JP4060536B2 - 発酵有機肥料の脱臭、脱塩及び分解促進処理方法 - Google Patents
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- Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse
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- Fertilizers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、畜糞や有機資材を混合、発酵させて生成する堆肥の製造方法に関し、詳しくは、発酵中の堆肥原料粒子の脱臭、脱塩分及び分解促進の処理方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
堆肥は畜糞や有機資材等を混練した後、発酵させて生成されるものであるが、発酵に関わる菌（発酵菌）は大別して酸素を利用して原料を分解する好気性菌と、酸素を利用しないで分解する嫌気性菌がある。
【０００３】
好気性菌は分解過程の中間代謝物に悪臭や作物の障害をおよぼす有害物質を生成させず、また、分解エネルギーが高く、分解が早くて汚水を発生させない等の多くの有利な働きをする。
他方、嫌気性菌はこれとまったく逆の作用で、悪臭など多くの弊害をもたらすところから、堆肥製造は原料全体にいかに酸素をゆき渡せるかが重要であり、そのために、人力による堆肥原料の切返しや動力による撹拌などこれまで多くの試みが提案されてきた。
しかしながら、現在にいたるも有効な解決策がないまま、悪臭公害の問題が大きくなってきたため、最近は別途、脱臭装置を設置する必要に迫られ、大きな経済的負担を強いられている。
【０００４】
さらに、近年循環型農業が強力に推進され始めたことに伴い、堆肥成品の質の問題が重要視されている。特に、堆肥は畜糞が重な原料であることから前記の悪臭の問題とともに、堆肥中の塩分（ＮａＣｌ）濃度が問題視されている。すなわち、堆肥は塩分濃度が３％を超えるとほとんどの作物に障害が発生するため使用不可となる。また、作物によってはそれ以下でも障害が発生するため塩分濃度はできるだけ下げる必要がある。
【０００５】
ところが、塩分は発酵・分解の進行に伴って相対的に濃度が高くなるため、よく分解された完熟堆肥である良質の堆肥になればなるほど塩分濃度が高くなるという相入れない現象がおこる。このような現状から塩分濃度の問題は今もって解決の方法が示されていない。
【０００６】
従って、本発明の主たる目的は堆肥原料発酵中の代謝生成物から悪臭を除去すると同時に、堆肥の塩分を著しく低下させ、併せて発酵を促進させる処理方法を提供することにある。すなわち、分解促進、悪臭・塩分の三つの課題を一つの手段で同時に解決することができる処理方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は堆肥原料中の塩分を溶解しやすくして上記脱塩処理の効率化を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の主たる目的を達成するために、本発明の第１の処理方法は、発酵中の有機肥料の粒子と空気を所定の相対的接触速度で接触させ、発酵により有機肥料粒子の内部から表面に滲出した炭酸ガス層と塩分含有水分層を、前記空気との接触速度の摩擦で剥離し、空中に発散させることを特徴とする。
【０００９】
さらに、上記の主たる目的を達成するための他の具体的な処理方法は、発酵中の堆肥原料を下方に落下させるとともに、落下の途中で原料粒子を回転羽根によって所定速度で空中に撥ね飛ばし、撥ねとばされた原料粒子と空気の接触速度の摩擦で原料粒子の表面の炭酸ガス層と塩分含有水分層を剥離し、空中に発散させることを特徴とする。
【００１０】
原料粒子表面の炭酸ガス層と塩分含有水分層を剥離するのに必要な空気との相対的な接触速度は２．０ｍ／sec以上、好ましくは、２．３〜２．６m／secとする。尚、本発明において「剥離」とははぎ取りに限らず、払拭その他の除去手段一般を意味する。
【００１１】
上記他の目的を達成するための処理方法は、上記の処理をする際に、堆肥原料粒子に塩化カリウム１〜３％／重量を添加すること特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をなすにいたった経緯と実施例を説明する。
すでに述べたように、発酵中の堆肥中間代謝物から悪臭を発生させないためには中間代謝物である有機物粒子に酸素を効率よく行きわたらせ、好気性菌の働きを活性化させることが重要である。本発明者はこの問題を解決するために、種々研究した結果、次のことをつきとめた。
すなわち、図２に示すように、有機物が微生物によって分解されると炭酸ガスと水分が発生するが、発生した炭酸ガスと水分は発酵時の温度上昇により中間代謝物である有機物粒子１の表面に滲出し、粒子１の表面は滲出した水分層２に覆われるとともにその外側に炭酸ガス層３が形成される。分解が進むにつれ、炭酸ガスの濃度が高くなり、空気が遮断されるため酸素不足となり嫌気的となるとともに、好気性菌４は原料粒子１の表面付近の内側に入り込んでいるため、悪臭が発生する環境にある。
【００１３】
従来、上記中間代謝物粒子に空気を送れば酸素の供給で好気性菌が働き、悪臭が発生しにくくなると考えられていたが、上記のように粒子表面に滲出した炭酸ガス層は濃度上昇により粘性があることから、単に中間代謝物の粒子に空気を送るだけでは図２のように空気５は粒子１の炭酸ガス層３の表面を滑るだけで、粒子１の菌４と空気５の有効な接触効果は得られない。従って、粒子表面に滲出している前記水分層２と炭酸ガス層３を除去する必要があることを見出した。
【００１４】
上記の研究に基づき、さらに研究、実験を重ねた結果、中間代謝物の粒子１と空気５を所定の相対速度、すなわち、２．０ｍ／sec以上、好ましくは、２．６ｍ／ｓｅｃで接触させることによって粒子１表面の水分層２、炭酸ガス層３が効率よく剥離され、空中に発散されることを見出した。
【００１５】
また、中間代謝物の粒子の塩分６は分解によって生成される水に溶解し、粒子の水分層２とともに粒子表面に滲出するため、水分層２を剥離することによって塩分６も同時に粒子１から除去され、空中に発散されることを見出した。
【００１６】
さらに、発酵中の中間代謝物に塩化カリウムを１〜３％／重量を添加すると塩分が溶解し易くなり、塩分の除去に有効であることが分かった。
【００１７】
以上のように本発明の基本的構成は、畜糞と有機材量を混練し、所定温度条件にある発酵中の有機肥料（中間代謝物）を空気と所定速度で接触させることにより、図１のように、その接触摩擦で原料粒子１の表面に滲出している前記炭酸ガス層３と塩分含有水分層２を剥離するものである。
【００１８】
原料粒子１の表面から炭酸ガス層３、塩分含有水分層２が除去されると原料自体の地肌が空気と接触することにより表面の内側付近にある好気性菌４が活発に働くとともに、嫌気性菌の活動が弱まる。そのため発酵・分解が促進するとともに悪臭の発生が抑制される。
【００１９】
他方、分解に伴って水分に溶解した原料粒子１の塩分６は表面の水分層２とともに空気５との接触摩擦で空中に発散されることにより代謝物から分離される。尚、粒子１は向きを変えながら空気５と前記の所定速度で接触するのでその全周から水分層２を除去することができる。
【００２０】
堆肥原料に１〜３％／重量の塩化カリウムを加えると塩分が溶解し易くなり、水分とともに粒子１の表面に滲出するので脱塩作用を一層向上させることができる。
【００２１】
原料粒子と空気の接触摩擦により粒子表面の炭酸ガス層、水分層を剥離するのに必要な接触速度は、実験結果から、２．０／ｓｅｃ以上、就中、２．３〜２．６ｍ／ｓｅｃが好ましい。
【００２２】
なお、本発明における堆肥原料粒子と空気の接触速度は相対的なもので、静止している原料に上記風速の空気を吹き付けてもよく、また、逆に、空中に原料粒子を上記接触速度で撥ね飛ばす方式でもよい。
【００２３】
図３は、堆肥切り返しに際し、ベルトコンベア７の上端から落下させた原料１を落下の途中で回転羽根８で所定風速で空中へ撥ね飛ばし、その時の粒子１と周りの空気５の瞬間（例えば０．５〜１秒）的な接触摩擦で原料粒子１の表面から炭酸ガスと水分を剥離する場合を例示したものである。表１は、図３の装置を用いて、風速による発酵過程の原料の塩分濃度を測定したもので、このデータは回転羽根３の回転速度で粒子１と空気５の接触速度を調節して得たものである。
【表１】
【００２４】
表１からあきらかなように、接触速度が０．５ｍ／ｓｅｃの場合は発酵１１日目の塩分濃度は２．０５％と比較的に高く、接触速度を２．４ｍ／ｓｅｃに上げると塩分濃度は１．１５％に急激に減少し、さらに、接触速度２．６ｍ／ｓｅｃでは塩分濃度は０．６５％にまで減少する。
なお、接触速度を２．８ｍ／ｓｅｃに高めても塩分濃度は速度２．６ｍ／ｓｅｃの場合とほとんど変わらないことが確認された。このことから、原料粒子と空気の接触速度は、効率、コスト面から２．３ｍ／ｓｅｃ〜２．６ｍ／ｓｅｃが好ましい。
【００２５】
実験によれば、下記表２に示すように、発酵日数２３日後の堆肥の水分率は、接触速度（風速）が０．５ｍ／ｓｅｃの場合は５４％であるのに対し、２．６ｍ／ｓｅｃの場合は３５％であった。堆肥中の塩分は水分中に溶解しているので０．
５ｍ／ｓｅｃの場合の水分率はそれだけ塩分が多く残存していることを示している。
【表２】
【００２６】
【効果】
本発明においては、原料粒子表面の水分層、炭酸ガス層が空気との接触摩擦で除去されるので、原料粒子の地肌が空気と直接接触する。したがって、好気性菌が活性化することにより、悪臭の発生が抑制されるとともに、堆肥の発酵が促進される。
【００２７】
さらに、この場合、水分に溶解して原料粒子表面に滲み出た塩分が水分層の剥離とともに空中に飛散し、原料粒子から分離されるので、塩分を著しく減少させた堆肥を得ることができる。
【００２８】
とくに、本発明は、一つの処理工程（水分層、炭酸ガス層の除去）で発酵促進、脱臭、脱塩の三つの課題が同時に解決されるので一石三鳥の効果が得られる。
【００２９】
堆肥原料に塩化カリウムを添加することにより、脱塩効果が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるの処理方法の作用説明図
【図２】従来の処理方法の作用説明図
【図３】本発明の一実施例による堆肥製造工程図
【符号の説明】
１…原料粒子
２…水分層
３…炭酸ガス層
４…菌
５…空気
６…塩分
７…ベルトコンベア
８…回転羽根
【発明の属する技術分野】
本発明は、畜糞や有機資材を混合、発酵させて生成する堆肥の製造方法に関し、詳しくは、発酵中の堆肥原料粒子の脱臭、脱塩分及び分解促進の処理方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
堆肥は畜糞や有機資材等を混練した後、発酵させて生成されるものであるが、発酵に関わる菌（発酵菌）は大別して酸素を利用して原料を分解する好気性菌と、酸素を利用しないで分解する嫌気性菌がある。
【０００３】
好気性菌は分解過程の中間代謝物に悪臭や作物の障害をおよぼす有害物質を生成させず、また、分解エネルギーが高く、分解が早くて汚水を発生させない等の多くの有利な働きをする。
他方、嫌気性菌はこれとまったく逆の作用で、悪臭など多くの弊害をもたらすところから、堆肥製造は原料全体にいかに酸素をゆき渡せるかが重要であり、そのために、人力による堆肥原料の切返しや動力による撹拌などこれまで多くの試みが提案されてきた。
しかしながら、現在にいたるも有効な解決策がないまま、悪臭公害の問題が大きくなってきたため、最近は別途、脱臭装置を設置する必要に迫られ、大きな経済的負担を強いられている。
【０００４】
さらに、近年循環型農業が強力に推進され始めたことに伴い、堆肥成品の質の問題が重要視されている。特に、堆肥は畜糞が重な原料であることから前記の悪臭の問題とともに、堆肥中の塩分（ＮａＣｌ）濃度が問題視されている。すなわち、堆肥は塩分濃度が３％を超えるとほとんどの作物に障害が発生するため使用不可となる。また、作物によってはそれ以下でも障害が発生するため塩分濃度はできるだけ下げる必要がある。
【０００５】
ところが、塩分は発酵・分解の進行に伴って相対的に濃度が高くなるため、よく分解された完熟堆肥である良質の堆肥になればなるほど塩分濃度が高くなるという相入れない現象がおこる。このような現状から塩分濃度の問題は今もって解決の方法が示されていない。
【０００６】
従って、本発明の主たる目的は堆肥原料発酵中の代謝生成物から悪臭を除去すると同時に、堆肥の塩分を著しく低下させ、併せて発酵を促進させる処理方法を提供することにある。すなわち、分解促進、悪臭・塩分の三つの課題を一つの手段で同時に解決することができる処理方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は堆肥原料中の塩分を溶解しやすくして上記脱塩処理の効率化を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の主たる目的を達成するために、本発明の第１の処理方法は、発酵中の有機肥料の粒子と空気を所定の相対的接触速度で接触させ、発酵により有機肥料粒子の内部から表面に滲出した炭酸ガス層と塩分含有水分層を、前記空気との接触速度の摩擦で剥離し、空中に発散させることを特徴とする。
【０００９】
さらに、上記の主たる目的を達成するための他の具体的な処理方法は、発酵中の堆肥原料を下方に落下させるとともに、落下の途中で原料粒子を回転羽根によって所定速度で空中に撥ね飛ばし、撥ねとばされた原料粒子と空気の接触速度の摩擦で原料粒子の表面の炭酸ガス層と塩分含有水分層を剥離し、空中に発散させることを特徴とする。
【００１０】
原料粒子表面の炭酸ガス層と塩分含有水分層を剥離するのに必要な空気との相対的な接触速度は２．０ｍ／sec以上、好ましくは、２．３〜２．６m／secとする。尚、本発明において「剥離」とははぎ取りに限らず、払拭その他の除去手段一般を意味する。
【００１１】
上記他の目的を達成するための処理方法は、上記の処理をする際に、堆肥原料粒子に塩化カリウム１〜３％／重量を添加すること特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をなすにいたった経緯と実施例を説明する。
すでに述べたように、発酵中の堆肥中間代謝物から悪臭を発生させないためには中間代謝物である有機物粒子に酸素を効率よく行きわたらせ、好気性菌の働きを活性化させることが重要である。本発明者はこの問題を解決するために、種々研究した結果、次のことをつきとめた。
すなわち、図２に示すように、有機物が微生物によって分解されると炭酸ガスと水分が発生するが、発生した炭酸ガスと水分は発酵時の温度上昇により中間代謝物である有機物粒子１の表面に滲出し、粒子１の表面は滲出した水分層２に覆われるとともにその外側に炭酸ガス層３が形成される。分解が進むにつれ、炭酸ガスの濃度が高くなり、空気が遮断されるため酸素不足となり嫌気的となるとともに、好気性菌４は原料粒子１の表面付近の内側に入り込んでいるため、悪臭が発生する環境にある。
【００１３】
従来、上記中間代謝物粒子に空気を送れば酸素の供給で好気性菌が働き、悪臭が発生しにくくなると考えられていたが、上記のように粒子表面に滲出した炭酸ガス層は濃度上昇により粘性があることから、単に中間代謝物の粒子に空気を送るだけでは図２のように空気５は粒子１の炭酸ガス層３の表面を滑るだけで、粒子１の菌４と空気５の有効な接触効果は得られない。従って、粒子表面に滲出している前記水分層２と炭酸ガス層３を除去する必要があることを見出した。
【００１４】
上記の研究に基づき、さらに研究、実験を重ねた結果、中間代謝物の粒子１と空気５を所定の相対速度、すなわち、２．０ｍ／sec以上、好ましくは、２．６ｍ／ｓｅｃで接触させることによって粒子１表面の水分層２、炭酸ガス層３が効率よく剥離され、空中に発散されることを見出した。
【００１５】
また、中間代謝物の粒子の塩分６は分解によって生成される水に溶解し、粒子の水分層２とともに粒子表面に滲出するため、水分層２を剥離することによって塩分６も同時に粒子１から除去され、空中に発散されることを見出した。
【００１６】
さらに、発酵中の中間代謝物に塩化カリウムを１〜３％／重量を添加すると塩分が溶解し易くなり、塩分の除去に有効であることが分かった。
【００１７】
以上のように本発明の基本的構成は、畜糞と有機材量を混練し、所定温度条件にある発酵中の有機肥料（中間代謝物）を空気と所定速度で接触させることにより、図１のように、その接触摩擦で原料粒子１の表面に滲出している前記炭酸ガス層３と塩分含有水分層２を剥離するものである。
【００１８】
原料粒子１の表面から炭酸ガス層３、塩分含有水分層２が除去されると原料自体の地肌が空気と接触することにより表面の内側付近にある好気性菌４が活発に働くとともに、嫌気性菌の活動が弱まる。そのため発酵・分解が促進するとともに悪臭の発生が抑制される。
【００１９】
他方、分解に伴って水分に溶解した原料粒子１の塩分６は表面の水分層２とともに空気５との接触摩擦で空中に発散されることにより代謝物から分離される。尚、粒子１は向きを変えながら空気５と前記の所定速度で接触するのでその全周から水分層２を除去することができる。
【００２０】
堆肥原料に１〜３％／重量の塩化カリウムを加えると塩分が溶解し易くなり、水分とともに粒子１の表面に滲出するので脱塩作用を一層向上させることができる。
【００２１】
原料粒子と空気の接触摩擦により粒子表面の炭酸ガス層、水分層を剥離するのに必要な接触速度は、実験結果から、２．０／ｓｅｃ以上、就中、２．３〜２．６ｍ／ｓｅｃが好ましい。
【００２２】
なお、本発明における堆肥原料粒子と空気の接触速度は相対的なもので、静止している原料に上記風速の空気を吹き付けてもよく、また、逆に、空中に原料粒子を上記接触速度で撥ね飛ばす方式でもよい。
【００２３】
図３は、堆肥切り返しに際し、ベルトコンベア７の上端から落下させた原料１を落下の途中で回転羽根８で所定風速で空中へ撥ね飛ばし、その時の粒子１と周りの空気５の瞬間（例えば０．５〜１秒）的な接触摩擦で原料粒子１の表面から炭酸ガスと水分を剥離する場合を例示したものである。表１は、図３の装置を用いて、風速による発酵過程の原料の塩分濃度を測定したもので、このデータは回転羽根３の回転速度で粒子１と空気５の接触速度を調節して得たものである。
【表１】
表１からあきらかなように、接触速度が０．５ｍ／ｓｅｃの場合は発酵１１日目の塩分濃度は２．０５％と比較的に高く、接触速度を２．４ｍ／ｓｅｃに上げると塩分濃度は１．１５％に急激に減少し、さらに、接触速度２．６ｍ／ｓｅｃでは塩分濃度は０．６５％にまで減少する。
なお、接触速度を２．８ｍ／ｓｅｃに高めても塩分濃度は速度２．６ｍ／ｓｅｃの場合とほとんど変わらないことが確認された。このことから、原料粒子と空気の接触速度は、効率、コスト面から２．３ｍ／ｓｅｃ〜２．６ｍ／ｓｅｃが好ましい。
【００２５】
実験によれば、下記表２に示すように、発酵日数２３日後の堆肥の水分率は、接触速度（風速）が０．５ｍ／ｓｅｃの場合は５４％であるのに対し、２．６ｍ／ｓｅｃの場合は３５％であった。堆肥中の塩分は水分中に溶解しているので０．
５ｍ／ｓｅｃの場合の水分率はそれだけ塩分が多く残存していることを示している。
【表２】
【効果】
本発明においては、原料粒子表面の水分層、炭酸ガス層が空気との接触摩擦で除去されるので、原料粒子の地肌が空気と直接接触する。したがって、好気性菌が活性化することにより、悪臭の発生が抑制されるとともに、堆肥の発酵が促進される。
【００２７】
さらに、この場合、水分に溶解して原料粒子表面に滲み出た塩分が水分層の剥離とともに空中に飛散し、原料粒子から分離されるので、塩分を著しく減少させた堆肥を得ることができる。
【００２８】
とくに、本発明は、一つの処理工程（水分層、炭酸ガス層の除去）で発酵促進、脱臭、脱塩の三つの課題が同時に解決されるので一石三鳥の効果が得られる。
【００２９】
堆肥原料に塩化カリウムを添加することにより、脱塩効果が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるの処理方法の作用説明図
【図２】従来の処理方法の作用説明図
【図３】本発明の一実施例による堆肥製造工程図
【符号の説明】
１…原料粒子
２…水分層
３…炭酸ガス層
４…菌
５…空気
６…塩分
７…ベルトコンベア
８…回転羽根
Claims (3)
- 発酵中の有機肥料の原料粒子と空気を２．０ｍ／ｓｅｃ以上の相対的な接触速度で接触させ、発酵により原料粒子の内部から表面に滲出する炭酸ガス層と塩分含有水分層を、前記空気との接触速度による摩擦で剥離し空中に発散させることを特徴とする発酵有機肥料の脱臭、脱塩及び分解促進処理方法
- 発酵中の堆肥原料を下方に落下させるとともに、落下の途中で原料粒子を回転羽根によって２．０／ｓｅｃ以上の速度で空中に撥ね飛ばし、撥ねとばされた原料粒子と空気の接触摩擦により原料粒子の表面の炭酸ガス層と塩分含有水分層を剥離し空中に発散させることを特徴とする発酵有機肥料の脱臭、脱塩及び分解促進処理方法
- 堆肥原料粒子に塩化カリウム１〜３％／重量を添加して堆肥原料中の塩分を溶解しやすくすることをさらに特徴とする請求項１又は２記載の発酵有機肥料の脱臭、脱塩及び分解促進処理方法
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001027168A JP4060536B2 (ja) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | 発酵有機肥料の脱臭、脱塩及び分解促進処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001027168A JP4060536B2 (ja) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | 発酵有機肥料の脱臭、脱塩及び分解促進処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002234786A JP2002234786A (ja) | 2002-08-23 |
| JP4060536B2 true JP4060536B2 (ja) | 2008-03-12 |
Family
ID=18891868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001027168A Expired - Lifetime JP4060536B2 (ja) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | 発酵有機肥料の脱臭、脱塩及び分解促進処理方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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2001
- 2001-02-02 JP JP2001027168A patent/JP4060536B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002234786A (ja) | 2002-08-23 |
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