Construction of anaerobic membrane process for livestock biomass and creation of multiple functions of digestate

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06321
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 41040:Agricultural environmental engineering and agricultural information engineering-related
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Yoshida Gen 神戸大学, 農学研究科, 助教 (60729789)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 嫌気性MBR / メタン発酵 / 畜産バイオマス / 乳牛糞尿 / 消化液利用 / 微細藻類

Outline of Final Research Achievements

The objective was to construct an anaerobic membrane separation process (Anaerobic Membrane Bioreactor) for liquid livestock biomass in order to solve the problem of using digestate and the huge size of fermentation equipment due to the slow fermentation rate of methane fermentation. Experiments were conducted using dairy wastewater containing the liquid component of cow manure as substrate. Biogas yield decreased with shorter HRT, but methane concentration remained above 60%. A culture test of microalgae using AnMBR digestate was carried out to evaluate the usability of the digestate. Maximum cell proliferation was observed at 2-fold and 10-fold dilutions of anaerobic MBR. From the above, it was suggested that AnMBR accelerates the methane fermentation of liquid livestock biomass and improves the availability of digestate.

Free Research Field

農業環境工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で構築の可能性が示されたプロセスにより、乳牛糞尿のバイオガス化に要する期間が大幅に短縮されることで発酵槽が小型化し、導入コストの低下が期待できる。また、消化液の性状や外観、安全性が向上することで複合的機能が創出され、利用可能性が拡大する。これらにより、畜産系バイオマスの新しいマテリアルフローを創出し、地域内資源循環の促進に貢献する。乳牛糞尿を固液分離して液分のみをメタン発酵に用いる研究がすでに実証されているが、現状では大規模な酪農家を想定したものになっている。本研究では小規模の酪農家でも導入可能な小型のバイオガス化装置の開発を主目的としており、既報の研究を補完しうるものと考えられる。