JP2019202920A - Method of producing liquid fertilizer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下水汚泥残渣の脱水ろ液から液肥を製造する方法に関する。また、下水汚泥残渣の脱水ろ液を処理する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing liquid fertilizer from dehydrated filtrate of sewage sludge residue. Moreover, it is related with the method of processing the dehydrated filtrate of a sewage sludge residue.
近年、下水処理場等から発生する下水汚泥残渣のリサイクルが進められており、脱水処理を行った下水汚泥残渣は、肥料化・燃料化などバイオマス資源として利用されている。
一例として、国土交通省でもＢ−ＤＡＳＨプロジェクト（下水道革新的技術実証事業）を実施しており、これらの問題の解決に力を入れている。
In recent years, sewage sludge residues generated from sewage treatment plants and the like have been recycled, and the sewage sludge residues subjected to dehydration are used as biomass resources such as fertilizer and fuel.
As an example, the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism is also implementing a B-DASH project (a sewer innovative technology demonstration project) and is focusing on solving these problems.
下水汚泥残渣のバイオマス資源の特徴としては、（１）人間の生活環境に伴い一定量は必ず発生すること、（２）成分・状態が一定していること、（３）燃料や肥料、セメント原料などに利用することが可能であること、などが分かっている。この特徴を生かし、２０１２年の国土交通省のＢ−ＤＡＳＨプロジェクトの一つである三菱長崎機工株式会社が開発した下水汚泥処理システムの実用化に向けた実用化研究が、長崎市東部下水処理場で実施された。このシステムは、水熱反応技術と高速メタン発酵技術を組み合わせた新しい汚泥減量化技術であり、このシステムはメタサウルスと呼ばれている（特許文献１及び２参照）。このシステムでは、排出された汚泥量が既存のシステムに比べて５分の１に減量することに成功し、廃棄処分する際、処分費の大幅削減が可能となった。しかしながら、脱水汚泥発生量を大幅に削減したものの、主として廃棄処分が行われている。 The characteristics of biomass resources of sewage sludge residue are as follows: (1) A certain amount is always generated with the human living environment, (2) Components and conditions are constant, (3) Fuel, fertilizer, and cement raw materials It is known that it can be used for Utilizing this feature, practical research for practical application of the sewage sludge treatment system developed by Mitsubishi Nagasaki Kiko Co., Ltd., one of the 2012 B-DASH projects of the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, Carried out in This system is a new sludge reduction technology that combines hydrothermal reaction technology and high-speed methane fermentation technology, and this system is called metasaurus (see Patent Documents 1 and 2). This system has succeeded in reducing the amount of discharged sludge to one-fifth compared with the existing system, and it has become possible to greatly reduce the disposal cost when it is disposed of. However, although the amount of dewatered sludge generated has been greatly reduced, disposal is mainly performed.
そこで、下水処理場を含む地域のゼロエミッションの観点から低分子化処理された下水汚泥残渣の有効利用方法が検討された。このシステムで発生した低分子化処理された下水汚泥残渣は、植物の成長に必要な成分として窒素・リン・カリウムを含んでいることから、この下水汚泥残渣を肥料化もしくは土壌改良剤として利用しようという試みがなされ、現在、この下水汚泥残渣は「東長崎実証１号」として農林水産大臣登録肥料に登録されている。 Therefore, an effective utilization method of sewage sludge residue that had been reduced in molecular weight was examined from the viewpoint of zero emissions in the area including the sewage treatment plant. The sewage sludge residue generated by this system and treated with low molecular weight contains nitrogen, phosphorus and potassium as components necessary for plant growth, so let's use this sewage sludge residue as a fertilizer or soil conditioner. At present, this sewage sludge residue is registered in the fertilizer registered by the Minister of Agriculture, Forestry and Fisheries as “Higashi Nagasaki Demonstration No. 1.”
さらに、本発明者らは、上記「東長崎実証１号」を改良し、非常に肥効の高い機能性コンポストを提案している（特許文献３参照）。 Furthermore, the present inventors have improved the “Higashi-Nagasaki Demonstration No. 1” and proposed functional compost having a very high fertilization effect (see Patent Document 3).
一方、下水処理場等で下水汚泥残渣を脱水処理する際に発生する脱水ろ液にも再生可能な資源が多く含まれており、農業への利活用が有効だと考えられるが、そのまま液肥又は農地用水として使用した場合、液中に含まれるアンモニアや雑菌等により植物体に悪影響を与える。さらには、土壌環境の汚染につながることが大きな問題であり、利活用に関して普及が進んでいない。 On the other hand, the dehydrated filtrate generated when dewatering sewage sludge residue at a sewage treatment plant contains a lot of renewable resources and is considered to be effective for agriculture. When used as farmland water, the plant body is adversely affected by ammonia, bacteria, etc. contained in the liquid. Furthermore, it is a big problem that it leads to contamination of the soil environment, and its use has not been promoted.
現在、この下水処理場等から発生する脱水ろ液は、一定の処理がなされた後、放流水として海に流しているのが現状であるが、色度やＣＯＤ（化学的酸素要求量）の増加が問題となりつつある。 At present, the dehydrated filtrate generated from this sewage treatment plant, etc. is currently being discharged into the sea as effluent after being treated to a certain degree, but it has chromaticity and COD (chemical oxygen demand). The increase is becoming a problem.
本発明の課題は、硝酸態窒素を多く含む肥効の高い液肥を製造する方法を提供することにある。また、本発明の他の課題は、下水汚泥残渣脱水ろ液を効果的に処理する方法を提供することにある。 The subject of this invention is providing the method of manufacturing the liquid fertilizer with high fertilization effect containing many nitrate nitrogen. Another object of the present invention is to provide a method for effectively treating a sewage sludge residue dehydrated filtrate.
本発明者らは、下水処理場等で下水汚泥残渣の脱水処理時に発生する脱水ろ液の処理方法について鋭意研究した結果、オゾン処理及び菌体処理を組み合わせることにより、脱水ろ液から硝酸態窒素を多く含む肥効の高い液肥を製造できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
また、このオゾン処理及び菌体処理の後に、本発明者らの開発した発酵下水汚泥残渣ペレット（ＰＣＴ／ＪＰ２０１７／２７６６２号及び特願２０１８−２５０９８号記載の発酵ペレット）を用いるバイオフィルター装置でろ過処理を施すことにより、さらに有効な液肥とすることができることを見いだした。また、同時に、通常の物理的フィルターでは回収困難な微細な有機物粒子を回収することができ、脱水ろ液中のＣＯＤ及び色度を顕著に低減することが可能であることを見いだした。
As a result of earnest research on a method for treating dehydrated filtrate generated during dewatering treatment of sewage sludge residue at a sewage treatment plant or the like, the present inventors combined nitrate treatment with nitrate nitrogen by combining ozone treatment and cell treatment. It has been found that a liquid fertilizer having a high fertilization effect containing a large amount of can be produced, and the present invention has been completed.
Further, after the ozone treatment and the bacterial cell treatment, filtration with a biofilter device using fermented sewage sludge residue pellets (fermented pellets described in PCT / JP2017 / 27662 and Japanese Patent Application No. 2018-25098) developed by the present inventors. It was found that a more effective liquid fertilizer can be obtained by applying the treatment. At the same time, it has been found that fine organic particles, which are difficult to recover with a normal physical filter, can be recovered, and COD and chromaticity in the dehydrated filtrate can be significantly reduced.
すなわち、本発明は、以下のとおりのものである。
［１］下水汚泥残渣の脱水ろ液に対してオゾン処理を施すオゾン処理工程と、前記オゾン処理された脱水ろ液を菌体を用いて処理する菌体処理工程と、を有することを特徴とする液肥の製造方法。
［２］菌体処理工程で用いる菌体が、乳酸菌及びバチルス菌を含む複合菌体であることを特徴とする［１］記載の液肥の製造方法。
［３］さらに、菌体処理された脱水ろ液をバイオフィルター装置に投入してろ過するろ過工程を有し、前記バイオフィルター装置が、好気性菌体が生息する菌体生息媒体を具備するバイオフィルターを備え、菌体生息媒体が、下水汚泥残渣ペレットの内部にバチルス菌を担持させると共に表層部に乳酸菌を担持させた菌担持下水汚泥残渣ペレットを発酵させて製造した発酵下水汚泥残渣ペレットを含むことを特徴とする［１］又は［２］記載の液肥の製造方法。
［４］バイオフィルター装置の発酵下水汚泥残渣ペレットの原料となる下水汚泥残渣ペレットが、難分解性高分子を低分子化する処理が施された下水汚泥残渣をペレット加工したものであることを特徴とする［３］記載の液肥の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] It has an ozone treatment process for performing ozone treatment on the dehydrated filtrate of sewage sludge residue, and a fungus body treatment process for treating the ozone-treated dehydrated filtrate with fungus bodies. To make liquid fertilizer.
[2] The method for producing liquid fertilizer according to [1], wherein the cells used in the cell treatment step are complex cells containing lactic acid bacteria and Bacillus bacteria.
[3] Furthermore, the biofilter device has a filtration step of filtering the dehydrated filtrate that has been treated with cells into a biofilter device, and the biofilter device has a cell-inhabiting medium inhabited by aerobic cells. Provided with a filter, the microbial cell habitat medium includes fermented sewage sludge residue pellets produced by fermenting bacteria-carrying sewage sludge residue pellets having Bacillus bacteria carried inside the sewage sludge residue pellets and lactic acid bacteria supported on the surface layer portion. The method for producing liquid fertilizer according to [1] or [2].
[4] The sewage sludge residue pellet used as a raw material for the fermented sewage sludge residue pellet of the biofilter device is obtained by pelletizing a sewage sludge residue that has been subjected to a treatment for degrading a hardly degradable polymer. The method for producing liquid fertilizer according to [3].
［５］下水汚泥残渣の脱水ろ液に対してオゾン処理を施すオゾン処理工程と、前記オゾン処理された脱水ろ液を菌体を用いて処理する菌体処理工程と、前記菌体処理された脱水ろ液をバイオフィルター装置に投入してろ過するろ過工程を有し、前記バイオフィルター装置が、好気性菌体が生息する菌体生息媒体を具備するバイオフィルターを備え、菌体生息媒体が、下水汚泥残渣ペレットの内部にバチルス菌を担持させると共に表層部に乳酸菌を担持させた菌担持下水汚泥残渣ペレットを発酵させて製造した発酵下水汚泥残渣ペレットを含むことを特徴とする下水汚泥残渣脱水ろ液の処理方法。
［６］菌体処理工程で用いる菌体が、乳酸菌及びバチルス菌を含む複合菌体であることを特徴とする［５］記載の下水汚泥残渣脱水ろ液の処理方法。
［７］バイオフィルター装置の発酵下水汚泥残渣ペレットの原料となる下水汚泥残渣ペレットが、難分解性高分子を低分子化する処理が施された下水汚泥残渣をペレット加工したものであることを特徴とする［５］又は［６］記載の下水汚泥残渣脱水ろ液の処理方法。
［８］菌体処理工程が、オゾン処理された脱水ろ液に、ろ過工程後の菌体を含む処理液を添加する工程であることを特徴とする［５］〜［７］のいずれか記載の下水汚泥残渣脱水ろ液の処理方法。
[5] An ozone treatment step for performing ozone treatment on the dehydrated filtrate of sewage sludge residue, a cell treatment step for treating the ozone-treated dehydrated filtrate using cells, and the cell treatment The biofilter device has a filtration step of filtering the dehydrated filtrate into a biofilter device. A sewage sludge residue dehydration filter comprising fermented sewage sludge residue pellets produced by fermenting bacteria-carrying sewage sludge residue pellets having Bacillus bacteria supported inside the sewage sludge residue pellets and lactic acid bacteria supported on the surface layer. Liquid processing method.
[6] The method for treating a sewage sludge residue dehydrated filtrate according to [5], wherein the cells used in the cell treatment step are complex cells containing lactic acid bacteria and Bacillus bacteria.
[7] The sewage sludge residue pellet used as a raw material for the fermented sewage sludge residue pellet of the biofilter device is obtained by pelletizing a sewage sludge residue that has been subjected to a treatment for reducing the molecular weight of a hardly degradable polymer. [5] or [6] A method for treating a sewage sludge residue dehydrated filtrate.
[8] Any one of [5] to [7], wherein the cell treatment step is a step of adding a treatment solution containing the cells after the filtration step to the ozone-treated dehydrated filtrate. Of sewage sludge dewatered filtrate.
本発明によれば、硝酸態窒素を多く含む肥効の高い液肥を製造することができる。また、下水汚泥残渣脱水ろ液を効果的に処理することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid fertilizer with a high fertilization effect containing many nitrate nitrogen can be manufactured. Further, the sewage sludge residue dehydrated filtrate can be treated effectively.
本発明の液肥の製造方法は、下水汚泥残渣の脱水ろ液に対してオゾン処理を施すオゾン処理工程と、オゾン処理された脱水ろ液を菌体を用いて処理する菌体処理工程とを有することを特徴とし、さらに菌体処理された脱水ろ液をバイオフィルター装置に投入してろ過するろ過工程を有することが好ましい。なお、各工程の前後には他の工程を有していてもよい。また、下水汚泥残渣の脱水ろ液としては、リグニンやセルロース等の難分解性高分子を低分子化する処理が施された下水汚泥残渣の脱水ろ液を用いることが特に好ましい。 The method for producing liquid fertilizer according to the present invention includes an ozone treatment process for performing ozone treatment on a dehydrated filtrate of sewage sludge residue, and a cell treatment process for treating the ozone-treated dehydrated filtrate using cells. In addition, it is preferable to have a filtration step in which the dehydrated filtrate that has been further treated with cells is put into a biofilter device and filtered. In addition, you may have another process before and after each process. Further, as the dewatered filtrate of the sewage sludge residue, it is particularly preferable to use a dewatered filtrate of the sewage sludge residue that has been subjected to a treatment for degrading a hardly degradable polymer such as lignin and cellulose.
本発明の製造方法によれば、硝酸態窒素を多く含む肥効の高い液肥を製造することができる。なお、オゾン処理を施さずに菌体処理して製造したものも液肥として使用可能であるが、本発明の方法により製造される液肥は、これよりも硝酸態窒素を多く含むものである。 According to the production method of the present invention, it is possible to produce a liquid fertilizer having a high fertilization effect and containing a large amount of nitrate nitrogen. In addition, what was manufactured by microbial cell processing without performing ozone treatment can be used as liquid fertilizer, but the liquid fertilizer manufactured by the method of this invention contains more nitrate nitrogen than this.
本発明のオゾン処理工程におけるオゾン処理としては、脱水ろ液にオゾン水を添加する方法や、脱水ろ液にオゾン（気体）を導入する方法や、脱水ろ液中でオゾンを発生させる等を例示することができる。かかるオゾン処理では、脱水ろ液に含まれる発酵に有用な菌を生かした状態で、大腸菌やサルモネラ菌等の雑菌を殺菌することができ、これにより、後の菌体処理を短期間で行うことが可能となり、硝酸態窒素量を増加させることができる。 Examples of the ozone treatment in the ozone treatment step of the present invention include a method of adding ozone water to the dehydrated filtrate, a method of introducing ozone (gas) into the dehydrated filtrate, and generation of ozone in the dehydrated filtrate. can do. In such ozone treatment, it is possible to sterilize miscellaneous bacteria such as Escherichia coli and Salmonella in a state where the bacteria useful for fermentation contained in the dehydrated filtrate are utilized, thereby enabling subsequent cell treatment in a short period of time. The amount of nitrate nitrogen can be increased.
オゾン処理は、脱水ろ液に対してオゾンを付与する処理であり、オゾン濃度としては、すぐに脱水ろ液中の有機物とオゾンが反応するため正確には把握できないが、数ｐｐｍ程度である。本発明においてはオゾン濃度を適度に調整して、脱水ろ液に含まれる発酵に有用な菌の活性を維持した状態で、大腸菌やサルモネラ菌等の雑菌のみを抑制する。また、本発明のオゾン処理のオゾン濃度はこのような低濃度でよいので、オゾン処理コストも安価となる。 The ozone treatment is a treatment for imparting ozone to the dehydrated filtrate, and the ozone concentration is about several ppm although it cannot be accurately grasped because the organic substance in the dehydrated filtrate immediately reacts with ozone. In the present invention, only the miscellaneous bacteria such as Escherichia coli and Salmonella are suppressed while maintaining the activity of the bacteria useful for fermentation contained in the dehydrated filtrate by appropriately adjusting the ozone concentration. Moreover, since the ozone concentration of the ozone treatment of the present invention may be such a low concentration, the ozone treatment cost is also low.
オゾン処理の処理時間としては、そのオゾン濃度にもよるが、例えば、１〜１５分程度であることが好ましく、２〜１０分程度であることがより好ましい。また、菌体処理前には、曝気処理等により完全にオゾンを除去することが好ましい。 The treatment time for the ozone treatment is, for example, preferably about 1 to 15 minutes, more preferably about 2 to 10 minutes, depending on the ozone concentration. Moreover, it is preferable to completely remove ozone by aeration treatment or the like before the bacterial cell treatment.
オゾンは、市販のオゾン発生装置を用いて調製することができる。 Ozone can be prepared using a commercially available ozone generator.
本発明の菌体処理工程における菌体処理は、植物の発育に影響がないように少なくとも脱水ろ液に含まれる腐敗菌及びアンモニアを低減する処理である。また、菌体処理工程後に、バイオフィルター装置を用いたろ過工程を有する場合には、かかるバイオフィルター装置の菌体生息媒体に生息する好気性菌体の生育への悪影響を防止する。かかる菌体処理工程において用いる菌体としては、脱水ろ液中の腐敗菌及びアンモニアを低減すること（無害化処理）ができる菌であれば特に制限されるものではなく、乳酸菌及びバチルス菌を含む複合菌体であることが好ましく、さらに酵母菌を含むことがより好ましい。乳酸菌及びバチルス菌としては、後述する発酵下水汚泥残渣ペレットの製造で用いる菌を用いることができる。また、酵母菌としては、サッカロミセス属（Saccharomyces）、シゾサッカロミセス属（Shizosaccharomyces）、カンジダ属（Candida）等の酵母菌を用いることができる。 The cell treatment in the cell treatment step of the present invention is a treatment for reducing at least spoilage bacteria and ammonia contained in the dehydrated filtrate so as not to affect the growth of the plant. Moreover, when it has the filtration process using a biofilter apparatus after a microbial cell treatment process, the bad influence on the growth of the aerobic microbial cell which inhabits the microbial cell habitat of this biofilter apparatus is prevented. The cells used in the cell treatment step are not particularly limited as long as they can reduce spoilage bacteria and ammonia (detoxification treatment) in the dehydrated filtrate, and include lactic acid bacteria and Bacillus bacteria. It is preferably a complex cell, and more preferably contains yeast. As lactic acid bacteria and Bacillus bacteria, bacteria used in the production of fermented sewage sludge residue pellets described later can be used. In addition, yeasts such as Saccharomyces, Shizosaccharomyces and Candida can be used as the yeast.
また、バイオフィルター装置を用いたろ過工程を有する場合には、このバイオフィルター装置で処理したろ液（処理液）を菌体含有液として用いることができる。すなわち、バイオフィルター装置で脱水ろ液を処理した処理液には、無害化処理が可能な菌体が含まれていることから、無害化処理にこの処理液を用いてもよい。これにより、別途、菌体処理のための菌体を用いることなく、循環処理が可能となる。 Moreover, when it has the filtration process using a bio filter apparatus, the filtrate (process liquid) processed with this bio filter apparatus can be used as a microbial cell containing liquid. That is, since the treatment liquid obtained by treating the dehydrated filtrate with the biofilter device contains cells that can be detoxified, this treatment liquid may be used for the detoxification treatment. Thereby, a circulation process is attained without using the microbial cell for a microbial cell process separately.
ろ過工程においては、バイオフィルター装置（以下、本発明のバイオフィルター装置ということがある）を用いる。かかるバイオフィルター装置は、好気性菌体が生息する菌体生息媒体を具備するバイオフィルターを備え、菌体生息媒体が、下水汚泥残渣ペレットの内部にバチルス菌を担持させると共に表層部に乳酸菌を担持させた菌担持下水汚泥残渣ペレットを発酵させて製造した発酵下水汚泥残渣ペレット（以下、本発明の発酵ペレットということがある）を含んでいる。本発明のバイオフィルター装置で処理することにより、硝酸態窒素量を増加させることができ、硝酸態窒素をより多く含む肥効の高い液肥を製造することができる。 In the filtration step, a biofilter device (hereinafter sometimes referred to as the biofilter device of the present invention) is used. Such a biofilter device includes a biofilter having a cell inhabiting medium in which aerobic cells inhabit, and the cell inhabiting medium carries Bacillus bacteria inside the sewage sludge residue pellet and also carries lactic acid bacteria in the surface layer portion. Fermented sewage sludge residue pellets produced by fermenting the fungus-carrying sewage sludge residue pellets (hereinafter sometimes referred to as fermentation pellets of the present invention) are included. By treating with the biofilter device of the present invention, the amount of nitrate nitrogen can be increased, and a liquid fertilizer with high fertilization effect containing more nitrate nitrogen can be produced.
本発明のバイオフィルター装置におけるバイオフィルターとしては、例えば、所定の容積を有し、底面に開口部（孔）を有する容器に、菌体生息媒体が収容されたもの挙げることができる。本発明のバイオフィルター装置においては、このバイオフィルターを１つ備える構成であってもよいが、２段以上の多段の構成であることが好ましい。２段以上備えることにより、前段で粗いろ過を行い、後段で精密なろ過を行う等、処理対象にあわせて目詰まりの起こりにくい構成とすることができる。また、各段の間に空間又は空気導入部を設けることにより、各バイオフィルター（菌体生息媒体）内への空気の導入が促進され、好気性菌体の活性を向上させることができる。 As a biofilter in the biofilter device of the present invention, for example, a container having a predetermined volume and having an opening (hole) on the bottom and containing a fungus inhabiting medium can be exemplified. The biofilter device of the present invention may have a configuration including one biofilter, but preferably has a multistage configuration of two or more stages. By providing two or more stages, it is possible to provide a configuration in which clogging is unlikely to occur according to the processing target, such as rough filtration in the former stage and precise filtration in the latter stage. Moreover, by providing a space or an air introduction part between each stage, introduction of air into each biofilter (bacterial cell inhabiting medium) is promoted, and the activity of the aerobic cell can be improved.
ここで、図１は、バイオフィルターを２段備えたバイオフィルター装置の概略説明図である。図１に示すように、本発明の一実施形態に係るバイオフィルター装置１は、バイオフィルター２を縦方向に２段に重ねて構成されている。バイオフィルター２は、底部に１〜１０ｍｍ、好ましくは１〜６ｍｍ程度の小孔３を多数具備し、内部に菌体生息媒体４を収容してなる。 Here, FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a biofilter device having two stages of biofilters. As shown in FIG. 1, a biofilter device 1 according to an embodiment of the present invention is configured by stacking biofilters 2 in two stages in the vertical direction. The biofilter 2 has a large number of small holes 3 having a size of 1 to 10 mm, preferably about 1 to 6 mm, at the bottom, and accommodates the fungus inhabiting medium 4 therein.
本発明のバイオフィルター装置における好気性菌体が生息する菌体生息媒体としては、好気性菌体が生息できる環境の媒体であれば特に制限されるものではなく、有機資材や無機資材を用いて構成することができる。ここで、好気性菌体とは、枯草菌、糸状菌、硝化細菌等の自然の土壌に生息する好気性菌体や、本発明の発酵ペレットに生息する好気性菌体などをいう。なお、本発明のバイオフィルター装置に用いる発酵下水汚泥残渣ペレット（本発明の発酵ペレット）についての詳細は、後述する。 The cell inhabiting medium inhabited by aerobic cells in the biofilter device of the present invention is not particularly limited as long as it is an environment medium in which aerobic cells can inhabit, and organic or inorganic materials are used. Can be configured. Here, the aerobic cell means an aerobic cell inhabiting natural soil such as Bacillus subtilis, filamentous fungus or nitrifying bacteria, an aerobic cell inhabiting the fermentation pellet of the present invention, or the like. In addition, the detail about the fermented sewage sludge residue pellet (fermentation pellet of this invention) used for the biofilter apparatus of this invention is mentioned later.
菌体生育媒体の構成要素として、例えば、土壌は、有機資材、無機資材及び好気性菌体を含むことから、特に好ましく用いることができる。土壌を用いる場合、団粒土壌を用いることが好ましく、例えば、田畑等の団粒構造が形成された土壌や、造粒処理を行った土壌を用いることができる。本発明においては、本発明の発酵ペレットを肥料として施用した田畑の団粒土壌を用いることが特に好ましい。団粒土壌を用いることにより、バイオフィルターの孔隙率が高くなり、透水性、浸透性が向上し、処理効率が高くなる。なお、本発明の菌体生息媒体は、本発明の発酵ペレットを含んでおり、豊富な菌体やフルボ酸等を含んでいることから、菌体の代謝等により、継続的に団粒構造の形成が進行する。 As a constituent of the cell growth medium, for example, soil can be particularly preferably used because it contains organic materials, inorganic materials, and aerobic cells. When using soil, it is preferable to use aggregated soil, for example, soil in which aggregated structures such as fields are formed, or soil subjected to granulation treatment can be used. In the present invention, it is particularly preferable to use a field aggregate soil obtained by applying the fermented pellets of the present invention as a fertilizer. By using aggregated soil, the porosity of the biofilter is increased, the water permeability and permeability are improved, and the treatment efficiency is increased. In addition, since the microbial cell inhabiting medium of the present invention contains the fermented pellet of the present invention and contains abundant microbial cells, fulvic acid, etc., it is continuously aggregated due to the metabolism of the microbial cells. Formation proceeds.
有機資材は、土壌を用いる場合は土壌に含まれているため必ずしも別途用いる必要はないが、適宜必要に応じて用いることができる。有機資材としては、植物性有機物を用いることが好ましい。植物性有機資材としては、具体的に、腐葉土、落ち葉、ワラ、モミ、雑草、おが屑、糠、なたね粕等を挙げることができる。有機資材は、好気性菌体の栄養源となると共に、菌体生息媒体の物理的な空間を形成する（孔隙率を上げる）機能を有する。 The organic material is not necessarily used separately because it is contained in the soil when the soil is used, but it can be used as necessary. As the organic material, it is preferable to use a plant organic material. Specific examples of plant organic materials include humus, fallen leaves, straw, fir, weeds, sawdust, straw, and rapeseed straw. The organic material serves as a nutrient source for the aerobic cells, and has a function of forming a physical space (increasing the porosity) of the cell living medium.
無機資材は、有機資材同様、土壌を用いる場合は土壌に含まれているため必ずしも別途用いる必要はないが、適宜必要に応じて用いることができる。無機資材としては、例えば、活性炭、炭、セラミックス、ゼオライト、パーライト、けいそう土焼成粒、バーミキュライト、ベントナイト等を用いることができる。無機資材は、菌体生息媒体の形態保持の機能を有すると共に、資材の吸着能等の機能を用いてろ過性を高めることができる。 Inorganic materials, as well as organic materials, are not necessarily required to be separately used because they are contained in soil when used, but can be used as necessary. As the inorganic material, for example, activated carbon, charcoal, ceramics, zeolite, pearlite, diatomaceous earth fired particles, vermiculite, bentonite and the like can be used. The inorganic material has a function of maintaining the form of the microbial cell inhabiting medium, and can improve the filterability by using a function such as the adsorption ability of the material.
バイオフィルターを２以上用いる場合、少なくとも団粒土壌、植物性有機資材、及び発酵下水汚泥残渣ペレットを含む菌体生息媒体を具備する第１のバイオフィルターと、少なくとも団粒土壌、及び発酵下水汚泥残渣ペレットを含む菌体生息媒体を具備する第２のバイオフィルターとを用いることが好ましい。第１のバイオフィルターの菌体生息媒体に含まれる植物性有機資材とは、土壌や発酵下水汚泥残渣ペレットに含まれる有機資材以外のものをいう。 When two or more biofilters are used, at least a first biofilter comprising a cell habitat medium including aggregated soil, plant organic materials, and fermented sewage sludge residue pellets, and at least aggregated soil and fermented sewage sludge residue It is preferable to use a second biofilter having a cell-habitating medium containing pellets. The plant organic material contained in the microbial cell habitat medium of the first biofilter refers to something other than the organic material contained in the soil or fermented sewage sludge residue pellets.
第１のバイオフィルターにおいては、植物性有機資材を含むことにより、物理的な空間を形成して孔隙率を上げることができ、第２のバイオフィルターに比して浸透性のよいフィルターとすることができる。一方、第２のバイオフィルターは、有機資材を含んでいても含んでいなくてもよいが、含む場合には、第１のバイオフィルターよりも少量とし、第１のバイオフィルターに比して密な構造（孔隙率の低い構造）とすることが好ましい。また、密な構造の第２のバイオフィルターは、第１のバイオフィルターに比して、厚さを薄くしてバイオフィルター内の酸素量を確保することが好ましい。このような孔隙率の異なるバイオフィルターを用いることにより、脱水ろ液を効率的に処理できると共に、フィルターの目詰まりを抑制することができる。 In the first biofilter, by containing plant organic materials, a physical space can be formed to increase the porosity, and the filter should be more permeable than the second biofilter. Can do. On the other hand, the second biofilter may or may not contain an organic material. However, if it is included, the second biofilter should be smaller than the first biofilter and denser than the first biofilter. It is preferable to use a simple structure (a structure having a low porosity). In addition, it is preferable that the second biofilter having a dense structure has a smaller thickness than the first biofilter to ensure the amount of oxygen in the biofilter. By using such biofilters with different porosities, it is possible to efficiently treat the dehydrated filtrate and to suppress clogging of the filter.
第１のバイオフィルターにおいては、土壌と植物性有機資材との重量比が、１：０．５〜５．０であることが好ましく、１：０．８〜４．０であることがより好ましく、１：１．０〜３．０であることがさらに好ましい。また、土壌と発酵下水汚泥残渣ペレットの重量比は、１：０．００１〜０．５であることが好ましく、１：０．００５〜０．３であることがより好ましく、１：０．０１〜０．１であることがさらに好ましい。 In the first biofilter, the weight ratio between the soil and the plant organic material is preferably 1: 0.5 to 5.0, and more preferably 1: 0.8 to 4.0. 1 is more preferably 1.0 to 3.0. The weight ratio of the soil and the fermented sewage sludge residue pellets is preferably 1: 0.001 to 0.5, more preferably 1: 0.005 to 0.3, and 1: 0.01. More preferably, it is -0.1.
第２のバイオフィルターにおいては、土壌と植物性有機資材との重量比が、１：０〜３．０であることが好ましく、１：０．１〜２．０であることがより好ましく、１：０．３〜１．０であることがさらに好ましい。また、土壌と発酵下水汚泥残渣ペレットの重量比は、１：０．００１〜０．５であることが好ましく、１：０．００５〜０．３であることがより好ましく、１：０．０１〜０．１であることがさらに好ましい。 In the second biofilter, the weight ratio between the soil and the plant organic material is preferably 1: 0 to 3.0, more preferably 1: 0.1 to 2.0. : More preferably, it is 0.3-1.0. The weight ratio of the soil and the fermented sewage sludge residue pellets is preferably 1: 0.001 to 0.5, more preferably 1: 0.005 to 0.3, and 1: 0.01. More preferably, it is -0.1.
なお、第１のバイオフィルター及び第２のバイオフィルターと異なる別の構成の第３、第４、それ以上の種類のバイオフィルターを備えていてもよい。また、各バイオフィルター間には、ろ過処理された処理液に対して、酸素を含む空気（外気）を接触させるための空気接触空間を設けることが好ましい。この空気接触空間は、外気を導入できる構成であればよく、自然の状態で外気を導入できる構成であってもよいし、エアポンプ等を用いて人工的に外気を導入する構成であってもよい。 In addition, you may provide the 3rd, 4th, or more types of biofilter of another structure different from a 1st biofilter and a 2nd biofilter. In addition, it is preferable to provide an air contact space between each biofilter for bringing oxygen-containing air (outside air) into contact with the filtered processing solution. The air contact space may be configured to be able to introduce outside air, may be configured to introduce outside air in a natural state, or may be configured to artificially introduce outside air using an air pump or the like. .
ろ過工程は、オゾン処理工程及び菌体処理工程を経た脱水ろ液を上記本発明のバイオフィルター装置に投入してろ過する工程であるが、所定量の脱水ろ液を投入後、吸着有機物を菌体が分解、硝化するための所定期間をあけて次の所定量の脱水ろ液を投入するバッチ処理であることが好ましい。すなわち、所定量の脱水ろ液をバイオフィルター装置に投入した後、脱水ろ液はろ過処理され排出されるが、この排出後も所定期間放置しておく。この間に、バイオフィルター（菌体生息媒体）に吸着された微細な有機物粒子を、菌体生息媒体に生息する好気性菌体が分解、硝化する。このように所定期間放置することにより、吸着された微細な有機物粒子が分解され、バイオフィルターの目詰まりを防止することができる。すなわち、次の脱水ろ液を投入するまでの所定期間は、菌体生息媒体に生息する好気性菌体が、所定量の脱水ろ液の投入によりバイオフィルターに吸着された微細な有機物粒子を分解、硝化し終える期間であることが好ましく、これによりフィルターの目詰まりを防止して繰り返し使用することが可能となる。特に、本発明の発酵ペレットは、菌体が豊富に繁殖しており、微細な有機物粒子の分解、硝化が短時間で進行する。 The filtration step is a step in which the dehydrated filtrate that has passed through the ozone treatment step and the cell treatment step is added to the biofilter device of the present invention and filtered. A batch process in which a predetermined amount of dehydrated filtrate is introduced after a predetermined period for the body to decompose and nitrify is preferable. That is, after a predetermined amount of dehydrated filtrate has been put into the biofilter device, the dehydrated filtrate is filtered and discharged, but is left to stand for a predetermined period after this discharge. During this time, the aerobic cells that inhabit the cell inhabitants decompose and nitrify the fine organic particles adsorbed on the biofilter (cell inhabitants). By leaving it to stand for a predetermined period in this way, the adsorbed fine organic particles can be decomposed and the clogging of the biofilter can be prevented. In other words, for a predetermined period until the next dehydrated filtrate is introduced, aerobic cells that inhabit the cell culture medium decompose fine organic particles adsorbed on the biofilter by introducing a predetermined amount of dehydrated filtrate. The period during which nitrification is completed is preferable, and the filter can be prevented from being clogged and used repeatedly. In particular, the fermented pellets of the present invention are rich in bacterial cells, and the decomposition and nitrification of fine organic particles proceed in a short time.
本発明の下水汚泥残渣脱水ろ液の処理方法は、下水汚泥残渣の脱水ろ液に対してオゾン処理を施すオゾン処理工程と、オゾン処理された脱水ろ液を菌体を用いて処理する菌体処理工程と、菌体処理された脱水ろ液をバイオフィルター装置に投入してろ過するろ過工程を有するものであり、バイオフィルター装置が、好気性菌体が生息する菌体生息媒体を具備するバイオフィルターを備え、菌体生息媒体が、下水汚泥残渣ペレットの内部にバチルス菌を担持させると共に表層部に乳酸菌を担持させた菌担持下水汚泥残渣ペレットを発酵させて製造した発酵下水汚泥残渣ペレット（本発明の発酵ペレット）を含むことを特徴とする。 The treatment method of the sewage sludge residue dehydrated filtrate of the present invention includes an ozone treatment step of performing ozone treatment on the dehydrated filtrate of sewage sludge residue, and a fungus body that treats the ozone treated dehydrated filtrate using the fungus body. A bioprocess comprising a treatment step and a filtration step of filtering the dehydrated filtrate that has been treated with cells into a biofilter device, wherein the biofilter device has a cell-habitating medium inhabited by aerobic cells A fermented sewage sludge residue pellet produced by fermenting a bacteria-carrying sewage sludge residue pellet that has a filter and has a Bacillus bacterium in the sewage sludge residue pellet and a lactic acid bacterium on the surface layer. Inventive fermentation pellets).
各工程の前後には他の工程を有していてもよい。また、下水汚泥残渣の脱水ろ液としては、リグニンやセルロース等の難分解性高分子を低分子化する処理が施された下水汚泥残渣の脱水ろ液を用いることが特に好ましい。 Other steps may be provided before and after each step. Further, as the dewatered filtrate of the sewage sludge residue, it is particularly preferable to use a dewatered filtrate of the sewage sludge residue that has been subjected to a treatment for degrading a hardly degradable polymer such as lignin and cellulose.
本発明の下水汚泥残渣脱水ろ液の処理方法は、微細な有機物粒子を回収して脱水ろ液中のＣＯＤ及び色度を顕著に低減することができ、また、フィルターの目詰まりを起こすことなく繰り返し使用することができる。具体的には、本発明のバイオフィルター装置における菌体生息媒体には、好気性菌体の代謝物質からなるフィラメント（有機のり）が大量に形成され、これにより、従来回収が困難であった極めて微細な有機物粒子の吸着がより容易となる。また、菌体生息媒体は、本発明の発酵ペレットを含んでおり、好気性菌体が豊富に存在することから、かかる好気性菌体が、ろ過処理により吸着した微細な有機物粒子等を効果的に分解し、バイオフィルターの目詰まりを抑制することができる。なお、本発明でいう微細な有機物粒子（難吸着性物質）とは、通常の濾紙等では回収できない、例えば、粒径が１ｎｍ〜１μｍ程度の粒子をいう。 The method for treating a sewage sludge residue dehydrated filtrate according to the present invention can recover fine organic particles to remarkably reduce COD and chromaticity in the dehydrated filtrate without causing clogging of the filter. Can be used repeatedly. Specifically, a large amount of filaments (organic glue) made of metabolites of aerobic cells are formed in the cell inhabiting medium in the biofilter device of the present invention, which makes it difficult to collect them in the past. Adsorption of fine organic particles becomes easier. In addition, since the microbial cell habitat contains the fermentation pellet of the present invention and abundant aerobic cells, such aerobic cells effectively remove fine organic particles adsorbed by filtration. And clogging of the biofilter can be suppressed. The fine organic particles (non-adsorptive substance) referred to in the present invention refers to particles having a particle size of about 1 nm to 1 μm, for example, which cannot be collected by ordinary filter paper or the like.
なお、オゾン処理工程、菌体処理工程、及びろ過工程については、本発明の液肥の製造方法と同様であるので、説明を省略する。 In addition, about an ozone treatment process, a microbial cell treatment process, and a filtration process, since it is the same as that of the manufacturing method of the liquid fertilizer of this invention, description is abbreviate | omitted.
続いて、本発明の菌体生息媒体に含まれる発酵下水汚泥残渣ペレット（本発明の発酵ペレット）について詳細に説明する。この本発明の発酵ペレットは、本発明者らが開発したＰＣＴ／ＪＰ２０１７／２７６６２号及び特願２０１８−２５０９８号に記載の発酵ペレットである。 Subsequently, the fermented sewage sludge residue pellets (fermented pellets of the present invention) contained in the bacterial cell habitat of the present invention will be described in detail. This fermentation pellet of the present invention is a fermentation pellet described in PCT / JP2017 / 27662 and Japanese Patent Application No. 2018-25098 developed by the present inventors.
本発明の発酵ペレットは、上記のように、下水汚泥残渣ペレットの内部にバチルス菌を担持させると共に表層部に乳酸菌を担持させた菌担持下水汚泥残渣ペレットを発酵させて製造したものであれば特に制限されるものではなく、菌担持下水汚泥残渣ペレットが、オゾン処理された下水汚泥残渣ペレットに菌を担持させたものであることが好ましい。 The fermentation pellet of the present invention, as described above, is particularly suitable if it is produced by fermenting a bacteria-carrying sewage sludge residue pellet in which Bacillus bacteria are carried inside the sewage sludge residue pellet and lactic acid bacteria are carried on the surface layer part. It is not limited, and it is preferable that the bacteria-carrying sewage sludge residue pellets are those in which bacteria are carried in ozone-treated sewage sludge residue pellets.
原料となる下水汚泥残渣ペレット（バチルス菌及び乳酸菌を担持する前のもの）としては、下水汚泥残渣をペレット状にしたものであればよく、例えば、１辺又は直径が５〜１５ｍｍ、長さが２０〜４０ｍｍ程度の直方体又は円柱体のペレットを挙げることができ、発酵現場までの運搬や発酵処理までの保管等を考慮すると、含水率が２０％以下のものが好ましい。かかるペレットは、一般的な下水処理が施された下水汚泥残渣をペレット加工したものであってもよいが、リグニンやセルロースなどの難分解性高分子を低分子化する処理が施された下水汚泥残渣をペレット加工したものであることが好ましい。低分子化処理に際しては、食品残渣等の各種有機資源を加えてもよい。かかる低分子化処理としては、水熱処理、オゾン処理、生物活性炭処理、超音波処理（例えば、特開２００３−１４４０９７号公報）等を例示することができ、各種処理を組み合わせてもよい。具体的な水熱処理による低分子化処理としては、例えば、特開２０１２−２００６９１号公報や特開２０１２−２００６９２号公報に記載の水熱反応を利用した方法を挙げることができる。 As a sewage sludge residue pellet (before carrying Bacillus bacteria and lactic acid bacteria) as a raw material, what is necessary is just a pellet of sewage sludge residue. A rectangular parallelepiped or cylindrical pellet having a size of about 20 to 40 mm can be mentioned. In consideration of transportation to the fermentation site, storage until the fermentation treatment, and the like, a water content of 20% or less is preferable. Such pellets may be pellets of sewage sludge residues that have been subjected to general sewage treatment, but sewage sludge that has been subjected to a treatment to lower the molecular weight of refractory polymers such as lignin and cellulose. The residue is preferably pelletized. In the molecular weight reduction treatment, various organic resources such as food residues may be added. Examples of such a low molecular weight treatment include hydrothermal treatment, ozone treatment, biological activated carbon treatment, ultrasonic treatment (for example, JP-A-2003-144097), and various treatments may be combined. Specific examples of the low molecular weight treatment by hydrothermal treatment include a method using a hydrothermal reaction described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2012-200691 and 2012-200692.
本発明の発酵ペレットの製造における下水汚泥残渣ペレットのオゾン処理としては、下水汚泥残渣ペレットにオゾンを含む液体又は気体等を接触させる処理であれば特に制限はなく、下水汚泥残渣ペレットにオゾンを含む液体を散布する方法や、オゾンを含む液体に下水汚泥残渣ペレットを浸漬する方法や、下水汚泥残渣ペレットを収容した容器内にオゾンを含む気体を導入する方法等を例示することができる。かかるオゾン処理では、下水汚泥残渣ペレットに含まれる発酵に有用な菌を生かした状態で、大腸菌やサルモネラ菌等の雑菌を殺菌することができ、これにより、後のバチルス菌及び乳酸菌を用いた発酵処理を短期間で行うことが可能となる。 The ozone treatment of the sewage sludge residue pellet in the production of the fermentation pellet of the present invention is not particularly limited as long as it is a treatment in which a liquid or gas containing ozone is brought into contact with the sewage sludge residue pellet, and the sewage sludge residue pellet contains ozone. Examples thereof include a method of spraying a liquid, a method of immersing a sewage sludge residue pellet in a liquid containing ozone, a method of introducing a gas containing ozone into a container containing the sewage sludge residue pellet, and the like. In such ozone treatment, it is possible to sterilize miscellaneous bacteria such as Escherichia coli and Salmonella in a state where the bacteria useful for fermentation contained in the sewage sludge residue pellets are utilized, and thereby fermentation treatment using later Bacillus bacteria and lactic acid bacteria Can be performed in a short period of time.
オゾン処理に用いるオゾンを含む液体のオゾン濃度としては、０．５〜５．０ｐｐｍであることが好ましく、０．８〜４．０ｐｐｍであることがより好ましく、１．０〜３．０ｐｐｍであることがさらに好ましい。オゾンを含む液体の濃度がこの範囲にあることにより、下水汚泥残渣ペレットに含まれる発酵に有用な菌の活性を維持した状態で、大腸菌やサルモネラ菌等の雑菌のみを強力に抑制することができる。また、このような低濃度のオゾンを含む液体を用いればよいので、オゾンを含む液体の製造コストも安価であり、発酵ペレット製造のトータルコストを低減することが可能となる。 The ozone concentration of the liquid containing ozone used for the ozone treatment is preferably 0.5 to 5.0 ppm, more preferably 0.8 to 4.0 ppm, and 1.0 to 3.0 ppm. More preferably. When the concentration of the liquid containing ozone is in this range, only miscellaneous bacteria such as Escherichia coli and Salmonella can be strongly suppressed while maintaining the activity of bacteria useful for fermentation contained in the sewage sludge residue pellet. Moreover, since the liquid containing such low concentration ozone should just be used, the manufacturing cost of the liquid containing ozone is also cheap, and it becomes possible to reduce the total cost of fermentation pellet manufacture.
また、オゾン処理において用いる下水汚泥残渣ペレットに対するオゾンを含む液体の量としては、０．００５〜０．５Ｌ／ｋｇであることが好ましく、０．００７〜０．３Ｌ／ｋｇであることがより好ましく、０．００８〜０．１Ｌ／ｋｇであることがさらに好ましく、０．０１〜０．０５Ｌ／ｋｇであることが特に好ましい。 Further, the amount of the liquid containing ozone with respect to the sewage sludge residue pellet used in the ozone treatment is preferably 0.005 to 0.5 L / kg, and more preferably 0.007 to 0.3 L / kg. 0.008 to 0.1 L / kg is more preferable, and 0.01 to 0.05 L / kg is particularly preferable.
オゾンを含む液体は、オゾンガスを水等の液体にバブリングして溶解させる方法や水の電気分解法等の公知の方法により得ることができ、市販のオゾン発生装置を用いて調製することができる。 The liquid containing ozone can be obtained by a known method such as a method of bubbling ozone gas into a liquid such as water or an electrolysis method of water, and can be prepared using a commercially available ozone generator.
菌担持下水汚泥残渣ペレットの調製は、下水汚泥残渣ペレットの内部にバチルス菌を担持させ、表層部に乳酸菌を担持させることができればその方法は特に制限されるものではなく、オゾン処理された下水汚泥残渣ペレットの内部にバチルス菌を担持させ、表層部に乳酸菌を担持させることが好ましい。具体的には、オゾン処理を実施又は不実施の下水汚泥残渣ペレットにバチルス菌を添加し、ペレット表層部を乾燥した後、乳酸菌を添加して調製することが好ましい。
より具体的には、後述する平面化工程（Ｓ１）と、オゾン処理工程と（Ｓ２）と、バチルス菌添加工程（Ｓ３）と、ペレット表層部乾燥工程（Ｓ４）と、乳酸菌添加工程（Ｓ５）とを有する調製方法を例示することができる。
Preparation of bacteria-supporting sewage sludge residue pellets is not particularly limited as long as Bacillus bacteria can be supported inside the sewage sludge residue pellets and lactic acid bacteria can be supported on the surface layer. It is preferable to carry Bacillus bacteria inside the residue pellet and to carry lactic acid bacteria on the surface layer. Specifically, it is preferable to prepare by adding Bacillus bacteria to the sewage sludge residue pellets with or without ozone treatment and drying the pellet surface layer, and then adding lactic acid bacteria.
More specifically, a planarization step (S1), an ozone treatment step (S2), a Bacillus bacterium addition step (S3), a pellet surface layer drying step (S4), and a lactic acid bacterium addition step (S5) described later. The preparation method which has these can be illustrated.
また、菌担持下水汚泥残渣ペレットの発酵方法としては、菌担持下水汚泥残渣ペレットの発酵を行うことができる方法であれば特に制限されるものではなく、発酵効率の点から、菌担持下水汚泥残渣ペレットを山積みにして発酵する方法が好ましい。かかる山積みにして発酵させる方法としては、菌担持下水汚泥残渣ペレットを山状に積み上げ発酵する方法であればよく、山積みの形態としては、円錐状、角錐状、載頭円錐状、載頭角錐状や、これらの形状が所定方向に延設された山脈状等を挙げることができる。具体的には、後述する山積工程（Ｓ６）及び発酵工程（Ｓ７）における方法を例示することができる。 In addition, the fermentation method of the bacteria-carrying sewage sludge residue pellet is not particularly limited as long as it is a method capable of performing fermentation of the bacteria-carrying sewage sludge residue pellet. From the viewpoint of fermentation efficiency, the bacteria-carrying sewage sludge residue A method of fermenting a pile of pellets is preferred. As a method of fermenting in such a pile, any method can be used as long as it is a method in which the bacteria-carrying sewage sludge residue pellets are piled up and fermented, and the piles can be conical, pyramidal, truncated cone, truncated pyramidal. Or a mountain range in which these shapes extend in a predetermined direction. Specifically, the method in the pile process (S6) and fermentation process (S7) mentioned later can be illustrated.
図２に示すように、本発明の発酵下水汚泥残渣ペレットの製造方法は、例えば、下水汚泥残渣ペレットを平面状に広げる平面化工程（Ｓ１）と、下水汚泥残渣ペレットにオゾンを含む液体を接触させるオゾン処理工程（Ｓ２）と、平面化工程（Ｓ１）及びオゾン処理工程（Ｓ２）を経た下水汚泥残渣ペレットに対してバチルス菌を添加するバチルス菌添加工程（Ｓ３）と、バチルス菌添加工程を経た下水汚泥残渣ペレットの表層部を乾燥するペレット表層部乾燥工程（Ｓ４）と、ペレット表層部乾燥工程（Ｓ４）を経た下水汚泥残渣ペレットに対して乳酸菌を添加する乳酸菌添加工程（Ｓ５）と、乳酸菌添加工程（Ｓ５）を経た下水汚泥残渣ペレットを山積みにする山積工程（Ｓ６）と、山積工程（Ｓ６）を経た下水汚泥残渣ペレットを発酵させる発酵工程（Ｓ７）とを有しており、これ以外の工程を有していてもよい。また、発酵工程（Ｓ７）は、好ましくは、切返工程（Ｓ７１）及び発酵時水分調整工程（Ｓ７２）を有する。なお、平面化工程（Ｓ１）及びオゾン処理工程（Ｓ２）の順序は問わない。 As shown in FIG. 2, the method for producing fermented sewage sludge residue pellets of the present invention includes, for example, a flattening step (S1) for expanding the sewage sludge residue pellets into a planar shape, and contacting the sewage sludge residue pellets with a liquid containing ozone. An ozone treatment step (S2), a Bacillus bacteria addition step (S3) for adding Bacillus bacteria to the sewage sludge residue pellets through the planarization step (S1) and the ozone treatment step (S2), and a Bacillus bacteria addition step. A pellet surface layer drying step (S4) for drying the surface layer portion of the sewage sludge residue pellet that has undergone, and a lactic acid bacteria addition step (S5) for adding lactic acid bacteria to the sewage sludge residue pellet that has undergone the pellet surface layer drying step (S4); Pile of sewage sludge residue pellets that have passed through the pile process (S6) and sewage sludge residue pellets that have passed through the pile process (S6) It has a fermentation step (S7) for, may have other steps. In addition, the fermentation step (S7) preferably includes a turnover step (S71) and a moisture adjustment step during fermentation (S72). In addition, the order of a planarization process (S1) and an ozone treatment process (S2) is not ask | required.
平面化工程（Ｓ１）は、下水汚泥残渣ペレットを平面状に広げる工程であり、一様にペレットが広がった状態になっていればよく、一部ペレットが重なった状態であってもよい。この平面化工程により、添加するバチルス菌を全体に付着させることが可能となると共に、バチルス菌の代謝による急激な温度上昇を抑制することが可能となる。また、平面化工程の後にオゾン処理を行う場合には、下水汚泥残渣ペレット全体にオゾンを含む液体を接触させることができる。 The flattening step (S1) is a step of spreading the sewage sludge residue pellets into a flat shape, as long as the pellets are uniformly spread, and may be in a state where the pellets partially overlap. By this planarization step, it is possible to attach the added Bacillus bacteria to the whole, and to suppress a rapid temperature increase due to the metabolism of the Bacillus bacteria. Moreover, when performing ozone treatment after a planarization process, the liquid containing ozone can be made to contact the whole sewage sludge residue pellet.
オゾン処理工程（Ｓ２）は、例えば、下水汚泥残渣ペレットに対してオゾンを含む液体を接触させる工程であり、平面状に広げられた下水汚泥残渣ペレットに対してオゾンを含む液体を散布する。オゾンを含む液体を散布する前に、平面状に広げられた下水汚泥残渣ペレットに予め加水し、水分量を調整しておくことが好ましい。これにより、オゾンを含む液体をペレット内部まで浸透させることができる。例えば、下水汚泥残渣ペレットの含水量が、好ましくは２０〜６０質量％、より好ましくは２５〜５０質量％、さらに好ましくは３０〜５０質量％程度になるように調整する。この処理により、下水汚泥残渣ペレットに存在する発酵に有用な菌を生存させた状態で、大腸菌やサルモネラ菌等の雑菌を殺菌することができ、発酵工程（Ｓ７）の短縮化を図ることができる。 The ozone treatment step (S2) is, for example, a step of bringing a liquid containing ozone into contact with a sewage sludge residue pellet, and spraying a liquid containing ozone on a sewage sludge residue pellet spread in a flat shape. Before spraying a liquid containing ozone, it is preferable to preliminarily add water to the sewage sludge residue pellet spread in a flat shape to adjust the water content. Thereby, the liquid containing ozone can be osmose | permeated to the inside of a pellet. For example, the water content of the sewage sludge residue pellet is preferably adjusted to 20 to 60% by mass, more preferably 25 to 50% by mass, and even more preferably about 30 to 50% by mass. By this treatment, bacteria such as Escherichia coli and Salmonella can be sterilized in a state where bacteria useful for fermentation existing in the sewage sludge residue pellets are alive, and the fermentation process (S7) can be shortened.
なお、このオゾン処理工程は、その処理の一部又は全部を平面化工程の前に行ってもよい。すなわち、下水汚泥残渣ペレットを平面状に広げる前にオゾン処理し、かかるオゾン処理されたペレットを平面状に広げてもよい。 In this ozone treatment step, part or all of the treatment may be performed before the planarization step. That is, ozone treatment may be performed before spreading the sewage sludge residue pellets in a flat shape, and the ozone-treated pellets may be spread in a flat shape.
バチルス菌添加工程（Ｓ３）は、平面化工程及びオゾン処理工程を経た下水汚泥残渣ペレットに対してバチルス菌を添加する工程であり、バチルス菌を所定量の水に溶解した状態で、ペレット全体に一様に添加することが好ましい。上記のように、下水汚泥残渣ペレットが平面状に広げられている場合には、バチルス菌を全体に付着させることが容易となる。 The Bacillus bacterium addition step (S3) is a step of adding Bacillus bacteria to the sewage sludge residue pellets that have undergone the planarization process and the ozone treatment process, and in a state in which Bacillus bacteria are dissolved in a predetermined amount of water, It is preferable to add uniformly. As described above, when the sewage sludge residue pellets are spread in a flat shape, it is easy to attach Bacillus bacteria to the whole.
なお、バチルス菌添加工程前までに、下水汚泥残渣ペレットの含水量を調整しておくことが好ましい。具体的には、バチルス菌添加後の下水汚泥残渣ペレットの含水量が、好ましくは２５〜７０質量％、より好ましくは３０〜６０質量％、さらに好ましくは４０〜６０質量％となるように調整しておくことが好ましい。本工程により、ペレットを膨潤させ、菌体をペレット内部まで浸透させることができると共に、菌体の活性を高めることができる。 In addition, it is preferable to adjust the water content of a sewage sludge residue pellet before the Bacillus bacteria addition process. Specifically, the water content of the sewage sludge residue pellet after addition of Bacillus bacteria is preferably adjusted to 25 to 70% by mass, more preferably 30 to 60% by mass, and even more preferably 40 to 60% by mass. It is preferable to keep it. By this step, the pellet can be swollen and the cells can be penetrated into the inside of the pellet, and the activity of the cells can be enhanced.
本発明の方法において添加するバチルス菌としては、例えば、Bacillus subtilis、Bacillus tequilensis、Bacillus vallismortis、Bacillus mojavensis、Bacillus amyloliquefaciens、Bacillus subtilis subsp. subtilis、Bacillus subtilis subsp.spizizenii、Bacillus subtilis subsp. inaquosorum、Bacillus subtilis var. nattoを挙げることができ、これらの中でも、Bacillus subtilis var. natto（納豆菌）が好ましい。これらのバチルス菌は１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。バチルス菌の入手方法としては、特に制限されるものではなく、市販品を用いることができる。また、例えば、納豆等のバチルス菌を含む食品そのものや、これから単離されたバチルス菌を用いてもよい。 Examples of Bacillus added in the method of the present invention include Bacillus subtilis, Bacillus tequilensis, Bacillus vallismortis, Bacillus mojavensis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis subsp.subtilis, Bacillus subtilis subsp. natto can be mentioned, and among these, Bacillus subtilis var. natto is preferred. These Bacillus bacteria can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The method for obtaining Bacillus bacteria is not particularly limited, and commercially available products can be used. In addition, for example, food itself containing Bacillus bacteria such as natto, or Bacillus bacteria isolated therefrom may be used.
続く、ペレット表層部乾燥工程（Ｓ４）は、下水汚泥残渣ペレットの表層部を乾燥する工程であり、ペレットの表層部を乾燥させることにより、バチルス菌をペレット内部に担持させる工程である。このペレット表層部乾燥工程では、例えば、バチルス菌添加後１２〜４８時間自然乾燥を行うが、必要に応じてペレット群を撹拌しながら乾燥してもよい。なお、平面状でそのまま乾燥させた場合、ペレット群の上層部と下層部で均一な乾燥状態とならないが、少なくともペレット群上層部は、ペレット単体の表層部の一部が乾燥した状態となるように乾燥する。 The subsequent pellet surface layer drying step (S4) is a step of drying the surface layer portion of the sewage sludge residue pellet, and is a step of supporting Bacillus bacteria inside the pellet by drying the surface layer portion of the pellet. In this pellet surface layer drying step, for example, natural drying is performed for 12 to 48 hours after addition of Bacillus bacteria, but the pellet group may be dried while stirring as necessary. In addition, when it is dried as it is in a flat form, the upper and lower parts of the pellet group are not uniformly dried, but at least the upper part of the pellet group is in a state where a part of the surface layer part of the pellet is in a dry state. To dry.
乳酸菌添加工程（Ｓ５）は、表層部が乾燥された下水汚泥残渣ペレットに対して乳酸菌を添加する工程であり、平面状に広げられたペレットに上方から乳酸菌を添加し、ペレット表層部に乳酸菌を担持させる工程である。添加する乳酸菌としては、例えば、ラクトバチルス属（Lactobacillus）、ビフィドバクテリウム属（Bifidobacterium）、ラクトコッカス属（Lactococcus）、エンテロコッカス属（Enterococcus）、ストレプトコッカス（Streptococcus）、ペディオコッカス属（Pediococcus）、リューコノストック属 （Leuconostoc）の乳酸菌を挙げることができる。これらの乳酸菌は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。乳酸菌の入手方法としては、特に制限されるものではなく、市販品を用いることができる。また、例えば、ヨーグルト等の乳酸菌を含む食品そのものや、これから単離された乳酸菌を用いてもよい。 The lactic acid bacteria addition step (S5) is a step of adding lactic acid bacteria to the sewage sludge residue pellets whose surface layer portion has been dried. The lactic acid bacteria are added from above to the flatly spread pellets, and the lactic acid bacteria are added to the pellet surface layer portion. This is the step of supporting. Examples of lactic acid bacteria to be added include, for example, Lactobacillus, Bifidobacterium, Lactococcus, Enterococcus, Streptococcus, Pediococcus, The lactic acid bacteria of the genus Leuconostoc can be mentioned. These lactic acid bacteria can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The method for obtaining lactic acid bacteria is not particularly limited, and commercially available products can be used. Further, for example, foods containing lactic acid bacteria such as yogurt or lactic acid bacteria isolated therefrom may be used.
なお、乳酸菌の添加は、少なくとも平面状に広げられた状態の下水汚泥残渣ペレットに対して行うが、次工程において山積み状態とした下水汚泥残渣ペレットに対しても再度行うことにより、より全体のペレットに乳酸菌を付与することが可能となる。 In addition, the addition of lactic acid bacteria is performed on the sewage sludge residue pellets in a state of being spread at least in a flat shape, but by performing again on the sewage sludge residue pellets in a piled-up state in the next step, a more whole pellet It is possible to give lactic acid bacteria to the.
原料である下水汚泥残渣ペレットに対してバチルス菌を添加し、ペレット表層部を乾燥させた後、乳酸菌を添加することにより、バチルス菌をペレット内部に担持させると共に、表層部に乳酸菌を担持させることができ、ペレットに２種類の菌の２層構造を形成することができる。２種類の温度活性領域の異なる菌体を用いることにより、相互的に各菌体が活性化するため、物理的な加熱装置を必要とせず、自然発酵のみで６０℃〜７０℃の発酵温度を持続させることができる。 Add Bacillus bacteria to the raw material sewage sludge residue pellets, dry the pellet surface layer, and then add lactic acid bacteria to support Bacillus bacteria inside the pellet and to support lactic acid bacteria in the surface layer part. And a two-layer structure of two types of bacteria can be formed on the pellet. By using two types of cells with different temperature active regions, each cell is mutually activated, so a physical heating device is not required, and a fermentation temperature of 60 ° C. to 70 ° C. can be achieved only by natural fermentation. Can last.
山積工程（Ｓ６）は、下水汚泥残渣ペレットを山積みにする工程であり、例えば、乳酸菌の添加終了後、１時間以内に行うことが好ましく、３０分以内に行うことがより好ましい。この工程は、例えば、平面状のペレット群を外側から包み込むように山を形成することが好ましく、できる限り高い山を形成することが望ましく、安息角度で山積みすることが特に好ましい。また、ペレット群を山脈状（所定方向に延設した状態）に山積みして発酵を行うことが、大量の菌担持下水汚泥残渣ペレットを効率的に発酵できることから好ましい。 The stacking step (S6) is a step of stacking sewage sludge residue pellets. For example, it is preferably performed within 1 hour after the addition of lactic acid bacteria, and more preferably within 30 minutes. In this step, for example, it is preferable to form a mountain so as to wrap a flat pellet group from the outside, it is desirable to form a mountain as high as possible, and it is particularly preferable to pile at a repose angle. In addition, it is preferable that the pellet group is piled up in a mountain range (in a state extending in a predetermined direction) for fermentation because a large amount of bacteria-carrying sewage sludge residue pellets can be efficiently fermented.
発酵工程（Ｓ７）は、山積状態の下水汚泥残渣ペレットを発酵させる工程であり、必要に応じて、切り返し（切返し工程：Ｓ７１）及び水分調整（発酵時水分調整工程：Ｓ７２）を行う。すなわち、ペレット群の発酵温度が低下した際に、切返しを行うと共に、水分量を調節することで、酸素の供給及び菌体分布の平均化を図り、均一な発酵と有用微生物の増殖を持続させることを可能とする。また、この切り返しにより、ペレットの表層部が粉状となってペレット本体から分離され、塊状のペレットと粉の混合体となる。本発明の発酵下水汚泥残渣ペレットの製造方法においては、オゾン処理された下水汚泥残渣ペレットを用いることから、下水汚泥残渣ペレットに含まれる雑菌が殺菌されると共に、発酵に有用な菌は生かされた状態であるため、短期間で発酵処理が進行する。また、必要な切り返しを少なくすることができ、例えば、１〜２回の切り返し及び水分調整でも、本発明の発酵下水汚泥残渣ペレットを製造することができる。 A fermentation process (S7) is a process of fermenting a sewage sludge residue pellet of a pile state, and performs a turn-back (turn-back process: S71) and water | moisture-content adjustment (moisture-adjustment process at the time of fermentation: S72) as needed. In other words, when the fermentation temperature of the pellet group is lowered, it is turned over and the water content is adjusted so that oxygen supply and cell distribution are averaged, and uniform fermentation and growth of useful microorganisms are maintained. Make it possible. Moreover, the surface layer part of a pellet turns into powder form by this cutting, and it is isolate | separated from a pellet main body, and becomes a lump-like pellet and powder mixture. In the method for producing fermented sewage sludge residue pellets of the present invention, since ozone-treated sewage sludge residue pellets are used, various bacteria contained in the sewage sludge residue pellets are sterilized, and bacteria useful for fermentation are utilized. Since it is in a state, the fermentation process proceeds in a short period of time. In addition, the necessary turnover can be reduced. For example, the fermented sewage sludge residue pellets of the present invention can be produced even by turning back and forth once or twice.
本発明においては、山積み状態で発酵を進めることから、山積み状のペレット群の中央部から頂点に向かって微生物により高温域が長時間形成されるため、内部におけるバチルス菌及び乳酸菌を含む有用微生物の活性が上がる。また、外側表層部と深層部に温度差の異なる領域が形成され、温度領域の異なる菌体の活性領域を形成することができる。例えば、表面から深さ５〜１０ｃｍの層に、糸状菌類が増殖し、その内側で乳酸菌類及び酸化細菌類が増殖し、深層部でバチルス菌類が増殖する。表層付近の温度は、３０〜４５℃程度の温度領域に保持され、深層部の温度は、６０〜７０℃程度の温度領域に保持される。 In the present invention, since fermentation proceeds in a piled state, a high temperature region is formed for a long time by microorganisms from the central part to the apex of the piled-up pellet group, so that useful microorganisms including Bacillus bacteria and lactic acid bacteria in the inside Increases activity. Moreover, the area | region where a temperature difference differs is formed in an outer surface layer part and a deep layer part, and the active area | region of the microbial cell from which a temperature area differs can be formed. For example, filamentous fungi grow in a layer having a depth of 5 to 10 cm from the surface, lactic acid bacteria and oxidized bacteria grow inside, and Bacillus fungi grow in the deep layer. The temperature near the surface layer is held in a temperature range of about 30 to 45 ° C., and the temperature of the deep layer is held in a temperature range of about 60 to 70 ° C.
発酵過程においては、山積み状のペレット群では、次のような作用が生じていると考えられ、これにより、自然発酵のみで高速に有用な発酵下水汚泥残渣ペレットの生産が可能となると考えられる。
まず、下水汚泥残渣ペレットに担持したバチルス菌及び乳酸菌の活動を見た場合、乳酸菌は、その活性温度域がバチルス菌よりも低いため、ペレットの発酵の促進剤となり、バチルス菌の活動温度域まで温度を上昇させる。すなわち、まず、活性温度域１５〜４２℃である乳酸菌が、ペレット単体表層部で水溶性成分である単糖類を分解し、その分解過程で発生した代謝熱でペレット単体の温度を上昇させる。さらに、乳酸菌は代謝により大量の乳酸や抗生物質を作り出すため、ペレット単体の表面周囲の環境を酸性にし、酸に耐性のない他の微生物を寄せつけなくなり、また抗生物質により雑菌などの微生物を排除する。ペレット単体表層部の乳酸菌が活性することによりペレット単体温度が徐々に上昇し、ペレット単体内部に存在している高温域で活性を行うバチルス菌（活性温度域２０〜６５℃）が徐々に活動し始める。
In the fermentation process, it is considered that the following actions are produced in the piled-up pellet group, and this makes it possible to produce fermented sewage sludge residue pellets useful at high speed only by natural fermentation.
First, when looking at the activity of Bacillus bacteria and lactic acid bacteria carried on the sewage sludge residue pellets, the lactic acid bacteria have an active temperature range lower than that of Bacillus bacteria, so they become an accelerator for the fermentation of the pellets, up to the active temperature range of Bacillus bacteria. Increase temperature. That is, first, a lactic acid bacterium having an active temperature range of 15 to 42 ° C. decomposes a monosaccharide that is a water-soluble component in the surface layer of a single pellet, and raises the temperature of the single pellet with metabolic heat generated in the decomposition process. Furthermore, since lactic acid bacteria produce a large amount of lactic acid and antibiotics through metabolism, the environment around the surface of the pellet alone is made acidic, so that other microorganisms that are not resistant to acids are kept away, and microorganisms such as germs are eliminated by antibiotics. . As the lactic acid bacteria on the surface of the pellet alone are activated, the temperature of the pellet alone gradually rises, and Bacillus bacteria (active temperature range of 20 to 65 ° C.) that are active in the high temperature range existing inside the pellet alone are gradually activated. start.
バチルス菌は、ペレット単体内部の有機物を分解して単糖類へ変換し、その単糖類は、再び表層部の乳酸菌の代謝により利用される。これらの多数の微生物が一斉にペレット単体の有機物を分解することによって発生した代謝熱が、狭い範囲で山積み状のペレット群深層部の温度を６０〜７０℃まで上昇させる。山積み状のペレット群深層部の温度を６０〜７０℃まで上昇させることにより、耐熱性の乏しい病原菌や雑菌などを死滅させることが可能となる。さらに、山積み状のペレット群深層部の温度が乳酸菌死滅温度に達した場合、乳酸菌は死滅するが、死滅した乳酸菌はバチルス菌の代謝に利用されるため、バチルス菌を安定して増殖させることが可能となり、さらに乳酸菌の乳酸などの代謝副産物をペレット単体に付加させることが可能となる。ただし、山積み状のペレット群の外側表層部では乳酸菌死滅温度に達しないため、深層部に比べて乳酸菌と酸化細菌を含む多数の微生物が存在している。このように、本発明の発酵過程において乳酸菌とバチルス菌を用いることにより、加熱装置を必要とせず自然発酵を効率よく行うことが可能となる。 Bacillus bacteria decompose organic substances inside the pellets into monosaccharides, and the monosaccharides are used again by metabolism of lactic acid bacteria in the surface layer. The metabolic heat generated by the large number of these microorganisms simultaneously decomposing the organic matter of the pellet alone raises the temperature of the deep layer of the pile-like pellet group to 60-70 ° C. within a narrow range. By raising the temperature of the pile-like pellet group deep layer part to 60-70 ° C., it becomes possible to kill pathogenic bacteria and various germs with poor heat resistance. In addition, when the temperature of the deep layer of the piled-up pellet group reaches the lactic acid bacteria killing temperature, the lactic acid bacteria are killed, but the killed lactic acid bacteria are used for the metabolism of the Bacillus bacteria, so that the Bacillus bacteria can be stably propagated. Furthermore, metabolic byproducts such as lactic acid of lactic acid bacteria can be added to the pellet alone. However, since the outer surface layer portion of the piled-up pellet group does not reach the lactic acid bacteria killing temperature, there are many microorganisms including lactic acid bacteria and oxidizing bacteria as compared to the deep layer portion. Thus, by using lactic acid bacteria and Bacillus bacteria in the fermentation process of the present invention, natural fermentation can be performed efficiently without the need for a heating device.
他方、山積み状のペレット群全体でみた場合、山積みした初期段階では、糸状菌類が多量に繁殖し、山積み状のペレット群の外側表層部に５〜１０ｃｍの厚さで糸状菌類の高密度層が生成された後、全体に糸状菌類が繁殖を始めると同時に、内部温度の上昇とともにバチルス菌の増殖やその他の酸化細菌類の代謝の活性が上がり、深層部では６０〜７０℃の高温域に、山積み状のペレット群の側面表層部では３０〜４５℃の低温度域の温度差が生まれる。この温度差の違いにより、山積み状のペレット群の表層部では低温域で活動する糸状菌類の活動が活発となり、その内側では、乳酸菌、酸化細菌類及びバチルス菌の混合の活動域となり、深層部では高温域で活性を行うバチルス菌が活発に活動する。 On the other hand, when viewed as a whole piled-up pellet group, in the initial stage of piled up, a large amount of filamentous fungi propagates, and a high-density layer of filamentous fungi is 5 to 10 cm thick on the outer surface layer portion of the piled-up pellet group. After being produced, the fungi begin to propagate throughout, and at the same time the growth of Bacillus and other oxidizing bacteria increase with the increase in internal temperature. A temperature difference in a low temperature range of 30 to 45 ° C. is produced in the side surface layer portion of the piled pellet group. Due to this difference in temperature difference, the activity of filamentous fungi active in the low temperature region becomes active in the surface layer portion of the piled-up pellet group, and inside it becomes the active region of mixing of lactic acid bacteria, oxidizing bacteria and Bacillus bacteria, Then, Bacillus bacteria that are active at high temperatures are active.
また、山積み状のペレット群の深層部では、有用微生物による好気性発酵が行われ、糖類、タンパク質、ヘミセルロースやセルロースが分解され、水と二酸化炭素、アンモニアに無機化されるが、一部は微生物の代謝産物として残存する。一部の生成された水蒸気などは、頂上部から放出されるが、山積み状のペレット群の表層部の糸状菌類の高密度層により、一部は側面部からは放出されず、頂上部から放出されなかった代謝産物を含む水蒸気は山積みにしたペレット内部で自然対流する。自然対流する過程において代謝産物が重合して難分解性化合物が生成され、ペレットに含まれるリグニンやタンニンなどの難分解性の残存物と代謝産物の重合物が反応し、腐植物質（フルボ酸やフミン酸）を生成する。また、山積み状のペレット群の頂上部から複合された代謝産物の水蒸気の一部が放出されることで、山積みの内部が減圧され、減圧されたことによって側面表層部の隙間から空気を取り込む作用が働き、山積み状のペレット群の内部の有用微生物の好気性発酵が促進され、さらに重合反応が起こる。 In addition, aerobic fermentation with useful microorganisms is performed in the deep part of the piled pellets, and sugars, proteins, hemicellulose and cellulose are decomposed and mineralized into water, carbon dioxide, and ammonia, but some are microorganisms It remains as a metabolite. Some of the generated water vapor is released from the top, but due to the high density layer of filamentous fungi on the surface layer of the piled-up pellet group, some is not released from the side but released from the top. Water vapor containing metabolites that have not been convected naturally within the piled pellets. In the process of natural convection, metabolites are polymerized to form refractory compounds, and refractory residues such as lignin and tannin contained in the pellets react with the metabolite polymer to produce humic substances (fulvic acid, Humic acid). In addition, a part of the metabolite water vapor compounded from the top of the piled pellets is released, so that the inside of the pile is decompressed and air is taken in from the gap in the side surface layer. Acts to promote aerobic fermentation of useful microorganisms inside the piled-up pellet group, and further a polymerization reaction occurs.
本発明の発酵下水汚泥残渣ペレットの製造方法においては、山積みされたペレットの頂部及び下部を除く中央部を被覆材で覆って発酵させることが好ましい。被覆材としては、シート、載頭円錐状の型枠等を挙げることができ、紫外線を遮断する材料からなることが好ましい。 In the method for producing fermented sewage sludge residue pellets of the present invention, it is preferable to ferment by covering the central portion of the piled pellets excluding the top and bottom with a coating material. Examples of the covering material include a sheet, a conical formwork, and the like, and it is preferably made of a material that blocks ultraviolet rays.
被覆材で覆って発酵させることにより、山積み状のペレット群が保温され、内部の温度が上昇して発酵が促進され、山積み状のペレット群の発酵がより均一に進む。すなわち、この被覆材の保温効果により、発酵が進みにくい山積み状のペレット群の中央下部（深層部）の温度が上昇して発酵が促進され、これにより、発酵により生成したアンモニアを含む水蒸気等が山の頂部から放出されると共に、これに伴って山の底部側面から外気が導入される。さらに、外気の導入により酸化細菌類等の活動が活発となってさらに内部の発酵が促進するという好循環が生まれる。また、被覆材により、発酵により発生したアンモニアを含む水蒸気等の外部への拡散を防止して、製造される発酵下水汚泥残渣ペレットに含まれるアンモニアを含む水蒸気等の含有量を増加させ、活性した菌によりアンモニアを効率よく硝化させて、発酵下水汚泥残渣ペレット内部に硝酸態窒素の含有量を増加させることができるため、発酵下水汚泥残渣ペレットの肥効を高めることができる。また、被覆材により紫外線を防止して、発酵時に有用な菌（表面に生息する糸状菌等）が死滅することを防ぐことができる。 By covering and fermenting with a coating material, a pile-shaped pellet group is heat-retained, internal temperature rises, fermentation is accelerated | stimulated, and fermentation of a pile-shaped pellet group advances more uniformly. That is, due to the heat retaining effect of this coating material, the temperature in the lower center (deep layer) of the pile-like pellet group in which fermentation is difficult to proceed is increased and the fermentation is promoted. While being discharged from the top of the mountain, outside air is introduced from the side of the bottom of the mountain. Furthermore, a virtuous cycle in which the activity of oxidizing bacteria and the like is activated by the introduction of outside air and the internal fermentation is further promoted is born. In addition, the coating material prevents the diffusion of water vapor including ammonia generated by fermentation to the outside, increases the content of water vapor including ammonia contained in the fermented sewage sludge residue pellets produced, and activated Since ammonia can be efficiently nitrified by bacteria and the content of nitrate nitrogen can be increased inside the fermented sewage sludge residue pellet, the fertilization effect of the fermented sewage sludge residue pellet can be enhanced. Moreover, ultraviolet rays can be prevented by the coating material, and useful bacteria (such as filamentous fungi living on the surface) during fermentation can be prevented from being killed.
また、発酵下水汚泥残渣ペレットの製造方法においては、山積み状のペレット群の下方中央から上方に向かって空気を導入してもよい。これにより、発酵の進みにくい山積み状のペレット群の中央下部（深層部）の発酵を促進させることができる。なお、山積み状のペレット群の下方中央からの空気導入量を多くし、その周囲の空気導入量を少なくして、山積み状のペレット群の下方全体から空気を導入してもよい。 Moreover, in the manufacturing method of a fermented sewage sludge residue pellet, you may introduce air upwards from the downward center of a pile-shaped pellet group. Thereby, fermentation of the center lower part (deep layer part) of the pile-shaped pellet group which fermentation cannot progress easily can be promoted. In addition, air may be introduced from the entire lower part of the pile-shaped pellet group by increasing the amount of air introduced from the lower center of the pile-like pellet group and reducing the air introduction amount around it.
発酵下水汚泥残渣ペレットの製造方法においては、オゾン処理された下水汚泥残渣ペレットを用いた場合、発酵開始から７〜１４日で完熟堆肥と同等のコンポストとして利用できる。従来の堆肥やボカシ肥料の製造における発酵期間が６０〜６５℃温域で１〜２か月必要であることと比較すると、本発明の方法による発酵が高速に進むことがわかる。また、オゾン処理を行わない下水汚泥残渣ペレットを用いた従来の発酵期間が発酵開始から１４〜２０日必要であり、これよりもさらに高速化されることがわかる。 In the manufacturing method of a fermented sewage sludge residue pellet, when using an ozone-treated sewage sludge residue pellet, it can be used as compost equivalent to a fully matured compost within 7 to 14 days from the start of fermentation. It can be seen that the fermentation by the method of the present invention proceeds at a high speed as compared with the fact that the fermentation period in the production of conventional compost or bokeh fertilizer is 1 to 2 months in the temperature range of 60 to 65 ° C. Moreover, it turns out that the conventional fermentation period using the sewage sludge residue pellet which does not perform an ozone treatment is required for 14-20 days from fermentation start, and is further accelerated from this.
本発明の製造方法により製造された発酵下水汚泥残渣ペレットは、原料の下水汚泥残渣ペレットに比して、２〜３倍以上のフルボ酸やフミン酸を含有する。フルボ酸やフミン酸は、自然界では微量にしか生産されない貴重な資源であり、自然界では1ｃｍの堆積を形成するのに１００年程度要するといわれる物質である。本発明の製造方法は、このような生成に時間を要するフルボ酸やフミン酸を極めて短期間で生成させることができるという特徴を有する。 The fermented sewage sludge residue pellets produced by the production method of the present invention contain 2-3 times more fulvic acid and humic acid than the raw material sewage sludge residue pellets. Fulvic acid and humic acid are valuable resources that are produced only in trace amounts in nature, and are substances that are said to take about 100 years to form a 1 cm deposit in nature. The production method of the present invention is characterized in that fulvic acid and humic acid that require time for such production can be produced in a very short period of time.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.
［実施例１］
（オゾン処理液の硝酸態窒素量）
ポリ容器に、脱水ろ液（返流水）を５リットル投入し、５００ｍｇ／Ｈｒのオゾン発生装置にて３．５Ｌ/ｍｉｎの流量で５分間オゾン処理を行った後、水溶液に対して３０分の曝気を行った。その後、好気性菌体の混合液（糠から培養した乳酸菌と、納豆から抽出したバチルス菌と、酵母菌と、糖とを混合した菌体混合液）を１リットル、容器に投入し、給気を行いながら６日間連続で発酵処理を行った。１日毎にサンプリングを行い、硝酸態窒素、電気伝導度及びｐＨを測定した。
なお、本実施例における脱水ろ液としては、長崎市東部下水処理場で低分子化処理（水熱処理）が施された下水汚泥残渣の脱水ろ液を使用した。
[Example 1]
(The amount of nitrate nitrogen in the ozone treatment liquid)
5 liters of dehydrated filtrate (returned water) is put into a plastic container, and after ozone treatment for 5 minutes at a flow rate of 3.5 L / min with a 500 mg / Hr ozone generator, 30 minutes to the aqueous solution. Aeration was performed. Then, 1 liter of aerobic bacterial cell mixture (bacteria mixed with lactic acid bacteria cultured from straw, Bacillus bacteria extracted from natto, yeast, and sugar) is put into a container and supplied The fermentation treatment was performed for 6 consecutive days while carrying out the process. Sampling was performed every day, and nitrate nitrogen, electrical conductivity, and pH were measured.
In addition, as a dehydration filtrate in a present Example, the dehydration filtrate of the sewage sludge residue in which the low molecular-weight process (hydrothermal treatment) was given in the Nagasaki-shi east sewage treatment plant was used.
また、比較対象として、脱水ろ液に対してオゾン処理を行わないこと以外は実施例１と同様に処理を行った処理液について、硝酸態窒素、電気伝導度及びｐＨを測定した。その結果を、図３〜５に示す。 Further, as a comparison object, nitrate nitrogen, electrical conductivity, and pH were measured for a treatment liquid that was treated in the same manner as in Example 1 except that the ozone treatment was not performed on the dehydrated filtrate. The results are shown in FIGS.
オゾン処理を行ったオゾン処理液（新液肥）と、オゾン未処理の処理液（通常処理液）では、硝酸態窒素濃度に差が確認された（図３）。オゾン処理液の方が、オゾン未処理の通常処理液に比べて硝酸態窒素濃度が高くなることが判明した。この差は、前処理としてオゾン処理を行うことにより、難分解性の有機物を含む浮遊物質がオゾンの気泡により酸化されると共に、液中に含まれる雑菌類が殺菌されることで有効微生物の有機分解が促進され、好気性の有効微生物の活性が促進されたことによるものと推測される。 A difference was confirmed in the nitrate nitrogen concentration between the ozone-treated solution (new liquid fertilizer) that had been subjected to ozone treatment and the treatment solution that had not been treated with ozone (ordinary treatment solution) (FIG. 3). It was found that the concentration of nitrate nitrogen was higher in the ozone treatment liquid than in the normal treatment liquid not treated with ozone. This difference is due to the fact that ozone treatment as a pretreatment oxidizes floating substances containing persistent organic substances by the bubbles of ozone, and sterilizes miscellaneous fungi contained in the liquid, thereby organic It is presumed that the decomposition was promoted and the activity of aerobic effective microorganisms was promoted.
電気伝導度及びｐＨの変化の関連性は、オゾン処理液（新液肥）と、オゾン未処理の通常処理液を比較したところ、ほぼ同じ傾向を示した（図４及び図５）。 The relationship between changes in electrical conductivity and pH showed almost the same tendency when comparing the ozone treatment liquid (new liquid fertilizer) and the normal treatment liquid not treated with ozone (FIGS. 4 and 5).
［実施例２］
（オゾン処理液の植物に対する影響）
１．生育試験
トマトの苗を用いたオゾン処理液（新液肥）の生育試験を実施した。
試験方法は、実施例１の発酵処理開始から３日目のオゾン処理液（新液肥）を充填した試験管を用意し、トマトの苗を試験管に固定し、生育を観察した。また、比較対象として、脱水ろ液の原液を用いて同様に生育を観察した。その結果を図６に示す。
[Example 2]
(Effect of ozone treatment liquid on plants)
1. Growth test A growth test of an ozone treatment liquid (new liquid fertilizer) using tomato seedlings was carried out.
The test method prepared the test tube which filled the ozone treatment liquid (new liquid manure) on the 3rd day from the start of the fermentation process of Example 1, fixed the tomato seedling to the test tube, and observed growth. Moreover, growth was similarly observed using the stock solution of a dehydrated filtrate as a comparison object. The result is shown in FIG.
トマトの苗を各液に浸して試験開始から３日経過後、オゾン処理液（新液肥）は検体（トマト）の苗の直接的な成育影響は確認されなかった（図６Ａ，Ｂ）。一方、脱水ろ液の原液は、成育に影響（しおれ）が確認された（図６Ｃ，Ｄ）。これは、オゾン菌体処理液（新液肥）中におけるアンモニア濃度が脱水ろ液の原液に比べて、少ないことが直接影響したと推測される。 After 3 days from the start of the test after soaking the tomato seedlings in each solution, the ozone treatment solution (new liquid fertilizer) was not confirmed to have a direct growth effect on the sample (tomato) seedlings (FIGS. 6A and 6B). On the other hand, the stock solution of the dehydrated filtrate was confirmed to have an influence (wilt) on growth (FIGS. 6C and D). It is estimated that this was directly influenced by the fact that the ammonia concentration in the ozone bacterial cell treatment liquid (new liquid fertilizer) was lower than that of the stock solution of dehydrated filtrate.
２．発芽試験
続いて、ほうれん草の種子を用いた発芽試験を実施した。試験方法は、ほうれん草の種子１０個を、実施例１の発酵処理開始から３日目のオゾン処理液（新液肥）を染み込ませたガラス容器内の紙上において、常温にて観察を行った。また、比較対象として、脱水ろ液の原液を用いて同様に発芽を観察した。その結果を図７に示す。
2. Germination test Subsequently, a germination test using spinach seeds was carried out. In the test method, 10 spinach seeds were observed at room temperature on paper in a glass container soaked with an ozone treatment liquid (new liquid manure) on the third day from the start of the fermentation treatment of Example 1. For comparison, germination was also observed using a stock solution of dehydrated filtrate. The result is shown in FIG.
ほうれん草の種子を用いた常温における発芽試験において、発酵処理開始から３日目のオゾン処理液（新液肥）を用いた場合、３日経過後に発芽したことを確認した（図７（ａ））。一方、脱水ろ液の原液を用いた場合は、種子の発芽が確認されなかった（図７（ｂ））。
これら結果から、オゾン処理を行ったオゾン処理液（新液肥）の安全性が確認された。
In a germination test at room temperature using spinach seeds, it was confirmed that germination occurred after 3 days when the ozone treatment liquid (new liquid fertilizer) on the third day from the start of the fermentation treatment was used (FIG. 7 (a)). On the other hand, when the dehydrated filtrate stock solution was used, seed germination was not confirmed (FIG. 7 (b)).
From these results, the safety of the ozone treatment liquid (new liquid fertilizer) that was subjected to ozone treatment was confirmed.
［実施例３］
（オゾン処理液のアンモニア態窒素量）
ポリ容器に、脱水ろ液を２０リットル投入し、５００ｍｇ／Ｈｒのオゾン発生装置にて３．５Ｌ/ｍｉｎの流量で３０分間オゾン処理を行った後、水溶液に対して５分の曝気を行った。その後、好気性菌体の混合液（糠から培養した乳酸菌と、納豆から抽出したバチルス菌と、酵母菌と、糖とを混合した菌体混合液）を５リットル、容器に投入し、給気を行いながら６日間連続で発酵処理を行った。
[Example 3]
(Ammonia nitrogen content of ozone treatment liquid)
20 liters of dehydrated filtrate was put into a plastic container, and after ozone treatment for 30 minutes at a flow rate of 3.5 L / min with a 500 mg / Hr ozone generator, the aqueous solution was aerated for 5 minutes. . Then, put 5 liters of aerobic cell mixture (bacteria mixed with lactic acid bacteria cultured from straw, Bacillus bacteria extracted from natto, yeast and sugar) into a container, and supply air The fermentation treatment was performed for 6 consecutive days while carrying out the process.
オゾン処理の直後、菌体処理直後及び１日毎にサンプリングを行い、硝酸態窒素及びアンモニア態窒素を測定した。その結果を、図８に示す。 Sampling was performed immediately after the ozone treatment, immediately after the bacterial cell treatment and every day, and nitrate nitrogen and ammonia nitrogen were measured. The result is shown in FIG.
オゾン処理を実施した直後のアンモニア濃度は、原料とほぼ同程度で変化がなかったが、菌体処理後、１日経過すると７００ｐｐｍから３００ｐｐｍまで減少することを確認した（図８）。この理由としては、オゾン処理を行うことで、処理後に投入する菌体の活性及び増殖が高まり、アンモニアの分解が促進されたと推測される。 The ammonia concentration immediately after the ozone treatment was almost the same as that of the raw material and did not change, but it was confirmed that it decreased from 700 ppm to 300 ppm after one day after the bacterial cell treatment (FIG. 8). The reason for this is presumed that the ozone treatment increased the activity and proliferation of the cells to be added after the treatment, and promoted the decomposition of ammonia.
さらに、オゾン処理を行った上記処理液について、一般細菌試験紙を用いた安全性試験を行った。試験方法は、一般細菌試験紙３枚を処理液に浸し、３７℃で２４時間培養した後、一般細菌の数の測定を行った。
この結果、一般細菌の存在が全く確認されず、オゾン処理の安全性が確認された。
Furthermore, a safety test using a general bacterial test paper was performed on the above-mentioned treatment liquid that had been subjected to ozone treatment. In the test method, three general bacterial test papers were immersed in a treatment solution and cultured at 37 ° C. for 24 hours, and then the number of general bacteria was measured.
As a result, the presence of general bacteria was not confirmed at all, and the safety of ozone treatment was confirmed.
［実施例４］
〈試験〉
２００φ高さ２０ｃｍの容器に菌体生息媒体Ａを充填したバイオフィルターを上段１、２段目に、２００φ高さ２０ｃｍの容器に菌体生息媒体Ｂを充填したバイオフィルターを下段３、４段の計４段積みにし、実施例４のバイオフィルター装置とした。なお、バイオフィルター装置の菌体生息媒体Ａ及び菌体生息媒体Ｂについての詳細は後述する。
[Example 4]
<test>
A biofilter filled with fungus inhabiting medium A in a 200 cm high 20 cm container is placed in the upper and first stages, and a biofilter filled with fungus inhabiting medium B in a 200 φ 20 cm high is placed in the lower 3 and 4 stages. The biofilter device of Example 4 was obtained by stacking a total of four stages. In addition, the detail about the microbial cell habitat medium A and the microbial cell habitat medium B of a biofilter apparatus is mentioned later.
このバイオフィルター装置に、実施例１と同様の処理を行ったオゾン処理液を１００ｍｌ／ｍｉｎの速度で合計１リットルをバッチ式で合計４リットル投入した。その際、１段目及び２段目から排出されたろ過液をサンプリングした。各サンプリングしたろ過液について可視光吸光度計によるスペクトル分析を実施した。
また、比較対象として、実施例１と同様の処理を行ったオゾン未処理の通常処理液についても同様の試験を行った。なお、比較対象については、１〜４段目から排出されたろ過液をサンプリングし、可視光吸光度計によるスペクトル分析を実施した。
これらについて、色度の測定波長帯である３９０ｎｍの波長帯の比較を行った。
To this biofilter device, a total of 4 liters of a total of 1 liter of an ozone treatment liquid that had been treated in the same manner as in Example 1 was charged at a rate of 100 ml / min. At that time, the filtrate discharged from the first and second stages was sampled. Each sampled filtrate was subjected to spectral analysis using a visible light absorptiometer.
Moreover, the same test was done also about the ozone non-processed normal process liquid which performed the process similar to Example 1 as a comparison object. In addition, about the comparison object, the filtrate discharged | emitted from the 1st-4th stage was sampled, and the spectrum analysis by a visible light absorptiometer was implemented.
About these, the wavelength band of 390 nm which is a measurement wavelength band of chromaticity was compared.
その結果を図９に示す。図９は、各層から排出された処理液における色度（３９０ｎｍ）のスペクトルの分析結果である。左のグラフが通常処理液における色度を示し、右のグラフがオゾン処理液における色度を示す。 The result is shown in FIG. FIG. 9 shows the analysis result of the spectrum of chromaticity (390 nm) in the treatment liquid discharged from each layer. The left graph shows the chromaticity in the normal treatment liquid, and the right graph shows the chromaticity in the ozone treatment liquid.
オゾン処理した処理液は、通常処理液に比べて、バイオフィルターの吸着力が高く、２段目までのろ過液の色度が、通常の４段目のろ過液の色度より若干高い程度まで減少した。すなわち、オゾン処理することは、バイオフィルターの処理段数を低減させる効果をもたらし、吸着効果を高めることが明らかとなった。この結果は、オゾン処理することで、難吸着性物質が酸化され、微生物の分解及び吸収が容易になったことと、微生物代謝で生成される有機ノリで構成されたバイオフィルター内の菌体フィラメント構造での吸着効果を高めたことによるものと推測される。 The treatment liquid treated with ozone has a higher adsorption power of the biofilter than the normal treatment liquid, and the chromaticity of the filtrate up to the second stage is slightly higher than the chromaticity of the usual fourth stage filtrate. Diminished. That is, it has been clarified that the ozone treatment has the effect of reducing the number of treatment stages of the biofilter and the adsorption effect. This result shows that ozone treatment oxidizes the hard-to-adsorb substance and facilitates the decomposition and absorption of microorganisms, and the fungal filament in the biofilter composed of organic glue produced by microbial metabolism. This is presumably due to the enhanced adsorption effect in the structure.
〈バイオフィルター装置〉
（菌体生息媒体Ａ）
本発明の発酵ペレットを肥料として施用して作物を栽培した後の畑の土壌を網目１分（３．０３ｍｍ）の篩で石や植物根を取り除いた土壌と、バーク堆肥やピートモス、パーライト、ココピートなどで構成されている市販の培養土（商品名：有機入り野菜畑の土）とを混合割合（重量）１：２で混合し、そこに本発明の発酵ペレットを混合したものを用いた。
<Biofilter device>
(Bacteria inhabiting medium A)
After cultivating crops by applying the fermented pellets of the present invention as a fertilizer, the soil in the field after removing stones and plant roots with a 1 minute (3.03 mm) screen, bark compost, peat moss, perlite, coco pate A commercially available culture soil (trade name: soil of a vegetable field with organics) composed of the above and the like was mixed at a mixing ratio (weight) of 1: 2, and the mixture of the fermentation pellets of the present invention was used.
表１に、菌体生息媒体Ａを構成する粒子の大きさ別の存在割合を示す。本測定は、菌体生息媒体Ａ１ｋｇの中からペレットを分離し、３ｍｍ及び２ｍｍの篩にかけて粒子別に分離した。本測定を３回実施し、その平均値を求めた。 Table 1 shows the existence ratios by size of the particles constituting the bacterial cell habitat A. In this measurement, the pellet was separated from 1 kg of the bacterial cell habitat A1, and separated by particle through 3 mm and 2 mm sieves. This measurement was performed three times and the average value was obtained.
表１より、２ｍｍ以下の粒子が最も多く４３．７％であり、２〜３ｍｍの粒子は２３％であり、ペレットは２％の割合で混合されていた。その他は、３ｍｍを超える粒子の大きな有機物などである。 From Table 1, the number of particles of 2 mm or less was the largest at 43.7%, the particles of 2-3 mm were 23%, and the pellets were mixed at a rate of 2%. Others include large organic matter having particles larger than 3 mm.
（菌体生息媒体Ｂ）
本発明の発酵ペレットを肥料として施用し作物を栽培した後の畑の土壌を網目１分（３．０３ｍｍ）の篩で石や植物根を取り除いた土壌：本発明の発酵ペレットの混合割合（重量）１：０．０１で混合したものを用いた。
(Bacteria inhabiting medium B)
Soil obtained by applying the fermented pellets of the present invention as a fertilizer and cultivating crops, and removing the stones and plant roots with a 1-minute mesh (3.03 mm) sieve of the field: The mixing ratio of the fermented pellets of the present invention (weight) ) A mixture of 1: 0.01 was used.
なお、これら菌体生息媒体Ａ及び菌体生息媒体Ｂは、物理的構造だけで構成されているわけではなく、発酵ペレットを投入することにより、ペレットに含まれる菌体とフルボ酸などの効果によって媒体内部の菌体が活性化され、媒体内部に定着している菌体の増殖および硝化による代謝物（有機のり）の放出で形成されたフィラメントにより形成された構造のものであり、物理的要素と生物的要素を併せもっている。なお、発酵ペレットを加えない畑の土をふるいにかけた団粒構造の物理的要素の媒体だけでは、微細有機物粒子（難吸着性物質）の吸着は十分でないことが確認された。 In addition, these microbial cell inhabiting medium A and microbial cell inhabiting medium B do not necessarily consist only of physical structure, but by the effects of microbial cells and fulvic acid, etc. contained in the pellet by introducing fermentation pellets. Physical elements of the structure formed by filaments formed by the growth of bacteria that have been activated inside the medium and the release of metabolites (organic glue) by nitrification. And biological elements. In addition, it was confirmed that adsorption of fine organic matter particles (non-adsorptive substance) is not sufficient only with the medium of the physical element of the aggregate structure obtained by sieving the soil of the field without adding the fermentation pellets.
（本発明の発酵ペレット）
上記バイオフィルターに用いた本発明の発酵ペレットは、以下のように製造した。
原料となる下水汚泥残渣ペレットとしては、低分子化処理された下水汚泥残渣からなる「東長崎実証１号」（農林水産大臣登録肥料）を、直径１０ｍｍ、長さ２５ｍｍ程度の形状にペレット化したものを用いた。
(Fermented pellet of the present invention)
The fermentation pellets of the present invention used for the biofilter were produced as follows.
As a raw material sewage sludge residue pellet, “Higashi Nagasaki Demonstration No. 1” (fertilizer registered by the Minister of Agriculture, Forestry and Fisheries) consisting of sewage sludge residue treated with low molecular weight was pelletized into a shape of about 10 mm in diameter and 25 mm in length. A thing was used.
まず、フレキシブルコンテナから原料となる下水汚泥残渣ペレット約１０００ｋｇを取り出し、平面状に広げ、１週間放置した。 First, about 1000 kg of sewage sludge residue pellets as raw materials were taken out from the flexible container, spread in a flat shape, and left for one week.
１週間放置後の平面状に広げた下水汚泥残渣ペレットの上方から水１７０Ｌを全体に投入し、加水を行った。その後、市販の納豆から単離したバチルス菌を水に溶解し、３０Ｌに調整したものを、下水汚泥残渣ペレット全体に投入した。当初は、上層部しか湿っていなかったが、約３時間後には下部まで湿っていた。 Water was added to 170 L of water from the upper part of the sewage sludge residue pellet spread in a flat shape after being left for one week. Thereafter, Bacillus bacteria isolated from commercially available natto was dissolved in water and adjusted to 30 L, and the whole sewage sludge residue pellets were added. Initially, only the upper layer was wet, but after about 3 hours it was wet to the bottom.
バチルス菌を添加した下水汚泥残渣ペレットを１２時間乾燥させた後、乳酸菌（米糠から培養した乳酸菌）２００ｍＬを溶解した水１０Ｌを、下水汚泥残渣ペレットの上方から投入し、山積みにした後、再度、乳酸菌２００ｍＬを溶解した水１０Ｌを全体に散布し、さらに水１０Ｌを散布した。 After drying the sewage sludge residue pellet to which Bacillus was added for 12 hours, 10 L of water in which 200 mL of lactic acid bacteria (lactic acid bacteria cultured from rice bran) were dissolved was added from above the sewage sludge residue pellet, 10 L of water in which 200 mL of lactic acid bacteria were dissolved was sprayed over the whole, and further 10 L of water was sprayed.
１週間発酵させた後、１回目の切り返しを行い、山積み後に、水１００Ｌを添加した。 After fermenting for 1 week, the first turn was performed, and 100 L of water was added after stacking.
さらに５日間発酵させた後、２回目の切り返しを行い、山積み後に、水１００Ｌを添加し、さらに、８日間発酵させて、本発明の発酵ペレットを完成させた。 Further, after fermenting for 5 days, the second turn was performed, and after stacking, 100 L of water was added, and the fermentation pellets of the present invention were completed by further fermenting for 8 days.
［実施例５］
〈試験〉
実施例４と同様の４段積みのバイオフィルター装置に、脱水ろ液に対して実施例１と同様の処理を行ったオゾン処理液を、１００ｍｌ／ｍｉｎの速度で、バッチ方式にて合計２リットル投入した。その際に、４段目のバイオフィルターから排出されたろ過液をサンプリングした。このサンプリングしたろ過液について、可視光吸光度計によるスペクトル分析と硝酸態窒素濃度の測定を行い、処理液の色度を判定する波長帯である３９０ｎｍの計測データと硝酸態窒素濃度の計測データの比較を行った。
また、１回目のろ過処理から２日経過後に、再び同様のフィルタリング試験を実施し、上記項目において再度分析を行った。
[Example 5]
<test>
A total of 2 liters of ozone treatment liquid obtained by subjecting the dehydrated filtrate to the same treatment as in Example 1 in a 4-stage biofilter device similar to that in Example 4 at a rate of 100 ml / min in a batch mode. I put it in. At that time, the filtrate discharged from the fourth-stage biofilter was sampled. The sampled filtrate is subjected to spectrum analysis and measurement of nitrate nitrogen concentration using a visible light absorptiometer, and the measurement data of 390 nm, which is a wavelength band for determining the chromaticity of the treatment liquid, is compared with the measurement data of nitrate nitrogen concentration. Went.
Further, after 2 days from the first filtration treatment, the same filtering test was performed again, and the above items were analyzed again.
なお、比較対象として、実施例１の比較対象と同様の処理を行ったオゾン未処理の通常処理液を用い、この通常処理液についても同様の試験を行った。 In addition, the same test was done also about this normal process liquid using the ozone non-processed normal process liquid which performed the process similar to the comparison object of Example 1 as a comparison object.
その結果を図１０及び図１１に示す。図１０は、ろ過１回目のサンプル及びろ過２回目のサンプルにおける、ろ過液の色度のスペクトル分析結果（波長帯３９０ｎｍ）を示す。図１１は、ろ過１回目のサンプル及びろ過２回目のサンプルにおける、硝酸態窒素濃度の計測結果を示す。なお、硝酸態窒素濃度の測定においては、１回目及び２回目の処理において、硝酸態窒素濃度が同程度の処理液（オゾン処理液、通常処理液）を使用した。 The results are shown in FIGS. FIG. 10 shows the spectral analysis results (wavelength band 390 nm) of the chromaticity of the filtrate in the first filtration sample and the second filtration sample. FIG. 11 shows the measurement results of the nitrate nitrogen concentration in the first filtration sample and the second filtration sample. In the measurement of nitrate nitrogen concentration, a treatment liquid (ozone treatment liquid, normal treatment liquid) having the same nitrate nitrogen concentration was used in the first and second treatments.
図１０より、脱水ろ液のろ過後の色度は、１回目及び２回目のろ過において投入液に比べて減少傾向であることを確認した。また、オゾン処理液においては、通常処理液のろ過液に比べて、色度の測定値が１回目及び２回目において低い計測結果であった。この結果は、オゾン処理によって難吸着性物質の酸化が促進され、これによって脱水ろ液の色度が低減されたことに加えて、液中に残留した難吸着性物質をバイオフィルターによってさらに吸着させることで、通常処理の方法よりも色度が低減したと考察される。 From FIG. 10, it was confirmed that the chromaticity after filtration of the dehydrated filtrate was in a decreasing tendency as compared with the input liquid in the first and second filtrations. Moreover, in the ozone treatment liquid, the measured value of chromaticity was lower in the first and second measurements than in the normal treatment liquid filtrate. This result shows that the ozone treatment promotes the oxidation of the hard-to-adsorb substance, thereby reducing the chromaticity of the dehydrated filtrate, and the bio-filter further adsorbs the hard-to-adsorb substance remaining in the liquid. Thus, it is considered that the chromaticity is reduced as compared with the normal processing method.
また、バイオフィルターにおける吸着の負荷は、オゾン処理液の方が通常処理液に比べて低いことが確認された。この結果から、オゾン処理が、バイオフィルターの負荷軽減効果に大きく貢献することが明らかとなった。オゾン処理により、難吸着性物質の酸化が促進され、微生物の分解及び吸収が容易になると共に、微生物代謝で生成される有機ノリで構成されたバイオフィルター内の菌体フィラメント構造での吸着効果が高められたことにより、負荷低減が実現したものと推測される。 Moreover, it was confirmed that the adsorption load in the biofilter is lower in the ozone treatment liquid than in the normal treatment liquid. From this result, it became clear that the ozone treatment greatly contributes to the load reduction effect of the biofilter. Ozone treatment facilitates the oxidation of difficult-to-adsorb substances, facilitates the decomposition and absorption of microorganisms, and has an adsorption effect on the cell filament structure in a biofilter composed of organic glue produced by microbial metabolism. It is presumed that the load has been reduced due to the increase.
図１１より、ろ過処理後の硝酸態窒素濃度は、両処理液ともに高い傾向となった。１回目のろ過においては、オゾン処理液の方が、通常処理液に比べて硝酸態窒素濃度が高かった。２日経過後の２回目のろ過においては、オゾン処理液のろ過液の硝酸態窒素濃度の方が、通常処理液のろ過液に比べて低かった。１回目のろ過液と２回目のろ過液での硝酸態窒素濃度の減少量は、オゾン処理液が５００ｐｐｍであり、通常処理液が１３３ｐｐｍで、オゾン処理液の方が通常処理液に比べて大きかった。 From FIG. 11, the nitrate nitrogen concentration after the filtration treatment tended to be high for both treatment solutions. In the first filtration, the ozone treatment liquid had a higher nitrate nitrogen concentration than the normal treatment liquid. In the second filtration after the lapse of 2 days, the nitrate nitrogen concentration of the ozone treatment liquid filtrate was lower than that of the normal treatment liquid filtrate. The decrease in nitrate nitrogen concentration in the first filtrate and the second filtrate is 500 ppm for the ozone treatment liquid, 133 ppm for the normal treatment liquid, and the ozone treatment liquid is larger than the normal treatment liquid. It was.
２回目のろ過において、オゾン処理液のろ過液の硝酸態窒素濃度が、通常処理液のろ過液よりも低くなり、また減少量が大きくなったのは、オゾン処理することで、難吸着性物質が酸化され、微生物の分解及び吸収が容易になると共に、微生物代謝で生成される有機ノリで構成されたバイオフィルター内の特殊構造での吸着効果が高められたことにより、硝酸体窒素の流亡が低くなったことによるものと考察される。 In the second filtration, the concentration of nitrate nitrogen in the filtrate of the ozone treatment liquid was lower than that of the normal treatment liquid, and the amount of decrease was large. Oxidation of microorganisms facilitates the decomposition and absorption of microorganisms, and the adsorbing effect of the special structure in the biofilter composed of organic paste produced by microbial metabolism is enhanced, so that nitrate nitrogen is washed away. This is thought to be due to the lowering.
本発明は、下水汚泥残渣脱水ろ液を液肥として用いることができることから、産業上の有用性は高い。 Since this invention can use a sewage sludge residue dehydration filtrate as liquid fertilizer, its industrial usefulness is high.
１ バイオフィルター装置
２ バイオフィルター
３ 小孔
４ 菌体生息媒体
1 Biofilter device 2 Biofilter 3 Small hole 4 Cell body
Claims (8)
前記オゾン処理された脱水ろ液を菌体を用いて処理する菌体処理工程と、
を有することを特徴とする液肥の製造方法。 An ozone treatment process for applying ozone treatment to the dewatered filtrate of sewage sludge residue;
A cell treatment step of treating the ozone-treated dehydrated filtrate with cells,
A method for producing liquid fertilizer, comprising:
前記バイオフィルター装置が、好気性菌体が生息する菌体生息媒体を具備するバイオフィルターを備え、菌体生息媒体が、下水汚泥残渣ペレットの内部にバチルス菌を担持させると共に表層部に乳酸菌を担持させた菌担持下水汚泥残渣ペレットを発酵させて製造した発酵下水汚泥残渣ペレットを含む
ことを特徴とする請求項１又は２記載の液肥の製造方法。 Furthermore, it has a filtration step of adding and filtering the dehydrated filtrate treated with cells into a biofilter device,
The biofilter device includes a biofilter having a cell inhabiting medium in which aerobic cells inhabit, and the cell inhabiting medium carries Bacillus bacteria inside the sewage sludge residue pellet and also carries lactic acid bacteria in the surface layer portion. The method for producing liquid fertilizer according to claim 1 or 2, comprising fermented sewage sludge residue pellets produced by fermenting the bacteria-supported sewage sludge residue pellets.
前記オゾン処理された脱水ろ液を菌体を用いて処理する菌体処理工程と、
前記菌体処理された脱水ろ液をバイオフィルター装置に投入してろ過するろ過工程を有し、
前記バイオフィルター装置が、好気性菌体が生息する菌体生息媒体を具備するバイオフィルターを備え、菌体生息媒体が、下水汚泥残渣ペレットの内部にバチルス菌を担持させると共に表層部に乳酸菌を担持させた菌担持下水汚泥残渣ペレットを発酵させて製造した発酵下水汚泥残渣ペレットを含む
ことを特徴とする下水汚泥残渣脱水ろ液の処理方法。 An ozone treatment process for applying ozone treatment to the dewatered filtrate of sewage sludge residue;
A cell treatment step of treating the ozone-treated dehydrated filtrate with cells,
Having a filtration step of filtering the cell-treated dehydrated filtrate into a biofilter device and filtering,
The biofilter device includes a biofilter having a cell inhabiting medium in which aerobic cells inhabit, and the cell inhabiting medium carries Bacillus bacteria inside the sewage sludge residue pellet and also carries lactic acid bacteria in the surface layer portion. A method for treating a sewage sludge residue dehydrated filtrate, comprising fermented sewage sludge residue pellets produced by fermenting the bacteria-supported sewage sludge residue pellets.
The sewage sludge residue dehydration according to any one of claims 5 to 7, wherein the microbial cell treatment step is a step of adding a treatment liquid containing the microbial cells after the filtration step to the ozone-treated dehydrated filtrate. Filtrate treatment method.
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|---|---|
| JP (1) | JP7144027B2 (en) |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51129759A (en) * | 1974-08-28 | 1976-11-11 | Ichigorou Sekine | Process for converting manure and sludge into fermented fertilizer and feed |
| JPH10165985A (en) * | 1996-12-05 | 1998-06-23 | Asano Koji Kk | Method for treating nitrogen-containing organic waste water |
| JP2002143896A (en) * | 2000-11-15 | 2002-05-21 | Kiyomoto Iron & Machinery Works Co Ltd | Method for treating organic waste and sewage sludge or animal feces, or sewage sludge and animal feces |
| JP2003171196A (en) * | 2001-12-03 | 2003-06-17 | Gold Kosan Kk | Complex fertilizer |
| JP2003245662A (en) * | 2002-02-21 | 2003-09-02 | Fm Ecology Kenkyusho:Kk | Waste water treatment system |
| JP2004358429A (en) * | 2003-06-06 | 2004-12-24 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Sludge treatment facility, and sludge treatment method |
| JP2009062531A (en) * | 2007-08-13 | 2009-03-26 | Hisakazu Ikeda | Method for manufacturing dried organic material fuel and its apparatus |
| WO2010057499A1 (en) * | 2008-11-18 | 2010-05-27 | LLP HOLDING, ASÅ ApS | Method and apparatus for manure treatment |
| JP2011084449A (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Kenichi Sato | Agricultural material, microbial material, organic humus fertilizer, water cleaning material, soil conditioner, feed additive, waste treatment agent, roof top greening material, and method for manufacturing the agricultural material |
| JP2012200692A (en) * | 2011-03-27 | 2012-10-22 | Kajima Corp | Sludge methane fermentation method and system using hydrothermal reaction |
| JP2012200691A (en) * | 2011-03-27 | 2012-10-22 | Kajima Corp | Method and system for methane fermentation of sludge using hydrothermal reaction |
| CN206417986U (en) * | 2017-01-22 | 2017-08-18 | 山东汇盛天泽环境工程有限公司 | A kind of high-temperature aerobic fermentation sludge treatment equipment |
| WO2018034135A1 (en) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | 学校法人長崎総合科学大学 | Method for manufacturing functional compost |
| JP6925032B2 (en) * | 2017-07-31 | 2021-08-25 | 学校法人長崎総合科学大学 | Bio-filter device and sewage sludge residue dehydration filtrate treatment system using it |
-
2018
- 2018-05-25 JP JP2018100361A patent/JP7144027B2/en active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51129759A (en) * | 1974-08-28 | 1976-11-11 | Ichigorou Sekine | Process for converting manure and sludge into fermented fertilizer and feed |
| JPH10165985A (en) * | 1996-12-05 | 1998-06-23 | Asano Koji Kk | Method for treating nitrogen-containing organic waste water |
| JP2002143896A (en) * | 2000-11-15 | 2002-05-21 | Kiyomoto Iron & Machinery Works Co Ltd | Method for treating organic waste and sewage sludge or animal feces, or sewage sludge and animal feces |
| JP2003171196A (en) * | 2001-12-03 | 2003-06-17 | Gold Kosan Kk | Complex fertilizer |
| JP2003245662A (en) * | 2002-02-21 | 2003-09-02 | Fm Ecology Kenkyusho:Kk | Waste water treatment system |
| JP2004358429A (en) * | 2003-06-06 | 2004-12-24 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Sludge treatment facility, and sludge treatment method |
| JP2009062531A (en) * | 2007-08-13 | 2009-03-26 | Hisakazu Ikeda | Method for manufacturing dried organic material fuel and its apparatus |
| WO2010057499A1 (en) * | 2008-11-18 | 2010-05-27 | LLP HOLDING, ASÅ ApS | Method and apparatus for manure treatment |
| JP2011084449A (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Kenichi Sato | Agricultural material, microbial material, organic humus fertilizer, water cleaning material, soil conditioner, feed additive, waste treatment agent, roof top greening material, and method for manufacturing the agricultural material |
| JP2012200692A (en) * | 2011-03-27 | 2012-10-22 | Kajima Corp | Sludge methane fermentation method and system using hydrothermal reaction |
| JP2012200691A (en) * | 2011-03-27 | 2012-10-22 | Kajima Corp | Method and system for methane fermentation of sludge using hydrothermal reaction |
| WO2018034135A1 (en) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | 学校法人長崎総合科学大学 | Method for manufacturing functional compost |
| CN206417986U (en) * | 2017-01-22 | 2017-08-18 | 山东汇盛天泽环境工程有限公司 | A kind of high-temperature aerobic fermentation sludge treatment equipment |
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