(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水率５０〜６５％の家畜糞に製鋼スラグを混合してスラグ混合家畜糞とする混合工程と、
前記スラグ混合家畜糞を、切り返し作業をすることなく発酵させる発酵工程と、を備え、
前記製鋼スラグが、遊離石灰を８質量％以上含むものである堆肥の製造方法。
【請求項２】
前記混合工程の前に、前記家畜糞に副資材を混合して含水率を５０〜６５％に調整する前処理工程を行う、請求項１に記載の堆肥の製造方法。
【請求項３】
前記製鋼スラグが、粒径３ｍｍ以下であり、
含水率５０〜６５％の水分を含む前記の家畜糞１００質量％に対して前記製鋼スラグを１５質量％の割合で混合する、請求項１又は２に記載の堆肥の製造方法。
【請求項４】
前記副資材が、おが屑、籾殻、稲藁又はバークの少なくとも何れかである、請求項２または請求項３に記載の堆肥の製造方法。
【請求項５】
前記家畜糞が、牛糞、豚糞、鶏糞、馬糞の何れかである、請求項１〜４の何れか一項に記載の堆肥の製造方法。
【請求項６】
前記発酵工程は、前記スラグ混合家畜糞を堆積した堆積物の中心部温度が、５５℃以上に到達させ、５５℃以上の温度を少なくとも３日以上継続させた後、更に前記中心部温度が５５℃未満に低下するまで発酵を継続させる、請求項１〜５の何れか一項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、家畜糞の堆肥化方法に関する。更には、熟成のための切り返し作業を省くことを可能とする家畜糞の堆肥製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
わが国の農業において、家畜は古くから農耕労働力として農家に利用されてきただけでなく、農閑期には藁や里山から集めてきた落ち葉を糞尿と共に踏み込ませることにより良質な堆肥を生産することにも利用されてきた。しかし、現在は農業生産者の高齢化に伴う労働力の不足等を背景に、自己経営内・地域における家畜排泄物の有効利用が難しくなりつつあるだけでなく、従来の悪臭や水質汚濁といった問題に加え、野積み、素掘りに起因する硝酸性窒素による地下水汚染、病原性微生物の水道水汚染といった人の健康に直接影響を及ぼしかねない問題も懸念されている。このことから、家畜糞尿処理はわが国の畜産業が抱える大きな問題となっている（非特許文献１）。こうした問題を受け、「家畜排せつ物の管理の適正化及び利用の促進に関する法律」（平成１１年法律第１１２号）が制定された。この法律が制定された背景は、前述の糞尿処理による環境への悪影響の懸念であるが、一方で、わが国全体において資源循環型社会への移行が求められていることが挙げられる。すなわち、家畜排せつ物を適正な管理のもとで確保し、堆肥として農業の持続的な発展に資する土づくりに積極的に活用するなど資源としての利活用を一層促進する、いわゆる農畜連携の推進である。
【０００３】
ところで、家畜糞を堆肥にするには糞中に含まれる微生物の活性化、そのために適度な水分と酸素、温度が必要である。糞中の好気性微生物の活性によって発熱が起こり、通常６０〜７０℃に達する。その後温度は徐々に低下するが、切り返しにより再び上昇する。切り返しによる温度上昇は、堆肥中の分解しやすい有機物（易分解性物質）が存在する限り認められる現象である。切り返しを行っても温度があまり上昇しなくなれば、その時点で完熟とする（非特許文献２）。
【０００４】
堆肥化効率を左右する因子は、微生物、栄養分、水分、酸素（空気）、温度で、中でも好気性微生物の活性を助ける水分、酸素は堆肥化の進行速度に大きな影響を及ぼす。一般に家畜糞は尿が混じっていることから含水率が８０〜９５％と高いため、通気性に欠けるのが特徴である。このため、おが屑や籾殻、稲藁等の副資材を添加して材料を膨軟な状態にし、かつ含水率を低下させて堆肥原料中の空隙率を高めて通気性を良好にすることが常に行われる。この処理によって好気性微生物の活性が高まり、糞中の易分解性有機物の酸化分解が進むとされている。この空隙率を維持しながら効率的に分解過程を進め、良質な堆肥生産を行うために、糞中に定期的に酸素（空気）を送り、好気的条件をつくる作業が必要となる（非特許文献３）。
【０００５】
たとえば、特許文献１には、一般廃棄物として処理される刈草、枝葉材、伐採木等と、食物残渣等の有機物とを混合して堆肥を製造する方法が記載されているが、この方法では、堆肥を完成させるために定期的に切り返しを行っている。また、特許文献２では、含水率の高い家畜糞尿に石膏ボードの紙を添加して水分調整を行った家畜糞の堆肥製造方法が記載されているが、糞の堆積開始から１週間から１０日に１回の割合で切り返すことで、約９０日で完熟堆肥としており、完熟まで３ヶ月を要している。
【０００６】
何れの特許文献にも共通して記載されている“切り返し”とは、発酵中の家畜糞の堆積物の内部と外部とを定期的に入れ替えるために堆積物を撹拌する作業を言う。堆肥は酸素が存在する条件で進む発酵過程なので、酸素と接する堆肥表面がよく堆肥化される。一方、堆肥内部は外部の酸素と接触しにくいため、発酵がほとんど進まず、堆肥化が進みにくい。以上の理由から、定期的に切り返しを行って堆積物の内部と外部を新鮮な空気に入れ替える必要が生じるのである。そして、堆肥化には特許文献２にあるように、最低でも約３カ月間が必要である。
【０００７】
このように、家畜糞から完熟堆肥を製造するまで長期間かかるだけでなく、先に述べた生産者の管理作業が不可欠である。すなわち先に述べた法律の制定で、増え続ける家畜生糞を保管しながら堆肥管理作業を行わなければならないことから、生産者側にさらに労働負担を強いることにつながっている。こうした現況が進むと、生産者の中には負担を少しでも軽減するため、堆肥の完熟を待たずに未熟堆肥を耕作地に使用してしまうことが考えられる。未熟堆肥のまま耕作地に施用すると、残存する有機酸が根に作用し、その影響で作物の生育が著しく劣るだけでなく、高温下の発酵期間で殺滅されずに生き残った雑草種子、ヒトに病原性や寄生性を持つ病原菌や寄生虫等が作物生産者の安全ならびに消費者の食の安全にも影響を及ぼすことが懸念される。
【０００８】
こうした懸念に対し、家畜糞をできるだけ早く堆肥化させる技術開発が求められてきた。そこで特許文献３では、製鉄業において転炉等の製鋼工程で生成される製鋼スラグを家畜糞の堆肥化の促進に利用する試みがなされた。製鋼スラグは年間１，０００万トン程度発生し、ＣａＯ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２を主な成分とし、溶銑から脱リンしたリン成分等も含む。この製鋼スラグに含まれるＣａＯ成分には、前述の各成分と結合しない状態で存在する遊離石灰（フリーライム：ｆ−ＣａＯ）が含まれている場合がある。製鋼スラグがこの遊離石灰を含む場合、水和による膨張崩壊を生じることから、用途が限られていたが、家畜糞中の水分と反応し消石灰Ｃａ（ＯＨ）２が生じる際に発熱反応が起こり、堆肥化の初期における温度上昇の促進と脱水に有効であることが特許文献３によって示された。当該技術により、通常３カ月は必要であった堆肥化がおよそ１カ月で完了することができ、肥育牛生産者の負担軽減に大きく寄与している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１３７６５８号公報
【特許文献２】特開２００１−２９４４９６号公報
【特許文献３】特開２０１２−１８０２６６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】農林水産省農林水産技術会議  循環する資源としての家畜排せつ物  農林水産研究開発レポート Ｎｏ．３（２００２）
【非特許文献２】堆肥づくりの基本と応用  農業技術大系  資材編  ５１−６３
【非特許文献３】家畜ふん尿処理施設・機械選定ガイドブック（堆肥化処理施設編）  平成１７年３月  財団法人  畜産環境整備機構
【非特許文献４】Ｖ  堆肥などの有機資源の利用（農林水産省ホームページ  ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｍａｆｆ.ｇｏ.ｊｐ/ｊ/ｓｅｉｓａｎ/ｋａｎｋｙｏ/ｈｏｚｅｎ_ｔｙｐｅ/ｈ_ｓｅｈｉ_ｋｉｚｙｕｎ/ｐｄｆ/ｎｔｕｔｉ２３.ｐｄｆ）
【非特許文献５】味に効く  病気に効く  豚糞石灰「グリーンパワー」  農家が教える石灰で防ぐ病気と害虫  別冊  現代農業 ２０１０年７月号  ７３−７９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述のように家畜糞の堆肥化には多くの時間を要することから、例えば特許文献３のような、堆肥化を早める技術が開発されている。しかしながら、特許文献３においても、好気性微生物による発酵を促すための作業、すなわち“切り返し”作業は依然実施されている。この作業にはショベルローダー等の大型重機を使用するのが一般的であるが、この作業には多大な労働力が必要であった。更に切り返しに伴い発酵温度の低下を招き、特に外気温の低い冬期は顕著であり、堆肥化時間が長くなる要因でもあった。また切り返しの際に発生する悪臭がしばしば問題になることがあった。したがって、畜産生産現場では堆肥化の促進とともに、切り返し作業の低減が課題となっていた。
【００１２】
そこで本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、製鋼スラグを用いることにより、切り返し作業を省くことが可能な家畜糞からの堆肥製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、特許文献３では、製鋼スラグを家畜糞に混合する際、家畜糞の含水率を７０〜７２％に調整してから家畜糞に製鋼スラグを混合し、製鋼スラグ中のＣａＯと家畜糞中の水分とを反応させた際の発熱によって含水率を低下させている。このため、ＣａＯと水分との反応が進んで水分率が低下するまでの間は、家畜糞と製鋼スラグとの堆積物の通気性が十分でなく、少なくともこの期間は切り返しが必要であるものと推察された。
【００１４】
本発明者らは、水分率がある特定の範囲に調整された家畜糞については、製鋼スラグを混合したとしても、家畜糞と製鋼スラグの堆積物中に空隙が確保され、通気性が高まり、切り返しをせずとも短時間で発酵を完了させることが可能なことを見出した。
本発明は、これらの知見に基づいてなされたものである。即ち本発明の要旨とするところは以下である。
【００１５】
（１）    含水率５０〜６５％の家畜糞に製鋼スラグを混合してスラグ混合家畜糞とする混合工程と、
前記スラグ混合家畜糞を、切り返し作業をすることなく発酵させる発酵工程と、を備え、
前記製鋼スラグが、遊離石灰を８質量％以上含むものである堆肥の製造方法。
（２）    前記混合工程の前に、前記家畜糞に副資材を混合して含水率を５０〜６５％に調整する前処理工程を行う、（１）に記載の堆肥の製造方法。
（３）    前記製鋼スラグが、粒径３ｍｍ以下であり、
含水率５０〜６５％の水分を含む前記の家畜糞１００質量％に対して前記製鋼スラグを１５質量％の割合で混合する、（１）又は（２）に記載の堆肥の製造方法。
（４）    前記副資材が、おが屑、籾殻、稲藁又はバークの少なくとも何れかである、（２）または（３）に記載の堆肥の製造方法。
（５）  前記家畜糞が、牛糞、豚糞、鶏糞、馬糞の何れかである、（１）〜（４）の何れか一項に記載の堆肥の製造方法。
（６）    前記発酵工程は、前記スラグ混合家畜糞を堆積した堆積物の中心部温度が、５５℃以上に到達させ、５５℃以上の温度を少なくとも３日以上継続させた後、更に前記中心部温度が５５℃未満に低下するまで発酵を継続させる、（１）〜（５）の何れか一項に記載の堆肥の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
含水率が５０〜６５％の家畜糞に製鋼スラグを混合することにより、切り返し作業を行わなくともそのまま堆積しておくだけで発酵が進み、労力を大幅に削減して簡便に堆肥を製造することができる。
また切り返し作業を行わないことにより、スラグの発熱作用による早期の温度上昇と、その後の発酵温度が保持され、短期間に堆肥化が可能となる。通常、家畜糞は切り返し作業を行わないと家畜糞内部が酸欠状態となり、代わりに嫌気性微生物が増殖するため有機酸が生じ、結果的に糞全体が酸性化することから、悪臭を発し、発酵が進みにくくなる。本発明では切り返しを行わないことで仮に有機酸が生じても、製鋼スラグのアルカリ分により中性からアルカリ領域に維持することが可能である。そのことにより例えばアンモニアによる悪臭被害も発生しない。
さらに、製鋼スラグ由来のカルシウム、マグネシウム、ケイ素等が作物の生育に有効な成分であることから良品質な堆肥を製造することができる。
また、家畜糞の含水率が好ましい範囲から外れる場合は、副資材によって家畜糞の含水率を予め調整し、さらに製鋼スラグを混合することにより、切り返し作業を行わなくともそのまま堆積しておくだけで発酵が進み、労力を大幅に削減して簡便に堆肥を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の堆肥の製造方法を説明する流れ図である。
【図２】製鋼スラグを用いた従来の堆肥の製造方法を説明する流れ図である。
【図３】本発明による堆肥の製造方法を説明する流れ図である。
【図４】実施例１及び比較例１〜３の堆肥の製造方法の発酵工程における牛糞の温度推移を示すグラフである。
【図５】実施例１及び比較例１〜３の堆肥の製造方法の発酵工程における含水率の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明の堆肥の製造方法は、含水率５０〜６５％の家畜糞に製鋼スラグを混合してスラグ混合家畜糞とする混合工程と、前記スラグ混合家畜糞を、切り返し作業をすることなく発酵させる発酵工程と、を備える。
【００１９】
本発明に用いる家畜糞は、家畜が排泄した糞尿であり、牛糞、豚糞、鶏糞、馬糞の何れも好適である。各家畜が排泄した直後の糞であっても、排泄してから数カ月堆肥舎に貯留していた家畜糞であってもよい。また、予め副資材を混合して畜舎に数日〜数カ月保管してある家畜糞であっても、前処理工程が既に成されているものとして用いることができる。更に、再度水分調整をして用いることも可能である。
【００２０】
排泄後の家畜糞の含水率は通常７０〜９５％である。この状態の家畜糞をそのまま利用しても、水分過剰のため、発酵に必要な酸素が内部にまで供給されず、切り返しを適宜行わなければ、堆肥化が進まない。そこで本発明では、排泄された家畜糞に対して、以下に説明する前処理工程を実施する必要がある。ただし、畜舎等の現場において、家畜糞の含水率が５０〜６５％程度に低下している場合は、前処理工程を省略してもよい。
【００２１】
家畜糞の水分が５０〜６５％に低下している場合とは、例えば、飼育の仕方によるが、畜舎に敷き藁等がなされ、家畜糞の水分が敷藁等に吸水され、排泄時より低下した場合が挙げられる。また、排泄後の家畜糞が畜舎等に長時間放置されると、自然に乾燥する場合があり、また、飼育作業の改善を目的として、畜糞を強制的に乾燥させる場合がある。このような家畜糞は、含水率が５０〜６５％に低下している場合がある。含水率が低下した家畜糞に対しては、前処理工程を実施せず、製鋼スラグを混合することのみによっても、空隙を形成し、内部にまでの通気性を確保することが可能になる。
【００２２】
製鋼スラグを混合する際の家畜糞の含水率は、好ましくは５０〜６５％である。これより含水率が低い環境では微生物活性が低下して堆肥化が進行せず、反対に含水率が高い環境では腐敗が起きる原因になるので好ましくない。また、含水率が高い場合、製鋼スラグの混合のみでは十分な空隙が確保できない。堆肥化の前に水と空気を適切に管理することにより、堆肥化は効率的に進められる。
【００２３】
切り返しを行わずに充分に発酵させるためには、家畜糞に製鋼スラグを混合する前に、家畜糞の含水率を測定することで、含水率が５０〜６５％の範囲にあることを確認することが望ましい。含水率の測定方法は特に限定されず、重量法や簡易法であるＡＤＲ法（インピーダンス測定による誘電率測定法）等を用いることができる。
【００２４】
上述のように、製鋼スラグに混合する際の家畜糞の含水率が比較的高い場合は、前処理工程を行って含水率を調整するとよい。前処理工程では、家畜糞に副資材を混合して含水率を調整する。家畜糞は、前述のように一般には含水率が高く、そのまま回収され、できるだけ速やかに堆肥化を行いたい場合もある。そこで本発明では、副資材を混合して、含水率を調整し、速やかに内部にまで酸素が供給できるよう適度な空隙を設ける。
【００２５】
本発明に用いる副資材としては、おが屑、籾殻、稲藁、又はバークの少なくとも何れかであるのが好ましい。家畜糞は畜種により含水率が異なるので、状況に応じて使い分けたり、混合して用いてもよい。各副資材の特性については、おが屑、バークは通気性と吸水性が高く、籾殻や稲藁は、通気性を高め、微生物分解の活性化に寄与する。
【００２６】
次に、混合工程では、家畜糞又は前処理工程で含水率を調整した家畜糞に、製鋼スラグを均一に混合してスラグ混合家畜糞とする。製鋼スラグを加えることによって糞中の空隙を広め，空気の出入りを促し、好気性微生物が活性化させる。
【００２７】
製鋼スラグは、遊離石灰を１質量％以上含み、粒径が３ｍｍ以下であることが好ましい。遊離石灰含有量が１質量％以上含まれていると、家畜糞に含まれる水分と石灰とが反応し、反応熱によって２日程度で５０℃に達するため、堆肥化が進みやすくなる。遊離石灰は、好ましくは８質量％以上含まれるとよい。遊離石灰は堆肥化初期の発熱に大きく関与するものであるが、温度上昇後に保温効果を維持させるためには遊離石灰が８重量％以上含むことが望ましい。
【００２８】
遊離石灰の含有量は、セメント協会標準試験方法（ＪＣＡＳ  Ｉ−０１：１９９７）を用いて分析することができる。
【００２９】
また、製鋼スラグの粒径が３ｍｍ以下であれば、均一に混合しやすいので、糞中の空隙も保温効果も均一となりやすい。また周囲に粉じんとして飛散することが少ない。
【００３０】
製鋼スラグの混合量は、家畜糞又は含水率調整家畜糞に対し１５質量％以上が好ましい。より詳細には、含水率５０〜６５％の水分を含む家畜糞１００質量％に対して製鋼スラグを１５質量％の割合で混合する。製鋼スラグの添加量が１５質量％未満であると、空隙が不足して酸素供給が少なくなるので微生物活性が低下し、堆肥化が効率的に進まないので好ましくない。
【００３１】
発酵工程では、スラグ混合家畜糞を堆肥舎内に山状に堆積しておき、そのまま保持し、切り返し作業はしない。
【００３２】
製鋼スラグを混合することによって、その発熱作用により堆積中心部温度が少なくとも５５℃以上、概ね５５〜６０℃以上に維持されるのに加え、適度な空隙が形成されていることによって堆積中心部への空気の出入りも可能となり、糞の乾燥が進むと同時に糞中の微生物活性が活発になる。
【００３３】
ここで切り返し作業を行うと、この環境が崩れてしまうので堆肥化が進まなくなる。
【００３４】
更に、５５〜６０℃の中温域にある温度を３日以上維持させるということは、糞中を保温状態にさせることを意味する。言い換えると、糞中に棲息する多種多様な微生物をあたかも培養器で培養する状態と同じになる。培養とは微生物の活性を維持し、増殖させることなので、それと同じ現象が糞中で起きる。また、当該温度範囲は糞中の各種微生物のタンパク変性が受けにくい温度条件なので、放線菌を始めとする多様な菌種が増殖し、その温度条件下で様々な分解酵素が分泌される。その結果、糞中の難分解性の繊維質などまで分解され、完熟させることが可能となる。
【００３５】
本発明の発酵工程は、５５〜６０℃の中温域にある温度を３日以上継続した後、更に前記中温域未満に低下するまで継続する。微生物が活性化していた当該温度条件より下回るということは、微生物活性が低下したと考えられるので、堆肥化が終了したことを意味する。
【００３６】
以下、図１〜図３を用いて、本実施形態の堆肥の製造方法を従来法と比較しつつ説明する。
図１には、従来の堆肥の製造方法を示す。
家畜糞は尿を含むことから含水率が８０％程度と高くなっており、このままでは過度な水分が原因して堆肥化が進まない。このため通常は家畜糞原料に含まれる水分をおが屑や稲藁等で低減させるか、天日干してから堆積発酵を開始する。堆積発酵が開始してから数日で発酵温度は５０〜６０℃に上昇し好気性微生物の有機物分解がなされる。しかし、図１に記載の方法では、製鋼スラグを混合しないため、発酵温度の維持促進に必要な熱の供給量が少なく、微生物活性を維持するにはある一定の時期にショベルローダーで切り返し作業を行って発酵堆肥の外部と内部を入れ替え新鮮な酸素を送り込んで微生物の活性を高める必要がある。この繰り返しを定期的に繰り返すことにより、約６カ月程度で完熟堆肥となる。図１に示す従来法では、堆肥化の基本的な技術であるが、切り返しが必要であることから堆肥が完成するまでに多大の時間と労力を要する。
【００３７】
次に、製鋼スラグを利用した従来の堆肥の製造方法を図２に示す。前述のとおり、製鋼スラグを利用しない場合は家畜糞の堆肥化に数カ月かかることから、図２に示す方法は堆肥化の迅速化を図ることを目的にした手法である。用いる家畜糞原料の含水率は７０〜８０％程度であるところ、この従来法では家畜糞の含水率を７０〜７２％に調整してから、製鋼スラグを１５質量％混合し、堆積発酵させる。発酵中は、発酵温度推移を確認しながら１カ月に２度、切り返し作業を行って堆肥を完熟させる必要がある。図２の従来法の場合、含水率を事前に調整するものの、調整後の含水率は７０％程度と比較的高く、堆積物の空隙が十分でないため、定期的な切り返しが必要である。
【００３８】
次に、図３に本実施形態の堆肥の製造方法を示す。
必要に応じて、畜舎で発生する家畜糞の含水率を予め調整する前処理工程を行う。具体的には、好ましくはおが屑、籾殻、稲藁、バークの何れかを副資材として家畜糞に混合し、好ましくは含水率が５０〜６５％となるように混合する。次いで、含水率を調整した家畜糞を畜舎から堆肥舎に搬送する。搬送した家畜糞をショベルローダーで堆肥舎の一角に山状に積み直す。
本発明の別の観点においては、既に含水率が好ましくは５０〜６５％となっている家畜糞を用いることができ、その場合は図３に示される前処理工程は不要になる。
【００３９】
次に、製鋼スラグについて述べる。製鉄所にて発生した製鋼スラグを３ｍｍ以下に粉砕して家畜糞との混合工程に供する。製鋼スラグは、製鉄所における製鋼工程（炭素含有物の高い溶けた銑鉄に酸素を吹き付けて炭素含有量の低い鋼鉄に精錬させる工程）にて副産物として生成したものであり、ＣａＯ、ＳｉＯ２、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３等の成分からなり、製鉄所内において溶融状態から冷却され、外観が岩石状の複合化合物を指す。搬入した製鋼スラグは、ショベルローダー等の重機を用いて堆肥舎の一角に山状に積み直す。
【００４０】
家畜糞と製鋼スラグの混合工程について説明する。家畜糞と製鋼スラグを混合する際の方式は問わないが、たとえば堆肥舎にそれぞれ堆積させた家畜糞と製鋼スラグをショベルローダー各１バケット分ずつ掬い取り、堆肥舎の一角で混合する。この作業を繰り返し、最終的に家畜糞と製鋼スラグの混合家畜糞の山をつくる。なお、この製鋼スラグの家畜糞に対する混合量は１５質量％以上とするのが好ましい。なお、製鋼スラグと混合する前の家畜糞の含水率は、予め測定して５０〜６５％の範囲にあることを確認することが望ましい。
【００４１】
混合後別の場所に移動させて保管する際には、ショベルローダーなどで掬い上げて移動し、保管してもよい。ただし、保管場所は何れの家畜糞の条件においても、コンクリート等不浸透性材料で築造した建屋場所に保管することが、水分の不要な乾燥を防止する点で望ましい。
【００４２】
保管時に堆積させた混合家畜糞の外部から中心部まで深さ１００ｃｍに温度推移を確認できるセンサーを埋没して発酵準備を整える。
その後、特段の作業を行わなくとも、季節にもよるが堆肥化開始から２日程度で温度が５０℃以上に上昇する。さらに堆積物内部で５５〜６０℃の中温域以上にまで上昇することで、発酵が進み始める。
発酵工程の期間は、堆積物の中心部温度を測定し、温度が５５〜６０℃を３日以上継続後、更に前記の温度未満に低下するまで継続する。
また、発酵の進行度は、含水率の低下を管理することでも可能である。例えば、含水率が３０％以下になった時点で発酵が充分進んだと判断し、発酵を停止させてもよい。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態の堆肥の製造方法によれば、含水率を５０〜６５％に調整した家畜糞を製鋼スラグに混同して発酵させることで、発酵工程中の切り返しが不要となり、堆肥化の労力が低減し、かつ、堆肥化の期間を短縮化させることができる。
【実施例】
【００４４】
以下に、実施例と比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例の限定されるものではない。
【００４５】
（実施例１）
畜舎から搬出され、堆肥舎に保管してある牛糞（含水率８５％）に、含水率調整のためにおが屑を牛糞１００ｋｇにつき約４５ｋｇ混合した。含水率を約６０％に調整した牛糞原料４トンに、外数で１５質量％の製鋼スラグを、牛糞と均一になるようにショベルローダーで混合し、堆肥舎に山状に堆積させ、切り返しをせずにそのまま保管した。製鋼スラグは、遊離石灰８質量％、粒径３ｍｍ以下のものを用いた。発酵の進行度合いを経時的に確認するため、発酵温度の測定位置として混合家畜糞の外部から中心部まで深さ１００ｃｍの位置を測定した。また、定期的に堆肥の一部を採取し、含水率を測定し、堆肥の熟度進行度合いを評価した。
【００４６】
図４に、牛糞に製鋼スラグを混合してから経過日数に対する堆肥の温度推移を示す。
発酵初期より発酵温度は順調に上昇し、２日目には５０℃を超え、５日目には５５℃を超えた。さらに温度は上昇し、およそ２６日目には６０℃に達した。２６日目以降から４３日目の間は６０〜６５℃の間を維持する状態で推移し、その後下降した。発酵が完了したのは、４０〜４５日目程度であった。
【００４７】
図５に、含水率の推移を示す。発酵日数１４日目の含水率がおよそ２５％に減少し、その後平均３０％程度に安定し、堆肥として適する含水率となった。
以上の結果から、含水率を予め６０％に調整した家畜糞を製鋼スラグと混合して発酵させることで、切り返し作業を行わなくとも、堆肥化は可能であることが示された。
【００４８】
また、畜舎において長期間放置され、含水率が６０％に低下した牛糞（含水率約６０％）に、上記と同様な条件で製鋼スラグを混合し、切り返しをせずにそのまま保管した。その結果、上記とほぼ同等の温度、水分変化が得られ堆肥化ができた。用いる家畜糞の状態によっては、製鋼スラグの混合のみで、切り返し作業を行わなくとも、堆肥化が可能であることが示された。
【００４９】
（比較例１）
実施例１の製鋼スラグの代わりに生石灰を用いて混合工程を実施する以外は、実施例１と同一の条件で実施した。家畜糞として豚糞に生石灰を添加する技術は公知であり、当該技術で得られた豚糞石灰は肥料効果のみならず病害回避効果がある。本比較例では、生石灰と製鋼スラグの遊離石灰との効果の相違を比較した。
【００５０】
生石灰の混合量は、製鋼スラグの遊離石灰と同等量とした。
【００５１】
図４に、牛糞に生石灰を混合してから経過日数に対する堆肥の温度推移を示す。実施例１と同様、発酵初期の２日目には５０℃に達し、その後は徐々に温度上昇し、発酵開始からおよそ１０日目で５５℃に達した。しかし実施例１より短期な３０日目程度から、温度は下降に転じた。発酵が完了したのは、３０〜３５日目程度であった。
【００５２】
図５に、含水率の推移を示す。実施例１に比較して含水率の低下は緩やかに下降し、発酵開始から１４日目にはおよそ４５％となり、その後は顕著な下降は認められず、４０％前後を推移した。
【００５３】
以上の結果から、生石灰を用いると発酵初期には実施例１と同様の温度推移を示すが、それ以降は実施例１よりも相対的に低い温度で推移し、より短時間で温度は低下した。発酵温度が６０℃に達しないまま温度が低下したことから、発酵は不完全のまま推移していることが考えられた。非特許文献５では豚糞尿とほぼ同量の生石灰、すなわち豚糞尿：生石灰＝１：１で混合している。一方で本試験では前述のとおり混合量は製鋼スラグの遊離石灰と同等量であることから、非特許文献５と比較すると混合量が少なかったことが温度上昇を不充分にさせ、さらに含水率も４０％程度を推移するにとどまっていたと推測された。これらを総括すると、生石灰は温度の一時的な上昇に関与するが、発酵開始初期の短期間に限られるものであって、その後の堆肥化に関与することは少ないと判断された。製鋼スラグは生石灰に比較して少量の混合で発酵温度を確保することができる。
【００５４】
（比較例２）
実施例１の発酵工程において、２週間に１回切り返し作業を行うこと以外は、実施例１と同一条件で実施した。
【００５５】
図４に、牛糞に製鋼スラグを混合してから経過日数に対する堆肥の温度推移を示す。初期温度は実施例１と同様の温度上昇であった。発酵開始から１４日目に最初の切り返しを行うと、温度は低下し、発酵に適する５０℃以上に再度上昇するのに、７日程度以上を要した。切り返しを行うたびに、同様な温度変化を示した。発酵が完了したのは、６０〜７０日目程度であった。
【００５６】
図５に、含水率の推移を示す。実施例１とほぼ同様に発酵開始から含水率は低下した。
【００５７】
以上の結果から、比較例２は実施例１と比較して含水率は実施例１と同様の結果であった。しかし、発酵温度推移については実施例１と異なり、発酵温度が６０日の長期間にわたって５５℃の低温域を推移した。発酵温度が約６０℃に達するまでおよそ６０日間かかった理由として、１週間おきの切り返し作業が充分な温度上昇を妨げていることが示唆された。製鋼スラグ混合によって発酵が活性化できれば、切り返しは必要ではなく、本比較例によれば、切り返しを行うと、かえって温度低下を招き、発酵速度が低下すると考えられる。
【００５８】
（比較例３）
比較例３は図１に示した従来の製造方法の例である。実施例１における、製鋼スラグの混合工程を省き、発酵工程で２週間に１回切り返しを行う以外は、実施例１と同一条件で実施した。
【００５９】
図４に、牛糞に製鋼スラグを混合してから経過日数に対する堆肥の温度推移を示す。実施例１に比べ温度上昇が非常に緩やかであり、発酵開始２８日目にして６０℃を上回った。発酵開始から３５日程度までは、切り返しを行う度に温度は上昇し、切り返し効果がみられる。その後温度はほぼ一定で推移し、４２日目で切り返しを行っても更なる上昇はみられず、４６日目以降は低下に転じた。発酵が完了したのは、４５〜５０日目程度と考えられる。
【００６０】
図５に、含水率の推移を示す。含水率は従来法では緩やかな低下であった。
以上の結果から、発酵日数がおよそ３２日を経過すると温度が６５℃に達し、実施例１に比較して高い温度となったものの、堆肥化開始初期の温度上昇が極めて遅いため、糞中の水分が充分に蒸発しない状態で堆肥化が終了したものと推測された。したがって、比較例３の条件では堆肥化はすすまないと判断された。
【００６１】
以上の結果を総括すると、堆肥化を効率的に行うためには、糞中の含水率の調整と、空隙を形成して微生物発酵を活性化させることが効果的であることが明らかとなった。実施例１と比較例１では、製鋼スラグと生石灰の、発酵温度への影響を比較した。そして実施例１と比較例２、３では、製鋼スラグの効果、切り返しの効果について比較した。その結果、生石灰は温度を一時的に引き上げる効果はあるものの、持続性が認められないことから製鋼スラグのほうが有効であると判断された。製鋼スラグを用いることは、特許文献３にも示されるが、当該技術が含水率７０重量％の家畜糞に適用されるのに対し、本発明のように既に含水率が適度な家畜糞、又はおが屑などの副資材で５０〜６５％に調整した家畜糞に適用すれば、切り返し作業を行うことなく堆肥化が可能であることがわかった。本発明は、家畜糞処理における重作業をなくし、堆肥化期間を短縮することに寄与するものと考える。
【図１】
0006492896.tif 000002
【図２】
0006492896.tif 000003
【図３】
0006492896.tif 000004
【図４】
0006492896.tif 000005
【図５】
0006492896.tif 000006