KR100371522B1 - Manufacture Method of High Quality Manure Using Struvite Synthesis Reactction - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기성 폐기물의 퇴비화 공정에서 생성되는 암모니아성 질소를 스트루바이트 합성반응을 이용하여 침전시킴으로써 퇴비로부터 손실되는 질소의 양을 감소시켜 퇴비의 질소 함량을 증가시키는 퇴비제조법에 관한 것으로서, 유기성 폐기물의 유기물이 호기성 미생물에 의해서 1차 분해되게 하는 주발효단계와, 상기 주발효단계에서 발효된 퇴비를 주기적으로 혼합시키면서 숙성시키는 숙성발효단계를 포함하며, 상기 주발효단계에서는, 마그네슘이온 및 인산염이 상기 유기성 폐기물에 첨가되어 혼합 및 교반되어짐으로써, 상기 마그네슘이온 및 인산염과 상기 유기성 폐기물로부터 분해 생성된 암모니아성 질소가 서로 반응하여 스트루바이트 결정체가 형성되어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a compost manufacturing method of increasing the nitrogen content of compost by reducing the amount of nitrogen lost from compost by precipitating ammonia nitrogen produced in the composting process of organic waste using a struvite synthesis reaction. In the main fermentation step, the main fermentation step for the first decomposition of the organic matter of the aerobic microorganism and the fermentation compost fermented in the main fermentation step, and the ripening step, the main fermentation step, magnesium ion and phosphate By being added to the organic waste and being mixed and stirred, the magnesium ion and the phosphate and ammonia nitrogen generated by decomposition from the organic waste react with each other to form struvite crystals.
Description
본 발명은 스트루바이트(Mg(NH4)PO4·6H2O ; Struvite or Magnesium Ammonium Phosphate) 합성반응을 이용한 고품질 퇴비 제조법에 관한 것으로서, 특히 유기성 폐기물의 퇴비화 공정에서 생성되는 암모니아성 질소를 스트루바이트 합성반응을 이용하여 침전시킴으로써 퇴비로부터 손실되는 질소의 양을 감소시켜 퇴비의 질소 함량을 증가시키는 퇴비제조법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-quality composting process using the synthesis reaction of Struvite (Mg (NH 4 ) PO 4 · 6H 2 O; Struvite or Magnesium Ammonium Phosphate), and in particular, the ammonia nitrogen produced in the composting process of organic waste The present invention relates to a compost manufacturing method which increases the nitrogen content of the compost by reducing the amount of nitrogen lost from the compost by precipitating using the TrueByte synthesis reaction.
일반적으로 유기성 폐기물의 퇴비화 공정은 미생물의 분해작용이 활발하여 높은 온도를 유지하는 주발효 단계와 주변 온도를 유지하고 서서히 안정화되는 숙성발효로 구성된다.In general, the composting process of organic waste is composed of a main fermentation step to maintain a high temperature due to active decomposition of microorganisms, and a fermentation fermentation to maintain a stable ambient temperature.
유기성 폐기물의 퇴비화 시설에서 폐기물에 포함된 각종 유기물이 주발효 단계를 통해 미생물에 의해 분해되면서 다양한 종류의 물질이 생성된다. 이들 생성물은 퇴비에 잔류하거나 배가스로 배출되는데, 특히 질소성분은 일련의 호기성 분해과정을 통해 유기성 질소가 무기화되어 암모니아로 전환된다. 생성된 암모니아는 퇴비에 존재하면서 pH를 상승시킨다. pH가 상승하면 이온상태의 암모니아(NH4 +)가 자유 암모니아(NH3(aq))로 전환되어 퇴비로부터 배출되는데, 가스로 배출되는 이 암모니아는 퇴비화시설에서 발생하는 주요 악취물질의 하나이다.In the composting facility of organic waste, various kinds of substances are generated as the organic matter contained in the waste is decomposed by microorganisms through the main fermentation step. These products remain in the compost or are discharged as flue-gases. In particular, the nitrogen component is converted into ammonia by mineralizing organic nitrogen through a series of aerobic decomposition processes. The resulting ammonia is present in the compost and raises the pH. When the pH rises, ionic ammonia (NH 4 + ) is converted into free ammonia (NH 3 (aq) ) and discharged from the compost.
숙성단계에서는 질산화 반응, 탈질산화 반응이 유발되어 퇴비에 존재하는 암모니아가 질산염으로 전환된 다음 다시 질소 가스로 배출된다. 따라서 완전히 숙성된 퇴비에 존재하는 무기성 질소 성분은 매우 적은 양이 되며, 완숙퇴비에서 무기성 질소 성분에 따른 비료효과가 거의 나타나지 않는다.In the aging stage, nitrification and denitrification reactions are induced, and the ammonia present in the compost is converted to nitrate and then discharged to nitrogen gas. Therefore, the inorganic nitrogen component present in the fully mature compost is very small amount, and the fertilizer effect according to the inorganic nitrogen component is hardly shown in the mature compost.
유기성 폐기물의 퇴비화시설에서 발생하는 암모니아 가스는 악취의 원인이 될 뿐만 아니라 최종적으로 생산되는 퇴비의 질소함량을 감소시켜 퇴비의 활용가치를 저하시키는 문제점이 있다.The ammonia gas generated in the organic waste composting facility not only causes odor, but also reduces the nitrogen content of the finally produced compost, thereby lowering the utilization value of the compost.
상기와 같은 퇴비화 공정에서 발생하는 암모니아 손실을 감소시키기 위하여 종래에는 제올라이트, 이탄(Peat), 갈탄(Lignite)등과 같이 암모니아를 물리, 화학적으로 흡착할 수 있는 물질을 첨가하여 퇴비화하는 방법을 사용하거나, 퇴비화 반응에 따른 암모니아 발생과 pH 상승이 암모니아 손실의 주 요인으로 작용하므로 퇴비화 공정의 pH 변화를 억제하기 위해 완충능력이 있거나 pH를 낮게 유지할 수 있는 화학물질을 첨가하는 방법을 사용해 왔다.In order to reduce the ammonia loss generated in the composting process as described above, a conventional method of composting by adding a material capable of physically and chemically adsorbing ammonia, such as zeolite, peat, lignite, or the like, Since ammonia generation and pH rise due to the composting reaction are the main factors of ammonia loss, a method of adding a chemical having a buffering capacity or keeping the pH low has been used to suppress the pH change of the composting process.
구체적인 예로 일본공개특허 제3050173A2호는 유기폐기물의 호기성 발효에서 암모니아와 같은 염기성 물질의 발생을 억제시키는 방법에 관한 것으로 발효된 유기폐기물에 인산비료나 인산(orthophosphoric acid)을 첨가하여 pH를 6.0-7.5로 유지시킴으로써 단백질 분해시 발생되는 암모니아의 발생을 억제하여 악취발생을 감소시키고 질소의 손실을 감소시키는 방법에 관하여 개시되어 있다.As a specific example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 3050173A2 relates to a method for suppressing the generation of basic substances such as ammonia in aerobic fermentation of organic waste. The pH of the fermented organic wastes is adjusted to 6.0-7.5 by adding phosphate fertilizer or orthophosphoric acid. The present invention relates to a method for reducing the occurrence of odor and reducing the loss of nitrogen by inhibiting the generation of ammonia generated during proteolysis by maintaining the temperature.
그러나 종래의 제올라이트, 이탄, 갈탄 등의 물질을 첨가하는 퇴비화 방법은 수분함량, 온도등과 같은 퇴비화 조건에 따라 암모니아의 손실을 감소시키는 효과가 저하될 수 있으며 흡착된 암모니아는 퇴비로 이용시 작물이 쉽게 비료성분으로 활용할 수 없다는 문제점이 있다. 또한 종래의 화학물질을 첨가하여 pH의 변화를 억제시키는 퇴비화 방법은 퇴비화 공정이 갖는 동적 특성으로 인해 암모니아 손실을 감소시키는 효과가 비교적 낮다는 문제점이 있다.However, in the conventional composting method of adding a substance such as zeolite, peat, lignite, etc., the effect of reducing the loss of ammonia may be reduced depending on the composting conditions such as moisture content and temperature, and the adsorbed ammonia is easily cropped when used as compost. There is a problem that can not be utilized as a fertilizer component. In addition, the composting method of suppressing the change in pH by adding a conventional chemical has a problem that the effect of reducing ammonia loss due to the dynamic characteristics of the composting process is relatively low.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 퇴비화 공정에서 생성되는 암모니아성 질소를 마그네슘이온과 인산염을 이용하여 반응시켜 스트루바이트로 합성시킴으로써 퇴비로부터 손실되는 질소의 양을 크게 감소시킬 뿐만 아니라 퇴비의 질소 함량을 크게 증가시켜 퇴비의 품질을 향상시키는 방법을 제공한다.The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to react with ammonia nitrogen produced in the composting process by using magnesium ions and phosphate to synthesize struvite to be lost from compost. Not only does it significantly reduce the amount of nitrogen, but it also provides a method of improving the quality of the compost by greatly increasing the nitrogen content of the compost.
도 1은 건조된 퇴비에 존재하는 스트루바이트 결정을 주사전자현미경-EDS (Energy Dispersive X-ray)를 이용하여 측정한 스펙트럼.1 is a spectrum measured by using a scanning electron microscope-EDS (Energy Dispersive X-ray) of the struvite crystals present in the dried compost.
도 2는 표준물을 이용하여 합성한 스트루바이트 결정을 주사전자현미경-EDS (Energy Dispersive X-ray)를 이용하여 측정한 스펨트럼.2 is a spectrum measured by scanning electron microscopy-EDS (Energy Dispersive X-ray).
상기한 목적을 달성하기 위해 본, 발명은 유기성 폐기물의 유기물이 호기성 미생물에 의해서 1차 분해되게 하는 주발효단계와, 상기 주발효단계에서 발효된 퇴비를 주기적으로 혼합시키면서 숙성시키는 숙성발효단계를 포함하는 유기성 퇴비 제조법를 제공하되, 상기 유기성 퇴비 제조법은 상기 주발효단계에서 마그네슘이온 및 인산염이 상기 유기성 폐기물에 첨가되어 혼합 및 교반되어짐으로써, 상기 마그네슘이온 및 인산염과 상기 유기성 폐기물로부터 분해 생성된 암모니아성 질소가 서로 반응하여 스트루바이트 결정체가 형성되어지는 것을 특징으로 한다.또한, 본 발명은 유기성 폐기물의 유기물이 호기성 미생물에 의해서 분해되게 하는 주발효단계와, 상기 주발효단계에서 1차 발효된 퇴비를 주기적으로 혼합시키면서 숙성시키는 숙성발효단계를 포함하는 다른 유기성 퇴비 제조법을 제공하되,그 유기성 퇴비 제조법은 상기 숙성발효단계에서, 먼저, 마그네슘이온 및 인산염이 발효중인 퇴비에 첨가되어 혼합 및 교반되어짐으로써, 상기 마그네슘이온 및 인산염과 상기 퇴비로부터의 암모니아성 질소가 서로 반응하여 스트루바이트 결정체가 형성되어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a main fermentation step for causing the organic matter of the organic waste to be firstly decomposed by aerobic microorganisms, and a aging fermentation step of ripening while periodically mixing the compost fermented in the main fermentation step To provide an organic compost manufacturing method, the organic compost manufacturing method is ammonia nitrogen produced by decomposition of the magnesium ion and phosphate and the organic waste by the magnesium ion and phosphate is added to the organic waste in the main fermentation step is mixed and stirred Is reacted with each other to form struvite crystals. The present invention also provides a main fermentation step for causing organic matter of organic waste to be decomposed by aerobic microorganisms, and the first fermentation compost in the main fermentation step. Aging fermentation that is aged while mixing periodically Provided is an organic compost manufacturing method comprising a system, wherein the organic compost manufacturing method, in the fermentation step, first, the magnesium ions and phosphates are added to the fermentation compost and mixed and stirred, thereby the magnesium ions and phosphates and the compost Ammonia nitrogen from reacts with each other to form struvite crystals.
이때, 상기 마그네슘이온은 MgO, Mg(OH)2, MgSO4, MgCl2등 수용성 Mg화합물 및 Mg 함유 폐기물로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택된 것을 사용하는 것을 특징으로 하며 상기 인산염은 인산, KH2PO4, K2HPO4등 수용성 인산염 화합물 및 인산염 함유 폐기물로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택된 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.In this case, the magnesium ion is characterized in that at least one selected from the group consisting of water-soluble Mg compound, such as MgO, Mg (OH) 2 , MgSO 4 , MgCl 2 and Mg-containing waste, the phosphate is phosphoric acid, KH 2 PO It is characterized by using at least one selected from the group consisting of water-soluble phosphate compounds such as 4 , K 2 HPO 4 and phosphate-containing wastes.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 스트루바이트 합성반응을 이용한 퇴비제조공정을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a compost manufacturing process using the struvite synthesis reaction of the present invention.
유기성 폐기물과 톱밥, 폐종이, 나무조각 등의 첨가물을 혼합하여 수분함량을 60%이하로 조절한 다음 공기를 공급해 주면 유기성 폐기물이 호기성 미생물에 의해 활발히 분해된다. 초기단계에서는 쉽게 분해될 수 있는 유기물이 분해되면서 퇴비의 온도가 60℃ 또는 그 이상으로 상승하고 pH가 중성이하로 떨어진다. 그 후폐기물에 포함된 단백질과 같은 유기성 질소 성분이 점차 미생물에 의해 분해되면서 암모니아가 생성되고 이는 퇴비의 pH를 8∼9 범위로 상승시킨다.Organic wastes are mixed with additives such as sawdust, waste paper, wood chips, etc. to adjust the water content to 60% or less, and then air is supplied to decompose organic wastes actively by aerobic microorganisms. In the early stages, the organic matter, which can be easily decomposed, decomposes, increasing the temperature of the compost to 60 ° C or above and dropping the pH to neutral. Organic nitrogen components, such as proteins contained in the waste, are gradually decomposed by microorganisms to produce ammonia, which raises the pH of the compost to a range of 8-9.
다음은 첨가된 마그네슘이온과 인산염이 상기의 단계에서 생성된 암모니아성 질소와 반응하여 스트루바이트를 형성한 후 침전되는 단계로서, 폐기물에 존재하는 마그네슘이온과 인산염은 그 양이 매우 미량으로 퇴비화 과정에서 발생하는 암모니아와 반응하여 스트루바이트를 형성할 수 없기 때문에 퇴비화할 때 마그네슘이온과 인산염을 함유하는 물질을 첨가해야 한다.Next, the added magnesium ions and phosphates react with the ammonia nitrogen produced in the above step to form struvite, and then precipitate. The magnesium ions and phosphates present in the waste are composted to a very small amount. Since compost can not form struvite by reacting with ammonia from, it is necessary to add substances containing magnesium ions and phosphates when composting.
퇴비화 반응이 진행되면서 유기성 질소가 무기화되어 암모니아가 발생하고, 이는 일반적인 퇴비화 공정이 갖는 온도, pH, 수분함량 조건에서 첨가된 마그네슘이온 및 인산염과 반응하여 스트루바이트가 형성된다.As the composting reaction proceeds, organic nitrogen is inorganicized to generate ammonia, which forms a struvite by reacting with magnesium ions and phosphates added at the temperature, pH, and water content of a general composting process.
마그네슘이온과 인산염은 액상, 고상에 관계없이 마그네슘이온과 인산염을 포함하고 있는 다양한 종류의 화학물질로서 유기성 폐기물과 혼합하는 방법으로 첨가할 수 있다. 마그네슘이온은 MgO, Mg(OH)2, MgSO4, MgCl2등 물에 용해될 수 있는 화학물질 또는 마그네슘이온을 다량 함유한 폐기물이면 가능하고 인산염은 인산, KH2PO4, K2HPO4등 물에 용해될 수 있는 화합물 또는 인산염을 다량 함유한 폐기물 등 다양한 물질의 형태로 첨가할 수 있다.Magnesium ion and phosphate Regardless of the liquid phase and solid phase, various chemicals containing magnesium ions and phosphates can be added by mixing with organic wastes. Magnesium ion is MgO, Mg (OH)2, MgSO4, MgCl2It is possible to use wastes containing a large amount of chemicals or magnesium ions that can be dissolved in water.2PO4, K2HPO4It may be added in the form of various substances such as wastes containing a large amount of a compound or phosphate which can be dissolved in water.
마그네슘이온과 인산염을 첨가하는 방법은 퇴비화 시작 전에 폐기물에 첨가하는 방법, 퇴비화를 진행하면서 혼합 및 교반할 때 첨가하는 방법, 1차 발효후 숙성단계에서 첨가하는 방법 등 다양한 방법을 사용할 수 있고 마그네슘이온이나 인산염을 동시에 첨가할 필요는 없으며 첨가하는 순서도 스트루바이트 형성반응에 큰 영향을 미치지 않는다.The method of adding magnesium ion and phosphate can be used in various ways, such as adding to waste before composting, mixing and stirring while composting, and adding during fermentation after primary fermentation. It is not necessary to add phosphate or phosphate at the same time, and the order of addition does not significantly affect the struvite formation reaction.
퇴비화 시작 전에 폐기물에 첨가하는 방법은 유기성 폐기물과 톱밥과 같은 첨가제를 혼합하는 공정 단계에서 마그네슘이온이나 인산염을 첨가하는 방법으로 가장 효과적이고 용이한 방법이다. 퇴비화를 진행하면서 혼합 및 교반할 때 첨가하는 방법은 퇴비화 반응이 진행되는 단계에서도 주기적으로 퇴비더미를 교반시켜 주어야 하므로 이 때 마그네슘이온이나 인산염을 첨가하는 방법으로 기존 교반장치에 이를 주입할 수 있는 장치의 설치가 필요하다. 1차 발효 후 숙성단계에서 첨가하는 방법은 주발효 과정에서 암모니아가 손실된 후 퇴비에 잔류하는 부분을 숙성과정에서 스트루바이트로 보존하기 위한 방법으로 상기 두 방법에 비하여 효과가 크지 않다.The addition of waste to compost before composting is the most effective and easy way to add magnesium ions or phosphates in the process of mixing organic waste with additives such as sawdust. The method of adding when mixing and stirring while composting is required to stir the compost pile periodically even in the step of composting reaction, so that the device can be injected into the existing stirring device by adding magnesium ion or phosphate at this time. Installation is required. The method of adding in the aging step after the first fermentation is a method for preserving the remaining part in the compost after ammonia loss in the main fermentation process as a struvite during the aging process is less effective than the two methods.
폐기물의 종류 및 톱밥, 나무조각 등의 혼합물의 혼합량에 따라 총 질소이 함량이 변화되어 발생할 수 있는 암모니아의 양이 달라지므로 마그네슘이온과 인산염의 첨가량은 퇴비화반응이 진행됨에 따라 발생할 수 있는 암모니아와 충분히 반응할 수 있으면서 미생물의 활성을 저해하지 않는 범위에서 첨가량을 결정해야 한다. 따라서 마그네슘이온과 인산염의 첨가량은 총 질소 함량에 따라 결정되어야 하며 총 질소 함량의 10∼15%에 해당하는 질소와 반응할 수 있는 양을 혼합물의 건조중량을 기준으로 첨가한다. 이때 암모니아:마그네슘이온:인산염의 몰비는 1:1:1이 적합하다.The amount of ammonia that can be generated by changing the total nitrogen content varies according to the type of waste and the mixture of the mixture of sawdust and wood chips, so the amount of magnesium ion and phosphate reacts with the ammonia that may occur as the composting reaction proceeds. The amount of addition should be determined as long as possible but without inhibiting the activity of the microorganisms. Therefore, the amount of magnesium ion and phosphate added must be determined according to the total nitrogen content, and an amount capable of reacting with nitrogen corresponding to 10-15% of the total nitrogen content is added based on the dry weight of the mixture. At this time, the molar ratio of ammonia: magnesium ion: phosphate is 1: 1: 1.
다음은 주발효 과정에서 생성된 퇴비를 숙성시키는 단계로 퇴비화 시설에서통상적으로 사용하고 있는 방법으로 진행된다. 1차 발효를 거친 퇴비를 쌓아 저장하면서 주기적으로 혼합하여 1차 발효과정에서 미처 분해되지 못한 유기물과 발효과정에서 생성된 물질을 안정화시킨다.The next step is to ripen the compost produced during the main fermentation process, which is normally used in composting facilities. The primary fermentation compost is stored and stored and mixed periodically to stabilize organic materials that have not been decomposed during the first fermentation process and materials produced during the fermentation process.
도 1은 마그네슘이온과 인산염을 첨가하여 스트루바이트 형성시킨 건조 퇴비에 존재하는 스트루바이트 결정을 SEM-EDS(Scanning Electron Microscope- Energy Dispersive X-ray)를 이용하여 분석한 결과이고, 도 2는 표준물을 이용하여 합성한 스트루바이트 결정을 SEM-EDS(Scanning Electron Microscope Energy Dispersive X-ray)를 이용하여 분석한 결과이다.1 is a result of analyzing the struvite crystals present in the dry compost formed by the addition of magnesium ions and phosphate struvite using SEM-EDS (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray), FIG. The struvite crystals synthesized using the standard were analyzed by SEM-EDS (Scanning Electron Microscope Energy Dispersive X-ray).
도 1의 퇴비에서 스트루바이트는 암모니아, 마그네슘이온이온, 인산염을 1:1:1의 몰비가 되도록 물에 다량 첨가하여 실온, 대기압 조건에서 결정체로 침전된 것으로 물의 pH와 온도에 따라 침전되는 스트루바이트 양이 변화된다. pH 7.5∼9.5 범위에서 가장 많이 침전되고 온도가 높아질수록 용해도가 떨어져 침전되는 양이 많아진다. 도 2의 표준물로 합성된 스트루바이트는 NH4Cl, MgCl2·6H2O, KH2PO4를 각각 0.5몰씩 물에 첨가하여 합성시킨 것이다. 도 1 및 도 2의 결과로부터 도 1의 퇴비에서 형성된 스트루바이트와 도 2 표준물로 합성한 스트루바이트에서 칼륨 원소가 검출되고 주요 구성 광물이 일치하는 것을 알 수 있으며 호기성 퇴비화 반응에서 스트루바이트가 형성됨을 확인할 수 있다.In the compost of FIG. 1, struvite is precipitated by crystallization at room temperature and atmospheric pressure by adding a large amount of ammonia, magnesium ions and phosphate to water in a molar ratio of 1: 1: 1. The amount of true bytes is changed. The most precipitated in the pH range of 7.5 to 9.5 and the higher the temperature, the less solubility and the more precipitated. Struvite synthesized with the standard of FIG. 2 is synthesized by adding 0.5 mol of NH 4 Cl, MgCl 2 .6H 2 O, and KH 2 PO 4 to water. It can be seen from the results of FIGS. 1 and 2 that the elemental potassium is detected in the struvite formed in the compost of FIG. 1 and the struvite synthesized from the standard of FIG. 2 and that the main constituent minerals coincide. You can see that a bite is formed.
본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.If the present invention will be described in detail based on the Examples as follows, the present invention is not limited to the Examples.
< 실시예 1 ><Example 1>
음식쓰레기와 나무조각을 C/N 비는 20, 초기 수분함량이 60%가 되도록 혼합하여 공기를 공급하면서 퇴비화 한다. Mg이온과 인산염은 각각 MgCl2·6H2O와 KH2PO4를 총 질소의 15%에 해당하는 양의 암모니아와 반응할 수 있도록 혼합물의 건조중량을 기준으로 첨가하였다. 이때 암모니아, Mg이온, 인산염의 몰비율은 1:1:1이 되도록 하여 제조하였다. 제조된 퇴비에 존재하는 암모니아 함량은 추출하지 않은 상태의 고상 시료를 추출액으로 증류시켜 증류되는 암모니아를 4% 붕산(boric acid)로 흡수시킨 후 0.02N 황산 표준용액으로 적정하여 측정하였다. 유기성 질소는 수질오염 공정시험법에 따라 고온, 산성조건에서 소화시켜 암모니아로 전환시킨 다음 암모니아를 상기와 동일한 방법으로 측정하였다. TKN은 유기성 질소와 암모니아의 합이다. 상기에서 측정한 스트루바이트 퇴비의 NH3-N, TKN, 유기성질소의 함량을 표 1에 나타내었다.Food waste and wood chips are composted while supplying air by mixing the C / N ratio to 20 and the initial moisture content to 60%. Mg ions and phosphates were added based on the dry weight of the mixture to allow MgCl 2 .6H 2 O and KH 2 PO 4 to react with ammonia in an amount equivalent to 15% of the total nitrogen. At this time, the molar ratio of ammonia, Mg ion, and phosphate was prepared to be 1: 1: 1. The ammonia content present in the prepared compost was measured by distilling the non-extracted solid sample into the extract, absorbing the distilled ammonia with 4% boric acid, and titrating with 0.02N sulfuric acid standard solution. Organic nitrogen was digested under high temperature and acidic conditions according to the water pollution process test method, and then converted to ammonia, and ammonia was measured in the same manner as described above. TKN is the sum of organic nitrogen and ammonia. Table 1 shows the NH 3 -N, TKN, and organic nitrogen content of the struvite compost measured above.
< 비교예 1 ><Comparative Example 1>
일반 음식쓰레기 퇴비의 NH3-N, TKN, 유기성질소의 함량을 실시예 1과 동일한 방법으로 실험하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다.The contents of NH 3 -N, TKN, and organic nitrogen of general food waste compost were tested in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
표 1의 결과로부터 비교예 1의 일반 음식쓰레기 퇴비의 1차 발효 후 암모니아 함량은 건조중량 기준으로 0.28∼0.56%이나 실시예 1의 스트루바이트 퇴비에는 1.16∼1.52%의 암모니아가 존재하여 암모니아 함량이 3∼5배 증가하였다. 숙성 후 일반 퇴비에는 암모니아 함량이 0.2% 미만이나 스트루바이트 퇴비에는 1%이상의 높은 값을 그대로 유지하고 있다. 따라서 숙성된 퇴비의 질소성분에 따른 스트루바이트 퇴비의 비료가치가 크게 향상되었음을 알 수 있다.From the results of Table 1, the ammonia content after the first fermentation of the general food waste compost of Comparative Example 1 was 0.28 to 0.56% by dry weight, but 1.16 to 1.52% of ammonia was present in the struvite compost of Example 1 This increased 3 to 5 times. After aging, ammonia content is less than 0.2% for general compost, but higher than 1% for struvite compost. Therefore, it can be seen that the fertilizer value of struvite compost according to the nitrogen content of the aged compost was greatly improved.
상술한 바와 같이, 본 발명의 스트루바이트 합성반응을 이용한 퇴비 제조법은 암모니아성 질소의 배출을 감소시킴으로써 퇴비화 시설에서 흔히 발생하는 악취 문제를 해결할 수 있으며 무기성 질소 성분이 보존됨으로써 퇴비가 갖는 비료가치가 크게 향상된다. 또한 스트루바이트 결정체는 물에 천천히 녹는 성질이 있어 퇴비 이용시 작물에 꾸준히 암모니아성 질소를 공급해 줄 수 있어 지속적인 비료효과가 있으며, 인산염을 칼륨화합물로 첨가하는 경우 칼륨은 3대 비료 성분의 하나이기 때문에 일반적인 퇴비가 갖고 있는 유기질 비료로서의 특성과 아울러 속효성 비료 효과를 갖게 된다. 따라서 농업적 활용가치가 크게 향상된 유기성 퇴비를 생산, 공급함으로써 유기성 폐기물 자원화와 폐기물 처리문제 해결에 크게 기여할 수 있다.As described above, the compost manufacturing method using the struvite synthesis reaction of the present invention can solve the odor problem common in composting facilities by reducing the emission of ammonia nitrogen, and the fertilizer value of the compost by the inorganic nitrogen component is preserved Is greatly improved. In addition, struvite crystals have a property of slowly dissolving in water, which can continuously supply ammonia nitrogen to crops when using compost, which has a continuous fertilizer effect.When phosphate is added as a potassium compound, potassium is one of the three fertilizer components. In addition to the characteristics of organic fertilizers in general compost has a fast-acting fertilizer effect. Therefore, by producing and supplying organic compost with greatly improved agricultural use value, it can greatly contribute to the solution of organic waste resources and waste disposal.
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