Regional resource and energy circulation by lactate fermentation and photosynthetic bacteria

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1）乳酸発酵による浄化槽汚泥および生ごみ収集の一体化生ごみの乳酸発酵による浄化槽内貯留および前処理手法の開発に関連して、引抜頻度が数ヶ月の場合の浄化槽汚泥にはトイレットペーパー由来の成分が含まれていた。そこで浄化槽内に貯蔵される廃棄物系バイオマスとして、トイレットペーパーに着目して、同様の貯留実験を実験室規模の反応器を用いて行った。その結果、初期pHが4付近の場合、トイレットペーパーが分解されなかったと考えられた。また、乳酸濃度の増加も観察された。初期pHが6付近の場合、トイレットペーパーはメタン、酪酸などに分解された。乳酸発酵状況を制御することで、生活排水中のトイレットペーパーからのエネルギー回収が期待できることが示された。2）光合成微生物によるメタン発酵汚泥の肥料価値向上肥料高品質化技術の開発として、下水汚泥由来の光合成微生物を人工基質を用いて人工気象器内で長期的に培養した結果、Rhodospirillum属近縁種が優占している集積培養液が得られている。光合成微生物の増殖状況を把握する方法として、カロテノイドや遺伝子解析の適用性が確認されている。そこで、人工培地や実際の下水由来試料を用いる培養実験を人工気象器内で行いながら、特に対数増殖相に着目して、実下水試料の性状や混在物質が比増殖速度に及ぼす影響を考察した。定期的に基質を交換する連続培養実験では、異なる基質濃度条件を設定した。そして、連続培養時の基質濃度および水理学的滞留時間の影響を考察するために、モデル式を構築した。基質である酢酸濃度と比増殖速度の関係を解析したところ、酢酸濃度に関する半飽和定数は1,100 mg/Lであった。求めた値を当てはめたモデル計算により、光合成微生物の増殖に関する実験結果を概ね再現でき、安定した増殖には水理学的滞留時間4.7日以上が必要であることが示された。