(57)【要約】【課題】エネルギーコストを極力低減して畜産廃棄物の固液分離を行うことで、処理に困っている畜産廃棄物を有効活用し、畜産廃棄物の堆肥化以外の有効で現実的な利用法を実現させる畜産廃棄物を利用した繊維集合体を提供する。【解決手段】少なくとも繊維質２ａを含む畜産廃棄物２と水Ｗとの混濁液（スラリー）７を、脱水および乾燥することにより前記繊維質２ａを互いに絡ませて固体化させてなる。【選択図】　　　図１
2004049997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも繊維質を含む畜産廃棄物と水との混濁液を、脱水および乾燥することにより前記繊維質を互いに絡ませて固体化させてなることを特徴とする畜産廃棄物を利用した繊維集合体。
【請求項２】
少なくとも繊維質を含む畜産廃棄物と生石灰と水との混濁液を、脱水および乾燥することにより前記繊維質を互いに絡ませて固体化させてなることを特徴とする畜産廃棄物を利用した繊維集合体。
【請求項３】
前記混濁液に含まれる繊維質を３〜２０重量％としたことを特徴とする請求項１または２に記載の畜産廃棄物を利用した繊維集合体。
【請求項４】
前記繊維質として、２０〜８０重量％のパルプ繊維を含有してなる請求項１〜３の何れかに記載の畜産廃棄物を利用した繊維集合体。
【請求項５】
前記パルプ繊維の５０〜１００重量％を古紙のパルプ繊維とする請求項４に記載の畜産廃棄物を利用した繊維集合体。
【請求項６】
その形状が板状である請求項１〜５の何れかに記載の畜産廃棄物を利用した繊維集合体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、畜産廃棄物を利用した繊維集合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、牛糞などの畜産廃棄物の処理を的確に行うことが課題となっているが、一般的に、家畜の糞は発酵させてこれを堆肥化することで、農地還元資材として再利用することによる処理がほとんどであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、農業地の減少や、減反などによって絶対的な堆肥の必要量が減少しており、堆肥化だけではその処理を十分に行うことができなかった。
【０００４】
このため、畜産業者は余剰の牛糞などの畜産廃棄物を、牛舎付近に野積みにしていたが、降水などにより溶出する状況が生じていた。そして、廃棄物処理法の改正によって一切の野積みが厳禁されることとなり、畜産廃棄物の処理に困難を極めている実情がある。
【０００５】
本発明は上述の実情を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、エネルギーコストを極力低減して畜産廃棄物の固液分離を行うことで、処理に困っている畜産廃棄物を有効活用し、畜産廃棄物の堆肥化以外の有効で現実的な利用法を実現させる畜産廃棄物を利用した繊維集合体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１発明の畜産廃棄物を利用した繊維集合体は、少なくとも繊維質を含む畜産廃棄物と水との混濁液を、脱水および乾燥することにより前記繊維質を互いに絡ませて固体化させてなることを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
すなわち、家畜の糞を含む畜産廃棄物は、これを水に分散させて攪拌し脱水するという比較的簡単でエネルギーがさほどかからない処理によって畜産廃棄物の固液分離を行うことができ、固形成分が繊維質の集積物であることから、残った繊維を集積するだけで、繊維質を互いに絡ませてこれを固体化させて繊維集合体とすることができる。
【０００８】
また、形成された繊維集合体は、固体化して取扱が容易となるだけでなく、水による分散および攪拌の過程で脱臭することができ、不快な臭いを無くすことができる。したがって、この繊維質を用いて製紙（または板状体および固まり）の製造を行えば、有効な用途が開発できる。
【０００９】
固体化された繊維集合体は、高密度に集積することでマルチング材として利用できると共に、この繊維集合体を解すことで緑化工事用の植物育成基板材として使用することも可能である。つまり、現在処理が行き詰まっている畜産廃棄物を有用な形で、大量に処理できる。また、本発明による繊維集合体は、その役目が終了する頃には腐蝕して、確実に土壌に還元され、環境への負荷が極めて少なくなる。なお、脱水および乾燥を２回繰り返すことで、これを完全に脱臭できるので、繊維集合体をさらに用いやすくなる。
【００１０】
第２発明の畜産廃棄物を利用した繊維集合体は、少なくとも繊維質を含む畜産廃棄物と生石灰と水との混濁液を、脱水および乾燥することにより前記繊維質を互いに絡ませて固体化させてなることを特徴としている（請求項２）。
【００１１】
すなわち、生石灰を混合することにより、繊維集合体を加熱させることができ、その臭い成分を飛ばすことができる。つまり、形成される繊維集合体の脱臭効果を得ることができるので、形成される繊維集合体が扱いやすくなる。
【００１２】
前記混濁液に含まれる繊維質を３〜２０重量％とした場合（請求項３）には、混濁液に含まれる繊維質を成形しやすくなる。３重量％未満では繊維量が不足して成形が難しく、２０重量％を越えると繊維が均一に分散できず不均一な形状となる。なお、均一な板状の繊維集合体を得るには４〜８重量％が望ましい。
【００１３】
前記繊維質として、２０〜８０重量％のパルプ繊維を含有してなる場合（請求項４）には、密度の高い繊維集合体を得ることができ、その形を変えることで、マルチング材や、苗木育苗用ポットとして使用できる。また、繊維集合体の形状を一旦板状に形成した後に、マルチング材や、苗木育苗用ポットの形にプレス成形するための原紙などに使用することも可能である。
【００１４】
前記パルプ繊維の５０〜１００重量％を古紙のパルプ繊維とする場合（請求項５）には、古紙のパルプ繊維を可能な限り多くすることにより、リサイクル資材の有効活用となり好ましい。
【００１５】
その形状が板状である場合（請求項６）には、様々な用途で使用しやすい厚さや密度になるように容易に形成できると共に、運搬が容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図を参照しながら説明する。図１は畜産廃棄物を利用した繊維集合体を製造する製造ライン１の一例を示すものである。図１において、２は牛舎から排出された糞尿などの少なくとも繊維質２ａを含む畜産廃棄物、３はこの畜産廃棄物２に混合するパルプ繊維、４は必要に応じて畜産廃棄物２およびパルプ繊維３と共に混合される生石灰（ＣａＯ）、５は給水口である。
【００１７】
６は前記各原料２〜４を集めて混合・攪拌して混濁液（スラリー）７を生成するための畜産廃棄物の貯留槽、８はこの貯留槽６におけるスラリー７の混合・攪拌を行なう攪拌器、９は十分に攪拌されたスラリー７をポンプ９ａなどによって導出する配管である。
【００１８】
１０は配管９を介して供給されるスラリー７を受けるホッパー、１１はホッパー１０の下端から供給されるスラリー７を均一な厚みの板状体になるように搬送する網型コンベア、１２はこの網型コンベア１１の裏面側に位置して網型コンベア１１上のスラリー７から水分を主体とする排液を吸引するための吸引ガイド、１３は吸引ポンプ、１４は吸引した排液を貯留する排液貯留槽、１５，１６は網型コンベア１１上のスラリー７を圧搾して板状体７ａを形成するための圧搾ローラ、１７は圧搾して水分が抜けた板状体７ａをさらに加熱して乾燥するための熱ローラ、１８は加熱して乾燥させた繊維集合体Ａをガイドするガイドローラ、１９は繊維集合体Ａを巻取る巻取装置である。
【００１９】
前記各部１０〜１７は前記スラリー７を吸引または圧搾などの手段によって繊維質２ａからなる繊維集合体Ａと、排液７ｂとに分離するためのスラリーセパレータ２０として機能する。
【００２０】
前記製造ライン１を用いて繊維集合体Ａを形成する場合には、主に牛糞固形物からなる畜産廃棄物２と水Ｗを貯留槽６内に集めて攪拌することで糞尿による板状体製造用スラリー７を生成する。スラリー７の構成は、例えば、水５Ｌに、畜産廃棄物２が５０〜１００ｇ、粉砕古紙などのパルプ繊維３を１００〜２００ｇ程度溶解してなる。
【００２１】
ここで、畜産廃棄物２を水Ｗによって溶解することにより、臭いの原因となる水溶性の排液７ｂと非水溶性の繊維質２ａ（固形成分）とを極めて容易に、かつ多大なエネルギーを消費することなく分離できる。そして、続く行程によって繊維質２ａだけを繊維集合体Ａに形成することができるので、繊維集合体Ａには不快な臭いが残ることはない。
【００２２】
また、貯留槽６内の混合攪拌の過程において、生石灰４を混入した場合には、これが水Ｗと反応して熱を発生し、臭いを飛ばすことで脱臭をより完全に行うことができる。なお、ここで板状体７ａ，排液７ｂに混入した生石灰は土壌改良材にもなりうる。
【００２３】
加えて、後続する各行程をスムーズに行うため、および、繊維集合体Ａの品質の向上のために、畜産廃棄物２にロジン或いはロジン石鹸液などのサイジング材を添加したり、カオリン、タルクなどの目止剤等を添加してもよい。または、繊維量に対して１〜３重量％程度の生分解性の糊材として生分解性樹脂エマルジョンやデンプンなどを添加してもよい。さらに、前記貯留槽６に集められた畜産廃棄物２に消臭剤を加えて消臭することも可能である。
【００２４】
前記スラリー７は貯留槽６内で例えば幾らかのサンプルを採取してその繊維量を測定することで、これが例えば４〜８重量％の範囲になるように水Ｗを追加することにより良好な繊維集合体Ａを形成することができる。なお、スラリー７に含まれる繊維質２ａの量は３〜２０重量％である必要があり、繊維質２ａの量が３重量％未満である場合は、繊維量が不足するために後続する行程で板状に成形不能であり、２０重量％を越えると繊維が均一に分散できずに、不均一な繊維集合体Ａとなるので適切でない。
【００２５】
また、繊維質２ａとして粉砕古紙などのパルプ繊維３を混合することで、密度の高い繊維集合体Ａを形成することが可能であり、この密度が高い場合には、マルチング材や苗木育苗用ポットをプレス形成するための原紙として繊維集合体Ａを用いることができる。しかしながら、スラリー７に含まれるパルプ繊維３の量は全繊維質の８０重量％程度に抑えることが、余剰している畜産廃棄物２の処理を行なうために望ましい。他方、パルプ繊維３の量は全繊維質の２０重量％に満たない場合はパルプ繊維３を混入したことによる十分の効果を期待することはできない。
【００２６】
加えて、前記パルプ繊維３の５０〜１００重量％は古紙のパルプ繊維であることが望ましい。すなわち、古紙のパルプ繊維をできるかぎり多くすることで、リサイクル資源の有効な活用を行うことができる。なお、繊維集合体Ａとして再利用する場合には、古紙の見栄えを良くするための漂白を行うなど、種々の前処理を全く必要としていないので、資源のリサイクルを低い環境負荷で行うことができる。
【００２７】
前記スラリー７はポンプ９ａなどでスラリーセパレータ２０のホッパー１０内に投入され、このホッパー１０の排出ローラ１０ａなどによって所定量づつ網型コンベア１１上に堆積し、例えば１ｍｍ程度の目合いを有する網型コンベアによって濾過される。前記スラリーセパレータ２０は、吸引ガイド１２と吸引ポンプ１３による吸引によって、有機物の水溶液および前記目合いよりも粒子の小さい固体やゲルなどからなる排液７ｂを分離する吸引分離部と、互いに逆回転する２本の圧搾ローラ１５と、もう一対の圧搾ローラ１６と、熱ローラ１７とを有する。
【００２８】
そして、網型コンベア１１の上に散布または吹きつけられて堆積させたスラリー７は網型コンベア１１の網目によって濾過されて、排液７ｂが排液貯留槽１４に蓄積され、繊維質２ａだけが網型コンベア１１の上に残される。さらに、網型コンベア１１による搬送に伴ってこの圧搾ローラ１５の間にスラリー７を投入すると、約７０重量％水分を含む藁などの繊維質２ａからなる板状体７ａと、水Ｗおよび畜産廃棄物２に含まれる尿その他の水溶性の有機化合物（すなわち排液７ｂ）とに分離される。
【００２９】
なお、本実施例では詳細な説明を省略するが、前記板状体７ａをもう一度水洗いすることで、板状体７ａの臭いをさらに完全に取り除くようにしてもよい。また、水洗いの代わりに、生石灰（ＣａＯ）を混合することにより、さらに確実に臭い成分を飛ばすことも可能である。
【００３０】
ついで、圧搾ローラ１６によってさらに水分を搾り取る。また、圧搾して板状になった板状体をこの網型コンベア１１の回転方向の先に設けた別の熱ローラ１７に送り、この熱ローラ１７で乾燥させて板状体を得ることができ、水分がほとんど含まれていない凝集された繊維集合体Ａを得ることができる。形成された繊維集合体Ａは巻取装置１９によって巻き取られることにより搬送が容易となり、さらに扱いやすくなる。
【００３１】
図２は生成された繊維集合体Ａの利用例を示す斜視図である。図２において２１は繊維集合体Ａに適宜の間隔をおいて形成した切り込みである。２２は施工対象となる土壌、２３はこの土壌に植えられた植物の苗である。
【００３２】
本例のように、繊維集合体Ａを用いて土壌２２の表面を被覆するように配置することで、土壌２２を雨などによるエロージョンや雑草の抑制および地表面の乾燥から守ることができ、苗２３の安定した成育を助けることができる。また、繊維集合体Ａが長期間にわたって永続的に板状の形を保つことはなく、苗２３が土壌２２に根を張ってある程度大きくなるころにはその役割を終えて腐蝕し、何れは完全に分解されて自然の循環系に帰るので環境への負荷が極めて少なくなる。
【００３３】
なお、前記繊維集合体Ａはそのまま、地表面を覆うように敷設されることに限定されるものではない。すなわち、板状に形成された繊維集合体Ａは例えばプレス成形などによってマルチング材や、苗木育苗用のポットを形成するための原紙として用いることも可能である。とくに、苗木育苗用のポットを繊維集合体Ａによって形成した場合には、この苗木育苗用のポットを用いて苗木を育成して苗木がある程度成長した段階で、苗木育苗用のポットごと、地表面に植えることも可能であり、地表面の緑化にかかる手間を少なくできる。苗木育苗用ポット等、容器状の繊維集合体を形成する場合には、１０ａから排出されるスラリーを容器状の形（雌型）に投入して雄型プレス（好ましくは熱プレス）で形成すると共に脱水乾燥する方法が採られる。
【００３４】
さらには、形成された繊維集合体Ａを緑化用の種子・肥料の担体として用いたり、一旦形成された繊維集合体Ａを解して、これを吹付け材として用いることも可能である。
【００３５】
何れにしても、従来は処理に困っていた畜産廃棄物２を有効に活用して、大量に処理することができる。
【００３６】
一方、前記排液貯留槽１４に集められる排液７ｂは例えば、土壌２２に植えられた苗２３等の植物の肥料（液肥）として利用することができる。
【００３７】
図３は本発明の繊維集合体Ａを製造するための別のライン１’の構成を示す図である。図３において、図１と異なる点は配管９の途中に叩解機（ビーター）２５を設けている点にある。なお、その外の部分は図１に示した例とほゞ同じであるから、その詳細な説明を省略する。
【００３８】
本例のように、畜産廃棄物２に含まれる繊維質２ａのみを取出し、この繊維質２ａに水を分散させて生成したスラリー７を、これに含まれる繊維質２ａを叩き解す叩解機（ビーター）２５に投入することにより、畜産廃棄物２中の繊維を製板原料として調整することができる。すなわち、畜産廃棄物２に含まれる繊維質２ａを叩解することにより、繊維の絡みつきが良好となる。例えば、牛糞中の繊維の長さは、１〜２ｃｍであり、この程度の長さであれば、そのままスラリーセパレータ２０によって抄紙することが可能であるが、叩解行程を加えることにより、抄紙をより確実に行うことができる。
【００３９】
なお、本例の場合、畜産廃棄物２に混在する家畜の飼料としての藁などの粗大夾雑物を、畜産廃棄物２を貯留槽６内に投入する前の段階またはスラリー７として分散させた状態で取り除くことが望ましい。なお、粗大夾雑物を取り除く方法は目合いの粗い網などを用いて行うことなど、種々の方法が考えられる。
【００４０】
なお、上述した各実施例では、畜産廃棄物を利用した繊維集合体の一例として板状に形成された繊維集合体Ａを例示しており、繊維集合体Ａが板状であることによって取扱が容易となるが、本発明は繊維集合体Ａの形状が板状であることに限定するものではない。すなわち、繊維集合体Ａを積層して任意の形状のブロック状に形成してもよい。さらには、繊維集合体Ａを最初から苗木育苗用ポットなどの独特の形状に成形してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したような構成からなる本発明によって、現在処理が行き詰まっている畜産廃棄物の処理を有用な形で、大量に行なうことができる。また、繊維集合体はその役目が終了する頃には、腐蝕して、確実に土壌に還元されるので、環境への負荷を極めて少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の畜産廃棄物を利用した繊維集合体の製造ラインの一例の構成を示す図である。
【図２】本発明の繊維集合体の構成の構成および利用方法を説明する図である。
【図３】前記繊維集合体の別の製造ラインの構成を示す図である。
【符号の説明】
１，１’…繊維集合体の製造ライン、２…畜産廃棄物、２ａ…繊維質、３…パルプ繊維、４…生石灰、７…混濁液（スラリー）、Ａ…繊維集合体、Ｗ…水。
【図１】
2004049997.tif 000003
【図２】
2004049997.tif 000004
【図３】
2004049997.tif 000005