JPH1146577A - 培養土 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】有機性廃棄物と珪藻土とを含有してなる混合物
を造粒し、得られた造粒物を炭化してなる、炭素分の含
有量が８．０〜６０重量％で、灰分の含有量が９２〜４
０重量％の培養土又は必要に応じて破砕してなる有機性
廃棄物を炭化させ粉末化してなる炭粉と珪藻土とを含有
してなる混合物を造粒し、得られた造粒物を炭化してな
る、炭素分の含有量が８．０〜６０重量％で、灰分の含
有量が９２〜４０重量％の培養土。 【効果】 多量に安価に提供でき、その処理に窮してい
る廃棄物を有効利用して、保水性、透水性、通気性等に
優れている他に、アンモニアなどを吸着し、肥料等の濃
度障害を和らげ、且つ、ミネラル成分の補給効果に優
れ、更には、水耕栽培等に使用する場合に崩れてしまわ
ないような強度を有する良質な培養土を提供することが
でき、ビルの屋上緑化用土壌、水耕栽培用土壌、観葉植
物生育用土壌、育苗培養土等の人工土壌等として有効に
使用出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、培養土に関し、ビ
ルの屋上緑化用土壌、水耕栽培用土壌、観葉植物生育用
土壌、育苗培養土等の人工土壌等として有効に使用出来
る培養土に関する。

【０００２】

【従来の技術】現今、有機性、無機性廃棄物が大量に排
出され、その処理に窮しているのが現状である。当該廃
棄物は、下水道汚泥、パルプスラッジ、食品汚泥、おか
ら、ふすま、間伐材、おがくず、家畜糞、建築廃材、砕
石排出汚泥、建築土木廃棄汚泥、浚渫汚泥等として排出
される。当該廃棄物は、培養土として植物の育成に用
い、有効利用を図れれば良いのであるが、その発生場所
等によりその組成にはバラツキが大きく、その種類によ
り組成例えば炭素分や灰分がまちまちで、炭素分が多
く、灰分が少なかったり、その逆に、炭素分が少なく、
灰分が多かったりする。例えば、前者の例で言えば、し
尿汚泥では、炭素分が４３％（重量基準、以下同じ）と
多く灰分が５７％と少なく、後者の例で言えば、下水道
汚泥では、炭素分が１３〜１６％と少なく灰分が８４〜
８７％と多く、同様に、パルプスラッジは、炭素分が１
７〜３１％と少なく灰分が６９〜８３％と多かったりす
る。培養土にあっては、植物が良好に育ち、土壌微生物
等を活発化させるには、保水性、透水性、通気性等に優
れている他に、アンモニアなどを吸着し、肥料等の濃度
障害を和らげ、且つ、ミネラル成分の補給効果に優れ、
更には、水耕栽培等に使用する場合に崩れてしまわない
ような強度が必要である。前記炭素分の含有量や灰分の
含有量は、これらに重要な関係がある。木材を炭化して
得られる木炭（粉）は、土壌の改良効果があり、保水性
や通気性を高め、微生物の生育を助け、酸性土壌を中和
し、肥料成分の保持作用等に優れている。しかし、木炭
（粉）は、炭素分が９０％以上と高く、また、大量に供
給し得るものではなく、更に、廃棄物を原料とした場合
とは異なり、一般に低価格で供給し得るものではない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る従来技術に鑑み、多量に安価に提供でき、その処理に
窮している廃棄物を有効利用して、保水性等に優れ、水
耕栽培等に使用して良質な培養土を提供することを目的
としたものである。本発明の前記ならびにそのほかの目
的と新規な特徴は、本明細書の記述からあきらかになる
であろう。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、有機性廃棄物
及び／又は無機性廃棄物と珪藻土とを含有してなる混合
物を造粒し、得られた造粒物を炭化してなる炭素分の含
有量が８．０〜６０％で、灰分の含有量が９２〜４０％
の培養土に係るものである。本発明は、また、必要に応
じて破砕してなる有機性廃棄物及び／又は無機性廃棄物
を炭化させ粉末化してなる炭粉と珪藻土とを含有してな
る混合物を造粒し、得られた造粒物を炭化してなる炭素
分の含有量が８．０〜６０％で、灰分の含有量が９２〜
４０％の培養土に係るものである。

【０００５】次に、本発明の詳細を適宜図面を参照しつ
つ説明する。本発明で使用される有機性廃棄物には、前
記で例示したような下水道汚泥、パルプスラッジ、食品
汚泥、おから、ふすま、間伐材、おがくず、家畜糞、建
築廃材等の各種有機性廃棄物が挙げられる。当該廃棄物
を種類分けしつつ、図１および図２に基づいて説明す
る。

【０００６】図１に示すような食品廃棄物汚泥や魚介類
廃棄物、畜産関係廃棄物（家畜糞等を含む）に適用した
場合、当該廃棄物を、先ず、解砕する。次いで、当該解
砕物と珪藻土とを混合する。珪藻土は、珪藻という単細
胞の藻類が海底や湖底に長年月にわたって沈積し、体内
の原形質が分解し、珪酸を主体とした遺骸が集積して地
層を形成した一種の化石である。珪藻土は、通常８０％
以上の珪酸分を含み、その大部分は非結晶珪酸である。
その他、単体の石英も不純物として混入している。珪藻
土の化学組成の一例は次の通りである（北海道産原
土）。 ＳｉＯ₂ Ａｌ₂Ｏ₃ Ｆｅ₂Ｏ₃ ＣａＯ ＭｇＯ 残 ８０．５４ １．２７ ２．９４ １．０４ ０．６６ １２．３０ 珪藻土は、その天然土壌を粉砕したものを使用すること
が好ましい。当該珪藻土の天然土壌を粉砕したものは、
特に、吸湿、放湿性能に優れ、中でも、その平均細孔半
径が２０〜１００Å好ましくは２０〜６０Åで、比表面
積が２０〜２００ｍ²／ｇｒのものが好ましく、又、北
海道稚内産珪藻土が、本発明の培養土の機能性例えば吸
着性、脱水性、保水性の観点から、好ましい。珪藻土
は、上記のように、無機物である。本発明の培養土の一
つは、上記のような有機廃棄物と珪藻土よりなる無機物
とからなる。珪藻土の添加（加配）により、その発生場
所、種類等によりその炭素分や灰分組成にバラツキが大
きく、組成がまちまちの有機廃棄物を、保水性、透水
性、通気性等に優れ、アンモニアなどの吸着能が高く、
肥料等の濃度障害を和らげ、ミネラル成分の補給効果に
優れ、更には、水耕栽培等に適した培養土にすることが
できる。珪藻土は、無機物であるが、木炭のような物性
も備え、植物への施肥に際しても肥料濃度障害等を起こ
さないし、その粉末は、加水による結合力もあり、有機
廃棄物からの培養土の生成に対しての補助的機能に優れ
ている。上記において、ピッチ、カルボキシメチルセル
ロ−ス（ＣＭＣ）、ポリビニルアルコ−ル（ＰＶＡ）等
添加剤を添加することが好ましい。当該添加剤は、培養
土を粒状化し、水耕栽培に使用するような場合に、その
強度を高め、容易に水の動きにより崩れてしまわないよ
うな良質な培養土を提供することができ、また、後工程
の造粒におけるバインダ−（結合剤）としての機能も奏
する。また、粘土（可塑性粘土）を、同様の目的で添加
してもよい。当該粘土としては、その粘土鉱物が、カオ
リン族、モンモリロナイト族、イライト族のものが例示
できる。さらに、砕石排出汚泥、建築土木廃棄汚泥、浚
渫汚泥等の無機性廃棄物を混合すると、より一層、保水
性、透水性、通気性等に優れ、アンモニアなどの吸着能
が高く、肥料等の濃度障害を和らげ、ミネラル成分の補
給効果に優れ、更には、水耕栽培等に適した培養土にす
ることができる。当該混合物は、適宜乾燥後、造粒す
る。造粒は、造粒機による他、押出機によってもよい。
本発明では、一旦造粒化後、炭化させる。造粒により、
保水性、透水性、通気性等に優れ、効果の持続性が高い
粒状培養土が得られる。造粒に際しては、加水するとよ
い。また、適宜廃糖蜜液等の食品廃液等を添加してもよ
い。造粒後、炭化する。炭化は、炭化炉にて行なうこと
ができ、連続的な乾留炭化を施せばよい。当該炭化の温
度は特に制限されないが、８００℃を越える温度で行な
われると、培養土としての上記機能が劣化する場合があ
るので、８００℃を越えない温度下で行なうことが好ま
しい。炭化後、冷却すれば、粒状培養土が得られる。本
発明における当該培養土は、その炭素分の含有量が８．
０〜６０％で、灰分の含有量が９２〜４０％とする。培
養土における炭素分の含有量が８．０％未満では、微生
物、土壌小動物の活動に難を生じ、また、炭素分の含有
量が６０％を越えると、培養土を水耕栽培に用いたよう
な場合に粒子の強度が小さくなり、水の動きに連れ粒と
粒とが動き、その摩擦により粒の表面が粉化され易く、
前記のような粘土類を用いても粒子の強度が低下し易
い。灰分の含有量は、それと相対関係にあり、９２〜４
０％とする。本発明における培養土の灰分の主成分は、
主に、珪藻土から由来している。当該灰分は、水分の吸
湿、排水に寄与し、また、アンモニア等の吸着機能を向
上させる。当該灰分は、有機物が灰化（炭化燃焼）され
て後に残った無機物または不燃性残留物で、本発明にお
ける当該灰分の主成分は、Ｓｉ、Ｆｅ 、アルミニウム、
Ｍｇ等の酸化物で、上記のように主に、珪藻土から由来
している。灰分の含有量％は、残留物の重量と元の重量
とのパ−センテ−ジで表される。

【０００７】図１に示すような、ふすま、おから、コ−
ヒ−煎滓廃棄物の場合は、固形物が殆んどないので、そ
のまま珪藻土等とを混合する。必要に応じて乾燥後、前
記と同様の工程にて、造粒、炭化、冷却して培養土を得
ればよい。

【０００８】図２に示すような、有機廃棄物が、廃木
材、間伐材、樹木枝皮であるような場合、解砕、炭化、
粉砕して粉末としたものを、珪藻土等とを混合し、造
粒、炭化する。このように有機廃棄物が、廃木材、間伐
材、樹木枝皮であるような場合には、解砕し、細径のも
のに粉砕しないと、上記と同様の方法では培養土を得る
ことができない。当該廃木材、間伐材、樹木枝皮よりな
る有機廃棄物を、前記と同様に、造粒し、酸化焼成する
と、その炭素分が消滅してしまう。一旦、炭化し、炭の
状態にして製造した造粒物は、酸化焼成しても酸化速度
は遅くなり、炭化造粒物を得ることが出来る。この場
合、上記有機廃棄物を解砕し、乾留炭化して得られた炭
化物を粉砕して得られた炭化粉末に、珪藻土や廃棄汚泥
（砕石排出汚泥、建築土木廃棄汚泥、浚渫汚泥等の無機
性廃棄物）と共に、ピッチ粉末、ＣＭＣ、ＰＶＡ、水の
適当量を添加し、混練、湿式造粒、乾燥後、乾留炭化す
ると、真っ黒な粒となり、一方、酸化焼成すると、その
表皮は、酸化焼成等の際の酸化雰囲気にもよるが、グレ
−色、茶色等になるが、粒子の内部は黒色の炭化物にな
る。尚、酸化焼成の際の酸化雰囲気の調整により、培養
土表面の色をグレ−色等に調整できる。酸化焼成あるい
は乾留炭化の際の温度は、６００℃以上の温度で行なう
事が好ましい。６００℃以上の温度で行なうとｐＨがア
ルカリ性となり、また、孔径も好ましいものになる。上
記のように、廃棄物の解砕のみでは粒状化し難いもの
は、一旦炭化し、粉砕後に混合、造粒、炭化等を行なう
ようにする。

【０００９】図２に示すような、有機性廃棄物が、し尿
汚泥、下水道汚泥、パルプスラッジ等の高水分含有量の
廃泥であるような場合、廃泥に定められた所定量の珪藻
土、粘土、ピッチ、ＣＭＣ、ＰＶＡ等を加配しながら混
合、乾燥、造粒し、乾留炭化、冷却すればよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例を示す。

【００１２】実施例１．水切りを行ない含水率７８％の
食堂残飯をシュレッダ−を通して解砕した残飯１００ｋ
ｇに、珪藻土粉末２００ｋｇと、建設廃土を水篩いして
石、砂を除去して水分２８％に脱水したケ−キ２０ｋｇ
（乾燥重量）と、ＣＭＣ粉末１５０ｋｇとを混合し、次
に、回転ドラム乾燥機を用いて水分３０％になるように
乾燥した。この乾燥物をマルチホ−マ−（御池鉄工所）
にて¢１０ｍｍ、Ｌ１０ｍｍの円柱状ペレットを造粒
し、この造粒物を連続乾留炉へ定量投入し８５０℃の炉
内を２５分かけて通過させ、黒色の硬いペレット状の炭
化物を得た。当該炭化物の物性は、ｐＨ８．３、灰分７
３．４％、炭素分２６．６％であった。２４時間の自然
吸水率は３８％と高くまた黒色で熱の吸収も良く、良質
な培養土であり、水耕栽培に適したものである。

【００１３】実施例２．含水率９．３％の「ふすま」１
００ｋｇに粉末珪藻土２０ｋｇと珪砂洗条の微細廃泥乾
燥粉末２０ｋｇをアイリッヒミキサ−に入れ、高速混合
後、ＰＶＡ３％液３０リットルを加水して更に定則混練
を行ない取り出して、次に、真空押し出し機械を用いて
¢５ｍｍ、Ｌ１０ｍｍのペレット状に成型した。当該成
型物を連続乾留炭化炉へ流して７５０℃の温度域を２０
分間で通過させ炭化物を得た。当該炭化物は、¢５ｍ
ｍ、Ｌ８〜１０ｍｍの円柱状で真黒色の硬い培養土であ
る。その物性は、ｐＨ８．０、炭素分５７．７％、灰分
４２．３％、溶性リン酸２．２％、溶性加里２．０％で
あった。得られた造粒炭化物は、上記のように炭素と無
機物との混合物であり、更に、肥料成分としてリン酸、
加里を含有した優れた培養土となった。

【００１４】実施例３．建築廃材をチップ状に破砕し、
次いで、連続乾留炭化炉に入れ、炭化温度７５０℃にて
乾留炭化を行なった。炉に架設されているバ−ナ−で７
００℃にて炉温を安定させ、チップを連続投入すると発
生する乾留ガスにより７５０℃の温度に昇温したら順次
バ−ナ−を止めても温度は安定維持され１５分で木材の
炭化物を得ることが出来た。得られた炭化物の物性は、
固定炭素８２％、灰分４．６％、揮発分８％、嵩比重
０．４９であった。次いで、炭化物を０．５ｍｍ以下に
粉砕し、細粉化した。得られた粉末炭１０ｋｇと珪藻土
粉末１０ｋｇと砂利採取脱水廃泥の乾燥物１０ｋｇと粉
末ピッチ５００ｇとをマンボ−に入れ、撹拌混合後、水
３．５ｋｇを投入して造粒を行なった。処理時間は８分
であった。粒径３．０〜５，０ｍｍの球状造粒物を得る
ことができた。含水量は９％であった。乾燥後、外熱式
ロ−タリ−キルンに入れ温度９００℃の中へ通過１０分
で硬い茶褐色の酸化焼成粒を得た。割ると表皮のみが茶
褐色で、中身は真黒な炭化物となっている。その吸水率
（％）は２４時間自然吸水４１％、灰分７１．４％、炭
素分２８．６％で、保水性もあり、色も黒色でなく茶褐
色で観葉植物などに最適の色調の培養土を得ることがで
きた。

【００１５】実施例４．水分６５％のパルプスラッジを
回転式ドラム乾燥機に入れ、解砕しながら乾燥し得た乾
燥スラッジの含水率は２０％であった。この乾燥物１
２．５ｋｇと珪藻土粉２ｋｇと粉末ピッチ５００ｇとを
アイリッヒミキサ−に入れ高速撹拌し、次いで、水５リ
ットルを入れて高速撹拌１分後に低速撹拌に切り換える
と出来ていた細粒が順次団粒化して変形した３〜８ｍｍ
の粒径の造粒物が出来た。乾燥後、乾留炭化炉へ流し、
炉内温度７８０℃、通過時間２５分で乾留炭化焼成を行
ない、変形した黒くて硬い炭化物を得た。当該炭化物の
物性は、ｐＨ ８．２、嵩比重 ０．６、灰分 ７６．
３％、炭素２３．７％であった。炭化物は、炭素と無機
物との混合粒で、しかも、変形している。形状が球形で
なく変形しているため、粒がくい合って粒が動きにく
い。植物の自立に有効である。このような形状の炭化物
は鉢植え、水耕栽培などの培養土として植物を良好に生
育させることができる。

【００１６】実施例５．水分が８５％の脱水下水道汚泥
ケ−キ１００ｋｇと珪藻土粉３．６ｋｇをアイリッヒミ
キサ−に入れ、２分間解砕混合した。下水道汚泥は、粘
性があり扱いにくい廃泥であるが、珪藻土粉が水分を吸
着して混合も容易に行なわれた。次に、当該混合物を大
川原製作所製のスラッジドライヤ−に入れ、当該ドライ
ヤ−内に架設されている撹拌回転羽根を回転させ解砕し
ながら熱風を吹き込みながら、乾燥を行ない、撹拌造粒
を行なった。水分は３０％で最大粒径５ｍｍ以下の砂粒
状の造粒物を得た。これを連続乾留炭化炉へ流入させ、
炉内温度８００℃、通過時間２５分で乾留炭化焼成を行
ない粉状炭化物を得た。当該炭化物の物性は、ｐＨ
８．０、灰分 ９１．４％、炭素分 ８．６％であっ
た。当該炭化培養土と、比較の為、砕石廃泥の脱水ケ−
キを乾燥後、８００℃で酸化焼成した培養土とのそれぞ
れに液肥を含浸させ、箱に５ｍｍ厚に敷いて籾種を蒔
き、覆土し、散水しながら発芽、生育の状態を観察し
た。その結果、床土が前者の炭化培養土の苗の場合に
は、順調な生育を見たが、後者の炭素を有しない砕石廃
泥より作った培養土の苗の場合には、葉が黄ばみ、葉の
ちぢれも現れ、肥害と思われる現象が見られた。上記か
ら、前者の炭化培養土によれば、肥料が一旦吸着され、
徐々に溶出されても、毛根を痛めず、施肥効果に優れて
いることが分る。

【００１７】上記で得られた培養土について試験した。
尚、施設栽培（ハウス栽培）では、土壌の表層に塩類が
集積し、作物の生育を阻害することがある。この点を加
味しつつ、施用効果を観察した。対照土壌には、当該施
用に使用される褐色低地土を当てた。供試作物は次の通
り。 トマト（水耕栽培） ホウレンソウ（露地栽培） ベンジャミン（鉢植） 試験結果：表１に示す。尚、表１にてその生育状態にお
ける◎は良好、○は普通、△はやや難ありを示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】以上本発明者によってなされた発明を実施
例にもとずき具体的に説明したが、本発明は上記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。本発明に
よる培養土は、前記で例示したものの他に、耕地撒布に
よる土壌改良剤等としても使用できる。

【００２０】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。すなわち、本発明によれば、多量に
安価に提供でき、その処理に窮している廃棄物を有効利
用して、保水性、透水性、通気性等に優れている他に、
アンモニアなどを吸着し、肥料等の濃度障害を和らげ、
且つ、ミネラル成分の補給効果に優れ、更には、水耕栽
培等に使用する場合に崩れてしまわないような強度を有
する良質な培養土を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例工程の説明図、

【図２】本発明の他の実施例工程の説明図、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝沢 善永 東京都小平市鈴木町２丁目229番地 (72)発明者 斎藤 隆信 兵庫県神戸市中央区北長狭通３丁目８番３ 号 (72)発明者 伏木 清行 京都府京都市下京区鍵屋町通鳥丸西人鍵屋 町341番地

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機性廃棄物と珪藻土とを含有してなる
   混合物を造粒し、得られた造粒物を炭化してなる、炭素
   分の含有量が８．０〜６０重量％で、灰分の含有量が９
   ２〜４０重量％の培養土。
2. 【請求項２】 混合物中に、ピッチ、カルボキシメチル
   セルロ−ス、ポリビニルアルコ−ル、粘土または無機性
   廃棄物を添加してなる、請求項１に記載の培養土。
3. 【請求項３】 必要に応じて破砕してなる有機性廃棄物
   を炭化させ粉末化してなる炭粉と珪藻土とを含有してな
   る混合物を造粒し、得られた造粒物を炭化してなる、炭
   素分の含有量が８．０〜６０重量％で、灰分の含有量が
   ９２〜４０重量％の培養土。
4. 【請求項４】 混合物中に、ピッチ、カルボキシメチル
   セルロ−ス、ポリビニルアルコ−ル、粘土または無機性
   廃棄物を添加してなる、請求項３に記載の培養土。