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2014 年度 実績報告書

耐塩性嫌気性細菌と好塩性植物を利用した塩害土壌の生物学的修復システム

研究課題

研究課題/領域番号 25630225
研究機関北九州市立大学

研究代表者

安井 英斉  北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (70515329)

研究分担者 寺嶋 光春  北九州市立大学, 国際環境工学部, 講師 (60706969)
加藤 尊秋  北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (20293079)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードメタン発酵プロセス / 植物バイオマス / 好塩植物 / 生物分解 / 数学モデル / 硫酸還元 / 酸生成 / 加水分解
研究実績の概要

実験室規模の中温メタン発酵リアクタを用いて、乾燥粉末牧草(乾燥したPanicum coloratumを約150ミクロンに粉砕した試料)にナトリウム塩を添加した模擬植物バイオマス(70g-Na/kg-湿重)の連続実験をおこなった。実験においては、ナトリウム塩としてNaClを用いた系列とNa2SO4とNaHCO3を混合した系列の2種類をそれぞれ検討し、以下の知見が得られた。
1) NaClをナトリウム塩に用いた系列では植物バイオマスCODのおよそ65%がメタンに転換した。一方の硫酸塩を含む系列ではメタン転換率はこれよりもやや低くなり、54%の値になった。この差は、植物バイオマスCODの一部が硫酸塩還元反応で硫化物に転換したためであった。
2) 国際水協会(IWA)のタスクグループが開発した嫌気性消化モデル(ADM1)を改変して、これらの生物分解反応を計算できる数学モデルを開発した。これによれば、リアクタに残存する溶解性COD成分の多くは非生物分解性のリグニンに由来するものであり、槽負荷の値によって植物バイオマスが加水分解した溶解性生物分解成分(炭水化物)も出現することが示された。
3) 下水汚泥のような典型的な有機性廃棄物と動力学パラメータを比較したところ、試料とした塩類含有植物バイオマス組成では、固形物の微細化・加水分解と酸生成の2種類の反応が特に遅いようであった。高塩類濃度の条件でメタン発酵よりも酸生成反応が阻害されやすいことは、既往の文献にもほとんど報告されていないため、今後のプロセス開発の上で重要な知見になると考えられる。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2014

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] A Kinetic Model for the Anaerobic Fermentation of Salt-accumulating Plants Including Sulfate Reduction2014

    • 著者名/発表者名
      Matsui,S., Terashima,M., Yasui,H., Toderich,K., Akinshina,N.
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Arid Land Studies (CAL2) on Food Security and Innovations in Arid and Semiarid Agro-ecosystems
    • 発表場所
      Samarkand, Uzbekistan
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-13

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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