KR100450882B1 - 유기폐기물 정화제 및 유기폐기물을 재활용하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연 광물질과 황토를 배합합 것을 특징으로 하는 폐수처리제와 상기 폐수처리제를 이용하여 축산 폐기물(폐수), 음식물 쓰레기 침출수, 기타 유기물 폐수 등을 정화하여 이를 액체비료나 토양개량제(퇴비 등)로 사용하기 위하여 재활용하는 방법에 관한 것으로서, 유기폐기물 정화제는 벤토나이트계를 95%이상 함유한 황토 분말 50 ~ 80 중량부, 석회분말 15 ~ 45 중량부, 맥반석 분말 3 중량부, 제올라이트(zeolite) 분말 1 중량부 및 일라이트(illite) 분말 1 중량부로 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 유기폐기물 정화제는 유기폐기물을 단시간 내에 효율적으로 정화시킬 수 있으며, 유기폐기물로부터 재생성된 고상생성물, 슬러지 및 액상생성물은 농작물의 비료로 재활용 할 수 있는 특징이 있다.

Description

유기폐기물 정화제 및 유기폐기물을 재활용하는 방법{Organic waste cleanser and method of recycling organic waste}

본 발명은 유기폐기물을 정화시키는 정화제 및 유기폐기물을 재활용하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연 광물질과 황토를 배합하는 것을 특징으로 하는 폐수처리제(정화제)와, 상기 폐수처리제를 이용하여 축산 폐기물, 음식물 쓰레기 침출수 등과 같은 유기 폐기물을 정화하여 이를 농작물의 비료나 토양 등으로 사용하기 위하여 재활용하는 방법에 관한 것이다.

근래에 산업의 발달에 따라 생성되는 각종 산업 폐기물, 폐수 및 분뇨 등의 증가로 인하여 수질오염을 포함한 환경오염은 심각한 문제점을 안고 있다. 특히, 축산업의 발달에 따른 축산 폐기물이나 음식물 쓰레기 침출수 등 각종 유기물 폐수는 적절한 처리가 불가능하여 새로운 환경오염의 주범이 되고 있으며 이에 따라 축산 폐기물과 음식물 쓰레기 침출수 같은 유기 폐기물에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

종래의 유기 폐기물을 처리하기 위한 방법으로는, 생물학적 방법과 화학적 방법이 있다. 생물학적 방법에 의한 유기폐기물의 정화방법은 미생물을 이용하여 유기물질을 산화하여 무기질로 변화시키는 혐기적 방법 및 호기적인 활성오니법 등이 있다.

그러나 이러한 생물학적 방법은 여러 가지 인자, 즉 폐기물의 피에이치(PH) 정도, 균의 증식에 적합한 온도범위 또는 폐기물에 함유된 분해대상 유기물에 따른 별도의 다양한 균주의 첨가 등의 복합적인 문제와 함께 각종 다양한 형태의 유기폐기물을 처리하기에는 효율성과 경제성에 있어서 한계가 있었다. 또한, 상기 활성오니법의 경우 축산업자들이 관련 장비를 설치한다 하더라도 이에 대한 기술부족과 비싼 운영비로 인하여 제대로 가동되지 않는 실정에 있다.

화학적 방법의 경우 화학약품의 사용으로 각종 유기 폐기물들이 정화되고는 있으나, 상기 화학약품이 함유되어 있는 막대한 부피의 슬러지(sludge)를 여전히 처리해야 하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 여러 가지 오폐수 정화 장치는 고농도, 난분해성 유기폐기물을 처리시 장시간의 처리시간(약 72시간 내지 90 시간)이 요구되었고, 처리수의 재사용이 불가능 하였으며, 슬러지의 발생량이 증대되며, 장치의 시설유지비가 과다하게 소요되며, 최종 방류수에 따른 2차 오염 등의 문제점이 있었다.

한편, 종래의 농작물 재배에 따른 비료의 사용에 있어서는 여러 가지의 비료제품을 별도의 공정마다 각각 별도로 사용하였다. 즉, 산성화된 토양을 중성화 시키거나 알칼리화 시키기 위하여 그리고 낙과현상을 방지하기 위하여 석회석 가루를 뿌리며, 작물의 영양공급을 위하여 벤토나이트계 성분이 함유된 황토를 농토에 복토하며, 과일에 원적외선을 공급하기 위하여 맥반석 가루를 뿌리며, 기타 농작물의 영양공급을 위하여 유기농법에 따라 유기물 비료를 사용하는 등 농작물 재배시 비료의 구입으로 인한 경제적인 부담이 큰 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유기 폐기물을 단시간 내에 효율적으로 정화하고 폐기물로부터 발생한 슬러지(sludge) 및 폐수를 재활용할 수 있는 정화제를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 벤토나이트계를 95% 이상 함유한 황토 분말 50 ~ 80 중량부, 석회분말 15 ~ 45 중량부, 맥반석 분말 3 중량부, 제올라이트(zeolite) 분말 1 중량부 및 일라이트(illite) 분말 1 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기폐기물 정화제에 의하여 달성된다.

본 발명에서는 유기 폐기물을 단시간 내에 효율적으로 정화시킬 뿐만 아니라 정화 후 생성물을 농작물 재배시 유용하게 쓰이는 비료나 퇴비 등으로 재활용 함으로써 경제적인 이점도 살리고자 한다.

뿐만 아니라, 종래의 농작물 재배에 따른 비료의 사용에 있어서는 여러 가지의 비료제품을 별도의 공정마다 각각 별도로 사용하였지만, 본 발명에서는 정화 후의 생성물만의 사용으로도 일거에 농작물의 재배가 가능하게 되었다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과연관되어지는 이하의 발명의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기폐기물을 재활용하는 방법에 관한 순서도이다.

이하 본 발명에 따른 유기폐기물 정화제 및 유기폐기물을 재활용하는 방법의 구성에 대하여 설명하기로 한다.

상기 유기폐기물 정화제는 황토 분말 50 ~ 80 중량부, 석회분말 15 ~ 45 중량부, 맥반석 분말 3 중량부, 제올라이트(zeolite) 분말 1 중량부 및 일라이트(illite) 분말 1 중량부로 구성되어 있다.

상기 석회분말은 산화칼슘 및 산화마그네슘 알칼리 성분이 함유되어 있다. 상기 석회분말은 상기 유기폐기물의 악취를 제거하는 효능이 있으며, 유기폐기물의 산성을 없애주는 역할을 하며 슬러지나 상등수에서 알카리로 작용하므로, 현재 농민이 폐화석 분말이나 생석회, 소석회 등을 농토에 살포하여 이를 이용하고 있다. 석회 분말은 수분과 결합하여 높은 열을 발생시켜 운동량을 증가시키고 악취를 제거하는 효력이 있다.

상기 황토는 벤토나이트계를 95% 이상 함유한 황토(적토)로 구성되며, 벤토나이트계 황토란 스멕타이트 그룹(smectite group)의 점력이 매우 강한 변질 점토광물을 의미하며 슬러지나 상등수에 점유기물을 흡착하여 존재하므로, 현재 농민들이 별도의 비용을 들여 복토하고 있다. 황토는 그 입자 사이의 빈 공간이 불순물, 오염물질을 흡착 분해해서 산소를 풍부하게 하고 또한 원적외선을 방출하며, 적조에 사용되는 경우는 적조를 일으키는 조류의 먹이가 되는 인 성분을 황토 입자 사이의 공간이 흡착해 바닷 속에 가라앉히게 되어 적조현상을 막는다.

상기 제올라이트는 알칼리 및 알칼리 토금속의 규산알루미늄 수화물인 광물을 총칭하는 개념이며, 상기 일라이트는 단사정계에 속하는 미세한 운모족 광물을 말한다. 제올라이트라는 물질은 다수의 다공질을 포함하고 있어 강한 흡착력을 갖는다. 이러한 다공질을 통하여 수분의 저장, 비료성분의 배출속도 조절 등의 토질 개선의 효과가 있다. 또한, 맥반석은 원수에 미네랄을 공급함과 동시에 원수를 청명하게 하는 기능을 하며 일라이트는 살균력이 뛰어나 항균작용을 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기폐기물을 재활용하는 방법에 관한순서도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 유기폐기물을 재활용하는 방법에 따라 생성된 생성물은 고상생성물, 슬러지 및 액상생성물로 나뉘어 분리된다.

먼저, 고상생성물의 분리에 관하여 설명하기로 한다. S10 단계는 유기폐기물과 본 발명에 따른 유기폐기물 정화제를 탈수장치에 투입하여 믹싱하는 단계이다. 축산 폐수나 음식물 찌꺼기의 경우 폐기물 1ℓ당 상기 유기폐기물 정화제를 7 ~ 10g 첨가하며, 공장 폐수의 경우 폐기물 1ℓ당 4 ~ 5g을 첨가한다. 상기 탈수장치는 원심분리식의 장치이다.

S11 단계는 상기 탈수장치로 부터 고체상태의 생성물을 분리하는 단계이다. 상기 고체상태의 생성물을 분석한 결과 이를 농작물의 비료로 사용하기에 적합하였다. 상기 고체상태의 생성물은 악취가 거의 나지 않고, 중성분말상태이며 황, 석회, 맥반석, 제올라이트, 일라이트 기타 유기물이 검출되었다.

다음은, 슬러지(sludge)의 분리에 관하여 설명하기로 한다. 상기 S10 단계 후 S11' 단계에서는 상기 탈수장치로 부터 액체상태를 분리하고 발효조에 투입하여 이를 발효시키는 단계이다.

S20 단계에서는 상기 발효조로 부터 액체상태를 교반탱크에 투입하여 교반시키는 단계이다. 본 단계에서는 상기와 같은 유기폐기물 정화제를 다시 첨가한다. 교반을 1회만 실시하면 내용물의 탁도가 너무 높아지므로 교반시에는 급속교반 1회 후 및 완속교반 1회의 방식으로 시행한다.

상기 정화제에는 석회분말이 첨가되어 있는 바, 이로 인하여 유기폐기물과 발열반응이 일어나 용기내에 열이 자발적으로 생성되므로 교반시간이 1 ~ 3분이면충분하다. 종래에 72 ~ 90 시간을 요하는 방식에 비하여 본 발명은 획기적이라 할 수 있다.

S21 단계는 상기 교반탱크로 부터 슬러지를 분리하여 채취하는 단계이다. S 22 단계는 상기 슬러지를 펠렛(pellet) 형태로 제조하는 단계이다. 이는 상기 슬러지를 비료로 재활용하기 위하여 분말상의 슬러지를 펠렛(pellet) 형태로 제조한다. 상기 슬러지를 분석한 결과 이를 농작물의 비료로 사용하기에 적합하였다.

다음은, 액상생성물의 분리에 관하여 설명하기로 한다. 상기 S20 단계 후 S30 단계에서는 상기 교반탱크 내의 내용물 중 액체상태의 상층수를 분리하여 채취하는 단계이다. 상기 액상의 상층수를 분석한 결과 이를 농작물의 비료로 사용하기에 적합하였다.

상기 언급한 바와 같이 본 발명에 따른 유기폐기물 정화제에 의하면, 축산폐기물과 같은 유기 폐기물을 종래에 비하여 단시간 내에 효율적으로 정화시킬 수 있으며 정화제 제조시 화공약품이 전혀 투입되지 않아 상등수나 슬러지를 그대로 비료나 퇴비로 활용할 수 있는 특징이 있다.

또한, 본 발명에 따른 유기폐기물을 재활용하는 방법에 의하면, 유기폐기물로부터 재생성된 고상생성물, 슬러지 및 액상생성물을 농작물의 비료로 재활용 할 수 있으므로 경제적인 효과가 있으며, 종래와 같은 2차 폐기물이 남지 않아 처분비용을 절약할 수 있는 장점이 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명하였지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.

Claims (4)

1. 벤토나이트계를 95% 이상 함유한 황토 분말 50 ~ 80 중량부, 석회분말 15 ~ 45 중량부, 맥반석 분말 3 중량부, 제올라이트(zeolite) 분말 1 중량부 및 일라이트(illite) 분말 1 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기폐기물 정화제.
2. 유기폐기물과 청구항 1에 의한 상기 유기폐기물 정화제를 탈수장치에 투입하는 단계(S10); 및

   상기 탈수장치로부터 고체상태를 분리하여 채취하는 단계(S11);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기폐기물을 재활용하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 S10 단계 후 상기 탈수장치로부터 액체상태를 분리하여 발효조에 투입하는 단계(S11');

   상기 액체상태를 교반탱크에 투입하고 상기 유기폐기물 정화제를 첨가한 후 교반하는 단계(S20);

   상기 교반탱크로부터 슬러지를 분리하여 채취하는 단계(S21); 및

   상기 슬러지를 펠렛형태로 제조하는 단계(S22);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기폐기물을 재활용하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 S20 단계 후 상기 교반탱크로부터 액체상태를 분리하여 채취하는 단계(S30);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기폐기물을 재활용하는 방법.