(57)【要約】【課題】本発明は、畜産糞尿を固形分と濾液とに分離し、分離された固形分は発酵させて堆肥に使用し、分離された濾液は発酵させて液肥だけでなく、循環水、畜舎清掃水、家畜飲用水、飼料原料に使用することができるようにする畜産糞尿処理システムを提供するためのものである。【解決手段】本発明は畜産糞尿処理システムに関するものであって、家畜を飼育する畜舎、上記畜舎の下段部に位置して畜産糞尿を貯蔵する糞尿貯蔵所、上記糞尿貯蔵所から畜産糞尿を集水する集水槽、上記集水槽から供給を受けた畜産糞尿を濾液と固形分とに分離する固液分離器、上記固液分離器から濾液の供給を受けて液肥化する液肥化システム、及び上記固液分離器から固形分の供給を受けて堆肥化する堆肥化システムを含むことを技術的特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
家畜を飼育する畜舎、前記畜舎の下段部に位置して畜産糞尿を貯蔵する糞尿貯蔵所、前記糞尿貯蔵所から畜産糞尿を集水する集水槽、前記集水槽から供給を受けた畜産糞尿を濾液と固形分とに分離する固液分離器、前記固液分離器から濾液の供給を受けて液肥化する液肥化システム、及び前記固液分離器から固形分の供給を受けて堆肥化する堆肥化システムを含み、かつ、
前記液肥化システムは、前記固液分離器から分離された濾液の供給を受ける流量調整槽、前記流量調整槽から供給を受ける濾液を畜産糞尿処理用組成物を用いて１次発酵させて１次発酵液を収得する１次反応槽、前記１次発酵液を畜産糞尿処理用組成物を用いて２次発酵させて２次発酵液を収得する２次反応槽、前記２次発酵液を上澄水とスラッジとに分離する沈殿槽、及び前記沈殿槽の上澄水を貯蔵する液肥貯蔵槽を含み、
前記堆肥化システムは、前記固液分離器から分離された固形分及び前記沈殿槽から供給されたスラッジに水分調節剤と畜産糞尿処理用組成物を投入して攪拌し熟成する攪拌槽、前記攪拌槽で熟成された堆肥を腐熟する後熟槽、前記後熟槽で腐熟された堆肥を選別する選別器、及び前記選別器で選別された堆肥を包装する包装器を含むことを特徴とする、畜産糞尿処理システム。
【請求項２】
前記畜産糞尿処理用組成物は、
畜産廃水を１０〜２０日間嫌気発酵し、次に、ｐＨ５．５〜９、ＤＯ１〜４ｐｐｍ、ＭＬＳＳ１４０００ｐｐｍ以下を維持しながら１０〜３０日曝気して好気発酵させる間、微生物の代謝活動による代謝産物が作られて、好気発酵を経た廃水を静置して沈殿させた後、分離した上燈液を３０〜６０日間貯蔵タンクで放置して製造する酵素活性補助剤１００重量部と、
畜産廃水を曝気槽で好気発酵させた後、これを沈殿させて得るスラッジを含む微生物混合菌株１〜１０重量部と、
有機質１００体積部当たり前記酵素活性補助剤２〜４体積部、及び水１３〜２０体積部を混合後、１０〜２０日嫌気発酵させた後、以後、水分を４０〜５５重量％に維持させる状態で１〜３日間好気発酵させた発酵物質１ｋｇ当たり水５リットルを入れて２〜５日間曝気槽で発酵させた後、これを静置及び沈殿させて分離した上燈液を含む生理活性化物質１５〜４０重量部と、
腐植酸０．５〜５重量部と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の畜産糞尿処理システム。
【請求項３】
前記液肥化システムにおいて、
前記第１反応槽に前記濾液１重量部に対し、前記畜産糞尿処理用組成物１０〜３０重量部を入れて置き、
前記第２反応槽に前記第１発酵液１重量部に対し、前記畜産糞尿処理用組成物３０〜６０重量部を入れて置くことを特徴とする、請求項１に記載の畜産糞尿処理システム。
【請求項４】
前記液肥化システムにおいて、
前記第１反応槽は７〜８日間好気発酵させ、前記第２反応槽は２８〜３０日間好気発酵させることを特徴とする、請求項１に記載の畜産糞尿処理システム。
【請求項５】
前記液肥化システムにおいて、
前記液肥貯蔵槽に貯蔵された液肥は、糞尿貯蔵槽に供給する循環水、畜舎の内部を清掃する清掃水、飼料に混合される飼料原料に使用し、
３ヶ月間１５〜２５℃で熟成して家畜飲用水に使用することを特徴とする、請求項１に記載の畜産糞尿処理システム。
【請求項６】
前記堆肥化システムにおいて、
前記固液分離器から分離された固形分及び前記沈殿槽から供給されたスラッジ１００重量部に対し、前記水分調節剤５０〜６０重量部及び前記畜産糞尿処理用組成物０．１〜０．５重量部を混合することを特徴とする、請求項１に記載の畜産糞尿処理システム。
【請求項７】
前記堆肥化システムにおいて、
前記攪拌槽では１０〜１１日間熟成させ、前記後熟槽では５０〜５２日間腐熟させることを特徴とする、請求項１に記載の畜産糞尿処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は畜産糞尿処理システムに関し、より詳しくは、畜産糞尿を固形分と濾液とに分離し、分離された固形分は発酵させて堆肥に使用し、分離された濾液は発酵させて液肥だけでなく循環水、畜舎清掃水、家畜飲用水、飼料原料に使用できるようにする畜産糞尿処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近来、畜産業の規模が巨大化するにつれて、牛糞尿や豚糞尿などの畜産糞尿の発生量も急激に増加している。このような畜産糞尿は粘度が高く、水分の含有量が非常に高くて、適正な処理過程無しでそのままに土壌に使用したり河川などに放流したりすれば、水質を悪化させ、地下水を汚染させて、富栄養化を招いて上水源と農業用水を汚染させ、悪臭や害虫などを発生させて、人体に直接または間接的に影響を及ぼすようになる。
【０００３】
それによって、多様な畜産糞尿の処理方法が開発されて施行されており、最近には固液分離装置を使用して畜産糞尿を固体と液状とに分離し、分離された固体は発酵させて堆肥に使用したり堆肥の原料に使用したりし、分離された液状は別途の処理過程を通じて液状肥料に使用するか、水処理施設により浄化処理した後に放流する方法が活用されている。
【０００４】
本出願人は、畜産糞尿を含む有機性廃棄物を固状及び液状に分離して固状廃棄物を堆肥化し、液状廃水を液肥化し、かつ液肥化過程でノンスラッジ工法により有機性物質を完全処理することができる、有機性廃棄物資源化処理システムを出願したことがある（大韓民国公開特許公報第１０−２０１１−００５５４４２号（２０１１年０５月２５日））。
【０００５】
一方、畜舎内の悪臭を発生させる物質に約２００種の成分が存在すると知られており、その中から最も悪臭影響の大きい成分は揮発性脂肪酸（ＶＦＡ：Volatile Fatty Acids）、硫化水素、ｐ−クレゾール、インソール（Insole）、スカトール（Skatole）、ジアセチル（Diacetyl）、及びアンモニアである。畜舎で発生する大部分の臭いを有するガスとホコリは家畜と管理者両方ともに危害要因として作用するので、悪臭除去のための対策が必要である。
【０００６】
大韓民国登録特許公報第１０−０９５１３０７号（２０１０年０４月０５日）には、畜舎で発生する家畜糞尿を液肥に生産する液肥化施設で好気性微生物により分解活性化された微生物活性液を畜舎の悪臭を除去するための悪臭防止施設の循環水と畜舎の清掃水に循環リサイクルすることによって、悪臭除去効率を増大させた畜産施設悪臭処理システムが開示されている。
【０００７】
大韓民国公開特許公報第１０−２０１３−００８４３３４号（２０１３年０７月２５日）には、循環システムにより生産される有用微生物菌群が培養された培養液を家畜洗浄水、家畜飲用水、土壌改良剤、作物生育剤に活用する畜産廃水浄化処理循環システムが開示されている。
【０００８】
しかしながら、今まで畜産糞尿を固形分と濾液とに分離し、分離された固形分は発酵させて堆肥に使用し、分離された濾液は発酵させて液肥だけでなく、循環水、畜舎清掃水、家畜飲用水、飼料原料に使用することができる総体的な畜産糞尿処理システムは開発されなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＫＲ １０−２０１１−００５５４４２ Ａ （２０１１年５月２５日）
【特許文献２】ＫＲ １０−０９５１３０７ Ｂ１ （２０１０年４月５日）
【特許文献３】ＫＲ １０−２０１３−００８４３３４ Ａ （２０１３年７月２５日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、畜産糞尿を固形分と濾液とに分離し、分離された固形分は発酵させて堆肥に使用し、分離された濾液は発酵させて液肥だけでなく、循環水、畜舎清掃水、家畜飲用水、飼料原料に使用することができるようにする畜産糞尿処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明は次のような手段を提供する。
【００１２】
本発明は、家畜を飼育する畜舎、上記畜舎の下段部に位置して畜産糞尿を貯蔵する糞尿貯蔵所、上記糞尿貯蔵所から畜産糞尿を集水する集水槽、上記集水槽から供給を受けた畜産糞尿を濾液と固形分とに分離する固液分離器、上記固液分離器から濾液の供給を受けて液肥化する液肥化システム、及び上記固液分離器から固形分の供給を受けて堆肥化する堆肥化システムを含み、かつ上記液肥化システムは上記固液分離器から分離された濾液の供給を受ける流量調整槽、上記流量調整槽から供給を受ける濾液を畜産糞尿処理用組成物を用いて１次発酵させて１次発酵液を収得する１次反応槽、上記１次発酵液を畜産糞尿処理用組成物を用いて２次発酵させて２次発酵液を収得する２次反応槽、上記２次発酵液を上澄水とスラッジとに分離する沈殿槽、及び上記沈殿槽の上澄水を貯蔵する液肥貯蔵槽を含み、上記堆肥化システムは上記固液分離器から分離された固形分及び上記沈殿槽から供給されたスラッジに水分調節剤と畜産糞尿処理用組成物を投入して攪拌し熟成する攪拌槽、上記攪拌槽で熟成された堆肥を腐熟する後熟槽、上記後熟槽で腐熟された堆肥を選別する選別器、及び上記選別器で選別された堆肥を包装する包装器を含む畜産糞尿処理システムを提供する。
【００１３】
上記畜産糞尿処理用組成物は、畜産廃水を１０〜２０日間嫌気発酵し、次に、ｐＨ５．５〜９、ＤＯ１〜４ｐｐｍ、ＭＬＳＳ１４０００ｐｐｍ以下を維持しながら１０〜３０日曝気して好気発酵させる間、微生物の代謝活動による代謝産物が作られて、好気発酵を経た廃水を静置して沈殿させた後、分離した上燈液を３０〜６０日間貯蔵タンクで放置して製造する酵素活性補助剤１００重量部、畜産廃水を曝気槽で好気発酵させた後、これを沈殿させて得るスラッジを含む微生物混合菌株１〜１０重量部、有機質１００体積部当たり上記酵素活性補助剤２〜４体積部、及び水１３〜２０体積部を混合後、１０〜２０日嫌気発酵させた後、水分を４０〜５５重量％に維持させる状態で１〜３日間好気発酵させた発酵物質１ｋｇ当たり水５リットルを入れて２〜５日間曝気槽で発酵させた後、これを静置及び沈殿させて分離した上燈液を含む生理活性化物質１５〜４０重量部、及び腐植酸０．５〜５重量部を含む。
【００１４】
上記液肥化システムにおいて、上記第１反応槽に上記濾液１重量部に対し、上記畜産糞尿処理用組成物１０〜３０重量部を入れて置き、上記第２反応槽に上記第１発酵液１重量部に対し、上記畜産糞尿処理用組成物３０〜６０重量部を入れて置く。
【００１５】
上記液肥化システムにおいて、上記第１反応槽は７〜８日間好気発酵させ、上記第２反応槽は２８〜３０日間好気発酵させる。
【００１６】
上記液肥化システムにおいて、上記液肥貯蔵槽に貯蔵された液肥は、糞尿貯蔵槽に供給する循環水、畜舎の内部を清掃する清掃水、飼料に混合される飼料原料に使用し、３ヶ月間１５〜２５℃で熟成して家畜飲用水に使用する。
【００１７】
上記堆肥化システムにおいて、上記固液分離器から分離された固形分及び上記沈殿槽から供給されたスラッジ１００重量部に対し、上記水分調節剤５０〜６０重量部及び上記畜産糞尿処理用組成物０．１〜０．５重量部を混合する。
【００１８】
上記堆肥化システムにおいて、上記攪拌槽では１０〜１１日間熟成させ、上記後熟槽では５０〜５２日間腐熟させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に従う畜産糞尿処理システムは、畜産糞尿を固形分と濾液とに分離し、分離された固形分は発酵させて堆肥に使用し、分離された濾液は発酵させて液肥だけでなく、循環水、畜舎清掃水、家畜飲用水、飼料原料に使用することができる長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に従う畜産糞尿処理システムのブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面を参照して当該分野に通常の知識を有する者が容易に実施できるように説明する。添付した図面において、構成または作用に表記された参照符号は、他の図面でも同一な構成または作用を表記する時にできる限り同一な参照符号を使用していることに留意しなければならない。また、本発明を説明するに当たって、関連した公知の機能または公知の構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることがあると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。
【００２２】
図１は、本発明に従う畜産糞尿処理システムのブロック構成図である。
【００２３】
図１に示すように、本発明に従う畜産糞尿処理システムは、家畜を飼育する畜舎１００、上記畜舎の下段部に位置して畜産糞尿を貯蔵する糞尿貯蔵所１５０、上記糞尿貯蔵所１５０から畜産糞尿を集水する集水槽２００、上記集水槽２００から供給を受けた畜産糞尿を濾液と固形分とに分離する固液分離器３００、上記固液分離器３００から濾液の供給を受けて液肥化する液肥化システム４００、及び上記固液分離器３００から固形分の供給を受けて堆肥化する堆肥化システム５００を含む。
【００２４】
以下、上記図１のシステムの各構成と、各構成により畜産糞尿が処理される段階を詳細に説明する。
【００２５】
上記糞尿貯蔵所１５０は上記畜舎１００の下段部に位置し、上記畜産糞尿を収集するための場所であって、若干の勾配が形成できる。上記糞尿貯蔵所１５０は、鉄筋コンクリート槽からなって、上記畜産糞尿の漏水があってはならず、深さは０．５〜１．０ｍで、上記畜産糞尿及び循環水の混合が十分に行われることが好ましい。
【００２６】
上記集水槽２００は、上記畜舎１００で発生した上記畜産糞尿を取り出して貯蔵する施設であって、上記畜産糞尿の漏水がないように鉄筋コンクリート槽からなり、深さは３．０〜４．０ｍで、スラッジ沈殿を防止するための空気供給装置が設置されることが好ましい。上記集水槽２００に上記畜産糞尿は１〜２日間滞留することが好ましい。
【００２７】
上記固液分離器３００は上記畜産糞尿を濾液と固形分とに分離する設備であって、腐食に強いステンレス材質からなり、濾液と固形分とを分離できる３０ｍｅｓｈ以上の孔隙を維持できる構造で設置されることが好ましい。ここで、分離された濾液は後述する液肥化システム４００に移送され、分離された固形分は後述する堆肥化システム５００に移送される。
【００２８】
次に、本発明に従う液肥化システム４００を説明する。
【００２９】
上記液肥化システム４００は、上記固液分離器３００から供給を受ける濾液を液肥化する。
【００３０】
上記液肥化システム４００は、上記固液分離器３００から分離された濾液の供給を受ける流量調整槽４１０、上記流量調整槽４１０から供給を受ける濾液を畜産糞尿処理用組成物を用いて１次発酵させて１次発酵液を収得する１次反応槽４３０、上記１次発酵液を畜産糞尿処理用組成物を用いて２次発酵させて２次発酵液を収得する２次反応槽４５０、上記２次発酵液を上澄水とスラッジとに分離する沈殿槽４７０、及び上記沈殿槽４７０の上澄水を貯蔵する液肥貯蔵槽４９０を含む。
【００３１】
上記流量調整槽４１０は上記固液分離器３００で分離された濾液を貯蔵して濃度などを均等化する設備であって、濾液の漏水がないように鉄筋コンクリート槽からなり、深さは３．０〜４．０ｍで、スラッジ沈殿を防止するための装置が設置されることが好ましい。上記流量調整槽３５０に上記濾液は１〜２日間滞留することが好ましい。
【００３２】
上記１次反応槽４３０は、上記流量調整槽４１０から供給を受けた濾液を畜産糞尿処理用組成物を用いて有機物質を分解する設備である。上記１次反応槽４３０は円筒形構造であって、漏水があってはならず、深さは２．０〜３．０ｍで、材質はＰＥを使用するが、これに限定されるものではない。上記１次反応槽４３０は曝気ラインを設置して空気供給を円滑に供給して微生物の活動を妨害しないようにすることが好ましい。上記曝気ライン（エアー供給手段）は、上記１次反応槽４３０の底面に複数個のノズルを備えた分配器を設置し、上記分配器を外部の給気装置に配管連結して構成される。したがって、上記ノズルを介して供給される空気は気泡として噴出されて内部の液状に空気を供給するので、沈殿物の底部への沈殿を防止し、併せて、好気発酵を促進してノンスラッジ（Non-Sludge）化する。上記１次反応槽４３０に処理する畜産糞尿の濾液１重量部に対し、上記畜産糞尿処理用組成物１０〜３０重量部を混合して曝気されるように上記畜産糞尿処理用組成物を入れて置く。上記１次反応槽４３０で上記濾液は７〜８日間好気発酵させることが好ましい。
【００３３】
上記１次反応槽４３０で好気発酵された１次発酵液の一部は高濃度液肥貯蔵所４２０で貯蔵され、高濃度液肥として周辺農家に支援されることができ、上記１次発酵液の残りは上記２次反応槽４５０に移送される。
【００３４】
上記２次反応槽４５０は、上記１次反応槽４３０から供給を受けた１次発酵液を畜産糞尿処理用組成物を用いて有機物質を分解する設備である。上記２次反応槽４５０は円筒形構造であって、漏水があってはならず、深さは２．０〜３．０ｍで、材質はＰＥを使用するが、これに限定されるものではない。上記２次反応槽４５０は、全面的に曝気ラインを設置して空気供給を円滑に供給して微生物の活動を妨害しないようにすることが好ましい。上記曝気ライン（エアー供給手段）は、上記１次反応槽４３０の底面に複数個のノズルを備えた分配器を設置し、上記分配器を外部の給気装置に配管連結して構成される。したがって、上記ノズルを介して供給される空気は気泡として噴出されて内部の液状に空気を供給するので、沈殿物の底部への沈殿を防止し、併せて、好気発酵を促進してノンスラッジ（Non-Sludge）化する。上記２次反応槽４５０に上記１次発酵液１重量部に対し、上記畜産糞尿処理用組成物３０〜６０重量部を混合して曝気されるように上記畜産糞尿処理用組成物を入れて置く。上記２次反応槽４５０で上記１次発酵液は２８〜３０日間好気発酵させることが好ましく、２８日未満発酵させれば充分の有機物分解がなされず、３０日以上の発酵条件では有機物の完全分解がなされる。
【００３５】
上記沈殿槽４７０は、上記２次反応槽４５０から供給を受けた２次発酵液を上澄水とスラッジとに分離する設備である。上記スラッジを自然沈降させて上澄水とスラッジとを分離する設備であって、スクラッパーを設置してスラッジを中央部に収集取出することができる円筒形構造で、漏水があってはならず、材質はＰＥを使用するが、これに限定されるものではない。上記沈殿槽４７０で、上記２次発酵液は９〜１０時間の間滞留することが好ましい。上記沈殿槽４７０は、上側に設置された上澄水抽出手段で上澄水を抽出して上記液肥貯蔵槽４９０に供給し、底部には沈殿スラッジ、即ち微生物フロックが沈殿されるようにし、沈殿スラッジをバルブを通じて排出させるように構成される。上記上澄水抽出手段は、上澄水を抽出するに当たって、スラッジがバブル形態に浮遊して発生するスカムを遮断するために、通常突起を備えたスカム遮断手段を備えてスカムを除去しながら上澄水を抽出する。上記スラッジは、後述する堆肥化システム５００に移送される。
【００３６】
上記液肥貯蔵槽４９０は上記沈殿槽４７０から供給を受けた上澄水を貯蔵する設備であって、漏水があってはならず、材質はＰＥを使用するが、これに限定されるものではない。上記液肥貯蔵槽４９０に貯蔵された上澄水は低濃度液肥に使用することができ、糞尿貯蔵槽１５０に循環水として供給することもでき、畜舎１００の内部を清掃する清掃水に使用することもでき、飼料に混合される飼料原料に使われることもできる。
【００３７】
一方、上記液肥貯蔵槽４９０に貯蔵された液肥は３ケ月間１５〜２５℃で熟成して家畜飲用水に使われることができる。
【００３８】
次に、上記１次反応槽４３０及び２次反応槽４５０で使われる畜産糞尿処理用組成物について説明する。
【００３９】
上記畜産糞尿処理用組成物は、酵素活性補助剤１００重量部、微生物混合菌株１〜１０重量部、生理活性化物質１５〜４０重量部、及び腐植酸０．５〜５重量部を含む。
【００４０】
１．酵素活性補助剤
上記酵素活性補助剤は、畜産廃水内に存在する浮遊有機物質（ＳＳ：suspended solid）を微生物が容易に酸化・分解させることができるようにしてくれる微生物の代謝産物を含む。ここで、上記代謝産物は、畜産廃水を嫌気性微生物または好気性微生物を用いて発酵させることにより得られ、上記代謝産物を含む酵素活性補助剤を得る過程は、次の通りである。
【００４１】
畜産廃水は、牛や豚の畜舎から出る排泄物を放置することによって発生するものであって、通常、ＢＯＤが２万〜１０万mg／l（ｐｐｍ）位になる。上記畜産廃水を１０〜２０日間ニトロバクタまたはニトロソモナスのような嫌気性微生物の存在下で嫌気発酵させるが、上記嫌気性微生物は人為的に投入する必要がないし、畜産廃水に自然に存在しているものをそのまま利用するようになる。ここで、ニトロバクタまたはニトロソモナスは嫌気性微生物の例示に過ぎない。即ち、畜産廃水を空気を遮断させた嫌気発酵槽で発酵させれば、畜産廃水に自然的に存在していた嫌気性微生物により嫌気発酵が進行される。嫌気発酵を進行するようになれば、内部の温度が高まって自然にその温度が４５〜６５℃位に高まるようになる。
【００４２】
次に、嫌気発酵を経た畜産廃水を放線菌のような好気性微生物の存在下でｐＨ５．５〜９、ＤＯ１〜４ｐｐｍ、ＭＬＳＳ１４０００ｐｐｍを超えないように維持しながら１０〜３０日位曝気すれば、好気性発酵が生じるようになる。好気性発酵は、上記液肥化システム４００に含まれた反応槽という装置を通じて進行されるが、嫌気発酵のように好気性微生物やはり人為的に投入せず、自然的に存在する放線菌のような微生物の存在下で好気性発酵を進行するようになる。この好気性発酵過程で微生物は各種の代謝産物を生産するようになる。
【００４３】
次に、好気性発酵を経た後、畜産廃水をそのまま静置するか、別途の沈殿槽に移して静置すれば、スラッジが沈殿されるようになるが、この際、上燈液を取って、上燈液を別途の貯蔵槽に移して３０〜６０日間室温に放置すれば、微生物の各種代謝産物を含む酵素活性補助剤が形成される。この際、酵素活性補助剤は少なくとも窒素（Ｎ）が１．６％以上、燐（Ｐ）が０．９％以上、カリウム（Ｋ）が１．５％以上含まれるが、窒素、燐、及びカリウムの含有量が上記した基準値以下であれば、酵素の活性が微弱なことと確認された。
【００４４】
２．微生物混合菌株
上記微生物混合菌株は、通常の畜産廃水処理施設から出る沈殿スラッジ（微生物フロック）を直ぐ使用し、上記畜産廃水の反応槽を用いた好気発酵した後に沈殿させて得る沈殿スラッジを用いるようになる。ここから得る沈殿スラッジは、畜産廃水を好気発酵過程で自然的に培養された微生物混合菌株が微生物プラグ形態になるものである。本発明の実施例では、上記酵素活性補助剤を生成する過程中に上燈液の抽出時に発生する沈殿スラッジを微生物混合菌株として使用する。
【００４５】
また、本発明に使われる微生物混合菌株はスラッジ、即ち微生物フロックを追加的に自然好気条件で自然培養したものを使用することもできる。即ち、スラッジ１重量部に微生物培養用営養分に使用する畜産廃水３〜５重量部を混合して好気状態で２〜７日位自然培養させた混合菌株を使用することもできる。このような培養過程を通じて微生物の量をより増やすことができる。
【００４６】
このように得る微生物混合菌株は、光合成細菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌などを含む。
【００４７】
光合成細菌は、土壌が受ける光と熱をエネルギー源として植物の根からの分泌物、有機物、または有害ガス（有害水素）などを餌にして窒素化合物、アミノ酸、生理活性物質、糖類など、植物の生育を促進させる多水の物質を合成する独立栄養微生物である。これらの代謝物は植物にも直接吸収されるが、他の微生物が繁殖する餌になることもあり、土壌で光合成細菌が増加すれば、他の有効な土壌微生物も増加することと知られている。
【００４８】
乳酸菌は、光合成細菌、酵母菌などから受けた糖類などを有して乳酸を作り出す。乳酸は強い殺菌力があり、特に有害な微生物の活動と有機物の急激な腐敗分解を抑制する。乳酸菌は、リグニンやセルロースなどの難分解性有機物の分解を容易にすると共に、未分解有機物が起こす各種の弊害を防止し、有機物を発酵分解させる重要な活動をする。乳酸菌が排出する乳酸は菌核菌の活動を抑制する。これら微生物は乳酸飲料であるヨーグルトなどに前々から活用されている。
【００４９】
酵母菌は、酵母菌が有している発酵力を用いて作物の根から排出する分泌物、光合成細菌が排出するアミノ酸、糖類や土壌中の有機物などを作物に有用な物質に変わるようにする。それと酵母菌が作り出す生理活性物質などは根と細胞の分裂を活性化させる。他の有用微生物（乳酸菌、放線菌）を増殖させる役割もしている。
【００５０】
放線菌は細菌と黴の中間形態の菌であって、光合成細菌が作り出すアミノ酸を受けて抗生物質を作り出し、それで病原菌を抑制するか、または有害な黴や細菌類が増殖することに必要な物質（キチン質）を先占して増殖を抑制する役割をし、他の微生物のために生息しやすい環境を作り出す。放線菌は、光合成細菌と共存するため、単独よりは光合成細菌と混在する状況で静菌作用を倍加させる。
【００５１】
その他にも、多様な細菌が含まれることができる。
【００５２】
３．生理活性化物質
上記生理活性化物質は、有機質１００体積部当たり上記酵素活性補助剤２〜４体積部及び水１３〜２０体積部を混合後、１０〜２０日嫌気発酵させた後、水分を４０〜５５重量％に維持させる状態で１〜３日間好気発酵させ、好気発酵を終えた発酵物質１ｋｇ当たり水５リットルを入れて２〜５日間反応槽で発酵させた後、これを静置及び沈殿させて分離した上燈液を含む物質である。上記有機質は、ふすま、ぬか、及び魚粉のうちから選択されたいずれか１つ以上を使用することができる。
【００５３】
ここで、上記生理活性化物質は、微生物の活性化、特に、脂肪分解酵素の活性化に関与する。
【００５４】
４．腐植酸
上記腐植酸はアルカリにより土壌から抽出されたり酸により沈積されたりした有機物であって、黄褐色〜黒褐色の中〜高分子の酸性物質で、無定形であり、その組成は炭素５０〜６０％、水素３〜５％、窒素１．５〜６％、硫黄１％前後、灰分１％前後、酸素３０〜５０％である。腐植酸は、ベンゼン核とナフタレン、ピリジン、アントラセンなど、芳香族環を有しており、共役二重結合を多く有している特徴がある。
【００５５】
腐植酸は酵素活性補助剤の補助因子であって、１次酵素反応がなされれば、アミノ酸、葡萄糖、脂肪酸、グリセリンなどに低分解されながら微生物の代謝系に用いられ、この際、微生物が生息できる基質になるので、生物学的触媒作用もする。また、腐植酸は微生物の活性を阻害する燐、鉄などを吸収して微生物の活動阻害を防止し、燐酸及び炭素の供給源になって微生物が群集を形成し繁盛できるようにする。
【００５６】
次に、本発明に従う堆肥化システム６００を説明する。
【００５７】
上記堆肥化システム５００は、上記固液分離器３００で分離された固形分の移送を受けて堆肥化する。
【００５８】
上記堆肥化システム５００は、上記固液分離器３００から分離された固形分及び上記沈殿槽４７０から供給されたスラッジに水分調節剤と畜産糞尿処理用組成物を投入して攪拌し熟成する攪拌槽５１０、上記攪拌槽５１０で熟成された堆肥を腐熟する後熟槽５３０、上記後熟槽で腐熟された堆肥を選別する選別器５５０、及び上記選別器５５０で選別された堆肥を包装する包装器５７０を含む。
【００５９】
上記攪拌槽５１０は上記固液分離器３００から分離された固形分及び上記沈殿槽４７０から供給されたスラッジに水分調節剤と上記畜産糞尿処理用組成物を混合して熟成するための設備であって、鉄筋コンクリート槽からなり、攪拌器及び空気投入装置が備えられる。上記固液分離器３００から分離された固形分及び上記沈殿槽４７０から供給されたスラッジ１００重量部に対し、上記水分調節剤５０〜６０重量部及び上記畜産糞尿処理用組成物０．１〜０．５重量部を混合することが好ましい。上記水分調節剤はおがくずや籾殻のように水分調節可能なものを使用することができる。上記畜産糞尿処理用組成物は、液肥化システム４００で使用した糞尿処理用組成物を使用することができる。上記攪拌槽５１０で上記上記固液分離器３００から分離された固形分及び上記沈殿槽４７０から供給されたスラッジに水分調節剤と上記畜産糞尿処理用組成物を混合した後、１０〜１１日間３０〜６０℃で熟成することが好ましい。
【００６０】
上記後熟槽５３０は上記攪拌槽５１０で熟成された堆肥を腐熟及び安定化する設備であって、空気投入装置が備えられる。上記後熟槽５３０に上記攪拌槽５１０で熟成された堆肥を丸い積みに積んで置いたパレットを積載することができる。上記パレットは、通風可能な材質、例えば樹木材質で形成して好気発酵を促進させることが好ましい。上記後熟槽５３０で上記攪拌槽５１０で熟成された堆肥を水分を４５〜５５％に維持した状態で５０〜５２日間腐熟することが好ましい。
【００６１】
上記選別器５５０は上記後熟槽５３０で腐熟された堆肥を選別する設備であって、ベルトコンベアが備えられる。
【００６２】
上記包装器５７０は、上記選別器５５０で選別された堆肥を包装する機器である。上記選別された堆肥は粒子サイズ５ｍｍ以下、水分含有量５０％以下のものが好ましい。
【００６３】
以下、実施例を通じて本発明の構成及び効果をより詳細に説明する。これら実施例は本発明を例示するためのものであり、本発明の範囲がこれら実施例により制限されるものではない。
【実施例１】
【００６４】
ＢＯＤが２００００−２５０００ｐｐｍ位の畜産廃水１０００リットルを嫌気発酵槽に入てｐＨ５．５〜９、ＤＯ１〜４ｐｐｍ、ＭＬＳＳ１４０００ｐｐｍを超えないように維持しれて５５℃で１４〜１５日間嫌気発酵させた。嫌気発酵された畜産廃水を曝気槽に移動させながら２０日位好気発酵させた。曝気槽で発酵された畜産廃水を沈殿槽に移して２４時間静置して上燈液を取って、この上燈液を５５日間貯蔵タンクで室温に放置して酵素活性補助剤を得た。酵素活性補助剤は、窒素（Ｎ）が２．６％、燐（Ｐ）が１．４％、カリウム（Ｋ）が２．４％以上含まれたことと表れた。一方、上記浸出槽で沈殿された剰余スラッジ（微生物フロック）を採取し、このスラッジ自体を微生物混合菌株として使用した。
【００６５】
一方、ふすま１００リットルに先に得た酵素活性補助剤３リットル及び水１７リットルを混合した後、約２週間嫌気発酵させた。嫌気発酵させた後、水分を４０〜５５重量％に維持させる状態で１〜３日間好気発酵させたふすま発酵物質８ｋｇに水４０リットルを入れて２〜５日間曝気槽で好気発酵させた後、これを静置及び沈殿させて上燈液８リットルを分離したものであり、これは生理活性物質に該当する。
【００６６】
先に得た酵素活性補助剤３０リットルにスラッジ（微生物フロック）、即ち微生物混合菌株１ｋｇ、腐植酸０．４ｋｇ、及び生理活性化物質７リットルを均一に混合して本発明に従う畜産糞尿処理用組成物を製造した。
【００６７】
実験例１
豚舍１００で発生した糞尿を糞尿貯蔵所１５０で循環水と混合させた。循環水と混合された豚舍糞尿を取り出して集水槽２００に３０時間の間貯蔵した。上記集水槽２００から供給を受けた豚舍糞尿を固液分離器３００を用いて濾液と固形分とに分離した。上記濾液を流量調整槽４１０で３０時間の間貯蔵した。１次反応槽４３０に濾液１重量部当たり実施例１で製造した畜産糞尿処理用組成物２５重量部が混合できるように上記実施例１で製造した畜産糞尿処理用組成物を入れて置いた。上記流量調整槽４１０から供給を受けた濾液を上記１次反応槽４３０で７日間好気発酵させて収得した１次発酵液のうちの一部を高濃度液肥に使用し、残りを２次反応槽４５０に移送した。２次反応槽４５０に１次発酵液１重量部当たり上記実施例１で製造した畜産糞尿処理用組成物５０重量部が混合できるように上記実施例１で製造した畜産糞尿処理用組成物を入れて置いた。上記１次反応槽４３０から供給を受けた１次発酵液を上記２次反応槽４５０で２８日間好気発酵させて２次発酵液を収得した。上記２次反応槽４５０から供給を受けた上記２次発酵液を沈殿槽４７０で９時間の間放置して上澄水とスラッジとに分離した。上記沈殿槽４７０から供給を受けた上澄水を液肥貯蔵槽４９０に貯蔵して低濃度液肥に使用した。
【００６８】
糞尿貯蔵所１５０の流入水、循環水、高濃度液肥、低濃度液肥のＢＯＤ、ＳＳ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐ濃度を＜表１＞に表した。
【００６９】
【表１】
2015167912.tif 000003
【００７０】
上記合計濃度は、糞尿貯蔵所１５０の流入水と循環水とを混合した以後の混合液の濃度を意味する。
【００７１】
上記高濃度液肥は農家に液肥として散布することに使われることができ、上記低濃度液肥は葉面施肥用液肥だけでなく、循環水、畜舎内部清掃水、家畜飲用水、飼料製造原料に使用できる。
【００７２】
実験例２
実験例１で、上記固液分離器３００で分離された固形分と上記沈殿槽４７０のスラッジを攪拌槽５１０に移送し、水分調節剤と実施例１で製造した畜産糞尿処理用組成物を投入し攪拌した後、１０日間熟成した。上記水分調節剤はおがくずを使用した。上記攪拌槽５１０で熟成された堆肥を丸い積みに積んで置いた高いパレットを後熟槽５３０で５０日間腐熟させた。上記後熟槽５３０で腐熟させた堆肥を選別器５５０で選別し、包装器５７０を用いて包装した。
【００７３】
上記固形分、スラッジ、水分調節剤、畜産糞尿処理用組成物の投入量と堆肥生産量を＜表２＞に表した。
【００７４】
【表２】
2015167912.tif 000004
【００７５】
本発明に従う畜産糞尿処理システムは、畜産糞尿を固形分と濾液とに分離し、分離された固形分は発酵させて堆肥に使用し、分離された濾液は発酵させて液肥だけでなく、循環水、畜舎清掃水、家畜飲用水、飼料原料に使用することができる長所がある。
【符号の説明】
【００７６】
１００    豚舍
１５０    糞尿貯蔵所
２００    集水槽
３００    固液分離器
４００    液肥化システム
４１０    流量調整槽
４３０    １次反応槽
４４０    高濃度液肥貯蔵槽
４５０    ２次反応槽
４７０    沈殿槽
４９０    液肥貯蔵槽
５００    堆肥化システム
５１０    攪拌槽
５３０    後熟槽
５５０    選別器
５７０    包装器
【図１】
2015167912.tif 000005