Method for composting organic waste with high nitrogen content
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SOLUTION: An organic waste with a high nitrogen content and an activated carbon obtained under a reducing atmosphere are mixed by 1 vs. 1 and a zymogeneous microorganism to produce nitric acid by decomposing ammonia is further mixed in this method.
COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI，下面是Method for composting organic waste with high nitrogen content专利的具体信息内容。
地球温暖化ガスおよび悪臭の発生を抑制した高含窒素有機性廃棄物の堆肥化方法に関するものである。
高含窒素有機性廃棄物（生ゴミ、畜糞、汚泥など）の堆肥化は環境保全および持続的農業の推進において重要な課題である。
しかしながら、高含窒素有機性廃棄物（生ゴミ、畜糞、汚泥など）の堆肥化で発生するアンモニアガス、メチルメルカプタン、硫化水素、亜酸化窒素は地球温暖化ガスとして環境破壊を引き起こしている。
すなわち、従来は、オガクズやモミガラをそのまま使用して堆肥化が行われていたが、高含窒素有機性廃棄物と木質系廃棄物との発酵速度の違いから良質の堆肥の製造は不可能であったばかりか、発生したアンモニアガスの吸着も低く、大気中に多量のアンモニアガスを放出する結果、地球温暖化を促進するという結果を招いた。
他方、アンモニアの処理方法については、既に発明者は提案している（特開２０００−６００号公報「大気汚染ガスを放出しない高含窒素汚泥処理システムおよび汚泥の処理方法」）。
高含窒素有機性廃棄物（生ゴミ、畜糞、汚泥など）の堆肥化により発生するアンモニアガス、メチルメルカプタン、硫化水素、亜酸化窒素は地球温暖化ガスとして環境破壊を引き起こす問題点を有した。
この発明は、高含窒素有機性廃棄物と、無酸素状態で得られた活性炭と、アンモニアを分解して硝酸を得る発酵菌とを混合することを特徴とする高含窒素有機性廃棄物の堆肥化方法、にある。
さらに、
高含窒素有機性廃棄物と、還元的雰囲気下で得られた活性炭とを１対１で混合するとともに、アンモニアを分解して硝酸を得る発酵菌とを混合することを特徴とする高含窒素有機性廃棄物の堆肥化方法、にある。
尚、この発明でいう活性炭とは、炭または活性炭、あるいは、炭及び活性炭を言う。
高含窒素有機性廃棄物を還元的雰囲気下で炭化された活性炭と、アンモニアを分解して硝酸を得る発酵菌とを混合し、好気的条件下で発酵させる。 発酵過程で発生された地球温暖化ガス（主にアンモニア）は活性炭に吸着され、発酵菌により硝酸態窒素にかわり大気へ放出させず、製造された堆肥を土壌へ還元して初めて窒素成分として植物に利用される。
高含窒素有機性廃棄物と、無酸素状態で得られた活性炭と、アンモニアを分解して硝酸を得る発酵菌とを混合することにより得られる。
１． 前処理 工場に搬入された可燃性廃棄物は、熱分解炉へ投入され炭化する。
還元的雰囲気下すなわち、無酸素状態で得られた活性炭である。 還元的雰囲気下とは、条件としてはほとんど無酸素条件下をいう。
この実施例では、単に活性炭というが、この発明で言う活性炭とは、炭または活性炭、あるいは、炭及び活性炭である。
高含窒素有機性廃棄物は、水分含有率が８０％前後のものが多いため発酵に適した水分（材料によって若干変わってくるが６０〜６５％）になるように、先に還元的雰囲気下で得られた活性炭と混合する。 高含窒素有機性廃棄物としては、生ゴミがある。
この混合物に発酵菌を１立米当たり１−２Ｋｇを混合し、エアレ−ションを施した堆積場またはロ−タリ−式（スク−プ式）発酵装置にて１０日から１４日で好気的条件下で、一次発酵を行う。 従来は、オガクズやモミガラをそのまま使用して堆肥化が行われていたが、高含窒素有機性廃棄物と木質系廃棄物との発酵速度の違いから良質の堆肥の製造は不可能であったばかりか、発生したアンモニアガスの吸着も低く、大気中に多量のアンモニアガスを放出する結果、地球温暖化を促進するという結果を招いたが、本発明では活性炭を用いるため、アンモニアガスの吸着能の向上、並びに通気性の改善による発酵菌による発酵速度の増加により良質の堆肥を短期間で製造することが可能となる。
混合比率は、原料や季節によって異なるが、
高含窒素有機性廃棄物：活性炭＝１：０．５〜１．５
である。
更に、混合比率は運転始動時と運転中とでは変化させる。
運転始動時には、１：１．２〜１．５
運転中には、 １：０．８〜１．２
が望ましい。
アンモニア発生量は以下のとおりである。
但、有機性廃棄物：活性炭＝１：１の時、発酵物直上部の空気中の濃度
静地時 ５〜２５ｐｐｍ
攪拌時 ５０〜１５０ｐｐｍ
アンモニア吸着率＝８０〜９５％
２． 一次発酵 前処理乾燥、活性炭との混合の終わった高含窒素有機性廃棄物は、堆積型またはロ−タリ−式発酵層へ投入され、好気的条件下で１４〜２１日で一次発酵が完了する。 発酵菌は、放線菌、糸状菌、細菌を取り混ぜて使用する。 一次発酵中は微生物による発酵熱で最高約８０〜９０℃まで温度が上昇する。 また、この一次発酵時にアンモニアを多量に含んだ水蒸気が発生するが、混合した活性炭の吸着ならびに発酵菌によるアンモニアの分解の結果ほとんどアンモニアガスの発生が見られない。
活性炭に吸着されたアンモニアが、発酵菌により硝酸に変わるので、活性炭と発酵菌とにはアンモニアガス不発生の上で密接な関係があると思われる。
また、一次発酵層内にはエアレ−ション用のパイプが埋設されており、処理物へ均等にエアが送られる。
一次発酵の温度条件としては室温２０℃〜３０℃、堆積物の温度は３０℃前後で発酵を始めると発酵が早まるが、北海道のような厳寒地でも堆積物の温度が４度以上あれば発酵は進む。 よって、初期発酵温度が４℃以上４０℃未満であれば望ましく発酵が進む。 湿度はあまり関係ないが、堆積物の水分含有率および通気量は発酵速度と関係してくる。 水分含有率６０〜６５％、通気量は０．０２立米／（Ｋｇ／ｈ）程度は必要である。
３． 二時発酵 一次発酵の終了した混合物は二時発酵層へ投入し、約３０−４０日かけて熟成させる。 一次発酵の終了条件は、堆積物の温度と堆積物のＣ／Ｎ比で決定する。 温度は３０℃前後、Ｃ／Ｎ比は１０前後とする。
一次発酵の終了条件は、堆積物の温度と堆積物のＣ／Ｎ比で決定する。 温度は３０℃前後、Ｃ／Ｎ比は１０前後とする。
堆積法は２次発酵堆積層へショベルローダーで積み替えるが、ロータリー式はそのまま攪拌しながら２次発酵を終了させる。 堆積層には１次発酵と同様にエアレ−ションパイプが埋設されており、好気性発酵による熟成を行う。 １０日−１４日に一度ショベルローダーで切り返しをすることにより均一な良質の堆肥が製造可能である。
製造された堆肥の成分 Ｎ（窒素）：Ｐ（リン）：Ｋ（カリウム）＝０．７〜１．５：０．５〜２．０：０．５〜２．０
製造された堆肥中のダイオキシン濃度＝３．７ｐｇ以下
４． 環境設備 一次発酵層からは低濃度のアンモニアを含んだ水蒸気が発生する。 低濃度といえども地球温暖化ガスには代わりがない。 そこで、水田等で見られる脱窒現象を利用したアンモニアガス還元装置を利用し、アンモニアを還元し、無害の窒素ガスにして大気へ放出する。
すなわち、アンモニアガス還元装置とは、発酵層からの排気を水中に通し、アンモニアを捕集したあと、水を張った粘土層（４５ｃｍくらい）の表層に流すことにより硝化され、硝化された硝酸性窒素が還元層へ移動したときに、還元状態の土壌中に生息する一般的には脱窒菌といわれる微生物による硝酸性窒素の酸素を消費することで窒素として空中に放出される装置である。
高含窒素有機性廃棄物を還元的雰囲気下で炭化された可燃ゴミから製造された活性炭とアンモニアを分解して硝酸を得る発酵菌とを混合し、好気的条件下で発酵させる。 発酵過程で発生された地球温暖化ガス（主にアンモニア）は活性炭に吸着され、硝酸態窒素にかわり大気へ放出されず、製造された堆肥を土壌へ還元して初めて窒素成分として植物に利用される。
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