豚糞尿の高固形分嫌気性消化に及ぼすナノバブル水の効果。消化安定性、メタン生成性能、および関連メカニズムに焦点を当てる

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Bioresour. Technol..2020 Jul;315:123793. S0960-8524(20)31065-8. doi: 10.1016/j.biortech.2020.123793.Epub 2020-07-08.

豚糞尿の高固形分嫌気性消化に及ぼすナノバブル水の効果。消化安定性、メタン生成性能、および関連メカニズムに焦点を当てる

Effect of nano-bubble water on high solid anaerobic digestion of pig manure: Focus on digestion stability, methanogenesis performance and related mechanisms.

Yujie Fan
Zhongfang Lei
Xiaojing Yang
Motoyoshi Kobayashi
Yasuhisa Adachi
Zhenya Zhang
Kazuya Shimizu

PMID: 32659421 DOI: 10.1016/j.biortech.2020.123793.

抄録

本研究では、ナノバブル水(NBW)添加下での豚糞尿の高固形分嫌気性消化について、消化安定性、メタン生成性能及び関連メカニズムに着目して検討を行った。その結果、全固形分（TS）が8%程度の場合、NBW添加なしでは揮発性脂肪酸（VFA）の阻害が発生したが、NBW添加により消化安定性が改善され、高固形分嫌気性消化（HSAD）が促進された。一方、累積CH収量は、NBW添加反応器のTSが3〜6%の場合、201〜230mL/g-VSであり、対照反応器に比べて約20.3〜25.0%高かった。同時に、より高い水移動度とゼータ電位を有するNBWは、上記ADプロセス中に可溶性タンパク質/炭水化物の消費を促進することがわかった。

In this study, high solid anaerobic digestion of pig manure (PM) under nano-bubble water (NBW) addition was investigated with focus on digestion stability, methanogenesis performance and related mechanisms. Volatile fatty acids (VFAs) inhibition occurred when total solids (TS) was about 8% without NBW addition, which was alleviated with improved digestion stability under NBW addition, facilitating the process of high solids anaerobic digestion (HSAD). The cumulative CH yield, on the other hand, was 201-230 mL/g-VS in the NBW reactors at TS of 3-6%, about 20.3-25.0% higher than the control reactors. At the same time, with higher water mobility and zeta potential, NBW was found to promote the consumption of soluble proteins/carbohydrates during the above AD process.