バイオガス発生量の減少を抑制する乳酸菌を用いた混合メタン発酵原料の貯留方法の開発

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本研究の目的は、農村地域で発生する生ごみと農業集落排水汚泥（以下、集排汚泥）を原料とする混合メタン発酵において、バイオガス発生量減少の原因となる混合原料の腐敗を、生ごみ由来乳酸菌の乳酸発酵を利用した原料混合槽の管理により抑制する手法を開発することである。本年度は、まず、集排汚泥と生ごみを混合貯留した際の乳酸発酵阻害とそれに伴う腐敗抑制効果の低減可能性の有無について検証することを目的として、３種類の異なる処理方式の集排施設（回遊式間欠ばっ気方式、オキシデーションディッチ方式、嫌気性ろ床方式）から採取した汚泥を対象に、成分分析と乳酸菌数測定、微生物群集構造の解析（アンプリコンシーケンス解析）を行った。成分に関しては、乳酸菌の基質となるグルコースや過多の場合に発酵阻害となりうるナトリウム等を分析した。生ごみ（農村地域の生ごみおよび模擬生ごみ）についても同様の分析を行い、考察の参考とした。分析の結果、各集排汚泥の乳酸菌数は生ごみよりも2～3オーダー低かった。グルコースは生ごみで0.70～0.97g/100g検出されたのに対し、いずれの処理方式の集排汚泥でも不検出であった。乳酸菌の基質となるグルコースが集排汚泥中にほとんど存在しないため、集排汚泥中の乳酸菌は生ごみに比べて少なかったと考えられる。ナトリウム濃度はいずれの処理方式の集排汚泥でも生ごみの1/10以下であり、発酵阻害が懸念される濃度よりも十分低かった。微生物群集構造については、各集排汚泥間で微生物種の存在割合に差はあるものの、集排汚泥中の主要な微生物種は類似していた。乳酸発酵との競合反応を引き起こし得るClostridia目の存在割合は数%であった。以上より、今回対象とした集排汚泥に関しては、生ごみとの混合貯留の際に乳酸発酵阻害を生じ得る明確な要素は確認されなかった。