WO2009087830A1 - 畜糞処理方法 - Google Patents

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WO2009087830A1 PCT/JP2008/071610 JP2008071610W WO2009087830A1 WO 2009087830 A1 WO2009087830 A1 WO 2009087830A1 JP 2008071610 W JP2008071610 W JP 2008071610W WO 2009087830 A1 WO2009087830 A1 WO 2009087830A1
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yeast
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Kazutoshi Noguchi
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Kazutoshi Noguchi
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    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D3/00—Calcareous fertilisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/40—Treatment of liquids or slurries
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the present invention relates to a livestock excrement processing method that enables effective use of livestock feces.
  • This compost fermentation treatment apparatus is provided with a fermenter, a turnover device, a pulverizer, a malodor absorption device, and a sewage treatment device.
  • the fermenter is a tank into which compost material is charged.
  • the turn-back device is supported by a gantry that moves along the length of the fermenter, and is endlessly lifted to move obliquely upward while moving from the compost discharge port side of the fermenter toward the compost material input port side.
  • the compost raw material is moved upward by means and dropped.
  • the pulverizer is attached to the compost raw material dropping position of the turn-back device, and the falling compost raw material is scattered while being crushed.
  • the malodor absorbing device is disposed between the inside of the hood that covers a part or all of the top of the fermenter and the floor surface within a predetermined range on the compost outlet side of the fermenter. Is provided with a ventilation pipe line that is absorbed by a compost layer advanced from below through a number of exhaust holes in the longitudinal direction.
  • the sewage treatment apparatus is formed at a predetermined interval in a sewage supply pipe disposed in a predetermined range on the floor surface of the fertilizer compost outlet through a pumping means from a sewage tank such as livestock. It has a pouring hole, and sewage sent from the sewage supply pipe is poured into the compost of the fermenter that has undergone fermentation from the lower floor.
  • livestock droppings discharged from livestock farmers contain cellulose and lignin.
  • the cellulose and lignin contained in the chicken droppings are derived from sawdust laid on the floor of the chicken house.
  • animal dung is cow dung or horse dung
  • the cellulose and lignin contained in cow dung and horse dung are derived from the litter laid on the floor of the barn and stable. It is also derived from grain feed that could not be digested.
  • livestock droppings are pig droppings
  • the cellulose and lignin contained in the pig droppings are derived from sawdust laid on the piggery floor and from the grain feed that the pigs could not digest in the body. It is also what you do.
  • sodium (Na) and aluminum (Al) may be mixed in livestock droppings. If such animal droppings are fermented, sodium and aluminum will remain in the fermented animal droppings. When fertilizer produced by fermenting such animal manure is applied to a field or the like, sodium and aluminum in the fertilizer will hinder the growth of the crops in the field. Sodium causes so-called salt damage. Aluminum also causes soil acidification. For this reason, the livestock farmer cannot aim at the effective use of livestock droppings, and is in trouble with the processing of livestock droppings.
  • This invention solves the said problem, and the place made into the objective is providing the livestock excrement processing method which enables coexistence of the effective utilization and processing of livestock feces.
  • a method for treating livestock excrement according to the invention of claim 1 includes a first step of adding concentrated sulfuric acid to livestock feces, converting carbohydrates contained in livestock feces into sugars by hydrolysis, and converting livestock feces into saccharified products, and water in the saccharified products.
  • a yeast is added to make a first liquid.
  • ethanol is produced from the saccharified product by fermentation performed by the yeast, and when ethanol is formed in the first liquid, the From the second liquid, a second step of dividing the first liquid into a second liquid containing ethanol and a third liquid containing a yeast and a first residue remaining after fermentation, and A third step of distilling ethanol.
  • the first step when concentrated sulfuric acid is added to livestock feces, carbohydrates in livestock feces are hydrolyzed into sugar, and saccharified products are produced from livestock feces.
  • the second step when water and yeast are added to the saccharified product to form a first liquid, the saccharified product in the first liquid is fermented by the yeast and ethanol is produced from the saccharified product. If ethanol is made in the first liquid, the first liquid is divided into a second liquid containing ethanol, a third liquid containing yeast and a first residue remaining after fermentation, Divide into The second liquid containing ethanol has a lower specific gravity than the third liquid containing yeast and the first residue. By utilizing this specific gravity difference, it is possible to easily separate the second liquid and the third liquid.
  • ethanol is distilled from the second liquid.
  • Ethanol distillation can be performed by atmospheric distillation or by vacuum distillation.
  • ethanol can be made from livestock feces, and the livestock feces can be effectively used.
  • the livestock excrement processing method according to the invention of claim 2 is the livestock excrement processing method according to claim 1, wherein the livestock feces contain cellulose and lignin.
  • the first step concentrated sulfuric acid hydrolyzes cellulose contained in livestock dung to produce a saccharified product. Moreover, the lignin contained in livestock dung enters the saccharified product produced in the first step.
  • the second step the lignin contained in the saccharified product enters the first liquid. Thereafter, when the first liquid is divided into the second liquid and the third liquid, the lignin in the first liquid has a lower specific gravity than the third liquid, and therefore enters the second liquid.
  • the livestock excrement processing method according to the invention of claim 3 is the livestock excrement processing method of claim 1 or claim 2, wherein in the first step, wollastonite is added to the livestock feces and then concentrated sulfuric acid is added. .
  • wollastonite Wollastonite: calcium silicate: CaSiO 3
  • concentrated sulfuric acid when wollastonite (Wallastonite: calcium silicate: CaSiO 3 ) and concentrated sulfuric acid are added to livestock dung, wollastonite and concentrated sulfuric acid react to solidify the saccharified product.
  • the solidified saccharified product is easy to handle.
  • the saccharified product produced in the first step is sent to the second step, the saccharified product can be easily conveyed.
  • it is necessary to store the saccharified product it is not necessary to handle a liquid or a fluid, so that storage and management are easy.
  • the wollastonite may be naturally produced or synthesized.
  • the heat of reaction between wollastonite and concentrated sulfuric acid sterilizes the solidified saccharified product and prevents the growth of miscellaneous bacteria in the solidified saccharified product.
  • sodium or aluminum when sodium or aluminum is mixed in the animal droppings treated in the first step, the sodium or aluminum in the animal droppings reacts with wollastonite and concentrated sulfuric acid, and sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) And aluminum silicate (Al 2 SiO 5 ).
  • sodium silicate and aluminum silicate enter into the solidified saccharified product.
  • sodium silicate and aluminum silicate in the saccharified product enter the first liquid.
  • Sodium silicate and aluminum silicate in the first liquid further enter the second liquid and the third liquid.
  • the animal waste disposal method according to the invention of claim 4 is the animal waste disposal method according to any one of claims 1 to 3, wherein the first residue taken out from the third liquid
  • the method includes a fourth step of adding at least one of phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sulfur, iron, manganese, boron, zinc, molybdenum, copper, and selenium as a mineral component.
  • the third liquid contains yeast and a first residue remaining after fermentation. For example, if the 3rd liquid is left still, the 1st residue will precipitate. It is easy to take out the precipitated first residue from the third liquid.
  • phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), sulfur (S), iron (Fe), At least one of manganese (Mn), boron (B), zinc (Zn), molybdenum (Mo), copper (Cu), and selenium (Se) is added as a mineral component.
  • Phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sulfur, iron, manganese, boron, zinc, molybdenum, copper, and selenium are indispensable elements for plant growth and are said to be essential elements. That is, the 1st residue which added the mineral component at the 4th process will contain an essential element, and is preferable as a raw material of a fertilizer.
  • the 1st residue which added the mineral component at the 4th process also contains various components derived from livestock dung. Also from this point, the first residue added with the mineral component is preferable as a fertilizer raw material.
  • the first residue added with the mineral component is preferable as a fertilizer raw material.
  • the cellulose when cellulose is contained in the livestock excrement processed in the first step, the cellulose is hydrolyzed into sugar, and in the first residue to which the mineral component is added. Cellulose never enters.
  • lignin is contained in livestock feces, this lignin enters the second liquid, so that the lignin does not enter the first residue to which the mineral component is added.
  • the first residue obtained by adding the mineral component in the fourth step contains silicon and calcium derived from wollastonite. Also from this point, the first residue added with the mineral component is preferable as a fertilizer raw material.
  • sodium silicate and aluminum silicate When sodium silicate and aluminum silicate are contained in the third liquid, these sodium silicate and aluminum silicate enter the first residue taken out from the third liquid as they are.
  • the fertilizer which uses this 1st residue as a raw material also contains sodium silicate and aluminum silicate. When such fertilizer is applied to a field or the like, sodium silicate and aluminum silicate in the fertilizer gradually decompose at a slow speed in the soil.
  • An animal manure treatment method is the animal manure treatment method according to claim 4, wherein the second residue remaining after ethanol is distilled from the second liquid is incinerated to produce incineration ash. 5th process, In the said 4th process, the said incinerated ash is added to the said 1st residue with the said mineral component. In the third step, when distillation of ethanol from the second liquid is completed, a second residue remains later.
  • this lignin When lignin is contained in livestock feces, this lignin first enters the saccharified product in the third step, then enters the first liquid in the second step, and then the second And into the second residue in the third step.
  • the second residue In the fifth step, the second residue is incinerated to become incinerated ash.
  • the lignin in the second residue is decomposed by incineration, and no lignin is contained in the incineration ash. This incinerated ash is added to the first residue together with the mineral component in the fourth step.
  • the 1st residue which added the incineration ash and the mineral component has no inconvenience as a raw material of fertilizer.
  • the moisture content of a 2nd residue is high, it is preferable to make the moisture content of a 2nd residue low beforehand before incinerating a 2nd residue.
  • the animal dung disposal method according to the invention of claim 6 is the animal dung disposal method according to any one of claims 1 to 5, wherein the first residue is removed from the third liquid.
  • the saccharified product is added to the fourth liquid sent from the sixth step to form the first liquid.
  • the yeast used for fermentation of the saccharified product in the second step first enters the first liquid and then enters the third liquid. And the yeast in the 3rd liquid enters in the 4th liquid which remains after taking out the 1st residue from the 3rd liquid. By sending this fourth liquid to the second step, the yeast in the fourth liquid can be used again for fermentation of the saccharified product in the second step.
  • the activity of yeasts that have finished fermentation of saccharified products may decrease.
  • the activity of the yeast in the liquid is improved. Therefore, in the sixth step, when ammonium sulfide is added to the fourth liquid, the activity of the yeast in the fourth liquid is improved, and the yeast in the fourth liquid can ferment the saccharified product. Again, it can be done actively.
  • the animal dung treatment method according to the invention of claim 7 is the animal dung treatment method according to claim 6, wherein yeast is added to the fourth liquid together with ammonium sulfide in the sixth step.
  • some of the yeast may die.
  • a part of the yeast enters the second liquid.
  • a part of yeast will enter in a 1st residue. Therefore, the number of living yeasts present in the fourth liquid is smaller than the number of yeasts used in the fermentation of the saccharified product in the second step which has already been completed.
  • FIG. 1 is a flowchart of the steps of the livestock excrement processing method according to the present invention.
  • the poultry manure 10 which is livestock manure is discharged from the poultry house.
  • the chicken manure 10 contains cellulose and lignin. These cellulose and lignin are derived from sawdust laid on the poultry house floor.
  • the chicken manure 10 containing cellulose and lignin is transported to the chicken manure treatment plant 1 and subjected to the processing described below.
  • the processing steps performed on the chicken manure 10 in the chicken manure treatment plant 1 are the first step S1, the second step S2, the third step S3, the fourth step S4, the fifth step S5, and the sixth step S6. have.
  • first, wollastonite 14 is added to the chicken manure 10 carried into the chicken manure treatment plant 1, and the chicken manure 10 and the wollastonite 14 are well agitated.
  • concentrated sulfuric acid 12 is added to the wollastonite 14 and the stirred chicken manure 10.
  • the carbohydrates and cellulose contained in the chicken manure 10 are hydrolyzed by concentrated sulfuric acid 12 into sugar, and a saccharified product is produced from the chicken manure 10. Moreover, the concentrated sulfuric acid 12 and the wollastonite 14 react with each other to solidify the saccharified product into a solidified product 16. The lignin contained in the chicken manure 10 enters the solidified product 16. The solidified product 16 produced in the first step S1 is sent to the second step S2.
  • the amounts of wollastonite 14 and concentrated sulfuric acid 12 added in the first step S1 are adjusted so that the pH value of the first liquid 22, which will be described later, falls within the operable range (pH 4 to 5) of the yeast.
  • water 18 and yeast 20 are added to the solidified product 16 sent from the first step S1, and a first liquid 22 is produced.
  • fermentation by the yeast 20 starts and ethanol 24 is produced from the sugar in the solidified product 16.
  • the first liquid 22 contains the yeast 20 that has been fermented, the first residue 26 that remains after the fermentation, ethanol 24, and lignin.
  • the solidified product 16, the water 18, and the yeast 20 are placed in a predetermined container (not shown) to produce the first liquid 22. Since the presence of miscellaneous bacteria hinders the activity of the yeast 20, it is desirable that the container used for producing the first liquid 22 is sterilized with steam or the like as appropriate. For example, the container is preferably sterilized before the first liquid 22 is produced.
  • the first liquid 22 is converted into the second liquid 28 containing ethanol 24 and lignin.
  • the third liquid 30 containing the yeast 20 and the first residue 26.
  • the second liquid 28 has a lower specific gravity than the third liquid 30. For example, if the first liquid 22 is allowed to stand, the layer of the second liquid 28 is positioned above the layer of the third liquid 30. Therefore, it is easy to separate the second liquid 28 and the third liquid 30.
  • the color of the second liquid 28 is different from the color of the third liquid 30, the second liquid 28 and the third liquid 30 can be more easily separated by paying attention to the color of the liquid. Is possible.
  • lignin is floating upward.
  • the second liquid 28 is sent from the second step S2 to the third step S3.
  • the first residue 26 is precipitated in the third liquid 30.
  • the first residue 26 precipitated from the third liquid 30 is taken out.
  • the first residue 26 taken out from the third liquid 30 is sent from the second step S2 to the fourth step S4.
  • the fourth liquid 32 remains behind.
  • the yeast 20 which finished fermentation in 2nd process S2 is contained.
  • the fourth liquid 32 is sent from the second step S2 to the sixth step S6.
  • the ethanol 24 is removed from the second liquid 28 by distillation.
  • the distillation of ethanol 24 may be atmospheric distillation or vacuum distillation.
  • a second residue 42 remains later.
  • lignin is contained.
  • the second residue 42 is sent from the third step S3 to the fifth step S5.
  • the second residue 42 sent from the third step S3 is incinerated.
  • the second residue 42 burns to become incinerated ash 44. Since the lignin contained in the second residue 42 is decomposed by incineration, no lignin is contained in the incineration ash 44.
  • the incineration ash 44 is sent from the fifth step S5 to the fourth step S4.
  • the moisture content of the 2nd residue 42 sent from 3rd process S3 to 5th process S5 is high, before incinerating the 2nd residue 42, from 2nd residue 42 Remove excess water.
  • the second residue 42 can be removed by centrifuging the second residue 42, and the second residue 42 is heated to evaporate the moisture. It is also possible. It is also possible to evaporate the moisture by heating the second residue 42 through a centrifuge and further heating it.
  • the mineral component 34 and the incinerated ash 44 sent from the fifth step S5 are added to the first residue 26 sent from the second step S2.
  • the mineral component 34 is at least one of phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sulfur, iron, manganese, boron, zinc, molybdenum, copper, and selenium.
  • the first residue 26 to which the mineral component 34 and the incineration ash 44 are added becomes a fertilizer raw material 36.
  • the fertilizer raw material 36 contains various components derived from the chicken manure 10, sulfur derived from the concentrated sulfuric acid 12, silicon and calcium derived from the wollastonite 14.
  • the first residue 26 sent from the second step S2 When the moisture content of the first residue 26 sent from the second step S2 is high, before adding the mineral component 34 and the incineration ash 44, excess water is removed from the first residue 26 in advance. .
  • the first residue 26 can be centrifuged to remove the moisture, and the first residue 26 is heated to evaporate the moisture. It is also possible. It is also possible to evaporate the water by further heating the first residue 26 by centrifuging the first residue 26.
  • ammonium sulfide 38 and yeast 40 are added to the fourth liquid 32 sent from the second step S2.
  • the yeast 20 contained in the fourth liquid 32 has finished the fermentation in the second step S2, and its activity may be reduced.
  • the activity of the yeast 20 in the fourth liquid 32 is improved by the ammonium sulfide 38 added to the fourth liquid 32.
  • the yeast 20 having improved activity can be actively fermented again.
  • the second step S2 a part of the yeast 20 will die.
  • the first liquid 22 is divided into the second liquid 28 and the third liquid 30, a part of the yeast 20 enters the second liquid 28.
  • the first residue 26 is taken out from the third liquid 30, a part of the yeast 20 enters the first residue 26. Therefore, the number of living yeasts 20 in the fourth liquid 32 is smaller than the number of yeasts 20 previously fermented in the second step S2. The reduced amount of the yeast 20 is compensated by the yeast 40 added to the fourth liquid 32 in the sixth step S6.
  • the fourth liquid 32 to which the ammonium sulfide 38 and the yeast 40 are added in the sixth step S6 is sent to the second step S2.
  • the solidified product 16 sent from the first step S1 is added to the fourth liquid 32 sent from the sixth step S6, whereby the first liquid 22 is produced.
  • fermentation by the yeasts 20 and 40 starts, and ethanol 24 is produced from the sugar contained in the solidified product 16.
  • the first liquid 22 is divided into the second liquid 28 and the third liquid 30 in the same manner as described above.
  • the second liquid 28 is sent to the third step S3.
  • the remaining third liquid 30 is divided into a first residue 26 and a fourth liquid 32, the first residue 26 is sent to the fourth step S4, and the fourth liquid 32 is the sixth residue. It is sent to step S6.
  • the solidified product 16 produced in the first step S1 is solid, it can be easily handled during transportation. Further, the solidified product 16 can be easily stored. Further, in the first step S ⁇ b> 1, the solidified product 16 is sterilized by the concentrated sulfuric acid 12 and is also sterilized by the reaction heat between the wollastonite 14 and the concentrated sulfuric acid 12. Therefore, propagation of various bacteria in the solidified product 16 is prevented. Further, in the process of sending the solidified product 16 from the first step S1 to the second step S2, it is necessary to prevent various bacteria from attaching to the solidified product 16 and breeding. For this reason, it is preferable to appropriately sterilize equipment used for storing and transporting the solidified material 16 with steam or the like.
  • the fertilizer raw material 36 manufactured in the fourth step S4 contains various components useful for plant growth, and is preferable as a fertilizer raw material. Further, since the fertilizer raw material 36 does not contain cellulose or lignin contained in the chicken manure 10, the fertilizer produced from the fertilizer raw material 36 does not contain cellulose or lignin. Also in this respect, the fertilizer raw material 36 is preferable as a fertilizer raw material.
  • the fertilizer raw material 36 can be directly fertilized.
  • Heat is generated when the second residue 42 is incinerated in the fifth step S5. This heat can be used as a heat source when the ethanol 24 is distilled in the third step S3. Further, when the first residue 26 and the second residue 42 are heated to evaporate the moisture, this heat can be used as a heat source.
  • the yeast 20 used for the fermentation in the second step S2 is once activated and returned to the second step S2, so that the yeast 20 can be used repeatedly.
  • the chicken manure 10 contains sodium or aluminum
  • the sodium or aluminum first reacts with the wollastonite 14 and concentrated sulfuric acid 12 added in the first step S1, and thereby sodium silicate and silica. It becomes aluminum acid aluminum and enters the solidified product 28.
  • sodium silicate or aluminum silicate in the solidified product 28 enters the first liquid 22, and then enters the second liquid 28 and the third liquid 30. enter.
  • the sodium silicate and the aluminum silicate in the second liquid 28 enter the second residue 42 in the third step S3.
  • Sodium silicate and aluminum silicate in the third liquid 30 enter the first residue 26 in the second step S2.
  • Sodium silicate and aluminum silicate in the second residue 42 enter the incineration ash 44 in the fifth step S5.
  • Sodium silicate and aluminum silicate in the first residue 26 enter the fertilizer raw material 36 in the fourth step S4. Further, sodium silicate and aluminum silicate in the incinerated ash 44 enter the fertilizer raw material 36 in the fourth step S4.
  • sodium silicate and aluminum silicate in the fertilizer gradually decompose at a slow speed in the soil. Therefore, a large amount of sodium or aluminum does not directly enter the soil through the fertilizer raw material 36, and the concentration of sodium or aluminum in the soil fertilized with the fertilizer raw material 36 is low. Kept. For plants growing in such fields, sodium and aluminum in the soil act as indispensable elements for plant growth.
  • fertilizer manufactured from the fertilizer raw material 36 is applied. That is, it is possible to prevent a large amount of sodium and aluminum from entering the soil directly through this fertilizer, and the concentration of sodium and aluminum in the soil fertilized with this fertilizer can be kept low. Be drunk. In addition, when manufacturing a fertilizer from the fertilizer raw material 36, it is better to avoid the process which the sodium silicate and aluminum silicate in the fertilizer raw material 36 decompose
  • the livestock excrement treatment method according to the present invention is useful as a livestock excrement treatment method that enables both effective use and treatment of livestock feces.

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Abstract

　畜糞の有効利用と処理の両立が可能な畜糞処理方法を提供する。第１の工程Ｓ１において、畜糞である鶏糞１０に濃硫酸１２とウォラストナイト１４を加え固化物１６とし、第２の工程Ｓ２において、固化物１６に水１８と酵母菌２０を加えて第１の液２２となし、第１の液２２中の発酵によりエタノール２４をつくり、第１の液２２をエタノール２４を含む第２の液２８と酵母菌２０及び第１の残渣物２６を含む第３の液３０とに分け、第３の工程Ｓ３において、第３の液３０からエタノールを蒸留する。

Description

畜糞処理方法
　本発明は、畜糞の有効利用を可能にする畜糞処理方法に関する。
　畜産農家においては、日々排出される畜糞の処理が大きな問題となっている。畜産農家は、畜糞を肥料化することにより、畜糞の処理と有効利用とを両立させることができる。
　これまでに、畜糞の肥料化に関する数多くの技術が提唱されている。かかる技術の一例として、以下に説明する堆肥発酵処理装置がある（特許文献１を参照）。
　この堆肥発酵処理装置は、発酵槽、切り返し装置、粉砕機、悪臭吸収装置、汚水処理装置を備えている。発酵槽は、堆肥原料を投入する槽である。切り返し装置は、発酵槽の長手方向に沿って移動する架台に支持され、発酵槽の堆肥排出口側から堆肥原料投入口側に向けて移動しながら斜め上方に向けて回動するエンドレスの揚送手段によって堆肥原料を上方に揚送して落下させる。粉砕機は、切り返し装置の堆肥原料落下位置に取付けられ、落下してくる堆肥原料を破砕しながら飛散させる。
　悪臭吸収装置は、発酵槽の一部又は全部の上方を覆ったフードの内部から発酵槽の堆肥排出口側の所定範囲の床面間に配設され、フード内の悪臭空気を吸引して発酵の進んだ堆肥層に下方から長手方向の多数の排気孔群を介して吸収させる通気管路を備えている。汚水処理装置は、家畜等の汚水槽から圧送手段を介在させて発酵槽の堆肥排出口側床面の所定範囲に配設された汚水供給管と、この汚水供給管に所定間隔をもって形成された注出孔を有し、汚水供給管から送られる汚水を発酵の進んだ発酵槽の堆肥に下方床面から注入する。
　この堆肥発酵処理装置によって、畜糞の好気発酵が促進され、悪臭を発生することなく肥料が製造される。
特許第３９７８２９３号公報
［発明が解決しようとする課題］
　畜産農家から排出される畜糞の中には、セルロースやリグニンが含まれていることが多い。例えば、畜糞が鶏糞である場合、鶏糞に含まれているセルロースやリグニンは、鶏舎の床に敷かれているおが屑等に由来するものである。畜糞が牛糞や馬糞である場合、牛糞や馬糞に含まれているセルロースやリグニンは、牛舎や馬舎の床に敷かれている敷藁に由来するものであり、また、牛や馬が体内で消化できなかった穀物飼料に由来するものでもある。畜糞が豚糞である場合、豚糞に含まれているセルロースやリグニンは、豚舎の床に敷かれているおが屑に由来するものであり、また、豚が体内で消化できなかった穀物飼料に由来するものでもある。
　セルロースやリグニンはなかなか分解しない。このため、畜糞を発酵させても、畜糞の中のセルロースやリグニンは完全に分解せずに残りやすい。すなわち、セルロースやリグニンを含んでいる畜糞から製造した肥料の中には、セルロースやリグニンが残っているのである。
　セルロースやリグニンが残っている肥料を畑などに施肥すると、肥料の中のセルロースやリグニンが土壌の中で徐々に発酵し、その畑で生育する農作物に根腐れが発生する原因になってしまう。上記堆肥発酵処理装置を用いて畜糞から肥料を製造する場合においても、かかる問題が発生する。
　また、畜糞の中に、ナトリウム（Ｎａ）やアルミニウム（Ａｌ）が混入していることがある。このような畜糞を発酵させると、発酵した畜糞の中にナトリウムやアルミニウムがそのまま残っていることになってしまう。このような畜糞を発酵させて製造した肥料を畑などに施肥すると、肥料の中のナトリウムやアルミニウムが畑の作物の生長に障害を及ぼすことになってしまう。ナトリウムは、いわゆる塩害の原因となる。また、アルミニウムは、土壌が酸性化する原因となる。
　このため、畜産農家は、畜糞の有効利用を図ることができず、畜糞の処理に困っている。
　本発明は、上記問題を解決するものであり、その目的とするところは、畜糞の有効利用と処理の両立を可能にする畜糞処理方法を提供することである。
［課題を解決するための手段］
　本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明に係る畜糞処理方法は、畜糞に濃硫酸を加え、畜糞が含有する炭水化物を加水分解によって糖にして、畜糞を糖化物にする第１の工程と、前記糖化物に水と酵母菌とを加えて第１の液をつくり、当該第１の液の中で、酵母菌が行う発酵によって前記糖化物からエタノールをつくり、当該第１の液の中にエタノールができたら、当該第１の液を、エタノールを含有する第２の液と、酵母菌及び発酵後に残る第１の残渣物を含有する第３の液と、に分ける第２の工程と、前記第２の液からエタノールを蒸留する第３の工程と、を有している。
　第１の工程において、畜糞に濃硫酸を加えると、畜糞の中の炭水化物が加水分解して糖になり、畜糞から糖化物ができる。
　第２の工程において、糖化物に水と酵母菌とを加えて第１の液をつくると、この第１の液の中の糖化物が酵母菌によって発酵し、糖化物からエタノールがつくられる。第１の液の中にエタノールがつくられたら、この第１の液を、エタノールを含有する第２の液と、酵母菌及び発酵後に残る第１の残渣物を含有する第３の液と、に分ける。エタノールを含有する第２の液は、酵母菌及び第１の残渣物を含有する第３の液よりも比重が軽い。この比重差を利用すれば、第２の液と第３の液とを容易に分けることが可能である。
　第３の工程において、第２の液からエタノールを蒸留する。エタノールの蒸留は常圧蒸留によって行うことが可能であるし、減圧蒸留によって行うことも可能である。
　第１の工程、第２の工程及び第３の工程によって畜糞を処理することにより、畜糞からエタノールをつくることができ、畜糞の有効利用が可能になる。
　請求項２の発明に係る畜糞処理方法は、請求項１に記載の畜糞処理方法であって、前記畜糞にセルロース及びリグニンが含まれている。
　第１の工程において、濃硫酸が、畜糞の中に含まれているセルロースを加水分解して糖化物にする。また、畜糞の中に含まれているリグニンは、第１の工程でつくられる糖化物の中に入る。
　第２の工程において、糖化物の中に入っているリグニンは、第１の液の中に入る。その後、第１の液を第２の液と第３の液とに分ける際、第１の液の中のリグニンは、第３の液よりも比重が軽いので第２の液の中に入る。
　請求項３の発明に係る畜糞処理方法は、請求項１又は請求項２に記載の畜糞処理方法であって、前記第１の工程において、前記畜糞にウォラストナイトを加えてから濃硫酸を加える。
　第１の工程において、畜糞にウォラストナイト（Ｗａｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ：ケイ酸カルシウム：ＣａＳｉＯ3）と濃硫酸とを加えると、ウォラストナイトと濃硫酸とが反応し、糖化物が固化する。固化した糖化物は、その取り扱いが容易である。例えば、第１の工程でつくられた糖化物を第２の工程に送る場合、その糖化物の搬送が容易である。また、糖化物を貯蔵しておかなくてはならない場合、液体や流動体を扱う必要がないので、その貯蔵と管理が容易である。なお、ウォラストナイトは天然に産するものでもよいし、合成したものでもよい。
　ウォラストナイトと濃硫酸との反応熱によって、固化した糖化物が殺菌され、固化した糖化物における雑菌の繁殖が防止される。
　また、第１の工程で処理する畜糞の中にナトリウムやアルミニウムが混入している場合、畜糞の中のナトリウムやアルミニウムは、ウォラストナイト及び濃硫酸と反応し、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2ＳｉＯ3）やケイ酸アルミニウム（Ａｌ2ＳｉＯ5）となる。そして、これらのケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムは、固化した糖化物の中に入る。
　その後、糖化物の中のケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムは、第１の液の中に入る。第１の液の中のケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムは、さらに、第２の液や第３の液の中に入る。
　請求項４の発明に係る畜糞処理方法は、請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の畜糞処理方法であって、前記第３の液から取り出した前記第１の残渣物に、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、イオウ、鉄、マンガン、ホウ素、亜鉛、モリブデン、銅、及び、セレンのうちの少なくともひとつをミネラル成分として加える第４の工程を有している。
　第３の液は、酵母菌と発酵後に残る第１の残渣物とを含有している。例えば、第３の液を静置等すれば、第１の残渣物が沈澱する。この沈澱した第１の残渣物を第３の液から取り出すことは容易である。
　第４の工程において、第３の液から取り出した第１の残渣物に、リン（Ｐ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、イオウ（Ｓ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ホウ素（Ｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、及び、セレン（Ｓｅ）のうちの少なくともひとつをミネラル成分として加える。リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、イオウ、鉄、マンガン、ホウ素、亜鉛、モリブデン、銅、及び、セレンは、植物の生長に不可欠の元素であり、必須元素といわれている。すなわち、第４の工程でミネラル成分を加えた第１の残渣物は、必須元素を含有することになり、肥料の原料として好ましい。
　第４の工程でミネラル成分を加えた第１の残渣物は、畜糞に由来する様々な成分をも含有している。この点からもミネラル成分を加えた第１の残渣物は、肥料の原料として好ましい。
　前述したように、第１の工程で処理される畜糞の中にセルロースが含まれている場合、このセルロースは加水分解して糖になってしまい、ミネラル成分を加えた第１の残渣物の中にセルロースが入ることはない。畜糞の中にリグニンが含まれている場合、このリグニンは第２の液の中に入ってしまうので、ミネラル成分を加えた第１の残渣物の中にリグニンが入ることはない。
　したがって、ミネラル成分を加えた第１の残渣物を肥料の原料にする場合、この原料から製造される肥料の中にセルロースやリグニンが入ることはない。
　第１の工程で畜糞にウォラストナイトと濃硫酸を加える場合、第４の工程でミネラル成分を加えた第１の残渣物は、ウォラストナイトに由来するケイ素とカルシウムを含有している。この点からもミネラル成分を加えた第１の残渣物は、肥料の原料として好ましい。
　第３の液の中にケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムが入っている場合、これらのケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムは、そのまま、第３の液から取り出した第１の残渣物の中に入る。かかる第１の残渣物を原料とする肥料も、その中にケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムが入っている。このような肥料を畑などに施肥する場合、肥料の中のケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムは、土壌の中においてゆっくりとしたスピードで徐々に分解していく。
　したがって、土壌の中に、一挙に多量のナトリウムやアルミニウムが、直接、入ってしまうことがなく、土壌の中のナトリウムやアルミニウムの濃度が低く保たれる。土壌の中における微量のナトリウムやアルミニウムは、その土壌で生長する植物に対して好ましい影響を与える。なぜならば、微量のナトリウムやアルミニウムは、植物の生長に不可欠の元素だからである。
　請求項５の発明に係る畜糞処理方法は、請求項４に記載の畜糞処理方法であって、前記第２の液からエタノールを蒸留した後に残る第２の残渣物を焼却して焼却灰をつくる第５の工程を有し、前記第４の工程において、前記第１の残渣物に、前記ミネラル成分とともに前記焼却灰を加える。
　第３の工程において、第２の液からのエタノールの蒸留が終わると、後に、第２の残渣物が残る。
　畜糞の中にリグニンが含まれている場合、このリグニンは、まず、第３の工程で糖化物の中に入り、次いで、第２の工程で第１の液の中に入り、その後、第２の液の中に入り、第３の工程で第２の残渣物の中に入る。第５の工程において、第２の残渣物は焼却されて焼却灰になる。第２の残渣物の中のリグニンは、焼却によって分解されてしまい、焼却灰の中にリグニンは入っていない。この焼却灰は、第４の工程において、ミネラル成分とともに第１の残渣物に加えられる。
　したがって、焼却灰とミネラル成分とを加えた第１の残渣物の中にはリグニンが入っていない。このため、焼却灰とミネラル成分とを加えた第１の残渣物は、肥料の原料として不都合はない。
　なお、第２の残渣物の含水率が高い場合、第２の残渣物を焼却する前に予め第２の残渣物の含水率を低くしておくことが好ましい。第２の残渣物の含水率を低くすることによって、第２の残渣物を焼却する際の燃料効率が向上し、また、第２の残渣物を焼却する設備にかかる負荷が小さくなる。例えば、遠心分離や加熱によって第２の残渣物の含水率を低下させることができる。
　第２の液の中にケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムが入っている場合、これらのケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムは、そのまま、第２の残渣物の中に入り、次いで、第２の残渣物の焼却灰の中に入る。そして、焼却灰の中のケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムは、第４の工程で第１の残渣物の中に加えられて入る。
　請求項６の発明に係る畜糞処理方法は、請求項１から請求項５のうちのいずれかの請求項に記載の畜糞処理方法であって、前記第３の液から前記第１の残渣物を取り出した後に残る第４の液に、硫化アンモニウムを加え、硫化アンモニウムを加えた当該第４の液を前記第２の工程に送る第６の工程を有しており、前記第２の工程において、前記第６の工程から送られてくる前記第４の液に前記糖化物を加えて前記第１の液をつくる。
　第２の工程で糖化物の発酵に用いられる酵母菌は、まず、第１の液の中に入り、それから第３の液の中に入る。そして、第３の液の中の酵母菌は、第３の液から第１の残渣物を取り出した後に残る第４の液の中に入る。この第４の液を第２の工程に送ることにより、第４の液の中の酵母菌を第２の工程における糖化物の発酵に再び用いることが可能である。
　なお、糖化物の発酵を終えた酵母菌は、その活性度が低下することがある。発明者が試行錯誤して得た知見によれば、活性度が低下した酵母菌が入っている液の中に、硫化アンモニウムを加えると、液の中の酵母菌の活性度が向上する。したがって、第６の工程において、第４の液に硫化アンモニウムを加えると、第４の液の中の酵母菌の活性度が向上し、第４の液の中の酵母菌は糖化物の発酵を再び活発に行うことが可能である。
　請求項７の発明に係る畜糞処理方法は、請求項６に記載の畜糞処理方法であって、前記第６の工程において、前記第４の液に、硫化アンモニウムとともに酵母菌を加える。
　第２の工程において酵母菌の一部が死ぬことがある。また、第１の液を第２の液と第３の液とに分離する際、酵母菌の一部が第２の液の中に入ってしまう。さらに、第３の液から第１の残渣物を取り出す際、酵母菌の一部が第１の残渣物の中に入ってしまう。したがって、第４の液の中に存在する生きた酵母菌の数は、既に終っている第２の工程の糖化物の発酵において用いられた酵母菌の数よりも少なくなっている。
　すなわち、第４の液を第２の工程に送ることを繰り返すだけでは、第１の液の中で糖化物の発酵を行う酵母菌の数が徐々に減少し、第２の工程の効率が低下することになってしまう。
　第６の工程において、第４の液に硫化アンモニウムとともに酵母菌を加えることによって、第１の液の中で糖化物の発酵を行う酵母菌の数の減少を防止することが可能であり、第２の工程の効率の低下を防止することが可能である。
［発明の効果］
　上記のような畜糞処理方法であるので、畜糞の有効利用と処理の両立が可能になる。
本発明に係る畜糞処理方法の工程の流れ図である。
符号の説明
　１　　鶏糞処理場
　１０　　鶏糞
　１２　　濃硫酸
　１４　　ウォラストナイト
　１６　　固化物
　１８　　水
　２０　　酵母菌
　２２　　第１の液
　２４　　エタノール
　２６　　第１の残渣物
　２８　　第２の液
　３０　　第３の液
　３２　　第４の液
　３４　　ミネラル成分
　３６　　肥料の原料
　３８　　硫化アンモニウム
　４０　　酵母菌
　４２　　第２の残渣物
　４４　　焼却灰
　Ｓ１　　第１の工程
　Ｓ２　　第２の工程
　Ｓ３　　第３の工程
　Ｓ４　　第４の工程
　Ｓ５　　第５の工程
　Ｓ６　　第６の工程
　本発明を実施するための最良の形態を図１を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係る畜糞処理方法の工程の流れ図である。
　養鶏農家の鶏舎から、畜糞である鶏糞１０が排出される。鶏糞１０の中には、セルロース及びリグニンが含まれている。これらのセルロース及びリグニンは鶏舎の床に敷かれていたおが屑に由来するものである。
　セルロース及びリグニンを含む鶏糞１０は、鶏糞処理場１に運ばれ、以下に説明する処理を施される。
　鶏糞処理場１において鶏糞１０に施される処理工程は、第１の工程Ｓ１、第２の工程Ｓ２、第３の工程Ｓ３、第４の工程Ｓ４、第５の工程Ｓ５、第６の工程Ｓ６を有している。
　第１の工程Ｓ１において、まず、鶏糞処理場１に搬入された鶏糞１０に、ウォラストナイト１４が加えられ、鶏糞１０とウォラストナイト１４とがよく撹拌される。そして、ウォラストナイト１４と撹拌された鶏糞１０に、濃硫酸１２が加えられる。
　鶏糞１０の中に含まれている炭水化物やセルロースは、濃硫酸１２によって加水分解して糖になり、鶏糞１０から糖化物がつくられる。また、濃硫酸１２とウォラストナイト１４とが反応し、糖化物が固化して固化物１６になる。鶏糞１０の中に含まれているリグニンは、固化物１６の中に入る。第１の工程Ｓ１でつくられた固化物１６は第２の工程Ｓ２に送られる。
　第１の工程Ｓ１において加えられるウォラストナイト１４及び濃硫酸１２の量は、後述する第１の液２２のｐＨ値が酵母菌の活動可能な範囲（ｐＨ４～５）内に納まるように調整される。
　第２の工程Ｓ２において、第１の工程Ｓ１から送られてきた固化物１６に、水１８と酵母菌２０とが加えられ、第１の液２２がつくられる。第１の液２２の中で、酵母菌２０による発酵が始まり、固化物１６の中の糖からエタノール２４がつくられる。酵母菌２０による発酵が終ると、第１の液２２の中には、発酵を終えた酵母菌２０、発酵後に残る第１の残渣物２６、エタノール２４、リグニンが存在している。
　第２の工程Ｓ２において、固化物１６、水１８、酵母菌２０が所定の容器（図示せず）内に入れられて、第１の液２２がつくられる。雑菌の存在は酵母菌２０の活動を妨げるので、第１の液２２をつくるために用いる前記容器は、適宜スチーム等によって殺菌しておくことが望ましい。例えば、第１の液２２をつくる前に、前記容器の殺菌を行っておくことが好ましい。
　第１の液２２の中で酵母菌２０による発酵が終わり、第１の液２２の中にエタノール２４がつくられたら、第１の液２２を、エタノール２４及びリグニンを含有する第２の液２８と、酵母菌２０及び第１の残渣物２６を含有する第３の液３０と、に分ける。
　第２の液２８は第３の液３０よりも比重が軽い。例えば、第１の液２２を静置すれば、第２の液２８の層が第３の液３０の層の上側に位置する。したがって、第２の液２８と第３の液３０とを分けることは容易である。また、第２の液２８の色が第３の液３０の色と異なっている場合、液の色に注意することによって、第２の液２８と第３の液３０とをさらに容易に分けることが可能である。
　リグニンは、第３の液３０よりも軽いので第２の液２８の中に入る。第２の液２８の中において、リグニンは上のほうに浮いて存在している。
　第２の液２８は、第２の工程Ｓ２から第３の工程Ｓ３に送られる。
　第３の液３０の中で第１の残渣物２６が沈澱する。第３の液３０の中から沈澱している第１の残渣物２６を取り出す。第３の液３０から取り出された第１の残渣物２６は、第２の工程Ｓ２から第４の工程Ｓ４に送られる。
　第３の液３０から第１の残渣物２６を取り出すと、第４の液３２が後に残る。第４の液３２の中には、第２の工程Ｓ２における発酵を終えた酵母菌２０が入っている。第４の液３２は、第２の工程Ｓ２から第６の工程Ｓ６に送られる。
　第３の工程Ｓ３において、エタノール２４が第２の液２８から蒸留によって取り出される。エタノール２４の蒸留は、常圧蒸留であってもよいし、減圧蒸留であってもよい。エタノール２４の蒸留が終ると、後に、第２の残渣物４２が残る。第２の残渣物４２の中には、リグニンが入っている。第２の残渣物４２は、第３の工程Ｓ３から第５の工程Ｓ５に送られる。
　第５の工程Ｓ５において、第３の工程Ｓ３から送られてくる第２の残渣物４２が焼却される。第２の残渣物４２は燃えて焼却灰４４になる。第２の残渣物４２に入っていたリグニンは焼却によって分解されるので、焼却灰４４の中にリグニンは入っていない。焼却灰４４は、第５の工程Ｓ５から第４の工程Ｓ４に送られる。
　なお、第３の工程Ｓ３から第５の工程Ｓ５に送られてくる第２の残渣物４２の含水率が高い場合、第２の残渣物４２を焼却する前に、第２の残渣物４２から余分な水分を抜いておく。第２の残渣物４２から水分を抜くにあたっては、例えば、第２の残渣物４２を遠心分離機にかけて水分をきることが可能であるし、第２の残渣物４２を加熱して水分を蒸発させることも可能である。また、第２の残渣物４２を遠心分離機にかけて水分をきってから、さらに加熱して水分を蒸発させることも可能である。
　第４の工程Ｓ４において、第２の工程Ｓ２から送られた第１の残渣物２６に、ミネラル成分３４と、第５の工程Ｓ５から送られた焼却灰４４と、が加えられる。なお、ミネラル成分３４は、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、イオウ、鉄、マンガン、ホウ素、亜鉛、モリブデン、銅、及び、セレンのうちの少なくといずれかひとつである。ミネラル成分３４と焼却灰４４とを加えられた第１の残渣物２６は、肥料の原料３６になる。肥料の原料３６は、ミネラル成分３４の他に、鶏糞１０に由来する様々な成分、濃硫酸１２に由来するイオウ、ウォラストナイト１４に由来するケイ素とカルシウムを含有している。
　第２の工程Ｓ２から送られた第１の残渣物２６の含水率が高い場合、ミネラル成分３４と焼却灰４４とを加える前に、予め第１の残渣物２６から余分な水分を抜いておく。第１の残渣物２６から水分を抜くにあたっては、例えば、第１の残渣物２６を遠心分離機にかけて水分をきることが可能であるし、第１の残渣物２６を加熱して水分を蒸発させることも可能である。また、第１の残渣物２６を遠心分離機にかけて水分をきってから、さらに加熱して水分を蒸発させることも可能である。
　第６の工程Ｓ６において、第２の工程Ｓ２から送られた第４の液３２に、硫化アンモニウム３８と酵母菌４０とが加えられる。第４の液３２の中に入っている酵母菌２０は、第２の工程Ｓ２での発酵を終えており、その活性度が低下していることがある。第４の液３２に加えた硫化アンモニウム３８によって、第４の液３２の中の酵母菌２０の活性度が向上する。活性度が向上した酵母菌２０は、再び発酵を活発に行うことができるようになる。
　第２の工程Ｓ２において、酵母菌２０の一部が死んでしまう。また、第１の液２２を第２の液２８と第３の液３０とに分ける際、酵母菌２０の一部が第２の液２８の中に入ってしまう。さらに、第３の液３０から第１の残渣物２６を取り出す際、酵母菌２０の一部が第１の残渣物２６の中に入ってしまう。
　したがって、第４の液３２中に入っている生きた酵母菌２０の数は、先に第２の工程Ｓ２において発酵を行った酵母菌２０の数よりも少ない。この酵母菌２０の減少分は、第６の工程Ｓ６で第４の液３２に加えられる酵母菌４０によって補われる。
　第６の工程Ｓ６で硫化アンモニウム３８と酵母菌４０とを加えられた第４の液３２は、第２の工程Ｓ２に送られる。
　第２の工程Ｓ２において、第６の工程Ｓ６から送られた第４の液３２に、第１の工程Ｓ１から送られる固化物１６が加えられて、第１の液２２がつくられる。この第１の液２２の中において、酵母菌２０、４０による発酵が始まり、固化物１６に含まれている糖からエタノール２４がつくられる。第１の液２２の中にエタノール２４がつくられたら、前述と同様にして、第１の液２２が第２の液２８と第３の液３０とに分けられる。そして、第２の液２８は第３の工程Ｓ３に送られる。残りの第３の液３０は第１の残渣物２６と第４の液３２とに分けられ、第１の残渣物２６が第４の工程Ｓ４に送られ、第４の液３２が第６の工程Ｓ６に送られる。
　第１の工程Ｓ１で製造される固化物１６は、固体であるので、搬送時の取り扱いが容易である。また、固化物１６の貯蔵も容易に行うことが可能である。
　また、第１の工程Ｓ１において、固化物１６は濃硫酸１２によって殺菌されるとともに、ウォラストナイト１４と濃硫酸１２との反応熱によっても殺菌されている。したがって、固化物１６における雑菌の繁殖が防止されている。また、固化物１６を第１の工程Ｓ１から第２の工程Ｓ２に送る過程で、固化物１６に雑菌が付着したり繁殖したりすることを防止しなければならない。このため、固化物１６の保存や搬送に用いる機器等をスチーム等によって適宜殺菌することが好ましい。
　第２の工程Ｓ２における発酵を効率よく行うために、少なくとも、第１の液２２、第３の液３０、第４の液３２を入れる容器をスチーム等によって適宜殺菌し、雑菌の付着や繁殖を未然に防止することが好ましい。
　第４の工程Ｓ４で製造される肥料の原料３６は、植物の生育に有用な様々な成分を含有しており、肥料の原料として好ましい。また、肥料の原料３６には、鶏糞１０の中に含まれていたセルロースやリグニンが入っていないので、肥料の原料３６から製造した肥料の中にもセルロースやリグニンが入っていない。この点においても、肥料の原料３６は、肥料の原料として好ましい。なお、この肥料の原料３６を直接施肥することも可能である。
　第５の工程Ｓ５で第２の残渣物４２を焼却する際に熱が発生する。第３の工程Ｓ３でエタノール２４の蒸留を行う際の熱源として、この熱を用いることができる。また、第１の残渣物２６や第２の残渣物４２を加熱して水分を蒸発させる際に、この熱を熱源として用いることができる。
　第６の工程Ｓ６において、一度第２の工程Ｓ２で発酵に使った酵母菌２０の活性化を行い、第２の工程Ｓ２に戻しているので、酵母菌２０を繰り返し使うことができる。
　以上述べたように、第１の工程Ｓ１から第４の工程Ｓ４によって鶏糞１０を処理することによって、利用価値の高いエタノール２４や肥料の原料３６が鶏糞１０から製造され、鶏糞１０の有効利用と処理の両立が可能になる。
　鶏糞１０の中に、ナトリウムやアルミニウムが含まれている場合、これらのナトリウムやアルミニウムは、まず、第１の工程Ｓ１で加えられるウォラストナイト１４及び濃硫酸１２と反応し、ケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムになり、固化物２８の中に入る。そして、第２の工程Ｓ２において、固化物２８の中のケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムは、第１の液２２の中に入り、その後、第２の液２８と第３の液３０の中に入る。
　第２の液２８の中のケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムは、第３の工程Ｓ３において、第２の残渣物４２の中に入る。第３の液３０の中のケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムは、第２の工程Ｓ２において、第１の残渣物２６の中に入る。第２の残渣物４２の中のケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムは、第５の工程Ｓ５において、焼却灰４４の中に入る。
　第１の残渣物２６の中のケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムは、第４の工程Ｓ４において、肥料の原料３６の中に入る。また、焼却灰４４の中のケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムも、第４の工程Ｓ４において、肥料の原料３６の中に入る。
　肥料の原料３６を直接施肥する場合、肥料の中のケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムは、土壌の中においてゆっくりとしたスピードで徐々に分解していく。したがって、肥料の原料３６を介して、一挙に多量のナトリウムやアルミニウムが、直接、土壌の中に入ってしまうことがなく、肥料の原料３６を施肥した土壌の中のナトリウムやアルミニウムの濃度が低く保たれる。このような畑で生長する植物にとって、土壌の中のナトリウムやアルミニウムが、植物の生長にとって不可欠の元素として作用する。
　また、肥料の原料３６から製造した肥料を施肥する場合であっても、同様である。すなわち、この肥料を介して、一挙に多量のナトリウムやアルミニウムが、直接、土壌の中に入ってしまうことが防止可能であり、この肥料を施肥した土壌の中のナトリウムやアルミニウムの濃度が低く保たれる。
　なお、肥料の原料３６から肥料を製造する場合、肥料の原料３６の中のケイ酸ナトリウムやケイ酸アルミニウムが分解してしまうような処理を避けた方が良い。
産業上の利用の可能性
　本発明に係る畜糞処理方法は、畜糞の有効利用と処理の両立を可能にする畜糞処理方法として有用である。

Claims (7)

  1. 　畜糞に濃硫酸を加え、畜糞が含有する炭水化物を加水分解によって糖にして、畜糞を糖化物にする第１の工程と、
    　前記糖化物に水と酵母菌とを加えて第１の液をつくり、当該第１の液の中で、酵母菌が行う発酵によって前記糖化物からエタノールをつくり、当該第１の液の中にエタノールができたら、当該第１の液を、エタノールを含有する第２の液と、酵母菌及び発酵後に残る第１の残渣物を含有する第３の液と、に分ける第２の工程と、
    　前記第２の液からエタノールを蒸留する第３の工程と、を有することを特徴とする畜糞処理方法。
  2. 　前記畜糞にセルロース及びリグニンが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の畜糞処理方法。
  3. 　前記第１の工程において、前記畜糞にウォラストナイトを加えてから濃硫酸を加えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の畜糞処理方法。
  4. 　前記第３の液から取り出した前記第１の残渣物に、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、イオウ、鉄、マンガン、ホウ素、亜鉛、モリブデン、銅、及び、セレンのうちの少なくともひとつをミネラル成分として加える第４の工程を有することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の畜糞処理方法。
  5. 　前記第２の液からエタノールを蒸留した後に残る第２の残渣物を焼却して焼却灰をつくる第５の工程を有し、
    　前記第４の工程において、前記第１の残渣物に、前記ミネラル成分とともに前記焼却灰を加えることを特徴とする請求項４に記載の畜糞処理方法。
  6. 　前記第３の液から前記第１の残渣物を取り出した後に残る第４の液に、硫化アンモニウムを加え、硫化アンモニウムを加えた当該第４の液を前記第２の工程に送る第６の工程を有し、
    　前記第２の工程において、前記第６の工程から送られてくる前記第４の液に前記糖化物を加えて前記第１の液をつくることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれかの請求項に記載の畜糞処理方法。
  7. 　前記第６の工程において、前記第４の液に、硫化アンモニウムとともに酵母菌を加えることを特徴とする請求項６に記載の畜糞処理方法。
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