JPH02307599A - 嫌気性消化法 - Google Patents
嫌気性消化法Info
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- JPH02307599A JPH02307599A JP1126656A JP12665689A JPH02307599A JP H02307599 A JPH02307599 A JP H02307599A JP 1126656 A JP1126656 A JP 1126656A JP 12665689 A JP12665689 A JP 12665689A JP H02307599 A JPH02307599 A JP H02307599A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、新規クロストリジウム属微生物を用いる有機
性廃棄物の嫌気性消化法に関するものである。
性廃棄物の嫌気性消化法に関するものである。
有機性廃棄物の微生物的処理による分解すなわち消化処
理には、好気的、嫌気的、両方の処理方法があるが、嫌
気的微生物処理のほうが、分解にかかわる微生物が過剰
に増殖することにより生じる余剰菌体が少なく、且つメ
タンガス発生による創エネルギー効果もあるところから
、広く行われている。
理には、好気的、嫌気的、両方の処理方法があるが、嫌
気的微生物処理のほうが、分解にかかわる微生物が過剰
に増殖することにより生じる余剰菌体が少なく、且つメ
タンガス発生による創エネルギー効果もあるところから
、広く行われている。
嫌気性消化処理では、大別して、通性嫌気性菌により固
形有機物が低分子化して可溶化（液化）する酸発酵と、
それにより生じた低分子量中間生成物たとえばアルコー
ル類、低級脂肪酸、アミノ酸などが個性嫌気性菌である
メタン菌によりメタンガスおよび炭酸ガスに分解するメ
タン発酵の二つの分解過程がある。これらの過程で有機
物の分解に関与する微生物は、種汚泥として返送される
消化汚泥の中に存在する微生物であって、その中には、
微好気性菌から通性嫌気性菌、個性嫌気性菌まで無数の
微生物が含まれ、これらの微生物がきわめて複雑な菌叢
を形成している。そしてこの菌叢は、分解対象や叉応条
件によって微妙に異なったものとなるが、嫌気性消化に
実際に有効に関与している嫌気性菌に関する詳しい知見
は従来はとんど無かった。
形有機物が低分子化して可溶化（液化）する酸発酵と、
それにより生じた低分子量中間生成物たとえばアルコー
ル類、低級脂肪酸、アミノ酸などが個性嫌気性菌である
メタン菌によりメタンガスおよび炭酸ガスに分解するメ
タン発酵の二つの分解過程がある。これらの過程で有機
物の分解に関与する微生物は、種汚泥として返送される
消化汚泥の中に存在する微生物であって、その中には、
微好気性菌から通性嫌気性菌、個性嫌気性菌まで無数の
微生物が含まれ、これらの微生物がきわめて複雑な菌叢
を形成している。そしてこの菌叢は、分解対象や叉応条
件によって微妙に異なったものとなるが、嫌気性消化に
実際に有効に関与している嫌気性菌に関する詳しい知見
は従来はとんど無かった。
したがって、嫌気性消化においては、一般の微生物利用
工業において普通に行われる優良種菌純粋培養物の接種
は行われず、個々の消化槽に自然に形成されたものを種
汚泥として利用しているのが実情である。
工業において普通に行われる優良種菌純粋培養物の接種
は行われず、個々の消化槽に自然に形成されたものを種
汚泥として利用しているのが実情である。
本発明は、汚泥等有機性廃棄物の嫌気性消化処理の酸発
酵過程において通常の嫌気性消化種汚泥中の嫌気性菌群
が示す有機物分解能よりも優れた有機物分解能を示す菌
株を優占菌株として作用させることにより嫌気性消化の
能率向上を可能にしようとするものである。
酵過程において通常の嫌気性消化種汚泥中の嫌気性菌群
が示す有機物分解能よりも優れた有機物分解能を示す菌
株を優占菌株として作用させることにより嫌気性消化の
能率向上を可能にしようとするものである。
本発明は、ＰＹＧ液体培地により３７°Ｃで２日間嫌気
培養したとき培地中有機物の１０％以上を炭素数２〜６
の揮発性脂肪酸に変換し且つそのとき上記揮発性脂肪酸
の全生成量に対して８０重量％以上の比率で酢酸を生成
させ、さらに、発酵ガスとして１０体積％以上の水素を
含有するガスを産生ずるクロストリジウム・バイファー
メンタンス（Ｃｌａｓｔｒｉｄｉｕｍ ｈｉｆｅｒｍｅ
ｌａｎｓ ；以下、本発明の可溶化菌という）を優占菌
種として作用させる酸発酵により有機性廃棄物を可溶化
しさらにメタン菌によるメタン発酵を行うことを特徴と
する嫌気性消化法を提供するものである。
培養したとき培地中有機物の１０％以上を炭素数２〜６
の揮発性脂肪酸に変換し且つそのとき上記揮発性脂肪酸
の全生成量に対して８０重量％以上の比率で酢酸を生成
させ、さらに、発酵ガスとして１０体積％以上の水素を
含有するガスを産生ずるクロストリジウム・バイファー
メンタンス（Ｃｌａｓｔｒｉｄｉｕｍ ｈｉｆｅｒｍｅ
ｌａｎｓ ；以下、本発明の可溶化菌という）を優占菌
種として作用させる酸発酵により有機性廃棄物を可溶化
しさらにメタン菌によるメタン発酵を行うことを特徴と
する嫌気性消化法を提供するものである。
なお、ここでＰＹＧ液体培地とは下記の組成の培地を意
味し、培養条件の詳細は下記のとおりである。
味し、培養条件の詳細は下記のとおりである。
Ｆ’ＹＧ液体培地組成
ポリペプトン（ＢＢＬ） １．０ｇ酵母
エキス １．０ｇブドウ糖
ｌ・Ｏｇレサズリンナ
トリウム（０，１％） ０．４ｍ１Ｌ−システィ
ン塩酸塩（水和物） ０．０５ｇ蒸留水
ｉｏｏ醜１培養条件：温度３
７°Ｃ±１℃、嫌気状態、静置培養また、揮発性脂肪酸
の定量は、培養終了後、培地を２０００Ｇにて３０分間
遠心分離して得られた上澄液についてガスクロマトグラ
フィー法により行い、酢酸、プロピオン酸、イソ酪酸、
酪酸、イソ吉草酸、吉草酸、イソカプロン酸およびカプ
ロン酸を定量する。
エキス １．０ｇブドウ糖
ｌ・Ｏｇレサズリンナ
トリウム（０，１％） ０．４ｍ１Ｌ−システィ
ン塩酸塩（水和物） ０．０５ｇ蒸留水
ｉｏｏ醜１培養条件：温度３
７°Ｃ±１℃、嫌気状態、静置培養また、揮発性脂肪酸
の定量は、培養終了後、培地を２０００Ｇにて３０分間
遠心分離して得られた上澄液についてガスクロマトグラ
フィー法により行い、酢酸、プロピオン酸、イソ酪酸、
酪酸、イソ吉草酸、吉草酸、イソカプロン酸およびカプ
ロン酸を定量する。
上記特性を有する本発明の可溶化菌は、河川や下水路に
堆積した底泥、堆肥、埋立て地土壌などから本発明者ら
が採取しＩ；嫌気性微生物より下記のスクリーニング手
法により創製されたものである。
堆積した底泥、堆肥、埋立て地土壌などから本発明者ら
が採取しＩ；嫌気性微生物より下記のスクリーニング手
法により創製されたものである。
スクリーニング法：易溶性栄養成分を含まない滅菌洗浄
汚泥培地を後記方法で調製し、これに、土壌などの採取
試料を１０重量％添加し、嫌気状態で１力月間培養する
。その後、培養液を、滅菌洗浄汚泥寒天培地（滅ｌ洗浄
汚泥培地に寒天を２％添加したもの）で、混釈法による
平板上にて展開し、嫌気的に３７℃で培養する。約１週
間後、平板上に明確なりリアゾーン（コロニーの周囲の
汚泥が溶解されている状態）を形成しているコロニーを
取りあげ、これを上記同様の新しい平板に展開する。こ
の操作を数回繰り返す（第一次スクリーニング）。これ
で選抜された菌株についてさらに第二次スクリーニング
を行い、可溶化能力の優れている菌株を選抜する。第二
次スクリーニングの選抜基準は次、のとおりである。
汚泥培地を後記方法で調製し、これに、土壌などの採取
試料を１０重量％添加し、嫌気状態で１力月間培養する
。その後、培養液を、滅菌洗浄汚泥寒天培地（滅ｌ洗浄
汚泥培地に寒天を２％添加したもの）で、混釈法による
平板上にて展開し、嫌気的に３７℃で培養する。約１週
間後、平板上に明確なりリアゾーン（コロニーの周囲の
汚泥が溶解されている状態）を形成しているコロニーを
取りあげ、これを上記同様の新しい平板に展開する。こ
の操作を数回繰り返す（第一次スクリーニング）。これ
で選抜された菌株についてさらに第二次スクリーニング
を行い、可溶化能力の優れている菌株を選抜する。第二
次スクリーニングの選抜基準は次、のとおりである。
■ 滅菌洗浄汚泥培地中で、他の栄養源を必要とするこ
となく増殖する。
となく増殖する。
■ 上記培地で２０日間、３７°Ｃの嫌気静置培養を行
なったとき、初期有機物（６００℃強熱減量）の４０％
以上をガスまたは揮発性物質（低級脂肪酸等）に分解す
る。
なったとき、初期有機物（６００℃強熱減量）の４０％
以上をガスまたは揮発性物質（低級脂肪酸等）に分解す
る。
■ 上記培養後、培地に溶存する揮発性脂肪酸の総濃度
が０．２重量％以上である。
が０．２重量％以上である。
■ 上記により生成した揮発性脂肪酸中、酢酸が５０％
以上を占める。
以上を占める。
（滅菌洗浄汚泥培地調製法二部市下水処理場で採取した
余剰汚泥を１２１℃で１５分間加熱して滅菌した債、５
０００Ｇで１０分間遠心分離する。上澄みは廃棄し、沈
澱物に純水を加えて撹拌してから５０００Ｇで１０分間
遠心分離する。再度この純水による洗浄を行なった後、
水道水を加えて有機物濃度を１重量％に調整し、１２１
”Ｏで１５分間加熱滅菌して培地とする。）上述のよう
にして選抜された菌株７種（ＤＹＦ４０１、ＤＹＦ ４
０５、ＤＹＦ ４５１、ＤＹＦ６１２、ＤＹＦ６２２、
ＤＹＦ２４８２、ＤＹＦ２５５３）は、いずれも下記の
ような菌学的性質を示した。
余剰汚泥を１２１℃で１５分間加熱して滅菌した債、５
０００Ｇで１０分間遠心分離する。上澄みは廃棄し、沈
澱物に純水を加えて撹拌してから５０００Ｇで１０分間
遠心分離する。再度この純水による洗浄を行なった後、
水道水を加えて有機物濃度を１重量％に調整し、１２１
”Ｏで１５分間加熱滅菌して培地とする。）上述のよう
にして選抜された菌株７種（ＤＹＦ４０１、ＤＹＦ ４
０５、ＤＹＦ ４５１、ＤＹＦ６１２、ＤＹＦ６２２、
ＤＹＦ２４８２、ＤＹＦ２５５３）は、いずれも下記の
ような菌学的性質を示した。
生育状態
ＰＹＧ寒天培地における生育：乳白色で周辺が粗雑なコ
ロニーを形成 ＥＧ血液寒天培地における生育：コロニーの周辺にクリ
アゾーン（溶血［）を形成 酸素に対する挙動：個性嫌気性（０−Ｆテストおよび″
血液寒天平板による好気性試験）耐熱試験（８０
’０．１０分）：生存 菌体の形態 細胞の形状および大きさ：桿菌；１．２Ｘ２〜３μｍ（
ＰＹＧ寒天培地） 細胞の多形性の有無：無 芽胞形成の有無：有；中央または端部に形成（ＰＹＧ寒
天培地） ダラム染色性：陽性 生理学的性質 表１のとおり 以上の性質その他に基づき、前記７種類の嫌気生菌はｔ
べてクロストリジウム・パイファーメンタンスと同定さ
れた。
ロニーを形成 ＥＧ血液寒天培地における生育：コロニーの周辺にクリ
アゾーン（溶血［）を形成 酸素に対する挙動：個性嫌気性（０−Ｆテストおよび″
血液寒天平板による好気性試験）耐熱試験（８０
’０．１０分）：生存 菌体の形態 細胞の形状および大きさ：桿菌；１．２Ｘ２〜３μｍ（
ＰＹＧ寒天培地） 細胞の多形性の有無：無 芽胞形成の有無：有；中央または端部に形成（ＰＹＧ寒
天培地） ダラム染色性：陽性 生理学的性質 表１のとおり 以上の性質その他に基づき、前記７種類の嫌気生菌はｔ
べてクロストリジウム・パイファーメンタンスと同定さ
れた。
そして、これらのクロストリジウム・バイファーメンタ
ンスは、ＰＹＧ液体培地による培養において、同じ属ま
たは種に属する標準株と比べると、酢酸生成能において
顕著に異なる性質を示した。すなわち、ＰＹＧ液体培地
中前記条件で２日間嫌気培養した場合、培地中の有機物
の１０％以上を揮発性脂肪酸に変換し、そのときの全揮
発性脂肪酸生成量に対する酢酸生成量の割合（以下、酢
酸−生成比という）は８０重量％以上であったが、同じ
条件で、標準株の場合の酢酸生成比は５０重量％以下で
あった（後記実施例１参照）。
ンスは、ＰＹＧ液体培地による培養において、同じ属ま
たは種に属する標準株と比べると、酢酸生成能において
顕著に異なる性質を示した。すなわち、ＰＹＧ液体培地
中前記条件で２日間嫌気培養した場合、培地中の有機物
の１０％以上を揮発性脂肪酸に変換し、そのときの全揮
発性脂肪酸生成量に対する酢酸生成量の割合（以下、酢
酸−生成比という）は８０重量％以上であったが、同じ
条件で、標準株の場合の酢酸生成比は５０重量％以下で
あった（後記実施例１参照）。
また、表１に示したとおり一般に゛ガス産生が顕著であ
るが、産生ずるガスには１０体積％以上の高率で水素ガ
スが含まれている（表２参照）。
るが、産生ずるガスには１０体積％以上の高率で水素ガ
スが含まれている（表２参照）。
表２ 発酵ガスの水素含有量（マ／マ％）菌株番号
ＰＹＧ液体培地−滅菌洗浄汚泥培地ＤＹＦ４０１
１８ ９ＤＹＦ４０５ ２３
９ＤＹＦ４５１ １４
１１ＤＹＦ６１２ １３
ＢＤＹＦ６２２ １０ １０ＤＹＦ
２，４８２ １２ ９ＤＹＦ２５５
３ １４ ９注： ＰＹＧ培地の場
合は培養２日後、汚泥培地の場合は培養１０日後、発酵
ガスを採取し、ガスクロマトグラフィーにより分析した
。なお、水素以外のガスはほとんど二酸化炭素であった
。
ＰＹＧ液体培地−滅菌洗浄汚泥培地ＤＹＦ４０１
１８ ９ＤＹＦ４０５ ２３
９ＤＹＦ４５１ １４
１１ＤＹＦ６１２ １３
ＢＤＹＦ６２２ １０ １０ＤＹＦ
２，４８２ １２ ９ＤＹＦ２５５
３ １４ ９注： ＰＹＧ培地の場
合は培養２日後、汚泥培地の場合は培養１０日後、発酵
ガスを採取し、ガスクロマトグラフィーにより分析した
。なお、水素以外のガスはほとんど二酸化炭素であった
。
ＰＹＧ液体培地における酢酸生成比は、後記実験例１．
２の結果を対比すると明らかなように、滅菌洗浄汚泥培
地における酢酸生成比と強い相関関係がある。
２の結果を対比すると明らかなように、滅菌洗浄汚泥培
地における酢酸生成比と強い相関関係がある。
そして、一般に嫌気性消化叉応において生成するメタン
の７０％は酢酸を経由し残りの３０％が水素と二酸化炭
素を経由することが、Ｂｒｙａｌらの研究により明らか
にされており、可溶化した有機物の嫌気性菌によるメタ
ンガス化は有機物の酢酸化が進んでいるほど、また第二
のメタンガス化経路として水素の生成が進むほど、速く
進行する。
の７０％は酢酸を経由し残りの３０％が水素と二酸化炭
素を経由することが、Ｂｒｙａｌらの研究により明らか
にされており、可溶化した有機物の嫌気性菌によるメタ
ンガス化は有機物の酢酸化が進んでいるほど、また第二
のメタンガス化経路として水素の生成が進むほど、速く
進行する。
したがって、ＰＹＧ液体培地で２日間嫌気培養したとき
培地中有機動の１０％以上を連発性脂肪酸に変換し且つ
そのときの酢酸生成比が８０重量％以上であり、さらに
発酵ガスの産生が顕著であって水素生成率も高いクロス
トリジウム・パイファーメンタンスすなわち本発明の可
溶他国の、嫌気性消化における可溶他国としての有用性
が確認された。
培地中有機動の１０％以上を連発性脂肪酸に変換し且つ
そのときの酢酸生成比が８０重量％以上であり、さらに
発酵ガスの産生が顕著であって水素生成率も高いクロス
トリジウム・パイファーメンタンスすなわち本発明の可
溶他国の、嫌気性消化における可溶他国としての有用性
が確認された。
上記クロストリジウム脅バイファーメンタンスの７菌株
は、微生物工業技術研究所に寄託ずみであって、それら
の受託番号は下記のとおりである。
は、微生物工業技術研究所に寄託ずみであって、それら
の受託番号は下記のとおりである。
菌株番号 受託番号
ＤＹＦ４０１ 微工研菌寄第１０４９７号ＤＹ
Ｆ ４０５ 微工研菌寄第１０４９８号ＤＹＦ
４５１ ＠１研菌寄第１０４９９号ＤＹＦ６１
２ 微工研菌寄第１０５００号ＤＹＦ ６２２
微工研菌寄第１０５０１号ＤＹＦ２４８２
微工研菌寄第１０５０２号ＤＹＦ２５５３ ＠１
研菌寄第１０５０３号上述のようにすぐれた特性を有す
る本発明の可溶他国を用いる嫌気性消化は、種々の態様
で実施可能である。その代表的な例を以下に示す。
Ｆ ４０５ 微工研菌寄第１０４９８号ＤＹＦ
４５１ ＠１研菌寄第１０４９９号ＤＹＦ６１
２ 微工研菌寄第１０５００号ＤＹＦ ６２２
微工研菌寄第１０５０１号ＤＹＦ２４８２
微工研菌寄第１０５０２号ＤＹＦ２５５３ ＠１
研菌寄第１０５０３号上述のようにすぐれた特性を有す
る本発明の可溶他国を用いる嫌気性消化は、種々の態様
で実施可能である。その代表的な例を以下に示す。
■ 余剰汚泥のようにそれ自体嫌気性微生物を含有する
ものを処理する場合は、本発明の可溶他国を優占菌種と
して作用させるため、本発明の可溶比重の集積培養物を
種菌として高濃度接種する。あるいは、処理しようとす
る廃棄物をまず加熱殺菌処理して他の競合性微生物の影
響を排除し、次いで本発明の可溶他国を接種する。可溶
化した有機物のメタン発酵に必要なメタン菌は、本発明
の可溶他国と同時に接種してもよく、また本発明の可溶
化菫による可溶化終了後に接種してもよい。メタン菌の
種菌としては、通常のメタン発酵槽から引き抜かれた消
化汚泥を用いることができる。使用量は、基質汚泥の殺
菌処理の有無にかかわらず、対基質有機物の５〜１０％
程度でよい。
ものを処理する場合は、本発明の可溶他国を優占菌種と
して作用させるため、本発明の可溶比重の集積培養物を
種菌として高濃度接種する。あるいは、処理しようとす
る廃棄物をまず加熱殺菌処理して他の競合性微生物の影
響を排除し、次いで本発明の可溶他国を接種する。可溶
化した有機物のメタン発酵に必要なメタン菌は、本発明
の可溶他国と同時に接種してもよく、また本発明の可溶
化菫による可溶化終了後に接種してもよい。メタン菌の
種菌としては、通常のメタン発酵槽から引き抜かれた消
化汚泥を用いることができる。使用量は、基質汚泥の殺
菌処理の有無にかかわらず、対基質有機物の５〜１０％
程度でよい。
■ 本発明の可溶他国を任意の方法により担体に固定し
て充填した反応槽に、汚泥等の有機性廃棄物を投入して
有機物を可溶化させる。菌体固定化が本発明の可溶死菌
の優占性を維持するのに有効であるから、被処理廃棄物
は殺菌しておかなくてもよい。メタン発酵は、この反応
槽にメタン菌種菌を被処理廃棄物とともに供給すること
により可溶化と並行して進行させてもよく、また、可溶
化物について別の反応槽において生起させてもよい。
て充填した反応槽に、汚泥等の有機性廃棄物を投入して
有機物を可溶化させる。菌体固定化が本発明の可溶死菌
の優占性を維持するのに有効であるから、被処理廃棄物
は殺菌しておかなくてもよい。メタン発酵は、この反応
槽にメタン菌種菌を被処理廃棄物とともに供給すること
により可溶化と並行して進行させてもよく、また、可溶
化物について別の反応槽において生起させてもよい。
これらの方法において、本発明の可溶死菌の種菌は、た
とえば肉汁、糖蜜、下水処理場で発生する初沈汚泥等を
加熱滅菌処理したものを培地としてあらかじめ嫌気培養
することにより得られた集積培養物の形で用いればよい
。本発明の可溶死菌は運動性が低く、培養槽底部に沈降
し易いので、自然沈降した菌体を槽底かも引き抜くこと
により、容易に菌体濃度の高い集積培養物を得ることが
できる。
とえば肉汁、糖蜜、下水処理場で発生する初沈汚泥等を
加熱滅菌処理したものを培地としてあらかじめ嫌気培養
することにより得られた集積培養物の形で用いればよい
。本発明の可溶死菌は運動性が低く、培養槽底部に沈降
し易いので、自然沈降した菌体を槽底かも引き抜くこと
により、容易に菌体濃度の高い集積培養物を得ることが
できる。
（発明の効果〕
前述のように、本発明の可溶死菌は、汚泥その他の有機
性廃棄物の嫌気性消化に用いると高率で有機物を可溶化
し、且つそのとき、メタン菌による発酵を最も受は易い
酢酸とメタン前駆物質である水素をきわめて高い比率で
生成する。したがって、汚泥の嫌気性消化における前段
酸発酵過程をこの菌に分担させる本発明の消化法は、菌
種に関して全く無対策な従来の嫌気性消化法よりも効率
よく有機物を分解し、かつメタン濃度の高いガスを多量
に得ることができ、装置の小型化と創エネルギーに貢献
することができる。
性廃棄物の嫌気性消化に用いると高率で有機物を可溶化
し、且つそのとき、メタン菌による発酵を最も受は易い
酢酸とメタン前駆物質である水素をきわめて高い比率で
生成する。したがって、汚泥の嫌気性消化における前段
酸発酵過程をこの菌に分担させる本発明の消化法は、菌
種に関して全く無対策な従来の嫌気性消化法よりも効率
よく有機物を分解し、かつメタン濃度の高いガスを多量
に得ることができ、装置の小型化と創エネルギーに貢献
することができる。
また、本発明の可溶死菌は、上述のように酢酸生成比が
高いだけでなく、クロストリジウム・パイファーメンタ
ンスであることにより、 ■ 高熱環境では芽胞を形成して生存するから、至適温
度（約３７℃）付近で利用しているとき事故により高温
になっても死滅しない； ■ 本来偏性嫌気性菌であるが、微好気状態でも死滅す
ることはない。したがって、利用中に空気暴露の機会が
あっても直ちに死滅する恐れがなく、取り扱いが容易で
ある； ■ 好適環境ではクロストリジウム属の中でも芽胞形成
が少なく、したがって代謝能力が高い（芽胞状態は休眠
状態であって、代謝活動がない。）；など、被処理物や
工程条件の安定を期待し難い汚泥等有機性廃棄物の嫌気
性消化に使用するのにきわめて有利な性質を備えている
から、これを用いる本発明の嫌気性消化法は消化条件の
変動があってもそれに左右されることなく安定した成績
を示すという特長がある。
高いだけでなく、クロストリジウム・パイファーメンタ
ンスであることにより、 ■ 高熱環境では芽胞を形成して生存するから、至適温
度（約３７℃）付近で利用しているとき事故により高温
になっても死滅しない； ■ 本来偏性嫌気性菌であるが、微好気状態でも死滅す
ることはない。したがって、利用中に空気暴露の機会が
あっても直ちに死滅する恐れがなく、取り扱いが容易で
ある； ■ 好適環境ではクロストリジウム属の中でも芽胞形成
が少なく、したがって代謝能力が高い（芽胞状態は休眠
状態であって、代謝活動がない。）；など、被処理物や
工程条件の安定を期待し難い汚泥等有機性廃棄物の嫌気
性消化に使用するのにきわめて有利な性質を備えている
から、これを用いる本発明の嫌気性消化法は消化条件の
変動があってもそれに左右されることなく安定した成績
を示すという特長がある。
以上の特長により、本発明の嫌気性消化法は、下水処理
場において発生する余剰汚泥の処理、その他、食品工場
、農畜産物・水産物加工工場等において発生する各種有
機性廃棄物の処理に広く採用可能な有利なものである。
場において発生する余剰汚泥の処理、その他、食品工場
、農畜産物・水産物加工工場等において発生する各種有
機性廃棄物の処理に広く採用可能な有利なものである。
以下、実験例および実施例を示して本発明を説明する。
実験例１
本発明の可溶化筒７種類および標準株３種類を、ＰＹＧ
液体培地を用いて３７°Ｃで４８時間、静置嫌気培養を
行なった。培養終了後、培地を２０００Ｇにて３０分間
遠心分離し、得られた上澄液について、ガスクロマトグ
ラフィーによる揮発性脂肪酸の定量を行なつｔ；。その
結果を表３に示す。
液体培地を用いて３７°Ｃで４８時間、静置嫌気培養を
行なった。培養終了後、培地を２０００Ｇにて３０分間
遠心分離し、得られた上澄液について、ガスクロマトグ
ラフィーによる揮発性脂肪酸の定量を行なつｔ；。その
結果を表３に示す。
なお、標準株３種類は下記のとおりである。
標準株工：理研分譲株Ｃ・パイファーメンタンスＣＭ１
３Ｈ 標準株■：発酵研分譲株Ｃ・アセＩ・ブチリカム１ＦＯ
Ｈ９４Ｂ 標準株■：発酵研分譲株Ｃ・スポロゲネス１ＦＯ１３９
５０実験例２ ＰＹＧ液体培地に替えて滅菌洗浄汚泥培地を用い、培養
日数を２０日間としたほかは実験例１ど同様にして嫌気
培養を行い、その後、揮発性脂肪酸の定量を行なった。
３Ｈ 標準株■：発酵研分譲株Ｃ・アセＩ・ブチリカム１ＦＯ
Ｈ９４Ｂ 標準株■：発酵研分譲株Ｃ・スポロゲネス１ＦＯ１３９
５０実験例２ ＰＹＧ液体培地に替えて滅菌洗浄汚泥培地を用い、培養
日数を２０日間としたほかは実験例１ど同様にして嫌気
培養を行い、その後、揮発性脂肪酸の定量を行なった。
その結果を表４に示す。なお、用いた滅菌洗浄汚泥培地
そのものの揮発性脂肪酸濃度はガスクロマトグラフィー
による検出限界以下であった。
そのものの揮発性脂肪酸濃度はガスクロマトグラフィー
による検出限界以下であった。
実施例１
下水処理場において発生した余剰汚泥１００ｍ１の回分
式嫌気性消化を、本発明の可溶化筒を高濃度に投与して
優占化した状態で行なった。本発明の可溶化薗としては
、ＤＹＦ２５５３またはＤＹＦ６２２を用い、あらかじ
め、３７℃、嫌気状態のＰＹＧ液体培地で３日間静置培
養したのち遠心分離し、生理的食塩水で１回洗浄したも
のを種菌として用いた。メタン菌の種菌としては、都市
下水処理場で発生した消化汚泥５ｍｌを用いた。
式嫌気性消化を、本発明の可溶化筒を高濃度に投与して
優占化した状態で行なった。本発明の可溶化薗としては
、ＤＹＦ２５５３またはＤＹＦ６２２を用い、あらかじ
め、３７℃、嫌気状態のＰＹＧ液体培地で３日間静置培
養したのち遠心分離し、生理的食塩水で１回洗浄したも
のを種菌として用いた。メタン菌の種菌としては、都市
下水処理場で発生した消化汚泥５ｍｌを用いた。
処理した余剰汚泥は、都市下水処理場から採取したもの
をｖＳ濃度が約１％になるよう水道水で希釈したもので
ある。
をｖＳ濃度が約１％になるよう水道水で希釈したもので
ある。
培養は、ガス抜きセプタムを取り付けた２００１容三角
フラスコによる回分培養器を用いて行い、３７°Ｃ１３
０日間の嫌気静置培養とした。培養期間中は発生ガスの
量を測定し、また、培養終了後は発酵残渣の残存ＶＳ量
を調べ、ｖＳ分解率を求めた。
フラスコによる回分培養器を用いて行い、３７°Ｃ１３
０日間の嫌気静置培養とした。培養期間中は発生ガスの
量を測定し、また、培養終了後は発酵残渣の残存ＶＳ量
を調べ、ｖＳ分解率を求めた。
対照試験として、本発明の可溶化筒を加えないほかは上
記と同様にした嫌気性消化を行なった。
記と同様にした嫌気性消化を行なった。
結果を表５に示す。
表５
注： ＶＳ ： Ｖｏｌ＊Ｌｉｌ＊ ５ｏｌｉ４ｓ （
６Ｇ Ｏ℃強熱減量）ＶＳ分解率（％）： 〔初期ＶＳ−残存ＶＳ）Ｘ１００／初期ＶＳ汚泥ｖＳ：
処理した余剰汚泥とメタン菌種菌として加えた消化汚泥
の合計ＶＳ量 投入ｖＳ：本発明の可溶他国の形で持ち込まれたＶＳを
汚泥ＶＳに加えたＶＳ総量 実施例２ 地理対象の余剰汚泥をあらかじめ滅菌しておいたほかは
実施例１と同様にして、余剰汚泥の嫌気性消化を行なっ
た。その結果は表６のとおりであった。
６Ｇ Ｏ℃強熱減量）ＶＳ分解率（％）： 〔初期ＶＳ−残存ＶＳ）Ｘ１００／初期ＶＳ汚泥ｖＳ：
処理した余剰汚泥とメタン菌種菌として加えた消化汚泥
の合計ＶＳ量 投入ｖＳ：本発明の可溶他国の形で持ち込まれたＶＳを
汚泥ＶＳに加えたＶＳ総量 実施例２ 地理対象の余剰汚泥をあらかじめ滅菌しておいたほかは
実施例１と同様にして、余剰汚泥の嫌気性消化を行なっ
た。その結果は表６のとおりであった。
表６
実施例３
本発明の可溶他国をセラミック担体に固定しＩ；ものを
用いて、実施例１の場合と同じ余剰汚泥の嫌気性消化を
行なっｔ；。セラミック担体としては、岩尾磁器（株）
族サドル型セラミックスを用い、これを使用直前に６０
０°Ｃで乾熱滅菌した後、供試菌株集積培養物（嫌気状
態のＰＹＧ液体培地にて３７℃で２日間静置培養したも
の）に２日間浸漬し、培養を続けるとともに担体に菌体
を付着させた。菌体が付着した担体を使用直前に生理食
塩水で洗浄し、供試菌固定化セラミック担体とした。な
お、付着有機物量をｖＳとして測定しておいた。
用いて、実施例１の場合と同じ余剰汚泥の嫌気性消化を
行なっｔ；。セラミック担体としては、岩尾磁器（株）
族サドル型セラミックスを用い、これを使用直前に６０
０°Ｃで乾熱滅菌した後、供試菌株集積培養物（嫌気状
態のＰＹＧ液体培地にて３７℃で２日間静置培養したも
の）に２日間浸漬し、培養を続けるとともに担体に菌体
を付着させた。菌体が付着した担体を使用直前に生理食
塩水で洗浄し、供試菌固定化セラミック担体とした。な
お、付着有機物量をｖＳとして測定しておいた。
培養器としてはガス抜きセプタムを取付けた２００ｍ１
容三角フラスコによる回分培養器を用い、これに、余剰
汚泥１００＋ｌ、供試菌固定化セラミック担体５０ｇ、
およびメタン菌種菌としての消化汚泥５０ｍ１を投入し
た。対照試験として、供試菌固定化担体の代わりに遺体
を固定しないセラミック担体５０ｇを加えたほかは上記
と同様にした消化実験（対照Ｉ）、および余剰汚泥のみ
を培養しそれ自体が含む嫌気性菌群による消化を調べた
実験（対照■）を行なつｌ；。
容三角フラスコによる回分培養器を用い、これに、余剰
汚泥１００＋ｌ、供試菌固定化セラミック担体５０ｇ、
およびメタン菌種菌としての消化汚泥５０ｍ１を投入し
た。対照試験として、供試菌固定化担体の代わりに遺体
を固定しないセラミック担体５０ｇを加えたほかは上記
と同様にした消化実験（対照Ｉ）、および余剰汚泥のみ
を培養しそれ自体が含む嫌気性菌群による消化を調べた
実験（対照■）を行なつｌ；。
上記実験において、実施例１の場合と同様の測定を行な
っｔ；結果を表７および表８に示す。なお、表７中、「
総ＶＳＪは、固定化菌体の形で持ち込まれたｖＳを汚泥
ｖＳに加えた合計ＶＳ量である。
っｔ；結果を表７および表８に示す。なお、表７中、「
総ＶＳＪは、固定化菌体の形で持ち込まれたｖＳを汚泥
ｖＳに加えた合計ＶＳ量である。
表７
Claims (2)
- （１）ＰＹＧ液体培地により３７℃で２日間嫌気培養し
たとき培地中有機物の１０％以上を炭素数２〜６の揮発
性脂肪酸に変換し且つそのとき上記揮発性脂肪酸の全生
成量に対して８０重量％以上の比率で酢酸を生成させ、
さらに、発酵ガスとして１０体積％以上の水素を含有す
るガスを産生するクロストリジウム・バイファーメンタ
ンスを優占菌種として作用させる酸発酵により有機性廃
棄物を可溶化しさらにメタン菌によるメタン発酵を行う
ことを特徴とする有機性廃棄物の嫌気性消化法。 - （２）ＰＹＧ液体培地により３７℃で２日間嫌気培養し
たとき培地中有機物の１０％以上を炭素数２〜６の揮発
性脂肪酸に変換し且つそのとき上記揮発性脂肪酸の全生
成量に対して８０重量％以上の比率で酢酸を生成させさ
らに発酵ガスとして１０体積％以上の水素を含有するガ
スを産生するクロストリジウム・バイファーメンタンス
を担体に固定して充填した反応塔に有機性廃棄物を供給
して酸発酵を生じさせることにより有機物を可溶化し、
同時に、またはその後、有機性廃棄物にメタン菌を接種
してメタン発酵を行うことを特徴とする有機性廃棄物の
嫌気性消化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12665689A JP2611835B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 嫌気性消化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12665689A JP2611835B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 嫌気性消化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02307599A true JPH02307599A (ja) | 1990-12-20 |
| JP2611835B2 JP2611835B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=14940621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12665689A Expired - Lifetime JP2611835B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 嫌気性消化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2611835B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0780435A (ja) * | 1993-09-16 | 1995-03-28 | Kajima Corp | 厨芥の処理方法 |
| CN105441356A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-03-30 | 河北省科学院生物研究所 | 一种双酶梭菌z-13及其应用 |
| CN106285581B (zh) * | 2016-08-23 | 2018-09-04 | 中国矿业大学(北京) | 一种利用本源菌提高煤层气产量的方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107312716B (zh) * | 2017-07-21 | 2020-11-10 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 一种煤层厌氧产甲烷菌群的菌种保藏方法 |
-
1989
- 1989-05-22 JP JP12665689A patent/JP2611835B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN105441356A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-03-30 | 河北省科学院生物研究所 | 一种双酶梭菌z-13及其应用 |
| CN106285581B (zh) * | 2016-08-23 | 2018-09-04 | 中国矿业大学(北京) | 一种利用本源菌提高煤层气产量的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2611835B2 (ja) | 1997-05-21 |
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