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メタン発酵嫌気性微生物へのマイクロ波非熱的作用機構と最適照射条件の解明

阐明甲烷发酵厌氧微生物的非热微波作用机制和最佳照射条件

基本信息

批准号：
22K14353
负责人：
戸苅丈仁
金额：
$ 3万
依托单位：
Tottori University of Environmental Studies
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14353/
关键词：
メタン発酵バイオガスマイクロ波嫌気性消化

项目摘要

①マイクロ波照射による溶解性タンパク質への影響下水余剰汚泥及び消化汚泥に対し、マイクロ波照射を行い、溶解性タンパク質の変化を調査した。到達温度が高音となる条件での余剰汚泥への照射では溶解性CODは増加したが、溶解性タンパク質は減少するケースも見られた。低温（17℃）となる条件では溶解成分からのバイオガス生成量は増加し、バイオガス生成速度も増加した。消化汚泥への照射では溶解性CODに大きな変化が見られない条件でも、溶解性タンパク質に変化が見られる条件が確認された。タンパク質の変化を明らかにすることでマイクロ波照射が菌体へどのような作用を及ぼしているかの解明に寄与できる可能性がある。②マイクロ波照射による生菌数の変化嫌気性消化槽から採取した消化汚泥に対してマイクロ波照射を行い、照射後の生菌数（好気性細菌・通性嫌気性細菌）の変化を調べるとともに、その消化汚泥を種菌としてメタン発酵回分式実験を2回行った。実験①、②ともに照射後の到達温度の上昇とともに、生菌数は減少した。また、到達温度が30度以下では生菌数に大きな変化はみられなかった。その後、余剰汚泥を基質として回分式実験を実施したところ、実験①では到達温度が55度以下の条件では速度定数が増加した。バイオガス生成量は生菌数の減少とともに低減した。実験②では生菌数の最も小さくなった条件では最もバイオガス生成速度定数が小さくなったが、バイオガス生成量は最も大きい結果となった（18％の増加）。マイクロ波を加音装置として用いる場合には菌体へのマイクロ波照射の影響の解明が必要である。マイクロ波により速度定数やバイオガス生成量の増加がみられる条件があったため、これらを利用することによるより効率的なメタン発酵システムの可能性が示された。

(1) The effect of microwave irradiation on solubility and quality of sewage sludge and digested sludge was investigated. When the temperature is high enough, the residual sludge is irradiated, and the solubility COD increases, and the solubility quality decreases. Under the condition of low temperature (17℃), the amount of dissolved components increased, and the rate of dissolved components increased. The irradiation of digested sludge can determine the conditions for the increase of COD solubility and the conditions for the change of COD solubility. It is possible to change the quality of the organism by irradiation of the organism and to change the expression of the organism by irradiation. 2. The number of bacteria in the digestion tank after irradiation is adjusted to the number of bacteria in the digestion tank after irradiation. After irradiation, the arrival temperature increased and the number of bacteria decreased. When the temperature is below 30 degrees, the number of bacteria is large. The temperature of the sludge reached below 55 degrees Celsius and the speed of the sludge was increased. The number of bacteria produced by the bacteria decreased. 2. The minimum number of bacteria is determined by the minimum number of bacteria, and the maximum number of bacteria is determined by the maximum number of bacteria. The maximum number of bacteria is determined by the maximum number of bacteria. It is necessary to understand the influence of bacterial radiation on the application of sound adding devices. The possibility of increasing the number of waves generated is shown.