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专利名称:堆肥及其制造方法和制造装置的制作方法
技术领域:
本发明涉及堆肥及其制造方法和制造装置。更详细地说,所涉及的是在使用猪粪尿或人粪尿并与含硅的硅灰石混合而制造堆肥时,可使基于有效微生物的发酵即堆肥化切实进行下去。
背景技术:
众所周知,硅(Si)集聚在多数植物的细胞壁中,对植物来说是重要的元素之一。
本发明人所居住的冲绳县,甘蔗的收获量逐年减少。一般认为其原因在于土壤因化学肥料和除草剂等而受到污染自不必说,大量硅和其它微量元素一起从土壤中流失或者通过作物而带出,导致土壤中的硅含量不足而使土壤肥力整体下降。
事实上,将甘蔗榨完的渣滓用作燃料的锅炉等设施在燃烧炉内大量附着白色硅酸,达到了必须进行除去作业的程度。由此也容易想见不能无视土壤中的硅因作物而带出的量。这种土壤肥力低下的土壤即使栽培植物,也由于茎不粗、叶不阔而不能得到充分的收获。
但是,虽说土壤中存在硅的不足,但如果把作为无机物的硅例如把硅藻土在成为粉体的状态下单纯地混入土壤中,则作物也不能充分地吸收。为了使硅为作物所吸收,必须使土壤中存在离子化的硅。
本发明人为了实现硅的离子化,进行了长年反复的研究。而且在实验中得知使硅与有机物混合,进而与浓硫酸反应,由此可以促进硅元素的离子化,如果使其堆肥化后进行施肥,则具有恢复土壤肥力的效果。
不过,冲绳猪的饲养头数多,处理猪粪尿是个大问题。猪粪尿是有机物,本发明人便着眼于处理该猪粪尿。
此外,为进行粪尿处理,迄今的确提出了各种各样的方法并进行了落实,已经公开了使用含硅的硅灰石获得有机肥料的方法(参照特开平10-152385号公报)。
根据特开平10-152385号公报记载的有机肥料的制造方法,可以通过天然硅灰石和硫酸的反应在极短的时间内(或瞬间)使含水率高的畜粪尿等废液实现固形化或粒状化,从而臭味得以改善,进而利用反应热将几乎所有的杂菌杀死,因而其后也容易实现加入有效微生物而进行的肥料化(堆肥化)。
本发明人采用上述特开平10-152385号公报记载的有机肥料的制造方法对是否能够使用猪粪尿或人粪尿形成堆肥进行了确认,结果获得了如下的见解至少在大量处理粪尿的实际水平方面,加入有效微生物即使经过四个月也没有发酵,从而不能制造堆肥。
于是,本发明人以发酵为目的进行了种种试验,结果获得了如下的见解如果添加鸡粪,即使采用上述方法也能发酵。虽然其原因并不清楚,但一般认为鸡粪的成分与有效微生物发酵活动有关。
本发明是基于这样的见解而完成的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种堆肥,该堆肥通过提高土壤的肥力,能够培育优良的作物,还可以增加产量。
本发明的另一目的在于提供一种堆肥的制造方法,当制造堆肥时,可以通过硅灰石和硫酸的反应在极短的时间内使含水率高的粪尿实现固形化或粒状化,从而臭味得以改善,同时即使在处理量大的实际水平方面,也能切实进行基于有效微生物的发酵即堆肥化。
本发明的再一个目的在于提供一种堆肥的制造装置,当生产堆肥时,可以通过硅灰石和硫酸的反应在极短的时间内使含水率高的粪尿实现固形化或粒状化,从而臭味得以改善,同时即使在处理量大的实际水平方面,也能切实进行基于有效微生物的发酵即堆肥化。
为了达到上述目的,所叙述的本发明的技术方案如下。
第1发明是一种堆肥,其特征在于所述堆肥是按下列方法获得的在猪粪尿或人粪尿中混合硅灰石,接着与浓硫酸混合并进行反应而使之固化或粒状化,在这样得到的物料中,混合在鸡粪中混合硅灰石、接着与浓硫酸混合并使之反应而固化或粒状化的物料,以该混合物为培养基,加入有效微生物而使之发酵。
第2发明是一种堆肥制造方法,其特征在于在猪粪尿或人粪尿中混合硅灰石,接着与浓硫酸混合并进行反应而使之固化或粒状化,在这样得到的物料中,混合在鸡粪中混合硅灰石、接着与浓硫酸混合并使之反应而固化或粒状化的物料,以该混合物为培养基,加入有效微生物而使之发酵。
第3发明是根据第2发明的堆肥的制造方法,其特征在于在100重量份的猪粪尿或人粪尿中混合10~25重量份的硅灰石,接着与5~15重量份的浓硫酸混合并进行反应而使之固化或粒状化,在这样得到的100重量份的物料中,混合在鸡粪中混合硅灰石、接着与浓硫酸混合并使之反应而固化或粒状化的物料15重量份或以上,以该混合物为培养基,加入有效微生物而使之发酵。
第4发明是根据第2或第3发明的堆肥制造方法,其特征在于添加从锌(Zn)、锰(Mn)、钼(Mo)、镁(Mg)、铜(Cu)、铁(Fe)之中选择的1种、2种或更多种。
第5发明是一种堆肥制造装置,其特征在于,其具有供给猪粪尿或人粪尿的粪尿供给装置;供给硅灰石的硅灰石供给装置;供给浓硫酸的浓硫酸供给装置;将所供给的猪粪尿或人粪尿和硅灰石混合搅拌的粪尿搅拌装置;将由粪尿搅拌装置混合搅拌过的混合物和所供给的浓硫酸混合搅拌并使之反应的粪尿反应机;混合搅拌鸡粪和硅灰石,进而在其混合物中混合搅拌浓硫酸并使之反应的鸡粪反应机;在由粪尿反应机和鸡粪反应机制得的物料的混合物中加入有效微生物而使之发酵的发酵装置。
第6发明是根据第5发明的堆肥制造装置,其特征在于粪尿反应机具有螺旋输送机,用于边搅拌边输送混合有被混合搅拌过的混合物和浓硫酸的物料;且混合浓硫酸的部分设置在螺旋输送机的输送基部侧或通到输送基部侧的混合物的送给通道中。
第7发明是根据第5或第6发明的堆肥的制造装置,其特征在于硅灰石供给装置具有分给装置,所述分给装置与至少设置有多个的粪尿搅拌装置相连通,并向各粪尿搅拌装置有选择地供给硅灰石,同时使粪尿搅拌装置内的臭味不会从供给部分向外泄漏。
硅灰石(Wallastonite,硅酸钙,CaSiO3)可以是天然的也可以是合成的。
相对于100重量份的猪粪尿或人粪尿,硅灰石的混合比例为10~25重量份,优选为15~18重量份。同样,浓硫酸的混合比例为5~15重量份,优选为8~10重量份。
硅灰石不足10重量份或浓硫酸不足5重量份时,固化或粒状化不能充分地进行,反应温度也低,会残留有杂菌。
另外,即使在硅灰石超过25重量份或浓硫酸超过15重量份时,在固化或粒状化的程度和反应温度方面也几乎没有变化,所以硅灰石和浓硫酸仅仅是有过剩而造成浪费。另外,硅灰石超过
25重量份时,则过于坚硬而使处理变得困难。
再者,在鸡粪中混合硅灰石和浓硫酸并使之反应而固化或粒状化的物料的混合比例为15重量份或以上,若不足15重量份,即使加入有效微生物,发酵也不能充分地进行。
相对于100重量份的鸡粪,硅灰石的混合比例为5~12重量份,优选为7~10重量份。同样,浓硫酸的混合比例为3~8重量份,优选为5~6重量份。
硅灰石不足5重量份或浓硫酸不足3重量份时,固化或粒状化不能充分地进行,反应温度也低,会残留有杂菌。
另外,即使在硅灰石超过12重量份或浓硫酸超过8重量份时,在固化或粒状化的程度和反应温度方面也几乎没有变化,所以硅灰石和浓硫酸仅仅是有过剩而造成浪费。另外,硅灰石超过12重量份时,则过于坚硬而使处理变得困难。
作为使混合物发酵的有效微生物(发酵菌)可列举出需氧的和厌氧的微生物,例如乳酸菌群(双尾菌等)、酵母菌群(曲霉菌等)、光合细菌群(小球藻菌等)、发酵类丝状菌群、革兰氏阳性放线菌群等,但并不局限于这些微生物。
本发明发挥以下的作用。
把猪粪尿或人粪尿和鸡粪适量贮存在罐等贮存部中。另外,把硅灰石和浓硫酸也适量贮存在罐等贮存部中。然后,例如在硅灰石中添加适量的选自锌
(Zn)、锰(Mn)、钼(Mo)、镁(Mg)、铜(Cu)、铁(Fe)之中的1种、2种或更多种。
把猪粪尿或人粪尿投入或送给粪尿搅拌装置中。当粪尿搅拌装置内适量贮存有粪尿时,按预定比例配合硅灰石并进行混合搅拌。
在采用粪尿搅拌装置混合搅拌过的混合物中混合浓硫酸,在粪尿反应机内搅拌并使之反应。
通过该反应(硅灰石和浓硫酸反应),混合物在极短时间内固化或粒状化,且粪尿特有的臭味得以改善。另外,产生反应热,混合物温度达75~85℃,几乎杀死混合物中存在的含有病原菌等有害菌的杂菌。
另一方面,把鸡粪投入或送给鸡粪反应机。当鸡粪反应机内适量贮存有鸡粪时,按预定比例配合硅灰石并进行混合搅拌。
再者,在该混合物中混合浓硫酸,在鸡粪反应机内进行搅拌并使之反应。通过该反应,混合物与处理猪粪和人粪的情况同样地固化或粒状化,臭味也得以改善,可通过反应热杀死杂菌。
当由猪粪尿或人粪尿制得的混合物和由鸡粪制得的混合物冷却至适当温度(有效微生物可以繁殖的温度)时,将它们进行混合,加入有效微生物,利用发酵罐发酵预定的时间而使之堆肥化。另外,也可以在混合后进行冷却。
由于各混合物中几平不存在含有病原菌等有害菌的杂菌,所以添加的有效微生物能够充分活化,可以高效地制作优质的堆肥。
另外,混合的物料向发酵罐的输送例如可以使用螺旋输送机和带式输送机等各种输送机来进行,或者使用高架行车对输送容器等容器进行输送等方式来进行。
本发明的粪尿反应机具有螺旋输送机,用于边搅拌边输送混合有被搅拌过的混合物和浓硫酸的物料;且混合浓硫酸的部分设置在螺旋输送机的输送基部侧或通到输送基部侧的混合物的送给通道中。根据本发明的粪尿反应机,为混合浓硫酸,因为几乎不需要注入压等压力,所以装置能够得以简化。
也就是说,螺旋输送机的输送基部侧或通到输送基部侧的混合物送给通道是通过利用螺杆旋转使混合物连续地向输送后部侧(排出侧)移动而产生负压的部分。因此,浓硫酸能够以吸入的方式进行有效的混合。
再者,由于浓硫酸在螺旋输送机的输送基部(输送前部)进行混合,因而混合物在被送到输送后部(出口侧)之前就能进行充分的搅拌,硅灰石与浓硫酸较早地进行反应,整体上说能够大致均一地进行固化和粒状化。由此,能有效地进行堆肥的制造。
本发明的分给装置至少设置有多个粪尿搅拌装置,并向各粪尿搅拌装置有选择地供给硅灰石,同时使粪尿搅拌装置内的臭味不会从供给部分向外泄漏。根据本发明的分给装置,例如在一方的粪尿搅拌装置进行搅拌处理等时,可以把粪尿和硅灰石输送到另一方的粪尿搅拌装置以进行下次作业的准备。由此,能够有效地进行堆肥的制造,并且能有效地处理猪粪尿或人粪尿。
另外,因为生的猪粪尿或人粪尿的臭味实质上不会向外部泄漏,因而也能防止因恶臭引起的作业环境的恶化和给周边地区带来的麻烦。
图1是表示本发明的堆肥制造装置的一实施方案的示意平面图。
图2是表示堆肥制造装置的一实施方案的示意侧视图。
图3是表示粪尿搅拌装置结构的主视剖面说明图。
图4是表示粪尿搅拌装置结构的俯视说明图。
图5是表示粪尿搅拌装置结构的侧视说明图。
图6是图3的A-A向局部剖面图。
图7是给二台粪尿搅拌装置有选择地投入硅灰石的回转阀装置的一部分的剖面说明图。
图8是表示粪尿反应机结构的剖面说明图。
图9是表示鸡粪反应机结构的主视剖面说明图。
图10是表示鸡粪反应机结构的俯视剖面说明图。
图11是表示鸡粪反应机结构的侧视剖面说明图。
图12是表示鸡粪反应机卸料盖的开闭结构的说明图。
图13是表示本发明的堆肥制造工厂梗概的平面图。
具体实施例方式
以图示的实施方案为基础就本发明进行更详细的说明。
图1是表示本发明的堆肥制造装置的一实施方案的示意平面图;图2是表示堆肥制造装置的一实施方案的示意侧视图。
构成堆肥制造装置的发酵装置4为方便起见表示在图13中。
在图1、图2中,粪尿反应机2为方便起见表示在机架9的外侧。图2中省略了硅灰石供给装置7的一部分以及浓硫酸供给装置8的图示。
图3是表示粪尿搅拌装置结构的主视剖面说明图;图4是表示粪尿搅拌装置结构的俯视说明图;图5是表示粪尿搅拌装置结构的侧视说明图;图6是图3的A-A向局部剖面图;图7是给二台粪尿搅拌装置有选择地投入硅灰石的回转阀装置的一部分的剖面说明图;图8是表示粪尿反应机结构的剖面说明图;图9是表示鸡粪反应机结构的主视剖面说明图;图10是表示鸡粪反应机结构的俯视剖面说明图;图11是表示鸡粪反应机结构的侧视剖面说明图;图12是表示鸡粪反应机卸料盖的开闭结构的说明图。
另外,图13是表示包含本实施方案的堆肥制造装置的堆肥制造工厂的梗概的平面图。
如图1、图3所示,本实施方案的堆肥制造装置A具有粪尿供给装置6;硅灰石供给装置7;浓硫酸供给装置8;混合搅拌粪尿