特開 2022-169293 堆肥の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022169293

(43)【公開日】2022-11-09

(54)【発明の名称】堆肥の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C05F 7/00 20060101AFI20221101BHJP

   C05F 17/10 20200101ALI20221101BHJP

   C02F 11/02 20060101ALI20221101BHJP

【ＦＩ】

C05F7/00 ZAB

C05F17/10

C02F11/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021075235

(22)【出願日】2021-04-27

(71)【出願人】

【識別番号】521183752

【氏名又は名称】双葉三共株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】中祖 孝幸

(72)【発明者】

【氏名】酒井 二三男

【テーマコード（参考）】

4D059

4H061

【Ｆターム（参考）】

4D059AA03

4D059AA07

4D059AA08

4D059AA10

4D059BA08

4D059BA60

4D059BK11

4D059CC01

4D059EB01

4D059EB15

4D059EB20

4H061AA02

4H061CC51

4H061EE03

4H061EE66

4H061GG41

4H061GG43

4H061GG49

4H061LL30

(57)【要約】

【課題】簡易でありながら均一に発酵を進行可能な堆肥の製造方法を実現する。
【解決手段】堆肥の製造方法であって、下水汚泥を含む原料と、好気性微生物を含む微生物含有物とを混合して混合物（１０）を得た後、当該混合物の外表面を透湿性シート（２０）により覆う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下水汚泥を含む原料と、好気性微生物を含む微生物含有物とを混合して混合物を得た後、当該混合物の外表面を透湿性シートにより覆うことを特徴とする、堆肥の製造方法。

【請求項2】

前記原料の少なくとも５０重量部が下水汚泥であり、
前記微生物含有物は、前記混合物が６５重量％以下の含水率となるまで発酵した戻し堆肥であり、
前記混合物は、前記原料と前記戻し堆肥との重量比率が１：１から１：８の間であることを特徴とする、請求項１に記載の堆肥の製造方法。

【請求項3】

前記透湿性シートは、厚さ０．１ｍｍ以上１０ｍｍ未満、初期透湿速度３０００ｇ／ｍ^２・２４ｈ以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の堆肥の製造方法。

【請求項4】

前記混合物を、体積が５０００ｃｍ^３以下である複数の塊状物への分割を行い、
前記分割は、前記塊状物全体の５０重量部以上について、体積が１００ｃｍ^３以上となるように行うことを特徴とする、請求項１から３の何れか１項に記載の堆肥の製造方法。

【請求項5】

前記混合物１ｍ^３に対して、０．０１ｍ^３／ｍｉｎ以上１．０ｍ^３／ｍｉｎ未満となるように空気を供給することを特徴とする、請求項１から４の何れか１項に記載の堆肥の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、透湿性シートを用いた堆肥の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

有機性廃棄物の堆肥化は、廃棄物の資源化、減容化および安定化等が可能となる重要な廃棄物処理技術である。有機性廃棄物の中で下水汚泥は、有機物および水を含む泥状の物質であり、下水処理の過程で発生する。下水汚泥は、従来から焼却または埋め立てによる廃棄処理が行われてきたが、作物の育成に必要な養分を豊富に含んでいることから、堆肥として再利用するための提案が多くなされている。

【0003】

有機性廃棄物は、好気性の条件下で微生物により分解される。しかし、空気量が不足した場合には嫌気性の発酵が進行し、分解効率が悪くなるだけでなくアンモニアが大量に生じて悪臭の原因となる。そのため、有機性廃棄物の下部から空気を供給する操作および切り返しと呼ばれる撹拌操作を頻繁に行い、有機性廃棄物と空気との接触を促す必要がある。

【0004】

また、微生物による分解を効率的に進めるため、微生物が多く含まれる、発酵が十分に進んだ堆肥を戻し堆肥として利用する方法が採用されることも多い。すなわち、下水汚泥と戻し堆肥とを混合した混合物を発酵させることで、新たな堆肥を効率的に製造できる。

【0005】

下水汚泥の排出量は、近年の下水処理量の増加に伴って増えてきている。下水汚泥が増加するにしたがって、これまでよりも短期間で効率的に、安定した品質の堆肥を製造する技術が求められている。

【0006】

下水汚泥を好気発酵させる技術としては、特許文献１には、有機性廃棄物の堆積物を撹拌して、特定の空間率を有する状態で発酵させる有機性廃棄物の処理方法が開示されている。また特許文献２には、堆肥原料の外表面を高通気性の保湿材で覆い、堆肥原料の下部または内部に空気を供給する堆肥の製造方法が開示されている。さらに、特許文献３には、堆積された堆肥原料の下部から空気を供給し、上部側に通気させる有機質材料発酵処理装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０－２８４６０８号公報

【特許文献2】特開２００６－１７７０号公報

【特許文献3】特開２０１２－２００２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

下水汚泥の堆肥化では、汚泥由来の雑草、害虫または病原菌の発生および増殖を防ぐために、堆肥化時の発酵温度について６０℃以上を少なくとも２日以上維持する必要がある。一般財団法人日本土壌協会の食品リサイクル肥料認証制度実施要項では、「製造時に表面から３０ｃｍ層の温度が６０℃以上を連続する７日間以上保持されて製造されたものであること、または肥料製造時に発酵設備内混合物の温度が６５℃以上で４８時間以上保持されて製造されたものであること」と規定されている。

【0009】

また、下水汚泥の堆肥化では、好気的な条件下で均一に発酵を進行させるために空気を連続供給することがある。その場合、空気の送風量、下水汚泥に含まれる栄養素および水の量ならびに発酵温度等の条件を最適化することが必要である。水分量および含有物が一定ではない下水汚泥について、特許文献１に記載されているような特定の空間率を得るための条件設定は、極めて難しい。

【0010】

また、特許文献２に記載の方法では、保温材として使用される発泡スチロールビーズ等を、切り返しの実施時または製造後の堆肥から分離する必要があり、特許文献３に記載の方法では、特殊な発酵処理装置が必要になる。

【0011】

本発明の一態様は、簡易でありながら、均一に発酵を進行可能な堆肥の製造方法を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る堆肥の製造方法は、下水汚泥を含む原料と、好気性微生物を含む微生物含有物とを混合して混合物を得た後、当該混合物の外表面を透湿性シートにより覆う。

【0013】

本発明の一態様に係る堆肥の製造方法は、前記原料の少なくとも５０重量部が下水汚泥であり、前記微生物含有物は、前記混合物が６５重量％以下の含水率となるまで発酵した戻し堆肥であり、前記混合物は、前記原料と前記戻し堆肥との重量比率が１：１から１：８の間であってもよい。

【0014】

本発明の一態様に係る堆肥の製造方法は、前記透湿性シートは、厚さ０．１ｍｍ以上１０ｍｍ未満、初期透湿速度３０００ｇ／ｍ^２・２４ｈ以上であってもよい。

【0015】

本発明の一態様に係る堆肥の製造方法は、前記混合物を、体積が５０００ｃｍ^３以下である複数の塊状物への分割を行い、前記分割は、前記塊状物全体の５０重量部以上について、体積が１００ｃｍ^３以上となるように行ってもよい。

【0016】

本発明の一態様に係る堆肥の製造方法は、前記混合物１ｍ^３に対して、０．０１ｍ^３／ｍｉｎ以上１．０ｍ^３／ｍｉｎ未満となるように空気を供給してもよい。

【発明の効果】

【0017】

本発明の一態様によれば、簡易でありながら、均一に発酵を進行可能な堆肥の製造方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】一実施形態に係る堆肥の製造方法において、原料混合物に透湿性シートが覆いかぶさっている状態を模式的に示す断面図である。

【図2】一実施形態に係る堆肥の製造方法の一例を示すフローチャートである。

【図3】比較例における、発酵温度の経時的な変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

〔本発明の概要〕
本発明の一実施形態に係る堆肥の製造方法は、透湿性シートにより、下水汚泥を含む堆肥原料（原料）と微生物含有物との混合物である原料混合物を覆う工程を含む。本発明者らは、鋭意研究の結果、下水汚泥を含む堆肥原料の堆肥化において既存の設備の変更または手直しの必要がなく、発酵中の堆肥原料の含水率および温度を最適な条件に制御して、簡易かつ効率的に発酵を進める方法を見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明の一実施形態は、堆肥原料を発酵させることにより堆肥を製造する方法において、原料混合物の外表面を透湿性シートで覆った状態で、原料混合物の発酵を進行させることを特徴とする。

【0020】

このような堆肥の製造方法によれば、原料混合物の全体で発酵が均一に進みやすく、部分ごとの発酵の進捗の差による腐熟度のばらつきの少ない堆肥を製造できる。透湿性シートは、発酵槽に堆積した原料混合物または山積みした原料混合物の上からかけて覆うだけでよい。また、原料混合物の発酵が進んだ後は、透湿性シートを原料混合物の上から容易に取り外すことができる。使用後の透湿性シートは再利用できる。

【0021】

本発明の一実施形態によれば、特別な設備を必要とせずに効率的な堆肥の製造が可能になり、さらに埋め立てられる廃棄物の削減、土地の劣化の抑制に貢献する。これにより、本発明の一実施形態は、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の達成に貢献できる。

【0022】

以下に、このような本発明の一実施形態に係る堆肥の製造方法について、図１および図２を参照して説明する。

【0023】

〔堆肥の製造方法〕
図１は、原料混合物１０に透湿性シート２０が覆いかぶさっている状態を模式的に示す断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る堆肥の製造方法では、発酵槽１に堆積した原料混合物１０の外表面を透湿性シート２０により覆った状態で、原料混合物１０を発酵させる。

【0024】

（発酵槽）
発酵槽１は、原料混合物１０の発酵を行うための、開放型の発酵槽である。発酵槽１は、上部が開放している。また、側面における一面は開放しており、側面の他の部分には側壁が設けられている。図１は、側面における開放した一面と平行な断面を示している。発酵槽１では、上部または開放した一面から原料混合物の投入、切り返しおよび搬出等を行ってよい。「切り返し」とは、発酵槽１に堆積した原料混合物１０を、ショベルまたは重機等を用いて、攪拌または別の発酵槽への移動等を行うことで、原料混合物１０と空気との接触を促進する操作である。

【0025】

発酵槽１の床部には、原料混合物１０に空気を供給する給気パイプ３０が設置されている。図１では、３本の給気パイプ３０がそれぞれ、紙面向かって手前側から奥側に向かって延びている。給気パイプ３０は、例えばプラスチック製のパイプである。給気パイプ３０の側面には、空気を通す貫通孔が複数形成されている。給気パイプ３０は給気ブロア（不図示）と接続しており、給気ブロアから供給される空気を、前記貫通孔を通じて原料混合物１０に供給する。

【0026】

給気パイプ３０は、発酵槽１の床部または側壁の少なくともいずれかに設置されていることが好ましい。すなわち、給気パイプ３０は、発酵槽１において原料混合物１０と接する位置に設置されていることが好ましい。また、給気パイプ３０はその一部が、発酵槽１の床部または側壁から突出するように設置されていてもよい。この場合、給気パイプ３０の突出した部分から原料混合物１０の内部に空気を供給できる。

【0027】

なお、原料混合物１０に空気を供給するのは、給気パイプ３０に限定されない。例えば、発酵槽１の床部または側壁の一部に通気可能な部分が形成されており、当該部分から原料混合物１０に空気が供給されてもよい。通気可能な部分とは、例えば、貫通孔であってもよく、メッシュ状の部分であってもよい。

【0028】

また、原料混合物１０の発酵が行われるのは、発酵槽１に限定されない。原料混合物１０の発酵は、例えば、平地に山積みした状態で行われてもよい。

【0029】

（原料混合物）
原料混合物１０は、下水汚泥を含む原料である堆肥原料と、微生物含有物との混合物である。堆肥原料は、下水汚泥を５０重量部以上含むものであってよい。例えば、堆肥原料は、下水汚泥に加えて、茶かす、食品汚泥、食品残渣、動植物性残渣および廃油等の有機性廃棄物を含んでいてもよい。

【0030】

下水汚泥は一般的に、含水率が７０重量％以上９８重量％以下程度である。このような下水汚泥を含む堆肥原料は、微生物含有物と混合されて発酵が行われることで、含水率が減少していく。含水率が高い下水汚泥を含む堆肥原料を透湿性シート２０により覆っても、水分の放散には問題なく含水率の減少が十分に進行することは、本発明者らによる新規な知見である。

【0031】

原料混合物１０の発酵では、含水率が少なすぎると好気性微生物の活性が低下し、多すぎると嫌気発酵が進行しやすくなる。嫌気発酵が優位となることは、悪臭等の原因となるため好ましくない。発酵後の原料混合物１０である堆肥は、含水率が６５重量％以下であり、より好ましくは含水率が４５重量％以下である。

【0032】

微生物含有物は、堆肥原料の好気発酵を行う好気性微生物が含まれる。好気性微生物の種類は特に限定されないが、例えば、酵母菌、子嚢菌、バチラス族桿菌、連鎖球菌、ブドウ状球菌およびセルロース分解菌等の細菌ならびにワムシ等の原生動物等が挙げられる。微生物含有物には、このような好気性微生物が複数種類含まれていることが好ましいが、単一の好気性微生物のみが含まれていてもよい。

【0033】

微生物含有物としては、原料混合物１０の発酵により得られる戻し堆肥を用いることが好ましい。戻し堆肥は、原料混合物１０の発酵が完了した製造後の堆肥であってもよく、堆肥化が進行中の原料混合物１０であってもよい。戻し堆肥として、堆肥化が進行中の原料混合物１０を用いる場合、当該原料混合物１０は、含水率が６５重量％以下となるまで発酵が進行した状態であることが好ましい。このような状態の原料混合物１０としては、１週間以上発酵を行った原料混合物１０であることが好ましい。

【0034】

また、微生物含有物は、下水汚泥を含まない原料に由来する堆肥または実験室で培養した好気性微生物を含む培地等であってもよい。

【0035】

微生物含有物として戻し堆肥を用いる場合、原料混合物１０は、堆肥原料と戻し堆肥との重量比率が、１：１から１：８の間であることが好ましく、１：２から１：６の間であることがより好ましい。原料混合物１０における戻し堆肥の重量比率が少なすぎる（例えば、堆肥原料よりも少ない）場合、発酵が進行しにくい。原料混合物１０に、発酵に好適な量の好気性微生物が含まれないためである。また、原料混合物１０における戻し堆肥の重量比率が多すぎる（例えば、堆肥原料の８倍を超える）場合も、やはり発酵が進行しにくい。発酵の進行により発生する発酵熱は、堆肥原料から発生する。しかし、原料混合物１０における堆肥原料の重量比率が過度に低いと、十分な発酵熱の発生が困難となる。また、堆肥原料の堆肥化効率が低下してしまうため、堆肥の製造性の観点からも好ましくない。

【0036】

なお、微生物含有物として戻し堆肥以外を用いる場合に、堆肥原料と微生物含有物との重量比率は、発酵に好適な量の好気性微生物が得られるように適宜最適な値を選択してよい。微生物含有物の種類ごとに、堆肥原料と微生物含有物との好適な重量比率は、当業者であれば簡易な予備検討により容易に決定可能である。

【0037】

（透湿性シート）
透湿性シート２０は、原料混合物１０を覆うためのシート部材である。透湿性シート２０は、防水性および透湿性を有している。

【0038】

透湿性シート２０は、初期透湿速度が３０００ｇ／ｍ^２・２４ｈ以上であることが好ましく、６０００ｇ／ｍ^２・２４ｈ以上であることがより好ましく、７０００ｇ／ｍ^２・２４ｈ以上であることがより好ましい。ここでいう初期透湿速度とは、ＪＩＳ Ｌ １０９９（Ｂ－１法）に記載の方法で測定した、使用前のシートの透湿速度である。初期透湿速度が３０００ｇ／ｍ^２・２４ｈよりも低い場合には、発酵時に発生する水蒸気が透湿性シート２０の内面に残って、再凝集による結露によって含水率が低下しにくくなることで発酵が阻害される。

【0039】

透湿性シート２０は、通気性を有していてもよい。透湿性シート２０の通気性が低い場合、原料混合物１０が好気発酵しにくくなり、嫌気発酵が優位となる場合がある。また、通気性が高すぎると、保温効果が低減してしまい、発酵熱が外気温により冷却されてしまう。

【0040】

透湿性シート２０は、初期耐水圧が２０００ｍｍＨ_２Ｏ（２０ｋＰａ）以上であることが好ましく、５０００ｍｍＨ_２Ｏ（４９ｋＰａ）以上であることがより好ましく、１００００ｍｍＨ_２Ｏ（９８ｋＰａ）以上であることがより好ましい。ここでいう初期耐水圧とは、ＪＩＳ Ｌ１０９２Ｂに記載の方法で測定した、使用前のシートの耐水圧である。

【0041】

このような透湿性シート２０であれば、透湿性シート２０の外側からの、原料混合物１０への雨水等の浸入を防止できる。したがって、発酵槽１に屋根等を設けなくても、堆肥の製造が可能となる。また、発酵槽１に屋根を設ける場合でも、当該屋根と発酵槽１との間に、開放窓等の開放部を広く設けることができる。このような開放部から風雨が吹き込んだとしても、透湿性シート２０により、原料混合物１０への雨水の浸入を防止できるためである。したがって、原料混合物１０を、十分に風通しが良好な条件下で発酵させることができる。

【0042】

透湿性シート２０は、厚さが０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．２ｍｍ以上であることがより好ましく、０．３ｍｍ以上であることがより好ましい。このような厚さであれば、透湿性シート２０による原料混合物１０の保温効果が得られる。ここで、透湿性シート２０による「保温効果」とは、（１）透湿性シート２０が覆う原料混合物１０の熱を逃さない効果、および（２）外気温の影響を透湿性シート２０が覆う原料混合物１０に及ぼさない効果、の両方を示す。

【0043】

透湿性シート２０の厚さが薄くなりすぎる場合、保温効果が十分に得られない。また、透湿性シート２０により原料混合物１０を覆う作業中または取り除く作業中に、透湿性シート２０が破損しやすくなる。破損した透湿性シート２０は再利用が困難であるため、好ましくない。

【0044】

透湿性シート２０の操作性の観点から、透湿性シート２０の厚さは、１０ｍｍ未満であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましく、２．５ｍｍ以下であることがより好ましい。このような厚さであれば、透湿性シート２０の重量による操作性の低減を防止できる。透湿性シート２０が過度に厚くないことは、重量が上述の初期透湿速度および通気性を十分に確保する観点からも好ましい。

【0045】

上述の特性を有する透湿性シート２０は、例えば、一般的に市販されているものを使用してよい。

【0046】

（製造方法の一例）
以下に、本実施形態に係る堆肥の製造方法の一例について、図２を用いて説明する。図２に示すように、まず、堆肥原料と戻し堆肥とを混合して、原料混合物１０を得る（Ｓ１）。次に、原料混合物１０を、破砕機等を用いて、体積が５０００ｃｍ^３以下である複数の塊状物となるように破砕（分割）する（Ｓ２）。

【0047】

このように、原料混合物１０を破砕することで、堆肥原料と戻し堆肥との混合が促進され、混合状態をより均一にできる。また、後の切り返し等の作業性が向上する。さらに、各塊状物の間には空間が形成される。当該空間により原料混合物１０の内部まで空気が入りやすくなるため、好気発酵が進行しやすい状態とすることができる。また、体積が５０００ｃｍ^３以下となるように破砕を行うため、過度に大きな塊状物が残存しない。したがって、原料混合物１０全体でおおよそ均一に、好気発酵が進行しやすい状態とすることができる。

【0048】

また破砕は、破砕後に得られる塊状物全体の５０重量部以上について、体積が１００ｃｍ^３となるように行うことが好ましい。このような構成によれば、破砕後の原料混合物１０には、微小な塊状物が多く含まれることがない。そのため、各塊状物の間の空間が適度に形成されるため、好気発酵が進行しやすい状態となりやすい。

【0049】

なお、原料混合物１０を複数の塊状物に分割する方法は破砕に限られず、例えば、ペレット状に成型することで行われてもよい。また、原料混合物１０に大きな凝集物が存在しない場合等、原料混合物１０の状態によっては、塊状物への分割は行われなくてもよい。

【0050】

次に、原料混合物１０の外表面を透湿性シート２０により覆う（Ｓ３）。原料混合物１０の外表面とは、発酵槽１に原料混合物１０を堆積させた状態において、発酵槽１の側壁および床部と接触していない表面である。したがって、例えば、発酵槽１に堆積した原料混合物１０の上から、原料混合物１０を覆うことが可能な大きさの透湿性シート２０をかぶせればよい。また、透湿性シート２０は、原料混合物１０を直接覆うだけでなく、発酵槽１に蓋をするように被せて使用してもよい。

【0051】

次に、原料混合物１０を静置した状態で、空気を供給しながら好ましくは１週間以上の発酵を行う（Ｓ４）。原料混合物１０の外表面を透湿性シート２０で覆ってから、２４時間から７２時間程度で、発酵熱によって原料混合物１０の温度が上昇を始める。食品リサイクル肥料認証基準では、安全に使用可能な堆肥と認められるには、発酵中の堆肥原料を６０℃以上で７日間以上または６５℃以上で４８時間以上保持することが求められている。これによれば、堆肥原料に含まれる病原菌、害虫および雑草の種等が死滅する。発酵による堆肥原料の温度が十分に上昇しない場合、雑菌および害虫の発生等が生じるため、堆肥として使用できなくなる。本実施形態に係る堆肥の製造方法においても、原則、原料混合物１０の温度が発酵によって６０℃以上になる。

【0052】

また、原料混合物１０の好気発酵には空気の存在が重要である。そのため、原料混合物１０の下部または内部より空気を供給することが好ましい。発酵槽１では、床部に設置した複数の給気パイプ３０から、原料混合物１０に空気を供給する。原料混合物１０への空気の供給量は、原料混合物１ｍ^３に対して０．０１ｍ^３／ｍｉｎ以上１．０ｍ^３／ｍｉｎ未満とすることが好ましく、０．０５ｍ^３／ｍｉｎ以上０．５ｍ^３／ｍｉｎ以下とすることがより好ましい。空気の供給量が少なすぎると嫌気発酵が優位となってしまい、多すぎると原料混合物１０の温度が低下して発酵が遅くなってしまう。

【0053】

なお、空気の供給量は外気温によって調整することが好ましい。冬場等、外気温が低いと供給する空気の温度も低くなるため、空気の供給量が多いほど原料混合物１０の温度が下がって発酵が遅くなってしまう。なお、供給する空気を予め温める等、空気の供給量ではなく、温度を調整してもよい。

【0054】

また、従来の堆肥の製造方法では、堆肥原料または原料混合物の切り返しを、数日間隔で実施するのが一般的である。本実施形態に係る堆肥の製造方法によれば、原料混合物１０を透湿性シート２０により覆った後は、少なくとも１週間は切り返しを実施しなくてもよい。透湿性シート２０で原料混合物１を覆うことによって、空気が片流れを起こしにくく原料混合物１０全体に行き渡り、発生する蒸気の効果的な放散と保温効果とが両立する。これにより、原料混合物１０の発酵が全体で均一に進みやすいためである。

【0055】

原料混合物１０の温度が６５℃以上となってから４８時間以上経過後に温度が降下したら、透湿性シート２０を原料混合物１０から取り外してよい。この場合、透湿性シート２０をかぶせてから１週間が経過していなくてもよい。また、原料混合物１０の温度が６５℃以上で４８時間維持されなかった場合でも、６０℃以上で７日間維持されればよい。また、温度の降下が遅れた場合であっても、透湿性シート２０をかぶせてから２週間経過した時点で、透湿性シート２０を原料混合物１０から取り外してよい。透湿性シート２０を取り外すことで、発酵が進行した原料混合物１０の乾燥を促進できる。

【0056】

透湿性シートを取り外した後は、切り返しを行い、さらに原料混合物１０の腐熟度を上げるための熟成である二次発酵を継続することが好ましい（Ｓ５）。また、二次発酵の開始後も１週間に１度程度は、切り返しを行うのが好ましい（Ｓ６）。二次発酵以降の熟成は通常１週間から２週間程度で完了し、新しい堆肥が得られる。発酵の進行度合いが遅い原料混合物１０を二次発酵によって熟成させる場合には、４週間程度の時間が必要となってもよい。

【0057】

原料混合物１０の熟成が完了したか否かは、例えば、原料混合物１０の含水率が４５重量％以下となるか、または、温度が４０℃以上に上がらなくなるか等の指標により判断してよい。なお、Ｓ１の工程で堆肥原料と混合する戻し堆肥としては、Ｓ４の工程が完了した時点の原料混合物１０を用いてもよいし、Ｓ５またはＳ６の工程中の原料混合物１０または熟成完了後の堆肥を用いてもよい。

【実施例0058】

本発明の一実施例について以下に説明するが、本発明の範囲は以下に示す各実施例に限定されるものではない。

【0059】

＜実製造規模での検討＞
（条件）
下記表１に、実施例１～８および比較例１～４の実験条件を示す。いずれの条件でも、堆肥原料として下水汚泥を用い、これを戻し堆肥とを混合して原料混合物を調製した。戻し堆肥としては、本発明の一実施形態に係る堆肥の製造方法により製造された堆肥を用いた。

【0060】

原料混合物における下水汚泥と戻し堆肥との重量比率は、複数の条件を設定した。実施例１～８および比較例１、２、４については、堆肥原料と戻し堆肥との重量比率を１：１から１：８の間としたのに対し、比較例３については当該重量比率を１：１０とした。得られた各原料混合物について、それぞれ仕込み量１５～１８トンの実製造規模により発酵実験を行った。

【0061】

実施例１～８および比較例３では、ＪＩＳ Ｌ １０９９（Ｂ－１法）に記載の方法で測定した初期透湿速度が３０００ｇ／ｍ^２・２４ｈ以上の、市販の透湿性シートにより原料混合物の外表面を覆った。比較例１では、原料混合物をシートで被わずに、外表面が露出した状態で発酵を行った。比較例２では、非透湿性のポリエチレン製シートにより原料混合物の外表面を覆った。比較例４では、初期透湿速度が２０００ｇ／ｍ^２・２４ｈの、市販の透湿性シートにより原料混合物の外表面を覆った。これらのシートについてはいずれも、厚さが０．１ｍｍ以上１０ｍｍ未満であり、２０００ｍｍＨ_２Ｏ（２０ｋＰａ）以上の初期耐水圧を有するものを用いた。

【0062】

実施例１～８および比較例３、４では、発酵槽の下部から空気を供給した。供給する空気量は、０．０１ｍ^３／ｍｉｎ以上１．０ｍ^３／ｍｉｎ未満の範囲で変更した。

【0063】

原料混合物は、実施例４では平地に直置きで山積みした状態で、発酵実験を行った。その他の実施例および比較例はいずれも、発酵槽を用いて発酵実験を行った。

【0064】

【表1】

【0065】

（結果）
各条件で、堆積または山積みした原料混合物に温度計を差し込み、原料混合物の中心部の温度を毎日測定した。発酵開始から１週間の間に到達した最高温度（最高到達温度）が６５℃以上となった場合に、発酵が良好に進行していると評価した。

【0066】

本発明の一実施形態に係る方法を採用した、実施例１～８の条件ではいずれも、最高到達温度が６５℃以上となった。すなわち、各実施例に係る製造条件は、堆肥の製造に好適であることが示された。

【0067】

一方、比較例１～４の条件では、最高到達温度が６０℃未満であった。比較例１では、透湿性シートにより原料混合物を覆っていなかったため、発酵が均一に進行できなかったと考えられる。比較例２は、非透湿性のシートにより原料混合物を覆ったため、原料混合物から水分が十分に蒸発できなかったと考えられる。比較例３は、原料混合物中における堆肥原料の割合が少なすぎるため、発酵熱が十分に発生しなかったと考えられる。比較例４では、シートの透湿性が十分ではないため、比較例２と同様に原料混合物から水分が十分に蒸発できなかったと考えられる。

【0068】

＜小規模での検討＞
実製造規模の検討に加え、植木鉢を用いた小規模での検討を比較例５として実施した。小規模での検討により、経時的な温度測定の頻度を増やして、透湿性シートがない状態での原料混合物の温度変化を観察することを目的とした。

【0069】

比較例５では、２７Ｌの植木鉢に下水汚泥０．４ｋｇと戻し堆肥２．４ｋｇとを混合した原料混合物を仕込んだ。原料混合物をシートにより覆わずに、１週間発酵を行った。植木鉢は２つ準備し、ｎ＝２により実験を行った。

【0070】

図３に、原料混合物の中心部における温度の経時的な測定結果を示す。図３に示すように、２つの植木鉢のいずれにおいても、最高到達温度は６０℃に留まっていた。また、６０℃に達した状態は４８時間続かず、６０℃到達後速やかに温度が降下していた。食品リサイクル肥料認証基準における、発酵中の温度が６５℃以上で４８時間以上保持されるという基準には遠く及ばない結果であった。

【0071】

なお、実製造規模での検討において示した通り、透湿性シートを用いた場合には、各実施例に示すように最高到達温度は７０℃以上となる。このように、本発明の一実施形態に係る製造方法は、透湿性シートにより原料混合物を覆うという極めて簡便な方法であるにも関わらず、食品リサイクル肥料認証基準を満たす優良な堆肥の製造に、極めて大きな効果を発揮することが示された。

【0072】

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態または実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。異なる実施形態および実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0073】

本発明は、下水汚泥を含む堆肥原料の堆肥化に利用できる。

【符号の説明】

【0074】

１ 発酵槽
１０ 原料混合物（混合物）
２０ 透湿性シート
３０ 給気パイプ

【図1】

【図2】

【図3】