家畜ふん尿及び食品廃棄物からのメタンガス回収

［要約］

家畜ふん尿、食品廃棄物を混合し発酵させることにより、ガス発生量は増大する。また鶏糞を発酵させる際、豚ふん、食品廃棄物を混合させることにより発酵が安定する。

［背景・ねらい］

メタンガス回収技術は家畜ふん尿処理における悪臭や衛生害虫の抑制、また食品廃棄物のリサイクルによる減量化、さらにエネルギー資源の回収等の効果が期待できる。そこで、畜産ふん尿及び食品廃棄物を用いたメタン発酵の効率的な処理条件について、投入原料、混合割合等ガス発生量に及ぼす諸条件について検討した。

［成果の内容・特徴］

高温菌を用いたメタン発酵において、投入原料を徐々に増加させ、ガス発生量、阻害の有無など発酵の状態を検討した。試験区は以下の４区とした。食品廃棄物は近隣の病院の食品残さ（厨芥）を用いた。

試験区：

１区	２区	３区	４区
豚ふん	鶏ふん	豚ふん＋鶏ふん（固形物１：１）	鶏ふん＋食品廃棄物（１：１）

設定条件：発酵槽容積８Ｌ×４、発酵槽温度５５℃（高温菌）、ＴＳ（固形物）１０％希釈による連続投入（2区は容積負荷2 g-TS/L/dより8%希釈）
　１０％希釈後の代表的な投入原料性状を以下に示す。 　

1. 食品廃棄物を混入した４区でガス発生量が極めて増大した。（図1）有機物分解率（図2）も高い値で推移し、良好な分解率を示した。低級脂肪酸（酢酸・プロピオン酸濃度）（図3）は、容積負荷5g-TS/L/dで急速に蓄積されており、負荷が許容限度以上となり異常発酵を起こす可能性がでた。このことから４区における最大負荷は、容積負荷4g-TS/L/d、滞留日数で２５日程度が適当である。
2. メタンガス発酵の際に阻害要因となるアンモニア性窒素濃度について、鶏ふん単独では、負荷の増加に伴い増加傾向を示したため（図4）、固形物８％希釈に変更したものの高濃度で推移した。また、低級脂肪酸濃度（図3）も鶏ふん単独では、負荷の低い段階から蓄積された。これらのことから、生鶏ふん単独での発酵は、固形物８％よりさらに希釈をする必要がある。しかし、鶏ふんに豚ふん、食品廃棄物を混合することにより、これらの発酵阻害をある程度抑えることができる。

[成果の活用面・留意点］

1. メタン細菌は、病原性微生物の低減効果及び分解効率の高い高温菌を用いた。
2. メタン発酵技術導入の際の地域条件、経済性、発酵廃液等の課題については、次年度以　降実証規模のプラントを用い検討する。

[具体的データ］

図１．平均ガス発生量

図２．有機物分解率

図３．低級脂肪酸濃度

図４．アンモニア性窒素濃度

[その他］