JPH11253149A - メタン発酵制御装置及びその制御方法 - Google Patents
メタン発酵制御装置及びその制御方法Info
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- JPH11253149A JPH11253149A JP10063797A JP6379798A JPH11253149A JP H11253149 A JPH11253149 A JP H11253149A JP 10063797 A JP10063797 A JP 10063797A JP 6379798 A JP6379798 A JP 6379798A JP H11253149 A JPH11253149 A JP H11253149A
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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
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 汚泥の活性が良好な状態であるか否かを判断
し、システムフェイリュアーの兆候を早期に検出する。 【解決手段】 メタン発酵タンク１に有機性基質が基質
流入口２から供給される。メタン生成速度は、タンク１
とガスホルダー３の間に設けられたガス流量計４及びメ
タン濃度計５により、測定したガス流量とメタン濃度の
積をタンク有効容積で除して計算する。タンク１の汚泥
ＶＳＳ濃度は、汚泥濃度計６とＶＳＳ濃度測定手段７に
より測定され、比メタン生成活性計算手段８により、比
メタン生成活性が計算される。基質流入口２の基質流量
と基質ＣＯＤは、それぞれ基質流量計９と基質ＣＯＤ測
定手段１０で測定され、ＣＯＤ容積負荷計算手段１１に
供給されて、ＣＯＤ容積負荷が計算された後、比メタン
転化活性計算手段１２に供給される。比メタン転化活性
は基準値比較手段１３で比較され、汚泥のメタン生成活
性の良否が判定手段１４により判定される。
し、システムフェイリュアーの兆候を早期に検出する。 【解決手段】 メタン発酵タンク１に有機性基質が基質
流入口２から供給される。メタン生成速度は、タンク１
とガスホルダー３の間に設けられたガス流量計４及びメ
タン濃度計５により、測定したガス流量とメタン濃度の
積をタンク有効容積で除して計算する。タンク１の汚泥
ＶＳＳ濃度は、汚泥濃度計６とＶＳＳ濃度測定手段７に
より測定され、比メタン生成活性計算手段８により、比
メタン生成活性が計算される。基質流入口２の基質流量
と基質ＣＯＤは、それぞれ基質流量計９と基質ＣＯＤ測
定手段１０で測定され、ＣＯＤ容積負荷計算手段１１に
供給されて、ＣＯＤ容積負荷が計算された後、比メタン
転化活性計算手段１２に供給される。比メタン転化活性
は基準値比較手段１３で比較され、汚泥のメタン生成活
性の良否が判定手段１４により判定される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、比メタン生成活性
をＣＯＤ容積負荷で除して算出した比メタン転化活性と
いう指標を用いて、メタン発酵の状態あるいはメタン生
成菌の濃度やＶＳＳ中におけるメタン生成菌の含有比率
を推定してメタン発酵の負荷制御を行うメタン発酵制御
装置及びその制御方法に関するものである。
をＣＯＤ容積負荷で除して算出した比メタン転化活性と
いう指標を用いて、メタン発酵の状態あるいはメタン生
成菌の濃度やＶＳＳ中におけるメタン生成菌の含有比率
を推定してメタン発酵の負荷制御を行うメタン発酵制御
装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、メタン発酵における汚泥の活
性を表現する指標として、比メタン生成活性がよく用い
られてきた。比メタン生成活性は、通常、汚泥を採取し
てバイヤル瓶に入れ、酢酸あるいは水素などを基質とし
て添加した後、メタン生成量を測定して汚泥ＶＳＳ単位
量当り１日当りのＣＯＤ換算メタン生成量として算出さ
れる。一方、メタン発酵タンクからのメタン生成速度を
ＣＯＤ換算して汚泥ＶＳＳ濃度で除することにより比メ
タン生成活性を算出することもできる。両者とも比メタ
ン生成活性と呼ばれるが、測定条件が異なる。以下の文
中では、比メタン生成活性と表記した場合は前者ではな
く、後者のメタン発酵タンクの比メタン生成活性を意味
する。
性を表現する指標として、比メタン生成活性がよく用い
られてきた。比メタン生成活性は、通常、汚泥を採取し
てバイヤル瓶に入れ、酢酸あるいは水素などを基質とし
て添加した後、メタン生成量を測定して汚泥ＶＳＳ単位
量当り１日当りのＣＯＤ換算メタン生成量として算出さ
れる。一方、メタン発酵タンクからのメタン生成速度を
ＣＯＤ換算して汚泥ＶＳＳ濃度で除することにより比メ
タン生成活性を算出することもできる。両者とも比メタ
ン生成活性と呼ばれるが、測定条件が異なる。以下の文
中では、比メタン生成活性と表記した場合は前者ではな
く、後者のメタン発酵タンクの比メタン生成活性を意味
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】メタン発酵において
は、ＨＲＴ（水理学的滞留時間）の短縮や基質の有機物
濃度の過大な上昇などにより、有機物過負荷の状態にな
ると中間生成物である揮発性有機酸濃度が上昇し、低ｐ
Ｈや非電離揮発性有機酸によりメタン生成菌が阻害され
てメタン生成速度が低下する。この現象が顕著になった
状態をシステムフェイリュアーあるいは酸敗と称し、シ
ステムフェイリュアーを放置するとメタン発酵系は甚大
な損傷を受け、回復させるまでに長時間を要するという
問題がある。したがって、メタン発酵の制御において
は、システムフェイリュアーを早めに検出して負荷を低
減するなどの対策を講じる必要がある。
は、ＨＲＴ（水理学的滞留時間）の短縮や基質の有機物
濃度の過大な上昇などにより、有機物過負荷の状態にな
ると中間生成物である揮発性有機酸濃度が上昇し、低ｐ
Ｈや非電離揮発性有機酸によりメタン生成菌が阻害され
てメタン生成速度が低下する。この現象が顕著になった
状態をシステムフェイリュアーあるいは酸敗と称し、シ
ステムフェイリュアーを放置するとメタン発酵系は甚大
な損傷を受け、回復させるまでに長時間を要するという
問題がある。したがって、メタン発酵の制御において
は、システムフェイリュアーを早めに検出して負荷を低
減するなどの対策を講じる必要がある。
【０００４】また、後述するように比メタン生成活性の
測定だけではシステムフェイリュアーの兆候を早い時期
に検出することはできない。実際の例では、負荷を高め
ていくと比メタン生成活性は上昇するが、比メタン生成
活性が最高となる時点では、既にシステムフェイリュア
ーが始まっていると考えられる。したがって、比メタン
生成活性は、メタン発酵タンクにおける汚泥の活性を表
現する良い指標ではあるが、汚泥の活性が良好な状態で
あるか否かを判断するには適していないという問題があ
る。
測定だけではシステムフェイリュアーの兆候を早い時期
に検出することはできない。実際の例では、負荷を高め
ていくと比メタン生成活性は上昇するが、比メタン生成
活性が最高となる時点では、既にシステムフェイリュア
ーが始まっていると考えられる。したがって、比メタン
生成活性は、メタン発酵タンクにおける汚泥の活性を表
現する良い指標ではあるが、汚泥の活性が良好な状態で
あるか否かを判断するには適していないという問題があ
る。
【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、汚泥の活性が良好な状態であるか否かを判断して、
システムフェイリュアーの兆候を早期に検出するメタン
発酵制御装置及びその制御方法を提供することにある。
で、汚泥の活性が良好な状態であるか否かを判断して、
システムフェイリュアーの兆候を早期に検出するメタン
発酵制御装置及びその制御方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、第１発明は、有機基質が供給されるメタ
ン発酵タンクを有し、このタンクで発酵されたメタンガ
スを貯留部で貯留し、貯留部とメタン発酵タンクとを連
結するガス通路にガス流量計およびメタン濃度計を設置
し、ガス流量計で測定されたガス流量とメタン濃度計で
測定されたメタン濃度の積をメタン発酵タンク有効容積
で除してメタン生成速度を得るタンク容積当たりメタン
生成速度計算手段と、前記メタン発酵タンク内の汚泥の
揮発性浮遊物質（ＶＳＳ）を測定するＶＳＳ濃度測定手
段と、前記タンク容積当たりメタン生成速度計算手段で
得られたメタン生成速度をＣＯＤ換算してＶＳＳ濃度測
定手段で得られた汚泥ＶＳＳ濃度で除して比メタン生成
活性を得る比メタン生成活性計算手段と、前記メタン発
酵タンクに供給される基質投入量と基質ＣＯＤ濃度の積
をメタン発酵タンク容積で除してＣＯＤ容積負荷を得る
ＣＯＤ容積負荷計算手段と、前記比メタン生成活性計算
手段で得られた比メタン生成活性をＣＯＤ容積負荷計算
手段で得られたＣＯＤ容積負荷で除して比メタン転化活
性を得る比メタン転化活性計算手段と、この比メタン転
化活性計算手段により得られた比メタン転化活性を基準
値と比較し、比較結果からメタン生成活性の良否を判定
する判定手段とを備えたことを特徴とするものである。
成するために、第１発明は、有機基質が供給されるメタ
ン発酵タンクを有し、このタンクで発酵されたメタンガ
スを貯留部で貯留し、貯留部とメタン発酵タンクとを連
結するガス通路にガス流量計およびメタン濃度計を設置
し、ガス流量計で測定されたガス流量とメタン濃度計で
測定されたメタン濃度の積をメタン発酵タンク有効容積
で除してメタン生成速度を得るタンク容積当たりメタン
生成速度計算手段と、前記メタン発酵タンク内の汚泥の
揮発性浮遊物質（ＶＳＳ）を測定するＶＳＳ濃度測定手
段と、前記タンク容積当たりメタン生成速度計算手段で
得られたメタン生成速度をＣＯＤ換算してＶＳＳ濃度測
定手段で得られた汚泥ＶＳＳ濃度で除して比メタン生成
活性を得る比メタン生成活性計算手段と、前記メタン発
酵タンクに供給される基質投入量と基質ＣＯＤ濃度の積
をメタン発酵タンク容積で除してＣＯＤ容積負荷を得る
ＣＯＤ容積負荷計算手段と、前記比メタン生成活性計算
手段で得られた比メタン生成活性をＣＯＤ容積負荷計算
手段で得られたＣＯＤ容積負荷で除して比メタン転化活
性を得る比メタン転化活性計算手段と、この比メタン転
化活性計算手段により得られた比メタン転化活性を基準
値と比較し、比較結果からメタン生成活性の良否を判定
する判定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】第２発明は、メタン発酵タンクに代えてＵ
ＡＳＢタンクを使用して、メタン生成速度を得るタンク
容積当たりメタン生成速度計算手段と、前記ＵＡＳＢタ
ンク内の汚泥の揮発性浮遊物質（ＶＳＳ）を測定するＶ
ＳＳ濃度測定手段と、このＶＳＳ濃度測定手段により得
られた値とＵＡＳＢタンク有効容積との積から換算ＶＳ
Ｓ濃度を得る換算ＶＳＳ濃度測定手段と、前記タンク容
積当たりメタン生成速度計算手段で得られたメタン生成
速度をＣＯＤ換算して換算ＶＳＳ濃度測定手段で得られ
た換算ＶＳＳ濃度で除して比メタン生成活性を得る比メ
タン生成活性計算手段と、前記ＵＡＳＢタンクに供給さ
れる基質投入量と基質ＣＯＤ濃度の積をＵＡＳＢタンク
容積で除してＣＯＤ容積負荷を得るＣＯＤ容積負荷計算
手段と、前記比メタン生成活性計算手段で得られた比メ
タン生成活性をＣＯＤ容積負荷計算手段で得られたＣＯ
Ｄ容積負荷で除して比メタン転化活性を得る比メタン転
化活性計算手段と、この比メタン転化活性計算手段によ
り得られた比メタン転化活性の値を基準値と比較し、比
較結果からメタン生成活性の良否を判定する判定手段と
を備えたことを特徴とするものである。
ＡＳＢタンクを使用して、メタン生成速度を得るタンク
容積当たりメタン生成速度計算手段と、前記ＵＡＳＢタ
ンク内の汚泥の揮発性浮遊物質（ＶＳＳ）を測定するＶ
ＳＳ濃度測定手段と、このＶＳＳ濃度測定手段により得
られた値とＵＡＳＢタンク有効容積との積から換算ＶＳ
Ｓ濃度を得る換算ＶＳＳ濃度測定手段と、前記タンク容
積当たりメタン生成速度計算手段で得られたメタン生成
速度をＣＯＤ換算して換算ＶＳＳ濃度測定手段で得られ
た換算ＶＳＳ濃度で除して比メタン生成活性を得る比メ
タン生成活性計算手段と、前記ＵＡＳＢタンクに供給さ
れる基質投入量と基質ＣＯＤ濃度の積をＵＡＳＢタンク
容積で除してＣＯＤ容積負荷を得るＣＯＤ容積負荷計算
手段と、前記比メタン生成活性計算手段で得られた比メ
タン生成活性をＣＯＤ容積負荷計算手段で得られたＣＯ
Ｄ容積負荷で除して比メタン転化活性を得る比メタン転
化活性計算手段と、この比メタン転化活性計算手段によ
り得られた比メタン転化活性の値を基準値と比較し、比
較結果からメタン生成活性の良否を判定する判定手段と
を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】第３発明は、前記比メタン転化活性の値が
基準値より低下したときには、水理学的滞留時間（ＨＲ
Ｔ）を長くして有機物負荷を低下させるように制御する
ことを特徴とするものである。
基準値より低下したときには、水理学的滞留時間（ＨＲ
Ｔ）を長くして有機物負荷を低下させるように制御する
ことを特徴とするものである。
【０００９】第４発明は、前記基準値が、システムフェ
イリュアーに陥る前後の比メタン転化活性を比較してこ
れらの中間の比メタン生成活性の数値としたことを特徴
とするものである。
イリュアーに陥る前後の比メタン転化活性を比較してこ
れらの中間の比メタン生成活性の数値としたことを特徴
とするものである。
【００１０】第５発明は、前記比メタン生成活性計算手
段で得られた比メタン生成活性から酢酸資化性メタン生
成菌の濃度を推定することを特徴とするものである。
段で得られた比メタン生成活性から酢酸資化性メタン生
成菌の濃度を推定することを特徴とするものである。
【００１１】第６発明は、前記比メタン転化活性計算手
段で得られた比メタン転化活性から酢酸資化性メタン生
成菌濃度／ＶＳＳを推定することを特徴とするものであ
る。
段で得られた比メタン転化活性から酢酸資化性メタン生
成菌濃度／ＶＳＳを推定することを特徴とするものであ
る。
【００１２】第７発明は、タンク内で発生したメタンガ
ス流量とメタンガス濃度からメタン生成速度を得た後、
そのメタン生成速度と汚泥ＶＳＳ濃度もしくは換算ＶＳ
Ｓ濃度から比メタン生成活性を算出し、算出した比メタ
ン生成活性をＣＯＤ容積負荷で除して比メタン転化活性
を算出した後、比メタン転化活性を用いてメタン発酵あ
るいは汚泥の活性の良否を判定して、メタン発酵の負荷
制御を行うようにしたことを特徴とするものである。
ス流量とメタンガス濃度からメタン生成速度を得た後、
そのメタン生成速度と汚泥ＶＳＳ濃度もしくは換算ＶＳ
Ｓ濃度から比メタン生成活性を算出し、算出した比メタ
ン生成活性をＣＯＤ容積負荷で除して比メタン転化活性
を算出した後、比メタン転化活性を用いてメタン発酵あ
るいは汚泥の活性の良否を判定して、メタン発酵の負荷
制御を行うようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】第８発明は、システムフェイリュアーに陥
る前と後の比メタン転化活性を比較し、得られた値の中
間の比メタン生成活性の数値から求めた値を基準値と
し、この基準値とした比メタン転化活性の高低により、
汚泥のメタン生成活性の良否を判定したことを特徴とす
るものである。
る前と後の比メタン転化活性を比較し、得られた値の中
間の比メタン生成活性の数値から求めた値を基準値と
し、この基準値とした比メタン転化活性の高低により、
汚泥のメタン生成活性の良否を判定したことを特徴とす
るものである。
【００１４】第９発明は、前記基準値を予め設定してお
き、この設定した基準値より比メタン転化活性の測定値
が低下したときには、ＨＲＴを長くして負荷を低減させ
るように制御したことを特徴とするものである。
き、この設定した基準値より比メタン転化活性の測定値
が低下したときには、ＨＲＴを長くして負荷を低減させ
るように制御したことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は、本発明の実施の第１形態を
示す完全混合型メタン発酵の比メタン転化活性制御シス
テム構成図で、この第１形態のメタン発酵システムにお
いては、汚泥の活性が良好な状態であるか否かを判断し
て、システムフェイリュアーの兆候を早期に検出し、比
メタン転化活性と称する汚泥の活性を表現する新しい指
標を得た。
参照して説明する。図１は、本発明の実施の第１形態を
示す完全混合型メタン発酵の比メタン転化活性制御シス
テム構成図で、この第１形態のメタン発酵システムにお
いては、汚泥の活性が良好な状態であるか否かを判断し
て、システムフェイリュアーの兆候を早期に検出し、比
メタン転化活性と称する汚泥の活性を表現する新しい指
標を得た。
【００１６】ここで、比メタン転化活性とは、比メタン
生成活性をＣＯＤ容積負荷で除したものである。図１に
示す完全混合型のメタン発酵タンクにおいては、比メタ
ン転化活性を測定して汚泥の活性の状態の良否を判定す
る。
生成活性をＣＯＤ容積負荷で除したものである。図１に
示す完全混合型のメタン発酵タンクにおいては、比メタ
ン転化活性を測定して汚泥の活性の状態の良否を判定す
る。
【００１７】図１において、１は完全混合型メタン発酵
タンクであり、下水汚泥のような通常の有機性基質が、
基質流入口２から供給される。タンク１内の汚泥に含ま
れる嫌気性菌の作用により、基質の一部はメタンに変換
されて、メタンはガスホルダー３に貯留される。
タンクであり、下水汚泥のような通常の有機性基質が、
基質流入口２から供給される。タンク１内の汚泥に含ま
れる嫌気性菌の作用により、基質の一部はメタンに変換
されて、メタンはガスホルダー３に貯留される。
【００１８】タンク容積当りのメタン生成速度は、下記
（１）式のようにメタン発酵タンク１とガスホルダー３
の間に設置されたガス流量計４およびメタン濃度計５に
より、測定したガス流量とメタン濃度の積をメタン発酵
タンク有効容積で除して計算される。
（１）式のようにメタン発酵タンク１とガスホルダー３
の間に設置されたガス流量計４およびメタン濃度計５に
より、測定したガス流量とメタン濃度の積をメタン発酵
タンク有効容積で除して計算される。
【００１９】
【数１】
【００２０】メタン発酵タンク１の汚泥ＶＳＳ濃度は、
ＶＳＳ濃度測定手段７により測定される。実際には、セ
ンサ６ａにより採取して手分析あるいは汚泥濃度計６に
より測定されたＳＳ濃度に、次の（２）式のようにＶＳ
Ｓ／ＳＳの比率を乗じるなどの方法が用いられる。
ＶＳＳ濃度測定手段７により測定される。実際には、セ
ンサ６ａにより採取して手分析あるいは汚泥濃度計６に
より測定されたＳＳ濃度に、次の（２）式のようにＶＳ
Ｓ／ＳＳの比率を乗じるなどの方法が用いられる。
【００２１】
【数２】 メタン発酵タンクＶＳＳ濃度(kg/m3) ＝メタン発酵タンクＳＳ濃度(kg/m3)×ＶＳＳ／ＳＳ ……（２） タンク内汚泥のＶＳＳ／ＳＳの比率は、投入基質に比較
して変動が少ないことから、このようなＶＳＳ濃度測定
が可能である。次に、比メタン生成活性計算手段８によ
り、次の（３）式を用いてメタン生成速度をＣＯＤ換算
して汚泥ＶＳＳ濃度で除することにより、比メタン生成
活性が計算される。
して変動が少ないことから、このようなＶＳＳ濃度測定
が可能である。次に、比メタン生成活性計算手段８によ
り、次の（３）式を用いてメタン生成速度をＣＯＤ換算
して汚泥ＶＳＳ濃度で除することにより、比メタン生成
活性が計算される。
【００２２】
【数３】
【００２３】また、基質流入口２の基質流量と基質ＣＯ
Ｄは、それぞれ基質流量計９と基質ＣＯＤ測定手段１０
で測定されて、ＣＯＤ容積負荷計算手段１１に供給され
る。このＣＯＤ容積負荷計算手段１１は、次の（４）式
より供給された基質投入量および基質ＣＯＤ濃度とメタ
ン発酵タンク容積の値を代入してＣＯＤ容積負荷を計算
する。
Ｄは、それぞれ基質流量計９と基質ＣＯＤ測定手段１０
で測定されて、ＣＯＤ容積負荷計算手段１１に供給され
る。このＣＯＤ容積負荷計算手段１１は、次の（４）式
より供給された基質投入量および基質ＣＯＤ濃度とメタ
ン発酵タンク容積の値を代入してＣＯＤ容積負荷を計算
する。
【００２４】
【数４】
【００２５】比メタン転化活性は、比メタン転化活性計
算手段１２により次の（５）式に比メタン生成活性とＣ
ＯＤ容積負荷の値を代入することにより計算される。
算手段１２により次の（５）式に比メタン生成活性とＣ
ＯＤ容積負荷の値を代入することにより計算される。
【００２６】
【数５】
【００２７】比メタン転化活性は、投入基質の性状や発
酵温度などが一定の範囲内にあり、負荷が過大でない場
合は、一定の値より高い値を示す。しかし、過負荷によ
りシステムフェイリュアーに陥った場合は、比メタン転
化活性は顕著に低下する。システムフェイリュアーに陥
る前と後の、比メタン転化活性を比較して、これらの中
間の比メタン生成活性の値を実験的に求めてこれをｋと
すると、ｋを基準とした比メタン転化活性を基準値比較
手段１３で比較し、その比較結果により、汚泥のメタン
生成活性の良否を判定手段１４により判定する。このよ
うに、比メタン転化活性を比較手段１３で基準値と比較
することにより、その基準値との高低から汚泥のメタン
生成活性の良否を判定することができるようになる。以
下、実際に汚泥消化室内実験の結果を用いて、このｋの
値を求めた例を示す。
酵温度などが一定の範囲内にあり、負荷が過大でない場
合は、一定の値より高い値を示す。しかし、過負荷によ
りシステムフェイリュアーに陥った場合は、比メタン転
化活性は顕著に低下する。システムフェイリュアーに陥
る前と後の、比メタン転化活性を比較して、これらの中
間の比メタン生成活性の値を実験的に求めてこれをｋと
すると、ｋを基準とした比メタン転化活性を基準値比較
手段１３で比較し、その比較結果により、汚泥のメタン
生成活性の良否を判定手段１４により判定する。このよ
うに、比メタン転化活性を比較手段１３で基準値と比較
することにより、その基準値との高低から汚泥のメタン
生成活性の良否を判定することができるようになる。以
下、実際に汚泥消化室内実験の結果を用いて、このｋの
値を求めた例を示す。
【００２８】下水汚泥（遠心濃縮および重力濃縮混合生
汚泥）を用いた中温（３６℃）消化実験においてＨＲＴ
（水理学的滞留時間）を短縮して負荷を段階的に高めた
場合の負荷、メタン生成指標（タンク容積当りメタン生
成速度、比メタン生成活性、比メタン転化活性、投入Ｃ
ＯＤ当りメタン生成量など）および酢酸資化性メタン生
成菌濃度、酢酸資化性メタン菌濃度／ＶＳＳなどの経時
変化を図２、図３に示す。
汚泥）を用いた中温（３６℃）消化実験においてＨＲＴ
（水理学的滞留時間）を短縮して負荷を段階的に高めた
場合の負荷、メタン生成指標（タンク容積当りメタン生
成速度、比メタン生成活性、比メタン転化活性、投入Ｃ
ＯＤ当りメタン生成量など）および酢酸資化性メタン生
成菌濃度、酢酸資化性メタン菌濃度／ＶＳＳなどの経時
変化を図２、図３に示す。
【００２９】図２、図３において遠心濃縮混合生汚泥投
入系ではＨＲＴを第１４週は８日、第１５〜１７週は５
日としたが、第１４，１５，１６，１７週において、タ
ンク容積当りメタン生成速度はそれぞれ、1.3,1.4,1.0
5,0.45m3/m3・日、および比メタン生成活性は0.185,0.2
05,0.170,0.020kgＣＨ4一ＣＯＤ／kgＶＳＳ・日とな
り、ＨＲＴ５日とした第１５週に一連の実験における最
高値を示した。
入系ではＨＲＴを第１４週は８日、第１５〜１７週は５
日としたが、第１４，１５，１６，１７週において、タ
ンク容積当りメタン生成速度はそれぞれ、1.3,1.4,1.0
5,0.45m3/m3・日、および比メタン生成活性は0.185,0.2
05,0.170,0.020kgＣＨ4一ＣＯＤ／kgＶＳＳ・日とな
り、ＨＲＴ５日とした第１５週に一連の実験における最
高値を示した。
【００３０】しかし、第１６週には、タンク容積当りメ
タン生成速度と比メタン生成活性はともに低下した。一
方、投入ＣＯＤ当りメタン生成量は、第１４，１５，１
６，１７週はそれぞれ、0.18,0.13,0.10,0.04m3/kgとな
り、第１４週から１５週にかけて急速に低下し、１５週
以降はさらに低下した。酢酸資化性メタン生成菌濃度
は、第１４，１５，１６，１７週はそれぞれ、1.1,1.1,
0.6,0.05kg/m3となり、第１４週と１５週は同じレベル
であったが、第１６週には急速に低下した。酢酸資化性
メタン生成菌濃度／ＶＳＳは、第１４，１５，１６,１
７週はそれぞれ、5.7,5.6,3.3,0.2%となり、第１４週と
第１５週は同じレベルであったが、第１６週には急速に
低下した。比メタン転化活性は、第１４，１５，１６，
１７週において、それぞれ0.027,0.018,0.015,0.002m3/
kgＶＳＳとなり、第１４週から１５週にかけて低下し、
その後さらに低下した。比メタン転化活性は、第７週に
おいても一時的に0.020m3/kgＶＳＳまで低下したが、そ
の後、上昇に転じている。
タン生成速度と比メタン生成活性はともに低下した。一
方、投入ＣＯＤ当りメタン生成量は、第１４，１５，１
６，１７週はそれぞれ、0.18,0.13,0.10,0.04m3/kgとな
り、第１４週から１５週にかけて急速に低下し、１５週
以降はさらに低下した。酢酸資化性メタン生成菌濃度
は、第１４，１５，１６，１７週はそれぞれ、1.1,1.1,
0.6,0.05kg/m3となり、第１４週と１５週は同じレベル
であったが、第１６週には急速に低下した。酢酸資化性
メタン生成菌濃度／ＶＳＳは、第１４，１５，１６,１
７週はそれぞれ、5.7,5.6,3.3,0.2%となり、第１４週と
第１５週は同じレベルであったが、第１６週には急速に
低下した。比メタン転化活性は、第１４，１５，１６，
１７週において、それぞれ0.027,0.018,0.015,0.002m3/
kgＶＳＳとなり、第１４週から１５週にかけて低下し、
その後さらに低下した。比メタン転化活性は、第７週に
おいても一時的に0.020m3/kgＶＳＳまで低下したが、そ
の後、上昇に転じている。
【００３１】各種のメタン生成指標の比較から総合的に
判断すると、第１４週まではメタン生成は順調に進行し
たが、第１５週はシステムフェイリュアーに陥る寸前あ
るいは既にシステムフェイリュアーが始まった状態にあ
り、第１６週以降はシステムフェイリュアーに陥ったと
考えられる。したがって、この実験の場合、システムフ
ェイリュアーを第１５週に察知して負荷を軽減するなど
の対策を講じれば,メタン発酵を持続して行うことがで
きると考えられる。
判断すると、第１４週まではメタン生成は順調に進行し
たが、第１５週はシステムフェイリュアーに陥る寸前あ
るいは既にシステムフェイリュアーが始まった状態にあ
り、第１６週以降はシステムフェイリュアーに陥ったと
考えられる。したがって、この実験の場合、システムフ
ェイリュアーを第１５週に察知して負荷を軽減するなど
の対策を講じれば,メタン発酵を持続して行うことがで
きると考えられる。
【００３２】第１５週経過時にメタン生成活性の低下を
検出できるメタン生成指標を選択すると、比メタン転化
活性と投入ＣＯＤ当りメタン生成量があり、タンク容積
当りメタン生成速度や比メタン生成活性などは除外され
る。このうち、投入ＣＯＤ当りメタン生成量はメタン生
成指標として既に使用されているが比メタン転化活性を
メタン生成指標として用いた例はないようであり、比メ
タン転化活性の最適範囲も知られていない。
検出できるメタン生成指標を選択すると、比メタン転化
活性と投入ＣＯＤ当りメタン生成量があり、タンク容積
当りメタン生成速度や比メタン生成活性などは除外され
る。このうち、投入ＣＯＤ当りメタン生成量はメタン生
成指標として既に使用されているが比メタン転化活性を
メタン生成指標として用いた例はないようであり、比メ
タン転化活性の最適範囲も知られていない。
【００３３】図２、図３において、第７，１４，１５週
における比メタン転化活性の値は、それぞれ0.020,0.02
7,0.018m3/kgＶＳＳであり、0.020m3/kgＶＳＳ以上では
メタン生成が持続することから、この汚泥消化の実験条
件においてはシステムフェイリュアーに陥ることなくメ
タン生成が持続できるか否かを判定する目安となる比メ
タン転化活性の値（ｋ）は0.020m3/kgと推定した。
における比メタン転化活性の値は、それぞれ0.020,0.02
7,0.018m3/kgＶＳＳであり、0.020m3/kgＶＳＳ以上では
メタン生成が持続することから、この汚泥消化の実験条
件においてはシステムフェイリュアーに陥ることなくメ
タン生成が持続できるか否かを判定する目安となる比メ
タン転化活性の値（ｋ）は0.020m3/kgと推定した。
【００３４】このようにしてｋの値を予め決めておい
て、もし、比メタン転化活性の測定値がｋの値より低下
した場合には、ＨＲＴを長くして有機物負荷を低下させ
るような制御を行うことができる。
て、もし、比メタン転化活性の測定値がｋの値より低下
した場合には、ＨＲＴを長くして有機物負荷を低下させ
るような制御を行うことができる。
【００３５】次に、本発明の実施の第２形態を図４に示
すＵＡＳＢ法における比メタン転化活性制御システム装
置について述べる。図４に示す比メタン転化活性制御シ
ステム装置は、ＵＡＳＢ法において比メタン転化活性を
測定して汚泥（グラニュール）の活性の状態の良否を判
定するものである。
すＵＡＳＢ法における比メタン転化活性制御システム装
置について述べる。図４に示す比メタン転化活性制御シ
ステム装置は、ＵＡＳＢ法において比メタン転化活性を
測定して汚泥（グラニュール）の活性の状態の良否を判
定するものである。
【００３６】図４において、２１はＵＡＳＢタンクであ
り、このタンク２１には基質流入口２２から基質が供給
される。３０は基質流量計、３１は基質ＣＯＤ測定手段
である。ＵＡＳＢタンク２１内のグラニュール汚泥に含
まれる嫌気性菌の作用により、基質の一部はメタンに変
換されて、メタンはガスホルダー２３に貯留される。タ
ンク容積当りメタン生成速度は前記（１）式のようにＵ
ＡＳＢタンク２１とガスホルダー２３の間に設置された
ガス流量計２４およびメタン濃度計２５により測定した
ガス流量とメタン濃度の積として計算される。
り、このタンク２１には基質流入口２２から基質が供給
される。３０は基質流量計、３１は基質ＣＯＤ測定手段
である。ＵＡＳＢタンク２１内のグラニュール汚泥に含
まれる嫌気性菌の作用により、基質の一部はメタンに変
換されて、メタンはガスホルダー２３に貯留される。タ
ンク容積当りメタン生成速度は前記（１）式のようにＵ
ＡＳＢタンク２１とガスホルダー２３の間に設置された
ガス流量計２４およびメタン濃度計２５により測定した
ガス流量とメタン濃度の積として計算される。
【００３７】ＵＡＳＢタンク２１の汚泥ＶＳＳ濃度は、
ＶＳＳ濃度測定手段２７により測定される。実際にはタ
ンク底部のスラッジベッドから採取したグラニュール汚
泥を対象として手分析あるいは汚泥濃度計２６により測
定されたＳＳ濃度に、次の（６）式のようにＶＳＳ／Ｓ
Ｓの比率を乗じるなどの方法によりスラッジベッド部分
の汚泥ＶＳＳ濃度が計算される。
ＶＳＳ濃度測定手段２７により測定される。実際にはタ
ンク底部のスラッジベッドから採取したグラニュール汚
泥を対象として手分析あるいは汚泥濃度計２６により測
定されたＳＳ濃度に、次の（６）式のようにＶＳＳ／Ｓ
Ｓの比率を乗じるなどの方法によりスラッジベッド部分
の汚泥ＶＳＳ濃度が計算される。
【００３８】
【数６】 スラッジベッド部分の汚泥ＶＳＳ濃度(kg/m3)＝スラッジ部分の汚泥ＳＳ濃度 ×ＶＳＳ／ＳＳ …（６） また、スラッジベッド容積とＵＡＳＢタンク容積の比を
目視あるいは汚泥界面を検出する装置を用いて測定す
る。あるいは、垂直方向に汚泥ＳＳ濃度を測定できるよ
うな汚泥濃度分布計２８のような計測器が用いられる。
これらの容積比を用いて換算ＶＳＳ濃度が次の（７）式
により計算される。
目視あるいは汚泥界面を検出する装置を用いて測定す
る。あるいは、垂直方向に汚泥ＳＳ濃度を測定できるよ
うな汚泥濃度分布計２８のような計測器が用いられる。
これらの容積比を用いて換算ＶＳＳ濃度が次の（７）式
により計算される。
【００３９】
【数７】 ＵＡＳＢタンク換算ＶＳＳ濃度(kg/m3)＝スラッジベッド部分の汚泥ＶＳＳ濃 度×スラッジベッド容積／ＵＡＳＢタンク有効容積 …（７） 次に、比メタン生成活性計算手段２９により次の（８）
式を用いてメタン生成速度をＣＯＤ換算してＵＡＳＢタ
ンク換算ＶＳＳ濃度で除することにより、比メタン生成
活性を算出する。
式を用いてメタン生成速度をＣＯＤ換算してＵＡＳＢタ
ンク換算ＶＳＳ濃度で除することにより、比メタン生成
活性を算出する。
【００４０】
【数８】
【００４１】また、基質流入口２２の基質流量と基質Ｃ
ＯＤは、それぞれ基質流量計３０と基質ＣＯＤ測定手段
３１で測定されて、ＣＯＤ容積負荷計算手段３２に供給
される。このＣＯＤ容積負荷計算手段３２は、次の
（９）式により供給された基質投入量および基質ＣＯＤ
濃度とＵＡＳＢタンク有効容積の値を代入してＣＯＤ容
積負荷を計算する。
ＯＤは、それぞれ基質流量計３０と基質ＣＯＤ測定手段
３１で測定されて、ＣＯＤ容積負荷計算手段３２に供給
される。このＣＯＤ容積負荷計算手段３２は、次の
（９）式により供給された基質投入量および基質ＣＯＤ
濃度とＵＡＳＢタンク有効容積の値を代入してＣＯＤ容
積負荷を計算する。
【００４２】
【数９】
【００４３】比メタン転化活性は、比メタン転化活性計
算手段２９により前記（５）式に比メタン生成活性とＣ
ＯＤ容積負荷の値を代入することにより計算される。
算手段２９により前記（５）式に比メタン生成活性とＣ
ＯＤ容積負荷の値を代入することにより計算される。
【００４４】比メタン転化活性は、発酵タンクの構造、
投入基質の性状や発酵温度などの影響を受ける。しか
し、これらが一定の範囲内にあり、負荷が過大でない場
合は、一定の数値より高い値を示す。システムフェイリ
ュアーに陥る前と後の比メタン転化活性を比較して、こ
れらの中間の比メタン生成活性の数値を実験的に求めて
これをｋとすると、ｋを基準とした比メタン転化活性を
基準値比較手段３４で比較し、その比較結果により、汚
泥のメタン生成活性の良否を判定手段３５により判定す
る。このように、比メタン転化活性を比較手段３４で基
準値と比較することにより、その基準値との高低から汚
泥のメタン生成活性の良否を判定することができるよう
になる。
投入基質の性状や発酵温度などの影響を受ける。しか
し、これらが一定の範囲内にあり、負荷が過大でない場
合は、一定の数値より高い値を示す。システムフェイリ
ュアーに陥る前と後の比メタン転化活性を比較して、こ
れらの中間の比メタン生成活性の数値を実験的に求めて
これをｋとすると、ｋを基準とした比メタン転化活性を
基準値比較手段３４で比較し、その比較結果により、汚
泥のメタン生成活性の良否を判定手段３５により判定す
る。このように、比メタン転化活性を比較手段３４で基
準値と比較することにより、その基準値との高低から汚
泥のメタン生成活性の良否を判定することができるよう
になる。
【００４５】次に、実際に酢酸を主成分とした人工基質
を用いた高温（４８〜５１℃）および中温（３４〜３６
℃）ＵＡＳＢ法室内実験の結果を用いてこのｋの値を求
めたところ、高温ＵＡＳＢ法では0.2m3/kg、中温ＵＡＳ
Ｂ法では0.1m3/kgとなった。高温ＵＡＳＢ法の方が中温
ＵＡＳＢ法よりもｋの値は２倍高く、同じ中温域では、
ＵＡＳＢ法の場合は、完全混合型メタン発酵タンクを用
いた下水汚泥消化の場合(k=0.020m3/kg)よりも５倍高い
ことが判った。
を用いた高温（４８〜５１℃）および中温（３４〜３６
℃）ＵＡＳＢ法室内実験の結果を用いてこのｋの値を求
めたところ、高温ＵＡＳＢ法では0.2m3/kg、中温ＵＡＳ
Ｂ法では0.1m3/kgとなった。高温ＵＡＳＢ法の方が中温
ＵＡＳＢ法よりもｋの値は２倍高く、同じ中温域では、
ＵＡＳＢ法の場合は、完全混合型メタン発酵タンクを用
いた下水汚泥消化の場合(k=0.020m3/kg)よりも５倍高い
ことが判った。
【００４６】このようにして、ＵＡＳＢ法においても完
全混合型メタン発酵タンクを用いたメタン発酵法の場合
と同様にｋの値を予め決めておいて、もし、比メタン転
化活性の測定値がｋの値より低下した場合にはＨＲＴを
長くしてＣＯＤ容積負荷を低下させるような制御を行う
ことができる。
全混合型メタン発酵タンクを用いたメタン発酵法の場合
と同様にｋの値を予め決めておいて、もし、比メタン転
化活性の測定値がｋの値より低下した場合にはＨＲＴを
長くしてＣＯＤ容積負荷を低下させるような制御を行う
ことができる。
【００４７】上述したように、メタン発酵において、比
メタン転化活性はメタン生成速度や比メタン生成活性、
投入ＣＯＤ当りメタン生成量などと同様に汚泥のメタン
生成活性を表現する指標となり得る。このため、メタン
生成速度やメタン生成活性を測定してもこれらが最高に
なった時期には、従来では、既にシステムフェイリュア
ーが始まってその兆候を早期に検出することができなか
ったが、上述した実施の形態においては、比メタン転化
活性を測定するようにしたことにより、システムフェイ
リュアーが起きる前に、その兆候を検出して負荷の軽減
を図ることができるようになった。また、比メタン転化
活性を測定することにより、汚泥の活性が良好な状態で
あるか否かを容易に判断できるようになる。
メタン転化活性はメタン生成速度や比メタン生成活性、
投入ＣＯＤ当りメタン生成量などと同様に汚泥のメタン
生成活性を表現する指標となり得る。このため、メタン
生成速度やメタン生成活性を測定してもこれらが最高に
なった時期には、従来では、既にシステムフェイリュア
ーが始まってその兆候を早期に検出することができなか
ったが、上述した実施の形態においては、比メタン転化
活性を測定するようにしたことにより、システムフェイ
リュアーが起きる前に、その兆候を検出して負荷の軽減
を図ることができるようになった。また、比メタン転化
活性を測定することにより、汚泥の活性が良好な状態で
あるか否かを容易に判断できるようになる。
【００４８】このため、メタン生成指標とその他の因子
との相関解析の結果、下水汚泥中温消化実験において
は、図５に示す比メタン生成活性と酢酸資化性メタン生
成菌濃度の関係（相関係数ｒ＝0.794，ｎ＝21）および
図６に示す比メタン転化活性と酢酸資化性メタン菌濃度
／ＶＳＳの関係（相関係数ｒ＝0.770，ｎ＝21）におい
て、相関係数が0.8に近い相関が認められた。また、下
水汚泥の高温および中温消化実験、豚糞搾汁液の低温メ
タン発酵、酢酸を主成分とした人工基質のＵＡＳＢ実験
などにおいては、図７に示す比メタン転化活性と１／Ｖ
ＳＳ（ＣＯＤ・ＶＳＳ負荷／投入ＣＯＤ）の関係（ｒ＝
0.915，ｎ＝80）において高い相関が認められた。この
ことから、比メタン転化活性は酢酸資化性メタン生成菌
／ＶＳＳ濃度に比例することが判る。
との相関解析の結果、下水汚泥中温消化実験において
は、図５に示す比メタン生成活性と酢酸資化性メタン生
成菌濃度の関係（相関係数ｒ＝0.794，ｎ＝21）および
図６に示す比メタン転化活性と酢酸資化性メタン菌濃度
／ＶＳＳの関係（相関係数ｒ＝0.770，ｎ＝21）におい
て、相関係数が0.8に近い相関が認められた。また、下
水汚泥の高温および中温消化実験、豚糞搾汁液の低温メ
タン発酵、酢酸を主成分とした人工基質のＵＡＳＢ実験
などにおいては、図７に示す比メタン転化活性と１／Ｖ
ＳＳ（ＣＯＤ・ＶＳＳ負荷／投入ＣＯＤ）の関係（ｒ＝
0.915，ｎ＝80）において高い相関が認められた。この
ことから、比メタン転化活性は酢酸資化性メタン生成菌
／ＶＳＳ濃度に比例することが判る。
【００４９】さらに、ＵＡＳＢ法では、メタン生成菌／
ＶＳＳが汚泥消化の場合より高いことが知られているこ
とから、ＵＡＳＢ法において汚泥消化よりも比メタン転
化活性が高いことが説明できる。
ＶＳＳが汚泥消化の場合より高いことが知られているこ
とから、ＵＡＳＢ法において汚泥消化よりも比メタン転
化活性が高いことが説明できる。
【００５０】以上の事実から比メタン転化活性を測定す
る意義とメタン生成指標としての有効性が認められる。
比メタン生成活性と酢酸資化性メタン菌濃度および比メ
タン転化活性と酢酸資化性メタン生成菌濃度／ＶＳＳと
の相関解析により得られた回帰式である次の（１０）式
および（１１）式を利用して比メタン生成活性や比メタ
ン転化活性から酢酸資化性メタン生成菌濃度や酢酸資化
性メタン生成菌濃度／ＶＳＳを推定することもできるよ
うになる。
る意義とメタン生成指標としての有効性が認められる。
比メタン生成活性と酢酸資化性メタン菌濃度および比メ
タン転化活性と酢酸資化性メタン生成菌濃度／ＶＳＳと
の相関解析により得られた回帰式である次の（１０）式
および（１１）式を利用して比メタン生成活性や比メタ
ン転化活性から酢酸資化性メタン生成菌濃度や酢酸資化
性メタン生成菌濃度／ＶＳＳを推定することもできるよ
うになる。
【００５１】
【数１０】 酢酸資化性メタン生成菌濃度＝4.19×比メタン生成活性（kgＣＨ4一ＣＯＤ／k gＶＳＳ・日)(kg/m3)＋0.276 …（１０）
【００５２】
【数１１】 酢酸資化性メタン生成菌濃度／ＶＳＳ＝95.5×比メタン転化活性(m3/kgＶＳＳ )（％）＋1.40 …（１１）
【００５３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、比
メタン転化活性を測定するようにしたことにより、従来
はシステムフェイリュアーの兆候を早期に検出すること
ができなかったことが、システムフェイリュアーが起き
る前にその兆候を検出して負荷を軽減するような対策を
講じることができるようになる利点がある。また、本発
明によれば、比メタン転化活性を測定するようにしたこ
とにより、汚泥の活性が良好な状態であるか否かを容易
に判断することができる利点もある。
メタン転化活性を測定するようにしたことにより、従来
はシステムフェイリュアーの兆候を早期に検出すること
ができなかったことが、システムフェイリュアーが起き
る前にその兆候を検出して負荷を軽減するような対策を
講じることができるようになる利点がある。また、本発
明によれば、比メタン転化活性を測定するようにしたこ
とにより、汚泥の活性が良好な状態であるか否かを容易
に判断することができる利点もある。
【図１】本発明の実施の第１形態を示す完全混合型メタ
ン発酵の比メタン転化活性制御システム構成図。
ン発酵の比メタン転化活性制御システム構成図。
【図２】汚泥消化実験における負荷上昇に対するメタン
生成指標の経時変化特性図。
生成指標の経時変化特性図。
【図３】汚泥消化実験における負荷上昇に対するメタン
生成指標および酢酸資化性メタン生成菌濃度などの経時
変化特性図。
生成指標および酢酸資化性メタン生成菌濃度などの経時
変化特性図。
【図４】本発明の実施の第２形態を示すＵＡＳＢ法にお
ける比メタン転化活性制御システム構成図。
ける比メタン転化活性制御システム構成図。
【図５】汚泥消化実験における比メタン生成活性と酢酸
資化性メタン生成菌濃度の関係を示す特性図。
資化性メタン生成菌濃度の関係を示す特性図。
【図６】汚泥消化実験における比メタン転化活性と酢酸
資化性メタン生成菌濃度／ＶＳＳの関係を示す特性図。
資化性メタン生成菌濃度／ＶＳＳの関係を示す特性図。
【図７】メタン発酵における１／ＶＳＳと比メタン転化
活性の関係を示す特性図。
活性の関係を示す特性図。
１…完全混合型メタン発酵タンク ２…基質流入口 ３…ガスホルダー ４…ガス流量計 ５…メタン濃度計 ６…汚泥濃度計 ６ａ…センサ ７…ＶＳＳ濃度測定手段 ８…比メタン生成活性計算手段 ９…基質流量計 １０…基質ＣＯＤ測定手段 １１…ＣＯＤ容積負荷計算手段 １２…比メタン転化活性計算手段 １３…基準値比較手段 １４…判定手段
Claims (9)
- 【請求項１】 有機基質が供給されるメタン発酵タンク
を有し、このタンクで発酵されたメタンガスを貯留部で
貯留し、貯留部とメタン発酵タンクとを連結するガス通
路にガス流量計およびメタン濃度計を設置し、ガス流量
計で測定されたガス流量とメタン濃度計で測定されたメ
タン濃度の積をメタン発酵タンク有効容積で除してメタ
ン生成速度を得るタンク容積当たりメタン生成速度計算
手段と、 前記メタン発酵タンク内の汚泥の揮発性浮遊物質（ＶＳ
Ｓ）を測定するＶＳＳ濃度測定手段と、 前記タンク容積当たりメタン生成速度計算手段で得られ
たメタン生成速度をＣＯＤ換算してＶＳＳ濃度測定手段
で得られた汚泥ＶＳＳ濃度で除して比メタン生成活性を
得る比メタン生成活性計算手段と、 前記メタン発酵タンクに供給される基質投入量と基質Ｃ
ＯＤ濃度の積をメタン発酵タンク容積で除してＣＯＤ容
積負荷を得るＣＯＤ容積負荷計算手段と、 前記比メタン生成活性計算手段で得られた比メタン生成
活性をＣＯＤ容積負荷計算手段で得られたＣＯＤ容積負
荷で除して比メタン転化活性を得る比メタン転化活性計
算手段と、 この比メタン転化活性計算手段により得られた比メタン
転化活性の値を基準値と比較し、比較結果からメタン生
成活性の良否を判定する判定手段とを備えたことを特徴
とするメタン発酵制御装置。 - 【請求項２】 有機基質が供給されるＵＡＳＢタンクを
有し、このタンクで発酵されたメタンガスを貯留部で貯
留し、貯留部とＵＡＳＢタンクとを連結するガス通路に
ガス流量計およびメタン濃度計を設置し、ガス流量計で
測定されたガス流量とメタン濃度計で測定されたメタン
濃度の積をＵＡＳＢタンク有効容積で除してメタン生成
速度を得るタンク容積当たりメタン生成速度計算手段
と、 前記ＵＡＳＢタンク内の汚泥の揮発性浮遊物質（ＶＳ
Ｓ）を測定するＶＳＳ濃度測定手段と、 このＶＳＳ濃度測定手段により得られた値とＵＡＳＢタ
ンク有効容積との積から換算ＶＳＳ濃度を得る換算ＶＳ
Ｓ濃度測定手段と、 前記タンク容積当たりメタン生成速度計算手段で得られ
たメタン生成速度をＣＯＤ換算して換算ＶＳＳ濃度測定
手段で得られた換算ＶＳＳ濃度で除して比メタン生成活
性を得る比メタン生成活性計算手段と、 前記ＵＡＳＢタンクに供給される基質投入量と基質ＣＯ
Ｄ濃度の積をＵＡＳＢタンク容積で除してＣＯＤ容積負
荷を得るＣＯＤ容積負荷計算手段と、 前記比メタン生成活性計算手段で得られた比メタン生成
活性をＣＯＤ容積負荷計算手段で得られたＣＯＤ容積負
荷で除して比メタン転化活性を得る比メタン転化活性計
算手段と、 この比メタン転化活性計算手段により得られた比メタン
転化活性の値を基準値と比較し、比較結果からメタン生
成活性の良否を判定する判定手段とを備えたことを特徴
とするメタン発酵制御装置。 - 【請求項３】 前記比メタン転化活性の値が基準値より
低下したときには、水理学的滞留時間（ＨＲＴ）を長く
して有機物負荷を低下させるように制御することを特徴
とする請求項１または２記載のメタン発酵制御装置。 - 【請求項４】 前記基準値は、システムフェイリュアー
に陥る前後の比メタン転化活性を比較してこれらの中間
の比メタン生成活性の数値としたことを特徴とする請求
項１〜３記載のメタン発酵制御装置。 - 【請求項５】 前記比メタン生成活性計算手段で得られ
た比メタン生成活性から酢酸資化性メタン生成菌の濃度
を推定することを特徴とする請求項１または２記載のメ
タン発酵制御装置。 - 【請求項６】 前記比メタン転化活性計算手段で得られ
た比メタン転化活性から酢酸資化性メタン生成菌濃度／
ＶＳＳを推定することを特徴とする請求項１または２記
載のメタン発酵制御装置。 - 【請求項７】 タンク内で発生したメタンガス流量とメ
タンガス濃度からメタン生成速度を得た後、そのメタン
生成速度と汚泥ＶＳＳ濃度もしくは換算ＶＳＳ濃度から
比メタン生成活性を算出し、算出した比メタン生成活性
をＣＯＤ容積負荷で除して比メタン転化活性を算出した
後、比メタン転化活性を用いてメタン発酵あるいは汚泥
の活性の良否を判定して、メタン発酵の負荷制御を行う
ようにしたことを特徴とするメタン発酵制御方法。 - 【請求項８】 システムフェイリュアーに陥る前と後の
比メタン転化活性を比較し、得られた値の中間の比メタ
ン生成活性の数値から求めた値を基準値とし、この基準
値とした比メタン転化活性の高低により、汚泥のメタン
生成活性の良否を判定したことを特徴とする請求項７記
載のメタン発酵制御方法。 - 【請求項９】 前記基準値を予め設定しておき、この設
定した基準値より比メタン転化活性の測定値が低下した
ときには、ＨＲＴを長くして負荷を低減させるように制
御したことを特徴とする請求項７または８記載のメタン
発酵制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10063797A JPH11253149A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | メタン発酵制御装置及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10063797A JPH11253149A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | メタン発酵制御装置及びその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11253149A true JPH11253149A (ja) | 1999-09-21 |
Family
ID=13239739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10063797A Withdrawn JPH11253149A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | メタン発酵制御装置及びその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11253149A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005111344A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | メタン発酵処理装置 |
| JP2006026461A (ja) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Toray Ind Inc | メタンガスを生成する嫌気性水処理設備の制御方法および制御装置 |
| JP2006110424A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Ebara Corp | 有機性廃水の処理方法及び処理装置 |
| JP2007289914A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-11-08 | Ebara Corp | 嫌気性微生物による有機性廃棄物の処理方法及び装置 |
| WO2024231058A1 (de) * | 2023-05-10 | 2024-11-14 | Hitachi Zosen Inova Schmack GmbH | Verfahren zur erzeugung eines methanangereicherten gases |
-
1998
- 1998-03-16 JP JP10063797A patent/JPH11253149A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005111344A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | メタン発酵処理装置 |
| JP2006026461A (ja) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Toray Ind Inc | メタンガスを生成する嫌気性水処理設備の制御方法および制御装置 |
| JP2006110424A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Ebara Corp | 有機性廃水の処理方法及び処理装置 |
| JP2007289914A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-11-08 | Ebara Corp | 嫌気性微生物による有機性廃棄物の処理方法及び装置 |
| WO2024231058A1 (de) * | 2023-05-10 | 2024-11-14 | Hitachi Zosen Inova Schmack GmbH | Verfahren zur erzeugung eines methanangereicherten gases |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070803 |