(57)【要約】  【課題】  消化脱離液からのアンモニア除去を、簡単な構成で効率的に行なうことができるメタン発酵処理方法及び装置を提供する。  【解決手段】  有機性廃棄物をメタン発酵槽１０に投入し、嫌気性微生物によりメタン発酵させて、消化ガス及び消化脱離液として取り出した後、前記消化脱離液を曝気処理してアンモニアを除去するメタン発酵処理方法において、ガス精製装置１１で消化ガスからアンモニアを含む不純物を除去して精製ガスとした後、この精製ガスの一部又は全部を曝気ガスとして嫌気槽１２に導入して曝気処理を行ない、曝気処理後のガスを、再度前記ガス精製装置１１で処理する。また、アンモニア濃度計１６で処理水中のアンモニア濃度を測定し、この測定値に応じて、流量調節弁１５によって曝気ガスの供給量を制御し、アンモニア濃度を所定値以下に維持する。  【選択図】  図１
2005074323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物をメタン発酵槽内に投入し、嫌気性微生物によりメタン発酵させて、消化ガス及び消化脱離液として取り出した後、前記消化脱離液を曝気処理してアンモニアを除去するメタン発酵処理方法において、
前記消化ガスからアンモニアを含む不純物を除去して精製ガスとするガス精製工程の後、この精製ガスの一部又は全部を曝気ガスとして用いて前記曝気処理を行ない、前記曝気処理後のガスを、再度前記ガス精製工程で処理するとともに、
前記消化脱離液中、又は前記曝気処理後の処理水中のアンモニア濃度を測定し、この測定値に応じて、前記曝気ガスの供給量を制御することによって、前記アンモニア濃度を所定値以下に維持することを特徴とするメタン発酵処理方法。
【請求項２】
前記メタン発酵槽から取り出した消化脱離液、及び前記曝気ガスを嫌気槽に導入し、この嫌気槽で前記消化脱離液中の有機物の分解を行なうとともに前記曝気処理を行なう請求項１記載のメタン発酵処理方法。
【請求項３】
前記メタン発酵槽から取り出した消化脱離液の一部、及び前記曝気ガスを前記メタン発酵槽内に導入し、このメタン発酵槽内で前記曝気処理を行ない、前記アンモニア濃度の測定値に応じて、前記メタン発酵槽内に導入する消化脱離液の量及び前記曝気ガスの供給量をそれぞれ制御し、前記メタン発酵によって得られた消化ガス及び前記曝気処理によって得られた曝気後のガスを前記ガス精製工程で処理する請求項１記載のメタン発酵処理方法。
【請求項４】
前記メタン発酵処理において、前記曝気処理以外の窒素除去法を併用して、前記消化脱離液からのアンモニアの除去を行なう請求項１〜３のいずれか１つに記載のメタン発酵処理方法。
【請求項５】
嫌気性微生物によって有機性廃棄物をメタン発酵させるメタン発酵槽と、前記メタン発酵によって得られる消化ガスを取り出す消化ガス取出手段と、この消化ガスからアンモニアを含む不純物を除去して精製ガスとするガス精製装置と、前記メタン発酵後の消化脱離液を取り出す消化脱離液取出手段と、前記精製ガスの一部又は全部を、曝気ガスとして前記消化脱離液に供給する曝気ガス供給手段と、前記消化脱離液の曝気処理を行なう曝気手段と、前記消化脱離液中又は前記曝気処理後の処理水中のアンモニア濃度を検出するアンモニア検出手段とを備え、
前記アンモニア検出手段による検出値に応じて、前記曝気ガスの流量を制御する曝気ガス流量制御手段と、前記曝気処理後のガスを再度前記ガス精製装置で処理する曝気ガス処理手段とが設けられていることを特徴とするメタン発酵処理装置。
【請求項６】
前記曝気手段は、前記消化脱離液取出手段の取出経路に嫌気槽を設け、この嫌気槽に前記曝気ガス供給手段を接続することにより構成されている請求項５記載のメタン発酵処理装置。
【請求項７】
前記曝気手段は、前記曝気ガス供給手段を前記メタン発酵槽に接続し、前記消化脱離液取出手段によって取り出した消化脱離液の一部を前記メタン発酵槽内に返送する消化脱離液返送手段を設け、前記メタン発酵槽に返送された前記消化脱離液に前記メタン発酵槽に供給された曝気ガスを接触させる気液接触層を前記メタン発酵槽内に設けることにより構成されている請求項５記載のメタン発酵処理装置。
【請求項８】
前記メタン発酵処理装置において、前記消化脱離液からのアンモニアの除去を行なうための、前記曝気手段以外の窒素除去手段を更に備える請求項５〜７のいずれか１つに記載のメタン発酵処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、畜産廃棄物、生ゴミ、食品加工残滓等の有機性廃棄物のメタン発酵処理方法及び装置に関し、更に詳しくは、メタン発酵後の発酵残渣である消化脱離液の処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
牛、豚などの糞尿である畜産廃棄物や生ゴミ等の有機性廃棄物を、嫌気性微生物によってメタン発酵処理を行なうと、メタンガスと炭酸ガスとを主成分とする消化ガスと、発酵残渣として、未分解の有機物と固形物とＳＳと呼ばれる懸濁物質または浮遊物質とを含むメタン発酵後の処理液(以下、消化脱離液という)が発生する。
【０００３】
このうち、消化ガスは、ガス利用システム等によって有用なエネルギーとして活用されるが、消化脱離液は液肥やコンポストに利用する場合以外は環境汚染物質となるため、適正な浄化処理を行なう必要がある。特に、近年、消化脱離液中の窒素分やりん分による土壌地下水系の汚染が深刻となっており、消化脱離液の安価で有効な処理方法の確立が急がれている。
【０００４】
図３は、従来の消化脱離液の処理方法である、アンモニアストリッピング法を用いたメタン発酵処理装置の概略構成図である。図３に示すように、この処理装置は、メタン発酵槽５０と、消化ガスから有害物質を除去するためのガス精製装置５１と、消化脱離液を浄化処理するためのアンモニア放散塔５２と、アンモニア放散塔５２に空気を供給する空気ブロワ５３と、アンモニア放散塔５２からの曝気ガスを燃焼する触媒燃焼装置５４とから主に構成されている。
【０００５】
有機性廃棄物は、配管５５によってメタン発酵槽５０に投入されてメタン発酵処理が行われ、メタン発酵槽５０の上部の配管５６より取り出される消化ガスは、ガス精製装置５１でアンモニア性窒素等の有害物質が除去されて精製ガスとして利用される。
【０００６】
一方、メタン発酵槽５０の下部の配管５７より取り出される消化脱離液は、アンモニア放散塔５２に送られる。ここで、消化脱離液中のアンモニア性窒素は、空気ブロワ５３によって送風された空気で脱気されて曝気ガスとなり、配管５８を介して触媒燃焼装置５４に送られ、ここで空気と触媒燃焼して窒素に無害化される。なお、曝気後の消化脱離液は活性汚泥処理等の後工程に送られる。
【０００７】
図４は、従来の消化脱離液の別の処理方法である、生物処理法を用いたメタン発酵処理装置の概略構成図である。なお、以下の図４の説明においては、図３と同一部分には同符合を付して、その説明を省略することにする。
【０００８】
この方法では、図３のアンモニア放散塔５２の代わりに嫌気槽６０と曝気槽６１とが設けられている点が異なっており、消化脱離液中の有機性窒素は、嫌気槽６０でアンモニア性窒素に転化し、さらに曝気槽６１で、空気ブロワ５３により送風された空気で亜硝酸性窒素あるいは硝酸性窒素に転化する。この処理水を配管６２によって嫌気槽６０に戻すことにより、脱窒菌により窒素に還元され、無害化されて大気に放出される。
【０００９】
一方、メタン発酵により得られた消化ガスを曝気処理に利用することや、この消化ガスを利用して排水中の窒素除去を行なうことも知られており、例えば、下記特許文献１には、メタン発酵によって発生したバイオガスを、消化脱離液の分離槽の底部から導入して曝気するバブラーを備えたメタン発酵装置が開示されている。
【００１０】
また、下記特許文献２には、排水中の窒素除去方法として、アンモニア性窒素、硝酸・亜硝酸性窒素などの窒素化合物を含む排水を生物学的に処理し、この窒素酸化物を含む処理水である活性汚泥混合液を、余剰汚泥や生ごみ、厨芥等有機性廃棄物の嫌気性消化によって発生する消化ガスと接触させて、排水中の窒素を除去することが開示されている。
【特許文献１】特許２８８５７３７号公報
【特許文献２】特開２０００−１８９９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の従来技術のうち、アンモニアストリッピング法を用いる方法では保守が必要な触媒燃焼装置が必要であり、また、生物処理法では高い容積を要する嫌気槽とばっ気槽を設置しなくてはならず、いずれの方法においても設置費用や保守費用が高コストになるという問題があった。
一方、特許２８８５７３７号公報の方法においては、発酵によって生じる消化ガスを消化脱離液の曝気に利用することが開示されているものの、これを消化脱離液の脱窒素に用いることは開示されていない。
【００１２】
また、特開２０００−１８９９９５号公報の方法においては、発酵によって生じる消化ガスを用いて消化脱離液の脱窒素を行なうことが開示されているものの、消化脱離液の脱窒素に必要な曝気ガスの供給条件等は検討されておらず、曝気量が不足してアンモニアの除去が不充分になったり、逆に、曝気量が多すぎて、発電等として利用できる消化ガスが減少してしまい、消化ガスが効率よく利用できていないという問題があった。また、曝気ガスとして使用する消化ガスは精製されていないためにアンモニア等の不純物を含んでおり、これによって、消化脱離液からのアンモニアの除去効率が不充分になるという問題があった。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、上記の問題を解決してメタン発酵処理の消化脱離液の処理を、簡単な装置構成で効率的に行なうことができる、メタン発酵処理方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
すなわち、本発明のメタン発酵処理方法は、有機性廃棄物をメタン発酵槽内に投入し、嫌気性微生物によりメタン発酵させて、消化ガス及び消化脱離液として取り出した後、前記消化脱離液を曝気処理してアンモニアを除去するメタン発酵処理方法において、
前記消化ガスからアンモニアを含む不純物を除去して精製ガスとするガス精製工程の後、この精製ガスの一部又は全部を曝気ガスとして用いて前記曝気処理を行ない、前記曝気処理後のガスを、再度前記ガス精製工程で処理するとともに、
前記消化脱離液中、又は前記曝気処理後の処理水中のアンモニア濃度を測定し、この測定値に応じて、前記曝気ガスの供給量を制御することによって、前記アンモニア濃度を所定値以下に維持することを特徴とする。
【００１５】
本発明の処理方法によれば、アンモニア濃度の測定値に応じて曝気ガスの供給量を制御するようにしたので、最適な量の曝気ガスを供給することが可能となり、消化ガスを効率よく利用できる。
また、前記曝気処理後のガスを、再度前記ガス精製工程で処理するようにしたので、アンモニアストリッピング法のように触媒燃焼装置が不要であり、簡単な装置構成とすることができる。
【００１６】
また、ガス精製工程後の消化ガスを曝気ガスとして使用するので、曝気ガスからアンモニア等の不純物が除去されている。これによって、消化脱離液からのアンモニアの除去効率が高めることができる。
【００１７】
本発明の処理方法においては、前記メタン発酵槽から取り出した消化脱離液、及び前記曝気ガスを嫌気槽に導入し、この嫌気槽で前記消化脱離液中の有機物の分解を行なうとともに前記曝気処理を行なうことが好ましい。
これによれば、嫌気槽において有機物の分解と曝気処理を同時に行なうことができるので、従来の生物処理法のように嫌気槽と曝気槽を別個に設ける必要がないので、従来より簡便な方法でアンモニアを除去できる。
【００１８】
本発明の処理方法においては、前記メタン発酵槽から取り出した消化脱離液の一部、及び前記曝気ガスを前記メタン発酵槽内に導入し、このメタン発酵槽内で前記曝気処理を行ない、前記アンモニア濃度の測定値に応じて、前記メタン発酵槽内に導入する消化脱離液の量及び前記曝気ガスの供給量をそれぞれ制御し、前記メタン発酵によって得られた消化ガス及び前記曝気処理によって得られた曝気後のガスを前記ガス精製工程で処理することも好ましい。
【００１９】
これによれば、メタン発酵槽内で前記有機性廃棄物のメタン発酵を行なうとともに前記曝気処理を行なうので、アンモニアストリッピング法のようなアンモニア放散塔、触媒燃焼装置が共に不要であり、従来より簡便な方法でアンモニアを除去できる。
また、本発明の処理方法においては、前記メタン発酵処理において、前記曝気処理以外の窒素除去法を併用して、前記消化脱離液からのアンモニアの除去を行なうことが好ましい。これによれば、更に消化脱離液からのアンモニアの除去効率を高めることができる。
【００２０】
一方、本発明のメタン発酵処理装置は、嫌気性微生物によって有機性廃棄物をメタン発酵させるメタン発酵槽と、前記メタン発酵によって得られる消化ガスを取り出す消化ガス取出手段と、この消化ガスからアンモニアを含む不純物を除去して精製ガスとするガス精製装置と、前記メタン発酵後の消化脱離液を取り出す消化脱離液取出手段と、前記精製ガスの一部又は全部を、曝気ガスとして前記消化脱離液に供給する曝気ガス供給手段と、前記消化脱離液の曝気処理を行なう曝気手段と、前記消化脱離液中又は前記曝気処理後の処理水中のアンモニア濃度を検出するアンモニア検出手段とを備え、
前記アンモニア検出手段による検出値に応じて、前記曝気ガスの流量を制御する曝気ガス流量制御手段と、前記曝気処理後のガスを再度前記ガス精製装置で処理する曝気ガス処理手段とが設けられていることを特徴とする。
【００２１】
本発明のメタン発酵装置によれば、アンモニアストリッピング法における触媒燃焼装置や、生物処理法における嫌気槽及び曝気槽の設置が不要であり、空気ブロワによる空気の供給も不要とすることができるので、設置コストや設置スペースを減少させることができ、装置コストや保守コストを低下させることができる。
【００２２】
本発明の処理装置においては、前記曝気手段は、前記消化脱離液取出手段の取出経路に嫌気槽を設け、この嫌気槽に前記曝気ガス供給手段を接続することにより構成されていることが好ましい。
これによれば、嫌気槽において有機物の分解と曝気処理を同時に行なうことができるので、従来の生物処理法のように嫌気槽と曝気槽を別個に設ける必要がなく、簡単な装置構成とすることができる。
【００２３】
本発明の処理装置においては、前記曝気手段は、前記曝気ガス供給手段を前記メタン発酵槽に接続し、前記消化脱離液取出手段によって取り出した消化脱離液の一部を前記メタン発酵槽内に返送する消化脱離液返送手段を設け、前記メタン発酵槽に返送された前記消化脱離液に前記メタン発酵槽に供給された曝気ガスを接触させる気液接触層を前記メタン発酵槽内に設けることにより構成されていることも好ましい。
【００２４】
これによれば、メタン発酵槽内で前記有機性廃棄物のメタン発酵を行なうとともに前記曝気処理を行なうので、アンモニアストリッピング法のようなアンモニア放散塔、触媒燃焼装置が共に不要であり、簡単な装置構成とすることができる。また、気液接触層によって、消化脱離液と前記曝気ガスとの接触面積を拡大できるので、メタン発酵槽内における曝気処理の効率を向上することができる。
【００２５】
また、本発明の処理装置においては、前記メタン発酵処理装置において、前記消化脱離液からのアンモニアの除去を行なうための、前記曝気手段以外の窒素除去手段を更に備えることが好ましい。これによれば、更に消化脱離液からのアンモニアの除去効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、従来より簡単な構成でメタン発酵処理後の消化脱離液中、又は曝気処理後の処理水中のアンモニア濃度を所定値以下に維持でき、精製後の消化ガスを効率よく利用可能なメタン発酵処理方法及び装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明について図面を用いて更に詳細に説明する。図１には、本発明のメタン発酵処理装置の概略構成図が示されている。
まず、図１の処理装置について説明すると、この処理装置は、メタン発酵槽１０と、消化ガスから有害物質を除去するためのガス精製装置１１と、消化脱離液を浄化処理するための嫌気槽１２とから主に構成されている。
【００２８】
メタン発酵槽１０の上部には、有機性廃棄物を投入するための配管２１と、消化ガスを取り出すための配管２２が接続されている。この配管２２はガス精製装置１１に接続されており、ここから更に接続される配管２３によって、図示しないガスホルダーに回収され、更に発電装置等のガス利用システムに送られるように構成されている。
【００２９】
メタン発酵槽１０としては公知のものが使用できる。また、配管２１の途中には有機性廃棄物をスラリー化するスラリー調整槽が設けられていてもよい。
ガス精製装置１１としては、アンモニア性窒素などの有害成分を除去可能であればよく、例えば、酸化鉄や活性炭などの材料が充填されている装置が好ましく用いられる。
【００３０】
一方、メタン発酵槽１０の下部からの配管２４は嫌気槽１２に接続され、この嫌気槽１２から、配管２５がアンモニア濃度計１６を介して接続されており、嫌気処理後の処理水が放流可能になっている。嫌気槽１２としては、嫌気性細菌により消化脱離液中の有機物が分解可能となるように構成されていればよく公知のものを用いることができる。アンモニア濃度計１６としては、公知のガスクロマトグラフ等を用いることができる。
【００３１】
そして、この実施形態においては、この嫌気槽１２が曝気手段となっている点が特徴となっている。すなわち、ガス精製装置１１後の配管２３の途中には消化ガスブロア１３が設けられ、更に、配管２３から分岐する配管２６が設けられており、この配管２６が、流量調節弁１５、ガス流量計１４を介して嫌気槽１２の底部に接続されている。また、嫌気槽１２の上部に接続される配管２７が配管２２と合流している。これにより、精製ガスの一部又は全部が嫌気槽１２に供給されて曝気処理され、曝気後のガスが再度ガス精製装置１１に送られるように構成されている。更に、上記のアンモニア濃度計１６の検出値に基づいて、流量調節弁１５が制御可能となっている。
【００３２】
次に、この処理装置を用いた本発明のメタン発酵処理方法について説明する。
図１において、牛、豚などの畜産糞尿や生ゴミ等の有機性廃棄物は、必要に応じて破砕、粉砕されスラリー化された後、図示しないポンプにより配管２１を介してメタン発酵槽１０に投入されてメタン発酵が行なわれる。
【００３３】
このメタン発酵槽１０には、メタン菌等の嫌気性微生物が付着・担持された固定化微生物を充填した固定ろ床等が設置されており、ここでスラリーのメタン発酵が行なわれ、嫌気性微生物による有機性廃棄物の分解が行われる。メタン発酵における温度は５０〜６０℃で行なうことが好ましい。これによれば、より活性の高い、高温メタン菌での発酵が行なえるので、有機性廃棄物の分解速度を更に向上することができる。
【００３４】
なお、メタン発酵槽１０内では、図示しない攪拌羽根等によって、スラリーの攪拌が行なわれる。なお、スラリーの攪拌方法としては、他にポンプによりスラリーを循環させてもよく、また、消化ガスの一部をポンプによりメタン発酵槽１０の下部に吹き込んでバブリングして攪拌してもよい。
また、メタン発酵槽処理中に、例えばニッケル、コバルト等の金属を供給してもよい。これによって、メタン菌の活性を充分に向上して、安定した発酵状態を長期間にわたって維持することができる。
【００３５】
なお、一定時間毎に供給されるスラリーと同量の消化脱離液が、配管２４を介してメタン発酵槽１０から引き抜かれ、メタン発酵槽１０内は、常に一定量のスラリーで満たされている。メタン発酵槽１０から排出されるメタン発酵廃液である消化脱離液は、配管２４を介して嫌気槽１２に送られ、ここで、嫌気性微生物によって有機物が分解され、配管２５によって処理水として排出される。
【００３６】
一方、発酵により生成した消化ガスは、ガス精製装置１１において、アンモニア性窒素などの有害成分を除去して精製ガスとされた後、配管２３によって、図示しないガスホルダーに回収され、燃料電池発電装置、ガスエンジン等の発電機やボイラーの燃料として有効利用されるようになっている。
【００３７】
ここで、この実施形態においては、精製ガスの一部又は全部は、配管２６を介して嫌気槽１２にも送られ、有機物の分解とともに曝気処理される。これによって、消化脱離液中のアンモニアは、消化ガスに同伴させて消化脱離液から分離抽出され、配管２７によってメタン発酵槽から直接導出された消化ガスとともにガス精製装置１１に導入され、ガス精製装置１１で精製処理されてアンモニアが除去される。
更に、本発明においては、アンモニア濃度計１６によって、処理水中のアンモニア濃度をモニターし、この値に基づいて、流量調節弁１５を制御することによって、流量計１４で監視される曝気ガスの流量調整が可能になっている。
【００３８】
すなわち、アンモニア濃度計１６によって処理水中のアンモニアの検出値を出力し、この検出値と、あらかじめ設定されている処理水のアンモニア濃度の目標値の上限又は下限と比較する判定手段により判定を行ない、この判定結果によって曝気ガスの流量の増加、減少を行なう。
【００３９】
例えば、上記の判定手段によって、検出値が目標値の上限より大きい場合には、流量調節弁１５を開いて曝気ガスの流量を増加させる。これによって、曝気ガスによる曝気処理を優先的に行ない、処理水のアンモニア濃度を低下させることができる。
【００４０】
一方、検出値が目標値の下限より小さい場合には、流量調節弁１５を絞り、曝気ガスの流量を低減させる。これによって、曝気ガスの流量を必要最低限に抑え、配管２３から取り出される消化ガス量を増大させて、消化ガスを発電等のガス利用システムとして有効に利用することができる。
上記の流量調節弁１５による曝気ガスの流量を切替える境界値となる、処理水中のアンモニア濃度の目標値は、１００〜４００ｍｇＮ／Ｌの範囲とすることが好ましい。
【００４１】
目標値の下限が１００ｍｇＮ／Ｌ未満であると、曝気ガスの流量増加効果が小さくなるため好ましくない。
なお、上記の目標値は、必ずしも上限と下限を有する一定の幅をもっていなくてもよく、一定の閾値であってもよい。
【００４２】
嫌気槽１２へ供給する曝気ガスの流量は、消化脱離液の取り出し量１に対して体積比で２００〜９００倍とすることが好ましい。
本発明においては、上記のメタン発酵処理装置において、例えば前記のアンモニアストリッピング法や生物処理法等の、消化脱離液からのアンモニアの除去を行なうための上記の曝気手段以外の窒素除去方法を更に併用してもよい。
【００４３】
図２には、本発明のメタン発酵処理装置の他の実施形態の概略構成図が示されている。なお、以下の実施形態の説明においては、前記実施形態と同一部分には同符合を付して、その説明を省略することにする。
この実施形態においては、曝気手段がメタン発酵槽１０に設けられている点が特徴となっている。
【００４４】
メタン発酵槽１０の下部からの配管は、ポンプ３３、アンモニア濃度計１６を介して、配管２５によって有機物処理等の次工程に送られるようになっている。そして、配管２５の途中から分岐する配管３６が、流量調節弁３５、液流量計３４を介してメタン発酵槽１０の上部に接続されており、本発明における消化脱離液返送工程を構成している。
また、ガス精製装置１１後の精製ガスは、配管２６から流量調節弁１５、ガス流量計１４を介して、やはりメタン発酵槽１０に接続されている。
【００４５】
なお、メタン発酵槽１０内における曝気手段は、消化脱離液返送手段によって返送される消化脱離液を散水するための散水管３１と、この散水管３１の下方に配置され、消化脱離液と曝気ガスとを気液接触させる気液接触層３２とを備えており、気液接触層３２の下方に曝気ガス供給手段となる配管２６が接続されるように構成されている。ここで気液接触槽３２としては、例えば、ＳＵＳ３１６ラシヒリング等の充填材を用いることができる。
【００４６】
この実施形態によれば、メタン発酵槽１０の上部空間に曝気手段が設けられており、消化脱離液の一部をメタン発酵槽１０に返送して散水管３１で散水し、かつ曝気ガスもメタン発酵槽１０内の気液接触層３２の下方空間に吹き込むことで、気液接触層３２において曝気処理が行なわれる。そして、曝気処理後のガスはメタン発酵による消化ガスと一体となって配管２２を介してガス精製装置１１で処理される。
【００４７】
更に、この実施形態においては、アンモニア濃度計１６によって消化脱離液中のアンモニア濃度をモニターし、この値に基づいて流量調節弁１５及び流量調節弁３５を調整することによって、メタン発酵槽１０内に導入する消化脱離液の量及び前記曝気ガスの供給量が制御可能になっている。
【００４８】
すなわち、アンモニア濃度計１６によって、消化脱離液中のアンモニアの検出値を出力し、この検出値と、あらかじめ設定されている消化脱離液中のアンモニア濃度の目標値の上限及び下限とを比較する判定手段により判定を行なう。目標値の上限及び下限としては、上記の実施形態と同じ濃度とすることが好ましい。
【００４９】
上記の判定手段によって、検出値が目標値の上限より大きい場合には、流量調節弁１５を開いて曝気ガスの流量を増加させる。更に必要があれば、流量調節弁３５を開いて消化脱離液の返送流量を増加させる。これによって、メタン発酵槽１０内での曝気処理を優先的に行ない、消化脱離液中のアンモニア濃度を低下させることができる。
【００５０】
一方、検出値が目標値の下限より小さい場合には、流量調節弁１５を絞って曝気ガスの流量を減少させる。更に必要があれば、流量調節弁３５を絞って消化脱離液の返送流量を減少させる。これによって、曝気流量を必要最低限に抑え、配管２３から取り出される消化ガス量を増大させて、消化ガスを発電等のガス利用システムとして有効に利用することができる。
【００５１】
メタン発酵槽１０へ供給する曝気ガスの流量は、メタン発酵槽１０への消化脱離液の返送量１に対して体積比で５００〜９００倍とすることが好ましい。
また、曝気ガスの流量を増大させる場合の増加割合及び曝気ガスの流量を減少させる場合の増加割合は、前記実施形態と同様にすることが好ましい。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明する。
【００５３】
実施例１
図１に示すような処理装置を用い、本発明のメタン発酵処理方法を用いて運転を行なった。
有機性廃棄物としては、生ゴミ原料をメタン発酵槽で５５℃で発酵させた表１に示す性状の消化脱離液を４Ｌ使用し、曝気ガス流量は４Ｌ／分となるようにした。なお、表１におけるＴＳは固形分濃度、ＢＯＤは生物化学的酸素要求量、ＣＯＤＭｎは全化学的酸素要求量、Ｔ−ＫＮは全窒素である。
【００５４】
【表１】
2005074323.tif 000003
【００５５】
ガス精製装置１１としては充填材としてテフロン（登録商標）製ラシヒリングを用い、アンモニア濃度計１６としては、イオンクロマトグラフを使用してアンモニア濃度をモニターした。
上記の条件で、曝気処理前の消化脱離液中のアンモニア濃度をアンモニア濃度計１６で測定した結果、１４００ｍｇＮ／Ｌであった。
【００５６】
この状態で曝気処理を開始し、アンモニア濃度を１００ｍｇＮ／Ｌまで低減させるのに、上記の消化脱離液の流量の９００倍の曝気ガスが必要であった。その結果、消化脱離液の流量の９００倍の曝気流量をベースに制御することで、アンモニア濃度計１６の検出値が常時１００ｍｇＮ／Ｌ付近となるような連続運転が可能であり、処理水のアンモニア濃度を充分低下することが可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、畜産廃棄物、生ゴミ、食品加工残滓等の有機性廃棄物を処理するために好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のメタン発酵処理装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明のメタン発酵処理装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図３】従来のメタン発酵処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】従来のメタン発酵処理装置の他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  メタン発酵槽
１１  ガス精製装置
１２  嫌気槽
１３  消化ガスブロア
１４  ガス流量計
１５  流量調節弁
１６  アンモニア濃度計
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７  配管
３１  散水管
３２  気液接触層
３３  ポンプ
３４  液流量計
３５  流量調節弁
３６  配管
【図１】
2005074323.tif 000004
【図２】
2005074323.tif 000005
【図３】
2005074323.tif 000006
【図４】
2005074323.tif 000007