JP2611835B2 - 嫌気性消化法 - Google Patents
嫌気性消化法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
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- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、新規クロストリジウム属微生物を用いる有
機性廃棄物の嫌気性消化法に関するものである。
機性廃棄物の嫌気性消化法に関するものである。
有機性廃棄物の微生物的処理による分解すなわち消化
処理には、好気的、嫌気的、両方の処理方法があるが、
嫌気的微生物処理のほうが、分解にかかわる微生物が過
剰に増殖することにより生じる余剰菌体が少なく、且つ
メタンガス発生による創エネルギー効果もあるところか
ら、広く行われている。
処理には、好気的、嫌気的、両方の処理方法があるが、
嫌気的微生物処理のほうが、分解にかかわる微生物が過
剰に増殖することにより生じる余剰菌体が少なく、且つ
メタンガス発生による創エネルギー効果もあるところか
ら、広く行われている。
嫌気性消化処理では、大別して、通性嫌気性菌により
固形有機物が低分子化して可溶化（液化）する酸発酵
と、それにより生じた低分子量中間生成物たとえばアル
コール類、低級脂肪酸、アミノ酸などが偏性嫌気性菌で
あるメタン菌によりメタンガスおよび炭酸ガスに分解す
るメタン発酵の二つの分解過程がある。これらの過程で
有機物の分解に関与する微生物は、種汚泥として返送さ
れる消化汚泥の中に存在する微生物であって、その中に
は、微好気性菌から通性嫌気性菌、偏性嫌気性菌まで無
数の微生物が含まれ、これらの微生物がきわめて複雑な
菌叢を形成している。そしてこの菌叢は、分解対象や反
応条件によって微妙に異なったものとなるが、嫌気性消
化に実際に有効に関与している嫌気性菌に関する詳しい
知見は従来ほとんど無かった。したがって、嫌気性消化
においては、一般の微生物利用工業において普通に行わ
れる優良種菌純粋培養物の接種は行われず、個々の消化
槽に自然に形成されたものを種汚泥として利用している
のが実情である。
固形有機物が低分子化して可溶化（液化）する酸発酵
と、それにより生じた低分子量中間生成物たとえばアル
コール類、低級脂肪酸、アミノ酸などが偏性嫌気性菌で
あるメタン菌によりメタンガスおよび炭酸ガスに分解す
るメタン発酵の二つの分解過程がある。これらの過程で
有機物の分解に関与する微生物は、種汚泥として返送さ
れる消化汚泥の中に存在する微生物であって、その中に
は、微好気性菌から通性嫌気性菌、偏性嫌気性菌まで無
数の微生物が含まれ、これらの微生物がきわめて複雑な
菌叢を形成している。そしてこの菌叢は、分解対象や反
応条件によって微妙に異なったものとなるが、嫌気性消
化に実際に有効に関与している嫌気性菌に関する詳しい
知見は従来ほとんど無かった。したがって、嫌気性消化
においては、一般の微生物利用工業において普通に行わ
れる優良種菌純粋培養物の接種は行われず、個々の消化
槽に自然に形成されたものを種汚泥として利用している
のが実情である。
本発明は、汚泥等有機性廃棄物の嫌気性消化処理の酸
発酵過程において通常の嫌気性消化種汚泥中の嫌気性菌
群が示す有機物分解能よりも優れた有機物分解能を示す
菌株を優占菌株として作用させることにより嫌気性消化
の能率向上を可能にしようとするものである。
発酵過程において通常の嫌気性消化種汚泥中の嫌気性菌
群が示す有機物分解能よりも優れた有機物分解能を示す
菌株を優占菌株として作用させることにより嫌気性消化
の能率向上を可能にしようとするものである。
本発明は、PYG液体培地により37℃で２日間嫌気培養
したとき培地中有機物の10％以上を炭素数２〜６の揮発
性脂肪酸に変換し且つそのとき上記揮発性脂肪酸の全生
成量に対して80重量％以上の比率で酢酸を生成させ、さ
らに、発酵ガスとして10体積％以上の水素を含有するガ
スを産生するクロストリジウム・バイファーメンタンス
（Clostridium bifermentans;以下、本発明の可溶化菌
という）を優占菌種として作用させる酸発酵により有機
性廃棄物を可溶化しさらにメタン菌によるメタン発酵を
行うことを特徴とする嫌気性消化法を提供するものであ
る。
したとき培地中有機物の10％以上を炭素数２〜６の揮発
性脂肪酸に変換し且つそのとき上記揮発性脂肪酸の全生
成量に対して80重量％以上の比率で酢酸を生成させ、さ
らに、発酵ガスとして10体積％以上の水素を含有するガ
スを産生するクロストリジウム・バイファーメンタンス
（Clostridium bifermentans;以下、本発明の可溶化菌
という）を優占菌種として作用させる酸発酵により有機
性廃棄物を可溶化しさらにメタン菌によるメタン発酵を
行うことを特徴とする嫌気性消化法を提供するものであ
る。
なお、ここでPYG液体培地とは下記の組成の培地を意
味し、培養条件の詳細は下記のとおりである。
味し、培養条件の詳細は下記のとおりである。
PYG液体培地組成 ポリペプトン（BBL） 1.0g 酵母エキス 1.0g ブドウ糖 1.0g レサズリンナトリウム（0.1％） 0.4ml Ｌ−システイン塩酸塩（水和物） 0.05g 蒸留水 100ml 培養条件：温度37℃±１℃，嫌気状態，静置培養 また、揮発性脂肪酸の定量は、培養終了後、培地を20
00Gにて30分間遠心分離して得られた上澄液についてガ
スクロマトグラフィー法により行い、酢酸、プロピオン
酸、イソ酪酸、酪酸、イソ吉草酸、吉草酸、イソカプロ
ン酸およびカプロン酸を定量する。
00Gにて30分間遠心分離して得られた上澄液についてガ
スクロマトグラフィー法により行い、酢酸、プロピオン
酸、イソ酪酸、酪酸、イソ吉草酸、吉草酸、イソカプロ
ン酸およびカプロン酸を定量する。
上記特性を有する本発明の可溶化菌は、河川や下水路
に堆積した底泥、堆肥、埋立て地土壌などから本発明者
らが採取した嫌気性微生物より下記のスクリーニング手
法により創製されたものである。
に堆積した底泥、堆肥、埋立て地土壌などから本発明者
らが採取した嫌気性微生物より下記のスクリーニング手
法により創製されたものである。
スクリーニング法：易溶性栄養成分を含まない滅菌洗
浄汚泥培地を後記方法で調製し、これに、土壌などの採
取試料を10重量％添加し、嫌気状態で１カ月間培養す
る。その後、培養液を、滅菌洗浄汚泥寒天培地（滅菌洗
浄汚泥培地に寒天を２％添加したもの）で、混釈法によ
る平板上にて展開し、嫌気的に37℃で培養する。約１週
間後、平板上に明確なクリアゾーン（コロニーの周囲の
汚泥が溶解されている状態）を形成しているコロニーを
取りあげ、これを上記同様の新しい平板に展開する。こ
の操作を数回繰り返す（第一次スクリーニング）。これ
で選抜された菌株についてさらに第二次スクリーニング
を行い、可溶化能力の優れている菌株を選抜する。第二
次スクリーニングの選抜基準は次のとおりである。
浄汚泥培地を後記方法で調製し、これに、土壌などの採
取試料を10重量％添加し、嫌気状態で１カ月間培養す
る。その後、培養液を、滅菌洗浄汚泥寒天培地（滅菌洗
浄汚泥培地に寒天を２％添加したもの）で、混釈法によ
る平板上にて展開し、嫌気的に37℃で培養する。約１週
間後、平板上に明確なクリアゾーン（コロニーの周囲の
汚泥が溶解されている状態）を形成しているコロニーを
取りあげ、これを上記同様の新しい平板に展開する。こ
の操作を数回繰り返す（第一次スクリーニング）。これ
で選抜された菌株についてさらに第二次スクリーニング
を行い、可溶化能力の優れている菌株を選抜する。第二
次スクリーニングの選抜基準は次のとおりである。
滅菌洗浄汚泥培地中で、他の栄養源を必要とすること
なく増殖する。
なく増殖する。
上記培地で20日間、37℃の嫌気静置培養を行なったと
き、初期有機物（600℃強熱減量）の40％以上をガスま
たは揮発性物質（低級脂肪酸等）に分解する。
き、初期有機物（600℃強熱減量）の40％以上をガスま
たは揮発性物質（低級脂肪酸等）に分解する。
上記培養後、培地に溶存する揮発性脂肪酸の総濃度が
0.2重量％以上である。
0.2重量％以上である。
上記により生成した揮発性脂肪酸中、酢酸が50％以上
を占める。
を占める。
（滅菌洗浄汚泥培地調製法：都市下水処理場で採取した
余剰汚泥を121℃で15分間加熱して滅菌した後、5000Gで
10分間遠心分離する。上澄みは廃棄し、沈澱物に純水を
加えて撹拌してから5000Gで10分間遠心分離する。再度
この純水による洗浄を行なった後、水道水を加えて有機
物濃度を１重量％に調整し、121℃で15分間加熱滅菌し
て培地とする。） 上述のようにして選抜された菌株７種（DYF401、DYF4
05、DYF451、DYF612、DYF622、DYF2482、DYF2553）は、
いずれも下記のような菌学的性質を示した。
余剰汚泥を121℃で15分間加熱して滅菌した後、5000Gで
10分間遠心分離する。上澄みは廃棄し、沈澱物に純水を
加えて撹拌してから5000Gで10分間遠心分離する。再度
この純水による洗浄を行なった後、水道水を加えて有機
物濃度を１重量％に調整し、121℃で15分間加熱滅菌し
て培地とする。） 上述のようにして選抜された菌株７種（DYF401、DYF4
05、DYF451、DYF612、DYF622、DYF2482、DYF2553）は、
いずれも下記のような菌学的性質を示した。
生育状態 PYG寒天培地における生育：乳白色で周辺が粗雑なコロ
ニーを形成 EG血液寒天培地における生育：コロニーの周辺にクリア
ゾーン（溶血斑）を形成 酸素に対する挙動：偏性嫌気性（Ｏ−Ｆテストおよび血
液寒天平板による好気性試験） 耐熱試験（80℃,10分）：生存 菌体の形態 細胞の形状および大きさ：桿菌;1.2×２〜３μｍ （PYG寒天培地） 細胞の多形性の有無：無 芽胞形成の有無：有；中央または端部に形成 （PYG寒天培地） グラム染色性：陽性 生理学的性質 表１のとおり 以上の性質その他に基づき、前記７種類の嫌気生菌は
すべてクロストリジウム・バイアファーメンタンスと同
定された。
ニーを形成 EG血液寒天培地における生育：コロニーの周辺にクリア
ゾーン（溶血斑）を形成 酸素に対する挙動：偏性嫌気性（Ｏ−Ｆテストおよび血
液寒天平板による好気性試験） 耐熱試験（80℃,10分）：生存 菌体の形態 細胞の形状および大きさ：桿菌;1.2×２〜３μｍ （PYG寒天培地） 細胞の多形性の有無：無 芽胞形成の有無：有；中央または端部に形成 （PYG寒天培地） グラム染色性：陽性 生理学的性質 表１のとおり 以上の性質その他に基づき、前記７種類の嫌気生菌は
すべてクロストリジウム・バイアファーメンタンスと同
定された。
そして、これらのクロマトストリジウム・バイファー
メンタンスは、PYG液体培地による培養において、同じ
属または種に属する標準株と比べると、酢酸生成能にお
いて顕著に異なる性質を示した。すなわち、PYG液体培
地中前記条件で２日間嫌気培養した場合、培地中の有機
物の10％以上を揮発性脂肪酸に変換し、そのときの全揮
発性脂肪酸生成量に対する酢酸生成量の割合（以下、酢
酸生成比という）は80重量％以上であったが、同じ条件
で、標準株の場合の酢酸生成比は50重量％以下であった
（後記実施例１参照）。
メンタンスは、PYG液体培地による培養において、同じ
属または種に属する標準株と比べると、酢酸生成能にお
いて顕著に異なる性質を示した。すなわち、PYG液体培
地中前記条件で２日間嫌気培養した場合、培地中の有機
物の10％以上を揮発性脂肪酸に変換し、そのときの全揮
発性脂肪酸生成量に対する酢酸生成量の割合（以下、酢
酸生成比という）は80重量％以上であったが、同じ条件
で、標準株の場合の酢酸生成比は50重量％以下であった
（後記実施例１参照）。
また、表１に示したとおり一般にガス産生が顕著であ
るが、産生ガスには10体積％以上の高率で水素ガスが含
まれている（表２参照）。
るが、産生ガスには10体積％以上の高率で水素ガスが含
まれている（表２参照）。
PYG液体培地における酢酸生成比は、後記実験例1,2の
結果を対比すると明らかなように、滅菌洗浄汚泥培地に
おける酢酸生成比と強い相関関係がある。そして、一般
に嫌気性消化反応において生成するメタンの70％は酢酸
を経由し残りの30％が水素と二酸化炭素を経由すること
が、Bryantらの研究により明らかにされており、可溶化
した有機物の嫌気性菌によるメタンガス化は有機物の酢
酸化が進んでいるほど、また第二のメタンガス化経路と
して水素の生成が進むほど、速く進行する。
結果を対比すると明らかなように、滅菌洗浄汚泥培地に
おける酢酸生成比と強い相関関係がある。そして、一般
に嫌気性消化反応において生成するメタンの70％は酢酸
を経由し残りの30％が水素と二酸化炭素を経由すること
が、Bryantらの研究により明らかにされており、可溶化
した有機物の嫌気性菌によるメタンガス化は有機物の酢
酸化が進んでいるほど、また第二のメタンガス化経路と
して水素の生成が進むほど、速く進行する。
したがって、PYG液体培地で２日間嫌気培養したとき
培地中有機物の10％以上を揮発性脂肪酸に変換し且つそ
のときの酢酸生成比が80重量％以上であり、さらに発酵
ガスの産生が顕著であって水素生成率も高いクロストリ
ジウム・バイファーメンタンスすなわち本発明の可溶化
菌の、嫌気性消化における可溶化菌としての有用性が確
認された。
培地中有機物の10％以上を揮発性脂肪酸に変換し且つそ
のときの酢酸生成比が80重量％以上であり、さらに発酵
ガスの産生が顕著であって水素生成率も高いクロストリ
ジウム・バイファーメンタンスすなわち本発明の可溶化
菌の、嫌気性消化における可溶化菌としての有用性が確
認された。
上記クロストリジウム・バイファーメンタンスの７菌
株は、微生物工業技術研究所に寄託ずみであって、それ
らの受託番号は下記のとおりである。 菌株番号 受託番号 DYF401 微工研菌寄第10497号 DYF405 微工研菌寄第10498号 DYF451 微工研菌寄第10499号 DYF612 微工研菌寄第10500号 DYF622 微工研菌寄第10501号 DYF2482 微工研菌寄第10502号 DYF2552 微工研菌寄第10503号 上述のようにすぐれた特性を有する本発明の可溶化菌
を用いる嫌気性消化は、種々の態様で実施可能である。
その代表的な例を以下に示す。
株は、微生物工業技術研究所に寄託ずみであって、それ
らの受託番号は下記のとおりである。 菌株番号 受託番号 DYF401 微工研菌寄第10497号 DYF405 微工研菌寄第10498号 DYF451 微工研菌寄第10499号 DYF612 微工研菌寄第10500号 DYF622 微工研菌寄第10501号 DYF2482 微工研菌寄第10502号 DYF2552 微工研菌寄第10503号 上述のようにすぐれた特性を有する本発明の可溶化菌
を用いる嫌気性消化は、種々の態様で実施可能である。
その代表的な例を以下に示す。
余剰汚泥のようにそれ自体嫌気性微生物を含有するも
のを処理する場合は、本発明の可溶化菌を優占菌種とし
て作用させるため、本発明の可溶化菌の集積培養物を種
菌として高濃度接種する。あるいは、処理しようとする
廃棄物をまず加熱殺菌処理して他の競合性微生物の影響
を排除し、次いで本発明の可溶化菌を接種する。可溶化
した有機物のメタン発酵に必要なメタン菌は、本発明の
可溶化菌と同時に接種してもよく、また本発明の可溶化
菌による可溶化終了後に接種してもよい。メタン菌の種
菌としては、通常のメタン発酵槽から引き抜かれた消化
汚泥を用いることができる。使用量は、基質汚泥の殺菌
処理の有無にかかわらず、対基質有機物の５〜10％程度
でよい。
のを処理する場合は、本発明の可溶化菌を優占菌種とし
て作用させるため、本発明の可溶化菌の集積培養物を種
菌として高濃度接種する。あるいは、処理しようとする
廃棄物をまず加熱殺菌処理して他の競合性微生物の影響
を排除し、次いで本発明の可溶化菌を接種する。可溶化
した有機物のメタン発酵に必要なメタン菌は、本発明の
可溶化菌と同時に接種してもよく、また本発明の可溶化
菌による可溶化終了後に接種してもよい。メタン菌の種
菌としては、通常のメタン発酵槽から引き抜かれた消化
汚泥を用いることができる。使用量は、基質汚泥の殺菌
処理の有無にかかわらず、対基質有機物の５〜10％程度
でよい。
本発明の可溶化菌を任意の方法により担体に固定して
充填した反応槽に、汚泥等の有機性廃棄物を投入して有
機物を可溶化させる。菌体固定化が本発明の可溶化菌の
優占性を維持するのに有効であるから、被処理廃棄物は
殺菌しておかなくてもよい。メタン発酵は、この反応槽
にメタン菌種菌を被処理廃棄物とともに供給することに
より可溶化と並行して進行させてもよく、また、可溶化
物について別の反応槽において生起させてもよい。
充填した反応槽に、汚泥等の有機性廃棄物を投入して有
機物を可溶化させる。菌体固定化が本発明の可溶化菌の
優占性を維持するのに有効であるから、被処理廃棄物は
殺菌しておかなくてもよい。メタン発酵は、この反応槽
にメタン菌種菌を被処理廃棄物とともに供給することに
より可溶化と並行して進行させてもよく、また、可溶化
物について別の反応槽において生起させてもよい。
これらの方法において、本発明の可溶化菌の種菌は、
たとえば肉汁、糖蜜、下水処理場で発生する初沈汚泥等
を加熱滅菌処理したものを培地としてあらかじめ嫌気培
養することにより得られた集積培養物の形で用いればよ
い。本発明の可溶化菌は運動性が低く、培養槽底部に沈
降し易いので、自然沈降した菌体を槽底から引き抜くこ
とにより、容易に菌体濃度の高い集積培養物を得ること
ができる。
たとえば肉汁、糖蜜、下水処理場で発生する初沈汚泥等
を加熱滅菌処理したものを培地としてあらかじめ嫌気培
養することにより得られた集積培養物の形で用いればよ
い。本発明の可溶化菌は運動性が低く、培養槽底部に沈
降し易いので、自然沈降した菌体を槽底から引き抜くこ
とにより、容易に菌体濃度の高い集積培養物を得ること
ができる。
前述のように、本発明の可溶化菌は、汚泥その他の有
機性廃棄物の嫌気性消化に用いると高率で有機物を可溶
化し、且つそのとき、メタン菌による発酵を最も受け易
い酢酸とメタン前駆物質である水素をきわめて高い比率
で生成する。したがって、汚泥の嫌気性消化における前
段酸発酵過程をこの菌に分担させる本発明の消化法は、
菌種に関して全く無対策な従来の嫌気性消化法よりも効
率よく有機物を分解し、かつメタン濃度の高いガスを多
量に得ることができ、装置の小型化と創エネルギーに貢
献することができる。
機性廃棄物の嫌気性消化に用いると高率で有機物を可溶
化し、且つそのとき、メタン菌による発酵を最も受け易
い酢酸とメタン前駆物質である水素をきわめて高い比率
で生成する。したがって、汚泥の嫌気性消化における前
段酸発酵過程をこの菌に分担させる本発明の消化法は、
菌種に関して全く無対策な従来の嫌気性消化法よりも効
率よく有機物を分解し、かつメタン濃度の高いガスを多
量に得ることができ、装置の小型化と創エネルギーに貢
献することができる。
また、本発明の可溶化菌は、上述のように酢酸生成比
が高いだけでなく、クロストリジウム・バイファーメン
タンスであることにより、 高熱環境では芽胞を形成して生存するから、至適温度
（約37℃）付近で利用しているとき事故により高温にな
っても死滅しない； 本来偏性嫌気性菌であるが、微好気状態でも死滅する
ことはない。したがって、利用中に空気暴露の機会があ
っても直ちに死滅する恐れがなく、取り扱いが容易であ
る； 好適環境ではクロストリジウム属の中でも芽胞形成が
少なく、したがって代謝能力が高い（芽胞状態は休眠状
態であって、代謝活動がない。）； など、被処理物や工程条件の安定を期待し難い汚泥等有
機性廃棄物の嫌気性消化に使用するのにきわめて有利な
性質を備えているから、これを用いる本発明の嫌気性消
化法は消化条件の変動があってもそれに左右されること
なく安定した成績を示すという特長がある。
が高いだけでなく、クロストリジウム・バイファーメン
タンスであることにより、 高熱環境では芽胞を形成して生存するから、至適温度
（約37℃）付近で利用しているとき事故により高温にな
っても死滅しない； 本来偏性嫌気性菌であるが、微好気状態でも死滅する
ことはない。したがって、利用中に空気暴露の機会があ
っても直ちに死滅する恐れがなく、取り扱いが容易であ
る； 好適環境ではクロストリジウム属の中でも芽胞形成が
少なく、したがって代謝能力が高い（芽胞状態は休眠状
態であって、代謝活動がない。）； など、被処理物や工程条件の安定を期待し難い汚泥等有
機性廃棄物の嫌気性消化に使用するのにきわめて有利な
性質を備えているから、これを用いる本発明の嫌気性消
化法は消化条件の変動があってもそれに左右されること
なく安定した成績を示すという特長がある。
以上の特長により、本発明の嫌気性消化法は、下水処
理場において発生する余剰汚泥の処理、その他、食品工
場、農畜産物・水産物加工工場等において発生する各種
有機性廃棄物の処理に広く採用可能な有利なものであ
る。
理場において発生する余剰汚泥の処理、その他、食品工
場、農畜産物・水産物加工工場等において発生する各種
有機性廃棄物の処理に広く採用可能な有利なものであ
る。
以下、実験例および実施例を示して本発明を説明す
る。
る。
実験例１ 本発明の可溶化菌７種類および標準株３種類を、PYG
液体培地を用いて37℃で48時間、静置嫌気培養を行なっ
た。培養終了後、培地を2000Gにて30分間遠心分離し、
得られた上澄液について、ガスクロマトグラフィーによ
る揮発性脂肪酸の定量を行なった。その結果を表３に示
す。
液体培地を用いて37℃で48時間、静置嫌気培養を行なっ
た。培養終了後、培地を2000Gにて30分間遠心分離し、
得られた上澄液について、ガスクロマトグラフィーによ
る揮発性脂肪酸の定量を行なった。その結果を表３に示
す。
なお、標準株３種類は下記のとおりである。
標準株I:理研分譲株Ｃ・バイファーメンタンス JCM1386 標準株II:発酵研分譲株Ｃ・アセトブチリカム IF013948 標準株III:発酵研分譲株Ｃ・スポロゲネスIF013950 実験例２ PYG液体培地に替えて滅菌洗浄汚泥培地を用い、培養
日数を20日間としたほかは実験例１と同様にして嫌気培
養を行い、その後、揮発性脂肪酸の定量を行なった。そ
の結果を表４に示す。なお、用いた滅菌洗浄汚泥培地そ
のものの揮発性脂肪酸濃度はガスクロマトグラフィーに
よる検出限界以下であった。
日数を20日間としたほかは実験例１と同様にして嫌気培
養を行い、その後、揮発性脂肪酸の定量を行なった。そ
の結果を表４に示す。なお、用いた滅菌洗浄汚泥培地そ
のものの揮発性脂肪酸濃度はガスクロマトグラフィーに
よる検出限界以下であった。
実施例１ 下水処理場において発生した余剰汚泥100mlの回分式
嫌気性消化を、本発明の可溶化菌を高濃度に投与して優
占化した状態で行なった。本発明の可溶化菌としては、
DYF2553またはDYF622を用い、あらかじめ37℃、嫌気性
状態のPYG液体培地で３日間静置培養したのち遠心分離
し、生理的食塩水で１回洗浄したものを種菌として用い
た。メタン菌の種菌としては、都市下水処理場で発生し
た消化汚泥5mlを用いた。
嫌気性消化を、本発明の可溶化菌を高濃度に投与して優
占化した状態で行なった。本発明の可溶化菌としては、
DYF2553またはDYF622を用い、あらかじめ37℃、嫌気性
状態のPYG液体培地で３日間静置培養したのち遠心分離
し、生理的食塩水で１回洗浄したものを種菌として用い
た。メタン菌の種菌としては、都市下水処理場で発生し
た消化汚泥5mlを用いた。
処理した余剰汚泥は、都市下水処理場から採取したも
のをVS濃度が約１％になるよう水道水で希釈したもので
ある。
のをVS濃度が約１％になるよう水道水で希釈したもので
ある。
培養は、ガス抜きセプタムを取り付けた200ml容三角
フラスコによる回分培養器を用いて行い、37℃、30日間
の嫌気静置培養とした。培養期間中は発生ガスの量を測
定し、また、培養終了後は発酵残渣の残存VS量を調べ、
VS分解率を求めた。
フラスコによる回分培養器を用いて行い、37℃、30日間
の嫌気静置培養とした。培養期間中は発生ガスの量を測
定し、また、培養終了後は発酵残渣の残存VS量を調べ、
VS分解率を求めた。
対照試験として、本発明の可溶化菌を加えないほかは
上記と同様にした嫌気性消化を行なった。
上記と同様にした嫌気性消化を行なった。
結果を表５に示す。
汚泥VS:処理した余剰汚泥とメタン菌種菌として加えた
消化汚泥の合計VS量 投入VS:本発明の可溶化菌の形で持ち込まれたVSを汚泥V
Sに加えたVS総量 実施例２ 処理対象の余剰汚泥をあらかじめ滅菌しておいたほか
は実施例１と同様にして、余剰汚泥の嫌気生消化を行な
った。その結果は表６のとおりであった。
消化汚泥の合計VS量 投入VS:本発明の可溶化菌の形で持ち込まれたVSを汚泥V
Sに加えたVS総量 実施例２ 処理対象の余剰汚泥をあらかじめ滅菌しておいたほか
は実施例１と同様にして、余剰汚泥の嫌気生消化を行な
った。その結果は表６のとおりであった。
実施例３ 本発明の可溶化菌をセラミック担体に固定したものを
用いて、実施例１の場合と同じ余剰汚泥の嫌気性消化を
行なった。セラミック担体としては、岩尾磁器（株）製
サドル型セラミックスを用い、これを使用直前に600℃
で乾熱滅菌した後、供試菌株集積培養物（嫌気状態のPY
G液体培地にて37℃で２日間静置培養したもの）に２日
間浸漬し、培養を続けるとともに担体に菌体を付着させ
た。菌体が付着した担体を使用直前に生理食塩水で洗浄
し、供試菌固定化セラミック担体とした。なお、付着有
機物量をVSとして測定しておいた。
用いて、実施例１の場合と同じ余剰汚泥の嫌気性消化を
行なった。セラミック担体としては、岩尾磁器（株）製
サドル型セラミックスを用い、これを使用直前に600℃
で乾熱滅菌した後、供試菌株集積培養物（嫌気状態のPY
G液体培地にて37℃で２日間静置培養したもの）に２日
間浸漬し、培養を続けるとともに担体に菌体を付着させ
た。菌体が付着した担体を使用直前に生理食塩水で洗浄
し、供試菌固定化セラミック担体とした。なお、付着有
機物量をVSとして測定しておいた。
培養器としてはガス抜きセプタムを取り付けた200ml
容三角フラスコによる回分培養器を用い、これに、余剰
汚泥100ml、供試菌固定化セラミック担体50g、およびメ
タン菌種菌としての消化汚泥50mlを投入した。対照試験
として、供試菌固定化担体の代わりに菌体を固定しない
セラミック担体50gを加えたほかは上記と同様にした消
化実験（対照Ｉ）、および余剰汚泥のみを培養しそれ自
体が含む嫌気性菌群による消化を調べた実験（対照II）
を行なった。
容三角フラスコによる回分培養器を用い、これに、余剰
汚泥100ml、供試菌固定化セラミック担体50g、およびメ
タン菌種菌としての消化汚泥50mlを投入した。対照試験
として、供試菌固定化担体の代わりに菌体を固定しない
セラミック担体50gを加えたほかは上記と同様にした消
化実験（対照Ｉ）、および余剰汚泥のみを培養しそれ自
体が含む嫌気性菌群による消化を調べた実験（対照II）
を行なった。
上記実験において、実施例１の場合と同様の測定を行
なった結果を表７および表８に示す。なお、表７中、
「総VS」は、固定化菌体の形で持ち込まれたVSを汚泥VS
に加えた合計VS量である。
なった結果を表７および表８に示す。なお、表７中、
「総VS」は、固定化菌体の形で持ち込まれたVSを汚泥VS
に加えた合計VS量である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北詰 昌義 東京都渋谷区千駄ケ谷４―６―15 フジ タ工業株式会社内 (72)発明者 福島 裕三 東京都渋谷区千駄ケ谷４―６―15 フジ タ工業株式会社内 (72)発明者 近藤 敏仁 東京都渋谷区千駄ケ谷４―６―15 フジ タ工業株式会社内 (72)発明者 矢島 聡 東京都渋谷区千駄ケ谷４―６―15 フジ タ工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−49855（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−308789（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】PYG液体培地により37℃で２日間嫌気培養
したとき培地中有機物の10％以上を炭素数２〜６の揮発
性脂肪酸に変換し且つそのとき上記揮発性脂肪酸の全生
成量に対して80重量％以上の比率で酢酸を生成させ、さ
らに、発酵ガスとして10体積％以上の水素を含有するガ
スを産生するクロストリジウム・バイファーメンタンス
を優占菌種として作用させる酸発酵により有機性廃棄物
を可溶化しさらにメタン菌によるメタン発酵を行うこと
を特徴とする有機性廃棄物の嫌気性消化法。 - 【請求項２】PYG液体培地により37℃で２日間嫌気培養
したとき培地中有機物の10％以上を炭素数２〜６の揮発
性脂肪酸に変換し且つそのとき上記揮発性脂肪酸の全生
成量に対して80重量％以上の比率で酢酸を生成させさら
に発酵ガスとして10体積％以上の水素を含有するガスを
産生するクロストリジウム・バイファーメンタンスを担
体に固定して充填した反応塔に有機性廃棄物を供給して
酸発酵を生じさせることにより有機物を可溶化し、同時
に、またはその後、有機性廃棄物にメタン菌を接種して
メタン発酵を行うことを特徴とする有機性廃棄物の嫌気
性消化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12665689A JP2611835B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 嫌気性消化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12665689A JP2611835B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 嫌気性消化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02307599A JPH02307599A (ja) | 1990-12-20 |
| JP2611835B2 true JP2611835B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=14940621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12665689A Expired - Lifetime JP2611835B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 嫌気性消化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2611835B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107312716A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-11-03 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 一种煤层厌氧产甲烷菌群的菌种保藏方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2708087B2 (ja) * | 1993-09-16 | 1998-02-04 | 鹿島建設株式会社 | 厨芥の処理方法 |
| CN105441356B (zh) * | 2015-12-09 | 2019-01-04 | 河北省科学院生物研究所 | 一种双酶梭菌z-13及其应用 |
| CN106285581B (zh) * | 2016-08-23 | 2018-09-04 | 中国矿业大学(北京) | 一种利用本源菌提高煤层气产量的方法 |
-
1989
- 1989-05-22 JP JP12665689A patent/JP2611835B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107312716A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-11-03 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 一种煤层厌氧产甲烷菌群的菌种保藏方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02307599A (ja) | 1990-12-20 |
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