消化汚泥からバイオガスを生産する環境バイオテクノロジー基盤研究

消化污泥制沼气环境生物技术基础研究

• 批准号: 22K12430
• 负责人: 藤井 克彦
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kogakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12430/
• 关键词: 消化汚泥

下水汚泥は我が国の主要な産業廃棄物であり、その減容手段として嫌気消化法が普及しているが、それでも減容率は30%にとどまり、残り70%は『これ以上は生分解が進みにくい残渣（消化汚泥）』として残存する。最近になって研究代表者は、この消化汚泥を基質としてバイオガスを発酵生産できる嫌気菌叢を取得した。他方、研究代表者は10% 二酸化炭素（CO2）を通気したアルカリ性培養液で増殖する微細藻類も保有しているが、CO2はアルカリ性の水に溶解するので、アルカリpHで生育できる微細藻類の培養液にバイオガスを通すことで、ガス中のCO2の固定化が期待できる。そこで本研究では、消化汚泥発酵菌叢と微細藻類を併用することで、消化汚泥からバイオガスを追加生産し、さらにバイオガスからCO2を除去できる技術の基盤研究を行う。今年度は、汚泥発酵菌叢がどのような微生物種から構成されているのかを属種レベルで明らかにした。解析の結果、菌叢には、消化汚泥の加水分解と酸生成を担う真正細菌としてEnterobacter属がClostridium属が主要メンバーとして、また、Pseudomonas属も存在することがわかった。メタン生成アーキアは，Methanobacterium属とMethanosarcina属に加え、系統分類学的位置が定まっていないアーキアの一群も存在していた。菌叢には糸状菌の存在も確認された．糸状菌は前述のPseudomonas属と同様に一般には好気性微生物であるが、継代培養を繰り返しても淘汰されずに安定して菌叢内に存在し続けていることから、硝酸呼吸等で菌叢内の酸化還元電位の低下（嫌気化）に貢献していると推察された。さらに、アルカリpH下で高濃度CO2に適応した野生藻類10株の最適生育条件も検討した。実験の結果、CO2が炭酸塩として溶解しやすいpH10-11程度でも良好に生育できる株を4株特定した。

Sewage sludge は I が の な main industries 廃 outcast で あ り, そ の capacity reduction means と し て too 気 digestion method が popularization し て い る が, そ れ で も は capacity reduction rate 30% に と ど ま り and residual り 70% は "こ れ above は が raw decomposition into み に く い residue (digested sludge)" と し て residual す る. Representatives recently に な っ て research は, こ の digested sludge を matrix と し て バ イ オ ガ ス を 発 yeast production で き る too 気 flora を obtain し た. Other parties, research representatives, youdaoplaceholder2 10% Two acidification carbon (CO2) を tong 気 し た ア ル カ リ で raised sexual cultures of colonization す る micro algae も retain し て い る が, CO2 は ア ル カ リ sex の water dissolve に す る の で, ア ル カ リ pH で fertility で き る に の cultures of micro algae バ イ オ ガ ス を tong す こ と で, ガ ス の の in CO2 immobilized が expect で き る. そ こ で this study で は, digestion sludge 発 leaven flora と を micro algae and す る こ と で, digestion sludge か ら バ イ オ ガ ス を additional production し, さ ら に バ イ オ ガ ス か ら を remove CO2 で き の る technology base line を う disc research. Our は 発 leaven, sludge flora が ど の よ う な microbial species か ら constitute さ れ て い る の か レ を taxa ベ ル で Ming ら か に し た. Analytical の results, flora に の は, digestion sludge hydrolysis と acid generated を bear う real bacteria と し て Enterobacter genus が Clostridium が mainly メ ン バ ー と し て, ま た, Pseudomonas genus も す る こ と が わ か っ た. メ タ ン generated ア ー キ ア は, Methanobacterium genus と Methanosarcina genus に え, system taxonomic position が ま っ て い な い ア ー キ ア の exist a group of も し て い た. The presence of に に filamentous flocs in the bacterial colony is confirmed to be された. Si form bacteria は aforesaid の Pseudomonas genus と with others in general に に good は 気 microbial で あ る が, 継 cultivate を Qiao り return し て も eliminated さ れ ず に settle し て に exist within the flora し 続 け て い る こ と か ら, nitric acid breath で flora within の acidification yuan also potential の is low (too 気) に contribution し て い る と push examine さ れ た. さ ら に, ア ル カ リ に optimum pH で under high concentration CO2 応 し た optimal fertility conditions 10 wild algae strains の も beg し 検 た. Be 験 の results, CO2 が carbon acid salt と し て dissolved し や す い pH10-11 degree で も good に fertility で き る を 4 strains specific し た.

项目成果

高濃度CO2とアルカリpHに適応した微細藻類の探索

寻找适应高浓度二氧化碳和碱性pH的微藻

• 发表时间: 2023
• 作者: 菊地優李;金井大智;油井信弘;藤井克彦
• 通讯作者: 藤井克彦