JPH0645034B2 - メタン発酵における酸生成リアクタ−の▲pH▼調整方法 - Google Patents

メタン発酵における酸生成リアクタ−の▲pH▼調整方法

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JPH0645034B2
JPH0645034B2 JP12343186A JP12343186A JPH0645034B2 JP H0645034 B2 JPH0645034 B2 JP H0645034B2 JP 12343186 A JP12343186 A JP 12343186A JP 12343186 A JP12343186 A JP 12343186A JP H0645034 B2 JPH0645034 B2 JP H0645034B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、メタン発酵における酸生成リアクターのpH調
整方法に関するものである。
本発明によれば、アルカリの使用量を大巾に減少しただ
けでなく極めて迅速且つ正確にリアクターのpHを調整す
ることができるので、従来より処理することが困難であ
った食品工業廃水その他の、特に高濃度の有機性廃水の
メタン生成を伴う嫌気性処理が可能となるものである。
したがって本発明は、農産製造、水畜産製造、発酵工
業、製糖工業等各種食品工業において排出される廃水は
もとより、屎尿処理下水、都市下水その他の各種有機性
廃水を処理する技術分野において重用されるものであっ
て、公害防止技術としても非常に有用なものである。ま
た更に、本発明によれば効率よくメタンを得ることがで
きるので、メタン発酵の技術分野においても重要なもの
である。
〔従来の技術〕
メタン発酵は、各種有機性廃液といった複雑な化合物混
合体を低級脂肪酸といった有機酸のような簡単な化合物
に分解する工程、及びこれら有機酸をメタンと炭酸ガス
に分解する工程から成るものである。
前者の工程、つまり、メタン発酵の有機酸生成工程にお
けるpH調整は、処理効果に対する重要な制御要素である
が、従来は酸生成リアクター、またはそのリアクター流
出管39に取付けたpH計36によってリアクターの内部液
(または処理水)のpHを計測し、所定のpH値となるよう
にアルカリタンク32に貯えられたアルカリ液をアルカリ
注入ポンプ35によってパイプ38をして廃水注入管37また
は酸生成リアクター33に注入することによって実施して
いる(第2図)。
なお、31は廃水貯槽であって、廃水は廃水ポンプ34によ
り廃水送入管37に送られる。そしてリアクター33で処理
された処理水は、リアクター流出管39から流出し、発生
したガスはリアクター排気管40から外部へ排出ないしは
集気タンクに集めて適宜な用途に利用される。
しかしながら、このような既知の方法では、酸生成リア
クターにおける注入廃水の滞留時間が長いために応答速
度がおそくなるために適切なpH調整が行われ難く、ま
た、有機酸が対象であるために緩衝作用が大きく、その
うえ、有機酸の生成に伴って発生する二酸化炭素(CO2)
ガスが溶け込むのでpH調整のため使用するアルカリ剤を
多量必要とする。
これに対して、本発明は、特定量のリアクター処理水な
いし内部液を返送ないし循環させつつ原廃水と混合し、
その間に曝気処理とpH調節処理とを行い、迅速に且つ極
めて低コストで酸生成リアクターのpH調整を行うもので
あるが、このような技術思想は、従来全く知られておら
ず新規である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、上記したように従来技術が有する、特に次の
ような欠点を解決するためになされたものである。
滞留時間が1日以上もかかり、応答速度がおそい。
酸生成リアクターの容積が100m3以上の場合が多く、
攪拌装置の所要動力が大きく、攪拌効果が不充分であ
る。
pH調整に要するアルカリ剤が多量必要である。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記欠点を一挙に解決して、大規模リアクタ
ーにおいて極めて迅速且つ正確にpHを調整する新規な省
エネルギー的低コスト化方法を完成するためになされた
ものであって、活性汚泥を中心とする微生物学、流体の
行動、固液分離、気液分離、汚水処理槽、バイオリアク
ター等、生物、物理、化学といった各方面から広く且つ
鋭意研究した結果、遂に完成されたものである。
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
廃水貯槽1に貯えた原廃水は、廃水ポンプ6により廃水
注入管11を介して酸生成リアクター3へ送入するのであ
るが、この原液をそのままリアクター3へ直接送入した
のでは所期の目的は達成されない。
その前に、リアクター3からの処理水と原液とを混合し
なければならない。処理水と原液との混合比は、処理水
を原液の約1/2量ないし50倍量程度混合するのが良く、
処理水、原液の種類、濃度、pH等にしたがって最適混合
比を選択するのがよい。一般的に好適な範囲としては、
処理水を原液の等量ないし30倍量程度使用するのが好ま
しい。このようにして混合した処理水と原液との混液
は、直接これをリアクター3に返送してもよいが、空気
又は不活性ガスと接触させて曝気処理するのが好適であ
る。
上記した一連の処理は、例えば次のようにして行う。リ
アクター3から取り出した処理水は、ピット4、処理水
循環ポンプ9、処理水循環配管15を介して、気液接触槽
5に送入する。気液接触槽5は、曝気槽として作用する
ものであって、空気及び/又は不活性ガス(二酸化炭
素、ネオン、アルゴン、キセノン、ヘリウム等)を、送
風機10から送気管16を経て槽5内に送気し、そこで処
理水と充分に接触して、処理水中に含有ないし溶解して
いるCO2、H2S等を気液接触槽排気管18から揮散せしめ
る。
気液接触処理後の処理水は、気液接触槽流出管17から取
り出し、リアクター3に返送してやり、必要あればこの
サイクルをくり返えして処理水を循環せしめる。このよ
うにして処理水を返送ないしは循環させつつ、これに廃
水注入管11から供給される原廃水を上記した割合で合
し、リアクター3に送入する。このようにして前記した
特定量の酸生成リアクター流出水(処理水)又はリアク
ター内部液を返送ないし循環させつつ供給原液と合し、
混合させることによって、 リアクターの滞留時間を短縮して応答速度を迅速化さ
せ、 攪拌混合効果を向上させ、 処理水またはリアクター内部液に含まれるNH4-Nを返
送してアルカリとして利用することができる。
また、上記したように、返送ないし循環せしめる液と原
廃水とを混合する前及び/又はその後に、アルカリタン
ク2からアルカリ注入ポンプ7及びアルカリ注入管12を
介して、アルカリ液を添加してリアクター3のpH値を所
定域に調整する。8はリアクター3に設けたpH調節記録
計である。
本発明によれば、リアクター処理水ないし内部液を返送
ないし循環させつつこれに特定量の原廃水を加え、これ
をリアクターで処理するだけでも上記のように充分に所
期の目的を達成することができる。しかしながら、該返
送ないし循環させる液を気液接触槽5において空気又は
不活性ガスと接触、曝気処理すると、更に効果が高ま
る。すなわち、曝気処理することによって、液中に溶解
しているCO2、H2S等を揮散せしめ、その後に供給原水と
合する構成を採ることにより、 pH調整用のアルカリ剤の用量を激減させ、 メタン生成リアクターのH2Sによる阻害作用を排除で
きるのである。
このようにして混合液は、一定のpH条件下で、リアクタ
ー3内で迅速且つ効率よく処理されて、ピット4を介し
てリアクター流出管13から流出する。この流出液は、直
ちに河川に放流したり、工業用水として各種用途に利用
したりできるほか、処理水循環ポンプ9に送って、前記
した原液稀釈用処理水として使用することができる。ま
た、この原液稀釈用液としては、処理水、流出液のほか
にリアクター内部液も適宜使用できるし、これらの混合
液を使用することもできる。なお、この場合、アルカリ
はリアクター3に直接添加してもよい。
本法の変形としては、例えば、 原液、返送処理水を混合した後、気液接触槽に流入さ
せて、曝気した後、酸生成リアクターに流入させ、pH調
整のためのアルカリは直接酸生成リアクターに注入する
方式、及び 原液、返送処理水、アルカリの三者を気液接触槽に流
入させて実施する方式が挙げられる。
次に本発明の実施例について述べる。
実施例 第1図に示した酸生成リアクターシステムを用い、上水
1当りコーンスティープリカー30gを溶解した原液を
次のようにして処理した。
実容積5の酸生成リアクター3を使用し、リアクター
の水温は30℃に維持した。原液の15倍量の処理水を、気
液接触槽5内で、空気を送気機10を介して吹き込んで曝
気し、次いで原液と混合した。
一方、酸生成リアクターにはpH調節記録計8を設置して
おき、これと連動させたアルカリ注入ポンプ7によって
アルカリタンク2に貯えた5%水酸化ナトリウムを原水
注入管に注加し、酸生成リアクターのpHを6.0に調整し
て原水の処理を行った。その際の水酸化ナトリウムの消
費量は次表のとおりであった。なお、対照として、第2
図に示した従来システムによって上記と同一組成の原水
を処理し、その際の水酸化ナトリウムの消費量を測定し
て次の結果を得た。
上記結果からも明らかなように、アルカリ消費量は本発
明方法の方が格段に少なく顕著なアルカリ節減効果が認
められる。なお、本発明によって処理した結果、原水に
含まれるSO4態硫黄は還元されて硫黄の除去率は98以上
に達した。
〔効果〕
本発明によれば、上記したような新規にして独特な構成
を採ることにより、極く少量のアルカリを使用するにも
拘らず、迅速且つ正確にリアクター内のpH調整を行うこ
とができ、しかも攪拌効率が高いためにエネルギー必要
量が非常に少ないという著効が奏される。
また、本発明は、次のような作用効果の故に、非常に効
率よくpHの調整ができるだけでなく、原水の処理及びメ
タン発酵が極めて能率的にできるのである。
酸生成リアクターに流入させる水量を増大させること
によって滞留時間を短縮させ、応答速度を迅速にする。
原液と処理水を返送して混合することにより攪拌に必
要な動力を低減させることが可能である。
原液に含まれる蛋白質等は、生化学的に分解され、NH
4態窒素に転換される。
空気または不活性ガスと接触曝気することによって、
溶解しているCO2、H2Sは空気、または不活性ガスに揮散
して除去される。
原液に含有されるSO4態硫黄は、還元されてH2Sとなっ
て揮散し、メタン生成阻害濃度である100mg/l以上とな
るのが防止される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る酸生成リアクターシステムの1実
施例を図示したものであり、第2図は従来システムを図
示したものである。 1,31…廃水貯槽、2,32…アルカリタンク、 3,33…酸生成リアクター、5…気液接触槽、 15…処理水循環配管。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸生成リアクター内部液及び/又は酸生成
    リアクターから処理されて流出してくる処理水を、該リ
    アクターに供給する廃液量の1/2量ないし50倍量だけ該
    リアクターに返送ないし循環させつつ、供給原液と合し
    て、混合せしめ、しかもその間に空気又は不活性ガスと
    接触せしめるとともにpH調節することを、特徴とするメ
    タン発酵における酸生成リアクターのpH調整方法。
JP12343186A 1986-05-30 1986-05-30 メタン発酵における酸生成リアクタ−の▲pH▼調整方法 Expired - Lifetime JPH0645034B2 (ja)

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