JPH10245290A - 有機質液体肥料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品や動植物に由来する有機性廃棄物を菌類
によって腐敗させることにより、良質の有機質液体肥料
を安価に得ることを課題とする。 【解決手段】 複数種の好気性菌を含む菌群とこれらの
菌によって生成された複数種の酵素を含む酵素群とを混
合してなる複合活性菌群を用い、有機性廃棄物と複合活
性菌群とを投入した曝気槽内の水を所定温度に維持しつ
つフロックの生成を抑制又は阻止し得る大量のエアーで
曝気を行い、有機性廃棄物を曝気槽内の水に強制撹拌懸
濁して分解又は溶解し、有機質液体肥料として取り出
す。有機性廃棄物に応じた適切な菌が酵素を生成すると
ともに増殖し、酵素による有機性廃棄物の分解又は溶解
作用が有機性廃棄物や活動する菌に応じて段階的に又は
繰り返し作用して肥料成分を含む懸濁液が得られる。多
量のエアーで曝気したので、酸化速度が高まり増殖スピ
ードが速く、腐敗臭を生ずる中間生成物が少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、有機物を菌類に
よって腐敗させて有機質液体肥料を得る方法に関し、特
に食品や動植物に由来する有機性廃棄物、具体的には一
般家庭から出る、いわゆる生ごみ、畜産育成で排出され
る糞尿、食品の加工過程で生ずる有機残渣等を原料とす
る有機液体肥料の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、畑や水田では地力維持のために施
肥が行われる。かかる肥料には古くは生ごみ等を原料と
する堆肥や、鶏、牛、豚等の家畜の糞尿の自給肥料や、
魚かす、大豆かす、骨粉等の有機質肥料が使用されてい
た。しかし、近年では増産のために化学肥料が使用され
てきたが、化学肥料は成分的には安定しているものの、
土壌からの肥料吸収が悪く、植物の育成が良くない。そ
こで、最近は再び有機質肥料が注目される傾向にある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、有機質肥料は
成分が安定しにくく、特に自給肥料の場合には醗酵が悪
く、根腐れの原因となるアンモニア態窒素の残量が多
く、悪臭の発生など問題となることが多い。

【０００４】他方、家庭から出る生ごみ、レストラ
ンやホテル等の厨房残渣物、食品製造施設から出る食
用油、廃液、その他の残渣物、漁業施設や農業施設、
市場から出る残渣物、家畜の糞尿等の有機性廃棄物が
毎日多量に発生している。これらの有機性廃棄物のう
ち、固形廃棄物は多大な経費をかけて焼却又は埋立て処
分され、廃水は生物学的方法により処理されている。

【０００５】本発明は、かかる状況において、生ごみ等
の有機性廃棄物を原料として安価に良質の有機質液体肥
料を製造することができる方法を得ることを課題とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明に係る有機
質液体肥料の製造方法は、食品又は動植物に由来する有
機性廃棄物を原料として有機質液体肥料を製造するに際
し、複数種の好気性菌を含む菌群と上記好気性菌によっ
て生成された複数種の酵素を含む酵素群とを混合してな
る複合活性菌群を用い、上記有機性廃棄物と複合活性菌
群とを曝気槽内の水中に投入し、上記曝気槽内の水を所
定温度に維持しつつフロックの生成を抑制又は阻止し得
る大量のエアーでもって曝気を行い、好気性環境を形成
するとともに、複合活性菌群及び有機性廃棄物を上記曝
気槽内の水に強制撹拌懸濁させ、該強制撹拌懸濁状態に
て有機性廃棄物を分解又は溶解し、当該懸濁液を有機質
液体肥料として取り出すことを特徴とする。

【０００７】本発明の特徴の一つは、有機性廃棄物と複
合活性菌群とを水中で大量のエアーで曝気し、強制的に
撹拌して懸濁させ、懸濁状態で有機性廃棄物を分解又は
溶解し、その懸濁液を有機質液体肥料として回収するよ
うにした点にある。これにより、菌群のうち有機性廃棄
物に応じた適切な菌が酵素を生成するとともに増殖し、
酵素によって有機性廃棄物が分解又は溶解し、かかる分
解又は溶解作用が有機性廃棄物や活動する菌に応じて段
階的に又は繰り返し作用して肥料成分を含む懸濁液が得
られることとなる。

【０００８】本発明では好気性環境を形成して有機性廃
棄物を処理しているが、好気性菌は一般に有機物の酸化
をエネルギー源としているので、水中の溶存酵素が酸化
反応の律速になっていた。本発明では多量のエアーで曝
気したので、酸化速度が高まった。増殖スピードが速
く、酸化分解が一旦起き始めると、腐敗臭を発生する分
解中間生成物の生成が比較的少ない。

【０００９】特に、本発明のように、食品や動植物に由
来する有機性廃棄物を原料としてこれを処理する場合に
は、バチルスズブチリス、ラクトバチルス、ストレプト
コッカス、ニトロソモナス、ニトロバクター、セルトモ
ナス、バチルスリケニフォルミス、リゾープス、アスペ
ルギス、ファクルタティブアナエロブ、シュードモナス
及びアグロバクテリウムから選ばれる複数種の菌を含む
のが好ましい。

【００１０】バチルスズブチリス(Bacillus subtilis)
は土壌、枯草、空中等の自然環境下に広く分布するグラ
ム陽性桿菌に属する好気性又は通性嫌気性の枯草菌であ
って、低分子量の有機物をよく分解し、ほとんどの糖や
蛋白質を単量体にまで分解する。ｐＨ５〜７で増殖す
る。生育温度は最高４５〜５５℃、最低５〜２０℃であ
る。

【００１１】ラクトバチルス(Lactobacillus) はグラム
陽性桿菌に属する嫌気性又は微好気性の桿状乳酸菌であ
って、糖を醗酵させて乳酸を生成し、他の菌の繁殖を抑
える。通性嫌気性であるので、酵素の存在に関係なく育
成でき、又他の菌に見られない強酸性下での育成が可能
である。アンモニアが存在すると、アンモニアラクテー
トとなって環境のバランスが損なわれるのを緩和する。
また、土中のカルシウム類やリン酸の利用をよくする。

【００１２】ストレプトコッカス(Streptococcus) はグ
ラム陽性球菌に属する通性嫌気性の球状乳酸菌であっ
て、カクラーゼ陰性を示す。

【００１３】ニトロソモナス(Nitrosomonas)は亜硝酸細
菌であって、アンモニアを亜硝酸に酸化して生育エネル
ギーを得る細菌で、アンモニアを硝酸に酸化する過程の
第一段階を受け持つ。

【００１４】ニトロバクター(Nitrobacter) は亜硝酸を
硝酸まで酸化して生育エネルギーを得る硝酸菌であっ
て、アンモニアを硝酸まで酸化する第二の段階を受け持
つ。硝化作用を持つ他の菌、例えばNitrospia 、Nitroc
occus 、Mycobacterium 、Bacillus sp.、Aspergillusf
lavus 、Streptomyces spp. 等と置き換え又は共用され
てよい。

【００１５】セルロモナス(Cellulomonas)は植物繊維素
（セルロース及びへミセルロース）を分解する細菌であ
る。

【００１６】バチルスリケニフォルミス(Bacillus Iich
eniformis)はグラム陽性桿菌に属する好気性又は通性嫌
気性の耐熱性枯草菌であって、耐熱性、耐アルカリ性が
あり、栄養がなくても増殖し、大量の酵素を出す。蛋白
質からアミノ酸を生成する。グルコース、キシロール及
びマンニトールから脂肪酸を生成し、又炭素源としてク
エン酸塩を利用し、澱粉を加水分解し、さらに硝酸塩を
亜硝酸塩に還元し、又カゼインを分解する。ｐＨ５〜１
０、温度５〜５５℃で増殖する。

【００１７】リゾープス(Rhizopus)は真菌（接合菌類）
であって、セルラーゼ、アミラーゼ等の多くの酵素を生
成し、糖類をアルコールに分解し、又セルロースを分解
する。

【００１８】アスペルギス(Aspergillus) は真菌（不完
全菌類）であって、有機物を分解して二酸化炭素やアル
コールに醗酵させるが、醗酵作用の他、アミラーゼ、リ
パーゼ等の酵素を生成する。

【００１９】ファクルタティブアナエロブ(Facultative
anaerobe)は通性嫌気性生物、条件的嫌気性生物であっ
て、酵素呼吸も行うが、醗酵や硝酸還元、脱窒などの無
酸素代謝も用いてエネルギーを獲得し、増殖できる生
物、好気性生物も部分的あるいは一時的には無酸素的に
代謝を動かしエネルギーを獲得することができるが、増
殖を続けることはできないので、通性嫌気性生物とは呼
ばない、大腸菌、乳酸菌、酵母菌など限られたものがこ
れに属する。

【００２０】シュードモナス(Pseudomonas) は好気性の
グラム陰性桿菌である。

【００２１】アグロバクテリウム(Agrobacterium) は好
気性のグラム陰性桿菌である。

【００２２】酵素群は菌によって生成された酵素を少な
くとも含んでおればよく、上述の好気性菌を用いる場合
には少なくとも蛋白質分解酵素、澱粉分解酵素、乳糖分
解酵素、脂肪分解酵素及びセルロース・ヘミセルロース
分解酵素を含むのがよい。

【００２３】また、菌を活性化させる場合、槽内温度を
所定の温度に維持する必要がある。上述の好気性菌の場
合、１０℃〜５０℃の温度が適切である。温度の維持は
加熱ヒーターで行ってもよく、曝気槽内の配管に温水
（例えばボイラー温水）、高温エアー、高温蒸気、その
他の加熱媒体を循環させることによって行ってもよい。

【００２４】また、曝気槽は密閉式の槽でもよいが、腐
敗臭等がほとんど問題とならないので、上面を開放した
槽を用いることもできる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す具体例
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の有機質液体
肥料の製造に用いる装置を示す。図において、曝気槽１
０として上面の開放された槽が採用され、該曝気槽１０
内には水１１が貯留されている。

【００２６】曝気槽１０の底部にはエアー配管１２が底
面のほぼ全体にわたって配置され、該エアー配管１２の
適宜箇所には大量のエアーを放出可能なバブラー１３が
取付けられている。エアー配管１２の他端側はエアー供
給源１４に接続されている。

【００２７】また、曝気槽１０の側壁にはヒーター配管
１５が配置され、該ヒーター配管１５はボイラー設備
（図示せず）の温水配管に接続されている。

【００２８】

【実施例】生ごみを原料として有機質液体肥料を製造す
る場合、まずボイラー設備からの温水をヒーター配管１
５に供給し、曝気槽１０内の水温を１０〜５０℃に保持
する。生ごみはそのまま又は適当な大きさに破砕して曝
気槽１０内に投入する。下記の複合活性菌群は予め又は
生ごみとともに曝気槽１０に投入する。複合活性菌群と
してはバチルスズブチリス、ラクトバチルス、ストレプ
トコッカス、ニトロソモナス、ニトロバクスター及びセ
ルロモナスの菌群と、蛋白質分解酵素、澱粉分解酵素、
乳糖分解酵素、脂肪分解酵素、繊維分解酵素及びヘミセ
ルロース分解酵素の酵素群を混合したものを用いる。

【００２９】 (1) Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐｐ． ２．５×１０⁹ 最優先種は２種のＢａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．であった。 (2) 乳酸菌 ４．５×１０⁸ (3) グラム陰性菌 ３．１×１０⁷ (4) 絶体嫌気性菌 検出せず (5) 酵母、黴 ４．７×１０⁶

【００３０】次に、エアー供給源１４を作動させ、バブ
ラー１３からフロックの生成を抑制又は阻止し得る大量
のエアーを放出し、投入された生ごみと複合活性菌群と
を激しく撹拌して懸濁させるとともに、懸濁液に酸素を
吸収させる。

【００３１】すると、懸濁液中には好気性環境が形成さ
れて好気性菌が活性化し、処理すべき生ごみに対応した
好気性菌が酵素を生成し、その酵素の働きによって生ご
みがその菌や他の菌が処理しやすい物質に変わり、次第
に分解又は溶解して、同時に好気性菌はその体内に生ご
み又は分解生成物の一部を採り込んで加速度的に増殖す
る。

【００３２】投入された生ごみはその固形分がなくなっ
て水、炭酸ガス、窒素ガス等が生成されるが、炭酸ガス
や窒素ガス等の生成ガスは大気に放出される。その際、
生成ガスは曝気槽１０内の水分を持ち去るので、曝気槽
１０内に水を適宜補給する。

【００３３】以上のように、本例では懸濁状態で生ごみ
を処理しているので、油類や廃液、更には動植物に由来
する有機性廃棄物、例えば人間、牛、豚の糞尿について
も問題なく原料に用いることができる。

【００３４】また、好気性菌によって水中で処理してい
るので、腐敗臭等はほとんど発生しない。

【００３５】上述の処理はバッヂ方式で行っているが、
適当な間隔で生ごみを投入して連続方式で処理を行うこ
ともできる。連続方式で処理を行う場合も曝気槽１０内
において菌がその処理エネルギーを利用して自然に増殖
するので、保守・維持の管理が非常に簡単である。

【００３６】適当な期間が経過したら、曝気を停止し、
あるいは曝気を継続しつつ、懸濁液をホース等で吸い出
し、有機質液体肥料とする。熟成度の異なる有機質液体
肥料を製造する場合には、複数の曝気槽を並べて懸濁液
が順次移送されるようにし、必要な熟成度の有機質液体
肥料を対応する槽から吸い出せるようにする。

【００３７】・実施例１ 曝気槽１０の容量を１．２５トンとし、水を１トン入
れ、牛の糞尿の固形部分１００ｋｇを適量の複合活性菌
群とともに上記装置に投入して処理したところ、一日で
セルロースの部分を残しその他の固形成分が消滅した。
その間、悪臭は全く発生しなかった。

【００３８】原料投入翌日、翌々日及び原料投入４日目
の処理液の肥料有効成分含有率（％）を調べたところ、
ＴＮが０．１４％、０．１３％、０．１３％、Ｐ₂ Ｏ₅
が０．１１％、０．１１％、０．１３％、Ｋ₂ Ｏが０．
２８２５％、０．２９００％、０．３２５０％で、根腐
れの原因となるアンモニア態窒素は全く、又大腸菌はほ
とんど検出されなかった。

【００３９】・実施例２ 曝気槽１０の容量を１．２５トンとし、水を１トン入
れ、牛の糞尿の液体成分１００ｋｇを適量の複合活性菌
群とともに酵素を入れて処理した。原料投入翌日、翌々
日及び原料投入４日目の処理液の肥料有効成分含有率
（％）を調べたところ、ＴＮが０．１４％、０．１２
％、０．１３％、Ｐ₂ Ｏ₅ が０．１６％、０．１８％、
０．２４％、Ｋ₂ Ｏが０．３３２５％、０．３５００
％、０．３７７５％で、根腐れの原因となるアンモニア
態窒素は全く、又大腸菌はほとんど検出されなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機質液体肥料の製造に用いる装置の
原理を示す概略構成図

【符号の説明】

10 曝気槽 11 水 12 エアー配管 13 バブラー 15 ヒーター配管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 食品ないし動植物に由来する有機性廃棄
   物を原料として有機質液体肥料を製造するに際し、複数
   種の好気性菌を含む菌群と上記好気性菌によって生成さ
   れた複数種の酵素を含む酵素群とを混合してなる複合性
   活性菌群を用い、上記有機性廃棄物と複合活性菌群とを
   曝気槽の水中に投入し、上記曝気槽内の水を所定温度に
   維持しつつ、フロックの生成を抑制又は阻止し得る大量
   のエアーでもって曝気を行い、好気性環境を形成すると
   共に、複合活性菌群及び有機性廃棄物を上記曝気槽内の
   水に強制撹拌懸濁させ、該強制撹拌状態にて有機性廃棄
   物を腐敗させて生成した懸濁液を有機質液体肥料として
   取り出すことを特徴とする、有機質液体肥料の製造方
   法。
2. 【請求項２】 上記菌群がバチルスズブチリス、ラクト
   バチルス、ストレプトコッカス、ニトロソモナス、ニト
   ロバクター、セルロモナス、バチルスリケニフォルミ
   ス、リゾープス、アスペルギス、ファクルタティブアナ
   エロブ、シュードモナス及びアグロバクテリウムから選
   ばれる複数種の菌を含み、上記酵素群が蛋白質分解酵
   素、澱粉分解酵素、乳糖分解酵素、脂肪分解酵素、繊維
   分解酵素及びヘミセルロース分解酵素を含む、請求項１
   記載の有機質液体肥料の製造方法。