(57)【要約】      （修正有）【課題】原料汚泥中に少量混入させることにより、瞬時に水分調整を開始し微生物の発酵環境を整備して速やかな発酵を可能にする汚泥処理用の水分調整剤を提供することを課題とする。【解決手段】微生物の複合体からなる有機質培養体を５ｍｍないし１０ｍｍ径の粒状に成形し、該有機質培養体を核としてその表面に酸化マグネシウム、塩化鉄及びシリカを主成分とする発熱乾燥助剤を添着させる。また、前記有機質培養体の含水率を３０％以下とするとともに、前記発熱乾燥助剤の質量割合を前記有機質培養体の１０分の１程度とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥処理用の水分調整剤であって、微生物の複合体からなる有機質培養体を５ｍｍないし１０ｍｍ径の粒状に成形し、該有機質培養体を核に酸化マグネシウム、塩化鉄及びシリカ等を主成分とする発熱乾燥助剤を添着してなることを特徴とする水分調整剤。
【請求項２】
前記有機質培養体の含水率を３０％以下としたことを特徴とする請求項１に記載の水分調整剤。
【請求項３】
前記有機質培養体と有機質培養体に添着する発熱乾燥助剤との質量割合が大凡１０対１であることを特徴とする請求項１及び２に記載の水分調整剤。
【請求項４】
前記有機質培養体に添着する発熱乾燥助剤の大凡の成分率を酸化マグネシウ５０％、塩化鉄１０％、シリカ２０％、その他２０％としたことを特徴とする請求項１ないし３に記載の水分調整剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家畜糞尿等の有機物含有汚泥を発酵処理して堆肥化するに当たり、処理汚泥（原料汚泥）の含水率を発酵促進に適した含水率とすることを目的として処理汚泥に混入する水分調整剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
家畜糞尿や生活雑排水等の有機物質を含む汚泥処理については、従来、単純に埋立処理する方法、汚泥脱水ケーキを焼却処理する方法、或いは、発酵処理して堆肥化（コンポスト化）する方法などが採用されている。しかしながら、埋立処理の方法にあっては、悪臭、異臭、二酸化炭素の発生等の問題から埋立地の確保が困難で実質不可能となっており、また、焼却処理の方法についても、塩素ガスやダイオキシンなどの有毒ガスの発生による環境汚染や高コスト（焼却炉の建設や焼却用燃料の大量消費）の問題が解決されていない。したがって、最近では発酵処理による堆肥化の方法が望ましいと考えられ、汚泥の堆肥化処理に関して多くの提案がなされている。
【０００３】
汚泥の堆肥化に際しての重要課題は、発酵処理ををするのに最適な水分調整と発酵速度を高め短時間で堆肥化することにある。すなわち、汚泥の堆肥化は微生物の働きによって汚泥中の有機質を分解変化させ有機肥料とすることにほかならず、働く微生物は主として好気性微生物である。この微生物の働きには水分が必須であるが、あまり水分率が高いと通気性が悪くなるので、通常は発酵処理する初期工程として汚泥中の含水率を少なくとも６５％以下に調整することが不可欠となる。しかし、この初期の水分調整が実際には非常に困難で、コスト面、作業性及び完成堆肥（製品）の質の全てにおいて十分満足の得られるものがないのが現状である。
【０００４】
従来より、原料汚泥の水分調整の方法として、機械的に水分を調整する方法と、原料汚泥中に調湿材（おが屑や藁等の乾物）を混入して水分を調整する方法が採られているが、前者（機械的調湿）の場合、必然的に高価な機械を使った大規模プラントとならざるを得ず、新たな乾燥機や攪拌機などの開発もなされているが、依然としてコスト問題をクリアーするにいたってはいない。また、後者（調湿材による調湿）の場合、高含水の汚泥（例えば牛の糞尿）の含水率を６５％程度まで調整するには汚泥と同量程度以上の水分調整材（乾物）を必要とする。しかしながら、混入する水分調整材（乾物）の量が多くなると、その分発酵速度が遅くなり、また堆肥の全体量も増大し、そのため作業効率や設備効率が悪化し、結果として処理コストの増大を招いてしまうなどの問題が生じている。
【０００５】
近年、調湿材として炭化汚泥、ゼオライトを含む沸石の加工製品を使用したり、セメントやガラス発泡剤を他の調湿材に添加したり、更には、反応熱を上げ微生物の発酵生分解を促進するためアルミニユム系の物質を添加する方法なども行われているが、いずれも調湿速度、発酵速度及びコスト面において十分な結果が得られておらず、アルミニユム系の添加物を使用した場合にあっては、処理水中に残留するアルミニウムの人体への影響が懸念されているほか、農地還元（施肥）した際にも土壌のリン欠乏症を引き起こすなど問題点が指摘されている。
【特許文献１】特開平５−２０２３５０号公報
【特許文献２】特開平８−１９７０９５号公報
【特許文献３】特開平９−４０４８３号公報
【特許文献４】特開２００１−２６１４７５号公報
【特許文献５】特開２００２−７９２９６号公報
【特許文献６】特開２００４−１２３４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の水分調整剤又は水分調整方法が有する問題点を解決するためになされたもので、原料汚泥中に少量混入させることにより、瞬時に水分を調整し微生物の発酵環境を整備し、速やかな発酵の促進を可能にした水分調整剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上記課題を解決するため実験を重ねた結果、汚泥処理用の水分調整剤として極めて有効な形態や成分配合等を見出し、当該知見に基づき以下の発明をするに至った。
【０００８】
請求項１記載の発明は、微生物の複合体からなる有機質培養体を５ｍｍないし１０ｍｍ径の粒状に成形し、該有機質培養体を核に酸化マグネシウム、塩化鉄及びシリカ等を主成分とする発熱乾燥助剤を添着してなることを特徴とする水分調整剤である。
本発明水分調整剤の核をなす有機質培養体は、家畜糞尿など有機物質を含む汚泥を粒状体に成形し易い程度に脱水乾燥させ、この脱水汚泥を５ｍｍないし１０ｍｍ径の粒状に成形したものである。また、発熱乾燥助剤は、吸湿性や発熱性を有する酸化マグネシウム、塩化鉄及びシリカを主成分とするものである。この発熱乾燥助剤を前記有機質培養体の表面に添着し全体として二重構造粒体としたものが本発明水分調整剤である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水分調整剤において、有機質培養体の含水率を３０％以下としたことを特徴とする水分調整剤である。
核となる有機質培養体の含水率を３０％以下にすることにより、原料汚泥中に混入した際、初期反応が早く発熱乾燥助剤との相乗効果によってより速やかな調湿及び発酵を可能とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１及び請求項２に記載の水分調整剤において、有機質培養体と有機質培養体に添着する発熱乾燥助剤との質量割合が大凡１０対１であることを特徴とする水分調整剤である。
本発明による水分調整剤は、調湿効率や発酵効率と全体的処理量の削減効果等とのかね合いから、原料汚泥の１０分の１程度の質量とすることが最適と考えられる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３に記載の水分調整剤において、有機質培養体に添着する発熱乾燥助剤の大凡の成分比率を酸化マグネシウ５０％、塩化鉄１０％、シリカ２０％、その他２０％としたことを特徴とする水分調整剤である。
処理対象汚泥の素性を考慮して発熱乾燥助剤の成分比は若干の調整が必要であるが、概ね、大凡の比率として、酸化マグネシウ５０％、塩化鉄１０％、シリカ２０％、その他２０％程度とするのが好ましく、家畜糞尿からなる汚泥については最適である。なお、その他の成分としては、リン酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、重炭酸カルシウム、他のケイ素類等などが挙げられる。
【発明の効果】
【００１２】
先ず、本発明による水分調整剤の作用原理について説明すると、原料汚泥の水分が粒状形態となっている水分調整剤の間隙に誘引され、それぞれの粒体表面に付着する（図１参照）。次いで、付着した水分と表面に添着された発熱乾燥助剤中の酸化マグネシウムや塩化鉄が反応して発熱し、同時に多孔質形状をなすシリカ等のケイ素郡に備蓄された水分が有機質培養体に給水される。この発熱と給水によって有機質培養体を形成する微生物の分解活動が瞬時に開始され。そして、有機質培養体内では、有機質培養体のゲル化反応とともに、水の分子が小さくなり拡散され水分が均一化することによって蒸散作用がより高まる（図２参照）。
【００１３】
上記のように、本発明にかかる水分調整剤を使用した場合、吸水、発熱、蒸散、発酵分解の各作用が効率よく且つ連続的に行われることにより、以下のような効果が得られる。
（１）原料汚泥の発酵環境を瞬時に整えることがで、初期段階での水分調整が短時間で実現できる。
（２）微生物の活動を急速に促進できるので、汚泥中の水質浄化と臭気軽減を同時に行える。
（３）原料汚泥に対して混入する水分調整剤の量が少なくて済むため、全体量が増量されず発酵工程も大幅に削減できる。その結果、土地建物等の施設の有効利用と合わせ大幅なコスト削減が可能となる。
（４）堆肥の仕上がり状態が均一化しやすいので、自然環境への還元を速やかに行うことができる。
（５）発酵工程で汚水は出ず、また、アルミニウム系の凝集剤等の添加もないため、自然環境に悪影響を与えない。
（６）高温発酵によるので、汚泥中の病原菌や植物種子等が死滅し無害化して良質の有機肥料が得られる。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明実施例を従来例と比較した実験データ（図３乃至図５）に基づき説明する。
図３は、気温３５度、湿度７５％、質量１００グラムの条件下で、本発明にかかる有機質培養体を核とする水分調整剤を用いた場合と、ゼオライトや珪藻土からなる調湿材を用いた場合の調湿（吸水）率を比較実験した際のグラフである。この実験データからも明らかなように、本発明による水分調整材は、混入後瞬時に吸水を開始し間もなく８０％を超える調湿効果を発揮し長時間その効果が維持された。これに対し、ゼオライト等の従来から用いられている調湿材を使用した場合にあっては、吸水速度も遅く吸水率も最高で５０％程度に留まった。
【００１５】
図４は、牛糞汚泥の発酵時における温度変化を比較したグラフで、この実験データから、本発明にかかる有機質培養体を核とする水分調整剤を用いた場合には、有機質培養体に添着した発熱乾燥助剤の反応熱と有機質培養体による分解熱との相乗効果により急激な温度上昇があることが判り、また、その後の温度下降により発酵工程が短期間で済むことが見て取れる。
【００１６】
図５は、牛糞汚泥の発酵時における水分変化を表したグラフで、この実験データから、本発明による水分調整剤を用いた場合の調湿効果が高いのは明らかである。従来方法では、混入する調湿材（乾物等）の量を増やさないためにも、原料汚泥を予め含水率８０％程度まで減水しておくための前処理工程が不可欠であるが、本発明による水分調整剤を用いた場合には、特にこのような前処理をしなくとも短時間で初期の発酵環境を整える（原料汚泥の含水率を６５％以下にする）ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による水分融引作用の原理を示す説明図。
【図２】本発明による発熱蒸散作用の原理を示す説明図。
【図３】調湿率の比較実験グラフ。
【図４】発酵時における温度変化の比較実験グラフ。
【図５】発酵時における水分変化の比較実験グラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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