JPS6014995A

JPS6014995A - メタン発酵法

Info

Publication number: JPS6014995A
Application number: JP58125022A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Nagami; 永見　知子; Yasuyuki Nukina; 康之貫名; Hiroshi Ouchi; 大内　博志
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1983-07-08
Publication date: 1985-01-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はメタン発酵を効率的に行なわせるメタン発酵法
に関するものである。

法例の構成とその問題点メタン発酵では、微生物群が嫌気的状態で有機物を分解
し、その分解物をメタンガスに変換してゆく。

石油、天然ガス、石炭などの有限資源にかわるエネルギ
ー資源開発がめられている現在、微生物を利用したエネ
ルギーの蓄積と生産方法が、にわかにクローズアップさ
れてきた。このような微生物利用法の１つとして、メタ
ン発酵は、従来から用いられていた有機廃棄物処理法と
してのみでなく、エネルギー生産手段としても、期待を
集めている。

現在、メタン発酵を管理状態において行なわせる場合、
密閉型の嫌気槽を用いその中に多量の汚泥を含む発酵液
を仕込み、定期的又は連続的に一定量の有機廃棄物を投
入し、発酵全行なわせている。メタン発酵に関与する微
生物群の多くは汚泥中に存在しており、汚泥が微生物の
生棲の場となっている。この汚泥は、消化残滓によって
形成されあふれ出るままに嫌気槽から流出し、消失して
ゆく。この消失全コントロールし、微生物の減少を防止
するため、流出した汚泥を沈殿させ、もとの嫌気槽へ返
送するという試みがなされているが、その効果は充分で
なく発酵効率は低い。従って実用化するためには発酵装
置を太きくしなければならず、装置が大型化すれば価格
全土り、経済的価値が低下する０丑だ、装置の大型化は
その設置面積や占有空間が大きくなり、その普及が困難
である等の問題点を有していた。

発明の目的本発明は、上記問題を解消するために発酵効率の向上を
なしとげ、これにより装置の小型化、廉価及び、一般へ
の普及を計ろうとするものである。

発明の構成本発明は、表面に負の解離基をもつ固型物を発酵液中に
存在させ、微生物を抱括して棲息の場とし、メタン発酵
を効率化することを要件とする。

粉状又は多孔質の固型物は微生物を抱括し棲息の場とし
ての条件を種々固型物の添加効果を調べることにより検
討した結果、負の解離基を持つものが、一般的に次の２
つの効果をもつことを確認した。

■　ガス発生の低下した汚泥の発酵効率を回復させる。

■　活発なメタンガス発生がみられる汚泥の発酵効率を
さらに上昇させる。

本発明は、この事実を応用し、目的である発酵の効率化
を達成した。この固型物の存在量は、その固型物の形状
、負の解離基の状態、その他の性質などによって変化す
る。

実施例の説明実施例■ 表面に負の解離基をもつ固型物として、有機尚分子内に
負の解離基をもつイオン交換体を用いた。

その代表例として、架橋したポリビニルアルコールを担
体とし、この担体自身と、これにカルボキシチル基（Ｃ
Ｍ基）、ジエチルアミンエチル基（ＤＥＡＦ基）がつい
ている合計三種類の有機高分子粉体の添加効果とを比較
した。発酵用種菌は、長期間放置されて発酵効率のかな
り低下した汚泥を用いた。

固型物９発酵用種菌、ミキサーで粉砕した厨芥ｆ　２０
０　ｍｌのシリンジに入れ混合し、３６℃の恒温槽中で
発酵を行なわせた。発生ガス量の経時変化を第１図に示
す。コントロールとして、高分子無添加のものを用いた
。

ＣＭ基のついた担体を添加したもののみが、■の曲線を
描き、その他は、■のようなメタン発生を示した。つま
り、表面に負の解離基であるＣＭ基のついたもののみが
発酵効率の回復効果を現わした。

さらに無機物質を用いて同様の実験を行った。

添加物としてシリカゲル、水酸化第２鉄、炭酸カルシウ
ムを用いた。結果は、シリカゲル添加のものが■を示し
、他のものは■を示した。

実施例■ さらに、発酵種菌として活発にガス発生している汚泥を
用い、実施例Ｉと同様の操作で実験を行った。添加物と
しては、架橋をもつポリビニルアルコールと、それにＣ
Ｍ基のついたもの、ＤＥＡＥ基のついたものを用いた。

結果は第２図に示す００Ｍ基のついたもののみが■を示
し、ＤＥＡＥ基のついたもの、基のついていないもの、
固型物無添加のものは、■を示した。

同様の方法で粉体としてシリカゲルを用いたところ、シ
リカゲル■の経過をたどった。

実施例■ 表面に負の解離基をもつ固型物として、粉状のケイ酸塩
又はケイ酸塩鉱物又はそれらを含む混合物を使用した。

具体的には、モンモリロナイト。

セリサイト、シリマナイト、カイヤナイト、アンダルサ
イト、パイロフィライト、ノ・ロイサイト。

カオリナイト、合成及び天然のゼオライト、ナトリウム
及びカリウムガラス粉末、長石粉末を用いても実施例■
、■と同様の発酵効率の回復と上昇がみられた。

加熱により膨張させ又は焼結して多孔体としたケイ酸塩
又はケイ酸塩鉱物又はそれらを含む混合物であるバーミ
キュライト、パーライト、赤玉土。

レンガ粉末、土器又は陶器破砕物を用いても、実施例１
．■と同様の発酵効率の回復と上昇がみられた。

又、陽イオノ交換樹脂であるスルホン化ポリスチレン−
ジビニルベンゼンｍ１ｌＷ、フェノールスルホダン［１
ｉ２１１を脂、メタクリル酸とジビニルベンゼンの共重
合体、レゾルシン酸−ホルムアルデヒド縮合体、カルボ
キシメチル化したポリアクリルアミドを用いても実施例
１．ＩＩと同様の発酵効率の回復と上昇が見られた。

泥炭（ピートモスとして市販されるもの）、腐植を用い
ても実施例１’　、　ＩＩと同様の発酵効率の回復と上
昇が見られた。

発明の効果以上の様表面に負の解離を持った固型物の存在は発酵効
率を上昇させるものであり、発酵装置の小型化１価格の
引き下げに寄与するものである。

加えるに、微生物を抱括した固型物は汚泥と比較し、粒
径あるいは比重が増すために沈降速度が犬であり、重力
沈降により容易に分離できるため返送汚泥等による発酵
槽よりの微生物の流出防止策がとりやすくなる。また多
孔質を用いる場合攪拌等の衝激から微生物を保護できる
等の大きな利点をもち産業上の利用価値は高いと考える
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はメタン発酵経過を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】（１）表面に負の解離基をもつ固型物を発酵液中に存在
させたことを特徴とするメタン発酵法。（２）表面に負の解離基をもつ固型物として、粉状のケ
イ酸塩又はケイ酸塩鉱物又はそれらを含む混合物を使用
することを特徴とする特許請求の範囲第（１）メＶ艷タ
ン発酵法。（３）ケイ酸塩又はケイ酸塩鉱物として、モンモリロナ
イト、セリサイト、シリマナイト、カイヤナイト、アン
グルサイト、パイロフィライト、ハロイサイト、長石、
カオリナイト、ゼオライト、ガラスを用いることを特徴
とする特許請求の範囲第（２）項記載のメタン発酵法。（４）表面に負の解離基をもつ固型物としてシリカゲル
を用いることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
載のメタン発酵法。（６）表面に負の解離基をもつ固型物として、加熱によ
り膨張させ又は焼結して多孔体としたケイ酸塩又はケイ
酸塩鉱物又はそれらを含む混合物を用いることを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項記載のメタン発酵法。（６）加熱により膨張させ又は焼結して多孔体としたケ
イ酸塩又はケイ酸塩鉱物又はそれらを含む混合物として
、バーミキュライト、パーライト、赤玉土レンガ粉末、
土器又は陶器破砕物を用いること全特徴とする特許請求
の範囲第（５）項記載のメタン発酵法。（７）表面に負の解離基をもつ固型物として、有機高分
子内に負の解離基をもつイオン交換体を用いることを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のメタン発酵法
。（８）有機高分子内に負の解離基をもつイオン交換体と
して、スルホン化ポリスチレン−ジビニルベンゼン樹脂
、フェノールスルホン酸樹脂、メタクリル酸とジビルベ
ンゼンの共重合体、レゾルシン酸−ホルムアルデヒド縮
合体、カルボキシメチル化したポリビニルアルコール又
はポリアクリルアミドを用いることを特徴とする特許請
求の範囲第（７）項記載のメタン発酵法。（９）表面に負の解離基をもつ固型物として泥炭又は腐
植を用いることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載のメタン発酵法。