(57)【要約】【課題】畜糞から、低コストで、塩素濃度も低く、ハンドリング性にも優れた固体燃料を製造する。【解決手段】糞尿分離方式の畜産場１１から排出される畜糞Ｅを堆肥化し、堆肥化物ＦをバイオマスＢ及び廃油Ｏと混合して固体燃料Ｓを得る固体燃料の製造方法。畜産場から排出される畜糞を固液分離した後堆肥化することができる。前記バイオマスは、木屑、廃畳の破砕物、稲藁の破砕物、木材チップ、木粉、おが屑、紙屑、廃ポリマー及び廃スポンジからなる群から選択される少なくとも一以上、前記廃油は、廃鉱物油、廃切削油、廃研磨油、廃植物油、廃食用油、廃グリース、オイルスラッジ（例えば重油スラッジ、原油スラッジ等）、廃溶剤、廃塗料、廃インキ、廃シンナー、副生グリセリン及び廃塗料蒸留残渣からなる群から選択される少なくとも一以上とすることができる。製造された固体燃料を、セメントキルン、仮焼炉又はボイラーの燃料等に使用することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
糞尿分離方式の畜産場から排出される畜糞を堆肥化し、
堆肥化物をバイオマス及び廃油と混合して固体燃料を得ることを特徴とする固体燃料の製造方法。
【請求項２】
前記畜産場から排出される畜糞を固液分離した後堆肥化することを特徴とする請求項１に記載の固体燃料の製造方法。
【請求項３】
前記バイオマスは、木屑、廃畳の破砕物、稲藁の破砕物、木材チップ、木粉、おが屑、紙屑、廃ポリマー及び廃スポンジからなる群から選択される少なくとも一以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体燃料の製造方法。
【請求項４】
前記廃油は、廃鉱物油、廃切削油、廃研磨油、廃植物油、廃食用油、廃グリース、オイルスラッジ、廃溶剤、廃塗料、廃インキ、廃シンナー、副生グリセリン及び廃塗料蒸留残渣からなる群から選択される少なくとも一以上であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の固体燃料の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とする固体燃料。
【請求項６】
請求項５に記載の固体燃料を、セメントキルン、仮焼炉又はボイラーの燃料として使用することを特徴とする固体燃料の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、畜産系バイオマスを用いた固体燃料の製造方法、並びにこの方法によって製造された固体燃料及びその使用方法に関する。
【０００２】
近年、燃料系廃棄物（代替燃料）の収集量を拡大するため、高粘度であったり、スラッジ含有率が高いなどの理由で従来処理が困難であった廃油類を、木屑や廃畳等のバイオマスと混合することでリサイクル固体燃料（ＢＯＦｃ）を製造する技術が開発されている。
【０００３】
一方、畜産場から排出される畜糞は、一部が発酵堆肥化処理を施した後に農業で利用されるものの、その大部分が焼却又は地中埋設処理されていた。そこで、この畜糞の有効利用と、上記代替燃料の収集量拡大を図るため、特許文献１乃至３には、畜糞に含まれる水分を除去して固体燃料を製造する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献１には、畜糞と木屑とを均一に混合して顆粒化し、この顆粒化物に熱風を供給して畜糞に含まれる水分（糞尿）を除去し、水分除去後の顆粒化物を燃料として利用する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、畜糞に油脂を添加し、これらを加熱することで畜糞に含まれる水分を除去する、いわゆる油揚脱水処理方式（天ぷら方式）を採用した固体燃料の製造技術が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、上記特許文献２と同様の油揚脱水処理方式を採用し、畜糞を加熱された油中に浸漬させた後、搾油して固体燃料を製造する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１６８５４２５号公報
【特許文献２】特開２００９−１９７２０８号公報
【特許文献３】特開平１０−１２１０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献１に記載される熱風乾燥方式、並びに、特許文献２及び３に記載の油揚脱水処理方式のいずれにおいても、畜糞を脱水するのに燃料を使用するため、製造コストが高騰する。加えて、畜糞中に存在する糞尿には塩素が含まれるため、脱水処理後の畜糞中に塩素が残存し、この畜糞を用いて製造した固体燃料を利用する焼成設備において、塩素持込み量が増加するという問題もあった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、畜糞から、低コストで、塩素濃度も低く、ハンドリング性にも優れた固体燃料を製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、固体燃料の製造方法であって、糞尿分離方式の畜産場から排出される畜糞を堆肥化し、堆肥化物をバイオマス及び廃油と混合して固体燃料を得ることを特徴とする。
【００１１】
そして、本発明によれば、糞尿分離方式の畜産場から排出される畜糞を堆肥化することで、糞尿分離をしない場合に比較し、含水率及び塩素含有率を低下させ、総発熱量を大きくすることができるため、畜糞から、低コストで良質の固体燃料を製造することができる。
【００１２】
また、畜糞の堆肥化物を廃油と混合することで堆肥化物が粒状（団子状）に造粒され、輸送・使用時のハンドリング性が良好になると共に、上記堆肥化物及び廃油の混合物にバイオマスを加えることで、粒状の混合物の表面に細粉のバイオマスがまぶされて付着性が改善され（他の物体に付着し難くなる）、燃料価値が高まる。また、廃油やバイオマスで堆肥化物の表面が被覆されることで、臭気を抑制することもできる。
【００１３】
上記固体燃料の製造方法において、前記畜産場から排出される畜糞を固液分離した後堆肥化することができる。これにより、畜産場から排出される畜糞の含水率が高い場合に対応することができ、含水率を低減することで、固液分離後の畜糞の塩素含有率をさらに低下させることができる。
【００１４】
上記固体燃料の製造方法において、前記バイオマスを、木屑、廃畳の破砕物、稲藁の破砕物、木材チップ、木粉、おが屑、紙屑、廃ポリマー及び廃スポンジからなる群から選択される少なくとも一以上とすることができる。
【００１５】
また、上記固体燃料の製造方法において、前記廃油を、廃鉱物油、廃切削油、廃研磨油、廃植物油、廃食用油、廃グリース、オイルスラッジ（例えば重油スラッジ、原油スラッジ等）、廃溶剤、廃塗料、廃インキ、廃シンナー、副生グリセリン及び廃塗料蒸留残渣からなる群から選択される少なくとも一以上とすることができる。
【００１６】
さらに、本発明は、固体燃料であって、上記いずれかの方法により製造されたことを特徴とする。この燃料は、上述のように、塩素濃度が低く、ハンドリング性にも優れる。
【００１７】
また、本発明は、固体燃料の使用方法であって、上記固体燃料を、セメントキルン、仮焼炉又はボイラーの燃料として使用することを特徴とし、セメントキルン等の燃料として有効利用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、畜糞から、低コストで、塩素濃度も低く、ハンドリング性にも優れた固体燃料を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る固体燃料の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】他の固体燃料の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る固体燃料の製造方法の一実施の形態を示し、この製造方法は、畜糞回収工程１、固液分離工程２、発酵堆肥化工程３及び混合工程４の４つの工程からなる。
【００２２】
畜糞回収工程１は、例えば、家畜Ｐの飼育部分に簀子状の床１１ａが敷設され、家畜Ｐから排泄される畜糞Ｅと糞尿Ｕとを自動的に分離可能な畜産場１１を選定し、この畜産場１１からの畜糞Ｅのみを回収する工程である。これにより、畜糞の脱水に要するコストを大幅に低減することができる。
【００２３】
固液分離工程２は、畜糞回収工程１にて回収された畜糞Ｅに、必要に応じて水を添加しながら固液分離機２１によって固液分離を行う工程である。畜糞回収工程１において糞尿Ｕの一部が除去されているため、畜糞Ｅ中の塩素濃度は既に従来よりも低減されているが、本工程により、さらに、畜糞Ｅに含まれる塩素を水に溶解させることで、固液分離後の畜糞Ｃ中の塩素濃度をより低減することができる。
【００２４】
発酵堆肥化工程３は、固液分離工程２で分離された畜糞Ｃが有する熱量の低下を最小限に抑えるため、密閉縦型コンポスト槽３１で畜糞Ｃを発酵させて堆肥化する工程である。密閉縦型コンポスト槽３１に投入された畜糞Ｃは、撹拌羽根３１ａで撹拌されながら発酵、堆肥化し、排出装置３１ｂを介して外部に堆肥化物Ｆとして排出される。尚、畜糞Ｃには適宜、副資材としておが粉、籾殻等を用いてもよい。これら副資材は、塩素量の低減と熱量の増加が見込めるため、混合することが好ましい。しかし、これらは有価で取引されることが多く、必要以上に農家で投入されることは少ない。
【００２５】
混合工程４は、発酵堆肥化工程３からの堆肥化物Ｆを、撹拌槽４１において、バイオマスＢ及び廃油Ｏと混合撹拌し、固体燃料Ｓを製造する工程である。ここで、バイオマスＢとして、木屑、廃畳の破砕物、稲藁の破砕物、木材チップ、木粉、おが屑、紙屑等を利用することができ、これらを単独で、又は２種以上を同時に使用することができる。また、廃油Ｏとして、廃溶剤、廃塗料、廃インキ、廃シンナー、副生グリセリン、廃塗料蒸留残渣等を利用することができ、これらを単独で、又は２種以上を同時に使用することができる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態によれば、熱風乾燥方式や、油揚脱水処理方式のように
畜糞を脱水するのに燃料を使用しないため、製造コストを大幅に低減することができる。加えて、蓄尿を蒸散させるのではなく分離除去するため、製造した固体燃料中の塩素濃度を低減することができ、この固体燃料を利用する焼成設備における塩素持込み量を低く抑えることができる。
【００２７】
尚、上記実施の形態においては、固液分離工程２を含む製造方法について説明したが、この固液分離工程２は必須ではなく、堆肥化物Ｆの性状や、製造する固体燃料の品質等に応じて要否を決定することができる。
【実施例】
【００２８】
次に、本発明に係る固体燃料の製造方法の試験例について説明する。本発明では、畜糞回収工程１において、家畜Ｐから排泄される畜糞Ｅと糞尿Ｕとを自動的に分離可能な畜産場１１を選定し、畜産場１１から畜糞Ｅのみを回収したが、比較例として、図２に示すように、おが粉豚舎５１で畜糞と糞尿とを分離しないで回収する場合を例示する。
【００２９】
図２に示す方法は、おが粉回収工程５において、家畜Ｐの飼育部分におが粉を敷き詰めた床５１ａから、家畜Ｐから排泄される糞尿混じりのおが粉Ｄを排出し、発酵堆肥化工程６で、開放型発酵槽６１又は堆肥舎６２で糞尿混じりのおが粉を発酵、堆肥化する。
【００３０】
上記本発明に係る固体燃料の製造方法（実施例）と、比較例とで、堆肥化物の性状について比較した結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
同表より、糞尿分離を行った実施例では、糞尿分離を行わない比較例に比べ、含水率が低く、塩素含有率も低く、総発熱量が大きく、目標通りの燃料が得られていることが判る。
【００３３】
次に、上記混合工程４において製造される固体燃料の付着性について、試験例を挙げて説明する。
【００３４】
供試材料は表１に示す通りであり、各固体媒体と混合するバイオマス及び廃油については、木屑と、エンジンオイルに水を加えた模擬油泥を各々使用した。また、有機汚泥及び無機汚泥は、ビルのメンテナンス作業で発生する脱水汚泥を使用した。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
試験方法は次の通りである。表１に示す模擬油泥、油泥吸収媒体（木屑又は／及び固体媒体）を表３に示す混合比で、ハンドミキサーを用いて約２分間混合した。得られた混合物をステンレス缶（φ１２０ｍｍ×Ｌ１５０ｍｍ）に１００ｇ投入し、４６ｒｐｍで２０分間回転させて缶内壁に付着する試料重量を測定し、付着量を測定した。また、２０分間回転後の混合物の共回り、油浮き及び油滲み出しの有無、付着物の容器からの剥離性（ハンドリング性）並びに混合物の造粒状態も評価した。尚、油浮き及び油滲み出しの有無については、１日経過後にも評価を行った。この試験結果は、以下の通りである。
【００３７】
【表３】
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【００３８】
比較例１及び比較例２は、木屑のみを模擬油泥と混合して上記固体燃料を製造した場合を示す。両比較例ともハンドリング性に優れ、１日経過後の油浮きもなかった。
【００３９】
比較例３及び実施例１は、固体媒体として牛糞堆肥化物を用いた場合を示し、比較例３では木屑を利用しなかった。その結果、比較例３では、油浮きがあると共に、媒体としての油泥吸収性が低かった。一方、木屑を併用した実施例１では油浮きが抑えられ、ハンドリング性が改善された。さらに、牛糞堆肥化物は、混合時に粒状に造粒されて輸送性が高まるという結果も得られた。
【００４０】
比較例４、実施例２及び実施例３は、固体媒体として豚糞堆肥化物を用いた場合を示し、比較例４では木屑を利用していない。また、実施例２及び３は、各々豚糞堆肥化物と木屑の混合比を変更している。比較例４では、比較例３と同様、油浮きがあると共に、媒体の油泥吸収性が低かった。また、実施例２では、油浮きが改善されず、実施例２より豚糞堆肥化物をさらに減量した実施例３では、油浮きが完全に抑えられた。
【００４１】
比較例６では有機汚泥を、比較例７では無機汚泥を各々固体媒体として用いた場合を示す。両比較例とも木屑を併用しているにもかかわらず、付着性が強く、牛糞及び豚糞堆肥化物のように造粒もされないため、ハンドリング性が悪化するという結果が得られた。
【００４２】
上記実施例１乃至３では、固体燃料の１日経過後の臭気は、官能判断ではあるが、いずれの実施例においても、混合前より改善された。
【符号の説明】
【００４３】
１  畜糞回収工程
１１  畜産場
１１ａ  床
２  固液分離工程
２１  固液分離機
３  発酵堆肥化工程
３１  密閉縦型コンポスト槽
３１ａ  撹拌羽根
３１ｂ  排出装置
４  混合工程
４１  撹拌槽
Ｂ  バイオマス
Ｃ  畜糞
Ｅ  畜糞
Ｆ  堆肥化物
Ｏ  廃油
Ｐ  家畜
Ｕ  糞尿
【図１】
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【図２】
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