KR101024528B1 - 액상 분뇨를 이용한 비료 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액상 분뇨를 이용한 비료 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액상 분뇨를 이용한 비료는, 분쇄된 감귤 껍질, 황토, 옥수수 전분, 이산화규소, 산화알루미늄, 산화철, 산화칼륨, 산화마그네슘, 질산나트륨, 숯 분말로 이루어진 복합 원료와, 액상 분뇨를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 액상 분뇨를 재활용하여 환경보전에 기여하며, 액상 분뇨로부터 발생하는 악취를 저감하고, 액상 분뇨에 함유된 질소, 인, 칼륨 성분의 유실을 방지하며, 작물의 최적 영양 공급이 가능하고, 액상 분뇨의 처리 시간을 단축할 수 있다.

Description

액상 분뇨를 이용한 비료 및 그 제조방법{FERTILIZER USING LIQUEFIED NIGHT-SOIL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 액상 분뇨를 이용한 비료 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 액상 분뇨를 재활용하여 액상 분뇨로부터 발생하는 악취를 저감하며 액상 분뇨를 고형화한 액상 분뇨를 이용한 비료 및 그 제조방법에 관한 것이다.

축산업의 발전과 더불어 다량의 가축의 배설물, 즉 분뇨가 발생되고 있으며, 그 양은 가축 수에 비례하여 발생되고 있다.

가축 분뇨는 자연자원의 유기물질을 다량 함유한 완전한 작물 영양 공급원임에도 불구하고 분뇨의 특징인 높은 전염 위험성, 수질 오염과 토양 오염, 메탄 및 암모니아가스, 아산화질소등 악취 및 환경 유해가스 방출의 주범이라는 부정적 이미지로 인하여 축산 폐수로 처리함으로서 고비용 처리 구조와 처리시설의 비효율성과 이용의 비경제성 문제가 제기되고 있는 실정이다.

가축 분뇨는 축종과 사료 급여 기술, 처리 및 이용 과정에 따라 성분 함량에 많은 유동성을 가지고 있으며 질소 순환의 다양한 오염 인자로 작용하고 있다.

이에 따라 액비는 환경오염 및 작물 이용에 불안정적 작용과 영향을 주고 있으며, 이와 같은 가축분뇨의 물질적 경제적 특성으로 인하여 환경오염의 주범으로 인식되어 왔다.

가축 분뇨는 화학비료와 비교하면 비료 성분이 상대적으로 적기 때문에 저장 및 수송 가치가 적으며, 따라서 경제적 물질적 이용 가치가 낮게 나타나게 된다. 또한, 가축 분뇨는 다량의 N-함량으로 NH₃의 손실위험성이 높게 나타나고 있으며 비료 성분의 이용 가능성과 비료 효과가 장기적으로 불확실한 특성을 가지고 있다.

이에 따라 농가의 액비에 대한 평가 격차가 크게 나타나고 있는 반면, 화학비료에 대해서는 광범위하게 이용되어 왔으며, 풍부한 사용 경험에 인하여 긍정적인 평가가 높게 나타나고 있다. 또한, N-비료의 최적 시비에 대한 접근이 용이하여 화학비료의 사용 기술에 적응되어 있는 실정이다. 그밖에 축산 집약도가 높은 지역, 특히 도시 근교지역의 사육 규모의 집중화로 인하여 액비 살포 면적이 풍부한 지역 보다 그 만큼 액비 사용 가치와 수송 및 저장 가치가 낮게 평가되고 있다. 이러한 요인에 의한 액비 사용 가치의 평가절하는 유기질 비료 시용의 비적합성, 사용기술의 비효율성으로 친환경 순환 농업이용에 경제성을 가지지 못하고 있으며, 결국 가축분뇨가 자원화 되지 못하고 환경오염의 주범으로 나타나고 있는 실정이다.

이러한 축산분뇨는 양질의 퇴비나 액비를 만들어 경작하는 토양에 사용하면, 유기질 성분이 낮고 토양 산성화로 노후화 되어 있는 토양의 지력을 높이고 토양의 화학적 성질을 개선할 수 있는 귀중한 자원이다.

이러한 분뇨에는 유기질 비료성분인 질소, 인산, 칼륨 등이 다량 함유되어 있지만, 장티푸스, 콜레라, 이질 등의 수인성 전염병균과, 회충, 십이지장충 등의 기생충란이 들어 있을 수 있으므로, 분뇨를 잘 처리하지 않으면 음료수, 음식물 등을 통해 인체가 감염될 수 있고, 또한 분뇨를 방치하거나 또는 정화 없이 방류하면 주변의 환경을 오염시키게 되므로, 이에 분뇨의 방류 및 방치를 엄격히 제한하고 있다.

한편, 대부분의 축사에는 가축이 배설하는 분뇨를 저장하거나 처리하기 위한 시설이 설치되어 있다.

즉, 일정 크기의 저장탱크에 분뇨를 수집한 후, 진공상태에서 혐기성 미생물을 이용하여 분뇨의 고형물질을 액상으로 변환하여, 액상 분뇨를 수집하여 해양 투기하거나, 또는 액상 분뇨를 4∼5개월간 숙성 발효시킨 후 비료로서 토양에 시비하였다.

그런데, 액상 분뇨를 4∼5개월간 숙성 발효시킨 후 비료로서 토양에 시비하는 경우, 액상 분뇨의 처리 시간이 매우 길고, 또한 분뇨의 냄새가 완전히 제거되지 않아 분뇨로부터 발생하는 악취에 의해 주변의 대기를 오염시켜, 즉 2차환경오염을 초래하는 문제점이 있다.

이에, 액상 분뇨의 자원화를 통해 분뇨로부터 발생하는 악취를 저감시키고, 또한 분뇨에 함유된 질소, 인, 칼륨 성분의 유실을 방지하며, 작물의 최적 영양 공급의 질적 개선이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 액상 분뇨를 재활용하여 환경보전에 기여하며, 액상 분뇨로부터 발생하는 악취를 저감하고, 액상 분뇨에 함유된 질소, 인, 칼륨 성분의 유실을 방지하며, 작물의 최적 영양 공급이 가능하고, 액상 분뇨의 처리 시간을 단축할 수 있는 액상 분뇨를 이용한 비료 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 비료는, 분쇄된 감귤 껍질, 황토, 옥수수 전분, 이산화규소, 산화알루미늄, 산화철, 산화칼륨, 산화마그네슘, 질산나트륨, 숯 분말로 이루어진 복합 원료와, 액상 분뇨를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 액상 분뇨 100g에 대해 상기 복합 원료 200g의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 복합 원료는 분쇄된 감귤 껍질 20중량부, 황토 5중량부, 옥수수 전분 5중량부, 이산화규소 50중량부, 산화알루미늄 13중량부, 산화철 1중량부, 산화칼륨 2중량부, 산화마그네슘 1중량부, 질산나트륨 2중량부, 숯 분말 1중량부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 분쇄된 감귤 껍질, 황토, 옥수수 전분, 이산화규소, 산화알루미늄, 산화철, 산화칼륨, 산화마그네슘, 질산나트륨, 숯 분말로 이루어진 복합 원료와, 액상 분뇨를 마련하는 단계와; 상기 액상 분뇨와 상기 복합 원료를 혼합하여 비료 원료를 형성하는 단계와; 상기 혼합된 비료 원료를 건조하는 단계와; 상기 건조된 비료 원료를 입자로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 분뇨를 이용한 비료 제조방법에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 비료 원료는 액상 분뇨 100g에 대해 상기 복합 원료 200g의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 복합 원료는, 분쇄된 감귤 껍질 20중량부, 황토 5중량부, 옥수수 전분 5중량부, 이산화규소 50중량부, 산화알루미늄 13중량부, 산화철 1중량부, 산화칼륨 2중량부, 산화마그네슘 1중량부, 질산나트륨 2중량부, 숯 분말 1중량부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액상 분뇨를 고형화 함으로써, 액상 분뇨를 재활용하여 환경보전에 기여하며, 액상 분뇨로부터 발생하는 악취를 저감하고, 액상 분뇨에 함유된 질소, 인, 칼륨 성분의 유실을 방지하며, 작물의 최적 영양 공급이 가능하고, 액상 분뇨의 처리 시간을 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액상 분뇨를 이용한 비료 제조방법의 순서도이다.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 비료는 액상 분뇨와 여러 가지 성분이 혼합된 복합 원료를 포함한다.

본 실시예에서의 액상 분뇨는, 분뇨를 진공상태에서 혐기성 미생물을 이용하여 발효시켜, 분뇨에 함유된 고형물질도 액상으로 변환된 것을 말한다.

복합 원료는 분쇄된 감귤 껍질, 황토, 옥수수 전분, 이산화규소, 산화알루미늄, 산화철, 산화칼륨, 산화마그네슘, 질산나트륨, 숯 분말로 이루어진다.

여기서, 복합 원료를 구성하는 성분에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다.

분쇄된 감귤 껍질 및 옥수수 전분에는 양질의 미네랄이 함유되어 있어 비료의 질을 향상시킨다.

특히, 황토는 Al, Fe, Mg, K, Ca, Mn, Si, Zn, Cu, S, Mo 등 양질의 미네랄이 함유되어 있어 비료의 질을 향상시킨다.

그리고, 이산화규소는 작물의 줄기 및 잎의 표피 세포의 규화를 촉진하고, 산화알루미늄은 작물의 생장을 촉진하며, 산화철은 작물의 엽록소 합성에 관여하며 작물의 생장을 촉진한다.

또한, 산화칼륨은 작물의 뿌리나 줄기를 강하게 하며, 산화마그네슘은 작물 잎에 존재하는 엽록체의 구성 성분으로서 잎의 황백화 현상을 방지하며, 질산나트륨은 작물 세포의 삼투압과 효소 활성화를 조절한다.

그리고, 숯 분말은 거대한 표면적을 갖고 있어 산소공급과 유용한 미생물의 집 역할을 하며, 분뇨에서 발생하는 가스를 흡착하는 역할을 한다.

한편, 이러한 복합 원료를 구성하는 각 성분은, 분쇄된 감귤 껍질 20중량부, 황토 5중량부, 옥수수 전분 5중량부, 이산화규소 50중량부, 산화알루미늄 13중량부, 산화철 1중량부, 산화칼륨 2중량부, 산화마그네슘 1중량부, 질산나트륨 2중량부, 숯 분말 1중량부로 혼합되는 것이 보다 효과적이다.

그리고, 본 발명에 따른 액상 분뇨를 이용한 비료는 액상 분뇨 100g에 대해 복합 원료 200g의 비율로 혼합되어 이루어진다. 복합 원료는 액상 분뇨에 함유된 수분을 흡수하여 비료 원료의 수분을 조절할 뿐만 아니라 다양한 유기질 및 무기질 성분의 제공원이 된다.

이로써, 본 발명에 따른 액상 분뇨를 이용한 비료는, 액상 분뇨에 함유된 질소, 인산, 칼륨 등의 유기질 비료성분과, 복합 원료에 함유된 다양한 유기질 및 무기질 성분이 혼합됨으로써, 분뇨로부터 발생하는 악취가 저감됨은 물론, 토양의 산성화를 방지하고 지력을 증대시키며, 비료의 3대 영양소인 질소, 인산, 칼륨을 제공할 뿐만 아니라 기타 작물 생장에 유효한 다양한 성분을 제공하는 양질의 비료를 얻을 수 있게 된다. 또한, 액상 분뇨를 고형화된 친환경적인 부산물로 재생할 수 있고, 액상 분뇨의 처리 시간도 단축할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 액상 분뇨를 이용한 비료의 제조방법을 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 비료를 구성하는 액상 분뇨와, 분쇄된 감귤 껍질, 황토, 옥수수 전분, 이산화규소, 산화알루미늄, 산화철, 산화칼륨, 산화마그네슘, 질산나트륨, 숯 분말로 이루어진 복합 원료를 각각 마련한다(S10).

여기서, 액상 분뇨는, 분뇨에 함유된 고형물질이 액상으로 변환하도록 분뇨를 진공상태에서 혐기성 미생물을 이용하여 발효시켜 얻어진다.

또한, 복합 원료는 분쇄된 감귤 껍질 20중량부, 황토 5중량부, 옥수수 전분 5중량부, 이산화규소 50중량부, 산화알루미늄 13중량부, 산화철 1중량부, 산화칼륨 2중량부, 산화마그네슘 1중량부, 질산나트륨 2중량부, 숯 분말 1중량부로 혼합한다.

다음, 준비된 액상 분뇨와 복합 원료를 액상 분뇨 100g에 대해 복합 원료 200g의 비율로 교반기에 투입한 후, 일정 시간동안 교반 혼합하여, 비료 원료를 형성한다(S20). 여기서, 액상 분뇨와 복합 원료를 혼합함으로써, 복합 원료에 함유된 성분에 의해 액상 분뇨로부터 발생하는 냄새를 제거할 뿐만 아니라 액상 분뇨를 종래와 같이 4∼5개월간 숙성시킬 필요가 없어 액상 분뇨의 처리 시간을 단축할 수 있게 된다.

이어서, 혼합된 비료 원료를 일정 온도로 가열되는 건조기에 투입하여, 혼합된 비료 원료에 함유된 수분이 증발하도록 건조시킨다(S30). 여기서, 건조된 바료 원료의 입자 성형이 용이하도록, 비료 원료의 함수율이 20％이하가 되도록 건조시킨다.

비료 원료의 건조가 완료되면, 건조된 비료 원료를 입자 성형기에 투입하여, 비드형, 펠릿형, 그래뉼형, 기타 사용하기에 용이한 모양을 갖는 일정 크기의 입자로 형성한다(S40).

그리고, 상기와 같이 제조된 비료 원료를 일정량씩 포장용기에 담아 포장한다(S50).

이로써, 본 발명에 따른 액상 분뇨를 이용한 비료의 제조가 완료된다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 분쇄된 감귤 껍질, 황토, 옥수수 전분, 이산화규소, 산화알루미늄, 산화철, 산화칼륨, 산화마그네슘, 질산나트륨, 숯 분말로 이루어진 복합 원료를 액상 분뇨에 혼합하여, 액상 분뇨를 고형화 함으로써, 액상 분뇨를 재활용하여 환경보전에 기여하며, 액상 분뇨로부터 발생하는 악취를 저감하고, 액상 분뇨에 함유된 질소, 인, 칼륨 성분의 유실을 방지하며, 작물의 최적 영양 공급이 가능하고, 액상 분뇨의 처리 시간을 단축할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 액상 분뇨를 이용한 비료는 가축의 배설물 이외에 인분도 처리할 수 있음은 물론이다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 분쇄된 감귤 껍질 20중량부, 황토 5중량부, 옥수수 전분 5중량부, 이산화규소 50중량부, 산화알루미늄 13중량부, 산화철 1중량부, 산화칼륨 2중량부, 산화마그네슘 1중량부, 질산나트륨 2중량부, 숯 분말 1중량부로 이루어진 복합 원료와, 액상 분뇨를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액상 분뇨를 이용한 비료.
2. 제1항에 있어서,
   상기 액상 분뇨 100g에 대해 상기 복합 원료 200g의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 액상 분뇨를 이용한 비료.
3. 삭제
4. 분쇄된 감귤 껍질 20중량부, 황토 5중량부, 옥수수 전분 5중량부, 이산화규소 50중량부, 산화알루미늄 13중량부, 산화철 1중량부, 산화칼륨 2중량부, 산화마그네슘 1중량부, 질산나트륨 2중량부, 숯 분말 1중량부로 이루어진 복합 원료와, 액상 분뇨를 마련하는 단계와;
   상기 액상 분뇨와 상기 복합 원료를 혼합하여 비료 원료를 형성하는 단계와;
   상기 혼합된 비료 원료를 건조하는 단계와;
   상기 건조된 비료 원료를 입자로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 분뇨를 이용한 비료 제조방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 비료 원료는 액상 분뇨 100g에 대해 상기 복합 원료 200g의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 액상 분뇨를 이용한 비료 제조방법.
6. 삭제

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