バイオガス発生量の減少を抑制する乳酸菌を用いた混合メタン発酵原料の貯留方法の開発

开发抑制沼气产量减少的乳酸菌混合甲烷发酵原料的储存方法

• 批准号: 22K14967
• 负责人: 折立 文子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14967/
• 关键词: 混合メタン発酵; 農業集落排水汚泥; 生ごみ; 乳酸発酵; 乳酸菌; 集排汚泥; 貯留

本研究の目的は、農村地域で発生する生ごみと農業集落排水汚泥（以下、集排汚泥）を原料とする混合メタン発酵において、バイオガス発生量減少の原因となる混合原料の腐敗を、生ごみ由来乳酸菌の乳酸発酵を利用した原料混合槽の管理により抑制する手法を開発することである。本年度は、まず、集排汚泥と生ごみを混合貯留した際の乳酸発酵阻害とそれに伴う腐敗抑制効果の低減可能性の有無について検証することを目的として、３種類の異なる処理方式の集排施設（回遊式間欠ばっ気方式、オキシデーションディッチ方式、嫌気性ろ床方式）から採取した汚泥を対象に、成分分析と乳酸菌数測定、微生物群集構造の解析（アンプリコンシーケンス解析）を行った。成分に関しては、乳酸菌の基質となるグルコースや過多の場合に発酵阻害となりうるナトリウム等を分析した。生ごみ（農村地域の生ごみおよび模擬生ごみ）についても同様の分析を行い、考察の参考とした。分析の結果、各集排汚泥の乳酸菌数は生ごみよりも2～3オーダー低かった。グルコースは生ごみで0.70～0.97g/100g検出されたのに対し、いずれの処理方式の集排汚泥でも不検出であった。乳酸菌の基質となるグルコースが集排汚泥中にほとんど存在しないため、集排汚泥中の乳酸菌は生ごみに比べて少なかったと考えられる。ナトリウム濃度はいずれの処理方式の集排汚泥でも生ごみの1/10以下であり、発酵阻害が懸念される濃度よりも十分低かった。微生物群集構造については、各集排汚泥間で微生物種の存在割合に差はあるものの、集排汚泥中の主要な微生物種は類似していた。乳酸発酵との競合反応を引き起こし得るClostridia目の存在割合は数%であった。以上より、今回対象とした集排汚泥に関しては、生ごみとの混合貯留の際に乳酸発酵阻害を生じ得る明確な要素は確認されなかった。

本研究的目的是调查利用农村产生的餐厨垃圾和农业村排水污泥（以下简称污水污泥）进行混合甲烷发酵时，混合原料的腐烂导致沼气产生量减少的情况。 ）的目的是开发一种通过管理利用源自废物的乳酸菌的乳酸发酵的原料混合罐来抑制这种情况的方法。今年，我们将首先研究收集收集的污泥和食物垃圾混合并储存时是否有可能抑制乳酸发酵并降低由此产生的腐败抑制效果。对不同系统（循环间歇曝气法、氧化沟法、厌氧滤床法）收集的污泥进行微生物群落结构分析（扩增子序列分析）。关于成分，我们分析了乳酸菌的底物葡萄糖和过量的钠，钠会抑制发酵。对食物垃圾（农村原始垃圾和模拟食物垃圾）进行了类似的分析，并作为讨论的参考。分析结果显示，收集和排放的污泥中的乳酸菌数量比垃圾中的乳酸菌数量低2至3个数量级。垃圾中检测出葡萄糖含量为0.70～0.97g/100g，但在任何处理方法收集和排放的污泥中均未检测到葡萄糖。由于收集的污泥中几乎不存在作为乳酸菌底物的葡萄糖，因此认为收集的污泥中的乳酸菌比食物垃圾中的乳酸菌少。两种处理方法收集和排放的污泥中钠浓度均小于餐厨垃圾的1/10，远低于引起发酵抑制的浓度。从微生物群落结构来看，虽然各收集和排放污泥的微生物物种丰度比存在差异，但收集和排放污泥中的主要微生物种类相似。能够与乳酸发酵产生竞争性反应的梭状芽胞杆菌的丰度只有百分之几。综上所述，对于本次收集排放的污泥，未确认与餐厨垃圾混合保管时会抑制乳酸发酵的明确因素。