JP2581882B2 - 生牛糞尿の急速発酵堆肥化法 - Google Patents

生牛糞尿の急速発酵堆肥化法

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    • Y02W30/40Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、生牛糞の発酵堆肥化
法に関し、特に水分含量の多い生牛糞を水分調整するこ
となく、直接発酵槽内で堆肥化することができる生牛糞
尿の急速発酵堆肥化法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、畜糞尿は、堆肥化させて再び肥料
として利用されている。堆肥化には、自然発酵による堆
積式と機械的な撹拌式とがあり、堆積式は、含水率が6
0〜70%に調整されたものを、1〜2mの高さに堆積
・放置して、自然に発酵腐熟させて堆肥化させる方法で
ある。一方、撹拌式は発酵槽内へ畜糞尿を投入して、フ
ァン等により発酵槽内へ送風するとともに機械的に撹拌
して好気的発酵を促し、発酵熱によって自然に水分を蒸
発させつつ、発酵させて短期間に堆肥化させる方法であ
る。しかしながら、このような撹拌式による堆肥化に
は、機械的撹拌による十分な好気的発酵を促すために発
酵槽に投入する段階の畜糞尿の水分含量を調整(約60
%前後)することが重要である。ここに、鶏や豚の糞尿
は、比較的水分が少なく、微生物のエネルギー源となる
有機物の含量も多いため、微生物の好気的発酵による撹
拌式の堆肥化の条件を満たしており、容易に堆肥化装置
によって機械的、連続的に堆肥化が可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、生牛糞尿に関し
ては、水分含量が非常に高く(85%程度)、かつ糞尿
中に繊維質が多く微生物の発酵原料となる有機物が少な
いことから、撹拌式の発酵原料として不適当であった。
すなわち、発酵率が低いために発酵槽内の堆積物の温度
が60°を越えないことにより、水分の蒸発が不十分
で、発酵が行われるような水分条件に達し得ないからで
ある。さらに、この程度の温度では、繊維の分解も不十
分だからである。したがって、生牛糞尿を直接に堆肥化
装置によって堆肥化しようとすれば、生牛糞尿中の水分
を除去するのには莫大なエネルギーが必要となる。この
結果、コスト的に生牛糞尿の撹拌式による直接堆肥化は
実施が困難であり、あえて実施する場合には堆肥化装置
投入前にオガ屑等を混入する処理や、天日乾燥処理によ
る水分調整調整が必須であった。
【0004】オガ屑等によって水分調整する際の問題点
としては、牛糞尿に対して重量比で等量あるいは2倍量
のオガ屑を混合する必要があるため、混合物の堆積量の
増大は著しく、堆肥化装置の容量が不足する場合が多
い。また、オガ屑の投入作業にもかなりの時間や労力を
要するとともに、保存量も多く、取り扱いが容易でな
く、またオガ屑中の成分による畑作への悪影響もある。
一方、天日乾燥によれば設備費は安価にすむが天候に左
右され、広い土地を必要とし、さらに、臭気の発生や虫
の寄生により作業環境が衛生的な面から悪化する。
【0005】そこで、水分含量の高い生牛糞尿を直接に
堆肥化装置によって発酵堆肥化することができるような
牛糞尿の堆肥化発酵法を開発すべく、発明者らが鋭意研
究した結果、以下の発明を創作した。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、上記技術的課
題を解決するための手段として、本発明では、生牛糞尿
を発酵槽内で撹拌しつつ好気的発酵させる堆肥化法にお
いて、生牛糞尿と油脂が吸着された廃棄白土とを発酵槽
に投入して、前記油脂が発酵されることにより生ずる発
酵熱により、生牛糞尿中の水分を蒸発させて好気的発酵
を促進することを特徴とする生牛糞尿の急速発酵堆肥化
法を創作した。
【0007】ここに、生牛糞尿とは、牛の糞を主として
尿を含んだもののみならず、もみがらやオガ屑等の敷料
や飼料の残り等を含んだものも含むものとし、さらには
これらが泥状できゅう肥となったものも含むものとす
る。また、このような生牛糞尿は、畜舎外へ排出される
際には、通常、ふるい、圧搾等による分離装置によって
固液分離された状態となっている。牛の糞尿の固液分離
後の固体の水分はおおよそ85%前後であり、敷料や飼
料の残り等を含むものでは、80%前後となっている。
【0008】白土とは、カオリンやモンモリロン石を主
体とする白色粘土であって、天然あるいは加工したもの
であって、油脂の精製や脱色に使用可能なものをいう。
一般に、SiO2、Al2O3 、MgO 、CaO 、Fe203 等をその成
分として含んでいる。また、油脂が吸着された廃棄白土
(以下、油脂吸着廃棄白土という)とは、油脂の精製脱
色に使用されてその油脂を吸着している白土であって、
もはや吸着材として再生不可能で廃棄されるような状態
となっているものをいう。油脂は、微生物に利用される
油脂であるとともに、微生物の発育阻害を起こすような
物質を吸着していないことが必要である。例えば、食用
油等の精製に使用された白土ががある。かかる油脂吸着
廃棄白土の一例を表1に示す。
【0009】
【表1】
【0010】表1から明らかなように、通常、廃棄され
る状態の白土は、10〜30%程度のn−ヘキサン抽出
成分(ソックスレー法による)すなわち、油脂分を含有
していることが多い。また、水分含量は低く、10%未
満のことが多い。
【0011】この油脂吸着廃棄白土は、後に堆肥として
畑等に散布された際にもオガ屑等を使用した時のよう
に、畑作障害等を発生することもない。このように廃棄
白土は、高い熱量を油脂として微生物が利用可能な状態
で含有し、かつ安価で安定供給可能な産業廃棄物であ
り、土壌を汚染する物質が混入していないこと、取り扱
い易い状態で、かつ混合する割合が少ないことを特徴と
する牛糞尿の好気的発酵に望まれる特性を有した発酵促
進剤である。
【0012】生牛糞尿と油脂吸着廃棄白土との配合比
は、発酵槽内の堆積物の温度が70〜80℃程度になっ
て、堆積物からの水分の蒸散が十分に行われるように設
定するものとする。このための配合比は、油脂吸着廃棄
白土の油脂含有量によっても異なる。望ましくは、生牛
糞尿80〜90重量%に対して油脂吸着廃棄白土を20
〜10重量%である。
【0013】発酵槽、すなわち発酵が行われる槽は、密
閉可能であるとともに外部から酸素を供給可能で、堆積
物から蒸発する水分を外部へ排出できる程度の通気性
と、発酵槽内の堆積物を均一に好気的発酵できる程度に
撹拌できるようなものであればよい。また、撹拌とは、
間欠撹拌でも、連続撹拌であってもよく、撹拌羽根を発
酵槽中で回転させて、全体に酸素が行きわたるようにす
ることもできる。ただし、発酵槽内の温度を低下させる
ものであってはならない。
【0014】
【作用】このように、油脂の精製過程に使用された白土
であって、油分が吸着されて残存している状態の廃棄白
土を生牛糞尿に対して所定量混合することにより、混合
物は微生物に利用され易くかつ熱量発生比率の高い油分
を多く含むことになり、発酵の効率が上昇し、この結
果、混合物の温度が上昇する このため、余剰の水分の蒸散及び繊維の分解が促進さ
れ、全体として発酵・堆肥化が促進される。したがっ
て、特に外部から熱量を供給することなく、水分含量の
高い牛糞尿でも発酵そのものにより堆積物の温度を上昇
させ、水分を除去し、かつ堆肥化を促進することができ
る。
【0015】
【実施例】以下に、本発明の実施例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
【0016】図1に、本実施例における生牛糞尿の堆肥
化のプロセスが図式化されている。本実施例における牧
場は、飼育頭数80頭で、一日の糞尿量はほぼ4〜5ト
ンである。糞尿は従来と同様、敷料や飼料カスととも
に、牛舎の床下等に設けられた糞尿溝からスクレーパ等
により掻き集められて、さらに、圧搾や遠心分離等の固
液分離装置により水分が約80%前後に調整されて牛舎
からベルトコンベア等により排出される。
【0017】一方、本実施例においては、このまま水分
80%の状態で、そのままベルトコンベアからバケット
エレベーター等により、牛舎の外に設けられた発酵槽内
の上方から投入される。
【0018】この際、生牛糞尿の投入量に対して混合し
た際に重量比で1割になるように食用油吸着廃棄白土を
投入する。例えば4.5トンの生牛糞尿に対して0.5
トンの食用油吸着廃棄白土を使用する。この点におい
て、同量の生牛糞尿を処理するために4トンから9トン
のオガ屑等を使用していたことと比較すれば、著しい減
量であり、投入作業の労力や時間は大幅に低減される。
また、発酵槽内の堆積物の容積も著しく低減され、堆肥
化装置の処理容量にも余裕が生じ、連日の処理が可能と
なる。
【0019】なお、発酵槽は、縦型でかつ、密閉式であ
り、発酵槽内部の中央部に立設した回転軸には多段状に
複数の撹拌羽根を有する構成となっており、一部の撹拌
羽根には外部から酸素を供給できるように送気口が形成
されている。したがって、ゆっくりとした回転軸の回転
に伴って発酵槽内部は常に適量の酸素が供給された状態
となっている。本実施例においては、撹拌羽根が、5分
で60度回転し、10分停止を終日繰り返すことによる
間欠撹拌が終日行われる。なお、送気口からの送風は常
に行われている。
【0020】この結果、発酵槽内の牛糞尿と廃棄白土と
の混合物は、微生物によって好気的発酵可能となり、投
入後8〜12時間後には、この混合物の温度は、70〜
80℃になる。これは、廃棄白土中の食用油が発酵され
ることによる熱(発酵熱)自体が高いことに加え、この
熱により各種酸化分解も促進されることによる相乗効果
によるものと考えられる。
【0021】このような発酵槽内の混合物の品温上昇に
よって、混合物中の水分の蒸発が盛んになる。混合物か
ら放出された水分は、撹拌羽根の回転運転によって送ら
れた空気の流れに沿って移動し蒸発する。発酵槽内の水
分は、排気口から排出される。また、同時に、品温の上
昇は牛糞尿中の繊維の分解も早める。
【0022】このように、廃棄白土に吸着された油と酸
素の供給により発酵が促進され、この結果生ずる発酵熱
がその他の分解反応及び水分蒸発を活発化させることに
より、発酵条件のよい状態で、好気的発酵が活発に行わ
れる。すなわち、生牛糞尿に混合される油脂吸着廃棄白
土の量は、発酵温度の上昇により牛糞尿の水分の蒸発を
活発化させて良好な発酵条件を混合物に付与できる量で
あり、かつその発酵条件を持続させてその牛糞尿を完全
に堆肥化することができる程度の量である。
【0023】発酵槽内で牛糞尿が発酵され堆肥化された
状態において、堆肥の水分は約40%以下となってお
り、サラッとした取り扱いやすい堆肥となっている。こ
の堆肥化に要する期間はほぼ20日間程度であり、従来
の半年〜1年にくらべれば、著しく短期化されている。
したがって、堆肥の需要に応じて生産調整することも可
能であり、予め堆肥化して取り扱い易い状態で貯蔵する
こともできる。このように、本例における牧場において
は、毎日発生する生牛糞尿を容易に連続的に処理可能と
なり、一切オガ屑等による水分調整作業や天日乾燥作業
は必要なくなり、作業効率が向上し、かつ衛生面におい
ても改善される。
【0024】また、従来オガ屑等により前処理として水
分調整する場合には、重量比で生牛糞尿に対して等量か
ら2倍量添加混合されており、オガ屑の価格が1トン当
たり3000〜5000円であるため、例えば、牛糞尿
1トンの処理のためには、3000〜5000円のオガ
屑代が必要であった。一方、廃棄白土の価格は、1トン
当たり3000円程度であり、同量の生牛糞尿の処理に
は、約300円〜600円(混合物に対して10重量%
〜20重量%の使用量の場合)程度であり、コストが著
しく低減される。
【0025】さらに、従来の堆積による堆肥化と違っ
て、嫌気的発酵ではないため、メタンガス等の異臭も発
生せず、発酵特有の匂いは発酵槽に付設する脱臭槽で処
理可能であり、発酵槽内周辺に虫も寄らないため衛生的
である。
【0026】なお、特に、廃棄白土によって発酵される
と、混合物の温度が上昇するため、発酵菌以外の菌を殺
菌し、敷料や飼料中に含まれる種子を発芽できなくす
る。したがって、高温状態で菌層が変化して病原菌が激
減しているため、再び敷料として牛舎内で使用しても牛
の病気の発生が著しく低減される。また、堆肥の特徴と
して、畑や牧草地に散布しても雑草は生えないし、廃棄
白土はオガ屑のような畑作阻害を起こすような成分を含
んでいないことから、堆肥としての使用の制限がない。
【0027】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、油脂が吸着された廃棄白土は発酵熱により生牛糞尿
の水分を活発に蒸発可能な程度まで上昇させることがで
きるため、、生牛糞尿を直接に堆肥化装置で発酵堆肥化
処理が可能となっている。この結果、計画的にかつ短期
間で堆肥生産が可能となり、また、衛生的でもある。し
かも、廃棄白土が高熱量源であることから混合割合が少
なくてすむため堆肥化処理のコストが著しく低減され、
また、作業上の取り扱いや保存も容易である。したがっ
て、牛の牧場における生牛糞尿を連続的かつ円滑に機械
処理可能となって、作業効率を著しく改善することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】生牛糞尿の堆肥化処理の工程図である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】生牛糞尿を発酵槽内で撹拌しつつ好気的発
    酵させる堆肥化法において、 生牛糞尿と油脂が吸着された廃棄白土とを発酵槽に投入
    して、前記油脂が発酵されることにより生ずる発酵熱に
    より、生牛糞尿中の水分を蒸発させて好気的発酵を促進
    することを特徴とする生牛糞尿の急速発酵堆肥化法。
JP36215192A 1992-12-11 1992-12-11 生牛糞尿の急速発酵堆肥化法 Expired - Fee Related JP2581882B2 (ja)

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