2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of grass utilization technology as a feedstock for small-scale methane fermentation system suitable for rural area
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17K18349
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
中村 真人 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究部門, 上級研究員 (60414463)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 集落排水 / 資源循環システム / メタン発酵 / 消化液 / 肥料 / 刈草 / ADF |
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| Outline of Annual Research Achievements |
農村地域で発生する刈草と農業集落排水汚泥を原料とする小規模メタン発酵システムを開発することを目的とする。刈草からのメタン発生量は多く，メタン発酵原料として有望であるが，刈草の種類によってガス発生量が異なる。そこで，ガス発生量に差が生じる要因を解明し，多種多様な刈草のガス発生量を予測できる手法を開発するとともに，刈草の供給ポテンシャルを評価することにより，年間を通じて安定したエネルギーを取り出すことが可能なシステムの構築を目指す。本システムを適用することにより，集排施設の維持管理費で主要な部分を占める，汚泥処理費と電気料が削減されるとともに，農村地域の低投入でコンパクトな資源循環システムが実現できる。
平成30年度は，回分式（バッチ式）メタン発酵試験，連続メタン発酵試験，集排汚泥及び刈草の組成分析を行った。回分式発酵試験は，種菌として用いる消化液に刈草を混合し，中温条件（35℃）で培養した時に発生するバイオガス発生量を測定した。連続メタン発酵試験は，2種類の刈草と集排汚泥の混合メタン発酵試験を中温条件で行った。組成分析は，メタン発酵の必須元素であるCo，Niについて，集排汚泥や刈草中の濃度を測定した。
その結果，回分式メタン発酵試験において，ADFやC/N比が小さいほどバイオガス発生量が多い傾向があることを明らかにした。また，連続メタン発酵試験からは，連続条件においても，集排汚泥と刈草の混合メタン発酵が問題なく行えることが確認できた。一方，4か所の集排汚泥の調査から，一般的に集排汚泥のCo，Ni濃度は低く，高負荷運転を行った場合には発酵不良が起こる可能性があることが示唆された。また，集排汚泥と混合発酵する候補資材のうち，生ごみにはCo，Niがほとんど含まれていないのに対して，刈草には含まれており，混合発酵により，安定的なメタン発酵が実現できる可能性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
刈草の入手，メタン発酵試験の立ち上げ等が順調に進み，予定通り，回分式メタン発酵試験により刈草のメタン発酵特性を把握することができた。さらに，実際の条件に近い連続メタン発酵試験に着手することができたことから研究はおおむね順調に進捗しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成31年度の前半は前年度から継続して，組成分析と連続メタン発酵試験を行い，刈草の混合割合や投入負荷の変動がメタン発酵に及ぼす影響を調査する。3年間で得られた成果により，効率的な集排汚泥と刈草の混合メタン発酵システムを提示する。
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| Causes of Carryover |
平成30年度は，成果を発表した土壌肥料学会が日帰り圏内で開催されたため，当初予定よりも旅費が少額となった。次年度は，刈草の分析やメタン発酵試験のための消耗品，所内で実施できない分析の外注分析，現地調査や学会発表等の旅費への利用を予定している。
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