(57)【要約】【課題】パルプスラッジの経済的処理及びパルプスラッジを主成分とする土壌改良剤を提供する。【解決手段】本発明は、パルプスラッジとセメントと水を混合し、乾燥したことを特徴とする土壌改良剤の構成とした。さらに、必要に応じて、生石灰、肥料液、特に、塩化アンモニウム、塩化コバルト、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムを添加する。より具体的には、水分が４０〜６０重量％のパルプスラッジを１０００重量部、前記セメント１００重量部、前記生石灰３００重量部、前記肥料液６重量部、水６重量部を混合して、乾燥、顆粒化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプスラッジとセメントと水を混合し、乾燥したことを特徴とする土壌改良剤。
【請求項２】
生石灰を混合したことを特徴とする請求項１に記載の土壌改良剤。
【請求項３】
さらに、肥料液を混合したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の土壌改良剤。
【請求項４】
水分が４０〜６０重量％のパルプスラッジを１０００重量部、前記セメントが１００重量部、前記生石灰が３００重量部、前記肥料液が６重量部、水が６重量部であることを特徴とする請求項４に記載の土壌改良剤。
【請求項５】
前記肥料液が、水８４９重量部、塩化アンモニウム２２重量部、塩化コバルト６重量部、塩化ナトリウム２２．５重量部、炭酸ナトリウム６０．５重量部、炭酸カリウム４０重量部を混合したものであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の土壌改良剤。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の土壌改良剤を、顆粒化したことを特徴とする土壌改良剤。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の土壌改良剤を、混合後１〜３日間外気下に放置し、混合時の熱を冷却した後、包装したことを特徴とする土壌改良剤。
【請求項８】
前記袋包装の包装体に通気孔を設け、かつ袋詰め後６月以上放置して熟成させた後に、土壌中に混合されることを特徴とする請求項７に記載の土壌改良剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルプスラッジの経済的処理及びパルプスラッジを主成分とする土壌改良剤を提供する。
【背景技術】
【０００２】
パルプスラッジとは、製紙工程における廃液、古紙パルプ回収の過程で排出される廃液から分離、脱水された廃物であり、紙にすることができない有機物を含むものである。その処理には、焼却処理、特許文献１に示すように、肥料として再利用されることもある。しかし、肥料としての利用では、一端焼却し、焼却灰としての形態で利用されている。従って、パルプスラッジの処理は、製紙業界において長年の課題である。
【０００３】
他方、肥料は植物の根が必要とする範囲に成分が滞留するように施すが、有機質の少ない土壌にあっては、石灰系の肥料は雨水により溶解浸透しやすく、そのため石灰系肥料の過剰投入を招き、土壌の無機質化にも拍車をかけている。
【０００４】
特許文献２に記載されているように、優れた保水力と栄養補給能に因り生育促進効果があり、増収効果が優れている産業廃棄物を主材とした土壌用組成物の発明も公開されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４８１４７号公報
【特許文献２】特開２００３−９６４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の発明は、製紙スラッジ、フライアッシュ、ゼオライト又は珪藻土を用い加熱乾燥して成るもので、石灰系又は苦土系の土壌改良剤ではないため、酸性の土壌を中性又はアルカリ性に調整する効果が不十分であると考えられる。
【０００７】
そこで、本発明は、パルプスラッジを経済的に処理するとともに、パルプスラッジを主成分とする土壌改良剤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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、パルプスラッジとセメントと水を混合し、乾燥したことを特徴とする土壌改良剤の構成とした。さらに、生石灰を混合したことを特徴とする前記土壌改良剤の構成、さらに、肥料液を混合したことを特徴とする前記何れかに記載の土壌改良剤の構成とした。
【０００９】
また、水分が４０〜６０重量％のパルプスラッジを１０００重量部、前記セメントが１００重量部、前記生石灰が３００重量部、前記肥料液が６重量部、水が６重量部であることを特徴とする前記土壌改良剤の構成、また、前記肥料液が、水８４９重量部、塩化アンモニウム２２重量部、塩化コバルト６重量部、塩化ナトリウム２２．５重量部、炭酸ナトリウム６０．５重量部、炭酸カリウム４０重量部を混合したものであることを特徴とする前記何れかに記載の土壌改良剤の構成とした。また、前記何れかに記載の土壌改良剤を、顆粒化したことを特徴とする土壌改良剤の構成とした。
【００１０】
そして、前記何れかに記載の土壌改良剤を、混合後１〜３日間外気下に放置し、混合時の熱を冷却した後、包装したことを特徴とする土壌改良剤の構成、また、前記包装の包装体に通気孔を設け、かつ袋詰め後６月以上放置して熟成させた後に、土壌中に混合されることを特徴とする前記土壌改良剤の構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記構成であるので次の効果を発揮する。第１に脱水しただけのパルプスラッジを主成分として土壌改良剤を提供するため、パルプスラッジ灰であることを必要としないため、パルプスラッジを従来より低コストで処理することが可能になる。
【００１２】
第２に、パルプスラッジをセメントと混合することで、パルプスラッジ単体での土壌への混合では得られない土壌の改良効果が得られる。保水力の向上、即ち、土壌の軟化、団粒化を促進する。ミミズも多く確認されるようになる。それに伴い、従来耕作不能な土地において、各種野菜、果実の栽培が可能になる。セメントは、数十日もしないうちに土壌と同化する。
【００１３】
また、生石灰を添加することで、極めて高温に発熱し、パルプスラッジの分解を促進するとともに、石灰分として土壌の酸性度を中和、緩和することができる。
【００１４】
さらに、肥料液を添加することで、特に微量元素を土壌に補給することができる。肥料液としては、塩化アンモニウム、塩化コバルト、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムが好適である。
【００１５】
加えて、顆粒化することにより、滞留効果、アルカリ分の持続が抜群に向上する。尚、本発明である土壌改良剤では、石灰分の含有量は市販の苦土石灰肥料の半分以下にも関わらず、アルカリ分の効果は苦土石灰以上である。また顆粒状であるため撒きやすく、有機質を混入しているので、撒きすぎても土壌を固めてしまうことはない。
【００１６】
そして、混合時の発熱を除熱した後に、包装することで肥料としての有効成分の劣化を防止し、その後通気条件下で熟成することにより土壌改良効果が極めて向上する。なお、縦６０ｃｍ、横４０ｃｍ、本発明の土壌改良剤１５ｋｇを充填できる大きさのビニール製の包装体である場合には、通気は、移動、熟成の進行の観点から、包装体左右にほぼ均等に各３箇所、計６箇所の通気孔を設けることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明である土壌改良剤の配合組成の一例を示す図である。
【図２】本発明である土壌改良剤の成分比率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明である土壌改良剤について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明である土壌改良剤の配合組成の一例を示す図である。図２は、本発明である土壌改良剤の成分比率を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、土壌改良剤は、水分が約５０％のパルプスラッジを約１トン、セメントを約１００ｋｇ、生石灰を約３００ｋｇ、肥料液を約６リットル、水を約６リットルをミキサーにて混合し、除熱後、顆粒化したものである。除熱は、混合物量、季節により異なるが、概ね、外気下に１日〜３日間放置すればよい。
【００２１】
パルプスラッジとしては、製紙工場から排出され、脱水されたパルプスラッジを用いることができる。農地に添加され、各種野菜、果実の肥料ともなるものであるので無害である必要があるので、リサイクルしたものではなく、木材等から製紙される際に排出されるバージンパルプスラッジが好適である。なお、回収紙の再生で得られるパルプスラッジであっても、環境基準に適合すれば当然に利用できる。
【００２２】
パルプスラッジを焼却灰の形態でなく、生のまま使用する場合、アルミニウムや鉄が含まれていると植生にマイナス作用を及ぼす可能性があるので、セメントや肥料液等を添加して混練した上で、顆粒化すること望ましい。セメントがアルミニウム、鉄などの悪影響する金属イオンを封鎖する。そして、必要な元素は肥料液として供給する。
【００２３】
セメントは、水や液剤などにより水和や重合し硬化する粉体であり、アスファルト、膠、樹脂、石膏、石灰等、又はこれらを組み合わせた接着剤である。石灰は、酸化カルシウム（生石灰）または水酸化カルシウム（消石灰）または炭酸カルシウム（炭酸石灰）などカルシウムを含むものである。本発明では、主に生石灰を使用する。
【００２４】
肥料液は、水を約８４９リットル、塩化アンモニウムを約２２ｋｇ、塩化コバルトを約６ｋｇ、塩化ナトリウムを約２２．５ｋｇ、炭酸ナトリウムを約６０．５ｋｇ、炭酸カリウムを約４０ｋｇ混合したものである。
【００２５】
土壌改良剤の各材料を所定の分量配合し、ミキサー等で攪拌した後、自然乾燥させた上で、篩いに掛ける等して均一な粒の大きさに揃える。或いはミキサー等で混練した後、造粒機で成型し、大きさを均一に揃えても良い。
【００２６】
図２に示すように、図１に示す組成の土壌改良剤１の成分比率は、水分が約８．３５％、窒素全量が約０．１４％、リン酸全量が約０．３６％、加里全量が約０．１６％、石灰全量が約３９．３４％、苦土全量が約３．６０％、アルカリ分が約４５．４２％となる。％とは、全て重量％のことである。以下、同じ。
【００２７】
尚、加里はカリウムであり、苦土はマグネシウムである。また、気温１８℃において、５００ｍｌの液中に土壌改良剤１を５ｇ添加したときのｐＨは、１２．７であった。
【００２８】
土壌改良剤１は、１袋約１５ｋｇとし場合に、苦土石灰２０ｋｇと同等の施肥効果を発揮する。例えば、１０アールの普通土壌に対しては、１袋１５ｋｇとして、８〜１２袋混合すればよい。１０アールの酸性土壌に対しては１２〜２０袋使用するとよい。なお、土壌改良剤１は、約４５日で、軟化して土に同化する。
【実施例２】
【００２９】
「ほうれん草」に対し、本発明を適用した場合、苦土石灰の半分の施量でそれ以上の肥効があった。尚、苦土石灰のアルカリ分は６０％以上であり、アルカリ分は約２４％であった。
【実施例３】
【００３０】
アルカリ分が約４５％の本発明と、アルカリ分が約６１％の苦土炭酸石灰肥料とを、細粒黄色土壌（国頭マージ（沖縄県に広く分布する強酸性を呈する赤〜黄色の土壌）、交換酸度が１３．７、陽イオン交換容量が１４．０ｍｅｑ／１００ｇ、電気伝導率が０．０４ｍＳ／ｃｍ、水の水素イオン濃度が４．８、塩化カリウムの水素イオン濃度が４．０）に施肥して、「こまつな」を栽培した。
【００３１】
尚、窒素、リン酸及びカリウムとして、５０ｍｇに相当する量の硫酸アンモニア、過リン酸石灰及び塩化加里を施用した。
【００３２】
本発明である土壌改良剤の施用によるこまつなの発芽及びその後の生育は、苦土炭酸石灰肥料の施用によるものに比べて同等又は優れた成績を示し、有害物質による植生上の支障も見られなかった。
【００３３】
また、本発明である土壌改良剤の酸度緩和効果も、苦土炭酸石灰肥料によるものに比べて、より顕著な成績を示した。
【実施例４】
【００３４】
国頭マージにおいて、本発明である土壌改良剤の「サトウキビ」に対する施用効果を確認した。
【００３５】
尚、石灰飽和度が５０％の土壌は土壌改良剤の施用量が２５０ｇ／ポット（容積約５０Ｌ、以下同じ）、石灰飽和度が７５％の土壌は土壌改良剤の施用量が４５０ｇ、石灰飽和度が１００％の土壌は土壌改良剤の施用量が６５０ｇである。
【００３６】
草丈及び分けつ茎数は、最初、石灰飽和度１００％施用が良かったが、その後石灰飽和度５０％施用と差が無くなった。石灰飽和度７５％施用が最も悪かった。
【００３７】
乾物重は、石灰飽和度１００％施用が約１０１ｇで最も多く、次いで石灰飽和度５０％施用が約８６ｇであり、石灰飽和度７５％施用が最も少なかった。
【００３８】
養分吸収量は、窒素、リン酸、カリウム、カルシウムとも、石灰飽和度１００％施用が最も多く、石灰飽和度７５％施用が最も少なかった。
【００３９】
跡地土壌のｐＨは、石灰飽和度５０％施用は６．２３と微酸性を示したが、石灰飽和度７５％施用と石灰飽和度１００％施用はそれぞれ７．３１と７．４７で微アルカリ性を示した。
【実施例５】
【００４０】
本発明である土壌改良剤の施用による団粒形成、透水性、保水性及び容積比重の改善効果並びに酸度矯正効果の有無及び効果の程度を確認する試験を行った。
【００４１】
土壌改良剤の品質は、水分が約８．３５％、窒素全量が約０．１４％、リン酸全量が約０．３６％、加里全量が約０．１６％、石灰全量が約３９．３４％、苦土全量が約３．６０％、アルカリ分が約４５．４２％、有機炭素が４．８０％、有機物が８．１６％、ｐＨが１２．７である。
【００４２】
土壌改良剤を施肥した国頭マージは、交換酸度が１３．７、陽イオン交換容量が１４．０ｍｅｑ／１００ｇ、電気伝導率が０．０４ｍＳ／ｃｍ、水の水素イオン濃度が４．８、塩化カリウムの水素イオン濃度が４．０である。
【００４３】
団粒形成効果については、５００μｍ以上の土壌団粒がり集合度改善率は、炭酸カルシウムで処理したものよりも優れた成績を示した。
【００４４】
透水性、保水性及び容積比重の改善効果に対する効果はみられるものの統計的な有意差は認められなかったが、酸度矯正に対して顕著な効果が認められた。
【実施例６】
【００４５】
「ほうれん草」、「こまつな」、「山東菜」、「体菜」、「とうもろこし」に対する消石灰肥料、炭カル、炭酸石灰肥料、炭酸苦土石灰、苦土炭カル等の石灰系肥料と対比試験の結果、肥効、酸度矯正効果は同等若しくはそれ以上であった。
【００４６】
さとうきびに対する収量調査の結果は３割５分〜５割５分増収であり、酸度矯正はｐＨ（水）５．０１が６．２３〜７．４７（弱アルカリ）に矯正された。ほうれん草に対する苦土石灰との対比結果は、２倍強の収量となった。
【符号の説明】
【００４７】
１        土壌改良剤
【図１】
2011094065.tif 000003
【図２】
2011094065.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月9日(2010.2.9)
【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】
水分が４０〜５０重量％の１０００重量部のパルプスラッジと、１００重量部のセメントと、３００重量部の生石灰と、６重量部の肥料液（水８４９重量部、塩化アンモニウム２２重量部、塩化コバルト６重量部、塩化ナトリウム２２．５重量部、炭酸ナトリウム６０．５重量部、炭酸カリウム４０重量部を混合したもの）と、６重量部の水を混合し、混合後１〜３日間外気下に放置し混合時の熱を冷却した後、乾燥し、通気孔を設けた包装体に包装し、その後６月以上放置して熟成させたことを特徴とする土壌改良剤。
【請求項２】
請求項１に記載の土壌改良剤を、顆粒化したことを特徴とする土壌改良剤。
【請求項３】
前記包装体が、縦６０ｃｍ、横４０ｃｍのビニール製であって、前記通気孔が、前記包装体の左右に均等に３ヶ所計６ヶ所設けられ、前記包装袋に請求項１又は請求項２に記載の土壌改良材が１５ｋｇ充填したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の土壌改良剤。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の土壌改良剤を、酸性でない土壌１０アールに対して、１２０ｋｇ〜１８０ｋｇ施肥し、酸性土壌１０アールに対しては、１８０ｋｇ〜３００ｋｇ施肥し、４５日以上放置することを特徴とする土壌改良方法。