(57)【要約】【課題】炭化家畜糞を有効利用し、悪臭成分の除去に有利な脱臭剤、脱臭方法、脱臭剤の使用方法、脱臭構造物を提供する。【解決手段】脱臭剤は、家畜糞を熱処理により炭化して形成された炭化鶏糞等の炭化家畜糞を主成分とすることを特徴とする。家畜糞を熱処理により炭化して形成された炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤を悪臭環境に設置して脱臭した後に、悪臭成分を担持した脱臭剤を肥料として再利用することを特徴とする。脱臭構造物は、家畜糞を熱処理により炭化して形成された炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤を、ブロック状、タイル状、シート状、パネル状のうちのいずれかの形態で固結させて形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
家畜糞を熱処理により炭化して形成された炭化家畜糞を主成分とすることを特徴とする脱臭剤。
【請求項２】
請求項１において、熱処理は、家畜糞を高温（４００〜１１００℃）でむし焼きすることにより行われることを特徴とする脱臭剤。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、家畜糞は鳥糞であることを特徴とする脱臭剤。
【請求項４】
家畜糞を熱処理により炭化して形成された炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤を悪臭環境に設置することを特徴とする脱臭方法。
【請求項５】
家畜糞を熱処理により炭化して形成された炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤を悪臭環境に設置して脱臭した後に、悪臭成分を担持した脱臭剤を肥料として再利用することを特徴とする脱臭剤の使用方法。
【請求項６】
家畜糞を熱処理により炭化して形成された炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤を、ブロック状、タイル状、シート状、パネル状のうちのいずれかの形態で固結させたことを特徴とする脱臭構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は脱臭剤、脱臭方法、脱臭剤の使用方法、脱臭構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人為的な活動等により、悪臭成分が発生し、環境問題を引き起こしている。近年、脱臭剤として、多数の細孔を有する活性炭が着目されている。活性炭は比表面積が大きいため、脱臭に有利である。また、従来、鶏糞を炭化させた炭化鶏糞を敷料として再利用する技術が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７６８６９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、炭化家畜糞を有効利用し、悪臭成分の除去に有利な脱臭剤、脱臭方法、脱臭剤の使用方法、脱臭構造物を提供することを課題とするにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
・本発明に係る脱臭剤は、家畜糞を熱処理により炭化して形成された炭化家畜糞を主成分とすることを特徴とするものである。
・本発明に係る脱臭方法は、家畜糞を熱処理により炭化して形成された炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤を悪臭環境に設置することを特徴とするものである。
・本発明に係る脱臭剤の使用方法は、家畜糞を熱処理により炭化して形成された炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤を悪臭環境に設置して脱臭した後に、悪臭成分を担持した脱臭剤を肥料として再利用することを特徴とするものである。
・本発明に係る脱臭構造物は、家畜糞を熱処理により炭化して形成された炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤を、ブロック状、タイル状、シート状、パネル状のうちのいずれかの形態で固結させたことを特徴とするものである。
【０００６】
鶏糞等の鳥糞に代表される家畜糞を熱処理により炭化させた炭化家畜糞は、多数の細孔を有する多孔質であり、悪臭成分を脱臭させることができる。また悪臭成分は肥料として機能し得るものも含まれている。また家畜糞自体も、窒素、リン、カリウム等の栄養成分を含む。従って家畜糞を熱処理により炭化させて形成された炭化家畜糞は、栄養成分を含む。このような栄養成分を含む炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤を脱臭剤として利用した後に、土壌等に設置（埋設、散布等）すれば、肥料として再利用を図ることもできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
熱処理は、一般的には、空気よりも低酸素状態で家畜糞を高温にむし焼き状態に加熱することにより行われる。加熱温度としては適宜選択でき、４００〜１１００℃、殊に４００〜９００℃、４００〜８００℃を例示できる。家畜糞としては鶏糞等の鳥糞が代表的なものであるが、場合によっては、牛糞、豚糞、馬糞等も挙げられる。脱臭剤は、家畜糞を熱処理で炭化させた炭化家畜糞を主成分とする。主成分とするとは、脱臭剤を重量比で１００％としたとき、炭化鶏糞等の炭化家畜糞を３０％以上含む意味である。従って脱臭剤は炭化家畜糞を重量比で５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、９０％以上含むことができる。脱臭剤は、脱臭剤を重量比で１００％としたとき、重量比で炭素を３０％以上含むことができる。また脱臭剤は、窒素成分、リン成分、カリウム成分、ナトリウム成分、マグネシウム成分、カルシウム成分、鉄成分、マンガン成分、亜鉛成分のうちの１種または２種以上を含むことができる。この場合、窒素成分、リン成分、カリウム成分、ナトリウム成分、マグネシウム成分、カルシウム成分、鉄成分、マンガン成分、亜鉛成分等の少なくとも１種または２種以上を含む液状物と炭化家畜糞とを後処理により接触させることにより、当該液状物を炭化家畜糞の細孔に含浸させ、上記した栄養成分を増量させることも必要に応じてできる。
【０００８】
脱臭剤の形態は粒状、粉末状、ペレット状等とすることができる。脱臭剤が粒状、粉末状、ペレット状等である場合には、そのサイズとして平均で１０μｍ〜５ｃｍ、２０μｍ〜１ｃｍ等を例示することができる。脱臭剤については、細孔の細孔容積としては、例えば０．１〜３０ｃｃ／ｇ、０．１〜１０ｃｃ／ｇ、０．２〜５ｃｃ／ｇ、０．２〜２ｃｃ／ｇ（水銀圧入法）とすることができ、比表面積としては例えば０．１〜１０００ｍ２／ｇ、０．５〜５００ｍ２／ｇ、１〜３００ｍ２／ｇ、１〜１００ｍ２／ｇ（水銀圧入法）とすることができるが、これらに限定されるものではないことは勿論である。本発明に係る脱臭構造物は、家畜糞を熱処理により炭化して形成された炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤を、ブロック状、タイル状、シート状、パネル状のうちのいずれかの形態で固結させたことを特徴とするものである。この場合、粉末状、ペレット状、粉末状等とされた炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤をバインダで固結させることが好ましい。
【０００９】
【実施例】
本発明の実施例１について比較例と共に説明する。炭化鶏糞を用意した。この炭化鶏糞は乾燥鶏糞のペレットを７００〜９００℃でむし焼きしたものであり、黒色を示し、平均サイズは１〜１５ｍｍである。まず、炭化鶏糞２５ｇを３００ｍｌ三角フラスコに装入した。更に重量で炭化鶏糞２５ｇと乾燥鶏糞２５ｇとを混合させた混合物を同様の三角フラスコに装入した。乾燥鶏糞２５ｇを同様の三角フラスコに装入した。そして各フラスコにパラフイルムを被着させて蓋をした。その後、各フラスコを４０℃恒温器内で所定時間（５分間）加温させた後、室温（２０℃）まで冷却した。その後、三角フラスコ内の臭気成分をガスクロマトグラフィー及びアンモニア検知管にて測定した。測定結果を表１に示す。表１に示すように、乾燥鶏糞から、アンモニア、メチルメルカプタン、硫化メチル、ニ硫化メチルがかなり高濃度で検出された。しかし炭化鶏糞からは、上記悪臭成分は検出されなかった。また炭化鶏糞と乾燥鶏糞との混合物から上記悪臭成分のうちアンモニアが検出されたが、その含有量は少なく、更にメチルメルカプタン、硫化メチル、ニ硫化メチルは検出されなかった。この試験結果に基づけば、炭化鶏糞は、悪臭成分であるアンモニア、メチルメルカプタン、硫化メチル、ニ硫化メチル等の悪臭成分を発生させることなく、これらの悪臭成分を除去することができ、脱臭剤として効果的であることがわかる。また悪臭を脱臭させた炭化鶏糞は、アンモニア等の窒素化合物、メチルメルカプタン、硫化メチル、ニ硫化メチル等の硫黄化合物といった肥料要素としても機能できる成分を担持していることが多いため、脱臭終了後においては肥料として使用することも期待できる。
【００１０】
【表１】
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【００１１】
【表２】
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【００１２】
更に実施例２として、図１に示すように、炭化鶏糞からなる脱臭剤をガラスウールを介して充填筒１００内に一定量充填した。そして充填筒１００の入口１００ａから、悪臭成分の濃度を調整した試料ガスをポンプ１０１により所定量（０．２リットル／ｍｉｎ）流し込み、充填筒１００内の炭化鶏糞からなる脱臭剤に通過させて脱臭し、充填筒１００の出口１００ｂから試料ガスを排出させ、拡散筒１０３にて脱臭後の試料ガスを定期的にサンプリングし、脱臭後の試料ガスのガス濃度を検出した。表２に示すように、硫化水素を含む脱臭前の試料ガスの硫化水素濃度は６．７１ｐｐｍとし、炭化鶏糞の重量は１５．８ｇとした。硫化メチルを含む脱臭前の試料ガスの硫化メチル濃度は３．９３ｐｐｍとし、炭化鶏糞の重量は１５．８ｇとした。二硫化メチルを含む脱臭前の試料ガスの二硫化メチル濃度は３．５２ｐｐｍとし、炭化鶏糞の重量は１５．８ｇとした。アンモニアを含む脱臭前の試料ガスのアンモニア濃度は２００ｐｐｍとし、炭化鶏糞の重量は１８．８ｇとした。
【００１３】
【表３】
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【００１４】
【表４】
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【００１５】
試験結果を表３に示す。表３に示すように、本実施例によれば、悪臭成分（硫化水素、硫化メチル、二硫化メチル、アンモニア）に対する脱臭効果が認められた。即ち、充填筒１００内に充填された炭化鶏糞からなる脱臭剤を試料ガスが通過した後には、試料ガス中の悪臭成分（硫化水素、硫化メチル、二硫化メチル、アンモニア）の濃度はかなり低くなっていた。特に、脱臭剤を通過した後における試料ガスの硫化水素の濃度は０ｐｐｍであった。但し硫化メチル、二硫化メチルについては、脱臭効果は認められるものの、時間経過と共にガス濃度が高くなる傾向が見られた。このように炭化鶏糞を主成分とする脱臭剤は、硫化水素の脱臭に特に有効であることがわかる。硫化水素は酸性を示すため、アルカリを示す炭化鶏糞との中和反応が影響しているものと推察される。
【００１６】
上記のように炭化鶏糞を主成分とする脱臭剤は、アンモニアである窒素化合物、メチルメルカプタン、硫化メチル、ニ硫化メチルの硫黄化合物といった肥料要素としても機能できる悪臭成分を吸着して含むため、脱臭終了後においては肥料として土壌に設置して使用することもできる。この場合、炭化鶏糞はアルカリ性を示すため、酸性土壌のｐＨ調整にも有利である。なお、表４は、脱臭処理に使用する前の炭化鶏糞を大気中で焼いて灰分とした状態における成分含有量を示す。表４に示すように炭化鶏糞は植物の栄養となり得る成分（リン、窒素、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、亜鉛等）を含有する。表４によれば、灰分を分析しているため、酸化物の形態で分析されているが、炭化鶏糞では各成分は必ずしも酸化物の形態で含有されているとは限らない。なお、表４に示す含有量の残部は、主として揮発分である水素や酸素、微量に硫黄、塩素等である。なお比較例として、活性炭を充填筒１００内の装填して脱臭試験を実施例２と同様に行ったところ、脱臭剤を通過した後における試料ガスについては、硫化水素、硫化メチル、二硫化メチル、アンモニアの濃度はすべて０ｐｐｍであった。活性炭は、炭化鶏糞に比較して比表面積がかなり大きいため、脱臭性能が高いが、炭化鶏糞と異なり、肥料となり得る成分を含まないため、脱臭処理後に肥料として使用するには適さない。
【００１７】
更に炭化鶏糞を主成分とする脱臭剤を脱臭終了後において肥料として土壌に埋設して使用する場合には、炭化鶏糞のアルカリ性を中和させるべく、酸性を示すｐＨ調整材と混合してｐＨを調整した混合物とした状態で、土壌に設置（埋設、散布を含む）して使用しても良い。ｐＨ調整材としては、有機性酸性資材であるピートモス等を例示できる。ピートモスは一般的にはｐＨ３．５〜４．０と酸性を示すため、アルカリ性を示す炭化鶏糞（ｐＨ９〜１２）と混合すると、その混合物のｐＨを下げることを期待できる。悪臭成分を吸着した炭化鶏糞を主成分とする脱臭剤は、アンモニア等の悪臭成分の影響で、脱臭前よりもアルカリ性が強くなるおそれがある。このため脱臭終了後の脱臭剤とｐＨ調整材との混合物を土壌に埋設、散布することは、特に有効である。
【００１８】
（製造例）
以下、本発明に係る炭化家畜糞の製造例の一例について図２を参照して説明する。炭化家畜糞はこの製造例に限定されるものではないことは勿論である。この炭化炉１は、上下方向に複数段に固定状態に設けられた複数個の乾留室２を有する炭化炉本体６と、複数段の乾留室２を同軸的またはほぼ同軸的に隣設され乾留室２の外側から包囲する横断面でリング形状をなす燃焼室３を形成する包囲壁４と、乾留室２に連通し乾留室２内で発生した乾留ガスを燃焼室３に案内して燃焼させる乾留ガス燃焼手段として機能するガスパイプ５と、燃焼室３のガスを燃焼室３外に排気する排気口８とを備えている。
【００１９】
燃焼室３から乾留室２への伝熱を考慮して、乾留室２は耐熱性及び高温耐食性をもつ壁２ｐで形成されている。上下複数段方向（Ｙ方向）の最上側の乾留室２には、原料が供給される原料供給口９０が設けられている。上下複数段方向（Ｙ方向）の最下側の乾留室２には、原料が炭化された後の炭化物が排出される炭化物排出口９１が設けられている。炭化物排出口９１から排出された炭化物は、スクリュー式の搬送装置９４により排出される。更に、上下に隣設する乾留室２同士を連通する原料落下口９２が乾留室２の横方向に沿った床面２ｘに設けられている。
【００２０】
ガスパイプ５は、各乾留室２と燃焼室３とを連通させており、乾留室２で発生した可燃性の乾留ガスを燃焼室３に導くように燃焼室３内に導出されている。乾留室２は、原料供給口９０、炭化物排出口９１、ガスパイプ５以外は、基本的には密閉構造とされており、乾留室２への空気の供給は制限されており、乾留室２において原料の蒸し焼きに適するようにされている。複数段式の炭化炉１には、鶏糞等の家畜糞の原料Ａを攪拌させる攪拌要素である旋回式の攪拌手段１０が設けられている。攪拌手段１０は、各乾留室２の中央域において縦方向に沿って配置された回転可能な駆動軸１１と、駆動軸１１に接続されて各乾留室２内を旋回して各乾留室２内の原料を攪拌する羽根状の攪拌部１２とを有する。駆動軸１１は図略の駆動源１１ｃ（モータ機構等）により回転される。攪拌部１２の旋回速度は一定でも可変でも良い。
【００２１】
原料Ａは、投入装置９６により、複数段式の炭化炉１の上側の原料供給口９０から最上側の乾留室２に供給される。ここで攪拌部１２が各乾留室２で回転するため、各乾留室２の原料は攪拌部１２によって攪拌され、原料Ａは攪拌の際に原料落下口９２を通り、下側の乾留室２に次第に落下する。このようにして原料Ａは炭化されつつ順次下方に搬送される。燃焼室３の底部付近には加熱部としてのバーナ１７が装備されている。バーナ１７は、主として、炭化炉１の立ち上げ時期に複数段式の炭化炉１の燃焼室３を予熱したり、乾留ガスの発生量が著しく少ないときに乾留室２の温度を確保したり、ガスパイプ５の火口５５から吹き出される可燃性をもつ乾留ガスを着火させたりするために使用される。ガスパイプ５は、図２に示すように、複数本配設されており、耐熱性及び高温耐食性をもつ材料で形成されている。ガスパイプ５の先端である下端には火口５５が設けられている。火口５５は、乾留室２で生成された乾留ガスを燃焼室３内で燃焼させるノズルである。
【００２２】
さて炭化炉１で熱処理を行う場合には、炭化炉１の燃焼室３内をバーナ１７で予熱しておく。そして原料Ａを投入装置９６により原料供給口９０から最上側の乾留室２に供給する。原料Ａとしては、鶏糞、牛糞、豚糞等の家畜糞である。乾留室２内において攪拌部１２が回転するため、各乾留室２の原料Ａは攪拌部１２によって攪拌され、攪拌途中において各乾留室２の床面２ｘの原料落下口９２を介して、下部の乾留室２に落下して順次下方に搬送される。乾留室２は前述したように基本的には密閉構造であり、空気の供給が制限されているため、乾留室２における原料Ａの燃焼は抑えられ、蒸し焼き状態で熱処理される。よって乾留室２で搬送されている原料Ａは、炭化が次第に進行すると共に、可燃性の乾留ガスが熱分解により原料Ａから乾留室２内で発生する。そして、排気口８に連通する負圧生成用の図略の負圧発生機が作動するため、排気口８に吸引作用が生じる。このため、乾留室２で発生した乾留ガスはガスパイプ５を経て、ガスパイプ５の先端の火口５５から燃焼室３に導かれる。火口５５から吹き出される乾留ガスは燃焼室３の熱で燃焼火炎ＷＡを火口５５で生成する。このように燃焼室３に導かれた可燃性の乾留ガスは、燃焼室３の熱で燃焼火炎ＷＡとして燃焼する。この乾留ガスの燃焼熱が乾留室２で原料を蒸し焼きする熱源となる。このように燃焼室３は、原料Ａの乾留により発生した可燃性の乾留ガスの燃焼により加熱される。従ってバーナ１７は、つまり乾留ガス以外の燃料は、複数段式の炭化炉１の立ち上げ時期以外は、ほとんど必要とされず、省エネルギを図り得る。上記のように熱処理が進行すると、原料Ａは黒色の炭化物となり、炭化物排出口９１を経て搬送装置９４により取り出される。なお、本実施例では熱処理の温度は原料Ａの性状等に応じて異なるものの、一般的には３００〜１１００℃、殊に４００〜９００℃、４００〜８００℃となる。本実施例に係る脱臭剤は、鶏糞等の家畜糞（動物糞）を熱処理により炭化して形成された炭化鶏糞等の炭化家畜糞で形成されているため、表４に示すように栄養分を有し、芝生や樹木等の植物育成用の肥料としての効果も期待できる。更に本実施例に係る脱臭剤は炭化鶏糞等の炭化家畜糞で形成されており、黒色であり、太陽エネルギの吸収が高く、積雪地帯では融雪剤としての機能も期待できる。
【００２３】
（適用例）
適用例を図３に示す。図３（Ａ）に示す適用例によれば、炭化鶏糞等の炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤はペレット状とされている。図３（Ｂ）に示す適用例によれば、脱臭剤は粉末状とされている。図３（Ｃ）に示す適用例によれば、炭化鶏糞等の炭化家畜糞を主成分とするペレット状または粉末状の脱臭剤をバインダによりブロック状に固結させた脱臭ブロックとされている。図３（Ｄ）に示す適用例によれば、炭化鶏糞等の炭化家畜糞を主成分とするペレット状または粉末状の脱臭剤をバインダにより平板タイル状に固結させた脱臭タイルとされている。図３（Ｅ）に示す適用例によれば、炭化鶏糞等の炭化家畜糞を主成分とするペレット状または粉末状の脱臭剤をバインダによりシート状またはパネル状に固結させた脱臭シート、脱臭パネルとされている。脱臭面積を増加させるために、脱臭ブロック、脱臭タイル、脱臭シート等の表出面に、凹凸や孔等の表面積増加構造を形成しても良い。上記した脱臭ブロック、脱臭タイル、脱臭シート等は脱臭構造物として建築部品等に使用できる。バインダとしては炭化家畜糞を結合できるものであれば良く、無機バインダ、有機バインダのいずれも採用でき、無機バインダとしては粘土、水ガラス、石膏等を採用できる。有機バインダとしてはフェノール系樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは熱可塑性樹脂を採用できる。バインダの割合としては適宜選択できる。重量比で、バインダ／炭化家畜糞をαとしたとき、αとしては例えば０．０１〜５の範囲内、殊に０．１〜２の範囲内とすることができる。固結の際には、炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤とバインダとの混合物を焼成させることができる。焼成温度としては適宜選択できるが、例えば９００〜１２００℃を採用できる。
【００２４】
その他、本発明は上記しかつ図面に示した実施例、製造例、適用例のみに限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更できる。上記した記載全体から次の技術的思想も把握できる。
（付記項１）炭化鶏糞等の炭化家畜糞と酸性を示すｐＨ調整材とを混合してｐＨを調整した混合物を形成し、この混合物を肥料として使用することを特徴とする炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤の使用方法。
（付記項２）脱臭させて悪臭成分を担持させた炭化鶏糞等の炭化家畜糞と酸性を示すｐＨ調整材とを混合してｐＨを調整した混合物を形成し、この混合物を肥料として使用することを特徴とする炭化家畜糞を主成分とする脱臭剤の使用方法。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、悪臭成分の除去に有利な脱臭剤、脱臭方法、脱臭剤の使用方法、脱臭構造物を提供できる。また炭化鶏糞を主成分とする脱臭剤は、脱臭処理前においても肥料となり得る成分を含むと共に、アンモニア等の窒素化合物、メチルメルカプタン、硫化メチル、ニ硫化メチル等の硫黄化合物といった肥料要素としても機能できる悪臭成分を脱臭処理により含むことができるため、脱臭終了後においては肥料として使用することもでき、土壌等の改良に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】試験装置を示す概念図である。
【図２】製造例に係り、炭化炉の概念を示す断面図である。
【図３】適用例を示す形態図である。
【符号の説明】
図中、１は炭化炉、２は乾留室、３は燃焼室、４は包囲壁を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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