(57)【要約】【課題】本発明の目的は、プロピオン酸の蓄積を抑制し、食品廃棄物から安定的・効率的にメタンガスを得ることができるメタン発酵槽を提供することを目的とする。【解決手段】食品廃棄物に由来する有機性廃棄物を処理してメタンガスを得るためのメタン発酵槽であって、メタン発酵槽の発酵液中の細菌群は、ＷＷＥ１門に分類されるプロピオン酸酸化細菌と、水素資化性メタン生成古細菌と、を含有し、細菌群におけるＷＷＥ１門に分類される細菌の存在割合が、１５％以上３０％以下であるメタン発酵槽である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品廃棄物に由来する有機性廃棄物を処理してメタンガスを得るためのメタン発酵槽であって、
前記メタン発酵槽の発酵液中の細菌群は、ＷＷＥ１門に分類されるプロピオン酸酸化細菌と、水素資化性メタン生成古細菌と、を含有し、
ＷＷＥ１門に分類される細菌の存在割合が、１５％以上３０％以下であるメタン発酵槽。
【請求項２】
ＷＷＥ１門に分類される細菌は、１６Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子に対応するＤＮＡの塩基配列が、配列番号１又は２の塩基配列に対して、９８％以上の相同性を有する塩基配列を含む、請求項１に記載のメタン発酵槽。
【請求項３】
前記メタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、前記相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、１５％以上３０％以下である、請求項２に記載のメタン発酵槽。
【請求項４】
前記メタン発酵槽の発酵液中の細菌群は、バクテロイデテス（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｔｅｓ）門に分類される細菌、及びファーミキューテス（Ｆｉｒｍｉｃｕｔｅｓ）門に分類される細菌を含有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のメタン発酵槽。
【請求項５】
バクテロイデテス門に分類される細菌は、１６Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子に対応するＤＮＡの塩基配列が、配列番号３から１１のいずれか一つの塩基配列に対して、９８％以上の相同性を有する塩基配列を含み、
ファーミキューテス門に分類さる細菌は、１６Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子に対応するＤＮＡの塩基配列が、配列番号１２から１４のいずれか一つの塩基配列に対して、９８％以上の相同性を有する塩基配列を含む、請求項４に記載のメタン発酵槽。
【請求項６】
前記メタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、バクテロイデテス門に分類され、前記相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、２０％以上４０％以下であり、
前記メタン発酵槽の発酵液中の細菌において、ファーミキューテス門に分類され、前記相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、５％以上３０％以下である、請求項５に記載のメタン発酵槽。
【請求項７】
前記メタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、さらに、バクテロイデテス門に分類され、前記相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、配列番号３から１１のいずれの塩基配列に対しても０．５％以上であり、
前記メタン発酵槽の発酵液中の細菌において、さらに、ファーミキューテス門に分類され、前記相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、配列番号１２から１４のいずれの塩基配列に対しても０．５％以上である、請求項６に記載のメタン発酵槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品廃棄物を処理してメタンガスを得るためのメタン発酵槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
メタン発酵による有機物の処理は、１９００年代から行われている。人口密度が増大した都市部において、絶え間なく大量の下水汚泥や、し尿が排出されるようになり、未処理の下水汚泥や、し尿が河川に直接排水されたことで、河川の水質悪化や汚臭等の環境問題が生じた。そこで、当初、メタン発酵は、都市部における河川の水質悪化や汚臭等の改善を目的に、下水汚泥や、し尿を河川に排出するための前処理に適用されていた。
【０００３】
近年、メタン発酵は、食品廃棄物の処理方法として注目されている。食品廃棄物は、食品中の水分や炭水化物含有量が多いことから、焼却処理によると、燃焼しにくく、重油等の化石燃料を補助燃料として投入する必要がある。そうすると、焼却処理と補助燃料の使用において有限資源である化石燃料を消費し、更に二酸化炭素等の地球温暖化ガスを排出するため、地球温暖化を促進するという問題があった。ところが、湿式メタン発酵処理は、酸生成細菌やメタン生成細菌をはじめとする多様な細菌群によって、有機物を嫌気条件下で生物学的に分解するだけでなく、分解の過程でメタンガスを排出する。そのため、再生エネルギーの固定価格買取制度の開始を契機に、食品廃棄物のメタン発酵処理と、メタンガスを利用したガス発電とを組み合わせた事業であるメタン発酵処理事業に参入する企業が急増している。
【０００４】
ところが、メタン発酵設備の運転において、メタン発酵の酸敗が問題となっている。メタン発酵槽にプロピオン酸が蓄積すると、メタン発酵槽内のｐＨが低下し、メタン生成古細菌の活性が落ち、有機物の分解率が低下するが、このことは、メタン発酵の酸敗と呼ばれ、メタンガスの発生量が落ちることから問題とされている。そのため、プロピオン酸の蓄積によるメタン発酵の酸敗が、メタンガスを効率的に得るための主たる阻害要因として指摘されていた。この点、有機物の生物分解過程の酸生成相に、乳酸、プロピオン酸等の揮発性脂肪酸が生成しやすいことが知られている。また、酸生成相に乳酸が多量に存在すると、プロピオン酸が生成されやすいことが指摘されているほか（非特許文献１）、プロピオン酸は特に生物分解されにくく、メタン発酵槽に蓄積しやすいことも指摘されている。
【０００５】
そこで、発酵液中のプロピオン酸の分解を促進させ、酸敗を生じさせないように効率的にメタンガスを得ることを目的に、例えば、発酵槽の入り口寄りに堰を設けて区画して物理的に分解を促進させる処理法や（特許文献１）、発酵槽におけるプロピオン酸濃度や発酵液のｐＨを調整することで分解を促進させる処理法が開示されている（特許文献２又は非特許文献１）。
【０００６】
一方で、プロピオン酸は、ＣＨ３ＣＨ２ＣＯＯ−  ＋  ３Ｈ２Ｏ  →  ＣＨ３ＣＯＯ−  ＋  Ｈ＋  ＋  ３Ｈ２  ＋  ＨＣＯ３−  と生物分解され、吸エルゴン反応であることから、プロピオン酸の分解を促進させるためには、プロピオン酸の分解だけでなく、分解後のプロピオン酸分解生成物である水素を低濃度に維持することも重要になる。ある細菌が生成した水素を、別の細菌が消費することで、一連の反応が進む現象を、異種間水素伝達と一般に呼ぶが、メタン発酵においては、当該現象に関与する細菌が重要となる。
【０００７】
この点、従来、分解生成物である水素の資化性細菌として、ユーリアーキオータ門のＭｅｔｈａｎｏｃｕｌｌｅｕｓ属の水素資化性メタン生成古細菌が知られている（非特許文献２）。また、プロピオン酸を分解するプロピオン酸酸化細菌として、系におけるプロピオン酸濃度によって、高濃度ではプロテオバクテリア門のＳｙｎｔｒｏｐｈｏｂａｃｔｅｒ属等のプロピオン酸酸化細菌が知られており、低濃度ではファーミキューテス門のＭｅｔｈａｎｏｃｕｌｌｅｕｓ属のプロピオン酸化細菌が知られている（非特許文献２）。
【０００８】
ところで、非特許文献３に示すように、未培養系統分類群の１つであるＷＷＥ１門細菌がプロピオン酸酸化経路を有していることが示唆され、新たな細菌群によるメタン発酵の可能性が示唆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３１４８４０号公報
【特許文献２】特開２００３−１６４８９３号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｋ．Ｋｉｄａ，ｅｔ．ａｌ．，Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｒｏｐｉｏｎｉｃ  ａｃｉｄ  ｄｕｒｉｎｇ  ａｎａｅｒｏｂｉｃ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｆ  ｄｉｓｔｉｌｌｅｒｙ  ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ  ｆｒｏｍ  ｂａｒｌｅｙ−Ｓｈｏｃｈｕ  ｍａｋｉｎｇ，Ｊ．  Ｆｅｒｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｖｏｌ．７５，ｉｓｓｕｅ３，２１３−２１６，１９９３
【非特許文献２】重松亨等、メタン発酵プロセスに関する微生物群集、生物工学会誌、第８７巻、第１２号、５７０−５９６、２００９
【非特許文献３】Ｅ．Ｐｅｌｌｅｔｉｅｒ，ｅｔ．ａｌ．，“Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ  Ｃｌｏａｃａｍｏｎａｓ  Ａｃｉｄａｍｉｎｏｖｏｒａｎｓ”：  Ｇｅｎｏｍｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｐｒｏｖｉｄｅｓ  ａ  Ｆｉｒｓｔ  Ｇｌｉｍｐｓｅ  ｏｆ  ａ  Ｎｅｗ  Ｂａｃｔｅｒｉａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．１９０，Ｎｏ．７，２５７２−２５７９，Ａｐｒ．２００８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、新たな細菌群によって、メタン発酵槽におけるプロピオン酸の蓄積を抑制し、安定的なメタン発酵を行うことができるかは、メタン発酵法により処理される食品廃棄物の性質を考慮に入れて検討する必要がある。食品廃棄物は、主に家庭系生ごみや、スーパーマーケット・コンビニエンスストア・総菜工場・デパート等の事業系生ごみから構成されるが、出所や季節等により、食品廃棄物中の構成成分（炭水化物、タンパク質、脂質、繊維質等）が大きく変動する。そして、食品廃棄物中の構成成分の変動によってメタン発酵の効率が変動すると安定したメタンガスの確保が難しく、安定したメタン発酵設備の運転が困難となる。
【００１２】
また、従来知られているプロピオン酸酸化細菌は、系内のプロピオン酸濃度によってプロピオン酸酸化細菌の種類が大きく異なり、新たな細菌群によるプロピオン酸の分解も、共生する水素資化性メタン古細菌との関係性が解明されていない部分もあり、効率的なメタン発酵設備の運営に問題がある。
【００１３】
したがって、本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであり、プロピオン酸の蓄積を抑制し、食品廃棄物から安定的・効率的にメタンガスを得ることができるメタン発酵槽を提供することを目的とする。
【００１４】
本発明の発明者は、上記課題に鑑み、鋭意研究を行った。その結果、食品廃棄物に由来する有機性廃棄物を処理してメタンガスを得るためのメタン発酵槽において、メタン発酵槽の発酵液中の細菌群が、ＷＷＥ１門に分類されるプロピオン酸酸化細菌と、水素資化性メタン生成古細菌と、を含有し、細菌群におけるＷＷＥ１門に分類される細菌の存在割合が、１５％以上３０％以下であるメタン発酵槽により、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（１）  本発明の第１の態様は、食品廃棄物に由来する有機性廃棄物を処理してメタンガスを得るためのメタン発酵槽であって、前記メタン発酵槽の発酵液中の細菌群は、ＷＷＥ１門に分類されるプロピオン酸酸化細菌と、水素資化性メタン生成古細菌と、を含有し、前記細菌群におけるＷＷＥ１門に分類される細菌の存在割合が、１５％以上３０％以下であるメタン発酵槽である。
（２）  （１）のメタン発酵槽において、ＷＷＥ１門に分類される細菌は、１６Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子に対応するＤＮＡの塩基配列が、配列番号１又は２の塩基配列に対して、９８％以上の相同性を有する塩基配列を含んでいてもよい。
（３）  （２）のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、前記相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、１５％以上３０％以下であってもよい。
（４）  （１）から（３）のいずれかのメタン発酵槽の発酵液中の細菌群は、バクテロイデテス（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｔｅｓ）門に分類される細菌、及びファーミキューテス（Ｆｉｒｍｉｃｕｔｅｓ）門に分類される細菌を含有していてもよい。
（５）  （４）のメタン発酵槽において、バクテロイデテス門に分類される細菌は、１６Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子に対応するＤＮＡの塩基配列が、配列番号３から１１のいずれか一つの塩基配列に対して、９８％以上の相同性を有する塩基配列を含み、ファーミキューテス門に分類さる細菌は、１６Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子に対応するＤＮＡの塩基配列が、配列番号１２から１４のいずれか一つの塩基配列に対して、９８％以上の相同性を有する塩基配列を含んでいてもよい。
（６）  （５）のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、バクテロイデテス門に分類され、前記相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、２０％以上４５％以下であり、前記メタン発酵槽の発酵液中の細菌において、ファーミキューテス門に分類され、前記相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、５％以上３５％以下であってもよい。
（７）  （６）のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、さらに、バクテロイデテス門に分類され、前記相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、配列番号３から１１のいずれの塩基配列に対しても０．５％以上であり、前記メタン発酵槽の発酵液中の細菌において、さらに、ファーミキューテス門に分類され、前記相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、配列番号１２から１４のいずれの塩基配列に対しても０．５％以上であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群は、ＷＷＥ１門に分類されるプロピオン酸酸化細菌と、水素資化性メタン生成古細菌と、を含有し、細菌群におけるＷＷＥ１門に分類される細菌の存在割合が、１５％以上３０％以下である。これにより、プロピオン酸の蓄積を抑制することができ、酸敗がなく、食品廃棄物から安定的・効率的にメタンガスを得ることができるメタン発酵槽とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のメタン発酵槽を含むメタン発酵の工程において、有機物の分解経路の概略を示す説明図である。
【図２】本発明のメタン発酵槽を用いたメタン発酵設備の運転の概略を示す説明図である。
【図３】本発明のメタン発酵槽を用いたメタン発酵設備の運転において、メタン発酵槽内の細菌群を、従来のメタン発酵法と本発明のメタン発酵法とで比較する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明するが、これらは例示の目的で掲げたものでこれらにより本発明を限定するものではない。
【００１９】
［湿式メタン発酵工程］
図１は、本発明のメタン発酵槽を含むメタン発酵の工程であって、２相発酵の湿式メタン発酵法によって、有機性廃棄物を分解する経路の概略を示す説明図である。一般に、食品廃棄物に由来する多種多様な有機物によって構成される有機性廃棄物をメタン発酵させる場合には、酸発酵工程とメタン発酵工程とから構成される２相発酵の工程が採用される。図１で示すように、酸発酵相において、有機性廃棄物中の炭水化物、タンパク質、脂質、繊維質等の有機物は、単糖やアミノ酸等に可溶化・加水分解され、酢酸、蟻酸、乳酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸等の揮発性脂肪酸に分解される。そして、メタン発酵相において、酢酸、水素、メタンガス等に分解される。
【００２０】
〔分別工程〕
分別工程では、食品廃棄物を、例えばホッパ等に入れ、ホッパから取り出した適当な量の食品廃棄物を、粉砕機及び分別機で、プラスチック類と有機性廃棄物（いわゆる、生ごみ）とに分別する。この有機性廃棄物を、湿式メタン発酵工程で処理することになる。
【００２１】
〔２相発酵の湿式メタン発酵工程〕
本発明のメタン発酵槽は、２相発酵の湿式メタン発酵法により有機性廃棄物を処理してメタンガスを得るためのメタン発酵槽であることが好ましい。これにより、酸発酵相において分解されなかった有機物がメタン発酵相に多量に存在していても、酸敗を生じることなく効率的・安定的にメタンガスを得ることができる。
【００２２】
（酸発酵工程）
分別工程で分別された有機性廃棄物は、酸発酵槽に投入され、酸発酵槽内に存在する真正細菌等の酸発酵菌の作用により、揮発性脂肪酸と水素とに分解される。酸発酵槽に投入された有機性廃棄物は、通常、１日半から３日間、酸発酵槽内に滞留して揮発性脂肪酸に消化される。
【００２３】
酸発酵槽の発酵液中では、乳酸菌をはじめとした各種の酸発酵菌が見出されるが、これらの酸発酵菌は、野生型株であることが好ましく、下水等から分離される酸発酵菌であることが好ましい。野生型株の酸発酵菌を用いたとしても、メタン発酵槽にて多量のメタンガスを回収することができる。
【００２４】
酸発酵槽の発酵液中の細菌群におる酸発酵菌中の乳酸菌の存在割合は、８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。
【００２５】
酸発酵槽の発酵液のｐＨは、３から４に維持されることが好ましい。これは、３から４のｐＨにおいては、酸発酵槽の発酵液の中で、主として乳酸菌が繁殖し、また、野生型株の酸発酵菌を用いたとしても、メタン発酵槽にて多量のメタンガスを回収できるためである。なお、酸発酵槽の発酵液のｐＨは、槽内の酸発酵菌群によりほぼ決定し、特に外部からｐＨ調整を行う必要はないものの、もし、ｐＨを調整する場合には、従来公知のｐＨ調整剤を使用すればよい。そのようなｐＨ調整剤としては、塩酸、硫酸、炭酸等の無機酸を挙げることができるが、炭酸を用いることが好ましい。
【００２６】
酸発酵槽の温度は、乳酸菌等の酸発酵菌が活発に代謝を行うことができる温度に調整されており、具体的には、３０℃以上３８℃以下の温度に調整されていることが好ましい。
【００２７】
（メタン発酵工程）
図２で示すように、本発明のメタン発酵槽は、食品廃棄物に由来する有機性廃棄物を処理してメタンガスを得るためのメタン発酵槽であって、メタン発酵槽の発酵液中の細菌群は、ＷＷＥ１門に分類されるプロピオン酸酸化細菌と、水素資化性メタン生成古細菌とを、を含有し、ＷＷＥ１門に分類される細菌の存在割合が、１５％以上３０％以下であり、２０％以上３０％以下であることが好ましい。
【００２８】
プロピオン酸の分解は吸エルゴン反応であり、標準状態では反応が進行しにくく、進行しやすくするには外部からのエネルギーや、プロピオン酸の分解過程で発生する水素ガスの分圧を低い状態にする等が必要である。そして、水素を消費する水素資化性メタン生成古細菌は、プロピオン酸酸化細菌と共生する共生細菌であるが、プロピオン酸の安定した分解のためには、両細菌の活性バランスが取れていることが必要である。また、発酵液が食品廃棄物に由来する有機性廃棄物の分解液のため、食品廃棄物中の構成成分の変動が、発酵液の性状を大きく左右し、プロピオン酸の分解が進まずに、プロピオン酸がメタン発酵槽に蓄積する酸敗現象が起きやすい。特に、２相発酵の湿式メタン発酵においても、酸発酵槽の状況によっては、酸発酵槽で酸発酵が完結せずに、有機性廃棄物が酸発酵されずにメタン発酵槽に流入することがあり、７０％程度の有機性廃棄物が酸発酵されずにメタン発酵槽に流入することもある。そこで、本発明のメタン発酵槽によれば、ＷＷＥ１門に分類されるプロピオン酸酸化細菌と、水素資化性メタン生成古細菌とのバランスが良好であり、食品廃棄物に由来する有機性廃棄物のメタン発酵液中のプロピオン酸を効率的に酢酸と水素に分解し、酸敗現象等もなく、安定的・効率的にメタン発酵処理を行うことができる。
【００２９】
本発明のメタン発酵槽においては、メタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、プロテオバクテリア門に属する細菌の割合が、１％以下であることが好ましい。なお、図３で示すように、従来のメタン発酵槽内では、プロピオン酸を分解するプロピオン酸酸化細菌と、プロピオン酸の分解によって生成する水素を消費してメタンガスを生成する水素資化性メタン生成古細菌とが共生し、異種間水素伝達を行うことで、プロピオン酸からメタンガスを得ている。例えば、メタン発酵におけるプロピオン酸酸化細菌としては、プロテオバクテリア（Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）門−デルタプロテオバクテリア（Ｄｅｌｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）網−シントロフォバクテラレス（Ｓｙｎｔｒｏｐｈｏｂａｃｔｅｒｅｌｅｓｓ）目に分類される、シントロフォバクター（Ｓｙｎｔｒｏｐｈｏｂａｃｔｅｒ）属や、スミセラ（Ｓｍｉｔｈｅｌａ）属等を挙げることができる。本発明のメタン発酵槽によれば、従来知られているプロテオバクテリア門に属する細菌の割合が１％以下であるが、水素資化性メタン発酵古細菌と、ＷＷＥ１門に分類されるプロピオン酸酸化細菌とのバランスを良好に保つことで、酸敗現象等もなく、安定的・効率的にメタン発酵処理を行うことができる。
【００３０】
また、本発明のメタン発酵槽は、ＷＷＥ１門に分類される細菌は、１６Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子に対応するＤＮＡの塩基配列が、配列番号１又は２の塩基配列に対して、９８％以上の相同性を有する塩基配列を含んでいることが好ましく、９９．５％以上の相同性を有する塩基配列を含んでいることがより好ましい。なお、本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、ＷＷＥ１門に分類される細菌は、１６Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子に対応するＤＮＡの塩基配列が、配列番号１又は配列番号２のいずれか一つの塩基配列に対して、上記相同性を有する塩基配列を含んでいればよく、配列番号１及び配列番号２の両方の塩基配列に対して、上記相同性を有する塩基配列を含んでいてもよい。
【００３１】
配列番号１及び配列番号２の塩基配列は、以下の塩基配列である。なお、配列番号１及び配列番号２の塩基配列は、ＷＷＥ１門に分類される細菌のものである。
配列番号１（Sequence 1 is 16S rRNA gene of phylum WWE1.）
ｔａｃｇｇａｇｇａｔ  ｇｃａａｇｃｇｔｔａ  ｔｃｃｇｇａｔｔｔａ  ｔｔｇｇｇｔｔｔａａ  ａｇｇｇｔｇｃｇｔａ  ｇｇｃｇｇａａｔｔａ      ６０
ｔａａｇｔｃａｇｃｇ  ｇｔｇａａａｔｔｃａ  ｃａｇｇｃｔｃａａｃ  ｃｔｇｔｇｃｃｇｔｇ  ｃｃｇｔｔｇａａａｃ  ｔｇｔａａｃｔｃｔａ      １２０
ｇａａｔａｃｇｇａｔ  ｇｃｔｇｔｇｇｇａｇ  ｇａａｔｇｔｇｔａｇ  ｔｇｔａｇｃｇｇｔｇ  ａａａｔｇｃａｔａｇ  ａｔａｔｔａｃａｃａ      １８０
ｇａａｃａｃｃｇａｔ  ｔｇｃｇａａｇｇｃａ  ｔｃｔｃａｃａａａｇ  ｔｃｇｔｃａｔｔｇａ  ｃｇｃｔｇａｇｇｃａ  ｃｇａａａｇｔｇｔｇ      ２４０
ｇｇｇａｔｃａａａｃ  ａｇｇ      ２５３
配列番号２（Sequence 2 is 16S rRNA gene of phylum WWE1.）
ｔａｃｇｇａｇｇａｔ  ｃｃａａｇｃｇｔｔａ  ｔｃｃｇｇａｔｔｔａ  ｔｔｇｇｇｔｔｔａａ  ａｇｇｇｔｇｃｇｃａ  ｇｇｃｇｇａａｇａｔ      ６０
ｔａａｇｔｃｇｇｃｇ  ｇｔｇａａａｔｔｔｔ  ｇｃａｇｃｔｃａａｃ  ｔｇｔａａａａｇｔｇ  ｃｃａｔｃｇａｔａｃ  ｔｇｇｔｔｔｔｃｔｔ      １２０
ｇａｇｔｇｔｇｇａｔ  ｇａａｇｔａｇｇｃｇ  ｇａａｔｔｔｇｔｇｇ  ｔｇｔａｇｃｇｇｔｇ  ａａａｔｇｃａｔａｇ  ａｔａｔｃａｃｇａｇ      １８０
ｇａａｃｔｃｃｇａｔ  ｔｇｃｇｃａｇｇｃａ  ｇｃｔｔａｃｔａｇｇ  ｃｃａｔａａｃｔｇａ  ｃｇｃｔｃａｇｇｃａ  ｃｇａａｇｇｃｇｔｇ      ２４０
ｇｇｇａｔｃａａａｃ  ａｇｇ      ２５３
【００３２】
本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、上記数値範囲内の相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、１５％以上３０％以下であることが好ましく、２０％以上３０％以下であることがより好ましい。これにより、水素資化性メタン発酵古細菌と、ＷＷＥ１門に分類されるプロピオン酸酸化細菌とのバランスをより良好に保つことができる。
【００３３】
本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群に含有される、水素資化性メタン生成古細菌は、ユーリアーキオータ（Ｅｕｒｙａｒｃｈａｅｏｔａ）門に属する細菌であることが好ましい。
【００３４】
また、本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群は、バクテロイデテス（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｔｅｓ）門に分類される細菌、及びファーミキューテス（Ｆｉｒｍｉｃｕｔｅｓ）門に分類される細菌を含有することが好ましい。これにより、プロピオン酸酸化細菌と水素資化性メタン生成古細菌との共生による、プロピオン酸の酢酸と水素への分解及びメタンガスの生成だけでなく、その他の有機物の加水分解細菌と酢酸資化性メタン生成古細菌との共生による、有機性廃棄物の分解及びメタンガスの生成が良好なメタン発酵槽とすることができる。なお、バクテロイデテス門に分類される細菌やファーミキューテス門に分類される細菌は、酸発酵槽において消化されなかった、セルロース等の食物繊維や炭水化物を単糖類や二糖類に分解することや、タンパク質や脂質をアミノ酸や揮発性脂肪酸に分解することができる。
【００３５】
本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、バクテロイデテス門に分類される細菌は、１６Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子に対応するＤＮＡの塩基配列が、配列番号３から１１のいずれか一つの塩基配列に対して、９８％以上の相同性を有する塩基配列を含んでいることが好ましく、９９．５％以上の相同性を有する塩基配列を含んでいることがより好ましい。なお、本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、バクテロイデテス門に分類される細菌は、１６Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子に対応するＤＮＡの塩基配列が、配列番号３から１１のいずれか一つの塩基配列に対して、上記相同性を有する塩基配列を含んでいればよく、配列番号３から１１の中の複数の塩基配列に対して、上記相同性を有する塩基配列を含んでいてもよい。
【００３６】
また、ファーミキューテス門に分類される細菌は、１６Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子に対応するＤＮＡの塩基配列が、配列番号１２から１４のいずれか一つの塩基配列に対して、９８％以上の相同性を有する塩基配列を含んでいることが好ましく、９９．５％以上の相同性を有する塩基配列を含んでいることがより好ましい。なお、本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、ファーミキューテス門に分類される細菌は、１６Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子に対応するＤＮＡの塩基配列が、配列番号１２から１４のいずれか一つの塩基配列に対して、上記相同性を有する塩基配列を含んでいればよく、配列番号１２から１４の中の複数の塩基配列に対して、上記相同性を有する塩基配列を含んでいてもよい。
【００３７】
配列番号３から配列番号１１の塩基配列は、以下の塩基配列である。なお、配列番号３から１１の塩基配列は、バクテロイデテス門に分類される細菌のものである。
配列番号３（Sequence 3 is 16S rRNA gene of phylum Bacteroidetes.）
ｔａｃｇｇａｇｇａｔ  ｇｃａａｇｃｇｔｔａ  ｔｃｃｇｇａｔｔｔａ  ｔｔｇｇｇｔｔｔａａ  ａｇｇｇｔｇｃｇｔａ  ｇｇｃｇｇａａｔｔａ      ６０
ｔａａｇｔｃａｇｃｇ  ｇｔｇａａａｔｔｃａ  ｃａｇｇｃｔｃａａｃ  ｃｔｇｔｇｃｃｇｔｇ  ｃｃｇｔｔｇａａａｃ  ｔｇｔａａｃｔｃｔａ      １２０
ｇａａｔａｃｇｇａｔ  ｇｃｔｇｔｇｇｇａｇ  ｇａａｔｇｔｇｔａｇ  ｔｇｔａｇｃｇｇｔｇ  ａａａｔｇｃａｔａｇ  ａｔａｔｔａｃａｃａ      １８０
ｇａａｃａｃｃｇａｔ  ｔｇｃｇａａｇｇｃａ  ｔｃｔｃａｃａａａｇ  ｔｃｇｔｃａｔｔｇａ  ｃｇｃｔｇａｇｇｃａ  ｃｇａａａｇｔｇｔｇ      ２４０
ｇｇｇａｔｃａａａｃ  ａｇｇ      ２５３
配列番号４（Sequence 4 is 16S rRNA gene of phylum Bacteroidetes.）
ｔａｃｇｇａｇｇａｔ  ｃｃａａｇｃｇｔｔａ  ｔｃｃｇｇａｔｔｔａ  ｔｔｇｇｇｔｔｔａａ  ａｇｇｇｔｇｃｇｃａ  ｇｇｃｇｇａａｇａｔ      ６０
ｔａａｇｔｃｇｇｃｇ  ｇｔｇａａａｔｔｔｔ  ｇｃａｇｃｔｃａａｃ  ｔｇｔａａａａｇｔｇ  ｃｃａｔｃｇａｔａｃ  ｔｇｇｔｔｔｔｃｔｔ      １２０
ｇａｇｔｇｔｇｇａｔ  ｇａａｇｔａｇｇｃｇ  ｇａａｔｔｔｇｔｇｇ  ｔｇｔａｇｃｇｇｔｇ  ａａａｔｇｃａｔａｇ  ａｔａｔｃａｃｇａｇ      １８０
ｇａａｃｔｃｃｇａｔ  ｔｇｃｇｃａｇｇｃａ  ｇｃｔｔａｃｔａｇｇ  ｃｃａｔａａｃｔｇａ  ｃｇｃｔｃａｇｇｃａ  ｃｇａａｇｇｃｇｔｇ      ２４０
ｇｇｇａｔｃａａａｃ  ａｇｇ      ２５３
配列番号５（Sequence 5 is 16S rRNA gene of phylum Bacteroidetes.）
ｔａｃｇｇａｇｇａｔ  ｇｃｇａｇｃｇｔｔａ  ｔｃｃｇｇａｔｔｔａ  ｔｔｇｇｇｔｔｔａａ  ａｇｇｇｔｇｃｇｔａ  ｇｇｃｔｇｔｔｔｃｇ      ６０
ｔａａｇｔｃａｇｃｇ  ｇｔｇａａａｔｔｃｃ  ｇｇａｇｃｃｔａａｃ  ｔｃｃｇｇａｃｇｔｇ  ｃｃｇｔｔｇａｔａｃ  ｔｇｃｇａｇｇｃｔｇ      １２０
ｇａｇｔｔｃｃｃｃｔ  ｇｃｃｇｔｇｇｇａｇ  ｇａａｔｇａｇｔｇｇ  ｔｇｔａｇｃｇｇｔｇ  ａａａｔｇｃａｔａｇ  ａｔａｔｃａｃｔｃａ      １８０
ｇａａｃａｃｃｇａｔ  ｔｇｃｇａａｇｇｃａ  ｔｃｔｃａｃｇａａｇ  ａｇｇｃａａｃｔｇａ  ｃｇｃｔｇａｇｇｃａ  ｃｇａａａｇｃｇｔｇ      ２４０
ｇｇｇａｔｃａａａｃ  ａｇｇ      ２５３
配列番号６（Sequence 6 is 16S rRNA gene of phylum Bacteroidetes.）
ｔａｃｇｇａｇｇａｔ  ｇｃｇａｇｃｇｔｔａ  ｔｃｃｇｇａｔｔｔａ  ｔｔｇｇｇｔｔｔａａ  ａｇｇｇｔｇｃｇｔａ  ｇｇｃｇｇｇａｔａｔ      ６０
ｔａａｇｔｃａｇｃｇ  ｇｔｇａａａｇｔｔｔ  ｔｃｇｇｃｔｃａａｃ  ｃｔｔａａａａｔｔｇ  ｃｃｇｔｔｇａａａｃ  ｔｇｔｔａｔｔｃｔｔ      １２０
ｇａｇｔｇｃａｇｔａ  ｇａｇｇｔａｇｇｃｇ  ｇａａｔｔｃｇｔｔｇ  ｔｇｔａｇｃｇｇｔｇ  ａａａｔｇｃｇｔａｇ  ａｔａｔａａｃｇａｇ      １８０
ｇａａｃｔｃｃｇａｔ  ｔｇｃｇｔａｇｇｃａ  ｇｃｔｔａｃｔａｔａ  ｔｔｇｃｔａｃｔｇａ  ｃｇｃｔｇａｇｇｃａ  ｃｇａａａｇｔｇｔｇ      ２４０
ｇｇｔａｔｃａａａｃ  ａｇｇ      ２５３
配列番号７（Sequence 7 is 16S rRNA gene of phylum Bacteroidetes.）
ｔａｃｇｇａｇｇａｔ  ｇｃｇａｇｃｇｔｔａ  ｔｃｃｇｇａｔｔｔａ  ｔｔｇｇｇｔｔｔａａ  ａｇｇｇｔｇｃｇｔａ  ｇｇｃｔｇｔｔｔｔｇ      ６０
ｔａａｇｔｃａｇｃｇ  ｇｔｇａａａｇａｃｃ  ｇｇｇｇｃｃｃａａｃ  ｔｃｃｇｇａａｇｔｇ  ｃｃｇｔｔｇａｔａｃ  ｔｇｃａｔｔｇｃｔａ      １２０
ｇａｇｔｔｃｃｃｃｔ  ｇｃｃｇｔｇｇｇａｇ  ｇａａｔｇａｇｔｇｇ  ｔｇｔａｇｃｇｇｔｇ  ａａａｔｇｃａｔａｇ  ａｔａｔｃａｃｔｃａ      １８０
ｇａａｃａｃｃｇａｔ  ｔｇｃｇａａｇｇｃａ  ｔｃｔｃａｃｇａａｇ  ａｇｇｃａａｃｔｇａ  ｃｇｃｔｇａｇｇｃａ  ｃｇａａａｇｃｇｔｇ      ２４０
ｇｇｇａｔｃａａａｃ  ａｇｇ      ２５３
配列番号８（Sequence 8 is 16S rRNA gene of phylum Bacteroidetes.）
ｔａｃｇｇａｇｇａｔ  ｃｃｇａｇｃｇｔｔａ  ｔｃｃｇｇａｔｔｔａ  ｔｔｇｇｇｔｔｔａａ  ａｇｇｇｔｇｃｇｃａ  ｇｇｃｇｇｇａｔｇｔ      ６０
ｔａａｇｔｃｇｇｃｇ  ｇｔｇａａａｔｔｔｔ  ｇｃｇｇｃｔｃａａｃ  ｃｇｔａａａａｇｔｇ  ｃｃｔｔｃｇａａａｃ  ｔｇｇｃａｔｔｃｔｔ      １２０
ｇａｇｔａｔｇｇａｔ  ｇａａｇｔａｇｇｃｇ  ｇａａｔｔｔｇｔｇｇ  ｔｇｔａｇｃｇｇｔｇ  ａａａｔｇｃｔｔａｇ  ａｔａｔｃａｃｇａｇ      １８０
ｇａａｃｔｃｃｇａｔ  ｔｇｃｇｃａｇｇｃａ  ｇｃｔｔａｃｔａａａ  ｃｃａｔａａｃｔｇａ  ｃｇｃｔｃａｔｇｃａ  ｃｇａａｇｇｃｇｔｇ      ２４０
ｇｇｇａｔｃａａａｃ  ａｇｇ      ２５３
配列番号９（Sequence 9 is 16S rRNA gene of phylum Bacteroidetes.）
ｔａｃｇｇａｇｇａｔ  ｇｃａａｇｃｇｔｔａ  ｔｃｃｇｇａｔｔｔａ  ｔｔｇｇｇｔｔｔａａ  ａｇｇｇｔｇｃｇｔａ  ｇｇｃｇｇａｔｔｇａ      ６０
ｔａａｇｔｃａｇｃｇ  ｇｔｇａａａｔｔｃａ  ｃａｇｇｃｔｃａａｃ  ｃｔｇｔｇｃｃｇｔｇ  ｃｃｇｔｔｇａａａｃ  ｔｇｔｃｃａｔｃｔｇ      １２０
ｇａａｔａｃｇｔａｔ  ｇｃｔｇｔｇｇｇａｇ  ｇａａｔｇｔｇｔａｇ  ｔｇｔａｇｃｇｇｔｇ  ａａａｔｇｃａｔａｇ  ａｔａｔｔａｃａｃａ      １８０
ｇａａｃａｃｃｔａｔ  ｔｇｃｇａａｇｇｃａ  ｔｃｔｃａｃａａａｇ  ｔｃｇｔｔａｔｔｇａ  ｃｇｃｔｇａｇｇｃａ  ｃｇａａａｇｔｇｔｇ      ２４０
ｇｇｇａｔｃａａａｃ  ａｇｇ      ２５３
配列番号１０（Sequence 10 is 16S rRNA gene of phylum Bacteroidetes.）
ｔａｃｇｇａｇｇａｔ  ｃｃｇａｇｃｇｔｔａ  ｔｃｃｇｇａｔｔｔａ  ｔｔｇｇｇｔｔｔａａ  ａｇｇｇｔａｃｇｔａ  ｇｇｃｇｇｇｇｃｇｔ      ６０
ａｔａａｇｔｃａｇｃ  ｇｇｔｇａａａｔｔｔ  ｔｇｃａｇｃｔｔａａ  ｃｔｇｃａａｇｃｔｔ  ｇｃｃｇｔｔｇａａａ  ｃｔａｔｃｇｔｔｃｔ      １２０
ｔｇａｇｔｇｔａｇａ  ｔｇａｇｇｔａｇｇｃ  ｇｇａａｔｇｔｇｔｔ  ｇｔｇｔａｇｃｇｇｔ  ｇａａａｔｇｃａｔａ  ｇａｔａｔａａｃａｃ      １８０
ａｇａａｃｃｃｃｇａ  ｔｔｇｃｇａａｇｇｃ  ａｇｃｔｔａｃｃｇｇ  ｇｔｔａｔｃａｃｔｇ  ａｃｇｃｔｇａｇｇｔ  ａｃｇａｃａｇｃｇｔ      ２４０
ｇｇｇｇａｔｃａａａ  ｃａｇｇ      ２５４
配列番号１１（Sequence 11 is 16S rRNA gene of phylum Bacteroidetes.）
ｔａｃｇｇａｇｇａｔ  ｃｃｇａｇｃｇｔｔａ  ｔｃｃｇｇａｔｔｔａ  ｔｔｇｇｇｔｔｔａａ  ａｇｇｇｔｇｃｇｃａ  ｇｇｃｇｇｇｔｔｇｔ      ６０
ｔａａｇｔｃｇｇｔｇ  ｇｔｇａａａｔｃｃｃ  ｇｇｇｇｃｔｃａａｃ  ｃｃｃｔｇｇｃｔｔｇ  ｃｃａｔｃｇａａａｃ  ｔｇｇｔｔａｃｃｔｔ      １２０
ｇａｇｔｇｔｇｇｇｔ  ｇａｇｇｃａｇｇｃｇ  ｇａａｔｔｃｇｔｇｇ  ｔｇｔａｇｃｇｇｔｇ  ａａａｔｇｃａｔａｇ  ａｔａｔｃａｃｇａｇ      １８０
ｇａａｃｔｃｃｇａｔ  ｃｇｃｇｔａｇｇｃａ  ｇｃｔｔｇｃｃａｔｔ  ｃｃａｔａａｃｔｇａ  ｃｇｃｔｃａｔｇｃａ  ｃｇａａｇｇｃｇｔｇ      ２４０
ｇｇｇａｔｃａａａｃ  ａｇｇ      ２５３
【００３８】
また、配列番号１２から配列番号１４の塩基配列は、以下の塩基配列である。なお、配列番号１２から１４の塩基配列は、ファーミキューテス門に分類される細菌のものである。
配列番号１２（Sequence 12 is 16S rRNA gene of phylum Firmicutes.）
ｔａｃｇｔａｇｇｔｇ  ｇｃａａｇｃｇｔｔａ  ｔｃｃｇｇａａｔｔａ  ｔｔｇｇｇｃｇｔａａ  ａｇａｇｔｇａｇｃａ  ｇｇｃｇｇｃｃｇｔｔ      ６０
ｔａａｇｔｃｔｇａａ  ｇｔｃａａａｔｇｃａ  ｇｔｇｇｃｔｔａａｃ  ｃａｃｔｇｔｃｃｇｃ  ｔｔｔｇｇａａａｃｔ  ｇｇａｔｇｇｃｔａｇ      １２０
ａｇｔａｃｇａｇａｇ  ａａｇｔａａｇｃｇｇ  ａａｔｔｃｃａｔｇｔ  ｇｔａｇｃｇｇｔｇａ  ａａｔｇｃｇｔａｇａ  ｔａｔａｔｇｇａｇｇ      １８０
ａａｃａｃｃａｇａｇ  ｇｃｇａａｇｇｃｇｇ  ｃｔｔａｃｔａｇａｔ  ｃｇａｔａｃｔｇａｃ  ｇｃｔｃａｇｔｃａｃ  ｇａａａｇｃｇｔｇｇ      ２４０
ｇｔａｇｃａａａｔａ  ｇｇ      ２５２
配列番号１３（Sequence 13 is 16S rRNA gene of phylum Firmicutes.）
ｔａｃｇｔａｇｇｔｇ  ｇｃａａｇｃｇｔｔｇ  ｔｃｃｇｇａｔｔｔａ  ｃｔｇｇｇｔｇｔａａ  ａｇｇｇｃｇｃｇｔａ  ｇｇｃｇｇｇａａｔｇ      ６０
ｃａａｇｔｃａｇａｔ  ｇｔｇａａａｔｃｃａ  ｔｇｇｇｃｔｃａａｃ  ｃｃａｔｇａａｃｔｇ  ｃａｔｔｔｇａａａｃ  ｔｇｔｇｔｔｔｃｔｔ      １２０
ｇａｇｔｇａｔｇｇａ  ｇａｇｇｃａｇｇｃｇ  ｇａａｔｔｃｃｔａｇ  ｔｇｔａｇｃｇｇｔｇ  ａａａｔｇｃｇｔａｇ  ａｔａｔｔａｇｇａｇ      １８０
ｇａａｃａｃｃａｇｔ  ｇｇｃｇａａｇｇｃｇ  ｇｃｃｔｇｃｔｇｇａ  ｃａｔｃａａｃｔｇａ  ｃｇｃｔｇａｔｇｃｇ  ｃｇａａａｇｃｇｃｇ      ２４０
ｇｇｇａｇｃａａａｃ  ａｇｇ      ２５３
配列番号１４（Sequence 14 is 16S rRNA gene of phylum Firmicutes.）
ｔａｃｇｔａｇｇｔｇ  ｇｃｇａｇｃｇｔｔａ  ｔｃｃｇｇａｔｔｔａ  ｃｔｇｇｇｔｇｔａａ  ａｇｇｇｃｇｃｇｃａ  ｇｇｃｇｇｃｃｃｔｇ      ６０
ｇａａｇｔｃａｇａｔ  ｇｔｇａａａｇａｔｃ  ａａｇｇｃｔｔａａｃ  ｔｔｔｇａｃａｇｇｔ  ｃａｔｃｔｇａａａｃ  ｔｔｔｇｇｇｇｃｔｔ      １２０
ｇａｇｔａｔｃａｇａ  ｇｇｇｇａａａｇｔｇ  ｇａａｔｔｃｃｔａｇ  ｔｇｇａｇｃｇｇｔａ  ａａａｔｇｃａｃａｇ  ａｇａｔｔａｇｇａｇ      １８０
ｇａａｃａｃｃｇｇｔ  ｇｇｃｇａａｇｇｃｇ  ａｃｔｔｔｃｔｇｇｃ  ｔｇａｃａａｃｔｇａ  ｃｇｃｔｇａｇｇｃｇ  ｃｇａａａｇｃｇｔｇ      ２４０
ｇｇｇａｇｃａａａｃ  ａｇｇ      ２５３
【００３９】
本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、バクテロイデテス門に分類され、上記数値範囲内の相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が２０％以上４０％以下であることが好ましく、２０％以上３５％以下であることがより好ましく、ファーミキューテス門に分類され、上記数値範囲内の相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が５％以上３０％以下であることが好ましく、５％以上２０％以下であることがより好ましい。これにより、メタン発酵槽に酸発酵によって分解されなかった有機物が多量に存在していても、上記数値範囲内の門クラスの細菌を管理することで、これにより、プロピオン酸酸化細菌やその他の有機酸発酵菌と、水素資化性メタン生成古細菌や酢酸資化性メタン生成古細菌とのバランスがより良好であり、メタンガスの生成が良好なメタン発酵槽とすることができる。
【００４０】
本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、さらに、バクテロイデテス門に分類され、上記数値範囲内の相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、配列番号３から１１のいずれの塩基配列に対しても０．５％以上であり、本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、さらに、ファーミキューテス門に分類され、上記数値範囲内の相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、配列番号１２から１４のいずれの塩基配列に対しても０．５％以上であることが更に好ましい。
【００４１】
表１は、本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、バクテロイデテス門に分類され、上記数値範囲内の相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合と、ファーミキューテス門に分類され、上記数値範囲内の相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合との一例を示したものである。なお、表１において、「〜」は、前後の数値に対して、以上以下の範囲を示すものとする。
【００４２】
【表１】
2018108039.tif 000003
【００４３】
表１に示す一例のように、本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、バクテロイデテス門に分類され、上記数値範囲内の相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、配列番号３から１１のいずれの塩基配列に対しても０．５％以上であることが更に好ましい。なお、バクテロイデテス門に分類される細菌は、１６Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子に対応するＤＮＡの塩基配列が、配列番号３から１１のいずれか一つの塩基配列に対して、上記相同性を有する塩基配列を含んでいればよく、配列番号３から１１の中の複数の塩基配列に対して、上記相同性を有する塩基配列を含んでいてもよい。そのため、例えば、配列番号３の塩基配列に対して２％の存在割合である細菌が、同時に、配列番号４の塩基配列に対して２％の存在割合である細菌であってもよく、本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、バクテロイデテス門に分類され、上記数値範囲内の相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が２０％以上４０％以下の範囲内になっていればよい。
【００４４】
同様に、本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、ファーミキューテス門に分類され、上記数値範囲内の相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が、配列番号１２から１４のいずれの塩基配列に対しても０．５％以上であることが更に好ましい。なお、ファーミキューテス門に分類される細菌は、１６Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子に対応するＤＮＡの塩基配列が、配列番号１２から１４のいずれか一つの塩基配列に対して、上記相同性を有する塩基配列を含んでいればよく、配列番号１２から１４の中の複数の塩基配列に対して、上記相同性を有する塩基配列を含んでいてもよい。そのため、例えば、配列番号１２の塩基配列に対して２％の存在割合である細菌が、同時に、配列番号１３の塩基配列に対して２％の存在割合である細菌であってもよく、本発明のメタン発酵槽の発酵液中の細菌群において、ファーミキューテス門に分類され、上記数値範囲内の相同性を有する塩基配列を含む細菌の存在割合が５％以上３０％以下の範囲内になっていればよい。
【００４５】
図２は、本発明のメタン発酵槽を用いたメタン発酵設備の運転の概略を示す説明図である。一日あたり平均で９３トンの食品廃棄物を、破砕機・選別機で梱包材やプラスチック類を除去した上で、有機性廃棄物を酸発酵槽、メタン発酵槽によってメタン発酵を行い、バイオガスを得る。一日あたりの食品廃棄物の平均は、後述する２０１３年、２０１４年及び２０１５年における、本発明のメタン発酵槽を用いたメタン発酵設備の運転データから得られたものである。
【００４６】
図３は、発明のメタン発酵槽を用いたメタン発酵設備の運転において、メタン発酵槽内の細菌群を、従来のメタン発酵法と本発明のメタン発酵法とで比較する説明図である。本発明のメタン発酵槽では、従来知られているプロテオバクテリア門ではなく、ＷＷＥ１門の細菌群によって、メタン発酵液中のプロピオン酸を酢酸と水素に分解することができる。
【００４７】
酸発酵槽において、有機性廃棄物が滞留する期間は平均して２日である。酸発酵槽において、炭水化物、タンパク質、脂質、繊維質等の有機物を、乳酸、プロピオン酸等の揮発性脂肪酸に分解する。本発明のメタン発酵槽によれば、酸発酵槽において完全に分解されず、例えば、酸発酵液に有機物がＣＯＤｃｒ換算で８０％程度まで残存していても、メタン発酵槽において酸敗がなく、効率的・安定的にメタンガスを得ることができる。
【００４８】
メタン発酵槽において、酸発酵液に有機物がＣＯＤｃｒ換算で８０％程度まで残存していても、バクテロイデテス門に分類される細菌やファーミキューテス門に分類される細菌によって、揮発性脂肪酸等に分解することができる。そして、揮発性脂肪酸のうち、メタン発酵槽において酸敗を起こす原因となりやすいプロピオン酸を、ＷＷＥ１門に分類される細菌によって分解し、さらに、分解物である酢酸や水素から、酢酸資化性メタン生成古細菌や水素資化性メタン生成古細菌によって、メタンガスを得ることができる。
【００４９】
また、本発明のメタン発酵槽を用いたメタン発酵設備の運転においては、例えば、２０１３年、２０１４年及び２０１５年の３年間の平均の有機物負荷量が、０．６ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｋｇ−ｖｓｓであった。これは、例えば、一般的に、有機性廃棄物を好気性処理した場合の０．４ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｋｇ−ｖｓｓ以上０．６ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｋｇ−ｖｓｓ以下の負荷量と同程度の効率的・安定的な処理ができており、一般的に、有機性廃棄物を嫌気性処理した場合の０．０４ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｋｇ−ｖｓｓ以上０．３５ｋｇ−ＣＯＤｃｒ／ｋｇ−ｖｓｓ以下の負荷量よりも優れたものである。
【００５０】
また、本発明のメタン発酵槽を用いたメタン発酵設備の運転において、メタン発酵設備に搬入された食品廃棄物は、例えば、２０１３年においては３２．０千トン、２０１４年においては３５．０千トン、２０１５年においては３５．５千トンであり、そのうち、梱包材やプラスチック類等に分別されたものは、２０１３年においては４５１７トン、２０１４年においては４９７１トン、２０１５年においては４５３６トンであった。
【００５１】
そして、メタン発酵槽から生じたバイオガス量は、２０１３年においては６２００×１０３Ｎｍ３、２０１４年においては６５５０×１０３Ｎｍ３、２０１５年においては６６００×１０３Ｎｍ３であった。なお、バイオガスの組成は、各年において、ＣＨ４は５９〜６０％の範囲、ＣＯ２は３９〜４１％の範囲であり、ＨｓＳは５０ｐｐｍ以下であった。
【００５２】
また、食品廃棄物から梱包材等を除いた有機性廃棄物の重量あたりのバイオガス発生量は、２０１３年においては２２１Ｎｍ３／トン、２０１４年においては２１３Ｎｍ３／トン、２０１５年においては２１２Ｎｍ３／トンであった。従来、食品廃棄物を処理してメタンガスを得るためのメタン発酵槽から発生するバイオガス量は、食品廃棄物から梱包材やプラスチック類を除いた有機性廃棄物の重量あたりのバイオガス（ＣＨ４：６０％、ＣＯ２：４０％）発生量は、１２０Ｎｍ３／トン以上１６０Ｎｍ３／トン以下程度であることから、本発明のメタン発酵槽によって、効率的・安定的にメタンガスを得ることができることがわかる。
【００５３】
ここで、表２に、２０１４年と２０１５年において、本発明のメタン発酵槽を用いたメタン発酵設備を運転した際の食品廃棄物搬入量とバイオガス発生量をまとめた。
【００５４】
【表２】
2018108039.tif 000004
【００５５】
表２に示すように、例えば、２０１４年と２０１５年の４月から８月にかけて、搬入量が増加しているが、それに伴いバイオガス発生量も追随して増加していることから、メタン発酵槽において酸敗等が生じることなく、効率的安定的にメタンガスを得ることができていることが分かる。
【図１】
2018108039.tif 000005
【図２】
2018108039.tif 000006
【図３】
2018108039.tif 000007
【配列表】
2018108039000001.app