(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
畜産系廃棄物に、石炭灰および／または使用済石灰系排ガス処理剤に消石灰、生石灰、石膏、および火山灰からなる群から選ばれた少なくとも一つを混合して水和硬化させてなるＣａＯ，ＣａＳＯ4 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 系硬化物を、亜硫酸ガスを含有するガスで処理してなる硫酸カルシウム系硬化物を添加、混合し、熟成することを特徴とする肥料の製造方法。
【請求項２】
前記硫酸カルシウム系硬化物が粒状であり、熟成後に篩分することを特徴とする請求項１に記載の肥料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、畜産系廃棄物を主原料とした肥料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鶏糞、牛糞などの家畜の排泄物を含む畜産廃棄物を主原料とした肥料を製造する場合、肥料の取扱い、および植物に対する無害化のため水分の調整・熟成（発酵）は不可欠の工程であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記発酵のための水分の調整には通常天日乾燥、保水性のよいおがくずなどの混入あるいは製品コンポストの一部還流などが行われているが、天候に左右されたり、混入物の入手難、発酵における悪影響等の問題点があった。
【０００４】
さらに製造の全工程において悪臭の発生を抑制することも大きな問題点であり、高価な活性炭の散布も行われてはいるもののより経済的な方法が望まれていた。
【０００５】
本発明の目的は上記の問題点を解決し簡単で経済的な肥料の製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記目的を達成すべく種々検討の結果、驚くべきことに、発明者らが既に排煙処理剤として開発した石灰系組成物を排煙処理に供した後のものを畜産系廃棄物に添加すると、水分調整、悪臭抑制の効果は勿論植物の育成にも有効であることを見出し本願の発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明は、畜産系廃棄物に特定の硫酸カルシウム系硬化物を添加、混合し、熟成することを特徴とする肥料の製造方法であり、その硫酸カルシウム系硬化物は、
「石炭灰および／または使用済石灰系排ガス処理剤に消石灰、生石灰、石膏、および火山灰からなる群から選ばれた少なくとも一つを混合して水和硬化させてなるＣａＯ，ＣａＳＯ4 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 系硬化物を、亜硫酸ガスを含有するガスで処理してなる」
ものである。
【０００８】
さらに本発明は、この硫酸カルシウム系硬化物が粒状であり、熟成後に篩分することを特徴とする上記の肥料の製造方法を含む。
【０００９】
この発明で畜産系廃棄物とは、牛、豚などの家畜、鶏、あひるなどの家禽などの排泄物を主とするもので、敷わらなどの混入しないもの、例えば多頭飼育されている鶏の糞が好ましく用いられる。
【００１０】
次に、この発明の方法に使用する硫酸カルシウム系硬化物について述べる。この硫酸カルシウム系硬化物ＣａＯ，ＣａＳＯ4 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 系硬化物を亜硫酸ガスを含有するガスで処理して得られるものである。
【００１１】
まずＣａＯ，ＣａＳＯ4 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 系硬化物およびその製法について述べる。
【００１２】
ＣａＯ，ＣａＳＯ4 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 系硬化物の原料となる物質は、工業用アルミナ、シリカなどの構成成分の工業用単品のみならず、天然物、工業廃棄物なども利用できる。
【００１３】
すなわちＣａＯ，ＣａＳＯ4 源としては、例えば生石灰、消石灰、炭酸石灰、石膏、セメント、スラグ、ドロマイトプラスター（石灰含有）、およびアセチレン滓などの副生品などが挙げられる。
【００１４】
Ａｌ2 Ｏ源としては、例えばアルミナ、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、硫酸ばん土、明ばん、硫化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、アルミン酸カルシウム、ベントナイト、カオリン、ケイソウ土、ゼオライト、パーライト、ボーキサイト、アルミン酸ナトリウム、氷晶石、アルミ洗浄残滓（アルサイト）などの反応性アルミニウムを含有する化合物などが挙げられる。
【００１５】
ＳｉＯ2 源としては、例えば  ケイ酸、含水ケイ酸、メタケイ酸、ケイ酸アルミウニウム、水ガラス、ケイ酸カリシウムおよびクリストパライト、トリジマイト、カオリン、ベントナイト、タルク、パーライト、シラス、ケイソウ土、ガラス、モミ殻灰、木炭などの焼却灰など反応性二酸化ケイ素を含有する化合物などが挙げられる。
【００１６】
また、前述の４種の成分中少なくとも２種類以上同時に供給し得る物質の例として、石炭灰および火山灰、石炭流動層燃焼灰（酸化カルシウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、硫酸カルシウム源）、セメントおよびセメントクリンカー（酸化カルシウム、二酸化ケイ素、酸化カルシウム源）、スラグおよびシラス、安山岩、チャート、石英粗面岩、オパール、沸石、長石、粘土鉱物、エトリンガイト（硫酸カルシウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化カルシウム源）などの反応性二酸化ケイ素、およびアルミニウム、カルシウムなどの酸化物、塩化物、硫酸塩などを含有する鉱物、流動層燃焼灰などの炉内脱硫灰および使用済石灰系排ガス処理剤、汚泥焼却灰、都市ゴミ焼却灰、セメントくず、アセチレン滓、使用済排水処理剤などが挙げられる。
【００１７】
ここで、使用済石灰系排ガス処理剤とは、ＣａＯ，Ｃａ（ＯＨ）2 ，ＣａＣＯ3 などから製造されるカルシウム系脱硫剤の使用済のものおよび特開昭６１−２０９０３８、特開昭６３−２８３７４５などに開示されたＣａｏ，ＣａＳＯ4 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 系組成物からなる脱硫剤の使用済のものなどをいう。
【００１８】
表１にこれらの代表的原料の化学分析の例を示す。
【００１９】
【表１】
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この発明において、これらの原料を混合し、水和硬化して得られる、ＣａＯ，ＣａＳＯ4 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 系硬化物および後述のＳＯ2 処理後の硬化物中のそれぞれの成分割合は、
ＣａＯ                ２    〜５０％
ＣａＳＯ4             ０．１〜７０％
Ａｌ2 Ｏ3             ５    〜７０％
ＳｉＯ2               ５    〜８０％
である。
【００２０】
前記原料の好ましい組み合わせは、石炭灰および／または使用済石灰系排ガス処理剤と、消石灰、生石灰、石膏および火山灰からなる群から選ばれた少なくとも一つの組み合わせである。
【００２１】
この発明で、水和硬化とは、原料混合物に水を加えて水和処理して硬化させることを言い、具体的には次のような処理である。
【００２２】
水和処理は例えば特開昭６４−３８１３０に開示したように、前述の諸物質（原料）間の水和反応を進行させるために必要な処理を言い、例えば湿空養生、熱水養生、蒸気養生などをが含まれる。
【００２３】
処理は前記諸原料と水との混合割合（固液比）を小に、例えば、１：０．２〜１：０．９９とすることによって、材料粒子間の結合を促進させ、硬化体を得るもので、必要により二段階に分けて行うこともできる。
【００２４】
硬化性水和処理における湿空養生は、温度１０℃〜４０℃、相対湿度５０％〜１００％で、数分間あるいは数十日間が好ましく、また蒸気養生は、温度４０℃〜１８０℃、相対湿度１００％で数分間〜数日間が好ましい。
【００２５】
このようにして得られた硬化物を乾燥、調湿、粉砕するか、またはさらに成形して、組成物が得られる。
【００２６】
湿ったまま、あるいは乾燥した硬化物の破砕、粉砕物およびスラリー状物質に乾燥物の圧縮成形は、マルメライザー、ディスクペレッター、ブリケットマシーン、打錠成形機、押出成形機、その他一般的に使用される圧力成形可能な装置によって行うことができる。
【００２７】
上述の組成物をさらにＳＯ2 を含有するガスで処理（ＳＯ2 処理と略記する）することによって硫酸カルシウム系硬化物が得られる。
【００２８】
ＳＯ2 処理は、ＳＯ2 を１００ｐｐｍ〜９０％含む温度２００℃〜５００℃のガスでＳＶ５〜５０，０００ｈ-1で硬化物１ｋｇ当たりＳＯ2 が少なくとも１モル接触するのに充分な時間処理すればよい。ＳＯ2 処理用のガスにはＮＯX ，Ｈ2 Ｏ，Ｏ2 ，Ｎ2 などを含んでもよい。
【００２９】
ＳＯ2 処理をしないこの発明の硬化物は、公知の石灰系排ガス処理としての組成をもつものであるので、排ガス脱硫に使用後のものが、本願の硫酸カルシウム系硬化物として利用できる。
【００３０】
硫酸カルシウム系硬化物の畜産廃棄物への添加、混合は公知の方法で行うことができ、例えば回転式の発酵装置を用いて発酵させる場合には、畜産廃棄物の堆積場所から発酵装置に至るコンベヤ上に硫酸カルシウム系硬化物を落下させるだけで、特に混合機を用いなくても発酵装置内で両者を充分混合することができる。
【００３１】
硫酸カルシウム系硬化物の畜産廃棄物への添加割合は畜産廃棄物の種類にもよるが通常廃棄物１００部に対し５〜５０部である。硫酸カルシウム系硬化物の添加割合が大きいと悪臭抑制効果は高くなるが、畜産廃棄物処理量の減少と水分低下により発酵が不充分になり、小さいと水分調整、悪臭抑制の効果は不充分となる。
【００３２】
上記添加・混合物の発酵は公知の発酵装置および方法が適用でき、例えば鶏糞を原料とする場合は鶏糞単独の発酵に使用するスクープ式発酵装置を利用することができる。
【００３３】
硫酸カルシウム系硬化物は、畜産系廃棄物に添加・混合することにより、畜産系廃棄物の水分を調整し、また特に発酵時に発生する悪臭を吸着することができる。さらに畜産系廃棄物中の肥効成分を吸収保持できるため、硬化物自体が肥料化される。
【００３４】
発酵後の混合物は本発明の肥料であって、そのまままたは篩分、粉砕、成型などの操作により各種形態の肥料として使用できる。
【００３５】
添加する硫酸カルシウム系硬化物が粒状の場合は、粒の大きさに適応した篩を用いることにより、発酵後の本発明の肥料を粒状の肥料と、原料の畜産系廃棄物の発酵物を主成分とした粉状の肥料とに篩分することができる。この粒状肥料は、造粒装置を使用することなく製造され、市販の粒状肥料と同様の取扱い上の利点を有するのみならず、肥料成分が土壌水分へ溶出してからも粒は容易には崩壊しないので土壌の改良にも寄与することができる。
【００３６】
本発明の肥料は単独で施用しても、他の肥料と併用してもよくまた配合肥料など他の肥料の製造原料として使用することもできる。
【００３７】
以下実施例によりさらに詳細に説明する。
【００３８】
【実施例】
実施例１
表１に示す石炭灰Ｂ２５重量部に、消石灰３５重量部および使用済石灰系排ガス処理剤４０重量部を粉体混合し、固形分１００重量部に対して４０重量部の水を添加して混練、成型後、水和処理として約１５時間の蒸気養生を行い、乾燥して直径６ミリ長さ１０ミリのＣａＯ，ＣａＳＯ4 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 系硬化物を調製した。これを空塔速度４００ｈ-1にて約３００時間排ガスと接触させて硫酸カルシウム系硬化物を得た。
【００３９】
使用した排ガスの組成は、ＳＯ2 ４００ｐｐｍ，ＮＯX １５０ｐｐｍ，，Ｏ2 ５％、ＣＯ2 １４％、水分８％、残余はＮ2 であった。なお、この排ガス処理で原料消石灰中のＣａの約８０％がＣａＳＯ4 に転化した。
【００４０】
この硫酸カルシウム系硬化物１０重量部を鶏糞９０重量部に添加して、スクープ式発酵装置にて２０日間発酵させた。このようにして得た本発明の肥料（以下、肥料Ａとする）の肥効成分の分析値を、原料の鶏糞のみの発酵物（比較例１）のものとともに表２に示した。
【００４１】
【表２】
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発酵時に発酵槽から発生するガスをテトラーパックで捕捉し、ガス検知管法にてアンモニア濃度を測定して、悪臭抑制効果を調べた。測定結果を表３に示す。この表によればこの実施例では発生アンモニアを５０％以下に抑制することができた。
【００４２】
【表３】
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次に上述の混合物の発酵肥料を、原料の硫酸カルシウム系硬化物のほぼ全量が通過できない５ｍｍ目篩で篩分し、本発明の粒状肥料（以下肥料Ｂとする）および篩下約９０％（以下肥料Ｃとする）を得た。肥料Ｂ，Ｃおよび原料の硫酸カルシウム系硬化物の肥効成分の分析値を表４に示した。
【００４３】
この表によれば原料の硫酸カルシウム系硬化物はかなりの肥効成分を鶏糞から吸着することが予想される。
【００４４】
【表４】
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上記肥料Ａ，ＢおよびＣの肥効を調べるため露地栽培を行った。畑土壌の表層１０ｃｍの重量に対し、それぞれ１重量％になるように肥料Ａ，ＢおよびＣを畑土壌に均一に施肥し、二十日大根を播種して、生育状況を観察すると共に播種後２０日目に無作為に３０株を抜き取り可食部の重量を測定し表５に示した。生育は良好であり、肥効成分の分析値でみる限り後述の発酵鶏糞（比較例１）より劣ると考えられる本発明の肥料Ａ，ＢおよびＣが発酵鶏糞よりも優れた肥効を示した。
【００４５】
【表５】
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なお、従来鶏糞肥料製造においては、原料鶏糞発酵のための水分調整用に、製品コンポストの一部を還流し原料に混合しているが、この実施例により、このような必要は全くないことが確認された。
比較例１
硫酸カルシウム系硬化物を添加しない鶏糞について実施例１と同様の操作で２０日間発酵させた。発酵時の発生アンモニアの測定結果を表３に、得られた発酵鶏糞の肥効成分の分析値を表２に示した。
【００４６】
栽培試験を実施例１と同様に行い結果を表５に示した。
比較例２
実施例１および比較例１の栽培試験の対照として、無肥料区を設けて、実施例１と同様の栽培試験を行い表５に示した。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は、畜産系廃棄物に使用済の石灰系排煙処理剤を添加することにより、肥効の優れた取扱い易い肥料を提供することができる。さらに悪臭公害の原因となっていた畜産系廃棄物処理の問題を解決すると共に廃棄資源の活用にも役立つものである。