JPH08183684A

JPH08183684A - 有機肥料の製造方法

Info

Publication number: JPH08183684A
Application number: JP6338262A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Inoue; 井上　　敏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1996-07-16

Abstract

(57)【要約】【目的】高温・嫌気性菌の活動を抑え、悪臭と汚水が発
生しない有機肥料の製造方法を提供する。【構成】有機物を含む肥料原料を水分４０〜６０重量％
に調整し、これを加圧下で剪断・混練して加圧・混練の
摩擦熱で４０゜Ｃ〜９０゜Ｃに昇温した混合物に処理す
る。この処理物を顆粒状に粉砕しながらオゾン（Ｏ₃）
を供給して処理物顆粒体表層をオゾンで酸化作用させ
る。オゾンの酸化作用により、高温・嫌気性菌の活動を
抑制し且つ高温・好気性菌の活性化を促す条件を効率的
に創り出し、この条件下で処理物を発酵させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】本発明は有機物を含む肥料原料を人
工的に処理して悪臭及び汚水を発生させずに短期間に堆
肥化する有機肥料の製造方法に関し、特に、分解に関わ
る処理物中の高温菌のうち、高温・嫌気性菌の活動を抑
え、高温・好気性菌を活性化させて堆肥化処理を行う有
機肥料の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、畜産廃棄物や生ごみなどの生活
廃棄物は放置したまま堆肥化するには２〜３ヶ月を要
し、きわめて効率が悪いうえ、その間、汚水や悪臭を発
生させるため環境汚染として社会問題になっている。

【０００３】この問題を解決するために、本願発明者は
先に有機物肥料の原料を４５〜６５重量％に調整した
後、これを加圧下で剪断・混練して温度４０〜９０゜Ｃ
の昇温下で肥料化処理を行い、ついで加圧状態から解放
して空気との接触のもとに微粉砕する工程を含むいくつ
かの有機肥料の製造方法を提案し、特開平２−１６７８
７８号、特開平５−１０５５６４号などの特許出願をし
てきた。

【０００４】上記提案に係る有機肥料の製造方法は、水
分調整、温度調整を人工的、機械的に行うことにより高
温菌を活性化させ、肥料化に要する期間を大幅に短縮で
きるという点で著しい改善が図られたが、以下の点でい
まだ解決すべき課題が残されていることに直面した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、処理工程中
に、原料の温度を人工的に４０〜９０゜Ｃに昇温させる
ことにより、高温菌が活性化し、これにより肥料化の促
進を図ることができたが、高温菌には処理物を発酵によ
って分解する好気性の高温菌（高温・好気性菌）と、腐
敗的な分解をする嫌気性の高温菌（高温・嫌気性菌）が
共存するため、嫌気性菌による処理物の腐敗によっても
たらされる悪臭や汚水の発生が充分に解決できないとい
う問題があった。

【０００６】従って、本発明の目的は、有機肥料の製造
において、高温・好気性菌を活性化させるとともに、高
温・嫌気性菌にダメージを与えることにより、汚水と悪
臭の発生を減少させることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、有機物を含む肥料原料を水分４０〜６
０重量％に調整し、これを加圧下で剪断・混練して加圧
・混練の摩擦熱で４０゜Ｃ〜９０゜Ｃに昇温した混合物
に処理し、この処理物を顆粒状に粉砕しながらオゾン
（Ｏ₃）を供給して処理物顆粒体表層をオゾンで酸化さ
せることにより、発酵において高温嫌気性菌の活動を抑
制し且つ高温好気性菌の活性化を促す酸化処理物として
から処理物を発酵させることを特徴とする。

【０００８】

【作用】原料を水分４０〜６０重量％に調整することに
より、処理物は加圧下での剪断・混練が可能になる。そ
して、加圧下の剪断・混練の摩擦熱で処理物が４０〜９
０゜Ｃに昇温されることにより、低温菌、中温菌、病原
菌、雑草の種子などが死滅し、高温菌による分解が促進
される。

【０００９】高温菌による分解は、一般には高温・好気
性菌による発酵と、高温・嫌気性菌による腐敗によって
行われるが、本発明ではオゾン（Ｏ₃）の供給により、
オゾンの酸化作用で処理物の粒子表面層では高温・嫌気
性菌は大きなダメージをうける。このとき、高温・好気
性菌もオゾンの殺菌作用を受けるが、処理物は顆粒体で
あるためオゾンの殺菌力は処理物の顆粒表面層までしか
作用せず、粒子の中心部には及ばない。したがって、顆
粒体の内部には高温菌が残っている。他方、被処理物の
顆粒表面層付近はオゾンの酸化反応により、活性酸素Ｏ
が解離し、酸素Ｏ₂が多く存在する状態になる。従っ
て、処理物の表面付近及び表面層は高温・好気性菌が活
発に繁殖し、高温・嫌気性菌は増殖しにくい環境になっ
ているため、その後の発酵の分解工程では高温・好気性
菌が圧倒的に増殖して、高温・嫌気性菌の活動が極端に
低下する。

【００１０】かくして、高温・嫌気性菌の活動が低下す
ることにより、処理物の腐敗による分解が抑制され、悪
臭の発生がなくなる。他方、高温・好気性菌の活性化に
より、発酵による分解が促進され、良質の有機肥料が生
成されるとともに、高温・好気性菌は発酵分解時に高カ
ロリーであるところから、処理物の水分を蒸発させるた
め、汚水の発生が抑制される。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。本発明
による有機肥料製造方法は、有機物含有廃棄物を主材と
する原料を先ず、水分４０〜６０重量％に調整する。

【００１２】原料の主材となる有機物含有廃棄物として
は、牛糞、鶏糞、豚糞等の畜産排泄物、し尿処理汚泥、
生活排水汚泥、食品工業排水汚泥、畜糞汚泥等の下水汚
泥あるいは生ごみ、あおこ、海草等等をあげることがで
きるが、特に畜産排泄物、下水汚泥または生ごみが好ま
しい。また、原料には上記主材としての有機物含有廃棄
物に草、わら、籾殻、木材・チップ、バークなどのセル
ロース含有有機物を混合してもよい。

【００１３】上記水分調整は、一般に水分の多い原料を
加圧下で混練・剪断できる状態（水分４０〜６０重量
％）にするための処理で、公知の水分調整手段を採用す
ることはもちろん可能である。好ましくは、主材の上記
有機物廃棄物に、上記セルロース含有有機物を混合する
ことによって水分調整をしてもよく、また、成品として
の有機肥料の一部をリターンさせて主原料と混合するこ
とによって上記の水分調整をしてもよい。さらには、本
発明者が平成６年１１月２４日に整理番号ＰＡ９４０４
８として特許出願しているように、木炭、活性炭等の炭
質物を主原料の水分調整材として使用してもよい。

【００１４】このように水分調整した原料混合物を加圧
下で剪断・混練し、加圧と混練の摩擦熱により、４０゜
Ｃ〜９０゜Ｃに昇温させる。尚、このとき、原料がｐＨ
６乃至９になるようにｐＨ調整剤を加えてｐＨ調整して
もよい。

【００１５】次いで、４０゜Ｃ〜９０゜Ｃに昇温させた
処理物を加圧状態から解放する。菌の活動に適した温度
範囲は、高温菌が約４５〜７０゜Ｃ、中温菌が３０〜４
０゜Ｃ、低温菌が１０〜２０゜Ｃであるから、４０゜Ｃ
〜９０゜Ｃに昇温された処理物中では低温菌、中温菌が
活動できなくなり、専ら、高温菌による分解がおこなわ
れる。このため、先ず、低温菌、中温菌による分解作用
からの悪臭発生が抑制される。

【００１６】本発明の特徴は、このように４０゜Ｃ〜９
０゜Ｃに昇温させた処理物を顆粒状に粉砕しながらオゾ
ン（Ｏ₃）を供給し、オゾンの酸化・殺菌作用により、
高温・嫌気性菌にダメージを与え、高温・好気性菌だけ
が活動易い環境を創り出し、この環境下で処理物を発酵
を主流にして分解するものである。

【００１７】すなわち、４０゜Ｃ〜９０゜Ｃに昇温させ
た処理物にオゾンを作用させることにより、顆粒体表面
の高温・嫌気性菌はオゾンの活性酸素の酸化・殺菌力に
よりダメージをうけ、活動ができなくなる。従って、高
温・嫌気性菌による腐敗分解が抑制されるため、悪臭が
生じない。

【００１８】オゾンの供給により、顆粒状処理物表面層
の高温・好気性菌もダメージをうけるが、処理物が顆粒
体であるため、オゾンの酸化、殺菌作用は顆粒体の表面
層に止まり、中心部までは及ばない。従って、処理物顆
粒体中心部の高温菌は生き残っている。

【００１９】他方、処理物中に供給されたオゾンは顆粒
体表面の酸化・殺菌作用により、活性酸素が解離し、消
費されるため、処理物は酸素Ｏ₂が多く存在する状態、
すなわち、高温・好気性菌が活発に増殖し、高温・嫌気
性菌の活動しにくい環境が強制的に且つ持続的に創り出
される。

【００２０】このような環境下で、顆粒状処理物の発酵
分解を続けると、顆粒状中心部の高温・好気性菌は酸素
の存在により活性化するのに対し、高温・嫌気性菌は酸
素の存在により、極度に活動が低下する。従って、処理
物の分解は高温・好気性菌による発酵が主流になり、他
方、高温・嫌気性菌による分解、すなわち、腐敗が進行
しなくなる。かくして、高カロリーの高温・好気性菌に
よる発酵分解で処理物中の水分が蒸発し、汚水が発生し
なくなるとともに、高温・嫌気性菌による腐敗分解が抑
制されることにより、悪臭が発生しなくなる。

【００２１】図は本発明を実施する装置の概要を示すも
ので、図１に示すように、この有機肥料製造装置は原料
を加圧下で剪断・混練処理する円筒状の第１処理槽１
と、第１処理槽１で処理した処理物を顆粒状に粉砕しな
がら該処理物にオゾンＯ₃を供給して酸化させる第２処
理槽２を具備し、第１処理槽１との出口と第２処理槽２
の入口を開閉ゲート３を介して連通可能に接続した構成
になっている。

【００２２】図１及び図２に示すように、第１処理槽は
一側に原料混合ホッパー４を有し、他側に前記開閉ゲー
ト３に通ずる解放口５を有する円筒体１’からなり、こ
の円筒体１’内にモーター等の駆動装置６で回転するス
クリュー圧送装置７と切断・混練装置８を具備してい
る。ホッパー４は有機物含有廃棄物からなる主原料の投
入用ホッパー４ａおよび水分調整材投入用ホッパー４ｂ
から搬送された原料を均一に混合する。スクリュー圧送
装置７はホッパー４から投入された原料混合物を圧縮し
ながら開閉ゲート３側に送り出すもので、ホッパー投入
口に一部を臨ませた第１（メイン）スクリュー７ａの他
に、この第１スクリュー７ａとは逆方向に回転する第２
スクリュー７ｂ（逆送り羽根）を組合わせるのが望まし
い。この第２スクリューは第１処理槽１の解放口５付近
に第１スクリュー７ａに対向して設けられており、第１
スクリュー７ａによって圧送される原料混合物をさらに
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スクリュー７ａ下流側、すなわち第１ス
クリュー７ａと第２スクリュー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刃８ａと、これら回転歯８ａに対
応して第１処理槽１内に突出された固定歯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
で原料混合物の切断を助けるとともに原料混合物の共回
りを防止する作用を有する他、原料混合物圧送の邪魔板
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。

【００２３】図１及び図２に示すように、第２処理槽２
は一側に前記開閉ゲート３に連通する導入口９を有し、
他側に成品取出口１０を設けた円筒体２’を有し、この
円筒体２’内に、処理物を小さな顆粒体に粉砕しながら
取出口１０に送り出すための回転粉砕刃１１を配設して
ある。第２処理槽２は、さらに、導入口９付近にオゾン
発生装置１２の供給管１３が接続され、オゾン発生装置
１３から供給されるオゾンの０₃が第２処理槽２内に導
入されるようになっている。

【００２４】図は省略したが第２処理槽２の取出口１０
から排出された生成物は発酵マスに貯蔵され、さらに発
酵を進行させて肥料化される。

【００２５】次に、図１の装置の作用を説明する。水分
４０〜６０重量％に調整された原料は、ホッパ４から第
１処理槽１に投入され、第１処理槽１内で加圧されなが
ら剪断・混練されることにより、加圧・混練の摩擦熱に
より温度が急上昇する。かくして、第１処理槽１で４０
〜９０゜Ｃに昇温させることにより、低温菌、中温菌が
相対的に減少し、高温菌が急増殖する。もちろん、この
とき、処理物中の細菌、雑草種子等も高温のため死滅す
る。

【００２６】次いで、４０〜９０゜Ｃに昇温された処理
物は開閉ゲート３を開いて加圧状態から解放され、第２
処理槽に送られる。第２処理槽２内で処理物は顆粒状に
粉砕されながらオゾンの酸化・殺菌作用を受けるため、
顆粒体表面の高温菌の多くが死滅するとともに、酸化作
用により、オゾン０₃が０₂に変化し、第２処理槽２内は
酸素０₂が豊富に存在する状態になる。オゾンの酸化作
用により、処理物の顆粒体表面の高温・好気性菌は高温
・好気性菌と同様に一時的にダメージを受けるが、オゾ
ンの酸化作用は処理物顆粒体の内部までは及ばないた
め、顆粒体内部の高温菌はその後の分解工程で再び増殖
しようとする。このとき、顆粒体の表面付近は先に供給
されたオゾン０₃で処理物と酸化反応し、処理物は酸素
が豊富な状態にあるので、高温菌のうち、好気性菌だけ
が増殖し、嫌気性菌は活動できない状態が長く持続す
る。従って、高温・好気性菌の存在比率が著しく増大
し、その後の分解は高温・好気性菌による発酵に支配さ
れる。

【００２７】図１は本発明の方法を実施する装置の一ユ
ニットを概略的に示したが、図４の装置のように、前段
ユニットの第２処理槽２の取出口１０を後段ユニットの
第１処理槽１の導入口に接続して本発明の方法を連続的
に繰返し実施するようにしてもよい。

【００２８】

【効果】本発明は処理物へのオゾンの供給により、持続
的に、高温・嫌気性菌が活動しにくく、高温・好気性菌
が活動しやすい条件が効率よくに創りだされ、この条件
下で分解が進行するので、処理物の分解は高温・好気性
菌による発酵で支配され、良質の有機肥料が生成され
る。

【００２９】高温・嫌気性菌の活動が極度に低下するこ
とにより分解の課程での悪臭の発生がなくなるととも
に、肥料としての製品にも悪臭がなくなる。

【００３０】高カロリーの高温・好気性菌によって分解
されるので発酵中に水分が蒸発し、汚水の発生が抑制さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施する肥料製造装置の平面図

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ拡大線断面図

【図４】本発明の方法を実施する他の肥料製造装置の平
面図

【符号の説明】

１…第１処理槽、２…第２処理槽、３…開閉ゲー
ト、４…ホッパー、５…開放口、６…駆動装置、
７…スクリュー圧送装置、７ａ…第１スクリュー、
７ｂ…第２スクリュー、８…切断・混練装置、８
ａ…回転歯、８ｂ…固定歯、９…導入口、１０…
取出口、１１…回転粉砕刃、１２…オゾン発生装
置、１３…供給管、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機物を含む肥料原料を水分４０〜６０
重量％に調整し、これを加圧下で剪断・混練して加圧・
混練の摩擦熱で４０゜Ｃ〜９０゜Ｃに昇温した混合物に
処理し、この処理物を顆粒状に粉砕しながらオゾン（Ｏ
₃）を供給して処理物顆粒体表層をオゾンで酸化させる
ことにより、高温・嫌気性菌の活動を抑制し且つ高温・
好気性菌の活性化を促す条件を作り、しかる後処理物を
発酵させることを特徴とする有機肥料の製造方法