有機汚水の嫌気発酵によるメタンガス生成に及ぼすリンゴ酸塩の影響
公開日時:
2024-05-23
有機汚水は活性汚泥を接種した後、嫌気、37℃と120 r・min-1条件下でバッチ培養を行い、リンゴ酸塩（最終濃度0.5 g・L-1）を添加してメタン菌のトリカルボン酸循環炭素代謝と細胞内のコバルト同化作用を促進した。その結果、同化コバルト含有量は対照に対して23.5%上昇し、これはコバルトを中心イオンとするVB 12の合成とVB 12を補酵素とするメチルCoM還元酵素の活性が増強されたことを反映し、最終的にガス生産効率から体現し、その揮発性酢酸塩残留量は対照より43.8%減少し、メタンガス総生産量、TSとYP/Vおよびqpはそれぞれ対照より40.2%、15.2%、35.4%、22.4%上昇し、嫌気系にリンゴ酸塩を添加することで揮発性酢酸塩基質の代謝を促進し、菌群増殖のためだけではなく最終生成物メタンに流すことができることを説明した。リンゴ酸塩は菌群のメタン合成エネルギーを高めることでガス産生を高めることができ、菌群成長の集団優位性を促進することだけでガス産生を高めるのではない。
有機汚水は活性汚泥を接種した後、嫌気性、37℃と120 r・min-1条件下でバッチ培養を行い、外因によるリンゴ酸塩添加によるメタンガス産生への影響を考察した結果、
1）外因性リンゴ酸塩はメタンガスの発生を促進し、0.5 g・L-1で量産ガスを添加するのが最も高く、対照より40.2%上昇し、TSは対照より15.2%上昇したが、揮発性酢酸塩残留量は対照より43.8%減少した。リンゴ酸塩の添加は嫌気系TSの増加を促進し、VFAのTSとメタンガスへの転換を促進することを説明する。
2）リンゴ酸塩の存在は有機汚水嫌気発酵菌群の繁殖、発酵効率と基質転化に積極的な影響を与え、酢酸塩基質の転化効率を反映したメタンガスが消耗揮発性脂肪酸の収率係数YP/Vと単位菌群のメタンガス合成能力を反映したメタンガス比生成速度qpはそれぞれ対照より35.4%と22.4%上昇した。高ガス発生効率は菌群のメタン合成能力を高めることによって向上することを説明し、菌群の成長を促進する集団優位性だけによって向上するのではない。
3）外因性リンゴ酸をメタン菌胞内に輸送した後、その逆トリカルボン酸循環炭素代謝と細胞のコバルトに対する需要及びメタン菌群胞内のコバルト同化作用を促進でき、同化コバルト含有量を対照に対して23.5%上昇させ、それによってVB 12の合成とメチルCoM還元酵素の活性を促進し、そして最終的にガス発生効率（YP/V、qp）。
詳細情報
2024-05-23
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