JP2002362990A - 液体肥料の製造方法およびそのための装置 - Google Patents
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Abstract
ステムでは、有機系廃棄物1が粉砕異物除去装置2によ
り異物除去され、発酵槽3に運ばれ、バイオガス4が取
り出され、残渣の液体が固液分離機5により分離され、
液体肥料としていた。しかし、このような液体肥料は、
各栄養素量が不適当であるため液体肥料として利用でき
ず、施肥する場所までの輸送コストが非常にかかってい
た。 【解決手段】 バイオガス4を取り出した後の残渣から
固液分離機5により原液6を得、これを蒸散装置7に運
び水分を調節し、イオン交換樹脂8に供給して富カリウ
ム画分9(溶液A)と、富窒素−リン画分10(溶液
B)とに分画した。続いて、溶液AおよびBをそれぞれ
水分蒸発機11および12に供給し濃縮し、濃縮液体肥
料13(カリベース)および14(窒素−リンベース)
を得、施肥前に両者の所定量を混合した。
Description
法およびそのための装置に関するものであり、詳しく
は、有機系廃棄物を発酵させてバイオガスを取り出した
後の残渣から、植物の生育に有効な栄養素のバランスを
具備する液体肥料を低コストで製造することのできる方
法、およびそのための装置に関するものである。
サイクル法が施行されるなか、有機系廃棄物(食品廃棄
物、家畜ふん尿、下水汚泥、廃木材など)のリサイクル
化が問われている。有機系廃棄物のリサイクルは主にコ
ンポスト化、バイオガス化、飼料化、建材化などがあ
り、循環社会推進のためリサイクル率を高めていく必要
がある。従来、有機系廃棄物からバイオガスを取り出し
た後の残渣は、固形はコンポスト化され堆肥に、液体は
液体肥料としての利用が考えられている。
肥料生産システムを説明するための図である。図3にお
いて、有機系廃棄物1は、粉砕異物除去装置2により粉
砕され異物が除去された後、発酵槽3に運ばれ、バイオ
ガス4が取り出される。生じた残渣は固液分離機5によ
り固体と液体とに分離され、液体は液体肥料36として
取り出される。
うに生産された液体肥料は、各栄養素量が変動しやす
く、また窒素やリンが過剰に含まれるためこのままでは
液体肥料として利用できないという欠点がある。さら
に、大量の水分を含むために、施肥する場所までの輸送
コストが非常にかかるという欠点もある。このような理
由から、前記液体肥料は肥料としての利用が限定され、
そのほとんどが水処理施設で処理され廃棄されているの
が現状である。したがって本発明の目的は、有機系廃棄
物を発酵させてバイオガスを取り出した後の残渣から、
植物の生育に有効な栄養素のバランスを具備する液体肥
料を低コストで製造することのできる方法、およびその
ための装置を提供することにある。
本発明は、有機系廃棄物を発酵させてバイオガスを取り
出した後の残渣から液体肥料を製造する方法であって、
前記残渣から液体を分離する液体分離工程と、前記液体
分離工程で分離された液体に含まれる水分を蒸散させる
蒸散工程と、前記蒸散工程で濃縮された原液を富カリウ
ム画分と富窒素−リン画分とに分画する分画工程と、前
記各画分に含まれる水分を蒸発する水分蒸発工程とを有
することを特徴とする。また本発明は、有機系廃棄物を
発酵させてバイオガスを取り出した後の残渣から液体肥
料を製造する装置であって、前記残渣から液体を分離す
る固液分離機と、前記固液分離機で分離された液体に含
まれる水分を蒸散させる蒸散装置と、前記蒸散装置で濃
縮された原液を、富カリウム画分と富窒素−リン画分と
に分画するイオン交換樹脂と、前記各画分に含まれる水
分を蒸発する水分蒸発機とを有することを特徴とする。
図面にしたがって説明する。図1は、本発明の製造方法
の一実施態様を説明するための概略図である。図1にお
いて、有機系廃棄物1は、粉砕異物除去装置2により粉
砕され異物が除去された後、発酵槽3に運ばれ、バイオ
ガス4が取り出される。生じた残渣は固液分離機5によ
り固体と液体とに分離され、液体は原液6として取り出
される。なお、前記の粉砕異物除去装置2、発酵槽3、
バイオガス4の取り出し方法、固液分離機5については
当業界でよく知られている内容なので、ここでの詳しい
説明は省略する。続いて、原液6は、蒸散装置7に運ば
れ水分が調節され、イオン交換樹脂8に供給され、カリ
ウムに富む富カリウム画分9(溶液A)と、窒素および
リンに富む富窒素−リン画分10(溶液B)とに分画さ
れる。続いて、溶液AおよびBはそれぞれ水分蒸発機1
1および12に供給され濃縮され、濃縮液体肥料13
(カリベース)および14(窒素−リンベース)が得ら
れる。なお、イオン交換樹脂8による分画を容易にする
ために、原液6に多く含まれるアンモニア態窒素を硝酸
態窒素に変換する必要がある。
置の一例を説明するための図である。図2において、固
液分離機により分離された原液は、原液タンク21に貯
えられている。なお、原液タンク21にはブロワー22
を設置して原液を曝気し、BODを低減させておくのが
好ましい。次に、原液は原液タンク21から濃縮液貯蔵
タンク28に送られる。さらに、ポンプ23により蒸散
装置24に運ばれ、ここで水分が調節される。水分は、
カリウム、窒素、リン濃度が原液中にそれぞれ1%程度
になるように蒸発させるのが好ましい(通常、原液の水
分の80%が蒸散する)。また、図2の蒸散装置24
は、公知の溶液噴霧蒸散方式の装置であって、原液を噴
霧器25から装置下方に噴霧するとともに、フィルター
でろ過された外気をブロワー26により装置下部から取
り入れて上部に排出させる構成となっている。
アンモニア態窒素を硝酸態窒素に変換するバイオフィル
ター27が設けられている。バイオフィルター27に
は、微生物(例えばNitrosomonas(ニトロソモナス)属
やNitrobacter(ニトロバクター)属)が固定され、原
液と接触できるようになっている。前記微生物は、原液
に多く含まれるアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変換可
能であるとともにBODも低減できるため好ましい。原
液と微生物の接触により、続くイオン交換塔30による
分画が容易となる。
濃縮液貯蔵タンク28に貯えられ、ポンプ29によりイ
オン交換塔30に運ばれる。なお濃縮液貯蔵タンク28
に貯えられた原液は、その一部を再び蒸散装置24に循
環させてもよい。イオン交換塔30は、原液をカリウム
に富む富カリウム画分と、窒素およびリンに富む富窒素
−リン画分とに分画するものである。イオン交換塔に
は、この目的を達成するイオン交換樹脂が充填されてい
る。前記イオン交換樹脂としては、例えばH型強酸性陽
イオン交換樹脂が挙げられる。このイオン交換樹脂は、
陽イオンのK+を固定して、陰イオンのNO3 −および
PO4 −は通過させる。NO3 −およびPO4 −通過後
は、NaClタンク31からNaClをイオン交換塔3
0に供給し、固定されたK+を溶出させる。各画分は画
分ごとに貯留タンク32、33に貯えられた後、水分蒸
発機34、35に供給され濃縮される。水分蒸発機3
4、35は、温度が例えば80℃に設定され、各栄養素
の設計量への微調整と、殺菌を同時に行うことができ
る。なお、水分蒸発機34、35としては、前記の公知
の溶液噴霧蒸散方式の装置を利用することができる。水
分蒸発後は、濃縮液体肥料として製品タンク36、37
にそれぞれ各画分が貯えられる。なお、濃縮液貯蔵タン
ク28に貯えられた原液のイオン交換塔30への供給の
ためのポンプの稼動、およびNaClタンク31からN
aClのイオン交換塔30への供給のためのポンプの稼
動は、制御盤38により制御されている。ここで、Na
Clタンク31からNaClのイオン交換塔30への供
給のためのポンプの稼動は、イオン交換塔30の出口部
付近に設けられたNaセンサー39から送信された信号
に基づいている。さらに制御盤38は、弁40,41,
42を制御し、貯留タンク32,33への各画分の流入
量も制御することができる。なお、43は廃液タンクで
ある。
縮液体肥料と窒素−リンベースの濃縮液体肥料は、水分
が大幅に減じられ質量および嵩も減少しているため、施
肥する場所までの輸送コストがかさむことがない。ま
た、施肥前に前記各濃縮液体肥料を所定の割合で混合す
れば、植物の生育に有効な栄養素のバランスを具備する
液体肥料を簡単に得ることができる。
せてバイオガスを取り出した後の残渣から、植物の生育
に有効な栄養素のバランスを具備する液体肥料を低コス
トで製造することのできる方法、およびそのための装置
が提供される。
の概略図である。
明するための図である。
テムを説明するための図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 有機系廃棄物を発酵させてバイオガスを
取り出した後の残渣から液体肥料を製造する方法であっ
て、 前記残渣から液体を分離する液体分離工程と、 前記液体分離工程で分離された液体に含まれる水分を蒸
散させる蒸散工程と、 前記蒸散工程で濃縮された原液を富カリウム画分と富窒
素−リン画分とに分画する分画工程と、 前記各画分に含まれる水分を蒸発する水分蒸発工程と、 を有することを特徴とする液体肥料の製造方法。 - 【請求項2】 前記液体分離工程で分離された液体に含
まれるアンモニア態窒素を、硝酸態窒素に変換させた
後、得られた液体を前記分画工程に供することを特徴と
する請求項1に記載の液体肥料の製造方法。 - 【請求項3】 前記分画工程が、液体分離工程で分離さ
れた液体をイオン交換樹脂に接触させる工程からなるこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の液体肥料の製
造方法。 - 【請求項4】 有機系廃棄物を発酵させてバイオガスを
取り出した後の残渣から液体肥料を製造する装置であっ
て、 前記残渣から液体を分離する固液分離機と、 前記固液分離機で分離された液体に含まれる水分を蒸散
させる蒸散装置と、 前記蒸散装置で濃縮された原液を、富カリウム画分と富
窒素−リン画分とに分画するイオン交換樹脂と、 前記各画分に含まれる水分を蒸発する水分蒸発機と、 を有することを特徴とする液体肥料の製造装置。
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