困難になりろ過効率が低下するので好ましくない。 The concentration ratio of the bacteria by the membrane is determined by the amount of water to be concentrated and the amount of the separation liquid to be added, and can be arbitrarily set according to the target organic substance load amount, etc., but the MLSS concentration (sludge concentration) in the bacteria concentrate 28 ) Is preferably concentrated to 5,000 to 100,000 mg / L, more preferably 10,000 to 50,000 mg / L. When the MLSS concentration is less than 5000 mg / L, it is not preferable because the concentration of bacteria is insufficient and the effect of shortening the acclimatization period is small, and when it exceeds 100,000 mg / L, filtration becomes difficult and the filtration efficiency is lowered, which is not preferable.
上記の所定の範囲の菌濃縮倍率が得られた時点で、膜分離操作を停止し、菌濃縮液28を取り出してメタン発酵槽14に投入後、メタン発酵処理を開始する。
At the time when the above-mentioned bacteria concentration ratio in the predetermined range is obtained, the membrane separation operation is stopped, the bacteria concentrated
すなわち、飲食店や一般家庭等から排出される生ゴミや、食品工場などから排出される食品加工残渣、活性汚泥処理などの余剰汚泥等の有機性廃棄物、又は、し尿系処理として下水処理から出た汚泥等の有機物を含有する排水からなる被処理物を、粉砕機11により粗砕した後、更に微粉砕機12により微粉砕してスラリー調整槽13に投入する。このスラリー調整槽13では、必要に応じて加水し、固形物濃度10〜20質量%となるように調整される。このようにメタン発酵処理に供する有機性廃棄物を粉砕、スラリー化することにより、分解速度及び消化率を向上することができる。
That is, organic waste such as raw garbage discharged from restaurants and general households, food processing residues discharged from food factories, surplus sludge such as activated sludge treatment, or sewage treatment as human waste treatment An object to be treated consisting of drained wastewater containing organic matter such as sludge is roughly pulverized by a pulverizer 11 and then finely pulverized by a pulverizer 12 and put into a
このスラリーをメタン発酵槽14に送り、上記の菌濃縮液28に添加して、該発酵槽内でメタン発酵を行う。このとき、本発明においては、あらかじめ菌体濃度を高めた菌濃縮液28に被処理物が添加されるので、立ち上げ時の馴養期間を大幅に短縮できる。
This slurry is sent to the
その他のメタン発酵処理の条件は特に限定されず、本発明の方法は、中温メタン発酵、高温メタン発酵のいずれの処理にも用いることができる。なお、メタン発酵槽14内への菌濃縮液28の投入は、上記のように、メタン発酵の立ち上げ時に先立って行ってもよく、実際に被処理物の投入負荷を開始すると同時に行ってもよい。
Other methane fermentation treatment conditions are not particularly limited, and the method of the present invention can be used for any treatment of medium temperature methane fermentation and high temperature methane fermentation. In addition, as described above, the
また、本発明のメタン発酵処理方法は、メタン発酵槽の新規立ち上げ時に限定されず、メタン発酵処理の再起動時、又は運転中に被処理物の投入負荷を増加させる場合にも適用できる。この場合には、被濃縮液となる発酵液として、メタン発酵槽14内に既に存在するメタン発酵液を用いればよい。すなわち、上記の分離膜濃縮装置20を用いてメタン発酵槽14中のメタン発酵液を濃縮して菌濃縮液28とした後、この菌濃縮液28を再度メタン発酵槽14内に戻してから、再起動又は被処理物の投入負荷の増加を行えばよい。これにより、再起動時、又は運転中に被処理物の投入負荷を増加させる場合の馴養期間も大幅に短縮できる。
In addition, the methane fermentation treatment method of the present invention is not limited to when the methane fermentation tank is newly started up, but can also be applied when the input load of the object to be processed is increased at the time of restarting the methane fermentation treatment or during operation. In this case, what is necessary is just to use the methane fermentation liquid which already exists in the
以下、本発明を実施例及び比較例によって更に詳細に説明する。
実施例
図1、2に示すような処理装置を用い、本発明のメタン発酵処理方法を用いて連続運転を行った。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples.
Example Using the processing apparatus as shown in FIGS. 1 and 2, continuous operation was performed using the methane fermentation treatment method of the present invention.
被処理物としては有機性廃棄物である模擬生ゴミを用いた。模擬生ゴミとしては果物、野菜、肉、魚、卵、米、パンなどを配合比を決めて混合し、水道水でTS(固形分)濃度10%となるように希釈してミキシングした物を用いた。 Simulated garbage, which is organic waste, was used as the object to be treated. As simulated raw garbage, fruits, vegetables, meat, fish, eggs, rice, bread, etc. are mixed at a mixing ratio, diluted with tap water to a TS (solid content) concentration of 10%, and mixed. Using.
種汚泥としては、下水処理汚泥を中温メタン発酵処理した消化汚泥を用い、図2に示すような分離膜濃縮装置において、孔径0.1μmの中空糸膜を用いて種汚泥を濃縮した。種汚泥の濃縮前のMLSS濃度は12000mg/Lであり、これを2.5倍に濃縮して、MLSS濃度が30000mg/Lの菌濃縮液を得た。この菌濃縮液を、図1に示すようなメタン発酵槽に移し、HRT(発酵液滞留時間)を15日(CODCr負荷量10g/(L・d)相当)で模擬生ゴミによる中温メタン発酵処理を行った。この結果、メタン発酵処理開始から30日経過の間で有機酸濃度は100〜150mg/Lであって有機酸の蓄積は少なく、順調にメタン発酵処理が行われた。 As seed sludge, digested sludge obtained by subjecting sewage-treated sludge to intermediate temperature methane fermentation was used, and seed sludge was concentrated using a hollow fiber membrane having a pore diameter of 0.1 μm in a separation membrane concentrator as shown in FIG. The MLSS concentration before concentration of seed sludge was 12000 mg / L, which was concentrated 2.5 times to obtain a bacterial concentrate having an MLSS concentration of 30000 mg / L. This microbial concentrate is transferred to a methane fermenter as shown in Fig. 1, and medium temperature methane fermentation using simulated raw garbage on HRT (fermentation liquid residence time) of 15 days (equivalent to COD Cr loading of 10 g / (L · d)) Processed. As a result, the organic acid concentration was 100 to 150 mg / L during 30 days from the start of the methane fermentation treatment, the organic acid accumulation was small, and the methane fermentation treatment was performed smoothly.
比較例1
種汚泥の濃縮を行わない以外は実施例と同じ条件とし、MLSS濃度が12000mg/Lの種汚泥をそのままメタン発酵槽に移して中温メタン発酵処理を行った。その結果、運転2日目から有機酸濃度が上昇し、5日目には有機酸濃度が15000mg/Lを超えた。それに伴い、発酵槽内のpHは5.3まで低下し、メタンガスの発生が停止してメタン発酵処理系が破綻した。
Comparative Example 1
Except for not concentrating the seed sludge, the conditions were the same as in the example, and the seed sludge having an MLSS concentration of 12000 mg / L was transferred to the methane fermentation tank as it was to perform a medium temperature methane fermentation treatment. As a result, the organic acid concentration increased from the second day of operation, and the organic acid concentration exceeded 15000 mg / L on the fifth day. Along with this, the pH in the fermenter dropped to 5.3, the generation of methane gas stopped, and the methane fermentation treatment system broke down.
比較例2
比較例1と同様に種汚泥の濃縮は行わず、そのまま種汚泥をメタン発酵槽に移し、HRT30日(CODCr負荷量5g/(L・d)相当)で中温メタン発酵処理を開始した。21日経過後、HRTを25日とし、その14日後にHRTを20日、さらに14日後にHRT15日とし、この状態で30間運転を継続した。その結果、この期間の有機酸濃度は80〜150mg/Lであり有機酸の蓄積は無く、順調にメタン発酵処理が行われたが、HRT15日で処理を行うまでに、合計49日間と長期間を要した。
Comparative Example 2
As in Comparative Example 1, the seed sludge was not concentrated, and the seed sludge was transferred to the methane fermentation tank as it was, and the medium temperature methane fermentation treatment was started on HRT 30 days (corresponding to a COD Cr load of 5 g / (L · d)). After 21 days, HRT was set to 25 days, 14 days later, HRT was set to 20 days, and 14 days later, HRT was set to 15 days, and operation was continued for 30 hours in this state. As a result, the organic acid concentration during this period was 80 to 150 mg / L and there was no accumulation of organic acid, and the methane fermentation treatment was performed smoothly. Cost.
本発明は、生ゴミ、食品加工残滓、活性汚泥処理の余剰汚泥等の有機性廃棄物、又は、有機物を含有する排水のメタン発酵処理に好適に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably used for organic waste such as raw garbage, food processing residue, surplus sludge from activated sludge treatment, or methane fermentation treatment of wastewater containing organic matter.
11 粉砕機
12 微粉砕機
13 スラリー調整槽
14 メタン発酵槽
15 攪拌羽根
16 ガスホルダー
17 ガス利用システム
20 分離膜濃縮装置
21 濃縮槽
22 分離膜
23 散気装置
24 ブロア
25 吸引ポンプ
26 嫌気性ガスボンベ
27 弁
28 菌濃縮液
31、32、33 配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11
Claims (6)
前記メタン発酵の開始時、再起動時、又は運転中に被処理物の投入負荷を増加させる場合に、種汚泥又は発酵液中の菌体を濃縮して菌体濃度を高めた菌濃縮液を前記被処理物に添加するか、又は前記菌濃縮液に前記被処理物を添加することを特徴とするメタン発酵処理方法。 In the methane fermentation treatment method in which a waste material containing organic waste or wastewater containing organic matter is put into a methane fermentation tank and methane fermentation is performed to take it out.
At the start of methane fermentation, at the time of restart, or when increasing the input load of the processing object during operation, a bacterial concentrate that has increased the bacterial cell concentration by concentrating the bacterial cells in the seed sludge or fermentation broth A methane fermentation treatment method comprising adding to the treatment object or adding the treatment object to the bacterium concentrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003283540A JP2005046788A (en) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | Methane fermentation treatment method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003283540A JP2005046788A (en) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | Methane fermentation treatment method and apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005046788A true JP2005046788A (en) | 2005-02-24 |
Family
ID=34268405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003283540A Withdrawn JP2005046788A (en) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | Methane fermentation treatment method and apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005046788A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007203150A (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Kajima Corp | Method and apparatus for anaerobic decomposition of liquid containing organic matter |
| JP2009011993A (en) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Takuma Co Ltd | How to set up an anaerobic digestion system |
| JP2011230100A (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Osaka Prefecture | Method and apparatus for methane fermentation |
| WO2011105767A3 (en) * | 2010-02-25 | 2011-12-29 | 주식회사 안나비니테즈 | Anaerobic digestion apparatus |
| JP2019141778A (en) * | 2018-02-20 | 2019-08-29 | 水ing株式会社 | Anaerobic digestion tank startup method and anaerobic digestion system |
| JP2020078769A (en) * | 2018-11-12 | 2020-05-28 | 株式会社フジタ | Methane fermentation tank, methane fermentation system, and methane fermentation treatment method |
| JP2021186744A (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-13 | 極東開発工業株式会社 | Fermentation apparatus, liquid fertilizer manufacturing apparatus, and liquid fertilizer manufacturing method |
-
2003
- 2003-07-31 JP JP2003283540A patent/JP2005046788A/en not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007203150A (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Kajima Corp | Method and apparatus for anaerobic decomposition of liquid containing organic matter |
| JP2009011993A (en) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Takuma Co Ltd | How to set up an anaerobic digestion system |
| WO2011105767A3 (en) * | 2010-02-25 | 2011-12-29 | 주식회사 안나비니테즈 | Anaerobic digestion apparatus |
| JP2011230100A (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Osaka Prefecture | Method and apparatus for methane fermentation |
| JP2019141778A (en) * | 2018-02-20 | 2019-08-29 | 水ing株式会社 | Anaerobic digestion tank startup method and anaerobic digestion system |
| JP2022000304A (en) * | 2018-02-20 | 2022-01-04 | 水ing株式会社 | Anaerobic digestion tank startup method and anaerobic digestion system |
| JP7228653B2 (en) | 2018-02-20 | 2023-02-24 | 水ing株式会社 | Anaerobic digestion tank start-up method and anaerobic digestion system |
| JP2020078769A (en) * | 2018-11-12 | 2020-05-28 | 株式会社フジタ | Methane fermentation tank, methane fermentation system, and methane fermentation treatment method |
| JP7213484B2 (en) | 2018-11-12 | 2023-01-27 | 株式会社フジタ | Methane fermentation tank, methane fermentation system and methane fermentation treatment method |
| JP2021186744A (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-13 | 極東開発工業株式会社 | Fermentation apparatus, liquid fertilizer manufacturing apparatus, and liquid fertilizer manufacturing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100841089B1 (en) | Biogas production apparatus and method using membrane-bound anaerobic digester | |
| KR101369718B1 (en) | Manufacturing Apparatus and Method for Organic Carbon Source using Food Waste Water | |
| KR102100991B1 (en) | Liquefied fertilizer purification apparatus using porous ceramic membrane | |
| KR100807219B1 (en) | High concentration organic wastewater purification device and treatment method | |
| CN116710569A (en) | Process for producing medium chain fatty acids | |
| JP2005046788A (en) | Methane fermentation treatment method and apparatus | |
| JP5801769B2 (en) | Method and apparatus for anaerobic digestion treatment of organic wastewater | |
| KR101300951B1 (en) | Membrance coupled anaerobic digester system by using alternate and cross flow type and method for reating organic waste for thereof | |
| JP4006011B2 (en) | Method and apparatus for treating organic waste | |
| JP2004249233A (en) | Method for treating organic waste | |
| JP2004230273A (en) | Method for treating organic waste | |
| JP4259184B2 (en) | Methane fermentation treatment method and apparatus | |
| JP2000094000A (en) | Methane fermentation system using submerged membrane | |
| JPH08155496A (en) | Method for digesting sludge and apparatus therefor | |
| JPH06246298A (en) | Organic matter fermentation treatment device | |
| JP4907123B2 (en) | Organic waste processing method and processing system | |
| JP2006218344A (en) | Oil and fat-containing water treatment method and treatment device, and organic waste treatment method and treatment device | |
| JP2002233890A (en) | Oil-containing wastewater treatment system | |
| KR20100129108A (en) | Decomposition and Disposal of Raw Garbage by Combined Fermentation | |
| JP2011092810A (en) | Apparatus for producing organic sludge, method for producing organic sludge, system for manufacturing oils and fats, and method for manufacturing oils and fats | |
| JP3873154B2 (en) | Shochu waste liquid treatment method | |
| KR100441750B1 (en) | a processing apparatus and method for a liquid manure obtained from organic sludge | |
| JP2006281087A (en) | Organic waste treatment methods | |
| JP2007222830A (en) | Nitrogen-containing organic wastewater treatment method and treatment equipment therefor | |
| CN114057348A (en) | Resource recovery and utilization treatment system and treatment method of leachate from waste incineration plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050914 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070305 |