酪農汚泥の消化・ガス化に対するリゾチーム酵素と熱処理の評価

An evaluation of lysozyme enzyme and thermal pretreatments on dairy sludge digestion and gas production.

• Shakiba Jafari
• Moslem Salehiziri
• Elham Foroozesh
• Mohammad J Bardi
• Hasan A Rad

抄録

嫌気性消化は、汚泥の管理・安定化のための一般的な方法の一つである。しかし、生物学的汚泥加水分解段階の制約から、嫌気性分解は遅く、長時間を要する。本研究では、嫌気性活性汚泥消化促進に対する熱（80℃）（TH-PRE）前処理とリゾチーム酵素（LTH-PRE）前処理の組み合わせの効果を評価した。酵素前処理条件(酵素濃度と混合液中の懸濁物質濃度)を最適化するために、応答曲面法を実施した。その結果、いずれの前処理方法も可溶性化学的酸素要求量(COD)を増加させ、総懸濁物質及び揮発性懸濁物質(VSS)、リン酸塩濃度を低下させることが示された。COD除去率は、LTH-PREで95％、TH-PREで81％であった。また、LTH-PRE及びTH-PREのVSS低減率は、それぞれ41%及び31%であり、対照運転よりも高い値を示した。また、バイオガス生産量もLTH-PREで124%、TH-PREで96%増加した。

Anaerobic digestion is one of the common methods of managing and stabilizing sludge. However, due to the limitations of the biological sludge hydrolysis stage, anaerobic decomposition is slow and requires a long time. This study evaluated the effects of thermal (80 °C) (TH-PRE) and a combination of thermal with the lysozyme enzyme (LTH-PRE) pretreatments on the enhancement of anaerobic activated sludge digestion. Response surface methodology was implemented to optimize enzyme pretreatment conditions (enzyme and mixed liquid suspended solids concentration). The results showed that both pretreatment methods increase soluble chemical oxygen demand (COD) and reduces total and volatile suspended solids (VSS), and phosphate concentration. The COD removal rate in LTH-PRE and TH-PRE was 95% and 81%, respectively. The value of VSS reduction in LTH-PRE and TH-PRE was 41% and 31%, more than the control operation, respectively. The biogas production in LTH-PRE and in TH-PRE also increased by 124% and 96%, respectively.