(57)【要約】【課題】            貯留期間中の消化液の経時変化における炭酸の揮散によってアンモニアが揮散することを抑制し、肥効成分の窒素濃度の低下を抑制することができるメタン発酵消化液の液肥貯蔵方法を提供する。【解決手段】        有機性廃棄物のメタン発酵により生成するメタン発酵消化液を液肥貯蔵槽１に貯留するに際し、ｐＨ調整剤供給系３から酸を添加してｐＨ計２で測定するメタン発酵消化液のｐＨを予め酸性の所定値であるｐＨ５．５にｐＨ調整し、この所定ｐＨ値の状態のメタン発酵消化液を液肥として貯蔵する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物のメタン発酵により生成するメタン発酵消化液を貯留するに際し、メタン発酵消化液のｐＨを予め酸性の所定値にｐＨ調整し、この所定ｐＨ値の状態のメタン発酵消化液を液肥として貯蔵することを特徴とするメタン発酵消化液の液肥貯蔵方法。
【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の液肥貯蔵方法に関し、有機性廃棄物のメタン発酵により生じるメタン発酵消化液を液肥として利用する技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機性廃棄物のメタン発酵により生じるメタン発酵消化液を液肥として利用する場合に、メタン発酵消化液の貯蔵中に消化液からアンモニアが揮散して窒素濃度の低下が生じ、肥効成分が低下することがある。
【０００３】
このアンモニアの揮散を防止するものとして、特許文献１に記載するものがある。これは肥効促進剤入り肥料の製造方法であり、その製造プロセスは、有機性廃棄物を嫌気的にメタン発酵するためのメタン発酵槽と、メタン発酵槽から取り出した消化液を透過分離するウルトラフィルターと、ウルトラフィルターを透過した消化液に無機酸を添加して、含有するアンモニアをアンモニウム塩溶液にするアンモニア固定槽とを備えるものである。
【０００４】
このプロセスにおいては、メタン発酵工程で有機性廃棄物をメタン発酵槽内で嫌気的メタン発酵し、メタン発酵を終えた消化液をウルトラフィルターに供給して膜分離し、ウルトラフィルターを透過した浄化液をアンモニア固定槽に供給し、この消化液に含まれているアンモニアが揮散されないように、無機酸の添加によってアンモニアをアンモニウム塩溶液として固定するものである。
【０００５】
ここで、アンモニアの揮散防止のために添加する無機酸の量は、肥効促進剤入り肥料の使用目的に応じて任意に選択して添加するが、その際消化液中に含まれる溶存ＣＯ２の一部が気化されて放散する。
【０００６】
この消化液に添加する無機酸として、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等各種の無機酸を使用し、好ましくはリン酸及び硫酸を使用するものであり、無機酸としてリン酸や硫酸を使用した場合には、消化液中に肥効上好ましいリン酸アンモニウム（リン安）や硫酸アンモニウム（硫安）を生成する。
【特許文献１】特開２００３−５５０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、メタン発酵消化液中には炭酸（Ｈ２ＣＯ３）が含まれており、炭酸が残留するメタン発酵消化液を貯留すると、炭酸が揮散することにともなって貯留したメタン発酵消化液のｐＨが高まり、結果としてアンモニアの揮散が増加する。
【０００８】
このため、上記したように、消化液に含まれているアンモニアの揮散を防止するために、無機酸を添加して中和反応によりアンモニアをアンモニウム塩溶液として固定する構成においても、炭酸が残留する状態でメタン発酵消化液を貯留すると、炭酸の揮散によるｐＨの高まりにともなって消化液中のアンモニアが揮散する。
【０００９】
本発明は上記した課題を解決するものであり、貯留期間中の消化液の経時変化における炭酸の揮散によってアンモニアが揮散することを抑制し、肥効成分の窒素濃度の低下を抑制することができるメタン発酵消化液の液肥貯蔵方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のメタン発酵消化液の液肥貯蔵方法は、有機性廃棄物のメタン発酵により生成するメタン発酵消化液を貯留するに際し、メタン発酵消化液のｐＨを予め酸性の所定値にｐＨ調整し、この所定ｐＨ値の状態のメタン発酵消化液を液肥として貯蔵することを特徴とする。
【００１１】
上記した構成により、貯蔵に先立ってメタン発酵消化液のｐＨを予め酸性の所定ｐＨ値に調整することで、液肥の貯蔵期間中のアンモニアの揮散を抑制し、液肥中の肥効成分をなす窒素濃度の低下を抑制することができる。
【００１２】
本発明のメタン発酵消化液の液肥貯蔵方法は、有機性廃棄物のメタン発酵により生成するメタン発酵消化液を貯留するに際し、メタン発酵消化液に含まれた炭酸を予め揮散させて炭酸濃度を低下させるものであり、メタン発酵消化液のｐＨを酸の添加により酸性の所定値にｐＨ調整して過飽和となった炭酸をメタン発酵消化液から揮散させ、この炭酸を揮散させた所定ｐＨ値の状態のメタン発酵消化液を液肥として貯蔵することを特徴とする。
【００１３】
上記した構成により、貯蔵に先立ってメタン発酵消化液のｐＨを酸性の所定ｐＨ値に調整し、メタン発酵消化液に含まれた炭酸を予め揮散させて炭酸濃度を低下させることにより、液肥の貯蔵期間中においてアンモニアが揮散する要因を生じさせる炭酸の揮散を抑制することで、アンモニアの揮散を抑制し、液肥中の肥効成分をなす窒素濃度の低下を抑制することができる。
【００１４】
また、所定ｐＨ値はメタン発酵消化液中に炭酸が微少残留するｐＨ５．５付近に調整することで液肥がｐＨ緩衝能を有することを特徴とするものである。
上記した構成により、液肥の施肥後の土壌環境に対応するための液肥の効能が増加する。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によれば、貯蔵に先立ってメタン発酵消化液のｐＨを酸性の所定ｐＨ値に調整し、さらにはメタン発酵消化液に含まれた炭酸を予め揮散させて炭酸濃度を低下させることにより、貯留期間中の消化液の経時変化における炭酸の揮散によってアンモニアが揮散することを抑制し、肥効成分の窒素濃度の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、液肥貯蔵槽１には有機性廃棄物のメタン発酵により生成するメタン発酵消化液を液肥として貯留する。このメタン発酵消化液は前段のメタン発酵槽（図示省略）において膜分離された膜分離液である。
【００１７】
液肥貯蔵槽１はｐＨ計２およびｐＨ調整剤として酸を供給するｐＨ調整剤供給系３を備えており、ｐＨ計２の値を指標としてｐＨ調整剤供給系３の供給量を制御する。制御は作業者による手動操作によって行っても良く、あるいは自動制御で行うことも可能である。ｐＨ調整剤の酸としては、硝酸もしくはリン酸、あるいは硝酸とリン酸の併用とする。
【００１８】
上記した構成において、液肥貯蔵槽１にメタン発酵消化液を液肥として貯留するに際し、ｐＨ計２の値を指標としてｐＨ調整剤供給系３から供給する酸の供給量を制御しながら、メタン発酵消化液を酸性の所定値であるｐＨ５．５程度にｐＨ調整する。
【００１９】
このｐＨ調整によって過飽和となった炭酸をメタン発酵消化液から揮散させ、メタン発酵消化液に含まれた炭酸を貯蔵の始めに予め揮散させて炭酸濃度を低下させる。そして、この炭酸を揮散させた所定ｐＨ値の状態のメタン発酵消化液を液肥として貯蔵する。
【００２０】
この貯蔵初期にメタン発酵消化液のｐＨを酸性の所定ｐＨ値に調整して炭酸濃度を低下させることにより、以後における液肥の貯蔵期間中での炭酸の揮散を抑制してアンモニアの揮散を抑制することができ、結果として貯蔵した液肥中の肥効成分をなす窒素濃度の低下を抑制することができる。
【００２１】
図２は炭酸揮散とアンモニア揮散の関係を示すものである。メタン発酵消化液はＮレベルで市販培養液と同等になるように希釈した。図２（ａ）はメタン発酵消化液中の炭酸濃度ＨＣＯ３−（ｍｇ／Ｌ）の経時変化を示すものであり、貯蔵初期におけるメタン発酵消化液のｐＨ値がそれぞれｐＨ４．５、ｐＨ５．５、ｐＨ６．５、ｐＨ７．５、ｐＨ未調整である場合の炭酸濃度の低下傾向を示している。
【００２２】
図２（ａ）により明らかなように、貯蔵初期におけるメタン発酵消化液のｐＨ値が低いほどに経時変化における炭酸濃度の低下傾向は緩くなり、初期値ｐＨ４．５、ｐＨ５．５のメタン発酵消化液においては貯蔵日数が１日を経過して後は安定した傾向となる。
【００２３】
図２（ｂ）はメタン発酵消化液のｐＨ値の経時変化を示すものであり、貯蔵初期におけるメタン発酵消化液のｐＨ値がそれぞれｐＨ４．５、ｐＨ５．５、ｐＨ６．５、ｐＨ７．５、ｐＨ未調整である場合のｐＨ値の上昇傾向を示している。
【００２４】
図２（ｂ）により明らかなように、貯蔵初期におけるメタン発酵消化液のｐＨ値が低いほどに経時変化におけるｐＨ値の上昇傾向は緩くなる。初期値ｐＨ４．５のメタン発酵消化液は、貯蔵日数が２日を経過して後はｐＨ６．５付近で安定した傾向を示し、初期値ｐＨ５．５のメタン発酵消化液は、貯蔵日数が２日を経過して後はｐＨ７．５付近で安定した傾向を示している。
【００２５】
図２（ｃ）はメタン発酵消化液中のアンモニア濃度ＮＨ４−Ｎ（ｍｇ／Ｌ）の経時変化を示すものであり、貯蔵初期におけるメタン発酵消化液のｐＨ値がそれぞれｐＨ４．５、ｐＨ５．５、ｐＨ６．５、ｐＨ７．５、ｐＨ未調整である場合のアンモニア濃度の経日変化を示している。
【００２６】
図２（ｃ）により明らかなように、貯蔵初期におけるメタン発酵消化液のｐＨ値が低いほどに経時変化におけるアンモニア濃度の低下傾向は緩くなる。初期値ｐＨ４．５および初期値ｐＨ５．５のメタン発酵消化液はアンモニア濃度が約１５０ｍｇ／Ｌ以上において安定した傾向を示している。
【００２７】
したがって、図２により明らかなように、貯蔵初期にメタン発酵消化液のｐＨを酸性の所定ｐＨ値５．５に調整して炭酸濃度を低下させることにより、以後における液肥の貯蔵期間中での炭酸の揮散を抑制してアンモニアの揮散を抑制することができる。
【００２８】
また、所定ｐＨ値をｐＨ５．５程度とすることにより、メタン発酵消化液中に炭酸を微少残留させることができ、この微少残留する炭酸によって液肥がｐＨ緩衝能を有し、液肥の施肥後の土壌環境に対応するための液肥の効能が増加する。
【００２９】
ところで、市販培養液の窒素形態は硝酸態窒素である。これはほとんどの植物がアンモニアを嫌う好硝酸性作物であることによる。これに対してメタン発酵消化液はアンモニア態窒素が大部分を占める。消化液は窒素レベルで市販培養液と同等とするためには１０から２０倍程度に希釈する必要があるが、他の肥効成分の濃度が低くなりすぎる。このため、添加する酸として硝酸を用いることで、作物に必要な肥効成分を補足してアンモニアを嫌う好硝酸性作物にも液肥として利用でき、アンモニア過剰害を防ぐことができる。
【００３０】
酸としてリン酸を用いた場合には作物に必要なリンを補足することができるが、リン酸はｐＨが下がり難いので硝酸との併用が好ましい。さらに、リン酸や硫酸を単独で使用する場合にはメタン発酵消化液中のリン、硫黄の濃度が高くなりすぎるので、硝酸との併用が好ましい。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
表１は消化液および一般的な市販培養液における無機要素濃度を示している。消化液原液では、各無機要素が肥効成分として十分な濃度を有するが、２０倍に希釈した消化液では、アンモニア態窒素およびカリウムが十分であっても他の肥効成分の濃度が低くなりすぎる。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
【表３】
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【００３５】
表２および表３は膜分離液であるメタン発酵消化液の原液（ｐＨ８．３４）の１００ｍＬ当たりの酸添加量（ｍＬ）を示し、目標の所定ｐＨ値とするのに必要な硫酸、硝酸、リン酸の各添加量（ｍＬ）を示している。硫酸および硝酸は所定ｐＨ値５．５とするのに必要な添加量が１３ｍＬであるのに対してリン酸は３５．０〜３６．０ｍＬを必要とする。
【００３６】
【表４】
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【００３７】
【表５】
2006265052.tif 000007
【００３８】
表４および表５は膜分離液であるメタン発酵消化液の原液（ｐＨ８．３４）の１００ｍＬ当たりに上記した表２および表３の酸を添加した場合におけるメタン発酵消化液中のＳ、Ｎ、Ｐの各濃度の増加量を示している。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態におけるメタン発酵消化液の液肥貯蔵装置を示す模式図
【図２】同発明の実施の形態における炭酸揮散とアンモニア揮散の関係を示すグラフ図
【符号の説明】
【００４０】
１    液肥貯蔵槽
２    ｐＨ計
３    ｐＨ調整剤供給系
【図１】
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【図２】
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