(57)【要約】【課題】  堆肥化処理をすすめる際、廃材から製造した木質チップを副資材として、また野菜残渣等の材料を堆肥原料として有効に利用できるようにする。【解決手段】  完熟堆肥化を進める堆肥化処理方法を行う際に、所定混合比で混合した家畜排せつ物と動植物性残渣とを、間伐材、剪定樹木、木造建物廃材を、直径あるいは１辺が８〜１２mm、長さが１０〜５０mmに加工して製造された木質チップを含む副資材を用いた１次発酵及び２次発酵を連続して行う。１次発酵あるいは２次発酵の終期において、堆肥を篩い分けして木質チップを前記堆肥から除去する。また、堆肥から篩い分けにより除去した木質チップを乾燥して再生副資材として再利用することも可能である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定混合比で混合した家畜排せつ物と動植物性残渣とを、木質チップを含む副資材を用いた１次発酵及び２次発酵を連続して行い、完熟堆肥化を進める堆肥化処理方法であって、前記１次発酵あるいは２次発酵の終期において、堆肥を篩い分けして前記木質チップを前記堆肥から除去することを特徴とする堆肥化処理方法。
【請求項２】
前記木質チップは、間伐材、剪定樹木、木造建物廃材を加工して製造されたことを特徴とする請求項１に記載の堆肥化処理方法。
【請求項３】
前記木質チップは、直径あるいは１辺が８〜１２mm、長さが１０〜５０mmに加工されたことを特徴とする請求項２に記載の堆肥化処理方法。
【請求項４】
前記堆肥から篩い分けにより除去した木質チップを乾燥して再生副資材として再利用することを特徴とする請求項１記載の堆肥化処理方法。
【請求項５】
家畜排せつ物と動植物性残渣とを、家畜排せつ物重量を動植物性残渣重量に対して１．３以下で混合し、前記木質チップを含む副資材で水分量を５８〜６２％に調整することを特徴とする請求項１に記載の堆肥化処理方法。
【請求項６】
前記１次発酵を１８〜２０日、前記２次発酵を１８〜２２日にわたり連続して行い、前記１次発酵は好気性微生物の発酵速度に合わせ、発酵初期は１回／日、発酵中期は１回／２日の割合で堆肥の撹拌を行うことを特徴とする請求項１に記載の堆肥化処理方法。
【請求項７】
前記発酵初期は初日〜７日、前記発酵中期は８日〜２０日目としたことを特徴とする請求項６に記載の堆肥化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は堆肥化処理方法に係り、特に有機性資源のリサイクルの観点から、廃材から製造した木質チップを副資材として、また野菜残渣等の材料を堆肥原料として有効に利用できるようにした堆肥化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
家畜ふん尿等の家畜排せつ物を利用して製造する「堆肥化」処理技術のための施設、装置、堆肥化処理方法の開発、改良が種々進められている。
【０００３】
堆肥化処理プロセスに用いられる材料としては、堆肥原料と副資材とがある。堆肥原料は牛ふん、豚ふん、鶏ふん等の家畜排せつ物であり、副資材は、家畜排せつ物に混ぜて空隙率を高め、通気性を向上させるために混合され、稲ワラ、モミガラ、オガクズ、バーク、戻し堆肥等がある。
【０００４】
また、堆肥化処理プロセスは１次発酵槽での１次処理と、次工程としての２次処理（２次発酵）の組み合せが一般的である。１次処理は堆肥材料を作物へ施用した時に生育障害の原因となる易分解性有機物を早期に分解させることを目的として行われる好気性微生物活動で、その処理期間は１５〜２５日程度が見込まれている。そして、２次処理でさらに後熟させて堆肥の安定化が図られる（特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、好気性微生物の活動を活発にする適正な環境条件としては、(1)栄養源、(2)水分、(3)空気、(4)微生物、(5)温度、(6)堆肥化期間があり、これらをバランスよく整えた条件下で１次発酵を進めることが重要である（非特許文献１参照）。これらの条件のうち、水分の調整（元堆肥として６５％程度）を図ることは通気性の改善であり、同時に容積重（比重）の調整でもある。同じ水分比率でも比重の小さいほうが堆肥化過程の温度上昇が速いことが分かっている。温度面では、初期の発酵温度を６０℃以上２日間以上保つことが、雑菌や有害な微生物を撲滅させるために求められる。たとえばモミガラは水分調整材として、また気相の確保に有効な副資材として多くの堆肥化プラントで使用されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−７４７５公報
【非特許文献１】中央畜産会編，「堆肥化施設設計マニュアル」，三版，社団法人中央畜産会，２００３年３月，p.１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、モミガラは、その供給面から見ると、収集時期が年間に１回１ヶ月程度しかないため、山間部や畑を主体としている地域などでは入手が困難なのが現状であり、たとえ稲作地域であっても収集時期が年に１回しかないため、１年間の全使用量を貯蔵できる格納場所が必要となる。また、野積みすると自然発火などの問題があり、貯蔵面での注意が必要である。その他の副資材としては、木材加工時に発生するオガクズ、バーク（樹皮）、チップ等の木質資材がリサイクルの観点から利用されている。オガクズはモミガラと並び、副資材として用いられるが、細かい場合、気相の形成が十分に果たされず、通気性の改善が十分得られないという問題がある。さらに、一般に木質資材中には作物の生育を阻害する物質成分の存在も指摘されており、全面的な使用が果たされていない。その中でチッパ等の破砕機で細繊維状あるいは細棒状に加工された乾燥材料である木材チップは、堆肥原料中に分散させることで十分な気相を形成させることができる。このため、堆肥化処理工程においてうまく混合し、堆肥の通気性向上が期待でき、完熟堆肥となる前に除去することができれば有効な副資材となる。
【０００８】
また、上述したように、堆肥原料としては家畜排せつ物が用いられてきたが、都市近郊においては、生ゴミ等の未調理残渣や食品残渣を堆肥化にリサイクル利用したいという要請もある。家畜排せつ物は窒素分を多く含有するためＣ／Ｎ（炭素率）が小さく分解性がよいのに対して、作物収穫残渣や生ゴミ等の野菜分を含む未調理残渣等の繊維質材料としての植物性残渣はＣ／Ｎ比が高く、微生物の窒素有機化が促進され、窒素飢餓のおそれがある。このため、繊維質材料からなる残渣を堆肥原料に使用する場合には十分な注意が必要であった。また、一般家庭から生ゴミとして排出される肉類、魚介類の動物性の未調理残渣の処理も同様の問題を抱えている。
【０００９】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、堆肥化処理プロセスにおいて木材チップを有効利用するとともに、生ゴミ等として排出される各種動植物性の残渣等も堆肥原料として利用し、有機性資源のリサイクルの観点から有効な堆肥化処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は所定混合比で混合した家畜排せつ物と動植物性残渣とを、木質チップを含む副資材を用いた１次発酵及び２次発酵を連続して行い、完熟堆肥化を進める堆肥化処理方法であって、前記１次発酵あるいは２次発酵の終期において、堆肥を篩い分けして前記木質チップを前記堆肥から除去することを特徴とする。
【００１１】
前記木質チップは、間伐材、剪定樹木、木造建物廃材を加工し、具体的には直径あるいは１辺が８〜１２mm、長さが１０〜５０mmに加工したものであることが好ましい。
【００１２】
堆肥から篩い分けにより除去した前記木質チップを乾燥して再生副資材として再利用することが材料リサイクルの観点から好ましい。
【００１３】
上記堆肥化処理方法において、家畜排せつ物と動植物性残渣とを、家畜排せつ物重量を動植物性残渣重量に対して１．３以下で混合し、前記木質チップを含む副資材で水分量を５８〜６２％に調整することが好ましい。
【００１４】
また、前記１次発酵を１８〜２０日、前記２次発酵を１８〜２２日にわたり連続して行い、前記１次発酵は好気性微生物の発酵速度に合わせ、発酵初期は１回／日、発酵中期は１回／２日の割合で堆肥の撹拌を行うことが好ましい。
【００１５】
具体的な日数としては、前記発酵初期は初日〜７日、前記発酵中期は８日〜２０日目とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
以上に述べたように、堆肥原料として家畜排せつ物と野菜、肉類の残渣等を適当な比率で混合し、また廃材としての木材を加工して副資材化を行うことで、有機性資源リサイクルを効率よく実現でき、資源循環型社会の推進を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の堆肥化処理方法の一実施の形態について説明する。
［材料配合］
（堆肥原料）
本発明では堆肥原料として、家畜排せつ物の重量に対する作物収穫残渣や生ゴミ等の野菜分、肉類、魚介類等を含む未調理残渣（以下、動植物性残渣と記す。）の重量の比を１．３以下で混合して堆肥原料とした。ここで、家畜排せつ物とは、家畜から排せつされたふん尿の総称で、牛ふん、豚ふん、鶏ふん等を問わない。また、動植物性残渣とは、上述した収穫時に廃棄された作物収穫残渣、調理時に発生した野菜かす、肉類、魚介類の未調理残渣、食品残渣等があり、野菜等の繊維質材料や肉類、魚介類のタンパク質、脂質を多く含有する残渣の総称を指すものとする。重量比が１．３を超えると完成堆肥の有効成分（窒素・りん酸・加里）が低くなる（それぞれ１％の基準値を下回る傾向にある）。また、残渣は種類によって成分のばらつきが大きいので、重量比が大きくなるほど堆肥の品質に悪影響を及ぼす。
【００１８】
（副資材の配合）
副資材の配合は、使用する堆肥原料の水分測定の結果に応じて決定されるが、牛ふんのように当初より稲ワラを含有している堆肥材料を使用している場合には、たとえばその重量を内割り換算することが好ましい。堆肥原料として使用される野菜残渣等はあらかじめ圧搾機等を通過させ、水分調整を行い、その後の水分量を測定して副資材配合を決定することが好ましい。なお、野菜残渣等は、強制脱水や乾燥化を行うと、発酵促進が妨げられるおそれがあるので、水切り程度の圧搾状態で使用することが好ましい。なお、副資材配合時の堆肥材料の水分量は５８〜６２％に調整することが好ましい。
【００１９】
［木質チップの使用］
本発明では、副資材として木質チップを使用し、後述するように１次発酵または２次発酵のいずれかの発酵工程の終期に回収・除去することとしている。
（チップ材料）
木質チップの原料としては、間伐材、街路樹等の剪定樹木をチップ化したもの、木造建物解体時に発生する廃材をチップ化したもののいずれも使用することができる。剪定樹木から製造したチップの場合は、チップ加工後、チップを十分な乾燥状態とするために、気中放置乾燥させることが好ましい。
（木質チップの寸法）
木質チップは、公知のチッパ装置でチップ化された細棒材状で、破砕状態にバラツキがあるが、木材の繊維方向に太さ（直径、または一辺）が約８〜１２mm、長さ１０〜５０mmに裁断された細棒状である。材質は問わず、十分な乾燥状態にある材料を使用し、後述するように２次発酵後の堆肥を１０mm篩による篩い分けを行い、未発酵状態にある木質チップを回収する。これにより得られる完熟堆肥のＣ／Ｎ比を２０前後とし、良質な安全性の高い堆肥を得ることができる。また、篩に残存した木質チップは、乾燥状態として、副資材としてリサイクル使用できるほか、公知の炭化装置により炭化・灰化し、炭化したものは脱臭槽の脱臭剤とし、灰化したものは完熟堆肥に混合して土壌改良材等の利用が可能である。
【００２０】
［堆肥化処理プロセス］
堆肥化処理に先立ち、混合槽を設け、この混合槽に堆肥原料としての家畜排せつ物、野菜残渣等と、副資材として木質チップを所定配合で投入し、槽内に設けられた撹拌機構で十分な撹拌を行い、木質チップが堆肥原料内に十分分散するようにして、堆肥原料を次工程の堆肥化処理が行われる発酵槽に移し換える。堆肥化処理は１次処理（１次発酵）と２次処理（２次発酵）からなる処理プロセスで行う。本発明の堆肥化処理では、１次発酵槽で好気性微生物による１次処理（１次発酵）、２次発酵槽で後熟発酵による２次処理（２次発酵）を連続して行うが、１８〜２０日間で１次発酵槽を通過させ、引き続き１８〜２２日間で２次発酵完了させ、合計約４０日間程度で完熟堆肥化を完了させる。さらに詳細な処理プロセスとして、１次発酵は好気性微生物の発酵速度に合わせ、発酵初期（初日〜７日目）は１回／日の割合で撹拌し、発酵中期（８日目〜２０日目＝１次発酵終期）は１回／２日の割合で撹拌する。これにより、撹拌による発酵温度の低下を最小限にすることができる。各処理（発酵）段階に合わせ、温度・湿度（水分量）・ｐＨなどを自動計測し、計測結果をもとに水分補給量・換気量を制御する。
【００２１】
２次発酵は、たとえば１日に処理する量分に見合うコンテナ構造の２次発酵槽を複数台用意し、各コンテナに１日ごとに１次発酵完了時の堆肥を収容する。コンテナ内を所定湿度の遮光状態におき、後熟発酵の促進を図り、２次発酵の進行（日数経過）に合わせて所定回数の堆肥切返しを行いながら、コンテナを発酵終端部に位置する篩い分け装置位置まで順次移送することが好ましい。
【００２２】
以上の１次発酵、２次発酵工程のいずれかの終期において、発酵槽からの堆肥排出個所に設けられた篩い分け装置で、堆肥を篩い分けすることにより１０mm篩い残留分を戻し堆肥とするとともに、木質チップを完全除去する。この段階で堆肥量を材料投入量の１０重量％程度とし、完熟堆肥化が図られる。また、篩い分けにより除去した木質チップは公知の乾燥装置において水分除去し、再生材として副資材に再利用することができる。
【００２３】
最終的に堆肥化された材料は、ばら荷として取り扱う他、公知の袋詰め装置によって袋詰めしたり、ペレットとして成形して製品化する。一方、堆肥と炭化装置で得られた灰とをブレンドし、土壌改良材等を製造することも好ましい。
【実施例】
【００２４】
以上の実施の形態の効果を確認するための実施例として、以下の実験方法、配合により行った実験について説明する。
［副資材配合比率の決定］
（目的）堆肥材料の一部として野菜残渣等の適正な配合範囲、副資材としての木質チップの有効性を確認する。
（実験方法）
当初調整水分量（堆肥原料＋副資材）：６０％
木質チップ：建築廃材加工品（φ１０mm、長さ５０mm）
堆肥化期間：１次発酵２０日（１回撹拌／日→１回撹拌／２日）
２次発酵２０日（１回撹拌／日）
発酵槽：φ１５００コルゲートパイプ容器
（堆肥材料配合）
表１は本実施例における実験配合一覧表である。同表中、副資材として牛ふんに含まれる稲ワラ量を考慮する以外は木質チップとモミガラを用いている。木質チップの内訳として新材：再生材＝１：２（重量比）程度で上述の再生材を使用している。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
上記堆肥化期間を経て得られた堆肥を分析した結果えられた成分表、性状表を表２、表３に示す。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
【表３】
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【００２９】
（実験結果）
図１は上記条件における堆肥化処理過程における、温度、水分量、比重、ｐＨの変化を示したグラフである。図１及び表２，３の分析結果から明らかなように、上述の堆肥化期間を経て、十分な腐熟の程度に達した堆肥（完熟堆肥）を得ることができた。この完熟堆肥では温度（７０→４５℃）、水分量（６２→４１．７％）の適正な変化のもと、Ｃ／Ｎ比を十分低下させることができ、肥料成分、ｐＨ、発芽指数も堆肥として良好な結果を示すことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】堆肥化処理過程（実験）における堆肥性状の変化グラフ。
【図１】
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