JPH01293183A - 膜分離固定化メタン発酵方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 九産業上の利用分野 本発明は有機系廃棄物について微生物により嫌気性分解
を行うメタン発酵方法に係り、特に限外ＰＲ膜や精密濾
過換を用いた膜分離固定化メタン発酵方法に関するもの
である。

Ｂ１発明の概要 本発明は、メタン発ｎＷ４内の汚泥を加圧ポンプを通し
て膜分離装＆に送り、この装置によって珍過液を排除し
た後の濃縮液を再度メタン発酵槽にＰＲ流させるとき、
膜分離装置の入力側と出力側に開閉弁を設け、加圧ポン
プの運転停止時に各開閉弁を閉じることばよって膜分離
装置の運転エネルギーを節減するようにしたものである
。

Ｃ０従米の技術 メタン発酵は有機系廃棄物のエネルギー回収。

省エネルギー衛生処理システムとして従来がち広く行な
われている。このメタン発酵においては、嫌気性菌の菌
体濃度が高い穐発酵効率が高くなるが、ｌｉ＃ｆｉ性菌
の中でもメタン菌は、増殖速度が遅いためにＨＲＴ（水
理学的滞留時間）を長くする必要があり、これを短縮す
ると菌体が洗い出されて嫌気性菌の菌体濃度分布に不均
衡が生じる。なかでも、酸生成菌とメタン菌の菌体濃度
の不均衡により有機酸が蓄積して…が低下し、メタン菌
が阻害されてメタンガス発生が停止する。この状態を酸
敗と称呼されているが、−旦酸敗状態になるとこれを回
復させることは困難となる。

なお、ＨＲＴを短縮しても菌体の流出さえなげればメタ
ン発酵の高効率化は可能であり、そのためには菌体をメ
タン発酵槽内に固定化する必要がある。固定化方法とし
ては種々考えられているが、その一つとして、メタン菌
は遭遇させないが、液体は透過する膜を用いた固定化方
法がある。

第２図は、従来の膜分離固定化装置を示したもので、メ
タン菌を含む原料は、原料供給ポンプ６によってメタン
発＃槽ｌ内に供給され発酵が行なわれる。発酵知よって
生じたガスはｌａの採取口より取り出されるが、発酵廃
液は加圧ポンプ２知より取り出されて膜分離装置３に送
られて加圧される。膜分離装置１３は限外Ｉ！７５過嘆
や精密濾過膜などの分離１１に４を有し、この分Ｆａ［
４は加圧によっては液体は透してその透過液は系外に排
出するが、メタン菌は通過させず、濃縮液としてメタン
発酵槽ｌ内に環流させる。なお５は撹拌用モータである
。

Ｄ２発明が解決しようとする課題 第２図で示す固定化法では、濃縮液を発酵槽ｌ内ｆｃｆ
ｆｉ流させるため、メタン菌の発酵槽ｌ内への捕捉は良
好に行なわれる。したがってメタン発酵の高効率化は可
能となるが、しかし、加圧ポンプ２を駆動させるために
消費するエネルギーが大きいため、メタン発酵によって
得られた正味エネルギーを減少させる不都合が生じ、経
済的に採算が合わない問題点を有している。そこで実用
化させるためには、加圧ポンプ下動用消費エネルギーの
減少を図る必要があり、そのためには低圧でも高い透過
速度が得られる分離暎の開発か行なわれているが、満足
すべき性能の膜が得られていないのが現状である。

そこで本発明が目的とするところは、消費エネルギーを
減少させたこの種喚分離固定化法を提供せんとするもの
である。

Ｅ、ＦｌｉＩを解決するための手段 本発明は、メタン発酵槽内の汚泥を加圧ポンプを通して
膜分離装置に送り、この装置によって透過液を排除した
後、濃縮液をメタン発酵ｆａ　Ｋ　横流させるものにお
いて、膵分離装宜の入力側と出力側に夫々開閉弁を設け
、更に膜分離装置と入力側開閉弁間に汚泥加圧貯留槽を
設ける。そして、各開閉弁は、加圧ポンプの運転停止時
には夫々間じるように操作する。

２０作用 通常は加圧ポンプによって加圧するが、この加圧ポンプ
停止時に各開閉弁を閉じると、加圧ポンプが停止されて
も汚泥加圧貯留槽に発生したガスによって膜分離装置は
加圧されて膜分離が可能となる。

Ｇ、実施例 第１図１（・′工水発明の一実施例を示したものである
。

なお同図において、第２図と同符号のものは同一部分を
示す。７は膜分離装置ｔ３の入力側に設けられひγ１閉
弁で、この開閉弁７は三方コックが用いられろ。８は汚
泥加圧貯留槽で、その一部に安全弁９を有し、洗浄液注
入用開閉弁１０を通して一分離装ｆ！！ｔ、３に連結さ
れている。１１は洗浄液の放出をも賛ねた開閉弁で、三
方コックが使用されて膜分離装Ｗ、３の出力側に設置さ
れる。

以上のように構成された本発明においてその作用を説明
する。

先ず各開閉弁７，１０．１１を開路状態として加圧ポン
プ２を駆動すると、メタン発酵槽ｌ内の汚泥は、加圧ポ
ンプ２．開閉弁７．汚泥加圧貯留ｍ８．開閉弁１０を通
って膜分離装＠３に送出され、この装置３において、分
離膜４を透過した液は系外に排出され、残った濃縮液は
開閉弁１１を通ってメタン発＃槽ｌにｍ流される。通常
は加圧ポンプ２の駆動によって膜分離が行なわれるが、
加圧ポンプ２を停止させても次の如＜膜分離が行なわれ
る。すなわち、加圧ポンプ２の運転中に開閉弁１１を閉
じ、その後に加圧ポンプ２を停止して開閉弁７を閉じる
。この状態で、汚泥加圧貯留槽８の汚泥は加圧状態が保
たれているため、膜分離装置３での分離はそのまま継続
される。時間が経過し、分離膜４よりの透過が進むと、
汚泥加圧貯留槽８．膜分離装置３内の液体の容積が減少
（−て圧力が低下しようとするが、汚泥加圧貯留槽８の
ｔｆ５泥からガスが発生し、この発生ガスが液体の容積
減少に伴う圧力低下を補うため、膜分ＩＩＩＩ装置３の
加圧状態は、ポンプ２の停止にもかかわらず継続される
。ここで、安全弁９は発生ガスによる圧力の上がり過六
゛を防止するためのものである。

以上の状態を一定時間継続した後、再度開閉弁１１．７
を開路し、加圧ポンプ２を運転することによりポンプ２
による膜分離が再開され、更にその後開閉弁操作、およ
びポンプ停止を繰返すことによって膜分離を行なう。

このような運転を継続すると、膜分離装＆３における固
形物によって分離膜４の目詰りなどによって透過速度が
低下してくる。その場合には洗浄操作を行なう必要があ
る。洗浄操作は、開閉弁７゜１０．１１を開いて加圧ポ
ンプ２を駆動し、系内の汚泥環流を行なった後にυ−開
閉弁を閉じ、三方コックよりなる開閉弁ｔｏ、ｉｉを夫
々洗浄液入力、洗浄液出力仰１に操作して洗浄液を注入
し膜分離装置３を洗浄する。洗浄後は開閉弁１０．１１
を環流側に開路し、また弁７を開いて加圧ポンプ２を駆
動すれば、汚泥の膜分離が再開される。

■１発明の効果 幌分離固定化メタン発酵では、分離膜にかけた圧力をで
きるだけ高くした方が、単位面積あたりの透過速度が大
きくなって装置のコストが安くなるが、その反面加圧に
要するエネルギー消費が高くなる。本発明によれば、加
圧ポンプを停止しても膜分離が可能となるので、膜分離
のためのエネルギーが節減でき、メタン発酵における正
味エネルギーを増加することができる。

また、メタン菌は通常の菌よりも細胞膜かうすく、機械
的衝撃に弱いので、菌体濃度が低い場合には、加圧ポン
プをａ続して運転すると、メタン菌に悪影響を与えるこ
とがあるが、本発明においては加圧ポンプの運転時間が
減少するのでメタン菌にとっては好ましい状襲となるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は従来
の瞑分離固定化メタン発＃装置の構成図である。 ｌ・・°メタノ発酵槽、２・・・加圧装置、３・・・膜
分離装置、８・・・汚泥加圧貯留槽、７．１０．１１・
・・開閉弁。 ７　三方コック　　　　　　　　　　　１１　メタノ発
酵槽 ２　加圧ポツプ　　　　　　　　　７料３　膜分離装置 ４　分離膜 ５　攪拌用モーター ６　・原料供給ポツプ 第１図 し 第２図 ガ、ス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）メタン菌を含む汚泥をメタン発酵槽内に供給し、
   このメタン発酵槽内の汚泥を加圧ポンプおよび分離膜を
   有する膜分離装置を通してメタン発酵槽に環流させるも
   のにおいて、前記膜分離装置の入出力側に夫々開閉弁を
   設け、且つ膜分離装置と入力側開閉弁間に汚泥加圧貯留
   槽を設け、前記加圧ポンプの運転停止時に前記各開閉弁
   を閉じるようにしたことを特徴とした膜分離固定化メタ
   ン発酵方法。