食料産業におけるゼロエミッション化のための新しい排水処理システム

食品行业零排放的新型废水处理系统

基本信息

批准号：
11128250
负责人：
常田聡
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

食品産業は生物系由来の原料が多いため,有機物の循環,すなわちバイオサイクルという観点から,食品産業排水中の成分は原料生産へフィードバックすることが可能である。しかしながらバイオサイクルという流れから見たときに,どのような排水処理がエミッション低減に有効かはっきりとしていない。そこで,このバイオサイクルに出入りする物質およびエネルギーを定量的に把握し,排水処理方式がこれらの値に及ぼす影響を数値化することによって,ゼロエミッションをめざした排水処理プロセスの構築を検討することが本研究の目的である。まず,ワイン製造プロセスについて原料,廃棄物および排水処理に関するアンケート取材を行った。その結果,ワイン製造プロセスについて,炭素重量基準での詳細な物質フローを求めることができた。次に,バイオサイクルに出入りする物質およびエネルギーを定量的に評価するため,独自のフローシートを提案し,微生物増殖速度式や化学量論式に基づいた評価式を作成した。そして,嫌気処理および好気処理を行った場合に発生する汚泥量などのエミッションを定量的に把握し,さらに汚泥を廃棄物と混ぜて堆肥化した場合やメタン回収した場合のエネルギー収支を算出した。今回収集したワイン製造排水に関するデータを用いて試算を行った結果,発生/使用堆肥量の関係から,汚泥を堆肥化して原料生産へ用いることは量的に可能であることが分かり,バイオサイクルが機能する可能性を示唆することができた。また,汚泥や廃棄物を堆肥化することによって削減できる化学肥料の量およびその生産に要するエネルギーを見積もった結果,バイオサイクルに投入されるエネルギーをかなりの割合で節約できることがわかった。一方,嫌気処理によって節約できるエネルギーおよび回収できるエネルギーはこの10分の1程度であることもわかった。

由于食品工业使用的许多原料来源于生物系统，因此从有机物循环的角度来看，食品工业废水中的成分可以反馈到原料生产中，即生物循环。然而，从生物循环的角度来看，什么样的废水处理能有效减少排放尚不清楚。因此，通过定量地了解进出该生物循环的物质和能量，并量化废水处理方法对这些值的影响，可以研究以零排放为目标的废水处理工艺的构建。本研究的目的。首先，我们对酿酒过程中的原材料、废物和废水处理进行了问卷调查。因此，我们能够获得基于碳重量的酿酒过程的详细物质流。接下来，为了定量评估进入和离开生物循环的物质和能量，我们提出了原始流程图，并基于微生物生长速率方程和化学计量方程创建了评估公式。然后，我们定量测定了进行厌氧和好氧处理时产生的污泥和其他排放量，并计算了污泥与废物混合并堆肥或回收甲烷时的能量平衡。利用此次收集的葡萄酒生产废水数据进行试算后发现，根据堆肥产生量和使用量与生物循环之间的关系，可以定量地将污泥堆肥并用于原料生产。我们能够建议它可能有效。此外，通过估算通过污泥和废物堆肥可以减少的化肥用量及其生产所需的能量，发现生物循环的能量输入可以节省相当大的百分比。另一方面，人们还发现，通过厌氧处理可以节省和回收的能量大约是这个量的十分之一。