JP2002303409A - 鶏糞の熱分解処理方法とその残渣を使用した特殊肥料と土壌改良材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】養鶏業の大きな問題の一つである鶏糞を低コス
トで環境に負荷を加えない方法で処理し、処理生成物を
有効利用する方法を提供することを課題とする。 【解決手段】空気の供給が制限された雰囲気で３００℃
から８００℃の温度で鶏糞を加熱して熱分解させ、前記
鶏糞の熱分解で発生する熱分解ガスを捕集し、該捕集し
た熱分解ガスを前記鶏糞を加熱する燃料に使用する鶏糞
の熱分解処理方法。鶏糞を加熱して熱分解させて生成す
る熱分解残渣を含む特殊肥料および／または土壌改良
材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、環境に配慮し低コスト
で鶏糞の熱分解処理方法、および分解処理で生成する残
渣を使用した特殊肥料および／または土壌改良材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】養鶏業は大量生産、大量流通化の流れの
中で、大農場化が余儀なくされ、品質管理とコストダウ
ンがますます重要な課題となっている。そこで大量に発
生する鶏糞の処理処分の方法が、環境問題、処理費用の
問題などにより乗り越えなければならない大きな壁とな
っている。

【０００３】鶏糞の処理は従来から、養鶏業者にとって
大きな問題であった。従来の方法としては、乾燥、ある
いは発酵させて肥料として使用する方法があり、一般的
に広く採用されている。

【０００４】しかし、この処理方法は広大な場所を必要
とし、臭気対策など環境面から対策が求められている。
その他、鶏糞を焼却して灰を肥料として使用する方法、
あるいは鶏糞を燃料にしボイラーで熱湯をつくり養鶏場
で使用する方法などがある。しかし、この鶏糞の焼却は
廃棄物焼却に相当するためダイオキシン対策と煤塵対策
が必要となり、焼却温度を従来の７００℃程度から、新
しく８５０℃以上を確保しなければならないという規制
が設けられたために、鶏糞ボイラーはもとより焼却炉
は、焼却温度をさらに高温にしなければならない。

【０００５】また、焼却炉は、煤塵対策を講じる必要性
から処理装置が大変大きく複雑なものとなり、建設費
用、運転繰作、メンテナンスが大変で、養鶏業者が所有
して使用するものとしては、あまりにも過剰な施設とな
ってしまう。また、仮に焼却が出来たとしても高温度で
焼却された鶏糞の灰は、大部分が石灰分であり、これが
鶏糞中では炭酸カルシウムであったのが焼成により生石
灰となる。この生石灰は水分と反応して消石灰に変化す
る現象が起こり、農業用として使用するには特殊な場合
を除いて困難である。

【０００６】結局、多額の金をかけて処理したものが埋
立処分されなければならないという問題が生じる。現在
これらの処分場が逼迫してきており、処分費が高くなり
今後も安価に転じる可能性は全く無い状況にある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、養鶏業の大きな問題の一つであ
る鶏糞を低コストで環境に負荷を加えない方法で処理
し、処理生成物を有効利用する方法を提供ことを課題と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、乾燥、発
酵、焼却以外の方法でこの問題を解決する方法として、
熱分解を空気の供給を制限した状態で行い、鶏糞の持つ
自己エネルギーで連続的に熱分解し、省エネで低コスト
の処理を可能にする方法により、生成する熱分解残渣が
有効に利用できることを見出し本発明を完成した。

【０００９】本発明の鶏糞の熱分解処理方法は、空気の
供給が制限された雰囲気で３００℃から８００℃の温度
で鶏糞を加熱して熱分解させ、前記鶏糞の熱分解で発生
する熱分解ガスを捕集し、該捕集した熱分解ガスを前記
鶏糞を加熱する燃料に使用する。

【００１０】前記鶏糞は、生鶏糞を３〜１０mmの粒のペ
レットに加工して用いることが好ましい。

【００１１】前記熱分解ガスの一部は、鶏糞の熱分解の
加熱に使用し、残りは未燃焼熱分解ガスを完全燃焼して
大気へ放出するための加熱ガスとして使用することが好
ましい。

【００１２】本発明の特殊肥料および／または土壌改良
材は、空気の供給が制限された雰囲気で３００℃から８
００℃の温度で鶏糞を加熱して熱分解させて生成する熱
分解残渣を含む。

【００１３】

【発明の実施の形態】鶏糞を熱分解すると熱分解ガスと
熱分解残渣とができる。熱分解ガスは可燃性で燃料とな
る。この燃料のエネルギーを使って鶏糞の熱分解に供す
る。幸いに生鶏糞の熱分解から得られるエネルギーは非
常に大きい。

【００１４】そこで、鶏糞を空気の供給が制限された状
態で加熱し、生成した熱分解ガスを捕集して鶏糞の加熱
源の燃料として使用する。こうして得られた鶏糞の熱分
解ガスは鶏糞を連続的に熱分解することができる。加熱
処理温度は３００℃から８００℃の範囲である。

【００１５】熱分解に供する鶏糞は、取扱い易さと熱分
解し易いように予め造粒しておくことが好ましい。

【００１６】鶏糞の造粒の方法は、さまざまな造粒装置
が適用可能である。しかし、鶏糞そのものには鶏の羽毛
や大きな団塊状のもの粉体状のものなどがあり、これら
を効率的にペレットに成形する方法は、例えば図１に示
す造粒装置が利用できる。この造粒装置はダルトン社製
のデスクペレツターである。鶏糞を造粒装置の上部の投
入口１から矢印２の方向に投入すると、回転する回転ロ
ーラー３により鶏糞や羽毛は均一に砕かれてローラーに
よる圧縮力の程度で可塑性をもった鶏糞はペレットダイ
ス４の孔を通過して造粒されたペレット５となって回転
テーブル６により外部に排出される。こうしてぺレット
化された鶏糞は、取扱い易くまた熱分解し易い状態とし
て供することができる。

【００１７】本発明の鶏糞の熱分解処理方法を、一例と
して図２に示した熱分解装置に基づいて説明する。この
熱分解処理装置は、鶏糞定量供給装置と、燃焼室の中に
設けられた複数の熱分解室が多段式に構成され、各熱分
解室は熱分解される鶏糞を下方側の熱分解室に移動させ
る開口以外は閉空間となっておりと熱分解で生じた熱分
解ガスは分解ガス導管で捕集されて加熱バーナーに導か
れ開口部で加熱バーナーで着火させて燃焼させて燃焼室
全体を所定温度に加温保持する。未燃焼として燃焼室に
放出された熱分解ガスはガス排気口から図３に示す２次
燃焼装置で２次燃焼バーナーで着火されて燃焼して排出
されサイクロンを通して煤塵を除去して排気される。そ
して生成した熱分解残渣は燃焼室の下方からフィーダー
で排出させる構成であり連続的に熱分解を行うことがで
きる。

【００１８】以下工程に沿って説明する。図１のペレッ
ト化装置でペレット状にされた鶏糞は、鶏糞投入ロ７か
らバケットコンペアー８で搬送されて鶏糞定量供給装置
９に送られる。定量供給装置９から熱分装置の熱分解室
へ鶏糞が供給される。熱分解装置は、燃焼室内に熱分解
室が多段式に構成組み立てられ、熱分解室の下方に設け
た加熱バーナー１０により熱分解室全体を外側から加熱
する構造となっている。熱分解室と燃焼室の間には熱分
解ガス導管を通してのみのつながりがある。加熱バーナ
ー１０により熱分解室を熱分解するための温度に昇温し
ておく。所定の温度に達したところで定量供給装置９か
ら鶏糞の投入を開始する。

【００１９】鶏糞は先す熱分解室１段目１１に供給され
て熱分解を開始する。鶏糞が熱分解して生じた熱分解ガ
スが熱分解導入管１段目１２を通して燃焼室へと排出さ
れる。熱分解ガス導管１段目を通過したガスは加熱バー
ナー１０の炎により燃焼を開始する。熱分解室１段目１
１で熱分解されつつある鶏糞は、熱分解装置の熱分解室
を貫通した回転主軸１３に固定さた攪拌パドル１４の回
転により熱分解室２段目へと排出される。

【００２０】熱分解室２段目１５に落ちてきた鶏糞は、
熱分解が続けられる。熱分解室２段目で熱分解されたガ
スは熱分解導管２段目1１を通して加熱室へと排出され
る。熱分解ガス導管より燃焼室に排出されたガスは加熱
バーナーの炎により引火し燃焼を開始する。

【００２１】同様の方法で熱分解されつつある鶏糞は熱
分解室３段目１７にへと排出される。熱分解室３段目で
も同様に熱分解が続けられ、発生した熱分解ガスは熱分
解ガス導管１８を通して加熱室へと排出され、加熱バー
ナーの炎により引火して燃焼を開始する。

【００２２】熱分解室３段目を通過した鶏糞は回転する
攪拌パドルにより熱分解室４段目１９へと排出されてい
く。熱分解室４段目１９から熱分解室６段目２１ではさ
らに加熱が進み、熱分解ガスは熱分解室全体のプラス圧
力を保つことを助け、熱分解室への空気の流入を防止す
る。熱分解室には連続的に鶏糞が供給されてくるので、
熱分解して生じた熱分解ガスは燃焼室に排出されて燃焼
する。この排出される熱分解ガスの火力が燃焼室を所定
の温度を維持することになる。燃焼室が所定の温度以上
となったとき加熱バーナー10は自動的に燃焼を停止す
る。温度維持は初めは加熱バーナーからのガスのみで行
い、熱分解ガスの発生に伴い、その出力は自動的に低下
し最終的には、温度の微調整に使用される程度になる。

【００２３】熱分解された残渣は熱分解室６段目からは
熱分解残渣排出ロフィーダー２２を通過して排出ロ２３
から排出される。この方法で鶏糞を熱分解すると、熱分
解に要するエネルギーは鶏糞の持つ自己のエネルギーを
使って行うことが可能である。

【００２４】また、燃焼室で消費される鶏糞を、熱分解
してできた熱分解ガスを燃焼して、所定の熱分解に要す
る温度で熱分解を行う場合には、余剰のガスが出来てし
まうことになる。鶏糞を熱分解すると、このように多量
のガスか得られる。この余剰の未燃焼ガスはガス排気孔
２４を通して熱分解処理装置の外に排出される。図３に
排ガス燃焼装置の流れを示す。

【００２５】この未燃焼ガスは可燃成分を含んでいるた
めまだかなりのエネルギーをもっており、この熱分解装
置からの排ガス２５を排ガス２次燃焼装置定２６へ導
き、ここで完全燃焼を行う。この２次燃焼装置はあらか
じめ２次燃焼バーナーにて約８００℃以上の温度に昇温
しておき、この状態の燃焼室へ熱分解装置からの排ガス
を導入することにより、未燃の排ガスが燃焼をおこし、
進入空気のバランスを取ることにより２次燃焼室の所要
の８００℃以上の温度を熱分解装置からの排ガスの燃焼
だけで維持ができる。このようにして２次燃焼された排
ガスは完全燃焼されており臭気は無しに、ダイオキシン
の要素の分解処理もおこなわれる。

【００２６】２次燃焼室で完全燃焼された排ガスは完全
燃焼排気ガス排出ロ２８から、次工程のサイクロン３１
へ導かれる。サイクロンに導かれる完全燃焼排ガス２５
は燃焼室からの排気と同時に空気２９によって急冷され
て、２００℃以下に冷却せれた空気３０となってサイク
ロン３１に入る。ここでは、粉じんを除去してさらに空
気３２により冷却されて８５℃以下の温度の空気となっ
て大気中へ排気３４される。空気の吸引はプロアー３３
によって行われる。

【００２７】このように熱分解ガスは鶏糞の自体の熱分
解と排ガスの完全燃焼を行うことができる。

【００２８】熱分解処理装置より排出された残渣は、鶏
糞の有機成分のほとんどの部分が熱分解されたものであ
る。熱分解の処理温度によってその構成成分が異なる
が、主として、炭、揮発分、無機成分の構成となる。

【００２９】表１に処理温度と構成成分の分析値を示
す。２００℃、３００℃、４００℃、５００℃、６００
℃、７００℃、８００℃、９００℃と処理温度を変えて
熱分解処理した場合のそれぞれの長所と短所は次のよう
にまとめられる。

【００３０】

【表１】

【００３１】２００℃での熱分解では鶏糞の熱分解が生
の部分が多く残り、不十分で、時間がかかり実用的では
ない。臭気も残存し熱分解残渣の貯蔵時に発酵現象がお
きた。３００℃での熱分解残渣は、熱によって焦げた状
態が残存するが臭気がなくなり、多少時間がかかる難点
があることがわかった。４００℃から７００℃での熱分
解残渣は大部分が炭状に変化し黒色となった。温度が上
がるにつれて揮発分の残存が少ない状態となった。臭気
は無く良好であった。８００℃での熱分解残渣は揮発分
の非常に少なくなった炭状物が得られた。９００℃での
熱分解残渣は揮発分が殆ど無くなった炭化物が得られ
た。

【００３２】ここで、総合的に判断すると、２００℃付
近の低い温度であると時間がかかるのと未熱分解の生の
状態が混ざり処理物が臭気を残し、空気中でさらに発酵
現象が起こるなどの不安定な処理物となることから、熱
分解温度としてはこれより高い方が良いことが判った。

【００３３】また、９００℃で処理すると炭化は完全に
行われ、炭の性能の良い物を作る為には良いが熱分解し
て、２次燃焼処理するに要するエネルギーが自己エネル
ギーのみでは不足する傾向となることと、処理装置の寿
命への悪影響が出ることが判った。したがって、処理温
度としては３００℃〜８００℃の範囲が適当である。鶏
糞を熱分解して多少の揮発分と窒素分の固定が得られる
温度域としては、できるだけ低温度の３５０℃〜５００
℃での熱分解が揮発分と窒素分のが含有された炭と無機
物の混合物ととなり、臭気は無く、安定に貯留ができる
などの利点が多く処理方法としては最適のものであっ
た。

【００３４】熱分解残渣の代表的な成分を表２に示す。
この残渣はカルシウム、カリウム、リン、窒素と、炭素
を含有する。熱分解残渣の性状は比重が０．５０〜０．
８５ｇ／ｃｃで空隙率か大きく、多孔質を構成した黒色
の炭状である。これは黒色であるので農場で融雪剤と使
用できる。融雪後は、土壌改良材として使用が可能であ
ると同時に、成分値に見られる肥料成分が多量に複合さ
れた肥料としての役割ももつものであった。

【００３５】

【表２】

【００３６】このように熱分解残渣は、そのままあるい
は他の成分を添加して土壌改良材、または特殊肥料とし
て使用できる。

【００３７】

【実施例】ブロイラーの鶏糞を水分約３０％で混入する
羽毛などと一緒に、前記の造粒装置で粒径８mmφ×７mm
のペレットを製造した。これを前記の熱分解装置にて温
度を４５０℃に保って熱分解した。熱分解ガスのみの使
用で熱分解と２次燃焼の排ガス浄化処理ができた。

【００３８】その残渣を土壌改良材として試供した。得
られた熱処理残渣を図４に示す。この熱処理残渣は、土
地改良材として、畑土の性状を良くし肥料成分としての
作用も発揮できた．レイヤーの鶏糞をペレットサイズ５
mmφ×７mmに成形して、５００℃にて熱分解処理した。
熱分解処理するためのエネルギーと２次燃焼に使用する
エネルギーは、発生する熱分解ガスの自己エネルギーで
賄える運転で行った。

【００３９】得られた熱処理残渣を図５に示す。この残
渣を融雪剤として使用した。融雪剤として農地に散布す
ると黒色であるので太陽エネルギーをよく吸収し、雪を
早く解かすことができた。従来の炭の融雪剤と遜色なく
使用できた。さらに、この熱処理残渣がもつ土壌改良の
効果と肥料成分の効果により、農作物の生長に対して効
果を示し畑作地で有効利用ができるものであることが実
証された。

【００４０】

【発明の効果】本発明の方法により鶏糞を自己のもつ熱
分解ガスを利用した熱分解処理ができる。また、熱分解
処理装置から排気される未燃焼ガスを自己エネルギーを
使用して完全燃焼させることができた。したがって、省
エネルギーで低コストで安全に鶏糞を処理出来る。さら
に、鶏糞を溜め置きすることなく早く熱分解し、臭気の
無い鶏糞に減量して、貯留可能な肥料成分にすることが
できる。

【００４１】鶏糞の熱分解残渣は土壌改良材や肥料とし
て有効利用ができるので利用価値を負荷することが可能
となった。

【００４２】加えて、養鶏業の養鶏場の衛生、作業環境
の改善に寄与し、臭気の発生が無い処理と処理物をつく
ることができて作業者のみならず周辺への悪印象を除去
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いた造粒装置の断面模式図である。

【図２】本発明で用いた熱分解装置の模式説明図であ
る。

【図３】本発明で用いた排ガス燃焼装置の模式説明図で
ある。

【図４】実施例のブロイラー鶏糞の熱分解残渣の図であ
る。

【図５】実施例のレイヤー鶏糞の熱分解残渣の図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｇ 5/14 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 5/14 ＺＡＢＦ ４Ｈ０６１ 5/46 ＺＡＢ 5/46 ＺＡＢＺ 7/00 ＺＡＢ 7/00 ＺＡＢＣ // Ｃ０９Ｋ 101:00 Ｃ０９Ｋ 101:00 Ｆターム(参考） 3K061 AA23 AB02 AC11 AC19 BA05 BA08 CA01 FA03 FA12 FA21 3K065 AA23 AB02 AC11 BA05 JA03 JA11 3K078 AA05 BA02 BA21 CA02 CA09 CA21 CA25 4D004 AA02 BA03 BA04 BA10 CA14 CA24 CB27 CB34 CB42 DA03 DA06 4H026 AA16 AB04 4H061 AA01 AA02 CC38 FF12 GG12 GG14 GG18 GG26 GG70 HH41 HH42 LL02 LL07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気の供給が制限された雰囲気で３００℃
   から８００℃の温度で鶏糞を加熱して熱分解させ、前記
   鶏糞の熱分解で発生する熱分解ガスを捕集し、該捕集し
   た熱分解ガスを前記鶏糞を加熱する燃料に使用する鶏糞
   の熱分解処理方法。
2. 【請求項２】前記鶏糞は、生鶏糞を３〜１０mmの粒のペ
   レットに加工して用いる請求項１に記載の鶏糞の熱分解
   処理方法。
3. 【請求項３】前記熱分解ガスの一部は、鶏糞の熱分解の
   加熱に使用し、残りは未燃焼熱分解ガスを完全燃焼して
   大気へ放出するための加熱ガスとして使用する請求項１
   に記載の鶏糞の熱分解処理方法。
4. 【請求項４】空気の供給が制限された雰囲気で３００℃
   から８００℃の温度で鶏糞を加熱して熱分解させて生成
   する熱分解残渣を含む特殊肥料および／または土壌改良
   材。