KR100785735B1 - 미네랄과 혈분 및 천매암, 감람석, 복합 미생물제재를이용한 음식물찌꺼기의 비료화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물찌꺼기를 이용하여 비료를 제조하는 방법에 있어서,

수거된 음식물찌꺼기를 집수조에 활성 미네랄 액제와 함께 투입하는 단계와, 상기 음식물찌꺼기를 분쇄하는 단계와, 상기 분쇄된 음식물찌꺼기를 혈분과 함께 교반기에 넣고 교반하는 단계와, 상기 음식물찌꺼기와 혈분이 골고루 혼합되면 탄산칼슘을 투입하고 재교반하는 단계와, 상기 혼합물에 복합미생물제재와 천매암, 감람석, 운모, 토탄을 순차적으로 넣어 재교반한 뒤 이를 발효실에 넣어 숙성 발효되도록 하는 단계, 상기 숙성 발효물을 입자화하는 단계로 이루어진 미네랄과 혈분, 천매암, 감람석, 복합미생물제재를 이용한 음식물찌꺼기의 비료화 방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 수거된 음식물찌꺼기에 활성미네랄성분과 혈분, 천매암, 감람석, 복합미생물제재 등을 투입함으로써 각종 유해균들과 유해미생물들을 살균하고, 각종 중금속과 나트륨을 중화하며, 다양한 영양소에 의해 토양의 기력을 좋게 하고, 부수력 및 통기력을 좋게할 뿐만 아니라 산성화된 토양을 알카리화하여 작물의 튼튼하고 정상적인 성장을 도모하고, 연작(連作)을 활성화할 수 있는 비료를 제공할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

미네랄, 혈분, 음식물, 찌꺼기, 비료

Description

미네랄과 혈분 및 천매암, 감람석, 복합 미생물제재를 이용한 음식물찌꺼기의 비료화 방법{Method of fertilizing food garbage using minenal and blood meal,phyllite,olivine}

본 발명은 음식물찌꺼기의 비료화 방법에 관한 것으로, 특히 미네랄과 혈분 및 천매암, 감람석, 복합 미생물제재을 이용해서 각종 토양에 필요한 영양소를 보충시키고 나트륨함량을 낮추어 유기질이 풍부한 비료를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

음식물찌꺼기는 우리나라에 있어 가장 많이 발생하는 폐기물의 일종으로, 한국인의 독특한 식생활 때문에 점점 더 그 양이 늘어나고 있으며, 년간 550만톤 이상, 하루 평균 배출량은 15,075톤으로 전체쓰레기 발생량의 28 %를 차지하고 있는 실정이다.

지금까지 상기와 같은 음식물 찌꺼기를 처리하는 방법으로는 소각로를 이용해 소각하는 방법 및 매립시키는 방법, 사료나 비료 등으로 재활용하는 방법이 있다.

그러나 음식물 찌꺼기를 소각하는 방법의 경우에는, 쓰레기 소각장의 건설비용 및 건설까지의 기간이 오래 걸리고 소각으로 인한 다이옥신과 같은 유해물질 등으로 인해 주민들의 민원이 빈번한 실정이며, 소각시키는 비용 역시 만만치 않은 폐단을 갖는 것이다.

매립의 경우는 우리나라에서 음식물 찌꺼기의 처리를 위해 가장 보편적으로 사용하는 방법이나, 주민들의 혐오시설 기피로 인한 반대 및 매립에 따른 침출수의 유출로 인한 지하수의 오염과 악취때문에 부지를 찾기도 힘든 실정이다.

또 음식물찌꺼기에 들어있는 각종 유해균들과 유해미생물들의 살균 및 각종 중금속의 중화 등에 대한 해결방안도 강구되어 있지 못하는 실정이어서 멸균처리가 되지 않고 토양에 비료를 살포하는 경우 부패균에 의한 부패분해가 일어나 농작물을 약화시키고, 토양을 황폐화 시키는 단점을 갖는 것이다.

본 발명은 폐기처리에 문제가 많은 음식물찌꺼기를 고품질의 비료를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 수거된 음식물찌꺼기에 미네랄과 혈분 및 천매암, 감람석, 복합 미생물제재을 투입함으로써 각종 유해균들과 유해미생물들을 살균하고, 각종 중금속을 중화하며, 다양한 영양소에 의해 토양은 물론 생태계의 활성화를 도모할 수 있는 미네랄과 혈분 및 천매암, 감람석, 복합 미생물제재을 이용한 음식물찌꺼기의 비료화 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 다음과 같다.

먼저 본 발명은 수거된 음식물찌꺼기를 집수조에 활성 미네랄 액제와 함께 투입하는 단계와, 상기 음식물찌꺼기를 분쇄하는 단계와, 상기 음식물찌꺼기를 혈분과 함께 교반기에 넣고 교반하는 단계와, 음식물찌꺼기와 혈분이 골고루 혼합되면 탄산칼슘(CaO)을 투입하고 다시 교반하는 단계와, 상기 혼합물에 복합미생물제재와 천매암 또는 감람석, 운모, 토탄을 순차적으로 넣어 재교반한 뒤 이를 발효실에 넣어 숙성 발효되도록 하는 단계로 이루어진다.

상기 단계 중 음식물찌꺼기에 활성 미네랄 액제를 살포하는 것은 활성 미네랄 액제에 의해 음식물찌꺼기에 잔존하는 세균 및 미생물이 살균되도록 하고, 부패와 악취를 최소화하며, 중금속들과 나트륨은 중화되거나 농도를 낮출 수 있게 되며, 균일한 영양소들을 공급할 수 있는 것이다.

상기 활성 미네랄 액제는 천연광물질중 일라이트나 운모, 감람석 등으로 부터 얻어진 것을 사용하였으며, 상기 천연광물질을 분쇄하고 이를 발효 숙성시킨 다음 여과해서 얻어진 것을 사용하였으며, 상기 활성 미네랄액제의 각 성분별 함유량(ppm)은 다음과 같다. 즉 칼슘 Ca 494, 인 P 87, 마그네슘 Mg 5,860, 칼륨 K 1,110, 나트륨 Na 205, 세레늄 Se 0.02, 실리콘 Si 69, 게르마늄 Ge 5, 아연 Zn 36.7, 망간 Mn 235, 철 Fe 10,100, 동 Cu 15.2, 코발트 Co 10.2, 니켈 Ni 39.5, 불소 F 66, 리튬 Li 4.5, 바나디움 V 18, 스트론튬 Sr 2, 붕소 B 0.1, 유황 S 63,700, 루비듐 Rb 15, 알루미늄 Al 5,610 및 기타 미량원소 40여 종으로 이루어진 것이다.

이들 성분들은 세포를 이루는 구성물질일 뿐 아니라 대사 및 생육촉진물로서 작용하는 것들로, 특히 칼슘성분은 각종 효소의 일부분이며, 마그네슘 성분은 여러 가지 효소, 특히 인산전이 효소의 활성화와 핵산, ATP 등 생체 인산에스테르 화합물에 결합하여 대사조절에 관하하고, 아연성분은 여러 가지 효소반응에 필요로 하며, 망간성분은 에놀라제, 슈퍼옥사이드 이스무타제 등의 효소 활성제로 작용하며, 철성분은 철-황 단백질 산화·환원 반응 조효소의 구성성분이다. 칼륨은 세포내에 무기염류로 존재하면서 삼투압을 조절하고 나트륨성분과 함께 물질의 막투과 등 에너지대사에 관여한다.

혈분은 도축장에서 수거된 가축의 혈액을 탈수, 건조, 발효, 분쇄시켜서 제조한 분말상의 고단백의 영양소이며, 이는 음식물찌꺼기의 비료화 공정 중 미생물을 증가하게 하고, 그 미생물들이 작물의 영양분이 되도록 하기 위한 구성이며, 특히 단백질 및 아미노산 함유량이 매우 높아 작물의 성장을 촉진하고, 열매 또한 작황이 좋게 될 뿐만 아니라 맛과 색상이 우수하게 된다.

상기 음식물찌꺼기와 혈분이 골고루 혼합되면 탄산칼슘(CaO)을 투입하게 되는데, 상기 탄산칼슘은 음식물찌꺼기에 함유된 수분과 반응하여 열을 발생시킴으로써 수분을 제거하게 되고, 또한 열로 인해 재차 음식물찌꺼기에 잔존하는 세균들을 살균하게 된다.

상기 음식물찌꺼기와 혈분의 혼합물에 천매암, 감람석, 운모, 토탄을 넣는 이유는 상기 천매암 및 운모, 토탄은 천연광물질들로 음식물찌꺼기의 악취제거 및 토양에 필요한 영양소를 보완해주고, 각종 중금속을 중화시켜 주기 때문이다.

천매암(千枚岩, phyllite)은 점판암(粘板岩)과 결정편암의 중간적인 성질을 가지는 변성암으로써, 매우 세립(細粒)이고 편리(片理)는 두드러지며, 퇴적암의 사립(砂粒) 등을 많이 함유하고 있으며, 탈취 및 정화용도로 사용하기도 한다.

감람석(橄欖石, olivine)은 사방정계(斜方晶系)에 속하는 주요 조암광물(造岩鑛物)의 일종으로, 굳기는 6.5∼7이고, 비중은 3.2∼3.4이며, 색깔은 올리브색이거나 황갈색, 회적색, 조흔색, 백색 등을 갖는다. 크리솔라이트라고도 하며, 화학성분은 (Mg,Fe)₂SiO₄이다. 대개 안산암이나 현무암 등 화산암의 반정(斑晶)으로서 산출되는데, 화산암 속에 입상(粒狀)의 집합체로도 산출되며, 고운 것은 옥으로 사용되기도 한다.

운모(雲母, mica)는 돌비늘이라고도 하는데, 층상구조를 가지고 있고 육각 판상의 결정형을 이룬다. 또 2.5~4의 굳기를 가지며, 비중은 2.75~3.2이고, 주요성분은 석영, 장석, 운모, 감람석, 각섬석이며, 내화성(耐火性)이 강하고 전기의 부도체이므로, 전기절연물 및 내화재, 중화제, 정화제 등의 재료로 사용되기도 한다.

토탄(土炭)은 이끼류 ·갈대 ·사초 등의 화본과식물, 때로는 소나무 ·자작나무 등의 수목질의 유체(遺體)가 분지에 두껍게 퇴적하여 물의 존재하에서 균류 등의 생물화학적인 변화를 받아 분해되거나 변질된 것으로, 즉 식물질의 주성분인 리그닌 ·셀룰로오스 등이 주로 지표에서 분해작용을 받은 형성된 것이다.

또 복합미생물제재는 널리 알려진 약 122종의 미생물 중 필요에 따라 선택적으로 사용하거나 이들을 혼합하여 사용하는 것으로, 환경호르몬, 다이옥신, 피씨비(PCB), 디디티(DDT), 유기염소화합물 등을 분해제거하는 작용을 가진 박테리아 41종, 수질정화 탈취 등 공해방지에 작용하는 호기성균, 혐기성균 19종, 잔류농약을 무해화하고 오염토양의 개량, 하천의 정화 등 지구환경 개선균 29종, 병해 미생물을 억제하고 연작장애를 극복하여 농약을 필요로 하지 않는 33종의 균을 골고루 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예

먼저 가정 및 식당 등에서 수거된 음식물찌꺼기를 집수조에 저장하고, 상기 집수조에 활성 미네랄 액제를 투입한다. 이때 살포되는 활성 미네랄 액제의 양은 너무 적을 경우 미네랄의 증식을 활성화시켜 역효과가 발생하며, 너무 많은 경우는 효과에 비해 낭비적인 요소가 커져 비경제적이므로 전체 비료의 중량비중 0.05~0.1중량%가 바람직하다.

상기 음식물찌꺼기에 투입된 활성 미네랄 액제에 의해 음식물찌꺼기에 존재하는 부패균 등과 같은 세균들의 1차 살균이 가능하게 되고, 악취가 감소되며, 중금속 및 나트륨의 농도를 낮출 수 있게 된다.

다음 상기 음식물찌꺼기를 분쇄기에 넣고 미세하게 분쇄하게 되는데, 이는 음식물찌꺼기의 크기를 보다 작게 하고, 활성미네랄액제 와의 혼합을 보다 균일하 게 하기 위해 필요한 구성이다.

이처럼 분쇄된 음식물찌꺼기와 0.01~0.1중량%의 혈분을 함께 교반기에 넣고 교반시킨 다음 상기 혈분과 음식물찌꺼기가 어느 정도 교반 되면 10~30중량%의 탄산칼슘을 투입하여 재교반한다. 상기 탄산칼슘은 음식물찌꺼기에 함유된 수분과 반응하여 열을 발생시킴으로써 수분을 제거하고, 열에 의한 2차 살균이 가능하게 된다.

상기 혼합물에 0.1중량%의 복합미생물제재와 10~30중량%의 천매암 또는 감람석, 10~30중량%의 운모, 10~30중량%의 토탄을 순차적으로 넣고 이를 다시 교반하여 혼합한 뒤 발효실에 넣어 자체 발열에 의해 2~3일간 숙성 발효되도록 함으로써 비료를 제조하게 된다. 이때 제조된 비료에 있어 음식물찌꺼기의 함유량은 50~59.84중량%가 바람직하며, 상기 제조공정 중에 투입되는 혈분, 탄산칼슘, 복합미생물제재, 천매암, 감람석, 운모, 토탄 등의 첨가량은 너무 적을 경우에는 각 성분들로 인한 효과가 너무 미약하고, 너무 많은 경우는 효과에 비해 낭비적인 요소가 커져 비경제적이므로 실시 예에 기재된 정도가 가장 바람직할 것이다. 이처럼 숙성된 발효물들을 공지의 방법에 의해 입자화(粒子化)함으로써 살포를 용이하게 할 수 있으며, 다른 비료성분과 혼합하거나, 별개로 포장하여 비료로 판매하게 된다.

본 발명은 수거된 음식물찌꺼기에 활성미네랄성분과 혈분, 천매암, 감람석, 복합미생물제재 등을 투입함으로써 각종 유해균들과 유해미생물들을 살균하고, 각 종 중금속과 나트륨을 중화하며, 다양한 영양소에 의해 토양의 기력을 좋게 하고, 부수력 및 통기력을 좋게할 뿐만 아니라 산성화된 토양을 알카리화하여 작물의 튼튼하고 정상적인 성장을 도모하고, 연작(連作)을 활성화할 수 있는 비료를 제공할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 음식물찌꺼기를 이용하여 비료를 제조하는 방법에 있어서,

   수거된 음식물찌꺼기 50~59.84중량%를 집수조에 0.05~0.1중량%의 활성 미네랄 액제와 함께 투입하는 단계와,

   상기 음식물찌꺼기를 분쇄하는 단계와,

   상기 분쇄된 음식물찌꺼기를 0.01~0.1중량%의 혈분과 함께 교반기에 넣고 교반하는 단계와,

   상기 음식물찌꺼기와 혈분이 골고루 혼합되면 10~19.84중량%의 탄산칼슘을 투입하고 재교반하는 단계와,

   상기 혼합물에 0.1중량%의 복합미생물제재와 10~19.84중량%의 천매암 또는 감람석, 10~19.84중량%의 운모, 10~19.84중량%의 토탄을 순차적으로 넣어 재교반한 뒤 이를 발효실에 넣어 숙성 발효되도록 하는 단계, 상기 숙성 발효물을 입자화하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 미네랄과 혈분, 천매암, 감람석, 복합미생물제재를 이용한 음식물찌꺼기의 비료화 방법.