バイオ炭電子伝達型嫌気性消化による家畜糞尿からの抗生物質耐性遺伝子の除去

生物炭电子转移厌氧消化去除畜禽粪便中抗生素抗性基因

基本信息

批准号：
22KF0257
负责人：
井原一高
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0257/
关键词：
メタン発酵家畜ふん尿バイオ炭バイオガス抗生物質

项目摘要

研究目的を達成するため，まず，乳牛ふん尿の嫌気性消化（AD）にバイオ炭の添加量を変化させるバッチ実験を実施した。実験1では，500℃、600℃、700℃と異なる温度で製造したバイオ炭の添加量と、3種類の粒径（3 mm以上、1～3 mm、1 mm未満）がバイオガスとメタン生成に与える影響について調べた。さらに，バイオガス中に放出される硫化水素と消化液に残留する硫化物への影響についても検討した。バイオ炭は0～30g/Lで変化させた上で，粒子径と調製温度について異なる36種類の条件を検討した。バイオガスが最も多く、硫化水素生成量が最も少ない最適なバイオ炭濃度の条件を見出し，その後の実験に適用することとした。バイオガス，メタン，硫化水素，揮発性脂肪酸(VFA)，アンモニア性窒素、硫化物への影響と、嫌気性消化条件下でのバイオ炭の安定性を調べた。実験2では、バイオ炭が異なる基質、特に乳牛ふん尿と豚の血液に及ぼす広範囲な影響を明らかにすることを目的とした。バイオ炭は、単一の基質として豚の血液に、共消化として豚の血液と乳牛ふん尿の混合物に加えた。実験結果より、バイオ炭の添加はH2Sを効果的に制御し、バイオガスの生産とプロセスの安定性を促進することを明らかにした。さらに，廃水汚泥、食品廃棄物、粗グリセロールといったバイオガス化が十分ではないバイオマスを対象として嫌気性共消化試験を実施し，レビュー論文として投稿した。

为了实现研究目标，首先，进行了批处理实验，以更改奶牛粪厌氧消化（AD）中添加的生物炭量。在实验1中，我们研究了在500°C，600°C和700°C的不同温度下添加的生物炭量，以及三种类型的颗粒尺寸（3 mm或3 mm，1至3 mm或更少或更低，小于1 mm）的影响。此外，还研究了对消化液体中残留在沼气中的硫化氢的影响。在将生物炭从0更改为30 g/L之后，检查了36种不同的条件，以了解不同的粒径和制备温度。发现最佳的生物炭浓度条件是沼气量最高，生产的硫化氢量最低，并决定将其应用于随后的实验。对沼气，甲烷，硫化氢，挥发性脂肪酸（VFA），氮，硫化物的影响以及在厌氧消化条件下的稳定性的影响。实验2旨在阐明生物炭对不同底物的广泛影响，尤其是奶牛粪便和猪血。将生物炭添加到猪血作为单个底物中，并将猪血和奶牛粪的混合物作为共同消化。实验结果表明，添加生物炭可有效控制H2S并促进沼气的生产和过程稳定性。此外，对未充分生物化的生物量进行了厌氧共同消化测试，例如废水污泥，食物浪费和粗甘油，并作为审查论文提交。