JP2012025659A - 液体肥料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【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。
【選択図】図1
Description
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。
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。
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。
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11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。
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。
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30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34、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NaCl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、NaCl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。
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。
2 粉砕異物除去装置
3 発酵槽
4 バイオガス
5 固液分離機
6 原液
7、24 蒸散装置
8 イオン交換樹脂
9 富カリウム画分
10 富窒素−リン画分
11、12、34、35 水分蒸発機
21 原液タンク
27 バイオフィルター
30 イオン交換塔
38 制御盤
39 Naセンサー
40、41、42 弁
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を提供することにある。
Claims (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。 - 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。
- 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。
- 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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