WO2021230160A1 - 人工腐植の製造の合理的方法とその活用方法 - Google Patents

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humus
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萍 劉
博 冨田
尚秀 斉藤
雅巳 中村
保軍 朱
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株式会社クラシコ
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    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing artificial humus, particularly a method for producing artificial humus containing a large amount of humic acid.
  • Patent Document 1 discloses a soil recovery material made of a ferrihydrate humus complex made from organic waste and a method for producing the same.
  • Patent Document 1 requires expensive equipment such as (1) a shredder for crushing organic waste, an aeration device in a mixing water tank, a blender for stirring organic matter, and a bulldozer for turning back. (Paragraphs 0045 to 0047), (2) Insufficient stirring of organic compost occurs in the turning, and some parts do not become fully-ripened compost. (3) There is a roof after the secondary fermentation process. Since organic matter is deposited in the compost yard, the wind blows from the top and sides, which makes it easier for the outer surface of the deposited organic matter to dry, which requires spraying mineral liquid many times, (4). In addition, there was a problem that it took too long to produce ripe compost (about 6 months).
  • the present inventors have studied a method that can more easily eliminate the above-mentioned drawbacks.
  • the artificial humus obtained by fermentation by intermittent wind treatment contains a large amount of humic acid, and it was found that the above-mentioned drawbacks can be eliminated by using such artificial humus in the fermentation bed.
  • the invention was completed.
  • the present invention comprises a mixing step of mixing artificial rot planting raw materials, a primary fermentation step of fermenting the artificial rot planting raw material under the first intermittent wind treatment, and the artificial rot planting raw material after the primary fermentation under the second intermittent wind treatment.
  • the above-mentioned artificial rot planting raw material is an artificial rot planting production method containing water, a filth material, a plant material and an iron mineral solution.
  • the above artificial humus production method makes it possible to produce artificial humus containing a large amount of humic acid at a lower cost in a shorter period of time than the method disclosed in Patent Document 1.
  • the present invention also provides a method for producing artificial humus from manure, which comprises a step of growing livestock on the artificial humus bed formed by the artificial humus and a step of spraying an iron mineral solution on the artificial humus bed. Will be done.
  • manure can be artificially humused without generating heat (fermentation heat) or gas (hydrogen, ammonia, etc.) that affect the life of livestock. ..
  • artificial humus in this embodiment is a substance containing humic acid obtained by an artificial fermentation process.
  • the humic acid is a high-molecular-weight organic acid that can be extracted by adding an acid to a humic acid obtained by decomposition of a plant by a microorganism, and is, for example, humic acid, fulvic acid or a mixture thereof.
  • artificial humus can be paraphrased as “artificial humus", “artificial humus soil” or "compost”.
  • wind treatment in the present embodiment means blowing wind on the artificial rot planting material, for example, a process of blowing wind on the surface of the artificial rot planting material (ventilation treatment), a tank containing the artificial rot planting material, or the inside of a building. Ventilation treatment (ventilation treatment), treatment of blowing wind into the artificial rot plant material (aeration treatment), and a combination thereof are included.
  • the blowing direction is preferably the direction in which the blowing direction is blown to the lower part of the artificial humus raw material (for example, from a plurality of blowing holes provided at the bottom of the tank).
  • the term "wind” in the present embodiment may be a wind generated by using a machine such as a blower and a pump, or may be a naturally generated wind.
  • the artificial rot plant production method in the present embodiment includes a mixing step, a primary fermentation step, a secondary fermentation step, a tertiary fermentation step and a standing step. Each step may be carried out in a tank or in a shallow pond. It is also possible to change the tank or pond for each process.
  • artificial humus raw materials are mixed.
  • Artificial humus raw materials include water, filth materials, plant materials and iron mineral solutions.
  • the filth material may include, but is not limited to, manure, organic sludge, organic sewage, sewage and food waste.
  • Plant materials include, but are not limited to, straw, tree branches, bark, leaves, roots, grass, and scrap wood chips.
  • the iron mineral solution is a solution containing iron (Fe) as a main component, and also contains cations such as manganese (Mn), magnesium (Mg), and calcium (Ca).
  • the iron mineral solution preferably contains 7,000 to 13000 (ppm) of iron.
  • the sum of the amount of magnesium and the amount of calcium in the iron mineral solution is preferably less than 30% by weight of the amount of iron contained in the iron mineral solution.
  • the pH of the iron mineral solution is 3 or less.
  • the diameter of the polymer contained in the iron mineral solution is about 3 to 5 (nm).
  • the iron mineral liquid may be a liquid extracted from sedimentary rock soil such as basalt and andesite using an inorganic acid.
  • an iron mineral solution can be obtained by adding a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 10 to 20% by weight to sedimentary rock soil (clay) such as basalt and andesite to extract acid-soluble components.
  • sulfuric acid hydrochloric acid, nitric acid, a mixed solution thereof, or an aqueous solution thereof may be used instead of sulfuric acid.
  • the artificial rot planting raw material contains 50 to 200 parts by mass of filth material, 0.001 to 0.1 part by mass of iron mineral liquid, and 700 to 1200 parts by mass of water with respect to 100 parts by mass of plant material.
  • the artificial rot planting raw material contains 70 to 130 parts by mass of filth material, 0.01 to 0.05 part by mass of iron mineral liquid, and 800 to 1000 parts by mass of water with respect to 100 parts by mass of plant material. May be good.
  • the pH of the artificial humus raw material containing the iron mineral solution is less than 5
  • slaked lime calcium hydroxide: Ca (OH) 2
  • Ca (OH) 2 slaked lime
  • the artificial humus raw material is fermented under the first intermittent wind treatment.
  • Intermittent wind treatment means wind treatment in which there is a rest period between the wind treatment period and the wind treatment period.
  • the first intermittent wind treatment includes the repetition of the first wind treatment period and the first rest period.
  • the first wind treatment period is 10 minutes to 1 hour, and may be, for example, 20 to 40 minutes.
  • the first rest period is 1 to 8 hours, for example 3 to 5 hours.
  • the temperature of the artificial humus raw material is selected from T 1-1 (for example, 61 ° C, 62 ° C, 63 ° C, 64 ° C, 65 ° C, 66 ° C, 67 ° C, 68 ° C and 69 ° C, and these. From T 1-2 (eg, 71 ° C., 72 ° C., 73 ° C., 74 ° C., 75 ° C., 76 ° C., 77 ° C., 78 ° C. and 79 ° C. and any selected from these) to T 1-2 (within the range between any two points).
  • T 1-1 for example, 61 ° C, 62 ° C, 63 ° C, 64 ° C, 65 ° C, 66 ° C, 67 ° C, 68 ° C and 69 ° C, and these. From T 1-2 (eg, 71 ° C., 72 ° C., 73 ° C.,
  • T 1-1 satisfies the relationship of T 1-3 ⁇ T 1-1 ⁇ T 1-2.
  • the artificial humus raw material after the primary fermentation is fermented under the second intermittent wind treatment.
  • the second intermittent wind treatment includes the repetition of the second wind treatment period and the second rest period.
  • the second wind treatment period is 10 minutes to 1 hour, and may be, for example, 20 to 40 minutes.
  • the second rest period is 4 to 12 hours, for example 5 to 7 hours.
  • the temperature of the artificial humus raw material is T 2-1 (for example, 61 ° C, 62 ° C, 63 ° C, 64 ° C, 65 ° C, 66 ° C and 67 ° C, and between any two points selected from these.
  • T 2-2 eg, 68 ° C, 69 ° C, 70 ° C, 71 ° C, 72 ° C, 73 ° C, 74 ° C and 75 ° C and within the range between any two points selected from these.
  • T2-3 for example, 55 ° C, 56 ° C, 57 ° C, 58 ° C, 59 ° C and 60 ° C
  • T 2-1 satisfies the relationship of T 2-3 ⁇ T 2-1 ⁇ T 2-2.
  • the tertiary fermentation step the artificial humus raw material after the secondary fermentation is fermented under the third intermittent wind treatment.
  • the third intermittent wind treatment includes the repetition of the third wind treatment period and the third rest period.
  • the third wind treatment period is 10 minutes to 1 hour, and may be, for example, 20 to 40 minutes.
  • the third rest period is 1 to 14 days, for example, 1 to 7 days, 5 to 9 days, and 3 to 5 days.
  • the tertiary fermentation step is T 3 (eg, 40 ° C, 41 ° C, 42 ° C, 43 ° C, 44 ° C, 45 ° C, 46 ° C, 47 ° C, 48 ° C, 49 ° C and 50 ° C and any of these selected. (Within the range between two points) It ends when it becomes less than or equal to. T 3 is less than T 2-3.
  • the artificial humus raw material after the tertiary fermentation is left standing. Artificial humus is obtained through the static process.
  • the standing period of the artificial humus raw material in the standing step is 1 week to 12 weeks, and may be, for example, 6 weeks to 10 weeks.
  • the resulting artificial humus contains 20-30% humic acid.
  • the mixing step may be a step of mixing the artificial humus raw material and chemical fertilizer.
  • the chemical fertilizer contains a nitrogen (N) component, a phosphoric acid (P) component and a potassium (K) component, and the composition ratio of each component is 30 to 60% by mass of the N component, 20 to 30% by mass of the P component, and K.
  • Component 100- (nitrogen component mass% + phosphoric acid component mass%) mass% (for example, N component 45 to 55 mass%, P component 20 to 30 mass%, K component 100- (nitrogen component mass% + phosphoric acid component mass%) %) Mass%).
  • the chemical fertilizer may be mixed with the artificial humus raw material at a ratio of 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the materials (dirt material and plant material). If the pH of the artificial humus raw material is lowered by chemical fertilizer, the pH can be adjusted by adding an iron mineral solution.
  • the method for producing artificial humus from manure is a process of growing livestock on an artificial humus bed formed by artificial humus obtained by the artificial humus production method, and iron minerals on the artificial humus bed. Includes a step of spraying the liquid.
  • livestock live on the artificial humus bed the manure of the livestock is excreted in the artificial humus bed. Livestock manure excreted in the artificial humus bed becomes artificial humus.
  • the artificial humus bed includes artificial humus obtained by an artificial humus production method, and may contain plant materials in addition to the above-mentioned artificial humus.
  • Artificial humus floors will be placed on the floors of buildings where livestock live. When the livestock is a small animal such as a chicken, a double floor having a mesh-like upper floor in which the small animal lives and a lower floor located under the mesh-like floor and in which an artificial humus bed is arranged may be used.
  • the double bed manure that has passed through the mesh-like upper floor can be deposited on the artificial humus bed on the lower floor.
  • Cushioning materials such as plant materials may be placed between the artificial humus floor and the floor of the building.
  • the thickness of the artificial humus bed can be changed depending on the type of livestock. For example, when the livestock is cattle, the thickness of the artificial humus bed may be 50 cm to 100 cm.
  • the iron mineral solution is sprayed on the artificial humus bed once for 4 to 14 days, for example, once between 6 to 8 days.
  • the iron mineral solution to be sprayed on the artificial humus bed may be a stock solution, but may be a diluted iron mineral solution for the purpose of facilitating the spraying treatment.
  • the spraying amount of the diluted iron mineral solution may be 100 to 1000 ml per 1 square meter of the artificial rot planting bed.
  • the artificial rotting bed after spraying the iron mineral solution is efficiently agitated by the daily life of the livestock (walking, etc.), it is not necessary to stir by humans or machines, and the iron mineral solution is used in the daily life of the livestock. If the artificial rot bed after spraying is not sufficiently agitated, human or mechanical agitation may be performed.
  • liquid fertilizer by mixing artificial humus obtained by the artificial humus production method with water.
  • the liquid fertilizer can be produced from a step of adding sodium hydroxide or sodium pyrophosphate to a mixture of artificial rot and water, and a step of filtering the mixture.
  • Chemical fertilizer may be added to the liquid fertilizer.
  • sugar fertilizer by adding sugar to liquid fertilizer.
  • Example 1 Artificial humus production method Artificial humus raw material The following artificial humus raw material was used for artificial humus production.
  • Plant material corn straw
  • 20t ⁇ Waste materials sewage such as manure, organic sludge, organic sewage
  • 20t ⁇ Iron mineral liquid 4L
  • Water 180t ⁇
  • Artificial humus raw material Approximately 220t in total
  • the artificial humus raw material was fermented under forced ventilation by blowing air on the artificial humus raw material (primary fermentation). Forced ventilation is power: 18kW, air volume: 90,000 m 3 / h, wind pressure: 4000 to 7000pa operating conditions (ventilator, Shihaku Kokusai Ventilator Co., Ltd.), and multiple installed at the bottom of the fermenter. The air was blown from the air hole to the artificial rot plant material.
  • Three days after the start of the primary fermentation when the temperature reached 70 ° C., the artificial humus raw material was transferred to another fermenter and the primary fermentation was continued. One week later, when the temperature reached 75 ° C., it was returned to the original fermenter. One month later, when the temperature of the artificial humus raw material reached 60 ° C, the primary fermentation was completed.
  • the raw material for artificial humus after the primary fermentation was transferred to another fermenter.
  • the artificial humus material was fermented once every 6 hours (30 minutes) under a forced blast that blows air onto the artificial humus material after the primary fermentation (secondary fermentation).
  • the operating conditions and the blowing direction of the blower were the same as those for the primary fermentation.
  • Three days after the start of the secondary fermentation the temperature of the artificial humus raw material became 65 ° C.
  • the secondary fermentation was completed.
  • the raw material for artificial humus after secondary fermentation was transferred to another fermenter. Once a week (30 minutes), the artificial humus raw material was fermented under forced ventilation by blowing air on the artificial humus raw material after the secondary fermentation (tertiary fermentation). The operating conditions and the blowing direction of the blower were the same as those for the primary fermentation. Three weeks after the start of the tertiary fermentation, the forced blast was terminated when the temperature of the artificial humus raw material reached 45 ° C. Artificial humus was obtained by allowing the artificial humus raw material to stand for two months after the forced blast was stopped.
  • the obtained artificial humus was analyzed.
  • the analysis of artificial humus was requested to Tsukuba Analysis Center Co., Ltd. (Japan). The results are shown in Table 1.
  • the obtained artificial humus was analyzed.
  • the analysis of artificial humus was commissioned to Xi'an United Nations Quality Detection Technology Co., Ltd. (China). The results are shown in Table 2.
  • humic acid which is a humic acid
  • humic acid is contained at 24.6%. From the above, it was possible to obtain artificial humus containing a high concentration of humic acid by this method.
  • Example 3 Method for producing artificial humus in a cowshed
  • sprinkling the artificial humus obtained in Example 1 on the floor of the cowshed further artificial humus was produced from bovine manure.
  • An artificial humus bed was created by sprinkling artificial humus with relatively coarse particles on the floor to a thickness of about 20 cm and then sprinkling artificial humus with relatively fine particles to a thickness of about 60 cm.
  • Livestock were grown on the artificial rotten bed, and once a week, the iron mineral solution used in Example 1 was diluted with 5000 times water (diluted iron mineral solution) and sprinkled on the artificial rotten bed. The amount of diluted iron mineral solution sprayed was about 500 ml per 1 square meter of artificial humus bed. After growing livestock on the artificial humus bed for one year, the artificial humus bed was taken out. Artificial humus was completed by drying the artificial humus bed until the water content was less than about 30%.

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Abstract

近年、生活水準の向上に伴い、生活廃棄物、産業廃棄物、工業廃棄排水汚泥物等廃棄物中の有機物による汚染が問題となっている。本発明は、人工腐植原料を混合する混合工程と、上記人工腐植原料を第一間欠風処理下で発酵させる一次発酵工程と、上記一次発酵後の上記人工腐植原料を第二間欠風処理下で発酵させる二次発酵工程と、上記二次発酵後の上記人工腐植原料を第三間欠風処理下で発酵させる三次発酵工程と、上記三次発酵後の上記人工腐植原料を静置する静置工程と、を有し、上記人工腐植原料は、水、汚物資材、植物資材及び鉄ミネラル液を含む、人工腐植製造方法である。

Description

人工腐植の製造の合理的方法とその活用方法
　本発明は、人工腐植の製造方法、特に、腐植酸を多く含む人工腐植の製造方法に関する。
　近年、生活水準の向上に伴い、生活廃棄物、産業廃棄物、工業廃棄排水汚泥物等廃棄物中の有機物による汚染が問題となっている。
　廃棄物中の有機物を有効利用する方法が検討されている。例えば、特許文献１には、有機系廃棄物を原料としたフェリハイドライト腐植複合体からなる土壌回復資材及びその製造方法が開示されている。
　上記廃棄物を含む発酵床を家畜小屋の床に設けることによって、家畜の糞尿を人工腐植化する方法が広く知られている。しかしながら、発酵床には、有機物の発酵により生じるアンモニア等の悪臭が発生する欠点が存在する。
国際公開公報2002/079483号
　しかしながら、特許文献１が開示する方法では、（１）有機廃棄物を破砕するためのシュレッダー、混合水槽内のエアレーション装置、有機物を攪拌するためのブレンダ、切り返し用のブルドーザーなどの高額の装置が必要という問題(段落0045から0047)、（２）切り返しでは有機物堆肥の攪拌が不十分な箇所が発生し、完熟堆肥とならない部分が発生するという問題、（３）二次発酵工程以降は屋根のある堆肥場内に有機物を堆積するため、上部や横方から風があたるため、堆積した有機物の外側の表面が乾燥しやすくなり、そのために何度もミネラル液を散布する必要があるという問題、（４）さらに、完熟堆肥の生産に時間がかかりすぎる問題が存在していた（約6ヶ月）。
　そこで本発明者らは、より容易に上記欠点を解消することができる方法を研究した。鋭意研究の結果、間欠風処理による発酵により得られた人工腐植に腐植酸が多く含まれることを明らかにし、このような人工腐植を発酵床に使用することで上記欠点を解消することができることを発見し、本発明は完成した。
　本発明は、人工腐植原料を混合する混合工程と、上記人工腐植原料を第一間欠風処理下で発酵させる一次発酵工程と、上記一次発酵後の上記人工腐植原料を第二間欠風処理下で発酵させる二次発酵工程と、上記二次発酵後の上記人工腐植原料を第三間欠風処理下で発酵させる三次発酵工程と、上記三次発酵後の上記人工腐植原料を静置する静置工程と、を有し、上記人工腐植原料は、水、汚物資材、植物資材及び鉄ミネラル液を含む、人工腐植製造方法である。
　上記人工腐植製造方法によって、特許文献１が開示する方法よりも短期間で腐植酸を多く含む人工腐植を低コストで製造することが可能になる。
　また、本発明は、上記人工腐植により形成した人工腐植床上で家畜を生育する工程と、上記人工腐植床に鉄ミネラル液を散布する工程と、を含む、糞尿から人工腐植を製造する方法も提供される。
　上記糞尿から人工腐植を製造する方法によれば、家畜の生活に影響を及ぼすような熱（発酵熱）やガス（水素及びアンモニアなど）が発生せずに糞尿の人工腐植化を行うことができる。
　本発明で示す数値範囲及びパラメーターは、近似値であるが、特定の実施例に示されている数値は可能な限り正確に記載している。しかしながら、いずれの数値も本質的に、それぞれの試験測定値に見られる標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を含んでいる。また、本明細書で使用する「約」という用語は、一般に、所与の値又は範囲の10％、5％、1％又は0.5％以内を意味する。或いは、用語「約」は、当業者が考慮する場合、許容可能な標準誤差内にあることを意味する。
　以下、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、例示であって、本発明の範囲は、以下の実施形態で示すものに限定されない。なお、同様な内容については繰り返しの煩雑をさけるために、摘示説明を省略する。
定義
　本実施形態における用語「人工腐植」とは、人工的な発酵工程によって取得される、腐植酸を含む物質である。腐植酸は、微生物による植物の分解により得られる腐植物質に酸を加えて抽出できる高分子有機酸であり、例えば、フミン酸、フルボ酸又はその混合物である。用語「人工腐植」は、「人工腐植物質」、「人工腐植土」又は「堆肥」と言い換えることが可能である。
　本実施形態における用語「風処理」は、人工腐植原料に風を吹き付けることを意味し、例えば、人工腐植原料の表面に風を吹き付ける処理（送風処理）、人工腐植原料を含む槽又は建物内を換気する処理（換気処理）、人工腐植原料内に風を送り込む処理（曝気処理）、及びこれらの組み合わせが含まれる。送風処理の場合は、送風方向は、（例えば、槽の底部に設けられた複数の送風孔から）人工腐植原料の下部に風を送る方向が好ましい。本実施形態における用語「風」は、送風機及びポンプなどの機械を用いて発生した風であってもよく、自然に発生した風であってもよい。
１　人工腐植製造方法
　本実施形態における人工腐植製造方法は、混合工程、一次発酵工程、二次発酵工程、三次発酵工程及び静置工程を有する。各工程は、タンクにおいて実施してもよく、浅い池で実施してもよい。また、工程毎にタンクや池を変更することも可能である。
１-１　混合工程
　混合工程では、人工腐植原料を混合する。人工腐植原料は、水、汚物資材、植物資材及び鉄ミネラル液を含む。汚物資材は、糞尿、有機汚泥、有機汚水、生ゴミ及び食品廃棄物を挙げることができるが、これらに限定されるものでない。植物資材は、藁、木の枝、木皮、葉、根、草、廃材チップを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
　鉄ミネラル液は、鉄（Ｆｅ）を主要構成成分とする溶液であり、その他マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）等のカチオンも含まれる。鉄ミネラル液は、鉄を７０００～１３０００（ｐｐｍ）含むことが好ましい。鉄ミネラル液中のマグネシウム量およびカルシウム量の和は、鉄ミネラル液に含有される鉄の量の３０重量％未満であることが好ましい。鉄ミネラル液のｐＨは、３以下である。鉄ミネラル液に含まれる高分子の径は、３～５（ｎｍ）程度である。
　鉄ミネラル液は、無機酸を用いて玄武岩、安山岩等の堆積岩土壌から抽出した液体であってもよい。例えば、玄武岩、安山岩等の堆積岩土壌（粘土）に、濃度１０～２０重量％の硫酸水溶液を添加して酸可溶成分を抽出することで鉄ミネラル液を取得することができる。なお、硫酸の代わりに、塩酸、硝酸、これらの混合液、またはそれらの水溶液を用いてもよい。
　人工腐植原料は、植物資材１００質量部に対して、汚物資材を５０から２００質量部、鉄ミネラル液を０．００１から０．１質量部、水を７００から１２００質量部含む。例えば、人工腐植原料は、植物資材１００質量部に対して、汚物資材を７０から１３０質量部、鉄ミネラル液を０．０１から０．０５質量部、水８００から１０００を質量部含まれていてもよい。
　鉄ミネラル液を含む人工腐植原料のｐHが５未満である場合、消石灰（水酸化カルシウム：Ca(OH)2）を人工腐植原料に添加することによって、人工腐植原料のpHを５以上（例えば、pH5から5.5及びpH5から6）に調節することが好ましい。
１-２　一次発酵工程
　一次発酵工程では、人工腐植原料を第一間欠風処理下で発酵させる。間欠風処理は、風処理期間と風処理期間との間に休止期間が存在する風処理を意味する。第一間欠風処理は、第一風処理期間と第一休止期間の繰り返しを含む。第一風処理期間は、１０分間から１時間であり、例えば、２０から４０分間であってもよい。第一休止期間は、１から８時間であり、例えば、３から５時間である。一次発酵工程は、人工腐植原料の温度がＴ１-１（例えば、６１℃、６２℃、６３℃、６４℃、６５℃、６６℃、６７℃、６８℃及び６９℃並びにこれらから選択される任意の二点間の範囲内）からＴ１-２（例えば、７１℃、７２℃、７３℃、７４℃、７５℃、７６℃、７７℃、７８℃及び７９℃並びにこれらから選択される任意の二点間の範囲内）に上昇した後、Ｔ１-３（例えば、５５℃、５６℃、５７℃、５８℃、５９℃及び６０℃）以下となった段階で終了する。Ｔ１-１は、Ｔ１-３＜Ｔ１-１＜Ｔ１-２の関係を満たす。
１-３　二次発酵工程
　二次発酵工程では、一次発酵後の人工腐植原料を第二間欠風処理下で発酵させる。第二間欠風処理は、第二風処理期間と第二休止期間の繰り返しを含む。第二風処理期間は、１０分間から１時間であり、例えば、２０から４０分間であってもよい。第二休止期間は、４から１２時間であり、例えば、５から７時間である。二次発酵工程は、人工腐植原料の温度がＴ２-１（例えば、６１℃、６２℃、６３℃、６４℃、６５℃、６６℃及び６７℃並びにこれらから選択される任意の二点間の範囲内）からＴ２-２（例えば、６８℃、６９℃、７０℃、７１℃、７２℃、７３℃、７４℃及び７５℃並びにこれらから選択される任意の二点間の範囲内）に上昇した後、Ｔ２-３（例えば、５５℃、５６℃、５７℃、５８℃、５９℃及び６０℃）以下となった段階で終了する。Ｔ２-１は、Ｔ２-３＜Ｔ２-１＜Ｔ２-２の関係を満たす。
１-４　三次発酵工程
　三次発酵工程では、二次発酵後の人工腐植原料を第三間欠風処理下で発酵させる。第三間欠風処理は、第三風処理期間と第三休止期間の繰り返しを含む。第三風処理期間は、１０分間から１時間であり、例えば、２０から４０分間であってもよい。第三休止期間は、１から１４日間であり、例えば、１から７日間、５から９日間及び３から５日間ある。三次発酵工程は、Ｔ３（例えば、４０℃、４１℃、４２℃、４３℃、４４℃、４５℃、４６℃、４７℃、４８℃、４９℃及び５０℃並びにこれらから選択される任意の二点間の範囲内）以下となった段階で終了する。Ｔ３は、Ｔ２-３未満である。
１-５　静置工程
　静置工程では、三次発酵後の人工腐植原料を静置する。静置工程を経て、人工腐植が取得される。静置工程における人工腐植原料の静置期間は、１週間から１２週間であり、例えば、６週間から１０週間であってもよい。得られた人工腐植には、腐植酸が２０から３０％含まれている。
２　人工腐植原料と化学肥料から製造するハイブリッド肥料の製造方法
　別の実施形態において、混合工程は、人工腐植原料と化学肥料を混合する工程であってもよい。化学肥料は、窒素(N)成分、リン酸（P）成分及びカリウム（K）成分を含有し、各成分の構成率は、N成分３０～６０質量％、P成分２０～３０質量％、K成分１００－（窒素成分質量％＋リン酸成分質量％）質量％（例えば、N成分４５～５５質量％、P成分２０～３０質量％、K成分１００－（窒素成分質量％＋リン酸成分質量％）質量％）であってもよい。本実施形態において、化学肥料に以外に、他の化学成分（例えば、マグネシウム成分）を加えてもよい。化学肥料は、資材（汚物資材と植物資材）１００質量部に対して１から２０質量部の割合で人工腐植原料と混合してもよい。化学肥料により人工腐植原料のpHが低下した場合は、鉄ミネラル液を加えることでpHを調節することができる。
３　糞尿から人工腐植を製造する方法
　糞尿から人工腐植を製造する方法は、人工腐植製造方法により得られた人工腐植により形成した人工腐植床上で家畜を生育する工程と、上記人工腐植床に鉄ミネラル液を散布する工程と、を含む。家畜が上記人工腐植床上で生活することによって、家畜の糞尿が人工腐植床に排泄される。人工腐植床に排泄された家畜の糞尿が人工腐植となる。
３-１　人工腐植により形成した人工腐植床上で家畜を生育する工程
　家畜としては、ブタ、ヤギ、ウシ、ウマ、及びニワトリを挙げることができるが、これらに限定されない。人工腐植床は、人工腐植製造方法により得られた人工腐植を含み、上記人工腐植以外に、植物資材が含まれていてもよい。人工腐植床は、家畜が生活する建物の床に配置する。家畜が鶏などの小動物の場合は、小動物が生活する網目状の上床と、網目状床の下に位置し且つ人工腐植床が配置された下床を備える二重床を使用してもよい。二重床を用いることで、網目状の上床を通過した糞尿を下床上の人工腐植床に堆積させることができる。植物資材などの緩衝材を人工腐植床と建物の床との間に配置してもよい。人工腐植床の厚さは、家畜の種類によって、変更することができ、例えば、家畜がウシの場合、人工腐植床の厚さを50cmから100cmにしてもよい。
３-２　人工腐植床に鉄ミネラル液を散布する工程
　鉄ミネラル液は、４日から１４日間の間、例えば、６日から８日の間に１回、人工腐植床上に散布する。人工腐植床上に散布する鉄ミネラル液は、原液であってよいが、散布処理を容易にする目的で希釈した鉄ミネラル液であってもよい。例えば、鉄ミネラル液を５０００倍の水で薄めた場合、希釈した鉄ミネラル液の散布量は、人工腐植床1平方メートルに対して１００から１０００mlであってもよい。鉄ミネラル液の散布後の人工腐植床が、家畜の日常生活（歩行等）により効率的に撹拌される場合は、人や機械による撹拌はおこなわなくてもよく、家畜の日常生活では鉄ミネラル液の散布後の人工腐植床が十分に撹拌されない場合は、人や機械による撹拌を行ってもよい。
３　他の実施形態
　人工腐植製造方法により得られた人工腐植と水を混合して液肥を製造することもできる。液肥の製造は、人工腐植と水との混合物に水酸化ナトリウム又はピロリン酸ナトリウムを添加する工程と、上記混合物を濾過する工程から製造することができる。液肥に化学肥料を添加してもよい。また、液肥に糖を加えることで糖肥を製造することもできる。
実施例１
人工腐植製造方法
人工腐植原料
　人工腐植製造のために、以下の人工腐植原料を用いた
・植物資材（トウモロコシの藁）：20t
・汚物資材（糞尿、有機汚泥、有機汚水などの汚物）：20t
・鉄ミネラル液：4L
・水：180t
・人工腐植原料：合計約220t
　水(180t)と汚物資材(20t)と鉄ミネラル液(4L、DMD凝集剤(大連多米徳国際貿易有限公司（中国）))を混合槽（池）にて混合した。次に、植物資材(20t)を上記混合槽に加えた。1日1回、上記混合槽中の藁を撹拌した。藁の撹拌は、３日間行った。人工腐植原料の水分率を約80％（w/v）となるように、人工腐植原料の水分量を調節した。水分量を調節した人工腐植原料を発酵槽（幅5m、長さ24m、高さ4.5m、容量540m3）に移した。
一次発酵
　4時間に1回（30分間）、人工腐植原料に空気を吹き付ける強制送風下で人工腐植原料を発酵させた（一次発酵）。強制送風は、電力：18kW、送風量：90,000 m3/h、風圧：4000から7000paの送風装置（換気装置、シハク国通風机有限公司）の作動条件、及び発酵槽の底部に設けられた複数の送風孔から人工腐植原料に風を送る送風方向で行った。一次発酵の開始の３日後、温度が70℃になった段階で、別の発酵槽に人工腐植原料を移して一次発酵を続けた。１週間後、温度が75℃になった段階で元の発酵槽に戻した。1ヶ月後、人工腐植原料が60℃になった段階で、一次発酵を終了した。
二次発酵
　一次発酵後の人工腐植原料を別の発酵槽に移した。6時間に1回（30分間）、一次発酵後の人工腐植原料に空気を吹き付ける強制送風下で人工腐植原料を発酵させた（二次発酵）。送風装置の作動条件及び送風方向は、一次発酵と同じとした。二次発酵開始の３日後、人工腐植原料の温度が65℃となった。1ヶ月後、人工腐植原料が60℃になった段階で、二次発酵を終了した。
三次発酵
　二次発酵後の人工腐植原料を別の発酵槽に移した。一週間に1回（30分間）、二次発酵後の人工腐植原料に空気を吹き付ける強制送風下で人工腐植原料を発酵させた（三次発酵）。送風装置の作動条件及び送風方向は、一次発酵と同じとした。三次発酵開始の３週間後、人工腐植原料の温度が45℃になった段階で、強制送風を終了した。強制送風を停止してから2ヶ月間人工腐植原料を静置することで、人工腐植が得られた。
　得られた人工腐植を分析した。人工腐植の分析は、株式会社つくば分析センター（日本）に依頼した。結果は、表１に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
実施例２
人工腐植原料と化学肥料から製造するハイブリッド肥料の製造方法
　化学肥料を加えて、人工腐植製造を行った。実施例１の人工腐植原料に化学肥料(N:P:K = 2:1:1)を2t加えたこと以外は、実施例１と同じ条件とした。なお、化学肥料により人工腐植原料のpHが低下するため、鉄ミネラル液を加えることで人工腐植原料のpHを5以上になるように調節した。
　得られた人工腐植を分析した。人工腐植の分析は、Xi'an United Nations Quality Detection Technology Co., Ltd.（中国）に依頼した。結果は、表２に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　分析の結果、腐植酸であるフミン酸が24.6%含まれることが明らかになった。以上より、本方法によって、高濃度の腐植酸が含まれる人工腐植を得ることができた。
実施例３
牛小屋での人工腐植製造方法
　実施例１で得られた人工腐植を牛小屋の床に撒くことで、牛の糞尿から更なる人工腐植の製造を行った。粒子が比較的粗い人工腐植を約20cmの厚さで床に撒き、更にその上に粒子が比較的細かい人工腐植を約60cmの厚さで撒くことで、人工腐植床を作成した。
　人工腐植床上で家畜を生育し、一週間に一回、実施例１で使用した鉄ミネラル液を5000倍の水で薄めた液（希釈鉄ミネラル液）を人工腐植床に撒いた。希釈鉄ミネラル液の散布量は、人工腐植床1平方メートルに対して約500mlとした。１年間、上記人工腐植床で家畜を生育させたのち、人工腐植床を取り出した。人工腐植床の水分含有率が約30%未満になるまで乾燥させることで、人工腐植が完成した。

Claims (5)

  1. 　人工腐植原料を混合する混合工程と、
    　前記人工腐植原料を第一間欠風処理下で発酵させる一次発酵工程と、
    　前記一次発酵後の前記人工腐植原料を第二間欠風処理下で発酵させる二次発酵工程と、
    　前記二次発酵後の前記人工腐植原料を第三間欠風処理下で発酵させる三次発酵工程と、
    　前記三次発酵後の前記人工腐植原料を静置する静置工程と、を有し、
    　前記人工腐植原料は、水、汚物資材、植物資材及び鉄ミネラル液を含む、
    人工腐植製造方法。
  2. 　前記第一間欠風処理は、第一風処理期間と第一休止期間の繰り返しを含み、
    　　前記第一風処理期間は、１０分間から１時間であり、
    　　前記第一休止期間は、１から８時間であり、
    　前記第二間欠風処理は、第二風処理期間と第二休止期間の繰り返しを含み、
    　　前記第二風処理期間は、１０分間から１時間であり、
    　　前記第二休止期間は、４から１２時間であり、
    　前記第三間欠風処理は、第三風処理期間と第三休止期間の繰り返しを含み、
    　　前記第三風処理期間は、１０分間から１時間であり、
    　　前記第三休止期間は、１から１４日間である、
    　請求項１に記載の人工腐植製造方法。
  3. 　前記一次発酵工程は、前記人工腐植原料の温度がＴ１-１からＴ１-２に上昇した後、Ｔ１-３以下となった段階で終了し、
    　前記二次発酵工程は、前記人工腐植原料の温度がＴ２-１からＴ２-２に上昇した後、Ｔ２-３以下となった段階で終了し、
    　前記三次発酵工程は、前記人工腐植原料の温度がＴ３以下となった段階で終了し、
    　前記静置工程における前記人工腐植原料の静置期間は、１週間から１２週間であり、
    　Ｔ１-１は、Ｔ１-３＜Ｔ１-１＜Ｔ１-２の関係を満たし、
    　Ｔ２-１は、Ｔ２-３＜Ｔ２-１＜Ｔ２-２の関係を満たし、
    　Ｔ３は、Ｔ２-３未満である、
    　請求項１又は２に記載の人工腐植製造方法。
  4. 　前記混合工程は、化学肥料と前記人工腐植原料を混合する工程である、請求項１から３のいずれかに記載の人工腐植製造方法。
  5. 　請求項１から４のいずれかに記載の人工腐植により形成した人工腐植床上で家畜を生育する工程と、
    　前記人工腐植床に鉄ミネラル液を散布する工程と、を含む
    糞尿から人工腐植を製造する方法。
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