特集『最近の研究動向』悪臭対策技術『最近の研究動向』悪臭対策技術（独）農業・食品産業技術総合研究機構
生物系特定産業技術研究支援センター
畜産工学研究部 部長

道宗 直昭

は敏感になってきており、次第にこのタイプの臭気問

1．はじめに題が増えつつある。一方、堆肥化施設などのふん尿処

畜産は、「水質汚濁防止法」、「廃棄物の処理及び清理施設から発生する臭気は、逆に臭気濃度は高いが、掃に関する法律」、「悪臭防止法」など多くの法律によ発生源が特定できるため比較的少風量である。臭気対って厳しく環境規制を受けている。そのため農水省で策ではまずこの高濃度臭気の脱臭対策が行われてきはこれまでに各種の畜産環境保全対策事業で畜産農家た。臭気対策で重要なのは、ふん尿処理施設だけでな等への環境対策をサポートしてきている。平成16年のく畜舎やその周辺などの飼養管理方法の抜本的な改善「家畜排せつの管理の適正化及び利用の促進に関するにより臭気の発生を抑制し苦情を発生させないように法律」の本格施行後、たい肥舎や浄化槽等の家畜排せすることであり、そのうえで脱臭装置が必要な場合は、つ物処理施設の整備が積極的に行われ、現在では管理その導入にあたり脱臭機能があり施設費、運転費が安基準対象農家の99.9％が対応済みとなった。一方、農価な装置であることなどが条件となる。

水省生産局畜産部調べによる畜産経営に起因する苦情発生件数（平成20年）では、悪臭関連が55.4％、水質2．臭気物質と臭気の発生関連が26.2％、害虫発生5.8％、その他（ふん尿の流出、騒音等）12.73％となっており、畜産経営にとっ臭気の種類は数万種と言われるくらい多いが、そのて悪臭問題が依然として大きな問題となっている。悪うちどの物質が悪臭となるのかを定性・定量的に区別

臭は気体であり拡散しやすく苦情が発生する地域が広するの大変難しい。現在、悪臭防止法で規制されていい、人の嗅覚によるため濃度差があっても苦情となるる悪臭物質は22物質あり、そのうち畜産に関係の深場合がある、安価で効果の高い脱臭技術が少ない、臭い物質は、表１に示す10物質である。メチルメルカ

気対策が畜産経営にとっては生産につながらないためプタン、硫化水素、硫化メチル、二硫化メチルはイオ対策のためのコストをかけにくいなど臭気対策を行う

ウ系化合物であり、プロピオン酸以下の４物質は低級上でも多くの難しい課題がある。苦情が発生している脂肪酸といわれる物質であり、これらの物質はそれぞ農家では臭気対策を行わないと経営基盤を揺るがしかれ発生源が異なる。

ねないところまで発展することがある。そのため畜産

畜産における臭気の主な発生源は、畜舎、堆肥化施の最前線で活躍している普及センターの担当者や畜産設のようなふん尿処理施設および飼料畑等へのふん尿環境アドバイザーにとっては悩みの大きい問題の１つの散布時などである。家畜ふんは大きく分けると水分となっている。

（尿も含む）、有機物、灰分とで構成されており、有機畜産施設における臭気の発生源は、大きく畜舎内と物には難分解性有機物と易分解性有機物（３〜４割程堆肥化や乾燥処理施設などのふん尿処理施設に分けら度）とが含まれる。排泄された家畜ふんはまず易分解れる。畜舎内で発生する臭気は、濃度は低いが大風量性の有機物が分解し始めるが、酸素（空気）が十分混の臭気を含んだ空気を対象にしなければならない。す合されている場合は好気性微生物によって好気分解す

なわち低濃度・大風量型の臭気を扱うことになる。畜る、すなわち堆肥化されるが、酸素が混ざらなかった産農家の大規模化、専業化と農村部の都市化への進行

り消費されて不足した場合、嫌気性の微生物によってなどによって生活になじまない臭気に対して周辺住民嫌気分解が始まる。堆肥化（好気性微生物によるふん3特集『最近の研究動向』悪臭対策技術等の有機物分解）処理や乾燥処理時に発生する臭気の態において撹拌するとイオウ化合物を主とした強烈な主な成分はアンモニアである。アンモニアは悪臭物質不快な臭気が発生する。その原因は貯留物が極端な嫌のなかでは私たちの生活の中で最も身近な物質であ気状態になっているからであり、嫌気状態とならない

り、濃度の低いわずかに感じる程度のアンモニア臭なよう曝気をしておればこのような不快臭とはならない

らば気になることは少ないが、濃度が高くなると刺激のである。曝気をすると好気分解がはじまりアンモニ性が強くなり不快臭となる。アンモニアは毒性が強くアを主とする臭気が多くなる。

毒物および劇物取締法においては劇物に指定されており、高濃度で曝露されると致死に至るなど生命に重大3．臭気対策な危険をもたらす。また数十〜数百ppmのアンモニア

1）臭気対策の必要性

ガスが大量に樹木と接すると樹木を枯らしてしまうこともある。したがってアンモニアと言えども濃度の高

畜産農家の大規模化、専業化と農村部の都市化、農い臭気として発生する場合は脱臭することが必要とな村部では耕畜の複合経営が激減し畜産農家以外では家る。一方、酸素が混ざらなかったり消費されて不足し畜の姿を見ることは極めて少なくなった。畜産農家のた場合、嫌気性の微生物によって嫌気分解が始まる。

孤立化により畜産施設から発生する臭気に対して周辺

この嫌気分解時に硫化水素やメチルメルカプタンのよ

住民にとっては普段慣れない臭気、異様な臭気と感じうなイオウ系化合物の臭気やプロピオン酸、ノルマルて敏感になってしまう。臭気は人の嗅覚による感覚的酪酸、ノルマル吉草酸、イソ吉草酸のような低級脂肪な問題として捉えられるため、周辺住民が直接的に嗅酸の臭気が発生する。これらのイオウ系化合物や低級覚で判断し、生活が損なわれるような場合は「苦情」

脂肪酸は空気中にわずかに含まれていても人の嗅覚でという形で行政に持込まれる。行政判断となる前に環は不快臭と感じる物質である。すなわち私たちの普段境汚染とならないような臭気対策を行わないと、一旦、の生活の中にはない臭気であるため少しでも存在する「苦情」という形になってしまうと感覚的な問題からと異様な臭いとして感じてしまうのである。家畜ふん感情的な問題へと発展してしまい、ときには畜産の経を水分の高い状態で放置しておくとその内部はすぐに営基盤を揺るがしかねない事態を招くこともあり、ま嫌気状態となって嫌気分解が始まり、上記の物質が発ずは苦情とならないように臭気問題の兆候が見えた段生しやすくなる。排せつ直後の家畜ふんは、例えば搾階から何らかの対策を講じることが求められる。

乳牛ふんでは約85％、肉用牛ふんでは約78％、豚ふん

2）臭気対策の難しさ

では約72％あり、尿分が混じるとさらに高くなる。こ

臭気対策の難しさは、畜産の施設で発生する臭気はのような状態ではふんの表面は空気と接するが、内部複合臭であること、臭気は人の嗅覚によって判断されは空気がなく酸素のない状態となっており、嫌気分解

人によってその感受性が異なること、人の感情が入りが始まり、不快な臭気の発生が始まる。特にスラリーやすいため苦情内容に差が出やすいなど臭気の性質にや尿汚水が貯留槽で曝気をせずして貯留されている状よる問題、臭気対策が生産物の質、量に反映されず臭気対策費を生産物に乗せるという考え方が畜産には少表１ 畜産に係わる規制悪臭物質と臭気強度別濃度⴫㧝 ⇓↥ߦଥࠊࠆⷙ೙ᖡ⥇‛⾰ߣ⥇᳇ᒝᐲ೎Ớᐲᖡ⥇‛⾰⥇᳇ᒝᐲ ࠕࡦࡕ࠾ࠕ ࡔ࠴࡞ࡔ࡞ࠞࡊ࠲ࡦ ⎫ൻ᳓⚛
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ないため、対策費がそのまま出費となり所得減となるᢝ࿾Ⴚ⇇✢ߦ߅ߌࠆ⥇᳇ߩⷙ೙ߦ߅޿
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などの畜産経営上の問題、などが挙げられる。また、臭気の性質からは、一般に人の嗅覚で感じる臭気強度ߒዩߩࠃ߁ߥߦ߅޿⣣ߞߚߚ߹ߨ߉ߩࠃ߁ߥߦ߅޿⣣ߞߚෆߩࠃ߁ߥߦ߅޿⣣ߞߚࠠࡖࡌ࠷ߩࠃ߁ߥߦ߅޿
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Ｉと物質濃度Ｃとの間には、Weber-Fechnerの法則
Ｉ＝ｋ log Ｃ＋ａｋ、ａは物質により定まる定数が成立つが、注意したいのは嗅覚として感じるとき、臭気の物質濃度を1/10にしなければ臭気強度を一段4階落とすことができない、すなわち物質濃度が法はいずれも臭気濃度が高くても対応でき、臭気の温100ppmが10ppmに減少したとき、つまり９割減少し度に影響を受けず、設置面積も小さいので一般に多くて初めて感覚的に半分位減ったと感じる程度の感覚にの脱臭施設で採用される優れた脱臭方法であるが、化しかならない点である。また、気象条件によっては臭石燃料、薬液、吸着剤の交換などを必要とするため運気を含んだ空気は周辺空気と混合せず団塊となって数転コストが高くなる。生物脱臭法は、脱臭能力に見合百ｍから数㎞移動して思わぬところで臭気の苦情となった臭気を脱臭装置に送れば、臭気に含まれる悪臭物って現れることがある。

質を微生物が分解するので、化石燃料、薬液、吸着剤

3）臭気対策の考え方の追加、交換の必要もなく長期間脱臭能力を維持でき

臭気対策で重要なことは苦情を発生させないようにる。留意点は、微生物を利用するため、臭気の温度はすることである。最初に苦情が出たときに、どのよう10〜50℃程度に維持することが必要で、10℃以下になことが苦情の原因になったのか、臭気の発生源はどなると微生物の活動が鈍くなり脱臭能力は低下し、逆こかを特定しその発生源からできるだけ臭気を出さなにあまりに高温になると死滅してしまう。また、燃焼いようにすることが必要である。発生源の特定は当事法などに比べ広い設置面積が必要で、脱臭装置を設置者では難しい場合もあり、判らなければ苦情を言ってする場所が小さいところでは工夫が必要である。生物

きた人に確認することも１方法である。苦情が発生し脱臭法の原理は、臭気成分を脱臭材料（濾材）中の水たときなぜ苦情が発生したのかを考え、その原因がど分に溶解または材料への吸着でいったん脱臭材料に捕こにあるかを把握するとともに、どのように対策すれ集・保持させ、これを材料中の微生物の働きで無臭のばよいかをすばやく考えて対応することが大事で、決成分に分解して脱臭する。脱臭材料中で増殖する微生して放っておかないことが重要である。苦情は感情的物の主なものは、アンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細なもつれに変わりやすく、対応が遅れると技術的な問菌などの硝化菌、脱窒菌、硫黄酸化細菌などである。

題より感情的な問題として発展することが多く、感情生物脱臭法には、土壌脱臭法、ロックウール脱臭法、論は技術論を無視してしまうことが往々にしてある。

堆肥脱臭法活性汚泥脱臭法などがある。ロックウール

もっとも簡単な臭気対策は発生源周辺の清掃であり、（以下RW）脱臭装置（図１）の脱臭メカニズムは土清掃によって臭気の発生をかなり抑制することができ

壌脱臭法と概ね同様で微生物の臭気物質の分解能力をるので、費用をかけずに取り組むには時間をかけて清利用した方法であり、脱臭能力と持続性も土壌脱臭装掃することが第一である。発生源が明確であり、どう置とほぼ同程度の能力がある。RWは無機物であり、しても臭気対策が必要となったときにはじめて脱臭装

基本的には疎水性で臭気成分の吸着能力はほとんどな置の導入を考えなければならないが、脱臭装置を設置い。そこで脱臭材料とするために親水性に処理し、あしたからといって生産に寄与するわけではないので、る程度の保水性を保ち、有機物を混合し、脱臭に寄与できる限り安価で、特に運転コストが安価で性能の良する微生物の活性を高め脱臭材料として開発（生研セい持続性のある脱臭装置が必要となる。

ンターと企業との共同開発）したものである。RW脱臭材料は、通気性にすぐれ、脱臭装置の設置面積は土壌脱臭装置の1/3〜1/5程度である。RW脱臭装置では、

4．臭気対策技術

脱臭槽にRW脱臭材料を２〜2.5m堆積し、下部から臭1）堆肥化施設における脱臭装置

気を見かけ風速で20〜25㎜/秒で送風している。対象

堆肥化施設から発生する臭気はアンモニアを主体ととする臭気のアンモニアの平均濃度は200ppm以下とする複合臭であり、この臭気を脱臭するために運転コし、それを超えるときは臭気を空気で希釈する、あるストの最も安価な脱臭法として、微生物を利用した生いは見かけ風速を下げるなどの方法で対処する。堆肥物脱臭法がある。生物脱臭法以外の主な脱臭法には、化施設から発生する複合臭の脱臭効果は高く、生ゴミ燃焼法、薬液処理法、吸着法などがあり、これらの方の堆肥化装置の脱臭例では、原臭の臭気濃度98,000が5

特集『最近の研究動向』悪臭対策技術

脱臭後では74まで低下した例も報告されている１）。脱面積が小さいことなどが特徴である。しかし、化学反臭装置の設置が不可欠な共同利用型の堆肥化施設では応処理後の廃液処理対策が必要であること、酸液など有効な脱臭装置となっており、現在、全国約60カ所にの薬品代がかかるなどの問題がある。

導入され稼働している。

燃焼法は臭気成分を650〜800℃の高温で燃焼分解させて無機ガスとして脱臭する方法である。温度維持ή⥇ⓨ᳇

を確実に行えば高い脱臭効果が期待できるが、温度が低いと逆に強烈な臭気になって外に排出される。ふん឵᳇ቶ䊨䉾䉪䉡䊷䊦⣕⥇᧚ᢱ⊒㉂᧚ᢱ
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ㅍ㘑ᯏの火力乾燥機や鶏ふんボイラーではこの燃焼法が採用されている。留意点は、脱臭用の炉内温度を安定的に឵᳇↪
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確実に維持させて臭気成分を燃焼させることや煤じん䊨䉾䉪䉡䊷䊦⣕⥇ⵝ⟎量、ダイオキシンなどの放出量などである。触媒を使

図１ 通気型堆肥舎に設置したロックウール脱臭装置（生研センター）って燃焼温度を400℃程度に下げたり、蓄熱方式を組吸着法は臭気成分を吸着材に吸着させて脱臭する方み込みランニングコストを低減している例もある。
2）畜舎換気の脱臭装置

法で、吸着材としてはおが屑、籾がら、くん炭、ゼオライトなどが用いられているが、入手しやすく取扱い畜舎には開放型畜舎と無窓型（ウィンドレス）畜舎やすいおが屑が主に使われている。これらの材料は臭があり、我が国では酪農、肉牛農家は前者がほとんど気成分を物理的に吸着するため、臭気成分が吸着し飽で、養豚、養鶏は規模が大きくなるにしたがって後者和してしまうと吸着能力は急激に低下する。おが屑のに変わりつつある。なかでも子豚舎（離乳豚舎、４〜吸着能力は、含水率64％のとき550mg/100gDM程度10週齢）の無窓豚舎化が進んでいる。開放型畜舎の臭である。微生物分解による脱臭機能はなく、吸着能力気対策は、臭気の捕集が難しいためまずは清掃するこの範囲内であれば臭気濃度が高くても吸着するがそのとが第一である。無窓型畜舎では大型の換気扇を使い分脱臭の持続性は短くなる。密閉縦型発酵装置に設置畜舎内の換気を行っており、換気扇から排気される臭したおが屑脱臭装置では、おが屑の堆積高さは約１ｍ、気が発生源となるケースが多い。畜舎換気の臭気は低

見掛風速は２㎜/秒、臭気ガスとおが屑が接触する時濃度、大風量であり、堆肥化施設の脱臭装置では高コ間は500秒とした場合、臭気ガスのアンモニア濃度がストになるため、脱臭装置では送風による圧力損失が500ppm程度あれば20日間以内にはおが屑表面からア小さなもので大風量に適する条件が必須である。

ンモニアが検出されはじめ、以後脱臭能力は低下する。

無窓畜舎の換気空気を脱臭するために、換気扇側に脱臭能力が低下し、おが屑表面からアンモニアが検出

ハニカム構造（厚さ約10㎝）のフィルタを壁状に２されたときにおが屑表面に十分な散水をすれば脱臭能枚設置し、上部から水を垂らして湿潤状態にし、粉じ力は一時的に回復する。この操作の繰返しである程度の脱臭は可能であるが、排水に多量のアンモニアが溶解しているので排水規制のあるところでは注意が必要である。また、既に苦情が発生しているところでは、本脱臭装置ではおが屑の交換を頻繁に行わないと脱臭の持続性が維持できないので導入は避けるべきである。
薬液処理法は、希硫酸や木酢液などの酸液、あるいはカセイソーダなどのアルカリ液と臭気ガスを接触させ化学反応を利用して脱臭する方法で、密閉縦型発酵装置のようにアンモニアガス濃度が1,000ppmを越えるような高濃度の臭気ガスの脱臭に適しており、設置

図２ ハニカム構造体のバイオフィルタ（ヨシモトポール㈱）6んと臭気を含んだ換気空気をこのフィルタに通して除臭気中のアンモニアを脱臭を兼ねて回収し、肥料としじん・脱臭する装置（図２）では、最初のフィルタでて利用する技術はこれからの臭気対策の１方法であろ

粉じんと大部分のアンモニアを除去し、２枚目のフィう。東北農業研究センターでは、モミガラ、オガクズ、ルタでアンモニアの除去率を上げる方式となってい爆砕剪定枝、林地残材、バークを脱臭資材として供試る。フィルタは開口幅が10㎜程度のハニカム構造とし、アンモニア、硫化水素、プロピオン酸の吸着能力なっているため通気抵抗は低く、畜舎用の換気扇を利を調査し、アンモニアの吸着能力はバークが他の資材用できる。

よりも優れているとしている。群馬畜試では、軽石を通気抵抗の小さいヤシガラチップ混合物を脱臭材料脱臭濾材として使用し、濾床下部から臭気を濾材に通（堆積高さ50㎝）とした脱臭装置では、脱臭材料の水し、濾材上部表面に循環水を散水して臭気中のアンモ分を維持するための散水装置を設置しており、脱臭槽

ニアを微生物の硝化作用により硝酸塩化して脱臭するで蒸発散した水のみを自動給水し、脱臭槽面積が生物脱臭装置を開発した。小規模（0.81m3）装置での25m2であれば毎分150m3の換気空気を脱臭できる。脱検証を終え実証装置の段階に入っているが、冬期では臭性能試験では、無窓豚舎から排出された換気空気に送入される臭気の温度が低下するため脱臭能力が低下

含まれる粉じん（最大7.9mg/m3）とアンモニア（最するので、加温をするなどの工夫を必要としている。

大26ppm）をほぼ除去することができた。この方式

また、循環水中の窒素濃度が高くなるため（濾材内ででは、水洗だけでは脱臭できない低級脂肪酸やイオウの脱窒機能が低いと考えられる）循環水を一部引き抜化合物なども脱臭されている（図３） 。

き液肥利用を試みていることも特徴である。施設費が２）安価であるため個別農家の堆肥化装置等への適用が期待されるとしている。最近の公立試験研究機関の研究䈐䉏䈇䈭ⓨ᳇⇓⥢䈱឵᳇ⓨ᳇

成果では、「豚房への浄化処理水散布による臭気低減ᢔ᳓ㅍ㘑ㇱ

効果の解明」（沖縄畜研）、「資源リサイクルを考慮し䊟䉲䉧䊤䉼䉾䊒ᷙว‛

た簡易・低コスト脱臭システムの確立」（栃木酪農試）、㒰䈛䉖ㇱ「生ゴミと鶏ふんとの混合堆肥化処理時における臭気↢‛⣕⥇ᮏ発生状況」（鹿児島農総セ）、「豚ぷんに散布した鶏ふ図３ ヤシガラチップ混合物による脱臭装置（畜舎の換気）

ん焼却灰の脱臭効果について」（岐阜畜研）などが報告されている。また、施設費が安価で個別農家の堆肥化装置へ適用できる脱臭装置の開発研究なども進めら

5．最近の研究動向れている。

臭気対策の最近の研究は、必要性は高いもののあまり活発な研究は行われていない。平成19年度家畜ふん尿処理利用研究会３）で最近の研究動向の紹介があったが、公立試験研究機関の現場と密着した独創的な研究が少ない。研究会での研究紹介をすると、畜産草地研
究所では堆肥化装置の通気を吸引方式とすることで堆肥表面から発散するアンモニアを従来の圧送方式より1/10以下とし、吸引した臭気中のアンモニアをリン酸スクラバーを使ってリン酸アンモニウムとしてほとんど回収する装置を開発している。スクラバーではリン酸液のほか硫酸液も利用でき、回収したリン酸塩は肥

図４ 吸引通気方式による薬液脱臭法（出典：畜産草地研究所平成18年度成果情報)料として活用できるとしている（図４）。このような7

特集『最近の研究動向』悪臭対策技術に係わる部分でもあり、今後、幅広く管理面とリンク

6．これからの取り組みについてさせながら臭気対策に取り組むべきであろう。脱臭装

畜産における臭気対策は、今後の畜産経営にとって置にこだわらず、微生物資材といわれているるもので避けて通れない課題といってもよい。堆肥化施設のよ効果のあるもについては効果の検証をしっかり行い、うに高濃度、小風量の臭気に対しては、共同利用型の実用化の可能性のあるものは普及に繋げることも必要

堆肥化施設においてロックウール脱臭装置などの生物である。臭気抑制のメカニズムの解明はあとからでも脱臭装置や薬液処理の脱臭装置などの導入が進んでいかまわない。まずは苦情が発生しないような対策、技るいるものの、個別農家の施設に対して要望があるに術が必要である。

もかかわらずその導入は極めて少ない。施設費や運転臭気対策は、リスクも大きいため民間では対応が難費のコスト問題が最大のネックであり、持続的な脱臭しい課題であり、独立行政法人や公立の試験研究機関機能があり施設費と運転コストが安価な脱臭装置の出が取り組むべき課題といえる。それぞれが連携をとり現が切望されている。許容できる範囲まで脱臭できるながらよりよい技術を農家に提供することが我々の使ことや稼働方法についても必要なときのみ運転するこ命であると考える。とも考慮に入れた低コスト運転方法についても検討すべきであろう。ただし安かろう悪かろうのものは避け参考・引用文献ねばならない。

１）道宗直昭ら：におい・かおり環境学会第16回講演要旨集、（2003）
２）原田泰弘ら：農業施設、36（3）、11-18（2005）
３）畜産草地研究所編：平成19年度家畜ふん尿処理利用研究会、畜産環境の動向と汚水高度処理及び悪臭防除の新技術、
45-73、（2007）

畜舎換気の臭気対策の要望は、今後ますます強くなると考えられ、いくつかの脱臭方法が提示されているが、大風量となると低コスト運転が課題となる。脱臭装置ありきではなく臭気の発生源において発生を抑制することも不可欠であり、この部分の研究は飼養管理8