二相式フア ーメンタによる農産・食品廃棄物処理および発生バイオガスの有効利用

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03660263
• Research Institution: KAGOSHIMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 守田 和夫 鹿児島大学, 農学部, 助教授 (70210169)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田原迫 昭〓 鹿児島大学, 農学部, 教授 (70041613)
• Keywords: 焼酎廃液 / 対数増殖期 / Monodモデル / 菌体比増殖速度 / 発酵効率 / 嫌気性発酵 / COD除去速度 / バイオガス

Research Abstract

二相式フア ーメンタによる焼酎廃液の嫌気性発酵システムを構築するため、基礎実験及び実用化試験を行い、以下の研究成果を得た。
基礎実験では、昨年の酸発酵特性の解明に続き、本年はメタン発酵特性に関する実験を行った。まず、集積したメタン生成菌を用いて、発酵分解速度を調べるため、容積4.8lのジヤ ーフア メンタによる芋焼酎廃液のメタン発酵処理を回分式で行った。廃液のPHはほぼ7.5付近で安定し、発生ガス量は対数増殖期以前に最大を示した。また、COD濃度、MLSS、MLVSSは酸発酵とほぼ同様の傾向を示した。さらに、COD濃度とDNA量の関係から、発酵分解速度は対数増殖期に最大を示し、発酵効率は菌体の最大比増殖速度muで最大となった。そこで、基質消費速度と菌体比増殖速度の関係をLineweaver-Burkプロットで求めると、muは0.17となり、このとき最適滞留時間は79.6時間でほぼメタン発酵は終了することが明らかになった。また、この増殖特性値を用いて、対数増殖値でのMonodモデルに適用すると、4次のルンゲ・キッタ・ギル法による理論解析値と実測値は良く適合し、増殖特性値の妥当性が明らかになつた。
実用試験では、6.6m^3の二相式フア ーメンタを用いて連続発酵処理を行つた。その結果、COD除去速度、COD除去率からみてCOD負荷2.04kg/m_3、滞留日数9.5日で処理は可能であった。また、発生したバイオガスもメタン濃度が60%近くあり、また廃液1m^3当たりのガス化率も約30m^3あるので、本システムは廃液処理とともにエネルギ回収の面からも利用性の高いことが明らかになった。