(57)【要約】  【課題】  メタン発酵槽内に充填する担体の最適な充填率を決定でき、これにより安定した発酵状態を長期間維持できるメタン発酵処理方法を提供する。  【解決手段】  有機性廃棄物を、固定化担体１７を充填したメタン発酵槽１２内に投入し、嫌気性微生物によりメタン発酵させて消化液として取り出すメタン発酵処理方法において、メタン発酵槽１２内における、発酵処理物４０中の菌体数及び固定化担体１７に付着した菌体数の合計を測定し、この合計菌体数がメタン発酵槽１２内の最適菌体数となるように固定化担体１７の充填率を決定する。最適菌体数は、メタン発酵槽１２から固定化担体１７を取り除き、更に前記消化液の取り出し口に、菌体が不通過となる孔径のろ過膜３０を設けた状態でメタン発酵処理を行い、このときのメタン発酵槽１２内の菌体数を最適菌体数とすることか好ましい。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を、担体を充填したメタン発酵槽内に投入し、嫌気性微生物によりメタン発酵させて消化液として取り出すメタン発酵処理方法において、前記メタン発酵槽内における、発酵処理物中の菌体数及び前記担体に付着した菌体数の合計を測定し、この合計菌体数が前記メタン発酵槽内の最適菌体数となるように、前記メタン発酵槽内の前記担体の充填率を決定することを特徴とするメタン発酵処理方法。
【請求項２】
前記メタン発酵槽内から前記担体を取り除き、更に前記消化液の取り出し口に、前記菌体が不通過となる孔径のろ過膜を設けた状態でメタン発酵処理を行い、このときの前記メタン発酵槽内の菌体数を最適菌体数としてあらかじめ求めておき、この最適菌体数が前記合計菌体数と等しくなるように、前記メタン発酵槽内の前記担体の充填率を決定する請求項１記載のメタン発酵処理方法。
【請求項３】
前記菌体数の測定は、測定すべき試料に、前記菌体内に存在するエステラーゼ酵素によって蛍光物質を生成する試薬を混合し、前記蛍光物質の蛍光を測定することにより行なう請求項１又は２に記載のメタン発酵処理方法。
【請求項４】
前記担体に付着した菌体数を、剥離手段を用いて前記担体から菌体を剥離した後に測定する請求項１〜３のいずれか１つに記載のメタン発酵処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嫌気性微生物を用いて、生ゴミ、食品加工残滓、活性汚泥処理等の余剰汚泥等の有機性廃棄物を処理するメタン発酵処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生ゴミ等の有機性廃棄物のほとんどは、焼却や埋立処分されているが、焼却に伴うダイオキシンの発生や埋立処分地の逼迫、悪臭などの問題から、環境負荷の少ない処理方法が求められている。これらの問題を解決するために有機性廃棄物をメタン発酵処理し、発生したメタンガスを燃料電池やガスエンジンを用いて発電するシステムが研究、開発されている。
【０００３】
メタン発酵処理は、有機性廃棄物を粉砕、スラリー化した後、このスラリーを発酵槽に投入し、嫌気性下でメタン菌により発酵処理して有機性廃棄物をバイオガスと水とに分解する方法であり、有機性廃棄物を大幅に減量することができると共に、副産物として生成するメタンガスをエネルギーとして回収できるメリットがある。また、嫌気性のため曝気動力が不要であるため省エネルギーな処理法である。
【０００４】
ここで、メタン発酵においては効率よく有機性廃棄物を分解してメタンガスを取り出す必要があるため、メタン発酵槽内の発酵状態を最適に制御することが重要である。このような、メタン発酵槽内の発酵効率を向上させる方法として、メタン菌等の菌体を固定化する担体をメタン発酵槽内に配置して、菌の流出を防止することが知られている。
【０００５】
例えば、特開２００１−４６９９７号公報や、特開平１０−１３７７３０号公報には、メタン発酵処理槽に中空筒状のガラス繊維製又は炭素繊維製周壁を枠体で補強した担体の複数個をその中空部が鉛直となる如く積み重ねて設け、メタン生成菌を前記担体に担持させてなるバイオリアクタを用いたメタン発酵処理装置が開示されている。
【０００６】
また、上記のような担体に付着した微生物解析を目的として、例えば、特開平６−１５３９８９号公報には、超音波処理によって生物固定化担体から微生物を剥離することが開示されている。
【０００７】
更に、特開平６−２４５７９５号公報には、微生物が付着した生物固定化担体を採取して試料を作成し、この試料のＡＴＰを抽出してから、該抽出液に発光試薬を加えて発光量を測定し、この発光強度から担体に付着している微生物量を決定することを特徴とする生物固定化担体中の微生物量測定方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−４６９９７号公報
【特許文献２】特開平１０−１３７７３０号公報
【特許文献３】特開平６−１５３９８９号公報
【特許文献４】特開平６−２４５７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特開２００１−４６９９７号公報や、特開平１０−１３７７３０号公報に開示されているような担体によって菌を固定化する技術は、必要な菌体数をメタン発酵槽内に保持でき、担体のメンテナンス等も簡便であり、担体として安定な素材を用いた場合には半永久的に使用することができるという長所がある。
【０００９】
しかし、この担体を有効に利用するためには、メタン発酵槽内への担体の最適な充填率を定めることが必要である。すなわち、担体の充填率が多過ぎると、メタン発酵槽が閉塞しやすくなり、また、担体の価格が高価な場合には発酵槽のコストが高くなる。一方、充填量が少な過ぎると、必要な菌の保持ができずに発酵の破綻を招く。
【００１０】
このように、担体の最適な充填率を定めることは非常に重要であるが、上記の従来技術においては、最適な充填率を決定する方法は検討されていない。
【００１１】
また、小スケールの充填率を変更させた発酵実験を数系列行なって、経験的に充填率を決定する手法も考えられるが、この方法では手間がかかるとともに精度も不充分である。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、上記の問題を解決して、メタン発酵槽内に最適量の担体を充填でき、これによって、メタン菌の活性を充分に向上して安定した発酵状態を長期間維持できる、メタン発酵処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、本発明のメタン発酵処理方法は、有機性廃棄物を、担体を充填したメタン発酵槽内に投入し、嫌気性微生物によりメタン発酵させて消化液として取り出すメタン発酵処理方法において、前記メタン発酵槽内における、発酵処理物中の菌体数及び前記担体に付着した菌体数の合計を測定し、この合計菌体数が前記メタン発酵槽内の最適菌体数となるように、前記メタン発酵槽内の前記担体の充填率を決定することを特徴とする。
【００１４】
本発明の方法によれば、発酵処理物中の菌体数及び担体に付着した菌体数の合計に応じて担体の充填率を決定するので、メタン発酵槽内の全菌体数を最適菌体数に調整できる。したがって、菌を保持するのに最適な充填率を正確に決定することができる。
【００１５】
本発明においては、前記メタン発酵槽内から前記担体を取り除き、更に前記消化液の取り出し口に、前記菌体が不通過となる孔径のろ過膜を設けた状態でメタン発酵処理を行い、このときの前記メタン発酵槽内の菌体数を最適菌体数としてあらかじめ求めておき、この最適菌体数が前記合計菌体数と等しくなるように、前記メタン発酵槽内の前記担体の充填率を決定することが好ましい。
【００１６】
これによれば、定常運転時の一定投入負荷量における、メタン発酵槽内で良好に発酵している状態における菌体数を求めることができるので、上記の最適菌体数を簡単かつ正確に求めることができる。したがって、より最適な担体充填率を決定できる。
【００１７】
また、本発明においては、前記菌体数の測定は、測定すべき試料に、前記菌体内に存在するエステラーゼ酵素によって蛍光物質を生成する試薬を混合し、前記蛍光物質の蛍光を測定することにより行なうことが好ましい。
【００１８】
これによれば、メタン菌のみならず、有機酸を生成する酸生成菌を含んだ全ての活性菌体数が把握できるので、より正確にメタン発酵槽内の菌体数を把握できる。また、測定サンプルは少量の消化液をメタン発酵槽から抜き取れば足り、測定も短時間で行なうことができる。
【００１９】
更に、本発明においては、前記担体に付着した菌体数を、剥離手段を用いて前記担体から菌体を剥離した後に測定することが好ましく、特に剥離手段として超音波を用いることが好ましい。これによれば、担体に付着した菌体数を短時間に剥離でき、精度良く生菌体数を求めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、メタン発酵槽内に最適量の担体を充填でき、これによって、メタン菌の活性を充分に向上して安定した発酵状態を長期間維持できる、メタン発酵処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明について図面を用いて更に詳細に説明する。図１には、本発明のメタン発酵処理方法に用いることができるメタン発酵処理装置の概略構成図が示されている。
【００２２】
この処理装置は、有機性廃棄物を切断、粉砕し、これをスラリー化するスラリー調整槽１１と、メタン発酵槽１２と、生成したバイオガスを固液分離するための固液分離装置１３とで主に構成されている。
【００２３】
図１に示すように、スラリー調整槽１１からの配管２１は、投入ポンプ１６を介してメタン発酵槽１２の上部空間に接続されている。メタン発酵槽１２の上部空間からは固液分離装置１３に連結される別の配管２２が接続されており、これによってメタン発酵槽１２において発生したバイオガスが、固液分離装置１３で気液分離されるようになっている。
【００２４】
固液分離装置１３からはガスメーター１５を介してバイオガスが送付可能になっており、図示しないガス利用システムに送られるように構成されている。また、固液分離装置１３で分離された水分は、配管２３によってメタン発酵槽２に返送される。なお、発生したバイオガスの一部は、ガス循環ポンプ１４を介して配管２４によってメタン発酵槽１２に送られてガスによる攪拌が可能となっている。なお、メタン発酵後の消化液は引き抜きポンプ１８を介して配管２５から一定量引き抜かれる。
【００２５】
メタン発酵槽１２内には、メタン菌を主体とした嫌気性微生物が付着、担持される固定化担体１７設けられている。ここで、固定化担体１７としては、メタン菌を主体とする嫌気性微生物を坦持することができればよく特に限定されないが、例えば、炭素繊維、ポリプロピレン、ポリスチレン等の有機繊維素材、砂、発泡石、粒状活性炭、ゼオライト、石炭がら、破砕レンガ、焼結ガラス、多孔質ガラスビーズ、多孔質珪藻土、焼成粘土砂等の無機素材等が使用可能である。
【００２６】
また、固定化担体１７は、ろ床のような固定床型担体を配置してもよく、流動床型担体を充填してもよい。
【００２７】
固定床型担体１７としては、例えば、合成樹脂素材又は繊維素材からなる担体にメタン菌等を付着・担持したものを用いることができ、担体は、中空円筒状、板状等、接触面積を増加させるために各種形態とすることができる。この場合、担体を構成する材質としては、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ビニロン樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ピリジウムポリマーなどの合成樹脂素材や、炭素繊維などの繊維素材を用いることができ、上記合成樹脂素材を多孔質状に成形したもの、例えば不織布や発泡体などが好ましく用いられる。また、繊維素材を紐状に編み込んだものも好ましく用いられ、このような多孔質状の担体を用いることにより、担体の表面積を増大することができるので、担体に付着・担持できるメタン菌等の数を大幅に増やすことができる。また、担体内部にまでメタン菌等を付着・担持できるので、撹拌等によって担体に付着したメタン菌等が剥がれ落ちるのを防止できる。
【００２８】
また、流動床型担体としては、例えば、不織布でできた固定化担体等の市販のものを用いることもできる。このような市販品の具体例としては、バイコムＢａｆｉキューブ（商品名：株式会社日本バイリーン製）が挙げられる。
【００２９】
次に、上記の固定化担体１７の充填率を決定する方法について説明する。      
本発明においては、メタン発酵槽１２内における、発酵処理物中の菌体数及び前記担体に付着した菌体数の合計を測定し、この合計菌体数がメタン発酵槽１２内の最適菌体数となるように、メタン発酵槽１２内の固定化担体１７の充填率を決定する。
【００３０】
メタン発酵槽内の合計菌体数は、具体的には、例えば、以下のようにして求めることができる。まず、以下のように定義する。
【００３１】
メタン発酵槽１２の体積：ＶＣ
メタン発酵槽１２内の発酵処理物の体積：ＶＡ
固定化担体１７の体積：ＶＢ
ここで、ＶＣ＝ＶＡ＋ＶＢ
であると仮定すると固定化担体１７の充填率Ｐ（体積％）は、
Ｐ（％）＝１００×（ＶＢ／ＶＣ）・・・（１）
で表される。
【００３２】
次に、単位体積あたりの発酵処理物中の菌体数をＡ（個／ｍｌ）、単位体積あたりの担体への付着菌体数をＢ（個／ｍｌ）とすると、メタン発酵槽１２の全体（発酵処理物＋固定化担体）における単位体積あたりの菌体数Ａ＋Ｂ（個／ｍｌ）は以下で表される。
【００３３】
Ａ＋Ｂ（個／ｍｌ）＝Ａ×（ＶＡ／ＶＣ）＋Ｂ×（ＶＢ／ＶＣ）・・・（２）
ここで（ＶＡ／ＶＣ）、（ＶＢ／ＶＣ）は発酵処理物と固定化担体との存在割合を考慮した重みである。
【００３４】
（２）式を（１）式で書き換えてＰで表せば合計菌体数Ａ＋Ｂ（個／ｍｌ）として以下の（３）式が得られる。
【００３５】
Ａ＋Ｂ＝Ａ×（１−Ｐ／１００）＋Ｂ×（Ｐ／１００）・・・（３）
次に、本発明においては、この合計菌体数Ａ＋Ｂが、メタン発酵槽１２内の最適菌体数Ｄとなるように上記の充填率Ｐを決定することによって以下の（４）式が得られ、ここから（５）式によって最適な充填率Ｐを求めることができる。
【００３６】
Ｄ＝Ａ×（１−Ｐ／１００）＋Ｂ×（Ｐ／１００）・・・（４）
Ｐ（％）＝１００×（Ｄ−Ａ）／（Ｂ−Ａ）・・・（５）
ここで、最適菌体数Ｄ（個／ｍｌ）は、例えば以下のようにして求められる。
【００３７】
まず、図２（ｂ）に示すような実機運転の状態のメタン発酵槽１２内から、固定化担体１７を取り除いて発酵処理物４０のみとし、更に、消化液の取り出し口に、菌体が不通過となる孔径のろ過膜３０を設ける（図２（ａ）の状態）。この状態でメタン発酵処理を行い、このときの安定状態（平衡状態）におけるメタン発酵槽１２内の見かけの菌体数を最適菌体数とする。
【００３８】
ろ過膜３０は詰まりやすいため、図２（ａ）に示す状態による、ろ過膜３０付の発酵槽で実機運転を行なうことは問題があるが、ここでは、メタン発酵槽１２内の最適菌体数を求めるために、モデル的に行なうものであり、短時間の運転であるので問題ない。また、この最適菌体数の測定は実機で行なう必要はなく、実機と同条件のモデル機で行なうことができる。
【００３９】
ろ過膜３０としては、菌の大きさ以下である孔径を有する膜が使用可能であり、例えば、平均孔径０．１〜０．５μｍの精密ろ過膜（ＭＦ膜）を用いることができる。
【００４０】
上記によって得られた最適菌体数Ｄ（個／ｍｌ）が、上記の合計菌体数Ａ＋Ｂ（個／ｍｌ）と等しくなるように、上記の（５）式によって固定化担体１７の充填率Ｐ（％）を調整すればよい。具体的には上記の（４）式において、Ｄ±１５％の範囲内で合計菌体数Ａ＋Ｂと等しくなるようにＰを調整することが好ましい。
【００４１】
本発明において、上記の菌体数の測定方法としては特に限定されないが、測定すべき試料に、前記菌体内に存在するエステラーゼ酵素によって蛍光物質を生成する試薬を混合し、前記蛍光物質の蛍光を測定する方法（蛍光染色観察法）により行なうことが好ましい。
【００４２】
これによれば、メタン菌のみならず、有機酸を生成する酸生成菌を含んだ全ての活性菌体数が把握できるので、より正確にメタン発酵槽内の菌体数を把握できる。また、測定サンプルは少量の消化液をメタン発酵槽から抜き取れば足り、測定も短時間で行なうことができる。
【００４３】
また、この際、固定化担体１７に付着した菌体数は、剥離手段を用いて担体から菌体を剥離した後に測定することが好ましく、剥離手段としては特に超音波を用いることが好ましい。これにより、固定化担体１７に付着した菌体を短時間に剥離でき、精度良く生菌体数を求めることができる。
【００４４】
上記の固定化担体１７に付着した菌体数は、具体的には、以下に示す手順で求めることができる。
【００４５】
まず、固定化担体１７をメタン発酵槽１２から取出し、固定化担体１７の容積の１０〜１００倍、好ましくは２５〜５０倍の純水に浸漬させ、超音波照射を行なう。超音波照射の強度としては、１００〜２００Ｗであることが好ましい。
【００４６】
この際、超音波照射によって一定割合の菌数が死滅するので、上記の単位体積あたりの担体への付着菌体数Ｂ（個／ｍｌ）を求める場合には、この死滅する菌数を考慮して、得られた菌体数の実測値に、超音波による死滅を１以上の係数として乗じて補正することが好ましい。
【００４７】
図３には、超音波照射時間による生菌体数の変化を示す。これによれば、照射時間６０分までは剥離した菌体数が増加しているが１２０分後には減少している。したがって、超音波照射時間としては４５〜１００分が好ましい。４５分未満であると剥離が不充分であるので好ましくない。また、１００分を超えると超音波によって死滅する菌数が増加して正しい生菌数の値が得られないので好ましくない。
【００４８】
また、図３より、３０分後の菌数（１．０×１０１０個／ｍｌ）と、６０分後の菌数（０．８×１０１０個／ｍｌ）から２０％が超音波照射によって死滅しているので、固定化担体１７への付着菌体数Ｂ（個／ｍｌ）は、蛍光染色観察法による実測値に、上記の補正係数として１．２を乗じることによって求めればよい。
【００４９】
上記の超音波による剥離工程の後、剥離された溶液から菌以外の固形分を除去するため、孔径２０〜３０μｍのろ紙に通し、更に、超音波分散を行なう。この超音波分散により、菌をばらばらにして数え易くなる。この際の分散時間としては５〜１５分間行なうことが好ましい。
【００５０】
ここで、ｐＨが酸性となっている場合には、必要に応じてｐＨ調整工程を行なう。測定試料のｐＨをアルカリ性に調整することにより菌の活動領域にｐＨを維持できる。なお、ｐＨとしては７．５〜８となるように調整することが好ましい。ｐＨ調整手段としては、ｐＨ緩衝液を加えることが好ましく、具体的には、ＮａＯＨやＫＯＨにＫＨ２ＰＯ４を加えてアルカリ性に調整することができる。また、このｐＨ調整工程は、あらかじめｐＨが上記の７．５〜８の範囲となっていれば行なわなくてもよい。
【００５１】
次に、上記の前処理工程の後、活性菌内に存在する加水分解酵素であるエステラーゼ酵素によって加水分解することにより蛍光物質を生成する蛍光試薬を加える。これらの蛍光試薬は、元来蛍光性を有していないが、拡散によって生細胞内に取込まれると、すべての細胞が共通に持っている酵素のエステラーゼによってエステル結合が加水分解され、蛍光物質として細胞内に蓄積される。一方、死菌はエステラーゼ活性が失われており染色されないため、活性菌だけの検出が可能となる。このような、エステラーゼ酵素によって加水分解され、蛍光を呈する蛍光物質となる試薬としては、５−(６−)カルボキシフルオレセインジアセテート、５−カルボキシフルオレセインジアセテートアセトキシメチルエステートなどからなる群が好ましく例示できる。
【００５２】
上記の蛍光試薬の添加量としては、ｐＨ調整後の希釈サンプル液２００μｌに対して２０〜３０μｌ添加することが好ましい。蛍光試薬の添加量が２０μｌ以下であると蛍光試料の発光強度が不足し、微弱な蛍光しか得られないので好ましくなく、３０μｌを超えると、水分等による、菌以外のバックグラウンドが強くなるので好ましくない。
【００５３】
上記の蛍光試薬を混合後、活性菌の菌体数を測定する。測定方法には、従来公知の蛍光顕微鏡による測定が使用できる。具体的には、測定試料をバクテリア計測盤などの、一定の深さを持つプレパラート上に垂らした後、蛍光顕微鏡により、上記の蛍光物質が蛍光を発することを利用して、蛍光画像を観察して菌体数をカウントする。蛍光を発生させる励起波長としては３８０〜４２０ｎｍの青色が好ましい。菌体数のカウントについては、従来公知の画像解析ソフト等が利用できる。
【００５４】
以上の菌体数測定方法により、メタン菌、酸生成菌等のメタン発酵槽内のすべての活性菌体数の合計を測定することができる。また、上記の菌体数測定は簡便であり、短時間に測定を行なうことができる。なお、上記の菌体数測定方法は、本出願人による特願２００２−１６５７１４号に詳細に記載されている。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明する。
【００５６】
実施例
図１に示すような処理装置を用い、本発明のメタン発酵処理方法を用いて連続運転を行なった。
【００５７】
有機性廃棄物としては、表１に示す組成の生ゴミ原料を用いた。表１におけるＴＳは固形分濃度、ＶＳは有機物濃度、Ｔ−ＣＯＤは全化学的酸素要求量、Ｔ−Ｎは全窒素である。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
メタン発酵槽１２としては、容量１リットルの発酵槽を使用し、発酵温度は５５℃、発酵の容積負荷は、３０ｇＣＯＤ／Ｌ／Ｄ、滞留日数は約５日間とした。固定化担体１７としては、バクテリア吸着材として市販されているBICOM Bafi(日本バイリーン株式会社製造、株式会社バイコム販売)を用いた。充填量は、３５ｇ／Ｌ（担体体積０．６リットル）とした。
【００６０】
固定化担体１７への付着菌体数Ｂ（個／ｍｌ）の測定は、固定化担体１７及び発酵処理物の一部を搾取し、純水に浸漬し、超音波照射を６０分行なった後、剥離された溶液を、前処理、蛍光試薬の投入を行った後、蛍光顕微鏡にて測定した。
【００６１】
すなわち、図４に示すように、固定化担体１７をメタン発酵槽から取り出し、とりだした容積の５０倍の純水に浸漬させ、超音波照射を６０分間行なって、担体に固定化されていた菌の剥離を行なった。その後、剥離された溶液から菌以外の固形分を除去するため、孔径２０μmのろ紙に通し、さらに、超音波分散し、菌をばらばらにして数えやすくした。
【００６２】
その後、希釈・分散した消化汚泥サンプルにｐＨ緩衝液（０．３ＭのＫＨ２ＰＯ４と０．３ＭのＮａ２ＨＰＯ４とをｐＨ８．１に調整した溶液）を加え、充分に混合した後、蛍光試薬５-カルボキシフルオレセインジアセテート（５−ＣＦＤＡ）を加え、再び充分に混合した。
【００６３】
上記の試料をバクテリア計測盤などの決まった深さを持つプレパラートに垂らし、蛍光顕微鏡により観察をした。このときの励起波長は380-420nmの青色、発光波長は500-550nmの青緑色である。観察画像を市販のソフトで画像解析し、菌体数をカウントした。
【００６４】
なお、固定化担体１７への付着菌体数Ｂ（個／ｍｌ）は、上記の蛍光染色観察法による実測値に１．２を乗じることによって求めた。
【００６５】
また、発酵処理物中の菌体数Ａ（個／ｍｌ）についても、超音波照射による担体からの菌の剥離を行なわない以外は上記と同様の方法で測定した。
【００６６】
以上の方法で、メタン発酵槽内に存在する活性菌体数を求めたところ、発酵処理物中の菌体数Ａ（個／ｍｌ）として１．０×１０１０個／ｍｌが得られ、固定化担体１７への付着菌体数Ｂ（個／ｍｌ）として、１．７×１０１０×１．２＝２．０×１０１０個／ｍｌが得られ、上記の担体体積０．６リットル、発酵処理物体積０．４リットルであるから、上記の（３）式より、メタン発酵槽１２の全体（発酵処理物＋固定化担体）における単位体積あたりの菌体数Ａ＋Ｂ（個／ｍｌ）として１．６×１０１０個／ｍｌが得られた。
【００６７】
次に、図２（ａ）に示すように、固定化ろ床１７を取り除き、ろ過膜３０として、菌の大きさ以下である平均孔径０．１μｍのメンブレン・フィルターを用いて、全菌をメタン発酵槽１２内に戻した以外は上記と同様の条件で活性菌の測定を行い、上記の最適菌数Ｄとして、１．９×１０１０個／ｍｌを得た。
【００６８】
以上より、上記の（５）式にＤ、Ａ、Ｂを代入することにより以下のように固定化担体１７の最適な充填率Ｐが９０％と見積もられた。
【００６９】
Ｐ（％）＝１００×（１．９−１．０）／（２．０−１．０）＝９０
この充填率９０％でメタン発酵槽１２の運転を行なったところ、発酵槽の破綻は生じておらず、９０日間に渡って良好な発酵状態を維持できていることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、嫌気性微生物を用いて、生ゴミ、食品加工残滓、活性汚泥処理等の余剰汚泥等の有機性廃棄物を処理するメタン発酵処理方法に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明のメタン発酵処理方法に用いることができるメタン発酵処理装置の概略構成図である。
【図２】本発明における最適菌数Ｄを求める方法を示す概略図である。
【図３】蛍光染色観察法を用いて超音波剥離した活性菌体数―超音波照射時間の関係を示す図表である。
【図４】実施例における菌体数測定方法を示す概略工程図である。
【符号の説明】
【００７２】
１１  スラリー調整槽
１２  メタン発酵槽
１３  固液分離装置
１４  ガス循環用ポンプ
１５  ガスメーター
１６  投入ポンプ
１７  固定化担体
１８  引き抜きポンプ
２１、２２、２３、２４、２５  配管
３０  ろ過膜
４０  発酵処理物
【図１】
2005103371.tif 000004
【図２】
2005103371.tif 000005
【図３】
2005103371.tif 000006
【図４】
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