畜産廃棄物処理メタン発酵槽内の指標微生物の動向と消化液の土壌還元に伴うリスク評価

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550553
• Research Institution: Kisarazu National College of Technology
• Principal Investigator: 上村 繁樹 木更津工業高等専門学校, 環境都市工学科, 助教授 (60300539)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大橋 晶良 長岡技術科学大学, 環境システム工学系, 助教授 (70169035) ; 帆秋 利洋 大成建設(株)技術センター, 土木研究所・生物工学研究室, 課長 ; 高橋 克夫 木更津工業高等専門学校, 環境都市工学科, 教授 (20005490)
• Keywords: 畜産廃棄物 / メタン発酵 / 指標微生物 / 大腸菌群 / ふん便性大腸菌群 / ふん便性連鎖球菌 / 大腸菌ファージ

Research Abstract

畜産廃棄物を処理するフルスケールメタン発酵プラントにおける指標微生物の挙動を調査した。プラントは、受入槽、中温メタン発酵槽(37℃、滞留時間30日)、殺菌槽(70℃、滞留時間1時間)などからなる。廃棄物の計画受入量は、牛ふん尿45.4t/日、生活系・水産系・農業系残滓4.6t/日の計50t/日とし、COD容積負荷は6kg-COD/m^3・日である。指標微生物の調査項目は、大腸菌群、大腸菌ファージ、アメリカのEPAにおいて下水汚泥を土壌還元する際に基準が設けられているふん便性大腸菌群、およびデンマークにおいて畜産廃棄物のバイオガスプラントの衛生学的指標として推奨されているふん便性連鎖球菌とした。
一例として受入糟、中温メタン発酵槽、殺菌糟の各段階における、ふん便性大腸菌群の変化について述べる。ふん便性大腸菌群は136日目を除き、結果的に殺菌槽において全ての場合検出限界以下まで除去された。アメリカのEPAでは下水汚泥を農地に還元する際の微生物基準をFCで2×10^6個/gTS以下としている。よって本プラントでは殺菌糟を経ることによりEPAの基準を十分に満たしていることが判明した。また、各指標微生物の投入牛ふん尿に対するメタン発酵槽出口および殺菌槽出口における死滅率の結果から、メタン発酵槽出口、殺菌槽出口共に、ふん便性大腸菌群とふん便性連鎖球菌が最も良く除去され、次いで大腸菌群、大腸菌ファージの順で除去されていることが解った。
熱による殺菌試験より、大腸菌ファージが最も不活化しにくく、次いでふん便性連鎖球菌、ふん便性大腸菌群の順で不活化する傾向にあることが解った。しかしながら、殺菌試験結果をチックの法則にあてはめたところ、最も温度変化の影響を受けるのが大腸菌ファージであり、ふん便性大腸菌群とふん便性連鎖球菌はほぼ同程度であった。各指標微生物の温度と死滅時間の関係が得られたことから、今後バイオガスプラントの殺菌槽の設計指針として活用できる可能性を得た。

Research Products

• [Publications] 上村繁樹 他: "畜産廃棄物系バイオガスプラントにおける指標微生物の動向"用水と廃水. 46・5. 43-49 (2004)
• [Publications] Uemura, S. et al.: "Behavior of indicator microorganisms in a full-scale biogas plant treating livestock waste."Proceedings of The 1st International Symposium on Green Energy Revolution, The 21st Century's COE Program "Global Renaissance by Green Energy Revolution". 121 (2004)
• [Publications] 上村繁樹 他: "家畜ふん尿フルスケールメタシ発酵プラントにおける指標微生物の除去特性"土木学会第57回年次学術講演会講演概要集. 379-380 (2002)