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。

这项研究的目的是开发一种抑制混合原材料的变质的方法，这是沼气生产减少的原因，在混合甲烷发酵中使用农村地区产生的食物废料和农业乡村排水污泥（以下称为收集和排水污泥），该污泥是通过含乳酸酸的原料酸化量来管理原材料污泥的含量。在今年，我们首先进行了组件分析，乳酸细菌数量的测量以及微生物群落结构的分析（放大器序列分析）对从三种不同处理系统收集的污泥（脊柱间歇性曝气方法，氧化沟渠方法，氧化沟渠方法和厌氧滤清器方法）的污染及其降低剂的剂量溶液的目的是乳酸溶液和乳酸发射时是否溶于乳酸的污泥，减少抑制腐烂产生的效果的可能性。关于成分，分析了葡萄糖是乳酸细菌的底物，钠和钠可以抑制发酵的情况过多。对食物垃圾（农村地区的农场垃圾和模拟食物垃圾）进行了类似的分析，并被用作考虑的参考。分析表明，每个收集和排水污泥中的乳酸细菌数量比食物废物的订单低2-3个。在0.70至0.97g/100g的食物废物中检测到葡萄糖，而在两种处理方法中都没有检测到葡萄糖。由于葡萄糖是乳酸细菌的底物，在收集和排水污泥中几乎不存在葡萄糖，因此人们认为收集和排水污泥中的乳酸细菌少于食物浪费。在所有治疗方法中，钠浓度小于食物废物量的1/10，并且足以低于可能导致发酵抑制的浓度。关于微生物群落结构，尽管收集和排水污泥之间存在的微生物物种的比例有所不同，但收集和排水污泥中的主要微生物物种是相似的。梭状芽胞杆菌的存在速率可能会引起乳酸发酵的竞争反应，为百分之几。从上面的文章中，在本文中针对的收集和排水污泥中没有明确的因素，这可能会在混合并与食物废物混合并储存时抑制乳酸发酵。