(57)【要約】【課題】長期間に亙り通気性を確保でき、しかも醗酵によって十分に発熱させて、有機廃棄物を堆肥化できる方法を提供する。【解決手段】有機廃棄物を平均細孔径が０．０１μｍ以下の多孔質アルミニウム酸化物粒子と混合し、醗酵させる。多孔質アルミニウム酸化物粒子はアルミニウムを主成分とする金属の酸化物、例えばアルミナの粒子であり、粒子径は１〜３０ｍｍであり、堆肥化促進材として有用である。有機廃棄物の乾燥質量１００質量部あたり２０〜３００質量部使用する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機廃棄物を平均細孔径が０．０１μｍ以下の多孔質アルミニウム酸化物粒子と混合し、醗酵させることを特徴とする有機廃棄物の堆肥化方法。
【請求項２】
多孔質アルミニウム酸化物粒子の粒子径が１ｍｍ以上３０ｍｍ以下である請求項１に記載の堆肥化方法。
【請求項３】
多孔質アルミニウム酸化物粒子の使用量が、有機廃棄物の乾燥質量１００質量部あたり２０質量部以上３００質量部以下である請求項１に記載の堆肥化方法。
【請求項４】
平均細孔径が０．０１μｍ以下の多孔質アルミニウム酸化物粒子である堆肥化促進材。
【請求項５】
粒子径が１ｍｍ以上３０ｍｍ以下である請求項４に記載の堆肥化促進材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機廃棄物の堆肥化方法および堆肥化促進材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
畜糞、食品残渣、野菜屑、活性汚泥などの有機廃棄物をバクテリアで醗酵させて堆肥化する方法として、有機廃棄物を大鋸屑（おがくず）、ウッドチップ、籾殻（もみがら）などの植物性堆肥化促進材と混合する方法が知られている。かかる方法によれば、植物性堆肥化促進材によって通気性を確保しつつ、植物性堆肥化促進材の表面に生息する好気性微生物によって、発熱を伴いながら、有機廃棄物が醗酵して堆肥化される。好気性微生物による醗酵には、混合物を３５℃〜８０℃程度の温度に維持することが望ましいが、多くの場合、醗酵に伴う発熱によって、かかる温度を維持することができる。
【０００３】
ところが、植物性堆肥化促進材を用いる方法では、堆肥化促進材も醗酵してしまって、長期間に亙り通気性を確保することが困難であった。通気性を確保できないと、好気性微生物の活性が低下して、有機廃棄物を十分に醗酵させることが困難となる。
【０００４】
かかる問題を解決するものとして、特許文献１（特開平１１−１９２４７３号公報）には、堆肥化促進材として孔径０．１〜１０μｍの孔を有する多孔質の活性アルミナ粉末を用いて有機廃棄物を醗酵させ、堆肥化する方法が開示されている。活性アルミナ粉末は醗酵することがないので、かかる方法によれば、長期間に亙って混合物の通気性を確保することができる。
【０００５】
しかし、かかる従来の活性アルミナ粉末を用いる方法では、醗酵による発熱が少ないという問題があった。醗酵による発熱が少ないと、混合物の温度を３５℃以上に維持するために外部から多くの熱を供給する必要があり、不経済である。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１９２４７３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者は、長期間に亙り通気性を確保でき、しかも有機廃棄物を十分な発熱量で醗酵させて堆肥化させ得る方法を開発するべく鋭意検討した結果、平均細孔径が０．０１μｍ以下の多孔質アルミニウム酸化物粒子を堆肥化促進材として用いれば、長期間に亙って通気性を確保でき、また醗酵による発熱も大きいことを見出し、本発明に至った。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、有機廃棄物を平均細孔径が０．０１μｍ以下の多孔質アルミニウム酸化物粒子と混合し、醗酵させることを特徴とする有機廃棄物の堆肥化方法を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の堆肥化方法によって堆肥化される有機廃棄物としては、例えば牛糞、豚糞、馬糞などの畜糞が挙げられる。食品加工の際に生ずる野菜屑、果実屑、魚あら、残飯などの食品加工残渣も挙げられる。農地で野菜などを収穫する際に生ずる野菜屑なども挙げられる。また下水処理設備などで生ずる活性汚泥も挙げられる。かかる有機廃棄物は、堆肥化促進材と混合することなく、そのまま堆積しておくだけでも自ら醗酵し、堆肥化が進行することもあるが、本発明の方法で堆肥化される有機廃棄物は、全く堆肥化が進行していない未堆肥化物の状態であってもよいし、堆肥化が進行しているが、完全には堆肥化されていない未熟成の堆肥化未熟成物の状態であってもよい。
【００１０】
本発明の堆肥化方法は、かかる有機廃棄物を多孔質アルミニウム酸化物粒子と混合する。多孔質アルミニウム酸化物粒子は、例えばアルミニウムを主成分とする金属の酸化物、具体的にはアルミナ（酸化アルミニウム）のほか、金属換算でアルミニウムを５０質量％以上含む酸化物の粒子が挙げられる。酸化物の金属成分としては、アルミニウムの他に、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属、鉄、マンガンなどの遷移金属、シリコンなどが挙げられる。かかるアルミニウム酸化物は断熱性である。
【００１１】
かかる多孔質アルミニウム酸化物粒子は多孔質であり、その平均細孔径は０．０１μｍ以下である。平均細孔径が０．０１μｍを超えると、醗酵による発熱が十分とはならない傾向にあり、好ましくは０．００５μｍ以下である。また、平均細孔径が０．０００１μｍ未満であると、入手が困難となる傾向にあり、０．０００１μｍ以上、さらには０．００１μｍ以上であることが好ましい。多孔質アルミニウム酸化物粒子の細孔容積は通常０．２ｃｍ３／ｇ以上１．０ｃｍ３／ｇ以下程度である。
【００１２】
多孔質アルミニウム酸化物粒子の粒子径は、通常１ｍｍ以上３０ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。１ｍｍ未満では、堆肥化した後の混合物から多孔質アルミニウム酸化物粒子を分離して回収することが困難となったり、通気性を確保することが困難となって十分に発熱しないおそれがある。また３０ｍｍを超えると、取扱いが困難となる傾向にある。
【００１３】
本発明の堆肥化方法において、かかる多孔質アルミニウム酸化物粒子は、堆肥化促進材として用いられる。この堆肥化促進材は、平均細孔径が０．０１μｍ以下の多孔質アルミニウム酸化物粒子である。
【００１４】
多孔質アルミニウム酸化物粒子の使用量は、有機廃棄物の乾燥質量１００質量部あたり通常２０質量部以上３００質量部以下程度、好ましくは３０質量部以上２００質量部以下程度である。２０質量部未満であると、十分に醗酵しない傾向にある。また３００質量部を超えて用いてもよいが、それに見合った効果が得られず、経済的に不利であるばかりか、有機廃棄物に対する多孔質アルミニウム酸化物粒子の使用量が多くなって、容積効率の点で不利である。
【００１５】
有機廃棄物を多孔質アルミニウム酸化物粒子と混合する方法は特に限定されないが、例えば大量の有機廃棄物を多孔質アルミニウム酸化物粒子と混合するには、回転ドラム内に有機廃棄物および多孔質アルミニウム酸化物粒子を投入し、この回転ドラムを回転させればよい。回転ドラムを回転させることで、その中に投入された有機廃棄物および多孔質アルミニウム酸化物粒子を混合することができる。混合することで、有機廃棄物に生息している好気性微生物、具体的にはバクテリア（細菌）、糸状菌、放線菌などにより有機廃棄物を醗酵させることができる。
【００１６】
本発明の堆肥化方法では、大鋸屑、ウッドチップ、籾殻などの植物性堆肥化促進材を併用してもよい。植物性堆肥化促進材の表面には、より多くの微生物が生息しているので、堆肥化を促進することができる。植物性堆肥化促進材は、多孔質アルミニウム酸化物粒子と共に有機廃棄物と混合される。
【００１７】
混合後、醗酵の初期、具体的には醗酵による発熱量が比較的多い間は、連続的に攪拌することが好ましい。その後、醗酵による発熱が少なくなると、１日〜１週間程度の間隔を空けて攪拌することが、好ましい。静置したままであると、混合物の内部まで新鮮な空気が供給されず、好気性の微生物の活性が損なわれて、十分に醗酵しないか、醗酵に長期間を要する傾向にある。また頻繁に攪拌すると、却って微生物の活性が低下して、醗酵に長時間を要するおそれがある。
【００１８】
醗酵は通常、有機廃棄物と多孔質アルミニウム酸化物粒子との混合後の混合物に空気を導入しながら行われる。空気は、自然換気によって導入されてもよいが、用いた多孔質アルミニウム酸化物粒子１ｋｇあたり大気圧換算で通常０．４ｄｍ３／分以上の通気量で空気を混合物に供給して導入してもよい。
【００１９】
醗酵は通常、水の存在下に行われる。水の存在量は、有機廃棄物および多孔質アルミニウム酸化物粒子の混合物中の水分量が質量分率で通常３０％以上７０％以下、好ましくは４０％以上６０％以下程度である。有機廃棄物には通常、水分が含まれているので、上記水分はかかる有機廃棄物に含まれている水分で賄われてもよいが、有機廃棄物に含まれる水分が少ない場合や、醗酵中の発熱によって、水分が蒸発し失われた場合になどには、水分量が上記範囲となるように、適宜水分を補給すればよい。
【００２０】
醗酵温度は通常３５℃以上８０℃以下である。３５℃未満であったり、８０℃を超えると、微生物の活性が低下して十分に醗酵しないおそれがあり、８０℃を超えると有機廃棄物が過剰に乾燥してしまうおそれがあり、さらには自然発火に到る可能性もある。本発明の方法では、醗酵による発熱が十分であるので、外部からの熱の供給量が少なくても、混合物の温度を容易に３５℃以上に保つことができる。有機廃棄物の種類、量、多孔質アルミニウム酸化物粒子の使用量、水分量、通気量などによっては、醗酵による発熱だけで３５℃以上に保つことができない場合もあるが、かかる場合には外部から熱を供給すればよい。また醗酵による発熱だけで８０℃を超える場合には、冷却して、混合物の温度を上記温度範囲に保てばよい。
【００２１】
かくして有機廃棄物を醗酵させて堆肥化することができるが、堆肥化に要する期間は通常１月〜２年程度である。
【００２２】
堆肥化した後の混合物には、有機廃棄物が堆肥化した堆肥化物のほか、用いた多孔質アルミニウム酸化物粒子が含まれるが、かかる混合物はそのままで、または乾燥して堆肥として農地などに散布して用いることができる。また、混合物に含まれる多孔質アルミニウム酸化物粒子は、堆肥化後の混合物を乾燥し、篩い分ける方法などの方法で堆肥化物から分離して回収することができる。回収された多孔質アルミニウム酸化物粒子は、再び本発明の堆肥化方法に用いることができる。多孔質アルミニウム酸化物粒子を分離した後の堆肥化物はそのまま堆肥として農地などに散布することができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の堆肥化方法によれば、長期間に亙り通気性を確保しながら有機廃棄物を醗酵させ、堆肥化することができる。また、醗酵による発熱が十分であるので、混合物の温度を維持するために外部から供給する熱量を削減して、経済的に有機廃棄物を堆肥化することができる。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されるものではない。
【００２５】
実施例１
平均細孔径約０．００８μｍ、細孔容積０．４３ｃｍ３／ｇ、粒子径は４．０ｍｍ〜６．７ｍｍのアルミナ粒子８０ｇ（容積は１００ｃｍ３）に水を加えたのち、冷却し、次いで牛糞堆肥未熟成物（牛糞をそのまま１月間堆積した未熟成物）５００ｇ（容積は４００ｃｍ３）と混合し、さらに水を加えて、混合物中の水分含有量を質量分率で４０％に調整した。この混合物（２）を、図１に示すように、ステンレス製の保温瓶（１）（容積５００ｃｍ３）に入れ、蓋（１１）をし、この保温瓶（１）を３０℃の恒温槽（３）内に設置した。保温瓶（１）には、底部まで挿入したガラス管（４）により毎分２０ｃｍ３の流通量で空気（大気圧、常温）を供給し、上部から別のガラス管（５）で排気して、通気を行った。
【００２６】
通気開始から２５時間経過した後、２２時間の間０．５時間ごとに混合物の温度を測定したところ、混合物の平均温度（醗酵温度）は、３８．１℃であった。
【００２７】
混合物を２日〜３日に１回の頻度で攪拌して、３月間醗酵させることで、牛糞堆肥未熟成物を堆肥化させることができる。堆肥化された後の混合物から、篩い分けすることで、活性アルミナ粉末を回収することができる。上記で用いた活性アルミナ粉末に代えて、回収された活性アルミナ粉末を用いる以外は、上記と同様に操作することで、牛糞堆肥未熟成物を堆肥化して、牛糞堆肥化物を得ることができる。
【００２８】
比較例１
アルミナ粒子を用いない以外は実施例１と同様に操作したところ、平均温度（醗酵温度）は３３．８℃であった。
【００２９】
比較例２
実施例１で用いたアルミナ粒子に代えて、平均細孔径０．４μｍ、細孔容積０．５０ｃｍ３／ｇ、粒子径は４．６ｍｍ〜６．７ｍｍのアルミナ粒子７０ｇ（容積は１００ｃｍ３）を用いる以外は実施例１と同様に操作したところ、平均温度（醗酵温度）は３５．５℃であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で用いた醗酵装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１：ステンレス製保温瓶      １１：蓋
２：混合物
３：恒温槽
４、５：ガラス管
【図１】
2004250261.tif 000002