JP2010207700A - Methane fermentation apparatus and methane fermentation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸留酒やアルコール製造工程からの蒸留廃液、食品工場廃棄物等のリン、マグネシウム、窒素分を多く含んだ高温の有機性物質をメタン発酵処理するメタン発酵処理装置およびメタン発酵処理方法に関する。 The present invention relates to a methane fermentation treatment apparatus and a methane fermentation treatment method for treating methane fermentation of high-temperature organic substances containing a large amount of phosphorus, magnesium, nitrogen, etc., such as distilled liquor from alcohol and alcohol production processes, food factory waste, etc. About.
従来、この種のメタン発酵処理装置としては、図5に示すように、メタン発酵槽51内の消化汚泥を膜分離槽53との間で循環しながら浸漬型の膜分離手段52で濃縮してメタン発酵処理を行なうものがある。膜分離手段52は膜分離槽53内に設置され、膜分離槽53はメタン発酵槽51に連通している。メタン発酵槽51の前段には可溶化槽54が設置されている。また、メタン発酵槽51の後段には、膜分離手段52の分離膜を透過した膜透過液を生物処理する生物処理槽55が設置されている。
Conventionally, as this type of methane fermentation treatment apparatus, as shown in FIG. 5, the digested sludge in the
膜分離槽53と生物処理槽55との間には、膜透過液を膜分離手段52から生物処理槽55へ移送する膜透過液導出配管56が設けられている。
これによると、可溶化槽54において液状に可溶化された有機性物質は、メタン発酵槽51に投入され、通常約35〜60℃の温度でメタン発酵処理される。メタン発酵槽51内の消化汚泥は膜分離手段52で固液分離されることで濃縮される。この際、膜分離手段52の分離膜を透過した膜透過液は、吸引ポンプ57によって吸引され、膜透過液導出配管56内を流れて生物処理槽55に送られ、生物処理槽55において生物処理された後、処理液として河川等に放流される。
Between the
According to this, the organic substance solubilized in a liquid state in the
また、有機性物質としては例えば焼酎やウイスキー等の蒸留酒を造る際に発生する蒸留廃液等があるが、このような蒸留廃液は、通常約70〜80℃の温度を有し、リン、マグネシウム等の無機分と窒素の含有率が高く、メタン発酵処理工程中でリン酸マグネシウムアンモニウム(以下、MAPと略記する)が生成し易くなる。特に、膜透過液導出配管56においては膜透過液が外気により冷却されるため、膜透過液導出配管56の内周面にMAPの無機結晶が生成し易い環境となり、この無機結晶が次第に成長して膜透過液導出配管56が閉塞するといった問題がある。
In addition, examples of the organic substance include a distillation waste liquid generated when making distilled spirits such as shochu and whiskey. Such a distillation waste liquid usually has a temperature of about 70 to 80 ° C., and contains phosphorus, magnesium. The content of the inorganic components such as nitrogen and nitrogen is high, and magnesium ammonium phosphate (hereinafter abbreviated as MAP) is easily generated during the methane fermentation treatment step. In particular, in the membrane
このような問題の対策として、MAPの無機結晶の生成を抑制するために、塩鉄等の薬剤を多量にメタン発酵槽51内に添加している。
また、下記特許文献1には、メタン発酵槽内の消化汚泥の一部を引き抜き、濃縮機で濃縮し、濃縮機の濃縮分離液を処理水として下水道等へ放流することが記載されており、さらには、濃縮分離液の移送配管中にMAPの結晶が析出する場合、濃縮分離液に水道水、工業用水、下水二次処理水等を導入して濃度を下げ、MAPの析出を抑制する点が記載されている。
As a countermeasure for such a problem, a large amount of a chemical such as iron salt is added to the
Patent Document 1 below describes that a part of the digested sludge in the methane fermentation tank is drawn out, concentrated with a concentrator, and the concentrated separation liquid of the concentrator is discharged into sewers as treated water. Furthermore, when MAP crystals are precipitated in the concentrated separation liquid transfer pipe, tap water, industrial water, secondary treated water, etc. are introduced into the concentrated separation liquid to lower the concentration and suppress MAP precipitation. Is described.
しかしながら上記図5に示した従来形式では、薬剤の添加に要するコストが高いといった問題や、或いは、薬剤の添加によってメタン発酵槽51内のpHが変動し、メタン発酵槽51内をメタン発酵に最適なpHに維持することが困難になるといった問題がある。
However, in the conventional format shown in FIG. 5 above, there is a problem that the cost required for the addition of the chemical is high, or the pH in the
また、上記特許文献1に示したものでは、濃縮分離液に水道水、工業用水、下水二次処理水等を導入することにより、濃縮分離液を薄めて濃縮分離液に含まれるアンモニアやリン等の濃度を下げているため、濃縮分離液の量が大幅に変動してしまうという問題がある。 Moreover, in what was shown in the said patent document 1, by introduce | transducing tap water, industrial water, a sewage secondary-treatment water, etc. into a concentrated separation liquid, the concentrated separation liquid is diluted and ammonia, phosphorus, etc. which are contained in a concentrated separation liquid Therefore, there is a problem that the amount of the concentrated separation liquid greatly fluctuates.
本発明は、メタン発酵槽内をメタン発酵に適したpHに維持しつつ、膜透過液導出配管内におけるMAPの析出を抑制することが可能な低コストのメタン発酵処理装置および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 provides a low-cost methane fermentation treatment apparatus and a methane fermentation treatment method capable of suppressing the precipitation of MAP in the membrane permeate outlet piping while maintaining the inside of the methane fermentation tank at a pH suitable for methane fermentation. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために本第1発明は、消化汚泥中において有機性物質のメタン発酵処理を行なうメタン発酵槽と、流動性を有し且つメタン発酵槽内の消化汚泥よりも高温である有機性物質をメタン発酵槽に供給する原料供給手段と、膜分離手段を有し、
メタン発酵槽内の消化汚泥中の固形分を膜分離手段によって濃縮しながらメタン発酵処理を行なうメタン発酵処理装置であって、
膜分離手段の分離膜を透過した膜透過液を外部へ取り出す膜透過液導出配管と、膜透過液導出配管内を流れる膜透過液と原料供給手段によってメタン発酵槽に供給される有機性物質との間で熱交換を行なって膜透過液を加温する熱交換手段が備えられているものである。
In order to achieve the above object, the first invention is a methane fermentation tank for performing a methane fermentation treatment of an organic substance in digested sludge, and an organic solvent having fluidity and higher temperature than the digested sludge in the methane fermentation tank. A raw material supply means for supplying a sexual substance to a methane fermentation tank, and a membrane separation means,
A methane fermentation treatment apparatus for performing a methane fermentation treatment while concentrating solids in digested sludge in a methane fermentation tank by a membrane separation means,
A membrane permeate outlet pipe for taking out the membrane permeate permeated through the separation membrane of the membrane separator means, a membrane permeate flowing in the membrane permeate outlet pipe and an organic substance supplied to the methane fermentation tank by the raw material supply means; Heat exchange means for warming the membrane permeate by performing heat exchange between the two.
これによると、高温で且つ液状に可溶化された有機性物質は、原料供給手段によってメタン発酵槽に供給され、メタン発酵槽内でメタン発酵処理される。また、メタン発酵槽内の消化汚泥は膜分離手段により濃縮される。この際、膜分離手段の分離膜を透過した膜透過液は膜透過液導出配管内を流れて外部へ取り出される。 According to this, the organic substance solubilized at high temperature and in a liquid state is supplied to the methane fermentation tank by the raw material supply means, and is subjected to methane fermentation treatment in the methane fermentation tank. The digested sludge in the methane fermentation tank is concentrated by membrane separation means. At this time, the membrane permeate that has passed through the separation membrane of the membrane separation means flows through the membrane permeate outlet pipe and is taken out to the outside.
このとき、熱交換手段が膜透過液導出配管内を流れる膜透過液とメタン発酵槽に供給される高温の有機性物質との間で熱交換を行なって膜透過液を加温することにより、膜透過液導出配管内の膜透過液の温度低下に伴うMAPの溶解度積の減少が抑制されるため、MAPの無機結晶が析出し難い環境となり、膜透過液導出配管の内周面にMAPが析出するのを抑制することができる。 At this time, the heat exchange means performs heat exchange between the membrane permeate flowing in the membrane permeate outlet piping and the high-temperature organic substance supplied to the methane fermentation tank to heat the membrane permeate, Since the decrease in the solubility product of MAP accompanying the decrease in the temperature of the membrane permeate in the membrane permeate outlet pipe is suppressed, it becomes an environment in which inorganic crystals of MAP hardly precipitate, and MAP is formed on the inner peripheral surface of the membrane permeate outlet pipe. Precipitation can be suppressed.
これにより、塩鉄等の薬剤の添加量(使用量)を大幅に削減することができるため、コストを低減することが可能であり、さらに、容易にメタン発酵槽内をメタン発酵に最適なpHに維持することができる。 As a result, the amount of chemicals such as iron salt (the amount used) can be significantly reduced, which can reduce the cost, and the pH within the methane fermentation tank can be easily optimized for methane fermentation. Can be maintained.
また、メタン発酵槽に供給される高温の有機性物質の温度を利用して膜透過液を加温するため、有機性物質の温度を有効に利用でき、さらにコストを低減することができる。
本第2発明は、原料供給手段は有機性物質を液状又はスラリー状に可溶化させる可溶化槽を有し、
熱交換手段は膜透過液導出配管が可溶化槽内を通過する構成を有するものである。
Moreover, since the membrane permeate is heated using the temperature of the high-temperature organic substance supplied to the methane fermentation tank, the temperature of the organic substance can be used effectively, and the cost can be further reduced.
In the second invention, the raw material supply means has a solubilization tank for solubilizing the organic substance in a liquid or slurry state,
The heat exchange means has a configuration in which the membrane permeate outlet piping passes through the solubilization tank.
これによると、膜透過液が膜透過液導出配管内を流れて外部へ取り出される際、膜透過液導出配管内の膜透過液と可溶化槽内に貯留された高温の有機性物質との間で熱交換が行なわれて膜透過液が加温される。これにより、膜透過液導出配管内の膜透過液の温度低下が抑制される。 According to this, when the membrane permeate flows through the membrane permeate outlet piping and is taken out to the outside, it is between the membrane permeate in the membrane permeate outlet and the high temperature organic substance stored in the solubilization tank. Then, heat exchange is performed and the membrane permeate is heated. Thereby, the temperature fall of the membrane permeate in the membrane permeate outlet pipe is suppressed.
本第3発明は、原料供給手段は流動性を有する有機性物質を貯留する貯留槽を有し、
熱交換手段は膜透過液導出配管が貯留槽内を通過する構成を有するものである。
これによると、膜透過液が膜透過液導出配管内を流れて外部へ取り出される際、膜透過液導出配管内の膜透過液と貯留槽内に貯留された高温の有機性物質との間で熱交換が行なわれて膜透過液が加温される。
In the third aspect of the present invention, the raw material supply means has a storage tank for storing an organic substance having fluidity,
The heat exchange means has a configuration in which the membrane permeate outlet piping passes through the storage tank.
According to this, when the membrane permeate flows through the membrane permeate outlet piping and is taken out to the outside, between the membrane permeate in the membrane permeate outlet and the high temperature organic substance stored in the storage tank. Heat exchange is performed to warm the membrane permeate.
本第4発明は、原料供給手段は流動性を有する有機性物質をメタン発酵槽に供給する原料供給配管を有し、
熱交換手段は膜透過液導出配管と原料供給配管とが当接する構成を有するものである。
In the fourth invention, the raw material supply means has a raw material supply pipe for supplying a fluid organic substance to the methane fermentation tank,
The heat exchange means has a configuration in which the membrane permeate outlet piping and the raw material supply piping abut.
これによると、膜透過液が膜透過液導出配管内を流れて外部へ取り出される際、膜透過液導出配管内の膜透過液と原料供給配管内の高温の有機性物質との間で熱交換が行なわれて膜透過液が加温される。これにより、膜透過液導出配管内の膜透過液の温度低下が抑制される。 According to this, when the membrane permeate flows through the membrane permeate outlet pipe and is taken out to the outside, heat exchange is performed between the membrane permeate in the membrane permeate outlet pipe and the high-temperature organic substance in the raw material supply pipe. Is performed to warm the membrane permeate. Thereby, the temperature fall of the membrane permeate in the membrane permeate outlet pipe is suppressed.
本第5発明は、熱交換手段は、熱媒を介して、膜透過液と原料供給手段によってメタン発酵槽に供給される有機性物質との間で熱交換を行なうものである。
これによると、膜透過液が膜透過液導出配管内を流れて外部へ取り出される際、膜透過液導出配管内の膜透過液とメタン発酵槽に供給される高温の有機性物質との間で、熱媒を介して、熱交換が行なわれ、膜透過液が加温される。これにより、膜透過液導出配管内の膜透過液の温度低下が抑制される。
In the fifth aspect of the invention, the heat exchange means exchanges heat between the membrane permeate and the organic material supplied to the methane fermentation tank by the raw material supply means via a heat medium.
According to this, when the membrane permeate flows through the membrane permeate outlet piping and is taken out to the outside, between the membrane permeate in the membrane permeate outlet and the high temperature organic substance supplied to the methane fermentation tank Then, heat exchange is performed via the heat medium, and the membrane permeate is heated. Thereby, the temperature fall of the membrane permeate in the membrane permeate outlet pipe is suppressed.
本第6発明は、メタン発酵槽に、メタン発酵槽内の消化汚泥よりも高温で且つ液状に可溶化された有機性物質を供給し、メタン発酵槽内の消化汚泥を膜分離手段によって濃縮しながらメタン発酵処理を行なうメタン発酵処理方法であって、
膜分離手段の分離膜を透過して膜透過液導出配管内を流れる膜透過液とメタン発酵槽に供給される有機性物質との間で熱交換を行なって膜透過液を加温するものである。
In the sixth aspect of the present invention, an organic substance that is solubilized in liquid form at a higher temperature than the digested sludge in the methane fermenter is supplied to the methane fermenter, and the digested sludge in the methane fermenter is concentrated by membrane separation means. A methane fermentation treatment method for performing methane fermentation treatment while
The membrane permeate is heated by exchanging heat between the membrane permeate passing through the separation membrane of the membrane separation means and flowing in the membrane permeate outlet piping and the organic substance supplied to the methane fermentation tank. is there.
以上のように本発明によれば、メタン発酵槽内をメタン発酵に適したpHに維持しつつ、低コストで、膜透過液導出配管内におけるMAPの析出を抑制することが可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the precipitation of MAP in the membrane permeate outlet piping at low cost while maintaining the inside of the methane fermentation tank at a pH suitable for methane fermentation.
以下、本発明における第1の実施の形態を、図1を参照しながら説明する。
11は、メタン発酵槽12内の消化汚泥を浸漬型の膜分離手段13で固液分離して濃縮しながらメタン発酵処理を行なうメタン発酵処理装置である。メタン発酵処理装置11は、メタン発酵槽12内の消化汚泥よりも高温で且つ流動性を有する有機性物質をメタン発酵槽12に供給する原料供給手段14を有している。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
11 is a methane fermentation treatment apparatus that performs methane fermentation treatment while concentrating the digested sludge in the
原料供給手段14は、メタン発酵槽12の前段に設置され且つ上記高温の有機性物質を液状又はスラリー状に可溶化させる可溶化槽15と、メタン発酵槽12と可溶化槽15とに連通する原料供給配管16と、原料供給配管16に設けられた供給ポンプ17とを有している。
The raw material supply means 14 is installed in the front | former stage of the
また、メタン発酵槽12の後段には、膜分離手段13の分離膜19を透過した膜透過液を生物処理する生物処理槽20が設置されている。生物処理槽20は脱窒素槽21と硝化槽22とを有している。硝化槽22には曝気手段23が設けられている。
Further, a
膜分離手段13は、メタン発酵槽12に連通する膜分離槽25内に設けられており、所定間隔をあけて平行に配列された複数枚の平板状の膜カートリッジを鉛直方向に配置し、各膜カートリッジの相互間に流路を形成したものである。各膜カートリッジは、濾板の両面に分離膜19(濾過膜)を配置している。
The membrane separation means 13 is provided in a
また、膜分離槽25内には、メタン発酵槽12内のバイオガスを膜分離手段13の下方から散気する散気手段26が設けられている。尚、メタン発酵槽12内のバイオガスを散気手段26へ供給するガス供給流路27には、ブロワ装置28が設けられている。
Further, in the
膜分離手段13と生物処理槽20との間には、膜分離手段13の分離膜19を透過した膜透過液を膜分離手段13から外部の脱窒素槽21へ取り出す膜透過液導出配管30が設けられている。膜透過液導出配管30の一端は膜カートリッジに形成された透過液流路に連通し、他端は脱窒素槽21に連通している。
Between the membrane separation means 13 and the
膜透過液導出配管30は、可溶化槽15内の底部に設けられたコイル状の第1の管部30aと、膜カートリッジの透過液流路と第1の管部30aの一端とに連通する第2の管部30bと、第1の管部30aの他端と脱窒素槽21とに連通する第3の管部30cとを有している。尚、第1の管部30aは、膜透過液導出配管30内を流れる膜透過液と原料供給手段14によってメタン発酵槽12に供給される高温の有機性物質との間で熱交換を行なって膜透過液を加温する熱交換手段の一例であり、膜透過液導出配管30の一部を可溶化槽15内に通した構成に該当する。
The membrane permeate
また、膜透過液導出配管30の第2の管部30bには吸引ポンプ32が介装され、膜分離手段13は、吸引ポンプ32によって、メタン発酵槽12内の消化汚泥を吸引濾過するものである。
Further, a
以下、上記構成における作用を説明する。
有機性物質は、可溶化槽15に投入され、可溶化槽15内で液状(又はスラリー状)に可溶化された後、可溶化槽15から原料供給配管16を流れてメタン発酵槽12内へ供給され、メタン発酵槽12内でメタン発酵処理される。また、メタン発酵槽12内の消化汚泥は膜分離手段13で固液分離されて固形分が濃縮される。この際、膜分離手段13の分離膜19を透過した膜透過液は、吸引ポンプ32によって吸引され、膜透過液導出配管30内を流れて脱窒素槽21と硝化槽22で生物処理された後、処理液として河川等に放流される。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
The organic substance is charged into the
尚、有機性物質としては例えば焼酎やウイスキー等の蒸留酒を造る際に発生する蒸留廃液等があり、このような蒸留廃液は、通常約70〜80℃の温度を有した状態で可溶化槽15に投入される。また、メタン発酵槽12内の消化汚泥の温度は約35〜60℃の範囲内で保持され、メタン発酵槽12に供給される有機性物質の温度はメタン発酵槽12内の消化汚泥の温度よりも高温である。尚、メタン発酵槽12と可溶化槽15とは、保温材で保温或いはヒーター等で加温されている。
In addition, as an organic substance, there exist distillation waste liquid etc. which generate | occur | produce, for example, when making distilled spirits, such as shochu and whiskey, and such a distillation waste liquid is a solubilization tank in the state which usually has a temperature of about 70-80 degreeC. 15 is input. Moreover, the temperature of the digested sludge in the
上記のような高温の有機性物質をメタン発酵処理する際、上記膜透過液は、膜透過液導出配管30の第2の管部30bから第1の管部30aを経て第3の管部30cへ流れるのであるが、このとき、可溶化槽15内の有機性物質の温度が第1の管部30a内を流れる膜透過液の温度よりも高温であるため、第1の管部30a内を流れる膜透過液と可溶化槽15内の高温の有機性物質との間で熱交換が行なわれて、第1の管部30a内の膜透過液が加温される。
When the high-temperature organic substance as described above is subjected to methane fermentation, the membrane permeate passes from the
これにより、膜透過液導出配管30内の膜透過液の温度低下が抑制されて、それに伴いMAPの溶解度積の減少が抑制されるため(尚、MAPの溶解度積は温度が低いほど小さくなる)、MAPの無機結晶が析出し難い環境となり、膜透過液導出配管30の内周面にMAPが析出するのを抑制することができる。
As a result, a decrease in the temperature of the membrane permeate in the membrane
これにより、塩鉄等の薬剤の添加量(使用量)を大幅に削減することができるため、コストを低減することが可能であり、さらに、容易にメタン発酵槽12内をメタン発酵に最適なpHに維持することができる。
Thereby, since the addition amount (use amount) of chemical | medical agents, such as salt iron, can be reduced significantly, it is possible to reduce cost, and also the inside of the
また、メタン発酵槽12に供給される高温の有機性物質の温度を利用して膜透過液を加温するため、有機性物質の本来の温度を有効に利用でき、さらにコストを低減することができる。
Moreover, since the membrane permeate is heated using the temperature of the high-temperature organic substance supplied to the
上記第1の実施の形態では、図1に示すように、原料供給手段14は、可溶化槽15を有しているが、原料の有機性物質が流動性を有している場合には、可溶化槽15に替えて、有機性物質を貯留する貯留槽33を有するものであってもよい。この場合も同様に、膜透過液導出配管30の第1の管部30aが貯留槽33内の底部に設けられており、膜透過液と貯留槽33内の有機性物質との間で熱交換を行なってもよい。或いは、貯留槽33を可溶化槽15の前段又は後段に配置してもよい。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the raw material supply means 14 has a
次に、本発明における第2の実施の形態を、図2を参照しながら説明する。
膜透過液導出配管30は、原料供給配管16内に挿入された管状の第1の管部30aと、膜カートリッジの透過液流路と第1の管部30aの一端とに連通する第2の管部30bと、第1の管部30aの他端と脱窒素槽21とに連通する第3の管部30cとを有している。熱交換手段34は、上記内管側の第1の管部30aと外管側の原料供給配管16とによって、膜透過液導出配管30の一部を原料供給配管16内に通した二重管構造を有して構成される。この熱交換手段34によって、膜透過液導出配管30内を流れる膜透過液と原料供給手段14によってメタン発酵槽12に供給される高温の有機性物質との間で熱交換が行なわれて膜透過液が加温される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The membrane permeate
以下、上記構成における作用を説明する。
膜透過液は、膜透過液導出配管30の第2の管部30bから第1の管部30aを経て第3の管部30cへ流れるのであるが、このとき、原料供給配管16内を流れる流動性を有する有機性物質の温度が第1の管部30a内を流れる膜透過液の温度よりも高温であるため、第1の管部30a内を流れる膜透過液と原料供給配管16内の高温の有機性物質との間で熱交換が行なわれて、第1の管部30a内の膜透過液が加温される。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
The membrane permeate flows from the
これにより、膜透過液導出配管30内の膜透過液の温度低下が抑制されて、MAPの溶解度積の減少が抑制されるため、MAPの無機結晶が析出し難い環境となり、膜透過液導出配管30の内周面にMAPが析出するのを抑制することができる。 As a result, a decrease in the temperature of the membrane permeate in the membrane permeate outlet piping 30 is suppressed, and a decrease in the solubility product of MAP is suppressed, resulting in an environment in which inorganic crystals of MAP are difficult to precipitate. It is possible to suppress MAP from being deposited on the inner peripheral surface of 30.
上記第2の実施の形態では、メタン発酵槽12と可溶化槽15との間が原料供給配管16を介して連通しているが、可溶化槽15を設けず、可溶化行程が不要である液状(又はスラリー状)の有機性物質を原料供給配管16からメタン発酵槽12へ供給するメタン発酵処理装置に適用してもよい。
In the second embodiment, the
上記第2の実施の形態では、膜透過液導出配管30の一部30aを原料供給配管16の内部に挿入したが、原料供給配管16の一部を膜透過液導出配管30の内部に挿入してもよい。
In the second embodiment, a
次に、本発明における第3の実施の形態を、図3を参照しながら説明する。
熱交換手段35は、膜透過液導出配管30の一部30aの外周面と原料供給配管16の一部16aの外周面とを当接させた状態で、原料供給配管16の一部16aを膜透過液導出配管30の一部30aの外周面に巻き付けた構成を有している。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The heat exchanging means 35 forms a
これによると、膜透過液導出配管30内を流れる膜透過液と原料供給配管16内の高温の有機性物質との間で熱交換が行なわれて、膜透過液導出配管30内の膜透過液が加温される。
According to this, heat exchange is performed between the membrane permeate flowing in the membrane permeate outlet piping 30 and the high-temperature organic substance in the raw
尚、上記第3の実施の形態では、原料供給配管16の一部16aを膜透過液導出配管30の一部30aの外周面に巻き付けたが、膜透過液導出配管30の一部30aを原料供給配管16の一部16aの外周面に巻き付けてもよい。
In the third embodiment, the
次に、本発明における第4の実施の形態を、図4を参照しながら説明する。
原料供給手段14は、可溶化槽15と、原料供給配管16と、供給ポンプ17と、可溶化槽15内に貯留された液状の有機性物質を底部から取り出して上部へ戻す外部循環配管37と、外部循環配管37に設けられた循環ポンプ38とを有している。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The raw material supply means 14 includes a
メタン発酵処理装置11には熱交換器41(熱交換手段の一例)が設けられており、熱交換器41は、水(熱媒の一例)を介して、外部循環配管37内の有機性物質と膜透過液導出配管30内の膜透過液との間で熱交換を行なうものである。
The methane
すなわち、上記熱交換器41は、内部に、水41aと、水41aが循環する循環流路41bと、水41aを循環させるポンプ41cとを有しており、水41aが外部循環配管37の一部の外周と膜透過液導出配管30の一部の外周との間で接触しながら循環流路41bを循環することにより、熱交換を行なうものである。
That is, the
以下、上記構成における作用を説明する。
循環ポンプ38を駆動することにより、可溶化槽15内で液状(又はスラリー状)に可溶化された有機性物質が外部循環配管37内を流れ、可溶化槽15内が攪拌される。このとき、外部循環配管37内を流れる液状の有機性物質の温度が膜透過液導出配管30内を流れる膜透過液の温度よりも高温であるため、膜透過液導出配管30内の膜透過液と外部循環配管37内の高温の有機性物質との間で、熱交換器41の水41a(熱媒)を介して、熱交換が行なわれ、膜透過液導出配管30内の膜透過液が加温される。これにより、膜透過液導出配管30内の膜透過液の温度低下が抑制されて、MAPの溶解度積の減少が抑制される。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
By driving the
上記第4の実施の形態では、熱交換器41の熱媒の一例として水を用いたが、水に限定されるものではなく、例えば油やエチレングリコール等の液体を用いてもよい。
上記各実施の形態では、有機性物質と膜透過液との間で熱交換を行なって、温度が低下した高温の有機性物質を直接メタン発酵槽12内に供給しているが、供給された高温の有機性物質がメタン発酵槽12内の温度保持に悪影響を及ぼす場合には、熱交換手段の前段又は後段で放熱等により高温の有機性物質を適温まで冷却した後、メタン発酵槽12に供給してもよい。
In the fourth embodiment, water is used as an example of the heat medium of the
In each of the above embodiments, heat exchange is performed between the organic substance and the membrane permeate, and the high-temperature organic substance having a reduced temperature is directly supplied into the
11 メタン発酵処理装置
12 メタン発酵槽
13 膜分離手段
14 原料供給手段
15 可溶化槽
16 原料供給配管
19 分離膜
30 膜透過液導出配管
30a 第1の管部(熱交換手段)
33 貯留槽
34,35 熱交換手段
41 熱交換器(熱交換手段)
41a 水(熱媒)
DESCRIPTION OF
33
41a Water (heat medium)
Claims (6)
メタン発酵槽内の消化汚泥中の固形分を膜分離手段によって濃縮しながらメタン発酵処理を行なうメタン発酵処理装置であって、
膜分離手段の分離膜を透過した膜透過液を外部へ取り出す膜透過液導出配管と、膜透過液導出配管内を流れる膜透過液と原料供給手段によってメタン発酵槽に供給される有機性物質との間で熱交換を行なって膜透過液を加温する熱交換手段が備えられていることを特徴とするメタン発酵処理装置。 A methane fermentation tank for performing methane fermentation of organic substances in the digested sludge, and a raw material supply means for supplying the methane fermentation tank with an organic substance having fluidity and higher temperature than the digested sludge in the methane fermentation tank. , Having membrane separation means,
A methane fermentation treatment apparatus for performing a methane fermentation treatment while concentrating solids in digested sludge in a methane fermentation tank by a membrane separation means,
A membrane permeate outlet pipe for taking out the membrane permeate permeated through the separation membrane of the membrane separator means, a membrane permeate flowing in the membrane permeate outlet pipe and an organic substance supplied to the methane fermentation tank by the raw material supply means; A methane fermentation treatment apparatus comprising heat exchange means for heating the membrane permeate by exchanging heat between the two.
熱交換手段は膜透過液導出配管が可溶化槽内を通過する構成を有することを特徴とする請求項1記載のメタン発酵処理装置。 The raw material supply means has a solubilization tank for solubilizing organic substances in liquid or slurry form,
The methane fermentation treatment apparatus according to claim 1, wherein the heat exchange means has a configuration in which the membrane permeate outlet piping passes through the solubilization tank.
熱交換手段は膜透過液導出配管が貯留槽内を通過する構成を有することを特徴とする請求項1記載のメタン発酵処理装置。 The raw material supply means has a storage tank for storing an organic substance having fluidity,
The methane fermentation treatment apparatus according to claim 1, wherein the heat exchange means has a configuration in which the membrane permeate outlet piping passes through the storage tank.
熱交換手段は膜透過液導出配管と原料供給配管とが当接する構成を有することを特徴とする請求項1記載のメタン発酵処理装置。 The raw material supply means has a raw material supply pipe for supplying a fluid organic substance to the methane fermentation tank,
The methane fermentation treatment apparatus according to claim 1, wherein the heat exchange means has a configuration in which the membrane permeate discharge pipe and the raw material supply pipe come into contact with each other.
膜分離手段の分離膜を透過して膜透過液導出配管内を流れる膜透過液とメタン発酵槽に供給される有機性物質との間で熱交換を行なって膜透過液を加温することを特徴とするメタン発酵処理方法。 Supply organic substances that are solubilized in liquid form at a higher temperature than the digested sludge in the methane fermenter to the methane fermenter, and perform the methane fermentation process while concentrating the digested sludge in the methane fermenter by membrane separation means A methane fermentation treatment method,
The membrane permeate is heated by exchanging heat between the membrane permeate flowing through the separation membrane of the membrane separation means and flowing in the membrane permeate outlet pipe and the organic substance supplied to the methane fermentation tank. A characteristic methane fermentation treatment method.
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