(57)【要約】【課題】メタン発酵汚泥中の成分を肥料として有効利用することができるメタン発酵汚泥の液肥化方法を提供する。【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、液肥を大気開放した水深の浅い流路７において硝化菌を保持した担体８とともに大気に露出させて空気中の酸素を担体８および液肥に取り込み、取り込んだ酸素で液肥中の酸素濃度を富裕化するとともに硝化作用を促進して液肥成分を改質する。【選択図】　　図１
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【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大気開放した水深の浅い流路導き、この水路において硝化菌を保持した担体とともに大気に露出させて空気中の酸素を担体および液肥原料に取り込み、取り込んだ酸素で液肥原料中の酸素濃度を富裕化するとともに硝化作用を促進して液肥成分を改質することを特徴とするメタン発酵汚泥を原料とする肥料製造方法。
【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、調整した液肥原料を大気開放した水深の浅い流路において硝化菌を保持した担体とともに大気に露出させて空気中の酸素を担体および液肥原料に取り込み、取り込んだ酸素で液肥原料中の酸素濃度を富裕化するとともに硝化作用を促進して液肥成分を改質することを特徴とするメタン発酵汚泥を原料とする肥料製造方法。
【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を原料とする肥料製造方法に関し、有機性廃棄物のメタン発酵汚泥を栽培に液肥として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をメタン発酵させて糞尿の減量化を行うとともに発生するバイオガスを発電に利用する技術があり、メタン発酵汚泥は成分調整して河川等に廃棄するか、コンポスト化して農地還元している。
【０００５】
また、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肥料として利用するものがある。
【０００６】
しかし、浮遊物質（ＳＳ）の多い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おらず、メタン発酵汚泥を直接に養液栽培に利用し、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変えると、硝化菌による硝化作用によって養液中の酸素が消費される。栽培植物は根に供給する酸素が不足すると根の褐変、枯死を起こす。
【０００７】
本発明は上記した課題を解決するものであり、メタン発酵汚泥中の成分を肥料として有効利用することができるメタン発酵汚泥を原料とする肥料製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【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を原料とする肥料製造方法は、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を大気開放した水深の浅い流路導き、この水路において硝化菌を保持した担体とともに大気に露出させて空気中の酸素を担体および液肥原料に取り込み、取り込んだ酸素で液肥原料中の酸素濃度を富裕化するとともに硝化作用を促進して液肥成分を改質するものである。
【０００９】
上記した構成により、大気開放した水深の浅い流路において硝化菌を保持した担体とともに液肥を大気に露出させることで、曝気設備における曝気に比べて多くの酸素を空気中から担体および液肥に取り込むことができ、担体および液肥に取り込んだ酸素により、液肥中の酸素濃度を富裕化して栽培植物の根に十分な酸素を供給するとともに、硝化作用を促進してアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変えて液肥成分を改質して栽培植物の生育性を高めることができる。
【００１０】
請求項２に係る本発明のメタン発酵汚泥を原料とする肥料製造方法は、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、調整した液肥原料を大気開放した水深の浅い流路において硝化菌を保持した担体とともに大気に露出させて空気中の酸素を担体および液肥原料に取り込み、取り込んだ酸素で液肥原料中の酸素濃度を富裕化するとともに硝化作用を促進して液肥成分を改質するものである。
【００１１】
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る。
【００１２】
さらに、大気開放した水深の浅い流路において硝化菌を保持した担体とともに液肥を大気に露出させることで、曝気設備における曝気に比べて多くの酸素を空気中から担体および液肥に取り込むことができ、担体および液肥に取り込んだ酸素により、液肥中の酸素濃度を富裕化して栽培植物の根に十分な酸素を供給するとともに、硝化作用を促進してアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変えて液肥成分を改質して栽培植物の生育性を高めることができる。
【００１３】
【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。
【００１４】
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路地栽培の植物に施肥する。
【００１５】
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する。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。
【００１６】
成分調整槽２の液肥原料は循環系６を有する大気開放した水深の浅い平坦な流路７において硝化菌を保持した担体８とともに循環させて大気に露出させる。この操作により、曝気設備における曝気に比べて多くの酸素を空気中から担体および液肥原料に取り込むことができる。担体および液肥原料に取り込んだ酸素により、液肥中の酸素濃度を富裕化して栽培植物の根に供給する十分な酸素を確保でき、硝化作用を促進してアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変えて液肥成分を改質できる。
【００１７】
硝化菌を保持する担体８としては、硝化菌が増殖しやすい環境条件を適える機能をもち、保水性、通気性に優れたものが良く、ポリウレタン、ロックウール等が好ましい。
【００１８】
成分調整した成分調整槽２の液肥は栽培施設９において養液栽培の養液として供給しても良く、路地栽培の追肥として施肥しても良い。
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へ導入したが、メタン発酵汚泥、膜分離液、脱水ろ液は単独で、あるいはメタン発酵汚泥と膜分離液を組み合わせたもの、メタン発酵汚泥と脱水ろ液を組み合わせたもの、膜分離液と脱水ろ液を組み合わせたものの何れかを循環系６を有する大気開放した水深の浅い平坦な流路７において硝化菌を保持した担体８とともに循環させて大気に露出させても良い。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、水深の浅い流路において硝化菌を保持した担体とともに液肥を大気に露出させて多くの酸素を空気中から担体および液肥に取り込んで液肥中の酸素濃度を富裕化することで、栽培植物の根に十分な酸素を供給するとともに、硝化作用を促進してアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変えて液肥成分を改質して栽培植物の生育性を高めることができる。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。
【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。
【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　　循環系
７　　流路
８　　担体
９　　栽培施設
【図１】
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