JPH06182397A - メタン生成菌培養方法 - Google Patents
メタン生成菌培養方法Info
- Publication number
- JPH06182397A JPH06182397A JP33604092A JP33604092A JPH06182397A JP H06182397 A JPH06182397 A JP H06182397A JP 33604092 A JP33604092 A JP 33604092A JP 33604092 A JP33604092 A JP 33604092A JP H06182397 A JPH06182397 A JP H06182397A
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- methane fermentation
- hydrogen
- culture solution
- tank
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、メタン発酵法におけるメタン生成菌
の基質である水素を供給してメタン生成菌を培養するメ
タン生成菌培養方法を提供することにある。 【構成】本発明のメタン生成菌培養方法は、メタン発酵
槽と曝気槽を備えたメタン生成菌培養装置において、前
記メタン発酵槽の培養液中に陰極を，前記曝気槽の培養
液中に陽極を設けると共に前記メタン発酵槽の培養液と
前記曝気槽の培養液とを伝導性溶液が充填された管で橋
渡して、前記陽・陰極間に直流電圧を印加して陰極に電
流を流すことにより発生する水素をメタン生成菌の基質
として供給するようにしているので、必要量の水素を供
給しながらメタン生成菌を培養することができる。
の基質である水素を供給してメタン生成菌を培養するメ
タン生成菌培養方法を提供することにある。 【構成】本発明のメタン生成菌培養方法は、メタン発酵
槽と曝気槽を備えたメタン生成菌培養装置において、前
記メタン発酵槽の培養液中に陰極を，前記曝気槽の培養
液中に陽極を設けると共に前記メタン発酵槽の培養液と
前記曝気槽の培養液とを伝導性溶液が充填された管で橋
渡して、前記陽・陰極間に直流電圧を印加して陰極に電
流を流すことにより発生する水素をメタン生成菌の基質
として供給するようにしているので、必要量の水素を供
給しながらメタン生成菌を培養することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業廃水や家庭廃水の
下水汚泥など処理するメタン発酵法におけるメタン生成
菌の培養方法に関する。
下水汚泥など処理するメタン発酵法におけるメタン生成
菌の培養方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業廃水や家庭廃水の下水汚泥などに含
まれている有機物を嫌気性細菌の作用によりメタンや二
酸化炭素に還元分解する処理方法の代表としてメタン発
酵法が知られている。このメタン発酵法は所要動力が少
なくかつ回収したガスが利用できるという特徴を持って
いるので、エネルギー再利用の観点からも注目されてい
る。
まれている有機物を嫌気性細菌の作用によりメタンや二
酸化炭素に還元分解する処理方法の代表としてメタン発
酵法が知られている。このメタン発酵法は所要動力が少
なくかつ回収したガスが利用できるという特徴を持って
いるので、エネルギー再利用の観点からも注目されてい
る。
【０００３】メタン発酵は廃水中の多様な有機物を多種
類の微生物が分解し、最終的にメタン生成菌によってメ
タンが生成されるものである。メタン生成菌は水素と二
酸化炭素の混合ガス，蟻酸，メタノール，酢酸，メチル
アミン等からメタンを生成する。メタン生成菌が成育の
基質として利用できる有機化合物は種類が少なく、これ
ら５種類の基質を全て利用できるメタン生成菌はない。
メタノール，酢酸，メチルアミンは一部の限られたメタ
ン菌群しか利用できないが、水素と二酸化炭素の混合ガ
スはごく一部を除いて、ほとんど全てのメタン生成菌が
メタン生成の基質として利用することができる。従っ
て、メタン生成菌は増殖のためのエネルギーを、水素を
二酸化炭素によって酸化するという嫌気呼吸により得ら
れるものと考えられている。
類の微生物が分解し、最終的にメタン生成菌によってメ
タンが生成されるものである。メタン生成菌は水素と二
酸化炭素の混合ガス，蟻酸，メタノール，酢酸，メチル
アミン等からメタンを生成する。メタン生成菌が成育の
基質として利用できる有機化合物は種類が少なく、これ
ら５種類の基質を全て利用できるメタン生成菌はない。
メタノール，酢酸，メチルアミンは一部の限られたメタ
ン菌群しか利用できないが、水素と二酸化炭素の混合ガ
スはごく一部を除いて、ほとんど全てのメタン生成菌が
メタン生成の基質として利用することができる。従っ
て、メタン生成菌は増殖のためのエネルギーを、水素を
二酸化炭素によって酸化するという嫌気呼吸により得ら
れるものと考えられている。
【０００４】ところで、メタン生成菌は偏性嫌気性菌で
あるため、慎重な嫌気操作が必要で取扱いも困難であり
増殖が遅い。水素と二酸化炭素の混合ガスを基質とする
場合の従来の培養方法は、気層に水素と二酸化炭素を
４：１の割合で充満させ、定期的にガスの追加を行って
いた。しかし、水素は培養液中に溶け込みにくいため２
〜３ａｔｍに加圧する必要があった。
あるため、慎重な嫌気操作が必要で取扱いも困難であり
増殖が遅い。水素と二酸化炭素の混合ガスを基質とする
場合の従来の培養方法は、気層に水素と二酸化炭素を
４：１の割合で充満させ、定期的にガスの追加を行って
いた。しかし、水素は培養液中に溶け込みにくいため２
〜３ａｔｍに加圧する必要があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、メタ
ン生成菌は偏性嫌気性菌であることから増殖に時間がか
かるため、効率の良い培養方法が必要である。しかし、
従来の培養方法では水素と二酸化炭素の混合ガスを気層
中に充満させているので、培養液中に溶解しにくく、ま
た水素ガス量を調整するのが極めて難しいという問題が
あった。
ン生成菌は偏性嫌気性菌であることから増殖に時間がか
かるため、効率の良い培養方法が必要である。しかし、
従来の培養方法では水素と二酸化炭素の混合ガスを気層
中に充満させているので、培養液中に溶解しにくく、ま
た水素ガス量を調整するのが極めて難しいという問題が
あった。
【０００６】本発明は上記問題を解消するためになされ
たもので、その目的はメタン発酵法におけるメタン生成
菌の基質である水素を供給してメタン生成菌を培養する
メタン生成菌培養方法を提供することにある。
たもので、その目的はメタン発酵法におけるメタン生成
菌の基質である水素を供給してメタン生成菌を培養する
メタン生成菌培養方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のメタン生成菌培養方法は、メタン発酵槽と
曝気槽を備えたメタン生成菌培養装置において、前記メ
タン発酵槽の培養液中に陰極を，前記曝気槽の培養液中
に陽極を設けると共に前記メタン発酵槽の培養液と前記
曝気槽の培養液とを伝導性溶液が充填した管で橋渡し、
前記陽・陰極間に直流電圧を印加して陰極に電流を流す
ことにより発生する水素をメタン生成菌の基質として供
給するようにしたことを特徴とする。
に、本発明のメタン生成菌培養方法は、メタン発酵槽と
曝気槽を備えたメタン生成菌培養装置において、前記メ
タン発酵槽の培養液中に陰極を，前記曝気槽の培養液中
に陽極を設けると共に前記メタン発酵槽の培養液と前記
曝気槽の培養液とを伝導性溶液が充填した管で橋渡し、
前記陽・陰極間に直流電圧を印加して陰極に電流を流す
ことにより発生する水素をメタン生成菌の基質として供
給するようにしたことを特徴とする。
【０００８】また、本発明の電極としてはカーボン，白
金，金，ニッケル，鉛などが挙げられる。さらに、気層
中に水素分圧調整装置を設置して水素分圧を測定し、電
流の強さによって水素量を自動調整することも可能であ
る。
金，金，ニッケル，鉛などが挙げられる。さらに、気層
中に水素分圧調整装置を設置して水素分圧を測定し、電
流の強さによって水素量を自動調整することも可能であ
る。
【０００９】
【作用】本発明によれば、培養液中に設けた電極に電流
を流すことにより発生する水素をメタン生成菌の基質に
用いることができるので、必要量の水素を供給しながら
メタン生成菌を培養することができる。また、電極の陽
極側には酸素が発生することから好気性細菌の培養槽と
して利用することができる。
を流すことにより発生する水素をメタン生成菌の基質に
用いることができるので、必要量の水素を供給しながら
メタン生成菌を培養することができる。また、電極の陽
極側には酸素が発生することから好気性細菌の培養槽と
して利用することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図１は本発明の一実施例のメタン生成菌培養装置の
構成図である。同図に示すように、それぞれ培地流入管
１を備えたメタン発酵槽２と曝気槽３を並置する。メタ
ン発酵槽２の底部には陰極側のカーボン電極５を設け、
また曝気槽３の底部には陽極側のカーボン電極６を設け
ている。さらにメタン発酵槽２と曝気槽３の間には飽和
塩化カリウム溶液の寒天で充填したガラス管４を橋渡し
している。陰極側のカーボン電極５と陽極側のカーボン
電極６は電源７に接続されている。８は水素分圧調整装
置、９はガス管開閉弁、１０はガス流出管、１１はガス
捕集瓶、１２はガス生成量測定瓶である。
る。図１は本発明の一実施例のメタン生成菌培養装置の
構成図である。同図に示すように、それぞれ培地流入管
１を備えたメタン発酵槽２と曝気槽３を並置する。メタ
ン発酵槽２の底部には陰極側のカーボン電極５を設け、
また曝気槽３の底部には陽極側のカーボン電極６を設け
ている。さらにメタン発酵槽２と曝気槽３の間には飽和
塩化カリウム溶液の寒天で充填したガラス管４を橋渡し
している。陰極側のカーボン電極５と陽極側のカーボン
電極６は電源７に接続されている。８は水素分圧調整装
置、９はガス管開閉弁、１０はガス流出管、１１はガス
捕集瓶、１２はガス生成量測定瓶である。
【００１１】次に、本実施例の作用について説明する。
メタン発酵槽２と曝気槽３にはそれぞれの培地流入管１
から所要高さまで培地を流入しておく。電源７から０．
５Ｖ以上の電圧をかけると、電流は電源７，電極６，曝
気槽３の培地，ガラス管４内の飽和塩化カリウム溶液の
寒天，メタン発酵槽２の培地，電極５，電源７に至る回
路を流れる。そうすると、陰極側のカーボン電極５から
水素ガスが発生し、また陽極側のカーボン電極６からは
酸素ガスが発生する。この陰極側のカーボン電極５から
発生した水素を基質として用いメタン発酵が行われる。
また、炭素源としては二酸化炭素の代りに炭酸水素ナト
リウムを培養液中に加える。
メタン発酵槽２と曝気槽３にはそれぞれの培地流入管１
から所要高さまで培地を流入しておく。電源７から０．
５Ｖ以上の電圧をかけると、電流は電源７，電極６，曝
気槽３の培地，ガラス管４内の飽和塩化カリウム溶液の
寒天，メタン発酵槽２の培地，電極５，電源７に至る回
路を流れる。そうすると、陰極側のカーボン電極５から
水素ガスが発生し、また陽極側のカーボン電極６からは
酸素ガスが発生する。この陰極側のカーボン電極５から
発生した水素を基質として用いメタン発酵が行われる。
また、炭素源としては二酸化炭素の代りに炭酸水素ナト
リウムを培養液中に加える。
【００１２】この生成された水素ガスはガス流出管１０
を通り、飽和食塩水の入ったガス捕集瓶１１に導かれ
る。この流入した水素ガスの分だけ飽和食塩水がガス生
成量測定瓶１２に流下するので、その量を生成水素ガス
量として測定する。さらに、ガスクロマトグラフでメタ
ン発生を確認する。なお、水素分圧を測定する場合に
は、ガス管開閉弁９を閉じて行う。水素量は水素分圧調
整装置８で測定し、電流の強さによっても自動調整す
る。
を通り、飽和食塩水の入ったガス捕集瓶１１に導かれ
る。この流入した水素ガスの分だけ飽和食塩水がガス生
成量測定瓶１２に流下するので、その量を生成水素ガス
量として測定する。さらに、ガスクロマトグラフでメタ
ン発生を確認する。なお、水素分圧を測定する場合に
は、ガス管開閉弁９を閉じて行う。水素量は水素分圧調
整装置８で測定し、電流の強さによっても自動調整す
る。
【００１３】ここで、水素資化性メタン生成菌とシュー
ドモナス属の培養について説明する。本実施例では、メ
タン発酵槽２で水素資化性菌のMethanococcus voltae
(DSM1537)を、曝気槽３でメタン発酵の酸生成に関与す
るPseudomonas cepacia (ATCC10856) を培養した。培地
はメタン生成菌はＤＳＭのカタログを参照し、シュード
モナスはＬＢ培地を用いた。なお、温度は３５℃で培養
した。
ドモナス属の培養について説明する。本実施例では、メ
タン発酵槽２で水素資化性菌のMethanococcus voltae
(DSM1537)を、曝気槽３でメタン発酵の酸生成に関与す
るPseudomonas cepacia (ATCC10856) を培養した。培地
はメタン生成菌はＤＳＭのカタログを参照し、シュード
モナスはＬＢ培地を用いた。なお、温度は３５℃で培養
した。
【００１４】図２に産生ガス中のメタン濃度を示す。本
実施例の場合、実線で示すように７日間でメタン濃度は
８０％で一定になった。なお、培養条件を前記実施例と
同様にし、メタン発酵槽に電極を設けず、水素と二酸化
炭素の混合ガスを気層に充満した比較例についての結果
を図２の点線で示した。
実施例の場合、実線で示すように７日間でメタン濃度は
８０％で一定になった。なお、培養条件を前記実施例と
同様にし、メタン発酵槽に電極を設けず、水素と二酸化
炭素の混合ガスを気層に充満した比較例についての結果
を図２の点線で示した。
【００１５】図２から明らかなように、比較例は点線で
示すように培養開始後１２日間でメタン濃度は８０％で
一定となった。一方、本実施例は実線で示すように培養
開始後７日間でメタン濃度は８０％で一定になった。従
って、本実施例は従来例に比べて約２倍速く、メタン生
成効率が高いことが認められた。
示すように培養開始後１２日間でメタン濃度は８０％で
一定となった。一方、本実施例は実線で示すように培養
開始後７日間でメタン濃度は８０％で一定になった。従
って、本実施例は従来例に比べて約２倍速く、メタン生
成効率が高いことが認められた。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のメタン生
成菌培養方法によると、メタン生成に必要な水素を調整
しながら供給できるので、メタン生成効率が高いことか
ら効率よく培養することができる。
成菌培養方法によると、メタン生成に必要な水素を調整
しながら供給できるので、メタン生成効率が高いことか
ら効率よく培養することができる。
【図１】本発明の一実施例の概略構成図。
【図２】本発明の実施例と比較例との効果を比較した
図。
図。
１…培地流入管、２…メタン発酵槽、３…曝気槽、４…
ガラス管、５…カーボン電極（陰極）、６…カーボン電
極（陽極）、７…電源、８…水素分圧調整装置、９…ガ
ス管開閉弁、１０…ガス流出管、１１…ガス捕集瓶、１
２…ガス生成量測定瓶。
ガラス管、５…カーボン電極（陰極）、６…カーボン電
極（陽極）、７…電源、８…水素分圧調整装置、９…ガ
ス管開閉弁、１０…ガス流出管、１１…ガス捕集瓶、１
２…ガス生成量測定瓶。
Claims (1)
- 【請求項１】 メタン発酵槽と曝気槽を備えたメタン生
成菌培養装置において、前記メタン発酵槽の培養液中に
陰極を，前記曝気槽の培養液中に陽極を設けると共に前
記メタン発酵槽の培養液と前記曝気槽の培養液とを伝導
性溶液が充填した管で橋渡し、前記陽・陰極間に直流電
圧を印加して陰極に電流を流すことにより発生する水素
をメタン生成菌の基質として供給するようにしたことを
特徴とするメタン生成菌培養方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33604092A JPH06182397A (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | メタン生成菌培養方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33604092A JPH06182397A (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | メタン生成菌培養方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06182397A true JPH06182397A (ja) | 1994-07-05 |
Family
ID=18295086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33604092A Pending JPH06182397A (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | メタン生成菌培養方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06182397A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001005716A1 (en) * | 1999-07-14 | 2001-01-25 | Akzo Nobel N.V. | Microbiological removal of bromine salts from fluid streams |
| EP2243838A1 (de) * | 2009-04-22 | 2010-10-27 | Joas, Elisabeth | Verfahren zur Herstellung von Methan durch Fermentation von Biomasse, wobei während der Versäuerung freigesetzte Wasserstoffionen an einer Kathode reduziert werden und gasförmiger Wasserstoff abgezogen wird |
| JP2023128567A (ja) * | 2022-03-03 | 2023-09-14 | 住友重機械工業株式会社 | メタン発酵処理システム及びメタン発酵の処理方法 |
-
1992
- 1992-12-16 JP JP33604092A patent/JPH06182397A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001005716A1 (en) * | 1999-07-14 | 2001-01-25 | Akzo Nobel N.V. | Microbiological removal of bromine salts from fluid streams |
| US6755971B2 (en) | 1999-07-14 | 2004-06-29 | Akzo Nobel N.V. | Microbiological removal of bromine salts from fluid streams |
| EP2243838A1 (de) * | 2009-04-22 | 2010-10-27 | Joas, Elisabeth | Verfahren zur Herstellung von Methan durch Fermentation von Biomasse, wobei während der Versäuerung freigesetzte Wasserstoffionen an einer Kathode reduziert werden und gasförmiger Wasserstoff abgezogen wird |
| JP2023128567A (ja) * | 2022-03-03 | 2023-09-14 | 住友重機械工業株式会社 | メタン発酵処理システム及びメタン発酵の処理方法 |
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