ORPの変動から液肥化処理の終了時期を判断できる

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要約

豚ふん尿の液肥化過程では、酸化還元電位(ORP)が急激に上昇する時期に、液中のアンモニウム濃度および揮発性脂肪酸濃度が低下する。このことからORPを連続的に測定することにより、液肥化処理の終了時期を判断できる。

• キーワード:液肥化、ORP、アンモニウム、揮発性脂肪酸、COD、畜産環境、家畜ふん尿
• 担当:畜産草地研・畜産環境部・環境浄化研究室
• 連絡先:電話029-838-8677、電子メールhanadi@affrc.go.jp
• 区分:畜産草地
• 分類:技術・参考

背景・ねらい

家畜ふん尿の液肥化処理過程および液肥の散布時に発生するアンモニアや揮発性脂肪酸は、悪臭防止法の規制対象物質である。またアンモニアは土壌酸性化の 原因物質であるとともに、その揮散は悪臭物質の拡散と同時に肥効成分の損失にもつながることから、液肥化過程および液肥の散布時には、アンモニア揮散が最 小となることが望まれる。そこで液肥化期間の適正化による液肥化処理過程でのアンモニア揮散の抑制、および圃場散布時の臭気物質の環境への揮散抑制を目的 として、ORPをモニタリングすることにより液中アンモニウム濃度および液中揮発性脂肪酸濃度を評価し、液肥化処理の最適終了時期の推定を行う。

成果の内容・特徴

• ORP(塩化銀電極使用)は測定が簡易であり、連続測定が可能なパラメータである。
• 豚ふん尿の液肥化過程では、連続的に通気した場合、しばらくの間ORPが還元的状態になる。しかしながら、ある程度有機物分解が進行した後に急激なORPの上昇が認められる(図1)。
• ORPが急激に上昇(30 mv/時)する時期には液中アンモニウム濃度の低下が認められ、液中総揮発性脂肪酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸を測定)濃度も減少している(図1、2)。 液中総揮発性脂肪酸濃度は、液肥の臭気強度と相関が高く、230 mg/L以下となれば臭気は許容範囲内になるとされる(Williams et al., 1989)。また、有機物量の指標であるCODも低下している(図1)。
• これらのことから液肥化過程においてORPが急上昇する時期を検出することで、液中のアンモニウム濃度が最も少なく、また液中の総揮発性脂肪酸濃度が大幅 に減少した時期を推定できる。また、このことにより悪臭の発生が少ない液肥を圃場に散布する時期を把握でき、液肥化終了時期を見極めることができる。さら に液肥化処理への無駄なエネルギー投入を防ぐことができる。

成果の活用面・留意点

• 豚ふん尿の液肥化施設の効率的な運転に寄与する。
• 急激なORPの上昇を定義する際の閾値(30 mV/時)については、更に検討が必要である。
• 今回の実験での通気条件50ml/min/Lと比較して、通気量が極端に少ない場合には、ORPの変動が鋭敏でなく検出が難しい可能性がある。

具体的データ

その他

• 研究課題名:有機物利用によるアンモニアの菌体同化に関する研究
• 課題ID:12-08-01-*-25-03
• 予算区分:交付金
• 研究期間:2000～2002～2003年度
• 研究担当者:花島 大、黒田和孝、福本泰之、羽賀清典、鈴木一好