山田バイオマスプラントの取組みと
液肥利用の課題
２０１５年１月２３日
株式会社和郷 相原秀基
バイオガス事業推進協議会 第2回バイオガス事業経営研究会メタン発酵プラントの取組みと液肥利用の課題
①メタン発酵プラントの維持管理について
a.エネルギーとしてのガス生産
b.速効性肥料としての消化液生産
②消化液肥と野菜生産現場のリンクについて
③植物工場とメタン発酵槽の可能性について
系外へ：硫化水素3000ｐｐｍ 系外へ：水分 系外へ： 二酸化炭素 CO2 ガスタンク： ９８％メタン CH4 「バイオ消化液肥」 ９８％：水分 無機物（N・P・K） 有機物（未分解C炭素） 【バイオガス濃度分析】 60％メタンCH4 40％二酸化炭素CO2 【pH測定】 pH:7.2～7.7(一般6.5～8.2) 【EC測定】 アンモニア態窒素に相関 【含水率計≒TS】 ９８％含水率 【バイオガス流量】 脱硫後のバイオガス 流量の積算・流速 【発酵槽の温度】 ３４～３７℃を維持 （一般は30～37℃）
消化液
バイオガス
原料
【pH測定】 pH:3.6～4.0 【含水率計≒TS】 ９５％含水率 【投入量】 ４～９㎥/日 3有 機 物 微細化 加水 分解 酸生成 酢酸生成 メタン生成
有
機
物
炭水化 物 タンパ ク質 脂質 単糖 アミノ酸 高級脂肪酸揮発性脂肪酸
酪酸 プロピオン酸 酢酸 水素 （菌体）揮発性脂肪酸
吉草酸 酪酸 プロピオン酸 酢酸 水素 （菌体） 酢酸 水素 （菌体） 吉草酸 酪酸 プロピオン酸 （高級脂肪酸） ↓ 酢酸 水素 （菌体） 酢酸 水素 ↓ メタン （菌体）メタン発酵で肥料成分で変化するのは、主にタンパク質からの窒素
メタン発酵消化液の成分 （山田バイオマスプラントの例）
成分
消化液
の含有量
1tあたり
含水率
97.4 %
―
pH
7.4
―
EC
1.4
S/m
―
全窒素
1,800 mg/L
（
0.18%）
1.8 kg
アンモニア
態窒素
（
730
0.073%）
mg/L
0.73 kg
硝酸態窒素
<1 mg/L
（
<0.01%）
0 kg
リン酸
1,000
mg/L
（0.10%）
1.0 kg
カリ
3,100 mg/L
（
0.31%）
3.1 kg
原料が乳牛ふん尿(50%）+野菜残渣（50％）の場合
消化液は速効性の窒素成分を含み，化学肥料を代替できる．
(農工研,中村氏資料)メタン発酵プラントの取組みと液肥利用の課題
①メタン発酵プラントの維持管理について
エネルギーとしてのガス生産
速効性肥料としての消化液生産
②消化液肥と野菜生産現場のリンクについて
③植物工場とメタン発酵槽の可能性について
【散布方法と実績】
• 液体肥料の日量の生産量は４ｔから６ｔで、和郷園で
の消化液散布の肥料投入設定は１０
aあたり、T-N計
算で１０ｋｇを基準としている
0 50 100 150 200 250 300 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 2007液肥散布量(t) 2008液肥散布量(t) 2009液肥散布量(t)消化液の散布量
【消化液の利点（液体）】
• 液体であればバキューム車による送液であ
り、堆肥などでの大型シャベルやダンプなど
の特殊操作はあまりないので、運用の利点に
もつながる。
13たい肥
液肥
【消化液の利点（液体）】
• 液体であればバキューム車による送液であ
り、堆肥などでの大型シャベルやダンプなど
の特殊操作はあまりないので、運用の利点に
もつながる。
たい肥
液肥
【散布機器の適正サイズ】
• 圃場の面積や農道の幅と、
輸送・散布の車両のサイズが重要。
• 運用の際にも、効率面で大きな違いがでる
• 最適な機械サイズの検討が必要。
【地域の皆様との環境コミュニケーション】
• 「環境コミュニケーション」の視点を取り入れ、
外部への消化液肥を液体肥料としての認知
度を上げる活動を行う。
【消化液肥の出荷野菜への利用】
①「土壌分析」を行い、前作の残留肥料を確認後、
「消化液肥
+α」での液肥利用を考える。
②「
α」は他の肥料を入れて、
・作物ごとの「肥料要求量」を満たすように、
調整して利用することでリサイクル利用。
・出荷予定日時に製品重になるように計画。
【畑作】は消化液肥１０
kg入れて、肥料を加える。
【水田】は消化液肥を量を絞って散布利用する。
施肥設計ソフトの画面
②レタスの場合、「消化液肥」だけでは
同じ日数では出荷重に到達できない。
（時間かければ栽培できるが、納入時期に間に合わず。）
↑ ↑ ↑
「消化液肥」
＋
「鶏糞堆肥
（適量
）」
「消化液肥」
＋
「鶏糞堆肥
（
適量の1/2量）」
「消化液肥」
のみ
（出荷重量でない）
【和郷園で栽培した品目実績】
（野菜以外も含む）
• オオバ
・カボチャ・ ギニアグラス・ キュウリ ・ゴボウ・ コマツ
ナ・
サトイモ・ サンチュ・ シバ（芝生）・ ジャガイモ・ ショウガ・
ソルガム・
ダイコン・ ニンジン・ ハス・ ブロッコリー・ ホウレン
ソウ・
ミツバ・ ミニハクサイ・ ムギ・ ヤマトイモ・ ラッカセイ・ レ
タス
• 飼料稲・
水稲
キャベツ
エダマメ
今後の消化液利用について
• 「消化液
+α」で、足りない肥料は補って野菜を生産する。
• 消化液を利用しやすい、受け入れやすい体制を整える。
→生産者の要望をかなえる。散布条件と散布量
マーケットで求められているものを検討して、
有機肥料にも登録できる速効性肥料の消化液を
経営者である生産者が選択できる状況を構築する。
メタン発酵プラントの取組みと液肥利用の課題
①メタン発酵プラントの維持管理について
エネルギーとしてのガス生産
速効性肥料としての消化液生産
②消化液肥と野菜生産現場のリンクについて
③植物工場とメタン発酵槽の可能性について
バイオマスと植物工場
破砕機
食 品 事 業 者 ・ 食 品 加 工 業 者 運搬業者 和 郷 園 ・ ㈱ 和 郷メタン発酵
メタンガス発電 再生可能エネルギー液体肥料
圃 場食材
生
ご
み
産業廃 棄物収 集運搬 リサイクルセンター野 菜
生ゴミ液化
生ゴミ液化
植物工場人工光型植物工場（結球レタス栽培）
農林水産省 植物工場 実証・展示・研修事業
千葉大学拠点（柏の葉ｷｬﾝﾊﾟｽ）
「彩り」、「香り」は もっと身近になれる素材。 植物工場で生産される野菜の例（生産される作物により、残さ量は異なる） ラディッキオ類 ビート類 (バルバビエートラ) ホウレンソウ類 (スイスチャード) 薬味ネギ セロリ類 コールラビ ・彩りのきれいなイタリア野菜 ・サラダに、ピザに、パスタに 結球レタス 赤キャベツ
農業施設からの残渣処理について ○近年の企業による農業参入が多くなり、「産業としての農業施設（農業ハウ ス）」から排出される残渣の適正な廃棄物処理が必要となった。 ○「既存の処理方法」と「新たな処理方法」を比較して、これからの農業ハウス への導入について、トマトハウスを例として、説明と今後の課題の整理。
①「既存の処理方法」（産業廃棄物としての燃焼処理。重量での評価）
②「新たな処理方法」（微生物分解での現場処理。成分での評価）
③今後の課題（重量ではなく成分（有機物負荷）による適正な評価へ）
農業用ハウス（太陽光利用型植物工場）
トマトの部位ごとの残渣処理について（既存処理と新たな処理の最適化ポイント） トマトの残渣は、作替えで排出される「茎・根」に関しては、繊維の含有率が高く、残渣の大半が処理 機内部に残存する可能性がある。一度に大量の排出されることもあり、可溶化処理は困難である。一 方、日常管理で排出される「芽・葉・果実」に関しては、通常の野菜と同じ性状であり、問題なく可溶 化での処理が可能である（葉の短い繊維質や種子は残存する）。 トマトハウス 摘芽＋摘葉＋果実 が処理可能であ る。 茎や根は繊維長く 通常の廃棄物処 理。 茎・根を可溶化処理すると、 【投入タイミング】 一度に作替えし、大量（３００ｔ） に排出するため、「新たな処理方法」 （可溶化処理）には向かない。 【植物体の特徴】 繊維が長いため、破砕が必要。 機械に絡まり、内にかなり残存か。 よって、 「新たな処理方法」は適さず、 「既存の処理方法」が適する。 芽・葉・果実を可溶化処理すると、 【投入タイミング】 1日、３５ｋｇ/10aであり、 想定では１．５ｔ/日。 【植物体の特徴】 繊維は少々残存する可能性あり。 果実の種子は機械内に残存か。 よって、 芽・葉・果実は「新たな処理方法」 （可溶化微生物分解処理方法）により 残渣処理が可能である。
【追記】農業施設からの残渣処理について。ハウスが多い郊外でのメタン発酵案 ハウスなどが多い郊外では、排水をメタン発酵により肥料化の可能性を試験する方向性もある。その際 は、肥料成分評価のため排液の濃縮が必要。沈降分離で濃い部分を農業利用、薄い部分を再生水利用 か。 ○ハウスの多い郊外の場合、資源としての利用も検討される。 トマト残渣のため、再利用の詳細検討が必要である。 【沈降分離】 濃縮の際にも、メタン発酵負荷、沈降上澄み水の評価は、有機物負荷の確認必要。 【投入野菜の注意】 野菜は分解が進んでいないため、見た目の悪いが分解進んだ動物のふん尿よりも、 有機物負荷が高い。含水率が変動しても有機物負荷は変化しない（例:生トマトと乾燥トマト）。
