生物膜内におけるpH勾配形成を利用した新しい高効率メタン発酵法の開発

利用生物膜内 pH 梯度形成的新型高效甲烷发酵方法

• 批准号: 06750583
• 负责人: 松本 明人
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750583/
• 关键词: UASB; 遊離脂肪酸濃度; pH; 残存COD濃度; pH勾配; グラニュール汚泥

実験はグラニュール汚泥をUASBリアクター(有効容積2.5l)に充填し、基質にグルコースを用い、温度35℃、HRT1.25日の下でおこなった。その結果、pH7、残存COD濃度2000mg/lでメタン発酵は阻害された。そこで緩衝剤の量を増やし、pHを高めたところ、pH7.1を超えるあたりから、COD除去率の改善や流出COD濃度の低下が観察された。この現象を遊離脂肪酸濃度を用いて解析したところ、遊離脂肪酸濃度が10mg/lを超えるとメタン生成が阻害されることがわかった。この結果は完全混合型反応槽で得られた結果と一致している。そこで、pH6.2での嫌気性流動床の運転で以前に得られた結果を遊離脂肪酸濃度で整理したところ、pH6.2においても遊離脂肪酸濃度が数mg/l程度であればメタン生成は阻害されないことが説明できた。今回の実験結果もあわせて考えると、嫌気性流動床においてpH6.2でもメタン生成が阻害されなかった理由としては、生物膜内部にpH勾配が形成されることを考えるより遊離脂肪酸濃度で考えたほうが合理的であると思われる。すなわち本研究での提案プロセスは、生物膜内部にpH勾配が形成されることを利用した高効率メタン発酵運転法というより、反応槽内pHと残存揮発性脂肪酸濃度より決まる遊離脂肪酸濃度を10mg/l以下に保ち、メタン生成を阻害させないようにしながら槽内pHを酸生成に最適な6.5以下に合わせ酸生成を促進させ、メタン発酵全体の効率化を図る運転法と考えられる。このほか、生成ガスのメタン含有量が高い(およそ50%以上)ほど、グラニュール汚泥床でのガスの蓄積が起こりにくいことがわかった。

实验在35°C的温度下进行，1.25天的HRT为1.25天，在UASB反应器中用碎石（有效体积2.5 L）进行颗粒。结果，在pH 7处抑制甲烷发酵，残留的COD浓度为2000 mg/l。因此，当增加缓冲液的量并增加pH值时，pH值增加，并且从pH超过7.1的时间开始，提高了COD的去除率，并且COD浓度降低。使用游离脂肪酸浓度分析了这种现象，发现当游离脂肪酸浓度超过10 mg/L时，甲烷发生抑制。该结果与完全混合反应器中获得的结果一致。因此，当我们通过在pH 6.2处的厌氧流动床的运行来组织先前获得的结果时，我们解释说，即使在pH 6.2时，如果游离脂肪酸浓度约为几mg/l，甲烷发生也不会抑制。考虑到该实验的结果，似乎即使在pH 6.2时，厌氧流动床也没有抑制甲烷发生的原因是，考虑到自由脂肪酸的浓度更为合理，而不是考虑生物生物生物生物生物生物生物生物生物生物生物生物生物生物生物生物生物生物生物生物的梯度的浓度。换句话说，这项研究中提出的过程不是一种高效的甲烷发酵方法，它利用生物膜内的pH梯度的形成，而是一种维持自由脂肪酸浓度的操作方法，该方法由反应罐中的pH浓度确定，而在反应罐中的pH浓度确定，而在10 mg/l的含量下，则在10 mg/l的含量下，在10 mg/l的生产中，pH是在ph含量的。较少，最适合酸的产生并促进酸的产生，从而提高了整体甲烷发酵的效率。此外，发现产品气体的甲烷含量越高（约50％或更多），导致气体在颗粒状的污泥床中积聚的可能性就越小。