歴史を通じて、家畜や家禽を育てる人々は、肥料、土壌改良、エネルギー源、さらには建設資材として糞尿を利用してきました。 糞尿には、栄養分、有機物、固形物、エネルギー、繊維など、有用でリサイクル可能な成分が多く含まれています。
栄養素
農家、庭師、造園家などは、家畜の糞尿を肥料として使い、作物生産に必要な栄養素を供給するのが一般的です。 糞尿の栄養素は、肥料として本当の価値があります。 商業肥料の価格が上がれば、糞尿の肥料価値も上がる。
商業肥料と同様、糞尿は環境への影響を避けるために適切に管理されなければならない。
新鮮な肥料
新鮮な肥料を肥料として使用し、直接またはさらなる処理の副産物として家畜に戻す作物を育てることは、栄養素をリサイクルする優れた方法である。 理想的には、新鮮な堆肥は短距離でも運ぶのに費用がかかるため、堆肥が発生した農場または近隣の農場で使用されるだろう。 農家は、流出損失や悪臭問題のリスクを減らすために、糞尿を土壌に組み込んだり、土壌表面下に注入したりする。 糞尿の固形分を液体から分離することもあります。 液体と固体に分離した後、残った糞尿の液体にはまだ元の栄養素の約半分が含まれています。
農家は新鮮な糞尿を肥料として使うのが最も一般的ですが、家庭菜園家や造園家も新鮮な糞尿で肥料を与えることがあります。
堆肥
家畜糞を堆肥化すると臭いが減り、病気を引き起こす物質（病原菌）を殺し、かさを減らし、糞を安定させて扱いやすくすることができます。 適切に建設・管理された糞尿堆肥化施設は、畜産業から排出される死亡動物（死体）も処理することができます。 国の一部では、堆肥化作業は、衛生規制と公衆の認識の両方の要件を満たす病原体のない堆肥を保証するために、集中的に管理しなければなりません。
堆肥は、糞尿よりも均一に、よりうまく管理しながら施用することができます。 堆肥中の窒素は新鮮な糞尿中の窒素ほど植物に利用されやすくはありませんが、堆肥からのリン、カリウム、その他の栄養素の利用可能性は、新鮮な糞尿からのそれらの栄養素と同様かそれ以上です。
農家や牧場主は、堆肥化した糞を肥料や敷料として自分の事業場で利用することができます。
堆肥は新鮮な糞尿よりも含水率が低いため輸送コストが低く、市場価値が高いため輸送コストが高くなります。 つまり、堆肥は農場から遠く離れた地域でも利用できる可能性が高いのです。
- North Dakota State University Extension’s Composting Animal Manures (PDF)(8 pp, 358 K, About PDF) Exit
- Kansas Department of Health and Environment’s Composting at Livestock Facilities (PDF)(5 pp, 387 K, About PDF) 終了
Other Manure Products
Pelletizing は、高温高圧で新鮮な糞尿を圧縮して、乾燥した最終製品に変換するものです。 ペレットは土壌改良材や肥料として有用です。 ペレットは体積が小さいので、堆肥よりも保管や輸送が容易です。 場合によっては、加工によって栄養分が一定で予測可能な製品になるため、作物生産などの用途に便利です。
栄養抽出技術、または糞尿栄養回収技術は、肥料製品のために糞尿から栄養分を除去することができる。 養分抽出は、化学的沈殿または凝固によって、生の糞尿、分離した液体、または嫌気性消化の残留物から元素の養分を除去する。 栄養抽出システムで生成できる肥料製品の例としては、硫酸アンモニウム、リン酸カルシウム、硫酸マグネシウムアンモニウム（ストラバイト）結晶などがある。
バイオマス変換
バイオ変換は、糞尿または糞尿の栄養素で生育した後、それらを収穫して動物飼料、肥料、または土壌改良の成分として使用する。
乳製品の廃水から栄養素で生育した藻を収穫して植物肥料
および高タンパクの動物飼料補助食品に用いられる製品を生産することができる。 ブラックソルジャーフライの幼虫は、糞尿を食べて病気の原因物質（病原体）を殺し、糞尿の栄養分を自分の体に移し替えます。 栄養豊富な幼虫は、農場から輸出できる付加価値の高い商品です。 このような製品を使った高タンパク質飼料は、1トン当たり500ドルもの価値がある。
バーミコンポストは、ミミズを使って糞尿を消化し、病原体のない、栄養豊富な製品を作り、販売したり
農場外に輸出したりすることができます。 ミミズは、栄養価の高い鋳型を作ります。 この鋳型は、ミミズを育てるために使われた肥料とともに、肥料や土壌改良材として有用です。 このバーミコンポストは、従来のコンポストよりも植物が利用できる栄養素を多く含んでいると言われている。
有機物
農家や庭師などは、家畜の糞を土壌改良材として使用し、土壌の質を高めています。 植物の成長に必要な栄養素を供給するだけでなく、新鮮な家畜ふん尿や堆肥を農地に施せば、土壌有機物やティルス（作物を育てるのに適した土壌にする物理的条件）を改善することができます。
土壌有機物を増やすことは、炭素を土壌に留めておき（「炭素隔離」）、温室効果ガスの二酸化炭素を生成する大気から遠ざけておくことにも役立ちます。
固形物
一部の酪農場では、おがくず、木くず、わら、砂、または他の購入材料を動物の敷料として使用しています。 敷料は高価で、1頭あたり40～50ドル/年かかることもあります。 ここ数十年で、おがくずや砂のような従来の敷料がより高価になりました。
- Use of Dried manure solids as bedding for Dairy cows (PDF) (9 pp, 487 K, About PDF) 終了 – Cornell Waste Management Institute による報告書です。
エネルギー
- 肥料とエネルギーのための糞尿使用。
バイオガス
嫌気性消化器から回収されたバイオガスは、農場で使用する熱や電気を生成したり、地域の電力網に販売するのに便利である。 バイオガスの生産には、メタン生成能力が比較的高いため、通常、乳牛や豚の糞を使用する。
嫌気性消化からのガスは、約60～80%がメタンで、600～800 BTU/ft3の発熱量がある。 (比較として、天然ガスは一般的に 85% 以上のメタンを含み、約 950 – 1050 BTU/ft3 の発熱量があります）。 天然ガス、ブタン、プロパンを燃料とする機器のほとんどは、バイオガスを使用するように改造することができる。
消化器はメタンと他の大気汚染物質を捕らえるので、糞尿からの有害な大気放出が減り、優れた臭気制御を提供します。
- EPAのAgSTARプログラムには、エネルギー用糞尿の嫌気性消化についての詳細情報があります。
バイオオイル
液体バイオオイル燃料は、熱分解やガス化などの熱化学プロセスによって糞尿から生産することができます。
バイオオイルは、石油ベースの燃料油とは物理的に異なるものである。 たとえば、バイオオイルは石油系燃料油よりも1ガロンあたりのエネルギー含有量が少なく、酸度が高い。 しかし、テストでは、バイオオイルは暖房や発電などの用途に使用できることが示されている。
バイオディーゼルの商業的な経験は非常に有望である。 バイオディーゼルは石油ディーゼルと同等の性能を持ち、粒子状物質、一酸化炭素、炭化水素、硫黄酸化物などの大気排出を削減することができる。
- カリフォルニア州の代替・再生可能燃料および車両技術プログラムでは、空気乾燥した乳牛糞から商業規模のバイオディーゼル生産により、最大 6.
Syngas
ガス化により、糞尿（現在は主に鶏糞）を水蒸気、タール、水素ガス、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素ガス、炭化水素ガスの混合ガスからなる合成ガス燃料に転換することが可能です。 ガスの一部は凝縮して可燃性のバイオオイルを形成する。 残りのガスは、レシプロエンジン、ガスタービン、燃料電池を含むさまざまな電力システムに燃料を供給することができます。
繊維
家畜糞尿から特殊付加価値製品を生産して、糞尿の繊維含有量に基づき消費者に販売することが可能であります。 ほとんどの場合、以下に示す例は実験的なものか、ブティック規模で行われているものである。
- ピートモス代替物：糞尿から固形繊維を抽出して使用する。 乳牛堆肥の嫌気性消化から回収された繊維は、植物成長培地として有用である。 植物成長試験により、適切に処理された場合、繊維はコンテナ植物を育てるためのピートモスのような働きをすることが示されています
- 新規繊維製品。 農家やその他の革新的な人々は、糞尿から回収した繊維から付加価値のある製品を作る創造的な方法を見出しています。
- 生分解性の堆肥化した牛糞で作った、糞尿繊維ベースの種子スターターポット、
- 堆肥で作った彫刻は、肥料の庭芸術として販売されています。 乾燥させた糞を水洗いして未消化の繊維を残し、これを煮て他の天然繊維と混ぜ合わせ、さまざまな紙製品を作る。
- 建築材料。 回収された糞尿の繊維は、建築用の繊維板に含まれています。
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