トップ :: C 化学 冶金 :: C05 肥料;肥料の製造

【発明の名称】 肥料、土壌改良剤又は下水処理調整剤の製造方法
【発明者】 【氏名】鈴木 伸子

【氏名】永田 英基

【要約】 【課題】鶏糞焼却灰を有効利用することにより、安全性が高く、かつ、植物の成長促進に欠かせない燐を供給する堆肥等の肥料、栽培土壌の改良剤又は工場排水、下水排水等の下水処理調整剤の製造方法を提供する。

【解決手段】好気性菌群55%と嫌気性菌群45%とよりなる有効微生物群をオカラに混入して、40〜200℃の温度にて24時間一次発酵させてなる床材と、鶏糞焼却灰とを混合し、これに好アルカリ性のバチルス属タテヤマ剣と、好アルカリ性のバチルス属タテヤマ薬師と、好塩性のバチルス属タテヤマ浄土と、嫌気性菌のアトポスティペス属タテヤマ女汝と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属タテヤマ竜王とよりなる有効微生物群を混入し、更に、これを60〜80℃の温度にて48時間二次発酵させることを特徴とする肥料、土壌改良剤又は下水処理調整剤の製造方法。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
好気性菌群55%と嫌気性菌群45%とよりなる有効微生物群をオカラに混入し、40〜200℃の温度にて24時間一次発酵させてなる床材と、鶏糞焼却灰とを混合し、
これに好アルカリ性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ剣FERM BP-10691と、好アルカリ性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ薬師FERM BP−10692と、好塩性のバチルス属(Bacillus
sp.)タテヤマ浄土FERM BP-10693と、嫌気性菌のアトポスティペス属(Atopostipes sp.)タテヤマ女汝FERM BP-10690と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属(Clostridium sp.)タテヤマ竜王FERM BP-10694とよりなる有効微生物群を混入し、
更に、これを60〜80℃の温度にて48時間二次発酵させることを特徴とする肥料、土壌改良剤又は下水処理調整剤の製造方法。
【請求項2】
前記鶏糞焼却灰に含まれる環境基準値を超える鉛、六価クロム又はセレンを環境基準値以内の安全な状態まで改良することを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
【請求項3】
前記鶏糞焼却灰の強アルカリ性を中性まで改良することを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
【請求項4】
前記鶏糞焼却灰を改良することにより該鶏糞焼却灰の再利用ないし再資源化をすることができることを特徴とする請求項2又は3に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、環境基準値を超える鉛、六価クロム又はセレンを含む廃棄することができない鶏糞焼却灰を環境基準値以内の安全な状態まで改良し、鶏糞焼却灰の強アルカリ性を中性まで改良し、米、野菜、果物等の各種農作物の栽培に用いられる堆肥等の肥料、栽培土壌の改良剤又は工場排水、下水排水等の下水処理調整剤の製造方法に関するものである。
なお、本発明における「肥料」には、残留農薬等の農薬、硝酸塩ないし硝酸態窒素濃度を減少し、無害化する有機肥料が含まれるものとする。
【背景技術】
【0002】
生鶏糞は水分含有率が高く、燐を多く含むため、生鶏糞の処理方法としては、生鶏糞を発酵させて堆肥として利用し、或いは焼却して廃棄するという方法が行なわれている。
【0003】
しかしながら、鳥インフルエンザの社会問題に対処すると共に鶏飼料の長期保存性を向上させるために、鶏飼料に消毒剤、防腐剤等が使用されている結果、化学物質が鶏飼料中に残留して鶏の健康被害が生じ、加えて鶏の病害被害予防のために鶏に抗生物質等も使用されている。したがって、鶏糞は、熱処理又は焼却しなければ堆肥としても利用できない。また、鶏糞の減量化の観点からも、鶏糞は焼却されることが多い。
【0004】
本発明者は、特許第3710424号公報に示すように、配合株数の割合が好気性菌群55%と嫌気性菌群45%とよりなる有効微生物群を有機廃棄物に混入して40〜200℃の温度にて24時間一次発酵させ、更にこれに配合株数の割合が好気性菌群55%と嫌気性菌群45%とよりなる有効微生物群を混入し、これを被処理物と共に100〜200℃の温度にて24〜48時間二次発酵させることにより、該被処理物に含まれる重金属、ダイオキシン類又は農薬を分解させる方法を提供している。
【特許文献1】特許第3710424号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
鶏糞を焼却処分した場合、その焼却灰には鉛、六価クロム、セレン等が環境基準を超えて含まれているため、該焼却灰はそのまま廃棄することができないものである。しかるに、鶏糞焼却灰が不法投棄されるという事件も多発している。
【0006】
このような状況に鑑み、本発明は、鶏糞焼却灰を有効利用することにより、安全性が高く、かつ、植物の成長促進に欠かせない燐を供給する堆肥等の肥料、栽培土壌の改良剤又は工場排水、下水排水等の下水処理調整剤の製造方法を提供しようとしてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明は、下記の肥料、土壌改良剤又は下水処理調整剤の製造方法を提供する。
【0008】
(1)好気性菌群55%と嫌気性菌群45%とよりなる有効微生物群をオカラに混入し、40〜200℃の温度にて24時間一次発酵させてなる床材と、鶏糞焼却灰とを混合し、
これに好アルカリ性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ剣FERM BP-10691と、好アルカリ性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ薬師FERM BP−10692と、好塩性のバチルス属(Bacillus
sp.)タテヤマ浄土FERM BP-10693と、嫌気性菌のアトポスティペス属(Atopostipes sp.)タテヤマ女汝FERM BP-10690と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属(Clostridium sp.)タテヤマ竜王FERM BP-10694とよりなる有効微生物群を混入し、
更に、これを60〜80℃の温度にて48時間二次発酵させることを特徴とする肥料、土壌改良剤又は下水処理調整剤の製造方法。
【0009】
(2)前記鶏糞焼却灰に含まれる環境基準値を超える鉛、六価クロム又はセレンを環境基準値以内の安全な状態まで改良する(請求項2)。
【0010】
(3)前記鶏糞焼却灰の強アルカリ性(pH13)を中性まで改良する(請求項3)。
【0011】
(4)前記鶏糞焼却灰を改良することにより該鶏糞焼却灰の再利用ないし再資源化をする(請求項4)。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、好気性菌群55%と嫌気性菌群45%とよりなる有効微生物群をオカラに混入し、40〜200℃の温度にて24時間一次発酵させてなる床材と、鶏糞焼却灰とを混合し、これに好アルカリ性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ剣FERM BP-10691と、好アルカリ性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ薬師FERM BP−10692と、好塩性のバチルス属(Bacillus
sp.)タテヤマ浄土FERM BP-10693と、嫌気性菌のアトポスティペス属(Atopostipes sp.)タテヤマ女汝FERM BP-10690と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属(Clostridium sp.)タテヤマ竜王FERM BP-10694とよりなる有効微生物群を混入し、更に、これを60〜80℃の温度にて48時間二次発酵させることにより、鶏糞焼却灰の再利用ないし再資源化を図ることができ、安全性が高く、かつ、植物の成長促進に欠かせない燐を含む堆肥等の肥料、栽培土壌の改良剤又は工場排水、下水排水等の下水処理調整剤を得ることができる。
【0013】
本発明による肥料、土壌改良剤又は下水処理調整剤の製造方法は、鶏糞焼却灰に含まれる環境基準値を超える鉛、六価クロム又はセレンを環境基準値以内の安全な状態まで改良し、鶏糞焼却灰の強アルカリ性ないしアルカリ性を中性まで改良するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明においては、配合菌数の割合が好気性菌群約55%と嫌気性菌群約45%とよりなる有用微生物群を使用する。
【0015】
有効微生物群には次のものが含まれる。
酵母菌、セルロース分解菌、窒素固定菌、乳酸菌、糸状菌(芳香族化合物分解菌)、マンガン還元菌(クロカビ属群−原生担子菌類)、マンガン酸化菌(有機栄養菌)、アンモニア酸化菌(亜硝酸菌)、放線菌(キチン分解菌)、硝酸菌(硝化生成細菌)、硫黄細菌(硫化水素を水素供与体として利用する細菌群)、メタン酸化菌、セルロース放線菌、セルロース糸状菌、納豆菌、リグニン分解菌、鉄酸化菌、鉄還元菌、硫酸還元菌、酢酸菌、バチルス属(Bacillus sp.)、スポロサルシナ属(Sporosarcina sp.)、ペニバチルス属(Paenibacillus sp.)、オーシャノバチルス属(Oceanobacillus sp.)。
【0016】
上記有効微生物群をオカラに混入して約40〜200℃の温度にて約24時間一次発酵させて床材となす。
【0017】
有効微生物群は、オカラ1,000kg(湿重量)に対し、1kg(湿重量)の割合で混合し、床材となす。
【0018】
上記の如く一次発酵させてなる床材に鶏糞焼却灰を混合し、これに好アルカリ性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ剣FERM BP-10691と、好アルカリ性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ薬師FERM BP−10692と、好塩性のバチルス属(Bacillus
sp.)タテヤマ浄土FERM BP-10693と、嫌気性菌のアトポスティペス属(Atopostipes sp.)タテヤマ女汝FERM BP-10690と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属(Clostridium sp.)タテヤマ竜王FERM BP-10694とよりなる有効微生物群を混入し、更に、これを60〜80℃の温度にて48時間二次発酵(二次強制発酵)させる。
【0019】
なお、嫌気性菌のアトポスティペス属(Atopostipes sp.)タテヤマ女汝(FERM BP-10690)と、好アルカリ性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ剣(FERM BP-10691)と、好アルカリ性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ薬師(FERM BP−10692)と、好塩性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ浄土(FERM BP-10693)と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属(Clostridium sp.)タテヤマ竜王(FERM BP-10694)は、それぞれ独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに寄託されている。
【0020】
二次発酵における鶏糞焼却灰は、例えば、床材30kg(湿重量)に対して約12kg(湿重量)の割合で混合する。
【0021】
二次発酵における好アルカリ性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ剣FERM BP-10691と、好アルカリ性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ薬師FERM BP−10692と、好塩性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ浄土FERM BP-10693と、嫌気性菌のアトポスティペス属(Atopostipes sp.)タテヤマ女汝FERM BP-10690と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属(Clostridium sp.)タテヤマ竜王FERM BP-10694とよりなる有効微生物群は、例えば、床材と鶏糞焼却灰との混合物42kg(湿重量)に対して、培養物を約1kg(湿重量)の割合で使用する。
【0022】
以上により、環境基準値を超える鉛、六価クロム又はセレンを含む廃棄することができない鶏糞焼却灰を環境基準値以内の安全な状態まで改良し、鶏糞焼却灰の強アルカリ性を中性まで改良し、かつ、植物の成長促進に欠かせない燐を供給する堆肥等の肥料、栽培土壌の改良剤又は工場排水、下水排水等の下水処理調整剤を製造することができる。
【実施例1】
【0023】
好気性細菌と嫌気性細菌と好アルカリ性細菌と好塩性細菌とを含む有用微生物群1重量部(湿重量)をオカラ1,000重量部(湿重量)に混入し、これを40〜200℃の温度にて24時間一次発酵させてなる床材30kg(湿重量)と鶏糞焼却灰12kg(湿重量)とを混合し、更にこれに好アルカリ性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ剣と、好アルカリ性のバチルス属(Bacillus
sp.)タテヤマ薬師と、好塩性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ浄土と嫌気性菌のアトポスティペス属(Atopostipes sp.)タテヤマ女汝と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属(Clostridium sp.)タテヤマ竜王とよりなる有効微生物群の培養物1kg(湿重量)を混入し、60〜80℃の温度にて48時間二次発酵させて水分含有率を50%にした。
元の鶏糞焼却灰に含まれていた鉛又はその化合物、六価クロム化合物、ひ素又はその化合物、セレン又はその化合物、水素イオン濃度(pH)、並びに製造後における鉛又はその化合物、六価クロム化合物、ひ素又はその化合物、セレン又はその化合物、水素イオン濃度(pH)について溶出試験を実施した。
【0024】
溶出試験は、平成3年環境庁告示第46号「土壌の汚染に関わる環境基準について」による。表1は、元の鶏糞焼却灰に含まれていた鉛又はその化合物、六価クロム化合物、ひ素又はその化合物、セレン又はその化合物、水素イオン濃度(pH)を示す。表2は、製造後における鉛又はその化合物、六価クロム化合物、ひ素又はその化合物、セレン又はその化合物、水素イオン濃度(pH)を示す。
【0025】
元の鶏糞焼却灰においては、環境基準を超える鉛又はその化合物、六価クロム化合物、セレン又はその化合物が存在していたが、製造後には、全ての濃度が環境基準以下に改良されたことが確認された。
【0026】
水素イオン濃度(pH)は、元の鶏糞焼却灰で13とアルカリ性であったが、製造後には6.5と中性域へと改良されていたことが確認された。
【0027】
【表1】


【0028】
【表2】


【0029】
好アルカリ性のバチルス属(Bacillus
sp.)タテヤマ剣と、好アルカリ性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ薬師と、好塩性のバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ浄土と、嫌気性菌のアトポスティペス属(Atopostipes sp.)タテヤマ女汝と、嫌気性かつ好塩性のクロストリディウム属(Clostridium sp.)タテヤマ竜王とについて、同定を実施した。以下、同定方法及び微生物試験結果を示す。
【0030】
細菌第一段階試験として、光学顕微鏡U-LH1,000(オリンパス,日本)により、細胞形態、グラム染色性、胞子の有無及び鞭毛による運動性の有無を観察した。NUTRIENT AGAR (OXOID, HAMPSHIRE, ENGLAND)(以下「NT」という。)又はGAM寒天培地(ニッスイ, 東京)(以下「GAM」という。)でのコロニー形態を観察した。カタラーゼ反応、オキシダーゼ反応、グルコースからの酸/ガス産生及びブドウ糖の酸化/発酵(O/F)について試験を行った。
菌学的性状試験結果を表3に示す。
【0031】
【表3】


【0032】
次に16S rDNA塩基配列の遺伝子解析を実施した。ゲノムDNAの抽出には、INSTAGENE MATRIX(BIO RAD, CA, USA)を使用した。抽出したゲノムDNAを鋳型として、PCRにより全塩基配列約1,500〜1,600塩基対の領域を増幅した。その後、増幅された16S rDNAをシーケンスし、塩基配列を得た。PCR産物の精製、サイクルシークエンスにはBIGDYE TERMINATOR V3.1 CYCLE SEQUENCING KIT(APPLIED BIOSYSTEMS, CA, U.S.A.)を使用した。サーマルサイクラーにはPRIMESTAR HS DNA POLYMERASE(タカラバイオ, 滋賀)、DNAシーケンサーにはABI PRISM 3100 GENETIC ANALYZER SYSTEM(APPLIED BIOSYSTEMS,
CA, U.S.A.)を使用した。なおプライマーは、文献「放線菌の同定と分類, p88-117, 日本学会事務センター, 2001.」に従った。
【0033】
16S rDNAの塩基配列の解析結果を、バチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ剣については表4に、バチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ薬師については表5に、バチルス属(Bacillus
sp.)タテヤマ浄土については表6に、アトポスティペス属(Atopostipes sp.)タテヤマ女汝については表7に、クロストリディウム属(Clostridium
sp.)タテヤマ竜王については表8に、それぞれ示す。
【0034】
【表4】


【0035】
【表5】


【0036】
【表6】


【0037】
【表7】


【0038】
【表8】


【0039】
上記塩基配列をアポロンDB細菌基準株データベース(テクノスルガ, 静岡) を用いて相同性検索を行い、得られた16S rDNAの塩基配列から検体と近縁と考えられる種の相同性検索を行い、上位5株を決定した。
相同性検索結果を、バチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ剣については表9に、バチルス属(Bacillus
sp.)タテヤマ薬師については表10に、バチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ浄土については表11に、アトポスティペス属(Atopostipes sp.)タテヤマ女汝については表12に、クロストリディウム属(Clostridium sp.)タテヤマ竜王については表13に、それぞれ示す。
【0040】
【表9】


【0041】
【表10】


【0042】
【表11】


【0043】
【表12】


【0044】
【表13】


【0045】
これまで得られた情報をもとにCLUSTAL
WとMEGA VER3.1を用いて、16S rDNA塩基配列とこれに近縁と考えられる菌群の16S rDNA塩基配列とを用いて分子系統樹を構築した。分子系統樹の推定には近隣結合法を用い、樹型の妥当性を示すブートストラップは1000回発生させた。
なお、CLUSTAL Wは文献「Nucleic Acids Research, 1994, 22:4673-4680.」、MEGAは文献「Briefings in Bioinformatics, 2004, 5, 150-163.」に従った。
分子系統解析結果を、バチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ剣とバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ薬師とについては図1に、バチルス属(Bacillus
sp.)タテヤマ浄土については図2に、アトポスティペス属(Atopostipes sp.)タテヤマ女汝については図3に、クロストリディウム属(Clostridium
sp.)については図4に、それぞれ示す。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】バチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ剣とバチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ薬師の分子系統樹である。
【図2】バチルス属(Bacillus sp.)タテヤマ浄土の分子系統樹である。
【図3】アトポスティペス属(Atopostipes sp.)タテヤマ女汝の分子系統樹である。
【図4】アトポスティペス属(Atopostipes sp.)タテヤマ女汝の分子系統樹である。
【出願人】 【識別番号】502306453
【氏名又は名称】株式会社スズキファーム
【出願日】 平成19年3月22日(2007.3.22)
【代理人】 【識別番号】100082913
【弁理士】
【氏名又は名称】長野 光宏


【公開番号】 特開2008−230919(P2008−230919A)
【公開日】 平成20年10月2日(2008.10.2)
【出願番号】 特願2007−73929(P2007−73929)