KR101028143B1 - 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법 - Google Patents

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이범용
김민길
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군북산업(주)
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Abstract

본 발명은 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법에 관한 것으로, 유기성 슬러지에 생석회를 혼합하여 고화시키는 안정화단계와, 상기 안정화단계를 거친 유기성 슬러지에 다공질의 탈취제를 혼합하는 탈취제 혼합단계 및 상기 탈취제 혼합단계를 거친 유기성 슬러지에 식물의 성장에 도움을 주는 요소가 포함된 첨가물을 혼합하는 첨가물 혼합단계를 포함하는 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법 및 조방법에 의해 제조된 토양개량제가 개시된다. 이에 따라 암모니아 가스에 기인하는 악취가 발생하지 않아 취급이 간편할 뿐만 아니라 상기 토양개량제를 식물이 자라는 토양에 혼합하여 사용하는 경우 토양의 보습력과 보비력을 향상시켜주고 이화학적 성질을 개량하여 토양의 지력을 증진시켜 토양 오염으로 인한 식물의 생육이 저하된 토양을 비옥하게 만들 수 있는 효과가 있다.

Description

유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법{PROCESS OF MANUFACTURING BIOSOLIDS USING ORGANIC SLUDGE}
본 발명은 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하수 슬러지 내지 폐수 슬러지에 생석회, 탈취제, 돌로마이트를 적정 비율로 혼합 가공한 후 식물이 자라는 토양에 섞어 사용함으로써, 토양의 보습력, 보비력을 향상시키며 이화학적 성질을 개량하여 지력을 증진시키는 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 생활 중에 배출되는 하수 내지 폐수의 슬러지는 함수율이 높아 부패성이 강하고, 병원균의 오염문제가 있으며 용존산소를 고갈시키고 토양을 환원성으로 조성하는 등 각종 나쁜 영향을 주므로 반드시 처리를 하여야 한다.
따라서, 하수 내지 폐수 슬러지의 처리 방법은 퇴비화, 소각, 용융, 매립, 해양투기 등이 있다. 하지만, 국제협약(‘96 런던협약 의정서)의 발효에 따라 2012년부터는 하수 내지 폐수 슬러지의 해양 투기가 전면 금지된다. 따라서, 현재 이러한 어려움을 극복하기 위해 다양한 하수 내지 폐수 슬러지 재활용 기술이 개발되고 있는 실정이다.
특히, 생활 중에 배출되는 하수 내지 폐수의 슬러지는 중금속과 같은 유해물질의 오염이 거의 없고 슬러지 자체가 대부분 미생물 덩어리인 유기성 슬러지이기 때문에 다른 물질로의 전환이 가능하다.
따라서, 종래 유기성 슬러지의 처리는 고화제/안정화제를 첨가하여 슬러지 내 수분을 감소시키는 한편 유기성 슬러지 내 유해물질의 용출을 방지하여 매립지의 복토재, 건설자재, 보도 블럭, 토양개량제, 조경용 상토, 산림토양 개선제 등 다양하게 적용되고 있다.
특히, 유기성 슬러지를 이용하여 토양개량제로 전환하는 경우 작물 식생시 토양에 섞어 사용함으로써, 토양의 보습력, 보비력을 향상시킬 뿐만 아니라 이화학적 성질을 개량하여 지력을 증진시켜 비옥한 토양을 만들 수 있다.
그러나, 상기와 같은 유기성 슬러지를 이용하여 토양개량제로 재활용하는 경우 유기성 슬러지에 혼합되는 첨가제, 양생, 건조과정에서 발생하는 발열반응으로 인해 유기성 슬러지에 포함된 암모늄이온이 암모니아 가스로 전환되어 심한 악취가 발생하게 된다.
따라서, 유기성 슬러지로 제조된 토양개량제는 암모니아 가스로 인한 심한 악취가 발생하게 되고 이러한 악취는 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제를 제품화하는데 어렵게 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유기성 슬러지를 토양개량제로 전환할 때 발생하는 암모니아 가스에 기인한 악취를 효과적으로 탈취하여 유기성 슬러지를 활용하여 토양개량제로 제품화시킬 수 있는 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 상기와 같이 악취가 탈취된 토양개량제가 식물성장에 도움을 줄 수 있는 영양소를 포함하여 원예용, 조경용, 농업용 등에 토양과 혼합 사용되어 토양의 보습력과 보비력을 향상시켜 토양의 지력을 증진시킬 수 있는 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 유기성 슬러지에 생석회를 혼합하여 고화시키는 안정화단계와, 상기 안정화단계를 거친 유기성 슬러지에 다공질의 탈취제를 혼합하는 탈취제 혼합단계 및 상기 탈취제 혼합단계를 거친 유기성 슬러지에 식물의 성장에 도움을 주는 요소가 포함된 첨가물을 혼합하는 첨가물 혼합단계를 포함하는 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법에 의해 달성된다.
여기서 상기 안정화단계는, 상기 유기성 슬러지 100 중량부에 대해 생석회가 5 내지 30 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다.
또한 상기 탈취제 혼합단계는, 상기 안정화단계를 거친 유기성 슬러지 100 중량부에 대해 다공질의 탈취제가 10 내지 50 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다.
또한 상기 첨가물 혼합단계는, 상기 탈취제 혼합단계를 거친 유기성 슬러지 100 중량부에 대해 돌로마이트가 1 내지 5 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 안정화단계에서 상기 유기성 슬러지에 생석회가 혼합될 때 상기 유기성 슬러지의 수분함량이 80중량% 내지 85중량%를 유지하도록 상기 유기성 슬러지의 함수율을 조절하는 유기성 슬러지 함수율 조절단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 다공질의 탈취제는, 정수슬러지 저장조 내에서 알럼계열의 응집제를 통해 응집된 다음으로 탈수된 정수슬러지와, 정수슬러지 1kg 당 폐인산 및 물의 비율이 중량비 5~10:1로 이루어진 혼합물 100~150g을 자체발열 가능한 반응기 내 투입한 후 수열반응시키기 위해 80~150도에서 교반하는 혼합반응단계와, 상기 혼합반응단계를 거친 정수슬러지 및 혼합물의 반응물을 반응물 저장조로 운반한 다음으로 대기상태에 노출시켜 자연 냉각시키는 냉각단계와, 상기 냉각단계를 거쳐 냉각된 반응물을 건조 전처리 과정을 통해 탈수하는 함수율 조절단계와, 상기 함수율조절단계를 거쳐 탈수된 반응물의 건조효율을 증가시키기 위해 1차 파쇄 및 저장하는 입자 크기 조절단계와, 상기 입자크기 조절단계를 거쳐 파쇄된 반응물을 슬러지 건조기로 이송하여 자연 건조한 다음으로 기계적으로 건조하거나, 즉시 기계적으로 건조함으로써 함수율 10중량% 이하로 유도하는 건조단계 및 상기 건조단계를 거쳐 건조된 반응물을 분쇄기를 통해 미세분말로 분쇄하는 분쇄단계로 구성되되, 상기 함수율 조절단계에서 탈수된 용액은 상기 폐인산 및 물의 혼합물 재활용을 위한 혼합물 저장조로 유도되며, 상기 정수슬러지는 정수슬러지 저장조의 하부에 설치된 배출밸브가 개방됨에 따라 배출되어 이 배출밸브 아래 배치되는 컨베이어 또는 운송펌프에 의해 상기 반응기로 이송되고, 상기 혼합물은 이송관에 설치된 이송펌프 및 이송밸브의 동작에 의해 상기 반응기로 이송되어 제조된 것이 바람직하다.
또한 상기 첨가물 혼합단계를 거친 유기성 슬러지가 환 또는 과립의 형태를 갖도록 성형하는 성형단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 기술적 사상으로는, 유기성 슬러지에 생석회를 혼합하여 고화시키는 안정화단계와, 상기 안정화단계를 거친 유기성 슬러지에 다공질의 탈취제를 혼합하는 탈취제 혼합단계 및 상기 탈취제 혼합단계를 거친 유기성 슬러지에 돌로마이트를 혼합하는 첨가물 혼합단계를 포함하는 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법에 따라 제조되는 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제에 의해 달성된다.
본 발명에 의한 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법은, 암모니아 가스에 기인하는 악취가 발생하지 않아 취급이 간편할 뿐만 아니라 상기 토양개량제를 식물이 자라는 토양에 혼합하여 사용하는 경우 토양의 보습력과 보비력을 향상시켜주고 이화학적 성질을 개량하여 토양의 지력을 증진시켜 토양 오염으로 인한 식물의 생육이 저하된 토양을 비옥하게 만들 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법 중 탈취제의 제조공정을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법 중 탈취제의 제조공정을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법 중 탈취제의 형상을 전자현미경을 통해 확인한 사진이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법을 나타낸 순서도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법은 크게 유기성 슬러지에 생석회를 혼합하여 고화시키는 안정화단계(S110)와, 상기 안정화단계(S110)를 거친 유기성 슬러지에 다공질의 탈취제를 혼합하는 탈취제 혼합단계(S120) 및 상기 탈취제 혼합단계(S120)를 거친 유기성 슬러지에 식물의 성장에 도움을 주는 요소가 포함된 첨가물을 혼합하는 첨가물 혼합단계(S130)에 의해 구현된다.
상기 안정화단계(S110)는 유기성 슬러지에 포함된 유기물을 고화시켜 토량개량제로 재활용할 수 있도록 유기성 슬러지 100 중량부에 대해 생석회가 5 내지 30 중량부로 혼합되어 상기 유기성 슬러지를 고화시켜 안정화하게 된다.
이와 같이, 상기 안정화단계(S110)에서 혼합되는 생석회는 하수 내지 폐수 슬러지를 신속하게 반응시켜 고화시간을 단축시킴으로써 생산성을 증가시킬 뿐만 아니라 유기성 슬러지의 직접매립에 따른 토양성분의 불균형과 안전성을 효과적으로 해결할 수 있다.
또한, 유기성 슬러지에 혼합되는 생석회는 식생되는 식물 뿌리의 생육을 촉진하며 유기산 등 유해물질을 생체 내에서 중화하는 작용을 할 뿐만 아니라 생체 내의 탄수화물대사를 원활히 한다.
이러한 안정화단계(S110)의 유기성 슬러지와 생석회의 혼합은 유기성 슬러지의 함수율 및 유기물량을 고려하여 적정 혼합비로 정량 혼합된다. 이를 위해, 상기 안정화단계(S110)에서 상기 유기성 슬러지에 생석회가 혼합될 때 상기 유기성 슬러지의 수분함량이 80중량% 내지 85중량%를 유지하도록 상기 유기성 슬러지의 함수율을 조절하는 유기성 슬러지 함수율 조절단계를 더 포함하며 상기 유기성 슬러지 함수율 조절단계를 거쳐 함수율이 조절된 유기성 슬러지 100 중량부에 대해 생석회가 5 내지 30 중량부로 정량 혼합되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기와 같이 안정화단계(S110)를 거친 유기성 슬러지는 다공질의 탈취제와 혼합되는 탈취제 혼합단계(S120)를 거치게 된다. 상기 탈취제 혼합단계(S120)는 안정화단계(S110)를 거친 유기성 슬러지의 악취를 제거하기 위한 것으로 바람직하게 안정화단계(S110)를 거친 유기성 슬러지 100 중량부에 대해 다공질의 탈취제가 10 내지 50 중량부로 정량 혼합된다.
이와 같이 탈취제 혼합단계(S120)에서 혼합되는 다공질의 탈취제는 도 2와 같은 제조공정에 의해 제조된 탈취제인 것이 바람직하다. 이를 도 2 및 도 3에 의거하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법 중 탈취제의 제조공정을 나타낸 순서도이며, 도 3은 본 발명에 따른 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법 중 탈취제의 제조공정을 나타낸 개략도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 상기 안정화단계(S110)를 거친 유기성 슬러지에 혼합되는 다공질의 탈취제는 알럼계열의 응집제를 통해 응집된 다음으로 탈수된 정수장의 정수슬러지 1kg 당 폐인산 및 물의 비율이 중량비 5~10:1로 이루어진 혼합물 100~150g을 반응기 내 투입하여 80~150도에서 교반하는 혼합반응단계(S210)와, 상기 혼합반응단계(S210)를 거친 정수슬러지 및 혼합물의 반응물을 대기상태에 노출시켜 자연 냉각시키는 냉각단계(S220)와, 상기 냉각단계(S220)를 거쳐 냉각된 반응물을 건조 전처리를 통해 탈수하는 함수율 조절단계(S230)와, 상기 함수율 조절단계(S230)를 거쳐 탈수된 반응물의 건조효율을 증가시키기 위해 1차 파쇄 및 저장하는 입자크기 조절단계(S240)와, 상기 입자크기 조절단계(S240)를 거쳐 파쇄된 반응물을 슬러지 건조기로 이송하여 자연 건조한 다음으로 기계적으로 건조하거나, 즉시 기계적으로 건조함으로써 함수율 10중량% 이하로 유도하는 건조단계(S250)와, 상기 건조단계(S250)를 거쳐 건조된 반응물을 미세분말로 분쇄하는 분쇄단계(S260)에 의해 제조되는 것이 바람직하다.
상기 혼합반응단계(S210)에서는 정수슬러지 저장조 내에서 응집 및 탈수된 정수슬러지와 폐인산 및 물의 비율이 중량비 5~10:1로 이루어진 혼합물을 반응기 내로 유도하여 수열 반응시키는 단계로, 폐인산을 사용하는 이유는 정수슬러지를 수열 반응시켜 제올라이트 구조를 갖도록 함과 동시에 슬러지 덩어리를 해리시키기 위함이며 추가적으로 후속공정에서 건조시간을 단축시키기 위해서이다.
상기 정수슬러지 및 혼합물의 중량은 반응기에 설치되어 중량을 측정하기 위한 로드셀과 같은 자동측정부(미도시)에 의해 계량될 수 있다. 상기 정수슬러지 및 혼합물의 투입 후, 자체발열가능한 반응기는 밀폐된 상태로 히팅 과정을 통해 80~150도로 가열되면서 정수슬러지 및 혼합물의 원활한 반응, 예컨대 폐인산을 통한 슬러지 덩어리의 해리 및 수열반응을 용이하게 하기 위해 반응기에 설치된 교반기가 작동되고 이의 회전속도는 150~300rpm으로 하며 수열 반응시 발생되는 수증기는 재활용을 위해 다시 폐인산과 물이 혼합된 혼합물 저장조(미도시)로 유도된다. 또한 반응시간은 수열합성을 충분히 유도하기 위해 1∼2시간 정도로 한다.
상기 정수슬러지 및 혼합물의 반응과정은 기본적으로 고농도의 암모니아를 탈취하기 위한 수열합성반응에 기초하지만, 저농도의 암모니아, 예를 들어 양돈 축사 내부, 실외에서의 퇴비공정 등에서 약 100ppm 미만으로 발생되는 암모니아의 탈취를 위한 탈취제를 제조할 경우에는 열을 가하지 않은 상태에서 정수슬러지 및 혼합물을 반응시킬 수도 있다.
참고로, 상기 혼합물의 양이 정수슬러지 1kg 대비 100g 미만인 경우 탈취제로써 효과가 미비하고 150g 초과 시에는 재료비의 상승 문제가 있기 때문에 정수슬러지 1kg 당 혼합물 100g~150g을 첨가하여 정수슬러지의 Al 성분과 폐인산의 인산이온(PO4) 성분의 몰비형성이 가장 잘 이루어지도록 한다.
또한, 상기 반응기 내 온도 조건에서 80도 미만에서는 원활한 수분증발이 어려워 수열합성이 진행되지 않고 함수량 조절 효과를 기대할 수 없으며, 150도 이상에서는 인산이 수분과 함께 증발될 수 있기 때문에 80~150도에서 정수슬러지와 혼합물의 반응이 이루어지도록 한다.
상기 냉각단계(S220)에서는 혼합반응단계(S210)를 거쳐 반응기에서 1∼2시간 체류된 반응물을 밸브 및 펌프의 제어에 의해 반응물 저장조로 자동 유도시킨 다음으로 이를 대기상태에 노출시켜 자연 냉각시키게 된다.
상기 함수율 조절단계(S230)에서는 냉각단계(S220)를 거쳐 냉각된 반응물을 건조 전처리 과정을 위해 탈수시킴으로써, 그 반응물의 함수율을 조절하게 되는데, 반응물 초기 함수율이 보통 85~90중량%로 유지되지만 냉각 및 함수율 조절단계(S230)를 거쳐 50~65중량%로 함수율이 조절되며, 상기 냉각단계 및 함수율 조절단계(S230)에서 탈수된 용액은 미반응 폐인산 성분이 다량 함유되어 있으므로 폐인산과 물이 혼합된 혼합물 저장조로 회수하여 재활용하도록 한다.
상기 입자크기 조절단계(S240)는 함수율 조절단계(S230)를 거쳐 탈수된 반응물을 건조효율을 증가시키기 위해 1차 파쇄 및 저장하는 입자크기를 조절한다.
상기 건조단계(S250)에서는 함수율 조절단계(S230)를 거쳐 탈수된 반응물이 이미 슬러지의 특성이 없어져 슬러지 구조가 해리됨에 따라 벌집형상의 베르사이트 구조를 갖는 제올라이트로 합성되어져 있기 때문에 자연건조로도 2~3일 내에 함수율이 20중량% 미만까지도 유도가 가능해지기 때문에 1차적으로 탈수된 반응물을 자연 건조한 후 탈취제의 필요량만큼 2차적으로 기계적 건조를 통해 함수율 10중량% 이하로 유도하거나, 함수율 조절단계(S230)를 거친 반응물을 연속적으로 기계적 건조방식에 의해 함수율 10중량% 이하로 유도할 수 있으며, 기계적 건조방식에서 건조온도는 혼합반응단계에서의 이유와 마찬가지로 110~130도로 유지한다.
이러한 건조단계(S250)에서 사용되는 기계식 건조기로는 쉘(Shell), 재킷(Jacket), 일련의 중공 디스크가 부착되어 회전 구동되는 샤프트로 구성된 전도 가열식 간접열 건조기가 사용될 수 있는데, 이를 통해 습윤상태의 피건조물은 샤프트와 재킷에 공급되는 건조 열원인 열매체에 의해 가열된 디스크면과 쉘의 전도열에 의해 건조되고, 회전하는 디스크면에 부착된 이송 블레이드에 의해 점진적으로 이송 및 건조과정을 거쳐 최종 건조물로 배출된다. 또한, 자연건조를 좀 더 원활히 이루기 위해서 태양열 집열판을 이용해 전력사용이 없이 함수율 조절단계(S230)를 거쳐 입자크기를 조절한 다음 송풍기를 통해 공기의 흐름을 주어 건조를 할 수 있다.
상기 분쇄단계(S260)에서는 건조단계(S250)를 거친 함수율 10중량% 이하의 건조된 반응물을 입경이 일정해지도록 분말형태로 분쇄하는 과정으로, 이의 표면적이 넓을수록 탈취 효과가 극대화되므로 미세분말로 분쇄하는 것이 바람직하며, 분쇄된 미립자의 탈취제는 대기 중의 수분과 접촉되지 않도록 별도의 밀폐형 저장시설에 저장되어 필요량에 따라 출고하게 된다.
상기와 같은 혼합반응단계(S210)부터 분쇄단계(S260)까지의 일련의 과정은 자동연속식으로 이루어지며 이러한 과정에서 사용되는 기기들은 모두 밀폐형으로 이루어져 분진 및 폐수가 발생되지 않도록 한다.
이러한 분쇄단계(S260)에서 사용되는 분쇄기로는 공기의 고속와류와 고주파 압력변동에 따른 진동을 이용하여 100mesh까지의 미분입자를 얻을 수 있는 분쇄기가 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에서 사용되는 정수슬러지는 정수슬러지 저장조의 하부에 설치된 배출밸브가 개방됨에 따라 배출되어 이 배출밸브 아래 배치되는 각종 컨베이어 또는 펌프에 의해 반응기로 이송되고 물과 폐인산의 혼합물은 이송관에 설치된 이송펌프 및 이송밸브에 의해 반응기로 이송될 수 있는데, 배출밸브 및 이송밸브와 이송펌프는 자동측정부로부터 측정된 중량값을 표시하기 위한 외부단말기에 전기적으로 접속되어 이 외부단말기에 입력된 정수슬러지 및 혼합물의 중량에 따라 개폐상태가 제어될 수 있다.
보다 구체적으로는 외부단말기에 입력된 정수슬러지의 투입 중량값이 10kg인 경우 측정되는 중량값이 10kg이 될 때까지 배출밸브가 개방된 상태를 유지하다가 이 중량값에 도달하게 되면 폐쇄된 다음으로, 이송밸브를 개방하고 이송펌프를 작동시켜 측정되는 중량값이 11kg~11.5kg(물과 폐인산의 혼합물 중량값 1kg~1.5kg)이면 이송밸브를 폐쇄하고 이송펌프를 오프시키게 된다.
추가적으로 혼합반응단계(S210) 및 함수율 조절단계(S230)에서 재활용되도록 물과 폐인산의 혼합물을 저장하기 위한 혼합물 저장조로 다시 유도되는 수증기 및 탈수 용액에 의해 그 혼합물의 비율(폐인산 및 물의 비율 중량비 5~10:1)이 적절치 않게 될 수 있음을 고려하여, 그 혼합물 저장조에 pH 감지센서를 설치하고 이를 이전에 기술된 외부단말기에서 지속적으로 확인하고 도면에 도시된 바와 같이 반응기에 연결되는 물 또는 폐인산 저장조로부터 물 또는 폐인산을 공급받기 위한 혼합물 저장조용 밸브나 펌프를 제어함으로써 혼합물 저장조 내 혼합물이 일정비율(폐인산 및 물의 비율 중량비 5~10:1)로 희석된 상태로 반응기에 공급되게 할 수 있다.
상기와 같은 제조공정에 의해 제조된 탈취제는 도 4에 나타난 바와 같이 그 표면에 무수히 많은 기공을 형성한 다공질의 구조를 갖고 아래 표 1과 같은 화학적 성질을 갖는다.
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO K2O P2O5
15~20중량% 20~25중량% 2~5중량% 0.2~1중량% 0.2~0.7중량% 25~35중량%
본 발명에 예시된 제조공정에 의해 제조된 탈취제의 화학적 성질
상기와 같은 제조공정에 의해 제조된 다공질의 탈취제는 안정화단계(S110)를 거친 유기성 슬러지 100 중량부에 대해 다공질의 탈취제가 10 내지 50 중량부로 정량 혼합되어 악취 유발을 억제한다.
부연하자면, 상기 안정화단계(S110)에서 유기성 슬러지에 혼합된 생석회에 기인하는 암모니아 가스를 다공질의 탈취제가 흡착 고정시킴으로써, 악취를 제거할 수 있을 뿐만 아니라 암모니아 가스의 질소성분이 다공질의 탈취제에 흡착 고정됨으로써, 원형질의 주성분인 단백질 구성요소 생육을 촉진하고 양분흡수, 동화작용을 왕성하게 한다. 또한, 상기 다공질의 탈취제가 포함한 인성분의 공급으로 식물의 생장, 분열, 뿌리신장, 개화, 결질을 촉진시킬 수 있다.
이때, 상기 안정화단계(S110)를 거친 유기성 슬러지 100 중량부에 다공질의 탈취제가 10 중량부 미만으로 혼합되는 경우에는 악취 물질인 암모니아 가스의 억제를 할 수 없으며, 또한 다공질의 탈취제가 50 중량부 이상으로 혼합되는 경우에는 인의 과다공급으로 인해 식물 뿌리에 악영향을 미치게 된다. 따라서, 안정화단계(S110)를 거친 유기성 슬러지 100 중량부에 대해 다공질의 탈취제가 10 내지 50 중량부로 정량 혼합되는 것이 바람직하다.
이렇게, 안정화단계(S110)를 거쳐 다공질의 탈취제를 혼합하는 탈취제 혼합단계(S120)가 수행된 후에는 식물의 성장에 도움을 주는 요소가 포함된 첨가물을 혼합하는 첨가물 혼합단계(S130)가 실시된다.
상기 첨가물 혼합단계(S130)에서 유기성 슬러지에 혼합되는 첨가물은 바람직하게 돌로마이트와 같은 엽록소 생성과 식물 성장에 도움을 주는 요소로 이루어진 첨가물을 포함한다.
이와 같은 탈취제 혼합단계 후에 유기성 슬러지에 혼합되는 첨가물은 유기성 슬러지 100 중량부에 대해 돌로마이트가 1 내지 5 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 안정화단계(S110)와 탈취제 혼합단계(S120) 및 첨가물 혼합단계(S130)를 거친 유기성 슬러지는 암모니아 가스에 기인하는 악취가 발생하지 않으며 또한, 토양에 혼합하여 사용하는 경우 토양의 보습력과 보비력을 향상시켜주고 이화학적 성질을 개량하여 토양의 지력을 증진시켜 토양 오염으로 인한 식물의 생육이 저하된 토양을 비옥하게 만들 수 있다.
경우에 따라서는 상기 안정화단계(S110)와 탈취제 혼합단계(S120) 및 첨가물 혼합단계(S130)를 거쳐 제조된 유기성 슬러지는 사용이 편리하게 제품화될 수 있다. 예컨데, 상기 단계들을 거쳐 제조된 유기성 슬러지를 취급 및 사용이 간편하도록 환 또는 과립의 형태로 성형된다.
부연하자면, 상기 안정화단계(S110)와 탈취제 혼합단계(S120) 및 첨가물 혼합단계(S130)를 거쳐 제조된 유기성 슬러지를 회전하는 교반기에 일정량 투입한 상태에서 유기물에 영향을 주지 않는 성분으로 이루어진 고착제를 교반기에 투입후 혼합시켜 상기 교반기의 유기성 슬러지가 덩어리지도록 성형함으로써 토양개량제로 제품화할 수 있다.
아래에서는 본 발명에 의해 제조된 다공질의 탈취제를 유기성 슬러지에 혼합하여 제조된 토양개량제의 실시예를 설명한다.
제 1 실시예
유기성 슬러지 1Kg에 대해 생석회 100g을 혼합하고 본 발명에 의해 제조된 다공질의 탈취제를 유기성 슬러지 1Kg에 대해 각각 100g, 200g, 300g을 혼합한 후 돌로마이트를 유기성 슬러지 1Kg에 대해 10g을 혼합하여 제조된 토양개량제의 암모니아 가스 농도를 측정한 데이터는 표 2와 같다.
구분 다공질의 탈취제가 혼합되지 않은 토양개량제 다공질의 탈취제 100g을 혼합한 토양개량제 다공질의 탈취제 200g 혼합을 혼합한 토양개량제 다공질의 탈취제 300g 혼합을 혼합한 토양개량제
암모니아 가스 농도 3000 ppm 100 ppm 10 ppm 2 ppm
상기 표 2에 의하면 본 발명에 의해 제조된 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제에서 암모니아 가스의 농도가 현저히 감소하는 것을 알 수 있고, 이로부터 토양개량제로부터 발생하는 악취를 효과적으로 제거함을 알 수 있다.
이와 같이 유기성 슬러지를 고화시켜 안정화시키는 안정화단계(S110)와 암모니아 가스를 제거할 수 있는 다공질의 탈취제가 혼합되는 탈취제 혼합단계(S120) 및 식물 성장에 도움을 주는 요소가 포함된 첨가물을 혼합하는 첨가물 혼합단계(S130)를 거친 유기성 슬러지는 취급이 편리한 환 또는 과립의 형태로 성형되어 않아 취급이 간편할 뿐만 아니라 상기 토양개량제를 식물이 자라는 토양에 혼합하여 사용하는 경우 토양의 보습력과 보비력을 향상시켜주고 이화학적 성질을 개량하여 토양의 지력을 증진시켜 토양 오염으로 인한 식물의 생육이 저하된 토양을 비옥하게 만들 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (8)

  1. 유기성 슬러지에 생석회를 혼합하여 고화시키는 안정화단계;
    상기 안정화단계를 거친 유기성 슬러지에 다공질의 탈취제를 혼합하는 탈취제 혼합단계; 및
    상기 탈취제 혼합단계를 거친 유기성 슬러지에 식물의 성장에 도움을 주는 요소가 포함된 첨가물을 혼합하는 첨가물 혼합단계;를 포함하되,
    상기 안정화단계에서는 상기 유기성 슬러지 100 중량부에 대해 생석회가 5 내지 30 중량부로 혼합되고,
    상기 안정화단계에서 상기 유기성 슬러지에 생석회가 혼합될 때 상기 유기성 슬러지의 수분함량이 80중량% 내지 85중량%를 유지하도록 상기 유기성 슬러지의 함수율을 조절하는 유기성 슬러지 함수율 조절단계;를 더 포함하는 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 탈취제 혼합단계는,
    상기 안정화단계를 거친 유기성 슬러지 100 중량부에 대해 다공질의 탈취제가 10 내지 50 중량부로 혼합되는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 첨가물 혼합단계는,
    상기 탈취제 혼합단계를 거친 유기성 슬러지 100 중량부에 대해 돌로마이트가 1 내지 5 중량부로 혼합되는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 다공질의 탈취제는,
    정수슬러지 저장조 내에서 알럼계열의 응집제를 통해 응집된 다음으로 탈수된 정수슬러지와, 정수슬러지 1kg 당 폐인산 및 물의 비율이 중량비 5~10:1로 이루어진 혼합물 100~150g을 자체발열 가능한 반응기 내 투입한 후 수열반응시키기 위해 80~150도에서 교반하는 혼합반응단계;
    상기 혼합반응단계를 거친 정수슬러지 및 혼합물의 반응물을 반응물 저장조로 운반한 다음으로 대기상태에 노출시켜 자연 냉각시키는 냉각단계;
    상기 냉각단계를 거쳐 냉각된 반응물을 건조 전처리 과정을 통해 탈수하는 함수율 조절단계;
    상기 함수율조절단계를 거쳐 탈수된 반응물의 건조효율을 증가시키기 위해 1차 파쇄 및 저장하는 입자 크기 조절단계;
    상기 입자크기 조절단계를 거쳐 파쇄된 반응물을 슬러지 건조기로 이송하여 자연 건조한 다음으로 기계적으로 건조하거나, 즉시 기계적으로 건조함으로써 함수율 10중량% 이하로 유도하는 건조단계;
    상기 건조단계를 거쳐 건조된 반응물을 분쇄기를 통해 미세분말로 분쇄하는 분쇄단계;로 구성되되,
    상기 함수율 조절단계에서 탈수된 용액은 상기 폐인산 및 물의 혼합물 재활용을 위한 혼합물 저장조로 유도되며,
    상기 정수슬러지는 정수슬러지 저장조의 하부에 설치된 배출밸브가 개방됨에 따라 배출되어 이 배출밸브 아래 배치되는 컨베이어 또는 운송펌프에 의해 상기 반응기로 이송되고, 상기 혼합물은 이송관에 설치된 이송펌프 및 이송밸브의 동작에 의해 상기 반응기로 이송되어 제조된 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 첨가물 혼합단계를 거친 유기성 슬러지가 환 또는 과립의 형태를 갖도록 성형하는 성형단계를 더 포함하는 유기성 슬러지를 이용한 토양개량제 제조방법.
  8. 삭제
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101533430B1 (ko) * 2013-08-16 2015-07-03 구수진 유기성 폐기물이 생석회 수화반응으로 제조된 슬러지를 이용한 기능성비료 및 그의 제조방법
KR20160012518A (ko) 2014-07-24 2016-02-03 신순옥 슬러지와 우레탄을 이용한 토지개량제 및 그 제조 방법
KR20160071252A (ko) 2014-12-11 2016-06-21 주식회사 카멜 광업 부산물을 이용한 토양개량제

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020005804A (ko) * 2000-07-10 2002-01-18 양경선 유기성쓰레기를 원료로 하는 비료의 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020005804A (ko) * 2000-07-10 2002-01-18 양경선 유기성쓰레기를 원료로 하는 비료의 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101533430B1 (ko) * 2013-08-16 2015-07-03 구수진 유기성 폐기물이 생석회 수화반응으로 제조된 슬러지를 이용한 기능성비료 및 그의 제조방법
KR20160012518A (ko) 2014-07-24 2016-02-03 신순옥 슬러지와 우레탄을 이용한 토지개량제 및 그 제조 방법
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