栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

堆肥化施設に係る臭気の発生抑制に関する調査(第3報)
化学部

1 はじめに廃棄物処理施設の堆肥化施設では、稼働後、悪臭防止対策が設計どおりに十分な効果を発揮しきれず、悪臭苦神野 憲一

岸 秀憲

平野 真弘

小池 静司

小西 智之

堆肥化過程の堆積物について、現地測定及び試料採取を行った。
2.1.3 臭気中の脂肪酸定量法情を引き起こしてしまう事例がある。このような場合、

前報 2)に従い、堆積物試料 2g を 40mL バイアル瓶に入事業者は、さらなる設備投資等により対策を講じることれ、60℃で加温し、ヘッドスペース中に拡散させた臭気となるが、施設設置後の設備追加は、改善までに時間がを、MonoTrap DCC18 に 1 時間吸着させた。MonoTrap DCC18かかるだけではなく、コスト面における事業者の負担もをバイアル瓶から取り出し、10mL 遠心沈殿管に入れ、ア大きい。このため、堆肥化施設の悪臭防止対策設備は、セトン 1mL を加え、10 分間超音波抽出した。このアセト堆肥化施設から発生する悪臭物質の種類及び量をあらかン溶液に、内部標準物質(2-エチル酪酸)2µg を添加後、じめ明確にした上で、設計することが重要である。

GC/MS で測定した。

本調査は、堆肥化施設における臭気物質の発生要因等

2.2 臭気の発生因子に関する実験
実地調査結果を踏まえ、水分及び比重と臭気発生の影について調査し、堆肥化施設に対する審査・指導の参考となる行政資料を作成することを目的とする。
27 年度は文献などの書類調査を行い、堆肥化のしくみ響を確認するため、卓上の堆肥化実験を行った。
2.2.1 実験装置
装置の概略図を図 1 に示す。反応槽には、容積約 1Lや設備に係る情報を収集するとともに、実地調査の測定項目選定のための概況調査を実施した 。28 年度は、臭のガラス製密閉保存容器（AGC テクノグラス製）を用い気中の脂肪酸定量法の開発を行うとともに、産業廃棄物た。反応槽は、35℃に設定した恒温水槽に設置した。

処分業許可を有する堆肥化施設 10 施設への実地調査を2.2.2 実験条件1)2)行った 。29 年度は、産業廃棄物処分業許可を有する堆

2.2.2.1 堆肥化原料の調製肥化施設 3 施設及び飼料製造施設 1 施設への実地調査を実地調査において、動植物性残さが最も多く処理され行い、臭気の発生因子について検討を行った。併せて、ていたことから、野菜くずとおからを、水分及び C/N 比装置を用いた卓上の堆肥化実験を行ったので、その結果を調整するため米ぬかを用いた。野菜くず、おから、米を報告する。

ぬかを、重量比 5:4:1 の割合で混合したものを原料とし、これに、副資材として、施設 A で採取した堆積物試料を、2 調査方法

重量比 1:1 となるよう加え、混合した。この混合物の水

2.1 実地調査分を、60～75%の範囲で水を添加・調整し、堆肥化原料と施設内において、堆肥化及び臭気発生の状況を調査するとともに、施設管理者へのヒアリングにより、施設構造やした。
2.2.2.2 実験①（好気条件）

堆肥化条件等を確認した。

好気条件での、臭気発生状況の確認を目的とした。エ

2.1.1 調査対象施設の概要

アーポンプから送り出された空気を流量計で 1L/min に調査年月日及び調査対象施設の概要を表 1 に示す。堆調整し、反応槽上部から供給した。1 日 1 回切返しを行肥化施設 3 施設は、いずれも好気的分解を処理に利用しった。ており、内訳は通気型堆肥舎（床に送風設備あり）1 施

2.2.2.3 実験②（嫌気条件→好気条件）設、スクープ式（床に送風設備あり）2 施設である。 飼

初めに嫌気条件、その後好気条件に変化させた場合の、料製造施設 1 施設は、嫌気的分解を処理に利用している臭気発生状況の変化の確認を目的とした。初め容器を密が、好気的分解を利用する堆肥化施設と比較するため、閉し、丸 1 日嫌気状態にした。翌日以降は、空気供給量調査を実施した。全施設で、動植物性残さを受け入れてを 1L/min とし、1 日 1 回切返しを行った。

いる。

2.2.3 調査項目

2.1.2 調査項目
調査項目と分析方法は、表 2 のとおり前報 2)と同じである。また、前報 2)同様、原料保管施設、原料混合直後、ーで、アンモニア、メルカプタン類、硫化水素は検知管発生する臭気について、複合臭強度は、においセンサ法により、毎日測定した。また、堆肥化過程における混- 81 -

栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

合堆積物の内部温度は、データロガー温度計により 5 分高かったことから、嫌気的部分の影響があると考えられ毎に記録した。

た。
臭気の発生因子を検討するため、各工程における臭気

3 結果及び考察
3.1 29 年度実地調査結果

物質濃度等のそれぞれの平均値を、各施設の代表値として、比較した。においセンサー測定値及び脂肪酸濃度が29 年度に調査した堆肥化施設 3 施設は、いずれも好気高い、施設 B と J、においセンサー測定値及び脂肪酸濃的分解を処理に利用した施設であり、処理の主役は好気度が低い、施設 A と K に着目した。

性微生物である。各施設の堆肥化及び臭気発生状況を原料(廃棄物)受入及び保管の状況を表 4 に示す。施設

図 2 に示す。堆積物の温度は、施設 M が 70℃～80℃であA と K は、受入れる動植物性残さに条件を設け、カットるのに対し、他の 2 施設が 40℃～50℃と施設 M より低い野菜などを受入れていたのに対し、施設 B と J は、条件温度で推移していたが、これは、施設構造の違いと外気を設けていないため、細断されていない野菜が散見され温の影響と考えられた。pH は、3 施設とも約 8 で推移した。また、保管期間は、施設 B は前処理なしで最長 1 週た。においセンサー測定値は、3 施設の中で施設 M が最間保管しており、酸っぱい臭いが感じられた。施設 A もも高く、最高で 330ppm が検出されたアンモニアの影響に最長 1 週間の保管があるとしているが、保管する場合はよると考えられた。以上のとおり、3 施設は、アンモニ戻し堆肥と混合している。このことから、動植物性残さアの発生、高温(概ね 50～70℃)という好気的分解の特徴

は、水分を切り、細かい状態とし、一時的に保管する場

3)が見られた。

合でも戻し堆肥と混ぜる等、嫌気的状態にしないように次に、飼料製造施設である施設 N の発酵及び臭気発生することが重要であると考えられた。
次に、原料(廃棄物)状況を図 3 に示す。温度は約 40℃、pH は約 4 と概ね一定

混合時の状況を表 5 に示す。施設 B と J の水分及び比重であった。においセンサー測定値は、発酵に伴い増加しは、施設 A と K(水分 60%前後、比重約 0.4)より高かった。

た。アンモニア、メルカプタン類、硫化水素は検出され水分及び比重が高いと、通気性が低くなりやすく、嫌気なかったが、酢酸などの脂肪酸が堆肥化施設 3 施設より的部分が大きくなると考えられた。

高濃度検出された。一般的に、飼料は乳酸発酵により製

表 6 に示すとおり、原料の保管、混合時及び堆肥化の4)造 されるが、これらは、嫌気的分解の特徴であり、堆条件を説明変数 x、臭気物質濃度平均値や pH 平均値等を肥化施設 3 施設で確認された好気的分解の特徴とは大き説明変数 y として、エクセル統計により重回帰分析を行く異なった。

った。その結果、脂肪酸濃度平均値と、堆積高さ及び保3.2 臭気の発生因子について管期間、pH 平均値と保管期間の間で、有意と判定された。

平成28 年度及び29 年度に調査した堆肥化施設13 施設

堆積高さと保管期間は、嫌気性に影響する因子と考えらの内訳は、表 3 のとおり、通気型堆肥舎（床に送風設備れた。
3.2.2 撹拌方式あり）6 施設、堆肥舎 1 施設（床に送風設備なし）、スクープ式（床に送風設備あり）6 施設である。これらを堆撹拌方式(スクープ式)の臭気発生状況及び温度等の変積方式（通気型堆肥舎及び堆肥舎）と撹拌方式(スクープ化を、それぞれ図 6 及び図 7 に示す。臭気の発生因子を式)に分類し、臭気の発生因子について検討した。

検討するため、堆積方式と同様、各工程における臭気物

3.2.1 堆積方式

質濃度等のそれぞれの平均値を、各施設の代表値として、堆積方式（通気型堆肥舎及び堆肥舎）の堆肥化及び臭比較した。脂肪酸は、堆積方式のように、高濃度の施設

気の発生状況を、それぞれ図 4 及び図 5 に示す。今回のはなかった。そこで、においセンサー測定値が高い、施調査対象施設は、いずれも好気的分解を利用しているが、設 I と M、においセンサー測定値が低い、施設 E と L に実際には完全な好気状態を維持することは難しく、堆積着目した。

5)

物内部には嫌気的部分が存在する 。不十分な通気や切原料(廃棄物)受入及び保管の状況を表 7 に示す。施設

返しにより、嫌気的分解が優勢となれば、主に、嗅覚閾E、I、L が、受入れる動植物性残さに水分等の条件を設

6)

値が低い脂肪酸やメルカプタン類、硫化水素が発生 し、けていたのに対し、
施設 M は、条件を設けていなかった。

堆積物の温度は好気的分解のように高温にならない 5)。

また、保管期間は、施設 L は戻し堆肥と混合して 2 日保

施設 B は、２週目以降は概ね 50℃以上で推移したが、管であるのに対し、施設 M は前処理なしで 2、3 日保管しpH は約 4 で推移しており、これは嫌気的部分で発生したており、腐った玉ねぎのような臭いが感じられた。この脂肪酸による影響と考えられた。
施設J は、
温度50～70℃、ことから、動植物性残さは、水分を切ること、混合時にアンモニアの最高濃度 130ppm、pH7～9 を示し、好気的分すぐ崩れる状態とすること、一時的に保管する場合でも解の特徴を示した。一方、においセンサー測定値は最高副資材・戻し堆肥と混ぜる等、嫌気状態にならないよう2,000 超、脂肪酸濃度は最高 1,300ppm と施設 B に次いでにすることが重要であると考えられた。なお、原料(廃棄- 82 -

栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

物)混合時の状況を表 8 に示す。
これらの施設間について、混合時にすぐ崩れる状態とすること、一時的に保管する水分や比重等の相違は見られなかった。

場合でも副資材・戻し堆肥と混ぜる等、嫌気状態にならなお、堆積方式と同様、原料の保管、混合時及び堆肥ないようにすることが重要であると考えられた。

化の条件を説明変数 x、臭気物質や pH 等を説明変数 y と実地調査の結果、原料の大きさ、水分、比重、保管期して、エクセル統計により重回帰分析を行ったが、有意間・方法、堆積高さが臭気発生に影響する因子と考えらと判定された回帰式は得られなかった。

れた。

3.3 臭気の発生因子に関する実験そこで、混合時の水分及び比重の臭気発生への影響を

3.3.1 実験①（好気条件）
臭気発生状況を図 8 に示す。においセンサー測定値は、堆肥化進行に伴い減少した。いずれの条件でもアンモニアが発生し、最高約 50ppm まで上昇した。メルカプタン類、硫化水素、脂肪酸は不検出であった。内部温度は恒温槽とほぼ同じ約 35℃で推移した。これは、通気量が多く、混合物が冷却されたためであると考えられた。
この条件では、臭気発生への水分及び比重の影響は、確認されなかったが、通気量が多かったため、水分及び比重が高い条件でも好気状態が維持されていたと考えられた。
3.3.2 実験②（嫌気条件→好気条件）
臭気発生状況を図 9 に示す。嫌気条件で 1 日後、においセンサー測定値は、大きく上昇した。また、メルカプ
タン類及び硫化水素が検出され、水分及び比重が高い程、その濃度が高かった。なお、アンモニアは不検出であった。
次に空気を供給し、好気条件にしたところ、その 1 日後(計 2 日後)にはメルカプタン類と硫化水素は不検出となり、代わってアンモニアが発生した。
以上、嫌気条件では水分及び比重が高い程、メルカプタン類及び硫化水素の濃度が高くなったことから、水分及び比重がこれらの悪臭物質の発生因子であると考えられた。また、十分な空気を適切に供給すれば、嫌気状態が解消され、メルカプタン類などの悪臭物質の発生を抑制できることが示唆された。

検討するため、堆肥化実験を行った。好気条件では、アンモニアが発生し、メルカプタン類、硫化水素、脂肪酸は不検出であった。この条件では、水分及び比重の影響は、確認されなかった。
嫌気条件では、水分及び比重が高い程、メルカプタン類及び硫化水素が高濃度で発生し、アンモニアは不検出であった。次に空気を供給し、好気条件にしたところ、
その 1 日後にはメルカプタン類と硫化水素は不検出となり、代わってアンモニアが発生した。
これらの結果から、原料の大きさ、保管期間・方法、堆積高さ、そして水分、比重が、悪臭物質の発生因子であると考えられた。また、嫌気状態であっても、十分な空気を適切に供給すれば、嫌気状態が解消され、メルカプタン類などの悪臭物質の発生を抑制できることが示唆された。今後さらにデータを積み重ね、臭気発生を抑制する条件を検討することとしたい。
5 謝辞
本調査に際して、助言いただいた栃木県畜産酪農研究センター、分析機器使用を快諾いただいた栃木県農業環
境指導センターに深謝いたします。また、書類調査及び実地調査に協力いただいた各事業者の皆様、廃棄物対策課、各環境森林事務所等に深謝いたします。
6 参考文献1) 髙松香織他，堆肥化施設に係る臭気抑制に関する調4 まとめ

査(第 1 報)，栃木県保健環境センター年報，21，72-76，

平成 28 年度及び 29 年度に実施した実地調査結果を、2016．

堆積方式と撹拌方式に分類し、臭気の発生因子を検討し

2) 神野憲一他，堆肥化施設に係る臭気抑制に関する調た。

査(第 2 報)，栃木県保健環境センター年報，22，67-76，

堆積方式の施設について、においセンサー測定値及び2017．

脂肪酸濃度が高い施設と低い施設を比較した。
原料(廃棄3) 染谷孝，
生ごみリサイクル講座 vol5 堆肥の微生物学，物)受入及び保管について、動植物性残さは、水分を切り、月刊廃棄物，41(9)，32-35，2015．

細かい状態とし、一時的に保管する場合でも戻し堆肥と

4) 栃木県農政部畜産振興課，飼料作物の栽培と利用（平混ぜる等、嫌気状態にならないようにすることが重要で成 28 年 3 月），Ⅱ 飼料作物の利用，栃木県あると考えられた。また、原料(廃棄物)混合時の状態にHP(https://www.pref.tochigi.lg.jp/g06/gyoseijyoh

ついて、水分及び比重が高いと、通気性が低くなりやす

o/documents/2_tochigisai_baimanual.pdf)

く、嫌気的部分が大きくなると考えられた。

5) 堆肥化施設設計マニュアル，社団法人中央畜産会，

撹拌方式の施設については、においセンサー測定値が1-31，2011．

高い施設と低い施設を比較した。原料(廃棄物)受入及び6) 永田好男他，三点比較式臭袋法による臭気物質の閾値保管の状況について、動植物性残さは、水分を切ること、測定結果，日本環境衛生センター所報，17，77-89，1990．
- 83 -

栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

表 1 調査年月日及び調査対象施設の概要

調査年月日

施設K

堆肥化施設
施設L

施設M

H29.12.7

H29.12.7

H29.12.22

取扱品目

動植物性残さ、汚泥、動物 動植物性残さ、木くず、動のふん尿、木くず物のふん尿

動植物性残さ、汚泥、動物の糞尿、廃油・廃酸、廃ｱﾙｶﾘ

主な動植物性残さ

野菜くず

野菜、菓子類、豆腐等

施設の構造

野菜くず、茶がら等

通気型堆肥舎2週間

堆肥化期間(別会社で2,3年保管)

床下送風設備

有

スクープ式

スクープ式

70日間

40日間

有

有

建屋の構造

密閉

密閉

密閉

脱臭設備

スクラバー

木質チップ

オゾン＋ゼオライト切返し方法

バックホー

スクープ式

スクープ式

切返しの頻度

2日に1回

1日に1回1日に2回飼料製造施設施設N
H29.7.19
動植物性残さ

ビールかす

密閉

堆積高さ(m)2.8

11.5

通常の投入量約20t/日

35t/日

25t/日

50t/日

菌の添加

無無有(EM菌)

有(サイレージ用乳酸菌)

副資材

バーク

木くず、バーク

チップ

戻し堆肥

有

有

有

備考(事業者の日常管理)

時々温度測定毎日温度測定毎日菌床の状況を確認

毎日温度測定1日2回臭気を確認
チップの質を確認

表 2 調査項目と分析方法
目的

発酵状態の確認項目
堆積高
切返し、通気方法
副資材の種類及び混合比
堆肥化期間
日常の管理項目と方法
戻し堆肥、菌の添加
温度
湿度
混合物の比重（容積重）混合物の水分pH
C/N比（炭素窒素比）
O-C（有機炭素）
T-N（全窒素）
混合物の大きさ・形状
複合臭強度

臭気の確認アンモニア
メルカプタン類
硫化水素
脂肪酸方法

施設管理担当者へのヒアリング

バイメタル温度計
堆積物表面から30cm(表層)と80cm(内部)で測定
温湿度計(堆積物表面に置き測定)
バケツと重量計による現地測定
肥料等試験法3.1.a（乾燥器による乾燥減量法）
肥料等試験法3.3.a（ガラス電極法）
肥料等試験法4.11.2
肥料等試験法4.11.1.b（燃焼法）
肥料等試験法4.1.1.b（燃焼法）
目視においセンサー(新コスモス電機(株)製XP-329ⅢR)
複合臭の強度を0～2,000の数値で相対的に表示
検知管
検知管
検知管
GC/MS法図 1 堆肥化実験の概略図- 84 -

栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

施設 K

施設 M

施設 L

硫化水素は不検出

硫化水素は不検出

図 2 堆肥化及び臭気発生の状況(堆肥化施設)- 85 -

栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

施設 N
アンモニア、メルカプタン類、硫化水素は不検出

図 3 発酵状態と臭気発生の状況（飼料製造施設）
表 3 調査を実施した施設の分類
施設数

施設名*

6

A, B, F,G, H, K

堆肥舎

1J

スクープ式

6C, D, E,I, L, M

計

13

処理方式

通気型
堆肥舎
堆積方式

撹拌方式

*下線をつけたものは、29年度に調査した施設

図 4 堆肥化の状況(堆積方式)- 86 -

栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

図 5 臭気の発生状況(堆積方式)
表 4 原料(廃棄物)受入及び保管の状況(堆積方式)
主な廃棄物
動植物性残さ汚泥

施設A○

野菜くず、餃子
餡

○

施設B

○

野菜くず、チーズ等

○

施設F

○

野菜くず、乳製品等

施設G

○

施設H

動物糞尿

廃棄物の保管期間においｾﾝｻｰ アンモニア
測定値
(ppm)

ﾒﾙｶﾌﾟﾀﾝ類(ppm)

硫化水素(ppm)

備考
受入時の条件、目視等

最長1週間 ＊

690

4<0.1<0.05

15社に限定。水分をよくきる
よう徹底

○

最長1週間

1,033

<0.5<0.1<0.05

特に限定なし。細断されていない野菜が散見された。

○

○0日

990

24<0.1<0.05

野菜くずはカット野菜

お茶搾りかす、
野菜くず

○

○

0日

1,160

13

0.2

1.5

性状を予め確認○

野菜くず、コー
ヒーかす

○

3日

220<0.5<0.1<0.05

野菜くずはカット野菜

施設J○

野菜くず、おから等

○

○

0日

保管物がなかったため測定データなし

細断されていない野菜が散見された。

施設K

○

野菜くず

○

○

0日

保管物がなかったため測定データなし

性状を予め確認＊動植物性残さは戻し堆肥と混ぜて保管

表 5 原料(廃棄物)混合時の状況(堆積方式)
副資材

戻し堆肥

廃棄物：副資材・戻し堆肥の混合比率

廃棄物に占める動植物性残 水分(%)
さの割合(%)○

1:110未満

1:2～4○

比重C/N比

pH

温度(℃)

63.0

0.41

17.5

7.7

79

20～30

70.7

0.46

9.1

4.1

33

1:1

25

61.5

0.45

10.3

7.0

42

施設A

○

バーク

施設B

○

バーク

施設F

○

チップ材

○

1:4～710

66.6

0.63

7.9

7.4

51

施設H

○

おがくず、剪
定材○

1:0.2～0.3

3

74.1

0.71

10.3

6.6

15

施設J

○

樹木チップ

○

1:0.3～0.4

57

71.3

0.50

14.1

5.9

29

施設K

○

バーク

○

1:0.5

40

59.6

0.40

22.9

7.6

36

施設G- 87 -栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

表 6 重回帰分析のパラメータ
説明変数x(原料の保管)・保管期間・受入制限の有無(混合時の条件)・水分・比重・副資材の有無
・廃棄物と戻し堆肥・副資材の比率(堆肥化の条件)
・堆積高さ
・切り返しの頻度(1週あたりの回数)
・菌の添加の有無

目的変数y・においセンサー測定値(平均値)・アンモニア(平均値)・メルカプタン類(平均値)
・硫化水素(平均値)・脂肪酸(平均値)
・pH(平均値)
・温度(平均値)
・湿度(平均値)

図 6 堆肥化の状況(撹拌方式)

図 7 臭気の発生状況(撹拌方式)- 88 -

栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

表 7 原料(廃棄物)受入及び保管の状況(撹拌方式)
主な廃棄物
動植物性残さ汚泥

動物糞尿

廃棄物の保管期間○ 米ぬか、おから

施設D○

野菜くず、ソーセージ

○

○

1～2日

1,050

70

<0.1<0.0530cm以内

施設E○

野菜くず、乳製品等

○

○

0日

1,050

4<0.1<0.05

ﾛｰﾀﾞｰで混ぜた時すぐに崩れる
もの施設I○ 野菜くず、残飯等

○

○

0日

760

50

<0.1

<0.05

水分をよくきるよう相手に依頼

施設L○ 野菜くず、茶殻等

○

2日*

施設M

○

○

2～3日

○

保管物がなかったため測定データなし

受入時の条件、目視等

施設C

野菜くず、肉、惣菜等

0日

備考においｾﾝｻｰ アンモニア ﾒﾙｶﾌﾟﾀﾝ類 硫化水素
測定値
(ppm)
(ppm)
(ppm)

米ぬか・おからに限定

保管物がなかったため測定データなし
1,320

200.2

水分をよくきるよう相手に依頼
0.25

特に条件なし＊戻し堆肥と混ぜて、水分調整の上、保管

表 8 原料(廃棄物)混合時の状況(撹拌方式)
副資材

廃棄物：副資
戻し堆肥 材・戻し堆肥の混合比率

廃棄物に占める動植物性残 水分(%)
さの割合(%)

比重C/N比

pH

温度(℃)

施設C

○

1:0.05～0.1

10050.6

0.43

14.5

5.1

62

施設D

○

1:0.5～0.6

10～20

41.1

0.77

7.0

7.7

52

施設E

○

おがくず

○

1:6～730

68.9

0.52

22.6

7.6

48

施設I

○

カンナくず、もみがら

○

1:1

67

53.8

0.44

10.1

6.5

19

施設L

○

木くず、バーク

○

1:0.4

60

60.1

0.48

19.8

8.0

35

施設M

○

チップ

○

1:20

47

35.6

0.47

12.7

7.875

図 8 臭気発生状況(好気条件)- 89 -

栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

図 9 臭気発生状況(嫌気条件)- 90 -