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技術 有機性廃棄物の脱臭性分解処理材とその製造方法

出願人 グリーンファーム株式会社
発明者 石垣純次井手朋裕喜
出願日 2008年11月19日 (12年3ヶ月経過) 出願番号 2008-295568
公開日 2010年6月3日 (10年8ヶ月経過) 公開番号 2010-119953
状態 未査定
技術分野 空気の消毒,殺菌または脱臭 固体廃棄物の処理 汚泥処理 肥料
主要キーワード 不衛生感 投入期間 ポリバケツ 農業用ビニールハウス 人糞尿 含水分量 好気性醗酵 コンクリート床面
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年6月3日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

糞尿生ごみなどの有機性廃棄物脱臭分解処理することができ、しかも産業廃棄物として処理されていたコーヒー粕を有効的に利用できる有機性廃棄物の脱臭性分解処理材とその製造方法及び糞尿処理方法を提供する。

解決手段

有機性廃棄物の脱臭性分解処理材は、植物性堆積物とコーヒー粕を混合、醗酵させることで得られ、糞尿、生ごみなどの有機性廃棄物を脱臭、分解することができる。このように、産業廃棄物として処理されていたコーヒー粕を有効的に利用できるので、地球環境へ配慮するという社会的な要求に対して対応でき、また材料コストも安価に抑えることができる。

概要

背景

一般的な介護現場で実際に利用されている既存のポータブルトイレは、排泄時に部屋まで特有の臭いや、洗浄時に排泄物が直接見え不衛生感があり、使用者介護者補助者)ともにストレス感じることが多い。

そこで最近、排泄物を専用の凝固剤で固め、フィルム密封して処理する方法などが開発されている。

しかし、専用の凝固剤が必要であり、また石油製品である専用フィルムが必要であるなど、地球資源の保護や環境問題の観点から、決して好ましい処理方法だとは考えられない。

また近年、工事現場農業用ビニールハウスイベント会場キャンプ場などでは、仮設簡易トイレが多く利用されている。

しかし仮設の簡易トイレの多くは汲み取り式であるため、バキューム車による汲み取り作業が必要であり、また排泄物の臭いも感じられる。

そこで、近年、便槽微生物を生息させたおが木材チップを収容し、おが屑等と糞尿とを撹拌しながら、糞尿を微生物で分解させる方法が発明されている(例えば特許文献1〜4等)。
特許第3160859号公報
特許第3162025号公報
特許第3259252号公報
特許第4105563号公報
日本農業新聞(2008年10月2日くらし欄)

概要

糞尿、生ごみなどの有機性廃棄物脱臭分解処理することができ、しかも産業廃棄物として処理されていたコーヒー粕を有効的に利用できる有機性廃棄物の脱臭性分解処理材とその製造方法及び糞尿処理方法を提供する。有機性廃棄物の脱臭性分解処理材は、植物性堆積物とコーヒー粕を混合、醗酵させることで得られ、糞尿、生ごみなどの有機性廃棄物を脱臭、分解することができる。このように、産業廃棄物として処理されていたコーヒー粕を有効的に利用できるので、地球環境へ配慮するという社会的な要求に対して対応でき、また材料コストも安価に抑えることができる。

目的

3)その後、最後の切返しのあと、好気性醗酵収束してから、堆積物を約30cmの厚さでコンクリート床面に広げ、自然乾燥を行い強制的に発酵を停止させ、目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

植物性堆積物発酵させた堆肥と、コーヒー粕を混合して堆積発酵させていることを特徴とする有機性廃棄物脱臭性分解処理材

請求項2

植物性堆積物を堆積発酵させた堆肥と、コーヒー粕を混合して堆積発酵させ、増殖させた種菌に、さらにコーヒー粕を混合して堆積発酵させ、種菌の再培養をさせていることを特徴とする有機性廃棄物の脱臭性分解処理材。

請求項3

請求項1及び2における植物性堆積物を発酵させた堆肥は、穀類廃物、廃培土草木木材チップ作物残渣、生ごみで、単独またはこれらの二種以上の混合物であることを特徴とする有機性廃棄物の脱臭性分解処理材

請求項4

請求項1におけるコーヒー粕は、含水分比(乾物重量に対する含水分重量の百分率)60%〜20%、植物性堆積物との比率が1(コーヒー粕):1(植物性堆積物)〜10(コーヒー粕):1(植物性堆積物)であることを特徴とする有機性廃棄物の脱臭性分解処理材。

請求項5

請求項2において、植物性堆積物に増殖した種菌とコーヒー粕を混合して堆積発酵させ、さらに再培養を続けていく途中で、乾燥処理を行うことによって発酵を一時停止させていることを特徴とする有機性廃棄物の脱臭性分解処理材。

請求項6

植物性堆積物に増殖した種菌とコーヒー粕を混合して堆積発酵させ、さらに再培養を続けていく途中で、乾燥処理を行うことで発酵を停止させていることを特徴とする有機性廃棄物の脱臭性分解処理材の製造方法。

請求項7

有機性廃棄物を貯蔵している容器に、請求項1〜4記載のいずれか一つの有機性廃棄物の脱臭性分解処理材を入れ、攪拌によって脱臭好気性発酵、分解を可能にできるようにしていることを特徴とする有機性廃棄物の脱臭性分解処理材の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、有機性廃棄物処理材とその製造方法及び有機性廃棄物の処理方法に関する。
具体的には糞尿生ごみ等の有機性廃棄物を脱臭、分解することができ、しかも産業廃棄物として処理されていたコーヒー粕を有効的に再利用できる有機性廃棄物の処理材とその製造方法に関する。

0002

また、分解処理時の悪臭がほとんどなく、しかも処理槽から処理後の残渣を取り出す必要がなく、処理材の追加だけで継続して使用できる有機性廃棄物の処理材とその製造方法に関する。
更に、上記した有機性廃棄物の処理材を使用した糞尿処理方法に関する。

背景技術

0003

一般的な介護現場で実際に利用されている既存のポータブルトイレは、排泄時に部屋まで特有の臭いや、洗浄時に排泄物が直接見え不衛生感があり、使用者介護者補助者)ともにストレス感じることが多い。

0004

そこで最近、排泄物を専用の凝固剤で固め、フィルム密封して処理する方法などが開発されている。

0005

しかし、専用の凝固剤が必要であり、また石油製品である専用フィルムが必要であるなど、地球資源の保護や環境問題の観点から、決して好ましい処理方法だとは考えられない。

0006

また近年、工事現場農業用ビニールハウスイベント会場キャンプ場などでは、仮設簡易トイレが多く利用されている。

0007

しかし仮設の簡易トイレの多くは汲み取り式であるため、バキューム車による汲み取り作業が必要であり、また排泄物の臭いも感じられる。

0008

そこで、近年、便槽微生物を生息させたおが木材チップを収容し、おが屑等と糞尿とを撹拌しながら、糞尿を微生物で分解させる方法が発明されている(例えば特許文献1〜4等)。
特許第3160859号公報
特許第3162025号公報
特許第3259252号公報
特許第4105563号公報
日本農業新聞(2008年10月2日くらし欄)

発明が解決しようとする課題

0009

しかしながら、上記したおが屑や木材チップを使用した微生物処理方法では次のような課題がある。

0010

即ち、上記の微生物処理方法では、分解に有効な微生物と、雑菌汚染させていない新しいおが屑や木材チップが必要であるため、材料コストが高価になる。また、おが屑や木材チップの使用は、結果的に貴重木材資源を浪費することに繋がり好ましいものではない。

0011

さらに、汲み取り式のトイレと比べ、糞尿から発生する悪臭はある程度抑えられてはいるが、未だ十分とは言えない。

0012

また更に、分解に使用したおが屑や木材チップは残渣として残り、それ自体は有機性廃棄物の分解能力を有さないため、年に数回便槽から取り出して新しいものと交換する必要がある。更にその使用済みのおが屑等の処理方法については、堆肥肥料として再利用することが提案されているが、おが屑や木材チップにはリグニンが含まれているため分解しにくく、堆肥や肥料としての有効性はあまり期待できない。

0013

そこで上記した課題を解決すべく研究、開発を行った結果、植物性堆積物堆積発酵させた堆肥と、コーヒー粕を混合して堆積発酵させた種菌に、さらにコーヒー粕を混合して堆積発酵させた有機性廃棄物の脱臭性分解処理材が、排泄物や生ごみなど有機性廃棄物の分解能力に優れ、分解処理時の悪臭もほとんど感じられないことを確認し、本発明を完成するに至った。

課題を解決するための手段

0014

上記目的を達成するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
植物性堆積物を堆積発酵させた堆肥と、コーヒー粕を混合して堆積発酵させ、増殖させた種菌に、さらにコーヒー粕を混合して堆積発酵させ、種菌の再培養をさせてなる有機性廃棄物の脱臭性分解処理材である。堆積発酵させた堆肥と、コーヒー粕を混合して堆積発酵させた種菌に、さらにコーヒー粕を混合して堆積発酵させ、種菌の再培養をさせてなる。

0015

植物性堆積物を発酵させた堆肥は、穀類廃物、廃培土草木、木材チップ、生ごみで、単独またはこれらの二種以上の混合物であることを特徴とする有機性廃棄物の脱臭性分解処理材である。

0016

植物性堆積物に増殖した種菌とコーヒー粕を混合して堆積発酵させ、さらに再培養を続けていく途中で乾燥処理を行うことで、発酵を停止させることを特徴とする有機性廃棄物の脱臭性分解処理材である。

0017

植物性堆積物に増殖した種菌とコーヒー粕を混合して堆積発酵させ、さらに再培養を続けていく途中で乾燥処理を行うことで発酵を停止させることと、有機性廃棄物を貯蔵している容器に、有機性廃棄物の脱臭性分解処理材を入れ、攪拌によって脱臭と好気性発酵、分解を可能にできるようにしている有機性廃棄物の脱臭性分解処理材の製造方法である。

0018

本発明の脱臭性分解処理材は、植物性堆積物とコーヒー粕を混合、醗酵させることで得られ、糞尿、生ごみなどの有機性廃棄物を分解することができる。このように、堆肥や土壌改良剤として限定的に利用されていた植物性堆積物が、別の用途で有効利用できることを発明できたことは、利用の幅を広げ、またコスト削減にもつながる。

0019

植物性堆積物の原料としては穀類の廃物、廃培土、草木、木材チップ、作物残渣、生ごみであるが、特にこれらだけに限定するものではない。

0020

またコーヒ粕については、人糞尿の主たる悪臭の原因物質アンモニアであり、アンモニアは極めて水に溶け易い性質を有していることから、含水分比(乾物重量に対する含水分重量の百分率)60%〜20%が望ましい。仮に60%を越す含水分比の場合は、尿を加えると水分が飽和状態に近くなり、醗酵熱が上がらなくなって尿が乾かず、嫌な臭いが発生する。また、20%を下回る含水分比の場合は、水分が不足して醗酵が遅れ、有機性廃棄物の分解が遅れる傾向にある。

0021

脱臭性分解処理材を糞尿、生ゴミ等の処理に使用した場合、処理時の悪臭が殆ど感じられない。また、有機性廃棄物を貯蔵している容器から、処理した後の残渣を取り出す必要がなく、新たに処理材を追加すれば継続して有機性廃棄物を脱臭、分解処理することができる。

0022

この理由については、脱臭性分解処理材の成分である穀類の廃物、廃培土、草木、木材チップ、生ごみが有機性廃棄物を分解する微生物の有用な栄養素となり、微生物は有機性廃棄物を水や炭酸ガス等に分解すると共に、処理材中に含まれる上記栄養素も吸収して分解し、その結果、処理後の処理槽内の容積は減少するためだと推察できる。

0023

本発明に係る有機性廃棄物の脱臭性分解処理材には、植物性堆積物に棲息する菌の働きによるものだけではなく、その他にも多くの微生物が関与していると考えられる。例えば比較例1に記載のように、時間はかかるがコーヒー粕だけでも有機性廃棄物を分解することはできる。これは、コーヒー粕に棲息する微生物や腸内に棲息する微生物が好気的に働き、分解を進めたためと考えられる

0024

ただし、どの微生物が脱臭性分解処理材の中心的働きを担い、どの微生物が脱臭、分解に関係がないかは、まだ良く分からない。

0025

それは、植物性堆積物(堆肥)の中には、それこそ無数の種類の微生物が存在し、その働きを、微生物の種類ごとにいちいち特定することは、短時間では困難だからである。更に有機物を特異的に分解する菌が1種類なのか、あるいは数種類の菌の相互作用なのか、また最初に分解する菌と後半に分解を進める菌が異なることなども考えられる。

発明の効果

0026

(a)本発明に係る有機性廃棄物の脱臭性分解処理材は、培地好気発酵させることで得られ、糞尿、生ごみなどの有機性廃棄物を脱臭、分解処理することができる。このように、産業廃棄物として処理されていた培地を有効的に利用できるので、地球環境保全という社会的な要求に対応でき、また材料コストも安価に抑えることができる。

0027

(b)本発明に係る有機性廃棄物の脱臭性分解処理材を糞尿、生ゴミなどの有機性廃棄物の処理に使用すれば、処理時の悪臭が殆ど感じられず、しかも有機性廃棄物の処理後の残渣を取り出す必要がなく、処理材を追加すれば継続して使用できる。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

発明を実施するための最良の形態

0028

以下、本発明の実施の形態を図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。

0029

植物性堆積物を醗酵させた堆肥の製造の場合について以下述べる。
1)植物性堆積物は、穀類の廃物、廃培土、草木、木材チップ、作物残渣、生ごみで、総量10m3をの片隅に約1年間野積みした。この間、約1ヶ月に1回、パワーショベル切返しを行い、好気性醗酵を促した。

0030

2)これをトラックで、別の屋根付で通気性の良いコンクリートの床面上に移動し、さらに1年間堆積した。この間も、約1ヶ月に1回、パワーショベルで切返しを行い、好気性醗酵を促した。

0031

3)その後、最後の切返しのあと、好気性醗酵が収束してから、堆積物を約30cmの厚さでコンクリート床面に広げ、自然乾燥を行い強制的に発酵を停止させ、目的とする植物性堆積物を醗酵させた堆肥を得た。

0032

コーヒー粕の調整の方法について示す。
缶コーヒー製造工場から排出される産業廃棄物のコーヒー粕(乾物重量に対する含水分重量の百分率180%)150Lを調達し、日当たりの良いコンクリート床面のシート上に広げて天日乾燥し、含水分率を50%から20%の範囲内に調整した。

0033

脱臭性分解処理材の製造方法について示す。
上記の植物性堆積物を醗酵させた堆肥10Lと含水分量を調整したコーヒー粕30Lを、プラの中で混合して、手の平で握って固まりができるくらいに水を加え、2日に1回切返しを行いながら、約1週間堆積醗酵させた。その後約10cmの厚さに広げ、風通しの良い日陰風乾し、醗酵を停止させ、第一世代の脱臭性分解処理材を得た。

0034

脱臭性分解処理材の再培養方法について示す。
上記の第一世代の脱臭性分解処理材40Lのうち10Lと、新たなコーヒー粕30Lを、プラ舟の中で混合して、手の平で握って固まりができるくらいに水を加え、2日に1回切返しを行いながら、約1週間堆積醗酵させた。その後約10cmの厚さに広げ、風通しの良い日陰で風乾し、醗酵を停止させ、第二世代の脱臭性分解処理材を得た。
以下同様の方法で第三世代、第四世代、第五世代の脱臭性分解処理材を得た。

0035

保存用種菌の培養方法について示す。
植物性堆積物を醗酵させた堆肥10Lと穀類成分からなる有機素材米ぬか)30Lを、プラ舟の中で混合して、手の平で握って固まりができるくらいに水を加え、2日に1回切返しを行いながら、約1週間堆積醗酵させた。その後約10cmの厚さに広げ、風通しの良い日陰で風乾し、醗酵を停止させて保存用の種菌を得た。更に植物性堆積物を醗酵させた堆肥10Lとなたね油粕30Lを、同様の方法で醗酵、風乾し、保存用の種菌を得た。

0036

糞尿処理材としての使用方法1を示す。
上記の第一世代から第五世代の脱臭性分解処理材のうち、無作為に選んだ第五世代の脱臭性分解処理材5L(乾物重量に対する含水分重量の百分率約40%)を15L容量のポリバケツに入れ、人糞尿の分解試験を実施した。具体的には、約160gの人と約200ccの尿を入れて、小さなスコップで脱臭性分解処理材とともに撹拌し、排泄物を処理材で包み込むようにした。

0037

夕方再び約200ccの尿を入れて、排泄物の入った処理材を撹拌した。翌朝同じポリバケツに再び約160gの人糞と200ccの尿を入れて、同じように撹拌し、夕方再び約200ccの尿を入れた。

0038

この試験を3日連続して実施したが(全部で480gの人糞と1,240ccの尿を投入)、人糞尿の嫌な臭いはほとんど感じられず、朝入れた人糞は、翌朝には80%程度が分解して消滅しており、最終的に人糞は全て分解、消滅した。更に重量を計量してみたところ、最初に投入した脱臭性分解処理材の重量(1,640g)は、人糞尿の投入期間中は増加したが、投入をやめた4日目から減少し始め、14日目には、最初に投入した脱臭性分解処理材の重量(1,640g)を割り込み(1,610g)、脱臭性分解処理材自体が分解、減少することを確認できた。

0039

糞尿処理材としての使用方法2を示す。
植物性堆積を醗酵させた堆肥10Lとコーヒー粕30Lを、プラ舟の中で混合して、醗酵させずにそのまま5Lを取り出し、15L容量のポリバケツに入れ、人糞尿の分解試験を実施した。具体的には、朝約170gの人糞と約220ccの尿を入れて、小さなスコップで脱臭性分解処理材とともに撹拌し、排泄物を処理材で包み込むようにした。

0040

夕方再び約220ccの尿を入れて、排泄物の入った処理材を撹拌した。翌朝同じポリバケツに再び約170gの人糞と220ccの尿を入れて、同じように撹拌し、夕方再び約220ccの尿を入れた。この試験を3日連続して実施したが(全部で530gの人糞と1,360ccの尿を投入)、人糞尿の嫌な臭いはほとんど感じられず、朝入れた人糞は、翌朝には70%程度が分解して消滅した。ただし、実施例1に比較すると、最初の醗酵熱の上がり方が遅く、したがって人糞尿の分解が約1日程度遅くなった。

0041

糞尿処理材としての使用方法3を示す。
上記の第一世代から第五世代の脱臭性分解処理材のうち、無作為に選んだ第五世代の脱臭性分解処理材3L(乾物重量に対する含水分重量の百分率約40%)を15L容量のポリバケツに入れ、人糞尿の分解試験を実施した。

0042

具体的には、朝約160gの人糞と約200ccの尿を入れて、小さなスコップで脱臭性分解処理材とともに撹拌し、排泄物を処理材で包み込むようにした。夕方再び約200ccの尿を入れて、排泄物の入った処理材を撹拌した。

0043

翌朝同じポリバケツに再び約160gの人糞と200ccの尿を入れて、同じように撹拌し、夕方再び約200ccの尿を入れた。2日間を経過したこの時点で、ポリバケツの中の脱臭性分解処理材は、有機性廃棄物が分解して発生した水分と尿の水分で飽和状態になり、醗酵熱が上がらず、人糞の分解が2日遅れ、尿の悪臭も発生したため、3日目は実施しなかった。

0044

また、本脱臭性分解処理材の能力調査するため、以下の比較例を実施した。
「比較例1」

0045

コーヒー粕だけを糞尿処理材として使用した場合を示す。
植物性堆積物を混合しない、コーヒー粕だけ(乾物重量に対する含水分重量の百分率約40%)5Lを、15L容量のポリバケツに入れ、人糞尿の分解試験を実施した。具体的には、朝約180gの人糞と約220ccの尿を入れて、小さなスコップで脱臭性分解処理材とともに撹拌し、排泄物を処理材で包み込むようにした。

0046

夕方再び約220ccの尿を入れて、排泄物の入った処理材を撹拌した。翌朝同じポリバケツに再び約180gの人糞と220ccの尿を入れて、同じように撹拌し、夕方再び約220ccの尿を入れた。この試験を3日連続して実施したが(全部で540gの人糞と1,320ccの尿を投入)、1.5日目までは人糞尿の嫌な臭いはほとんど感じられなかった。ただ、それまでに投入した人糞はあまり分解されなかった。

0047

その後人糞の分解は徐々に進んだが、一方で尿の嫌な臭いがきつくなった。植物性堆積物を混合しないでも、最終的には腸内の好気性菌などの働きにより人糞尿の分解はできるが、実施例1に比較して、やはり最初の醗酵熱の上がり方が遅く、したがって人糞尿の分解が約2日程度遅くなり、なおかつ悪臭が3日間以上発生した。
「比較例2」

0048

植物性堆積物だけを糞尿処理材として使用した場合を示す。
コーヒー粕を混合しない、植物性堆積物だけ(乾物重量に対する含水分重量の百分率約30%)5Lを、15L容量のポリバケツに入れ、人糞尿の分解試験を実施した。具体的には、朝約180gの人糞と約220ccの尿を入れて、小さなスコップで脱臭性分解処理材とともに撹拌し、排泄物を処理材で包み込むようにした。

0049

夕方再び約220ccの尿を入れて、排泄物の入った処理材を撹拌した。翌朝同じポリバケツに再び約180gの人糞と220ccの尿を入れて、同じように撹拌し、夕方再び約220ccの尿を入れた。この試験を3日連続して実施したが(全部で540gの人糞と1,320ccの尿を投入)、人糞尿の嫌な臭いはほとんど感じられず、朝入れた人糞は、翌朝には90%程度が分解して消滅しており、最終的に人糞はほとんど分解、消滅した。ただし、最初の段階で、植物性堆積物に混じる微粒子が撹拌時に高く舞い上がり、ポリバケツや部屋の床、壁などを汚した。

0050

なお、本明細書で使用している用語と表現はあくまで説明上のものであって、限定的なものではなく、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するものではない。

図面の簡単な説明

0051

はポータブルトイレの構造と脱臭性分解処理材の投入位置を示す。
は、脱臭性分解処理材に人糞を投入した直後(a)と、24時間後に人糞が分解した時(b)。
は実施例1に係る脱臭性分解処理材に人糞尿を投入した場合の、経過日数とポリバケツ内の全重量の変化を示す。
は実施例1に係る脱臭性分解処理材に人糞尿を投入した場合の、経過日数とポリバケツ内の醗酵温度の変化を示す。

符号の説明

0052

1.ポータブルトイレ
2.脱臭性分解処理材
3.有機性廃棄物(人糞尿)(投入直後)
4.有機性廃棄物(人糞尿)(分解後)
5.便槽

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