(57)【要約】【課題】本発明の課題は、電位を制御した電極に発酵液を接触させながらメタン発酵させるメタン発酵方法およびメタン発酵装置を提供することにある。【解決手段】有機性廃棄物をメタン発酵するメタン発酵方法において、前記メタン発酵における発酵液に電極を接触させ、当該電極に電圧を印加しながらメタン発酵させることを特徴とする。本発明によれば、メタン発酵を安定して行うことができるとともに、メタン発酵を促進させることよってバイオガス中のメタン濃度を高めることが可能である。【選択図】図１
2005125172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物をメタン発酵するメタン発酵方法において、
前記メタン発酵における発酵液に電極を接触させ、当該電極に電圧を印加しながらメタン発酵させることを特徴とする、メタン発酵方法。
【請求項２】
請求項１において、前記電極の電位が０．０Ｖより卑側となるように制御されていることを特徴とする、メタン発酵方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記発酵液に二酸化炭素含有ガスを導入することを特徴とする、メタン発酵方法。
【請求項４】
有機性廃棄物をメタン発酵する発酵槽と、
前記メタン発酵における発酵液と接触する電極と、
前記電極を制御する電極制御手段とを備えていることを特徴とする、メタン発酵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電位制御された電極に発酵液を接触させながら有機性廃棄物をメタン発酵させるメタン発酵方法およびこのメタン発酵方法に好適に使用できるメタン発酵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電場または電気化学的な効果を利用して、発酵の制御、促進を図る例として電気透析発酵法などが知られている。この電気透析発酵法は、発酵液中から発酵生成物を透析、除去することによってその生成量を増やすことを目的とするものである。また、発酵槽内の環境を調整する目的で、例えばメタン発酵の場合に、発酵槽に硫化物イオンを加えることによって発酵槽内の酸化還元性をメタン発酵が可能な「卑」の領域に調整することは従来から行われている。
【０００３】
また従来、生化学反応と電極反応とを組み合わせた例としては、グルコースセンサーに代表されるバイオセンサーなど、多くの応用例が報告されている。これらは、電極表面と生化学反応との電荷移動を担う物質として鉄の錯イオンのように比較的小さく、かつ、電極反応性の高い化学種を用いることが好ましいとされている。このような、鉄を酸化還元メディエータとする方法の別例としては、鉄酸化細菌を利用して＋３価の鉄イオンを生成させ、銅の溶出と回収（バイオリアリーチング）を行うことが知られている。このとき電解プロセスを導入して、培養促進を図る提案もある。このようなメディエータ利用の一例としてアントラキノンによって硫酸塩還元菌の代謝阻害を起こし、硫化水素を生成阻止する悪臭防止法なども提案されている。
【０００４】
また、生体代謝エネルギーを電力として系外に取り出す微生物電池において、鉄の他にも電荷移動を仲介する物質としては、負極における電子受容体としてのメチルビオロゲンやＭＶ２＋／ＭＶ＋のように水素を酸化し、プロトンを生成するメディエータなども用いられている。さらに、メディエータを経由せず、直接ヒドロゲナーゼを電極上に固定した電池も検討されている。
【０００５】
このように、酸化還元性を制御することによる影響は大きく、メタン発酵では、嫌気性微生物の生育に最適な酸化還元電位を常に保ちながらメタン発酵を行う方法が報告されている。
【０００６】
特許文献１に記載の発明では、発酵槽内の有機性廃棄物流入部の酸化還元電位を測定し、その結果が嫌気性菌の育成に最適な値（−３５０ｍＶ）より高くなった場合に、発酵槽内の有機性廃棄物流入部よりも下流側の液を、酸化還元電位測定部またはその上流側に循環させることによって発酵槽内の酸化還元電位を制御している。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−１６０１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように電気化学的な効果を利用した技術は報告されているものの、メタン発酵液の電位を正確に制御する技術は報告されていない。本発明の課題は、電位制御した電極に発酵液を接触させながらメタン発酵させるメタン発酵方法およびこの方法に適したメタン発酵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係るメタン発酵方法の発明は、有機性廃棄物をメタン発酵するメタン発酵方法において、前記メタン発酵における発酵液に電極を接触させ、当該電極に電圧を印加しながらメタン発酵させることを特徴とする。
【００１０】
この特徴によれば、メタン発酵の環境に変化を生じさせて、メタン発酵を制御することができる。よって、メタン発酵によって生成するバイオガス中のメタン濃度を調整することができ、バイオガスの高カロリー化を図ることができる。
【００１１】
また、本発明の第２の態様に係るメタン発酵方法の発明は、前記第１の態様において、前記電極の電位が０．０Ｖより卑側となるように制御されていることを特徴とする。
【００１２】
電極電位が０．０Ｖより卑側に制御されていることにより、この電極に接触している発酵液を確実に嫌気状態として保持することができ、安定したメタン発酵を行うことができるとともに、メタン発酵を促進させることができる。また、後記実施例に示すように、メタン発酵により発生するバイオガス中のメタン濃度を高めることができ、バイオガスの高カロリー化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明の第３の態様に係るメタン発酵方法の発明は、前記第１の態様または前記第２の態様において、前記発酵液に二酸化炭素含有ガスを導入することを特徴とする。
【００１４】
電圧が印加された電極と接触している発酵液に二酸化炭素含有ガスを導入することによって、二酸化炭素を原料としてメタンを生成させることができる。すなわち、二酸化炭素からエネルギー源となり得るメタンを産出することができる。
【００１５】
また、本発明の第４の態様に係るメタン発酵装置の発明は、有機性廃棄物をメタン発酵する発酵槽と、前記メタン発酵における発酵液と接触する電極と、前記電極を制御する電極制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
この特徴によれば、メタン発酵における発酵液に電圧が印加された電極を接触させることによってメタン発酵を安定化することができるとともに、メタン発酵を促進させることができる。よって、電極電位を調整することにより、メタン発酵によって生成されるバイオガスの高カロリー化を図ることが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電圧を印加した電極に発酵液を接触させることにより、メタン発酵を安定して行うことができるとともに、メタン発酵を促進させることができる。従って、バイオガス中のメタン濃度を高めることができ、バイオガスの高カロリー化を図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係るメタン発酵方法およびメタン発酵装置について説明する。  
本発明に係るメタン発酵方法は、有機性廃棄物をメタン発酵するメタン発酵方法において、前記メタン発酵における発酵液に電極を接触させ、当該電極に電圧を印加しながらメタン発酵させることを特徴とするものである。
【００１９】
ここで有機性廃棄物（バイオマス）としては、例えば畜産廃棄物や緑農廃棄物、廃水処理汚泥などを挙げることができる。ここで、畜産廃棄物としては、家畜の糞尿や、屠体、その加工品が挙げられ、より具体的には牛、羊、山羊、ニワトリなどの家畜の屠体、そこから分離された骨、肉、脂肪、内臓、血液、脳、眼球、皮、蹄、角などのほか、例えば肉骨粉、肉粉、骨粉、血粉などに代表される家畜屠体の骨、肉等を破砕した破砕物や、血液などを乾燥した乾燥物も含まれる。また、緑農廃棄物としては、家庭の生ごみのほか、産業廃棄物生ごみとして農水産業廃棄物、食品加工廃棄物等が含まれる。
【００２０】
また、有機性廃棄物の性状により、必要に応じて、前処理として破砕・分別処理を実施することができる。破砕・分別処理は、例えば以下に示すような分別破砕、全量破砕により行うことができる。
【００２１】
分別破砕の場合は、破砕分別機を用い、有機性廃棄物のなかで比較的容易に破砕可能な部位を液と共にスラリーとして回収する。一方、破砕しにくい部位は塊状物として別途回収することもできる。スラリーの含水率は７０〜９５重量％程度、塊状物の含水率は４０〜６０重量％程度である。破砕分別機は、有機性の固形物をせん断力、引っ張り力によって破砕するもので、カッター部分は２軸式または３軸式のものが利用できる。牛などの動物屠体を原料とする場合には、３軸式の破砕分別機で破砕処理する方が破砕の細かさや均一性の観点から好ましい。選別除去すべき混入プラスティック類、シート類などは、メッシュによる選別、風選などで除去することが好ましい。また、全量破砕の場合は、例えばディスポーザー等の破砕機を使用して全対象物を破砕する。
【００２２】
以下、本発明に好適なメタン発酵装置および電極について図面に沿って説明する。  
ここで、図１は本発明の第１の実施形態に係るメタン発酵装置１０１の概略構成図である。本実施形態に係るメタン発酵装置１０１は、主要な構成として、有機性廃棄物をメタン発酵する発酵槽１１と、発酵槽１１内の発酵液１２に接触するように配備された電極４０と、電極４０の電位を制御する制御手段５０を備えている。
【００２３】
メタン発酵（嫌気性消化）は、いわゆる中温型、高温型、またはスラリー（湿式）型、ドライ（乾式）型のいずれのタイプのものであっても適用できる。
【００２４】
発酵槽１１は、絶対嫌気性であるメタン発酵菌による活動を妨げることがない構成のものが好ましく、例えば空気を完全に遮断したタンクにより構成される。発酵槽１１は、固形分濃度（通常、７〜４０重量％の範囲）と発酵温度（通常、中温発酵では３７℃、高温発酵では５５℃）によって、形状や運転条件などを適宜設定する。本発明においては、例えば高含水率の原料（固形分濃度１０重量％まで）の場合は湿式型の完全混合方式の発酵槽１１を、低含水率の原料（固形分濃度３０〜４０重量％）の場合は乾式型のプラグフロー式（押し出し式）の発酵槽１１を用いることが好ましい。
【００２５】
発酵槽１１には、生成するバイオガスを回収するための回収手段のほか、必要に応じて脱硫装置を設けることができる。脱硫装置は既知のものを用いることができ、バイオガスに含まれる腐食性の高い硫黄化合物（例えば硫化水素）を取り除くことができる。さらに、発酵槽１１には、必要に応じて保温のための加熱手段を設けておくことが好ましい。加熱手段は特に限定されるものではなく、加熱媒体を用いる既知の加熱手段を使用可能である。
【００２６】
一般のメタン発酵においては、中温発酵で２０〜３０日間程度、高温発酵で１５日間程度の滞留時間をとっているが、本発明においては、高含水率の原料（固形分濃度を１０重量％程度まで）の場合は完全混合方式の発酵槽を用い、中温メタン発酵菌（至適温度３７℃）では滞留時間を１５〜２０日間程度、高温メタン発酵菌（至適温度５５℃）では滞留時間を１０日間程度と、通常のメタン発酵の所要時間よりも短くすることが可能である。低含水率の原料（固形分濃度３０〜４０重量％）の場合は、被処理物の固形分濃度を３０〜４０重量％にして押し出し式の発酵槽を使用できる程度の固さに調整する。滞留時間については、高含水率の場合と同様に設定することができる。また、必要な場合は、炭素／窒素比の調整のために若干の有機成分を導入することもできる。
【００２７】
有機性廃棄物導入手段としての配管２１から発酵槽１１に導入された有機性廃棄物は、発酵槽１１内の嫌気性細菌の作用により発酵して発酵液１２を生成する。発酵液１２は、０．０Ｖより卑側、好ましくは−０．４Ｖより卑側の電位に保持された電極４０と接触している。電極電位を−１．０Ｖ程度より卑側とすると、水が電気分解してしまうことがあるため、好ましくない。なお、電極４０の電位は制御手段５０によって制御されるように構成されている。
【００２８】
このように発酵液１２を電位制御された電極と接触させることによってメタン発酵を制御して、メタン発酵菌の代謝を促進させることができる。また、電極電位を０．０Ｖより卑側に調整することによってメタン発酵菌にとって好適な環境を調整することができ、安定した状態でメタン発酵させることができるとともに、活性の高い状態に制御できる。もって、メタン発酵が促進されて発生するバイオガス中のメタン濃度を高めることができる。すなわち、バイオガス単位体積あたりのメタン含有量を高めることができるのでバイオガスの高カロリー化を図ることができ、例えば通例バイオガス中のメタン濃度は５５体積％程度であるが、これを後記実施例に示すように７０体積％以上とすることが可能である。また、メタン濃度が高まることによってバイオガスからのメタン成分の分離が容易となる。
【００２９】
また、二酸化炭素ガスを導入するガス導入手段としての配管２２から発酵槽１１内の発酵液１２に二酸化炭素含有ガスを導入することにより、二酸化炭素を原料としてメタンを生成させることができる。すなわち、電圧が印加された電極に接触している発酵液、すなわちメタン発酵が促進されている発酵液に二酸化炭素含有ガスを導入することによって二酸化炭素をメタンに変換させることが可能である。もって、二酸化炭素を原料としてエネルギー源となり得るメタンを効率的に産出することができる。
【００３０】
二酸化炭素含有ガスとしては、例えば焼却施設など一般の二酸化炭素排出源から排出されるガスを用いることができる。また、嫌気条件である発酵液１２に導入されることから、二酸化炭素含有ガスに酸素成分が含まれている場合には、これを除去することが好ましい。
【００３１】
生成したバイオガスはバイオガス回収手段としての配管２４から回収されてガスホルダーに貯留される。なお、発酵液１２は必要に応じて配管２３を介して発酵槽１１から排出される。
【００３２】
次に、図２は本発明の第２の実施形態に係るメタン発酵装置１０２の概略構成を示す図面である。本実施形態に係るメタン発酵装置１０２は、主要な構成として、有機性廃棄物をメタン発酵する発酵槽１１と、発酵液１２を循環させる循環手段としてのポンプＰと、発酵液の循環経路上に配置された電位印加槽３０を備えている。なお、図１と同様の構成については同一の符合を付して説明を省略する。
【００３３】
本実施形態に係るメタン発酵装置１０２では、電極４０は電位印加槽３０内に配置されており、電位印加槽３０を通過する発酵液１２と接触するように構成されている。
【００３４】
配管２１を介して発酵槽１１に導入された有機性廃棄物は、発酵槽１１内の嫌気性細菌の作用により発酵して発酵液１２を生成する。発酵液１２は配管２５を介してポンプＰにより循環させられ、電位印加槽３０に導入された後、発酵槽１１に戻される。
【００３５】
電位印加槽３０を通過する発酵液１２は、０．０Ｖより卑側、好ましくは−０．４Ｖより卑側の電位に保持された電極４０と接触するように構成されている。電極電位を−１．０Ｖ程度より卑側とすると、水が電気分解してしまうことがあるため、好ましくない。なお、電極４０の電位は制御手段５０によって制御されるように構成されている。
【００３６】
発酵液１２が電位印加槽３０において電圧が印加された電極４０と接触し、その発酵液１２が発酵槽１１に循環することによって、安定した状態でメタン発酵させることができるとともに、メタン発酵を促進させてバイオガス中のメタン濃度を高めることができる。
【００３７】
本実施形態のメタン発酵装置１０２は、発酵液１２が循環し、電位印加槽３０を通過する際に電圧が印加された電極４０と接触する構成であるため、電極４０の電位制御が比較的容易であるとともに、電位印加槽３０のメンテナンス作業を発酵槽１１とは無関係に独立して行い得るため、好ましい。
【００３８】
ここで、本実施形態のメタン発酵装置１０２に使用できる電極４０の構成について図３および図４に沿って説明する。図３は積層構造を採用する電極４０の一単位４０ａを示す概略構成図であり、図４は電極４０の全体構成を示す概略構成図である。
【００３９】
電極４０の一単位４０ａは、図３に示すようにカソード電極とアノード電極が複極仕切板４２で仕切られたバイポーラ構造となっている。符合４１は液透過型のアノード電極であり、例えばカーボンフェルト、カーボンメッシュなどの炭素質電極素材が充填されたもの、メッシュ構造の金属素材（例えば貴金属、ＳＵＳ、鉄）などを用いることができる。符合４３はカソード電極であり、例えば耐酸化性を有する貴金属、ＳＵＳなどからなるメッシュ構造の金属電極などを用いることができる。そして、この一単位４０ａを、イオン交換膜４９を介して複数積層することによって図４に示す電極４０を構成することができる。
【００４０】
次に、本発明に用いられる電極について詳細に説明する。  
本発明に使用できる電極は、電気的に安定なものであれば特に限定されることは無く、例えば多孔質炭素（グラファイト）、カーボンフェルト、カーボンファイバー、グラッシーカーボンなどの炭素質電極、白金などの貴金属電極、表面が白金などの貴金属でコーティングされた表面処理電極などを挙げることができる。
【００４１】
以下、炭素質電極を例に挙げて、図５から図９に沿って説明する。  
図５は炭素質電極のＳＥＭイメージ図面であり、図５（Ａ）は水素過電圧を高くする処理（化学修飾）を行ったカーボンフェルト電極を示すものであり、図５（Ｂ）は窒素雰囲気下１４００℃で焼成処理したカーボンフェルト電極を示すものである。図５（Ａ）に示す化学修飾カーボンフェルト電極は、表面に無数の小孔が形成されて表面積が大きくなっていることがわかる。
【００４２】
図６は、ＰＡＮ（ポリアクニロニトリル）系化学修飾カーボンフェルト電極をＥＳＣＡ測定した結果を示す図面である。図６に示すように、炭素に係るピークが最も強く観測され、主成分として炭素成分を含有していることがわかる。また、酸素成分、窒素成分に係るピークも確認できたことから、電極表面に酸化物、窒化物が形成されていることがわかる。化学修飾を行うことにより電極表面に所定量の酸化物を形成させることができ、この酸化物形成よって電極の水素過電圧を高めることができる。なおＥＳＣＡ測定条件は、レンジ：３×１０３cps/１８cm、Ｘ線：８ｋｖ、２０ｍＡであった。
【００４３】
図７は、化学修飾カーボンフェルト電極のＥＳＣＡ−Ｃ１ｓスペクトルを示す図面である。図７に示すように、−ＣＨ２−に係るピークが最も大きく該電極の骨格を構成していることがわかる。また、他に酸化物などに由来するピークが確認できたことから、表面に酸化物が形成されていることがわかる。
【００４４】
図８は炭素質電極のサイクリックボルタムグラフを示す図面であり、図８（Ａ）は化学修飾カーボンファイバー電極を示すものであり、図８（Ｂ）は窒素雰囲気下１４００℃で焼成処理したカーボンファイバー電極を示すものである。図８（Ａ）に示す化学修飾カーボンファイバー電極は、図８（Ｂ）に示す一般的な処理である焼成処理を施したカーボンファイバー電極と比し、広い電位幅を有していることがわかる。また、水素過電圧が大きく、比較的水を電気分解しにくいことから、より卑側の電圧を印加する場合に好適に使用できる。すなわち、後記実施例に示す如く、電極電位が卑側に大きいほどバイオガス中のメタン濃度を増加させることが可能であるため、電極として化学修飾カーボンファイバー電極を用いて高い電極電位に調整することによって、より一層高濃度でメタン成分を含有するバイオガスを生成させることが可能である。なお測定条件は、温度：３５℃、電解液：０．０５Ｍリン酸水素二ナトリウム溶液、撹拌下である。
【００４５】
図９は、温度３５℃、牛糞尿を消化処理した場合における開路状態での電極電位（V vs NHE）と時間との関係を示す図面であり、電極としてグラッシーカーボン電極を使用した場合を図中実線で示し、白金ディスク電極を使用した場合を図中点線で示した。白金ディスク電極（図中点線）では経時変化がほとんど確認されないが、グラッシーカーボン電極（図中実線）では、若干の電極電位の低下が確認された。
【００４６】
図１０は、炭素、硫黄および鉄に対するｐＨ値ダイヤグラムであり、電位（V vs NHE）とｐＨ値との関係を示すものである。図１０からわかるように、メタン（ＣＨ４）の発生領域は電位の「卑」側に構成されていることがわかる。
【００４７】
以下、実施例等を挙げて本発明についてより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４８】
図１１に示すメタン発酵装置１０３を使用してメタン発酵を行った。メタン発酵装置１０３は、発酵槽６１と、この発酵槽６１から回収したバイオガスを貯蔵するガスホルダー６９を備えている。発酵槽６１は、内容積約３００ｍＬのプラスティック容器から構成されており、その内部には作用電極（Working electrode）６２と、電位を規定する参照電極（Reference electrode）６３と、イオン交換膜６４ａで覆われた対極（Counter electrode）６４が配置されている。
【００４９】
本実施例に係るメタン発酵装置１０３では、作用電極６２として水素過電圧を高くする処理（化学修飾）を施したＰＡＮ系炭素質カーボンフェルト（厚さ約２．５ｍｍ、長さ約８ｃｍ、幅約５ｃｍ）をグラッシーカーボン板に圧着させたものを使用し、参照電極６３として銀−塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）電極を使用した。また、発酵槽６１は３７℃に恒温設定された恒温浴６７に浸されており、さらに発酵槽６１内を均質とするために撹拌手段としてマグネティックスターラー６８が配備されている。
【００５０】
また、発酵槽６１内で発生したバイオガスをガスホルダー６９に導く配管６５の途中にはサンプリングノズル６６が設けられており、このサンプリングノズル６６からガスサンプルを適宜採取してガスクロマトグラフを用いてバイオガス組成（特にメタン含有率）を測定した。発酵液には、牛糞尿メタン発酵液を加えて一昼夜予備発酵させた食品廃棄物スラリーを使用した。
【００５１】
作用電極６２に−０．４４Ｖ、−０．５５Ｖ、−０．６２Ｖ、−０．７０Ｖの電圧を印加した場合における電圧印加時間（ｍｉｎ）とバイオガス発生量（ｍＬ）との関係を図１２に示した。図１２に示すように、電圧値に応じてバイオガス発生量に多少の差は確認できるものの、全体として有意な差は確認されなかった。
【００５２】
図１３にはｐＨ値７．５において、作用電極６２の電位を複数調整した場合における、その電極電位（Ｖ）とバイオガス中のメタン濃度（体積％）との関係、およびその電極電位（Ｖ）とカソード電流（ｍＡ）（安定状態）との関係を示した。図１３に示すように、電極電位の上昇に伴いバイオガス中のメタン濃度が増加しており、電極電位が−０．８Ｖ程度ではメタン濃度を７８体積％程度まで高めることが可能であることがわかる。一方、カソード電流は、電極電位が−０．４４Ｖ付近から流れ始め、−０．６５Ｖ付近で極大値を示し、それより電極電位を大きくすると減少することが確認できた。なお、電極電位が小さいほどバイオガス中のメタン濃度が低下し、無電圧印加状態では通例のメタン発酵と同等である５５体積％程度のメタン濃度であった。
【００５３】
このことから、卑側の電圧が印加された作用電極６２に発酵液を接触させながらメタン発酵させることにより、バイオガス中のメタン濃度を高められること、すなわちバイオガスの高カロリー化を図ることが可能であることがわかる。また、電極電位を調整することにより、バイオガス中のメタン濃度を制御することができることがわかる。
【００５４】
このように、通例の発酵液に電圧が印加された電極を接触させることによってメタン発酵の環境に変化を生じさせることができる。また、電極電位を適宜制御することによってその電極電位に応じたメタン濃度を有するバイオガスを生成させることできる。
【００５５】
次に、表１に、所定電圧を印加してメタン発酵させた場合における、実測値としての電流値（ｍＡ）、クーロン量（coul.／hr）、バイオガス発生量（ｍＬ／ｈｒ）および無電圧印加状態に対してのメタン増加率（％）を示し、さらに前記メタン増加率と同一の増加率を二酸化炭素の電解還元によって得る場合に必要とされるクーロン量（coul.）の理論値を示した。
【００５６】
【表１】
2005125172.tif 000003
【００５７】
電極電位が−０．５２Ｖである場合を例に挙げて説明すると、表１より電圧を印加しない場合と比してメタン発生が４％増加しており、このときのクーロン量が実測値として０．３６coul.／hrであることがわかる。一方、この４％のメタン増加率を二酸化炭素の電解還元に由来するメタン生成によって得るためには１９coul.必要であることがわかる。
【００５８】
従って、−０．５２Ｖの電圧を印加することによって得られるメタンの「４％」の増加分は、電解還元に起因するものではなく、電圧が印加された電極に発酵液を接触させたことに起因するものであることが推測される。より具体的には、電極電位の制御によってメタン発酵の環境に変化が生じ、メタン発酵が促進された結果であると考えられる。電極電位が−０．６５Ｖ、−０．８０Ｖである場合についても同様の結果が導出される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
有機性廃棄物をメタン発酵処理させるメタン発酵方法およびメタン発酵装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るメタン発酵装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るメタン発酵装置を示す概略構成図。
【図３】本発明に好適に使用できる電極の説明に供する図面。
【図４】本発明に好適に使用できる電極の説明に供する図面。
【図５】炭素質電極に係るＳＥＭイメージ図面。
【図６】炭素質電極のＥＳＣＡスペクトル。
【図７】炭素質電極のＥＳＣＡ−Ｃ１ｓスペクトル。
【図８】炭素質電極に係るサイクリックボルタムグラフ。
【図９】電極の電位特性を示す図面。
【図１０】炭素、硫黄および鉄に対するｐＨ値ダイヤグラム。
【図１１】実施例に係るメタン発酵装置の概略構成図。
【図１２】種々の電極電位でのバイオガス発生量を示す図面。
【図１３】種々の電極電位でのメタン濃度とカソード電流を示す図面。
【符号の説明】
【００６１】
１１  発酵槽
１２  発酵液
３０  電位印加槽
４０  電極
５０  制御手段
６１  発酵槽
６２  作用電極
６３  参照電極
６４  対極
６６  サンプリングノズル
６７  恒温浴
６８  マグネティックスターラー
６９  ガスホルダー
【図１】
2005125172.tif 000004
【図２】
2005125172.tif 000005
【図３】
2005125172.tif 000006
【図４】
2005125172.tif 000007
【図５】
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【図６】
2005125172.tif 000009
【図７】
2005125172.tif 000010
【図８】
2005125172.tif 000011
【図９】
2005125172.tif 000012
【図１０】
2005125172.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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