メタン発酵脱離液の完全処理と窒素・リンの資源化および制御システムの開発

既存,開発した豚舎廃棄物の高温好気処理シミュレーションモデルを改良し,メタン発酵廃液の分解速度定数,含水率,温度を考慮した新しいシミュレーションモデルを構築した.構築したモデルを用いて廃棄物と補助熱源の投入条件を計算し,作製したリアクターを用いてメタン発酵廃液の高温好気処理を行った.今回実験では,メタン発酵廃液の分解速度定数は豚舎廃棄物より遅い,含水率が高いことが分かった.このような欠点を補完するためにシミュレーション解析に基づいて色んな条件の実験を行った.その結果,メタン発酵廃液を脱水して含水率を低くした実験系では牛ふん由来のセルロース類が担体として用いられた杉チップの団粒化を引き起こし,処理障害を引き起こすことが分かった.また,補助熱源の量を増やした実験系ではサラダ油の未分解から脂肪酸の蓄積を引き起こし,処理障害を引き起こすことが推察された.それに比べ,1日1回の投入量を6回に分けて投入した場合,完全処理は出来なかったが,1日1回の投入に比べ,平均温度は高く,蓄積量は少ないことが分かった.これは,リアクターの温度が低くなる前に有機物が投入されることでリアクターの平均温度が高く維持されると考えられる.従って,廃棄物と補助熱源の最適投入条件によって処理率の上昇が可能になることが推測された.また,豚舎廃棄物とメタン発酵廃液を半分ずつ混ぜて投入した結果,ほぼ完全処理が可能になったことが分かった.これは,易分解成分である豚舎廃棄物によってリアクターの温度が上昇され,メタン発酵廃液の分解にも有利な環境になったと考えられる.これらの結果によって,シミュレーションモデルの適切な解析によって実際リアクター運転の制御が可能になり,廃液の処理後,窒素とリンの回収も可能になった.

既存,開発した豚舎廃棄物の高温好気処理シミュレーションモデルを改良し,メタン発酵廃液の分解速度定数,含水率,温度を考慮した新しいシミュレーションモデルを構築した.構築したモデルを用いて廃棄物と補助熱源の投入条件を計算し,作製したリアクターを用いてメタン発酵廃液の高温好気処理を行った.今回実験では,メタン発酵廃液の分解速度定数は豚舎廃棄物より遅い,含水率が高いことが分かった.このような欠点を補完するためにシミュレーション解析に基づいて色んな条件の実験を行った.その結果,メタン発酵廃液を脱水して含水率を低くした実験系では牛ふん由来のセルロース類が担体として用いられた杉チップの団粒化を引き起こし,処理障害を引き起こすことが分かった.また,補助熱源の量を増やした実験系ではサラダ油の未分解から脂肪酸の蓄積を引き起こし,処理障害を引き起こすことが推察された.それに比べ,1日1回の投入量を6回に分けて投入した場合,完全処理は出来なかったが,1日1回の投入に比べ,平均温度は高く,蓄積量は少ないことが分かった.これは,リアクターの温度が低くなる前に有機物が投入されることでリアクターの平均温度が高く維持されると考えられる.従って,廃棄物と補助熱源の最適投入条件によって処理率の上昇が可能になることが推測された.また,豚舎廃棄物とメタン発酵廃液を半分ずつ混ぜて投入した結果,ほぼ完全処理が可能になったことが分かった.これは,易分解成分である豚舎廃棄物によってリアクターの温度が上昇され,メタン発酵廃液の分解にも有利な環境になったと考えられる.これらの結果によって,シミュレーションモデルの適切な解析によって実際リアクター運転の制御が可能になり,廃液の処理後,窒素とリンの回収も可能になった.