代替層バイオリアクター埋立地(ALBL)アプローチにおける高・低アンモニア性窒素環境下における微生物種の個体群動態

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Bioresour. Technol..2020 Jul;315:123787. S0960-8524(20)31059-2. doi: 10.1016/j.biortech.2020.123787.Epub 2020-07-09.

代替層バイオリアクター埋立地(ALBL)アプローチにおける高・低アンモニア性窒素環境下における微生物種の個体群動態

Population dynamics of microbial species under high and low ammonia nitrogen in the alternate layer bioreactor landfill (ALBL) approach.

Munawar Ali
Dongbei Yue

PMID: 32673982 DOI: 10.1016/j.biortech.2020.123787.

抄録

嫌気性埋立プロセスは、微生物の機能的活動に関する知識が不足しているため、複雑な生態系であると考えられている。本研究では、嫌気性埋立処分における微生物種の抑制条件を回避するために、生ごみ（FW）と安定化ごみ（CT）の交互層型埋立バイオリアクター（ALBL）と名付けられた新しい埋立バイオリアクターを導入することを目指した。埋立セル底部の安定化廃棄物層は、生ごみの微生物生態を大きく変化させ、その結果、衛生的な埋立地での生ごみ処分に比べて、ALBL法ではNH-N濃度(29-31%)とVFAs濃度(33-38%)が低下した。その結果、NH-Nの低減により、メタン生成が6週間以内に早期に開始され、埋立ガス中のメタン(CH)濃度が11%から40-50%(v/v)に増加した。ＡＬＢＬのＮＨ-Ｎ毒性を低減させることにより、アセトクラーチックなメタン生成が達成された。

Anaerobic landfill process is still believed to be a complex ecosystem due to the lack of knowledge on the functional activities of microbial species. This research sought to introduce a novel landfill bioreactor, named here as the alternate layer bioreactor landfill (ALBL) of fresh MSW (FW) and stabilized waste (CT) to avoid inhibitory conditions for the microbial species in anaerobic landfill. The stabilized waste layer in the bottom of landfill cell significantly changed microbial ecology of fresh MSW which in turn reduced the concentrations of NH-N (29-31%) and VFAs (33-38%) in the ALBL approach, compared to fresh MSW disposal in sanitary landfill. The reduction of NH-N favored early onset of methanogenesis within 6 weeks and methane (CH) content of landfill gas increased from 11% to 40-50% (v/v), owing to the coexistence of Methanosarcinales (36-50%) and Methanomicrobiales (26-28%) archaea. The acetoclastic methanogenesis was achieved by reducing NH-N toxicity in the ALBL.