(57)【要約】【課題】畜産の排泄物からなる主に豚糞が分解してなる豚糞汚泥を固化し、農地用土壌資材または肥料に有効な資源として再利用することを目的とする。【解決手段】畜産の排泄物からなる主に豚糞が分解してなる豚糞分解汚泥に、石炭灰と酸化ナトリウムを主材として添加攪拌して豚糞汚泥を固化する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
豚の排泄物からなる豚糞汚泥に、石炭灰と酸化ナトリウムの２つを主材とする固化剤を添加攪拌し、豚糞汚泥を固化することを特徴とする豚糞汚泥固化。
【請求項２】
請求項１の豚糞汚泥固化及び処理方法において、固化剤は豚糞汚泥１００重量部に、石炭灰２０重量部乃至６０重量部、酸化ナトリウム９重量％乃至２４重量％含有量の水ガラス８重量部乃至２０重量部で配合されることを特徴とする豚糞汚泥固化。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【  発明の属する技術分野  】本発明は、畜産の排泄物の主に豚の尿及び糞の排泄物からなる豚糞汚泥固化に係る技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】固化には様々な方法が用いられるが、一般的にセメント系固化剤を用いて固化する土木的方法が広く用いられる。例えば、舗装道路等の地盤改良において、軟弱地盤、特に有機質土においてある一定の支持力を得た固化を行うため、この方法が用いられる。
【０００３】
セメント系固化剤の他には水ガラス系を用いた固化方法もあり、軟弱地盤や細粒土などの土質において、推進工事等で薬液注入等、地盤改良の固化方法として用いられるが、最終的にはセメント系固化剤と混合して固化が行われている。
【０００４】
また、下水道の汚泥についてはセメント系の固化剤で固化した後、成形しブロック等に応用している。
【０００５】
他方、畜産分野においては、畜産の排泄物からなる汚泥は生石灰を用いて脱水、乾燥して有機肥料としたり、オガクズや木繊維及び土壌発酵菌を加えるなどバイオ等により堆肥とする方法が一般的に用いられている。
【０００６】
また、畜産の排泄物のほとんどは堆肥として再利用さることはなく、環境に悪影響を及ぼさずに排泄物を適切に処理する施設を持たない農家も多く、現状は素堀の池にそのまま投入し野ざらしにして放置・堆積していたり、近年、畜産農家の高齢化が進み廃業しているケースもあるが、農村部も宅地化が進み地域周辺に悪臭や排泄物の屎尿などが地下水を汚染するなどの問題や台風または大雨などで池から汚泥が溢れ出るなどによる地域周辺の環境に悪影響を及ぼす問題を抱えている。
【０００７】
更に、畜産の排泄物からなる汚泥は、上記のように堆肥または土木的な方法で固化が行われるが、有機質を含んでいる汚泥はセメントの固化作用を阻害するため、様々な金属塩や炭酸塩を配合し混練することによってセメントの固化作用を阻害する要因を排除し固化する方法が用いられる。この方法による固化は六価クロム等の有害物質の問題があり、無害な土壌として再び農地用の土壌資材や肥料として再利用するには不向きである。
【０００８】
また、従来、畜産の排泄物からなる汚泥の中でも特に豚の排泄物からなる汚泥が尿と糞に分解してなる豚糞分解汚泥をセメント系固化剤を用いることなく、農地用土壌資材または肥料として再利用可能な状態で固化をする技術は確立されておらず、また、畜産の排泄物の中でも豚糞の汚泥を固化する発想は無い。
【０００９】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は、畜産の排泄物の主に豚の排泄物からなる豚糞汚泥を固化し、環境への悪影響の抑止及び豚糞汚泥を農地用土壌資材または肥料として有効な資源に再利用可能な状態に固化することを目的とする。
【００１０】
【問題を解決するための手段】前述の課題を解決するため、本発明者は石炭灰と酸化ナトリウムの特性を利用し、従来、野ざらしに放置・堆積されたままの畜産の主に豚の排泄物からなる豚糞汚泥を農地用土壌資材や肥料等に再利用可能な資源として、且つ環境にも配慮して貯蔵できるように固化する方法を見出した。そこで本発明に係る豚糞汚泥固化は次のような手段を採用する。
【００１１】
即ち、請求項１では、豚の排泄物からなる豚糞汚泥に、石炭灰と酸化ナトリウムの２つを主材とする固化剤を添加攪拌し、豚糞汚泥を固化することを特徴とする。
【００１２】
この手段では、豚の排泄物からなる豚糞汚泥に石炭灰を加え、豚糞汚泥が塑性する状態まで攪拌する。豚糞汚泥は水分を多く含むため石炭灰の吸水作用を利用し豚糞汚泥中に含有する水分を吸収させ、豚糞汚泥が塑性した状態において酸化ナトリウムを含有する水ガラスを塑性した豚糞汚泥に添加攪拌することによって、石炭灰と酸化ナトリウムが化学反応し豚糞汚泥は固化し始める。
【００１３】
尚、本発明における固化とは土木などで用いる様な一定の支持力を持った固化及び永久的な固化の状態を示すものではなく、例えば竹串などを差し込んで持ち上げた場合に、固化した豚糞汚泥が崩れ落ちたり、割れたりしない程度に固化する状態のことである。
【００１４】
また、請求項２では、固化剤は豚糞汚泥１００重量部に、石炭灰２０重量部乃至６０重量部、酸化ナトリウム９重量％乃至２４重量％含有量の水ガラス８重量部乃至２０重量部で配合されることを特徴とする。
【００１５】
この手段による配合量の好ましくは、豚糞汚泥１００重量部に対し、石炭灰５０重量部前後、酸化ナトリウム１８重量％前後の含有量の水ガラス１０重量部前後である。
【００１６】
上記の石炭灰及び酸化ナトリウムを主材とする固化剤を添加攪拌した後、少なくとも１時間以上の好ましくは３日以上の養生期間を経ることによって、豚糞汚泥は十分な固化状態となる。特に、豚糞が尿と糞に分解してなる汚泥は固化し難く水分も多く含まれた豚糞汚泥であるため、豚糞汚泥中の吸水効果を上げる必要ある。この場合石炭灰の添加量を増やしすぎると吸水効果を上げることはできるが豚糞汚泥は固化しないため、石炭灰の添加量は豚糞汚泥１００重量部に、石炭灰２０重量部乃至６０重量部を維持したまま、石炭灰の吸水作用効率を上げる補助材としてシラス（火山灰）や生石灰を混合添加して用いても良く、この場合の石炭灰の添加量は２０重量部乃至６０重量部の範囲において少ない重量部を添加して用いる。生石灰は脱水作用と発熱作用があり固化した豚糞汚泥の滅菌効果を得ることもできる。
【００１７】
このようにして固化した豚糞汚泥の固化状態は永久的に固化した豚糞汚泥ではなく、雨水等にさらされると固化した豚糞汚泥は徐々に溶解する。従って、素堀の池などの外地に保存する場合は、雨水に触れない程度に防水シート等で固化した豚糞汚泥を覆う程度でよく、特別にプールのような防水施設を設ける必要はない。
【００１８】
また、固化した豚糞汚泥を農地用土壌資材や肥料等に利用する場合は、上記の豚糞汚泥固化によってｐＨが１０乃至１３程度に高くなっており豚糞汚泥中の大腸菌等の細菌は死滅するが、このままでは農作物に被害を与えるため二酸化鉄などでｐＨを調整する。
【００１９】
更に、農地用等の土壌資材として用いる場合は、養生後の固化した豚糞汚泥を８００℃乃至１０００℃の高温燃焼によりケイ酸を溶解しリンを添加した後、急激な冷却によって粒状物質を作り出し、肥料分を含んだ良質な人工土壌資材となる。
【００２０】
【発明の実施の形態と作用】以下、本発明に係わる豚糞汚泥固化及び処理方法を一実施例として具体的に説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る豚糞汚泥固化と処理方法のフローシートである。
【００２２】
また、豚糞汚泥固化における好ましい固化剤の配合処方は次に示すとおりである。
「豚糞汚泥固化添加材の配合処方」
豚糞汚泥  １００重量
石炭灰      ５０重量
水ガラス    １０重量（酸化ナトリウム含有量１８％）
【００２３】
表１に２種類の豚糞汚泥による実施例として豚糞Ａサンプル１乃至サンプル５と豚糞Ｂサンプル６乃至サンプル１０の計１０個のサンプルを外地にて気温３１℃乃至３２℃において実施した。表１の豚糞Ａは固形状態の豚糞汚泥であり、豚糞Ｂは豚糞が尿と糞に分解した豚糞分解汚泥である。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１における豚糞Ａのサンプル１乃至サンプル５による実施例では、豚糞汚泥１００ｇ重量部に対し、石炭灰２０ｇ重量部乃至４０ｇ重量部、酸化ナトリウム９％乃至１８％含有量の水ガラス１０ｇ重量部を添加攪拌する。攪拌している豚糞汚泥が塑性した状態において酸化ナトリウム９％乃至１８％含有量の水ガラス１０ｇ重量部を添加攪拌する。固形状態の豚糞では固化状態はサンプル１乃至サンプル５までのいずれのサンプルも良好な固化状態となり、水ガラスを添加後３０分後より固化し始める。３日程度の養生を経ると豚糞汚泥は十分な固化状態となる。固形状態の豚糞汚泥では水分が少ないため添加する石炭灰は２０ｇ重量部乃至３０ｇ重量部の少量でよい。
【００２６】
また、豚糞Ｂのサンプル６乃至サンプル１０による実施例では、豚糞汚泥１００ｇ重量部に対し、石炭灰５０ｇ重量部乃至８０ｇ重量部、酸化ナトリウム９％乃至１８％含有量の水ガラス１０ｇ重量部乃至２０ｇ重量部を添加攪拌する。攪拌している豚糞汚泥が塑性した状態において酸化ナトリウム９％乃至１８％含有量の水ガラス１０ｇ重量部乃至２０ｇ重量部を添加攪拌する。豚糞Ｂは水分を多く含んでいるため、豚糞Ａの固形状態の場合より石炭灰の添加重量を多く添加するが、サンプル１０のように石炭灰の添加重量が多すぎても豚糞汚泥は固化しない。よって、水分が多すぎる場合や固化を促進する場合は、石炭灰を２０重量部乃至６０重量部の範囲内において、石炭灰重量部を少量にしてシラス（火山灰）を石炭灰と混合添加してもよい。あるいは、シラスの他、生石灰を石炭灰の補助材として混合添加して用いても良い。シラスは石炭灰と同じように吸水作用を利用しているが、生石灰は脱水と発熱の作用があり、豚糞汚泥の滅菌効果を得ることが出来る。
【００２７】
固化した豚糞汚泥は永久的な固化ではなく、土木的な指示力を持たない。このことが資源として再利用しやすい固化でもあるが、雨水にさらされると固化した豚糞汚泥は徐々に溶解する。従って、豚糞汚泥を外地に放置する場合は、雨水に触れないように防水シート等で固化した豚糞汚泥を覆う程度で保存する。
【００２８】
更に、農地用土壌資材または肥料として再利用するために、固化した豚糞汚泥を８００℃乃至１０００℃の高温燃焼しケイ酸を溶解してリンを添加した後、急激な冷却を行うことによって固化した豚糞汚泥は粒状物質を形成し、肥料分を含んだ良質な農地用等の人工土壌資材を作り出すことができる。
【００２９】
また、固化汚泥を燃焼する過程において生じた灰は、固化剤の主材をなす１つである石炭灰と併用して添加してもよく、石炭灰及び豚糞汚泥からなる廃棄物を無駄なく再利用することができる。
【００３０】
上記のように、主材とする成分の主な作用は、１）石炭灰の吸水効果、２）酸化ナトリウムによる固化の促進、３）石炭灰と酸化ナトリウムの化学反応の効果である。これら各成分の特性を有効に利用することによって、豚糞汚泥を固化することができる。
【００３１】
表２は固化した豚糞汚泥の有害物質に関する試験結果を示している。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
表２の試験量は豚糞汚泥５０ｇ重量部、石炭灰２０ｇ重量部、酸化ナトリウム９重量％を含有する水ガラス５ｇ重量部である。豚糞汚泥固化後は重金属は含まず細菌等もほぼ死滅した結果が得られている。農地用土壌及び肥料等に利用する場合は、豚糞汚泥固化の処理によってｐＨが高くなっているためこのままでは農作物に被害を与えるため、二酸化鉄等でｐＨを下げる調整を行うことで利用できる。
【００３４】
また、図２に畜産農家から発生する豚糞汚泥を資源として再利用可能にするシステムのフローを示している。既存の素堀の池に放置・堆積している豚糞汚泥を現地にて固化の処理を行う他、固化処理工場及び燃焼炉を施設し、くみ取り車等を含む運搬車によって畜産農家から従来再利用されることが殆どなかった豚糞汚泥を再利用可能な有効な資源とするまでのリサイクルシステムを構成してもよい。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明は畜産の排泄物の主に豚の排泄物からなる豚糞汚泥に、石炭灰と酸化ナトリウムの２つを主成分として、特に豚糞が分解した汚泥からなる豚糞分解汚泥を固化することによって、従来、素堀の池に放置・堆積された豚糞汚泥から発生する悪臭や地域周辺への環境の悪影響を排除することができるとともに、地下水汚染の進行を抑止することができる。
【００３６】
更に、豚糞汚泥を固化することによって取り扱いが容易となり、運搬等に掛かるコストを低減する効果がある。
【００３７】
更に、固化処理に用いる成分は有害物質を含んでいないため、セメント系固化剤を用いた場合に発生する六価クロム等の有害物質による問題は発生しないため、農地用土壌資材及び肥料に利用し易い。
【００３８】
更に、固化に使用する豚糞汚泥及び石炭灰は産業廃棄物であり、これら産業廃棄物を有効な農地用土壌資材または肥料等の資源として再利用できると共に、燃焼処理過程において発生する灰をも無駄なく再利用可能な資源とすることができる。
【００３９】
更に、現状の素堀の池に放置・堆積した池において固化処理を行うことができるため特別な処理施設を必要としない。
【００４０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる豚糞汚泥固化の基本的な処理の一例を示すフローシートである。
【図２】本発明に係わる豚糞汚泥固化の畜産農家から豚糞汚泥を固化し再利用可能な資源とするまでのシステムの一例を示すフローシートである。
【図１】
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【図２】
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