特許 6049937 メタン発酵処理装置およびメタン発酵処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6049937

(24)【登録日】2016年12月2日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】メタン発酵処理装置およびメタン発酵処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/28 20060101AFI20161212BHJP

   C02F 11/04 20060101ALI20161212BHJP

【ＦＩ】

   C02F3/28 A

   C02F11/04 A

【請求項の数】14

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-132129(P2016-132129)

(22)【出願日】2016年7月4日

【審査請求日】2016年7月11日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】特許業務法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石井 利明

(72)【発明者】

【氏名】師 正史

(72)【発明者】

【氏名】立部 悟

(72)【発明者】

【氏名】福山 雄二

(72)【発明者】

【氏名】加藤 正滋

【審査官】 池田 周士郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１８８４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５１０６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１１７５４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２４８０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１２６６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０５２７５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−０８５２７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ ３／００− ３／３４

Ｃ０２Ｆ １１／００−１１／２０

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高温メタン発酵処理温度より高温の有機性排水を処理対象原水とするメタン発酵処理装置であって、
高温メタン発酵処理を行うメタン発酵槽と、
処理対象原水を冷却する冷却手段と、
処理対象原水をメタン発酵槽に供給する供給経路とを有し、
冷却手段は処理対象原水が直接経由する冷却池であり、
供給経路は、処理対象原水の一部を冷却手段により冷却した後にメタン発酵槽に供給する第一供給経路と、処理対象原水の残部を冷却手段を経ずにメタン発酵槽に供給する第二供給経路とを備える
ことを特徴とするメタン発酵処理装置。

【請求項2】

処理対象原水を貯留する原水貯留槽が冷却手段の前段に備えられ、
供給経路は、原水貯留槽を始点として、第一供給経路と第二供給経路とに分岐される
ことを特徴とする請求項１記載のメタン発酵処理装置。

【請求項3】

第一供給経路は、冷却手段を経た処理対象原水を、原水貯留槽へ返送することなくメタン発酵槽に供給する
ことを特徴とする請求項２記載のメタン発酵処理装置。

【請求項4】

第一供給経路は、冷却手段を経た処理対象原水を原水貯留槽へ返送する返送経路を有するとともに、返送された処理対象原水を原水貯留槽からメタン発酵槽に供給する経路で第二供給経路を兼用している
ことを特徴とする請求項２記載のメタン発酵処理装置。

【請求項5】

冷却手段は複数備えられ、
返送経路は個別の冷却手段ごとに処理対象原水を原水貯留槽へ返送する
ことを特徴とする請求項４記載のメタン発酵処理装置。

【請求項6】

メタン発酵槽内の消化汚泥の温度を測定する消化汚泥温度測定手段と、
第一供給経路に配設されて処理対象原水の一部をメタン発酵槽に供給する第一供給手段と、
第二供給経路に配設されて処理対象原水の残部をメタン発酵槽に供給する第二供給手段と、
消化汚泥温度測定手段による測定温度が所定温度となるように、第一供給手段および第二供給手段の少なくとも一方を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のメタン発酵処理装置。

【請求項7】

メタン発酵槽内の消化汚泥の温度を測定する消化汚泥温度測定手段と、
第一供給経路の返送経路に配設されて冷却手段を経た処理対象原水の一部を原水貯留槽に返送する返送手段と、
第二供給経路に配設される供給手段と、
原水貯留槽内の処理対象原水の温度を測定する貯留水温度測定手段と、
貯留水温度測定手段による測定温度および消化汚泥温度測定手段による測定温度に基づいて、返送手段および供給手段を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のメタン発酵処理装置。

【請求項8】

処理対象原水がパーム油製造工程排水（ＰＯＭＥ）である
ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載のメタン発酵処理装置。

【請求項9】

高温メタン発酵処理温度より高温の有機性排水を処理対象原水とするメタン発酵処理方法であって、
処理対象原水の一部を、冷却池に直接経由させて冷却する冷却工程を経て、メタン発酵槽に供給し、
処理対象原水の残部を冷却工程を経ずにメタン発酵槽に供給し、
メタン発酵槽内の消化汚泥の温度を高温メタン発酵処理に適した所定温度に保持する
ことを特徴とするメタン発酵処理方法。

【請求項10】

メタン発酵槽より前段に処理対象原水を貯留する原水貯留槽が配設され、
処理対象原水の一部が、原水貯留槽から冷却工程を経て、原水貯留槽に返送されることなく、メタン発酵槽に供給されることを特徴とする請求項９記載のメタン発酵処理方法。

【請求項11】

メタン発酵槽より前段に処理対象原水を貯留する原水貯留槽が配設され、
処理対象原水の一部が原水貯留槽から冷却工程を経て原水貯留槽に返送され、
処理対象原水の残部が、返送された処理対象原水の一部と原水貯留槽内において混合されることで温度調整された後に、返送された処理対象原水の一部とともに原水貯留槽からメタン発酵槽に供給されることを特徴とする請求項９記載のメタン発酵処理方法。

【請求項12】

処理対象原水の一部及び残部のメタン発酵槽への其々の供給量又は供給量の比率を調整することで、メタン発酵槽内の消化汚泥温度を所定温度に保持する
ことを特徴とする請求項９に記載のメタン発酵処理方法。

【請求項13】

原水貯留槽から冷却工程を経て原水貯留槽に返送される処理対象原水の返送量、及び原水貯留槽からメタン発酵槽へ供給される処理対象原水の供給量を調整する、或いは前記返送量と前記供給量との比率を調整することで、メタン発酵槽内の消化汚泥の温度を所定温度に保持する
ことを特徴とする請求項１１に記載のメタン発酵処理方法。

【請求項14】

処理対象原水がパーム油製造工程排水（ＰＯＭＥ）である
ことを特徴とする請求項９から請求項１３の何れか一項に記載のメタン発酵処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えばメタン発酵処理温度より高温の有機性排水を処理対象原水とするメタン発酵処理装置およびメタン発酵処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、マレーシアやインドネシアのパーム油工場（ＰＯＭ；Ｐａｌｍ Ｏｉｌ Ｍｉｌｌ）においては、パーム椰子果房（ＦＦＢ；Ｆｒｅｓｈ Ｆｒｕｉｔ Ｂｕｎｃｈ）を原料として、パーム油（ＣＰＯ；Ｃｒｕｄｅ Ｐａｌｍ Ｏｉｌ）が生産される。この生産に伴い、高温の高濃度有機性排水であるパーム油製造工程排水（ＰＯＭＥ；Ｐａｌｍ Ｏｉｌ Ｍｉｌｌ Ｅｆｆｌｕｅｎｔ）が排出される。近年、パーム油製造工程排水をメタン発酵し、これに伴い発生するメタンと二酸化炭素を主成分とするバイオガスを回収するパーム油工場が増えている。

【0003】

従来のパーム油製造工程排水のメタン発酵処理装置は、パーム油工場から７０℃〜８０℃で排出される高温のパーム油製造工程排水を４０℃前後にまで冷却する冷却池と、ここで冷却されたパーム油製造工程排水を３５℃前後で中温メタン発酵するメタン発酵槽と、から構成される。冷却池としては、素掘りの池が使用される。メタン発酵槽としては、素掘りの池を膜で覆う構造のカバーラグーン、鋼板製又はコンクリート製のタンクなどが使用される。

【0004】

尚、以下の特許文献１には、パーム油工場で発生するパーム椰子空房（ＥＦＢ：Ｅｍｐｔｙ Ｆｒｕｉｔ Ｂｕｎｃｈ）の焼却灰をパーム油製造工程排水に添加することにより、微量栄養元素を補給し、メタン発酵の高負荷運転を可能にする技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−５０９１０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来のパーム油製造工程排水のメタン発酵処理装置においては、メタン発酵の前段で、７０℃〜８０℃の高温のパーム油製造工程排水の全量を中温メタン発酵が適用できる４０℃前後にまで冷却するため、広大な冷却池が必要になる。このため、パーム油製造工程排水に含まれる有機物の一部が浮上や沈降によって冷却池に滞留したり、また、冷却池中で微生物により分解されてしまうものもあり、その結果、メタン発酵槽に供給できる有機物量が減少し、回収できるバイオガス量が少なくなってしまう。すなわち、バイオガス回収効率が低いという問題があった。

【0007】

本発明は、バイオガスの回収効率が向上するメタン発酵処理装置およびメタン発酵処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本第１発明は、高温メタン発酵処理温度より高温の有機性排水を処理対象原水とするメタン発酵処理装置であって、
高温メタン発酵処理を行うメタン発酵槽と、
処理対象原水を冷却する冷却手段と、
処理対象原水をメタン発酵槽に供給する供給経路とを有し、
冷却手段は処理対象原水が直接経由する冷却池であり、
供給経路は、処理対象原水の一部を冷却手段により冷却した後にメタン発酵槽に供給する第一供給経路と、処理対象原水の残部を冷却手段を経ずにメタン発酵槽に供給する第二供給経路とを備えるものである。

【0009】

これによると、冷却手段で冷却された低温の処理対象原水が第一供給経路を通ってメタン発酵槽に供給されるとともに、冷却手段で冷却されていない高温の処理対象原水が第二供給経路を通ってメタン発酵槽に供給される。第一供給経路から冷却手段を経てメタン発酵槽に供給される低温の処理対象原水の供給量と第二供給経路からメタン発酵槽に供給される高温の処理対象原水の供給量とを調節することにより、メタン発酵槽内を、高温メタン発酵に適した所定温度に調節することができる。

【0010】

また、第二供給経路を通ってメタン発酵槽に供給される高温の処理対象原水は冷却手段を経由しないので、処理対象原水に含まれる有機物が微生物に分解されず、これにより、バイオガス回収量が向上する。
さらに、従来の中温メタン発酵と比べて、バイオガス回収効率が向上する。また、第一供給経路を通ってメタン発酵槽へ供給される処理対象原水の割合が、従来の中温メタン発酵と比べて、少なくなるため、処理対象原水に含まれる有機物がメタン発酵槽へ供給される前に微生物により分解されてしまうのを抑制することができ、バイオガス回収量がさらに向上する。

【0011】

本第２発明におけるメタン発酵処理装置は、処理対象原水を貯留する原水貯留槽が冷却手段の前段に備えられ、
供給経路は、原水貯留槽を始点として、第一供給経路と第二供給経路とに分岐されるものである。

【0012】

これによると、工場等から排出される高温の処理対象原水は、一旦、原水貯留槽に流入した後、その一部が原水貯留槽から第一供給経路を通って冷却手段で冷却され、メタン発酵槽に供給され、残部が原水貯留槽から第二供給経路を通ってメタン発酵槽に供給される。
本第３発明におけるメタン発酵処理装置は、第一供給経路は、冷却手段を経た処理対象原水を、原水貯留槽へ返送することなくメタン発酵槽に供給するものである。

【0013】

本第４発明におけるメタン発酵処理装置は、第一供給経路は、冷却手段を経た処理対象原水を原水貯留槽へ返送する返送経路を有するとともに、返送された処理対象原水を原水貯留槽からメタン発酵槽に供給する経路で第二供給経路を兼用しているものである。

【0014】

これによると、工場等から排出されて原水貯留槽に供給された高温の処理対象原水の一部は、第一供給経路から冷却手段を経て冷却された後、返送経路を通って原水貯留槽に返送される。また、工場等から排出されて原水貯留槽に供給された高温の処理対象原水の残部は、返送された低温の処理対象原水の一部と原水貯留槽内において混合されることで温度調整された後に、返送された処理対象原水の一部と共に原水貯留槽から第二供給経路を通ってメタン発酵槽に供給される。

【0015】

本第５発明におけるメタン発酵処理装置は、冷却手段は複数備えられ、
返送経路は個別の冷却手段ごとに処理対象原水を原水貯留槽へ返送するものである。
これによると、工場等から排出されて原水貯留槽に供給される高温の処理対象原水の供給量が大幅に増加した場合、これに応じて、使用する冷却手段の個数を増やすことにより、充分な量の処理対象原水を冷却手段で冷却することができる。

【0016】

また、原水貯留槽に供給される高温の処理対象原水の供給量が大幅に減少した場合、これに応じて、使用する冷却手段の個数を減らすことにより、原水貯留槽に供給される高温の処理対象原水の供給量が大幅に変動しても対応できる。

【0017】

本第６発明におけるメタン発酵処理装置は、メタン発酵槽内の消化汚泥の温度を測定する消化汚泥温度測定手段と、
第一供給経路に配設されて処理対象原水の一部をメタン発酵槽に供給する第一供給手段と、
第二供給経路に配設されて処理対象原水の残部をメタン発酵槽に供給する第二供給手段と、
消化汚泥温度測定手段による測定温度が所定温度となるように、第一供給手段および第二供給手段の少なくとも一方を制御する制御手段とを備えるものである。

【0018】

これによると、第一供給手段を駆動させることにより、冷却手段で冷却された低温の処理対象原水が第一供給経路を通ってメタン発酵槽に供給される。また、第二供給手段を駆動させることにより、冷却手段で冷却されていない高温の処理対象原水が第二供給経路を通ってメタン発酵槽に供給される。

【0019】

例えば、第一供給手段と第二供給手段とを共に駆動している状態で、消化汚泥温度測定手段による測定温度が所定温度より低くなった場合、制御手段が第一供給手段の駆動を停止させる。これにより、冷却手段で冷却されていない高温の処理対象原水が第二供給経路を通ってメタン発酵槽に供給されるが、冷却手段で冷却された低温の処理対象原水は第一供給経路からメタン発酵槽に供給されないため、メタン発酵槽内の温度が上昇する。

【0020】

この状態で、消化汚泥温度測定手段による測定温度が所定温度に回復した場合、制御手段は第一供給手段と第二供給手段とを共に駆動させる。
また、第一供給手段と第二供給手段とを共に駆動している状態で、消化汚泥温度測定手段による測定温度が所定温度より高くなった場合、制御手段が第二供給手段の駆動を停止させる。これにより、冷却手段で冷却された低温の処理対象原水が第一供給経路からメタン発酵槽に供給されるが、冷却手段で冷却されていない高温の処理対象原水は第二供給経路からメタン発酵槽に供給されないため、メタン発酵槽内の温度が低下する。

【0021】

この状態で、消化汚泥温度測定手段による測定温度が所定温度に回復した場合、制御手段は第一供給手段と第二供給手段とを共に駆動させる。
また、第一供給手段が駆動している際、メタン発酵槽に供給される低温の処理対象原水の流量を調節したり、或いは、第二供給手段が駆動している際、メタン発酵槽に供給される高温の処理対象原水の流量を調節することにより、メタン発酵槽内を高温メタン発酵に適した所定温度に保つことも可能である。

【0022】

本第７発明におけるメタン発酵処理装置は、メタン発酵槽内の消化汚泥の温度を測定する消化汚泥温度測定手段と、
第一供給経路の返送経路に配設されて冷却手段を経た処理対象原水の一部を原水貯留槽に返送する返送手段と、
第二供給経路に配設される供給手段と、
原水貯留槽内の処理対象原水の温度を測定する貯留水温度測定手段と、
貯留水温度測定手段による測定温度および消化汚泥温度測定手段による測定温度に基づいて、返送手段および供給手段を制御する制御手段とを備えるものである。

【0023】

これによると、返送手段と供給手段を駆動させることにより、処理対象原水の一部が、原水貯留槽から冷却手段を経た後、返送経路を通って原水貯留槽に返送され、処理対象原水の残部が、返送された上記処理対象原水の一部と原水貯留槽内において混合されることで温度調整された後に、返送された処理対象原水の一部とともに原水貯留槽から第二供給経路を通ってメタン発酵槽に供給される。
この際、制御手段が貯留水温度測定手段の測定温度に基づいて返送手段の駆動および停止を制御することにより、原水貯留槽内の処理対象原水の温度を調節することができる。また、制御手段が消化汚泥温度測定手段の測定温度に基づいて供給手段の駆動および停止を制御することにより、メタン発酵槽内の温度を調節することができる。

【0024】

また、返送手段が駆動している際、返送経路を通って原水貯留槽に返送される処理対象原水の流量を調節することにより、原水貯留槽内の処理対象原水の温度を調節することも可能である。また、供給手段が駆動している際、第二供給経路を通ってメタン発酵槽に供給される処理対象原水の流量を調節することにより、メタン発酵槽内を高温メタン発酵に適した所定温度に保つことも可能である。

【0025】

本第８発明におけるメタン発酵処理装置は、処理対象原水がパーム油製造工程排水（ＰＯＭＥ）である。

【0027】

本第９発明は、高温メタン発酵処理温度より高温の有機性排水を処理対象原水とするメタン発酵処理方法であって、
処理対象原水の一部を、冷却池に直接経由させて冷却する冷却工程を経て、メタン発酵槽に供給し、
処理対象原水の残部を冷却工程を経ずにメタン発酵槽に供給し、
メタン発酵槽内の消化汚泥の温度を高温メタン発酵処理に適した所定温度に保持するものである。
本第１０発明におけるメタン発酵処理方法は、メタン発酵槽より前段に処理対象原水を貯留する原水貯留槽が配設され、
処理対象原水の一部が、原水貯留槽から冷却工程を経て、原水貯留槽に返送されることなく、メタン発酵槽に供給されるものである。

【0028】

本第１１発明におけるメタン発酵処理方法は、メタン発酵槽より前段に処理対象原水を貯留する原水貯留槽が配設され、
処理対象原水の一部が原水貯留槽から冷却工程を経て原水貯留槽に返送され、
処理対象原水の残部が、返送された処理対象原水の一部と原水貯留槽内において混合されることで温度調整された後に、返送された処理対象原水の一部とともに原水貯留槽からメタン発酵槽に供給されるものである。

【0029】

本第１２発明におけるメタン発酵処理方法は、処理対象原水の一部及び残部のメタン発酵槽への其々の供給量又は供給量の比率を調整することで、メタン発酵槽内の消化汚泥温度を所定温度に保持するものである。

【0030】

本第１３発明におけるメタン発酵処理方法は、原水貯留槽から冷却工程を経て原水貯留槽に返送される処理対象原水の返送量、及び原水貯留槽からメタン発酵槽へ供給される処理対象原水の供給量を調整する、或いは前記返送量と前記供給量との比率を調整することで、メタン発酵槽内の消化汚泥温度を所定温度に保持するものである。

【0031】

本第１４発明におけるメタン発酵処理方法は、処理対象原水がパーム油製造工程排水（ＰＯＭＥ）である。

【発明の効果】

【0032】

以上のように本発明によると、第二供給経路からメタン発酵槽に供給される高温の処理対象原水の供給量を調節することにより、メタン発酵槽内を、高温メタン発酵に適した所定温度に調節することができるため、メタン発酵槽内に供給された処理対象原水が高温メタン発酵処理され、従来の中温メタン発酵と比べて、バイオガス回収効率が向上する。また、第二供給経路を通ってメタン発酵槽に供給される高温の処理対象原水は、冷却手段を経由しないので、有機物濃度が高く、このためバイオガス回収量がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の第１の実施の形態におけるメタン発酵処理装置の模式図である。

【図2】同、メタン発酵処理装置の原水貯留槽の模式図である。

【図3】本発明の第２の実施の形態におけるメタン発酵処理装置の原水貯留槽の模式図である。

【図4】本発明の第３の実施の形態におけるメタン発酵処理装置の模式図である。

【図5】本発明の第４の実施の形態におけるメタン発酵処理装置の模式図である。

【図6】本発明の第５の実施の形態におけるメタン発酵処理装置の模式図である。

【図7】パーム油製造工程排水に対する高温メタン発酵と中温メタン発酵の比較実験例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0034】

本発明の実施の形態の説明に入る前に、まず、高温メタン発酵と冷却池がバイオガス回収率に及ぼす影響について、図７のグラフ及び下記表１を用いて説明する。
図７のグラフにおいて、ＣＯＤのバイオガスへの転換率とは、パーム油製造工程排水のＣＯＤのうちメタン発酵に伴いバイオガスに転換するものの割合をいう。すなわち、パーム油製造工程排水のＣＯＤが分母となり、一方、バイオガス中のメタンガス０．３５Ｎｍ^３はＣＯＤ１ｋｇに相当するとして、この関係に基づいてメタン発酵に伴い発生したバイオガスに含まれるメタンガスから算出したＣＯＤが分子となる。実験条件としては、高温メタン発酵が温度５５℃、汚泥滞留時間（ＳＲＴ：Ｓｌｕｄｇｅ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ）１９．１日、中温メタン発酵槽が温度３５℃、ＳＲＴ１９．４日である。

【0035】

図７のグラフに示すように、ＣＯＤのバイオガスへの転換率は、高温メタン発酵が８３．３％、中温メタン発酵が６７．５％である。これは、従来の中温メタン発酵を高温メタン発酵に置換することにより、バイオガス回収効率が１．２３倍（＝８３．３／６７．５）に高まることを意味する。

【0036】

下記表１は、冷却池での滞留時間を６．６日とした場合における、冷却池の入口と出口から採取したパーム油製造工程排水についてのＣＯＤ濃度の分析例である。表１に示すように、パーム油製造工程排水のＣＯＤ濃度は、冷却池の入口が９１，７００ｍｇ／Ｌ、出口が８１，２９９ｍｇ／Ｌである。これは、メタン発酵によるバイオガス回収量が供給されるＣＯＤ濃度に比例するので、冷却池をバイパスしてメタン発酵槽にパーム油製造工程排水を直接供給することにより、冷却池を経由する場合に比べてバイオガス回収効率が１．１３倍（＝９１，７００／８１，２９９）に高まることを意味する。

【0037】

また、これは、冷却池を通る間にパーム油製造工程排水中のＣＯＤの１１．４％（＝（１−（８１，２９９／９１，７００））×１００）が冷却池中の微生物に分解されるなどして消失することを意味する。

【0038】

【表1】

次に、本発明の第１〜第５の実施の形態について図１〜図６を参照しながら説明する。尚、以下の各実施の形態において、同一の構成部材については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
（第１の実施の形態）
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るメタン発酵処理装置１００は、メタン発酵処理温度より高温のパーム油製造工程排水１０（有機性排水の一例）を処理対象原水とするものであり、パーム油製造工程排水１０を高温メタン発酵するメタン発酵槽１と、パーム油製造工程排水１０をメタン発酵槽１に供給する供給経路２とを有している。

【0039】

供給経路２は、パーム油製造工程排水１０の一部を冷却池３（冷却手段の一例）により冷却した後にメタン発酵槽１に供給する第一供給経路５と、パーム油製造工程排水１０の残部を冷却池３を経ずに（経由せずに）バイパスしてメタン発酵槽１に供給する第二供給経路６とを備えている。

【0040】

また、冷却池３の前段（上流側）には、パーム油製造工程排水１０を貯留する原水貯留槽８が備えられている。供給経路２は、原水貯留槽８を始点として、第一供給経路５と第二供給経路６とに分岐されている。

【0041】

メタン発酵槽１としては、密閉構造の水槽であればよく、例えば、鋼板製やコンクリート製のタンクなどである。望ましくは、熱伝導率が高い鋼板製タンクである。熱伝導率の高い材質でメタン発酵槽１を構成すると、メタン発酵槽１からの放熱量が増加し、７０℃〜８０℃あるパーム油製造工程排水１０について、冷却池３を経ずにバイパスしてメタン発酵槽１に直接供給する割合を高めることができる。より望ましくは、機械撹拌、ポンプ撹拌、ガス撹拌などの撹拌手段を有する完全混合型鋼板製タンクである。供給されるパーム油製造工程排水１０とメタン発酵槽１内の嫌気性微生物との接触効率が高くなり、高効率のメタン発酵が可能となるためである。

【0042】

メタン発酵槽１内のメタン発酵処理温度としては、高温メタン発酵の活性が高い５０℃〜６０℃、より望ましくは５０℃〜５５℃である。メタン発酵槽１内のパーム油製造工程排水１０の温度が６０℃を超えるとメタン菌が死滅化し、再び温度を下げてもメタン菌の活性が回復しない場合があり、メタン発酵処理温度の上限温度にはより安全を見込むことが望ましいからである。

【0043】

メタン発酵槽１には、内部を加温するための加温装置（図示省略）が備えられている。加温装置としては例えば、槽内の消化汚泥中に蒸気を直接吹き込む型式のもの等が用いられる。尚、蒸気としては、パーム油製造工程で使用される蒸気や、メタン発酵処理により回収されるバイオガスを熱源として生成した蒸気等が用いられる。

【0044】

また、メタン発酵槽１のＳＲＴ（汚泥滞留時間）としては、１０日〜１８日が望ましい。パーム油製造工程排水１０の高温メタン発酵においては、ＳＲＴが１０日を下回ると発酵が不安定となり、一方、バイオガス量はＳＲＴに比例して増加するが１８日でほぼ上限に達し、それを超えるＳＲＴを設定してもバイオガス量はそれほど増加しないからである。

【0045】

冷却池３の滞留時間としては、７０℃〜８０℃で流入するパーム油製造工程排水１０をマレーシアやインドネシアなどの熱帯地域において４０℃〜５０℃にまで冷却することができる４日〜６日であることが望ましい。

【0046】

図１および図２に示すように、第一供給経路５は、原水貯留槽８の上部から冷却池３に向かってパーム油製造工程排水１０を越流する越流管１２と、冷却池３のパーム油製造工程排水１０をメタン発酵槽１に供給する移送管路１３とを有している。

【0047】

第一供給経路５の移送管路１３には、パーム油製造工程排水１０の一部を冷却池３からメタン発酵槽１に供給する第一供給ポンプ１４（第一供給手段の一例）が設けられている。

【0048】

尚、冷却池３は、電極式又は圧力式などの電気式の液位計（図示省略）と、液位計の計測値が下限設定値になると第一供給ポンプ１４の駆動を停止する冷却池液面制御手段（図示省略）とを備えている。これらは、パーム油工場の操業が停止し、原水貯留槽８から冷却池３へのパーム油製造工程排水１０の流入が無くなり、冷却池３内のパーム油製造工程排水１０の液位が下限設定値まで低下した場合などに、第一供給ポンプ１４の駆動を停止させて、第一供給ポンプ１４の空運転を防止するためのものである。

【0049】

第二供給経路６には、パーム油製造工程排水１０の残部をメタン発酵槽１に供給する第二供給ポンプ１７（第二供給手段の一例）が設けられている。
また、メタン発酵槽１内の消化汚泥温度を測定する発酵温度計２０（消化汚泥温度測定手段の一例）が設けられている。発酵温度計２０としては、例えば、測温抵抗体などの温度計測値を電気信号に変換して発信する温度計である。

【0050】

メタン発酵処理装置１００には、発酵温度計２０によって測定される温度が高温メタン発酵に適した所定温度となるように、第二供給ポンプ１７により第二供給経路６からメタン発酵槽１に供給されるパーム油製造工程排水１０の供給量を制御する制御手段２３が備えられている。

【0051】

すなわち、制御手段２３は、発酵温度計２０の測定温度に対応する電気信号に基づいて、第二供給ポンプ１７をオン・オフ制御するものである。具体的には、制御手段２３は、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の上限値より高いと、第二供給ポンプ１７の駆動を停止し、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の下限値より低いと、第二供給ポンプ１７を起動する。

【0052】

尚、所定温度は、例えば、高温メタン発酵の活性が高い５０℃〜６０℃、より望ましくは５０℃〜５５℃に設定されている。本実施の形態では、所定温度の上限値は例えば５５℃に設定され、下限値は例えば５０℃に設定されている。

【0053】

原水貯留槽８としては、メタン発酵槽１と同様、熱伝導率が高い鋼板製タンクが望ましい。さらに、原水貯留槽８からの放熱によってパーム油製造工程排水１０の冷却を促進する観点から、原水貯留槽８は設置スペースが許す限りできるだけ大きい容量であることが望ましい。

【0054】

また、原水貯留槽８は、電極式又は圧力式などの電気式の液位計（図示省略）と、液位計の計測値が下限設定値になると第二供給ポンプ１７の駆動を停止する貯留槽液面制御手段（図示省略）とを備えている。これらは、パーム油工場の操業が停止し、パーム油製造工程排水１０の原水貯留槽８への流入が無くなり、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の液位が下限設定値まで低下した場合などに、第二供給ポンプ１７の駆動を停止させて、第二供給ポンプ１７の空運転を防止するためのものである。

【0055】

以下、上記メタン発酵処理装置１００を用いたメタン発酵処理方法を説明する。
パーム油工場から排出される７０℃〜８０℃の高温のパーム油製造工程排水１０は、一旦、原水貯留槽８に流入した後、その一部が第一供給経路５の越流管１２から越流し、冷却池３に流入する。その後、パーム油製造工程排水１０は、冷却池３において４日間〜６日間貯留され、その間に４０℃〜５０℃に冷却され、第一供給ポンプ１４によって、冷却池３から移送管路１３を経由してメタン発酵槽１に供給される。

【0056】

また、原水貯留槽８に流入した高温のパーム油製造工程排水１０のうち、第一供給経路５に流れた一部のパーム油製造工程排水１０以外の残部のパーム油製造工程排水１０は、第二供給ポンプ１７によって、第二供給経路６を経由してメタン発酵槽１に直接供給される。このようにして供給される残部のパーム油製造工程排水１０は、冷却池３を経由しないので有機物濃度が高く（表１参照）、バイオガス回収量の増加に寄与する。

【0057】

また、第二供給経路６を流れるパーム油製造工程排水１０は冷却池３を経由しないので温度が高く、制御手段２３は、第二供給ポンプ１７の運転を制御して、発酵温度計２０によって測定される温度が高温メタン発酵に適した所定温度となるように、第二供給経路６からメタン発酵槽１に供給されるパーム油製造工程排水１０の供給量を調節する。

【0058】

以下に、制御手段２３による制御の一例を［Ａ−１］〜［Ａ−５］にて説明する。
［Ａ−１］例えば、第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを共に駆動している状態において、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の下限値（例えば５０℃）より低くなった場合、制御手段２３は第一供給ポンプ１４の駆動を停止する。これにより、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０が第二供給経路６からメタン発酵槽１に直接供給されるが、冷却池３のパーム油製造工程排水１０が移送管路１３からメタン発酵槽１に供給されないため、メタン発酵槽１内の消化汚泥温度が上昇する。

【0059】

［Ａ−２］このようにしてメタン発酵槽１内の消化汚泥温度が上昇し、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の下限値（例えば５０℃）以上で且つ上限値（例えば５５℃）以下の範囲に回復した場合は、第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを共に駆動させ、冷却池３のパーム油製造工程排水１０を移送管路１３からメタン発酵槽１に供給するとともに、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０を第二供給経路６からメタン発酵槽１に供給する。

【0060】

［Ａ−３］また、第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを共に駆動させている状態において、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の上限値（例えば５５℃）より高くなった場合、制御手段２３は第二供給ポンプ１７の駆動を停止させる。これにより、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の一部が第一供給経路５から冷却池３に供給され、冷却池３のパーム油製造工程排水１０がメタン発酵槽１に供給されるが、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の残部は第二供給経路６からメタン発酵槽１に供給されないため、メタン発酵槽１内の消化汚泥温度が低下する。

【0061】

［Ａ−４］このようにしてメタン発酵槽１内の消化汚泥温度が低下し、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の上限値（例えば５５℃）以下で且つ下限値（例えば５０℃）以上の範囲に回復した場合は、第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを共に駆動させ、冷却池３のパーム油製造工程排水１０を移送管路１３からメタン発酵槽１に供給するとともに、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０を第二供給経路６からメタン発酵槽１に供給する。

【0062】

上記［Ａ−１］〜［Ａ−４］で説明したように制御手段２３が第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とをそれぞれオン・オフ制御することにより、メタン発酵槽１内の消化汚泥温度を高温メタン発酵に適した所定温度（例えば５０℃〜５５℃）に保つことができる。これにより、メタン発酵槽１内で高温メタン発酵が行われ、パーム油製造工程排水１０に含まれる有機物がバイオガスへと転換される。

【0063】

高温メタン発酵であるから、図７に示すように、中温メタン発酵の約１．２３倍のバイオガス量を回収することができる。さらに、冷却池３をバイパスすることによるバイオガス回収量の増加を加味すれば、本発明の第１の実施の形態に係るメタン発酵処理装置１００は、従来のメタン発酵処理装置に比べてバイオガス回収効率を約３０％程度高めることが可能である。

【0064】

また、上記第１の実施の形態において、第一供給ポンプ１４を常時駆動させ、制御手段２３が第二供給ポンプ１７をオン・オフ制御することにより、メタン発酵槽１内の消化汚泥温度を高温メタン発酵に適した所定温度（例えば５０℃〜５５℃）に保つようにしてもよい。

【0065】

或いは、第一供給ポンプ１４の回転速度と第二供給ポンプ１７の回転速度とをそれぞれ制御する等して、第一供給経路５を流れるパーム油製造工程排水１０の供給量と第二供給経路６を流れるパーム油製造工程排水１０の供給量とを調節してもよい。例えば、第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを共に駆動している状態で、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の下限値より低くなった場合、制御手段２３は、第一供給経路５を流れるパーム油製造工程排水１０の供給量を減らす（或いは供給量を０にする）とともに、第二供給経路６を流れるパーム油製造工程排水１０の供給量を増やす。これにより、メタン発酵槽１内の温度が上昇する。

【0066】

また、第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを共に駆動している状態で、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の上限値より高くなった場合、制御手段２３は、第一供給経路５を流れるパーム油製造工程排水１０の供給量を増やすとともに、第二供給経路６を流れるパーム油製造工程排水１０の供給量を減らす（或いは供給量を０にする）。これにより、メタン発酵槽１内の温度が低下する。

【0067】

このように第一供給経路５を流れるパーム油製造工程排水１０の供給量と第二供給経路６を流れるパーム油製造工程排水１０の供給量とを調節することにより、メタン発酵槽１内を所定温度に保つことが可能であるが、第一供給経路５を流れるパーム油製造工程排水１０の供給量と第二供給経路６を流れるパーム油製造工程排水１０の供給量との比率を調節してもよい。

【0068】

例えば、平均的なパーム油工場に対してメタン発酵槽１がＳＲＴ１０日〜１８日の鋼板製タンクである場合、供給するパーム油製造工程排水１０を日平均６０℃〜６５℃にすれば、放熱によりメタン発酵槽１内が５５℃前後で平衡する。冷却池３をバイパスするパーム油製造工程排水１０が７０℃〜８０℃、冷却池３を経由したパーム油製造工程排水１０が４０℃〜５０℃であるから、この場合の第二供給ポンプ１７によるパーム油製造工程排水１０の供給量は、メタン発酵槽１に供給されるパーム油製造工程排水１０の全供給量の約５０％に調整すればよい。
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、図３に示すように、工場から排出されるパーム油製造工程排水１０に砂等の無機固形物が多く含まれる場合には、原水貯留槽８の内部を、原水貯留部８ａと、原水貯留部８ａの前段に形成された沈砂部８ｂとに区切っても良い。

【0069】

これによると、工場から排出されたパーム油製造工程排水１０は、沈砂部８ｂに流入し、沈砂部８ｂにおいて、パーム油製造工程排水１０に含まれている砂が底部に沈降する。このようにして砂が除去されたパーム油製造工程排水１０の一部は沈砂部８ｂから越流管１２に越流して冷却池３へ流れ、パーム油製造工程排水１０の残部は、沈砂部８ｂから原水貯留部８ａに越流し、原水貯留部８ａから第二供給経路６を通ってメタン発酵槽１へ供給される。
（第３の実施の形態）
図４に示す通り、本発明の第３の実施の形態に係るメタン発酵処理装置２００は、第一供給ポンプ１４の下流側とメタン発酵槽１の上流側との間において、第二供給経路６の下流端が第一供給経路５の移送管路１３に接続されている。

【0070】

また、第二供給経路６と移送管路１３との接続箇所３０とメタン発酵槽１との間において、移送管路１３からメタン発酵槽１に供給されるパーム油製造工程排水１０の温度を測定する供給温度計３１が備えられている。これにより、メタン発酵槽１に供給されるパーム油製造工程排水１０の温度をメタン発酵槽１の上流側（入口側）で監視できる。供給温度計３１としては、例えば、測温抵抗体などの温度計測値を電気信号に変換して発信する温度計である。

【0071】

また、制御手段２３は、第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７との運転を制御して、発酵温度計２０によって測定される温度が所定温度となるように、メタン発酵槽１に供給されるパーム油製造工程排水１０の供給量を調節するものであり、具体的には、第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを共に起動させたり、或いは、第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを共に停止させるオン・オフ制御を行う。

【0072】

以下に、制御手段２３による制御の一例を［Ｂ−１］〜［Ｂ−５］にて説明する。
［Ｂ−１］例えば、制御手段２３が第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを共に停止させている状態で、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の下限値（例えば５０℃）より低くなった場合、制御手段２３は第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを共に駆動させる。

【0073】

これにより、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の一部が第一供給経路５から冷却池３に供給され、冷却池３のパーム油製造工程排水１０がメタン発酵槽１に供給されるとともに、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の残部が第二供給経路６からメタン発酵槽１に供給される。

【0074】

この際、冷却池３で冷却された低温（例えば４０℃〜５０℃）のパーム油製造工程排水１０と、第二供給経路６を流れる高温（例えば７０℃〜８０℃）のパーム油製造工程排水１０とが第一供給経路５の移送管路１３で混合されて所定温度の下限値（例えば５０℃）以上の中温（例えば６０℃〜６５℃）になり、この中温のパーム油製造工程排水１０が移送管路１３からメタン発酵槽１に供給される。これにより、メタン発酵槽１内の消化汚泥温度が上昇する。

【0075】

［Ｂ−２］このようにしてメタン発酵槽１内の消化汚泥温度が上昇し、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の下限値（例えば５０℃）以上で且つ上限値（例えば５５℃）以下の範囲に含まれている場合は、引き続き、第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とが共に駆動し、冷却池３の低温のパーム油製造工程排水１０と原水貯留槽８内の高温のパーム油製造工程排水１０とを移送管路１３からメタン発酵槽１に供給する。

【0076】

［Ｂ−３］また、第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とが共に駆動している状態において、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の上限値（例えば５５℃）より高くなった場合、制御手段２３は第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを停止させる。

【0077】

これにより、移送管路１３からメタン発酵槽１へのパーム油製造工程排水１０の供給が停止し、この状態でメタン発酵槽１内の熱が外部に自然放散されることで、メタン発酵槽１内の温度が低下する。

【0078】

［Ｂ−４］このようにしてメタン発酵槽１内の温度が低下し、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の上限値（例えば５５℃）以下で且つ下限値（例えば５０℃）以上の範囲に含まれる場合は、引き続き、第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを停止させた状態に保つ。

【0079】

［Ｂ−５］さらにメタン発酵槽１内の消化汚泥温度が低下し、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の下限値（例えば５０℃）より低くなった場合、上記［Ｂ−１］にて説明したように、制御手段２３が第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを共に駆動させる。

【0080】

このように制御手段２３が第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを制御することにより、移送管路１３からメタン発酵槽１に供給される中温のパーム油製造工程排水１０の供給量が調節され、メタン発酵槽１内の消化汚泥温度を所定温度（例えば５０℃〜５５℃）に保つことができる。これにより、メタン発酵槽１内で高温メタン発酵が行われ、パーム油製造工程排水１０に含まれる有機物がバイオガスへと転換される。

【0081】

また、本第３の実施の形態では、上記［Ｂ−１］において、冷却池３で冷却された低温のパーム油製造工程排水１０と、第二供給経路６を流れる高温のパーム油製造工程排水１０とが第一供給経路５の移送管路１３で混合されて中温になり、この中温のパーム油製造工程排水１０が移送管路１３からメタン発酵槽１に供給される。従って、メタン発酵槽１内の温度分布をほぼ均一にすることができる。

【0082】

これに対して、図１に示した上記第１の実施の形態のように高温のパーム油製造工程排水１０を第二供給経路６から直接メタン発酵槽１に供給する場合、第二供給経路６とメタン発酵槽１との接続部分付近が局所的に高温になり、メタン発酵槽１内の温度が部分的にばらつく虞があるが、上記第３の実施の形態では、このような部分的な温度のばらつきを抑制することができる。

【0083】

また、本第３の実施の形態において、制御手段２３は、第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７とを駆動させている際、これら各供給ポンプ１４，１７の回転速度等を制御して、第一供給経路５を流れるパーム油製造工程排水１０の流量と第二供給経路６を流れるパーム油製造工程排水１０の流量とを調節できるものであってもよい。

【0084】

メタン発酵槽１に供給されるパーム油製造工程排水１０の温度は、第一供給ポンプ１４と第二供給ポンプ１７の流量の比率により規定され、常にパーム油工場から排出される高温のパーム油製造工程排水１０の７０℃〜８０℃より低くなる。例えば、第一および第二供給ポンプ１４，１７の流量の比率を約１：１に調整すると、上記［Ｂ−１］において、低温（例えば４０℃〜５０℃）のパーム油製造工程排水１０と高温（例えば７０℃〜８０℃）のパーム油製造工程排水１０とが約１：１の比率で移送管路１３で混合されるため、約６０℃のパーム油製造工程排水１０が移送管路１３からメタン発酵槽１に供給され、放熱によりメタン発酵槽１内が約５５℃前後で平衡する。
（第４の実施の形態）
図５に示す通り、本発明の第４の実施の形態に係るパーム油製造工程排水のメタン発酵処理装置３００では、第一供給経路５は、原水貯留槽８の上部から冷却池３に向かってパーム油製造工程排水１０を越流する越流管１２と、冷却池３を経たパーム油製造工程排水１０を原水貯留槽８へ返送する返送経路４１とを有するとともに、返送されたパーム油製造工程排水１０を原水貯留槽８からメタン発酵槽１に供給する経路で第二供給経路６を兼用している。

【0085】

すなわち、第一供給経路５は、その一部に、第二供給経路６を有しており、第二供給経路６には、原水貯留槽８から冷却池３を経ずにメタン発酵槽１へ供給されるパーム油製造工程排水１０と、冷却池３から返送経路４１を通って原水貯留槽８に返送された後にメタン発酵槽１へ供給されるパーム油製造工程排水１０とが流れる。

【0086】

尚、第二供給経路６は、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０を、冷却池３を経ずに（経由せずに）バイパスしてメタン発酵槽１に供給する経路であり、上流端が原水貯留槽８に接続され、下流端がメタン発酵槽１に接続されている。

【0087】

返送経路４１には返送ポンプ４３（返送手段の一例）が設けられている。また、第二供給経路６を兼用している第一供給経路５には、供給ポンプ４４（供給手段の一例）が設けられている。メタン発酵処理装置３００には、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の温度を測定する貯留水温度計４６（貯留水温度測定手段の一例）と、制御手段２３とが備えられている。尚、貯留水温度計４６としては、例えば、測温抵抗体などの温度計測値を電気信号に変換して発信する温度計である。

【0088】

制御手段２３は、貯留水温度計４６の測定温度に基づいて返送ポンプ４３の運転を制御（オン・オフ制御）する第一の制御手段２３ａと、発酵温度計２０の測定温度に基づいて供給ポンプ４４の運転を制御（オン・オフ制御）する第二の制御手段２３ｂとを有している。

【0089】

以下、上記メタン発酵処理装置３００を用いたメタン発酵処理方法を説明する。
パーム油工場から排出される７０℃〜８０℃の高温のパーム油製造工程排水１０は、一旦、原水貯留槽８に流入した後、その一部が第一供給経路５の越流管１２から越流し、冷却池３に流入する。その後、パーム油製造工程排水１０は、冷却池３において４日間〜６日間貯留され、その間に４０℃〜５０℃に冷却される。

【0090】

以下に、制御手段２３による制御の一例を［Ｃ−１］〜［Ｃ−６］にて説明する。
［Ｃ−１］供給ポンプ４４の運転状態に関わらず、パーム油工場から排出された高温のパーム油製造工程排水１０が原水貯留槽８に流入する量が増加する等して、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の温度が上昇し、貯留水温度計４６の測定温度が設定温度の上限値（例えば６５℃）より高くなった場合、第一の制御手段２３ａが返送ポンプ４３を駆動させる。

【0091】

これにより、冷却池３で４０℃〜５０℃に冷却された低温のパーム油製造工程排水１０が返送経路４１を通って原水貯留槽８に流入するため、原水貯留槽８の温度が低下する。
［Ｃ−２］このようにして原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の温度が低下し、貯留水温度計４６の測定温度が設定温度の上限値（例えば６５℃）以下で且つ下限値（例えば６０℃）以上の範囲に含まれている場合は、引き続き、返送ポンプ４３を駆動した状態にする。

【0092】

［Ｃ−３］また、パーム油工場から排出された高温のパーム油製造工程排水１０が原水貯留槽８に流入する量が減少したり或いは流入が停止する等により、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の温度が低下し、貯留水温度計４６の測定温度が設定温度の下限値（例えば６０℃）より低くなると、第一の制御手段２３ａが返送ポンプ４３を停止させる。

【0093】

［Ｃ−４］第一の制御手段２３ａにより、上記［Ｃ−１］〜［Ｃ−３］で説明した原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の温度制御を行いながら、発酵温度計２０の測定温度が高温メタン発酵に適した所定温度の上限値（例えば５５℃）以下で且つ下限値（例えば５０℃）以上の範囲に含まれている場合は、第二の制御手段２３ｂが供給ポンプ４４を駆動させる。

【0094】

これにより、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０が、第二供給経路６を兼用している第一供給経路５を通って、メタン発酵槽１へ供給される。この際、パーム油工場から原水貯留槽８に流入した高温のパーム油製造工程排水１０の一部は、冷却池３を経由せずに、第二供給経路６を兼用している第一供給経路５を通ってメタン発酵槽１へ供給されるため、有機物濃度が高く、バイオガス回収量の増加に寄与する。さらに、高温メタン発酵であるため、バイオガス回収量の増加に寄与する。

【0095】

［Ｃ−５］また、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の上限値（例えば５５℃）より高くなった場合、第二の制御手段２３ｂが供給ポンプ４４の駆動を停止させる。これにより、第二供給経路６を兼用している第一供給経路５からメタン発酵槽１へのパーム油製造工程排水１０の供給が停止し、この状態でメタン発酵槽１の熱が外部に自然放散されることで、メタン発酵槽１内の温度が低下する。

【0096】

［Ｃ−６］また、上記［Ｃ−５］とは逆に、発酵温度計２０の測定温度が所定温度の下限値（例えば５０℃）より低くなった場合、第二の制御手段２３ｂが供給ポンプ４４の駆動を停止させる。これにより、第二供給経路６を兼用している第一供給経路５からメタン発酵槽１へのパーム油製造工程排水１０の供給が停止し、この状態でメタン発酵槽１に備えられた加温装置（図示省略）を作動させてメタン発酵槽１を加温し、メタン発酵槽１内の温度を上昇させる。

【0097】

このように、第一の制御手段２３ａによって上記［Ｃ−１］〜［Ｃ−３］の制御を行うことにより、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の温度が設定温度（例えば６０℃〜６５℃）から大幅に変動する頻度を減らすことができ、このため、上記［Ｃ−５］および［Ｃ−６］におけるメタン発酵槽１へのパーム油製造工程排水１０の供給を停止する頻度が低減され、原水貯留槽８からメタン発酵槽１へパーム油製造工程排水１０を安定して供給することができる。

【0098】

また、本第４の実施の形態において、第一の制御手段２３ａは、返送ポンプ４３を駆動させている際、返送ポンプ４３の回転速度等を制御して、返送経路４１を流れるパーム油製造工程排水１０の流量を調節するものであってもよい。同様に、第二の制御手段２３ｂは、供給ポンプ４４を駆動させている際、供給ポンプ４４の回転速度等を制御して、第二供給経路６を兼用している第一供給経路５を流れるパーム油製造工程排水１０の流量を調節するものであってもよい。

【0099】

例えば、平均的なパーム油工場に対してメタン発酵槽１がＳＲＴ（汚泥滞留時間）１０日〜１８日の鋼板製タンクである場合、メタン発酵槽１へ供給するパーム油製造工程排水１０を日平均６０℃〜６５℃にすれば、放熱によりメタン発酵槽１内が５５℃前後で平衡する。パーム油工場から排出されるパーム油製造工程排水１０が７０℃〜８０℃、冷却池２から返送経路４１を通って原水貯留槽８に返送されるパーム油製造工程排水１０が４０℃〜５０℃であるから、これらの流量を約１：１に調整すれば、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の温度を約６０℃にできる。そこで、この場合、返送経路４１を流れるパーム油製造工程排水１０の流量はパーム油工場から原水貯留槽８に排出されるパーム油製造工程排水１０の流量と同程度になるように調節される。
（第５の実施の形態）
図６に示す通り、本発明の第５の実施の形態に係るパーム油製造工程排水のメタン発酵処理装置４００では、冷却手段の一例として第一冷却池３ａと第二冷却池３ｂとが備えられている。第二冷却池３ｂは越流流路６１を介して第一冷却池３ａに連通しており、第一冷却池３ａ内のパーム油製造工程排水１０が越流流路６１を越流して第二冷却池３ｂに流入する。

【0100】

第一供給経路５は、原水貯留槽８の上部から第一冷却池３ａに向かってパーム油製造工程排水１０を越流する越流管１２と、第一冷却池３ａを経たパーム油製造工程排水１０を原水貯留槽８へ返送する第一返送経路４１ａと、第二冷却池３ｂを経たパーム油製造工程排水１０を原水貯留槽８へ返送する第二返送経路４１ｂとを有するとともに、返送されたパーム油製造工程排水１０を原水貯留槽８からメタン発酵槽１に供給する経路で第二供給経路６を兼用している。

【0101】

すなわち、第一供給経路５は、その一部に、第二供給経路６を有しており、第二供給経路６には、原水貯留槽８から各冷却池３ａ，３ｂを経ずにメタン発酵槽１へ供給されるパーム油製造工程排水１０と、いずれかの冷却池３ａ，３ｂから返送経路４１ａ，４１ｂを通って原水貯留槽８に返送された後にメタン発酵槽１へ供給されるパーム油製造工程排水１０とが流れる。

【0102】

第一返送経路４１ａには第一返送ポンプ４３ａ（返送手段の一例）が設けられ、第二返送経路４１ｂには第二返送ポンプ４３ｂ（返送手段の一例）が設けられている。
制御手段２３は、貯留水温度計４６の測定温度に基づいて第一および第二返送ポンプ４３ａ，４３ｂの運転を制御（オン・オフ制御）する第一の制御手段２３ａと、発酵温度計２０の測定温度に基づいて供給ポンプ４４の運転を制御（オン・オフ制御）する第二の制御手段２３ｂとを有している。

【0103】

尚、第一冷却池３ａと第二冷却池３ｂの滞留時間としては、それぞれ２日〜３日であることが望ましい。この点、ＦＦＢ（パーム椰子果房）の収穫には季節変動があり、高収穫期は低収穫期の約２倍のＦＦＢが収穫され、これに伴って、パーム油工場から排出されて原水貯留槽８に供給される高温のパーム油製造工程排水１０も高収穫期は低収穫期の約２倍の流入量となる。

【0104】

このような特有の事情に鑑みて、高収穫期には、パーム油工場から排出される高温のパーム油製造工程排水１０は、原水貯留槽８に流入した後、その一部が第一供給経路５の越流管１２から越流して第一冷却池３ａに流入し、さらに、第一冷却池３ａから越流したパーム油製造工程排水１０が越流流路６１を通って第二冷却池３ｂに流入する。これにより、パーム油製造工程排水１０が第一冷却池３ａと第二冷却池３ｂとに貯留されて冷却される。

【0105】

また、低収穫期には、パーム油工場から排出される高温のパーム油製造工程排水１０は、原水貯留槽８に流入した後、その一部が第一供給経路５の越流管１２から越流して第一冷却池３ａに流入するが、流入量が少ないので、第一冷却池３ａから第二冷却池３ｂには越流しない。これにより、パーム油製造工程排水１０が第一冷却池３ａのみに貯留されて冷却される。これにより、ＦＦＢの収穫の季節変動に対して常に適切な滞留時間４日〜６日を維持することができる。

【0106】

以下に、制御手段２３による制御の一例を［Ｄ−１］〜［Ｄ−３］にて説明する。
［Ｄ−１］例えば高収穫期において、上記高温のパーム油製造工程排水１０が原水貯留槽８に流入する量が増加して、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の温度が上昇し、貯留水温度計４６の測定温度が設定温度の上限値（例えば６５℃）より高くなった場合、第一の制御手段２３ａが第一および第二返送ポンプ４３ａ，４３ｂを駆動させる。

【0107】

これにより、第一冷却池３ａで冷却された低温のパーム油製造工程排水１０が第一返送経路４１ａを通って原水貯留槽８に流入するとともに、第二冷却池３ｂで冷却された低温のパーム油製造工程排水１０が第二返送経路４１ｂを通って原水貯留槽８に流入するため、原水貯留槽８の温度が低下する。

【0108】

［Ｄ−２］このようにして原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の温度が低下し、貯留水温度計４６の測定温度が設定温度の上限値（例えば６５℃）以下で且つ下限値（例えば６０℃）以上の範囲に含まれている場合は、引き続き、第一および第二返送ポンプ４３ａ，４３ｂを駆動した状態にする。

【0109】

［Ｄ−３］また、逆に、低収穫期やパーム油工場の操業停止等により、パーム油製造工程排水１０の原水貯留槽８への流入量が減少したり或いは流入が停止した場合、原水貯留槽８内のパーム油製造工程排水１０の温度が低下し、貯留水温度計４６の測定温度が設定温度の下限値（例えば６０℃）より低くなると、第一の制御手段２３ａが第一および第二返送ポンプ４３ａ，４３ｂを停止させる。

【0110】

第一の制御手段２３ａによって上記［Ｄ−１］〜［Ｄ−３］の制御を行いながら、上記第４の実施の形態と同様に、第二の制御手段２３ｂによって上記［Ｃ−４］〜［Ｃ−６］の制御を行う。これにより、上記第４の実施の形態と同様の作用および効果を得ることができる。

【0111】

また、低収穫期においては、上記［Ｄ−１］〜［Ｄ−３］の制御において、第一冷却池３ａと第一返送ポンプ４３ａを使用し、第二冷却池３ｂを使用せず、第二返送ポンプ４３ｂを停止するようにしてもよい。

【0112】

上記第５の実施の形態では、冷却手段は第一冷却池３ａと第二冷却池３ｂとを備え、これら個別の冷却池３ａ，３ｂごとに、第一および第二返送経路４１ａ，４１ｂを用いて、パーム油製造工程排水１０を原水貯留槽８に返送しているが、冷却池を三つ以上設け、これに応じて返送経路も三本以上設けてもよい。

【0113】

上記各実施の形態では、冷却手段の一例として冷却池３，３ａ，３ｂを設けたが、冷却池に限定されるものではなく、例えば、冷却槽又は熱交換器等を設けても良い。
以上、本発明を第１〜第５の実施の形態に基づき具体的に説明したが、これらは、本発明の技術的思想を具現化するための装置を例示するものであって、本発明の技術的思想は構成部材の材質、構造、配置等および温度等の各数値については上記のものに限定されるものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

【0114】

上記各実施の形態において、パーム油製造工程排水１０が流れる経路（例えば原水貯留槽８の上流側の経路、或いは経路５，６，４１，４１ａ，４１ｂ等）にスクリーンを配置して、パーム油製造工程排水１０中に含まれる発酵不適物の固形分を分離除去するようにしてもよい。

【0115】

さらには、冷却池３，３ａ，３ｂが素掘り構造である場合、冷却池３，３ａ，３ｂから供給されるパーム油製造工程排水１０中に土砂等の発酵不適物が混入するため、それらを分離するためのスクリーンを、パーム油製造工程排水１０が流れる経路に配置してもよい。尚、当該スクリーンは元来パーム油製造工程排水１０に含まれる発酵不適物を分離除去するために配置されるスクリーンと兼用してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0116】

本発明のパーム油製造工程排水のメタン発酵処理装置は、パーム油製造工程排水だけに限定されず、エタノール蒸留排水、植物油製造排水など他の高温の高濃度有機性排水にも応用できる。

【符号の説明】

【0117】

１ メタン発酵槽
２ 供給経路
３ 冷却池（冷却手段）
３ａ，３ｂ 第一，第二冷却池（冷却手段）
５ 第一供給経路
６ 第二供給経路
８ 原水貯留槽
１０ パーム油製造工程排水（有機性排水）
１２ 越流管
１３ 移送管路
１４ 第一供給ポンプ（第一供給手段）
１７ 第二供給ポンプ（第二供給手段）
２０ 発酵温度計（消化汚泥温度測定手段）
２３ 制御手段
２３ａ，２３ｂ 第一，第二の制御手段
４１ 返送経路
４１ａ，４１ｂ 第一，第二返送経路
４３ 返送ポンプ（返送手段）
４３ａ，４３ｂ 第一，第二返送ポンプ（返送手段）
４４ 供給ポンプ（供給手段）
４６ 貯留水温度計（貯留水温度測定手段）
１００，２００，３００，４００ メタン発酵処理装置

【要約】

【課題】バイオガスの回収効率が向上するメタン発酵処理装置を提供する。
【解決手段】メタン発酵処理温度より高温の有機性排水を処理対象原水とするメタン発酵処理装置１００であって、メタン発酵槽１と、処理対象原水１０を冷却する冷却手段３と、処理対象原水１０をメタン発酵槽１に供給する供給経路２とを有し、供給経路２は、処理対象原水１０の一部を冷却手段３により冷却した後にメタン発酵槽１に供給する第一供給経路５と、処理対象原水１０の残部を冷却手段３を経ずにメタン発酵槽１に供給する第二供給経路６とを備えている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】