(57)【要約】【課題】糞尿等の有機物，水分を含む被処理対象物から分離された液類の発酵に伴う消化液を、環境汚染等の問題を引き起こすことなく短時間で固形化する。【解決手段】有機物，水分を含む被処理対象物から分離された液類を発酵手段３で発酵した後、その発酵手段３から取り出された消化液に対し、混合手段４により少なくとも半水石膏を加えて混合し、固形化手段５によりペレット状に固形化する。前記の半水石膏には、バージン半水石膏や、二水石膏を加熱加工したもの（例えば、廃棄扱いの石膏ボード等から得られるリサイクル石膏を加熱加工したもの）を適用できる。前記の加熱加工石膏には半水石膏の組成比が１０．０％〜９０．０％の場合には、例えば消化液と加熱加工石膏との重量比が０．３：１〜３：１となるように該消化液と加熱加工石膏とを混合する。【選択図】図１
2006263487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物，水分を含む被処理対象物から分離された液類の発酵に伴う消化液に少なくとも半水石膏を加えて混合するための混合手段と、
前記の混合手段で得られた混合物を固形化するための固形化手段と、
を備えたことを特徴とする消化液固形化装置。
【請求項２】
前記の固形化手段は、ペレット状，粒状，または粉状に固形化することを特徴とする請求項１記載の消化液固形化装置。
【請求項３】
前記の混合手段は、消化液に加熱加工石膏を加えて混合することを特徴とする請求項１または２記載の消化液固形化装置。
【請求項４】
有機物，水分を含む被処理対象物から分離された液類の発酵に伴う消化液に少なくとも半水石膏を加えて混合することにより、固形化された肥料を得ることを特徴とする消化液固形化による肥料の製造方法。
【請求項５】
前記の肥料は、ペレット状，粒状，または粉状に固形化することを特徴とする請求項４記載の消化液固形化による肥料の製造方法。
【請求項６】
前記の半水石膏には、加熱加工石膏を用いることを特徴とする請求項４または５記載の消化液固形化による肥料の製造方法。
【請求項７】
前記の加熱加工石膏には半水石膏の組成比が１０．０％〜９０．０％のものを用い、消化液と加熱加工石膏との重量比が０．３：１〜３：１となるように該消化液と加熱加工石膏とを混合したことを特徴とする請求項６記載の消化液固形化による肥料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消化液固形化装置および消化液固形化による肥料の製造方法に関するものであって、例えば糞尿等（畜舎から生じる糞尿等）の有機物，水分を含む被処理対象物から分離された液類の発酵に伴う消化液を固形化、および該消化液の固形化により肥料を製造するためのものである。
【背景技術】
【０００２】
環境保全の目的で、家畜（畜舎）から生じる糞尿等（廃棄物や廃液）において家畜排泄物法が制定され、その糞尿等のように有機物，水分等が含まれた被処理対象物を処理（浄化処理等）したり適宜加工して有効利用するための方法や装置等が種々検討されている。
【０００３】
例えば、前記の被処理対象物と二水石膏（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ；例えば、廃棄物扱いの石膏ボード屑等）とを混合し、その混合物に対し必要に応じて水分を加えて（例えば、水分不足時には散水し、過剰時にはパーライト等を加えて）コンポスト化することにより、固形状の肥料（以下、固形肥料と称する）を得る方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−１４３３７５号公報。
【０００４】
また、例えば図２の概略説明図に示す装置を用いて、前記の被処理対象物を固形類と液類とに分類し、固形肥料や液体状の肥料（以下、液肥と称する）を得る方法が知られている（例えば、特許文献２，３）。この図２に示す装置では、まず、被処理対象物を固液分離手段１により固形類と液類とに分離し、その分離された固形類を堆肥化手段２に導入しコンポスト化処理（例えば、ＢＳＣ方式のコンポスト化処理）して固形肥料を得る、または炭化炉（図示省略）に供給し炭化処理して土壌改良材や活性炭を得る。
【０００５】
一方、前記の分離された液類については発酵手段３に導入（発酵槽内に導入）し、所定の条件で発酵（例えば、発酵槽内の温度を通性嫌気性菌と絶対嫌気性菌とに応じた温度に保ちながら発酵）させることによりメタンガスを得る。前記発酵手段３で発酵せずに残存した消化液については、例えば消化液自体を液肥として利用したり、前記堆肥化手段２に導入し前記の分離された固形類と共に堆肥化し固形肥料として利用したり、浄化処理してから（例えば、オキシデーションディッチ法により消化液中のＢＯＤ，ＳＳ，ＣＯＤ，Ｔ−Ｎ，Ｔ−Ｐ等の成分の濃度を基準値以下に低下させてから）河川等に放流する。
【特許文献２】特開２００２−３４６５９７号公報。
【特許文献３】特開２００２−２３３９００号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記のように被処理対象物と二水石膏とを混合して肥料を得る場合には、該被処理対象物が堆肥化されるまでに長時間（例えば、数週間）を要すると共に、その長時間の堆肥化を行うための場所（例えば、長時間悪臭が発生することを考慮した広大な場所）を確保しなければならない。
【０００７】
また、前記のように被処理対象物を固形類と液類とに分類し、該液類を発酵させて生じる消化液を浄化処理する場合においては、その浄化処理するための装置等に係るイニシャルコスト、ランニングコスト等の費用が嵩むだけでなく、所定の基準値を満たすように浄化処理するまでに長時間を要する恐れがある。
【０００８】
さらに、前記の消化液を液肥として利用する場合においては、その液肥の運搬，保存等を行う際に意図しないガスが発生する可能性があり、その液肥の取り扱いに係る管理（例えば、ガス発生を抑制するために液肥の温度，湿度を調整する等の管理）の手間がかかってしまうことや、その液肥を使用する場合には該液肥が飛散（例えば、使用対象となる農地以外に飛散）しないように注意する必要があるため、例えば該液肥を狭小地で使用することが困難であった。
【０００９】
さらにまた、被処理対象物から分離された固形類に対して前記の消化液を散布し、その固形類と消化液との両者を堆肥化して肥料を得る場合においては、その堆肥化対象物の水分量が高くなってしまうため、該堆肥化対象物が堆肥化されるまでに長時間（例えば、数週間）を要すると共に、その長時間の堆肥化を行うための場所や設備（例えば、悪臭等の環境汚染を引き起こすことなく堆肥化対象物の水分蒸散を長時間行うための場所や設備）を確保しなければならない。
【００１０】
本発明は、前記課題に基づいてなされたものであり、糞尿等の有機物，水分を含む被処理対象物から分離された液類の発酵に伴う消化液を、環境汚染等の問題を引き起こすことなく短時間（例えば、消化液を固形類に散布し堆肥化する場合よりも短時間）で固形化し、取り扱いの容易な形態（例えば、液肥よりも容易な形態）の肥料を得るための消化液固形化装置および消化液固形化による肥料の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記課題の解決を図るために、請求項１記載の発明は、消化液固形化装置に関するものであって、有機物，水分を含む被処理対象物（例えば、畜舎から生じる糞尿等の被処理対象物）から分離された液類（例えば、固液分離手段を介して分離された液類）の発酵に伴う消化液に少なくとも半水石膏を加えて混合するための混合手段と、前記の混合手段で得られた混合物を固形化（例えば、型に充填して固形化）するための固形化手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記の請求項１記載の発明において、前記の固形化手段はペレット状，粒状，または粉状に固形化することを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記の請求項１または２記載の発明において、混合手段は、消化液に加熱加工石膏（詳細を後述する）を加えて混合することを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、消化液固形化による肥料の製造方法に関するものであって、有機物，水分を含む被処理対象物（例えば、畜舎から生じる糞尿等の被処理対象物）から分離された液類（例えば、固液分離手段を介して分離された液類）の発酵に伴う消化液に少なくとも半水石膏を加えて混合することにより、固形化（例えば、混合物を型に充填して固形化）された肥料を得ることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、前記の請求項４記載の発明において、前記の肥料はペレット状，粉状，または粒状に固形化されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、前記請求項４または５記載の発明において、前記の半水石膏には、加熱加工石膏（例えば、二水石膏やリサイクル石膏を加熱加工したもの）を用いることを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の発明は、前記請求項６記載の発明において、前記の加熱加工石膏には半水石膏の組成比が１０．０％〜９０．０％のものを用い、消化液と加熱加工石膏との重量比が０．３：１〜３：１となるように該消化液と加熱加工石膏とを混合したことを特徴とする。
【００１８】
本発明のように、半水石膏や加熱加工石膏（半水石膏を含むもの）を用いることにより、例えば被処理対象物と二水石膏とを混合して固形化する場合に要する時間や、被処理対象物から分離された固形類と消化液との両者を堆肥化する場合に要する時間と比較して、極めて短時間で消化液を固形化することができる。
【００１９】
また、石膏は比較的安価（例えば、消化液を浄化処理する場合に要する費用と比較して安価）で容易に得られ（例えば、廃棄対象となる石膏ボード等から容易にリサイクル石膏が得られ）、土壌改良剤や肥料としての使用実績があり、前記のように消化液と半水石膏または加熱加工石膏とを混合して固形化したものを農地等に用いても、その農地等に害を及ぼす恐れはない。
【発明の効果】
【００２０】
以上示したように本発明によれば、糞尿等の有機物，水分を含む被処理対象物から分離された液類の発酵に伴う消化液を、悪臭や排水等の環境汚染問題等の問題を引き起こすことなく（例えば、長時間悪臭が発生することを考慮した広大な場所を確保する必要がなく）、短時間（例えば、消化液を固形類に散布し堆肥化する場合よりも短時間）および低コスト（例えば、消化液を浄化処理する場合と比較して安価）で固形化（例えば、液肥よりも取り扱いの容易な形態に固形化）でき、その固形化において農地等に害を及ぼす硬化剤等を用いないため、その固形化されたものを肥料として安全に利用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態における消化液固形化装置および消化液固形化による肥料の製造方法を図面等に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
本実施の形態は、糞尿等の有機物，水分を含む被処理対象物から分離された液類の発酵に伴う消化液を、取り扱いの容易な形態の肥料、すなわち前記消化液を固形化して成る固形肥料に加工するものである。前記の固形化には、例えば肥料の使用対象となる農地等に悪影響を及ぼさない材料、すなわち半水石膏（ＣａＳＯ4・１／２Ｈ2Ｏ；例えば、バージン半水石膏）を用いることにより、固形肥料を短時間（例えば、数分〜数時間）で得る。
【００２３】
前記の半水石膏には、例えば二水石膏を下記反応式に示すように加熱（例えば、温度１２０℃〜３５０℃で加熱）加工し、該二水石膏を脱水蒸発させて得たもの（以下、加熱加工石膏と称する）を適用できる。
【００２４】
【数１】
2006263487.tif 000003
【００２５】
また、例えば廃棄対象となる石膏ボード等から紙を分離して得られる二水石膏（すなわち、リサイクル石膏）を前記（１）式に示すように加熱加工し、該二水石膏を脱水蒸発させて得た加熱加工石膏を適用することもできる。
【００２６】
従来、前記の廃棄扱いの石膏ボード等に関しては、その構成素材である紙とリサイクル石膏とに分離し、一方の紙は焼却処分し他方のリサイクル石膏は安定型処分場で処分することが旧厚生省通達で指示されており、各処分において費用を要していた。したがって、例えば前記の処分に係る費用を前記の二水石膏の加熱加工に充当することにより、新たなコストを費やすことなく加熱加工石膏を得ることができる。
【００２７】
前記の加熱加工石膏における半水石膏の割合は、前記の（１）式に示す加熱加工の条件に応じて種々変化する。例えば、前記の加熱加工における温度を高くしたり時間を長くした場合には、その加熱加工石膏における半水石膏の組成比が大きくなる。したがって、消化液に加えて混合する加熱加工石膏の量は、該加熱加工石膏における半水石膏の割合に応じて適宜調整することが好ましい。
【００２８】
前記のようにリサイクル石膏を加熱加工して得た加熱加工石膏（例えば、殆ど無償で得ることができる加熱加工石膏）を消化液の固形化に用いることにより、該消化液を固形化するための材料費（硬化材等の費用）を殆ど要することなく、単に固形化（例えば、ペレット状に固形化）等に係る費用（例えば、固形化する際の型等の費用）のみで固形肥料を得ることができる。
【００２９】
すなわち、本実施の形態によれば、固形肥料を低費用（例えば、消化液を消化処理して河川等に放流する場合に係る費用と比較して低費用）で作製し有価販売できる可能性が十分ある。
【００３０】
図１は、本実施の形態における消化液固形化装置および消化液固形化による肥料の製造方法の一例を説明するための概略図である。なお、図２と同様なものには同一符号等を用いて、その詳細な説明を省略する。
【００３１】
図１において、符号４は、発酵手段３から取り出された消化液に対して半水石膏（例えば、加熱加工石膏）を加え混合するための手段（以下、混合手段と称する）を示すものである。前記の混合手段４で得られた消化液と半水石膏との混合物は、固形化手段５に供給される。この固形化手段５では、例えば所定形状の型（後述の実施例では、１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍの型）で固形化する。前記の所定形状の型にて前記の混合物を所定時間放置（例えば、室温雰囲気下で数分〜数時間放置）することにより、固形肥料として用いることができる固形化物が得られる。
【００３２】
前記の固形化物されたものは、例えば粉砕機（図示省略）で粉状にすることにより粉末混合物して用いることができる。または、ペレット状もしくは粒状とする場合には、前記粉末混合物を含水率１０〜３０％に調湿したものを、造粒機（（株）ダルトン社製のディスクペレッターから成る造粒機）に供給し、ペレット状（例えば、直径５mm，長さ１０〜１５mm）にして用いることができる。
【００３３】
（実施例）
次に、図１に示すような装置および方法に基づいて、まず糞尿等の有機物，水分を含む被処理対象物（本実施例では、養豚の畜舎で発生する被処理対象物）を固形類と液類とに分離し、その液類の発酵に伴う消化液と加熱加工石膏（半水石膏，二水石膏，無水石膏，シリカの各成分の組成比が異なる２つの加熱加工石膏）とを種々の重量比（以下、消化液：加熱加工石膏と称する）で混合して、下記表１に示すように混合物Ｓ１〜Ｓ８を得た。また、前記の混合物Ｓ１〜Ｓ８の比較例（消化液が水と同様である場合を想定した比較例）として、水と前記の加熱加工石膏とを種々の重量比（以下、水：加熱加工石膏と称する）で混合し、下記表１に示すように混合物Ｐ１，Ｐ２を得た。
【００３４】
そして、前記の各混合物Ｓ１〜Ｓ１０，Ｐ１，Ｐ２をそれぞれ前記の所定形状の型に充填し室温雰囲気下で放置することにより、それら各混合物Ｓ１〜Ｓ１０，Ｐ１，Ｐ２の固形化状況を観察し、各観察結果を下記表１に示した。なお、下記表１において、記号「◎」は混合物が数分〜数時間で固形化された場合、「○」は混合物が２４時間経過後では固形化されなかったが所定時間経過後に固形化された場合、記号「△」は混合物の殆どが固形化されたものの多少の上澄み液が残存した場合を示すものとする。
【００３５】
【表１】
2006263487.tif 000004
【００３６】
前記表１に示すように、半水石膏の含有量が約過半数以上を占める加熱加工石膏を用い、消化液：加熱加工石膏との重量比が０．３：１〜２：１の混合物Ｓ１〜Ｓ５，Ｓ７〜Ｓ９は、それぞれ数分〜数時間で固形化されたことが確認できた。また、混合物Ｓ１〜Ｓ５，Ｓ７〜Ｓ９の観察結果から、加熱加工石膏中の半水石膏の含有量や混合物中の加熱加工石膏の重量比が増加するに連れて、固形化に要する時間が短くなることを読み取れる。なお、消化液中の水分と半水石膏との水和反応に３０分程度の時間を必要とするため、混合物Ｓ１，Ｓ２は、加熱加工石膏の重量比が増加しても固形化時間が約３０分となる。
【００３７】
前記の半水石膏の含有量が約過半数を占める加熱加工石膏を用い、消化液：加熱加工石膏の重量比が３：１の混合物Ｓ６，Ｓ１０は、２４時間経過後においても固形化されなかったが、それぞれ４８時間後，１４４時間後には固形化されたことを確認した。また、加熱加工石膏と水とを混合して得た混合物Ｐ１，Ｐ２のうち、混合物Ｐ２は殆どが固形化されたものの多少の上澄み液が残存したが、その混合物Ｐ２よりも加熱加工石膏中の半水石膏の含有量が多い混合物Ｐ１は短時間で固形化されたことを確認できた。
【００３８】
以上示したことから、有機物，水分を含む被処理対象物から分離された液類の発酵に伴う消化液と半水石膏（例えば、バージン半水石膏）とを混合することにより、その混合物を十分短い時間で固形化して固形肥料が得られることを判明した。また、バージン半水石膏を用いる替わりに、リサイクル石膏を加熱加工して得られ半水石膏を含む加熱加工石膏を用いた場合においても、例えば消化液：加熱加工石膏の重量比を適宜調整（本実施例では０．３：１〜３：１の範囲内で調整）することにより、十分短い時間で固形肥料が得られることを判明した。
【００３９】
なお、本実施例では、半水石膏が４０．８〜７６．２％含まれた加熱加工石膏を用いた場合の実験例を示したが、半水石膏が１０．０〜９０．０％含まれた加熱加工石膏を用いた場合においても、本実施例と同様の作用効果が得られることを確認した。
【００４０】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【００４１】
例えば、所望の制御装置を用いて図１の各手段（例えば、固液分離手段，発酵手段，混合手段，固形化手段や、被処理対象物，固形類，液類，消化液等を移送するために適宜設置されたポンプ，配管等）を動作させることにより、消化液固形化装置を自動的に運転することができる。
【００４２】
また、実施例の実験例にて、所定形状の型の具体例として１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍの型を挙げたが、その所定形状の型は例えば造粒機の種類に応じて適宜変更することができる。
【００４３】
さらに、本実施の形態では、畜舎からの糞尿等の有機物，水分を含む被処理対象物を固液分離し、その液類の発酵させた際に生じた消化液を固形化する一例を挙げたが、前記の被処理対象物は畜舎からの糞尿等の廃棄物や廃液に限らない。例えば、事業系から排出される野菜，残飯等の生鮮品のように有機物，水分を固形分離し、その液類を発酵させて生じる消化液を固形化する場合においても、本実施の形態に示した作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施の形態における消化液固形化装置および消化液固形化による肥料の製造方法の一例を説明するための概略図。
【図２】糞尿等の被処理対象物を肥料にしたり浄化処理するための一般的な装置。
【符号の説明】
【００４５】
１…固液分離手段
２…堆肥化手段
３…発酵手段
４…混合手段
５…固形化手段
【図１】
2006263487.tif 000005
【図２】
2006263487.tif 000006