CN104030539A - 伴随环境保护措施产生的动植物性废弃物的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不需要特别的处理设施的情况下就能够将伴随环境保护措施产生的动植物性废弃物简单、大规模且抑制恶臭的状态下进行处理的方法。即，一种伴随环境保护措施产生的动植物性废弃物的处理方法，包括：片材埋设工序，在将地面以规定的面积均等地挖成规定的深度的凹地敷设第一防水片材；土壤投入工序，在上述防水片材上投入上述规定深度的土，形成地基土壤；废弃物层形成工序，在上述地基土壤上将动植物性废弃物堆积成规定的厚度而形成废弃物层；覆盖工序，用第二防水片材覆盖由上述地基土壤和上述废弃物层构成的堆积物；以及，其后放置规定天数的熟化工序。

Description

伴随环境保护措施产生的动植物性废弃物的处理方法

技术领域

本发明涉及伴随环境保护措施产生的动植物性废弃物的处理方法。

背景技术

随着人们的生活变得富裕，水源的富营养化、伴随其产生的水边的植物浮游生物和外来水生植物的繁殖等已成为大问题。并且，随着农业、特别是水稻作业的机械化以及省力、低成本化的发展，居民、行政机关对大气污染的关注日益增加，稻草的野外焚烧对策已逐渐成为大的课题。另外，随着住宅用地的开发，家畜的饲养设施与住宅用地邻近的情况增多，畜禽粪便和伴随其处理产生的恶臭有时也成问题。

湖泊湿地有时作为人们的生活用水或饮用水的水源被使用，但流入了生活废水、畜产废水、工厂废水的湖泊湿地中将产生由作为富营养化指标之一的蓝绿藻（青粉）引起的问题。蓝绿藻是表示被富营养化的湖泊湿地等中大量产生浮游性的蓝藻等植物浮游生物而水面被绿色覆盖的状态的术语，有时也表示构成其的藻类。

对人们而言，蓝绿藻是利用湖泊湿地的阻碍。例如因蓝绿藻而水的溶解氧被消耗，鱼类等动物由于氧缺乏等而灭绝，所以对包括鲤鱼等的养殖的淡水渔业有巨大的影响。另外，由该鱼的尸体产生的异臭以及蓝绿藻本身的霉臭损与害湖泊湿地近邻的生活环境，根据地点也会影响观光产业。另外，在构成蓝绿藻的蓝藻中有微囊藻毒素等具有毒性的物，有时对作为水源的湖泊湿地的功能带来重大的影响。另外，根据情况，有时造成阻塞取水口等的过滤装置、网等物理性的破坏。在中国，作为湖泊湿地的环境问题已报道有太湖（江苏省）、滇池（云南省）、巢湖（安徽省）“三湖”的水质污染和蓝绿藻异常增殖的问题。

蓝绿藻可采用对症疗法物理性地除去。即，从湖泊湿地的水进行抽滤等而滤去蓝绿藻使水恢复原样的方法。然而，大规模进行处理时，关于滤去的蓝绿藻的处理还没有确立有效的处理方法。滤去的蓝绿藻会立即腐败，所以需要迅速地处理，因此期望开发出有效且大规模的蓝绿藻处理方法。

另外，为了净化已被富营养化的湖泊湿地、河川的水质，有时利用水葫芦等繁殖力旺盛且消耗氮、磷的水草。水葫芦为南美国原产的水草，因其繁殖力，在全球热带·亚热带区域大量繁殖，是国际自然保护联盟（IUCN）的物种保护委员会公布的全球100种最具破坏力的入侵物种之一。

用于水质净化的水葫芦的使用关键是利用其繁殖力来吸收成为水富营养化原因的水中的氮·磷成分等。此时，需要除去并处理已繁殖的水葫芦，而在利用了水葫芦的水质净化对策的例子中，如何处理在湖泊湿地中积蓄的吸收了氮·磷的水葫芦将成为问题，大多不是永久性的水质净化对策。还常遇到好不容易利用水葫芦吸收湖泊湿地的氮·磷，使其繁殖，但入冬后水葫芦枯萎，在湖泊湿地中腐败，进而使湖泊湿地的环境恶化的例子。因此，需要大规模处理水葫芦等用于环境净化对策的植物的方法。

另外，近年，随着对环境污染、特别是对大气污染的关注的高涨，逐渐开始禁止稻草、麦秸等收获谷物后的栽培植物的焚烧。对于稻草等的焚烧而言，大量焚烧时会产生烟，对列车、汽车等交通机构带来巨大的影响，或使大气中的浮游粒状物质的浓度增加，导致广范围的大气污染，或者焚烧贵重的生物资源，未将其有效利用，因此，禁止焚烧，鼓励在农场、田地中还田翻耕稻草等。

但是，仅将收获后的栽培植物还田翻耕于土壤中则会产生如下的问题。（1）由于土壤中的微生物利用吸收氮（主要为氨），所以作物所吸收的氨变不足，阻碍作物的生长。（2）由于微生物的增殖，土壤中的氧减少，产生被还原的有机酸、硫化氢，阻碍作物的养分吸收。作物为水稻时，易于发生根腐烂或除草剂的药害。（3）在插秧机、耕作机等作业机器中，稻草、麦秸缠绕，从而使作业效率、精度变差。

因此，需要焚烧以外的有效地大规模处理稻草、麦秸等收获谷物后的栽培植物的方法。

另外，近年来，由于随着住宅用地的开发而家畜的饲养设施和住宅用地邻近的状况的增加，畜禽粪便及伴随其处理所产生的恶臭以及河川、地下水的污染对居住环境带来负面影响的事例也在不断增加。

然而，对伴随这样的环境保护措施产生的大量的动植物性废弃物进行处理时，通常需要建大型的设施，设施费用高。另外，使用利用微生物的发酵处理的情况下，为了避免因厌氧性细菌而导致的腐败及伴随其的腐败臭味，促进利用好氧性菌的发酵，需要定期人力翻搅（搅拌）处理对象物，此时，存在作业环境（恶臭）差等问题，而机械搅拌的情况下，则存在设备费用、电力价格等运转费用会上升等的问题。

因此，在寻求能够将伴随环境保护措施产生的动植物性废弃物在产生地点附近以比较简单、比较低的成本一次性大规模进行处理的方法。

发明内容

本申请的发明人等进行了反复深入的研究，其结果开发出了一种不需要特别的处理设施的情况下就能够将上述的伴随环境保护措施产生的动植物性废弃物简单、大规模地在抑制恶臭的状态下进行处理的方法。

即，一种伴随环境保护措施产生的动植物性废弃物的处理方法，包括:片材埋设工序，在将地面以规定的面积均等地挖成规定的深度的凹地敷设第一防水片材；土壤投入工序，在上述第一防水片材上加入上述规定深度的土，形成地基土壤；废弃物层形成工序，在上述地基土壤上将动植物性废弃物堆积成规定的厚度而形成废弃物层；覆盖工序，用第二防水片材覆盖由上述地基土壤和上述废弃物层构成的堆积物；以及，其后放置规定天数的熟化工序。

优选上述第二防水片材是上下重叠2片防水片材而成的。

进一步优选上述2片防水片材中，上侧的防水片材为黑色系的防水片材。

另外，优选在上述熟化工序中，不进行上述废弃物层的翻搅。

在废弃物层形成工序中，优选在上述动植物性废弃物中预先混合有发酵辅助材料。

另外，上述废弃物层形成工序优选是如下工序：将上述动植物性废弃物堆积成第一厚度，在其上将发酵辅助材料6堆积成第二厚度，根据需要依次层叠上述动植物性废弃物和发酵辅助材料而将其作为废弃物层。

优选上述动植物性废弃物为植物性废弃物。

进一步优选上述植物性废弃物为藻类、动物性浮游生物、植物性浮游生物、水生植物、植物性农业废弃物和/或植物性林业废弃物。

最优选上述的植物性废弃物为蓝绿藻、水葫芦、稻草、麦秸和/或树的干、枝和/或叶。

附图说明

图1是实施本发明的处理方法的设施的模式剖视图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行详细说明。

本发明的方法是一种动植物性废弃物的处理方法，包括：片材埋设工序，在将地面1以规定的面积均等地挖成规定的深度的凹地2上敷设第一防水片材3；土壤投入工序，在上述防水片材3上加入上述规定深度的土，形成地基土壤4；废弃物层形成工序，在上述地基土壤上将动植物性废弃物5堆积成规定的厚度而形成废弃物层；覆盖工序，用第二防水片材7（8）覆盖由上述地基土壤和上述废弃物层构成的堆积物；以及，其后放置规定天数的熟化工序。

制成上述凹地时的“规定的面积”，只要是在其面积上能够将土壤等堆积成层状，则可以是任何的面积。例如，从作业和管理的容易度等出发，优选将堆积物整体的高度设为距离地面3m～5m左右以下时，根据要处理的动植物性废弃物的体积来决定面积即可。

例如，可以根据要处理的动植物性废弃物的体积、用于形成凹地2的多余空地的宽度等来进行适当地设定（例如可以是宽度为3～6m，长度为5～20m，深度为30～50cm左右）。形成该凹地2时挖掘的土可以堆积在凹地附近，之后作为地基土壤4的土而利用。应予说明，在凹地的开口边缘部，优选预先在其整个圆周上堆积适当高度（例如3～10cm左右）的堤坝。该堤坝防止雨水流入凹地两侧。

上述具有“规定的面积”的地面的形状没有特别限定，从作业和管理的容易度等出发，可以举出正方形、长方形、圆形等。

另外，设置凹地的原因是进行堆积物的翻搅（搅拌）时由于存在填入到凹地2的地基土壤4，所以不宜损伤第一防水片材3，并且，变成处理所使用的兼性厌氧性菌易于栖息的环境。“规定的深度”为30cm以上，优选为50cm以上，进一步优选为80cm以上。

在上述凹地2敷设第一防水片材3，该第一防水片材3用于将上述堆积物从地面侧遮水以及阻止上述堆积物的成分渗透到地中。而且，将第一防水片材3敷设在比凹地2的外形稍宽的范围，但如上述那样在凹地的开口边缘部堆积稍高的堤坝的情况下，可以以覆盖该堤坝的方式敷设第一防水片材3。应予说明，该第一防水片材3只要是在埋入地中数个月的情况下不会劣化的材质的片材即可，例如可以使用称为篷布（blue sheeting）的一般材料。

在该第一防水片材3上，填充土至上述规定的深度，用于该填充的土可以是挖掘凹地时挖出的土壤，将其再埋入即可。

另外，“动植物性废弃物”是指动物性废弃物和/或植物性废弃物。动物性废弃物是指为了环境保护等而从环境中进行去除等的来自动物和动物的废弃物，动物中还包括动物性浮游生物，来自动物的废弃物中包括畜禽粪便。另外，植物性废弃物是指从环境中进行去除等的植物体和枯死的植物体，植物中还包括植物性浮游生物。塑料、玻璃、金属等废弃物不包括在动植物性废弃物内。

此处，动植物性废弃物5优选为伴随环境保护措施产生的动植物性废弃物，具体而言是蓝绿藻等藻类，动物性浮游生物、植物性浮游生物、水葫芦、水浮莲、伊乐藻、貉藻、旱伞草、水花生等水生植物以及稻草、麦秸、稻壳等植物性农业废弃物，畜禽粪便等动物性农业废弃物和/或树的干、枝、叶等植物性林业废弃物。另外，在该动植物性废弃物中，可以根据需要（为了增量或水分调整）混合植物（木·草·竹）棒、稻壳·木屑等。

进一步优选动植物性废弃物5为植物性废弃物，并且优选为藻类、植物性浮游生物、水生植物、植物性农业废弃物和/或植物性林业废弃物，具体而言是蓝绿藻、水葫芦、稻草、麦秸和/或枯死的杂树的树干·枝及叶。

从作业和管理的容易度等出发，堆积上述动植物性废弃物的“规定的高度”、即废弃物层的高度优选设为3m以下。

另外，优选在上述动植物性废弃物5中预先混入发酵辅助材料6。

发酵辅助材料6是主要含有在含氧环境下也能够繁殖的厌氧性菌的材料，能够使用现有的制品。另外，发酵辅助材料6也可以从进行本发明的处理的处理现场的土壤采集土壤样品，培养该土壤样品中含有的土壤菌（主要是在含氧环境下也能够繁殖的厌氧性菌）等而制备。通过使用在处理现场采取和培养的土壤菌，能够用作符合现场的土壤改善剂、堆肥。此处，“在含氧环境下也能够繁殖的厌氧性菌”是指厌氧性菌中的在有氧的环境下无法繁殖的严格厌氧性菌以外的厌氧性菌，即所谓的兼性厌氧性菌，例如为乳酸菌、酵母菌、丝状菌以及放线菌等。在本发明中主要优选为乳酸菌、丝状菌以及放线菌。

另外，作为在动植物性废弃物中混合发酵辅助材料的方法，可以预先在动植物性废弃物中添加混合发酵辅助材料，或者例如每次将动植物性废弃物5a堆积成第一厚度时，将发酵辅助材料6堆积成第二厚度。第一厚度和第二厚度可以根据应处理的动植物性废弃物5a的种类、气温、发酵辅助材料的种类等进行适当地设定，例如使第一厚度为30cm～60cm，使第二厚度为1cm～20cm左右。即，动植物性废弃物5a与发酵辅助材料6的体积（厚度）比率例如可以在动植物性废弃物:发酵辅助材料＝60:1～3:2之间进行适当地设定，但并不限于此。而且，可以将动植物性废弃物5与发酵辅助材料6依次层叠而形成废弃物层。

即，上述废弃物层形成工序也可以是如下的工序：将动植物性废弃物堆积成第一厚度，在其上，将发酵辅助材料堆积成第二厚度，根据需要，将上述动植物性废弃物与发酵辅助材料依次层叠，将其作为废弃物层。

第二防水片材7（8）用于防止堆积物被雨水淋湿以及保持堆积物的厌氧的条件，其以覆盖该堆积物的上表面和侧周面的整个面的方式被设置。另外，第二防水片材不限于1片，也可以重叠多片使用。例如上下重叠2片防水片材而使用的情况下，作为下表面侧的防水片材7，使用称为篷布的通常的防水片材，作为上表面侧的防水片材8，可以使用黑、蓝色、茶色等黑色系的防水片材。使黑色系的防水片材设于上表面侧时，因黑色系的太阳热吸收效率良好，即使在气温比较低的条件下也可以提高菌的发酵效率。另外，根据实施本发明的处理方法的地点、季节等，太阳光线过强时，作为上表面侧的防水片材8，可以使用白色系的防水片材。另外，若使第二防水片材为双层，则废弃物层中产生的发酵热不易被释放到外部，热损失少。并且，防水片材防止因太阳热和发酵热而导致的表面的干燥，恰当保持防水片材内的水分，所以使发酵继续。对于该防水片材而言，为了不被风卷起，也可以预先用绳绑住或在其周围载置石9等重物。另外，优选设置用于检测废弃物层5中的温度的温度计10。

进而，该实施方式的处理方法通过将如上述那样构成的堆积物保持原样地放置规定天数，就能对动植物性废弃物依次进行发酵处理。其中，规定天数可以根据应处理的动植物性废弃物的量、气温等来进行适当的设定。例如根据废弃物的量可以设定为30天～90天，具体而言30天、45天、60天、90天等。

内部的熟化状况（发酵处理的进行程度）和处理的结束的时机可以根据观察废弃物层的温度、水分而确认。例如，气温为20℃～30℃的环境下，利用兼性厌氧性菌的发酵顺利进行的情况下，从处理开始至2天左右，堆积物的内部温度将上升至40℃～60℃左右。处理的结束可以根据内部温度的降低趋势和直接目测堆积物内部的状态而确认。具体而言，根据丝状菌等的繁殖状况、堆积物的分解状况以及水分量等来进行确认。

另外，处理后的废弃物层由于氮、磷酸、钾浓度将满足肥料基准，所以可以用作肥料。

此外，在本发明中，使用作为发酵辅助材料而主要含有在含氧的环境下也能够繁殖的厌氧性菌的材料，所以不需要对上述堆积物导入空气，也可以不进行翻搅（搅拌）作业或将翻搅次数降低至极少。

另外，能够利用本发明的处理方法进行处理的动植物性废弃物的重量没有特别限定，通常1个堆积物为500kg以上，优选为800kg以上，进一步优选为1t以上。

本申请各技术方案的发明具有如下的效果。

（1）利用第一防水片材能够阻隔地面与动植物性废弃物之间的水，另一方面，利用第二防水片材防止动植物性废弃物被雨水淋湿，所以能够极简易且低成本地构建堆积物。即，载置动植物性废弃物的地面可以不是混凝土，且也无需设置屋顶（设备成本廉价）。

（2）使用兼性厌氧性菌作为发酵辅助材料，因此无需向堆积物中导入空气，所以不需要用于导入空气的设备（设备成本廉价）。

（3）利用兼性厌氧性菌的发酵不需要空气，通过用防水片材覆盖使环境恒定，可长期持续发酵，所以保持用第二防水片材覆盖堆积物的原样即可，可以不需要堆积物的翻搅（搅拌）作业或将翻搅次数降低至极少。

（4）由于可以在保持用第二防水片材覆盖堆积物的原样状态下使其发酵（堆肥化），所以来自堆积物的恶臭不易向周围扩散。

（5）在填充到凹地的土壤上堆积动植物性废弃物而形成堆积物，利用兼性厌氧性菌进行处理，所以在堆积物中存在多余水分的情况下上述填充土壤能够吸收其多余水分。应予说明，即使该填充土壤吸收堆积物的水分，也由于填充土壤下存在防水片材，畜禽粪便成分（特别是成为水质污浊的原因的硝酸性氮）等也不会渗透到土地中。

（6）若在上述堆积物下有填充土壤，则进行堆积物的翻搅（搅拌）时不会损坏第一防水片材，并且成为兼性厌氧性菌易于栖息的环境。

（7）在敷设在凹地的第一防水片材上填充土壤，在其填充土壤上堆积动植物性废弃物而形成堆积物，所以例如与在地表面敷设防水片材，在其上堆满土壤，在其上堆积动植物性废弃物的情况相比，对于等量的动植物性废弃物而言，能够将其堆积高度降低至凹地的深度部分。

（8）通过从处理现场的土壤中培养得到发酵辅助材料，从而能够使用适合处理现场的土壤条件、气温条件的兼性厌氧性菌，所以能够高效地进行处理。并且，由于防水片材防止因太阳热和发酵热而导致的表面的干燥，所以恰当地保持防水片材内的水分，从而能够长期进行利用兼性厌氧性菌的发酵，可得到完全熟化的堆肥。

制备例1

发酵辅助材料的制备

为了调制用于以下的实施例中使用的发酵促进剂，在实施例的实施地的现场采取·培养土壤菌等，在厌氧性条件下以40℃培养48小时形成发酵促进剂。

实施例1

稻草的处理

（1）在地处中国云南省昆明市的滇池附近的地面，设定宽度约3m、长度约6m的区域，将该区域内的全范围均等地挖掘约0.5m的深度，创建深度约0.5m的凹地。

（2）以完全覆盖上述凹地的方式，敷设宽度约5m、长度约8m的防水乙烯片材（中国国内制）。

（3）在上述凹地内的上述防水乙烯片材上，填入从现场地面采集的土壤，形成补充土壤。补充土壤的深度约为0.5m，即，向上述凹地投入土壤，填到凹地内的土壤的上表面与在上述工序（1）中未挖掘的地面的表面几乎相同的高度。

（4）在上述补充土壤上，堆积混入了所制备的发酵促进剂的稻草（约10t），制成底面的宽度约3m×长度6m、高度约为3m的大致四边锥状的堆积物。发酵促进剂的混合是每堆积约30cm的稻草，以1cm厚夹设调制例1中调制的发酵促进剂。

（5）用能够充分覆盖该堆积物的大小的2片防水乙烯片材双重覆盖上述堆积物上，在上述堆积物周边的末端部分的防水乙烯片材上铺设单手大～双手大的石头，使封闭性变更可靠，放置。

（6）对内部的温度、内部的pH进行测定，一边观察一边使其熟化。开始温度约为25℃，从熟化（放置）开始至76小时后，约在60℃时温度上升变稳定。

（7）从熟化开始至约2个月后，温度下降至45℃时，结束处理。

（8）确认结束处理后的堆积物的成分的结果，氮、磷酸、钾浓度均各自满足有机肥料基准。

实施例2

蓝绿藻残渣的处理

作为处理对象物，使用蓝绿藻残渣（重量约10t）代替稻草，与实施例2同样地进行处理。

确认处理完成后的堆积物的成分的结果，氮、磷酸、钾浓度均各自满足有机肥料基准。

实施例3

水葫芦的处理

作为处理对象物，使用水葫芦（重量约1t）代替稻草，与实施例1同样地进行处理。

确认处理完成后的堆积物的成分的结果，氮、磷酸、钾浓度均各自满足有机肥料基准。

实施例4

畜禽粪便的处理

作为处理对象物，使用畜禽粪便（羊的粪、重量约1t）代替稻草，与实施例1同样地进行处理。

确认处理完成后的堆积物的成分的结果，氮、磷酸、钾浓度均各自满足有机肥料基准。

Claims (8)

1.一种伴随环境保护措施产生的动植物性废弃物的处理方法，包括:

片材埋设工序，在将地面以规定的面积均等地挖成规定的深度的凹地上敷设第一防水片材，

土壤投入工序，在所述第一防水片材上投入所述规定深度的土，形成地基土壤，

废弃物层形成工序，在所述地基土壤上将动植物性废弃物堆积成规定的厚度而形成废弃物层，

覆盖工序，用第二防水片材覆盖由所述地基土壤和所述废弃物层构成的堆积物，以及

其后放置规定天数的熟化工序。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其中，第二防水片材是上下重叠2片防水片材而成的。

3.根据权利要求2所述的处理方法，其中，所述2片防水片材中，上侧的防水片材为黑色系的防水片材。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在废弃物层形成工序中，在所述动植物性废弃物中预先混合发酵辅助材料。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述废弃物层形成工序是如下的工序：将所述动植物性废弃物堆积成第一厚度，在其上将发酵辅助材料6堆积成第二厚度，根据需要将所述动植物性废弃物和发酵辅助材料依次层叠，将其形成废弃物层。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，动植物性废弃物为植物性废弃物。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，植物性废弃物为藻类、动物性浮游生物、植物性浮游生物、水生植物、植物性农业废弃物和/或植物性林业废弃物。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，植物性废弃物为蓝绿藻、

水葫芦、稻草、麦秸和/或树的干、枝和/或叶。