(57)【要約】【課題】  投入される有機性処理対象物の混合比率が変化した場合においても消化槽状況を的確に監視できる嫌気性消化プロセスの監視方法及び監視装置を提供すると共に、このような嫌気性消化プロセスの運転方法を提供すること。【解決手段】  消化槽１１に投入する有機性処理対象物１２，１３の種類ごとの投入量と、その種類ごとのガス発生量とから、演算手段１９により全体のガス発生量を予測しているため、投入する有機性処理対象物１２，１３の量が何らかの原因により変動した場合においても、ガス発生量と速度を予測できるため、実際のガス発生量と比較することにより、ガス発生状態判定手段２０により過負荷などのガス発生量の低下を把握することが可能となり、消化槽１１の状況監視を行うことが可能となる。【選択図】  図１
2005111338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消化槽に投入される複数種類の有機性処理対象物について、前記種類毎に投入量を測定し、
測定された種類毎の投入量と種類毎に求められているガス発生速度とを用いて投入された有機性処理対象物全体のガス発生速度を予測演算し、
この予測演算されたガス発生速度と消化槽から発生するガスの発生速度実測値とを比較して消化槽内の状況を監視する
ことを特徴とする嫌気性消化プロセスの監視方法。
【請求項２】
投入される有機性処理対象物のガス発生速度は、サンプルとなる有機性処理対象物とメタン菌を所定割合で混合し、嫌気性条件下で所定の温度条件で保管し、経時的にガス発生量を求める回分実験により求めることを特徴とする請求項１に記載の嫌気性消化プロセスの監視方法。
【請求項３】
投入される有機性処理対象物のガス発生速度は、前記有機性処理対象物を構成する有機物組成の各成分量を測定し、各成分の分解速度の理論式を使用して求めることを特徴とする請求項１に記載の嫌気性消化プロセスの監視方法。
【請求項４】
投入される有機性処理対象物のガス発生速度は、前記有機性処理対象物を構成する有機物組成の各成分量を測定し、ＡＤＭ１モデルにより求めることを特徴とする請求項１に記載の嫌気性消化プロセスの監視方法。
【請求項５】
投入される複数の有機性処理対象物について、これら有機性処理対象物を構成する有機物組成の成分量をそれぞれ測定しておき、対応する有機物組成の成分量の和と理論ガス発生速度とにより有機性処理対象物のガス発生速度を求めることを特徴とする請求項１に記載の嫌気性消化プロセスの監視方法。
【請求項６】
回分試験は少なくとも２回以上行い、この２回以上の回分実験結果の平均によりガス発生速度を求めることを特徴とする請求項２に記載の嫌気性消化プロセスの監視方法。
【請求項７】
ガス発生速度に季節毎の変動がある有機性処理対象物に対して、季節毎の回分実験を行い、季節毎のガス発生速度を求めることを特徴とする請求項２または請求項６に記載の嫌気性消化プロセスの監視方法。
【請求項８】
消化槽に投入される複数種類の有機性処理対象物について、前記種類毎に投入量を測定する測定手段と、
測定された種類毎の投入量と種類毎に求められているガス発生速度を用いて投入された有機性処理対象物全体のガス発生速度を予測演算する演算手段と、
この予測演算されたガス発生速度と消化槽から発生するガスの発生速度実測値とを比較して消化槽内の状況を監視するガス発生状態判定手段と、
を備えたことを特徴とする嫌気性消化プロセスの監視装置。
【請求項９】
消化槽に投入される複数種類の有機性処理対象物について、前記種類毎に投入量を測定し、
測定された種類毎の投入量と種類毎に求められているガス発生速度とを用いて投入された有機性処理対象物全体のガス発生速度を予測演算し、
この予測演算されたガス発生速度から、易分解性有機物の分解時間を推定し、
ガス発生速度変化より、易分解性有機物の分解が完了した後に次の給液をするように投入を制御する
ことを特徴とする嫌気性消化プロセスの運転方法。
【請求項１０】
所定の運転期間の間、消化槽に複数種類の有機性処理対象物を半連続的に投入する汚泥消化プロセスの運転方法であって、
前記有機性処理対象物の種類毎に求められたガス発生速度に基づき、生物分解が比較的遅くガス発生速度の時間変化が比較的少ない有機性処理対象物に対し、生物分解が比較的早くガス発生速度の時間変化が比較的大きい有機性処理対象物の、１回分の投入量少なくし、かつ投入回数を多く設定して、所定運転期間内における有機性処理対象物全体のガス発生速度を安定化させる
ことを特徴とする嫌気性消化プロセスの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥、生ごみなどの有機性処理対象物を処理する嫌気性消化槽内の状態変化を連続的にモニタリングする嫌気性消化プロセスの監視方法及び監視装置ならびに運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚泥、生ごみなどの有機性処理対象物を処理する嫌気性消化法とは、酸素の存在しない環境下で行われる有機物の生物分解反応であり、多種の嫌気性微生物の作用により反応が進行する。これら反応として、(1)有機物（炭水化物、たんぱく質、脂質）を単糖類、アミノ酸、高級脂肪酸に加水分解する段階、(2)これら中間性生物を酢酸などの低級脂肪酸に分解する段階、(3)低級脂肪酸からメタンガスを精製する段階、の３段階の反応に分類されている。
【０００３】
この３段階の反応に関与する微生物に対しては、メタン生成段階に作用するメタン生成菌の維持管理が非常に重要であり、中間生物である低級脂肪酸を測定し、状態監視を行おうとしている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながらこれら方法では、大きな消化槽の一部の状態を監視しているに過ぎず、槽内全体の状況を監視しているとは言いがたい。
【０００５】
ところで、下水汚泥等の嫌気性消化処理の対象物としては、最初沈殿地より発生する生汚泥及び曝気槽から発生する余剰汚泥がある。これら汚泥はその分解速度が異なっており、また季節ごとにその成分組成が異なる。このため、分解速度、ガス発生量は季節的に変動することが知られている。
【０００６】
また、実際の運転においては、バッチ的に一定量の汚泥を投入し、発生ガス量を監視している。この際、何らかの原因で発生ガス量が変化した場合に、投入汚泥の性状変化によるものか、阻害物の混入や過負荷と言った消化槽内に何らかの異常が発生したものかの判断を行うことは非常に困難であった。このため、多種の分析、あるいは経験により判断しているのが現状である。
【０００７】
近年、生ごみなどの有機性固形物の有効利用方法として嫌気性消化法が見直されてきており、下水汚泥とともに嫌気性消化を行う共同嫌気性消化法が実用化されつつある。また、汚泥消化の効率向上を目的として、超音波処理などの前処理を行うなどの研究開発が行われている。これらの場合、投入する有機性固形物の種類によりその成分組成が大きく変化し、ガス発生量及び速度が変化する。
【０００８】
したがって、投入固形物の投入比率が変化する場合には、発生ガス量を予測することが非常に困難であり、ガス発生量が低下した場合に、それが負荷変動によるものか、阻害によるものかの判断を行うことは熟練者にも困難である。
【特許文献１】特開平５-１３８１９８号公報
【特許文献２】特許第３１４７４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように従来の嫌気性消化法の運転においては、熟練者の経験により運転されている場合がほとんどであり、あらかじめ経験のある下水汚泥に対してのみ有効であった。このため、今後予想される生ごみなどとの共同嫌気性消化に対して、投入有機物混合比率が変化した場合でも、消化槽状況を監視できる監視方法及び監視装置、ならびに運転方法が必要である。
【００１０】
本発明の目的は、投入される有機性処理対象物の混合比率が変化した場合においても消化槽状況を的確に監視できる嫌気性消化プロセスの監視方法及び監視装置を提供すると共に、このような嫌気性消化プロセスの運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による汚泥消化プロセスの監視方法は、消化槽に投入される複数種類の有機性処理対象物について、前記種類毎に投入量を測定し、測定された種類毎の投入量と種類毎に求められているガス発生速度とを用いて投入された有機性処理対象物全体のガス発生速度を予測演算し、この予測演算されたガス発生速度と消化槽から発生するガスの発生速度実測値とを比較して消化槽内の状況を監視することを特徴とする。
【００１２】
本発明では、投入される有機性処理対象物のガス発生速度は、サンプルとなる有機性処理対象物とメタン菌とを所定割合で混合し、嫌気性条件下で所定の温度条件で保管し、経時的にガス発生量を求める回分実験により求める。
【００１３】
また、投入される有機性処理対象物のガス発生速度は、前記有機性処理対象物を構成する有機物組成の各成分量を測定し、各成分の分解速度の理論式を使用して求めてもよい。
【００１４】
さらに、投入される有機性処理対象物のガス発生速度は、前記有機性処理対象物を構成する有機物組成の各成分量を測定し、ＡＤＭ１モデルにより求めてもよい。
【００１５】
本発明では、投入される複数の有機性処理対象物について、これら有機性処理対象物を構成する有機物組成の成分量をそれぞれ測定しておき、対応する有機物組成の成分量の和と理論ガス発生速度とにより有機性処理対象物のガス発生速度を求めてもよい。
【００１６】
また、本発明では、回分試験は少なくとも２回以上行い、この２回以上の回分実験結果の平均によりガス発生速度を求めるとよい。
【００１７】
さらに、本発明では、ガス発生速度に季節毎の変動がある有機性処理対象物に対して、季節毎の回分実験を行い、季節毎のガス発生速度を求めるようにしてもよい。
【００１８】
本発明による嫌気性消化プロセスの監視装置は、消化槽に投入される複数種類の有機性処理対象物について、前記種類毎に投入量を測定する測定手段と、測定された種類毎の投入量と種類毎に求められているガス発生速度とを用いて投入された有機性処理対象物全体のガス発生速度を予測演算する演算手段と、この予測演算されたガス発生速度と消化槽から発生するガスの発生速度実測値とを比較して消化槽内の状況を監視するガス発生状態判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
本発明による嫌気性消化プロセスの運転方法は、消化槽に投入される複数種類の有機性処理対象物について、前記種類毎に投入量を測定し、測定された種類毎の投入量と種類毎に求められているガス発生速度を用いて投入された有機性処理対象物全体のガス発生速度を予測演算し、この予測演算されたガス発生速度から、易分解性有機物の分解時間を推定し、実際のガス発生速度変化より、易分解性有機物の分解が完了した後に次の給液をするように投入を制御することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の嫌気性消化プロセスの運転方法は、消化槽に複数種類の所定の運転期間の間、有機性処理対象物を半連続的に投入する嫌気性消化プロセスの運転方法であって、前記有機性処理対象物の種類毎に求められたガス発生速度に基づき、生物分解が比較的遅くガス発生速度の時間変化が比較的少ない有機性処理対象物に対し、生物分解が比較的早くガス発生速度の時間変化が比較的大きい有機性処理対象物の、１回分の投入量少なくし、かつ投入回数を多く設定して、所定運転期間内における有機性処理対象物全体のガス発生速度を安定化させている。
【００２１】
これらの嫌気性消化プロセスの監視方法及び監視装置では、投入する有機性処理対象物の種類ごとの投入量とその種類ごとのガス発生量とから、全体のガス発生量を予測しているため、投入する有機性処理対象物の量が何らかの原因により変動した場合においても、ガス発生量と速度を予測できるため、実際のガス発生量と比較することにより過負荷などのガス発生量の低下を把握することが可能となり、消化槽状況の監視を行うことが可能となる。
【００２２】
すなわち、消化槽内の状況を監視する方法には様々なものがあるが、消化槽全体を監視できる方法としてガス発生量がある。ガス発生量は投入する有機物負荷により決定されるが、その有機物組成（炭水化物、たんぱく質、脂質など）により、加水分解速度、酸生成速度が異なるため、ガス化速度が異なってくる。そこで本発明では、投入される有機性処理対象物の種類ごと、あるいは有機物組成ごとに投入負荷を分割し、それぞれのガス発生速度を基にして全体の投入負荷のガス発生速度、ガス発生量を計算し、実際のガス発生量と比較することにより反応槽内部の状況を監視している。
【００２３】
また、本発明による嫌気性消化プロセスの運転方法では、消化槽内に有機酸の蓄積が起こりやすい易分解性の有機物の分解が完了したことを確認した後に次の有機物投入を実施するため、消化槽内の有機酸の蓄積を防止することが可能となり、有機酸の蓄積によるメタン生成菌の阻害を防止し、安定した処理を行うことが可能となる。
【００２４】
さらに本発明による嫌気性消化プロセスの運転方法では、汚泥種類ごとに異なるガス発生速度とその投入量から、ガス発生速度を演算し、そのガス発生速度が安定するように負荷投入のタイミング及び量を制御することにより、消化槽から発生するガス量の時間変化を最小にすることが可能となり、ガスホルダーの小型化が可能となる。またガス発生量が安定しているため、消化ガス発電などへの有効利用を行う際にも、安定した利用が可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、消化槽内の状況を、ガス発生量を指標として判断することが可能となるため、オペレータの作業負担を軽減でき、経験の少ないオペレータへの判断基準を与えることが可能となるため、安定した嫌気性消化処理を行うことが可能となる。
【００２６】
また、消化槽内の有機酸の蓄積を防止することが可能となったり、或いは、消化槽から発生するガス量の時間変化を最小にすることが可能となったりする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明による嫌気性消化プロセスの監視方法及び装置、並びに運転方法の一実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は本発明の実施形態の基本的な構成を示したものである。
【００２９】
図１において、１１は嫌気性消化槽で、種類の異なる有機性処理対象物（以下、有機性固形物と呼ぶ）が投入される。この実施の形態では、有機性固形物として下水処理プロセスの最初沈殿地から発生する初沈汚泥１２と、活性汚泥処理にて発生する余剰汚泥１３とが投入される。嫌気性消化槽１１では、これら汚泥１２、１３の嫌気性消化処理を行い、消化ガス１４と消化汚泥１５とを得る。
【００３０】
ここで、有機性固形物の種類としては、上述のように、下水処理場における余初沈汚泥１２や余剰汚泥１３があり、これらのほかに家庭、食堂などから排出される生ごみや、工場等から排出される有機性廃棄物(例えば、廃油、食品残渣)などがる。一般に、初沈汚泥１２や生ごみなどは生物分解が早く、余剰汚泥１３や廃油等は生物分解が遅い。本発明は、これら種類の異なる有機性固形物を混合して消化処理する場合の問題点を解決する。
【００３１】
このために、汚泥消化槽１１に投入される複数種類の有機性固形物１２，１３について、それぞれ投入量を測定する測定手段１６，１７を設ける。すなわち、余剰汚泥１３の給液管路には汚泥流量（投入量）を測定する流量計１６を設け、初沈汚泥１２の給液管路には同じく汚泥流量（投入量）を測定する流量計１７を設けている。
【００３２】
また、これら測定手段１６，１７によって測定された種類毎の投入量と、汚泥の種類毎に求められているガス発生速度を用いて投入された有機性固形物全体のガス発生速度を予測演算するガス発生量計算部（演算手段）１９を設けている。このガス発生量計算部１９により、汚泥消化槽１１から発生するガス量の予測演算が行われ、その結果がガス発生量判定部（ガス発生状態判定手段）２０に送られる。
【００３３】
また、汚泥消化槽１１から発生する実際の消化ガス発生量を測定するため、消化ガス管路には流量計１８が設けられている。この流量計１８により、実際の消化ガス発生量が計測され、その結果がガス発生量判定部２０に送られる。
【００３４】
ガス発生量判定部（ガス発生状態判定手段）２０は、ガス発生量計算部１９により予測演算されたガス発生速度と、流量計１８により計測されたガス発生速度実測値とを比較して汚泥消化槽１１内の状況を監視する。
【００３５】
上記構成において、汚泥消化槽１１に対する有機性固形物の投入時、余剰汚泥１３や初沈汚泥１２などの、性状の異なる汚泥の給液流量をそれぞれ流量計１６及び流量計１７にて測定する。これらの測定値はガス発生量計算部１９に送られ、ここで、汚泥消化槽１１から発生する消化ガスのガス発生速度が予測演算される。すなわち、ガス発生量計算部１９では、回分実験、あるいは連続実験により求めたそれぞれの汚泥の、ガス発生速度の経時変化よりガス発生量の経時変化を演算する。
【００３６】
汚泥毎のガス発生速度を回分実験により求める場合を説明する。サンプル（汚泥）とメタン菌を一定割合で混合し、嫌気性条件下で３７℃などメタン菌に最適な温度条件で保管し、経時的にガス発生量を求める。この際、サンプルの投入を1回のみとし、ガス発生量を求める方法を回分実験という。この回分実験によりガス発生量を実測して求める。
【００３７】
このようにして求めた、汚泥毎のガス発生速度と各投入量とに基づき、汚泥消化槽１１から発生する消化ガスのガス発生量を求める。この実施の形態では、余剰汚泥（サンプルＡ：生物分解が遅いもの）１３と、初沈汚泥(サンプルＢ：生物分解が早いもの)１２とを、メタン菌を一定割合で混合し、嫌気性条件下で３７℃などメタン菌に最適な温度条件で保管する。この場合、投入された有機性固形物１３，１２がメタン菌により分解され、バイオガスが発生する。
【００３８】
この際、生物分解の速度の違いにより、図２および図３で示すように、ガス発生速度は経時的に変化する。これは有機物の組成(たんぱく質、炭水化物などの組成)及び形態(微生物状のものまたは破砕されているなど)により影響される。なお、同じ有機性固形物(例えば、余剰汚泥のみ、或いは初沈汚泥のみ)では組成が同じであるため、同程度のガス発生速度となる。
【００３９】
このように、汚泥の種類毎のガス発生速度を求め、これにより全体のガス発生速度を予測する。すなわち、ガス発生速度の単位を(Nm３／時間／有機物量)と定義した場合(一般的にこの単位で定義される)、投入された有機物全体のガス発生速度は、(その時間のガス発生速度)×(投入有機物量)の和として予測演算することができる。
【００４０】
このようにして求めたガス発生速度から消化槽１１の滞留時間を考慮してガス発生速度を演算し、現状発生しうるガス発生量を求める。
【００４１】
また、実際のガス発生速度を流量計１８にて計測し、その結果と前記演算により求めたガス発生量をガス発生量判定部２０にて比較演算する。
【００４２】
この結果により、ガス発生量の良否を判定し、ガス発生量実測値が計算値に比較して徐々に低下した場合には、何らかの原因により消化槽内の嫌気性菌の阻害が起こっていることが判断できる。また、ガス発生量実測値が計算値に比較して急激に減少している場合には、過負荷などが起こっていることを判断することができる。
【００４３】
このように、有機性固形物の種類ごとの投入量と、その種類ごとのガス発生量から全体のガス発生量を予測しているため、投入する有機性固形物の量が何らかの原因により変動した場合においても、ガス発生量と速度を予測できるため、実際のガス発生量と比較することにより過負荷などのガス発生量の低下を把握することが可能となり、消化槽状況の監視を行うことが可能となる。
【００４４】
また、投入する有機性固形物の種類ごとのガス発生速度を、回分実験により求めるため、有機物組成などの分析を行うことなく、また有機性固形物特有の競合作用を含めたガス発生速度を予測できる。このため、精度の良いガス発生量を予測することが可能となり、精度よく消化槽状況の監視を行うことが可能となる。
【００４５】
なお、有機性固形物の種類ごとのガス発生速度を求める手法としては、上述のように、実験値からガス発生速度の経時変化を求めるのではなく、汚泥の成分を求めて理論式よりガス発生速度を求めてもよい。
【００４６】
例えば、有機性固形物を構成する有機物組成の各成分量を測定し、各成分の分解速度の理論式を使用して求める。有機性固形物を構成する有機物組成 (たんぱく質、炭水化物、脂質)の 各成分量を測定する測定方法としては、食品分析法に記載されている公知の分析方法を使用すればよい。
【００４７】
このように、投入する有機性固形物の有機物組成から、理論式によりガス発生速度を求めることにより、精度の高いガス発生速度を求めることが可能となる。また、温度、pHの等の運転条件が変化した場合においても理論的にガス発生速度を求めることが可能であるため、運転条件が変化した場合においても消化槽内の状況を監視することが可能となる。
【００４８】
また、有機性固形物の種類ごとのガス発生速度を求める手法としては、ADM１モデルのようなモデルを用いてガス発生速度の経時変化を求めてもよい。すなわち、有機性固形物を構成する有機物組成の各成分量を測定し、ＡＤＭ１モデルにより求める。なお、ＡＤＭ１モデルとは、ＩＷＱ（国際水環境学会）にて作成された嫌気性消化に関するモデルである。
【００４９】
このように、投入する有機性固形物の有機物組成を測定し、公知技術であるADM１モデルを使用してガス発生速度及び低級脂肪酸などの中間性生物濃度を予測することが可能となる。また、ガス発生量の比較だけでなく、中間生成物濃度の影響を加味することが可能となり、消化槽内状況の高精度な監視を行うことが可能となる。
【００５０】
また、汚泥消化槽１１から発生する消化ガスのガス発生速度は、次のようにして求めてもよい。汚泥消化槽１１に投入される複数の有機性固形物について、これら有機性固形物を構成する有機物組成の成分量をそれぞれ測定しておき、対応する有機物組成の成分量の和と理論ガス発生速度とにより有機性固形物のガス発生速度を求める。
【００５１】
すなわち、複数の有機性固形物を投入する場合、その有機性固形物ごとにあらかじめ有機物組成を測定しておくので、混合比を変更させた際にその都度組成を測定するのではなく、事前に測定した組成を入力して計算できる。
【００５２】
このように、あらかじめ手分析等で測定した有機物組成を入力条件として使用し、ガス発生量を予測しているため、何らかの原因にて連続的に有機物組成が測定できない場合においても精度良く消化槽内状況を監視することが可能となる。
【００５３】
また、前述のように、有機性固形物毎のガス発生速度を回分実験により求める場合、回分試験は少なくとも２回以上行い、この２回以上の回分実験結果の平均によりガス発生速度を求めることが好ましい。例えば、同じ有機性固形物では組成が同じであるため、前述のように、同程度のガス発生速度になるが、生物処理であるため、同じ有機性固形物であっても若干の変動が生じる。そのため複数回の測定を行い、平均を取ることで信頼性が向上する。また複数回の測定を行うことにより、ガス発生速度の変動幅を把握しておき、その幅を外れた際に異常値として診断することも可能となる。
【００５４】
このように、少なくとも２回以上の回分実験結果を得ることにより、信頼性が向上すると共に、実験結果を統計的に処理することができ、投入有機物組成の変化の程度を加味したガス発生量を予測することが可能となる。その結果、通常起こりえるガス発生量の変化と異常時に起こるガス発生量の変化を区別することが可能となり、精度の良い監視を行うことが可能となる。
【００５５】
また、有機性固形物毎のガス発生速度を回分実験により求める場合、ガス発生速度に季節毎の変動がある有機性固形物に対しては、季節毎の回分実験を行い、季節毎のガス発生速度を求める。
【００５６】
このように、季節変動などの、予めわかっている変動に対して、その周期に応じて回分実験等で求めた予測ガス発生速度を採用することにより、周期的な変動を加味したガス発生量を予測することが可能となり、精度の良い監視を行うことが可能となる。
【００５７】
また、このような汚泥消化プロセスを運転する場合、前述のように、先ず、汚泥消化槽１１に投入される複数種類の有機性固形物１２，１３について、種類毎に投入量を測定し、測定された種類毎の投入量と種類毎に求められているガス発生速度を用いて投入された有機性固形物全体のガス発生速度を予測演算する。この場合、予測演算されたガス発生速度から、易分解性有機物の分解時間を推定し、実際のガス発生速度変化より、易分解性有機物の分解が完了した後に次の給液するように投入を制御するとよい。
【００５８】
ここで、易分解性の有機物とは、例えば、溶解性有機物といったものを指している。この易分解性有機物は、分解速度の速い有機性固形物である初沈汚泥１２などに多く含まれている。これら易分解性有機物は分解速度が速いため、有機酸の蓄積が起こりやすくなる。有機酸の蓄積がおきた場合には消化槽１１に対する影響が大きいため、有機酸の蓄積が起きないように運転することが重要である。このため、処理に悪影響を及ぼす有機酸の蓄積を防止するための、上述のような運転制御が重要となる。
【００５９】
このように、消化槽内に有機酸の蓄積が起こりやすい易分解性の有機物の分解が完了したことを確認した後に、次の有機物投入を実施するため、消化槽内の有機酸の蓄積を防止することが可能となり、有機酸の蓄積によるメタン生成菌の阻害を防止し、安定した処理を行うことが可能となる。
【００６０】
さらに、汚泥消化槽１１に所定の運転期間の間、複数種類の有機性固形物を半連続的に投入する場合は、所定運転期間内における有機性固形物全体のガス発生速度を安定化させるように、有機性固形物の投入量や投入頻度を制御する。例えば、生物分解が比較的遅くガス発生速度の時間変化が比較的少ない有機性固形物に対し、生物分解が比較的早くガス発生速度の時間変化が比較的大きい有機性固形物については、その１回分の投入量少なくし、かつ投入回数を多く設定する。
【００６１】
例えば、図２および図３で示したサンプルＡとサンプルＢを投入して処理する場合、サンプルＡはガス発生速度の時間変化が少ないため、どのようなタイミングで投入してもほぼ一定のガス発生速度になる。一方、サンプルＢはガス発生速度の時間変化が大きいため、投入方法によりガス発生速度が変化する。実際の処理場では、連続的に有機性固形物を投入している機場は少なく、４〜６回／日と分割して有機性固形物を投入して処理している。
【００６２】
このため、サンプルＡに関してはポンプなど制約条件により投入回数、頻度を決定し、サンプルＢに関してはできるだけ少量ずつ、多い回数で投入する。このことによりガス発生速度を均一化することが可能となる。また、有機性固形物のなかには、投入からガス発生が起きるまでに時間遅れのあるものも存在する。これら各種有機性固形物のガス生成速度の経時変化を考慮し、ガス発生速度が均一になるように調整する。
【００６３】
図４及び図５により、ガス発生速度の経時的変化が異なる３種のサンプルＸ，Ｙ，Ｚを汚泥消化槽１１に投入する場合の運転方法を説明する。
【００６４】
図４は３種のサンプルＸ，Ｙ，Ｚを同じタイミングで投入した場合を示している。この場合、Totalガス発生速度は時間と共に大きく変動する。図５はサンプルＹ，Ｚの投入量及び投入頻度を、サンプルＸに対し１/２×２回に変更し、投入タイミングもサンプルＸに対して変更している。この結果、Totalガス発生速度の変動幅を減少させることができる。
【００６５】
このように、汚泥種類ごとに異なるガス発生速度とその投入量から、全体のガス発生速度を演算し、そのガス発生速度が安定するように負荷投入のタイミング及び量を制御することにより、消化槽から発生するガス量の時間変化を最小にすることが可能となり、ガスホルダーの小型化が可能となる。またガス発生量が安定しているため、消化ガス発電などの有効利用を行う際にも、安定した利用が可能となる。
【００６６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、産業排水のメタン発酵プロセスにおいて、各種廃水（有機性処理対象物）を混合して、非連続的に給液する処理システムに適応することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明による嫌気性消化プロセス監視装置の一実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】同上一実施の形態における有機性処理対象物とガス発生量との関係を示す特性図である。
【図３】同上一実施の形態における有機性処理対象物毎のガス速度の経時変化を示す特性図である。
【図４】嫌気性消化プロセスにおいて、ガス発生速度の異なる複数のサンプルを処理する場合の問題点を説明する特性図である。
【図５】上記問題点を解決牛田本発明の運転方法の一例を説明する特性図である。
【符号の説明】
【００６８】
１１    嫌気性消化槽
１２，１３    有機性処理対象物
１４    消化ガス
１６，１７    投入量測定手段
１８    消化ガス実測手段
１９    演算手段
２０    ガス発生状態判定手段
【図１】
2005111338.tif 000003
【図２】
2005111338.tif 000004
【図３】
2005111338.tif 000005
【図４】
2005111338.tif 000006
【図５】
2005111338.tif 000007