(57)【要約】【課題】糞尿を含む家畜排水を微生物を用いて経済的に処理して、家畜の飼育環境や家畜飼料に有益なミネラルを含んだ活性水を提供する。【解決手段】図１に示す装置で製造され、１Ｌ中にナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシュウムイオン、マグネシウムイオン、塩素イオン、リン酸イオン、鉄イオンを所定量含み、Ｍアルカリ度が５００〜２０００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１Ｌ中にナトリウムイオン５０〜３５０ｍｇ、カリウムイオン１５０〜４００ｍｇ、カルシュウムイオン１０〜２００ｍｇ、マグネシウムイオン１０〜１００ｍｇ、塩素イオン１００〜３５０ｍｇ、リン酸イオン０．１〜７０ｍｇ、鉄イオン０．０５〜５０ｍｇを含み、Ｍアルカリ度が５００〜２０００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする活性水。
【請求項２】
家畜および／または人の糞尿から固形物を除いた原液を、有用微生物の存在の下で好気処理して得られることを特徴とする請求項１に記載の活性水。
【請求項３】
家畜および／または人の糞尿から固形物を除いた前記原液を、軽石を収納する曝気装置つきの槽内で土壌菌を含む前記有用微生物を培養させて好気処理し、次に、軽石と花崗岩砕石を収納する曝気装置つきの槽内で前記有用微生物により醗酵仕上げさせて、さらに熟成して得られることを特徴とする請求項２に記載の活性水。
【請求項４】
請求項１に記載の活性水を原水とし、これを濃縮して得たことを特徴とする活性水。
【請求項５】
請求項１に記載の活性水を原水とし、これを水で希釈して得たことを特徴とする活性水。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、活性水に関し、ことにミネラルを豊富に含んだ活性水に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、畜舎から排出される糞尿は、充分な処理が行われないまま河川に放流したり、畑に蒔いたりしていたが、河川に放流した場合には河川の汚染と地下水の汚染を来たし、また、畑に蒔いた場合には悪臭の発生と害虫の発生が起こるなどの問題があった。かつ、糞尿処理が充分でないと、畜舎において雑菌が発生し、不衛生になるなどの問題が生じていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような家畜の衛生管理上の問題および環境汚染防止のためにも糞尿を含む畜舎排水の処理が必要となり、この糞尿の処理を衛生的に実行することが酪農家にとって大きな経済的負担となっていた。発明者らは、このような酪農経営上の問題を解決するために研究を進めた結果、家畜の糞尿を特定の方法で処理することによって、糞尿を含む畜舎排水を有用な活性水に変化させる方法を発明し、先に、「活性水の製造法」（特許文献１。）および「サイレージ醗酵粗飼料の製造法」（特許文献２。）として提案した。そうしてその後、類似の排水、汚濁物の処理方法が多数提案されている（例えば特許文献３〜特許文献１０参照。）。
【０００４】
ところで、これらの提案の中には、処理後に得られる液体の有効利用方法について触れているものは少ない。わずかに、液肥や堆肥としての利用方法について触れているもの（例えば特許文献６〜特許文献８参照。）や、土壌改良材としての用途に触れているもの（例えば特許文献９参照。）および液肥、植物の活着剤、悪臭防止剤、腐敗防止剤としての用途に触れているもの（例えば特許文献１０参照。）がある程度である。
処理後の液体や混合物を熱を加えて乾燥させたり、河川に放流したり、畑に撒いたりするのでは、そのための費用や手間がかかり、せっかくの酪農家の経済的負担を低減する目的が果たせなくなるし、河川に流した場合は河川の富栄養化の原因になってしまう。
しかしながら、その後の研究によって、上述の特許文献１および特許文献２に示したような処理によって得られた活性水の家畜の飼育環境や家畜用の飼料の性状の改良などに関して果たす有用性が、明らかになってきた。これにより、処理後の液体を商品化できる見込みが得られ、発明者は活性水自身についても権利化する必要性を痛感するに到った。
したがって、本発明の課題は、糞尿を含む家畜排水を微生物を用いて経済的に処理して、これによって得られる家畜の飼育環境や家畜飼料に有益なミネラルを含んだ活性水を提供することにある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−３９３１７号公報
【特許文献２】
特開平７−３９３１９号公報
【特許文献３】
特開２０００−１５９５８９号公報
【特許文献４】
特開２０００−１０７７３４号公報
【特許文献５】
特開平１０−２１１４１４号公報
【特許文献６】
特開平２００２−１６６２９５号公報（第２−４頁、第３図）
【特許文献７】
特開平１０−２５８２９３号公報（第２頁、第１図）
【特許文献８】
特開平９−１６９５８６号公報（第２−４頁、第１図）
【特許文献９】
特開平９−４０４８３号公報（第２−５頁、第１図）
【特許文献１０】
特開平２００１−２８８０２３号公報（第２−５頁、第１図）
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ミネラルを含む活性水が、１Ｌ中にナトリウムイオン５０〜３５０ｍｇ、カリウムイオン１５０〜４００ｍｇ、カルシュウムイオン１０〜２００ｍｇ、マグネシウムイオン１０〜１００ｍｇ、塩素イオン１００〜３５０ｍｇ、リン酸イオン０．１〜７０ｍｇ、鉄イオン０．０５〜５０ｍｇを含み、Ｍアルカリ度が５００〜２０００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする。
これにより、栄養価に富み、家畜が好むような、ミネラルの豊富な活性水を実現することができる。
【０００７】
この活性水は、家畜および／または人の糞尿から固形物を除いた原液を、微生物の存在の下で好気処理して得られることを特徴とする。
これにより、環境汚染の原因物である人畜の糞尿を経済的に処理して、家畜の飲用や飼料、作物の液肥として有効な活性水を製造することができる。
【０００８】
家畜および／または人の糞尿から固形物を除いた前記原液を、軽石を収納する曝気装置つきの槽内で土壌菌を含む前記有用微生物を培養させて好気処理し、次に、軽石と花崗岩砕石を収納する曝気装置つきの槽内で前記有用微生物により醗酵仕上げさせて、さらに熟成して得られることを特徴とする。
これにより、環境汚染の原因物である人畜の糞尿を経済的に処理するとともに、岩石からのミネラル成分を溶かし込んで、家畜の飲用や飼料、作物の液肥として有効な活性水を製造することができる。
【０００９】
請求項１に記載の活性水を原水とし、これを濃縮して得たことを特徴とする。
これにより、運搬を楽にし、作業性を向上することが可能な活性水を実現することができる。
【００１０】
請求項１に記載の活性水を原水とし、これを水で希釈して得たことを特徴とする。
これにより、むらなく散布することができ、無駄なく使用することが可能な活性水を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる活性水の実施の形態を添付図面と、分析結果の表に沿って詳細に説明する。
【００１２】
図１に本発明の活性水の製造装置の一例のブロック図を示す。
この活性水の製造装置では、図１に示すような、容量５ｍ３  の糞尿分離槽１と、容量２００ｍ３  の素堀槽２と、容量１００ｍ３  の培養槽３及び４と、容量１００ｍ３  の醗酵槽５及び仕上槽６と、容量１００ｍ３  の熟成槽７及び８と、容量１００ｍ３  の熟成槽９及び１０とを、それぞれポンプＰ１〜Ｐ９によって順に送液できるように接続し、前記培養槽３以下製品槽１０までの全てには散気式の曝気装置１１を備えた水処理装置を準備した。
【００１３】
そして素堀槽２と培養槽３及び４のそれぞれには、破砕軽石４ｔと、腐植土４ｔと堆肥６ｔを入れ、また醗酵槽５と仕上槽６のそれぞれには、破砕軽石４ｔと、花崗岩砕石４ｔと腐植土４ｔを入れ、更に熟成槽７及び８と製品槽９及び１０のそれぞれには破砕軽石４ｔと花崗岩砕石４ｔを入れた。
【００１４】
家畜の糞尿から固形物を除去した原液を受け入れるための素堀槽２は、原液の１日当り発生量Ｑの６〜１０倍の容量を有する槽であり、例えば、槽の容量１ｍ３  に対して１０〜２０ｋｇの破砕軽石層を入れ、これに土壌菌の一種である放線菌を含む腐植土１０〜２０ｋｇ及び堆肥２０〜４０ｋｇを加えたものとなっている。
【００１５】
この素堀槽２の一端に原液が供給されることによって他端から流出する液は次の培養槽３から３番目の培養槽４へと順次に移動するが、これらの培養槽３、４はいづれも前記の原液の１日当り発生量Ｑの３〜５倍の容量を有するものであり、例えば、槽の容量１ｍ３  に対して２０〜４０ｋｇの破砕軽石を入れ、これに          放線菌を含む腐食土１０〜２０ｋｇ及び堆肥２０〜４０ｋｇを加えたものとなっている。そして、これらの槽３、４には散気式の曝気装置１１が設けられている。
【００１６】
これらの２個の培養槽３、４を順に通過した液は次に醗酵槽５及び仕上槽６の２個を順に移動する。これらの醗酵槽５及び仕上槽６はいずれも培養槽３、４と同様な容量を有していて同様な曝気装置１１を備えているが、例えば、槽５、６の容積１ｍ３  に対して２０〜４０ｋｇの破砕軽石と２０〜４０ｋｇの花崗岩砕石とを入れた点が異り、これに腐植土２０〜４０ｋｇが加えられているものである。
【００１７】
更に、これらの仕上槽６を出た液は、醗酵槽５及び仕上槽６と同様な容量と同様な曝気装置１１とを有しており、腐植土が加えられていない点を除いて破砕軽石と花崗岩砕石が入れてある熟成槽７、８を順に通過し、また熟成槽７、８と全く同じ構造の製品槽９、１０を順に配置され、各槽に液を送るためにポンプＰ１〜Ｐ９が配置されている。
【００１８】
このように配列した最初の糞尿分離槽１には、畜舎から牛の糞尿が流下するようにし、糞尿分離槽１から素堀槽２へ原液が自然流下するように設置し、かつ、各槽を約４０日経て順次ポンプによって送液したところ、最終製品槽１０からコハク色で無味無臭、かつ、ｐＨ６〜１０の活性水が得られた。
【００１９】
この最終製品槽１０から得られた活性水の一実施の形態の分析結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
この活性水は、ミネラルイオン水であり、ミネラルは塩化物および炭酸塩化物となってイオン化し活性化されているため、ｐＨが７．７７の弱アルカリ性となっている。
【００２２】
活性水から分析されたイオン中、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）は、１５０ｍｇ／Ｌ前後の含有量であり、これは水道水質基準が「２００ｍｇ／Ｌ以下」であることを考えると比較的少ない値である。人間や家畜から放出されるナトリウム化合物は主として食塩であるので、塩素イオンも含めて検討する必要があるが、後述する塩素イオン（Ｃｌ−）の含有量が両イオンの質量比に相当するナトリウムイオンの１．５倍程度の値であるので、ほとんどが食塩として溶け込んだ形で含まれているものと考えられる。
【００２３】
カリウムイオン（Ｋ＋）が比較的高濃度で含まれているのは、腐植土や堆肥から溶け出したものと考えられる。カリウムは肥料の３要素のひとつであり、植物体内で濃縮されるもので、枯葉などを含む腐植土や堆肥中に多く含まれている。
また、カルシュウムイオン（Ｃａ２＋）は、糞尿原液に溶け込んでいたものと破砕軽石や花崗岩砕石の石灰質から溶け出したものが含まれているものと考えられる。さらに、マグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）は、糞尿原液に溶け込んでいたものと腐植土や堆肥から溶け出したものと考えられる。マグネシウムは葉緑素の主成分であるため、腐植土や堆肥中にも多く含まれている。
カリウム、カルシュウム、マグネシウムは家畜にとって必要なミネラルであるとともに、植物の肥料としても必要である。
【００２４】
塩素イオン（Ｃｌ−）は、活性水中に２００ｍｇ／Ｌ程度含まれている。これは、し尿中には約５０００ｍｇ／Ｌ程度含まれていること、水道水質基準が「２００ｍｇ／Ｌ以下」であることを考えると、比較的低い値である。この塩素イオンは、先にも述べたように、ナトリウムイオンの含有量と比べて勘案すると、ほとんど食塩が溶け込んだ形で存在していることがわかる。
【００２５】
リン酸イオン（Ｈ２ＰＯ４−、ＨＰＯ４２−、ＰＯ４３−）は、動植物を構成している有機リンが、微生物によって分解された場合に生じたものであり、したがって、糞尿と腐植土や堆肥の両方がその源になっている。リン酸イオンは植物にとって重要な栄養であるが自然水にはごく僅かしか含まれていない。
【００２６】
鉄イオン（Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋）は、水道水質基準では「０．３ｍｇ／Ｌ以下」と規定されている。水道水中にこれ以上含まれると水に色がつき始め、臭気や苦味を与えることがあるためである。しかし、鉄は栄養上必要な物質であり、一人一日１０ｍｇ以上必要とされていて、家畜にとっても必要である。また、ある種の作物にとっても必用なミネラルである。
【００２７】
Ｍ−アルカリ度とは、水中に含まれているアルカリ分（溶存する炭酸塩類、炭酸水素塩類、水酸化物類など）の総量を、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３  ）に換算して１Ｌ中のｍｇ量で示したものであり、一定量の試水を強酸でメチルレッド（終点ｐＨ約４．８）を用いて滴定し、使用した酸の当量数で求めたものであり、全アルカリ度とも称される。本実施の形態では約７００ｍｇ／Ｌの弱アルカリ性を示している。
【００２８】
以上述べたように、本実施の形態の活性水は、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムなどのミネラル分がイオン化されてバランスよく多量に含まれていて、水としてのおいしい条件を満たしている。したがってこの活性水を乳牛や豚などの家畜の飲み水にくわえると、家畜が好んでのみ、また、飼料に加えると食欲が進むことになる。
【００２９】
発明者はサイレージ醗酵粗飼料にこの活性水を用いて良好な結果を得た。サイレージ原材料としては、生草、乾草、麦わら、稲わらなどの他、ビート粕、馬鈴薯でんぷん粕等の植物粕などを用いる。これらの植物性の原材料に対して本発明の活性水を添加する。なお、サイレージ原材料に対して添加物を配合するに当たっては、原材料の水分含量に応じて活性水の量を調整するのみでよく、水分調整の前処理を必要としない。
活性水の量は、原材料乾物１０００ｋｇに対して２〜５リットルの割合であればよく、たとえば、水分含量の多い生草や粕などに対してはその１０００ｋｇ当り１リットル程度、また乾草やわら類などに対しては１０００ｋｇ当り３リットル程度とするのが適当である。添加量が少なすぎるときは得られる粗飼料の長期保存が低下する傾向があるが、添加量が多すぎても特に障害は発生しない。
【００３０】
牧草（チモシー）の生草１ｔ当り前記の活性水１リットルを電動噴霧器を用いて均一に添加してサイロに積み込み、２ヶ月間醗酵させた。こうして得たサイレージ醗酵粗飼料を分析したところ、乳酸醗酵が進んでおり、醋酸醗酵や酪酸醗酵が抑制されて養分の損失が少ないことがわかった。この粗飼料は香りがよく、牛の嗜好に合致していて、通常のサイレージ粗飼料にくらべて食い込みが１０％に向上した。しかも、栄養価が高い。
牧草などに噴霧する場合は、あらかじめ、本発明の活性水を濃縮しておくことで、運搬を楽にし、作業性を向上することができる。
本発明の活性水を添加したサイレージ醗酵粗飼料はその後１年間保管しても、変敗や悪臭の発生がなく、カビの発生も認められなかった。そのうえ、糞尿の臭が少なくなり、畜舎の臭を含む環境改善が顕著であった。
【００３１】
さらに、本発明の活性水を家畜に飲み水として与えたり、飼料に添加したりすると、家畜の腸内微生物の働きを整えて、家畜の糞尿そのものの悪臭が少なくなり、畜舎の環境改善のみならず、糞尿の肥料化に際して環境汚染が少なくなる効果がある。同様に、本発明の活性水を畜舎の清掃に用いたり、蓄舎内に散布したりしても、蓄舎内の悪臭を低減し、ハエなどの害虫の発生を抑えることができた。
【００３２】
また、本発明の活性水を液肥として水田や畑に散布すると、作物の成長が促されるばかりでなく、作物に発生する病虫害を抑える効果が認められた。この場合の液肥としての効果は、化学肥料などに比べて穏やかであり、当然のことながら、土壌に本来存在している有用菌の生育を助ける働きをする。したがって、化学肥料のように地味が枯れるなどの副作用はまったくなく、逆に、土壌を改良する効果がある。
家畜の飲み水とする場合や、畜舎の清掃に用いたり、蓄舎内に散布したりする場合、あるいは、液肥として用いる場合には、あらかじめ本発明の活性水を希釈しておくことで、活性水をむらなく散布したり、無駄なく使用することができる。
【００３３】
表１に示した活性水の組成は、製造条件によって多少のばらつきが生まれる。しかし、各組成の含有量が所定の範囲内であれば本発明の活性水の効果は保たれる。製造経験で得られた含有量の範囲を表２に示す。各イオンの含有量がこの範囲よりも少ないと、家畜の好む嗜好範囲からはずれ、活性水としての効果が薄れる。また、この範囲よりも多いと、液体が濁ったり着色したり沈殿を生じたりし、やはり、家畜の好む嗜好範囲から外れることになる。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
以上、本発明を一実施の形態に沿って説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、以上の説明では、原液を家畜の糞尿から固形物を除去したものとしたが、これは人の糞尿から固形物を除去したものであっても、人の糞尿と家畜の糞尿の混合物から固形物を除去したものであっても差し支えない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の活性水は、家畜の飲用として与えれば、家畜が好んでのみ、家畜に栄養を与えることができ、また、飼料に加えると食欲を増すことができる。しかも、家畜の糞尿の臭気を低減したり、飼料の長期保存を可能にしたりすることができる。
さらに蓄舎内の清掃や散布に用いると、悪臭をなくし、ハエなどの害虫の発生を抑えることができる。
また、液肥として散布すると作物の成長を促すことができるとともに、病害虫の発生を抑え、さらには、土壌を改良することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる活性水の製造装置の概念図である。
【符号の説明】
１        糞尿分離槽
２        素掘槽
３、４    培養槽
５        醗酵槽
６        仕上槽
７、８    熟成槽
９、１０  製品槽
１１      曝気装置
Ｐ１〜Ｐ９  ポンプ
【図１】
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