KR100489812B1 - 축산분뇨로부터 키토산을 응집제로 이용한 부식산의추출방법 - Google Patents

축산분뇨로부터 키토산을 응집제로 이용한 부식산의추출방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100489812B1
KR100489812B1 KR10-2002-0061683A KR20020061683A KR100489812B1 KR 100489812 B1 KR100489812 B1 KR 100489812B1 KR 20020061683 A KR20020061683 A KR 20020061683A KR 100489812 B1 KR100489812 B1 KR 100489812B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
humic acid
chitosan
livestock manure
slurry
aggregate
Prior art date
Application number
KR10-2002-0061683A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040032503A (ko
Inventor
윤영만
김정규
장성희
Original Assignee
주식회사 부강테크
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 주식회사 부강테크 filed Critical 주식회사 부강테크
Priority to KR10-2002-0061683A priority Critical patent/KR100489812B1/ko
Publication of KR20040032503A publication Critical patent/KR20040032503A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100489812B1 publication Critical patent/KR100489812B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5263Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using natural chemical compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/121Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
    • C02F11/127Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering by centrifugation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2201/00Codes relating to disintegrating devices adapted for specific materials
    • B02C2201/06Codes relating to disintegrating devices adapted for specific materials for garbage, waste or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/20Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/26Reducing the size of particles, liquid droplets or bubbles, e.g. by crushing, grinding, spraying, creation of microbubbles or nanobubbles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

본 발명은 축산분뇨로부터 부식산을 추출하는 방법에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 축산분뇨를 혐기적 또는 호기적으로 생물학적 처리를 한 처리수 또는 이 처리수를 역삼투 여과를 한 잔류 농축액에 유기성 침전제로서 키토산을 부가하여 색도를 가지는 난분해성 물질인 부식산을 추출하여 토양개선제 등으로 사용할 수 있도록 하는 방법에 관한 것으로서, (a) 축산분뇨를 생물학적으로 처리한 처리수 또는 상기 처리수를 역삼투여과를 한 후 잔류하는 농축액을 준비하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 처리수 또는 농축액에 부식산의 응집제로서 키토산 수용액을 부가하고 교반, 혼합하여 슬러리 상의 부식산-키토산 응집물을 생성시키는 단계; 및 (c) 상기 슬러리상의 부식산-키토산 응집물이 자연 침강되면 상부의 상등액과 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨로부터 부식산을 추출하는 방법을 제공한다.

Description

축산분뇨로부터 키토산을 응집제로 이용한 부식산의 추출방법{Recovering method of humic acid from livestock manure waste using the chitosan as precipitation reagent}
본 발명은 축산분뇨로부터 부식산을 추출하는 방법에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 축산분뇨를 혐기적 또는 호기적으로 생물학적 처리를 마친 처리수 또는 이 처리수를 역삼투 여과한 잔류 농축액에 유기성 침전제로서 키토산을 부가하여 색도를 가지는 난분해성 물질인 부식산을 추출하여 토양개선제 등으로 사용할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.
식물의 사체가 토양으로 환원되면 식물체 내 단백질, 지방, 탄수화물 등의 성분은 미생물에 의해 쉽게 분해되고, 식물체의 세포벽을 이루는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 그리고 섬유질과 리그닌성 물질은 서서히 분해와 중합의 과정을 거치게 된다. 이러한 분해와 중합과정이 오랜 세월 동안 반복되면서 암색 또는 암갈색의 생물학적, 화학적으로 분해 저항성을 가지는 페놀성 물질의 중합체인 부식산이 생성된다.
이와 같은 부식산은 일반적으로 토양 중에 2%미만이 분포되어 있다고 알려져 있고, 이 부식산의 정확한 구조는 생성과정의 복잡성과 다양성으로 인하여 아직 명확히 밝혀져 있지 않으나, 1982년에 Stevenson이 제안한 부식산의 구조 모델은 아래 "그림 1"과 같다. 이를 통한 부식산의 구성원소는 유기탄소 함량이 45~50%, 산소함량이 약 20%, 기타 수소, 질소 및 황으로 이루어져 있다.
그림 1 (부식산의 구조모델)
이상의 부식산은 토양을 물리적, 화학적 측면에서 작물의 생육에 유익하도록 개량하는 효과가 있는 것으로서, 토양의 물리적 측면에서의 개량효과로는 토양구조의 공극율을 증대시키고, 수분의 투수성과 보유기능을 증가시키어 작물재배 시 식물 근원 환경을 생육에 유리하도록 개선하는 효과의 기능이 있다.
또한, 토양 화학적 측면에서는 토양 유기물 함량을 증대시켜 토양 미생물을 활성화시키고, 식물 양분인 토양 질소 상태를 안정화시키며, 식물 잔여물의 분해율을 향상시켜 토양에서 식물 미량 원소의 유효도 향상, 농약의 무독화 및 분해 촉진, 토양 중 과영양을 완화, 호기성 미생물군 활성 촉진, 혐기성 미생물군의 활성 저해 등의 유익한 기능을 수행한다.
특히, 토양구조 개량으로 인한 토양 중 산소 수준과 이동성을 증대, 부식산 관능기의 완충작용으로 인한 중금속 독성 경감, 인산 유효도 증대의 효과는 토양 비옥도의 유지와 토양 환경의 안정도 측면에서 매우 중요한 기능이다.
또한, 식물 생육 면에서는 식물생육촉진, 뿌리발육촉진, 근원 미생물 활성화, 양분 유효도 및 흡수 증대 그리고, 질산태 질소의 이용율을 향상시킨다. 이는 식물체의 엽록소량 증가 및 광합성 능력을 증대시켜, 작물의 수확량 증가와, 당도와, 비타민 함량 증가와 같은 수확물의 품질 향상에 기여한다.
또한, 수분 스트레스 경감, 수분 이용 효율 증대, 한해 경감, 식물병에 대한 저항성 증대, 해충에 대한 저항력 증대 등의 기능을 수행하여 안정적인 작물재배 기반을 구축하는데 매우 유리한 역할을 수행한다. 그리고, 부식산이 작물의 종자에 미치는 영향은 종자 발아 시 발아율과 발아 속도를 증가시키고, 유묘 생장촉진, 분열율 향상 등의 영향이 있다.
상술한 바와 같은 기능을 가진 부식산은 토양개량제, 식물 생육 촉진제, 미량원소의 운반체, 킬레이트제, Drilling 윤활제, 잉크원료, 머드팩 및 머드탕 등의 미용제 등으로 사용되고 있다.
종래의 부식산 채취 및 추출은 오랜기간 지하에 매장되어 있던 토탄(Peat)이나 늪이나 산림에 분포하는 이탄토 또는 부엽토를 원료로 사용하고, 알칼리 용액으로 추출, 정제하는 방법에 의해 이루어지고 있다. 한편, 부식산을 직접 채취 또는 추출하지는 않지만 농업부분에서는 축산분뇨를 탄소원인 톱밥, 왕겨 등의 부재료와 혼합하여 1개월에서 3개월 정도 부숙시킨 후, 농경지에 사용하고 있고, 이와 같은 경우 부숙이 완료된 우량퇴비는 토양의 유기물 함량과 부식의 증가에 크게 기여한다.
그러나, 소나 돼지 등의 가축이 먹이로 섭취한 초본류 중에서 식물체의 근간을 이루는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 및 각종 섬유질 등은 소화기관을 통과하면서 소화, 흡수되지 않고, 각종 미분해 성분과 함께 배설물 형태로 배출되며, 이 배설물을 생물학적으로 처리하는 과정에서 분해가 용이한 물질은 미생물에 의해 분해되어 생물학적 처리조 내 미생물의 에너지원과 생체 구성 원소로 이용되고, 분해가 용이하지 않은 카르복실기와 페놀성 하이드록실기를 가지는 탄화수소화합물이 생성되며, 이에 의해 생물학적, 화학적으로 분해 저항성을 가지는 부식산이 생성되게 되는데, 이와 같이 축산분뇨의 생물학적 처리과정에서 발생한 부산산을 추출하여 이를 토양개선제 등으로 재활용하는 방법은 시도되지 않고 있다.
본 발명은 축산분뇨의 처리과정에서 생성되는 색도를 가진 난분해성 물질을 처리대상이 아닌 자원화 및 재활용의 측면에서 접근, 이해함으로써, 상기 난분해성 물질처리의 기술적, 경제적 부담을 줄이고, 여기에서 추출, 수거한 부식산을 작물에 유용한 농업자재로 사용하고자 하는데 그 목적이 있으며, 부식산의 추출단계에서 현재 친환경농업 소재로 각광을 받고 있는 키토산을 활용함으로써 추출 부식산의 농업적 활용가치를 높이는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
(a) 축산분뇨를 생물학적으로 처리한 처리수 또는 상기 처리수를 역삼투 여과를 한 후 잔류하는 농축액을 준비하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계의 처리수 또는 농축액에 부식산의 응집제로서 키토산 수용액을 부가하고 교반, 혼합하여 슬러리 상의 부식산-키토산 응집물을 생성시키는 단계; 및
(c) 상기 슬러리상의 부식산-키토산 응집물이 자연 침강되면 상부의 상등액과 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨로부터 부식산을 추출하는 방법을 제공한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 축산분뇨로부터 부식산을 추출하는 방법에 있어서, 상기 (b) 단계에서 키토산의 농도는 약 0.7 내지 1.0 %(w/v)가 되도록 조절되는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 바와 같은 본 발명에 축산분뇨로부터 부식산을 추출하는 방법은 상기 (c) 단계에서 분리한 슬러리상의 부식산-키톤산 응집물을 건조하고 분쇄하여 분말로 제조하는 단계 및/또는 상기 슬러리상의 부식산-키토산 응집물의 건조를 용이하게 위기 위하여, 상기 슬러리상의 부식산-키토산 응집물의 건조 전에 원심분리하여 1차적으로 수분을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은 부식산 추출 원료로 축산분뇨, 보다 상세하게는 축산분뇨의 생물학적 처리수 또는 이 처리수를 역삼투 여과한 잔류 농축액을 사용한다는 측면에서 자연에 존재하는 토탄 또는 이탄토 등에서 부식산을 단순 추출하는 과정과는 차이를 보이며, 또한 축산분뇨 퇴비화와 비교해서는 부식산의 기원이 되는 톱밥, 왕겨, 바크 등의 탄소원 부재료를 사용하지 않는다는 점에서 차이를 보이고 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 부식산 추출 방법의 실시예에 따른 흐름도를 도시한 도 1을 참조하면,
먼저, 축산분뇨를 혐기적 또는 호기적으로 생물학적 처리한 처리수 또는 이 처리수를 역삼투 여과한 잔류 농축액을 준비하는 과정(S100)이 이루어진다. 즉 본 발명에 따른 부식산 추출방법에 있어서, 상기 처리수 또는 농축액이 부식산 추출의 원료 물질이 된다는 것을 의미한다.
상기 S100의 과정에 대해서는 도 2에 도시되어 있는데 이를 참조하면, 유입되는 축산분뇨로부터 고액분리기를 통하여 협잡물을 제거하는 단계, 이어서 고속으로 회전하는 회전체에 폐수를 투입하여 오염물질을 파쇄 및 분해시키는 GSD(Gas Stripper and Disintegrater)를 이용하여 암모니아를 탈기시키는 단계, 다음으로 해양성규석 및 화산재 광석으로 구성된 바이오세라믹을 투입한 시스템으로, pH, ORD, DO 자동제어 설비에 의한 탈질, 비탈질 자동제어로 질소, 인의 제거가 탁월한 시스템인 Bio-Ceramic SBR을 통하여 축산분뇨를 생물학적으로 처리하는 단계 및 이 생물학적 처리를 마친 처리수를 막표면에 진동에 의한 강한 전단력을 발생시켜 막의 막힘현상을 방지하여 처리유량을 증가시킨 최첨단 역삼투 여과 시스템인 VSEP(Vibratory Shear Enhanced Process)를 통하여 여과하는 단계를 통하여 축산분뇨가 처리되고 있는데, 이와 같은 축산분뇨 처리과정에서 발생하는 Bio-Ceramic SBR을 통하여 축산분뇨를 생물학적으로 처리한 처리수 또는 이 처리수를 VSEP(Vibratory Shear Enhanced Process)를 통하여 여과한 후의 잔류 농축액을 별도 수거하여 본 발명의 부식산 추출의 원료 물질로 이용하는 것이다.
도 2에 도시된 상술한 바와 같은 축산분뇨의 처리 시스템은 본 출원인에 의해 현재 실시되고 있는 과정을 예시로서 설명한 것이고, 본 발명에 따른 부식산 추출방법에 있어서의 원료물질은 생물학적 처리수 또는 이 처리수의 역삼투 여과 잔류 농축액은 다른 축산분뇨 처리 프로세스로부터로 얻어질 수 있는 것이어서 상술한 것에 한정되는 것이 아님은 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서는 명백한 것이다.
이어서, 상술한 바와 같은 단계를 통하여 준비되는 축산분뇨의 생물학적 처리수 또는 이 처리수를 역삼투 여과한 잔류 농축액에 대하여 부식산의 응집제로서 키토산 수용액을 부가하고, 교반, 혼합하여 슬러리 상의 부식산-키토산 응집물을 생성시키는 단계(S200)가 진행된다.
상기 S200 단계의 응집제로서 키토산을 이용한 부식산 추출 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
부식산은 페놀성 물질의 고분자 중합체로서 수소이온(H+)을 해리할 수 있는 카르복실기(-COOH), 페놀성 수산기(phenolic ring-OH)와 해리 하지 않으나 전기적 극성을 가지는 케톤기(-C=O)와 같은 관능기가 많이 분포하고 있다. 또한 키토산은 단당류인 글루코오스 β1→6 결합에 의한 고분자 다당류로서 주위에 많은 알콜성 수산기(alcolic-OH)를 포함하고 있다. 따라서 용액상태에서 부식산과 키토산을 혼합하면 부식산 중의 케톤기는 산소원자 주위의 비공유 전자쌍에 의해 발현되는 음의 전기적 성질을 띄게 되고 키토산 중의 알콜성 수산기는 수소원자에 의해 양의 전기적 성질을 띄게 되어 케톤기와 알콜성 수산기간의 수소결합에 의해 응집을 일으키는 것이다.
상술한 바와 같은 과정에 의해 생성된 슬러리상의 부식산-키토산 응집물은 응집이 성장하면서 중력에 의해 침강하게 되는데, 소정 시간 동안 방치하여 응집물의 침강이 완료되면 하부에 침강된 슬러상의 부식산-키토산 응집물을 상부의 상등액으로부터 분리하는 단계(S300)를 거치면 본 발명에 따른 축산분뇨로부터 부식산의 추출이 완료된다.
상술한 과정에서 축산분뇨의 생물학적 처리수 또는 역삼투 여과 잔류 농축액에 부가되는 응집제로서의 키토산의 농도는 특별히 한정되지 않으나, 경제성을 고려하여 부식산의 최적추출을 위한 키토산의 처리농도를 파악하기 위하여 키토산 처리에 따른 부식산 응집·침전의 높이와 응집·침전 후 상등수의 흡광도를 조사한 결과는 도 3 및 도 4에 나타냈다. 도 3에서 보는 바와 같이 응집침전의 높이는 키토산 0.6 %(w/v)까지는 큰 변화가 없다가 키토산 0.7 %(w/v)에서 응집·침전의 형성이 가속되어 키토산 1.0 %(w/v)에서 최대점을 보였다. 따라서, 부식산 추출을 위한 키토산의 처리비용을 고려할 때, 키토산을 0.7 내지 1.0 %(w/v)으로 처리하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.
또한 부식산은 흑갈색의 색도를 띄고 있어 응집·침전 후 제거된 색도의 정도를 파악하기 위하여 상등수의 흡광도를 측정한 도 4를 보면, 키토산 0.6 %(w/v)에서부터 흡광도의 급격한 감소를 보여 응집·침전한 물질이 부식산 임을 간접적으로 보여주고 있으며, 0.9 내지 1.0 %(w/v)의 키토산 첨가로 충분한 부식산의 추출이 가능한 것으로 나타났다.
정리하여 보면, 본 발명에 따른 축산분뇨를 이용한 부식산 추출방법에 있어서, 유기 응집제로 사용되는 키토산의 최적 농도는 0.7 내지 1.0 %(w/v)인 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 S100, S200 및 S300의 단계를 통하여 본 발명에 따른 축산분뇨로부터 부식산의 추출은 완료되나, 이와 같은 과정에서 얻어지는 추출물은 수분을 다량 함유하는 슬러리상으로서 장거리 운송, 제품화 등에 있어서 곤란한 점이 있을 수 있다.
이와 같은 단점을 해결하기 위한, 본 발명에 따른 축산분뇨로부터의 부식산 추출방법에 대한 다른 실시예를 도시한 도 5를 참조하면, 이 다른 실시예의 방법은 도 1 및 2를 참고하여 설명한 S100 내지 S300은 동일하면서 이 후에 분리된 슬러리상의 부식산-키토산 응집물을 건조한 다음(S400), 이 건조물을 분쇄하여 분말화하는 단계(S500)을 더 포함할 수 있다.
상기 건조 단계인 S400은 자연 건조, 진공 건조, 동결 건조 등 본 발명이 속하는 기술분야에 널리 알려진 건조 방법은 아무런 제한 없이 적용이 가능하다.
또한, 도 5에 도시된 단계와 같은 슬러리상의 부식산-키토산 응집물을 바로 건조하는 경우에 건조 시간이 길어지고, 건조 공정의 비용이 상승하는 문제가 있는데, 이를 해결하기 위한 또 다른 실시예를 도시한 도 6을 참조하면, S100 내지 S500의 단계는 도 5와 동일하면서 S400의 단계가 수행되기 전에 슬러리상의 부식산-키토산 응집물을 건조하기 전에 일정 정도의 수분을 제거하기 위하여 상기 응집물을 원심분리하는 단계(S600)를 더 포함할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 따른 축산분뇨로부터의 부식산 추출방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
[실시예 1]
김해시 일일 130 ton 처리규모의 축산분뇨 공공처리 시설은 도 2에 도시된 바와 같은 처리 공정으로 축산분뇨를 처리하는 것으로, 바이오세라믹을 이용하는 호기성 생물학적 처리공정인 BCS(Bio-Ceramic SBR)을 주처리공정으로 하고, 진동형 역삼투여과막 공정을 후처리 공정으로 하는 축산분뇨 처리공정을 보이고 있다. 생물학적 주처리공정에서 질소와 인의 일부가 제거된 처리수는 진동형 역삼투여과막(VSEP)을 통과하여 여과·방류되고, 생물학적 처리수 중의 미처리된 잔류물질과 난분해성 부식물질은 여과·농축되어 부식산을 포함하는 고농도 유기성 농축액이 부산물로 생성된다.
따라서, 본 발명 부식산의 회수율을 높이기 위하여 상기 역삼투여과막에 의한 농축수를 대상으로 본 발명에 따른 부식산 추출방법을 실시하였는데 그 상세 과정은 다음과 같다.
상기 농축액에 별도로 제조한 키토산 수용액을 부가하여 최종 키토산 농도 약 1.0%(w/v)가 되도록 하였다.
이어서, 키토산 수용액이 부가된 농축액을 교반하여 농축액에 키토산 수용액 골고루 섞이도록 혼합한 다음 소정의 시간 동안 방치하여 슬러리상의 부식산-키토산 응집물이 중력에 의해 자연 침강하도록 하였다.
자연 침강한 슬러리상의 부식산-키토산 응집물과 상부의 상등액을 분리하여 슬러리상의 부식산-키토산 응집물을 수득하였으며, 그 수득된 슬러리상의 응집물 중의 부식산 함량을 측정하여 하기의 표 1에 나타냈다.
이어서, 수득한 슬러리상의 응집물을 원심분리기에 넣고 원심분리하여 일정 정도의 수분을 제거하였다.
상기 원심분리를 통하여 수분이 일정 정도 제거된 부식산-키토산 응집물을 동결건조기에 넣고 건조한 후에 분쇄하여 분말 형태의 부식산-키토산 응집물을 얻었다. 이 분말 형태의 응집물에 대하여 부식산의 함량을 측정하여 하기의 표 1에 나타냈다.
추출부식산 상태 슬러리상 분말상
부식산 함량 17-18%(v/v) 0.2-0.5%(w/v)
상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 키토산의 처리에 의해 추출한 부식산의 량은 원심분리 및 건조의 과정을 거치지 아니한 슬러리상의 경우 17-18 %를 얻을 수 있었으며, 원심 분리(5) 및 건조의 과정을 거쳐 분말 형태로 제조되는 경우 0.2-0.5 %의 부식산 수거율을 얻을 수 있었다.
이어서, 상술한 실시예 1에서 수득한 분말 형태의 식산-키토산 응집물에 대하여 유기탄소, 총산성 관능기 함량, 카르복실기 함량, 페놀성 하이드록시기 함량 등 화학적 특성을 측정하여 하기 표 2에 나타냈다.
유기탄소(C) 총산성 관능기 함량(total acicity) 카르복실기(Carboxyl group) 페놀성 하이드록시기(Phenolic OH)
% cmol(+)/g
실시예 1 45.5 ±1.7 5.17 2.38 2.79
한편, 우리나라 토양 중에 존재한 부식산의 화학적 특성에 대해서는 표 3에, 시판되는 부식산의 화학적 특성에 대해서는 표 4에 나타냈다.
유래 유기탄소(C) 총산성 관능기 함량(total acicity) 카르복실기(Carboxyl group) 페놀성 하이드록시기(Phenolic OH)
% cmol(+)/g
Alfisols추출부식산(온대기후지역) 56.8 6.8 3.9 2.9
Inceptisols추출부식산(온대기후지역) 51.4 6.0 2.4 3.6
Spodosols추출부식산(온대기후지역) 56.7 5.7 1.5 4.2
자료 출처: Schnitzer와 Khan(1072), Schnitzer(1975), Martin 등(1977)
유기탄소(C) 총산성 관능기함량(total acidity) 카르복실기(carboxyl group) 페놀성 하이드록시기(phenolic OH)
% cmol(+)/g
시판 부식산 44.0±2.3 7.07 4.10 3.06
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 공정단계로 추출한 부식산의 유기탄소 함량과 산성관능기를 분석한 결과 유기탄소 함량은 45.5%로 순도가 높은 부식산을 얻을 수 있었고, 이에 대한 산성관능기는 상기 표 2의 일반 토양중 존재하는 부식산 관능기 함량과 비슷한 수치를 보이고 있다.
또한, 표 4와 같이 토탄에서 추출하여 시판되고 있는 부식산비료의 유기탄소 함량은 44%로서 본 발명 실시의 함량과 비슷하였으며, 관능기의 함량에서는 토탄 추출 부식산이 약간 많은 것으로 나타나고 있으나, 이러한 차이는 농경지에 이용 시에는 큰 차이가 없는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 축산분뇨, 상세하게는 축산 분뇨의 생물학적 처리수 또는 이 처리수를 역삼투 여과한 잔류 농축액으로부터 친환경농업소재인 키토산을 이용하여 부식산을 추출하고 토양개량과 토양미생물활성화, 병해충방제효과를 가지는 친환경농업의 유용한 자재로 사용할 수 있으며, 특히 하우스 등지의 시설 재배지에서 탁월한 개량효과를 얻을 수 있다. 또한 상기 축산분뇨의 생물학적처리과정에서 발생되는 색도를 가진 난분해성 물질처리의 기술적, 경제적 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 부식산 추출 방법의 일실예에 따른 흐름도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 부식산 추출 방법 중 축산분뇨의 생물학적 처리수 또는 역삼투 여과 잔류 농축액이 발생되는 과정을 나타낸 공정도이다.
도 3은 키토산 처리에 따른 부식산 응집·침전의 높이를 도시한 그래프이다.
도 4는 키토산 처리에 따른 부식산 응집·침전 후 상등수의 흡광도를 조사한 결과를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 부식산 추출방법의 다른 실시예에 따른 흐름도를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 부식산 추출방법의 또 다른 실시예에 따른 흐름도를 도시한 것이다.

Claims (4)

  1. (a) 축산분뇨를 생물학적으로 처리한 처리수 또는 상기 처리수를 역삼투 여과를 한 후 잔류하는 농축액을 준비하는 단계;
    (b) 상기 (a) 단계의 처리수 또는 농축액에 부식산의 응집제로서 키토산 수용액을 부가하고 교반, 혼합하여 슬러리 상의 부식산-키토산 응집물을 생성시키는 단계; 및
    (c) 상기 슬러리상의 부식산-키토산 응집물이 자연 침강되면 상부의 상등액과 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨로부터 부식산을 추출하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 키토산의 농도가 약 0.7 내지 1.0%(w/v)가 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨로부터 부식산을 추출하는 방법.
  3. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 분리한 슬러리상의 부식산-키토산 응집물을 건조하고 분쇄하여 분말로 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨로부터 부식산을 추출하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 슬러리상의 부식산-키토산 응집물의 건조를 용이하게 하기 위하여, 상기 슬러리상의 부식산-키토산 응집물의 건조 전에 원심분리하여 1차적으로 수분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨로부터 부식산을 추출하는 방법.
KR10-2002-0061683A 2002-10-10 2002-10-10 축산분뇨로부터 키토산을 응집제로 이용한 부식산의추출방법 KR100489812B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0061683A KR100489812B1 (ko) 2002-10-10 2002-10-10 축산분뇨로부터 키토산을 응집제로 이용한 부식산의추출방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0061683A KR100489812B1 (ko) 2002-10-10 2002-10-10 축산분뇨로부터 키토산을 응집제로 이용한 부식산의추출방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040032503A KR20040032503A (ko) 2004-04-17
KR100489812B1 true KR100489812B1 (ko) 2005-05-17

Family

ID=37332395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0061683A KR100489812B1 (ko) 2002-10-10 2002-10-10 축산분뇨로부터 키토산을 응집제로 이용한 부식산의추출방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100489812B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107597066A (zh) * 2017-09-18 2018-01-19 华南理工大学 一种活性炭/壳聚糖复合吸附剂及其制备与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950008387A (ko) * 1993-09-22 1995-04-17 정한균 슬러지의 고속침강 농축방법
KR960031344A (ko) * 1995-02-17 1996-09-17 유석원 막분리를 이용한 고농도 폐수처리 방법
JPH1112073A (ja) * 1997-06-19 1999-01-19 Toray Eng Co Ltd 液体肥料の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950008387A (ko) * 1993-09-22 1995-04-17 정한균 슬러지의 고속침강 농축방법
KR960031344A (ko) * 1995-02-17 1996-09-17 유석원 막분리를 이용한 고농도 폐수처리 방법
JPH1112073A (ja) * 1997-06-19 1999-01-19 Toray Eng Co Ltd 液体肥料の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107597066A (zh) * 2017-09-18 2018-01-19 华南理工大学 一种活性炭/壳聚糖复合吸附剂及其制备与应用

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040032503A (ko) 2004-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1324052C (zh) 从新鲜海藻制备角叉菜胶和液体肥料的方法
US7896944B2 (en) Method for extracting fulvic acid molecules
US20210130503A1 (en) Process for the production of humic substances from biomass
US20090193863A1 (en) Process for Removing and Recovering Phosphorus from Animal Waste
CN103525870A (zh) 一种微生物絮凝剂及其制备方法和应用
CN113996643B (zh) 一种厨余垃圾水热转换快速腐殖化方法
CN109608290A (zh) 一种兔粪有机肥发酵制备方法
CN105198511B (zh) 一种利用制革厂污泥和木质纤维的多功能有机肥及其制备方法和应用
KR100489812B1 (ko) 축산분뇨로부터 키토산을 응집제로 이용한 부식산의추출방법
CN115504830B (zh) 一种微生物发酵的生物腐植酸、制备方法及应用
CN108341564B (zh) 一种腐殖质制备及其修复重金属污染底泥的方法
KR20210020194A (ko) 해초류를 이용한 액체비료의 제조장치 및 이에 의해 제조된 액체비료
JP3184970B2 (ja) 光を利用した有機性廃水及び/又は有機性廃棄物の嫌気的消化方法及び光合成細菌の生産方法
US12059673B2 (en) Method for converting an organic material into a catalyst for biological hydrosynthesis
CN115109598A (zh) 一种生物炭基酸性土壤调理剂及其制备方法和应用
KR100433372B1 (ko) 축산분뇨 생물학적 처리수로 부터 부식산 및 펄빅산의추출방법
KR101603586B1 (ko) 천연잔디 유지관리용 친환경 비료의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 친환경 비료
Brod Manure-based recycling fertilisers: a literature review of treatment technologies and their effect on phosphorus fertilisation effects
CN116179529B (zh) 一种堆肥腐殖质微生物菌剂降解tbbpa的方法及应用
KR102376447B1 (ko) 기능성 발효액비의 제조방법
Yassen et al. MAXIMIZING USE OF VINASSE AND FILTER MUD AS BY· PRODUCTS OF SUGAR CANES ON WHEAT PRODUCTION
RU2541642C1 (ru) Способ экологически чистой биоконверсии высокодисперсных отходов металлургической индустрии, содержащих тяжелые металлы
RU2812854C2 (ru) Способ получения азотного удобрения и почвоулучшителя из жидкого навоза и/или навоза
CN110759755B (zh) 一种沼渣快速堆肥方法及应用
CN114477129A (zh) 改性水焦炭及其制备方法和用途

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
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130507

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140423

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150507

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160509

Year of fee payment: 12

LAPS Lapse due to unpaid annual fee