JPH0611677B2

JPH0611677B2 - 人工腐植物及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0611677B2
Application number: JP2090962A
Authority: JP
Inventors: 悦男麻薙; 仁池端; 哲臣渡辺; 郁夫岡林
Original assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1990-04-04
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 1994-02-16
Anticipated expiration: 2009-02-16
Also published as: JPH03290387A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、貝がら質粉末と有機性汚泥を素材として用い
る人工腐植物及びその製造方法に関するものである。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕

近年、資源の有効利用、環境保全、緑農地の土壌改良の
面から、有機性汚泥の処理・処分として、該汚泥のコン
ポスト（堆肥）化して人工腐植体とすることの推進が渇
望されている。一方、海国である我が国の水産業におい
ては、貝類が多量生産され、これに伴い生ずる膨大量の
貝がらは、ほとんど未利用で棄てられているために、そ
の有効利用とその処分が大きな課題と成っている。

我が国の近代農業においては、化学肥料偏重の農耕生産
がここ数十年行われてきており、その結果として有機物
の不足により地力の低下が最近顕著に現れてきた。土壌
中の有機物は、植物の生育を促進させるために必要な土
壌の物理・化学的性質の保持や改善に重要な役割を担っ
ている。そこで、地力の回復及び維持、向上には有機物
の多量施用が叫ばれ始めた。この有機物を施用する場
合、できるだけ腐植物質に近い形で土壌に投入すること
が施用利益を得るためには必要である。ちなみに、腐植
化されていない有機物を緑農地へ施用する時には、(a)
運搬、散布などの実施面で取扱い、(b)不要期に生ずる
有機性汚泥の貯蔵中における腐敗、悪臭対策（施用の需
要が春秋2期に偏っているため）、(c)人畜及び植物病原
微生物、寄生虫卵、雑草の種子などの混入、(d)投入し
た有機性汚泥の急激な生物化学的分解による土中酸素の
欠乏、(e)植物に弊害を及ぼす有機酸や有害物質の生成
と蓄積、(f)微生物の急激な増殖による植物肥効成分の
収奪や病原性菌の大繁殖等の障害などが問題となる。

有機性汚泥のコンポスト化には、有機性汚泥の含水率、
成分、pH、該有機性汚泥への植種（発酵菌又は製品コン
ポスト（人工腐植物）の混入）、及びコンポスト化装置
の方式、構造、機能性特性がその効率に大きく影響し、
製品コンポストの品質等にも差がでてきている。それ
は、含水比の調整、通気性の改良、pHの調整、発酵菌の
植種などの有機性汚泥の前処理、及び発酵工程における
通気、切返し、保温等の効率化の要因に基づく。

そのために、コンポスト化前の含水率調整、及び全工程
における均一な通気性とpHの調整が重要課題となってい
る。

コンポスト化原料の好適な含水率は、原料である有機性
汚泥の種類、コンポスト化装置の型式によって相違する
が、一般に45〜70%，好ましくは50〜65%に調節する必要
がある。含水率が高すぎる場合には好気性発酵に必要な
酸素の均一な供給を行うことが困難に成り、反面、含水
率が低すぎると微生物の活動が停滞し、良好な発酵を行
なうことが出来ない。これに対して、有機性汚泥の含水
率は高く、通常用いられている真空脱水濾過（目標脱水
率75%程度）や遠心脱水（目標脱水率78%程度）による脱
水ケーキでも好適含水率に達していないので、該汚泥を
コンポスト化するためには含水率の調整が必要と成る。

有機性汚泥の含水率調整方法としては、(a)天日乾燥、
(b)機械的2次脱水、(c)機械乾燥、(d)副原料の添加、
(e)製品コンポストの添加などの方法があるとはいえ、
いずれも満足すべきものではない。(a)の天日乾燥法で
は、水分蒸発表面積を大きくするために広い土地が必要
であること、臭気対策が難かしいこと、及び天候や季節
要因により乾燥効率や乾燥度が左右されること等の問題
がある。また、(b)の機械的2次脱水法では、1次脱水ケ
ーキを絞り、圧搾脱水機、加圧脱水機及び特殊脱水機に
よって好適含水率の2次脱水ケーキを得る方法で、設備
面積が比較的少なくて済むが、設備費と運転費へ影響を
及ぼし、濾液の処理も必要と成る等の問題がある。ま
た、(c)機械乾燥法では、含水率を均一な状態で適宜調
整でき、設備面積も小さくして済むなどの利点はある
が、設備費と運転費が高くつくこと及び省エネルギーの
面等に難点がある。そして、(d)の副原料の添加法は、
添加物として稲わら、おがくず、もみがら等を用いる方
法であるが、植物性廃棄物の発酵完了には長い期間を費
すため、いわゆる急速堆肥化法では完熟に近いコンポス
ト化製品を得ることが出来ないという欠点がある。おが
くず、もみがら等を添加してコンポスト化したものは、
添加物の腐熟度によっては植物の生育障害をもたらす可
能性を包含している。また、(e)の製品コンポストの添
加法は、製品コンポストの含水率が発酵熱と通気によっ
て含水率が下っていることを利用し、1次脱水ケーキ1容
に対し製品コンポストの1容を、高含水1次脱水ケーキの
時には3〜5容を繰り返し脱水ケーキに混ぜる（還流す
る）方法であるが、植種という面では効果はあるもの
の、コンポスト化装置が大きくなりすぎ、その処理容力
が大きく低下するので好ましくない。

次に、均一な通気性であるが、有機性汚泥ケーキは、そ
れ自体に空隙性がなく、しかも相互が付着しやすいの
で、該ケーキへ均一に通気して酸素を供給することが比
較的難しい。したがって、コンポスト化に当り、通気性
を図ることが重要な課題になっている。コンポスト化に
おいて均一な通気性を行なわないと、発酵と昇温が不十
分な部分ができ、未熟な有機物や病原菌、寄生虫卵等が
残存する品質の悪い製品コンポストと成る。

一方、我が国における貝類の生産量は多く、かき類、ほ
たて貝、あさりがその大部分を占めている。これら貝類
生産量の約70〜50%は貝がらであり、この膨大量の貝が
ら廃棄物の利用が課題となっている。貝がらは、砕いて
牧草地にまいたり、牧草地で排水孔の土管がわりに極く
わずか利用されているものの、大部分は棄てられている
のが現状で、その処分が大きな課題となっている。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明者らは、上記した問題点を解決するために
鋭意研究を重ねた結果、本発明の完成に至った。

すなわち、本発明によれば、貝がら質粉末と有機性汚泥
との混合物又は貝がら質粉末とマグネシウム化合物粉末
と有機性汚泥との混合物の発酵処理物からなることを特
徴とする人工腐植物が提供される。

また、本発明によれば、貝がら質粉末又は貝がら質粉末
とマグネシウム化合物粉末を有機性汚泥に添加・混合
し、次に、該嵌合物を発酵させることを特徴とする人工
腐植物の製造方法が提供される。

本発明で用いる有機性汚泥としては、下水汚泥（初沈汚
泥、余剰活性汚泥、混合生汚泥、消化汚泥）、屎尿処理
汚泥、糞尿、農林・水産廃棄物、産業廃水処理余剰活性
汚泥などが挙げられる。本発明においては、それらの汚
泥を1次脱水処理したものを発酵処理に対する原料汚泥
として主に用いる。

また、本発明で使用す貝がら質粉末とは、貝がら又は貝
がらに類似する成分組成を有する貝化石の粉末を意味す
るものである。貝がらとしては、かき、ほたて貝、あさ
り類、あこや貝及び他の貝類（あか貝、とり貝、たらい
貝、いたや貝）などの貝がらが挙げられる。なかでも、
かきやほたて貝の貝がらは生産量が多く、場所的に集中
しているために、その実用的活用に適している。そし
て、本発明では、集荷された貝がらを乾燥・粉砕して、
篩別したものを用いる。該貝がら粉末は、日本工業規格
(JIS)ふるい、ふるい目の開き1.68mm（呼びメッシュ10
以上）を全通し、ふるい目0.50mm（呼びメッシュ32以
上）を85%以上通過するものを用いることが重要であ
る。それは、有機生汚泥への均一分散、発酵菌付着比表
面積、及び製品コンポスト中の貝がら粉末の肥料として
の作用を効果的にするための要件に基づく。

ちなみに、貝がらは、炭酸カルシウム結晶が層をなし、
変成した硬たんぱく質（コノキオリン）が結晶間に閉じ
込められた構造のもので、植物成長に必要な微量要素の
含有量が高く成っている。これは、貝類の成長過程にお
いて、軟体部をおおっている外套膜の表面細胞から、カ
ルシウムとたんぱく質とが結合した物質が貝がらの内部
に向かって分泌され、該カルシウムが植物成長に必須で
ある微量要素の宝庫である海水中で容存二酸化炭素と反
応することに由来している。

なお、石灰石の炭酸カルシウムの殆んどがカルサイトで
あるのに対し、貝がら中の炭酸カルシウムの殆んどはア
ラゴナイトである。

本発明においては、貝がら質粉末として貝化石の粉末を
用いることもできる。貝化石は古代に生育した貝やヒド
デの化石で、その性状は貝がらと類似するものである。
本発明では、鉱床から採石した貝化石原石を篩別した
後、乾燥粉末化して用いる。貝化石粉末の粒度は、前記
した貝がら粉末の場合と同程度であればよい。

本発明においては、貝がら質粉末を有機性汚泥に添加・
混合することを必須要件とするが、この要件を満たすこ
とにより次の作用と効果が現れ、コンポスト化のための
発酵処理が円滑に遂行でき、良質の製品コンポスト（人
工腐植）が得られる。すなわち貝がら質粉末を有機性汚
泥に添加・混合することにより、(a)先ず、2次脱水処理
を行なわなくても有機性汚泥は発酵に好適な水分率に調
整でき、(b)貝がら質粉末の表面特性により、該表面へ
効果的に発酵菌が付着・増殖し、(c)しかも、貝がら質
粉末の主成分が炭酸カルシウムであることから、過剰中
和障害を招かない被発酵物のpH調整が行なわれ、(d)更
に、被発酵物の物理的特性が改良され、通気性と切返し
操作性が向上する等の相剰効果から、円滑に発酵処理が
遂行でき、良質の製品コンポストが得られる。なお、本
発明では、従来の製品コンポストは含まれていない貝が
ら質粉末が共存しているために、植物の生理作用などに
も好ましい理想的な人工腐植体が得られる。

次に、本発明では貝がら質粉末とともにマグネシウム化
合物粉末が併用し得るが、このマグネシウム化合物とし
ては、(a)塩基性炭酸マグネシウム、(b)水酸化マグネシ
ウム、(c)苦土炭酸カルシウム、(d)苦土石灰、(c)塩化
マグネシウム、(d)硫酸マグネシウム等が挙げられる。
(a)の塩基性マグネシウムは、普通工業的に炭酸マグネ
シウムと言われている。該塩基性炭酸マグネシウムの化
学組成は、lMgCO₃・mMg(OH)₂・nH₂Oで表わされ、天然鉱物
としてハイドロマグネサイト(3MgCO₃・Mg(OH)₂・3H₂O、4M
gCO₃・Mg(OH)₂・4H₂O)、アーティナイト(MgCO₃・Mg(OH)₂・3
H₂O)があり、化学合成品として市販されているもている
もは、その製造条件によって化学組成は相違し、3MgCO₃
・Mg(OH)₂・3H₂O〜4MgCO₃・Mg(OH)₂・4H₂Oの範囲のものであ
るが、結晶水H₂Oが1〜2分子多いものもある。そして(b)
の水酸化マグネシウムとしては、海水、にがり、かん水
にアルカリ原料を添加し沈殿物を捕集したものなどを用
いる。また、(e)の苦土炭酸カルシウムは、苦土炭カル
とも呼ばれ、ドロマイト原石も粉砕したもの(CaCO₃+MgC
O₃)である。(d)の苦土石灰は、広義の呼称物で、苦土生
石灰と苦土消石灰（狭義）とがある。苦土石灰は苦土炭
カルをか焼したもの(CaO+MgO)で、該苦土生石灰を消化
すると苦土消石灰(Ca(OH)₂+Mg(OH)₂)になる。なお、本
発明に用いるマグネシウム化合物の粉末粒度は、貝がら
質粉末の粒度に準ずる。

次に、本発明における貝がら質粉末やマグネシウム化合
物粉末からなる副資材の有機性汚泥への添加方法につい
て述べる。

本発明の副資材である貝がら質粉末やマグネシウム化合
物粉末は、基本的には有機性汚泥の１次脱水ケーキに添
加・混合するが、有機性汚泥の種類や脱水の要件によっ
ては、該副資材を直接有機性汚泥に添加・混合すること
も出来る。後者の方法においては、対象汚泥や装置、操
作条件により、その適用範囲は限定されるが、副資材の
持つ濾過助材特性も活用でき、脱水効率の向上が図られ
ると同時に、前に述べた発酵処理時の貝がら質粉末共存
効果の利点が相乗的に発揮されるという特長がある。前
者の1次脱水ケーキへの副資材である貝がら質粉末やマ
グネシウム化合物粉末の添加・混合の場合、該副資材を
単独、又は製品コンポストの1部若しくは特殊菌と混合
して有機性汚泥に均一に添加・混合する。該混合物によ
る添加方法では、同一の装置と操作条件下における植種
が効率的に実施出来るために、一般的にはこの方法が好
ましく採用する。

ちなみに、有機性汚泥の脱水ケーキ中には、通常、発酵
菌が存在するために、条件さえ整えば特に植種をしなく
ても発酵は起こる。しかし、機械を用いた急速発酵装置
では発酵を促進するためには植種が必要である。植種は
特種な菌を用いる時もあるが、通常は製品コンポストの
1部を還流する。この製品コンポスト還流量は、脱水ケ
ーキの水分含有量により異なるが、通常脱水ケーキ100
重量部に対し50〜250重量部である。ちなみに、公知の
方法における製品コンポストの還流量は、汚泥の種類や
発酵装置の方式によって相違するが、脱水ケーキ100重
量部に対して120〜400重量部である。

次に、本発明における貝がら質粉末の添加量は、1次脱
水ケーキ（一般的に含水率75〜85%）100重量に対して5
〜25重量部、好ましくは7〜20重量部である。貝がら質
粉末添加量が5重量部未満ではその作用と効果が乏し
く、反面、25重量部を超えると発酵するための有機物含
有率が低下するので好ましくない。

なお、製品コンポストの成分元素としては、マグネシウ
ム（苦土）が不足しているので、該製品コンポストにマ
グネシウム化合物を含ませることが望まれる。このため
に本発明においては、有機性汚泥に対して、マグネシウ
ム化合物を含む「貝がら質粉末とマグネシウム化合物粉
末からなる副資材」を添加して、発酵処理するのが好ま
しい。該副資材の貝がら質粉末とマグネシウム化合物粉
末は、それぞれ単独で又はあらかじめ混合体の形で添加
することができる。副資材添加総量は、1次脱水ケーキ1
00重量部に対して7〜25重量部であり、副資材中のマグ
ネシウム化合物粉末の割合は、マグネシウム化合物の種
類によって相違するが、通常は5〜50重量%の範囲にする
のがよい。副資材添加総量の特定の理由は、副資材が貝
がら質粉末のみの時と同様である。また、副資材中のマ
グネシウム化合物粉末の割合を50%以下とするのは、副
資材の他の構成素材である貝がら質粉末量及び肥料とし
て必要な量比関係からであり、一方、マグネシウム化合
物粉末が5%未満ではマグネシウム化合物粉末の土壌や植
物への効用が小さいからである。

ちなみに、本発明の人工腐植物に含まれる副資材の効果
の理解のために、農業土壌観点から副資材構成成分につ
いての主な植物生長への生理作用を説明する。

すなわち、農業土壌としては、土壌の三相分布（固相、
液相、気相の分布）、陽イオン交換容量に加えて、塩基
飽和度が60〜80%であることが重要で、陽イオンの塩基
バランスは、カルシウム（石灰）、マグネシウム（苦
土）、カリの重量比として5対2対1のバランスがよいと
されている。つまり、塩基飽和度80%の時には、土粒子
陰荷電の5割が石灰、2割が苦土、1割がカリ、残り2割が
アンモニウムが占めている状態である。塩基飽和度が60
%未満では酸性土壌と成り、80%以上では高pHいわゆるア
ルカリ土壌と成る。よって、適正土壌のpH(5〜8)の土壌
は塩基飽和度が60〜80%の範囲にある。堆肥や無機質や
土壌を土壌に加えると、先ず溶解成分が土粒子間でイオ
ン交換反応を起こし平衡関係が成立する。このことによ
り、塩基飽和度が陽イオンの塩基バランスが変化する。
そして、土壌水中の平衡溶解成分が植物に吸収される。

本発明に用いる副資材構成化学成分が植物などに及ぼす
主な生理作用を示すと次の通りである。

カルシウム(Ca)(吸収形態Ca²⁺)は、(a)ペクチン酸と結
合し、植物細胞膜の生成と強化に関係する、(b)有機酸
など有害物質の生体内中和を行なう、(c)炭水化物代謝
に必要である、(d)根の生育を促進する。

マグネシウム(Mg)(吸収形態Mg²⁺)は、(a)葉緑素の構成
元素である、(b)リン酸の吸収、体内移動に関与する、
(c)炭水化物代謝、リン酸代謝に関係する多くの酵素の
活性化、また同時に該酵素の構成元素でもある。

〈微量要素成分〉マンガン(Mn)(吸収形態Mn²⁺、Mn⁴⁺)は、(a)葉緑素の生
成、光合成、ビタミンＣの合成に関与、(b)酸化還元の
活性化に役立つ。

ホウ素(B)(吸収形態BO₃ ^7-)は、(a)水分、炭化水素、窒
素代謝にかかわる、(b)カルシウムの吸収、転流に関係
し、細胞膜ペクチンの形成と通導組織の維持を図る、
(c)酵素作用の活性化にかかわる。

亜鉛(Zm)(吸収形態Zm²⁺)は、酵素の構成要素として、ま
た、その働きを活性化して生体内の酸化還元を触媒す
る。(b)オーキシン先駆物質トリプトファン生成にかか
わる、(c)鉄、マンガンと拮抗作用を行なう。

モリブデン(MO)(吸収形態MoO₄ ^2-)は、(a)植物体内の酸
化還元電位の構成元素であり、根粒菌の窒素固定、硝酸
還元を触媒する、(b)ビタミンＣの生成にかかわる。

銅(Cu)(吸収形態Cu⁺、Cu²⁺)は、(a)植物体内の酸化還元
に関与する銅酵素の組成分、(b)葉緑素の形成に間接的
にかかわる、(c)鉄、亜鉛、マンガン、モリブデンと相
互作用がある。

次に、本発明の人工腐植物製造の簡略した概念を示すフ
ローの1例を第1図に示し、更に説明する。しかしなが
ら、本発明の製造方法のフローは必ずしも図示の例に限
定されない。

該図中の1は「原料」で、有機性汚泥の1次脱水ケーキで
ある。説明を具体化するために、ここでは下水汚泥1次
脱水ケーキとする。該原料の含水率は一般的に75〜85%
と高く、発酵には好ましくないものである。そして図中
の2は、本発明で特定する「副資材」、すなわち、貝が
ら質粉末、又は貝がら質粉末とマグネシウム化合物粉末
である。また図中の3は、原料1に副資材2の添加と製品
コンポストの還流を行ない、適正含水率70〜45%、好ま
しくは65〜50%に調整すると同時に、混合物の通気性改
善と植種を施こす、いわゆる「性状調整及び植種工程」
である。そして、図中の4は、工程3で得られた混合物の
「発酵工程」で、図中の5は「製品入工腐植」（製品コ
ンポスト）である。

コンポスト化のための発酵には、好気性発酵と嫌気性発
酵があるが、前者の方は反応速度が大きく、硫化水素H₂
SやメルカプタンCH₃・HS、その他の悪臭物質の生成が少
ない等の優位性から好気性発酵方式が好ましく採用され
る。

図中の発酵工程4においては、性状調整工程３によって
得られた混合物の発酵が開始すると、徐々に昇温し、60
〜70℃、条件によっては70〜80℃に達する。該発酵によ
り、基質（有機物）が微生物により分解し、またそのご
く1部は高分子化して、人工腐植物が得られる。

なお、コンポス化のための発酵は、含水堆積固形物内で
行なわれ、その反応の主役は異種微生物、つまり、菌類
（糸状菌、放線菌、細菌）、藻類などである。40℃以上
における発酵では、高温性糸状菌の作用が顕著になる。

一般に、糖類、澱粉、タンパク質、脂肪などは分解しや
すい「易分解性有機物」であるが、一方セルロース、リ
グニンなどは分解を受け難い「難分解性有機物」であ
る。コンポスト化のための発酵においては、炭水化物は
初期の段階で分解（最適分解温度35℃近辺）が完了し、
次にタンパク質などの窒素化合物や脂肪が60〜65℃の高
温度で分解を受ける。しかし、セルローズ、リグニンな
どの「難分解性有機物」は、分解を受けにくいが、50℃
以下の比較的低い温度で糸状菌、放線菌（中温菌）によ
りゆっくり分解される。前者の「易分解性有機物」の発
酵を1次発酵（全発酵）、後者の「難分解性有機物」の
発酵を2次発酵（後発酵若しくは熟成）と通常は区分し
て呼んでいる。

すなわち、1次発酵では、高温菌の活動により温度が50
℃以上となり、易分解性有機物の分解と安定化、汚泥臭
の除去が起こり、最高温度が60〜70℃、条件によっては
70〜80℃に達することから、病原菌、寄生虫、雑草種子
の死滅及び水分の除去が行なわれる。この時、80℃以上
の高温は微生物にとって好ましくなく、また窒素分がア
ンモニアNH₃として揮散する原因にも成るので、最高温
度が70〜80℃を超えないように操作することが重要であ
る。

また2次発酵では、1次発酵の最適条件とは異なり、中温
菌が50℃以下において活発に活動し、難分解性有機物の
分解と安定化、腐植の生成、水分の除去が行なわれる。
つまり当然のことであるが、2次発酵過程では中温菌の
活動により30〜50℃に維持し、2次発酵発熱終了後は外
気温に近づき、発酵槽から排出し野積を行っても昇温は
みられない。しかし、一次発酵終了後もしくは2次発酵
途中の堆肥は、発酵槽から排出して野積みすると30〜40
℃を保つ。

したがって、1次脱水ケーキのコンポスト化の方法とし
て、(a)1次発酵と2次発酵の異なった最適条件に着目
し、1次発酵と2次発酵の工程を分けて処理する方法、
(b)工程の簡素化を主眼として、同一発酵槽内で1次発酵
と2次発酵を行なう方法、(c)立地条件や諸条件の総合的
要件から、反応速度の大きい1次発酵を機械装置を用い
たコンポスト化プラントで取扱い、2次発酵は野積み方
式とする方法等が実施されている。

しかし、いずれにしろ、本発明で取扱う人工腐植物の製
造過程においては、上記のどのコンポスト化の方法、並
びに各種発酵装置にも効率よく適応することが出来る。

ちなみに、コンポスト化プラントの発酵装置は、発酵槽
の形状によって、通気装置、切返し装置の方式が決ま
る。発酵槽の形式は、大きく分けて縦型と横型及び堆積
型に分類される。縦型には、単段であるサイロ式の他、
多段の発酵槽がある。該縦型多段のものには、バドル
式、落し戸式、転倒式、ピンミキサー式等が挙げられ
る。横型のものには、スクープ式、バトル式、ショベル
式、オーガ式等がある。また堆積型は、通気方式により
自然通気式と強制通気式に分けられる。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明によれば、有機性汚泥は効果
的にコンポスト化でき、しかも得られる人工腐植物は肥
料として特長のある肥効を示す。

すなわち、本発明で特定する副資材を有機性汚泥に添加
・混合することにより、下記に示す(a)〜(e)等の顕著な
作用と効果が発揮でき、良質の人工腐植物が得られる。

(a)2次脱水処理が不要であること。

(b)本発明の特定する副資材の特性から発酵菌の活動が
円滑になること。

(c)発酵により生成する有機酸の中和調整作用があるこ
と。

(d)混合物被発酵物の物理的特性が改良され、通気性と
切返し操作性が向上すること。

(e)前記の(a)〜(d)の相乗効果から円滑にコンポスト化
が遂行出来ること。

その上、本発明の人工腐植を土壌に施用した場合には、
従来の人工腐植に含まれない副資材の相乗作用があり、
土壌物理性の改善、土壌化学性の改善、土壌生物性の改
善、養分の供給か顕著となる。本発明の人工腐植物は、
土壌中で非常に緩慢に分解されながら持続的に肥効成分
を放出して作物を生育させる。そして、腐植物質の持つ
イオン交換特性やpH緩衡性により植物の生育環境を良好
に保つ。また、本発明の人工腐植物の作用で形成される
土壌団粒構造は、永久腐植物質の働きによって、その構
造は長期間にわたって保持され、良好な作土の状態を維
持出来る。

以上は、本発明の人工腐植体とその製造に関する効果を
述べたが、更にこれらの効果に加えて、本発明において
は、廃棄処分に困っている有機性汚泥及び貝がらを有効
利用するので、エコロジーの面からの効果も大きく、そ
の社会的な意義は絶大である。

なお、本発明の人工腐植物は、緑農地、例えば、田畑、
樹園地、牧草地、公園緑地、その他に有利に施用するこ
とができる。

〔実施例〕

次に本発明を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明
する。

なお、後記実施例及び比較例においては、下記の有機性
汚泥、植種、発酵装置を使用した。

有機性汚泥：有機物55％（乾燥重量基準）、含水率75%
の下水1次脱水ケーキ。

植種：実稼動装置から産出しているコンポストを用い
た。該コンポストは、有機物41.5%(乾燥重量基準)、含
水率40%であった。本発明の植種を供給した実稼動装置
では、本発明の試験に供したものと同質の下水汚泥1次
脱水ケーキ30,000kgに、製品コンポスト45,000Kgの還流
物を混合し、該混合汚泥75,000Kgを横型ショベル発酵槽
（上部開放、片側面開放形矩形槽，巾4m、長さ11m、高
と2.75m)に平均して堆積し(厚さ2.5m)、強制通気して発
酵させている。

発酵装置：横型ショベル式発酵槽(上部開放、片側面開
放矩形槽、底面通気設備保有) また実施例で用いた貝がら質粉末は、かきがら粉末で、
日本工業規格ふるいのふるい目1.68mm全通し、ふるい目
0.5mmを87%通過したものを用いた。

実施例１かきがら粉末1,430Kgと植種42,860Kgの混合物を有機性
汚泥20,000Kgに添加・混合して、含水率50%の混合汚泥6
4,290Kg(約86m³)とし、該混合汚泥(堆積高さ2.2m)を発
酵槽にて毎分4.15m³の空気通気下(混合汚泥1m³当り毎分
0.05m³の空気通気量)で発酵を行なった。

なお、混合汚泥は混合破砕機に各素材の所定量をフィダ
ーから供給することで調製した。また、発酵処理は、実
用的な工程処理を配慮し、3個の発酵槽を設置した3工程
で行なった。工程間においては、トラックターショベル
により切返し操作にて堆積物を別の発酵槽に移し換える
バッチ方式を採用した。これらの各工程における経時変
化は次の通りであった。

第1工程：混合汚泥は発酵により温度が上昇し、84時間
後には最高温度87℃と成り、その後温度は徐々に下り、
156時間後には65℃に至った。そこで、堆積物を切換し
て第2工程の発酵槽に移した。

第2工程：第1工程の発酵槽から移した堆積物は、再び温
度が上昇し、該工程の48時間後には最高温度76℃に達
し、その後温度が徐々に低下し、72時間後には55℃と成
った。そこで、再び堆積物を切換して第3工程の発酵槽
に移動させた。

第3工程：第2工程からの堆積物は、温度が上昇し滞留時
間48時間で58℃に達し、その後温度が低下して30℃と成
り、滞留時間132時間で完熟に至った。なお、発酵槽底
面からの空気の通気は、いずれの工程においても良好
で、ほぼ均一に分散していた。このことは発煙筒を用い
た視覚試験により確認した。

以上の発酵処理の総発酵所要時間は360時間で、得られ
た製品収量は8,080Kgであった。該製品は、悪臭のな
い、サラットした土状のもので、水分含有率40%の人工
腐植物と成っていた。

なお、本実施例で得られた製品を植種に用い、同じ条件
で繰返し試験したが、同様な結果と成った。

比較例実施例と同様の下水1次脱水ケーキ20,000Kgに植種50,00
0Kgを添加・混合し、実施例と同じ含水率50%の混合汚泥
を作り、該混合汚泥70,000Kg(約94m³)を実施例と同一発
酵槽で混合汚泥1m³当り毎分0.05m³の空気通気下の3工程
発酵を行なった。

しかしながら、この場合には、総発酵時間が480時間経
過しても、水分含有量47%の未完熟で目的を十分に達成
することが出来なかった。発酵工程の経時変化を示すと
以下の通りであった。

第1工程：混合汚泥の温度は、120時間後に最高70℃と成
り、240時間後に50℃に低下した。堆積物を切返して第2
工程の発酵槽に移した。

第2工程：第1工程の発酵槽から移した堆積物の温度は、
48時間後に最高60℃に達し、96時間後に45℃に低下し
た。該堆積物を再び切返して第3工程の発酵槽に移動さ
せた。

第3工程：60時間後最高温度42℃に達し、その後徐々に
低下して30℃と成り、水分含有率の変化も停滞したの
で、滞留時間144時間で発酵操作を中止した。総所要時
間480時間を費したが、堆積物は、塊状のものが含ま
れ、該塊状物の中心部は嫌気化しており、硫化物（硫化
水素、メルカプタン類）の臭気を持った未熟物を含んで
いた。この理由は、比較例の混合汚泥が相互に付着しや
すいために塊状化しやすく、このことにより該混合汚泥
へ均一に通気して酸素を供給することが出来ないことに
よる。発酵槽における通気の状態を発煙筒を用いて確認
したが、いずれの工程でも通気ムラが見られた。

【図面の簡単な説明】

第1図は本発明の人工腐植物を下水汚泥一次脱水ケーキ
から製造する時のフローの1例である。図において、1は
原料で1次脱水ケーキ、2は本発明で特定する副資材、3
は性状調整及び植種工程、4は発酵工程、5は製品人工腐
植である。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭52−657（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−141352（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−102164（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】貝がら質粉末と有機性汚泥との混合物の発
酵処理物からなることを特徴とする人工腐植物。
【請求項２】貝がら質粉末を有機性汚泥に添加・混合
し、次に、該混合物を発酵させることを特徴とする人工
腐植物の製造方法。
【請求項３】貝がら質粉末とマグネシウム化合物粉末と
有機性汚泥との混合物の発酵処理物からなることを特徴
とする人工腐植物。
【請求項４】貝がら質粉末とマグネシウム化合物粉末を
有機性汚泥に添加・混合し、次に、該混合物を発酵させ
ることを特徴とする人工腐植物の製造方法。