特殊混合培養系を用いた水素発酵法による新しい有機廃水処理技術の探索

Research Project

Project/Area Number	08875098
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Civil and environmental engineering
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	野池達也東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90005398)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	水野修東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90271882) 宮原高志東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (70239432)
Project Period (FY)	1996 – 1997
Project Status	Completed (Fiscal Year 1997)
Budget Amount *help	¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000) Fiscal Year 1997: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000) Fiscal Year 1996: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords	水素発酵 / 動力学 / 嫌気性処理 / 酸生成 / 炭水化物 / 代謝産物 / 化学量論式 / HRT
Research Abstract	多党類の水素発酵を解明するために、多党類としてデンプン、二糖類としてショ糖およびラクトース、単糖類としてグルコースを実験用の基質とした。独自に集積培養した特殊混合細菌群を用いた水素発酵特性に関してHRTを変化させて35℃で連続実験を行い、水素生成収率、COD除去率および代謝産物の生成を把握し、基質による比較検討を行った。実験にはケモスタット型反応槽を用いた。各種糖類排水に対して水素発酵の最適HRTはそれぞれ6.0〜8.0時間の範囲にあった。HRTが12時間以上になるとメタンガスが若干検出された。この条件において、グルコース、ラクトース、ショ糖およびデンプンからの水素生成収率はそれぞれ9.33mmol-H2/g-glucose、10.01mmol-H2/g-lactose、9.29mmol-H2/g-sucrose、10.33mmol-H2/g-starchであった。各基質に対するCOD除去率はHRTの増加と共に高くなり、HRT6時間以上の条件では、グルコースは37.7〜42.3%、ラクトースは26.2〜30.8%、ショ糖は32.2〜35.2%、デンプンは35.0〜44.3%の範囲でそれぞれ安定した。全体としてグルコースとデンプンを基質とした場合のCOD除去率は若干高く、40%を越えることもできた。また、バイオガス中の水素含有率は40%に達していた。代謝物としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸およびカプロン酸が検出されたが、酢酸及び酪酸が主成分であった。基質利用及び増殖特性の動力学解析(最大比増殖速度0.28〜0.55h-1)の結果から判断して、本研究の混合培養系は、普通の酸生成細菌と十分競争することができると考えられた。