JPS61101483A - 液肥製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、し尿又はし尿を含む液を原料として液肥を製
造する方法に係り、特に液肥製造に要する日数が大幅に
短縮され、かつ発酵槽を加温するために外部から加える
熱エネルギーも著しく低減される液肥製造方法に関する
ものである。

［従来の技術］ し尿又はし尿を含む液を発酵させて液肥を製造する方法
は周知である。この液肥製造方法は、要すれば、し尿又
はし尿を含む液に空気（又は酸素）を吹き込む等して酸
素を供給し発酵させるものである。

而して、し尿又はし尿を含む液に気体を多量に吹さ込む
と、（とりわけ該液中の有機物の分解が進んだ段階にお
いては）、極めて消泡しにくくかつ臭気を有する気泡が
多量に生ずるところから、従来の液肥製造方法において
は空気吹込量を少なくして反応を行なっている。そのた
め従来法においては、し尿又はし尿を含む液中に供給さ
れた酸素は、はぼその全量が発酵反応に消費され１発酵
糟中の液は実質的に溶存酸素を含んでいない状態にある
。また、酸素供給量が少ないので、それだけ発酵反応も
緩慢であり１分解反応に長い時間（日ａ）を要していた
。

また、一般に、このような液肥製造方法においては、大
腸菌等の雑菌を死滅させるために、発酵槽内温度を５０
〜６０°Ｃ程度に保つ必要がある。

而して１発酵反応それ自体により熱が生ずるのであるが
、一般のし尿又はし尿を含む液は有機物濃度が低いと共
に、上記の様に酸素供給量を少なくしているので１反応
が緩慢であり発生熱量が少ない、そのため、反応槽を保
温しても、槽内温ＩＷを十分に高めることが困難であり
、外部から熱（例えば水中ブロワのジュール熱など）を
付与して槽内温度を高めるようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ 叙上の通り、一般のし尿又はし尿を含む液はその有機物
濃度が低いと共に、発酵反応が遅いので発酵反応により
発生する熱が槽内の液の熱容量に比べ過少となり、槽内
温度を高めるために外部から加える熱量が多くなって液
ｌＩｅ製造コストを高いものとしていた。

また１発酵反応が遅いので反応槽の容量が大きくなり、
装置が大型となっていた。

［問題点を解決するための手段］ 本出願人は、先に特願昭５９−８４６６４及び同８４６
６５でし尿汚水の液肥化方法を提案した。この先願は、
原料を１Ｑ＋濃度に２１！ｌ製することにより１発酵に
よる発生熱量を大きくし、外部からの加熱を極力少なく
することができるようにしたものである。このようにす
ることにより、所与の目的を達することができたが、本
発明者らが更に研究を重ねた結果、発酵の機構に合致し
た発酵操作を行なうことにより、より外部からの供給熱
風を抑えて、効果的な液肥を得ることに成功した。

即ち、前述の如く、従来の液肥製造方法においては、酸
素供給量−が少ないのでし尿又はし尿を含む液中には溶
存酸素が実質的に含まれず溶存有機物の分解速度が小さ
かった。

第２図の線Ａは、ＢＯＤ？Ｍ度１３０００ｐｐｍのし尿
又はし尿を含む液を従来法によって発酵反応させた場合
のＢＯＪｊ度の経時変化を示すものであるが１図示の如
く、ＢＯＤ濃度の減少速度が小さい、これに対し、本発
明者らは、溶存酸素が液中に存在するようにし尿又はし
尿を含む液に多＋３に空気を吹き込んだところ、同図の
線Ｂに示す如く、従来に比べ著しく速い速度でＢｏＤＢ
度が減少することが認められ５通常は２〜５日以内でＢ
ＯＤ成分（有機物質）の大半は分解されることも認めら
れた０本発明はこのような知見に基いてなされたもので
あって、し尿又はし尿を含む液の発酵反応の少なくとも
初期を溶存酸素の存在下で行なわせるようにしたもので
ある。　ａｐち本発明の要旨は。

し尿又はし尿を含む液を発酵反応させる工程を有する液
肥の製造方法において、少なくとも発酵反応の初期は、
溶存酸素の存在下で発酵する工程を有することを特徴と
する液肥製造方法、である。

以下本発明の構成につき、更に詳細に説明する。

本発明において、液肥化される原料はし尿又はし尿を含
む液である。し尿としては、ヒト、畜産動物のし尿（な
お、フン尿と称されることもある、）のいずれをも用い
ることができ、汲取りし尿、水洗排出し尿のいずれでも
良い、し尿を含む液としては、上記の様なし尿と浄化槽
汚泥、し尿処理場等からの余剰汚泥その他の汚水との混
合物等が挙げられる。

本発明においては、好ましくはまずこのようなし尿又は
し尿を含む液中から挟雑物を取除く前処理を施した後、
発＃槽（以下、第１反応槽ということがある。）内に導
入する。そして、酸素を供給すると共に、好ましくは攪
拌を行なう。

ボ１処理手段としては、スクリーン処理が好適である。

酸素の添加方法としては、空気のような酸素を含むガス
又は酸素ガスの吹込、液体酸素の添加等が挙げられる。

吹込方式の場合には、■発酵槽内に散気管を設置し、こ
の散気管から気体を吹き出させる散気管方式、■発酵槽
内の液を、ポンプを用いてエゼクタ内を通過せしめて気
体を吸引し溶は込ませるエゼクタ方式等が挙げられるが
、特に上記■の方が給気量を小さくシ、酸素を効率良く
溶は込ませることができるので放熱ｉｊ、が少なく好適
である。

攪拌は、水中攪拌機を使用しても良く、槽内のガスの一
部を１環して通気させても良い、後者の場合、供給され
る空気等の気体を併用又は代用しても良い。

なお供給醸素源とし°Ｃは、空気を用いれば原料費が安
価になり、酸素ガスや液体酸素を用いれば１発泡を抑制
できる。酸素分の供給量は、ｔｊＳ１反応槽中の液に溶
存酸素が存在するような量であり、従って、従来法より
も多くなる。具体的には、４００　ｇ　−０２／　ｎｉ
’　＠ｈ　ｒ以上、とりわけ５００　ｇ　−０２／　ｒ
ｎ’　ｅｈ　ｒ以ｔとするのが好ましい。

なお、空気等の酸素を含む気体を吹き込む場合、気体量
を調整することにより、反応槽内の温度のある程度の調
節が可能である。即ち、空気等の気体供給量は、原則的
には液中に溶存ｍ素が存在する量を添加するのであるが
、発酵槽内の温度が高すぎる場合には、供給気体量を多
くして気曝効果により液中の熱を客って温度を下げるこ
とができ、逆に温度が低い場合には供給気体量を少なく
して液中の温度を高めることができる。

第１反応槽における滞留時間は、発酵反応の初期がこの
第１反応槽にて進行するように選定する　、のであるが
、具体的にはし尿又はし尿を含む液中の有機物質の大半
が分解される期間とするのが好ましい、この有機物質の
大半が分解される期間とは、現実的には第２図の曲線Ｂ
が急激に減少した後はぼ水平になる折曲点すに至るまで
の期間である。

本発明者らが、種々のし尿又はし尿を含む液について検
討を行なったところ、この折曲点すに至るまでの日数は
概ね２〜５日であることが認められたので１本発明にお
いては、発酵反応の開始した時から２ないし５日以内の
期間を、溶存酸素存在下での反応期間とするのが好まし
い。

なお本発明においては、この反応初期の期間、例えば第
１反応槽導入から２ないし５日以内の間では、常時溶存
ｍ素が存在しなければならない訳ではない、即ち、この
反応初期においても、一時的に溶存酸素が存在しなくな
る期間が１回又は２回以上あっても良い、換言すれば、
反応初期において、溶存酸素存在下で行なわせる発酵工
程は。

発酵反応の初期の間中であっても良く、この初期におい
て１間欠的となるようにしても良いのである。無論、反
応速度を高めるためには、常時溶存酸素が存在するよう
にするのが好ましい。

第１反応槽で、含まれる有機物質の大半が分解した液は
、そのまま液肥として利用できるが、木、発明において
は、この第１反応槽で得られた液を、更に異なる反応［
（以下、第２反応槽ということがある。）に導入し、少
量残存する有機物質を更に発酵分解させるようにしても
良い。

この第２反応槽において発酵反応させるに際しては、そ
の内部の液を腐敗させないために、溶存酸素が存在する
程度に酸素を供給する。また、これと併行して攪拌する
のが好ましい、酸素供給方式や攪拌方式は第１反応槽と
同様の各種の方式のものが好適に用いられる。

この第２反応槽における反応は、木発す１ｔらの研究に
よれば、主としてＳＳ性有機物の分解であることが認め
られており、発酵反応はゆっくりと進行する。そのため
、第２反応槽は、第１反応槽よりもその容らシを大きく
シ、滞留時間を長くするのが好ましい、具体的には６な
いし８日間以上の滞留時間とするのが好ましい。

なお第２反応槽は、液肥の貯槽として用いるべく、上記
よりも長い期間（例えば数ケ月ないし１年程亀）滞留で
きるよう槽容積を大きくしても良い。

なお本発明においては、第１及び第２反応槽ともに槽体
を断熱性の高い構造のものとし、放熱−♀を少なくする
のが好ましい。

：）’ｒ　１図（ａ）は本発明の好ましい一７ｇ　Ｑを
示す構成図であり、し尿又はし尿を含む液をまず前処理
部１で挟雑物を除去する前処理を行なった後。

第１反応槽１０に導入し、急速に発酵反応させ液肥とす
る。１１は空気吹込用のエゼクタを有する循環ポンプで
あり、１２は第１反応槽１０からの排ガス抜出手段であ
る。

第１図（ｂ）は本発明の他の好ましい！Ｅ様を示す系統
図であり、第１反応槽１０で処理された液を第２反応槽
２０で更に発酵反応させている。

なお第１図（ｂ）においては第１反応槽と第２反応槽と
を別個に設置しているが、本発明においては、１個の槽
体の内部を所定′Ｂ積の２室に画別し、一方の小容積の
室を第１反応槽とし、他方の大容積の室を第２反応槽と
し、それぞれに適した条件となるよう酸素供給、攪拌等
を行なうようにしても良い。

本発明においては、第１及び、第２反応槽ともに、パッ
チ式で液を給・排してもよく、連続的にしても良い、無
為、これらを組み合わせたいわゆるセミへ−、チ方式と
しても良い。

［作用］ し尿又はし尿を含む液を第１反応槽に導入し。

該し尿又はし尿を含む液中に溶存酸素が存在するように
酸素を供給しながら発酵反応させると、該し尿又はし尿
を含む液中の発酵菌が増殖して堕し尿又はし尿を含む液
中の大部分の有機物質を例えば２〜５日程度の短い期間
で急速に分解する。

このように活発な発酵反応が行なわれると共に、第１反
応槽は、滞留時間が短くなるよう小容積のものにし得る
から、内部の液は１反応熱によって十分に昇温される。

そのため、液温を５０〜６０℃程度に維持して大腸菌等
の雑菌を死滅させるために外部から加える熱量を０又は
極めて少猜のものとできる。

第１反応槽での発酵反応により得られる液は、そのまま
液１１ｅ！とじて利用しイ１）るが、更に第２反応槽に
導入し発酵反応を行なわせると、残留有機物濃度が一層
小さい液肥が製造される。なお第２反応槽においては、
酸素消費量は少ないので、空気等の吹込量が少なくて足
り、従って液から運び去られる熱にが少なくなる。また
、第２反応槽の槽容礒は大きくとり得るから、放熱量を
も少なくできる。このようにして、第２反応槽において
も。

発酵の反応熱を液の昇温に有効に利用でさ、加温のため
の供給エネルギー量が減少される。

なお従来法においては、空気吹込量を多くすると発泡が
生じ易かった。しかしながら、本発明の方法では酸素添
加方式として空気吹込方式を採用した場合であっても、
比較的発泡の少ない生の状態に近いし尿又はし尿を含む
液に多量の空気等の気体が吹き込まれるので、あまり発
泡しない、また、第２反応槽では、必要酸素呈が少ない
ため。

気体吹込量が少なく発泡しにくい。

［実施例］ 以下実施例により本発明を更に具体的に説明するが、木
９：明はその要旨を超えない限り以トの実施例に限定さ
れるものではない。

実施例１ ＢＯＤｉ７１３０００ｐｐｍ、ＮＨ３Ｎ４０００ｐｐｍ
のヒトのし尿を原料とし、第１図（＆）の構成の装置に
よって液肥とした。

まず、原料となるヒトのし尿を、スクリーン装置を備え
た前処理部ｌで除渣し、これをポンプ循環型の散票溶解
手段を有する第１反応槽１０に３日間滞留させ、溶存酸
素が平均で０．５ｐｐｍとなるように空気を吹き込み発
酵させた。酸素供給量は５００　ｇ−０２／ｍ’・ｈ　
ｒ−ｃ’ある。３日間のＢＯＤ濃度の測定結果は、第２
図のＢで示される。３日間の反応の後のＢＯＤは約２５
０ｐｐｍ、ＮＨｓ−Ｎは約３５００ｐｐｍであり、この
間、第１反応槽には外部からの加温は一切行なわなかっ
た。また、この間、第１反応槽で、運転に支障を与える
程の発泡はなかった。

なお、第１反応槽が約６０℃に維持されたので、原料中
の大腸菌等の雑菌は完全に死滅した。

得られた液は、液肥として十分に使用できるものであっ
た。

実施例２ 実施例１で３日間の反応を行なった第１反応槽１０内の
液を、ポンプ循］０型の酸素溶解手段を備えた第２反応
槽２０に移送し、７日間滞留させた。なお第２反応槽２
０と第２反応槽２０との容積比は３ニアである。そして
、この間、第２反応槽２０にｌ　Ｏｇ−０２７ｍ’ＩＩ
ｈ　ｒｔｌ）ｈａ合で空気を吹き込み発酵反応させた。

この間外部からの加温操作を行なわなかったが、液温は
平均で約４０℃に維持された。

そして、７日間の反応の後、ＢＯＤは約２００ｐｐｍに
、ＮＨ３−Ｎは約３３００ｐｐｍになった。このように
、得られた液肥は、第２反応槽２０での曝気六が少なか
ったので、肥料成分となるＮ　Ｈｘ　−Ｎが十分に存在
している。

なお、この７日間におけるＢＯＤの経時変化は、第１図
Ｂの４日日〜１０日目に記されている。

第３図は、実施例１．２における反応時間と酸素消費量
との関係を示すグラフである。

実施例３．４ ｓｓ６度が４９００ｐｐｍのヒトのし尿（実施例３）、
５Ｓ濃度が８３００ｐｐｍのヒトのし尿（実施例４）を
原料とし、第１図（ａ）の構成の装置を用い液肥を製造
した。その他の製造条件は実施例１と同じである。

第１反応槽における液のＣ０Ｄｃｒの経時変化を第４図
に示す、第４図より、実施例３の場合２日目に、また実
施例４の場合５日目に、それぞれＣＯＤ　ｃｒの曲線が
ほぼ水平勾配となっており、その時点までに有機物質の
大部分が分解していることが明らかである。そして、実
施例３では２日経過後に、また実施例４では５日経過後
に、それぞれ第１反応槽から取り出された液は、液肥と
して十分に使用できるものであることが認められた。

［効果］ 以上詳述した通り、本発明の方法は、液肥を製造する発
酵工程の少なくとも初期を、溶存酸素存在下で発酵させ
る工程を含むようにしたので、し尿又はし尿を含む液中
の有機物質の大半を急速に分解することができる。その
ため、反応槽を小さくでき、装置を小型化し得る。また
、多量の反応熱が生ずるので、装置を小型化し得ること
とも相俟って液温を高くでき、液温を例えば５０〜７０
°Ｃ程度の高い温度に維持して大腸菌等の雑菌を死滅さ
せるために外部から加える熱エネルギー量をＯ又は極め
て小さなものとできる。

また１本発明では、上記のようにして製造された液肥を
、第２反応槽に導入し更に発酵反応処理することができ
る。

このように反応槽を２個に分けることにより。

各反応槽での反応を最も効果的に進行させ得る条件下で
液肥製造装置の運転を行なえるようになる。この場合、 ■　第１反応槽は小容量で足り、運転操作が容易である
、 ■　第２反応槽は貯槽を兼ねさせるようにもできる、 （■　第２反応槽は供給酸素量が少なくて足りるので、
肥料成分であるＮ　Ｈ３−Ｈの損失が少ない、 等の効果が奏される。

なお、本発明の反応初期で多量の空気を吹き込んだ場合
であっても１発酵期期のし尿又はし尿を含む液は発泡が
少ないので、運転に支障はない、また第２反応槽では、
酸素供給量が少ないので発泡しにくい、従って、本発明
は発泡を抑制し得るという優れた艮所をも有している。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明方法を実施するに好適な
装置系統図である。また第２図は液肥製造工程における
ＢＯＤｃ度の経時変化を示すグラフ、第３図は同じく酸
素消費量の経時変化を示すグラフ、第４図は実施例３．
４におけるＣ　ＯＤ　ｃｒ濃度の経時変化を示すグラフ
である。 ｌ・・・前処理部。 １０・・・第１反応槽。 ２０・φ・第２反応槽。 代理人　　弁理士　　重　野　　剛 第１図 １３ど１ 第３図 又几吟開（Ｄａｙ） 第４図 １ｊ＆ＦｆＪ間（Ｄａｙ） −４；

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）し尿又はし尿を含む液を発酵反応させる工程を有
   する液肥の製造方法において、少なくとも発酵反応の初
   期は、溶存酸素の存在下で発酵する工程を有することを
   特徴とする液肥製造方法。 （２）発酵反応の初期は、し尿又はし尿を含む液中の有
   機物質の大半が分解される期間であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の液肥製造方法。 （３）発酵反応の初期は、発酵反応の開始から２ないし
   ５日以内であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は第２項に記載の液肥製造方法。 （４）溶存酸素の存在下で発酵する工程では、溶存酸素
   が０．１ｐｐｍ以上存在することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の液肥
   製造方法。（５）第１反応槽と、該第１反応槽よりも容
   積の大きい第２反応槽とを用い、前記発酵反応の初期に
   はし尿又はし尿を含む液を該第１反応槽中に存在せしめ
   、その後該第１反応槽から第２反応槽中に移送し溶存酸
   素の存在下で発酵反応させることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に記載の液肥
   製造方法。 （６）第１反応槽中での滞留時間と第２反応槽中での滞
   留時間の比が２〜３：７〜１０であることを特徴とする
   特許請求の範囲第５項に記載の液肥製造方法。 （７）第１反応槽中の液には、第２反応槽中の液よりも
   、単位容積当り多くの酸素を供給することを特徴とする
   特許請求の範囲第５項又は第６項に記載の液肥製造方法
   。