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(猪粪尿或人粪尿)和硅灰石的粪尿搅拌装置1、1a；混合搅拌由粪尿搅拌装置1、1a混合搅拌过的混合物和由罐供给的浓硫酸并使之反应的粪尿反应机2；混合搅拌鸡粪和由罐供给的硅灰石，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3；在采用粪尿反应机2和鸡粪反应机3分别混合搅拌的混合物中加入有效微生物而使之发酵的发酵装置4(参见图13)。
此外，堆肥制造装置A的上述各部为防止腐蚀，主要采用不锈钢或其它不易腐蚀的金属、实施了防锈处理的金属等来制造，也可以复合使用合成树脂等其它原材料。
(粪尿搅拌装置1、1a)
主要参照图3至图7。
粪尿搅拌装置1、1a设置在机架9的内部侧的上部。粪尿搅拌装置1、1a由粪尿供给装置6供给粪尿，由硅灰石供给装置7供给硅灰石。粪尿供给装置6和硅灰石供给装置7(都表示在图1中)在后面进行说明。
机架9的结构为四角有支柱90，由连接构件91纵横连接这些支柱90，而且底部设置有底板94。在各支柱90的上端部，以包围各支柱90的方式设置有作业脚手架92。在作业脚手架92周围设置有扶手93。
粪尿搅拌装置1、1a分别具有搅拌罐10和设于搅拌罐10上的搅拌机12。
各搅拌罐10固定在上部侧的连接构件91上，且以同样的高度并列设置。另外，粪尿搅拌装置1、1a具有大致同样的结构，所以对于详细的结构，将用图示在图3右侧且表示出内部结构的粪尿搅拌装置1进行说明。另外，粪尿搅拌装置1a的各部标上与粪尿搅拌装置1的各部相同的符号来表示。
搅拌罐10是呈圆筒状、上部和下部实质上被密封(各导入口、排出口除外)的罐。
在搅拌罐10的上面板101的内侧(另一方的搅拌罐10的一侧)，设置有连接着后述的连接管112的导入管102，用于把硅灰石供应到罐的内部。另外，在内侧的相反侧设置有可开闭的窗口103，用于观察罐内情况或进行维修。
另外，在上面板101的中央部设有装配管104，用于设置后述的搅拌机12。
搅拌罐10的底面板105的中央部设置有排出管106，通过阀107把送给管108连接到排出管106上。
送给管108与另一方的粪尿搅拌装置1a的送给管108连接合流，由供给管109连接到后述的粪尿反应机2上。
搅拌机12具有马达120。马达120固定在装配管104上，搅拌机的旋转轴121向下方垂直方向延伸。旋转轴121下端部处在比底面板105稍稍上方的位置上。旋转轴121的下端部设置有四片叶片的搅拌螺杆122。
另外，在搅拌螺杆122的外侧，以包围搅拌螺杆122的方式设置着圆筒状搅拌控制体123。搅拌螺杆122位于搅拌控制体123的下部侧，其顶端部设置间隔以便使之不与搅拌控制体123接触。搅拌控制体123由撑条111固定在上述搅拌罐10的侧面板110上。
此外，因为使搅拌螺杆122以向上方向输送粪尿的方式旋转，所以为提高搅拌效率，优选使搅拌螺杆122的高度位于下侧，但并不限定其高度。
根据上述搅拌控制体123，以搅拌控制体123的侧壁为界，内侧和外侧在搅拌时，粪尿的流动难以造成相互干扰，内侧向上方流动，外侧则向下方流动。也就是说，不会像不设搅拌控制体123的情况那样，由搅拌螺杆122的旋转带动粪尿整体的转动，其优点在于使搅拌得以切实进行。
参照图1。
粪尿供给装置6具有密闭式粪尿罐60。在粪尿罐60和上述各搅拌罐10之间设置有送给管61，用于把粪尿罐60内部的粪尿输输送给各搅拌罐10。在送给管61的通路中设有泵(图中省略)。另外，粪尿罐60内部的臭味通过具有增压泵650的送给管65，便被输送给后述发酵装置4的发酵罐40的底部。
此外，送给管61的各搅拌罐10侧通过切换阀62分路，分路的送给管63、64导入到各自的各搅拌罐10的上部。
硅灰石供给装置7具有密封式硅灰石罐70和设于搅拌罐10上部的分给装置72。
硅灰石罐70的下部侧形成为漏斗状，使硅灰石的排出变得容易。在设于硅灰石罐70底部的排出部上，连接着用于输送粉状硅灰石的送给输送机71，送给输送机71的端部导入到上述分给装置72。
此外，相对于所使用的粪尿量(搅拌罐10内的滞留量)，必须混合预定量的硅灰石。因此，硅灰石供给装置7具有对输送的硅灰石进行计量的计量手段。
作为该计量手段，例如可以采用以下的方式等来进行在支撑硅灰石罐70的部分(如支脚机架等)上设有重量传感器，通过计量含有硅灰石的整个硅灰石罐70的重量，求出送给的硅灰石量，然后反映到输送量的控制装置进行控制，但本发明并不局限于此。
另外，在硅灰石罐70上设置着能防止所谓料斗架桥(hopper bridge排出口附近的贮存物中形成空洞部而导致排出困难的现象)的手段。对该手段没有特别的限定，例如可以采用以下各种公知的手段1.配置振动器，利用振动使贮存物溃散；2.给内部喷空气，利用风压使贮存物溃散；3.在内面侧设置板体，该板体覆盖空气喷出口而使之具有接离的可能(可摆动)。
主要参照图7和图3。
分给装置72设置在使硅灰石向下方下落的旋风集料筒73下部的排出管730上。在旋风集料筒73的上部，设置着使被导入的硅灰石在内部分散的鼓风机731。
分给装置72在有选择地把硅灰石供应给各粪尿搅拌装置1、1a的同时，不会使粪尿搅拌装置1、1a内的臭味从供给部分泄漏到外部。
分给装置72具有外壳720，外壳720具有在主视图上部分地呈圆弧状的周壁721、722，正面侧和背面侧实际上是封闭的。周壁721、722以外的部分构成上部侧的导入口723和下部两侧的排出口724、725。
在导入口723上设置有下方侧稍窄的导入管723a，导入管723a的上部连接在旋风集料筒73的排出管730上。
另外，排出口724、725中设置着排出管724a、725a，排出管724a、725a分别连接着下部侧弯曲呈“く”状弯曲的连接管112。连接管112的下端部连接到上述各搅拌罐10的导入管102上。
上述外壳720的内侧紧挨着外壳720的内面设置着可滑动旋转的切换阀726。切换阀726具有短阀部726a和长阀部726b，其中短阀部726a的周长与周壁721(或周壁722)相同，长阀部726b的周长稍长于将周壁721(或周壁722)和排出口724(或排出口725)合在一起的周长。
切换阀726如图7所示，从长阀部726b的上部约一半紧挨着周壁722、下部约一半堵塞排出口725、而且短阀部726a紧挨着周壁721的状态至长阀部726b上部约一半紧挨着周壁721、下部约一半堵塞排出口724、而且短阀部726a紧挨着周壁722的状态，切换阀可以周向旋转(回转)。
利用该切换阀726的旋转(回转)，可以在成为导入侧的排出口724或排出口725之间进行切换。
切换阀726的内侧设置有旋转阀727。旋转阀727具有旋转轴管727a，其外周部周向等间隔地设置有五处阀板727b。阀板727b设置于径向，以便使各个顶端部可以紧挨着切换阀726的长阀部726b及短阀部726a的内面进行滑动。
利用这种结构，可以将在上部阀板727b间落下的硅灰石从打开的排出口724或排出口725导向下方的搅拌罐10。另外，各阀板727b的顶端部和长阀部726b及短阀部726a的内面大致紧挨着，旋转阀727旋转时，阀板727b无论处于什么位置，总是有某一块阀板727b能够阻断旋风集料筒73与粪尿搅拌装置1、1a的各搅拌罐10间的通气。
因此，生的猪粪尿或人粪尿的臭味实际上不会泄漏到各搅拌罐10的外部，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。
另外，切换阀726的回转和旋转阀727的旋转由未图示的控制手段来控制。
(粪尿反应机2)主要参照图8，图(a)是整体说明图，图8(b)是表示分支管连接部结构的剖面说明图。
粪尿反应机2设置在粪尿搅拌装置1、1a的下方。粪尿反应机2具有水平设置的螺旋输送机20，螺旋输送机20具有圆管201和螺杆202，螺杆202由马达21驱动旋转。在圆管201的顶端部设置着连接管26。另外，圆管201由固定接头25固定在底板94上。
圆管201的基部侧的上部设置有导入管22。导入管22的上部连接着用于导入浓硫酸的部分即硫酸导入管23。硫酸导入管23通过设置在上述粪尿搅拌装置1、1a排出侧的供给管109和球形接头24进行连接。
从浓硫酸供给装置8(图示于图1中)给粪尿反应机2供给浓硫酸。浓硫酸供给装置8具有浓硫酸罐80，在浓硫酸罐80和粪尿反应机2的硫酸导入管23之间设置着送给管81。在送给管81的通路中设有泵82。
送给管81的顶端侧连接在向二方分支的注入管83上。注入管83的二个分支管830贯通导入到硫酸管23径向上的二处侧壁230内。而且在侧壁230的内面侧固定设置着折流板231，该折流板从上方稍稍离开一点距离覆盖分支管830的顶端开口部，而且在下方侧(送给方向侧)开口(参照图8(b))。
根据这种结构，由于通过硫酸导入管23输送的、从粪尿搅拌装置1、1a的任一搅拌罐10排出的混合物的压力难以作用于分支管830顶端开口部，所以，即使没有施加特别大的压力，也能顺利地进行浓硫酸的注入。另外，由此不需要给浓硫酸的注入施加压力的压气机等，从而能简化装置，制造成本也能抑制在廉价的水平上。
粪尿反应机2顶端部的连接管26连接在螺旋输送机27的基部侧。螺旋输送机27的顶端侧向斜上方延伸，能从上部将粪尿投下而收容在配置于粪尿搅拌装置1、1a后方的输送用容器5(图示于图1、图2)内。
此外，输送用容器5的下部具有可开闭的投下口(省略图示及符号)。而且如果滞留有预定量的混合物，则混合物连容器一起搬运到发酵罐40，从投入口投入。另外，混合物在投入发酵罐40前，也可以在输送用容器5内经过一定时间的养护。
(鸡粪反应机3)主要参照图9至图12。鸡粪反应机3配置在粪尿搅拌装置1、1a的后方(图1中在上侧)。
鸡粪反应机3具有搅拌机30和硅灰石供给装置31及浓硫酸供给装置32。
搅拌机30具有搅拌罐33，该搅拌罐上部开口而两端部密封，断面大致呈U字状，且具有所要求的长度。搅拌罐33由前后左右设置有四处的支撑构件34水平支撑。搅拌罐33上部一方的长度方向的缘部安装着盖体35，该盖体能开闭开口部且能转动。
此外，符号350表示挡气板，该挡气板阻碍盖体35的开闭动作以防止发生急剧的活动。
搅拌罐33的长度方向中央部的底部设置有四角形取出口330。搅拌罐33的外面侧设置着通过滑动能开闭取出口330的盖体331。盖体331采用沿取出口330周围弯曲形状弯曲的设计。盖体331所采用的设计是沿设置于取出口330两侧的导轨332可以在图11、12所示左右周动方向上能滑动。
盖体331由液压缸333开闭(也可以采用气缸)。液压缸333的活塞杆顶(rod head)以可自由转动的方式轴支撑在盖体331上。另外，缸部也以可自由转动的方式轴支撑在固定于搅拌罐33上的安装配件334上。根据这种结构，利用液压缸333的活塞杆伸缩(进退)，可以使盖体331顺利地开闭移动。
搅拌罐33的内底部设置着螺旋搅拌机36。螺旋搅拌机36具有螺杆361，螺杆通过轴承360以可自由转动的方式轴支撑在搅拌罐33的长度方向。螺杆361具有外周部直径不同且螺旋方向也不同的二种叶片(省略了各自的符号)。此外，大径侧的叶片结构为外周部以几乎接触搅拌罐33内底面的方式旋转。
根据这种结构，在一个方向上旋转同时向图9、10中的左右方向搅拌移动处理物而进行连续循环的搅拌是可能的，而且搅拌能有效地得以进行。
由减速机363和链轮减速后，把马达362的驱动力传递给螺杆361，其中马达362装配在设于搅拌罐33一端侧处的台架构件335上。
上述硅灰石供给装置31具有硅灰石罐310，螺旋输送机311的一端侧连接在硅灰石罐310的底部，以便使硅灰石能够拿进来。螺旋输送机311的另一端侧沿长度方向设置在搅拌罐33的开口部缘部。另外，对应于开口部的部分的管体(符号省略)下部侧设有多个投入口(符号省略)。
螺旋输送机311的另一端部位于搅拌罐33的端部，内部的螺旋(图示省略)由马达312驱动旋转。此外，螺杆的轴及叶片是具有柔性的挠性构件，管体弯曲部分处也能旋转。
搅拌罐33内部含有反应气体等的臭味通过带有鼓风机370的送给管37，可以输送到后述发酵装置4的发酵罐40的底部。
上述浓硫酸供给装置32具有设于硅灰石罐310附近的浓硫酸罐320。在浓硫酸罐320与上述搅拌罐33的一端侧(图9、图10中的右侧)之间设置送给管321。在送给管321的通路中设有能输送浓硫酸的泵322，由泵322能把浓硫酸定量输送给搅拌罐33。
(发酵装置4)参照图13。
如图所示，发酵装置4设在与粪尿搅拌装置1、1a分离的地方。发酵装置4具有发酵罐40和移动搅拌装置41，其中移动搅拌装置41沿发酵罐40的侧壁往复移动而搅拌内部的混合物，并向排出侧输送。在发酵罐40内，不仅处理物，而且从粪尿罐60和鸡粪反应机3送出的臭味也一起进行发酵处理。
此外，具有发酵罐40和移动搅拌装置41的发酵装置4因是公知的极一般的结构，因而省略其详细说明。
(作用)参照图1～图13，说明堆肥制造装置和堆肥制造工厂的作用。
把猪粪尿或人粪尿适量存贮在粪尿罐60中，根据需要也把鸡粪适量存贮在罐等存贮部中。
另外，在硅灰石罐70中适量存贮硅灰石，在浓硫酸罐80中也适量存贮浓硫酸。在硅灰石中适量(通常为微量)添加选自锌(Zn)、锰(Mn)、钼(Mo)、镁(Mg)、铜(Cu)、铁(Fe)之中的1种、2种或更多种。这是为了在堆肥中补充足够矿物质。通常优选添加上述全部种类，但也可以结合施肥的土壤状况等添加适当选择的种类，并且其配比也可以适当调整，并没有特别的限制。
把猪粪尿或人粪尿有选择地输送到粪尿搅拌装置1、1a的各搅拌罐10中。当各搅拌罐10内有适量存贮时，由硅灰石供给装置7的分给装置72给一方的搅拌罐10或另一方的搅拌罐10供应硅灰石。硅灰石相对于100重量份的粪尿，按15重量份的比例进行调配，由搅拌机12进行混合搅拌。
打开阀107，把用粪尿搅拌装置1或1a混合搅拌过的混合物向粪尿反应机2输送。
由浓硫酸供给装置8供给的浓硫酸由注入管83从相向的二方注入粪尿反应机2的硫酸导入管23。浓硫酸相对于100重量份的粪尿，按8重量份的比例进行调配。
混合了浓硫酸的混合物进而输送给螺旋输送机20，在圆管201内由螺杆202一边混合搅拌一边输送到排出侧。
通过混合搅拌混合物和浓硫酸，混入混合物中的硅灰石和浓硫酸便发生化学反应。
利用该反应，混合物在极短时间固化或粒状化，并且还能改善粪尿特有的臭味。另外，产生反应热，混合物的温度达到75℃～85℃，几乎杀死了混合物中所存在的含有病原菌等有害菌的杂菌。
固化或粒状化的混合物由螺旋输送机27输送给输送用容器5，使该混合物适量收容在所述容器中。收容了混合物的输送用容器5在收容了像后述那样处理鸡粪的混合物后，沿高架导轨由可移动的提升机(省略图示)吊起，运送到发酵罐40。然后打开下部的投下口可将两混合物投入罐内。
另一方面，在鸡粪反应机3中投入适量的鸡粪。当在鸡粪反应机3内收容有适量的鸡粪时，按预定比例配合由硅灰石供给装置31的螺旋输送机311供给的硅灰石并进行混合搅拌。
再者，在该混合物中混合由浓硫酸供给装置32的送给管321输送来的浓硫酸，在鸡粪反应机3的搅拌罐33内进行搅拌而使之反应。利用该硅灰石与浓硫酸的反应，与上述猪粪或人粪的情况相同，混合物固化或粒状化，臭味也得以改善，利用反应热可杀死杂菌。
此外，鸡粪与硅灰石和浓硫酸的配合比例为相对于100重量份的鸡粪，硅灰石为9重量份，浓硫酸为6重量份。
上述鸡粪的处理结束后，使液压缸333作动，打开盖体35，从取出口330取出固化或粒状化的混合物，收容在上述输送用容器5中。输送用容器5中收容的处理猪粪或人粪的混合物和处理鸡粪的混合物的混合比例是，相对于100重量份的处理猪粪的混合物，处理鸡粪的混合物为20重量份。
输送用容器5由高架行车(图示省略)输送到发酵装置4的发酵罐40。
另外，处理鸡粪的混合物不一定非在输送用容器5内混入处理猪粪的混合物中，也可以直接输送到发酵罐40并按上述比例进行混合。
发酵罐40内的两种混合物自然冷却，当冷却至有效微生物能繁殖的温度时，加入适量的效微生物。然后，由移动搅拌装置41混合搅拌，发酵预定的时间而使之堆肥化。此外，因为混合物中几乎不存在含有上述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。
另外，通过在处理猪粪或人粪的混合物中按上述比例混合处理鸡粪的混合物而发酵，便能在良好状态下进行发酵而形成优质的堆肥。
虽然其原因不明，但一般认为大概是由于鸡粪中大量含有的氮或者鸡粪中大量含有的蛋白质在浓硫酸作用下分解而生成的氨基酸补充了有效微生物的活动所必需的能量。
另外，本发明人试验了不混合处理鸡粪的混合物而只在处理猪粪或人粪的混合物中加入有效微生物进行发酵的情况，但在四个月的试验期间内没有发酵。与此相反，混合了处理鸡粪的混合物的物料从第二天便开始发酵。
对采用上述方法制造的堆肥进行了分析，分析结果如下(参照表1)表1
实施例用上述方法制造的堆肥进行实地施肥，确认对作物栽培有效果。
该方法如下首先确保四处试验地，在各试验地内分别分成不施肥地和施肥地，各地种植同一作物。在各试验地内栽培了如下作物1.桶柑(台湾原产的柑桔类)；2.火龙果(dragon fruit)3.甘蔗(二处)。
实施例1作物桶柑对每一颗树在施肥侧施肥1kg，观察树的变化过程。
施肥50日后，未施肥的树的树叶仍然发黄且树叶总量减少。另外，果实直径也只有4mm左右。
与此相反，施肥的树的树叶绿且叶量也多。另外果实直径达到8mm左右。
实施例2作物火龙果对每一颗树在施肥侧施肥5kg，观察树的变化过程。
施肥120日后，施肥的树与未施肥的树同样进行收获。施肥的树的收获量是未施肥的树的收获量的4倍左右。另外，与未施肥的树的产品相比，施肥的树的产品吃起来明显感觉提高了糖度。
实施例3作物甘蔗每10公亩施肥600kg，观察甘蔗的变化过程。
施肥90日后，未施肥甘蔗的高度约180cm，干的粗壮程度约为3cm，叶宽约为4cm。
与此相比，施肥甘蔗为200～230cm，干的粗壮程度约4～4.5cm，叶宽约为5.5cm。
实施例4作物甘蔗试验地冲绳县名护市天仁屋地区的贫瘠地每10公亩施肥3000kg，观察甘蔗的变化过程。
在施肥180后，对施用以往有机堆肥的甘蔗和施用本发明堆肥的甘蔗分别采10株测量了白利糖度和糖度。并且也计算了预测收获量(参照表2)。
另外，从生育状态来看，施用以往有机堆肥的甘蔗已经成熟，而施用本发明堆肥的甘蔗还处于生长过程中。一般认为收获在60天后进行是适当的。
表2
所谓白利糖度是指溶解在榨汁液中的干燥成块后的物质(可溶性固体成分)所占的比例，其中除了砂糖(蔗糖)和葡萄糖等糖类外，还包含有灰分或钙等营养成分。
(评价)从上述各实施例可知通过适量施用本发明的堆肥，能提高土壤的肥力，作物生长良好，能育成糖度高之类的优质作物。并且还能增加作物的收获量。
本说明书中使用的术语和表达是为了透彻说明本发明而不是对本发明的限定，并不排除与上述术语、表达等价的术语、表达。另外，本发明并不限于图示的实施方案，在技术思想的范围内可以作各种改变。
本发明具有上述结构，产生下述效果(a)根据本发明的堆肥，因为能够提高土壤肥力，所以能够培育优质的作物，还能增加收获量。
(b)根据本发明，通过在处理猪粪或人粪的混合物中按上述比例混合处理鸡粪的混合物而发酵，便能在良好状态下进行发酵而有效地制造优质的堆肥。
也就是说，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，例如使用猪粪尿或人粪尿等粪尿，结果能有效地制造堆肥。
(c)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。
(d)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。
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。
权利要求
1.一种堆肥，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，以所述混合物为培养基，加入有效微生物而使之发酵。
2.一种堆肥的制造方法，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，以所述混合物为培养基，加入有效微生物而使之发酵。
3.根据权利要求2记载的堆肥的制造方法，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，在这样得到的物料100重量份中，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，以所述混合物为培养基，加入有效微生物而使之发酵。
4.根据权利要求2或3记载的堆肥的制造方法，其特征在于添加从锌、锰、钼、镁、铜、铁之中选择的1种、2种或更多种。
5.一种堆肥的制造装置，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。
6.根据权利要求5记载的堆肥制造装置，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。
7.根据权利要求5或6记载的堆肥制造装置，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。
全文摘要
本发明通过硅灰石和硫酸的反应使猪粪尿和人粪尿等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。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)；混合搅拌粪尿和硅灰石的粪尿搅拌装置(1、1a)；混合搅拌由粪尿搅拌装置(1、1a)混合搅拌过的混合物和由罐供给的浓硫酸并使之反应的粪尿反应机(2)；混合搅拌鸡粪和由罐供给的硅灰石，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(3)；在采用粪尿反应机(2)和鸡粪反应机(3)分别混合搅拌的混合物中加入有效微生物而使之发酵的发酵装置(4)。
文档编号C05F3/00GK1705625SQ200480001310
公开日2005年12月7日 申请日期2004年2月23日 优先权日2004年2月23日
发明者野口和利 申请人:野口和利