JPS6317986A - 土壌改良材及びその製法 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、汚水処理場や深間処理場から得られる余剰汚
泥や深間、糞尿等と、生石灰を主とする石灰物質及び天
然産ゼオライト系鉱物を主原料とする低臭乃至は無臭の
土壌改良材及びその製法に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

現在人の凍原の殆どは、処理場や処理槽で活性汚泥法に
より処理されるか、集めて海上投棄されており、農地へ
の直接還元や堆把化は極めて少なくなってきている。こ
れは、悪臭公害が主たる理由であるが、その他農家自体
が手間や汚さを嫌うほか衛生上の問題もある。

しかし活性汚泥法では大量の余剰汚泥が発生する。現在
この余剰汚泥は焼却したり埋め立てしているが、含水率
が高いため莫大な燃料を消費するし、土地の不足や悪臭
問題で埋め立てもままならない。また海上投棄も汚染の
点から抑制されつつある。

ところで、深間自体優れた肥料である。これを費用をか
けて処理すること、更に処理の結果物たる余剰汚泥を焼
却することは大きな無駄である。

そこで本発明者は、余剰汚泥や止座間に生石灰を加えて
攪拌し、脱水乾燥して粉化させる技術を開発した。これ
は、余剰汚泥や牛深尿中の水分が一部生石灰の消化に伴
って消費され、一部は消化による発熱によって蒸散し、
他の一部は性成した消石灰に吸着されて全体の含水率を
低下させるもので、適量の生石灰を用いると、パサパサ
した取り扱い易い粉状の優れたものが得られた。

一般に、生石灰や消石灰は酸性土壌の中和材として広く
用いられているが、肥料の吸収促進作用があるため有機
肥料と併用しないと植物の軟弱化や土壌の疲弊を招く。

この見地からすれば、本発明品は有機物質を多く含むた
め優れた土壌改良材と言うことができる。

しかし、撹拌混合によって系全体がアルカリ性になり且
つ高温（１００〜２００℃程度）になるので、水蒸気と
ともにアンモニアや硫化水素、メルカプタン等有機物に
由来するＮ系、Ｓ系の悪臭ガスが多量に発生する（割合
は、夫々的８０．５゜１０〜１５％）。従って、悪臭ガ
ス除去のために装置・工程が複雑になりコスト高になる
とともに作業環境を悪化させ、しかも得られた土壌改良
材は有機分の少ないものとなる。

ガスの蒸散を防ぐために密閉状態で反応させると、水蒸
気の除去が出来ないためより多くの石灰物質を用いない
と反応物が団子状の塊となり、取り扱いにくくなる。ま
た、石灰物質による昇温を抑えるために湧石粉や中性陶
土を用いる技術もあるが、ガス発生の防止にはあまり効
果がない。

面、ガスは製品になってからも発生するので肥料分は経
時的に減少するうえ、人糞とか汚泥特有の臭気を発し取
り扱い難いものであった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記欠点を解消し、肥料分に富みしかも臭気を
大幅に押さえるか略完全に除去した土壌改良材を提供す
ることを目的とする。そして本発明は、吸着能に優れた
天然産ゼオライト系鉱物の粉砕品を用い、反応時に発生
するアンモニアガス等を捕集して悪臭防止と肥料分の減
少防止を図るとともに、石灰物質による肥料の吸収促進
作用を抑え、更にその吸水性を利用して石灰物質による
乾燥を補強することを最大の特徴とする。

（処理対象） 本発明に於ける処理対象物としては、人の止座間、凍原
処理場や深間浄化槽の余剰汚泥、家畜・家禽の糞尿及び
これらの醗酵処理物、豆腐・ビール・乳製品その他各種
食品加工に伴う廃棄物汚泥、動物・魚介類解体廃棄物汚
泥等、主として動植物に由来する廃棄物が考えられる。

その他、下水処理場からの余剰汚泥等も勿論用いられる
が、重金属等含有物のことを考慮すると土壌改良材とし
てはあまり好ましくない。

（石灰物質） 石灰物質としては、生石灰（不純物を含む）単独でもよ
いし或いは生石灰に珪酸苦土石灰、炭酸石灰、硫酸石灰
等各種の石灰化合物を数〜十数％混合したものを用いて
もよい。このうち発熱反応にあづかるのは、主として生
石灰及び珪酸苦土石灰である。また、発熱反応や熱分解
を抑制するものとして、滑石粉や中性陶土、硫酸バンド
等を数％程度混入してもよい。但しこれらの混入により
反応速度が遅くなる場合、撹拌混合後の養生により含水
率の低下を図る必要がある。

石灰物質は、粉体の形でも破砕品の形でも用いられる。

粉体の場合は反応が速やかに起こり、破砕品の場合は溶
解して反応が始まるまで１０分程度攪拌する必要がある
。

石灰物質等は、止座間や余剰汚泥等の被処理物１００Ｋ
ｇ当たりその含水率に応じて１０〜８０Ｋｇ用いる。被
処理物の含水率が８５％程度の場合４０Ｋｇ前後では混
合物は団子状に固まったものとなり、６０〜７０Ｋｇ用
いるとパサパサの粉体状となる。

５０Ｋｇ程度が丁度造粒等に適当である。止座間のよう
に含水率の高いもの（９８％程度）に対しては、６０〜
７０Ｋｇ程度が丁度良い。この割合は、生石灰が多い程
少な（なるが他の物質も吸水するため大きな差はない。

また、天然産ゼオライト系鉱物自体吸水する（吸水率６
０〜８０％程度）ので、その割合によっても石灰物質の
量は変わる。

（天然産ゼオライト系鉱物） 天然産ゼオライト系鉱物は、シリカとアルミナが細孔を
持った規則的な立体構造を組み上げている白色の含水鉱
物であり、ガス吸着能、陽イオン交換能その他触媒能等
多様な機能を有している。

しかし、天然品数不純物（主として粘土、一部シリカ）
を２０〜８０％も含み精製も困難なため工業的には殆ど
用いられず、従来はその保肥力に着目して主として破砕
品を土壌改良材に用いている程度である。

本発明はそのガス吸着能特に優れたアンモニア吸着能に
着目したものであるが、破砕品では十分な効力を発揮し
ない。また生石灰と異なり汚泥等と混合攪拌した程度で
は粉化しない。そこで本発明では粉砕品（５０メソシュ
程度以下）を用いる。

また、天然産ゼオライトは５００℃以下（通常２００〜
３００℃程度）の温度で焼成すると吸着能が向上するこ
とが知られているので、破砕品を焼成後粉砕するとか、
粉砕品を造粒後焼成したものを用いるとより効果がある
。更に、ゼオライト粉末に水酸化鉄粉末やアルカリ物質
を混合すると硫化水素等硫黄系物質の吸着能が大幅に向
上する。

但し、加工度が高くなるほどコストが嵩む。

使用割合は、被処理物の含水率や組成にもよるが１００
Ｋｇ当たり５〜３０Ｋｇ程度用いれば十分である。不使
用の場合、攪拌装置の開口部近傍では呼吸出来ない程の
アンモニアガス等が発生するが、１０〜１５Ｋｇも用い
るとアンモニア臭気を余り感じない程であった。尚、こ
のゼオライト粉末は生石灰による発熱昇温を抑える効果
がある。

（その他の添加物） 更に、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）とか澱粉
類を、生屋尿や余剰汚泥１００Ｋｇに対し少量（０，５
〜２Ｋｇ程度）加えてお（と、造粒した場合筋れにく（
取り扱い易（なるとともに、臭気を閉じ込める働きもす
る。しかも水に溶は易く、施用した場合の不都合がない
。

（製造方法・装置） しかして、上記各材料の所定量を攪拌装置に投入し攪拌
・混合する。攪拌装置は、内容物が均−且つ確実に混合
されれば形式は問わないが、あまりに急激な攪拌及び装
置内の換気が不十分なものは発生する蒸気の速やかな除
去が不十分になり、この水分を反応物が取り込んで団子
状になる。

第１図及び第２図は本発明に用いられる攪拌装置（１１
の一例で、２本の回転軸（２）・（２）に夫々多数のブ
レード（３）・・・を固定した２軸式のものである。ま
た、上部に被処理物投入用ホッパー（４）、石灰物質及
びゼオライト用の投入口（５）、排気口（６）・（６）
、下部に開閉底（７）を設ける。ホッパー（４）は計量
装置付きのもので、被処理物はベルトコンベア（８）或
いはパイプ等でホ・７バー（４）に送り込まれる。石灰
物質とかゼオライト粉末は計量したものをパイプで投入
してもよい。

攪拌は１０〜３０回転／分程度の割合で、処理量９石灰
物質の種類形状等に応じて５〜２０分程度程度う。か（
すると生石灰の消化反応は急激に進み、生石灰の割合に
応じて幾分湿り気がある状態（４５〜５０％以下）から
幾分バテバサした状態（３５〜４０％程度）の反応混合
物が得られる。

攪拌終了後、反応混合物（Ｋ）はベルトコンベア（９）
により篩別機（１０）に送られ、大きいものは更に破砕
機（１１）により細かくされて製品即ち土壌改良材（Ｓ
）となる。攪拌装置（１１から出た反応混合物の温度は
５０〜８０℃程度であり、ベルトコンベア（９）上でも
水分の蒸発が行なわれる。そして、脱水粉化が良好に行
われたものはそのまま直ちに袋詰めにし、製品の含水率
が多い場合は数時間乃至数日養生した後袋詰めする。

一方、発生する大量の蒸気（Ｈ）及び少量のアンモニア
ガス等（Ｇ）はダクト（１２）・（１２）を通ってシャ
ワー塔（１３）　（省略可）及び脱臭塔（１４）を通過
し系外に排出される。脱臭剤としては活性炭やゼオライ
ト造粒品を用いる。この際、シャワー塔（１３）及び脱
臭塔（１４）による圧力損失により排気力が落ちるのを
防ぐため数馬力程度のモーター（１５）・・・を数個使
用するとよい。ホッパー（４）開口部及び投入口（５）
が、空気（Ａ）の流入口となる。

ゼオライトを使用しない場合には、アンモニアその他の
悪臭ガスが大量に発生し、この程度の除去装置では全く
不十分である。そして大量のアンモニアガスの除去を完
全にするために水槽を通すと、圧力差が大きくなり過ぎ
て攪拌装置（１）内の水蒸気の速やかな除去は殆ど不可
能になり、混合物中に取り込まれ反応物は団子状になる 〔効果〕 上記した如く、本発明は止座尿や余剰汚泥に石灰物質と
ともに天然産ゼオライト系鉱物の粉砕品を加え均一に撹
拌混合して脱水粉化させるものである。

従って、脱水、固化、乾燥をほとんど同時に行なうため
処理（製造）時間が非常に短く、石油等の燃料をまった
く使用しないため低コストで処理できるうえ、アンモニ
アガスその他の悪臭ガスの発生も殆どなく、装置も廃ガ
スや廃水に留意しなくて良いので簡単ですむ。

得られた製品は、消石灰と有機物及び天然産ゼオライト
系鉱物粉砕品の混合体で優れた土壌改良材であり、尿尿
や余剰汚泥の処理とともに一石二鳥である。

しかも深床や余剰汚泥特有の嫌な臭気が殆ど無く、且つ
適宜な水分により粒状等に成型されているため、搬送、
保管、使用に便利であり、農家は勿論、一般家庭での使
用にも十分耐えるものである。

尚、我国の土壌は一般に酸性が強く、耕地には通常大量
の石灰質資材（生石灰や消石灰等）が投入されている。

本発明の土壌改良剤は、水酸化カルシウムを主成分とし
、主原料たる生石灰に含まれていた燐酸やカリの他、止
座尿や余剰汚泥中の有機質が濃縮してそのまま含まれて
いる。従って、酸性土壌の中和剤とともに肥料としての
役割も幾分果たす結果、施肥量を減らすことができる。

更に、保肥力に優れた天然産ゼオライト系鉱物の粉砕品
が石灰物質の肥料吸収促進作用を抑え肥料の流出を防ぐ
。

また施用した場合、非常に溶解し易すく、即効性を示す
。本発明者が実験したところ、施してから１週間位で植
物に吸収され、肥効性が現れた。

この肥料としての効果は、処理する汚泥の種類によるこ
とは当然である。例えば、鶏糞の如く水分の少ないもの
は、土壌改良剤中の有機質が多くなる。

〔実験例〕

次に本発明者が行なった実験結果を示す。

実験例　１ 人の牛深間（含水率９８％程度）ＩＫｇを容器に取り、
生石灰の破砕品（炭酸カルシウム９３．１％）７００ｇ
及びゼオライト造粒品（ＣＢＣＩ７０〜１８０）１００
ｇを加え、撹拌棒を用いて１８分間毎分１０回程度の割
合で攪拌した。攪拌開始後１０〜１２分程度で程度か急
激に始まり、全体の温度が１００℃以上になった。そし
て、消化・吸水及び蒸散により水分が減少し、パサパサ
の粉体状の土壌改良材が得られた。

攪拌中、アンモニア臭が幾分感じられたが、ゼオライト
造粒品を使用しない場合に比べて極端に少なかった。得
られた土壌改良材の分析結果を表−１に示す。

実験例　２ 生石灰破砕品の代わりに、生石灰６０％、珪酸苦土石灰
１０％、炭酸石灰２０％、滑石及び中性陶土各５％の石
灰物質（粉末状）を７０に、用い、他は実験例１と同様
にして反応させた。この場合昇温は攪拌開始後２〜３分
程度で始まり、昇温の程度は実験例１よりも幾分低かっ
た。

得られた土壌改良材の分析結果を表−１に示す。

実験例　３ 第１図に示す攪拌装置に、含水率７５％程度の深間処理
汚泥１０’ＯＫｇと実験例２で用いた石灰物質５０Ｋｇ
及びゼオライト造粒品１０Ｋｇを投入し、毎分１０〜２
０回転で１５分間攪拌したところ、含水率４２％程度の
土壌改良材が得られた。

表−１

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明土壌改良材の製造装置の概略図、第２図
は同じく攪拌装置の概略側面図である。 １・・・・・・攪拌装置 ４・・・・・・ホッパー ５・・・・・・投入口 ６・・・・・・排気口 Ｋ・・・・・・反応混合物 Ｓ・・・・・・土壌改良材 Ｈ・・・・・・水蒸気 Ｇ・・・・・・悪臭ガス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、汚泥或いは人の生屎尿や家畜・家禽の糞尿に、生石
   灰を主体とするか或いは生石灰のみからなる石灰物質と
   天然産ゼオライト系鉱物の粉砕物を加えて撹拌混合し、
   脱水粉化することを特徴とする土壌改良材の製造方法。 ２、撹拌混合時に発生する水蒸気を、十分な換気により
   除去するものである、特許請求の範囲第１項記載の土壌
   改良材の製造方法。 ３、汚泥や生屎尿・糞尿等の被処理物１００Ｋｇに対し
   、被処理物の含水率に応じて１０〜８０Ｋｇの石灰物質
   と５〜３０Ｋｇの天然産ゼオライト系鉱物粉砕物を加え
   、撹拌混合して脱水粉化させたことを特徴とする土壌改
   良材。