嫌気好気活性汚泥法の余剰汚泥による生物分解性プラスチック生産の影響因子の検討

近年、環境中で微生物により容易に分解されうる生物分解性プラスチックであるポリヒドロキシアルカノエイト(以下PHAと略す)が注目されるようになった。一方、嫌気好気法と呼ばれるリンの除去法において系内に集積するリン蓄積細菌は、嫌気条件下で有機物を摂取してPHAを生産する能力を持つ。本研究では(1)嫌気好気法の嫌気工程において大気中から微量に溶解する酸素が汚泥のPHAの実験能力に与える影響、(2)酸素供給速度とPHA蓄積量・速度の定量的な関係、の2点を生産的に検討した上で、汚泥の乾燥重量あたりのPHA含有率を最終的に50%程度にまで引き上げるためのプラント運転条件およびPHA生産条件を検討した。その結果、以下のような知見が得られた。(1)嫌気好気法回分リアクターの嫌気工程に異なる量の微量酸素を供給したとき、空気供給量0.2〜1.2ml/min/10Lの場合のPHA蓄積の速度が速く、空気量がそれより多くても少なくてもPHA蓄積速度は遅かった。微好気量がこの範囲内であればPHA蓄積能力の高い微生物が集積できることが分かった。(2)微好気量1.2ml/min/10Lで集積した微生物を用いてPHA生産を行ったところ、30時間後に初期乾燥菌体重量の150%(菌体重量の60%)のPHA蓄積が観察された。(3)微生物が優れたPHA能力を持っていれば、空気を充分に供給することで高いPHA生産量を得ることが可能である。(4)PHB顆粒の染色を行った結果、糸状性細菌がPHB蓄積に関与していることがわかった。嫌気好気法の嫌気工程に微量の酸素を導入したときになぜPHA生産能力の高い微生物が集積されるのかを明らかにすることは今後の課題である。

近年、環境中で微生物により容易に分解されうる生物分解性プラスチックであるポリヒドロキシアルカノエイト(以下PHAと略す)が注目されるようになった。一方、嫌気好気法と呼ばれるリンの除去法において系内に集積するリン蓄積細菌は、嫌気条件下で有機物を摂取してPHAを生産する能力を持つ。本研究では(1)嫌気好気法の嫌気工程において大気中から微量に溶解する酸素が汚泥のPHAの実験能力に与える影響、(2)酸素供給速度とPHA蓄積量・速度の定量的な関係、の2点を生産的に検討した上で、汚泥の乾燥重量あたりのPHA含有率を最終的に50%程度にまで引き上げるためのプラント運転条件およびPHA生産条件を検討した。その結果、以下のような知見が得られた。(1)嫌気好気法回分リアクターの嫌気工程に異なる量の微量酸素を供給したとき、空気供給量0.2〜1.2ml/min/10Lの場合のPHA蓄積の速度が速く、空気量がそれより多くても少なくてもPHA蓄積速度は遅かった。微好気量がこの範囲内であればPHA蓄積能力の高い微生物が集積できることが分かった。(2)微好気量1.2ml/min/10Lで集積した微生物を用いてPHA生産を行ったところ、30時間後に初期乾燥菌体重量の150%(菌体重量の60%)のPHA蓄積が観察された。(3)微生物が優れたPHA能力を持っていれば、空気を充分に供給することで高いPHA生産量を得ることが可能である。(4)PHB顆粒の染色を行った結果、糸状性細菌がPHB蓄積に関与していることがわかった。嫌気好気法の嫌気工程に微量の酸素を導入したときになぜPHA生産能力の高い微生物が集積されるのかを明らかにすることは今後の課題である。