KR100366394B1 - 양식장 오염 퇴적물의 살균화 방법을 이용한 유기질비료제조방법 - Google Patents

양식장 오염 퇴적물의 살균화 방법을 이용한 유기질비료제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100366394B1
KR100366394B1 KR10-2000-0030155A KR20000030155A KR100366394B1 KR 100366394 B1 KR100366394 B1 KR 100366394B1 KR 20000030155 A KR20000030155 A KR 20000030155A KR 100366394 B1 KR100366394 B1 KR 100366394B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sediment
organic
waste
sterilization
mixed
Prior art date
Application number
KR10-2000-0030155A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20000054326A (ko
Inventor
이필용
최우정
김정배
이원찬
맹민희
Original Assignee
대한민국
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대한민국 filed Critical 대한민국
Priority to KR10-2000-0030155A priority Critical patent/KR100366394B1/ko
Publication of KR20000054326A publication Critical patent/KR20000054326A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100366394B1 publication Critical patent/KR100366394B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F7/00—Fertilisers from waste water, sewage sludge, sea slime, ooze or similar masses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/40—Treatment of liquids or slurries
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
    • C05F3/04—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure from human faecal masses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F9/00—Fertilisers from household or town refuse
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses

Abstract

본 발명에 의한 연안 양식장 오염 퇴적물의 살균화 방법을 이용한 유기질비료 제조방법은 해저 퇴적물을 펌핑한 후 상기 퇴적물을 탈수하는 펌핑 및 탈수 공정과, 상기 탈수된 해저 퇴적물에 축산분뇨, 인 분뇨, 분쇄한 음식물 쓰레기 및 하수 슬러지 등의 유기성 폐기물을 혼합하는 유기물 혼합공정과, 상기 퇴적물 및 유기성 폐기물을 혼합한 혼합폐기물에 살균첨가제를 투여하여 대장균군, 분변계 대장균 및 생균수를 사멸시키는 병원성 미생물로부터 안전성을 확보하고, 상기 혼합폐기물의 유기적 특성을 향상시키는 살균화 공정을 포함한 순으로 진행함으로써, 해저퇴적물을 재활용하여 비교적 짧은 시간에 양질의 비료를 제조하여 자원화 함으로서 연안 해역의 환경을 개선하고, 효율적으로 보전함과 더불어 자연자원을 이용할 수 있도록 한다.

Description

양식장 오염 퇴적물의 살균화 방법을 이용한 유기질비료 제조방법{METHOD FOR FABRICATING ORGANIC FERTILIZER OF BACTERICIDAL TREATMENT THE POLLUTED SEDIMENTS OF COASTAL FARMING AREAS}
본 발명은 연안 양식장 오염 퇴적물의 유기질비료 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해저 퇴적물을 이용하여 비료를 만드는 공정에 살균화 방법을 적용하여 해저 퇴적물 및 그와 혼합한 유기물의 특성을 향상시키고, 살균 첨가제를 투여하여 병원성 미생물로부터 안전성을 확보하며, 적조발생을 유도하는 영양염류를 용출시켜 환경악화를 가중시키는 연안 양식장 해저퇴적물을 자원화하고, 산업적으로 이용할 수 있는 연안 양식장 오염 퇴적물의 살균화 방법을 이용한 유기질비료 제조방법에 관한 것이다.
우리 나라 연안해역은 생산성이 높은 해역으로서 지속적인 생산성을 가진 해역이다. 그러나 근래에 육상 오염물질의 해상으로의 유입, 해상에서 유발되는 자가오염으로 인하여 빈산소 수괴가 형성되고 영양염류의 용출량이 증가하여 부영양화가 가속화되고 있다. 또한 내만 양식어장에서는 오랜 사용에 의해 양식생물의 생육의 지연이나 폐사율의 증가 등 어장노화 현상이 확인되고 있다.
현재 연안양식 어장의 부영양화를 가중시키고 있고, 적조발생과 같은 2차적인 문제를 야기 시키고 있는 양식장 퇴적물의 개선 방법으로는 생물학적인 방법과 물리화학적인 방법이 이용되고 있다.
생물학적인 방법은 유기물을 분해하는 저서 미생물을 대량 배양하는 방법이 있으나, 현장에 적용해야 하는 어려움이 있어 현재까지는 실용화되지 못하고 있다. 물리화학적인 방법은 경운, 준설, 황토 및 석회살포, 폭기 등이 있으나 가장 효과가 뚜렷한 방법은 준설이다. 그러나 준설 방법은 준설뿐만 아니라 준설토 처리에 따른 2차적인 경제성이 큰 문제로 대두되고 있으므로 연안 양식장 퇴적물의 경제적 처리에 주안점을 두고 양식장 퇴적물 비료화 방안을 검토하고 있다.
일반적으로, 해저 퇴적물을 처리하여 다른 용도로 재활용하는 방법은 일본공개특허공보 평3-190385와 국내의 "해저 퇴적물을 이용한 유기질 비료화 방법"의 공개번호 특2000-0001045가 소개되고 있으며, 육상 퇴적물을 재활용하는 방법은 준설토를 이용하여 벽돌을 제작하는 방법이 있고, 음식물쓰레기 등의 유기성 폐기물을 재활용하는 방법은 발효공법을 이용하여 비료를 제조하는 것이다. 즉 폐기물에 발효시 필요한 적당량의 수분함유 상태로 만든후 이를 발효시켜 비료로 재활용하였다.
이러한 종래의 기술에서는 일본공개특허공보 평3-190385에서 소개되고 있는 해저 퇴적물을 이용한 재활용 방법과 같이, 탄산칼슘인 아라고나이트수와 담수를 사용하여 염분을 감소시켜 개량된 해저 퇴적물을 가축분(계분, 우분, 돈분, 마분)과 혼합한 후 토양미생물인 토마스균을 이용하여 발효공정을 거쳐 양질의 유기질 비료를 제조하고 있다. 또한 국내의 "해저 퇴적물을 이용한 유기질 비료화 방법"의 공개번호 특2000-0001045은 본 건의 출원인에 의하여 특허출원 중에 있으며, 음식물 쓰레기등 유기성 폐기물을 재활용하는 방법으로 제시된 발효공법은 발효에 적당한 수분인 60∼70%의 함수율을 만들기 위하여 톱밥 등의 수분 조절제를 사용해야 하며, 이러한 수분 조절제를 사용하는 경우, 무기질을 첨가하게 되어 유기질비료의 유기물 함량이 낮아져 양질의 제품을 기대하기는 힘든 문제점이 있다.
그리고 이러한 발효공정을 해저퇴적물에 직접 적용하면 해저퇴적물에 함유된 염분의 영향으로 미생물의 발효활동이 억제되어 완숙발효가 일어나기 힘들다. 또한, 발효되기 위한 시간이 필요하여 유기질비료의 제조시간이 길어지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 고려하여 고안한 것으로,해저퇴적물을 재활용하여 함유 염분량에 영향을 받지 않고, 특히 해저 퇴적물을 이용하여 비료를 만드는 공정에 살균화 공법을 적용하여 해저 퇴적물 및 그와 혼합한 유기물의 특성을 향상시키고, 살균 첨가제를 투여하여 대장균군, 분변계 대장균 및 생균수를 사멸시키는 병원성 미생물로부터 안전성을 확보하는 살균화 공정을 포함하며, 적조발생을 유도하는 영양염류를 용출시켜 환경악화를 가중시키는 연안 양식장 해저퇴적물을 자원화하고, 산업적으로 이용할 수 있는 유기질비료 제조방법을 제공함에 있다.
비료 자원화 기술은 단기간에 많은 물량을 처리하고 속성 비료화를 위한 공정의 개발로서 살균화 공정만을 거쳐 완숙된 양질의 비료를 제조함으로써 연안 해역의 환경을 효율적으로 보전함과 더불어 자연자원을 이용할 수 있도록 해저퇴적물의 살균방법을 이용한 유기질비료 제조방법을 제공함에 있다.
이러한, 본 발명의 목적은 해저 퇴적물을 펌핑한 후 상기 퇴적물을 탈수하는 펌핑 및 탈수 공정과, 상기 탈수된 해저 퇴적물에 축산분뇨, 인 분뇨, 분쇄한 음식물 쓰레기 및 하수 슬러지 등의 유기성 폐기물을 혼합하는 유기물 혼합공정과, 상기 퇴적물 및 유기성 폐기물을 혼합한 혼합폐기물에 살균첨가제를 투여하여 대장균군, 분변계 대장균 및 생균수를 사멸시키는 병원성 미생물로부터 안전성을 확보하고, 상기 혼합폐기물의 유기적 특성을 향상시키는 살균화 공정에 의해 달성된다.
도 1은 본 발명에 의한 유기질비료 제조공정을 순차적으로 나타내는 공정도.
도 2는 본 발명에 의한 살균화 공정을 거친 시료를 비교하여 나타낸 도표.
본 발명의 이들 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 실시 예는 이해를 돕기위해 예시적으로 기재하는 것일 뿐 본 발명을 한정하려는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 의한 유기질비료 제조공정을 순차적으로 나타내는 공정도를 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 해저퇴적물을 이용한 유기질비료 제조방법은 우선, 연안 해역의 해저 퇴적물을 펌핑한 후 탈수하는 펌핑 및 탈수공정을 수행한다. 그런 다음, 탈수된 퇴적물에 축산분뇨, 인 분뇨, 분쇄한 음식물 쓰레기, 분뇨 및 하수 슬러지 등의 유기성 폐기물을 혼합하는 유기물혼합공정을 수행한다.
그런 다음, 퇴적물 및 유기물을 혼합한 혼합폐기물에 생석회(CaO) 또는 생석회와 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 병행 사용한 살균 첨가제를 투여하여 혼합폐기물의 살균화 반응을 일으키는 살균화 공정을 수행한다.
그런 다음, 상기 혼합폐기물을 건조하는 건조공정을 수행하면, 유기질 함량이 높은 양질의 유기질비료를 생산할 수 있다. 또한 사용상의 편의를 위하여 유기질비료를 팰렛 형태로 생산할 수도 있다.
건조공정시 살균 처리된 처리된 혼합폐기물의 살균화 반응물을 공기중에 노출하여 이산화탄소와 반응하게 함으로써 탄산칼슘을 생성시켜 약알카리성을 유지하도록 한다. 이러한 반응의 실시예를 아래와 같이 설명한다.
1. 비료의 성분분석
1.1 퇴적물과 축산분뇨 혼합율에 따른 성분비교
퇴적물과 축산분뇨를 건중량비 1 : 1.18 및 1 : 4로 혼합하여 시료로 사용하였으며, 편의상 건중량비 1 : 1.18을 A 혼합, 1 : 4를 B 혼합으로 표기한다.
유기질 비료의 성분분석
종 류 A 혼합(%) B 혼합(%)
T-N 0.70∼1.60(1.25) 0.77∼2.09(1.39)
CaO 5.40∼15.20(12.05) 5.37∼23.90(12.87)
MgO 1.78∼37.60(17.56) 2.03∼39.40(18.66)
P2O5 0.83∼1.69(1.27) 0.92∼2.33(1.47)
K2O 0.89∼2.27(1.56) 0.93∼2.17(1.65)
유기물 31.21∼40.15(35.71) 30.40∼47.26(38.66)
표 1에 나타낸 바와 같이, A혼합의 경우 질소, 인산, 칼륨성분의 범위는 각각 0.70∼1.60(1.25), 0.83∼1.69(1.27), 0.89∼2.27(1.56)이며, 평균값의 합계는 4.08%이었고 B혼합의 경우 질소, 인산, 칼륨성분의 범위는 각각 0.77∼2.09(1.39), 0.92∼2.33(1.47), 0.93∼2.17(1.65)이며, 평균값의 합계는 4.51%이었다.
실험에 사용한 퇴적물의 유기물 함량은 9.5% 이었으나 축산분뇨를 혼합 처리할 경우 유기물 함량은 35.71∼38.66%로 증가하여 비료기준 25%이상을 만족하였다. 또한 질소, 인산, 칼륨의 3성분간에 차이가 없고, 토양에 비료 주입시 영양분이 골고루 사용되어 과잉 영양분의 토양집적은 없을 것으로 생각된다.
1.2 첨가제 종류 및 양에 따른 성분비교
비료화 방법의 첨가제는 생석회(CaO) 및 수산화마그네슘(Mg(OH)2)이며 사용량은 혼합 시료량에 대하여 건중량으로 계산하여 CaO는 30% 및 60%, CaO + Mg(OH)2는 15% + 150% 및 30% + 300%를 ES 살균화 반응기에 각각 투입하여 교반시켰다.
첨가량에 의한 화학적 성분조성
종 류 CaO(30%) CaO(60%) CaO+Mg(OH)2(15%+150%) CaO+Mg(OH)2(30%+300%)
T-N(%) 1.85 1.55 1.15 0.74
CaO(%) 16.00 22.95 5.41 5.48
MgO(%) 1.99 2.04 29.90 38.50
P2O5(%) 2.01 1.52 1.07 0.88
K2O(%) 2.22 2.01 1.28 0.91
유기물(%) 43.71 30.81 39.83 34.39
표 2에 나타낸 바와 같이, 살균 처리제 양에 따른 분석결과 생석회(CaO) 30% 첨가하였을 때의 칼슘은 16.00%, 마그네슘은 1.99%이었으며, 60% 첨가하였을 때의 칼슘은 22.95%, 마그네슘은 2.04% 이었다. 생석회 만을 첨가제로 사용하였을 때 30%에서 60%로 증가할수록 칼슘성분은 증가하였으나 다른 영양분은 감소하는 경향을 나타내었다. 그리고 생석회와 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 병행 사용한 결과 15% + 150%의 경우 칼슘은 5.41%, 마그네슘은 29.90%이었으며, 30% + 300%의 경우 칼슘은 5.48%, 마그네슘은 38.50%으로 마그네슘 성분이 증가함을 볼 수 있다.
2. 비료의 위해성 분석
2.1 중금속 농도 분포
중금속 성분을 분석해 본 결과 퇴적물 및 축산분뇨의 농도는 Cu가 34.50 및 637.73mg/kg, Pb이 27.03 및 3.6mg/kg, Cr이 87.63 및 15.11mg/kg, Cd이 0.32 및0.88, Zn이 10.10 및 39.42mg/kg로 나타났다. 퇴적물과 축산분뇨를 1 : 1.18로 혼합하여 살균 처리한 시료의 중금속 범위는 Cu가 14.79 ∼ 125.76 (77.13) mg/kg, Pb이 2.77 ∼ 7.53 (5.05) mg/kg, Cr이 10.49 ∼ 35.42 (24.16) mg/kg, Cd이 0.20 ∼ 1.31 (0.76) mg/kg, Zn이 124.72 ∼ 313.43 (219.18) mg/kg로 나타났다. 또한 퇴적물과 축산분뇨를 1 : 4로 혼합하여 살균 처리한 시료의 중금속 범위는 Cu가 90.99 ∼ 253.92 (170.22) mg/kg, Pb이 3.74 ∼ 13.65 (8.86) mg/kg, Cr이 8.06 ∼ 14.94 (12.31) mg/kg, Cd이 0.18 ∼ 1.62 (0.92) mg/kg, Zn이 108.48 ∼ 257.97 (188.51) mg/kg로 나타났다.
중금속 농도분포
종 류 퇴적물(mg/kg) 축 산분 뇨(mg/kg) A 혼 합(mg/kg) B 혼 합(mg/kg)
Cu 34.50 637.73 14.79∼125.76(77.13) 90.99∼253.92(170.22)
Pb 27.03 3.60 2.77∼7.53(5.05) 3.74∼13.65(8.86)
Cr 87.63 15.11 10.49∼35.42(24.16) 8.06∼14.94(12.31)
Cd 0.32 0.88 0.20∼1.31(0.76) 0.18∼1.62(0.92)
Zn 10.10 39.42 124.72∼313.43(219.18) 108.48∼257.97(188.51)
표 3에 나타내 보인 바와 같이, 중금속은 비료 관리법으로 규제하고 있으며 퇴비의 중금속 함량 기준치는 구리 500(mg/Kg), 납 150(mg/Kg), 크롬 300(mg/Kg), 카드늄 5(mg/Kg)이하로서 살균화 반응을 마친 시료의 유해 중금속 함량은 퇴비기준을 만족하였다.
2.2 대장균군, 분변성 대장균 및 생균수 변화
살균처리전 퇴적물과 축산분뇨의 혼합상태에서 대장균군 및 분변계 대장균 수는 각각 1.7∼4.9 × 106MPN/100g, 1.3∼4.9 × 106MPN/100g이었으며, 생균수는 1.3∼2.4 × 108/g이었다. 살균처리후의 대장균군 및 분변계 대장균은 검출되지 않았으며, 생균수는 2.0∼5.4 × 103/g으로 나타났다. 특히 분변계 대장균을 살균처리전·후 비교했을 때 6 log cycle정도 적었으며, 생균수는 살균처리전·후에 5 log cycle가 적었다. 이러한 원인을 살펴보면 살균화 과정의 열, 가스 및 강알카리성에 기인하며, 유기질 비료로 토양에 시용할 경우 병원성 미생물로부터 안전할 것으로 생각된다. 또한 이것을 첨가제 양에 따른 살균효과를 살펴보기 위하여 대장균군, 분변계 대장균, 생균수를 살펴 보았다. 살균 처리전 퇴적물과 축산분뇨의 혼합상태에서 대장균군 및 분변계 대장균 수는 각각 3.3 × 106MPN/100g, 3.1 × 106MPN/100g이었으며, 생균수는 1.9 × 108/g이었다. CaO 30% 및 60%첨가하여 살균처리 한 경우 대장균군 및 분변계 대장균은 검출되지 않았으며, 생균수는 각각 5.2 × 103/g, 4.8 × 103/g으로 나타났다. CaO 15%+Mg(OH)2150% 및 CaO 30%+Mg(OH)2300%첨가하여 살균처리 한 경우 대장균군 및 분변계 대장균은 검출되지 않았으며, 생균수는 각각 7.1 × 103/g, 2.8 × 103/g으로 나타났다. 첨가제에 따른 살균효과를 보면 생균수만 2.8∼7.1 × 103/g범위를 나타내었다.
살균처리의 세균수
종 류 혼 합 MPN/100g Viable cell count/g
Coliform group FecalColiform 35℃
퇴적물 혼합 A 혼 합 1.7 × 106 1.3 × 106 2.4 × 108
B 혼 합 4.9 × 106 4.9 × 106 1.3 × 108
살 균 처 리 A 혼 합 ＜18∼＜18(＜18)1) ＜18∼＜18(＜18) 2.0 × 103∼8.0 × 103(4.9 × 103)
B 혼 합 ＜18∼＜18(＜18) ＜18∼＜18(＜18) 3.5 × 103∼5.4 × 103(4.5 × 103)
1)중앙값
첨가량에 따른 살균처리 세균수
구 성 MPN/100g 생균수/g
대장균군 분변계대장균 35℃
퇴적물 혼합 3.3 × 106 3.1 × 106 1.9 × 108
살 균 처 리 CaO 30% ＜18∼＜18(＜18)1) ＜18∼＜18(＜18) 5.2 × 103
CaO 60% ＜18∼＜18(＜18) ＜18∼＜18(＜18) 4.8 × 103
CaO+Mg(OH)2(15%+150%) ＜18∼＜18(＜18) ＜18∼＜18(＜18) 7.1 × 103
CaO+Mg(OH)2(30%+300%) ＜18∼＜18(＜18) ＜18∼＜18(＜18) 2.8 × 103
1)중앙값
결론적으로, 퇴적물의 자원화 기술 중 토양비료 분야에서 관심을 갖는 분야는 안전성 있는 비료의 제조에 있다. 비료제조기술은 아주 오랜 옛날부터 사용되어 왔으며, 인류 문명발달과 맥을 같이 하고 있다. 그러나 자연 상태에서 비료제조에 소요되는 기간은 6개월에서 1년 정도인 것으로 알려져 있다. 최근의 자원화 기술은 단기간에 많은 물량을 처분하며, 속성 비료화를 위한 다양한 공정들이 개발 이용되고 있다. 또한 비료로 생산된 제품은 상품으로 판매되므로 작물을 재배하는데 문제가 없는 완숙된 것이어야 한다. 이러한 관점에서 생석회(CaO)을 이용한 양식장 퇴적물의 살균처리를 이용한 살균화 공법을 도입하고자 한다.
칼슘의 농도를 보면 생석회(CaO) 60%, B 혼합이 최고량을 차지하였으나 마그네슘의 농도는 감소하는 경향을 보이고 있으며, 비료의 3대 영양분인 질산, 인산, 칼륨합의 농도도 감소하고 있어 적절한 투입 양이라 볼 수 없다.
또한 마그네슘의 측면에서 보면 생석회(CaO) + 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 30% + 300%, B 혼합이 최고의 값을 보였으며, 칼슘의 농도 및 3성분 합의 농도는 감소하고 있다(도 2참조).
대장균군 및 분변계 대장균의 완전사멸과 생균수의 감소경향을 볼 때 위생상의 안전성을 고려하여 CaO 30%가 적당할 것으로 보이며, 보조물질 또는 영양분의 보강제 측면에서뿐만 아니라 경제적인 측면에서 수산화 마그네슘을 생석회와 병행해서 사용하는 바람직할 것으로 보인다.
생석회를 이용한 양식장 퇴적물의 살균처리를 이용한 살균화공법을 도입하고 퇴적물을 비료자원으로 활용하기 위해 비료 성분분석, 중금속 및 병원성 미생물의 위해성 분석을 행한 결과를 요약하면 다음과 같다.
퇴적물과 축산분뇨의 혼합율에 따른 성분 분석결과 혼합율이 1 : 1.18인 경우 질소, 인산 및 칼륨은 각각 1.25%, 1.27% 및 1.56%로 합계 4.08%로 나타났으며, 혼합율이 1 : 4인 경우 질소, 인산 및 칼륨은 각각 1.39%, 1.47% 및 1.65%로 합계 4.51%를 나타나 혼합율이 증가할수록 영양분은 증가함을 보인다.
살균 처리제 양에 따른 분석결과 생석회(CaO) 30% 첨가하였을 때의 칼슘은 16.00%, 마그네슘은 1.99%이었으며, 60% 첨가하였을 때의 칼슘은 22.95%, 마그네슘은 2.04% 이었다. 생석회 만을 첨가제로 사용하였을 때 30%에서 60%로 증가할수록 칼슘성분은 증가하였으나 다른 영양분은 감소하는 경향을 나타내었다. 그리고 생석회와 수산화 마그네슘을 병행 사용한 결과 15% + 150%의 경우 칼슘은 5.41%, 마그네슘은 29.90%이었으며, 30% + 300%의 경우 칼슘은 5.48%, 마그네슘은 38.50%으로 마그네슘 성분이 증가하여 경제적인 측면에서뿐만 아니라 보조물질 또는 영양분의 보강제 측면에서 수산화 마그네슘을 생석회와 병행 사용할 수 있다.
마그네슘의 기능 및 결핍에 따른 증상 등을 살펴보면 다음과 같다.
마그네슘은 식물체에서 칼슘과 칼륨보다 함량은 적은 편이나 그 기능은 매우 다양하며, 특히 인산이 관여하는 반응에서 여러 종류의 효소를 활성화시켜 적극적으로 여러 물질 대사에 관여하는 특성이 있다. 즉, 마그네슘은 엽록소의 구성성분으로 인산의 이동을 용이하게 하고, 유지의 합성을 돕는 역할을 한다.
만일, 이와 같은 마그네슘이 결핍되면 늙은 잎의 잎가에서 잎맥 사이가 황화하며, 과실이 열린 부근의 잎에 결핍이 나타나기 시작하고, 잎맥이나 잎자루가 자색이 되는 현상이 발생하게 되므로, 비료 영양분의 보강제 측면에서 수산화 마그네슘을 생석회와 병행 사용하는 것이 바람직하다 할 것이다.
살균처리전 퇴적물과 축산분뇨의 혼합상태에서 대장균군 및 분변계 대장균 수는 각각 1.7∼4.9 × 106MPN/100g, 1.3∼4.9 × 106MPN/100g이었으며, 생균수는 1.3∼2.4 × 108/g이었다. 살균처리후의 대장균군 및 분변계 대장균은 검출되지 않았으며, 생균수는 2.0∼5.4 × 103/g으로 나타나 현저한 감소를 나타내었다. 그리고, 시료중의 중금속 함량은 Cu가 14.79∼253.92mg/Kg, Pb이 2.77∼13.65mg/Kg, Cr이 8.06∼35.42mg/Kg, Cd이 0.18∼1.62mg/Kg으로 퇴비 기준을 만족함을 알 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 살균화방법을 해저 퇴적물과 상기 해저퇴적물에 혼합한 유기폐기물에 적용하여 유기질비료를 생산하는 것임을 알수 있다. 이에 살균화 방법에 대하여 간단히 살펴본다.
살균화는 혼합폐기물을 이화학적 및 위생학적으로 살균시켜 혼합폐기물의 환경 부적격인 측면인 악취, 병원균 및 혐오감 등을 해소하며 비료의 토양 주입시 농작물의 병원성 미생물 및 유해물질의 영향을 받지 않고 안전한 농작물을 재배하기 위한 공정이다. 따라서, 살균화는 유기성폐기물이 첨가제와 전체적, 혹은 부분적으로 결합되는 공정이라 할 수 있다.
이와 같은 살균화방법을 이용한 본 발명의 유기질비료 제조방법을 화학반응식을 통해 좀더 상술한다.
본 발명은 펌핑 및 탈수 공정을 수행한 해저퇴적물에 축산분뇨, 인 분뇨, 분쇄한 음식물 쓰레기, 분뇨 및 하수 슬러지 등의 유기성 폐기물을 혼합한 후 생석회를 첨가제로 이용하여 살균화 반응을 시킨 것으로써, 상기 살균화 반응은 다음과 같이 쓸 수 있다.
살균화 화학반응은 반응기내의 화학반응과 반응기외의 반응 즉 건조반응과, 토양내 반응으로 나누어 살펴볼 수 있으며, 먼저 반응기내의 화학반응은, pH ; 12∼13 으로, 약품의 주성분인 산화칼슘(CaO)을 투입 후 수산화칼슘(Ca(OH)2 ,Ca(HCO3)2)로 변화하여 강열반응을 일으키게 되고, 열은 악취 성분을 분해하며, 수소이온농도(pH)를 강알카리화 시켜 병원균을 사멸시킨다.
다음으로, 반응기외 반응 즉 건조의 원리는 반응 후 처리물은 공기 노출시 이산화탄소(CO2)와 반응하여 탄산칼슘이 생성되고, 상기 탄산칼슘의 수소이온농도(pH)는 약알카리성을 유지한다.
마지막으로 본 발명에 의한 해저퇴적물을 이용한 유기질비료 제조방법에 의해 제조된 비료를 토양에 주었을때는 자연히 중탄산 칼슘(Ca(HCO3)2)이 되고, 이것이 해리하여 약알카리 상태가 되어 산성토양을 중화한다.
또한, 수산화 마그네슘을 병행사용하여 생석회의 사용량을 줄일수 있으며 실시예 에서와 같이 마그네슘의 보강제로 작용한다고 할 수 있다.
상기와 같이, 생석회와 연안 양식장 해저 퇴적물의 화학반응시 자연 발생되는 반응열 및 강알카리성으로, 연안 양식장 해저 퇴적물의 악취 및 병원균이 제거되고 건조된 제품은 양질의 유기질 비료가 된다.
본 발명에 의한 살균화 처리방법을 적용할 경우, 기존의 발효공법과 비교를 한다면, 본 발명에 의한 살균화 방법은 염분의 작용에 영향을 받지 않고, 수분 조절제를 쓰지 않으며, 비교적 단시간에 퇴적물을 처리할 수 있다는 것이다. 현재 국내에 설립된 발효 공법을 이용한 부산물 비료공장은 인건비 율이 높아 효율성이 낮고, 전량을 가열로써 건조하기 때문에 건조에 많은 비용이 들어 경영상의 어려움이 있다. 또한 살균화공법을 적용한 방법은 연안양식 어장의 부영양화를 가중시키고 있고 적조발생과 같은 2차적인 문제를 야기 시키고 있는 퇴적물을 직접제거 함으로서 양식어업의 지속적인 생산성 유지 및 경영의 안정을 도모하며 퇴적물을 재활용할 수 있으며, 토양 및 작물에 재이용시 악영향을 끼치지 않아 산업상의 이용 가능성은 높아질 것으로 기대된다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시 예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 연안 양식장 오염 퇴적물의 살균화 방법을 이용한 유기질비료 제조방법은 해저 퇴적물을 펌핑한 후 상기 퇴적물을 탈수하는 펌핑 및 탈수 공정과, 상기 탈수된 해저 퇴적물에 축산분뇨, 인 분뇨,분쇄한 음식물 쓰레기 및 하수 슬러지 등의 유기성 폐기물을 혼합하는 유기물 혼합공정과, 상기 퇴적물 및 유기성 폐기물을 혼합한 혼합폐기물에 살균첨가제를 투여하여 대장균군, 분변계 대장균 및 생균수를 사멸시키는 병원성 미생물로부터 안전성을 확보하고, 상기 혼합폐기물의 유기적 특성을 향상시키는 살균화 공정과, 살균화 처리된 혼합폐기물공정을 포함한 순으로 진행함으로써, 해저퇴적물을 재활용하여 비교적 짧은 시간에 양질의 비료를 제조하고, 자원화 함으로서 연안 해역의 환경을 개선하고, 효율적으로 보전함과 더불어 자연자원을 이용할 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 해저 퇴적물을 펌핑한 후 상기 퇴적물을 탈수하는 펌핑 및 탈수 공정,
    상기 탈수된 해저 퇴적물에 축산분뇨, 인 분뇨, 분쇄한 음식물 쓰레기 및 하수 슬러지 등의 유기성 폐기물을 혼합하는 유기물 혼합공정,
    상기 퇴적물 및 유기성 폐기물을 혼합한 혼합폐기물에 살균 첨가제를 투여하여 대장균군, 분변계대장균 및 생균수를 사멸시키는 병원성 미생물로부터 안전성을 확보하고, 상기 혼합폐기물의 유기적 특성을 향상시키는 살균화 공정을 포함하며,
    상기 살균화 공정에 투여하는 살균 첨가제는 생석회(CaO) 및 수산화마그네슘(Mg(OH)2)으로서, 상기 생석회는 건중량 15∼30%, 상기 수산화마그네슘은 건중량 150∼300% 로 투여하는 것을 특징으로 하는 연안 양식장 오염 퇴적물의 살균화 방법을 이용한 유기질비료 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 유기물 혼합공정은 해저 퇴적물과 유기성 폐기물을 건중량비 1:4 로 혼합하는 것을 특징으로 하는 연안 양식장 오염 퇴적물의 살균화 방법을 이용한 유기질비료 제조방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3항에 있어서, 상기 살균화 처리된 혼합 폐기물의 살균화 반응물을 공기중에 노출하여 탄산칼슘을 생성시킴으로써 약알카리성을 유지하도록 하는 건조공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연안 양식장 오염 퇴적물의 살균화 방법을 이용한 유기질비료 제조방법.
KR10-2000-0030155A 2000-06-01 2000-06-01 양식장 오염 퇴적물의 살균화 방법을 이용한 유기질비료제조방법 KR100366394B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0030155A KR100366394B1 (ko) 2000-06-01 2000-06-01 양식장 오염 퇴적물의 살균화 방법을 이용한 유기질비료제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0030155A KR100366394B1 (ko) 2000-06-01 2000-06-01 양식장 오염 퇴적물의 살균화 방법을 이용한 유기질비료제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000054326A KR20000054326A (ko) 2000-09-05
KR100366394B1 true KR100366394B1 (ko) 2003-01-09

Family

ID=19671033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-0030155A KR100366394B1 (ko) 2000-06-01 2000-06-01 양식장 오염 퇴적물의 살균화 방법을 이용한 유기질비료제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100366394B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100809850B1 (ko) 2007-02-27 2008-03-04 (주)광선 음식물 쓰레기의 퇴비화 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020067077A (ko) * 2001-02-15 2002-08-22 김영술 하수 슬러지를 이용한 유기미네랄 조성물과 그 제조방법
KR100387340B1 (en) * 2001-12-04 2003-06-11 Kyu Jae You Weak alkaline organic fertilizer using organic waste such as food garbages and preparation thereof
KR20180026831A (ko) * 2016-09-05 2018-03-14 남찬열 발효 양식장 퇴적물의 제조방법과 이를 이용한 사료 및 비료

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5014647A (en) * 1988-03-21 1991-05-14 Woltman Robert B Fish culture system
JPH06144979A (ja) * 1992-10-30 1994-05-24 Nobuo Ogura 余剰汚泥の有効利用
JPH07998A (ja) * 1993-06-10 1995-01-06 Shimanishi Kaken Kk 堆積したヘドロの処理方法
KR19980053127A (ko) * 1996-12-26 1998-09-25 안병량 수산 양식장의 수질 정화법
JPH11244898A (ja) * 1998-03-05 1999-09-14 Masanori Fujita 汚泥の処理方法および装置
KR20000001045A (ko) * 1998-06-08 2000-01-15 배평암 해저퇴적물을 이용한 유기질비료 제조방법
JP2000084599A (ja) * 1998-09-11 2000-03-28 Takamura Shuichi 汚物・汚水処理材、それを用いた汚物・汚水の処理方法及びその方法により得られた土壌活性材

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5014647A (en) * 1988-03-21 1991-05-14 Woltman Robert B Fish culture system
JPH06144979A (ja) * 1992-10-30 1994-05-24 Nobuo Ogura 余剰汚泥の有効利用
JPH07998A (ja) * 1993-06-10 1995-01-06 Shimanishi Kaken Kk 堆積したヘドロの処理方法
KR19980053127A (ko) * 1996-12-26 1998-09-25 안병량 수산 양식장의 수질 정화법
JPH11244898A (ja) * 1998-03-05 1999-09-14 Masanori Fujita 汚泥の処理方法および装置
KR20000001045A (ko) * 1998-06-08 2000-01-15 배평암 해저퇴적물을 이용한 유기질비료 제조방법
KR100267753B1 (ko) * 1998-06-08 2000-10-16 배평암 해저퇴적물을이용한유기질비료제조방법
JP2000084599A (ja) * 1998-09-11 2000-03-28 Takamura Shuichi 汚物・汚水処理材、それを用いた汚物・汚水の処理方法及びその方法により得られた土壌活性材

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100809850B1 (ko) 2007-02-27 2008-03-04 (주)광선 음식물 쓰레기의 퇴비화 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000054326A (ko) 2000-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2622881C (en) Organic containing sludge to fertilizer alkaline conversion process
US5282879A (en) Continuous process for the preparation of fertilizers from animal waste
KR20130123276A (ko) 유기성 폐기물의 폐수처리와 퇴비화하는 방법
US20050005660A1 (en) Liquid fertilizer incorporating biosolids and high concentrations of ammonium
AU2011320453A1 (en) Organic fertilizer and method of its production
KR20020030764A (ko) 축산분뇨의 처리 및 퇴비화 방법
CN112225419B (zh) 一种畜禽粪便资源化利用的方法
KR100472969B1 (ko) 액비를 제조하는 방법
KR100430815B1 (ko) 패각의 알카리 안정화공법을 이용한 유기질 비료제조방법
KR100366394B1 (ko) 양식장 오염 퇴적물의 살균화 방법을 이용한 유기질비료제조방법
KR20110101560A (ko) 토탄을 이용한 친환경 기능성 미네랄 비료 조성물 및 그 제조방법
KR100799660B1 (ko) 가축분뇨의 퇴비화 방법
KR101791565B1 (ko) 방사선을 이용한 축산액비 제조방법
KR100727123B1 (ko) 활성 미네랄 액제와 혈분, 천매암, 감람석,복합미생물제재를 이용한 하수슬러지의 비료화 방법
JP7233722B2 (ja) 土壌改良材の製造方法、肥料の製造方法及び土壌改良方法
KR100451856B1 (ko) 축산분뇨의 퇴비화방법
KR20030097395A (ko) 해양성 부식산콜로이드미셀의 펠렛트 제조방법과 이펠렛트를 이용한 유용미생물배양 및 이용방법.
JP3574974B2 (ja) 汚泥配合肥料の製造方法
CN112335608A (zh) 一种结合了有机固体废弃物处理的蚯蚓养殖体系
KR200244323Y1 (ko) 유기성 폐기물의 처리장치
KR20010069877A (ko) 유기성 폐기물의 처리방법
KR101657211B1 (ko) 개질된 활성오니, 이를 이용한 하수 및 오폐수 처리 방법 및 상기 방법에 의한 처리수의 이용
KR20090053583A (ko) 음식폐기물 탈리액의 액체비료화 방법
CN1860085A (zh) 结合生物固体和高浓度铵的液体肥料
KR900002556B1 (ko) 분뇨를 주재로한 유기질 비료의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant