(57)【要約】【課題】  大規模な専用設備を必要とせず、小規模施設でも可能な堆肥の製造方法を実現する。【解決手段】発酵工程において、重機３０の可動部３１に取り付け可能に構成された取付部１４と、コンプレッサー４０と接続されて取付部１４と一体的に形成されており、圧縮空気を噴射可能な通気孔１２を少なくとも側面部１１ａに備えた筒状部材１１と、を備えた通気・攪拌装置１を用いて、筒状部材を１１堆肥原料に挿入し、堆肥原料への通気を行うとともに、重機３０により筒状部材１１を移動させて、堆肥原料の攪拌を行う。【選択図】 図３
2011088795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
堆肥原料を調合・混合する堆肥原料調合工程と、
前記堆肥原料調合工程で調合された堆肥原料を発酵させる発酵工程と、
を備えた堆肥の製造方法において、
前記発酵工程では、
重機の可動部に取り付け可能に構成された取付部と、圧縮空気の供給装置と接続されて前記取付部と一体的に形成されており、圧縮空気を噴射可能な通気孔を少なくとも側面部に備えた筒状部材と、を備えた通気・攪拌装置を用いて、
前記筒状部材を堆肥原料に挿入し、堆肥原料への通気を行うとともに、重機により前記筒状部材を移動させて、堆肥原料の攪拌を行うことを特徴とする堆肥の製造方法。
【請求項２】
前記発酵工程は、前記堆肥原料に臭気を抑制する菌群を含んだバイオ溶液を投入する臭気抑制工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の堆肥の製造方法。
【請求項３】
前記バイオ溶液は、Bacillus coagulansまたはPichia membranaefaciensの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項２に記載の堆肥の製造方法。
【請求項４】
前記バイオ溶液は、更に、Bacillus coagulans, Bacillus stearothermophilus,
Pseudomonas fibrolysis, Thermoactinomyces vulgarisのうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項３に記載の堆肥の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機廃棄物から堆肥を製造する堆肥の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家畜糞尿、食物残渣、汚泥などの有機廃棄物の処理として、埋め立て、焼却の他に、堆肥化して再利用することが行われている。良質な堆肥を製造するためには、適切な好気発酵を維持・促進することが重要であり、そのため、発酵過程においては、堆肥原料に十分な通気、攪拌を行うことが必要である。
堆肥原料に通気、攪拌を行う方法は各種提案されており、発酵槽内に通気のための配管を設け、スクープなどの機械的攪拌装置を装備したものなどが知られている。例えば、特許文献１には、底部に通気管が配置された発酵槽内に堆肥原料を充填し、この通気管から空気を吹き出させることで堆肥原料に対する通気を行い、発酵槽の上部に切り返し搬送装置を配備して、堆肥原料の切り返し攪拌を行う堆肥の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１３３１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これらの技術は、発酵槽、通気装置、攪拌装置などを備えた大型の専用設備を必要とし、小規模施設に適用することができないという問題があった。また、有機廃棄物が生成される現場、例えば、畑や木を伐採した場所近辺で堆肥化を行いたいという要望もあるが、これら設備は可動式ではないため、対応できなかった。また、こうした現地で野積みで堆肥化を行う場合には、発酵過程で発生する臭気が問題となる。
【０００５】
そこで、本発明は、大規模な専用設備を必要とせず、小規模施設でも可能な堆肥の製造方法を実現することを目的とする。更には、発酵過程で発生する臭気を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、堆肥原料を調合・混合する堆肥原料調合工程と、前記堆肥原料調合工程で調合された堆肥原料を発酵させる発酵工程と、を備えた堆肥の製造方法において、前記発酵工程では、重機の可動部に取り付け可能に構成された取付部と、圧縮空気の供給装置と接続されて前記取付部と一体的に形成されており、圧縮空気を噴射可能な通気孔を少なくとも側面部に備えた筒状部材と、を備えた通気・攪拌装置を用いて、前記筒状部材を堆肥原料に挿入し、堆肥原料への通気を行うとともに、重機により前記筒状部材を移動させて、堆肥原料の攪拌を行うことを特徴とする、という技術的手段を用いる。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、発酵工程で、重機の可動部に取り付け可能に構成された取付部と、圧縮空気の供給装置と接続されて前記取付部と一体的に形成されており、圧縮空気を噴射可能な通気孔を少なくとも側面部に備えた筒状部材と、を備えた通気・攪拌装置を用いて、筒状部材を堆肥原料に挿入し、堆肥原料への通気を行うとともに、重機により筒状部材を移動させて、堆肥原料の攪拌を行うため、通気工程及び攪拌工程を行うために大規模な専用設備を必要とせず、小規模施設でも良質な堆肥を製造することができる。通気・攪拌装置は可動式装置であるため、有機廃棄物が生成される現場近辺で堆肥化を行うこともできる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の堆肥の製造方法において、前記発酵工程は、前記堆肥原料に臭気を抑制する菌群を含んだバイオ溶液を投入する臭気抑制工程を含む、という技術的手段を用いる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、発酵工程は、堆肥原料に臭気を抑制する菌群を含んだバイオ溶液を投入する臭気抑制工程を含んでいるので、脱臭設備等を用いることなく、発酵過程で発生する臭気を効果的に抑制することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の堆肥の製造方法において、前記バイオ溶液は、Bacillus coagulansまたはPichia membranaefaciensの少なくとも一方を含む、という技術的手段を用いる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、臭気抑制工程で用いる菌群として適切な菌群を選択して使用するため、良好な好気発酵を促進し、発酵過程で発生する臭気をより効果的に抑制することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の堆肥の製造方法において、前記バイオ溶液は、更に、Bacillus coagulans,
Bacillus stearothermophilus, Pseudomonas fibrolysis, Thermoactinomyces vulgarisのうち、少なくとも１種を含む、という技術的手段を用いる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、バイオ溶液は、更に、繊維性物質の分解を効率よく行うことができる菌群を含んでいるため、従来堆肥化が困難であった木質系有機物を短期間で分解し、腐熟させ、堆肥化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の堆肥の製造方法を示すフローチャートである。図１（Ａ）は、堆肥の製造方法全体を示すフローチャートであり、図１（Ｂ）は、発酵工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明で用いる通気・攪拌装置の概略図である。
【図３】通気・攪拌装置による通気工程及び攪拌工程の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【００１６】
本実施形態の堆肥の製造工程は、図１（Ａ）に示すように、堆肥原料の混合、調整を行う堆肥原料調合工程と、堆肥原料の発酵を行う発酵工程と、を備えており、発酵工程は、図１（Ｂ）に示すように、堆肥原料に臭気を抑制する菌群を含んだ水を投入する臭気抑制工程と、堆肥原料に空気を通気させる通気工程と、堆肥原料の切り返し攪拌を行う攪拌工程と、を備えている。
【００１７】
堆肥原料調整工程では、刈草、枝葉、伐採木、家畜糞尿、食物残渣、汚泥などの処理対象である有機廃棄物と、発酵補助菌の補給となるような補助材料、例えば、バイオリアクターと、を所定の割合で混合して堆肥原料とする。
【００１８】
続く発酵工程では、堆肥原料の好気発酵を行い、堆肥化する。図１（Ｂ）に示すように、まず、臭気抑制工程において、堆肥原料に臭気を抑制する菌群を含んだ水（以下、バイオ溶液）を投入する。
【００１９】
バイオ溶液に含まれる菌群は、例えば、Bacillus pumilus, Pichia
membranaefaciensである。
【００２０】
Bacillus pumilusは、植物ホルモン、例えばサイトカイニンなどの生産及び脂肪分解機能を有する高温脱臭菌である。Pichia membranaefaciensは、芳香性成分でマスキングする酵母菌、消臭菌、ビタミン形成菌であり、リン、鉄、マグネシウムなどの不溶解性栄養素を可溶化する。
【００２１】
上記菌群から堆肥原料に合わせて適宜選択することにより、臭気の抑制と堆肥原料の効率の良い分解、堆肥化とを行うことができる。
【００２２】
上述のバイオ溶液には、更に、例えば、Bacillus coagulans,
Bacillus stearothermophilus, Pseudomonas fibrolysis, Thermoactinomyces vulgarisなどを加えてもよい。
【００２３】
Bacillus coagulansは、難分解性のリグニン、セルロース、ペクチンなどの繊維性物質の分解を効率よく行う。Bacillus stearothermophilusは、セルロース、ヘミセルロースなどの繊維性物質を分解する高温菌である。Pseudomonas fibrolysisは、リグニン、セルロース、ヘミセルロース、グルカン、マンナンなどの繊維性物質を分解する菌である。Thermoactinomyces vulgarisはリグニンなど、多くの難分解性繊維物質を分解する高温菌である。
これらの菌群を加えることにより、特に、従来堆肥化が困難であった木質系有機物を短期間で分解し、腐熟させることができる。
【００２４】
通気工程及び攪拌工程は、後述する通気・攪拌装置１を用いて行う。通気工程は、堆肥原料に空気を通気させることにより、好気発酵の維持・促進を行う工程であり、６０℃以上の高温発酵を維持する。６０℃以上の高温を維持することにより、大腸菌等の雑菌、雑草種子などを死滅させることができる。
【００２５】
攪拌工程は、堆肥原料を機械的に切り返して撹拌することにより、好気発酵の均一化による良質な堆肥製造を可能とする。このとき、適度な水分量の維持、菌の補充のため、併せてバイオ溶液の投入を行ってもよい。
【００２６】
通気工程及び攪拌工程により、堆肥原料を腐敗させることなく発酵分解を良好に進行させることができる。これら工程を行うタイミング、回数は、堆肥原料の温度、含水量や堆肥の養生状態などに応じて適宜設定する。
【００２７】
通気・攪拌装置１は、圧縮空気を噴射可能に構成された筒状部材１１と、この筒状部材１１と一体的に形成されており、重機３０の可動部３１に取り付け可能に構成された取付部１４と、を備えている。
【００２８】
筒状部材１１は先端部が尖って封孔された中空な筒状の部材であり、側面部１１ａには圧縮空気を噴射可能な通気孔１２が、特に先端部近傍に多数形成されている。取付部１４との境界付近には、コンプレッサー４０のような圧縮空気の供給装置と接続され、筒状部材１１の内部に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給部１３が設けられている。
筒状部材１１は、例えば、長さ２〜３ｍｍ、直径１０ｃｍ、通気孔１２がφ５ｍｍ程度に形成されている。
【００２９】
取付部１４は、筒状部材１１と一体的に形成されており、重機の可動部の先端に取り付け可能に構成されている。ここで、取付部１４は、ボルトなどの接続具により重機の可動部の先端に固定してもよいし、可動部の先端に設けられている把持機構により、挟み込んで把持してもよい。
【００３０】
通気・攪拌装置１による通気工程及び攪拌工程は、以下のように行う。まず、図３に示すように、重機３０の可動部３１の先端に通気・攪拌装置１の取付部１４を取り付ける。
【００３１】
次に、コンプレッサー４０を作動させ、筒状部材１１の通気孔１２から空気を噴射した状態で、堆肥原料２０に挿入する。これにより、堆肥原料２０の内部に空気を通気させることができる（通気工程）。
そして、重機３０の可動部３１により筒状部材１１を移動させることにより、堆肥原料２０を切り返し、攪拌を行う（攪拌工程）。
このように、通気工程と攪拌工程とを一度に行うことができ、効率的な作業が可能である。
【００３２】
上記通気工程及び攪拌工程を、堆肥原料の温度、色、香り、蒸気の状態などを勘案し、適当なタイミング、回数で実施し、堆肥原料の発酵分解が十分に進んで温度が所定の温度以下になれば、そのまま適当期間熟成させた後、堆肥が完成する。
【００３３】
本発明の堆肥の製造方法では、上述の通気・攪拌装置１を用いて通気工程及び攪拌工程を行うため、大規模な専用設備を必要とせず、小規模施設でも良質な堆肥を製造することができる。
また、発酵工程において更に臭気抑制工程を付加し、適切な菌種を含んだバイオ溶液を堆肥原料に投入することにより、発酵過程で発生する臭気を抑制することができる。
これらにより、有機廃棄物が生成される現場近辺で堆肥化を行うこともできる。
【００３４】
（実施例）
本発明の実施例について以下に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３５】
堆肥原料調合工程では、有機廃棄物であるし尿汚泥７ｔ、副資材であるウッドチップ４ｔ及びバイオリアクター３ｔを堆肥原料として調合する。バイオリアクターは初回に全量投入し、し尿汚泥及びウッドチップは、発酵工程において週２回の割合で計８回に分割して投入した。
【００３６】
続く発酵工程では、まず、臭気抑制工程でバイオ溶液を１回あたり５００Ｌ投入する。バイオ溶液は、１０９個／ｍＬ程度の菌が含まれる原液を５０〜１５０倍に希釈して用いた。
【００３７】
バイオ溶液の投入は、し尿汚泥及びウッドチップを分割投入するタイミングでそれぞれ行った。
【００３８】
堆肥原料の投入が完了した後（約４週間後）、通気工程及び攪拌工程を行う。通気工程及び攪拌工程は初めのうちは週１回程度の頻度で行い、堆肥の養生状態に合わせて実施間隔を調整した。堆肥原料の投入完了後、約２か月で堆肥が完成した。
以上により、本発明の堆肥の製造方法により、臭気を発生させずに、良質な堆肥が製造可能であることが確認された。
【００３９】
上述の実施例では、し尿汚泥及びウッドチップは分割投入したが、一度に混合・調整してもよい。また、通気工程及び攪拌工程は、堆肥原料の投入が完了する前から行ってもよい。
【００４０】
［実施形態の効果］
本発明の堆肥の製造方法によれば、発酵工程において、重機３０の可動部３１に取り付け可能に構成された取付部１４と、コンプレッサー４０と接続されて取付部１４と一体的に形成されており、圧縮空気を噴射可能な通気孔１２を少なくとも側面部１１ａに備えた筒状部材１１と、を備えた通気・攪拌装置１を用いて、筒状部材を１１堆肥原料に挿入し、堆肥原料への通気を行うとともに、重機３０により筒状部材１１を移動させて、堆肥原料の攪拌を行うため、通気工程及び攪拌工程を行うために大規模な専用設備を必要とせず、小規模施設でも良質な堆肥を製造することができる。通気・攪拌装置１は可動式装置であるため、有機廃棄物が生成される現場近辺で堆肥化を行うこともできる。
また、発酵工程において更に臭気抑制工程を付加し、適切な菌種を含んだバイオ溶液を堆肥原料に投入することにより、発酵過程で発生する臭気を抑制することができる。
【００４１】
［その他の実施形態］
通気・攪拌装置１の構成は図２に示した構成に限定されるものではない。例えば、筒状部材１１を複数個並列に配置することもできるし、筒状部材１１の形状を堆肥原料を攪拌しやすい形状、例えば、扁平形状や鉤型などに形成することもできる。また、重機３０のバケットの先を筒状部材１１と同様の構成に形成し、一体的に形成することもできる。
【００４２】
臭気抑制工程で用いる菌種は、上述の菌種に限定されるものではなく、発酵過程で発生する臭気を抑制することができれば適宜選択可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１    通気・攪拌装置
１１    筒状部材
１１ａ  側面部
１２    通気孔
１３    圧縮空気供給部
１４    取付部
２０    堆肥原料
３０    重機
３１    可動部
４０    コンプレッサー
【図１】
2011088795.tif 000003
【図２】
2011088795.tif 000004
【図３】
2011088795.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月19日(2010.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
堆肥原料を調合・混合する堆肥原料調合工程と、
前記堆肥原料調合工程で調合された堆肥原料を発酵させる発酵工程と、
を備えた堆肥の製造方法において、
前記発酵工程では、
重機の可動部に取り付け可能に構成された取付部と、圧縮空気の供給装置と接続されて前記取付部と一体的に形成されており、圧縮空気を噴射可能な通気孔を少なくとも側面部に備えた筒状部材と、を備えた通気・攪拌装置を用いて、
前記筒状部材を堆肥原料に挿入し、堆肥原料への通気を行うとともに、重機により前記筒状部材を移動させて、堆肥原料の攪拌を行うことを特徴とする堆肥の製造方法。
【請求項２】
前記発酵工程は、前記堆肥原料に臭気を抑制する菌群を含んだバイオ溶液を投入する臭気抑制工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の堆肥の製造方法。
【請求項３】
前記バイオ溶液は、Bacillus pumilusまたはPichia membranaefaciensの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項２に記載の堆肥の製造方法。
【請求項４】
前記バイオ溶液は、更に、Bacillus coagulans, Bacillus stearothermophilus, Pseudomonas
fibrolysis, Thermoactinomyces vulgarisのうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項３に記載の堆肥の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の堆肥の製造方法において、前記バイオ溶液は、Bacillus pumilusまたはPichia membranaefaciensの少なくとも一方を含む、という技術的手段を用いる。