JPH0686996A - 廃液の汚染物質を除去する装置の制御方法 - Google Patents
廃液の汚染物質を除去する装置の制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 メタン発酵の廃水から汚染物質を除去する。
【構成】 発酵リアクターの蒸発がまの気体相におけ
る、発酵中に有機物質の変換から発生する排気、ＣＨ4
とＣＯ2 の比率、気体水素含有量の三つのパラメータを
同時に計測して、生態系の状態を即座に反映した信号を
得る。
る、発酵中に有機物質の変換から発生する排気、ＣＨ4
とＣＯ2 の比率、気体水素含有量の三つのパラメータを
同時に計測して、生態系の状態を即座に反映した信号を
得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、メタン発酵により廃液
から汚染物質を除去する装置の調整と自動制御の方法に
関する。
から汚染物質を除去する装置の調整と自動制御の方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】メタン発酵の技術は、特に農業ー食品廃
液の処理に用いられ、汚染物質の除去に効果的な方法と
して多く使用されることで知られている。 このタイプ
の浄化方法では、生物有機体を非常に小さな容積内に限
封することにより、実質的に濃縮を可能にする集中反応
装置（リアクター）を採用することが多くなっている。
その結果、良好な微生物的バランスに適合する限定条件
下で機能するような、生体系が継続的に非常に大きな需
要となる。 このようなリアクターの機能の効率化は、
嫌気性浄化プラントの操作者が必ずしも適切に訓練され
てはいない為に、きわめて難しくなりつつあり、有機的
に過負荷の恐れから、しばしば汚染物質除去装置がその
容量より低く稼働されているのが実情である。
液の処理に用いられ、汚染物質の除去に効果的な方法と
して多く使用されることで知られている。 このタイプ
の浄化方法では、生物有機体を非常に小さな容積内に限
封することにより、実質的に濃縮を可能にする集中反応
装置（リアクター）を採用することが多くなっている。
その結果、良好な微生物的バランスに適合する限定条件
下で機能するような、生体系が継続的に非常に大きな需
要となる。 このようなリアクターの機能の効率化は、
嫌気性浄化プラントの操作者が必ずしも適切に訓練され
てはいない為に、きわめて難しくなりつつあり、有機的
に過負荷の恐れから、しばしば汚染物質除去装置がその
容量より低く稼働されているのが実情である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、嫌気
性発酵の働きの監視は、幾つかのパラメーターに発生す
る変化に頼っている。 特にｐＨ、炭酸塩に関する緩衝
力、及び化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の低下範囲であ
り、これらのパラメーターは汚染物質の消滅を表わすと
考えられている。 既存タイプの設備におけるこうした
パラメーターの測定は、通常、リアクターの液相からの
断続的なサンプリングにより行なわれる。
性発酵の働きの監視は、幾つかのパラメーターに発生す
る変化に頼っている。 特にｐＨ、炭酸塩に関する緩衝
力、及び化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の低下範囲であ
り、これらのパラメーターは汚染物質の消滅を表わすと
考えられている。 既存タイプの設備におけるこうした
パラメーターの測定は、通常、リアクターの液相からの
断続的なサンプリングにより行なわれる。
【０００４】しかしながら、連続工程において機能する
という嫌気性生態系の特徴から、除去設備からの汚染物
質の消滅に関しては、メタノジェネシスに続くアシッド
ジェネシス、ｐＨ、及びＣＯＤ等が必ずしも最も賢明な
測定用パラメーターではない。
という嫌気性生態系の特徴から、除去設備からの汚染物
質の消滅に関しては、メタノジェネシスに続くアシッド
ジェネシス、ｐＨ、及びＣＯＤ等が必ずしも最も賢明な
測定用パラメーターではない。
【０００５】要するに、第１段階では、有機物はアシッ
ドジェニオバクテリアの働きにより、揮発性脂肪酸に変
換され、さらに第２段階では、得られた揮発性脂肪酸は
メタンと二酸化炭素に分解され、その結果、緩衝力が十
分であれば、もはや、それらは中位のｐＨに影響を与え
ない。 それに対し、有機的過負荷の場合、例えば、揮
発性脂肪酸の場合は蓄積が可能で、ｐＨを低下させるこ
とができ、ｐＨ及びＣＯＤの計測値は次いで既成事実を
反映するため、これら２つのパラメーターの計測値が危
険な限界値に達したときには、対応するには遅すぎる場
合が多い。
ドジェニオバクテリアの働きにより、揮発性脂肪酸に変
換され、さらに第２段階では、得られた揮発性脂肪酸は
メタンと二酸化炭素に分解され、その結果、緩衝力が十
分であれば、もはや、それらは中位のｐＨに影響を与え
ない。 それに対し、有機的過負荷の場合、例えば、揮
発性脂肪酸の場合は蓄積が可能で、ｐＨを低下させるこ
とができ、ｐＨ及びＣＯＤの計測値は次いで既成事実を
反映するため、これら２つのパラメーターの計測値が危
険な限界値に達したときには、対応するには遅すぎる場
合が多い。
【０００６】さらにまた、リアクター内の液相の判定の
為に使用される試料が頻繁に、且つ定期的に保持されて
いる場合にのみｐＨパラメーターは信頼性があり、これ
は多くの場合、きわめて厄介な工程である。 さらに付
け加えて、炭酸塩、ＣＯＤ等の他の２つのパラメーター
の計測には、最小限度の化学実験装置が必要である。
サンプルを採取し、次いでそれを分析するのが適当であ
り、その分析には長い時間を要する（所要時間は約２時
間）と言う事実から、一般的には１日にせいぜい１回の
計測が実施されるにすぎない。
為に使用される試料が頻繁に、且つ定期的に保持されて
いる場合にのみｐＨパラメーターは信頼性があり、これ
は多くの場合、きわめて厄介な工程である。 さらに付
け加えて、炭酸塩、ＣＯＤ等の他の２つのパラメーター
の計測には、最小限度の化学実験装置が必要である。
サンプルを採取し、次いでそれを分析するのが適当であ
り、その分析には長い時間を要する（所要時間は約２時
間）と言う事実から、一般的には１日にせいぜい１回の
計測が実施されるにすぎない。
【０００７】さらに、現時点では、この計測の実施が面
倒であるが故に、このような分析技術を業務上の操作面
において自動化する可能性があるようには思えない。
結果的に、リアクターの有機的過負荷の場合、後者のモ
ニターを担当する技術者は自らの裁量で、迅速で検知可
能な、或は純粋で明瞭なリアクターの不調の兆候を得る
ことは出来ない。
倒であるが故に、このような分析技術を業務上の操作面
において自動化する可能性があるようには思えない。
結果的に、リアクターの有機的過負荷の場合、後者のモ
ニターを担当する技術者は自らの裁量で、迅速で検知可
能な、或は純粋で明瞭なリアクターの不調の兆候を得る
ことは出来ない。
【０００８】従って、本発明は、リアクターの機能を最
適化しつつ、嫌気性リアクターの全自動操作に効果的で
あるメタン発酵により、廃液より汚染物質を除去する為
のリアクターを自動制御、及び調整する為の新しい方法
を作り出すことをその目的としている。本発明の基礎理
念は、継続的に３つのパラメーターを、先行技術である
リアクターの液相ではなく、消化装置の気相において計
測することにある。
適化しつつ、嫌気性リアクターの全自動操作に効果的で
あるメタン発酵により、廃液より汚染物質を除去する為
のリアクターを自動制御、及び調整する為の新しい方法
を作り出すことをその目的としている。本発明の基礎理
念は、継続的に３つのパラメーターを、先行技術である
リアクターの液相ではなく、消化装置の気相において計
測することにある。
【０００９】１９８８年（レナード、他、共著「嫌気性
消化工程の適応制御：パイロットスケールの適用」 バ
イオテクノロジーとバイオエンジニアリング、第３１巻
p.287-294 ）、実験用のメタン化リアクターを自動制御
する試みがなされた。この時の制御が基礎としたもの
は、発生する気体の継続測定のみであった。 リアクタ
ーの流入部、及び流出部に於けるＣＯＤは、２時間毎の
測定を必要としたため、上記で示されるように、実業現
場での実行指令とはなり得ない。
消化工程の適応制御：パイロットスケールの適用」 バ
イオテクノロジーとバイオエンジニアリング、第３１巻
p.287-294 ）、実験用のメタン化リアクターを自動制御
する試みがなされた。この時の制御が基礎としたもの
は、発生する気体の継続測定のみであった。 リアクタ
ーの流入部、及び流出部に於けるＣＯＤは、２時間毎の
測定を必要としたため、上記で示されるように、実業現
場での実行指令とはなり得ない。
【００１０】１９８９年（モウズィ、他、共著「乳糖の
嫌気性消化により発生する水素のパターン」 ウォータ
ーサイエンステクノロジー、第２１巻 p.187-196 ）、
未処理廃水を供給するパンプの出力を調整するために、
バイオガス中の水素を継続測定することの妥当性につい
て、考察が行なわれた。 試験用リアクターへの給水は
半継続的なものであったため、２１日間の沈殿期間を含
んでおり、工業的実用性には適応していない。 気体中
の水素測定からの応答は、メタン化リアクターの効果的
な制御用には不十分であり、且つ時に有益でない場合が
あった。 他の著者達は付随的に、気体の発生量、ＣＨ
4 、ＣＯ2 、及び水素の含有量の測定を試みている。
嫌気性消化により発生する水素のパターン」 ウォータ
ーサイエンステクノロジー、第２１巻 p.187-196 ）、
未処理廃水を供給するパンプの出力を調整するために、
バイオガス中の水素を継続測定することの妥当性につい
て、考察が行なわれた。 試験用リアクターへの給水は
半継続的なものであったため、２１日間の沈殿期間を含
んでおり、工業的実用性には適応していない。 気体中
の水素測定からの応答は、メタン化リアクターの効果的
な制御用には不十分であり、且つ時に有益でない場合が
あった。 他の著者達は付随的に、気体の発生量、ＣＨ
4 、ＣＯ2 、及び水素の含有量の測定を試みている。
【００１１】しかし「スレーター、他、共著「嫌気性廃
水処理工程用のマイクロコンピューターベース計測シス
テム」 ウォーターリサーチ、１９９０年 第２４巻
Ｎｏ．１ p.121-123 ）、利用性が認められ、且つ利用
の可能性のあるようなＣＨ4 、及びＣＯ2 含有量に於け
る変化は検出されなかったため、こうしたパラメーター
を相互に関連させる試みはなされなかった。
水処理工程用のマイクロコンピューターベース計測シス
テム」 ウォーターリサーチ、１９９０年 第２４巻
Ｎｏ．１ p.121-123 ）、利用性が認められ、且つ利用
の可能性のあるようなＣＨ4 、及びＣＯ2 含有量に於け
る変化は検出されなかったため、こうしたパラメーター
を相互に関連させる試みはなされなかった。
【００１２】さらに、発酵そう制御用の全ての工程を精
査する研究に於いても（シュウィッツェンバウム、他、
共著「嫌気性メタン発酵工程のモニタリング」 酵素微
生物学とテクノロジー、１９９０年 第１２巻 p.722-7
30 ）、気体発生量、ＣＨ4、ＣＯ2 、及びＨ2 含有を内
容とするタイプのパラメーター使用に関しては、否定的
な批評がなされている。
査する研究に於いても（シュウィッツェンバウム、他、
共著「嫌気性メタン発酵工程のモニタリング」 酵素微
生物学とテクノロジー、１９９０年 第１２巻 p.722-7
30 ）、気体発生量、ＣＨ4、ＣＯ2 、及びＨ2 含有を内
容とするタイプのパラメーター使用に関しては、否定的
な批評がなされている。
【００１３】個々に得た各パラメーターの応答を比較し
たこれらの著者達とは異なり、本発明者らの関心は、こ
うしたパラメーターの組合せに向けられた。 未処理の
工業排水を送り込まれたパイロットプラントでは、発生
する可能性のある過負荷、或は事故の全ての事例につい
て、模擬試験が行なわれた。 各事例は、３つのパラメ
ーター；ガス生成、ＣＨ4/ＣＯ2 比率、及びバイオガス
中の水素含有量の同時計測から生じた反応の組合せによ
り、特徴づけられていた。
たこれらの著者達とは異なり、本発明者らの関心は、こ
うしたパラメーターの組合せに向けられた。 未処理の
工業排水を送り込まれたパイロットプラントでは、発生
する可能性のある過負荷、或は事故の全ての事例につい
て、模擬試験が行なわれた。 各事例は、３つのパラメ
ーター；ガス生成、ＣＨ4/ＣＯ2 比率、及びバイオガス
中の水素含有量の同時計測から生じた反応の組合せによ
り、特徴づけられていた。
【００１４】
【課題を解決する為の手段】本発明の主題は、メタン発
酵により廃液から汚染物質を除去する装置の調整と自動
制御の方法であって、それは発酵リアクターのダイジェ
スター内の気相において次の３つのパラメーター、即
ち、発酵中に有機体の変換から発生する気体の出力、メ
タンと二酸化炭素の比率、気体状水素容量、を同時に計
測し、次いで汚染物質除去装置の生態系の瞬間状態を反
映する信号を得るために、こうしてリアルタイムで集計
されたデータを処理することを特徴としている。
酵により廃液から汚染物質を除去する装置の調整と自動
制御の方法であって、それは発酵リアクターのダイジェ
スター内の気相において次の３つのパラメーター、即
ち、発酵中に有機体の変換から発生する気体の出力、メ
タンと二酸化炭素の比率、気体状水素容量、を同時に計
測し、次いで汚染物質除去装置の生態系の瞬間状態を反
映する信号を得るために、こうしてリアルタイムで集計
されたデータを処理することを特徴としている。
【００１５】本発明の主題である本方法の実施例によれ
ば、３つのパラメーターの計測は、リアクターの流出時
に生成されたバイオガスを集めるパイプ上に配置された
センサーを使用することにより実施される。 実施例に
おいては、これらのセンサーはバイオガス再生ループ上
に配置される場合がある。
ば、３つのパラメーターの計測は、リアクターの流出時
に生成されたバイオガスを集めるパイプ上に配置された
センサーを使用することにより実施される。 実施例に
おいては、これらのセンサーはバイオガス再生ループ上
に配置される場合がある。
【００１６】本発明では、上記の３つのパラメーターの
計測より得られた信号は、警報を作動させる為に使用さ
れるか、或はその代わりにリアクターの廃液供給システ
ムを直接に作動させる為に使われる。
計測より得られた信号は、警報を作動させる為に使用さ
れるか、或はその代わりにリアクターの廃液供給システ
ムを直接に作動させる為に使われる。
【００１７】本発明の主題であるこの方法の実施例によ
れば、確実にこれまで工業分野で使用されてきた技術か
ら派生するものであることが解る。 なぜならば、現時
点においては、バイオガスの毎日の累積量、及びメタン
/ 二酸化炭素比率が生産パラメーターと見なされてお
り、反応の最終状態を伝えるものであったからである。
今、上記で定義され、本発明の主題でもあるこの方法
においては、これらのパラメーターは、工業的に使用さ
れ均等な混合モードに従って機能するリアクター内で行
なわれる反応、及び反応混合物内に限定されたガスの正
確な概念としての、リアクターからの流出時に生成、収
集されたガスの瞬間状態を提示するものと考えられてい
る。
れば、確実にこれまで工業分野で使用されてきた技術か
ら派生するものであることが解る。 なぜならば、現時
点においては、バイオガスの毎日の累積量、及びメタン
/ 二酸化炭素比率が生産パラメーターと見なされてお
り、反応の最終状態を伝えるものであったからである。
今、上記で定義され、本発明の主題でもあるこの方法
においては、これらのパラメーターは、工業的に使用さ
れ均等な混合モードに従って機能するリアクター内で行
なわれる反応、及び反応混合物内に限定されたガスの正
確な概念としての、リアクターからの流出時に生成、収
集されたガスの瞬間状態を提示するものと考えられてい
る。
【００１８】結果的に、本発明の方法に従って計測され
たパラメーター、即ちガス出力、メタン/ 二酸化炭素百
分率の割合、及びガス状水素は、発生する変化のみなら
ず、生態系の状態をリアルタイムで反映するものであ
る。 パラメーターのこの組合せは、全ての発酵要件の
概念を凌いで、バイオマスの生理的状態と代謝作用を計
ることを可能にする。 これら３つのパラメーターの計
測と、集計されたデータの処理によって、システムのか
なり上位にまで、上記の先行技術、即ちｐＨ、ＣＯＤ、
アルカリ性等の従来のパラメーターの計測では分析でき
なかった問題が解析可能になる。 リアクターの機能不
全に対する即時解析は、これらの問題を是正する為の直
接測定を可能にし、装置の自動的制御と調整に寄与して
いる。
たパラメーター、即ちガス出力、メタン/ 二酸化炭素百
分率の割合、及びガス状水素は、発生する変化のみなら
ず、生態系の状態をリアルタイムで反映するものであ
る。 パラメーターのこの組合せは、全ての発酵要件の
概念を凌いで、バイオマスの生理的状態と代謝作用を計
ることを可能にする。 これら３つのパラメーターの計
測と、集計されたデータの処理によって、システムのか
なり上位にまで、上記の先行技術、即ちｐＨ、ＣＯＤ、
アルカリ性等の従来のパラメーターの計測では分析でき
なかった問題が解析可能になる。 リアクターの機能不
全に対する即時解析は、これらの問題を是正する為の直
接測定を可能にし、装置の自動的制御と調整に寄与して
いる。
【００１９】如何に種々の要素が、リアクターの生態系
の変更を可能にし、それによって嫌気性発酵の機能に干
渉が可能であるかを示す幾つかの実施例が、下記に提示
されているが、当然、これに限定されない。これらの例
においては、次の３つの要素が選ばれている；
の変更を可能にし、それによって嫌気性発酵の機能に干
渉が可能であるかを示す幾つかの実施例が、下記に提示
されているが、当然、これに限定されない。これらの例
においては、次の３つの要素が選ばれている；
【００２０】 １ 処理廃液の濃度の増加が原因の有機的過負荷； ２ リアクターの温度低下； ３ 処理中の廃液の汚染組成の変更。
【００２１】
例１ この例１は、ＣＯＤ１リットル当り２０ｇの標準供給率
を有し、処理廃液の濃度がフアクタ６増加する有機的過
負荷の状態で、８時間以上作動しているリアクターに関
連するものである。 この例においては、８時間から１
２時間で供給が中止された後、普通の操作状態に再びも
どされた。図１ａにおいて、時間軸に気体状水素含有物
（ｐｐｍ）がグラフ化されており、図１ｂでは、ＣＯ2
％とＣＨ4 ％の比率の変化が時間軸に示され、図１ｃに
おいては、ガス状出力の変化（一日当りのリットル数）
が時間軸でグラフ化されている。 これらのグラフを検
討することにより、３つのパラメーターにおける変化
が、過負荷の開始の一時間後に既に起こっていることが
わかる。
を有し、処理廃液の濃度がフアクタ６増加する有機的過
負荷の状態で、８時間以上作動しているリアクターに関
連するものである。 この例においては、８時間から１
２時間で供給が中止された後、普通の操作状態に再びも
どされた。図１ａにおいて、時間軸に気体状水素含有物
（ｐｐｍ）がグラフ化されており、図１ｂでは、ＣＯ2
％とＣＨ4 ％の比率の変化が時間軸に示され、図１ｃに
おいては、ガス状出力の変化（一日当りのリットル数）
が時間軸でグラフ化されている。 これらのグラフを検
討することにより、３つのパラメーターにおける変化
が、過負荷の開始の一時間後に既に起こっていることが
わかる。
【００２２】ー気体状水素が定常値の４０ｐｐｍから１
００ｐｐｍの最高値に上昇（１５０％の増加に相当）； ー二酸化炭素/ メタンパーセンテージの比率は、メタン
含有量の低下、及び二酸化炭素含有量の増加と同時に変
化する； ー上記の２つのパラメーターの突然の変化は、有機的過
負荷の発現から３時間後のガス生成の下落傾向に続く。
００ｐｐｍの最高値に上昇（１５０％の増加に相当）； ー二酸化炭素/ メタンパーセンテージの比率は、メタン
含有量の低下、及び二酸化炭素含有量の増加と同時に変
化する； ー上記の２つのパラメーターの突然の変化は、有機的過
負荷の発現から３時間後のガス生成の下落傾向に続く。
【００２３】本発明の手段により、生態系の不安定な状
況を知らせる再現可能な条件を得たこと、そして上記の
３つのパラメーターの計測と、この計測からのデータで
得られる信号の処理により、リアクターに対し行動を起
こすことが可能であることがわかる。 この行動とは、
上記で明確にされ、下記にて判明するものであるが、そ
れは警報を鳴らす事、或は統合調整システムにおいて、
未処理液によってリアクターへの供給比率に即座に調整
を加えることである。
況を知らせる再現可能な条件を得たこと、そして上記の
３つのパラメーターの計測と、この計測からのデータで
得られる信号の処理により、リアクターに対し行動を起
こすことが可能であることがわかる。 この行動とは、
上記で明確にされ、下記にて判明するものであるが、そ
れは警報を鳴らす事、或は統合調整システムにおいて、
未処理液によってリアクターへの供給比率に即座に調整
を加えることである。
【００２４】例２ これは、図２ａのようなリアクターの温度降下に関する
例である。図２ｂ、図２ｃ、及び図２ｄは、前例の図１
ａ、図１ｂ、及び図１ｃに対応するものとなっており、
本発明の工程に従って測定された３つのパラメーターに
おける、時間的変化を表示している： −（図２ｂ）処理用廃液の濃度の増加時における気体水
素含有量の増加は、例１の場合よりも少量であることが
示されている。 −メタン、及び二酸化炭素の含有量は、反対向きに変化
する。 つまり当例では、メタンの含有量が増加する
間、二酸化炭素の含有量が減少する。 −気体の発生量は、バクテリアの活性低下を適正に反映
して、減少する傾向がある。 前例と同様に、この３つのパラメーターの測定によっ
て、リアクターの不調律をいち早く検出し、この不調を
除去させるための測定を即座に行なうことが可能であ
る。
例である。図２ｂ、図２ｃ、及び図２ｄは、前例の図１
ａ、図１ｂ、及び図１ｃに対応するものとなっており、
本発明の工程に従って測定された３つのパラメーターに
おける、時間的変化を表示している： −（図２ｂ）処理用廃液の濃度の増加時における気体水
素含有量の増加は、例１の場合よりも少量であることが
示されている。 −メタン、及び二酸化炭素の含有量は、反対向きに変化
する。 つまり当例では、メタンの含有量が増加する
間、二酸化炭素の含有量が減少する。 −気体の発生量は、バクテリアの活性低下を適正に反映
して、減少する傾向がある。 前例と同様に、この３つのパラメーターの測定によっ
て、リアクターの不調律をいち早く検出し、この不調を
除去させるための測定を即座に行なうことが可能であ
る。
【００２５】例３ この第３の実施例では、汚染の性質、即ち処理中の廃液
の性質が変化した場合に発生する状況が図示されてい
る。 この実施例に於いては、０時間までは供給廃水は
蒸留残さ（ＣＯＤ１リットル当り２０ｇの濃度）であ
り、次いで０から２４時間までにリアクターに供給され
たのは同等濃度のグルコースであった。２４時間目から
２６時間までは給水が停止され、次に蒸留残さを使用し
て給水が再開された。 こうした問題の処理に際して
は、新規の物質に対するバクテリアによる早急な適応が
要求され、さらに、ある場合には新型のバクテリアの成
長を必要とする。 本発明によって測定された３つのパ
ラメーターの変化によって、生物有機体の代謝に於ける
変化もまた必要であることが明らかになった。 パラメ
ーターの変化は、図１ａ至る図１ｃに対応して図３ａ至
る図３ｃに表示されている：
の性質が変化した場合に発生する状況が図示されてい
る。 この実施例に於いては、０時間までは供給廃水は
蒸留残さ（ＣＯＤ１リットル当り２０ｇの濃度）であ
り、次いで０から２４時間までにリアクターに供給され
たのは同等濃度のグルコースであった。２４時間目から
２６時間までは給水が停止され、次に蒸留残さを使用し
て給水が再開された。 こうした問題の処理に際して
は、新規の物質に対するバクテリアによる早急な適応が
要求され、さらに、ある場合には新型のバクテリアの成
長を必要とする。 本発明によって測定された３つのパ
ラメーターの変化によって、生物有機体の代謝に於ける
変化もまた必要であることが明らかになった。 パラメ
ーターの変化は、図１ａ至る図１ｃに対応して図３ａ至
る図３ｃに表示されている：
【００２６】−（図３ａ）気体水素含有量の増加は、新
基質の捕捉が開始されてよりかなり遅れてようやく認め
られる。 −それと対照的に、気体の排出はバクテリアによる適応
によって即座に急降下している。 次いで気体の生成は
再開し、初期の基質に比較すれば増加の傾向すら示して
いる。 −二酸化炭素／メタンの比率の変化は、先の二例と同様
に非常に迅速である。
基質の捕捉が開始されてよりかなり遅れてようやく認め
られる。 −それと対照的に、気体の排出はバクテリアによる適応
によって即座に急降下している。 次いで気体の生成は
再開し、初期の基質に比較すれば増加の傾向すら示して
いる。 −二酸化炭素／メタンの比率の変化は、先の二例と同様
に非常に迅速である。
【００２７】前例と同じく、リアクターの機能修正を即
座に検出し、機能を常態に復帰させるための測定値を得
ることが可能である。図４は、本発明の主題である工程
に使用するリアクターの実施例を図式化したものであ
る。
座に検出し、機能を常態に復帰させるための測定値を得
ることが可能である。図４は、本発明の主題である工程
に使用するリアクターの実施例を図式化したものであ
る。
【００２８】稼働用リアクターは１０で示され、Ｌが液
相、Ｇが気体相である。 廃液は、パイプ１３を通って
リアクターの基部に導入される。 この給水はポンプ２
２によって制御され、処理済みの液体はパイプ１５から
排出される。 パイプ１５には循環処理用に処理済み液
の一部をリアクターに送るためのパイプ１７が設置され
ている。 参照番号１１はバイオガスの排出パイプであ
り、当パイプに設置されたセンサー、１２、１４、１６
によって、測定される３つのパラメーター、即ち、発酵
中に有機物の変換から発生する気体の排出、メタンと二
酸化炭素の比率、及び気体水素含有量に関するデータ、
を各々リアルタイムで記録することができる。
相、Ｇが気体相である。 廃液は、パイプ１３を通って
リアクターの基部に導入される。 この給水はポンプ２
２によって制御され、処理済みの液体はパイプ１５から
排出される。 パイプ１５には循環処理用に処理済み液
の一部をリアクターに送るためのパイプ１７が設置され
ている。 参照番号１１はバイオガスの排出パイプであ
り、当パイプに設置されたセンサー、１２、１４、１６
によって、測定される３つのパラメーター、即ち、発酵
中に有機物の変換から発生する気体の排出、メタンと二
酸化炭素の比率、及び気体水素含有量に関するデータ、
を各々リアルタイムで記録することができる。
【００２９】こうして収集されたデータは、中央演算処
理装置１８で処理され、当装置から得られる信号によっ
て廃水供給用のポンプ２２を調整する制御装置２０に作
用することが可能である。 このように、本発明の工程
によるこの特定的、且つ非限定的実施例では、一種の環
状的調整が実行可能である。 その他の実施例によれ
ば、センサー１２、１４、１６によって収集されたデー
タが警報の作動に利用されるため、技術者は、通常の操
作状態へ復帰させるために必要な測定値を得るように責
任をもってリアクターを機能させることができる。
理装置１８で処理され、当装置から得られる信号によっ
て廃水供給用のポンプ２２を調整する制御装置２０に作
用することが可能である。 このように、本発明の工程
によるこの特定的、且つ非限定的実施例では、一種の環
状的調整が実行可能である。 その他の実施例によれ
ば、センサー１２、１４、１６によって収集されたデー
タが警報の作動に利用されるため、技術者は、通常の操
作状態へ復帰させるために必要な測定値を得るように責
任をもってリアクターを機能させることができる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によって、リアクターのバイオガ
ス排出に関する３つのパラメーターが継続して測定さ
れ、また、この３つのパラメーターの変化に関するデー
タを得るためのセンサーがバイオマスを含まない非水相
中に設置されて機能的な損傷を受けない性質のものとな
っているため、汚染、及び獲得した信号のドリフティン
グの危険性は回避されている。 このように本発明は、
浄化装置の機能を監視する操作者にとって信頼性のあ
る、メンテナンスフリーの手段を提供するものである。
センサーは、バイオガス再循環ループ上に配置すること
も可能である。図５は、本発明が採用するセンサーによ
って収集されるデータの処理に使用するソフトウェアー
の工程系統図である。
ス排出に関する３つのパラメーターが継続して測定さ
れ、また、この３つのパラメーターの変化に関するデー
タを得るためのセンサーがバイオマスを含まない非水相
中に設置されて機能的な損傷を受けない性質のものとな
っているため、汚染、及び獲得した信号のドリフティン
グの危険性は回避されている。 このように本発明は、
浄化装置の機能を監視する操作者にとって信頼性のあ
る、メンテナンスフリーの手段を提供するものである。
センサーは、バイオガス再循環ループ上に配置すること
も可能である。図５は、本発明が採用するセンサーによ
って収集されるデータの処理に使用するソフトウェアー
の工程系統図である。
【００３１】多重タスクプログラミング言語によって開
発された当ソフトウェアーは、リアルタイムオペレーテ
ィングシステム、即ち種々のセンサー、及び実行指令パ
ラメーター計測のアルゴリズムによって維持され、発明
の工程に於いて多重プロセスプログラミングを課すもの
である。
発された当ソフトウェアーは、リアルタイムオペレーテ
ィングシステム、即ち種々のセンサー、及び実行指令パ
ラメーター計測のアルゴリズムによって維持され、発明
の工程に於いて多重プロセスプログラミングを課すもの
である。
【００３２】アクイジションは、ガス回路内に設置され
たセンサーによって行なわれる。２つのパラメーター、
即ち、メタン／二酸化炭素の比率、及び気体の排出、が
継続して測定される。 生物系システムによって決定さ
れ、また出願の範囲に適合するように選定された任意の
間隔で行なわれる一連の計測に基づいて、その平均値が
計算され、次いでその各間隔毎の平均値が比較される。
気体水素含有量の計測は、正規間隔で断続的に行なわ
れ、連続する測定値が比較される。 アクイジション
は、１時間当り数度、異なるタスクに共通する記憶領域
に格納され、保全される。 こうしたデータから、及び
アクイジションと並行して、先に説明したようなリアク
ターの給水、装置が不調である場合の警報、或は同様の
適用例に於ける従来の方法により使用される他の手段ま
たはパラメーターに作用させるための最適指令、及びそ
の実行指令用のパラメーターの測定が継続して行なわれ
る。
たセンサーによって行なわれる。２つのパラメーター、
即ち、メタン／二酸化炭素の比率、及び気体の排出、が
継続して測定される。 生物系システムによって決定さ
れ、また出願の範囲に適合するように選定された任意の
間隔で行なわれる一連の計測に基づいて、その平均値が
計算され、次いでその各間隔毎の平均値が比較される。
気体水素含有量の計測は、正規間隔で断続的に行なわ
れ、連続する測定値が比較される。 アクイジション
は、１時間当り数度、異なるタスクに共通する記憶領域
に格納され、保全される。 こうしたデータから、及び
アクイジションと並行して、先に説明したようなリアク
ターの給水、装置が不調である場合の警報、或は同様の
適用例に於ける従来の方法により使用される他の手段ま
たはパラメーターに作用させるための最適指令、及びそ
の実行指令用のパラメーターの測定が継続して行なわれ
る。
【００３３】本発明は、ここに説明され、および／また
は言及される実施例に限定されるものではなく、その全
ての変形例を包含することはもちろんである。
は言及される実施例に限定されるものではなく、その全
ての変形例を包含することはもちろんである。
【図１】本発明による実施例におけるリアクタの有機的
過負荷の間の、計測パラメータの変化を横軸・時間、縦
軸・Ｈ2 ｐｐｍで示したグラフである。
過負荷の間の、計測パラメータの変化を横軸・時間、縦
軸・Ｈ2 ｐｐｍで示したグラフである。
【図２】実施例２におけるリアクタの温度低下の間の、
計測パラメータの変化を示すグラフである。
計測パラメータの変化を示すグラフである。
【図３】本発明の方法における廃液組成の変更時のパラ
メータの変化を示すグラフである。
メータの変化を示すグラフである。
【図４】本発明で使用するリアクターで図式化した説明
図である。
図である。
【図５】本発明の方法を操作するために使用されるソフ
トウェアーの一例を示す工程系統図である。
トウェアーの一例を示す工程系統図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１０月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例におけるリアクタの有機的
過負荷の間の、計測パラメータの変化を横軸・時間、縦
軸・Ｈ2 ｐｐｍで示したグラフである。
過負荷の間の、計測パラメータの変化を横軸・時間、縦
軸・Ｈ2 ｐｐｍで示したグラフである。
【図２】本発明による実施例におけるリアクタの有機的
過負荷の間の、計測パラメータの変化を横軸・時間、縦
軸・Ｈ2 ｐｐｍで示したグラフである。
過負荷の間の、計測パラメータの変化を横軸・時間、縦
軸・Ｈ2 ｐｐｍで示したグラフである。
【図３】実施例２におけるリアクタの温度低下の間の、
計測パラメータの変化を示すグラフである。
計測パラメータの変化を示すグラフである。
【図４】実施例２におけるリアクタの温度低下の間の、
計測パラメータの変化を示すグラフである。
計測パラメータの変化を示すグラフである。
【図５】本発明の方法における廃液組成の変更時のパラ
メータの変化を示すグラフである。
メータの変化を示すグラフである。
【図６】本発明の方法における廃液組成の変更時のパラ
メータの変化を示すグラフである。
メータの変化を示すグラフである。
【図７】本発明で使用するリアクターで図式化した説明
図である。
図である。
【図８】本発明の方法を操作するために使用されるソフ
トウェアーの一例を示す工程系統図である。
トウェアーの一例を示す工程系統図である。
フロントページの続き (71)出願人 592057765 サーントル ナシオナル ドゥ ラ ルシ ェルシェシャーンティフィク フランス国、75700 パリ、ケ アナトー ル フランス 15 (72)発明者 レナト モレッタ フランス国、 11180 ル ソメーイユ （番地なし) (72)発明者 フレデリック エランジェ フランス国、78230 ル ペック、アヴニ ュ デ ヴィーンズ、ベネッテ ２ (72)発明者 ジャン−ピエール クデル フランス国、66680 ペルピニャン、ル ドゥタラゴン 10
Claims (5)
- 【請求項１】 メタン発酵によって廃水から汚染源を
除去する装置の調整、及び自動制御のための工程であっ
て、発酵リアクターの蒸煮がまの気体相において発酵中
に有機物質の変換から発生する排気、メタンと二酸化炭
素の比率および気体水素含有量の３種のパラメーターを
同時に計測し、次いで収集したデータをリアルタイムで
処理することにより当汚染除去装置における生態系の状
態を即座に反映した信号を得ることを特徴とする廃液の
汚染物質を除去する装置の制御方法。 - 【請求項２】 前記３種のパラメーターの計測を利用
して警報装置を作動させることを特徴とする、請求項１
の方法。 - 【請求項３】 前記３種のパラメーターの計測を利用
して、リアクターの廃水供給システムを直接作動させる
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記３種のパラメーターの計測が、リ
アクターの流出部のバイオガスパイプ上に配置されたセ
ンサーによって行なわれることを特徴とする、請求項１
〜４のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】 前記３種のパラメーターの計測が、バ
イオガス再循環ループ上に配置されたセンサーによって
行なわれることを特徴とする、前記請求項１〜４のいず
れかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9101542 | 1991-02-11 | ||
| FR9101542A FR2672583B1 (fr) | 1991-02-11 | 1991-02-11 | Procede de regulation d'un dispositif de depollution d'eaux residuaires. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0686996A true JPH0686996A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=9409567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5902592A Pending JPH0686996A (ja) | 1991-02-11 | 1992-02-12 | 廃液の汚染物質を除去する装置の制御方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5248423A (ja) |
| EP (1) | EP0499502B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0686996A (ja) |
| BR (1) | BR9200434A (ja) |
| CA (1) | CA2060960A1 (ja) |
| DE (2) | DE499502T1 (ja) |
| ES (1) | ES2033664T3 (ja) |
| FR (1) | FR2672583B1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6917638B2 (en) | 2000-10-16 | 2005-07-12 | Yamaha Corporation | Heat radiator for electronic device and method of making it |
| JP2009022271A (ja) * | 2007-05-29 | 2009-02-05 | Bekon Energy Technologies Gmbh & Co Kg | バイオマスからバイオガスを生成するためのバイオガス装置およびこのバイオガス装置の運転方法 |
| JP2009256194A (ja) * | 2008-03-20 | 2009-11-05 | Bekon Energy Technologies Gmbh & Co Kg | バイオガスとたい肥を生成するための複合装置、並びにバイオガス生成装置およびたい肥化装置としての発酵槽の切り替え方法 |
| JP2012510264A (ja) * | 2008-12-01 | 2012-05-10 | ベーコン・エナジー・テクノロジーズ・ジーエムビーエイチ・アンド・シーオー．ケージー | バイオガス発酵槽の起動時及び停止時におけるメタンスラックの削減方法、及びこの方法を実施するためのバイオガスシステム |
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| US5599863A (en) * | 1994-06-17 | 1997-02-04 | Cyro Industries | Gamma radiation sterilizable acrylic polymer |
| US6296766B1 (en) * | 1999-11-12 | 2001-10-02 | Leon Breckenridge | Anaerobic digester system |
| DE10354406B4 (de) * | 2003-11-19 | 2013-07-11 | Steffen Patzwahl | Verfahren zur Prozesszustandsklassifikation bei der Messdatenverarbeitung träger Prozessgrößen |
| CN100357195C (zh) * | 2004-06-03 | 2007-12-26 | 同济大学 | 一种悬浮填料床处理城市污水的自动控制方法及其装置 |
| DE102004037798C5 (de) * | 2004-08-03 | 2009-06-18 | Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg | Verfahren zur Vergärung von Biomasse |
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| CN102539629B (zh) * | 2010-12-28 | 2015-08-19 | 上海金布梯环保科技发展有限公司 | 用于农村沼气建设项目的多功能测量仪 |
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| US20150324969A1 (en) * | 2014-05-09 | 2015-11-12 | Fluid Imaging Technologies, Inc. | System and method for microorganism effectiveness analysis using particle imaging |
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| CN108455726B (zh) * | 2018-04-09 | 2021-02-12 | 四川四通欧美环境工程有限公司 | 一种双循环式厌氧反应器 |
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-
1991
- 1991-02-11 FR FR9101542A patent/FR2672583B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-01-28 DE DE199292400217T patent/DE499502T1/de active Pending
- 1992-01-28 ES ES92400217T patent/ES2033664T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-28 EP EP19920400217 patent/EP0499502B1/fr not_active Revoked
- 1992-01-28 DE DE69200150T patent/DE69200150T2/de not_active Revoked
- 1992-02-07 BR BR9200434A patent/BR9200434A/pt not_active Application Discontinuation
- 1992-02-10 CA CA 2060960 patent/CA2060960A1/fr not_active Abandoned
- 1992-02-10 US US07/833,155 patent/US5248423A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-02-12 JP JP5902592A patent/JPH0686996A/ja active Pending
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| ES2033664T1 (es) | 1993-04-01 |
| DE69200150D1 (de) | 1994-07-07 |
| CA2060960A1 (fr) | 1992-08-12 |
| DE69200150T2 (de) | 1994-09-15 |
| FR2672583B1 (fr) | 1993-04-23 |
| BR9200434A (pt) | 1992-10-13 |
| ES2033664T3 (es) | 1994-10-01 |
| FR2672583A1 (fr) | 1992-08-14 |
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