JP2587690B2 - 畜産排泄物と敷料混合物の堆肥化装置 - Google Patents

畜産排泄物と敷料混合物の堆肥化装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鶏糞、牛糞などの畜産排泄物と、畜舎の敷料
または水分調整材として使用される木材チツプ、バー
ク、わら、もみがらなどの粗大有機物との混合物を短時
間で堆肥化する装置に関する。
〔発明の背景〕
畜舎の水分吸収材に用いられる敷料としては、従来、
主に稲藁などが使用されていたが、最近ではコンバイン
等の機械化により藁の回収が困難になり、これに変わっ
てオガくず、チツプ、バークなどが敷料として多用され
るようになっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、この種の木質系敷料はリグニンが主成分で
あるためになかなか分解が進まず堆肥として使用できる
までに1〜3年(広葉樹と針葉樹で異なる)も要してい
る。
特に、現在では畜産の大形化に伴い、大量の排泄物が
出るようになってきたため、これを長期間堆積しておく
と悪臭や汚水の排出で環境汚染の公害が発生し、今や社
会問題となっている。
他方、自然界の菌の生態系では山林にはリグニンの分
解菌が多いが田畑にはきわめて少ないため、分解の浅い
まま田畑に施すと作物の障害となり、これまた問題が多
い。
本発明はこれらの問題を解決するためになされたもの
で、第1の目的は本質中の難分解なリグニンを硝酸を用
いてニトロ化及び酸化により分解し、化学腐植と炭素率
(C/N比)の低下を促進させることにより短時間で堆肥
化させる方法を提供することにある。
本発明の第2の目的は畜産排泄物とリグニンの多い粗
大有機物の混合物を、硝酸の浸透と反応を早めるように
物理的に処理し、堆肥化を一層促進させる方法を提供す
ることにある。
本発明のさらに第3の目的は上記方法を実施するため
の装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の前記第1の目的は、鶏糞などの畜産排泄物と
おが屑、木材チツプ、バーク、藁などの粗大有機物の混
合物に硝酸を3乃至35重量%添加して混練し、これら混
合物中のリグニン及びセルロースをニトロ化及び酸化に
より分離、分解して科学的に腐植させることによって達
成することができる。必要に応じ触媒を用いてもよく、
また、石灰系あるいはリン酸系の肥料でPHを6〜9に調
整してもよい。
本発明の前記第2の目的は、鶏糞などの畜産排泄物と
おが屑、木材チツプ、バーク、藁などの粗大有機物を含
む原料を水分75%以下に調整した後加圧下で切断・混練
し、この処理物に硝酸を3〜35重量%を添加し且つ水分
75%以下に調整して加圧混練することによって達成する
ことができる。必要により触媒を用い、PH調整すること
は前記と同様である。
さらに、本発明の前記第3の目的は、後部に原料投入
口を有し、内部に圧送手段と切断・混練手段を有する筒
状第1処理槽の前部と、前部に取出口を有し、内部に圧
送手段と切断・混練手段を有する筒状第2処理槽の後部
を開閉ゲートを介して連通可能に連結し、第2処理槽の
後部または第1処理槽の前部に硝酸を添加するための供
給口を設けた有機肥料製造装置によって達成することが
できる。この場合、前記原料の切断・混練手段は、処理
槽内の回転軸に取付けられた複数の回転歯と、処理槽の
円筒内へ突出して設けられ且つ対応する回転歯と接近も
しくは摺接する複数の固定歯で構成するのが望ましい。
また、固定歯は処理槽内への突出長さを調節できるよ
うに設ける。
さらに、圧送手段は、処理槽内の後部から前部へ向け
て原料を送り出す第1のスクリユーと、処理槽内の前部
に設けられ、前記第1スクリユーと逆方向に回転する第
2のスクリユーで構成するのが望ましい。
〔発明の作用〕
本発明は鶏糞等の畜産排泄物と粗大有機物の混合物に
硝酸を3乃至35重量%添加して混練することにより有機
物中のリグニン及びセルロースがニトロ化及び酸化によ
り短時間で分離・分解するとともに、C/N比が下がり、
科学的に腐植が促進される。
また、前処理として混合物を加圧混練して物理的に昇
温且つ細分化することにより、硝酸の浸透と反応が早ま
るとともに、硝酸添加後の処理物をさらに加圧混練する
ことにより、より高温となり分解が一層促進される。
また、本発明の装置は圧送手段と切断、混練手段を有
する第1処理槽と第2処理槽をゲートを介して連通さ
せ、第1処理槽の前部または第2処理槽の後部に硝酸添
加部を設けてあるので、一連の処理槽内で昇温、反応、
分解等の工程が短時間で遂行され、しかも悪臭が抑制さ
れる。
切断・混練手段として回転歯と固定歯を用いることに
より、粗大有機物が細分化されるとともに、原料の共回
りが防止される。また、固定歯の処理槽内突出長さを調
節可能にすることにより、原料圧送の邪魔板として機能
し、圧縮、摩擦の温度調整ができる。
さらに、原料を送る第1スクリユーと原料を押戻すよ
うに作用する第2スクリユーで圧送手段を構成すること
により、原料の加圧力を増大させ、混練手段と相俟って
処理槽内の温度が著しく上昇する。
〔発明の実施例〕
本発明の方法は基本的には鶏・牛・豚・糞馬等の畜産
排泄物と、畜舎の敷料に使用されたおが屑、木材チツ
プ、バーク、藁、草などの粗大有機物との混合物に硝酸
を3乃至35重量%添加して混練し、混合物のおが屑、木
材チツプなどの木質に多く含まれているリグニン及びセ
ルロースを硝酸でニトロ化及び酸化させることによって
分離・分散し、このような化学腐植によって畜産排泄物
と前記敷料の混合物を短時間で堆肥化するものである。
硝酸の添加量は8〜18重量%が最適である。
3%以下であると混合物中のアンモニアとの反応にほと
んどが消費され、リグニンの分解に供される量が不足し
て充分な効果が得られない。他方、35%を越えると水分
過剰となり、混練が困難になる。また、本発明方法によ
って生成した堆肥は最終的にはPH6乃至9に中和し、乾
燥したペレツトとして商品化されるものであるが、硝酸
の混合量が35重量%を越えると中和に手数がかかり、好
ましくない。
より短時間で堆肥化するには前処理として前記畜産排
泄物と敷料として用いられたおが屑、木材チツプなどの
粗大有機物の混合物を水分75%以下に調整して加圧しな
がら切断・混練する。これは原料混合物を物理的に加圧
・混練・切断することにより温度上昇と細分化を計り、
硝酸の浸透と反応を早めて分解を促進させるためであ
る。
このように、加圧下の切断・混練により昇温・細分化
された原料処理物に前記のように硝酸を3乃至35重量
%、好ましくは8乃至18重量%添加し、水分を75%以下
に維持または調整しながらさらに加圧・混練すると原料
処理物は物理的な摩擦と硝酸の反応により90℃以上の高
温となり、硝酸によるリグニン等の分解が一層促進され
る。
尚、水分調整手段として本発明では乾燥してペレツト
化した本発明の堆肥成品を添加して水分を75%以下に保
持している。水分が75%以上の場合は混練が不完全で反
応促進に必要な昇温が得られない。
次に、本発明による有機肥料製造装置(堆肥化装置)
を添付図面に基づいて説明する。
第1図に示すように本発明の有機肥料製造装置は円筒
状の第1処理槽と第2処理槽2を開閉ゲート3を介して
連通可能に接続した構成になっている。
第1処理槽は後部に原料投入ホツパー4を有し、前部
に前記開閉ゲート3に通ずる開放口5を有する円筒体
1′からなり、この円筒体1′内にモータなどの駆動装
置6で回転するスクリユー圧送装置7と切断・混練装置
8を具備している。
スクリユー圧送装置7はホツパー4から投入された原
料を圧縮しながら開閉ゲート3側に送り出すもので、ホ
ツパー投入口4′に一部を臨ませた第1(メイン)スク
リユー7aの他に、この第1スクリユー7aとは逆方向に回
転する第2スクリユー7b(逆送り羽根)を組合わせるの
が望ましい。この第2スクリユーは第1処理槽1の開放
口5付近に第1スクリユー7aに対向して設けられてお
り、第1スクリユー7aによって圧送される原料をさらに
加圧するようになっている。
切断・混練装置8は第1処理槽1内の第1スクリユー
7a後流側、すなわち第1スクリユー7aと前記第2スクリ
ユー7bの間に設けられている。
この切断・混練装置8はモータ等の駆動装置によって
回転する複数の回転歯8aと、これら回転歯8aに対応して
第1処理槽1内に突出させた固定歯8bから構成されてい
る。この固定歯8bは回転歯8aとの摺り合いで原料の切断
を助けるとともに原料の共回りを防止する作用を有する
他、原料圧送の邪魔板として機能するようになってい
る。従って、固定歯8bは好ましくは螺送り等の手段で第
1処理槽1内へ進退自在に取付け、突出長さを調節して
原料送り量及び圧縮・摩擦による温度制御ができるよう
にするのが望ましい。
第2処理槽2は第2図に示すように、後部に前記第1
処理槽のゲート3を介して第1処理槽1内に連通する導
入口9を有し、他側に開閉ゲート10を設けた円筒体2′
から成り、内部は第1処理槽2の構造と同様に、第1ス
クリユー11a及びこれと逆方向へ送り出す第2スクリユ
ー11bからなる圧送手段11と、回転歯12aと固定歯12bか
らなる切断・混練装置12を具備しており、これらのスク
リユー11a,11b及び回転歯12aはモータ13によって駆動さ
れるようになっている。第2処理槽2の後部には処理槽
外部の硝酸タンク14からポンプ15とパイプ16を介して硝
酸を供給する硝酸供給口17が設けられている。この硝酸
供給口17は第1処理槽1の前部に設けられてもよく、要
は、第1処理槽1内の前処理工程後に処理物に硝酸が添
加される構造であればよい。
次に、図の装置を用いて本発明の堆肥化方法を実施す
る場合を説明する。
鶏糞等の畜産排泄物とおが屑、材質チツプ等の粗大有
機物の混合物(原料)19はホツパー4から第1処理槽1
の円筒1内に投入され、モータ6で回転するスクリユー
圧送手段7の第1スクリユー7aによって第1処理槽1の
後部から前部へ送られる。このとき第2スクリユー7bは
原料を第1スクリユー7aと逆方向に押戻そうとするので
原料は処理槽1内で強く圧縮されながら切断・混練手段
8の作用をうける。すなわち、切断・混練手段8は固定
歯8aと固定歯8bで原料の共回りを防止しながら原料を切
断及び混練することにより、原料の木材質に細分化とほ
ぐれの物理的な分解がおこると同時に内部圧の上昇と摩
擦熱で温度が80℃以上にまで急上昇する。尚、固定歯8b
は邪魔板の役割をし、その突出長さの調節で内部圧、温
度調節がされる。同様にゲート3の開閉で排出量を加減
することにより内部圧、温度を調節することもできる。
このように第1処理槽1内で硝酸と反応し易い状態に前
処理された原料は第2処理槽2の後部に送り込まれ、こ
こで硝酸タンク14から定量ポンプ15、パイプ16を介して
原料の量に合せて調整された一定量の硝酸(例えば濃度
67.5%)が添加される。添加量は原料に対し3〜35重量
%、好ましくは8〜18重量%である。
硝酸を混入された二次原料はモータ13によって駆動さ
れる第2処理槽2のスクリユー手段11と切断・混練手段
12によって第1処理槽1と同様の処理がなされる。この
場合、第2処理槽2内では圧縮・混練の摩擦熱に硝酸の
反応熱が加わるので原料は90℃以上の高温となり、堆肥
化の反応が急激に進む。このようにして第2処理槽2の
取出口20及びゲート10から排出された処理物は返反応が
また続いているので山積のまま数日放置してから、石炭
系あるいはリン酸素の肥料等でPH6乃至9程度に調整
し、ペレツト状に乾燥させて商品化する。
尚、第1及び第2処理槽ではいずれも水分を75%以下
にして加圧・混練するが水分調整はすでに成品化した乾
燥状態のペレツトを添加して行うのが望ましい。
〔発明の効果〕
本発明は以上の構成になっているので分解しにくいリ
グニンやセルロースが硝酸によって分解され、また物理
的な細分化と昇温で分解、反応が促進されるので前記原
料は従来に比較してきわめて短時間のうちに堆肥化す
る。
また、硝酸の窒素成分はニトロ化から炭素率を引下
げ、そして肥料成分に酸化されることにより好気的分解
を促進させることになるので有用菌の増殖を促し、堆肥
化効果が一層増す。
さらに、畜産排泄物が短時間に堆肥化するので悪臭、
水汚染などの公害がなくなり、また堆積場所が不用にな
るなど経済的にも大きな利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による有機肥料製造装置の平面図、第2
図は第1図II−II線断面図、第3図は第1図III−III線
断面図、第4図は第1図の右側面図である。 1…第1処理槽、2…第2処理槽、3,10…開閉ゲート、
7,11…スクリユー圧送装置、7a,11a…第1スクリユー、
8,12…切断・混練装置、8a,12a…固定歯、9…導入口、
10…取出口、11…回転粉砕歯、6,13…ギヤードモータ、
14…硝酸タンク、17…硝酸供給口、18…原料。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】後部に原料投入口を有し、内部に圧送手段
    と切断・混練手段を有する筒状第1処理槽の前部と、前
    部に取出口を有し、内部に圧送手段と切断・混練手段を
    有する筒状第2処理槽の後部を開閉ゲートを介して連通
    可能に連結した有機肥料製造装置において、前記切断・
    混練手段が、処理槽内の回転軸に取付けられた複数の回
    転歯と、処理槽の円筒内へ突出して設けられ且つ、対応
    する回転歯と接近もしくは摺接する複数の固定歯からな
    ることを特徴とする有機肥料製造装置
  2. 【請求項2】前記固定歯が、円筒内への突出長さを調節
    可能に設けられていることをさらに特徴とする請求項1
    記載の有機肥料製造装置
  3. 【請求項3】圧送手段が、処理槽内の後部から前部へ向
    けて原料を送り出す第1のスクリューと、処理槽内の後
    部から前部に設けられ、前記第1スクリューと逆方向に
    回転する第2スクリューからなることを特徴とする請求
    項1又は2記載の有機肥料製造装置
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