JP2008189511A

JP2008189511A - 低臭気の堆肥化処理方法

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Publication number: JP2008189511A
Application number: JP2007024951A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakashita; 隆史中下
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2007-02-05
Publication date: 2008-08-21

Abstract

【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。
【選択図】図２

Description

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。

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。）。

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。）。

特開２００４−２２４６８２号公報（要約書、第１図）

特開平９−１００１８８号公報（要約書、第１図）

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

アンモニア濃度測定結果（単位：ｐｐｍ）

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。

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。

アンモニア濃度測定結果（単位：ｐｐｍ）

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。

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。

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。

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。

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１における堆積槽の内部機構を示す断面説明図である。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。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。従来の堆肥化処理方法の一例を示す説明図である。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

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

Claims

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。
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。
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。
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。
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。