電力中央研究所

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電力中央研究所 報告書(電力中央研究所報告)

報告書データベース 詳細情報


報告書番号

V10019

タイトル(和文)

微生物変換における複合微生物系の利用(その2)-セルロース系有機物のメタン発酵における通電の効果-

タイトル(英文)

Utilization of Microbial Community in Microbial Conversion (Part 2)- Effect of Working Potential in Bioelectrochemical Reactor on Methane Fermentation of Cellulose Materials -

概要 (図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております)

セルロース系有機物の例としてろ紙を用いて、メタン発酵に対する通電制御による影響を調べた。その結果、-0.6V以下の電位制御を行うことで、ろ紙の可溶化が促進するとともにガス生成が増加することが明らかとなった。メタン発酵槽内の微生物群集の解析から、水素資化性メタン菌やその他の細菌の増殖促進が観察され、電位制御によるメタン発酵の処理能力向上には複数の微生物が同時に関与していることを明らかにした。

概要 (英文)

Methane fermentation is an important technique in the treatment of organic solid wastes because of its ability to recover biogas as an energy source from organic materials. Cellulose is one of the most abundant materials in organic solid wastes. Methane fermentation of cellulose materials is conducted by a series of well-organized consortia such as hydrolytic-fermentative bacteria, hydrogen-producing acetogenic bacteria, and methanogenic archaea. Improvement in the growth rate and metabolic activity of these microorganisms is necessary to facilitate a more effective conversion of methane from cellulose. In this study, the effect of bioelectrochemical reactors (BERs) on microbial growth and degradation of filter paper, a model of cellulose waste, was assessed and compared with the effect of a control reactor without giving exogenous. Gas production in the cathodic BERs at -0.8 V and -0.6 V was approximately 1.4 times larger than that in the control reactor. SS removal, which represents degradation of filter paper, in the cathodic working chambers of the BERs at -0.8 V and -0.6 V was 1.5 times higher than that in the control reactor. Microscopic observation and 16S rRNA gene analysis showed that microbial growth in the entire consortium was higher after 2 days of operation of the cathodic BERs than that in the case of the control reactor. Specifically, the amount of archaeal community in the cathodic BERs was higher than that in the control reactor after 2 days of operation. These results show that electrochemical reduction may be effective for accelerating microbial growth in the start-up period and may thus increase the efficiency of microbial treatment of cellulosic waste and methane production.

報告書年度

2010

発行年月

2011/05

報告者

担当氏名所属

渡邉 淳

環境科学研究所 バイオテクノロジー領域

森田 仁彦

環境科学研究所 バイオテクノロジー領域

佐々木 大介

環境科学研究所 バイオテクノロジー領域

平野 伸一

環境科学研究所 バイオテクノロジー領域

松本 伯夫

環境科学研究所 バイオテクノロジー領域

キーワード

和文英文
メタン発酵 Methane fermentation
通電型発酵槽 Bioelectrochemical reactor
セルロース Cellulose
微生物群集 Microbial Community
電極電位 Electrode Potential
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