JP3533056B2 - 脱臭剤及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】この発明は、人、動物、或いは畜
産施設から排出される糞尿等の臭気物質を効果的に除去
し得る、黒ぼく土を主成分とした脱臭剤及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、畜産施設から排出される糞尿等の
臭気物質は、畜舎で作業する人々の健康面や作業環境に
悪影響を及ぼしていることは勿論のこと、周辺住民の生
活環境を阻害している。畜産施設から排出される臭気物
質から臭気を効果的、且つ安価に除去することが望まれ
ており、従来種々の臭気除去方法或いは臭気除去物質が
提案され実施されてきている。例えば、愛知県農業試験
場は、約８０００年前の地層から採掘される珪藻を含ん
だ泥状物を精製加工して、粉末状若しくはペレット状に
した脱臭資材を提案している。この脱臭資材は、畜産施
設から排出される糞尿等からの臭気の除去効果が高いこ
とが実証されているが、脱臭資材の散布と曝気法との併
用が必要であり、設備費が高価になると共に、充分な脱
臭効果が現れるまでに時間がかかる欠点があった。

【０００３】特開昭５１−１２４５７３号公報には、人
畜の糞尿にクロアカ属又はプロビデンシア属の大腸菌を
混合して適当な時間放置し、糞尿を分解した後、得られ
た泥状物を火山灰土壌と混合して無臭、固形の糞尿肥料
を製造する方法が開示されている。特開昭５５−１９１
６５号公報は、ミミズの糞に火山ガラス岩の粉末を混入
して汚物に振りかけて脱臭する脱臭法が開示されてい
る。特開昭６２−１７９４６６号公報は、複数種類の天
然鉱物の粉末を混合して、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、ＣａＯを
基本成分とする脱臭母材を作成し、これに他の天然鉱物
の粉末を混合した脱臭剤を提案している。特開平５−１
９２５６６号公報は、雲母系鉱物が風化したバーミキュ
ライトから得られる金属塩、非金属塩を主成分とする酸
性添加剤を火山噴火物である多孔質な軽岩石等に含浸さ
せた脱臭剤を提案している。特公平６−６９４７７号、
特公平７−４４１２号公報は、石灰、石膏、アルミナ、
シリカ系硬化物を主成分とする脱臭剤を提案している。
しかしながら、これらの脱臭剤、脱臭方法は、臭気吸着
能が充分でなかったり、高価であったり、或いは処理施
設が必要であり、簡便に使用することが出来ない等の問
題点が存している。

【０００４】この発明の脱臭剤は、黒ぼく土、別名黒音
地土として知られている火山灰土壌を主成分とするもの
である。黒ぼく土は、主に洪積台地や山麓傾斜面に分布
している腐植酸に富む黒い表層土を持つ土壌であり、約
１億年前に火山から噴出した軟質火山灰が地球上に繁茂
した植物、動物の上に厚く降下し、約５０００年以上埋
没している間に風化して生成された火山灰土壌である。
火山灰の風化生成物である黒ぼく土は、ケイ素やアルミ
ニウムのイオンに酸素イオンが配位して出来る四面体と
アルミニウム、マグネシウム又は鉄のイオンに酸素又は
水酸化物のイオンが配位して出来る八面体とから構成さ
れる無機高分子化合物からなる粘土鉱物を主成分とし、
これに多量の腐植物を含む黒色土壌である。粘土鉱物で
ある無機高分子化合物は、粒子の大きさが一般に２ミク
ロン以下でコロイドとしての挙動を示すと共に、高い表
面電荷と大きな比表面積によってもたらされる表面活性
を有するため、吸着、イオン交換、凝集、コンシステン
シー、膨潤などの機能を発揮する。

【０００５】特公昭５３−２８３５号公報には、黒音地
土から黒色物質及び粗砂を水洗除去し黒みを帯びた沈殿
物を凝集剤として利用する技術が開示されている。特公
昭６４−６８３８号公報は、多孔質の火山磔に黒音地土
を結着剤で結着し、塊状にした汚水の浄化剤が開示され
ている。特開昭６２−９７６２８号公報は、多孔質の無
機物を含有させた火山灰性腐植土壌にアンモニア、硫化
水素、メチルメルカプタン等の悪臭成分を含むガスを接
触させて臭気成分を除去する脱臭法を開示している。特
開平５−４９８１１号、特開平５−１３７９０５号、特
開平５−１６８８１７号公報は、黒音地土を微粉砕して
原料とし、これに水酸化カルシュウムを添加した汚水の
浄化剤を開示している。特開平５−１６９０５５号公報
は、黒音地土から分離したアロフェンに接着剤を加えて
混練りし、塊状に成形した濾材を用いる汚水浄化装置を
開示している。特開平８−７１４１４号公報は、黒音地
土から採取された腐植質アロフェン土にセメント類の接
合剤と火山磔の骨材を混合して顆粒状にした液体処理剤
を開示している。

【０００６】畜産施設から排出される糞尿等の臭気物質
は、アンモニア、硫化水素などの複数の臭気成分が複合
しており、脱臭が困難であると共に、安価で取扱が容易
であることが要求される。従来の黒ぼく土を利用した技
術は、いずれも畜産施設からの排出臭気物質を対象とす
るものではなく、畜産施設からの排出される臭気物質の
脱臭には適していなかったと共に、高価であり取扱が不
便であるという問題が存していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、黒ぼく土
を利用する脱臭剤、特に畜産施設から排出される臭気物
質の脱臭に適した脱臭剤を提供せんとするものであり、
安価で且取扱が容易な脱臭剤及びその製造方法に関す
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明が採った手段は、採掘された黒ぼく土を水洗
して比較的大きな不純物を除去した後、スラリー状にし
て濾過し有機物を除去して無機高分子化合物を沈殿、精
製し、更に乾燥して粉末状にした原料を９０％以上含
み、これに腐植土壌から精製した有機物の粉末原料を混
合したことを特徴とするものであり、黒ぼく土から精製
された無機高分子化合物は、ケイ素、アルミニュウム並
びに鉄を少なくとも３０％以上含む粉末であり、無機高
分子化合物を少なくとも９０％以上含んでいることを特
徴とする。又、火山灰の粉末が必要に応じて配合され
る。更に、小粒径の火山磔に固着して顆粒状に成形して
も良い。

【０００９】又原料から無機高分子化合物、Ｎ、Ｃ等の
有機腐植物質を抽出した水溶液としても良い。この水溶
液は、前記紛末状や顆粒状のものよりも大きな脱臭効果
があり、且つ取扱が容易である。

【００１０】本発明の脱臭剤の原料として使用される黒
ぼく土から精製された無機高分子化合物は、ケイ素、ア
ルミニュウム及び鉄を３０％以上含んでいるものが望ま
しく、更に好ましくは、これらの無機質成分が無機高分
子化合物の４０％近くを占めている黒ぼく土が理想的で
ある。黒ぼく土は、日本国土の約１５％を占める土壌で
あるが、産出地により含まれる成分には差異が存してい
るので、精製された無機高分子化合物中にケイ素、アル
ミニュウム及び鉄が３０％以上、より望ましくは４０％
近く含まれている黒ぼく土を選択、採取する。

【００１１】腐植土は、有機質の成分からなり、黒ぼく
土の無機質の成分の脱臭作用を補完するために混合さ
れ、脱臭剤として幅広い脱臭効果を発揮する。好ましい
腐植土は、約８０００年以上前の地層から採掘される珪
藻を含んだ泥状物を精製加工したものであるが、これに
限られるものではない。

【００１２】火山灰は、多孔質であり、吸着面積を増大
すると共に、バクテリアのすみかとなり、バクテリアの
繁殖を促しバクテリアによる脱臭作用を高めるために、
必要に応じて混合される。黒ぼく土、腐植土並びに火山
灰は、粉末状に生成されて混合され、通常は粉末状の脱
臭剤として提供されるが、原料を顆粒状に成形するか、
又は小さい粒径の火山磔、活性炭、坑火石等の多孔質物
質にこれら粉末状の原料を固着剤にて固着させて顆粒状
に成形しても良い。粉末状、顆粒状として提供すること
により、家畜の飼料に混合して使用することが可能にな
ると共に、水に溶解して糞尿に添加することも簡単に行
うことが出来、取扱が容易となる利点がある。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の好ましい実施の形態
を、以下に詳細に説明する。本発明の脱臭剤は、黒ぼく
土から精製された無機高分子化合物の粉末を主成分と
し、これに腐植土の粉末を混合したものであり、必要に
応じて火山灰を添加しても良い。無機高分子化合物は、
重量比において全体の９０％以上を占め、これに腐植土
が１０％以下、若しくは腐植土と火山灰がそれぞれ５％
以下混合される。脱臭剤は、通常粉末状を呈するが、小
粒径の火山磔、活性炭、坑火石等の多孔質物質に固着剤
で固着させて顆粒状に成形しても良い。

【００１４】黒ぼく土の組成物の成分割合は、表１の通
りであり、黒ぼく土の産地により成分割合に差異があ
る。成分割合の単位は、重量％である。表１に示した黒
ぼく土は、ケイ素、アルミニュウム並びに鉄の割合が、
３０％以上であり、この発明の原料として使用するに適
した成分割合を有するものであるが、産地によってはこ
れらの成分の割合が３０％以下のものもある。本発明者
が種々試験の結果、ケイ素、アルミニュウム、鉄の割合
が３０％以下の黒ぼく土では、充分な脱臭効果を期待出
来ないことが判明した。

【００１５】

【表１】

【００１６】採掘された黒ぼく土は、水洗し、攪拌して
土塊をほぐし網目を通過させて、比較的大きな木根、
石、腐植物、ごみ等を取り除いた後、攪拌装置で水を加
えつつ攪拌しスラリー状にして、１mmの網目を通過させ
て有機物を除去しつつ沈殿させて、無機高分子化合物を
精製する。充分に沈殿させた後、容器の上部に溜まった
水を排水し沈殿した無機高分子化合物を取り出し、浅い
トレーに移して乾燥させる。乾燥を促進するために、ト
レーの底を網目にして水切りを良くしても良い。乾燥
は、乾燥度９５％程度まで充分に乾燥させるのが望まし
い。乾燥後、ロールミキサー等の粉砕機にかけて粉砕し
て粉末にし、黒ぼく土から精製した無機高分子化合物の
粉末原料を得る。得られた無機高分子化合物の粉末原料
は、少なくともケイ素、アルミニュウム、鉄が少なくと
も３０％以上、好ましくは４０％近く含まれている。

【００１７】黒ぼく土の精製段階における水洗は、３回
程度でほぼ不純物を取り除くことが出来る。無機高分子
化合物の沈殿は、ほぼ１時間程度で達成される。乾燥用
トレーは、縦８８０ミリ、横４２０ミリ、高さ８５ミリ
の上面を開放した薄い箱状容器からなり、底を網目とし
た上段のトレーを底を板張りとした下段のトレーに積み
重ね、上段から落ちた水及び黒ぼく土を下段のトレーで
受け止めるようにする。乾燥は、天日若しくはストーブ
等の適宜の乾燥方法、または手段にて行う。乾燥した黒
ぼく土の破砕、粉末化は、前記ロールミキサーに限られ
るものではなく、破砕棒や木製板を用いて摩擦しつつ粉
末状にしても良い。また、破砕した黒ぼく土を、篩で篩
って粒度を整えても良いことは勿論である。

【００１８】腐植土は、約８０００年以上前の地層から
採掘される珪藻を含んだ泥状物を精製加工し、粉末状に
したものであって、ｐＨ３．６以下のアルカリ性であ
り、Ｃ、Ｎ、ＳＯ_４等の有機物質を主成分とする。黒ぼ
く土から精製した無機高分子化合物の粉末と有機質の腐
植土の粉末とを混合することにより、無機質と有機質と
の脱臭機能を互いに補完しつつ発揮させることが出来、
幅広い脱臭効果を期待することが出来る。すなわち、腐
植土を混合することにより、水中に吸収溶解された臭気
成分は水中の腐植過程物質に吸着・分解され、微生物の
栄養分化して無臭化されてしまう。

【００１９】つまり、悪臭成分（ガス）が水と接触する
と、先ず悪臭成分が水に溶解し、水に溶解した悪臭成分
は直ちに腐植前駆物や微生物の代謝産物と結合し、或い
は吸着されて液相から除外される。吸着された悪臭成分
は、微生物などのエネルギー源として消費され、微生物
及びその代謝産物の増殖に利用される。一方、含有され
ている腐植前駆物によって、大腸菌、腐敗菌、ブドウ状
球菌等は滅菌抑制され、更に生体に有害なアンモニア、
アミン、スカトールなどといった腐敗物生成が抑制され
る。

【００２０】例えば、腐植化が進んだ家畜排泄物は、弊
害のないほ場散布が可能になるばかりでなく、家畜の糞
尿の調整・処理にその２０％を返送すれば、脱臭及び腐
植化効率が高められる。かくして、腐植そのもの（ｐＨ
２．６以下）が溶出し、屎尿の塩基性臭気を発生させる
ウレアーゼなどの酵素類が不活性化されると、臭気の発
生源を絶つことになる。また、腐敗がｐＨ３以下の時に
行われる自己縮合や、その縮合物と糞尿が結合するとき
に発生する過酸化水素、２価鉄イオン反応によってヒド
ロニウムなどの活性酵素がもたらす塩基性臭気（アンモ
ニア、アミン）、酸性臭気（硫化水素）及び中性臭気
（メチルメルカプタン、メチルサルファイトなど）が酸
化され、脱臭される。

【００２１】火山灰は、特に限定されるものではない。
火山灰を配合することにより、火山灰の多孔質が臭気物
質の吸着面積を増大すると共に、バクテリアのすみかと
なり、バクテリアの繁殖を上げ、前記したバクテリアに
よる脱臭効果を高める。火山磔の粒度は、特に限定され
ないが、家畜が食することの出来る程度の粒度とする。
火山磔に黒ぼく土等の原料を固着させる固着剤は、セメ
ント或いは家畜が食しても悪影響のない固着剤などであ
る。

【００２２】本発明の脱臭剤は、黒ぼく土から精製した
無機高分子化合物の粉末を主成分とするものであって、
９０％以上の無機高分子化合物の粉末に、腐植土から精
製した粉末を１０％以下混合する。また、必要に応じて
腐植土の粉末と火山灰の粉末を１０％以下混合する。こ
の場合、腐植土の粉末と火山灰の粉末はほぼ同量を合わ
せて１０％以下混合するのがよい。脱臭剤は、粉末状態
で市場に提供しても良いが、火山磔に固着し顆粒状に成
形して提供しても良い。

【００２３】脱臭剤を水溶液の形態とする製造方法を次
に説明する。先ず採掘した黒ぼく土と腐植土を、攪拌機
で塊をほぐし水洗して泥水状にする。次に、水洗した泥
水状物を、１cm程度の網目で濾過して草木根、小石等の
ゴミを除去する。除去後、約２時間程度泥水を静置して
黒ぼく土と腐植土を沈殿させて無機高分子化合物及び有
機物質を含む抽出液を得る。該抽出液の濃度は、１ｋｇ
の原料土壌に対して３リットルの水を混合した程度が好
ましい。この抽出液をコンロ等により約５分間程度沸騰
させて煮沸する。煮沸により、無機高分子化合物及び
Ｎ、Ｃ等の有機物質が抽出される。煮沸後、約２日間く
らい静置し再び沈殿させ、その後上澄液を濾紙、濾過不
等で濾過して浮遊している無機物のコロイド粒子や有機
物質を除去し原液を得る。脱臭剤として使用するには、
この原液を約４０〜５０倍程度に希釈する。尚、煮沸に
よる成分の抽出に代わって、アルコールや熱湯を加えて
抽出しても良い。

【００２４】

【実施例１】３０有余年の酪農の経験を持ち、現在乳牛
３０数頭を飼育している酪農家の糞尿処理の現場で、該
酪農家が従来から使用している他社製脱臭剤と、本発明
の脱臭剤の脱臭効果の比較試験を行った。本発明の脱臭
剤は、黒ぼく土９０％に腐植土５％、火山灰５％を混合
した粉末状のものを使用した。脱臭効果の判定は、数名
の判定者が嗅覚による官能にて糞尿の残存臭気の強弱を
測定し、判定者全員の合議により判定した。試験方法
は、毎回同量の１７００ｋｇの糞尿を、ロストル方式
（自然流下式）の貯槽より汲み上げたバキューム車のタ
ンク（容量１８００ｋｇ）の中に、２０リットルの水に
溶解した脱臭剤を投入し、投入後約１０分間で約５００
ｍ先の牧草地まで移動し、移動中に脱臭剤と自然混合さ
れた糞尿を約１００ｍ^２の範囲に放出散布し、数日間放
置して自然乾燥させた。散布直後に判定した結果は、表
２の通りであった。表２により明らかなように、本発明
の脱臭剤は、３００ｇ投入することにより無臭に近くな
ることが判明し、満足し得る脱臭効果を実証することが
出来た。

【００２５】

【表２】

【００２６】

【表３】

【００２７】

【発明の効果】この発明によれば、人、家畜等の動物の
糞尿の脱臭を極めて効果的に行うことが出来ると共に、
粉末若しくは顆粒状をなし水に溶解して投入するのみの
簡単な方法で使用することが出来るため、取扱に便利で
あり、更に安価である等の効果を有している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−84618（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−145145（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−34732（ＪＰ，Ａ) 特公 昭64−6838（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61L 9/00 - 9/02

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】採掘された黒ぼく土を水洗して比較的大き
   な不純物を除去した後、スラリー状にして濾過し有機物
   を除去して無機高分子化合物を沈殿、精製し、更に乾燥
   して粉末状にした原料を９０％以上含み、これに腐植土
   壌から精製した有機物の粉末原料を混合したことを特徴
   とする脱臭剤の製造方法。
2. 【請求項２】火山灰の粉末原料を更に混合したことを特
   徴とする請求項１記載の脱臭剤の製造方法。
3. 【請求項３】採掘された黒ぼく土を水洗して比較的大き
   な不純物を除去し、且スラリー状にして有機物を除去
   し、沈殿・精製・乾燥した９０％以上の無機高分子化合
   物原料と、腐植土壌から精製した有機物の粉末原料の混
   合物とからなり、前記黒ぼく土から精製された無機高分
   子化合物原料は３０％以上のケイ素、アルミニュウム並
   びに鉄を含む粉末であることを特徴とする脱臭剤。
4. 【請求項４】火山灰の粉末を腐植物質の粉末と合わせて
   １０％以下混合したことを特徴とする請求項３記載の脱
   臭剤。
5. 【請求項５】原料粉末を顆粒状に成形したことを特徴と
   する請求項３又は４記載の脱臭剤。
6. 【請求項６】原料粉末を小粒径の火山磔、活性炭、坑火
   石等の多孔質物質に固着して顆粒状に成形したことを特
   徴とする請求項３又は４記載の脱臭剤。
7. 【請求項７】採掘された黒ぼく土を水洗して比較的大き
   な不純物を除去し、且スラリー状にして有機物を除去
   し、沈殿・精製・乾燥した９０％以上の無機高分子化合
   物原料と、腐植土壌から精製した有機物の粉末原料の混
   合物とからなり、前記黒ぼく土から精製された無機高分
   子化合物原料は３０％以上のケイ素、アルミニュウム並
   びに鉄を含む粉末である前記混合物を溶解した水溶液か
   らなることを特徴とする脱臭剤。