KR100329382B1

KR100329382B1 - 녹정토 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100329382B1
Application number: KR1019990037855A
Authority: KR
Inventors: 임성우
Original assignee: 임성우
Priority date: 1999-09-07
Filing date: 1999-09-07
Publication date: 2002-03-22
Also published as: KR20010026503A

Abstract

본 발명은 식생조건(植生條件)이 불량한 암절개지(岩切開地) 및 일반 절토 경사면에 소정 두께로 피복하여 식생조건을 조성하기 위한 녹정토 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 펄프오니 35-70중량%, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 35-70중량%가 혼합반죽되어 환형 입자들로 형성된 인공토양용 원자재 40-60중량%와,

펄프오니 10-20중량%, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 10-30중량%, 화강토 5-10중량%가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

녹정토 조성물 및 그 제조방법{Artificial Soil And Manufacturing Method Thereof}

본 발명은 식생조건(植生條件)이 불량한 암절개지(岩切開地) 및 일반 절토 경사면에 소정 두께로 피복하여 식생조건을 조성하기 위한 녹정토 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 인공토양용 원자재의 입자를 환(丸)모양으로 제조하여 자재의 부숙을 촉진하고, 시공과 동시에 때알조직을 형성케 함으로써 양호한 식생기반을 형성하고, 환모양의 인공토양용 원자재에 광물질과 유기물이 응축되어 있기 때문에 식물이 필요로 하는 양분을 용이하게 저장할 수 있으며, 인공토양용 원자재의 입자가 환모양으로 부숙되기 때문에 공기의 유통이 양호하여 자재를 빠른시기에 부숙 건조시킬 수 있을 뿐만 아니라 중량이 비교적 낮아 취부압력에 의한 토양물성변화를 극소화할 수 있고, 시공후 수축을 최소화시켜 자재의 감량을 줄일 수 있으며, 비중이 작음으로 인하여 시공시 소량 내지 경량의 자재만으로 충분하기 때문에 그 만큼 자재 경비를 감소시킬 수 있고, 다양한 시공장비를 사용할 수 있기 때문에 시공작업이 매우 간편하고, 흡착력, 보습력, 통기성, 보비성이 강한 녹정토 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 절토 경사면을 조경하기 위하여 격자블록 등의 조경용 블록을 설치하고 그 블록에 의해 만들어지는 공간부에 토양을 수납시켜 초목 등을 심고 있다.

이와같은 절토 경사면 조경방법은 절토 경사면의 경사각도가 비교적 완만하거나 작은 경우에는 적용이 가능하지만 경사도가 크고 경사면상에 요철부가 심하게 형성되어 있거나 급경사인 경우에는 조경용 블록의 운반 및 설치가 매우 곤란하며 설치된 후에도 블록 자체의 중량에 의해 블록이 미끄러져서 적용할 수 없을 뿐만 아니라, 특히 토양이 없는 암절개지의 경우에는 조경용 블록의 설치가 거의 불가능하므로 조경작업을 하지 못하고 그대로 방치하고 있는 실정이다.

이에따라 최근에는 절토 경사면이나 암절개지에 능형 철조망을 앵커로 고정 설치하고 그 위에 일반토양을 객토하여 식생조건을 부여하는 조경방법이 개발되어 있다.

그러나 이러한 조경방법은 일반토양을 객토하는 것이므로 토양의 보습력이 약하기 때문에 큰 두께로 객토하여야 하며, 이로 인해 막대한 양 또는 중량의 토양이 필요하고 대형의 고압 스프레이 기계 등 시공장비가 필요하여 이들의 운반 및 운전 등에 따라 시공이 매우 곤란할 뿐만 아니라 시공 후에도 토양의 절토 경사면이나 암절개지에 대한 흡착력이 약하기 때문에 산사태 또는 토양사태가 발생하는 등 시공하자를 초래하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 암반녹화 및 절토 경사면의 조경시 인공토양 자재를 사용하고 있는데, 이러한 자재로서 녹생토 조성물, 금비토, 식생토 등다양한 재료에 의한 인공토양을 제조하여 취부기 등을 이용하여 암반녹화 및 절토 경사면의 조경작업을 하고 있다.

그러나 이러한 종래의 인공토양 자재는 자재의 수분 함량에 따라 점질성의 차이가 있고, 제조과정중 수분함량 관계로 호기성 발효보다 혐기성 발효를 조장하여, 취부기로 시공할 때 취부압력에 의하여 토양물성을 해치게 되기 때문에 때알조직이 일정하지 않을 뿐만 아니라, 시공후 6개월 내지 12개월 정도 경과한 후에 때알조직이 형성되기 때문에 식생조건이 불량하게 되고 녹화(綠化)속도가 늦어지는 문제점을 가지고 있다.

또한, 이러한 종래의 인공토양은 자재의 수분함량과 자재의 질에 따라 시공력(施工力)이 떨어지고 이로 인해 시공비용이 높아지며, 자재의 수분 기타 조건에 따라 톱밥, 마사의 혼합비율을 높여야 하므로 그 만큼 자재 비용이 과다하게 소요되며, 또한 종래의 인공토양은 높은 비중을 가지고 있기 때문에 그 만큼 물류비용이 많이 소요되며, 취부후에 수축이 심하게 발생하여 10% 내지 15%의 자재 두께를 더 취부하여야 하기 때문에 시공비용이 과다하게 소요되는 단점을 가지고 있다.

뿐만 아니라, 종래의 인공토양은 시공후 물리적 특성의 차이로 인하여 토양내의 공극이 불규칙하게 형성되며, 이 때문에 시공후 토양이 딱딱하게 굳게 되며, 토양내의 공극률이 작기 때문에 공기 유통이 용이하지 않아 비교적 적은 량의 비가 내릴 때에는 수분을 흡수하지 못하게 된다. 이로 인하여 초목본류의 발아 및 뿌리의 활착이 고르게 되지 않아 단시일내에 녹화가 되지 않고 있으며, 접착력이 약한 관계로 장마시 토양이 유실되어 시공하자를 초래하는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 사정 및 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 인공토양용 원자재의 입자를 환모양으로 제조하여 자재의 부숙을 촉진하고, 시공과 동시에 때알조직을 형성케 함으로써 양호한 식생기반을 형성하고, 환모양의 인공토양용 원자재에 광물질, 유기물 그리고 영양분이 응축되어 있기 때문에 식물이 필요로 하는 양분을 저장할 수 있으며, 인공토양용 원자재의 입자가 환모양으로 부숙되기 때문에 공기의 유통이 양호하여 자재를 빠른시기에 부숙 건조시킬 수 있을 뿐만 아니라 중량이 비교적 작아 취부압력에 의한 토양물성변화를 극소화할 수 있고, 시공후 수축을 최소화시켜 자재의 감량을 줄일 수 있으며, 비중이 작음으로 인하여 시공시 소량 내지 경량의 자재만으로 충분하기 때문에 그 만큼 자재 경비를 감소시킬 수 있고, 다양한 시공장비를 사용할 수 있기 때문에 시공작업이 매우 간편하고, 다량의 양분이 고르게 함유된 환형 인공토양용 원자재와 기타 자재를 혼합하여, 취부기의 압력에 관계없이 비교적 얇은 두께로 시공하더라도 토양내의 때알조직을 인위적으로 형성시켜 양호한 식생기반을 조성하여 초목본류의 발아 및 뿌리의 활착에 최적의 조건을 제공할 수 있으며, 흡착력, 보습력, 통기성, 보비성이 강한 녹정토 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 녹정토 조성물은,

펄프오니 35-70중량%, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 35-70중량%가 혼합반죽되어 이루어진 환형 입자를 가진 인공토양용 원자재 40-60중량%와,

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 녹정토 조성물 제조방법은,

펄프오니 35-70중량%, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 35-70중량%를 혼합반죽하여 직경 5-20㎜로 이루어진 환형 입자들로 형성된 인공토양용 원자재를 제조하는 단계;

상기 인공토양용 원자재의 환형 입자에 톱밥 또는 제지연소재를 뿌려주는 동시에 열풍을 가하는 단계;

상기 인공토양용 환형 원자재를 통풍식 발효조에 투입한 후 수일 동안 강한 송풍을 가하여 소정량의 수분을 증발시킨 다음, 수일 동안 미풍을 가하여 발효시키는 단계;

상기 통풍식 발효조에서 발효된 인공토양용 환형 원자재가 혐기성 발효가 되는 것을 방지하기 위하여 혐기성 발효 방지수단, 예를 들면 통풍형 적치장에 저장하는 단계; 그리고

출하되기 수일 전 상기 적치장에 저장되어 있는 인공토양용 환형 원자재 40-60중량%, 펄프오니 10-20중량%, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 10-30중량%, 화강토 5-10중량%를 혼합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 식생조건이 불량한 암절개지 및 일반 절토 경사면에 소량의 두께로 피복하여 식생조건을 조성하기 위한 인공토양으로서, 본 발명에서는 이러한 인공토양을 녹정토라 칭하기로 한다.

본 발명에 따른 녹정토 조성물의 주재료로서 각종 폐수처리오니를 사용하게 되는데, 이러한 폐수처리오니는 각종 광물질과 유기물로 이루어져 있다. 본 발명에서는 이 폐수처리오니를 혼합하여 환형의 입자들로 제조하는 동시에 미생물을 부여하게 된다.

본 발명의 주원료로 이용되고 있는 폐수처리오니는 다양한 산업시설에서 발생하고 있는 폐기물로서 그 종류가 수십종에 달하고, 본 발명에서는 주로 하수처리오니, 축산폐기물, 펄프오니, 분뇨잔사 또는 음식물오니 등을 사용하였으나, 본 발명의 폐수처리오니는 이러한 종류의 오니에 국한되는 것은 아니다.

이러한 폐수처리오니는 광물질 약 55-65중량%, 유기물 약 35-45중량%의 양질의 비료 성분을 함유한 유기성 오니로서, 탈수처리 후에도 수분함량이 약 70-80중량% 정도 되기 때문에, 그대로 적치하여 두면 혐기성 발효에 의해 악취가 심하게 발생하고 발효중에 발생하는 수분으로 인하여 수분함량이 증가하게 된다. 이에 따라 폐수처리오니는 호기성 발효가 절대적으로 필요하나 호기성으로 부숙시키기 위해서는 수분함량을 60-65중량%로 조절하여야 하는데, 이를 위하여 다량의 수분조절제, 즉 톱밥, 왕겨 등의 혼합이 요구된다..

본 발명에서는 이러한 폐수처리오니의 수분조절을 위하여 펄프오니 35-70중량%, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 35-70중량%를 혼합반죽하여 환형 입자의 인공토양용 원자재를 제조한다.

상기 펄프오니와 오니(즉, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 등)는 50 : 50의 비율이 바람직할 것이다.

또한, 상기 인공토양용 원자재는 그 입자가 환형으로 형성되는 것으로서 그 직경은 5-20㎜ 정도가 바람직할 것이다.

이렇게 제조된 환형 입자로 이루어진 인공토양용 원자재에는 균사가 접종되어 있으며, 이를 부숙시키면 공기 유통이 양호하게 되어 부숙이 용이하고 건조도 양호하기 때문에, 본 발명에 있어 이 환형 입자의 인공토양용 원자재는 수분 조절제 역할을 하게 된다.

본 발명의 환형 입자로 이루어진 인공토양용 원자재를 이용하여 인공토양을 제조하면 수분함량을 약 30% 정도로 조절할 수 있고, 비중이 0.8-0.9㎏/lm⁹정도의 우량한 녹정토 조성물이 되기 때문에 생산원가가 저렴하고 물류비용을 그만큼 절감시킬 수 있으며, 시공시 취부가 용이하며, 유기물과 식물에 필요한 양분의 저장성이 양호하여 식물생장을 장기간 지속시키는 효과를 볼 수 있다.

본 발명에서 사용되는 펄프오니는 펄프입자중 종이를 생산하고 남은 입자를 폐기, 탈수시킨 것으로 생나무를 가공한 완숙되지 않은 섬유질이지만 부숙후에는 점질성이 떨어지기 때문에 부숙전에 환형으로 형태를 고정시켜 사용하여야 한다.

이러한 펄프오니는 유기물이 다량 함유되어 있으나, 건조시 점착력이 대단히 강하기 때문에 많이 첨가하면 경도가 강한 반면에, 적게 첨가하면 경도가 약하여 제조 및 시공중에 환모양이 변형되거나 파괴되어 본 발명에 따른 효과가 저감될 수있다.

이에따라 펄프오니는 적절한 비율로 혼합되어야 한다.

본 발명에서 사용되는 폐수처리오니, 즉 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 등은 하수처리 및 축산분뇨와 음식물 등을 탈수시킨 폐기물로서, 이들의 처분이 사회 경제적으로 심각한 문제를 초래하고 있는데, 본 발명은 이들의 재활용이라는 측면에서 부수적인 효과를 얻을 수 있다.

농업과학기술원에서 분석(환경 제 51811-141호, 1996년 7월 9일 분석)한 상기 하수오니의 성분은 다음과 같다.

PH	EC(ds/m)	O.M(%)	T-C(%)	T-N(%)	C/N ratio	P₂O₅(%)
6.35	10.75	38.78	22.49	2.56	8.79	0.88

상기 하수오니 또는 다양한 종류의 오니는 식물에 필요한 양분을 다량 함유하고 있고, 무기질(잔사 등)을 함유하고 있기 때문에 식물생육을 위해 영양을 장기간 공급하여 준다.

그러나, 상기 하수오니 등을 펄프오니 보다 많은 양을 투입하여 환형 인공토양용 원자재를 제조하면 인공토양용 원자재의 환형 입자의 경도가 약해지는 반면에, 상기 하수오니 등을 펄프오니 보다 적은 양을 투입하여 환형 인공토양용 원자재를 제조하면 인공토양용 원자재의 환형 입자의 경도가 강하여 수분 흡수력이 약해지고, 또한 수분흡수를 위해 장기간이 소요된다.

따라서, 펄프오니의 접착력 및 응집력에 따라 적절한 양의 하수오니 등을 투입하여 인공토양용 원자재를 제조하여야 한다.

본 발명에 따른 녹정토를 제조하는데 있어 화강토(또는 마사)를 혼합하게 되는데, 이 화강토는 수분 조절제 역할을 하는 동시에, 투입량에 비례하여 점성을 약화시키는 점성조절제 역할을 하게 된다. 즉, 화강토를 비교적 많은 양 투입하면 한발에 건조되어 보습력이 떨어지는 반면에, 비교적 적은 양 투입하면 자재의 점질성이 강해져서 자재에 균열이 발생하게 된다.

이에따라 화강토는 다른 자재의 배합비에 따라 적절한 양이 투입되어야 한다.

이러한 화강토는 일반적으로 구하기 용이하고, 혼합되는 다른 자재에서 부족한 무기물을 보충하여 주며, 자재의 안정을 도모한다.

또한, 환형 입자의 인공토양용 원자재가 혼합된 녹정토는 토양 때알조직이 즉시 형성되기 때문에 통기성이 양호하고, 보습력·보비력이 우수한 복합유기질로서 양호한 식생기반을 구축할 수 있고, 초목본류의 뿌리발달을 촉진시킬 수 있으며, 그리고 PH7.0-PH7.5로 이루어져 있기 때문에 초목의 식생조건이 보다 양호하게 된다.

<실시예>

펄프오니 35-70중량%, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 35-70중량%를 혼합반죽하여 환형 입자의 인공토양용 원자재를 제조한 후, 미생물제를 투입하여 약 10일간 호기성 발효조에 발효시키는 동시에 건조시켰다.

이렇게 제조된 환형 입자들로 형성된 인공토양용 원자재 40-60중량%, 펄프오니 10-20중량%, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 10-30중량%, 화강토 5-10중량%를 혼합하여 녹정토 조성물을 얻을 수 있었다.

상술한 실시예로부터 제조된 본 발명의 녹정토 조성물을 이용하여 조경작업에 적용하는데 있어, 절토 경사면이나 암절개지에 철망을 앵커로 고정하고, 본 발명의 녹정토 조성물에 초목본류의 씨앗을 적정량 혼합하고, 수분함량을 25-35% 정도 유지시킨 다음, 취부기계로 절토 경사면 및 암절개지에 10㎝ 정도의 두께로 시공한 결과, 토양내 때알조직이 즉시 형성되었으며, 한발의 기후에도 초목본류의 발아와 생장이 지속되어 보비성 및 보습력이 양호한 것을 확인할 수 있었다.

본 발명의 녹정토 조성물을 이용하여 시공한 결과, 조성물의 비중이 800-900g/l 정도이기 때문에 일반 토양이나 종래의 인공토양에 비해 매우 가벼워 운반작업이 용이하고 그 만큼 시공이 간편하였다.

또한, 종래의 일반자재는 5-12개월후에 토양내 때알조직이 형성되는데 비해, 본 발명의 녹정토 조성물을 이용하여 시공한 결과, 토양내 때알조직이 즉시 형성하였을 뿐만 아니라, 시공지역의 균열도 종래의 일반자재가 10-30㎜인 것에 비해 본 발명은 1-10㎜로 현저한 감소를 나타내었다. 더욱이, 본 발명을 이용한 시공결과, 균일한 균열이 발생하였으며 부피의 감량이 매우 적었으며, 통기성 및 보습력의 유지가 양호함을 나타내었다.

본 발명의 녹생토 조성물 제조방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 펄프오니 35-70중량%, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 35-70중량%를 혼합반죽하여 직경 5-20㎜로 이루어진 환형 입자들로 형성된 인공토양용 원자재를 제조하게 되는데, 이 때 부족한 비료성분을 추가하여 투입할 수도 있다. 상기 환형 입자의 직경은 본 발명의 녹정토의 용도에 따라 그 크기가 조절될 수도 있다.

환형 입자들로 이루어지는 상기 인공토양용 원자재는 70-80%의 수분함량을 가지고 있는데, 이러한 수분함량으로 인하여 상기 폐수처리오니의 입자들이 서로 강하게 점착될 수 있다.

이러한 환형 입자들간의 강한 점착을 방지하기 위하여 상기 환형 인공토양용 원자재상에 톱밥 또는 제지연소재를 뿌려주는 동시에 열풍을 가하게 된다.

상기 환형 인공토양용 원자재를 통풍식 발효조에 투입한 후 2-3일 동안 강한 송풍을 가하여 소정량의 수분을 증발시킨 다음, 6-8일 동안 미풍을 가하여 발효시키게 된다. 이 때 인공토양용 원자재가 완전 발효되지 않게 그 기간 및 풍력을 조절하여야 한다. 이는 인공토양용 원자재가 완전 발효되면 환형 입자가 굳어져서 부숴지게 되기 때문이다.

상기 통풍식 발효조에서 완전 발효되지 않은 환형 인공토양용 원자재가 혐기성 발효가 되는 것을 방지하기 위하여 혐기성 발효 방지수단, 예를 들면 통풍형 적치장 등에 저장하게 된다.

출하되기 2-3일전 상기 적치장에 저장되어 있는 환형 인공토양용 원자재 40-60중량%, 펄프오니 10-20중량%, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 10-30중량%, 화강토 5-10중량%를 혼합하게 되는데, 이 때 환형 입자들로 이루어진 인공토양용 원자재는 오니, 즉 펄프오니, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니들로부터 수분을 흡수하여 적절한 양의 수분을 함유하게 된다.

이렇게 제조된 녹성토 조성물에 각종 자재를 혼합한 후 스크린 등을 이용하여 각종 이물질 또는 기타 규격 이외의 물질을 선별하여 제거하고 IM³백을 이용하여 적치하거나 또는 그대로 적치하여 각 시공현장에 공급하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 녹정토 조성물 및 그 제조방법에 있어, 인공토양용 원자재의 입자들이 각각 환형으로 이루어져 있기 때문에 본 발명의 녹정토 조성물은 그 만큼 응집력이 강하고, 환형 입자와 입자 사이가 규칙적인 공극을 형성하기 때문에 공극률이 높을 뿐만 아니라, 이에 따라 공기의 유통을 양호하게 하고, 더욱이 토양내 때알조직을 즉시 형성하게 되는 장점을 가지고 있다.

또한, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 녹정토 조성물은 인공토양용 원자재의 입자를 환(丸)모양으로 제조하여 자재의 부숙을 촉진하고, 시공과 동시에 때알조직을 형성케 함으로써 양호한 식생기반을 형성하고, 인공토양용 원자재에 광물질과 유기물이 응축되어 있기 때문에 식물이 필요로 하는 양분이 저장되어 있으며, 인공토양용 원자재의 입자가 각각 환모양 상태로 부숙되기 때문에 공기의 유통이 양호하여 자재를 빠른시기에 부숙 건조시킬 수 있을 뿐만 아니라 중량이 비교적 낮아 취부압력에 의한 토양물성변화를 극소화할 수 있고, 시공후 수축을 최소화시켜 자재의 감량을 줄일 수 있으며, 비중이 작음으로 인하여 시공시 소량 내지 경량의자재만으로 충분하기 때문에 그 만큼 자재 경비를 감소시킬 수 있고, 다양한 시공장비를 사용할 수 있기 때문에 시공작업이 매우 간편하고, 흡착력, 보습력, 통기성, 보비성이 강한 효과가 있다.

Claims

펄프오니 35-70중량%, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 35-70중량%가 혼합반죽되어 환형 입자들로 형성된 인공토양용 원자재 40-60중량%와,

펄프오니 10-20중량%, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 10-30중량%, 화강토 5-10중량%가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 녹정토 조성물.
펄프오니 35-70중량%, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니 35-70중량%를 혼합반죽하여 직경 5-20㎜로 이루어진 환형 입자들로 형성된 인공토양용 원자재를 제조하는 단계;

상기 환형 인공토양용 원자재상에 톱밥 또는 제지연소재를 뿌려주는 동시에 열풍을 가하는 단계;

상기 환형 인공토양용 원자재를 통풍식 발효조에 투입한 후 수일 동안 강한 송풍을 가하여 소정량의 수분을 증발시킨 다음, 수일 동안 미풍을 가하여 발효시키는 단계;

상기 통풍식 발효조에서 발효된 환형 인공토양용 원자재가 혐기성 발효가 되는 것을 방지하기 위하여 혐기성 발효 방지수단에 저장하는 단계; 그리고

출하되기 수일 전 상기 적치장에 저장되어 있는 환형 인공토양용 원자재 40-60중량%, 펄프오니 10-20중량%, 하수처리오니나 축산·분뇨오니 또는 음식물오니10-30중량%, 화강토 5-10중량%를 혼합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 녹정토 조성물 제조방법.