JP4697945B2

JP4697945B2 - 脱臭剤及び臭気を発生しない堆肥化法

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Publication number: JP4697945B2
Application number: JP2005180667A
Authority: JP
Inventors: 好美篠原
Original assignee: 好美篠原; 伊東久美子
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2025-06-21
Also published as: JP2007000184A

Description

本発明は、貯留中の蓄糞からの悪臭の発生を防止する脱臭剤に関し、更に、堆肥化する際に発生する悪臭を防止する堆肥化法に関するものである。

環境問題が叫ばれる中、身近な環境問題として臭気汚染がある。一昔前は、家畜等から発する臭気のため、牧場や畜舎は近隣から離れた郊外にあった。しかしながら、人口増加に伴って郊外の牧場や畜舎の近隣にまで一般家屋が建築され、現在、隣接する一般家屋との臭気の問題が表面化している地域もある。

また、畜舎・家畜・糞尿等の悪臭は、我が国は元より全世界の研究の課題として臭気対策に懸命である。

脱臭対策としては、薬品等の消臭剤、中和剤、電気的に臭気を分解する機器、及び、焼却により臭気を分解する方法等、種々のものがあるが、どれも決定的なものではなかった。そこで、臭気発生源につき研究を重ね、臭気元を絶ち、堆肥・物質の発酵促進能を妨げず、発酵を進め臭気のみ取り去る脱臭剤を得るに至った。

本発明の発明者は過去に脱臭剤及び脱臭法を提案している（特許文献１参照）。この奪取剤は、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)，バチルス・グループ・バクテリウム(Bacillus group bacterium)，バチルス・グループ・バクテリウム(Bacillus group bacterium)，バチルス・グループ・バクテリウム(Bacillus group bacterium)及びバチルス・グループ・バクテリウム(Bacillus group bacterium)から選ばれた１種以上である。
特開２００４−１６００７号公報

しかしながら、蓄糞を用いて堆肥化を行うに際しては、発酵熱で被堆肥化物の温度が８０℃以上にまで上昇し、堆肥中に含まれる水分と共に臭気が蒸発して悪臭を放つ。

本発明は、悪臭の発生源に噴霧して悪臭を抑えることができる消臭剤を得ることを目的とする。更に好ましくは、堆肥化する際に発酵熱で被堆肥化物の温度が上昇しても周囲への悪臭の影響を低減させることのできる消臭剤及び堆肥化法を得ることを目的とする。

請求項１に記載された発明に係る脱臭剤は、酢酸菌の培養液を主成分とするものであって、
前記酢酸菌が、グルコンアセトバクター・リケファシエンス(Gluconacetobacter liquefaciens)ＳＩＩＤ３６９６−３ｂ(ＦＥＲＭＰ−２０５５５)及びアセトバクター・スピーシーズ(Acetobacter sp. )ＳＩＩＤ３６９６−４ｂ(ＦＥＲＭＰ−２０５５６)であり、
前記培養液が、ｐＨ３．５〜３．０まで培養されたものであることを特徴とするものである。

請求項２に記載された発明に係る臭気を発生しない堆肥化法は、被発酵物を発酵槽内で撹拌しつつ好気的発酵させる堆肥化法において、前記被発酵物中に請求項１に記載の酢酸菌の培養液を添加することを特徴とするものである。

本発明は以上説明した通り、悪臭の発生源に噴霧して悪臭を抑えることができる。更に悪臭の発生源に噴霧して悪臭を抑えることは勿論のこと、堆肥化する際に発酵熱で被堆肥化物の温度が上昇しても周囲への悪臭の影響を低減させることができるという効果がある。

本発明においては、酢酸菌の培養液を主成分とするものである。これにより、悪臭の発生源に噴霧して悪臭を抑えるができる。本発明の酢酸菌としては、その培養液に消臭効果があるものであればよい。好ましい態様としては、グルコンアセトバクター属やアセトバクター属に属する菌が挙げられる。

より好ましい態様としては、グルコンアセトバクター・リケファシエンス(Gluconacetobacter liquefaciens)ＳＩＩＤ３６９６−３ｂ(ＦＥＲＭＰ−２０５５５)又はアセトバクター・スピーシーズ(Acetobacter sp. )ＳＩＩＤ３６９６−４ｂでは、悪臭の発生源に噴霧して悪臭を抑えることは勿論のこと、堆肥化する際に発酵熱で被堆肥化物の温度が上昇しても周囲への悪臭の影響を低減させることができる。これらの酢酸菌の培養液中には酢酸菌の生菌が含有されていても構わない。

これらの酢酸菌は、本発明者が蓄糞尿を主原料とした完熟堆肥から分離したものである。得られた培養液はｐＨが３．０以下にまでなっており、簡易形態観察の結果主要な菌種としては、酢酸菌が想定された。培養液を希釈平板法で分離したところ、ｐＨ３．５の寒天栄養培地（nutrient agar）で、コロニー形態の相違する２株（ＳＩＩＤ３６９６−３ｂ、ＳＩＩＤ３６９６−４ｂ）を分離した。

これらの、単離された２株について属及び種を同定した。具体的には、ＳＩＩＤ３６９６−３ｂ株は簡易形態観察の結果、グラム染色陰性、好気条件下での生育性を示す桿菌であり、ｐＨ３．５の寒天栄養培地（nutrient agar ）で生育したコロニーの色はクリーム色であった。ＭｉｃｒｏＳｅｑをもちいた部分塩基配列解析の結果、ＳＩＩＤ３６９６−３ｂの16S rDNA塩基配列は相同率９９．５８％でGluconacetobacter liquefaciensの16S rDNAに対し最も高い相同性を示した。分子系統樹上でもＳＩＩＤ３６９６−３ｂはGluconacetobacterの16S rDNAが形成するクラスター内に含まれ、G. liquenfaciens と系統枝を形成し近縁であることが示された。

ＧｅｎＢａｎｋ／ＤＤＢＪ／ＥＭＢＬに対する相同性検索の結果、ＳＩＩＤ３６９６−３ｂは相同率９９．６％でG. liquenfaciens Accession Ｎｏ．ＡＦ１２７３９１株の16S rDNAに対し最も高い相同性を示した。また、検索された上位２０株のほとんどはGluconacetobacter由来の16S rDNAが占めた。これらのことから、ＳＩＩＤ３６９６−３ｂはGluconacetobacterに含まれ、G. liquenfaciens に帰属すると考えた。両者の16S rDNAは完全には、一致していないものの、お互いの16S rDNA間の相違点は混合塩基（ＩＵＢコードＹ＝ＣまたはＴ、Ｒ＝ＡまたはＧ)で２塩基のみであることから、ほぼ同じである。よって、ＳＩＩＤ３６９６−３ｂをGluconacetobacterに帰属する菌株と推定した。なお、ｐＨ３．５での生育性や簡易形態観察の結果はGluconacetobacterやAcetobacter等の酢酸菌の一般的な性状を示しており、塩基配列解析の結果を支持する。

ＳＩｌＤ３６９６−４ｂ株は、簡易形態観察の結果、グラム染色陰性、好気条件下での生育性を示す球状桿菌であることが示された。また、ｐＨ３．５の寒天栄養培地（nutrient agar ）で生育し、そのコロニー色はクリーム色であった。ＭｉｃｒｏＳｅｑを用いた部分塩基配列解析の結果、ＳＩＩＤ３６９６−４ｂの16S rDNA塩基配列は相同率９７．４６％でAcetobacter acetiの16S rDNAに対し最も高い相同性を示した。分子系統樹上でもＳＩＩＤ３６９６−４ｂはＡ.acetiの16S rDNAと系統枝を形成した。

ＧｅｎＢａｎｋ／ＤＤＢＪ／ＥＭＢＬに対する相同性検索の結果、ＳＩＩＤ３６９６−４ｂはA. lovaniensisＩＦＯｌ３７５３株（現在はＮＢＲＣ）の16S rDNAに対し相同率９８．３％、A. orientalis２１Ｆ−２株の16S rDNAに対し相同率９８．１％、A. estunensisＩＦＯ１３７５１株（現在はＮＢＲＣ）の16S rDNAに対し相同率９８．１％の相同性を示した，また、高い相同性を示したこれら３株は何れも基準株であった。これらのことから、ＳＩＩＤ３６９６−４ｂはAcetobacterに帰属すると考えられた。

一般に、16S rDNAの塩基配列をもちいた解析では基準株に対し相同率が９７％以上を示す場合、その検体は基準株と同種である可能性を考慮する必要があり、ＳＩＩＤ３６９６−４ｂは上記４種に帰属する可能性がある。しかし、ＳＩＩＤ３６９６−４ｂと上記４種の16S rDNAは完全には一致しておらず、ＳＩＩＤ３６９６−４ｂが上記４種に近縁であるものの系統的に異なる菌株である可能性も否定できない。よって、今回の解析結果からはＳＩＩＤ３６３９−４ｂをAcetobacter sp. とすることが妥当であると考えられる。尚、ｐＨ３．５での生育性や簡易型形態観察の結果は、GluconacetobacterやAcetobacter等の酢酸菌の一般的な性状を示しており、塩基配列解析の結果を支持する。

尚、本発明の酢酸菌としてのグルコンアセトバクター・リケファシエンス(Gluconacetobacter liquefaciens)ＳＩＩＤ３６９６−３ｂ(ＦＥＲＭＰ−２０５５５)は産業技術総合研究所微生物寄託センターで平成１７年６月８日付けで既に寄託済であり、同じくアセトバクター・スピーシーズ(Acetobacter sp. )ＳＩＩＤ３６９６−４ｂ(ＦＥＲＭＰ−２０５５６)は産業技術総合研究所微生物寄託センターで平成１７年６月８日付けで既に寄託済である。

また、グルコンアセトバクター・リケファシエンス(Gluconacetobacter liquefaciens)ＳＩＩＤ３６９６−３ｂ(ＦＥＲＭＰ−２０５５５)は、人に疾病を起こし、あるいは動物に獣医学的に重要な疾患を起こす可能性はない（日和見感染を含む）。アセトバクター・スピーシーズ(Acetobacter sp. )ＳＩＩＤ３６９６−４ｂ(ＦＥＲＭＰ−２０５５６)は所謂お酢の醸造に用いられている菌の１つであり、これについても人に疾病を起こし、あるいは動物に獣医学的に重要な疾患を起こす可能性はない。

本発明の消臭剤は、所謂生ゴミと呼ばれる食品残渣、蓄糞尿等の悪臭の発生源に直接噴霧することによっても、悪臭の発生を極端に低減することができる。そのため、市販の家庭生ゴミ処理装置にも適用することが可能である。また、家畜が放牧される牧草地においても散布するのみで、悪臭を除去することができる。更に、畜舎施設周りにも散布することにより、悪臭を除去することができる。また、特筆すべきは、蓄糞尿を含む被堆肥化物を好気的に発酵させてコンポストを得る場合においても、その消臭強化は絶大である。

即ち、本発明の堆肥化法は、被発酵物を発酵槽内で撹拌しつつ好気的発酵させる堆肥化法において、前記被発酵物中に前記酢酸菌の培養液を添加するものである。このため、堆肥化する際に発酵熱で被堆肥化物の温度が上昇しても周囲への悪臭の影響を低減させることができる。

本発明の堆肥化法（コンポスト化）としては、被堆肥化物を切り返しを含めて撹拌することにより、被堆肥化物内部に空気を送り込み、好気生菌を比較的短期間で繁殖させるものが主流であり、この被堆肥化物中に本発明の脱臭剤を添加することにより、悪臭の発生が極端に抑えられる。このため、既存の施設に何ら設備投資をすることなく臭気の問題を解消することができる。また、本発明の消臭剤を添加することにより、堆肥化の発酵温度が添加しない場合よりも高くなり、堆肥化発酵を促進させ、良質な堆肥となることも判った。

本発明の脱臭剤の被堆肥化物中への添加は、新しい被堆肥化物の投入時に添加してもよく、投入後に悪臭が発生し始めた頃に添加してもよい。その場合には、２日後には悪臭の発生が極端に抑えられる。

本発明の被堆肥化物としては、好気性発酵によりコンポストとなるものであればよい。例えば、生ゴミ、蓄糞尿、剪定草木、もみ殻、稲わら、木材資材、余剰活性汚泥等が挙げられる。これらを単独又は混合して水分含量を発酵に適した量（例えば、７０％前後）として用いる。

尚、堆肥の投入量及び撹拌（切り返し）時期及び時間等の堆肥化の工程は常法通りであるが、本発明の脱臭剤を添加すると発酵温度が約５〜１０℃上昇することが判った。更に、本発明の脱臭剤を添加して６０〜９０日間の発酵が終了した堆肥は、臭気がなく、更に、堆肥の貯留時（６ヶ月以上を確認）にも臭気は発生しなかった。

実施例１．脱臭剤の調製
グルコンアセトバクター・リケファシエンス(Gluconacetobacter liquefaciens)ＳＩＩＤ３６９６−３ｂ(ＦＥＲＭＰ−２０５５５)、アセトバクター・スピーシーズ(Acetobacter sp. )ＳＩＩＤ３６９６−４ｂ(ＦＥＲＭＰ−２０５５６)を含む種菌１００ｍｌを、炭素源及び窒素源の栄養源としての糖蜜８００ｇとを、塩素を含まない清水２０リットルに添加し、２５〜５５℃で攪拌培養した。１２〜２４時間で、生菌数１×１０^７〜１×１０^８ CFU/mlまで培養（ｐＨ３．５〜３．０）した。この培養液を原液又は１０倍〜２０倍に希釈して脱臭剤を調整した。

実施例２．堆肥製造による脱臭効果の検証
実施例１で得られた脱臭剤を用いて、脱臭効果を検証した。具体的には、牛糞尿を約７５％、水分調整材として稲藁、木屑等を２５％混合した被堆肥化物をコンポスト機の発酵槽（幅４ｍ、高さ２ｍ、長さ５０ｍ（容積４００ｍ^３））に牛糞尿１０００ｋｇ／日（朝、夕５００ｋｇづつ）、稲藁３３２ｋｇ（朝、夕１６６ｋｇづつ）を投入して、日に１回の切り返しを行って堆肥化している施設に実施例１の消臭剤（原液）を添加する前と後とでの堆肥化物直上のガス濃度を測定した。

比較例としては、実施例１の消臭剤を散布する前の堆肥化物直上の空気を採取して、アンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、トリメチルアミンを北川式探知器で測定した。消臭剤１７０Ｌをコンポスト機の発酵槽全面に散布した散布開始から１５分後に散布が終了したため、散布終了後の散布開始地点の堆肥化物直上の空気を採取して、同様にアンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、トリメチルアミンを北川式探知器で測定した。

その後、発酵槽に牛糞尿１０００ｋｇ／日（朝、夕５００ｋｇずつ）、もみ殻３３２ｋｇ（朝、夕１６６ｋｇずつ）を投入する際に、消臭剤４Ｌ（朝、夕２Ｌずつ）を添加して２日後の堆肥化物直上の空気を採取して、同様にアンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、トリメチルアミンを北川式探知器で測定した。結果を表１に示す。尚、脱臭剤の添加前の発酵槽内の被堆肥化物の温度は最高７０℃を若干越える程度であったのに対し、添加後の堆肥化物の温度は最高８０℃にまで上昇することが判った。

また、コンポスト機からは６０〜９０日間の発酵を終えた毎日８０〜１５０ｋｇのコンポスト（堆肥）が搬出される。得られた堆肥内部から空気を採取してについて、同様にアンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、トリメチルアミンを北川式探知器で測定した。結果を表２に示す。尚、比較例としては、本脱臭剤を添加する前に予め得られた堆肥を用いた。

表１に示すとおり、消臭剤を散布した直後から悪臭の成分であるアンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、トリメチルアミンが激減しており、散布後２日後には発酵温度が散布前より高くなって悪臭が発生しやすい状態となっていても、殆ど臭いがない状態となった。

また、表２に示すとおり、６０〜９０日間の得られた堆肥についても、悪臭が全くなく、全体に細かくサラサラとした質のよい堆肥となった。得られた堆肥は集積場に放置されていても何の臭気も発生せず、更に、６ヶ月以上を経た現在でも臭気は発生していない。

以上のように、本消臭剤は、ヒトや家畜等に何ら害を与えるものではなく、しかも、悪臭をも激減させることができる。しかも、既存の施設等に何の設備投資もせずに適用できる。

Claims

酢酸菌の培養液を主成分とする脱臭剤であって、
前記酢酸菌が、グルコンアセトバクター・リケファシエンス(Gluconacetobacter liquefaciens)ＳＩＩＤ３６９６−３ｂ(ＦＥＲＭＰ−２０５５５)及びアセトバクター・スピーシーズ(Acetobacter sp. )ＳＩＩＤ３６９６−４ｂ(ＦＥＲＭＰ−２０５５６)であり、
前記培養液が、ｐＨ３．５〜３．０まで培養されたものであることを特徴とする脱臭剤。
被発酵物を発酵槽内で撹拌しつつ好気的発酵させる堆肥化法において、
前記被発酵物中に請求項１に記載の酢酸菌の培養液を添加することを特徴とする臭気を発生しない堆肥化法。