(57)【要約】      （修正有）【課題】高価な設備や装置を必要としない、経済性にも優れた、堆肥化可能有機廃棄物から液肥と堆肥の原料を製造する方法の提供。【解決手段】メタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物を混合し、前記堆肥化可能余剰有機物の大部分を大気が触れない状態に維持してメタン発酵をさせる、メタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する方法。【選択図】図１
2020180018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物を混合し、前記堆肥化可能余剰有機物の大部分を大気が触れない状態に維持してメタン発酵をさせるメタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する方法。
【請求項２】
前記メタン発酵消化液と前記堆肥化可能余剰有機物を混合し、前記堆肥化可能余剰有機物の大部分を前記メタン発酵消化液中に保持した状態でメタン発酵をさせる請求項１に記載のメタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する方法。
【請求項３】
前記メタン発酵消化液と前記堆肥化可能余剰有機物を一定の割合の範囲内で混合し、前記堆肥化可能余剰有機物の大部分を大気が触れない状態に維持してメタン発酵をさせる請求項１または２に記載のメタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する方法。
【請求項４】
前記メタン発酵消化液と前記堆肥化可能余剰有機物を一定の割合の範囲内で混合し、その後、一定の量の前記堆肥化可能余剰有機物の大部分を大気が触れない状態に維持し、さらに、一定の量の前記堆肥化可能余剰有機物を随時投入し、前記堆肥化可能余剰有機物の大部分を大気が触れない状態に維持して、メタン発酵をさせる請求項１〜３のいずれかに記載のメタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する方法。
【請求項５】
前記メタン発酵消化液と前記堆肥化可能余剰有機物を一定の割合の範囲内で混合し、その後、一定の量の前記堆肥化可能余剰有機物の大部分を大気が触れない状態に維持し、さらに、一定の量の前記堆肥化可能余剰有機物を随時投入し、前記堆肥化可能余剰有機物の大部分を大気が触れない状態に維持して、一定時間の経過後に、コプロダクツ、および液肥の一部を排出するメタン発酵をさせる請求項１〜４のいずれかに記載のメタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する方法。
【請求項６】
前記メタン発酵消化液に対して、前記有機性廃棄物を接触させ、前記有機性廃棄物の成分を前記メタン発酵消化液に移行させる液肥の製造方法。
【請求項７】
前記メタン発酵消化液に前記有機性廃棄物の成分を含有させた液肥。
【請求項８】
前記メタン発酵消化液に前記有機性廃棄物を接触させてコプロダクツを製造する方法。
【請求項９】
前記堆肥化可能余剰有機物を前記メタン発酵消化液の液面下に保持する部材を有するメタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する装置。
【請求項１０】
前記堆肥化可能余剰有機物を前記メタン発酵消化液の液面下に保持する部材が網（メッシュ）を有する落し蓋である請求項９に記載のメタン発酵消化液と堆肥化可余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタン発酵消化液(以下、消化液と記す。なお、メタン発酵消化液と記す場合もあるが、この場合は、当初消化液、または/および消化液を指すものとする。当初消化液については、後述する。)と堆肥化可能余剰有機性廃棄物(以下、有機性廃棄物と記す。なお、ここにおける有機性廃棄物とは、メタン発酵処理が可能な固体状態、または液体状態の植物性、または動物性の物質を示すものとし、廃棄物に限定されるものではない。すなわち、有価物として扱われるものも含むものとする。)の処理方法およびそれに用いる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、一般的に行われている有機性廃棄物の有効利用技術には、例えば、特開２００６−２６５０５２号公報に開示された技術がある。この技術は、高価、複雑な装置による複雑な工程により行われているため、その経済性は、必ずしも優れたものではない。これに対して、より実際的、実用的な方法、装置として特開２０１５−１７４８２０号公報に開示された技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６５０５２号公報
【特許文献２】特開２０１５−１７４８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開２００６−２６５０５２号公報に開示されている技術は、他の同種の技術と同様に、複雑な工程が含まれているので、経済性に富んだものではない。また、その工程を行うためには高価な設備、機械等を必要とする。その結果、現在の方法や工程は、有機性廃棄物から液肥を製造することは実質的には困難で、実用的でなく、経済的に実行、利用することが難しい。
【０００５】
一方、特開２０１５−１７４８２０号公報に開示された技術は、特開２００６−２６５０５２号公報に開示されている技術に比較して、多くの優れた点があるが、なお、幾つかの改良すべき点がある。
【０００６】
この特開２０１５−１７４８２０号公報に開示された技術においては、投入された有機性廃棄物から発生（分離）する繊維質物質（以後、繊維質と記す。なお、この繊維質は、一定時間内に消化液中に移行しない部分である成分、微粒子を示すものであり、消化液中に、徐々に溶け込む特性を有する。）を主成分とする浮遊物が形成されていた。このような状態では、繊維質（浮遊物）と消化液（この状態での消化液は、当初の消化液とは内容的に変化している。すなわち、当初の消化液も有機性廃棄物の一部を含むものであるが、この図における消化液は、当初の消化液に加えて、他の有機性廃棄物からの物質を含むものである。（以後、消化液はこの状態を示すものとし、当初の消化液は、以後、当初消化液と記す。）との接触面積が小さくなり、メタン発酵の速度が遅くなる。
【０００７】
その対策として、一日に数回攪拌することで、液面での浮遊物を減らす（液中に懸濁させる）ことで、分解（メタン発酵）が促進され、空気に触れている部分での腐敗の進行が抑えられていた。なお、浮遊物を減らすことでハエの飛来が減少し、その結果としてウジの発生を減少させる効果が認められたが、なお、相当な量のハエの飛来が認められていた。
【０００８】
一方、攪拌の頻度を増やすと、大気中の酸素が消化液中に入り、菌叢の変化が生じることもあり、その結果として、永久的な消化液の利用が不可能になる事態が生じることがある。なお、本発明では、消化液を長時間使用することを基本方針としており、菌叢の変化は可能な限り小さくすることが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、メタン発酵消化液と有機性廃棄物を混合し、メタン発酵をさせて、液肥とコプロダクツを製造する方法、および、それを実施するための装置に関する。当初消化液としては、各種の有機性廃棄物からの当初消化液も使用できる。例えば、家庭、飲食店、食堂、ホテル、小売り店（スーパーマーケット、コンビニエンスストア等）、卸売店、食品加工工場、アルコール製造工場、各種の市場（青果物市場、魚市場）からの有機性廃棄物、農場、畜産場、競馬場等、娯楽施設からの有機性廃棄物をメタン発酵させた当初消化液も使用できる。
【００１０】
サトウキビからの抽出液をアルコール発酵を行った廃液をメタン発酵を行った当初消化液は、工場での管理された条件下で製造されているため、組成のバラツキか少ない当初消化液が大量に得られるため、特に使用に適している。
【００１１】
上記したような、当初消化液を本発明の工程を用いることにより、農産物系廃棄物（葉菜、オクラ等）等の有機性廃棄物から、有機物、有効成分が消化液中に移り、液肥として優れた組成となる。一方、葉菜、オクラ等の農産物系廃棄中の繊維質の多くは、本発明の工程により、コプロダクツになる。本発明においてはコプロダクツはミミズの良質の餌であり、ミミズにより堆肥化されることを前提としている。コプロダクツの性状は処理前の農産物系廃棄物から変化（組成の変化、柔軟化、空隙が多くなる）しており、ミミズが食べやすい形態に変化しているため、ミミズにより速やかに堆肥になる。
【００１２】
本発明は、少量、多種、多様な有機性廃棄物のメタン発酵処理を可能にした。例えば、家庭、飲食店、食堂、ホテル、小売り店（スーパーマーケット、コンビニエンスストア等）、卸売店、食品加工工場、各種の市場（青果物市場、魚市場）からの有機性廃棄物（いわゆる生ごみ）、農場、畜産場、競馬場、娯楽施設等からの種々の有機性廃棄物をメタン発酵させることができる。
【００１３】
第１の発明は、メタン発酵消化液と有機性廃棄物を混合し、前記有機性廃棄物の大部分を大気が触れない状態に維持してメタン発酵をさせるメタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する方法である。
第２の発明は、第１の発明において、前記メタン発酵消化液と前記有機性廃棄物を混合し、前記有機性廃棄物の大部分を前記メタン発酵消化液中に保持した状態でメタン発酵をさせるメタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する方法である。
第３の発明は、第１、または、第２の発明において、前記メタン発酵消化液と前記有機性廃棄物を一定の割合の範囲内で混合し、前記有機性廃棄物の大部分を大気が触れない状態に維持してメタン発酵をさせるメタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する方法である。
第４の発明は、第１〜第３のいずれかの発明において、前記メタン発酵消化液と前記有機性廃棄物を一定の割合の範囲内で混合し、その後、一定の量の前記有機性廃棄物の大部分を大気が触れない状態に維持し、さらに、一定の量の前記有機性廃棄物を随時投入し、前記有機性廃棄物の大部分を大気が触れない状態に維持して、メタン発酵をさせるメタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する方法である。
第５の発明は、第１〜第４のいずれかの発明において、前記メタン発酵消化液と前記有機性廃棄物を一定の割合の範囲内で混合し、その後、一定の量の前記有機性廃棄物の大部分を大気が触れない状態に維持し、さらに、一定の量の前記有機性廃棄物を随時投入し、前記有機性廃棄物の大部分を大気が触れない状態に維持して、一定時間の経過後に、コプロダクツ、および液肥の一部を排出するメタン発酵をさせるメタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する方法である。
第６の発明は、前記メタン発酵消化液に対して、前記有機性廃棄物を接触させ、前記有機性廃棄物の成分を前記メタン発酵消化液に移行させる液肥の製造方法である。
第７の発明は、前記メタン発酵消化液に前記有機性廃棄物の成分を含有させた液肥である。
第８の発明は、前記メタン発酵消化液に前記有機性廃棄物を接触させてコプロダクツを製造する方法である。
第９の発明は、前記有機性廃棄物を前記メタン発酵消化液の液面下に保持する部材を有するメタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する装置である。第１０の発明は、第９の発明において、前記有機性廃棄物を前記メタン発酵消化液の液面下に保持する部材が網（メッシュ）を有する落し蓋であるメタン発酵消化液と堆肥化可能余剰有機物から液肥とコプロダクツを生産する装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は肥料として優れた性質を持つ液肥と、コプロダクツとして堆肥のもととして優れた特性を有するミミズの餌を能率的、経済的に製造することができる。特に、成分的にバラツキが大きく、量的にもまとまっていない場合の多い種々雑多な、小規模の量の有機性廃遺物が有効利用できる点が注目すべき特徴である。これらの有機性廃棄物から安価に、簡単に、効率よく液肥とコプロダクツが製造出来る点で優れている。
【００１５】
特開２０１５−１７４８２０号公報に開示された技術においては、投入された有機性廃遺物は、消化液にふれることにより、消化液中に移行する成分（溶解、または、懸濁）と、移行しない成分に分かれる。移行しない成分は繊維質を多く含むもので、大部分は液面上に繊維質を主する浮遊物（浮遊物層）となる。繊維質もメタン発酵により、一部は液肥に溶解し、残部はコプロダクツとなるが、浮遊物層は消化液に触れる面積が少なく、メタン発酵の速度が遅くなり、コプロダクツの形成速度も遅くなる。
【００１６】
そのため、消化液（消化液中に有機性廃棄物中からの成分、懸濁している微粒子を含む液体）の表面に浮かんでいた繊維質を主成分とする浮遊物については、これを一日に数回攪拌することで消化液との接触を促進し、メタン分解を促進させる必要があった。また、攪拌により、大気に触れている部分での腐敗の進行が抑えられた。しかし、攪拌することの結果として、大気から取り込まれる空気量が多くなり、嫌気性発酵であるメタン発酵の最適条件からは離れることになる。
【００１７】
これに対して、本発明のメッシュ構造の沈降部材（落し蓋）を用いることにより（図３を参照）、繊維質を消化液中（液面下）に保持することが可能になり、繊維質を消化液中の液面下に留めた状態で処理（メタン発酵）をすることができ、これによって、有機性廃棄物中の繊維質の改質（柔軟化、組成の変化等）が促進され、ミミズ用の飼料としての準備期間を短くすることができる。
【００１８】
また、沈降部材（落し蓋等）を用いることにより、繊維質が浮遊物とならず、大気に触れない状態に維持されるためにハエの飛来が減少し、ウジの発生を減少させることができる。更に浮遊物が大気に触れないために腐敗が起こりにくくなり、その結果、特開２０１５−１７４８２０号公報に開示された技術では、タンクの液面から２〜５ｍ離れた距離まで悪臭がすることがあったが、本発明の方式による場合は、顔を液面上に数１０ｃｍにまで近ずかなければ悪臭を感じない状況となった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例である。
【図２】従来技術の実施例である。
【図３】本発明の実施に用いる沈降部材である。
【図４】本発明の他の実施例である。
【図５】本発明の他の実施例である。（メタンガス抽出システムへの応用例を示す）
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図２は特開２０１５−１７４８２０号公報に開示された技術である。タンク１中に当初消化液２と有機性廃棄物３を入れ混合して、一定時間（２４時間程度）は経過した状態を示している。有機性廃棄物３中の繊維質４の大部分は液面付近に浮かび上がった状態となり、浮遊物６となっている。また、有機性廃棄物３の内、小片、微細片等は消化液２の中に懸濁して消化液４に含まれるものもある。すなわち、消化液４は当初消化液２中に有機性廃棄物３から溶け込んだ成分、および、懸濁している成分を含むものであり、投入時の当初消化液２の組成からは変化している。
【００２１】
図２に示した状態になると、消化液４（当初消化液２と有機性廃棄物３の一部を含むもの）の液面上に浮かんだ浮遊物６（繊維質５を主とする）にハエが集まるためウジが発生する。ウジは魚（養殖）の餌として有用であるが、地理的な条件、使用可能性等の要因により有効な使用が困難な場合もある。その場合は、新たなハエの発生を助長する原因にもなり、環境を劣化させる。
【００２２】
一方、繊維質５等の浮上を防ぐために頻繁に攪拌を行う場合は、消化液４中の酸素濃度が高くなり、メタン発酵には好ましくない状態になる恐れがある。もちろん、攪拌には多大の人力や電力も必要である。
【実施例１】
【００２３】
図１は、消化液４の中に沈降部材７(この図においては落し蓋の形状)を設置し、有機性廃棄物３からの繊維質５を消化液４の液面下に沈めた状態を示している。この図に示した実施例では、タンク１の開口部とは、ほぼ等しい大きさ、形状の網をもつ沈降部材７を用いている。
【００２４】
この図に示した装置では、沈降部材７は、網（周辺部に網を固定する枠状部材を有する）の周辺部の4隅を棒状部材で固定して所定の位置に保持しているが、固定方法は、この方法に限るものではない。網、枠等に使用する素材は限定する必要はない。鉄(ステンレス鋼を含む)製、アルミ製、樹脂製いずれもが使用可能である。ただし、浮きあがる場合は、浮力に打ち勝つ必要があり、その場合は機械的に固定をする。沈降部材７の設置（沈める）、取り外し（昇降を含む）には、人力でも、機械的な部材、装置（モーター、ギア、チェーン等）、動力によって行っても良い。
【００２５】
沈降部材７の網は有機性廃棄物３の浮上を防ぐ作用と、液体（消化液４）を通過させる機能を有する。網目の大きさは、例えば有機性廃棄物３の大きさが、５〜５０ｍｍ程度の場合（その場合、大部分は１０〜２０ｍｍ）は、５ｍｍ角程度で良い。投入する有機性廃棄物３のサイズが小さくなると、反応速度は速くなる。１ｍｍ以下にする場合は、生成速度は５〜５０ｍｍ程度の場合に比較して液肥、コプロダクツの製造速度はともに2倍程度になり、製造に要する時間は半分の時間で十分である。この場合の網目の大きさ（後述の孔の大きさの場合は穴径）は、２ｍｍ程度、またはそれ以下とする。
【００２６】
沈降部材７は網を持つ構造に替えて、孔をあけた薄板を用いた物であっても良い。薄板の材質には網と同様に、金属（鉄、ステンレス、アルミニウム）、プラスチック、樹脂が使用できる。孔の大きさは網の目の大きさと、同程度とする。
【００２７】
図１におけるタンク内の消化液４の深さは１．５ｍであり、沈降部材７により繊維質５は、水面下０．３ｍの位置にある。この深さは、０．１ｍより深くする。それより浅い場合は、繊維質７の上部にある消化液４の量が少なくなり、好ましくない。なお、タンク１中の消化液４の水深は１ｍ以上あることが好ましい。上面が開放のタンクであり、浅い場合は嫌気性発酵に好ましくない。
【００２８】
本発明の方法に使用するタンク１は、コンクリート製で、底の部分、側壁から構成されており、上部は開放式となっている。タンク１を清掃するための排水口（図示せず）が側壁につけられている。屋根付の設備があることが望ましい。なお、タンク１には、必要に応じて、攪拌装置９（図示していない。図５に例示する）を設置する。タンク１はコンクリート以外の素材（鉄、強化プラスチック等）を用いても良い。
【００２９】
図３は、図１に示した沈降部材７の形状を示している。タンク１の開口部の形状、サイズに対応した形状であり、底面、側面ともに枠に網を取り付けた形状である。鋼製の枠に樹脂製の網が付けられている。この沈降部材７は自重により液中に沈めるか、（浮力がはたらく場合には）機械的に底面が液面以下に位置するように設置する。例えば上部の2本の棒材の端の位置に重錘を置くことで沈降部材７の浮上を防ぐことができる。沈降する深さ変化できる構造（機械的に）にすることにより、上下させることで攪拌を行うことができる。
【実施例２】
【００３０】
図４は、沈降部材７に有機性廃棄物３を挿入するための投入孔（筒）８を持つ装置である。この場合は、沈降部材７を設置した状態で有機性廃棄物３を沈降部材７の下部に装入することができる。筒の開口部は挿入を行う時以外には閉じておく。装入後に攪拌を行う。
【００３１】
攪拌は、消化液4中に設置した攪拌装置９等により行うことができる。もちろん、タンク1の外に消化液４の一部を取り出し、戻す形式であってもよく、タンクの側面には孔をあけずに、タンク１の上側から差し込むチューブ、管等により、沈降部材７の下部より消化液４を採取し、再度、沈降部材７の下部、または、上部に戻すことにより攪拌しても良い。
【００３２】
図１においては沈降部材７は、タンク１の開口部の形状と略同形であったが、この形状に限る必要はない。例えば、より小さい面積を持つものであっても、消化液４と有機性廃棄物３の接触が維持され、繊維質５の浮上を妨げるものであればよい。例えば、網で構成した籠（上下方向、横方向等すべての方向に内容物がでない形式。）中に有機性廃棄物３を入れて沈める方法もある。この場合は、コプロダクツ（繊維質５）を排出する場合に便利である。しかし、図２に示した方法が最も実用的である。
【００３３】
特開２０１５−１７４８２０号公報に開示された技術では、悪臭を生じていたが、本発明では浮遊物６を発生させず、有機性廃棄物３を短期間に簡単に効率よく分解することが可能で、悪臭を周辺に出すことも大幅に抑制することができる。
【００３４】
本発明の生産品である液肥は、嫌気性発酵（開放系であり、完全な嫌気性環境ではないが、実質的には嫌気性環境である。）によって生成された高品質の液肥である。通常の液肥は、メタン発酵をした後の状態あるが、本発明による液肥は、有機性廃棄物３からの成分は加わっており、高品質の農作物用液肥として、特に農場や菜園での果実や野菜の栽培などに利用され、通常の液肥より優れているとの好評を博している。
【００３５】
コプロダクツである繊維質５はミミズ培地に与えられる。詳しくいうと、繊維質５は,ミミズ堆肥肥料を生産するミミズ培地に、その餌として与えられ、ミミズが消化することの出来る餌である。柔らかい繊維であるので、良質なミミズの飼料となる。
【００３６】
本発明は、以下の工程よりなる。（図３に示した実施例１の場合である。）
（１）当初消化液２と有機性廃棄物３をタンク１に入れる。当初消化液２は、例えば、サトウキビからの抽出液をアルコール発酵を行った廃液をメタン発酵を行った当初消化液２である。サトウキビからの抽出液をアルコール発酵を行った廃液をメタン発酵した場合は、組成のバラツキか少ない当初消化液２が大量に得られる。なお、初期投入する順序は特に規定しない。
【００３７】
（２）当初消化液２と有機性廃棄物３の投入量は、一定の比率とする。この比率は、有機性廃棄物３が植物系有機性廃棄物か動物系有機性廃棄物か、有機性廃棄物３が混合物の場合では、植物性有機性廃棄物量に対する動物系有機性廃棄物量の割合にしたがって異なってくる。
【００３８】
（３）当初消化液２に対する植物性有機性廃棄物３の量の範囲は、０．１％〜２０％とする。また、動物系有機性廃棄物の有機性廃棄物３中に占める割合が２０％以上の場合、当初消化液２の量に対する有機性廃棄物３の実用的な範囲を０．１％〜１０％とする。前記の比率の上限値（２０％、または、１０％）は、それ以上の投入は消化液４中の有機性廃棄物３の濃度が上がりすぎて、反応速度が低下するために定めたものであり、下限値の０．１％は、実質的な作業能率を考慮した値である。なお、投入は攪拌しつつ行うことが好ましい。なお、上記の上限値を超える場合は反応が一定しないことを別途確認を行っている。また、投入量が10％以下の場合に反応の安定度が増すことを、また、５％以下とすることで、さらに安定することを別途確認をしている。
【００３９】
（４）沈降装置７をタンク１の開口部より沈めていき、有機性廃棄物３を当初消化液２の液面下に保持するようにする。また、沈める前後に必要に応じて攪拌を行う。
【００４０】
（５）本発明では、消化液４に対して決められた比率の有機性廃棄物３を投入するが、、反応状態をモニターしつつ、消化液４の量に対する有機性廃棄物３の量が一定の範囲が維持されるような量を投入し、必要に応じて、水、その他の物質を投入する。投入量は、消化液４に対する植物性有機性廃棄物３の量の範囲は、０．１％〜２０％とする。また、動物系有機性廃棄物の有機性廃棄物３中に占める割合が２０％以上の場合、消化液４の量に対する有機性廃棄物３の実用的な範囲を０．１％〜１０％とする。前記の比率の上限値（２０％、または、１０％）は、それ以上の投入は消化液４中の有機性廃棄物３の濃度が上がりすぎて、反応速度が低下するために定めたものであり、下限値の０．１％は、実質的な作業能率を考慮した値である。
【００４１】
なお、上記の上限値を超える場合は反応が一定しないことを別途確認を行っている。また、投入量が10％以下の場合に反応の安定度が増すことを、また、５％以下とすることで、さらに安定することを別途確認をしている。なお、投入は攪拌しつつ行うことが好ましい。また、一定の間隔、または必要に応じて随時、攪拌する。
【００４２】
（４）高性能液肥とコプロダクツを作り出すために、タンク１内の菌の活動を維持する必要があるため、一定の間隔で、消化液４の量に対して、決められた比率の有機性廃棄物３を投入する。投入時には、沈降部材７は消化液４中から外しておき、投入後に再度、設置する（沈める）。なお、沈降部材７を取りはずすことなく、有機性廃棄物３を消化液４中に入れることが可能な装置（図４に示すような装置）の場合は、沈降部材７の投入孔８のみをあけて行う。（以後の有機性廃棄物３の投入作業においても同様である。）
【００４３】
（５）製品である液肥とコプロダクツは、高品質の液肥と繊維質５で、これらは直ぐに使用するのであれば日々、収穫し、更には分別が必要となる。液肥とコプロダクツの収穫は人力（掻き出す）または、従来からの機械装置によって行っても良い。なお、収穫前には沈降部材７を消化液４から除いておき、排出後に再度設置する。
【００４４】
（６）タンク１内における当初消化液２と消化液４のＰＨは中性域（PH６．５−８．５）に維持する必要がある。開始時のＰＨは当初消化液２の量と、投入される有機性廃棄物３の量、状態により変化するが、この範囲内に維持することが好ましい。ＰＨが６．５未満の場合、また、ＰＨが８．５を超える場合は、反応速度が遅くなる。そのため、ＰＨが６．５〜８．５の範囲に入るようにすることが好ましいが、やや酸性、アルカリ性の場合（ＰＨが、６〜６．５、８〜９）でも反応は進行する。消化液４の場合も同様である。当初消化液２、および、消化液４のＰＨは機器による測定、または、表面状態（泡の発生状態等）により推測することができる。
【００４５】
（７）その後の、消化液４に対する有機性廃棄物３の投入量の範囲は1日あたり、を０．１％〜２０％とする。例えば、タンク１内の消化液４の量が、１，０００リットルの場合、１〜２００ｋｇ以内の有機性廃棄物３を、タンク１内に一定の間隔で投入して攪拌する。この量の上下限は配合する有機性廃棄物３の組成により異なる。消化液４の量が、１，０００リットルの場合の農産物系有機性廃棄物（葉菜、オクラ等の植物系有機性廃棄物）の投入上限値は２００ｋｇである。前記の比率の上限値は、それ以上の投入は消化液４の濃度が上がりすぎて、反応速度が低下するために定めたものであり、下限値の０．１％は、実質的な作業能率を考慮した値である。なお、投入は複数回に分けて行うこと、攪拌しつつ行うことが好ましい。投入時には、沈降部材７は消化液４中から移しておき、投入後に再度、設置する。
【００４６】
（８）その後の、消化液４に対する有機性廃棄物３の投入量の範囲は、畜産系、漁業系等の動物系有機性廃棄物の割合が増加した場合は、前記の上限値は低くする必要がある。植物性有機性廃棄物に対して、動物系有機性廃棄物の割合が増加すると、ＰＨが上がるため、投入量の上限値は低くする。この場合の指標としては、例えば、動物系有機性廃棄物の全有機性廃棄物中に占める割合が２０％以上の場合、消化液４の量に対する有機性廃棄物３の実用的な範囲を０．１％〜１０％とする。例えば、タンク１中の消化液４が１，０００リットルの場合は、１〜１００ｋｇの有機性廃棄物３を、タンク１に一定の間隔で投入して攪拌する。下限値の０．１％は、それ以下の場合は、メタン発酵は進まないため、および、生産性を維持するために定めた値である。前記の比率の上限値は、それ以上の投入は消化液４の濃度が上がりすぎて、反応速度が低下するために定めたものである。投入は複数回に分けて行うこと、攪拌しつつ行うことが好ましい。投入時には、沈降部材７は消化液４中から移しておき、投入後に再度、設置する。
【００４７】
（９）本発明における当初消化液２はアルコール製造工程からの廃液、残渣に由来していることが望ましい。当初消化液２は最終製品である液肥とコプロダクツを生産するための有機性廃棄物３を分解する微生物群を含んでいる。タンク１の中で、当初消化液２と有機性廃棄物３からの消化液４の濃度が上昇した場合の調整は、消化液４に対して、事前に決められた比率の水を消化液４中に投入する。消化液４の濃度が上がりすぎると、反応速度が低下するためである。水の投入比率は、混合物４に対して０．１−１０％の範囲である。前記の水の比率の上限値の１０％は、それ以上の投入は消化液４の濃度が急激に下がりすぎて、反応速度が低下するために定めたものであり、下限値の０．１質量％は、実質的な作業能率を考慮した値である。なお、投入は複数回に分けて行うこと、攪拌しつつ行うことが好ましい。
【００４８】
（１０）これまでに述べて来たタンク１内における、当初消化液２と有機性廃棄物３からの消化液４の濃度は伝統的な方法で調べることも可能であり、消化液４においては泡の発生状態での判断も可能である。その濃度は、嫌気性発酵（完全な嫌気性環境ではないが）を維持して、求める液肥とコプロダクツが得られるものでなければならない。
【００４９】
（１１）本発明をより優位にするために変更することは、この方式においては可能である。本発明は、幅広い便利性をもっているので、本件でしめされた事例にこだわらない。すなわち、本件で示された基本的な考え方から逸脱しない限り、修正をすることは可能である。
【００５０】
（１２）当初消化液２には、アルコール工場の廃液と汚泥からの当初消化液２.を用いたが、これにかぎられるものではない。同様に、すぐれた使用性を持つものとして、トウモロコシ工場の廃液と汚泥からの抽出液、各種醸造工場の廃液、汚泥からの抽出液をメタン発酵をした当初消化液２も使用可能である。これらは、いずれも、管理された状態のプロセス、装置により大量の成分の安定した当初消化液２を提供することができる。
【実施例３】
【００５１】
以下の実施例３を示す。５ｍ×１．５ｍ×２．２ｍのタンク１にサトウキビからアルコールを採取する工場で発生する廃液、残渣をメタン発酵した後の当初消化液２（ＰＨ７.5）を６，０００リットル投入した。その後、有機性廃棄物３（粉砕した、葉菜、オクラくず）を、攪拌しつつ３００ｋｇ投入した。その後、沈降用部材７を下部の網面が液面下３０ｃｍに位置するように設置し、メタン発酵をおこなわせた。液温は、２４℃（夜間最低温度）〜３０℃(昼間最高温度)、ＰＨは約７．５であった。
【００５２】
以後、1〜5日は有機性廃棄物３を毎日150ｋｇづつ投入した。6〜15日は、有機性廃棄物３を毎日200ｋｇづつ投入した。
【００５３】
16日目には、浮遊物５を200ｋｇを排出し、続いて16〜30日の間は、有機性廃棄物３を毎日300ｋｇづつ投入した。この量以上の量を投入した場合は反応速度が遅くなった。例えば、有機性廃棄物（粉砕したオクラくず）３を攪拌しつつ７００ｋｇ投入した場合には、ＰＨは5.5になり、泡の発生も減少した。反応速度が低下したため、水を３００ｋｇ添加した。
【００５４】
31日目には、液肥 2,000ｋｇ、コプロダクツ 300ｋｇを排出した。31日後以降は有機性廃棄物３を 毎日300ｋｇづつ投入し、一定期間後（例えば、15日後）に、液肥を４０００ｋｇ程度、コプロダクツを５００ｋｇ程度を排出した。その後の16日以降も作業を繰り返し行う。原則としてタンクを空にすることはなく、有機性廃棄物３を３００ｋｇづつ毎日投入し、必要に応じてコプロダクツ、液肥を排出する。もちろん、コプロダクツ、および、液肥は毎日排出してもよい。
【実施例４】
【００５５】
５ｍ×１．５ｍ×２．２ｍのタンク１にサトウキビからアルコールを採取する工場で発生する廃液、残渣をメタン発酵した後の当初消化液２（ＰＨ７.5）を６，０００リットル投入した。その後、有機性廃棄物３（粉砕したオクラくず）を、攪拌しつつ１，０００ｋｇ投入した。その後、沈降用部材７を下部の網面が液面下３０ｃｍに位置するように設置し、メタン発酵をおこさせた。液温は、２４℃（夜間最低温度）〜３０℃(昼間最高温度)、ＰＨは約６．５であった。反応は起こったが、泡の発生状態の観察より、実施例１に比較してその速度は低いと思われたため、新たに当初消化液２（ＰＨ７.5）を１，０００リットル投入し、その後、沈降用部材７を下部の網面が液面下３０ｃｍに位置するように設置し、メタン発酵をおこさせた。その後は、正常な泡の発生が認められたため、次の日以降、有機性廃棄物３（粉砕したオクラくず）を、1日当たり１５０ｋｇ投入し続け、反応を継続した。
【実施例５】
【００５６】
５ｍ×１．５ｍ×２．２ｍのタンク１にサトウキビからアルコールを採取する工場で発生する廃液、残渣をメタン発酵した後の当初消化液２（ＰＨ７.5）を６，０００リットル投入した。その後、有機性廃棄物３（粉砕したオクラくず）を、攪拌しつつ３００ｋｇ投入した。その後、沈降用部材７を下部の網面が液面下３０ｃｍに位置するように設置し、メタン発酵をおこさせた。液温は、２４℃（夜間最低温度）〜３０℃(昼間最高温度)、ＰＨは約７．５であった。以後、1日あたり、有機性廃棄物３を毎日３００ｋｇづつ投入し、順調な反応を継続させた。繊維質が１００ｋｇ程度になったと予想された時点で、コプロダクツの排出を行った。
【００５７】
以上の結果より、初期（操業開始時）の有機性廃棄物量３は当初消化液２にたいして２０％以下、望ましくは１０％以下、さらに運転上の安全を考慮する場合は５％以下とすることが好ましいと判断した。その後の追加投入量も、消化液４の量に対して２０％以下、望ましくは１０％以下、さらにに運転上の安全を考慮する場合は５％以下になるように行うことが好ましい。この値は有機性廃棄物量３中に含まれる動物性廃棄物が２０％以上の場合は、当初消化液２、および、消化液４の量に対して、いずれも、おのおの１０％以下、５％以下、および３％以下になるようの制御する。また、短期間（1から3日が目安）にコプロダクツの採取を目的とする場合は、上記の上限値は、上記の値より１〜２％低めにすることが好ましい。すなわち、運転開始時は４％以下程度、追加投入量は３％以下（植物性廃棄物の場合）、動物性廃棄物が２０％以上の場合は、それぞれ、３％以下、２％以下が好ましい。短時間での処理が可能になる。
【００５８】
なお、コプロダクツの採取は、掻き出すことで行うが、繊維質７の水分を６０％程度に落としてミミズの餌とする。液肥中に含まれる微細なコプロダクツ（繊維質５）も脱水してミミズの餌とすることができる。コプロダクツ（繊維質５）はミミズ培地で有効な餌となる。適度に残った繊維質５が空気層を作っており、ミミズの侵入に効果的である。また、ミミズが好むＰＨのレベルにある。腐敗菌などが多い場合はＰＨは酸性が強く、ゴミの山にミミズを放っても中には入り込まない。ミミズが入り込むこと自体が、堆肥製造の有効な原料となっていることを示している。
【００５９】
また、腐敗菌などが多い生ごみそのものの場合はＰＨが高く、ゴミの山にミミズを放っても中に入り込まない、また腐敗菌がなくてもレモン系の果実などではミミズは忌避するが、一旦本発明の処理を行うと、ミミズが入り込むので、これ自体が堆肥製造の有効な原料となっていることを示している。
【００６０】
この工程の間、有機性廃棄物３は沈降部材７により、上記の位置（液面下３０ｃｍ）に保持していたが、有機性廃棄物３を投入時は一時的に液面より持ち上げ、有機性廃棄物３を投入、混合した後、再度、液面下に沈め、図１に示す状態とした。なお、図４に示す例（実施例４）の沈降部材７を用いた装置の場合は有機性廃棄物３を投入する時に、沈降部材７の全体をタンク1中より外す必要がないことはもちろんである。投入孔８を開いて投入を行い、投入後に閉じる。
【実施例６】
【００６１】
５ｍ×１．５ｍ×２．２ｍのタンク１にサトウキビからアルコールを採取する工場で発生する廃液、残渣をメタン発酵した後の当初消化液２（ＰＨ７.5）を６，０００リットル投入した。その後、通常の家庭よりの生ゴミ(動物性が１０％等、各種のものが混じっている）の有機性廃棄物３を、攪拌しつつ６００ｋｇ投入した。使用した粉砕機は小型のもので、ペースト状にはならず、切断されたような状態である。数値的な目標値は、初期（操業開始時）の有機性廃棄物３の量は当初消化液２の量に対して１０％以下に、その後の追加投入量も、消化液４に対して１０％以下になるようにした。日々の投入量にはやや、バラツキがあったが、実施例３とほぼ同様に、液肥とコプロダクツを製造することができた。また、農場で発生する大量に発生する比較的単一な農業系廃棄物と家庭よりの生ゴミを混合した有機性廃棄物３も同様に処理することができた。本発明が多種、少量の有機性廃棄物３の処理に極めて有効な発明であることを確認した。
【実施例７】
【００６２】
５ｍ×１．５ｍ×２．２ｍのタンク１にサトウキビからアルコールを採取する工場で発生する廃液、残渣をメタン発酵した後の当初消化液２（ＰＨ７.5）を６，０００リットル投入した。その後、通常の家庭からの生ゴミ(動物性が１０％等、各種のものが混じっている。）を粉砕機を用いてペースト状にした有機性廃棄物３を攪拌しつつ６００ｋｇ投入した。その後の追加投入量も、消化液４に対して１０％以下になるようにした。日々の投入量にはややバラツキがあったが、ほぼ同様のプロセスで、液肥とコプロダクツを製造することができたが、反応速度は実施例５に比較して、やや早いように見えた。
【実施例８】
【００６３】
５ｍ×１．５ｍ×２．２ｍのタンク１にサトウキビからアルコールを採取する工場で発生する廃液、残渣をメタン発酵した後の当初消化液２（ＰＨ７.5）を６，０００リットル投入した。その後、有機性廃棄物３（粉砕したオクラくず）を、大きさが０．８ｍ×１ｍ×０，５ｍの6面が網できた直方体形状の籠（沈降部材７）に入れ、当初消化液２中に籠が液中に完全に沈ように沈めた。網目の大きさは、有機性廃棄物３の大きさが、５〜５０ｍｍ程度の場合（その場合、大部分は１０〜２０ｍｍ）は５ｍｍ角程度とした。有機性廃棄物３（粉砕したオクラくず）の量は、６００ｋｇ、５００ｋｇ、４００ｋｇ、３００ｋｇ、２００ｋｇ、１００ｋｇと変化させて調査した。その結果、泡の発生は、いずれの場合も認められたが、投入量は２００ｋｇ〜３００ｋｇの場合がもっとも安定していた。この場合は、有機性廃棄物３と当初消化液2との接触面積が小さいため、最適値が小さくなったと予想された。なお、この籠を用いた場合は1日以降に籠を引き上げ、コプロダクツである繊維質５を取り出し、再度、有機性廃棄物３を籠に入れてメタン発酵を行わせた。この籠に替えて、網でできた袋（沈降部材７）を使用しても良い。この場合も袋は網は液面上に現れないように重錘等により沈める。
【実施例９】
【００６４】
１．１ｍ×１．５ｍ×１．１ｍのタンク１に家庭ゴミをメタン発酵した後の当初消化液２（ＰＨ７.5）を１，０００リットル投入した。その後、網製の袋にいれた有機性廃棄物３（粉砕したオクラくず）を、３５ｋｇを当初消化液２中に袋が液中に完全に沈ように設置した。有機性廃棄物３の大きさは、５〜５０ｍｍ程度であり（大部分は１０〜２０ｍｍ）、網目の大きさは５ｍｍ角程度とした。泡の発生は認められたが、実施例７の有機性廃棄物３の量が２００ｋｇの場合に比較して少なかった。
【実施例１０】
【００６５】
図５は、タンク１中の消化液４よりメタンガスを採取する装置を示したものである。消化液４の一部を回収装置に導きメタンガスを採取して、再度、タンク１に戻す。得らたメタンガスは燃料等に使用可能である。この装置の長所はメタン発酵を行う装置が開放型であり、有機性廃棄物３の投入作業、コプロダクツ（繊維質）の排出作業が容易であり、操業コスト、設備費は安価なことである
【産業上の利用可能性】
【００６６】
有機性廃棄物（生物系廃棄物）の利用産業を盛んにできる。
【符号の説明】
【００６７】
１  タンク
２  当初消化液
３  有機性廃棄物
４  消化液
５  繊維質
６  浮遊物
７  沈降部材
８  投入孔
９  攪拌装置
【図１】
2020180018.tif 000003
【図２】
2020180018.tif 000004
【図３】
2020180018.tif 000005
【図４】
2020180018.tif 000006
【図５】
2020180018.tif 000007