【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農産廃棄物から堆肥を製造する堆肥の製造方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
稲ワラ，麦ワラ，米糠，籾殻，豆殻，ソバ殻，サトウキビバガス，収穫後の植物残査などの農産廃棄物の廃棄処理・資源化にはコストがかかり、環境問題を引き起こす原因物質となっている。そこで、従来からこれらの農産廃棄物が堆肥化素材として広く利用されていた。
【０００３】
ところが、農産廃棄物の従来の堆肥製造方法は、一般に野積みで製造され、堆肥製造装置が必要でないため費用がかからないという利点はあるものの、この堆肥は年間を通して品質が安定しておらず均一性に欠け安定確保が難しく、さらに堆肥製造期間が長期にわたり、その間大量の農産廃棄物残査をストックするための面積が必要になるという問題があった。また、二酸化炭素や悪臭が発生し、それに伴ってハエなどの害虫が発生し、環境が悪化するといった問題もあった。
【０００４】
こうした問題に対し、例えば特許文献１には、このような農産廃棄物を含む有機廃棄物を有効微生物群含有発酵促進剤と水分調整剤により嫌気発酵処理し、発酵した有機廃棄物を乾燥させて、堆肥を製造する方法および装置が開示されている。この特許文献１によると、悪臭，害虫等の環境上の問題が発生せず、また、比較的短期間で堆肥化が可能なため、大きな貯蔵設備を必要としない。
【０００５】
しかしながら、このような上記従来の技術には、堆肥製造するため有効微生物含有発酵促進剤を毎回使用する必要があり、そのために多量の有効微生物含有発酵促進剤が必要になってその購入費用が無視できない値になる等の問題があった。
【０００６】
一方、既存の堆肥の中には、生ゴミや家畜糞から製造された堆肥等が存在するが、例えば、生ゴミから製造された堆肥についてみてみると、何が混入されているかわらず分別が不十分であるため堆肥として不良品になる場合が多く、さらに、農作物に悪影響のある塩分除去が困難であり、また二酸化炭素や悪臭対策がなされていないといった問題があった。また、家畜糞から製造された堆肥についてみてみると、家畜系から農作物系への連動において、家畜系で安全性に関わる問題が発生した場合、必然的に農作物にも悪影響が生じ、予防が困難であったり、また堆肥の腐熟度について、供給者と需要者との間に認識の乖離があるといった問題があった。したがって、この様な発酵有機質堆肥を使用する農家や園芸資材業者等の間で、年間を通して品質が安定で均一な堆肥が望まれていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１８３６８６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決しようとするものであり、農産廃棄物をバイオマスとして利用し、安全で且つ良質な堆肥を短期間で製造し、悪臭ガスを除去して、廉価なランニングコストで堆肥を製造する堆肥の製造方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の堆肥の製造方法は、農産廃棄物を発酵させ堆肥を製造する堆肥の製造方法において、農産廃棄物に発酵物質を加えて発酵分解させる発酵工程と、前記発酵工程で発生した二酸化炭素及び悪臭ガスを分解し、前記二酸化炭素を酸素に変換する排気浄化工程とを備えるので、悪臭ガスを除去して良質な堆肥を製造することができる。
【００１０】
また、本発明の請求項２記載の堆肥の製造方法は、請求項１記載の堆肥の製造方法において、前記排気浄化工程において、光合成細菌群により前記悪臭ガスを分解し、シアノバクテリア群により前記二酸化炭素を酸素に変換するので、悪臭ガスを除去して安全な堆肥を製造することができる。
【００１１】
さらに、本発明の請求項３記載の製造方法は、請求項１又は２記載の堆肥の製造方法において、前記発酵工程において、農産廃棄物にｐＨ調整液を添加するので、前記有用な微生物群の反応速度を高め、短期間で堆肥を製造することができる。
【００１２】
また、本発明の請求項４記載の堆肥の製造装置は、農産廃棄物を発酵させる発酵手段と、前記発酵手段で発生した二酸化炭素及び悪臭ガスを分解し、前記二酸化炭素を酸素に変換する排気浄化手段とを備えたので、悪臭ガスを除去して良質な堆肥を製造することができる。
【００１３】
さらに、本発明の請求項５記載の堆肥の製造装置は、請求項４記載の堆肥の製造装置において、前記発酵手段は、農産廃棄物と、発酵物質とが投入される充填部と、前記充填部を包囲する断熱構造からなる発酵槽とを備えたので、保温性がよく廉価なランニングコストで堆肥を製造することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項６記載の堆肥の製造装置は、請求項４又は５記載の堆肥の製造装置において、前記排気浄化手段は、好気性微生物を含有する第１のリアクターと、光合成細菌群を含有する第２のリアクターと、シアノバクテリア群を含有する第３のリアクターとを備えたので、悪臭ガスを除去することができる。
【００１５】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明において農産廃棄物とは、稲ワラ，麦ワラ，米糠，籾殻，豆殻，ソバ殻，サトウキビバガス，収穫後の植物残査などが挙げられる。
【００１６】
また、発酵物質とは、自然界に存在し、酸素が豊富にある好気性条件下では好気性微生物として働き、酸素が欠乏した嫌気性条件下では嫌気性微生物として働く大部分の一般微生物である、例えば糸状菌，セルロース分解菌，放線菌，担子菌（キノコ）などの有用な微生物を含有する土であり、具体的には、例えば製造後の堆肥，庭土，畑土，山土などのどこの土を用いてもよく、これに限定されるものではない。また、有用な微生物を単離し、培養した菌体でもよい。
【００１７】
なお、糸状菌としては、例えばアスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ），ムコール・ヒユマリス（Ｍｕｃｏｒ）等の属に属する菌が挙げられ、この糸状菌は生育の早い細菌で、糖やアミノ酸などの易分解性物質を分解する。さらに、セルロース分解菌として、例えばクロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ），セルロモナス（Ｃｅｌｌｕｌｏｍｏｎａｓ），トリコデルマ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ），ファネロカエテ（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅ）等の属に属する菌が挙げられ、このセルロース分解菌は有機性窒素を利用して炭素源の繊維素を分解する細菌であり、単一菌ではなく各種好気性菌及び嫌気性菌の混在菌である。放線菌としては、例えばサーモアクチノミセテス（Ｔｈｅｒｍｏａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ），ストレプトミセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｔｅｓ），ノカルディア（Ｎｏｃａｒｄｉａ），ミクロモノスポラ（Ｍｉｃｒｏｍｏｎｏｓｐｏｒａ），ロドコッカス（Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ）等の属に属する菌が挙げられ、この放線菌はヘミセルロースやセルロースなどを分解する。担子菌（キノコ）としては、ほとんどのキノコが挙げられ、木材腐朽菌，菌根菌，寄生菌，樹木に限らない腐生菌などに分類できる。さらに木材腐朽菌は、白色腐朽菌と褐色腐朽菌に分類でき、白色腐朽菌としては、例えばシイタケ，ナメコ，シメジ，エノキダケ，ヒラタケ，マイタケ，スエヒロタケ，カワラタケなどが挙げられ、この白色腐朽菌はリグニンや多糖類を分解し、褐色腐朽菌としては、例えばオオウズラタケ，ナミダタケなどが挙げられ、この褐色腐朽菌はセルロースやヘミセルロースを分解する。
【００１８】
また、悪臭ガスを分解するのに用いられる光合成細菌群とは、具体的には、例えば紅色硫黄細菌（ｐｕｒｐｌｅ ｓｕｌｆｕｒ ｂａｃｔｅｒｉａ： Ｃｈｒｏｍａｔｉａｃｅａｅ），紅色非硫黄細菌（ｐｕｒｐｌｅ ｎｏｎｓｕｌｆｕｒ ｂａｃｔｅｒｉａ： Ｒｈｏｄｏｓｐｉｒｉｌｌａｃｅａｅ），緑色硫黄細菌（ｇｒｅｅｎ ｓｕｌｆｕｒ ｂａｃｔｅｒｉａ： Ｃｈｌｏｒｏｂｉａｃｅａｅ），滑走性糸状緑色硫黄細菌（ｇｌｉｄｉｎｇ ｆｉｌａｍｅｎｔｏｕｓ ｇｒｅｅｎ ｓｕｌｆｕｒ ｂａｃｔｅｒｉａ： Ｃｈｌｏｒｏｆｌｅｘａｃｅａｅ）が挙げられ、この光合成細菌群は、光を利用して光合成を行い、硫化水素や有機物を分解して成育し生存する細菌である。なお、悪臭ガスを分解するものであればこれに限定されるものではない。
【００１９】
さらに、二酸化炭素を酸素に変換するのに用いられるシアノバクテリア群とは、具体的には、例えばシネココックス（Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ），ダクティロコッコプシス（Ｄａｃｔｙｌｏｃｏｃｃｏｐｓｉｓ），メリスモペディア（Ｍｅｒｉｓｍｏｐｅｄｉａ），クロオコックス（Ｃｈｒｏｏｃｏｃｃｕｓ），グロエオカプス（Ｇｌｏｅｏｃａｐｓａ），アファノテーケ（Ａｐｈａｎｏｔｈｅｃｅ），ミクロキスティス（Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ），アファノカプサ（Ａｐｈａｎｏｃａｐｓａ），コエロスフェリウム（Ｃｏｅｌｏｓｐｈａｅｒｉｕｍ），ゴンフォスフェリア（Ｇｏｍｐｈｏｓｐｈａｅｒｉａ），ミクソサルキナ（Ｍｙｘｏｓａｒｃｉｎａ），オスシラトリア（Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｉａ），フォルミディウム（Ｐｈｏｒｍｉｄｉｕｍ），リングビア（Ｌｙｎｇｂｙａ），スピルリナ（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａ），アナベナ（Ａｎａｂａｅｎａ），アナベノプシス（Ａｎａｂｅｎｏｐｓｉｓ），ノストック（Ｎｏｓｔｏｃ），キリンドロスペルムム（Ｃｙｌｉｎｄｒｏｓｐｅｒｍｕｍ），スキトネマ（Ｓｃｙｔｏｎｅｍａ），グロエオトリキア（Ｇｌｏｅｏｔｒｉｃｈｉａ），ディコスリックス（Ｄｉｃｈｏｔｈｒｉｘ），ハパロシフォン（Ｈａｐａｌｏｓｉｐｈｏｎ），フィッシェレラ（Ｆｉｓｃｈｅｒｅｌｌａ），スティゴネマ（Ｓｔｉｇｏｎｅｍａ）等の属に属する菌が挙げられ、このシアノバクテリア群は、水中で光を利用して光合成を行い、水と二酸化炭素から酸素を生成する細菌である。なお、二酸化炭素を酸素に変換するものであればこれに限定されるものではない。
【００２０】
また、ｐＨ調整液とは、具体的には、例えば生石灰でｐＨを約８〜１０に調整した雨水などが挙げられ、農産廃棄物の種類や水分含有率に応じて適宜決定すればよく、特に限定されない。
【００２１】
さらに、悪臭ガスとは、例えばアンモニア，メチルメルカプタン，硫化水素，硫化メチル，二硫化メチル，プロピオン酸，ノルマル酪酸，ノルマル吉草酸，イソ吉草酸などが挙げられる。
【００２２】
図１及び図２は、本発明に係る堆肥の製造方法を説明するための堆肥の製造装置の一例を示す概略図である。この堆肥の製造装置は、発酵手段たる発酵槽１と、排気浄化手段たる排気浄化槽２と、発酵槽１から排気浄化槽２へガスを移送する手段７と、排気浄化槽２から発酵槽１へガスを返送する手段８とを備えている。なお、発酵槽１は、図２に示すように、中心部に農産廃棄物と、有用な微生物群を含む発酵物質と、ｐＨ調整液とが投入される円筒型のステンレス等からなる充填部５を備え、充填部５を包囲する断熱材３Ａ，３Ｂ，３Ｃを上下および側面に有する三重の入れ子構造になっており、密閉円筒型の形状を有している。但し、充填部５の実容量が１立方メートルを超える場合は断熱手段を必要としなくても一定の発酵温度を保つことができるため、断熱材のない三重の入れ子構造であってもよくこれに限定されるものではない。さらに、発酵槽１は、充填部５に投入された農産廃棄物の発酵工程で発生した二酸化炭素及び悪臭ガスを充填部５の上部から発酵槽１の上部に設けられた第１の水抜き手段である排気口１７へ繋ぐ排気パイプ６と、排気浄化槽２で発生した酸素を発酵槽１の上部に設けられた第２の水抜き手段である返送口１８から発酵槽１の底部に設けられた第３の水抜き手段１９を介して充填部５の下部へ繋ぐ返送パイプ９と、を備えている。
【００２３】
一方、排気浄化槽２は、好気性微生物を含有する密閉円筒型の非透明容器からなる第１のリアクター１０，１１，１２，１３と、光合成細菌群を含有する密閉円筒型の透明容器からなる第２のリアクター１４，１５と、シアノバクテリア群を含有する密閉円筒型の透明容器からなる第３のリアクター１６との順に各リアクターをパイプ（図示せず）を介して円状に連結したリアクター１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６を備え、前記円状に連結したリアクター１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６の中心部位に照明手段２０を備えている。さらに、リアクター１０と発酵槽１の排気口１７との間に第１のエアポンプ（図示せず）、及びリアクター１５とリアクター１６との間に第２のエアポンプ（図示せず）を備えている。また、発酵槽１から排気浄化槽２へガスを移送する手段７は、発酵槽１の排気口１７と排気浄化槽２の好気性微生物を含有する第１のリアクター１０とを接続するパイプ等が設けられている。さらに、排気浄化槽２から発酵槽１へガスを返送する手段８は、排気浄化槽２のシアノバクテリア群を含有する第３のリアクター１６と発酵槽１の返送口１８とを接続するパイプ等が設けられている。但し、第１，第２，第３の各リアクターの数は、これらに限定されるわけではなく増減可能である。
【００２４】
上記のような堆肥の製造装置において、農産廃棄物が、まず充填部５に投入されると共に、同時に有用な微生物群を含む発酵物質と、ｐＨ調整液とが投入され、該微生物群による農産廃棄物の分解及び発酵が行われるようになっている。なお、この発酵工程で発生した二酸化炭素及び悪臭ガスは排気パイプ６を通って、ガス移送手段７によって排気浄化槽２の好気性微生物を含有する非透明容器からなる第１のリアクター１０に送られ、次に好気性微生物を含有する非透明容器からなる第１のリアクター１１，１２，１３、光合成細菌群を含有する透明容器からなる第２のリアクター１４，１５、シアノバクテリア群を含有する透明容器からなる第３のリアクター１６と順次に送られ、その結果、悪臭ガスは分解され、二酸化炭素は酸素に変換されるようになっている。その後、排気浄化槽２で生成された酸素は、返送手段８により発酵槽１に返送され、返送パイプ９により充填部５の下部より酸素が供給され、有用な微生物群の活性を促進し、短期間で農産廃棄物の良好な堆肥が製造されるようになっている。
【００２５】
次に、この堆肥の製造装置を用いた堆肥の製造方法について説明する。処理対象となる農産廃棄物は、農家から廃棄される稲ワラや米糠等である。なお、稲ワラは、裁断，細砕又は粉砕等の工程を行わずに採取した状態の稲ワラをそのまま用いることができる。上記稲ワラと、有用な微生物群を含む発酵物質と、ｐＨ調整液と、を含む堆肥試料が円筒型のステンレス等からなる充填部５に投入される。なお、限定されるものではないが、このときの堆肥試料の好適な含水率は約５０〜６０％で、また好適なｐＨ領域はｐＨ約８〜１０であるが、農産廃棄物の種類や必要に応じて増減可能である。
【００２６】
その後、稲ワラ等の農産廃棄物は、まず有用な微生物群の中の糸状菌により、糖やアミノ酸などの易分解性物質が分解されるが、発酵温度が４０℃を超えると活性がなくなり、次にセルロース分解菌により炭素源の繊維素が分解される。そして、微生物により発酵温度が上昇し、約６０℃で活性が最大となる放線菌によりヘミセルロースやセルロースなどが分解され、放線菌が分解するヘミセルロースやセルロースなどが減少すると放線菌の活性が低下し、次に放線菌によって分解された繊維組織を分解する種々の細菌が増殖し、例えば担子菌（キノコ）の中の白色腐朽菌によりリグニンや多糖類が分解され、その他の担子菌によりリグニンが分解される。なお、放線菌等の微生物は約６０℃の発酵温度で活性化するが、発酵槽１は、充填部５を断熱材３Ａ，３Ｂ，３Ｃを有する三重の入れ子構造で包囲し、密閉円筒型の形状を有しているため、保温性がよくヒーター等の加熱手段を必要とせずに、微生物等の働きにより発酵温度が上昇して約６０℃の発酵温度を維持することができる。また、ｐＨ領域を約８〜１０にすることによって、有用な微生物群の反応速度を高めることができ、短期間に堆肥を製造することができる。
【００２７】
次に、前記微生物群により発酵工程で発生した二酸化炭素及び悪臭ガスが排気浄化槽２に送られる。予め排気浄化槽２の第１のリアクター１０，１１，１２，１３には具体的に例えば自然発生的に酸素を消費する好気性微生物群を含有する雨水が投入され、第２のリアクター１４，１５には具体的に例えば光合成細菌群を含有する田んぼなどの泥土と雨水が投入され、第３のリアクター１６には具体的に例えばシアノバクテリア群を含有する放置された雨水のたまりが投入される。なお、前記シアノバクテリア群を含有する放置された雨水のたまりには虫などが混入しているため、それらはろ過により除去される。また、好気性微生物群，光合成細菌群，シアノバクテリア群は、それぞれの微生物を単離し培養した菌体を含有する液体でもよく、これらに限定されるわけではない。
【００２８】
発酵槽１に含まれる水分及び前記微生物群により発酵工程で発生した二酸化炭素及び悪臭ガスは、充填部５の上部から発酵槽１の上部に設けられた排気口１７へ繋ぐ排気パイプ６を通り、第１の水抜き手段である排気口１７で水分が除去され、二酸化炭素及び悪臭ガスのみがガス移送手段７により第１のエアポンプを介して排気浄化槽２の好気性微生物を含有する雨水の入った非透明容器からなる第１のリアクター１０に送られる。なお、このリアクター１０では第１のエアポンプから接続するパイプ等が水面下に置かれ、水面下で開放された二酸化炭素及び悪臭ガスの気泡が発生する。次に、前記のリアクター１０と同様の好気性微生物を含有する雨水の入った非透明容器からなる第１のリアクター１１，１２，１３の好気条件下で、好気性微生物によって二酸化酸素及び悪臭ガスに含まれている酸素を十分に消費させる。その後、嫌気条件下で増殖する光合成細菌群を含有する雨水の入った第２のリアクター１４に、二酸化酸素及び悪臭ガスが送られる。なお、排気浄化槽２の中心部位に照明手段２０を備えているため、光合成細菌群は光を利用して光合成を行い、硫化水素等の悪臭ガスを分解して成育する。次に悪臭ガスが分解され二酸化炭素を含むガスがリアクター１４と同様に光合成細菌群を含有するリアクター１５に送られ、リアクター１４とリアクター１５の２段階で悪臭ガスの分解を完全に行う。次いで、シアノバクテリア群を含有する水の入った第３のリアクター１６と順次に送られ、リアクター１６では第１のエアポンプと同様に第２のエアポンプから接続するパイプ等が水面下に置かれ、水面下で開放された二酸化炭素の気泡が発生し、シアノバクテリア群は光を利用して光合成を行い、水と二酸化炭素から酸素を生成する。したがって、排気浄化槽２では、悪臭ガスが分解され、二酸化炭素が酸素に変換される。その後、排気浄化槽２で生成された酸素は、返送手段８により発酵槽１の上部に設けられた第２の水抜き手段である返送口１８に返送され水分が除去され、そして返送パイプ９により第３の水抜き手段１９を介して完全に水分が除去される。そして、充填部５の下部より高濃度の酸素が供給されて、有用な微生物群の活性を促進させ発酵処理能力が向上することにより、短期間に農産廃棄物の良好な堆肥が製造される。さらに、高濃度の酸素が供給されることより、酸素の送気量を少なくでき、発酵槽１からの熱の放出を抑えることができる。
【００２９】
排気処理工程の結果増殖する光合成細菌群の菌体処理は、もともと自然界に存在する菌であるため廃棄しても問題がなく、嫌気性細菌なので酸素のある所では増殖せず、また、光合成細菌の菌体や分泌物が農作物の生長や品質向上等、有益な効果が知られており、本発明の方法及び装置で製造された堆肥に混入させることにより、より価値のある堆肥を製造することができる。
【００３０】
なお、本発明を実施するにあたって、最初の有用な微生物群を含む発酵物質の添加は、堆肥化する全重量の２％程度を添加し、２回目以降は製造堆肥の１％程度を添加するのみでよいため、廉価なランニングコストで農産廃棄物を発酵分解することができる。
【００３１】
このような本発明の堆肥の製造方法においては、有用な微生物群を含む発酵物質として自然界に普遍的に存在している菌を含有する土を用いることができるため廉価な費用で製造することができる。また、農産廃棄物から製造された堆肥であるため、生ゴミから製造された堆肥と比較して、農作物に悪影響のある塩分が混入しておらず、さらに、家畜糞から製造された堆肥と比較して、家畜の飼料に混入される抗生物質等は一切使用されていないなどの純植物性の良質な堆肥を製造することが可能である。また、堆肥を製造すると共に悪臭ガスを除去でき、発生させた酸素によって有効な微生物群の活性を促進させ発酵処理能力が向上することにより、より短期間に堆肥が完熟し、且つ均一な堆肥の製造が可能である。
【００３２】
また、本発明の堆肥の製造装置においては、一般農家においても堆肥を製造することができるため、農家自身が農産廃棄物を堆肥製造することで、堆肥の安全性の自己確認ができ、利用者の利用目的に応じて堆肥の腐熟度を変えることができる。さらに、本堆肥製造装置の発酵槽１は、例えば基本的に劣化の少ないステンレス等によって形成され、定期的に清掃することで、劣化の直接的な因子である有機酸等を除去することができ、耐食性や耐久性を維持することができる。
【００３３】
このように本発明の実施形態では請求項１に対応して、農産廃棄物を発酵させ堆肥を製造する堆肥の製造方法において、農産廃棄物に発酵物質を加えて発酵分解させる発酵工程と、前記発酵工程で発生した二酸化炭素及び悪臭ガスを分解し、前記二酸化炭素を酸素に変換する排気浄化工程とを備えたことを特徴とする堆肥の製造方法であるから、農産廃棄物を有効利用でき、短期間で農産廃棄物を発酵分解し、良質な堆肥を製造することができる。さらに、環境悪化原因物質の悪臭ガスを除去することができる。
【００３４】
このように本発明の実施形態では請求項２に対応して、前記排気浄化工程において、光合成細菌群により前記悪臭ガスを分解し、シアノバクテリア群により前記二酸化炭素を酸素に変換することを特徴とする請求項１記載の堆肥の製造方法であるから、悪臭ガスを容易に除去することができ、高濃度の酸素を発酵槽１に供給することにより酸素の送気量を少なくでき、発酵槽１からの熱の放出を抑えることができる。
【００３５】
このように本発明の実施形態では請求項３に対応して、前記発酵工程において、農産廃棄物にｐＨ調整液を添加することを特徴とする請求項１又は２記載の堆肥の製造方法であるから、発酵物質に含まれる有用な微生物群の反応速度を高め、農産廃棄物を短期間に発酵分解して堆肥を製造することができる。
【００３６】
このように本発明の実施形態では請求項４に対応して、農産廃棄物を発酵させる発酵手段１と、前記発酵手段で発生した二酸化炭素及び悪臭ガスを分解し、前記二酸化炭素を酸素に変換する排気浄化手段２とを備えたことを特徴とする堆肥の製造装置であるから、農産廃棄物を短期間に発酵分解し、良質な堆肥を製造することができる。さらに、堆肥製造設備の容量及び設備面積の小型化が可能であるため、農家自身が農産廃棄物を堆肥製造することで、堆肥の安全性の自己確認ができ、利用者の利用目的に応じて堆肥の腐熟度を変えることができる。
【００３７】
このように本発明の実施形態では請求項５に対応して、前記発酵手段１は、農産廃棄物と、発酵物質とが投入される充填部５と、前記充填部５を包囲する断熱構造からなる発酵槽１とを備えたことを特徴とする請求項４記載の堆肥の製造装置であるから、充填部５の保温性がよくヒーター等の加熱手段を必要とせずに、微生物等の働きにより発酵温度が上昇して約６０℃の発酵温度を維持することができ、廉価なランニングコストで農産廃棄物を発酵分解することができる。
【００３８】
このように本発明の実施形態では請求項６に対応して、前記排気浄化手段２は、好気性微生物を含有する第１のリアクター１０，１１，１２，１３と、光合成細菌群を含有する第２のリアクター１４，１５と、シアノバクテリア群を含有する第３のリアクター１６とを備えたことを特徴とする請求項４又は５記載の堆肥の製造装置であるから、光合成細菌群およびシアノバクテリア群により悪臭ガスを除去し、二酸化炭素を酸素に変換することができる。さらに、堆肥化期間を短縮でき、良質な堆肥を製造することができる。
【００３９】
以上、本発明の堆肥製造方法及びその装置について説明してきたが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、種々の変形実施が可能である。例えば、発酵槽の底部に攪拌手段を設けてもよく、さらに、発酵槽及び排気浄化槽は直方体等の形状であってもよい。また、発酵槽の断熱構造は、発酵槽と充填部との空隙が真空断熱されてなるものであってもよく、これらの構造に限定されるものではない。さらに、各リアクターの配置は光を必要とする第２及び第３のリアクターに光を供給できる配置であればいかなる配置であっても構わない。
【００４０】
【実施例】
以下の具体的実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。
試験例１
農産廃棄物を有効な微生物群を含む発酵物質により発酵分解するにあたって、前記微生物群が活性化する最高温度の約６０℃に発酵温度が達するかを測定するため、下記の方法で堆肥製造を実施した。この試験に用いた堆肥の発酵槽は、外部形状が縦４３ｃｍ、横４３ｃｍ、高さ４８ｃｍの直方体で、厚さ５０ｍｍの断熱材を使用した三重の入れ子構造になっており、充填部は、ステンレスからなる半径６ｃｍの円筒型を有し、充填可能な容積は２．２６リットルであった。
【００４１】
堆肥化する実験試料の成分を表１に示す。なお、農産廃棄物として稲ワラ及び米糠を用いた。表１の稲ワラは自然乾燥させ、約２ｃｍ程度の大きさに裁断した稲ワラを使用し、米糠は自然乾燥させたものをそのまま使用した。また、ｐＨ調整液は生石灰でｐＨを約１０にした雨水の上澄み部分を使用した。さらに、有効な微生物群を含有する発酵物質として庭土の表層より５ｃｍ程度下の湿った部分を使用した。この庭土は混合した試料に最後に混入した。温度センサを試料の中心部に設置して堆肥製造時間に伴う、発酵温度を測定した。この結果を図３に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
図３は、横軸に堆肥製造時間（ｈ）、縦軸に温度（℃）を示す。図３の結果から、外気温度が２０℃以下と低くても本発明の堆肥の製造装置により有効な微生物群の中の主に放線菌の反応速度を最大にする約６０℃の発酵温度にまで達し、５０℃から６０℃の発酵温度を維持できることが確認できた。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の堆肥の製造方法は、農産廃棄物を発酵させ堆肥を製造する堆肥の製造方法において、農産廃棄物に発酵物質を加えて発酵分解させる発酵工程と、前記発酵工程で発生した二酸化炭素及び悪臭ガスを分解し、前記二酸化炭素を酸素に変換する排気浄化工程とを備えたものであるので、農産廃棄物をバイオマスとして利用でき、純植物性の堆肥を製造することができる。また、農産廃棄物を短期間で発酵させて処理し、良質な堆肥を製造することが可能である。さらに、環境悪化原因の悪臭ガスを除去することができる。また、良質な堆肥が豊富に得られることにより、栽培密度を大きくすることで、単位面積当たりの収量を上げることが可能である。
【００４５】
また、本発明の請求項２記載の堆肥の製造方法は、請求項１記載の堆肥の製造方法において、前記排気浄化工程において、光合成細菌群により前記悪臭ガスを分解し、シアノバクテリア群により前記二酸化炭素を酸素に変換するものであるので、悪臭ガスを容易に除去することができ、さらに農産廃棄物を短期間で発酵させて処理し、良質な堆肥を製造することが可能である。
【００４６】
さらに、本発明の請求項３記載の堆肥の製造装置は、請求項１又は２記載の堆肥の製造方法において、前記発酵工程において、農産廃棄物にｐＨ調整液を添加するので、前記有用な微生物群の反応速度を高め、短期間で堆肥を製造することができる。
【００４７】
また、本発明の請求項４記載の堆肥の製造装置は、農産廃棄物を発酵させる発酵手段と、前記発酵手段で発生した二酸化炭素及び悪臭ガスを分解し、前記二酸化炭素を酸素に変換する排気浄化手段とを備えたものであるので、農産廃棄物を短期間で発酵させて処理し、良質な堆肥を得ることができる。また、堆肥製造設備の容量及び設備面積の小型化が可能であるため、農家自身が農産廃棄物を堆肥製造することで、堆肥の安全性の自己確認ができ、利用者の利用目的に応じて堆肥の腐熟度を変えることができる。さらに、廉価なランニングコストで農産廃棄物を発酵分解することができる。
【００４８】
さらに、本発明の請求項５記載の堆肥の製造装置は、請求項４記載の堆肥の製造装置において、前記発酵手段は、農産廃棄物と、発酵物質とが投入される充填部と、前記充填部を包囲する断熱構造からなる発酵槽とを備えたものであるので、充填部の保温性がよくヒーター等の加熱手段を必要とせずに、微生物等の働きにより発酵温度が上昇して約６０℃の発酵温度を維持することができ、廉価なランニングコストで農産廃棄物を発酵分解することができる。さらに、農産廃棄物を短期間で発酵させて処理し、良質な堆肥を得ることができる。
【００４９】
また、本発明の請求項６記載の堆肥の製造装置は、請求項４又は５記載の堆肥の製造装置において、前記排気浄化手段は、好気性微生物を含有する第１のリアクターと、光合成細菌群を含有する第２のリアクターと、シアノバクテリア群を含有する第３のリアクターとを備えたものであるので、光合成細菌群およびシアノバクテリア群により悪臭ガスを除去し、二酸化炭素を酸素に変換することができる。さらに、堆肥化期間を短縮でき、良質な堆肥を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す堆肥の製造装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施例を示す発酵槽の断面図である。
【図３】本発明の試験例１の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 発酵槽
２ 排気浄化槽
５ 充填部
１０ 第１のリアクター
１１ 第１のリアクター
１２ 第１のリアクター
１３ 第１のリアクター
１４ 第２のリアクター
１５ 第２のリアクター
１６ 第３のリアクター[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for producing compost for producing compost from agricultural waste.
[0002]
[Prior art]
Disposal and recycling of agricultural wastes such as rice straw, wheat straw, rice bran, rice husk, rice husk, husk, buckwheat husk, sugarcane bagasse, and plant residue after harvesting are costly and cause environmental problems. I have. Therefore, these agricultural wastes have been widely used as composting materials.
[0003]
However, the conventional method for producing compost of agricultural waste has the advantage that it is generally produced in the open pile and the cost is low because no compost production equipment is required, but the quality of this compost is not stable throughout the year, Therefore, there was a problem that it was difficult to secure stability and that the compost production period was long, and during that time, an area for storing a large amount of agricultural waste residue was required. In addition, there is a problem that carbon dioxide and a bad smell are generated, follicles and other pests are generated, and the environment is deteriorated.
[0004]
To deal with such a problem, for example, Patent Document 1 discloses that an organic waste including such agricultural waste is subjected to an anaerobic fermentation treatment with an effective microorganism group-containing fermentation accelerator and a moisture regulator, and the fermented organic waste is dried. A method and apparatus for producing compost is disclosed. According to Patent Literature 1, no environmental problems such as bad smells and pests occur, and composting can be performed in a relatively short period of time, so that a large storage facility is not required.
[0005]
However, such a conventional technique requires the use of an effective microorganism-containing fermentation accelerator every time a compost is produced, and therefore requires a large amount of an effective microorganism-containing fermentation accelerator, ignoring the purchase cost. There was a problem that the value could not be obtained.
[0006]
On the other hand, existing compost includes compost manufactured from raw garbage and livestock dung.For example, if we look at compost manufactured from raw garbage, sorting is possible regardless of what is mixed. Insufficiency often results in inferior compost as well as difficulty in removing salt, which has an adverse effect on agricultural crops, and no measures against carbon dioxide and odor. Looking at the compost produced from livestock dung, if there is a safety-related problem in the livestock system when linking the livestock system to the crop system, it will inevitably adversely affect the crops, making prevention difficult. In addition, there is a problem that there is a difference between the supplier and the consumer regarding the maturity of the compost. Therefore, there has been a demand for a compost having a stable and uniform quality throughout the year among farmers and horticultural material companies that use such fermented organic compost.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-183686
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is intended to solve the above problems, and uses agricultural waste as biomass, produces safe and high-quality compost in a short period of time, removes odorous gas, and reduces compost at a low running cost. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for producing compost for producing a compost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing a compost according to claim 1 of the present invention is a method for producing a compost in which an agricultural waste is fermented to produce a compost, wherein a fermentation step in which a fermentation substance is added to the agricultural waste and the fermentation is decomposed; Since an exhaust gas purification step of decomposing the generated carbon dioxide and the odorous gas and converting the carbon dioxide to oxygen is provided, a high-quality compost can be manufactured by removing the odorous gas.
[0010]
In the method for producing compost according to claim 2 of the present invention, in the method for producing compost according to claim 1, in the exhaust gas purification step, the malodorous gas is decomposed by a group of photosynthetic bacteria, and the carbon dioxide is decomposed by a group of cyanobacteria. Since carbon is converted to oxygen, it is possible to remove stench gas and produce safe compost.
[0011]
Furthermore, in the production method according to claim 3 of the present invention, in the method for producing compost according to claim 1 or 2, a pH-adjusting solution is added to agricultural waste in the fermentation step. The reaction rate can be increased, and compost can be produced in a short period of time.
[0012]
The apparatus for producing compost according to claim 4 of the present invention comprises a fermentation unit for fermenting agricultural waste, and an exhaust gas for decomposing carbon dioxide and malodorous gas generated by the fermentation unit and converting the carbon dioxide into oxygen. Because of the provision of the purifying means, it is possible to produce a high-quality compost by removing malodorous gas.
[0013]
Further, in the apparatus for producing compost according to claim 5 of the present invention, in the apparatus for producing compost according to claim 4, the fermentation means includes a filling section into which agricultural waste and a fermented substance are charged; Since the fermenter is provided with a heat insulating structure surrounding the part, compost can be manufactured with good heat retention and low running cost.
[0014]
Further, in the apparatus for producing compost according to claim 6 of the present invention, in the apparatus for producing compost according to claim 4 or 5, the exhaust purification means comprises: a first reactor containing aerobic microorganisms; And the third reactor containing the cyanobacteria group, so that the odorous gas can be removed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the present invention, agricultural wastes include rice straw, wheat straw, rice bran, rice husk, bean husk, buckwheat husk, sugarcane bagasse, and plant residue after harvesting.
[0016]
Also, fermented substances are most common microorganisms that exist in nature and act as aerobic microorganisms under oxygen-rich aerobic conditions and act as anaerobic microorganisms under oxygen-deficient anaerobic conditions. For example, soil containing useful microorganisms such as filamentous fungi, cellulose-decomposing bacteria, actinomycetes, and basidiomycetes (mushrooms). More specifically, for example, after production, compost, garden soil, field soil, mountain soil, etc. Soil may be used, but the present invention is not limited to this. In addition, a useful microorganism may be isolated and cultured.
[0017]
Examples of the filamentous fungi include bacteria belonging to the genus such as Aspergillus and Mucor himaris (Mucor). These filamentous fungi are fast-growing bacteria that degrade easily decomposable substances such as sugars and amino acids. I do. Further, examples of the cellulolytic bacteria include bacteria belonging to genera such as Clostridium, Cellulomonas, Trichoderma, and Phanerochaete, and the cellulose-degrading bacteria utilize organic nitrogen to reduce carbon dioxide. It is a bacterium that degrades the source fibrin, and is not a single bacterium but a mixed bacterium of various aerobic bacteria and anaerobic bacteria. Examples of actinomycetes include Thermoactinomyces, Streptomyces, Nocardia, Micromonospora, and Rhodococcus belonging to the genus Rhodococcus. Decomposes hemicellulose and cellulose. Basidiomycetes (mushrooms) include most mushrooms, and can be classified into wood-rot fungi, mycorrhizal fungi, parasites, saprophytes not limited to trees, and the like. Wood rot fungi can be further classified into white rot fungi and brown rot fungi. Examples of white rot fungi include shiitake mushroom, nameko, shimeji mushroom, enokitake mushroom, oyster mushroom, maitake mushroom, suehirotake mushroom, kawatake mushroom, and the like. And decomposes polysaccharides, and brown rot fungi include, for example, Japanese quail mushroom, Namidatake, etc., and these brown rot fungi degrade cellulose and hemicellulose.
[0018]
The photosynthetic bacteria used to decompose the odorous gas are specifically, for example, purple sulfur bacteria (Chromateaceae), purple nonsulfur bacteria (Rhodospiriraceae, green sulfur). green sulfur bacteria: Chlorobiaceae, gliding filamentous green sulfur bacteria: Chloroflexaceae, and a group of photosynthetic bacteria that utilize photosynthesis and undergo photosynthesis and photosynthesis using hydrogen. Bacteria that survive. However, the present invention is not limited to this as long as it can decompose odorous gas.
[0019]
Furthermore, the cyanobacteria group used to convert carbon dioxide into oxygen includes, specifically, for example, Synechococcus, Dactylococpsis, Merismopedia, and Chroococcus. , Gloeocapsa, Aphanothece, Microcystis, Aphanocapsa, Coelosphaerium, Ghomphosia, Malaphosia, Malia (Pho medium, Lingbya, Spirulina, Anabaena, Anabenopsis, Nostoc, Kylindrospermum, Scinetema, Scotneoma, Scotneoma, Scinetema, Scinetema, Scinetema, Scinetema, Scinetemai (Dichothrix), Hapalosiphon (Hapalosiphon), Fischerella (Fischerella), bacteria belonging to the genus such as Stigonema (Stigonema), and the like. This cyanobacteria group performs photosynthesis using light in water, Bacteria that produce oxygen. In addition, it is not limited to this as long as it converts carbon dioxide into oxygen.
[0020]
Further, the pH-adjusting liquid specifically includes, for example, rainwater whose pH has been adjusted to about 8 to 10 with quicklime, and may be appropriately determined according to the type of agricultural waste and the water content, and in particular, Not limited.
[0021]
Further, examples of the offensive odor gas include ammonia, methyl mercaptan, hydrogen sulfide, methyl sulfide, methyl disulfide, propionic acid, normal butyric acid, normal valeric acid and isovaleric acid.
[0022]
FIG. 1 and FIG. 2 are schematic diagrams showing an example of a compost manufacturing apparatus for describing a compost manufacturing method according to the present invention. The apparatus for producing compost comprises a fermenter 1 as a fermentation unit, an exhaust purification tank 2 as an exhaust purification unit, a unit 7 for transferring gas from the fermentation tank 1 to the exhaust purification tank 2, and a gas from the exhaust purification tank 2 to the fermentation tank 1. Return means 8. As shown in FIG. 2, the fermenter 1 has a filling section 5 made of cylindrical stainless steel or the like into which agricultural waste, a fermentation substance containing a useful microorganism group, and a pH adjusting solution are charged at the center. , And has a triple nested structure having heat insulating materials 3A, 3B, 3C surrounding the filling portion 5 on the upper, lower, and side surfaces, and has a closed cylindrical shape. However, when the actual capacity of the filling section 5 exceeds 1 cubic meter, a constant fermentation temperature can be maintained without the need for heat insulating means, so that a triple nested structure without heat insulating material may be used. It is not done. Further, the fermenter 1 is provided with first drainage means provided from the upper part of the filling part 5 to the upper part of the fermenter 1 with carbon dioxide and malodorous gas generated in the fermentation step of the agricultural waste put into the filling part 5. The exhaust pipe 6 connected to the exhaust port 17 and the oxygen generated in the exhaust gas purification tank 2 are provided at the bottom of the fermenter 1 from the return port 18 as the second drainage means provided at the upper part of the fermenter 1. And a return pipe 9 connected to the lower part of the filling section 5 via the third drainage means 19.
[0023]
On the other hand, the exhaust gas purification tank 2 is composed of a first reactor 10, 11, 12, 13 comprising a closed cylindrical non-transparent container containing aerobic microorganisms, and a first closed reactor comprising a closed cylindrical transparent container containing a group of photosynthetic bacteria. 2 reactors 14 and 15 and a third reactor 16 composed of a sealed cylindrical transparent container containing a group of cyanobacteria, each reactor being connected in a circular shape via a pipe (not shown). 11, 12, 13, 14, 15, 16, and illumination means 20 at the center of the reactors 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 connected in a circle. Further, a first air pump (not shown) is provided between the reactor 10 and the exhaust port 17 of the fermenter 1, and a second air pump (not shown) is provided between the reactor 15 and the reactor 16. The means 7 for transferring gas from the fermenter 1 to the exhaust purification tank 2 is provided with a pipe or the like connecting the exhaust port 17 of the fermentation tank 1 and the first reactor 10 containing the aerobic microorganisms of the exhaust purification tank 2. ing. Further, the means 8 for returning gas from the exhaust gas purification tank 2 to the fermentation tank 1 is provided with a pipe or the like connecting the third reactor 16 containing the cyanobacteria group of the exhaust gas purification tank 2 to the return port 18 of the fermentation tank 1. ing. However, the number of the first, second, and third reactors is not limited to these, and can be increased or decreased.
[0024]
In the above-described compost production apparatus, agricultural waste is first charged into the filling section 5, and at the same time, a fermentation substance containing a useful microorganism group and a pH adjusting solution are charged, and the agricultural waste is discharged by the microorganism group. Decomposition and fermentation are performed. The carbon dioxide and the odorous gas generated in this fermentation step are sent to the first reactor 10 made of a non-transparent container containing the aerobic microorganisms in the exhaust gas purification tank 2 by the gas transfer means 7 through the exhaust pipe 6. Next, the first reactors 11, 12, and 13 composed of non-transparent containers containing aerobic microorganisms, the second reactors 14 and 15 composed of transparent containers containing a group of photosynthetic bacteria, and the transparent containers containing a group of cyanobacteria The third odor gas is sequentially sent to the third reactor 16, so that the malodorous gas is decomposed and carbon dioxide is converted into oxygen. Thereafter, the oxygen generated in the exhaust gas purification tank 2 is returned to the fermentation tank 1 by the return means 8, oxygen is supplied from the lower part of the filling section 5 by the return pipe 9, and the activity of useful microorganisms is promoted. As a result, good compost of agricultural waste is produced.
[0025]
Next, a method of producing compost using this compost producing apparatus will be described. Agricultural waste to be treated is rice straw, rice bran, and the like discarded by farmers. As the rice straw, a rice straw that has been collected without performing steps such as cutting, crushing, or crushing can be used as it is. A compost sample containing the rice straw, a fermentation substance containing a useful group of microorganisms, and a pH adjusting solution is charged into a filling section 5 made of cylindrical stainless steel or the like. The suitable moisture content of the compost sample at this time is, but not limited to, about 50 to 60%, and the preferred pH range is about 8 to 10; It can be increased or decreased according to.
[0026]
After that, agricultural waste such as rice straw is degraded by easily decomposable substances such as sugars and amino acids by filamentous fungi in useful microorganisms, but loses its activity when the fermentation temperature exceeds 40 ° C. Next, cellulose as a carbon source is decomposed by the cellulolytic bacteria. Then, the fermentation temperature is increased by the microorganism, the hemicellulose or cellulose is decomposed by the actinomycetes having the maximum activity at about 60 ° C., and the activity of the actinomycetes decreases when the amount of hemicellulose or cellulose decomposed by the actinomycetes decreases, Next, various bacteria that decompose the fibrous tissue decomposed by actinomycetes grow, for example, lignin and polysaccharides are decomposed by white rot fungi in basidiomycetes (mushrooms), and lignin is decomposed by other basidiomycetes. You. Microorganisms such as actinomycetes are activated at a fermentation temperature of about 60 ° C., but the fermenter 1 surrounds the filling portion 5 with a triple nested structure having heat insulating materials 3A, 3B and 3C, and forms a closed cylindrical type. Since it has a shape, the fermentation temperature rises due to the action of microorganisms and the like, and the fermentation temperature of about 60 ° C. can be maintained without the need for heating means such as a heater because of good heat retention. Further, by setting the pH range to about 8 to 10, the reaction rate of useful microorganisms can be increased, and compost can be produced in a short time.
[0027]
Next, carbon dioxide and odorous gas generated in the fermentation process by the microorganisms are sent to the exhaust gas purification tank 2. Specifically, for example, rainwater containing aerobic microorganisms spontaneously consuming oxygen is supplied to the first reactors 10, 11, 12, 13 of the exhaust gas purification tank 2 in advance. Specifically, for example, mud such as a rice field containing a group of photosynthetic bacteria and rainwater are charged, and the third reactor 16 is specifically charged with a pool of leftover rainwater containing a group of cyanobacteria. In addition, since insects and the like are mixed in the puddle of the left rainwater containing the cyanobacteria group, they are removed by filtration. The aerobic microorganisms, photosynthetic bacteria, and cyanobacteria may be liquids containing cells obtained by isolating and culturing respective microorganisms, but are not limited thereto.
[0028]
The water contained in the fermenter 1 and the carbon dioxide and the malodorous gas generated in the fermentation process by the microorganisms pass through the exhaust pipe 6 connecting the upper part of the filling part 5 to the exhaust port 17 provided at the upper part of the fermenter 1, Moisture was removed at the exhaust port 17 as the first drainage means, and only carbon dioxide and malodorous gas entered the rainwater containing aerobic microorganisms in the exhaust purification tank 2 via the first air pump by the gas transfer means 7. It is sent to the first reactor 10 composed of a non-transparent container. In this reactor 10, a pipe or the like connected from the first air pump is placed below the water surface, and bubbles of carbon dioxide and odorous gas released below the water surface are generated. Next, under the aerobic conditions of the first reactors 11, 12, and 13, which are made of non-transparent containers containing rainwater containing the same aerobic microorganisms as the above-mentioned reactor 10, oxygen dioxide and odorous gas are introduced by the aerobic microorganisms. Allow sufficient consumption of oxygen contained in. Thereafter, oxygen dioxide and malodorous gas are sent to a second reactor 14 containing rainwater containing a group of photosynthetic bacteria that grow under anaerobic conditions. In addition, since the illumination means 20 is provided in the central part of the exhaust gas purification tank 2, the photosynthetic bacteria group performs photosynthesis using light, and grows by decomposing malodorous gas such as hydrogen sulfide. Next, the malodorous gas is decomposed and the gas containing carbon dioxide is sent to the reactor 15 containing the photosynthetic bacteria group in the same manner as the reactor 14, and the decomposition of the malodorous gas is completely performed in the two stages of the reactor 14 and the reactor 15. Next, the water is sequentially sent to the third reactor 16 containing water containing the cyanobacteria group. In the reactor 16, a pipe or the like connected from the second air pump is placed below the water surface similarly to the first air pump, and An open bubble of carbon dioxide is generated below, and the cyanobacteria perform photosynthesis using light to generate oxygen from water and carbon dioxide. Therefore, in the exhaust gas purification tank 2, the malodorous gas is decomposed and carbon dioxide is converted into oxygen. After that, the oxygen generated in the exhaust gas purification tank 2 is returned by the return means 8 to the return port 18 which is the second drainage means provided at the upper part of the fermenter 1 to remove water, and the oxygen is returned by the return pipe 9. The water is completely removed through the third drainage means 19. Then, high-concentration oxygen is supplied from the lower part of the filling section 5 to promote the activity of useful microorganisms and improve the fermentation treatment capacity, so that good compost of agricultural waste can be produced in a short time. Further, by supplying high-concentration oxygen, the amount of supplied oxygen can be reduced, and the release of heat from the fermenter 1 can be suppressed.
[0029]
Cell processing of the photosynthetic bacteria group that grows as a result of the exhaust treatment process does not pose a problem even if it is discarded because it is a naturally occurring bacterium.Because it is an anaerobic bacterium, it does not grow in places with oxygen. Bacterial cells and secretions are known to have beneficial effects such as growth and quality improvement of agricultural crops, and it is possible to produce more valuable compost by mixing the compost produced with the method and apparatus of the present invention. Can be.
[0030]
In practicing the present invention, the first addition of a fermentation substance containing a useful microorganism group is to add only about 2% of the total weight of the compost, and the second and subsequent times only to add about 1% of the produced compost. Therefore, agricultural waste can be fermented and decomposed at a low running cost.
[0031]
In such a method for producing a compost of the present invention, soil containing bacteria that are universally present in nature can be used as a fermentation substance containing a useful group of microorganisms, so that it can be produced at low cost. it can. In addition, since it is a compost made from agricultural waste, it does not contain salt that has an adverse effect on agricultural crops compared to compost made from raw garbage, and it also compares with compost made from livestock dung. As a result, it is possible to produce a pure plant-based high-quality compost such that no antibiotics or the like mixed into livestock feed is used. In addition, by producing compost and removing odorous gas, the generated oxygen promotes the activity of effective microorganisms and improves the fermentation treatment capacity. Manufacturing is possible.
[0032]
Moreover, in the compost manufacturing apparatus of the present invention, since compost can be manufactured even by a general farmer, the farmer himself can produce compost of agricultural waste, thereby enabling self-confirmation of the safety of the compost, and The maturity of the compost can be changed according to the purpose of use of the compost. Furthermore, the fermenter 1 of the present compost production apparatus is formed of, for example, stainless steel or the like that is basically less deteriorated, and can be cleaned periodically to remove organic acids and the like that are a direct factor of the deterioration. , Corrosion resistance and durability can be maintained.
[0033]
Thus, in the embodiment of the present invention, in accordance with claim 1, in a method for producing compost by fermenting agricultural waste to produce compost, a fermentation step of adding a fermentative substance to agricultural waste and fermenting and decomposing, Decompose the carbon dioxide and malodorous gas generated in the fermentation process, since it is a method for producing compost characterized by comprising an exhaust purification step of converting the carbon dioxide to oxygen, agricultural waste can be effectively used, It can ferment and decompose agricultural waste in a short period of time to produce high-quality compost. Further, the odorous gas of the environmentally deteriorating substance can be removed.
[0034]
Thus, in the embodiment of the present invention, corresponding to claim 2, in the exhaust gas purification step, the odorous gas is decomposed by a group of photosynthetic bacteria, and the carbon dioxide is converted to oxygen by a group of cyanobacteria. Since the method for producing compost according to claim 1, the odorous gas can be easily removed, and high-concentration oxygen can be supplied to the fermenter 1 to reduce the amount of oxygen supplied. From the heat.
[0035]
Thus, in the embodiment of the present invention, corresponding to claim 3, the fermentation step is a method for producing a compost according to claim 1 or 2, wherein a pH adjusting solution is added to agricultural waste. Therefore, it is possible to increase the reaction rate of the useful microorganism group contained in the fermented substance, and to ferment and decompose the agricultural waste in a short time to produce a compost.
[0036]
Thus, in the embodiment of the present invention, in accordance with claim 4, the fermentation unit 1 for fermenting agricultural waste, and the carbon dioxide and the malodorous gas generated by the fermentation unit are decomposed to convert the carbon dioxide into oxygen. A compost manufacturing apparatus characterized by having the exhaust gas purifying means 2 that performs fermentation and decomposition of agricultural waste in a short period of time, thereby producing high-quality compost. In addition, since the capacity and area of the compost production equipment can be reduced, the farmers themselves can produce compost from agricultural waste, allowing them to self-check the safety of the compost, and according to the intended use of the user. The maturity of the compost can be changed.
[0037]
Thus, in the embodiment of the present invention, in accordance with claim 5, the fermentation means 1 comprises a filling unit 5 into which agricultural waste and fermentation substances are charged, and a heat insulating structure surrounding the filling unit 5. And the fermenter 1 comprises a fermenter 1 comprising: The fermentation temperature can be increased to maintain the fermentation temperature of about 60 ° C., and agricultural waste can be fermented and decomposed at low running cost.
[0038]
As described above, in the embodiment of the present invention, corresponding to claim 6, the exhaust gas purification means 2 includes the first reactors 10, 11, 12, and 13 containing aerobic microorganisms, and the second reactor containing photosynthetic bacteria. 6. The compost production apparatus according to claim 4, comprising the second reactors 14 and 15 and the third reactor 16 containing a cyanobacteria group, the photosynthetic bacteria group and the cyanobacteria group. This removes odorous gas and converts carbon dioxide to oxygen. Further, the composting period can be shortened, and high-quality compost can be produced.
[0039]
Although the method and apparatus for producing compost of the present invention have been described above, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, a stirring means may be provided at the bottom of the fermentation tank, and the fermentation tank and the exhaust gas purification tank may be shaped like a rectangular parallelepiped. Further, the heat insulating structure of the fermenter may be a structure in which a gap between the fermenter and the filling unit is vacuum-insulated, and is not limited to these structures. Furthermore, the arrangement of each reactor may be any arrangement as long as it can supply light to the second and third reactors that require light.
[0040]
【Example】
The present invention will be described in more detail with reference to the following specific examples.
Test example 1
In fermenting and decomposing agricultural waste with a fermentation substance containing effective microorganisms, compost production is carried out by the following method in order to determine whether the fermentation temperature reaches the maximum temperature of about 60 ° C. at which the microorganisms are activated. did. The compost fermenter used in this test was a rectangular parallelepiped with an outer shape of 43 cm in length, 43 cm in width, and 48 cm in height, and had a triple nested structure using a heat insulating material with a thickness of 50 mm. And had a cylindrical shape with a radius of 6 cm and a fillable volume of 2.26 liters.
[0041]
Table 1 shows the components of the experimental sample to be composted. In addition, rice straw and rice bran were used as agricultural waste. The rice straw shown in Table 1 was dried naturally and used as a rice straw cut to a size of about 2 cm, and the rice bran was used as it was after being naturally dried. The pH adjusting solution used was the supernatant of rainwater whose pH was adjusted to about 10 with quicklime. Further, a wet portion about 5 cm below the surface layer of garden soil was used as a fermentation substance containing an effective microorganism group. This garden soil was finally incorporated into the mixed sample. A temperature sensor was installed at the center of the sample to measure the fermentation temperature accompanying the compost production time. The result is shown in FIG.
[0042]
[Table 1]
[0043]
FIG. 3 shows the compost production time (h) on the horizontal axis and the temperature (° C.) on the vertical axis. From the results of FIG. 3, even when the outside air temperature is as low as 20 ° C. or less, the fermentation temperature of about 60 ° C. that maximizes the reaction rate of mainly actinomycetes among the effective microorganisms by the compost manufacturing apparatus of the present invention is shown. It was confirmed that the fermentation temperature of 50 ° C. to 60 ° C. could be maintained.
[0044]
【The invention's effect】
The method for producing a compost according to claim 1 of the present invention is a method for producing a compost in which an agricultural waste is fermented to produce a compost, wherein a fermentation step in which a fermentation substance is added to the agricultural waste and the fermentation is decomposed; Since it is provided with an exhaust gas purification step of decomposing the generated carbon dioxide and malodorous gas and converting the carbon dioxide to oxygen, agricultural waste can be used as biomass, and pure vegetable compost can be produced. it can. In addition, it is possible to ferment and process agricultural waste in a short period of time to produce high-quality compost. Further, it is possible to remove the odorous gas that causes environmental degradation. In addition, by obtaining abundant high-quality compost, it is possible to increase the yield per unit area by increasing the cultivation density.
[0045]
In the method for producing compost according to claim 2 of the present invention, in the method for producing compost according to claim 1, in the exhaust gas purification step, the malodorous gas is decomposed by a group of photosynthetic bacteria, and the carbon dioxide is decomposed by a group of cyanobacteria. Since it converts carbon into oxygen, it is possible to easily remove malodorous gas, and to ferment and treat agricultural waste in a short period of time to produce high-quality compost.
[0046]
Furthermore, the apparatus for producing compost according to claim 3 of the present invention is the method for producing compost according to claim 1 or 2, wherein a pH-adjusting liquid is added to agricultural waste in the fermentation step, so that the useful microorganism The reaction speed of the group can be increased and the compost can be produced in a short time.
[0047]
The apparatus for producing compost according to claim 4 of the present invention comprises a fermentation unit for fermenting agricultural waste, and an exhaust gas for decomposing carbon dioxide and malodorous gas generated by the fermentation unit and converting the carbon dioxide into oxygen. Since it is provided with a purification means, agricultural waste can be fermented and processed in a short period of time, and a high-quality compost can be obtained. In addition, since the capacity and area of the compost production equipment can be reduced, the farmers themselves can produce compost from agricultural waste, allowing them to self-confirm the safety of the compost, and according to the intended use of the user. The maturity of the compost can be changed. Further, agricultural waste can be fermented and decomposed at a low running cost.
[0048]
Further, in the apparatus for producing compost according to claim 5 of the present invention, in the apparatus for producing compost according to claim 4, the fermentation means includes a filling section into which agricultural waste and a fermented substance are charged; The fermentation tank has a heat insulating structure surrounding the fermentation part, so that the filling part has good heat insulation properties and does not require heating means such as a heater. The fermentation temperature of ° C can be maintained, and agricultural waste can be fermented and decomposed at low running cost. In addition, agricultural waste can be fermented and processed in a short period of time to obtain good quality compost.
[0049]
Further, in the apparatus for producing compost according to claim 6 of the present invention, in the apparatus for producing compost according to claim 4 or 5, the exhaust purification means comprises: a first reactor containing aerobic microorganisms; And a third reactor containing a cyanobacterium group, so that the odorous gas is removed by the photosynthetic bacteria group and the cyanobacteria group and carbon dioxide is converted into oxygen. Can be. Further, the composting period can be shortened, and high-quality compost can be produced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for producing compost showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a fermenter showing one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the results of Test Example 1 of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Fermenter
2 Exhaust purification tank
5 Filling section
10 First reactor
11 First reactor
12 First reactor
13 First reactor
14 Second reactor
15 Second reactor
16 Third reactor
