下水汚泥と豚糞の混合比を変えた場合の安定性の評価

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Waste Manag.2020 Jul;114:299-306. S0956-053X(20)30367-6. doi: 10.1016/j.wasman.2020.07.003.Epub 2020-07-16.

下水汚泥と豚糞の混合比を変えた場合の安定性の評価

Assessing the stability of co-digesting sewage sludge with pig manure under different mixing ratios.

Suyun Xu
Chongyang Wang
Yangyang Sun
Liwen Luo
Jonathan Woon-Chung Wong

PMID: 32683245 DOI: 10.1016/j.wasman.2020.07.003.

抄録

本研究では、下水汚泥（SS）と豚糞（PM）の共消化による消化器の安定性と全体的なメタン生成量を評価した。下水汚泥と豚糞を4種類の比率で混合し、最終的な総固形分濃度が4％, 6％, 8％, 10％になるようにした。揮発性固形分(VS)低減率はTS%の増加に伴い低下し、TS6%処理では最大累積メタン収量342mL/g VSが得られた。TSが8%以上の場合、揮発性脂肪酸（VFA）、遊離アンモニウム窒素（FAN）及び全アンモニウム窒素（TAN）の蓄積が観察された。TS含有率が10%の場合、揮発性脂肪酸の蓄積量は20000mg/L以上、FANの蓄積量は481mg/Lであった。また、メタン生成の抑制は、FANとVFA/TICとの間に負の相関が見られた（P<0.05）。共消化は、生分解性有機物が濃縮され、PMを組み込むことでC/N比のバランスが良くなることから、SSからのメタン収量を向上させる有効な方法であることが示された。

This study assessed the digester stability and overall methane production of co-digestion of sewage sludge (SS) and pig manure (PM). Four different ratios of PM were mixed with SS to reach different final concentrations of total solids (TS), i.e. 4%, 6%, 8% and 10%. Volatile solids (VS) reduction rate decreased along with an increase in TS%, and the maximum cumulative methane yield of 342 mL/g VS was obtained in treatment with TS of 6%. When TS was ≥ 8%, accumulation of volatile fatty acids (VFAs), free ammonium nitrogen (FAN) and total ammonium nitrogen (TAN) were observed. At a TS content of 10%, VFAs accumulated to > 20000 mg/L and the highest FAN was 481 mg/L. The suppression of methanogenesis was negatively correlated with FAN and VFA/TIC (P < 0.05). Co-digestion demonstrated to be an effective way to improve the methane yield from SS due to the enriched biodegradable organic substance and more balanced C/N ratio by incorporating PM.