(57)【要約】【課題】メタン発酵汚泥を養液栽培の液肥として有効利用することができるメタン発酵汚泥の施肥方法および栽培用支持体を提供する。【解決手段】液肥原料として、メタン発酵設備１のメタン発酵工程で生成するメタン発酵汚泥、メタン発酵汚泥を膜分離設備３で膜分離して得られる膜分離液、メタン発酵汚泥を脱水設備４で脱水して得られる脱水ろ液のそれぞれの所定量を成分調整槽２へ導入し、成分調整槽２で各液肥原料の混合割合を調整して液肥となし、空気との接触により液肥中に酸素を取り込み、酸素が富裕化した液肥を養液栽培の培地をなす栽培用支持体７に供給するとともに、栽培用支持体７において空気中の酸を取り入れて栽培用支持体７に保持する硝化菌の硝化作用で液肥中のアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変えて栽培用支持体７で栽培する栽培植物に供給する。【選択図】　　図１
2004097093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液肥原料として、メタン発酵設備のメタン発酵工程で生成するメタン発酵汚泥、メタン発酵汚泥を膜分離設備で膜分離して得られる膜分離液、メタン発酵汚泥を脱水設備で脱水して得られる脱水ろ液の少なくとも何れかを液肥として養液栽培の培地をなす栽培用支持体に供給し、栽培用支持体に保持する硝化菌の硝化作用で液肥中のアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変えて栽培用支持体で栽培する栽培植物に供給することを特徴とするメタン発酵汚泥の施肥方法。
【請求項２】
液肥原料として、メタン発酵設備のメタン発酵工程で生成するメタン発酵汚泥、メタン発酵汚泥を膜分離設備で膜分離して得られる膜分離液、メタン発酵汚泥を脱水設備で脱水して得られる脱水ろ液の少なくとも何れか二つのそれぞれの所定量を成分調整槽へ導入し、成分調整槽で各液肥原料の混合割合を調整して液肥となし、液肥を養液栽培の培地をなす栽培用支持体に供給し、栽培用支持体に保持する硝化菌の硝化作用で液肥中のアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変えて栽培用支持体で栽培する栽培植物に供給することを特徴とするメタン発酵汚泥の施肥方法。
【請求項３】
空気との接触により液肥中に酸素を取り込み、酸素が富裕化した液肥を養液栽培の培地をなす栽培用支持体に供給することを特徴とする請求項１又は２記載のメタン発酵汚泥の施肥方法。
【請求項４】
養液栽培における固形培地をなす栽培用支持体であって予め硝化菌を種付けしてなることを特徴とする栽培用支持体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はメタン発酵汚泥の施肥方法および栽培用支持体に関し、有機性廃棄物のメタン発酵汚泥を液肥として栽培に利用する技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、施設栽培を行う場合には、植物の生育環境を人工的に最適な状態に制御して植物の成長を促進している。このため、施設栽培システムにおいては、栽培養液をポンプで循環供給している。従来の公知文献としては例えば特許文献１がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３７９７９
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、生ゴミや家畜糞尿等の有機性廃棄物の再資源化方法として、メタン発酵によってバイオガスを取り出して発電等に利用するとともに、メタン発酵汚泥をコンポスト化して農地還元するものや、浮遊物質（ＳＳ）の多いメタン発酵汚泥を脱水して後に脱水ろ液を生物学的硝化槽において生物処理し、メタン発酵汚泥中のアンモニア態窒素を硝化菌の硝化作用によって硝酸態窒素に改質させて後に液肥として耕地に施肥するものがある。
【０００５】
しかし、メタン発酵汚泥は肥料成分として有効なリン、カルシウム、窒素を含んでいるが、窒素はアンモニア態窒素として含んでおり、植物が利用し易い硝酸態窒素は含んでいないので、メタン発酵汚泥を直接に養液栽培に利用することは行われていない。
【０００６】
本発明は上記した課題を解決するものであり、メタン発酵汚泥を養液栽培の液肥として有効利用することができるメタン発酵汚泥の施肥方法および栽培用支持体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のメタン発酵汚泥の施肥方法は、メタン発酵設備のメタン発酵工程で生成するメタン発酵汚泥、メタン発酵汚泥を膜分離設備で膜分離して得られる膜分離液、メタン発酵汚泥を脱水設備で脱水して得られる脱水ろ液の少なくとも何れかを液肥として養液栽培の培地をなす栽培用支持体に供給し、栽培用支持体に保持する硝化菌の硝化作用で液肥中のアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変えて栽培用支持体で栽培する栽培植物に供給するものである。
【０００８】
上記した構成において、液肥を栽培用支持体に保持する硝化菌で硝化してアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変えることで栽培植物による窒素の吸収を促進して生育性を高めることができる。
【０００９】
請求項２に係る本発明のメタン発酵汚泥の施肥方法は、液肥原料として、メタン発酵設備のメタン発酵工程で生成するメタン発酵汚泥、メタン発酵汚泥を膜分離設備で膜分離して得られる膜分離液、メタン発酵汚泥を脱水設備で脱水して得られる脱水ろ液の少なくとも何れか二つのそれぞれの所定量を成分調整槽へ導入し、成分調整槽で各液肥原料の混合割合を調整して液肥となし、液肥を養液栽培の培地をなす栽培用支持体に供給し、栽培用支持体に保持する硝化菌の硝化作用で液肥中のアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変えて栽培用支持体で栽培する栽培植物に供給するものである。
【００１０】
上記した構成において、メタン発酵汚泥はＳＳが多く、アンモニア態窒素、リン、カリウム、カルシウムを多く含み、脱水ろ液は少し浮遊物質があり、アンモニア態窒素を含むがリン、カリウム、カルシウムが少なく、膜分離液は浮遊物質がなく、アンモニア態窒素を含むがリン、カリウム、カルシウムが少ない。このため、メタン発酵汚泥、膜分離液、脱水ろ液を液肥として混合使用することで、リン、カリウム、カルシウムの不足を補うとともに、ＳＳ濃度を抑制してバランスの取れた液肥とすることができ、液肥を栽培用支持体に保持する硝化菌で硝化してアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変えることで栽培植物による窒素の吸収を促進して生育性を高めることができる。
【００１１】
請求項３に係る本発明のメタン発酵汚泥の施肥方法は、空気との接触により液肥中に酸素を取り込み、酸素が富裕化した液肥を養液栽培の培地をなす栽培用支持体に供給するものである。
【００１２】
上記した構成により、空気との接触により液肥中に酸素を取り込んで液肥の酸素を富裕化することで、栽培用支持体に保持する硝化菌による硝化作用を促進することができる。
【００１３】
請求項４に係る本発明の栽培用支持体は、養液栽培における固形培地をなす栽培用支持体であって予め硝化菌を種付けしてなるものである。
上記した構成により、栽培用支持体は空気中から入る酸素を硝化菌や植物に供給し、栽培養液として供給する液肥中のアンモニア態窒素を硝化菌によって硝酸態窒素に変えて栽培植物へ供給することができ、栽培用支持体の植物育成性能が高まる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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、メタン発酵設備１に投入する有機性廃棄物としては、栽培工程において発生する栽培残渣、周辺地域から排出される生ゴミ、畜産糞尿等であり、生ゴミ、畜産糞尿の有機性廃棄物は植物の生育に障害をきたすＮａＣｌ濃度が高いので、水洗いしてＮａＣｌを除去した後にメタン発酵設備１に投入する。
【００１５】
メタン発酵設備１のメタン発酵汚泥は３形態で成分調整槽２へ投入する。第１の形態はメタン発酵設備１から直接に成分調整槽２へメタン発酵汚泥として投入するものであり、第２の形態は膜分離設備３で膜分離した膜分離液として成分調整槽２へ投入するものであり、第３の形態は脱水設備４で固液分離した脱水ろ液として成分調整槽２へ投入するものである。脱水設備４から排出する固形分は乾燥設備５で乾燥させて乾燥堆肥となし、基肥として施設栽培や露地栽培の植物に施肥する。
【００１６】
液肥原料としてメタン発酵汚泥、膜分離液、脱水ろ液のそれぞれの所定量を成分調整槽２へ導入し各液肥原料の混合割合を調整して液肥となす。メタン発酵汚泥はＳＳが多く、アンモニア態窒素、リン、カリウム、カルシウムを多く含み、脱水ろ液は少し浮遊物質があり、アンモニア態窒素を含むがリン、カリウム、カルシウムが少なく、膜分離液は浮遊物質がなく、アンモニア態窒素を含むがリン、カリウム、カルシウムが少ない。このため、メタン発酵汚泥、膜分離液、脱水ろ液を液肥として混合使用することで、リン、カリウム、カルシウムの不足を補うとともに、ＳＳ濃度を抑制して肥料成分のバランスを調整する。
【００１７】
成分調整槽２の液肥は大気開放した水深の浅い平坦な流路等において循環させて大気に露出させるか、ブロアおよびポンプによる栽培溶液の循環により空気を曝気することによって空気と接触させる。この操作により空気中の酸素を液肥に取り込んで、液肥中の酸素を富裕化する。酸素が富裕化した液肥は栽培施設６へ供給する。
【００１８】
栽培施設６は養液栽培を行うものであり、養液栽培の固形培地をなす栽培用支持体７が一部を栽培養液中に浸漬して配置してある。栽培用支持体７はロックウール、ポリウレタン、フェノール樹脂、ピートモス培土、椰子殻培土等からなる多孔質体であり、予め硝化菌を種付けしてあり、空気との接触により空気中の酸素を硝化菌に供給できる。酸素を富裕化した液肥は栽培用支持体７に栽培養液として滴下して供給し、栽培用支持体７に保持する硝化菌の硝化作用で液肥中のアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変えて栽培用支持体７で栽培する栽培植物に供給する。このため、栽培植物による窒素の吸収を促進して生育性を高めることができる。
【００１９】
図２に示すように、栽培用支持体７では養液（液肥）中の富裕な酸素が硝化菌および植物へ供給され、あるいは大気に露出する部分から栽培用支持体７に入る酸素が硝化菌および植物へ供給され、硝化菌の硝化作用でアンモニア態窒素から硝酸態窒素が生成され、生成した硝酸態窒素が植物の吸収作用によって根から植物へ取り込まれる。硝化作用で硝酸態窒素が生成すると栽培用支持体７のｐＨが低下し、高ｐＨを好む硝化菌の硝化作用は鈍るが、ｐＨ５．５〜７．０の弱酸性領域で養分吸収を行う植物の吸収作用が促進されて硝酸態窒素が植物に吸収される。植物に硝酸態窒素が吸収されると栽培用支持体７のｐＨが上昇し、高ｐＨを好む硝化菌の硝化作用が促進されてアンモニア態窒素から硝酸態窒素が生成される。よって、硝化菌の硝化作用と植物の吸収作用が繰り返し行われ、硝酸態窒素の生成と吸収が促進される。
【００２０】
本実施の形態では、メタン発酵汚泥、膜分離液、脱水ろ液のそれぞれの所定量を成分調整槽２へ導入し各液肥原料の混合割合を調整して液肥としたが、メタン発酵汚泥と膜分離液の組み合わせ、膜分離液と脱水ろ液の組み合わせ、メタン発酵汚泥と脱水ろ液との組み合わせの何れかであっても良く、メタン発酵汚泥、膜分離液、脱水ろ液の何れかを単独で使用しても良い。また、液肥は施肥に先立って空気と接触させることにより空気中の酸素を液肥に取り込んでいるが、空気を接触させることなく液肥を直接に栽培用支持体７に供給しても良い。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、栽培用支持体が硝化菌を保持することで、栽培養液として供給する液肥中のアンモニア態窒素を栽培用支持体において硝酸態窒素に変えて栽培植物へ供給することができ、栽培用支持体の植物育成性能が高まる。また、メタン発酵汚泥、膜分離液、脱水ろ液を液肥として混合使用することで、リン、カリウム、カルシウムの不足を補うとともに、ＳＳ濃度を抑制してバランスの取れた液肥とすることができる。また、液肥の酸素を富裕化して栽培用支持体に供給することで硝化菌の硝化作用を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すフローシート図である。
【図２】同実施の形態における栽培用支持体での作用を示す模式図である。
【符号の説明】
１　　メタン発酵設備
２　　成分調整槽
３　　膜分離設備
４　　脱水設備
５　　乾燥設備
６　　栽培施設
７　　栽培用支持体
【図１】
2004097093.tif 000003
【図２】
2004097093.tif 000004