生物膜内におけるpH勾配形成を利用した新しい高効率メタン発酵法の開発

利用生物膜内 pH 梯度形成的新型高效甲烷发酵方法

• 批准号: 06750583
• 负责人: 松本 明人
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750583/
• 关键词: UASB; 遊離脂肪酸濃度; pH; 残存COD濃度; pH勾配; グラニュール汚泥

実験はグラニュール汚泥をUASBリアクター(有効容積2.5l)に充填し、基質にグルコースを用い、温度35℃、HRT1.25日の下でおこなった。その結果、pH7、残存COD濃度2000mg/lでメタン発酵は阻害された。そこで緩衝剤の量を増やし、pHを高めたところ、pH7.1を超えるあたりから、COD除去率の改善や流出COD濃度の低下が観察された。この現象を遊離脂肪酸濃度を用いて解析したところ、遊離脂肪酸濃度が10mg/lを超えるとメタン生成が阻害されることがわかった。この結果は完全混合型反応槽で得られた結果と一致している。そこで、pH6.2での嫌気性流動床の運転で以前に得られた結果を遊離脂肪酸濃度で整理したところ、pH6.2においても遊離脂肪酸濃度が数mg/l程度であればメタン生成は阻害されないことが説明できた。今回の実験結果もあわせて考えると、嫌気性流動床においてpH6.2でもメタン生成が阻害されなかった理由としては、生物膜内部にpH勾配が形成されることを考えるより遊離脂肪酸濃度で考えたほうが合理的であると思われる。すなわち本研究での提案プロセスは、生物膜内部にpH勾配が形成されることを利用した高効率メタン発酵運転法というより、反応槽内pHと残存揮発性脂肪酸濃度より決まる遊離脂肪酸濃度を10mg/l以下に保ち、メタン生成を阻害させないようにしながら槽内pHを酸生成に最適な6.5以下に合わせ酸生成を促進させ、メタン発酵全体の効率化を図る運転法と考えられる。このほか、生成ガスのメタン含有量が高い(およそ50%以上)ほど、グラニュール汚泥床でのガスの蓄積が起こりにくいことがわかった。

UASB (available capacity 2.5l) is filled in, substrate is used at 35℃ and HRT is 1.25 days. Results: pH7, residual COD concentration 2000mg/l. Increase in buffer concentration, pH, pH 7.1, COD removal rate, and decrease in effluent COD concentration The phenomenon of free fatty acid concentration is analyzed by the method of free fatty acid concentration analysis. The free fatty acid concentration is 10mg/l. The results are consistent with those of the completely mixed anti-groove. The results of the operation of the suspended fluidized bed at pH 6.2 and pH 6.2 were as follows: the concentration of free fatty acids was adjusted to several mg/l, and the formation of free fatty acids was inhibited. The results of this study show that pH 6.2 is the most important factor to prevent the formation of free fatty acids in biofilms. In this study, we proposed that pH in biofilm should be adjusted for formation, and that the pH and residual volatile fatty acid concentration in the reaction tank should be adjusted to 10mg/l or less for free fatty acid formation, and that pH in the reaction tank should be adjusted to 6.5 or less for acid formation, so as to promote acid formation. The whole process of evolution is a process of evolution. The content of sludge in sludge bed is high (more than 50%), and the accumulation of sludge in sludge bed is high.