JPH021000B2 - - Google Patents
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- JPH021000B2 JPH021000B2 JP57182752A JP18275282A JPH021000B2 JP H021000 B2 JPH021000 B2 JP H021000B2 JP 57182752 A JP57182752 A JP 57182752A JP 18275282 A JP18275282 A JP 18275282A JP H021000 B2 JPH021000 B2 JP H021000B2
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- digestion
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は工場廃水処理施設や下水処理場で発生
する有機性汚泥を処理する嫌気性消化設備の温度
制御装置に関する。
する有機性汚泥を処理する嫌気性消化設備の温度
制御装置に関する。
有機性汚泥を処理する方法として、嫌気性消化
法は古くから行なわれている。近年、エネルギー
情勢の悪化にともない、嫌気性消化法は特に注目
されるようになつてきた。これは、メタンを主成
分とする消化ガスが多量に得られること、および
好気性処理のような多量の曝気が不必要であるこ
と、などの理由によるものと考えられる。
法は古くから行なわれている。近年、エネルギー
情勢の悪化にともない、嫌気性消化法は特に注目
されるようになつてきた。これは、メタンを主成
分とする消化ガスが多量に得られること、および
好気性処理のような多量の曝気が不必要であるこ
と、などの理由によるものと考えられる。
嫌気性消化処理は、有機性汚泥中の炭水化物、
脂肪、タンパク質を、主に揮発性有機酸に分解す
る液化段階と、揮発性有機酸を主にメタンと炭酸
ガスに分解するガス化段階との二段階の反応から
構成されている。液化反応を行なわせる細菌を酸
生成菌、ガス化反応を行なわせる細菌をメタン菌
と呼んでいる。
脂肪、タンパク質を、主に揮発性有機酸に分解す
る液化段階と、揮発性有機酸を主にメタンと炭酸
ガスに分解するガス化段階との二段階の反応から
構成されている。液化反応を行なわせる細菌を酸
生成菌、ガス化反応を行なわせる細菌をメタン菌
と呼んでいる。
上述した二段階の反応のうち、ガス化段階が律
速段階であると考えられている。これは、消化槽
内で揮発性有機酸の蓄積が時折観察されること、
メタン菌の増殖速度は酸生成菌のそれと比較して
約1/10程度であること、等の理由による。
速段階であると考えられている。これは、消化槽
内で揮発性有機酸の蓄積が時折観察されること、
メタン菌の増殖速度は酸生成菌のそれと比較して
約1/10程度であること、等の理由による。
第１図に嫌気性消化プロセスの基本的なフロー
を示す。
を示す。
有機性汚泥は管路１を介して、第一消化槽２に
投入される。ここで有機性汚泥を15〜20日程度滞
留させ、前述した液化、ガス化反応により、最終
的にメタン、炭酸ガス等に分解させる。第一消化
槽２では、細菌の活性を高く維持させるために、
30〜40℃程度に加温している（加温装置は図示省
略）。また投入された有機性汚泥と細菌を均一に
分布させるために、機械撹拌あるいは発生した消
化ガスをフロワーなどによつて吹き込んで撹拌し
ている（撹拌装置の図示は省略）。次に、消化処
理が終了した消化汚泥は移送管３を介して第２消
化槽４へ送られる。第２消化槽は主に消化汚泥を
沈降濃縮する目的を持つている。このため、加温
装置、撹拌装置は通常設置されていない。分離さ
れた上澄液は管路５を介して、河川などに放流さ
れるか、あるいは水処理プロセスへ還流される。
下方に溜つた濃縮された消化汚泥は管路６を介し
て次の汚泥処理工程へ送られる。第１消化槽２、
第２消化槽４から発生した消化ガスは、管路７を
介してガスタンク８に一旦貯留された後、第１消
化槽２の加温用エネルギー等に使われる。
投入される。ここで有機性汚泥を15〜20日程度滞
留させ、前述した液化、ガス化反応により、最終
的にメタン、炭酸ガス等に分解させる。第一消化
槽２では、細菌の活性を高く維持させるために、
30〜40℃程度に加温している（加温装置は図示省
略）。また投入された有機性汚泥と細菌を均一に
分布させるために、機械撹拌あるいは発生した消
化ガスをフロワーなどによつて吹き込んで撹拌し
ている（撹拌装置の図示は省略）。次に、消化処
理が終了した消化汚泥は移送管３を介して第２消
化槽４へ送られる。第２消化槽は主に消化汚泥を
沈降濃縮する目的を持つている。このため、加温
装置、撹拌装置は通常設置されていない。分離さ
れた上澄液は管路５を介して、河川などに放流さ
れるか、あるいは水処理プロセスへ還流される。
下方に溜つた濃縮された消化汚泥は管路６を介し
て次の汚泥処理工程へ送られる。第１消化槽２、
第２消化槽４から発生した消化ガスは、管路７を
介してガスタンク８に一旦貯留された後、第１消
化槽２の加温用エネルギー等に使われる。
以上述べたように、嫌気性消化処理は細菌の作
用によつて行なわれる生物反応であるが、一般的
な化学反応と同じように、処理効率に影響を及ぼ
す主な要因は温度である。すなわち第１消化槽２
に対する加熱温度が、各処理場で経験的に決めら
れる最適な温度からずれると、消化効率が低下す
る。このため、従来は消化温度を測定し、操作員
が経験的に加温装置燃焼状態をオン、オフさせる
ことによつて、消化温度を目標値に保つように管
理していた。しかし、この従来方法では、消化温
度を精度よく目標値に保つためには、操作員の豊
富な経験を必要とし、必ずしも満足いく管理方法
ではなかつた。また操作員は常に消化温度の測定
値を監視している必要があり、労力のいる作業で
あつた。
用によつて行なわれる生物反応であるが、一般的
な化学反応と同じように、処理効率に影響を及ぼ
す主な要因は温度である。すなわち第１消化槽２
に対する加熱温度が、各処理場で経験的に決めら
れる最適な温度からずれると、消化効率が低下す
る。このため、従来は消化温度を測定し、操作員
が経験的に加温装置燃焼状態をオン、オフさせる
ことによつて、消化温度を目標値に保つように管
理していた。しかし、この従来方法では、消化温
度を精度よく目標値に保つためには、操作員の豊
富な経験を必要とし、必ずしも満足いく管理方法
ではなかつた。また操作員は常に消化温度の測定
値を監視している必要があり、労力のいる作業で
あつた。
また一部の処理場では、消化槽温度を測定し、
設定温度（目標温度）と差があれば、ボイラの燃
焼をオン、オフさせたり、ボイラへの燃料供給速
度を調節したりするフイードバツク制御を行なつ
ている。しかし、消化槽の容量は一般に大きいた
め、熱の時定数が大きく、設定温度に達するまで
には大きな時間遅れがある。このため、熱的外乱
に対する制御系の追従性はわるく、消化効率の向
上には限界があつた。
設定温度（目標温度）と差があれば、ボイラの燃
焼をオン、オフさせたり、ボイラへの燃料供給速
度を調節したりするフイードバツク制御を行なつ
ている。しかし、消化槽の容量は一般に大きいた
め、熱の時定数が大きく、設定温度に達するまで
には大きな時間遅れがある。このため、熱的外乱
に対する制御系の追従性はわるく、消化効率の向
上には限界があつた。
本発明の目的は常に消化温度を設定値に維持で
きる嫌気性消化設備の温度制御装置を提供するこ
とにある。
きる嫌気性消化設備の温度制御装置を提供するこ
とにある。
本発明は消化槽に対するを加温装置を設けた嫌
気性消化設備の温度制御装置であつて、消化槽付
近の気温を測定する温度計と、この温度計からの
出力を受けて消化槽からの放散熱量を演算する第
１演算手段と、消化槽へ投入する有機性汚泥の流
量および温度を測定する流量計および温度計と、
この流量計および温度計からの出力を受けて投入
有機性汚泥を目標とする消化温度まで加温するの
に必要な熱量を演算する第２演算手段と、この第
２演算手段および前記第１演算手段の出力を加算
し消化温度を目標値に維持させるために必要な供
給熱量を演算する第３演算手段と、この第３演算
手段からの出力を受けて消化槽加温装置を制御す
る制御装置とを備えたものである。
気性消化設備の温度制御装置であつて、消化槽付
近の気温を測定する温度計と、この温度計からの
出力を受けて消化槽からの放散熱量を演算する第
１演算手段と、消化槽へ投入する有機性汚泥の流
量および温度を測定する流量計および温度計と、
この流量計および温度計からの出力を受けて投入
有機性汚泥を目標とする消化温度まで加温するの
に必要な熱量を演算する第２演算手段と、この第
２演算手段および前記第１演算手段の出力を加算
し消化温度を目標値に維持させるために必要な供
給熱量を演算する第３演算手段と、この第３演算
手段からの出力を受けて消化槽加温装置を制御す
る制御装置とを備えたものである。
次に、第２図に示す一実施例に基づいて、本発
明をより具体的に説明する。なお図中、第１図と
同一要素については同一番号で示す。
明をより具体的に説明する。なお図中、第１図と
同一要素については同一番号で示す。
９は温度計で、第１消化槽２の近くに設置さ
れ、その周囲の気温を測定する。この温度計９の
測定値は第１演算手段１０に出力される。第１演
算手段１０では次式により第１消化槽２からの放
散熱量q1を演算する。
れ、その周囲の気温を測定する。この温度計９の
測定値は第１演算手段１０に出力される。第１演
算手段１０では次式により第１消化槽２からの放
散熱量q1を演算する。
q1＝Ｓ×Ｕ×（Ｔ−t1） …(1)
１／Ｕ＝１／α1＋ｘ／λ＋１／α2 …(2)
ここで、
Ｓ；第一消化槽の表面積（予め定められた値）
Ｕ；総括伝熱係数（(2)式で求められる値）
Ｔ；消化温度の目標値（予め設定された値）
t1；気温
α1，α2；液体側および気体側の境膜伝熱係数
（予め求められた値） ｘ；第一消化槽壁の厚さ（予め求められた値） λ；消化槽壁の熱伝導度（予め求められた値） 一方、管路１には温度計１２および流量計１３
を設け、これによつて、投入される有機性汚泥の
温度および流量を測定する。これらの測定値は第
２演算手段１４へ出力される。第２演算手段１４
は次式により消化温度の目標値まで投入有機性汚
泥を加温するのに必要な熱量q2を演算する。
（予め求められた値） ｘ；第一消化槽壁の厚さ（予め求められた値） λ；消化槽壁の熱伝導度（予め求められた値） 一方、管路１には温度計１２および流量計１３
を設け、これによつて、投入される有機性汚泥の
温度および流量を測定する。これらの測定値は第
２演算手段１４へ出力される。第２演算手段１４
は次式により消化温度の目標値まで投入有機性汚
泥を加温するのに必要な熱量q2を演算する。
q2＝Ｑ×Ｃ×（Ｔ−t2）
ここで
Ｑ；投入有機性汚泥の流量
Ｃ；投入有機性汚泥の比熱（予め求められた
値） t2；投入有機性汚泥の温度 第１演算手段１０および第２演算手段14の出力
は、第３演算手段１１に供給される。第３演算手
段１１では、これらの出力を加算し、消化槽温度
を目標値に維持させるために必要な熱量を演算す
る。第３演算手段の出力は制御装置１５に供給さ
れ、これと等しい熱量を消化槽へ供給すべく、加
熱装置１６への燃料供給速度、蒸気吹き込み量等
を制御する。
値） t2；投入有機性汚泥の温度 第１演算手段１０および第２演算手段14の出力
は、第３演算手段１１に供給される。第３演算手
段１１では、これらの出力を加算し、消化槽温度
を目標値に維持させるために必要な熱量を演算す
る。第３演算手段の出力は制御装置１５に供給さ
れ、これと等しい熱量を消化槽へ供給すべく、加
熱装置１６への燃料供給速度、蒸気吹き込み量等
を制御する。
以上述べたように本発明によれば、消化槽から
の放散熱量および投入有機性汚泥の加温用熱量を
演算し、これと同量の熱量を自動的に供給するの
で、常に消化槽温度を目標値に維持することがで
きる。従つて、消化効率を向上させることができ
る。また、操作員が消化温度の測定値を常に監視
している必要はなく、省力化が可能となる。
の放散熱量および投入有機性汚泥の加温用熱量を
演算し、これと同量の熱量を自動的に供給するの
で、常に消化槽温度を目標値に維持することがで
きる。従つて、消化効率を向上させることができ
る。また、操作員が消化温度の測定値を常に監視
している必要はなく、省力化が可能となる。
第１図は嫌気性消化処理の一般的なフローを示
す図、第２図は本発明による嫌気性消化設備の温
度制御装置の一実施例を示す構成図である。 ２……第１消化槽、４……第２消化槽、８……
ガスタンク、９……温度計、１０……第１演算手
段、１１……第３演算手段、１２……温度計、１
３……流量計、１４……第２演算手段、１５……
制御装置、１６……加温装置。
す図、第２図は本発明による嫌気性消化設備の温
度制御装置の一実施例を示す構成図である。 ２……第１消化槽、４……第２消化槽、８……
ガスタンク、９……温度計、１０……第１演算手
段、１１……第３演算手段、１２……温度計、１
３……流量計、１４……第２演算手段、１５……
制御装置、１６……加温装置。
Claims (1)
- １ 消化槽に対する加温装置を設けた嫌気性消化
設備の温度制御装置において、消化槽付近の気温
を測定する温度計と、この温度計からの出力を受
けて消化槽からの放散熱量を演算する第１演算手
段と、消化槽へ投入する有機性汚泥の流量および
温度を測定する流量計および温度計と、この流量
計および温度計からの出力を受けて投入有機性汚
泥を目標とする消化温度まで加温するのに必要な
熱量を演算する第２演算手段と、この第２演算手
段および前記第１演算手段の出力を加算し消化温
度を目標値に維持させるために必要な供給熱量を
演算する第３演算手段と、この第３演算手段から
の出力を受けて消化槽加温装置を制御する制御装
置とを備えたことを特徴とする嫌気性消化設備の
温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57182752A JPS5973099A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 嫌気性消化設備の温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57182752A JPS5973099A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 嫌気性消化設備の温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5973099A JPS5973099A (ja) | 1984-04-25 |
| JPH021000B2 true JPH021000B2 (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=16123811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57182752A Granted JPS5973099A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 嫌気性消化設備の温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5973099A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007152361A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Mitsubishi Materials Pmg Corp | 粉末成形用フィーダーと粉末成形の原料粉末供給方法 |
| JP4519149B2 (ja) * | 2007-02-21 | 2010-08-04 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 中温メタン発酵処理装置の運転方法ならびに中温メタン発酵処理装置 |
| JP6211356B2 (ja) * | 2013-09-09 | 2017-10-11 | 水ｉｎｇ株式会社 | 汚泥処理システム及び汚泥処理方法 |
| JP2017209680A (ja) * | 2017-09-11 | 2017-11-30 | 水ｉｎｇ株式会社 | 汚泥処理システム及び汚泥処理方法 |
-
1982
- 1982-10-20 JP JP57182752A patent/JPS5973099A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5973099A (ja) | 1984-04-25 |
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