JP2010052962A

JP2010052962A - 堆肥製造装置

Info

Publication number: JP2010052962A
Application number: JP2008217251A
Authority: JP
Inventors: Kishiro Uehara; 喜四郎上原; Daisuke Aoki; 大輔青木; Yasuhiro Harada; 泰弘原田; Keiko Minagawa; 啓子皆川; Naoaki Michimune; 直昭道宗
Original assignee: National Agriculture and Food Research Organization; Panasonic Environmental Systems and Engineering Co Ltd
Current assignee: National Agriculture and Food Research Organization; Panasonic Environmental Systems and Engineering Co Ltd
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2010-03-11
Anticipated expiration: 2028-08-26
Also published as: JP5561573B2

Abstract

【課題】メンテナンスが容易な堆肥製造装置を提供する。
【解決手段】本発明の堆肥製造装置は、貫通孔が床面２に形成された通気床１と、排水槽とを備える。通気床１は、床面２に形成された溝３と、溝３の上面を覆う蓋４と、溝３と蓋４とから形成される空洞部５とを備える。蓋４の上面には貫通孔が形成されており、この貫通孔が通気床１の床面２に形成された貫通孔となる。蓋４に形成された貫通孔は、通気口兼排水口であり、溝３及び蓋４から形成される空洞部５が、通気路兼排水路である。また、排水槽は、溝３と接続し、貫通孔及び空洞部５を通じて水分（排汁）を回収可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、堆肥製造装置に関する。

家畜排泄物には、有機物質が豊富に含まれている。このため、肥料として家畜排泄物の利用を促進することが求められている。しかしながら、家畜排泄物は、易分解性有機物が多く含まれ、また病原菌や寄生虫等を含むことから、そのまま肥料として使用すると、土壌や作物に悪影響を及ぼす場合がある。このため、家畜排泄物の易分解性有機物を積極的に分解し、悪臭や病原菌等を取り除き、堆肥化することが求められている。

堆肥化設備には、大別して堆積方式の堆肥化設備と攪拌方式の堆肥化設備とがあり、構造が簡単であることから堆積方式の堆肥化設備が広く普及している。堆積方式の堆肥化設備としては、ショベルローダ等の切り返しによる堆肥原料の攪拌のみにより堆肥原料を好気的に分解・腐熟させる無通気型と、通気装置を用いて強制的に通気を行うことによって堆肥原料を好気的に分解・腐熟させる通気型とがある。一般的な通気型の堆肥化設備としては、堆肥発酵槽の床面に通気用配管を設置し、通気用配管を覆うようにおが屑、モミガラ、木材チップ等を敷設したものが挙げられる。その他には、例えば、堆肥発酵槽の下部全体を空洞の空気室を形成したもの（例えば、特許文献１）、堆肥発酵槽の底面に通気用配管を配置し、通気用配管が目詰まりを起こさないように通気用配管の周囲に栗石等を敷設したもの（例えば、特許文献２）等が提案されている。
実公平１−１８５９５号公報特開２００２−２６５２９０号公報

均質かつ良質な堆肥を製造するためには、堆肥原料の切り返しを行うことが必要不可欠であるが、特許文献１のように、堆肥発酵槽の下部全体を空洞とした場合、強度の観点からショベルローダ等による切り返しができないという問題があった。また、特許文献２のように、栗石を敷設した場合、メンテナンスに多大な労力と時間を要するという問題があった。そこで、本発明は、堆肥原料の切り返しが可能であり、メンテナンスが容易な堆肥製造装置を提供する。

本発明の堆肥製造装置は、貫通孔が床面に形成された通気床と、排水槽とを備える堆肥製造装置であって、前記通気床は、床面に形成された溝と、前記溝を覆いかつ前記貫通孔を備える蓋と、前記溝と蓋とから形成される空洞部とを備え、前記排水槽は、前記溝と接続し、前記貫通孔は、通気口兼排水口であり、前記溝及び蓋から形成される空洞部が、通気路兼排水路である、堆肥製造装置である。

本発明の堆肥製造装置によれば、堆肥原料の切り返しが可能であり、メンテナンスが容易な堆肥製造装置を提供できる。

［堆肥製造装置］
本発明の堆肥製造装置は、貫通孔が床面に形成された通気床と、排水槽とを備え、通気床は、床面に形成された溝と、溝を覆いかつ貫通孔を備える蓋と、前記溝と蓋とから形成される空洞部とを備えており、排水槽は、溝と接続している。蓋の貫通孔は、通気床に形成された貫通孔に相当し、これが通気口兼排水口となり、溝及び蓋から形成される空洞部が、通気路兼排水路となる。本発明の堆肥製造装置によれば、貫通孔を備える蓋と溝とから形成される空洞部が、通気路兼排水路となるシンプルな構造であることから、例えば、通気用配管を通気溝に配置し、通気用配管を通じて通気する場合と比較して、目詰まり等が発生しにくい。また、目詰まり等が発生した場合であっても、例えば、蓋を溝に配置した状態で洗浄することも可能であり、また、蓋を取り外すのみで溝全体を洗浄することも可能であることから、メンテナンスが極めて容易である。さらに、通気床は、例えば、切り返しのためのショベルローダ等の乗り上げに対しても十分な強度を有している。本発明において「切り返し」とは、堆肥原料の混合や移し換え等を行うことをいい、好ましくは、空気と十分接触させながら内部の未発酵部分と表面部分とを混合し、あるいは置き換え、堆肥原料全体に空気を行き渡らせるように堆肥原料全体の通気性を改善することをいう。

［通気床］
本発明の堆肥製造装置において通気床は、床面に形成された溝と、貫通孔を備えかつ溝を覆う蓋と、溝と蓋とにより形成される空洞部とを備える。そして、この貫通孔が通気口兼排水口となり、上記空洞部が、通気路兼排水路となる。

溝は、主溝と、主溝から分枝した複数の副溝とにより形成されていることが好ましく、ランニングコストの点から、主溝が１つ形成され、そこから２以上の複数の副溝が形成されていることがより好ましい。また、均一な通気を行う観点から、主溝を２以上形成し、各主溝から２以上の副溝が形成されていても良い。副溝は、例えば、主溝の一方の側面から分枝していても良いし、主溝の双方の側面から葉脈状に分枝していてもよい。主溝と副溝との分枝角度は、直角であってもよいし、鋭角であってもよい。鋭角とは、９０°より小さい角をいい、例えば、３０°〜７５°が好ましい。主溝から分枝する副溝の数は、例えば、通気床の大きさ、分枝形状等に応じて適宜決定できる。

溝の幅は、切り返しの際にショベルローダやボブキャット等の車輪の踏圧による蓋の破損等を低減する観点から、例えば、ショベルローダやボブキャット等の車輪の幅よりも狭いことが好ましい。また、圧力損失等の観点から、溝の幅は、均一であることが好ましい。溝の間隔及び深さは、例えば、通気床の大きさ、溝の幅及び副溝の数等に応じて適宜決定できる。

溝は、メンテナンスの観点から、通気床から排出される排汁が自重によって排水槽に回収可能なように傾斜していることが好ましい。上述するように、溝が、主溝と主溝から分枝した複数の副溝とにより形成されている場合、主溝に近づくにつれて副溝の深さが大きくなるように副溝の底面が傾斜していることが好ましく、この場合、主溝の深さを副溝の深さよりも深くすることが好ましい。

蓋は、貫通孔を備え、かつ、溝の上面を覆うことができれば、その形状等は特に制限されず、例えば、コの字型（Ｕ字型）であってもよいし、プレート状（平板）であってもよい。また、蓋の形状がコの字型（Ｕ字型）である場合、貫通孔は少なくとも蓋の上面、すなわち、通気床の床面に相当する箇所に形成されていれば良く、メンテナンス及び蓋の破損防止の点から、蓋の上面は略平坦であることが好ましい。蓋は、溝の上面の少なくとも７５％以上を覆っていれば良く、メンテナンスの点から、好ましくは８５％以上、より好ましくは９５％以上、さらに好ましくは溝の上面の略全てを覆うことである。

蓋は、網状部材で形成されていてもよいし、有孔部材で形成されていてもよい。蓋の貫通孔の大きさ（直径又は網目）は、空気及び水分（排汁）が通過可能な大きさであればよく、堆肥原料に含まれるモミガラや木材チップ等の空洞部への落下を低減する観点から、例えば、４ｍｍ以下であり、好ましくは２ｍｍ以下である。また、十分な通気性及びメンテナンスの観点から、例えば、３ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、好ましくは５ｍｍ以上７ｍｍ以下である。蓋の開口率は、通気性の観点から、例えば、５０％以上、好ましくは７０％以上であり、メンテナンスの観点から、例えば、９５％以下、好ましくは９０％以下である。

蓋の材質としては、堆肥原料の荷重および重機（ショベルローダ）等の荷重に耐える強度があれば特に材質を問わない。例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼等の金属材料及び繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）が使用でき、腐食を低減する観点から、耐アルカリ性の材質が好ましい。強化繊維プラスチックとしては、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ボロン繊維強化プラスチック（ＢＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ，ＫＦＲＰ）及びガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）等が挙げられる。また、蓋は、例えば、エキスパンドメタル、金属発泡体、パンチングメタル、繊維強化プラスチック製有孔部材、金属網及び繊維強化プラスチック製網により形成できる。蓋は、腐食を低減する観点から、例えば、フッ素樹脂（テフロン（登録商標））でコーティングされていても良い。

［排水槽］
排水槽は、溝と接続し、蓋に形成され、通気床の床面に位置する貫通孔と、蓋と溝とから形成される空洞部を通じて排出される水分（例えば、堆肥原料からの排汁）を回収可能である。排水槽は、水分（排汁）の回収が容易になる点から、溝の底面に形成された排出口と接続していることが好ましく、メンテナンスの点から主溝に形成された排出口と接続していることが好ましい。

［送風機］
本発明の堆肥製造装置は、送風機を備えることが好ましい。送風機は、溝と蓋とから形成される通気路（空洞部）及び蓋の貫通孔を通じて通気床に配置された堆肥原料に送風可能なように接続されていればよい。上述するように、溝が、主溝と主溝から分枝した複数の副溝とを含む場合、送風機は主溝に接続されていることが好ましい。送風機は、公知のブロアを使用できる。ブロアとしては、例えば、ターボブロア、ルーツブロア、ロータリーブロア等が挙げられる。

本発明の堆肥製造装置は、その他の態様として、送風及び排水可能な管を備える通気床と、排水槽とを備える堆肥製造装置であって、前記管は、前記通気床の床面に形成された溝と、前記溝を覆いかつ貫通孔を備える蓋とから形成され、前記溝は、前記排水槽と接続する、堆肥製造装置に関する。本発明の堆肥製造装置によれば、送風及び排水可能な管が、通気床の床面に形成された溝と、溝を覆いかつ貫通孔を備える蓋とから形成されるというシンプルな構造であることから、例えば、管状の通気用配管を使用する場合と比較して目詰まり等が発生しにくい。本発明のその他の態様の堆肥製造装置において、蓋、溝、排水槽及び送風機等は上述ものが使用できる。

［堆肥製造方法］
本発明の堆肥製造方法は、本発明の堆肥製造装置を用いて堆肥を製造する方法であり、例えば、堆肥製造装置に堆肥原料を配置し、通気床の下部から空気を供給しながら堆肥化すること等により行うことができる。本発明において「堆肥化」とは、家畜糞中の作物に悪影響を与える物質を好気性微生物によって酸化分解して除去する作用のことをいう。本発明において「堆肥」とは、堆肥原料等の有機物質を、好気的発酵により腐熟させ、成分的に安定し施用に適する性状としたものをいい、「施用に適する性状」とは、例えば、土壌や作物に悪影響を及ぼすことなく農地等に肥料として使用できる状態のこという。堆肥原料としては、例えば、乳牛、肉牛、豚及び鶏等の糞及び敷料等が挙げられる。また、堆肥原料の水分量を調整し、良質な堆肥を生産する点から、例えば、副資材を添加しても良い。副資材としては、例えば、イナワラ、モミガラ、おが屑、バーク、無機資材、戻し堆肥等が挙げられ、無機資材としては、例えば、パーライト、トバモライト、ゼオライト等が挙げられる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して具体的に説明する。

（実施形態１）
実施形態１では、本発明の堆肥製造装置の一例について説明する。図１は、堆肥製造装置における床面の拡大断面図であり、図２Ａは、堆肥製造装置の平面図であり、図２Ｂは、堆肥製造装置の側面断面図である。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、堆肥製造装置１０は、通気床１、側壁８及び屋根９により形成される発酵槽と、排水槽７と、送風機６とを備えている。側壁８は、一方の面が開放したコの字型であり、この開放部分が、堆肥原料の搬入口及び発酵した堆肥の搬出口となる。開放部分には、例えば、開閉可能なシャッター１２等を配置してもよい。通気床１、側壁８及び屋根９で覆われた空間には、堆肥原料１１を配置可能である。通気床１の床面２には、溝３ａ，３ｂが形成されている。排水槽７は、溝３ａ，３ｂを通じて、堆肥原料１１から排出される水分（排汁１４）を回収可能なように溝３ｂと接続されている。また、送風機６は、通気床１の床面に形成された溝３ｂ，３ａを通じて、通気床１に配置された堆肥原料１１に送風可能なように溝３ｂと接続している。送風機６は、屋外に配置しても良いし、図２Ａに示すように、発酵槽の側壁８に形成された送風機室１３内に配置しても良い。

通気床１は、図１に示すように、床面２に形成された溝３、溝３の上面を覆うように配置された蓋４、及び、溝３と蓋４とにより形成された空洞部５を備える。この空洞部５が、通気路兼排水路となる。また、蓋４には、複数の貫通孔が形成されており、この貫通孔が、通気口兼排水口となる。

図３Ａ〜Ｃに、床面２の部分拡大図を示す。蓋４の形状は、図３Ａに示すように、コの字型（Ｕ字型）であっても良いし、図３Ｂ及びＣに示すように、平板であっても良い。蓋４の断面形状が下に開いたコの字型である場合、図３Ａに示すように、蓋４の上面が通気床１の床面２に位置するように配置することが好ましく、蓋４の貫通孔は、少なくとも蓋４の上面、すなわち通気床１の床面２に相当する部分に形成されていれば良い。一方、蓋４の形状が平板である場合、図３Ｂに示すように、溝３に蓋受部を形成し、そこに蓋４を配置しても良いし、図３Ｃに示すように、例えば、取付部材によって蓋４を固定しても良い。この場合、溝３の側面全体又は部分的に柱を形成し、その柱に取付部材を固定して蓋４を固定しても良い。取付部材の材質としては、例えば、ステンレス、アルミニウム等の金属部材等が挙げられる。取付部材の形状は、例えば、Ｌ字型が挙げられ、Ｌ字型の梁等を取付部材として使用できる。蓋の取り外しが容易に可能であることから、メンテナンスの観点から、図３Ａ及び図３Ｂのように蓋を配置することが好ましい。

溝の断面形状は、例えば、Ｕ字型、Ｖ字型、四角形等が挙げられる。蓋４がコの字型である場合は、蓋を配置した際の安定性及び施工の観点から、溝の断面形状は四角形であることが好ましい。また、蓋４がプレート状である場合は、メンテナンス等の点からＵ字型であることが好ましい。

溝は、主溝と、主溝から分枝する副溝とを含んでいてもよい。主溝と副溝とを含む場合、通気床における均一な通気等の観点から、主溝の蓋には貫通孔が形成されていないか、又は、副溝の蓋の貫通孔と比較して微小であるか又は開口率が低いことが好ましく、メンテナンスの点から貫通孔が形成されていない閉止板がより好ましい。図２Ａに示すように、開放部分に対向する側壁８、すなわち、発酵槽の奥手の壁面に沿って主溝３ｂを形成し、主溝３ｂの側面から主溝３ｂと直交するように副溝３ａを形成しても良い。主溝３ｂが送風機６と接続し、送風機６から送風される空気は、主溝３ｂの空洞部、副溝３ａの空洞部、及び副溝３ａの蓋の貫通孔を通じて、通気床に送風される。同図において、副溝３ａの数は４であるが、これに限られない。

主溝３ｂ及び副溝３ａは、図４Ａ及び図４Ｂのように形成しても良い。図４Ａ及びＢは、溝（主溝３ｂ及び副溝３ａ）の形成例を示す平面図である。図４Ａに示すように、通気床１の中央部に、発酵槽の奥手から開放部分に向かって主溝３ｂを形成し、主溝３ｂの双方の側面から葉脈状に、すなわち、主溝３ｂと所定の角度を有するように副溝３ａを形成しても良い。同図において、副溝３ａは主溝３ｂのそれぞれの側面から３個、計６個形成されているが、これに限られない。圧力損失の点から、主溝３ｂの中心軸に対して対称となるように副溝３ａを形成することが好ましい。図４Ｂに示すように、主溝３ｂを、通気床の端部に、発酵槽の奥手から開放部分に向かって主溝３ｂを形成し、主溝３ｂの一方の側面から通気床の中央部に向かって、葉脈状に、すなわち、主溝３ｂと所定の角度を有するように副溝３ａを形成しても良い。同図において、副溝３ａの数は４個であるが、これに限られない。図４Ａ及び図４Ｂに示す形態のように、副溝３ａを形成することによって、例えば、切り返しの際にショベルローダ等の車輪の踏圧による溝や蓋の破損を低減することができる。上記主溝３ｂ及び副溝３について、いずれも、通気床に対して１つの主溝３ｂを形成した場合を例にとり説明したが、これに限られず、主溝３ｂを２以上形成してもよく、それぞれの主溝３ｂにおいて上述のように副溝３ａを形成することができる。

図２Ａ及び図２Ｂに示す堆肥製造装置は、例えば、以下のようにして作製できる。通気床及び通気床の床面に溝が形成されるように、仮枠を組む。そこにコンクリートを流し込み、床面２に溝３ａ，３ｂが形成された通気床１を形成する。また、通気床１の下部には、排水槽７を形成する。そして、主溝３ｂには、排水槽７に水分を排出可能なように排出口と、送風機６と接続可能な通気口とを形成し、排出口と排水槽７、通気口と送風機６とをそれぞれ接続する。側壁８は、例えば、コンクリートブロック等を積み上げること等により形成できる。そして、副溝３ａ及び主溝３ｂのそれぞれに、下向きに開放したコの字型の蓋を配置する。この場合、副溝３ａには、貫通孔を有する蓋４ａを配置し、主溝３ｂには、貫通孔を有していないか、又は、副溝の蓋と比較して微小であるか又は開口率が低い蓋４ｂを配置することが好ましい。

図２Ａ及び図２Ｂに示す堆肥製造装置を用いた堆肥の製造方法の一例を説明する。

通気床１の床面２に、堆肥原料１１を堆積する。堆肥原料１１としては、例えば、乳牛、肉牛、豚及び鶏等の糞及び敷料等が挙げられる。微生物に適した環境及び通気性の観点から、堆肥原料１１の水分量は、例えば、４０〜７０％の範囲であることが好ましい。堆肥原料１１の水分量は、例えば、敷料及び副資材等を用いて調整できる。また、通気性の観点から、堆積する堆肥原料の容積率（充填密度）は、例えば、５００〜７００ｋｇ／ｍ³とすることが好ましい。

次に、送風機６を駆動し、空気が、主溝３ｂの空洞部、副溝３ａの空洞部及び副溝３ａの蓋に形成された貫通孔を通じて堆肥原料１１に送風される。これによって、堆肥原料が乾燥されるとともに、堆肥原料における好気性発酵（堆肥化）が促進される。また、堆肥原料から排出される水分（排汁）は、副溝３ａの蓋に形成された貫通孔、副溝３ａの空洞部及び主溝３ｂの空洞部を通じて排水槽７に回収される。このように、排汁を排水槽７に回収可能であることから、例えば、排汁が堆肥製造装置の外部に排出することによる周囲の汚染や、環境悪化を抑制できる。通気量は、堆肥原料の水分量及び容積率等に応じて適宜決定することができ、一般的には、適正通気量は、５０〜３００Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ³）とされている。

均一な堆肥化発酵を行う観点から、堆肥原料１１を攪拌する（切り返す）ことが好ましい。攪拌は、例えば、ショベルローダ等により行うことができる。通気路が、溝と蓋とにより形成された空洞部であることから、例えば、管状の通気管と比較して、ショベルローダ等の車輪の踏圧等により通気路（通気管）が破損することが無い。また、溝と蓋とにより形成される空洞部が、空気の通気路（通気管）兼排汁（水分）の排出路であるという極めてシンプルな構造であることから、目詰まりも生じにくく、掃除等のメンテナンスも極めて容易である。

（実施形態２）
実施形態２では、本発明の堆肥製造装置のその他の例について図５を用いて説明する。図５は、堆肥製造装置の側面断面図である。本実施形態の堆肥製造装置は、溝（主溝３ｂ）と送風機６及び排水槽７との接続部分以外は、実施形態１の堆肥製造装置と同様である。本実施形態では、溝（主溝３ｂ）における、送風機６からの送風口と、排水槽７への排出口とが一致している。すなわち、溝（主溝３ｂ）に形成された１つの口を通じて、送風機６からの送風及び排水槽７への排出が可能である。このような構造であれば、構造がよりシンプルになることから、メンテナンスがより容易になる。

本発明の堆肥製造装置は、例えば、家畜排泄物の有効利用に有用である。

図１は、本発明の一実施形態の堆肥製造装置における床面の一部を拡大した断面図である。図２Ａは、本発明の一実施形態の堆肥製造装置の概略構成を示す平面図であり、図２Ｂは、本発明の一実施形態の堆肥製造装置の概略構成を示す側面断面図である。図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、それぞれ、本発明の一実施形態の堆肥製造装置における床面の一部を拡大した斜視図である。図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、本発明の一実施形態の堆肥製造装置の概略構成を示す平面図である。図５は、本発明の一実施形態の堆肥製造装置の概略構成を示す側面断面図である。

符号の説明

１通気床
２床面
３溝
３ａ副溝
３ｂ主溝
４蓋
４ａ副溝の蓋
４ｂ主溝の蓋
５空洞部
６送風機
７排水槽
８側壁
９屋根
１０堆肥製造装置
１１堆肥原料
１２シャッター
１３送風機室
１４排汁

Claims

貫通孔が床面に形成された通気床と、排水槽とを備える堆肥製造装置であって、
前記通気床は、床面に形成された溝と、前記溝を覆いかつ前記貫通孔を備える蓋と、前記溝と蓋とから形成される空洞部とを備え、
前記排水槽は、前記溝と接続し、
前記貫通孔は、通気口兼排水口であり、前記溝及び蓋から形成される空洞部が、通気路兼排水路である、堆肥製造装置。
送風及び排水可能な管を備える通気床と、排水槽とを備える堆肥製造装置であって、
前記管は、前記通気床の床面に形成された溝と、前記溝を覆いかつ貫通孔を備える蓋とから形成され、
前記溝は、前記排水槽と接続する、堆肥製造装置。
前記溝は、前記通気床から排出される排汁が自重によって前記排水槽に回収可能なように傾斜している、請求項１又は２に記載の堆肥製造装置。
前記蓋は、エキスパンドメタル、金属発泡体、パンチングメタル、金属網及び繊維強化プラスチック製網からなる群から選択されるいずれかにより形成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の堆肥製造装置。
前記溝は、主溝と、前記主溝から分枝した複数の副溝とを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の堆肥製造装置。
前記主溝の蓋は、貫通孔を有していない、請求項５記載の堆肥製造装置。
さらに、送風機を備え、送風機は、前記溝と接続されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の堆肥製造装置。
請求項１から７のいずれか１項に記載の堆肥製造装置を用いて堆肥を製造する方法。