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【発明の名称】 低臭気の堆肥化処理方法
【発明者】 【氏名】中下 隆史

【要約】 【課題】本発明は、発酵処理する家畜糞尿および食物残滓の表皮温度を枯草菌に適した温度に制御することにより悪臭の発生を抑えることができる低臭気の堆肥化処理方法を提供することを目的とするものである。

【解決手段】本発明は、家畜糞尿、生活ゴミ、あるいは動植物残滓に、単独もしくは複数の微生物を接種して、増殖させ、発酵、分解させる堆肥化処理方法において、前記家畜糞尿、生活ゴミ、あるいは動植物残滓に、水分調整剤を混合して水分調整する工程と、前記家畜糞尿、生活ゴミ、あるいは動植物残滓の表皮下の発酵温度を測定し、送風手段によって消臭機能を有する微生物の適正温度に制御する工程を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
家畜糞尿、生活ゴミ、あるいは動植物残滓に、単独もしくは複数の微生物を接種して、増殖させ、発酵、分解させる堆肥化処理方法において、
前記家畜糞尿、生活ゴミ、あるいは動植物残滓に、水分調整剤を混合して水分調整する工程と、
前記家畜糞尿、生活ゴミ、あるいは動植物残滓の表皮下の発酵温度を測定し、送風手段によって消臭機能を有する微生物の適正温度に制御する工程を備える
ことを特徴とする低臭気の堆肥化処理方法。
【請求項2】
前記家畜糞尿、生活ゴミ、あるいは動植物残滓の表皮下の発酵温度が30〜60℃に制御される
ことを特徴とする請求項1記載の低臭気の堆肥化処理方法。
【請求項3】
前記家畜糞尿、生活ゴミ、あるいは動植物残滓の中心付近の発酵温度が70〜85℃に制御される
ことを特徴とする請求項1または2記載の低臭気の堆肥化処理方法。
【請求項4】
前記微生物が消臭機能を有する枯草菌と、堆肥化促進機能を有する放線菌とから構成される
ことを特徴とする請求項1、2または3記載の低臭気の堆肥化処理方法。
【請求項5】
前記発酵温度の調整が温度センサーによる温度測定によって送風量を制御する構成とされる
ことを特徴とする請求項1、2、3または4記載の低臭気の堆肥化処理方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、低臭気の堆肥化処理方法に関する。詳しくは牛糞、鶏糞、豚糞などの家畜糞尿および家庭や飲食店等から排出される大量の生ごみや食品加工・焼酎工場から排出される各種の食品粕などの食物残滓を堆肥化する際の臭いの発生を抑えた処理方法に係るものである。
【背景技術】
【0002】
従来家畜糞尿の堆肥化過程から発生する臭気は、堆肥化を行う上で大きな問題である。この臭気の除去処理を行う堆肥化処理法として、例えば図5に示す発明がある。この堆肥化処理法は、堆肥化装置101で発生する水溶性気体を溶解せしめた液を培養槽102に循環させ、光照射下、光合成物を液体培養し、水溶性気体を光合成生物に吸収資化させるとともに、増殖した光合成生物を、前記堆肥に添加するものである(特許文献1参照。)。
【0003】
また、生ゴミ・食品加工から排出される含水率の高い(75%〜90%)食物残滓の堆肥化処理方法においては、例えば図6に示す有機性固形廃棄物103を破砕又はそのままの状態で受入れ、通性嫌気的な条件下で貯留処理104、次いで有機性固形廃棄物103を含水率70%以下に脱水処理し、固形状材料105と分離汚水とに分離する脱水処理工程106、脱水に伴う分離汚水を貯留する分離汚水貯留工程107、および脱水後の固形状材料105を好気的条件下で発酵処理する発酵処理工程108を有し、該発酵処理工程108において、発酵中の固形状材料105の含水率が発酵のための適正値を維持するように、前記分離汚水貯留工程107で貯留された分離汚水を発酵中の固形状材料105に散水する構成とするものである(特許文献2参照。)。
【0004】
【特許文献1】特開2004−224682号公報(要約書、第1図)
【0005】
【特許文献2】特開平9−100188号公報(要約書、第1図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前記特許文献1における堆肥化処理法では、堆肥化装置101内で発生する臭気は、管109を介して、脱臭塔110へ送られる。微細藻類等光合成微生物の培養槽102内の光合成微生物懸濁液が管111を介して、ポンプ112により脱臭塔110の上部から散水され、脱臭塔110の下部から、堆肥化装置101内より吸引ファン113で引き抜いた臭気を吹き込み、前記光合成微生物懸濁液に接触させることでアンモニアを吸収させる構成とするものである。
【0007】
したがって、堆肥化装置内では従来と同様に臭気が発生するために、堆肥化装置は密閉状の構造とされ、かつ脱臭塔、微細藻類等光合成微生物の培養槽などの付属設備が必要となることから設備コストが非常に高くなる問題がある。
【0008】
また、発酵時の臭気の発生を抑える方法ではなく、発生する臭気を微細藻類等光合成微生物懸濁液に接触させることで脱臭を行うものであることから堆肥化処理に伴う各装置の部品点数が多くなり、メンテナンスコストが高くなる問題がある。
【0009】
また、特許文献2における堆肥化処理法では、食物残滓の含水率を65%〜70%に調整して、発酵処理を行うことが最も効率の良い発酵処理として認められているが、図 の堆肥化処理工程における発酵温度推移グラフで示すように、含水率を65%とした状態で発酵菌を添加した場合には好条件下での発酵・分解により急激な発酵温度が上昇し、24時間後には78.5℃の最高温度となる。
【0010】
ここで温度上昇に伴い食物残滓に含まれる水分が分離されて泥状化するために、通気性不良となり嫌気性状態に陥り、乳酸発酵に転じることにより酸性化し、発酵菌が死滅する。そしてこの嫌気性発酵が進むことにより発生する臭気が強くなり、処理施設周辺の環境を悪化させる原因となっている。
【0011】
このように第1発酵時に悪臭が発生することが多いために、施設の周辺に悪臭が洩れないように空気清浄機を設けて多大な付属設備によるコストがかかるのが現状である。また、発酵時の腐敗による悪臭の発生を抑えるために、強制的に空気を供給し、温度を加えたとしても、それは大腸菌などの増殖に好ましい環境となり、それを堆肥として使用した場合に悪臭や雑菌の発生により農作物に悪影響を及ぼす問題がある。
【0012】
また、発酵温度の推移は送風量によって大きく変化するものであり、発酵温度が急激に上昇する場合には送風量を多くし、発酵温度が低い場合には送風量を小さくする必要がある。したがって、発酵温度を常に把握しながらの送風量の制御を行うには非常に煩雑な作業となる問題がある。
【0013】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、発酵処理する家畜糞尿および食物残滓の表皮温度を枯草菌に適した温度と通気に制御することにより悪臭の発生を抑えることができる低臭気の堆肥化処理方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記の目的を達成するために、本発明に係る低臭気の堆肥化処理方法は、家畜糞尿、生活ゴミ、あるいは動植物残滓に、単独もしくは複数の微生物を接種して、増殖させ、発酵、分解させる堆肥化処理方法において、前記家畜糞尿、生活ゴミ、あるいは動植物残滓に、水分調整剤を混合して水分調整する工程と、前記家畜糞尿、生活ゴミ、あるいは動植物残滓の表皮下の発酵温度を測定し、送風手段によって消臭機能を有する微生物の適正温度に制御する工程を備える。
【0015】
ここで、家畜糞尿、あるいは生活ゴミや動植物残滓におが屑を加えて水分調整を行った後に、枯草菌や放線菌を含む微生物を接種して発酵処理を行うものである。
この場合には、前記家畜糞尿、あるいは生活ゴミや動植物残滓の表皮下温度を30〜60℃となるように送風量によって温度制御することにより消臭機能を有する枯草菌が前記表皮下層内にて増殖し、臭気の起因となるアンモニア、カプタン、アミン、油脂成分を分解することにより臭気の発生を抑えながら好気的発酵を継続する。
次に、前記家畜糞尿、あるいは生活ゴミや動植物残滓の中心部分は、70〜85℃の高温域内での好気的条件下における放線菌の増殖により発酵を促進させて短期間での堆肥化を可能とする。
【0016】
また、発酵温度の制御は、家畜糞尿、あるいは生活ゴミや動植物残滓が積層される堆積槽の底部に散気管を配設すると共に、前記家畜糞尿、あるいは生活ゴミや動植物残滓などの堆積物の表皮には、温度センサーを差し込み、該堆積物の表皮下の温度が測定される。
そこで、前記温度センサーによって温度を測定し、表皮下温度を30〜60℃となるように散気管から送風される送風量が自動制御される機構とするものである。
【発明の効果】
【0017】
本発明の低臭気の堆肥化処理方法では、家畜糞尿、あるいは生活ゴミや動植物残滓の堆積物に消臭機能を有する枯草菌と、堆肥化促進機能を有する放線菌を接種し、堆積物の表皮下の温度を枯草菌が増殖するのに適した温度に制御することで枯草菌による臭気成分の分解によって臭気を抑えながら発酵を促進させることが可能となる。
【0018】
また、温度センサーによって常時の温度測定を行い、この温度データに基づいて送風量を自動制御することにより臭気を抑えながらの発酵を効率よく行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明の実施の形態を図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。
図1に、本発明の低臭気の堆肥化処理方法を適用した堆肥化処理場の一例を示す平面見取図を示す。
【0020】
ここで示す堆肥化処理場1は、敷地内に堆積発酵槽2、ワラ堆積倉庫3、攪拌処理槽4、排水槽5および汚水貯留槽6などから構成されるものである。
【0021】
そこで堆積発酵槽2は図2に示すように、その底面に散気管7が配管され、家畜糞尿、あるいは生活ゴミや動植物残滓の堆積物Aに空気が供給される構成とする。
そして堆積堆積槽2の上部には、温度センサー8が架設される。この温度センサー8は、堆積物Aの表皮下(約20cm)に差し込まれ、この位置での温度が測定されると共に、この温度データが制御部9に入力される。
【0022】
次に、前記制御部9に温度データが入力され、この制御部9によって設定温度となるように前記散気管7からの風量を制御する構成とするものであり、例えば、設定温度以下である場合には、散気管7からの風量を少なくすることで発酵温度を上昇させる。また、設定温度以上の場合には、散気管7からの風量を多くすることで発酵温度を下降させる。
【0023】
実施例1
牛舎の床面には、敷き料として厚さ約15cmのオガ粉が敷かれる。この敷き料上に牛が糞尿をするものであり、尿はオガ粉によって吸収されることになるが、日毎の糞尿の堆積により数週間ごとの部分除糞および全体除糞が行われることになる。
【0024】
そこで図3に示すように、回収される糞尿が混じった敷き料に対して含水率が70%以下となるようにワラやオガ粉を添加混合して水分調整を行うとともに枯草菌および放線菌を含んだ微生物を接種して堆積発酵槽2において一次発酵を行う。
【0025】
この堆積発酵槽2では、堆積物の表層から約20cm深さに温度センサーを差し込み、堆積物内の発酵温度を測定する。そこで図2において詳述したように、堆肥温度が75.0℃〜85.0℃の範囲内となるように前記温度センサー8によって測定される発酵温度が制御部9に入力され、この発酵温度を基準として散気管7からの送風制御が行われる。
【0026】
このようにして、10月24日から11月3日まで堆積発酵槽2による一次発酵を行った後に、11月4日からロータリー攪拌発酵槽による二次発酵を開始した。そこで一次発酵処理期間中の堆肥のアンモニア濃度及び温度推移を下記表1に示し、発酵処理温度とアンモニア濃度の推移を図4のグラフ図によって示す。アンモニアの測定単位はppmとする。
【0027】
【表1】


【0028】
以上の結果から、堆肥温度が78.1℃から78.5℃の範囲での温度推移では、アンモニア濃度が4から5ppmとアンモニア濃度が低く抑えることが可能となる。これは堆積物の表層から5cm厚さの堆肥温度が10℃ほど降下することによって枯草菌に適した温度となり枯草菌が繁殖することにより臭気成分を分解するためである。また、一次発酵開始から8日経過した後では発酵温度を80℃以上とした場合でもアンモニア濃度は3ppm以下と発酵温度の推移に関係なく安定した消臭が継続されることが判明した。
【0029】
実施例2
生ゴミ、馬糞との混合物に対して枯草菌および放線菌を含んだ微生物を接種して堆積発酵槽2において一次発酵およびロータリー攪拌発酵槽による二次発酵を開始した。
【0030】
そこで一次発酵処理時A、一次発酵処理終了における二次発酵処理時Bおよび堆肥化製品時Cにおけるアンモニア濃度と従来の発酵菌によるアンモニア濃度との比較結果を下記表2に示す。
なお、発酵温度制御は実施例1において詳述した通りとする。
【0031】
【表2】


アンモニア濃度測定結果(単位:ppm)
【0032】
以上の結果から、従来の発酵処理におけるAおよびB時点でのアンモニア濃度が32ppmおよび38ppmに対して、本発明による発酵処理では4ppmおよび6ppmと著しく減少していることが判明した。このアンモニア濃度では殆んどの人が臭気を感じない値である。
【0033】
実施例3
次に、一日に産出される、たまねぎ3.5t/日:えび0.5t/日:あさり0.3t/日:汚泥1t/日の合計重量5.3t/日に対して枯草菌および放線菌を含んだ微生物を接種して堆積発酵槽2において一次発酵およびロータリー攪拌発酵槽による二次発酵を開始した。
【0034】
そこで一次発酵処理時A、一次発酵処理終了における二次発酵処理時Bおよび堆肥化製品時Cにおけるアンモニア濃度と従来の発酵菌によるアンモニア濃度との比較結果を下記表2に示す。
なお、発酵温度制御は実施例1において詳述した通りとする。
【0035】
【表3】


アンモニア濃度測定結果(単位:ppm)
【0036】
以上の結果から、一次処理における堆積槽での悪臭の原因であるアンモニア濃度が1ppmであり、従来の40ppmに比べて著しく減少、その後の二次処理においても、従来法に比べてアンモニア濃度が著しく減少した。
【0037】
以上のように一次発酵時において、枯草菌および放線菌を含んだ微生物を接種することにより、30〜60℃の中温域内を至適とする枯草菌は、堆積物の表層部分に集まり、繁殖することによって、悪臭の原因となるアンモニア、カプタン、アミン、油脂成分を分解することにより臭気の発生を抑える。
【0038】
いっぽう、75℃〜85℃の高温域内を至適とする放線菌は、堆積物の内部での発酵・分解を促進させることにより、その結果水分の蒸散を効率よく行うことができ、好気性発酵条件下での発酵を完了することにより完熟度の高い堆肥を生産することができる。
【0039】
このように、悪臭の原因となるアンモニア、カプタン、アミン、油脂成分を分解する枯草菌が堆積物の表層内側に集まり繁殖することによって堆積物の表層から発生する臭気を抑えると共に、堆積物の内部では放線菌によって発酵・分解を促進させる相乗効果によって臭気の発生を抑えながら短期間での堆肥化処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明の低臭気の堆肥化処理方法を適用した堆肥化処理場の一例を示す平面見取図を示す。
【図2】図1における堆積槽の内部機構を示す断面説明図である。
【図3】本発明の低臭気の堆肥化処理方法の実施例1における堆肥化処理工程の概略説明図である。
【図4】本発明の低臭気の堆肥化処理方法の実施例1における発酵処理温度とアンモニア濃度の推移を示すグラフ図である。
【図5】従来の堆肥化処理方法の一例を示す説明図である。
【図6】従来の堆肥化処理における発酵温度推移グラフ図である。
【符号の説明】
【0041】
1 堆肥化処理場
2 堆積槽
3 ワラ堆積倉庫
4 攪拌処理槽
5 排水槽
6 汚水貯留槽
7 散気管
8 温度センサー
9 制御部
【出願人】 【識別番号】507039419
【氏名又は名称】中下 隆史
【出願日】 平成19年2月5日(2007.2.5)
【代理人】 【識別番号】100114627
【弁理士】
【氏名又は名称】有吉 修一朗


【公開番号】 特開2008−189511(P2008−189511A)
【公開日】 平成20年8月21日(2008.8.21)
【出願番号】 特願2007−24951(P2007−24951)