JP2010202491A

JP2010202491A - 鶏糞燃焼灰精製物及びその製造方法

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Publication number: JP2010202491A
Application number: JP2009218710A
Authority: JP
Inventors: Takao Sato; 孝男佐藤; Kimihiro Ando; 公裕安藤; Tomohiro Hashiguchi; 智宏橋口; Hideo Morinaka; 秀夫森中
Original assignee: MINAMIKYUSHU CHEMICAL INDUSTRY CO Ltd
Current assignee: MINAMIKYUSHU CHEMICAL INDUSTRY CO Ltd
Priority date: 2009-02-05
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2029-09-24
Also published as: JP5598745B2

Abstract

【課題】鶏糞燃焼灰に含まれる硫酸根及び塩酸根の割合を低減した鶏糞燃焼灰精製物、その製造方法及び鶏糞燃焼灰精製物を含んでなるりん肥料を提供する。
【解決の手段】鶏糞燃焼灰を水洗処理し、脱水することで得られる鶏糞燃焼灰精製物であって、当該鶏糞燃焼灰精製物中に含まれる硫酸根及び塩酸根の割合（重量換算）が、前記鶏糞燃焼灰中に含まれる硫酸根及び塩酸根それぞれの割合（重量換算）よりも少ない鶏糞燃焼灰精製物、鶏糞燃焼灰に水を加えて水洗処理し、脱水する、鶏糞燃焼灰精製物の製造方法、及び鶏糞燃焼灰精製物を含んでなるりん肥料を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鶏糞燃焼灰精製物、その製造方法及び鶏糞燃焼灰精製物を含んでなるりん肥料に関する。更に詳しくは、鶏糞燃焼灰を水洗処理し、脱水することで得られる鶏糞燃焼灰精製物であって、当該鶏糞燃焼灰精製物中に含まれる硫酸根及び塩酸根の割合（重量換算）が、前記鶏糞燃焼灰中に含まれる硫酸根及び塩酸根それぞれの割合（重量換算）よりも少ないことを特徴とする鶏糞燃焼灰精製物、その製造方法及び鶏糞燃焼灰精製物を含んでなるりん肥料に関する。

従来より、鶏糞は乾燥処理した乾燥鶏糞肥料や発酵処理した発酵鶏糞堆肥とし、有機肥料として利用されている。一方で鶏糞は、悪臭、衛生害虫の発生源となるなどの問題点があり、環境面からも適切な処理が求められている。

近年、鶏糞の処理方法として、専用鶏糞ボイラー等で燃焼させて熱回収あるいは発電等に利用すると共に、悪臭の発生を防止して鶏糞を減容化し、感染性病原菌等を滅菌した臭気のない灰、すなわち鶏糞燃焼灰とする方法が適用されている。

鶏糞燃焼灰はそのまま直接肥料として用いることができるが、アルカリ性が強く、かつ燃焼灰のりん成分の大部分が水に不溶性で、かつ一部は肥効価値の低い化合物となっており、肥料としての適用範囲が狭いものであった。このため、鶏糞燃焼灰に硫酸あるいはりん酸等の鉱酸類を添加し、燃焼灰中のりん成分の一部を水溶性に変化させた肥料が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。しかしながら、これらの提案は鶏糞燃焼灰を精製することなく鉱酸類を添加して使用するものであり、鶏糞燃焼灰中の硫酸根及び塩酸根の低減に関する記述は無い。

一方、従来より、りん肥料の製造にはりん鉱石が原料として使用されているが、日本国内では工業的に利用可能なものが産出されないため、その全量を海外からの輸入に頼っている。しかしながら、近年世界的なりん鉱石資源の枯渇が問題になっており、りん肥料の製造についても、りん鉱石に替わるりん原料の使用による、りん鉱石の代替ないしりん鉱石の使用量の削減が望まれている。

りん鉱石に替わるりん肥料用のりん原料としては、汚泥や都市ゴミまたは産業廃棄物等の焼却灰の使用が提案されている（例えば特許文献４〜５参照）。しかしながら、これらの提案は汚泥や都市ゴミまたは産業廃棄物等の焼却灰を精製することなく使用するものであり、鶏糞燃焼灰中の硫酸根及び塩酸根の低減に関する記述は無い。

廃棄物等の焼却灰の利用については、焼却灰に金属片等の除去処理及び水洗等の加工処理を行い、鉄スクラップ、非鉄金属スクラップ、コンクリート用骨材あるいはセメント原料として使用する方法が提案されている（例えば特許文献６及び７参照）。しかしながら、これらの提案には焼却灰を原料とするりん肥料の製造に関する記述は無い。

また汚泥焼却灰にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物を含む反応液、あるいはアルカリ性反応液を混合して液中にりん成分を抽出し分離する方法が提案されている（例えば特許文献８及び９参照）。これらの提案は汚泥焼却灰中のりん成分を抽出する方法であり、汚泥焼却灰自体をりん肥料の製造に使用するものではない。

特開昭５７−１４０３８７号公報特開２００５−１２６２５２号公報特開２００５−１４５７８５号公報特開２００１−８０９７９号公報特開２００３−１１２９８８号公報特開平７−１５５７３７号公報特開平１１−３１９７６９号公報特開２００７−２６１８７８号公報特開２００８−２２９５７６号公報

鶏糞燃焼灰はりんを含有しており、りん肥料用のりん原料として有望である。しかしながら、一般的にりん鉱石には硫酸根及び塩酸根は少ない量しか含まれていないのに対し、鶏糞燃焼灰はこれらを大量に含んでおり、りん肥料の製造時に電気炉又は平炉等で加熱溶融等の処理を行えば、発生ガスにより製造装置が腐食する等の問題が生じる。この理由から、鶏糞燃焼灰中の硫酸根及び塩酸根の含有率を減少させることが望まれていた。

従って本発明の目的は、鶏糞燃焼灰に含まれる硫酸根及び塩酸根の割合を低減した鶏糞燃焼灰精製物、その製造方法及び鶏糞燃焼灰精製物を含んでなるりん肥料を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、鶏糞燃焼灰を水洗処理し、脱水することで得られる鶏糞燃焼灰精製物であって、当該鶏糞燃焼灰精製物中に含まれる硫酸根及び塩酸根の割合（重量換算）が、前記鶏糞燃焼灰中に含まれる硫酸根及び塩酸根それぞれの割合（重量換算）よりも少ないことを特徴とする鶏糞燃焼灰精製物及びその製造方法を用いることで上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明に使用する鶏糞燃焼灰には特に制限はなく、養鶏業等から排出される鶏糞を燃焼して得られる灰であり、その種類は産卵鶏、育成鶏、ブロイラー等のいずれからのものであっても使用することができる。

本発明の鶏糞燃焼灰精製物の製造方法は、鶏糞燃焼灰に水を加えて水洗処理し、脱水することを特徴とするものである。

本発明で鶏糞燃焼灰を水洗処理する水は、ｐＨ４．５からｐＨ１２程度の範囲の水を使用でき、好ましくはｐＨ５からｐＨ１１程度の範囲の水が使用できる。この範囲の水で鶏糞燃焼灰を水洗処理することにより、含まれる硫酸根及び塩酸根の割合（重量換算）を低減することができ、また鶏糞燃焼灰中のりん分の流亡が少なく、鶏糞燃焼灰精製物中のりん含有率を元の鶏糞燃焼灰より高くすることができ、かつりん分の成分変動を減少することができる。

ｐＨの調整方法は特に制限は無く、種々の方法を用いることができる。水洗処理する水は一般的に入手可能な工業用水、上水、井戸水、河川水等から選択して使用することが好ましい。処理水を繰り返し使用することも可能である。この場合、水のｐＨが上昇するが、ｐＨ１２程度までは繰り返し使用可能であり、さらにｐＨ１１程度までの繰り返し使用が好ましい。

本発明で鶏糞燃焼灰を水洗処理するために加える水の量は、適宜選択できるが、好ましくは鶏糞燃焼灰１ｋｇに対して１リットルから５００リットル程度の範囲から選択できる。

本発明で鶏糞燃焼灰を水洗処理する際の水の温度は、適宜選択できるが、好ましくは８０℃以下、さらに好ましくは７０℃以下の水温から選択できる。

本発明における、水洗処理操作については特に制限はなく、目的に応じて種々の処理操作を用いることができ、例えばバッチ式、連続式のいずれも用いることができ、水中での攪拌方法、水と鶏糞燃焼灰の混合方法、さらに処理時間にも制限はなく、適宜選択することができる。

本発明における鶏糞燃焼灰の水洗処理回数は特に制限はなく、適宜選択できるが、好ましくは１回から５回の範囲から選択できる。

本発明の鶏糞燃焼灰精製物の製造方法における脱水の方法については特に制限はなく、種々の方法を用いることができ、例えばろ過、デカンテーション、遠心分離、フィルタープレス等の方法を挙げることができ、さらにこれらを組み合わせて脱水することもできる。また脱水後の鶏糞燃焼灰精製物の含水率は適宜選択できる。

脱水した後、必要に応じて乾燥操作を行うことができる。乾燥操作にも特に制限はなく種々の方法を用いることができ、例えば風乾、天日干し等の自然乾燥、加熱乾燥、熱風乾燥、真空乾燥、流動乾燥、ロータリーキルン等の種々の装置による乾燥を用いることができる。乾燥後の含水率も適宜選択できる。

本発明で得られた鶏糞燃焼灰精製物は、りん肥料用のりん原料として使用することができる。また硫酸根及び塩酸根の少ないりん肥料としてそのまま直接あるいは他の肥料と混合して使用することもできる。

本発明で得られた鶏糞燃焼灰精製物をりん原料として使用できるりん肥料としては、特に制限はなく、例えば熔成りん肥、熔成けい酸りん肥、複合肥料等を挙げることができる。

りん肥料を製造する際、本発明の鶏糞燃焼灰精製物は、必要に応じて粉体のまま用いることもでき、また種々の造粒法により造粒・成形して使用することもできる。造粒法に制限はなく、例えば転動造粒法、押出し造粒法、圧縮造粒法、攪拌造粒法等を挙げることができる。造粒する際の粒径及び長さも適宜選択することができるが、好ましくは粒径及び長さをそれぞれ１ｍｍから２０ｍｍ程度の範囲から選択できる。

本発明によれば以下の効果を奏する。
１）本発明の鶏糞燃焼灰精製物は、鶏糞燃焼灰を水洗処理し、脱水することで得られる鶏糞燃焼灰精製物であって、当該鶏糞燃焼灰精製物中に含まれる硫酸根及び塩酸根の割合（重量換算）が、前記鶏糞燃焼灰中に含まれる硫酸根及び塩酸根それぞれの割合（重量換算）よりも少ないことを特徴とする鶏糞燃焼灰精製物であり、さらに好ましくは硫酸根及び塩酸根のそれぞれの、鶏糞燃焼灰精製物中に含まれる割合（重量換算）が２重量％以下である鶏糞燃焼灰精製物であり、りん肥料用のりん原料として好適に用いることができる。またりん鉱石を代替でき、あるいはりん鉱石使用量の削減が可能となる。
２）本発明の鶏糞燃焼灰精製物の製造方法は、りん肥料用のりん原料として有用な鶏糞燃焼灰精製物を簡便に製造することができる。
３）本発明の鶏糞燃焼灰精製物を含んでなるりん肥料は、水稲をはじめとする各種穀物類、野菜類、飼料作物類、果樹類などの植物生育において、りん鉱石より製造された従来のりん肥料と同様に使用することができ、産業上有用である。

本発明の鶏糞燃焼灰精製物の製造工程を示すフロー図である。

本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。

図１は本発明の鶏糞燃焼灰精製物の製造方法の工程概略を説明する図である。得られた本発明の鶏糞燃焼灰精製物は、上記の通り、必要に応じて乾燥して使用することができる。

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１〜１１）

鶏糞燃焼灰及びりん鉱石の成分の分析例を下記表１に示す。表１中では塩酸根以外を酸化物の重量として表示した。ここでＳＯ_３を硫酸根、Ｃｌを塩酸根とした。Ｐ_２Ｏ_５は肥料分析法で、ＳＯ_３、Ｃｌは蛍光Ｘ線分析法で分析した。表１で明らかな様に、りん鉱石には硫酸根及び塩酸根は少量しか含まれていないが、鶏糞燃焼灰には硫酸根及び塩酸根のいずれも多量に含まれていることが分かる。また鶏糞燃焼灰は含有成分の変動が大きく、表１の例ではりん含有率は最大で１．７倍の変動が認められた。

鶏糞燃焼灰の水洗処理条件及び脱水方法を表２に示す。水洗処理及び脱水後、残渣として本発明の鶏糞燃焼灰精製物を得た。

鶏糞燃焼灰精製物の成分の分析例を表３に示す。表１と同様に、Ｐ_２Ｏ_５は肥料分析法で、ＳＯ_３、Ｃｌは蛍光Ｘ線分析法で分析した。表１と表３の比較で明らかな様に、鶏糞燃焼灰を水洗処理することにより、硫酸根及び塩酸根が大きく減少している。硫酸根及び塩酸根が減少したことから、りん肥料原料として例えば電気炉又は平炉で加熱溶融した際の発生ガスによる装置の腐食等の問題が解消ないし軽減される。さらに鶏糞燃焼灰精製物ではりん含有割合が明らかに増加しており、本発明の鶏糞燃焼灰精製物をりん原料として肥料を製造する際に、肥料製造の効率化が図れる。加えて、りん分は最大でも１．３倍の変動となり原料の鶏糞燃焼灰に比較して変動が減少し、原料として使用しやすくなった。

鶏糞燃焼灰精製物を得た際のろ液中に溶出してくるりんの、使用した鶏糞燃焼灰に含まれるりんの量に対する割合は、実施例１から実施例１１のいずれの場合もほぼ０．２重量％以下であり、水で流亡するりんは、ごくわずかな量であった。
（参考例１〜３および実施例１２〜１６）

上記実施例３、１０及び１１で得られた本発明の鶏糞燃焼灰精製物の乾燥品、りん鉱石及びその他の副原料を用い、表４の処方で混合し、電気炉にて１５００℃に加熱して溶融した物を水中に投入し、りん肥料を作製した。参考例２、参考例３では、本発明の鶏糞燃焼灰精製物に代えて表１記載の鶏糞燃焼灰１（未精製物）を用い、同様の操作でりん肥料を作製した。表４中、りん鉱石は前記表１中のりん鉱石１（主な成分の組成：Ｐ_２Ｏ_５３５．２％、ＳｉＯ_２８．３％、ＣａＯ４３．９％）を用いた。副原料については、炭カルはＣａＯ５７．９％、ＭｇＯ０．６％の物を、スラグはＳｉＯ_２５１．５％、ＣａＯ１．０％、ＭｇＯ３４．３％の物を、重焼マグネサイトはＭｇＯ８９．１％の物を用いた。本発明の鶏糞燃焼灰精製物の前記以外の主な成分は、実施例３がＳｉＯ_２９．０％、ＣａＯ３１．６％、ＭｇＯ８．０％、実施例１０がＳｉＯ_２８．８％、ＣａＯ３０．９％、ＭｇＯ７．８％、実施例１１がＳｉＯ_２９．１％、ＣａＯ３１．３％、ＭｇＯ８．２％であった。なお、これらの分析値は肥料分析法によるものである。

参考例１ではりん原料としてりん鉱石のみを用いてりん肥料を製造した。参考例２ではりん原料として鶏糞燃焼灰１（未精製物）とりん鉱石を混合して用い、参考例３ではりん原料として鶏糞燃焼灰１（未精製物）のみを用いた。実施例１２、実施例１３、実施例１５及び実施例１６ではりん原料として本発明の鶏糞燃焼灰精製物とりん鉱石を混合して用い、実施例１４ではりん原料として本発明の鶏糞燃焼灰精製物のみを用いた。

作製したりん肥料を肥料分析法に従い分析した結果を表５に示す。表５中、Ｔ−Ｐ_２Ｏ_５は全りん量を示し、Ｃ−Ｐ_２Ｏ_５はク溶性（クエン酸可溶性）りん量を示す。また、電気炉排ガス洗浄設備排水中の塩素イオン及び硫酸イオンの状況を表５に示す。塩素イオンは洗浄液に８％硝酸銀水溶液を滴下することにより、また硫酸イオンは洗浄液に５％塩化バリウム水溶液を滴下することで確認した。沈殿発生状況を観察し、多〜中〜少〜微〜無の５段階で評価した。参考例２及び参考例３では、参考例１及び実施例１２〜実施例１６に比較して、塩素イオン及び硫酸イオンを多く検出した。

表５で明らかな様に、実施例１２〜実施例１６で製造したりん肥料は参考例１で製造したりん肥料に比較して、Ｔ−Ｐ_２Ｏ_５及びＣ−Ｐ_２Ｏ_５をはじめとして、成分的に遜色なく、本発明の鶏糞燃焼灰精製物がりん肥料のりん原料として使用可能であることを示している。本発明の鶏糞燃焼灰精製物を用いることで、りん鉱石の代替ないしりん鉱石の使用量の削減が可能であると言える。

（参考例４および実施例１７〜２１）
１／４０００ａワグネルポットに水田土壌を充填し、水を加えて混和し、代掻き状態とし、温室内に静置した。上記参考例１および実施例１２〜１６で得られたりん肥料をポット当り３．３ｇ、硫安を４．８ｇ、塩化カリウムを１．７ｇ散布し、表層土壌を混和して２ｃｍの湛水状態とした。３日後に３葉期の水稲苗（コシヒカリ）をポット当たり２本３株植えで移植し、その後は温室内にて湛水状態を維持した。試験は２連で実施した。移植４０日後に地上部の草丈を測定した。結果を表６に示す。この結果から明らかなように、本発明の鶏糞燃焼灰精製物を使用したりん肥料を施肥した実施例１７〜２１は、りん鉱石のみで製造したりん肥料を使用した参考例４と比較して生育に差は無いことが認められた。

本発明で得られた鶏糞燃焼灰精製物は、例えば熔成りん肥、熔成けい酸りん肥、複合肥料等の肥料用のりん原料として使用することができ、りん鉱石の代替ないしりん鉱石の使用量の削減が達成できる。また硫酸根及び塩酸根の少ない肥料としてそのまま直接使用することもできる。

Claims

鶏糞燃焼灰を水洗処理し、脱水することで得られる鶏糞燃焼灰精製物であって、当該鶏糞燃焼灰精製物中に含まれる硫酸根及び塩酸根の割合（重量換算）が、前記鶏糞燃焼灰中に含まれる硫酸根及び塩酸根それぞれの割合（重量換算）よりも少ないことを特徴とする鶏糞燃焼灰精製物。
鶏糞燃焼灰精製物中に含まれる硫酸根及び塩酸根の割合（重量換算）が２重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の鶏糞燃焼灰精製物。
鶏糞燃焼灰に水を加えて水洗処理し、脱水することを特徴とする鶏糞燃焼灰精製物の製造方法。
加える水のｐＨが５〜１１であることを特徴とする請求項３に記載の鶏糞燃焼灰精製物の製造方法。
請求項１または２に記載の鶏糞燃焼灰精製物を含んでなることを特徴とするりん肥料。