KR101227377B1

KR101227377B1 - 유기질 퇴비의 제조방법

Info

Publication number: KR101227377B1
Application number: KR20110022841A
Authority: KR
Inventors: 박종철
Original assignee: 박종철
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2013-01-30
Also published as: KR20120105182A

Abstract

본 발명은 동, 식물성 잔재물로 구성된 유기성폐기물과 가축분뇨, 생석회 및 완효성부산물원료를 이용한 유기질 퇴비의 제조방법에 관한 것으로 이물질을 제거 분쇄한 유기물폐기물과 축산분뇨의 함수량을 각각 조절하여 혼합반응조내에서 혼합하여 1차혼합물을 조성하고 상기 1차혼합물에 적량의 생석회를 투여하여 혼합하여 2차혼합물을 조성하여 살균, 멸균 및 고형물을 분해하는 공정을 거친 다음, 상기 2차혼합물에 유기물을 보충하기 위하여 완효성부산물원료를 적량혼합하여 3차혼합물을 조성하고, 균일하게 혼합하여 살균, 멸균 및 부숙공정을 거쳐서 교반장으로 배출하여 건조공정을 거침으로서 유기물의 함량을 높이고 동시에 살균, 멸균 부숙도를 높힘으로서 친환경적인 유기질 퇴비를 제조할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

유기질 퇴비의 제조방법 {Manufacturing method of organic compost}

본 발명은 동물성 및 식물성 잔재물 예컨대 음식물쓰레기, 농축산물의 폐기물 등 유기성폐기물과 가축분뇨등을 혼합발효조에 투입하여 혼합한 1차혼합물에 다시 생석회를 투입하여 균일하게 혼합한 2차혼합물을 조성한 다음, 상기 2차혼합물에 가공된 버섯베이지(버섯재배용 포트에 잔재 된 톱밥과 버섯 부스러기) 팜박(야자수껍데기 등 잔재물), 단미사료박(단미사료 제조시 폐기물), 당박(설탕제조시 사탕수수찌꺼기 및 설탕슬러지등)등 완효성 부산물원료를 투입하여 3차혼합물을 조성하여 일정기간 부숙발효공정을 거쳐서 교반장으로 배출하여 건조공정을 거침으로서 유기물의 함유량을 높힘과 동시에 부숙도를 높이는 것을 특징으로 하는 유기질 퇴비의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 동, 식물성 잔재물이나 가죽분뇨등과 같은 유기성폐기물을 이용하여 유기질 퇴비를 제조하는 방법은 유기성폐기물의 수분을 조절한 다음 생석회와 혼합하여 산화소성반응을 시키고, 산화소성 과정 중에 가수분해 및 중금속제거, 염분의 감속의 화학적 반응을 거쳐서 건조하도록 되어 있었다.

즉 유기성폐기물과 산화소성 반응제의 반응을 보면,

① Ca0 + H₂0 (폐기물중의물) → Ca(0H)₂ + 15 Kcal/mo1

② Mgo + H₂0 (폐기물중의물) → Mgo(0H)₂ + 15 Kcal/mo1

이때 폐기물 중의 물과 산화칼슘 및 산화마그네슘은 발열반응으로 동식물성 잔재물과 가축분뇨 등의 혼합물인 유기성폐기물을 발효조 내에서 평균 100도C 까지 온도가 상승하여 산화소성 시키게 된다. 이때 상기 유기성폐기물에 함유되어 있는 염분은 적량의 생석회를 투입하여 혼합하면 아래와 같은 화학반응을 하게 된다.

③ NaC1 + CaS0₄→ CaC1₂ + Na₂S0₄

위와 같은 반응식에 의해 대부분 제거되는 것은 널리 공지된 사실이다.

상기와 같은 ③의 반응식에 의하여 동, 식물성 잔재물과 같은 유기성폐기물에 생석회를 균일하게 혼합하여 유기질 퇴비를 제조하게 되는데, 종래의 기능성 복합비료를 제조하는 방법은 상기 유기질 퇴비를 제조하는 공정중에 식물성장에 필수적으로 필요한 3대 원소인 질소(N), 인산(P), 가리(K)를 일부 소멸시키게 되는 생석회를 과다 사용하였고, 과다한 생석회의 투여로 인하여 상기 유기질 퇴비의 부숙도가 충분하지 못하게 되어 암모니아 가스가 다량 발생함으로써 잎, 줄기가 마르게 되어 작물의 성장에 피해를 입게 되는 결점이 있었다.

즉, 부숙도가 낮은 퇴비나 화학비료를 유기성폐기물과 함께 생석회를 혼합기에 투입하여 단시간 내에 기능성 복합비료를 제조하였기 때문에 석회질의 과다한 투여로 식물성장에 필요한 3대 원소인 질소, 인산, 가리를 일부 소멸시키고, 상기 유기성퇴비의 부숙도가 낮게 되며, 또한 불필요하게 과다한 생석회의 투여로 상기 기능성 복합비료를 시비할 경우 화학반응으로 인하여 다량의 암모니아가스가 발생하게 되어 입, 줄기가 누렇게 마르게 되어 작물의 성장에 피해를 주게 되었다.

특히 석회질 비료는 토양개량에는 뛰어난 효과가 있으나, 질소비료(요소, 유안)가 토양에서 혼합되면 암모니아 이온이 발생되고, 토양속의 암모늄 이온은 석회질비료와 만나면 화학반응을 일으켜서 다량의 암모니아 가스가 발생하여 식물(작물) 아랫부분에서 윗부분까지 잎과 줄기가 누렇게 타서 녹아내리는 등 큰 피해를 주게 된다.

또한, 음식물쓰레기 등의 유기성폐기물과 생석회를 혼합하여 유기질비료를 제조하는 방법은 한국등록특허공보(공고일 일자 2007. 12. 27, 등록번호 10-0788243)에 소개되고 있으나, (위 특허는 본원발명자 겸 출원인인 박종철이 발명한 것임), 한국특허 제10-0788243호의 제조방법으로 제조된 유기질비료는 유기물함량이 공정규격에 비하여 25% 이하가 되고, 부숙도 역시 70 이하로 되어 유기질 퇴비로서 규격미달이 되어 상품성이 없으므로 현재 제조를 중지하게 되었다.

이러한 종래의 기술(한국특허공보(공고일자 2007. 12. 27) 즉, 음식물쓰레기 등의 유기성폐기물과 생석회를 혼합한 유기질비료는 유기물함량이 공정규격에 비하여 25% 이하가 되고, 부숙도 역시 70 이하가 되어 유기질 퇴비로서 규격이 미달 되었기 때문에 이러한 결점을 해결하기 위하여, 동,식물성 잔재물로 구성된 유기성폐기물과 축산분뇨의 수분함량을 각각 조절한 후, 혼합반응조내에 투입하여 유기성폐기물(1)과 가축분뇨(2)를 균일하게 혼합한 혼합물(3)(이하 "1차혼합물"이라 약칭함)을 조성하고, 상기 1차혼합물(3)에 적량의 생석회(4)를 투입한 후, 균일하게 혼합하여 2차혼합물(5)을 조성한 다음, 상기 2차혼합물(5)에 가공된 버섯베이지, 팜박, 단미사료박, 당박으로 구성된 완효성부산물원료(6)를 투입하여 균일하게 혼합한 3차혼합물(7)을 조성하여 일정기간 부숙발효공정을 거쳐서 건조시킴으로서 유기물의 함유량을 높이고 동시에 부숙도를 높힌 유기질 퇴비의 제조방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 제반문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 동, 식물성잔재물로 구성된 유기성폐기물(1)과 축산분뇨(2)의 수분함량을 각각 조절한 후, 혼합반응조(M)에 투입하여 1차혼합물(3)을 조성하고, 상기 1차혼합물(3)에 적량의 생석회(4)를 투입하여 균일하게 혼합한 2차혼합물(5)을 조성하여, 상기 2차혼합물(5)의 표면에 생석회(4)가 코팅되면서 2차혼합물(5)의 온도가 100도C 내지 120도C 발열되어 1차 살균, 멸균 및 고형물질의 분해 안정화 공정을 거친 다음, 혼합반응조(M)내의 상기 2차혼합물(5)에 완효성부산물원료(6)를 투입하여 상기 2차혼합물(5)과 균일하게 혼합하여 3차혼합물(7)을 조성하여 일정기간 부숙발효공정을 거쳐서 건조시킴으로서 질소, 인산, 가리등 유기물의 함유량을 높여줌과 동시에, 부숙도를 높일 수 있고, 상기 3차혼합물(7)의 부숙과정에서 2차 살균, 멸균 및 고형물질의 분해, 안정화공정을 거치게되며, 상기 3차혼합물(7)의 부숙 발효과정에서 혼합반응조(M)내에서 발생하는 침출수를 따로 분리하여 투기처분하지 않고, 상기 혼합반응조(M)내의 3차혼합물(7)에 1일 2~4회 분사하여 줌으로서 친환경적인 유기질퇴비의 제조방법을 창출하였다.

본원 발명은 유기성폐기물과 가축분뇨의 수분함량을 적정하게 조절하여 혼합한 1차혼합물에 적량의 생석회를 투여한후 균일하게 혼합한 2차혼합물에 적량의 완효성 부산물원료를 투여하여 혼합하여 3차혼합물을 조성하여 혼합안정화공정을 거쳐서 유기물(완효성 부산물원료)을 보충함으로써, 유기물의 함량을 높이고 동시에 3차혼합물을 혼합반응조내에서 10일 내지 15일간 부숙발효공정을 거치게 되므로 부숙발효를 효과적으로 실시하여 부숙도를 높이는 작용효과가 있고, 또한 상기 혼합발효조에서 발생하는 유기성폐기물의 침출수를 따로 분리하여 투기처분하지 않고 상기 혼합발효조내의 3차혼합물에 1일 2~4회 분사하여 부숙발효를 원활하게 하게 되므로 친환경적인 유기질 퇴비를 제조할 수 있는 효과를 갖는다.

도1 은 제조공정도임

본 발명은 동, 식물성 잔재물로 구성된 유기성폐기물에서 이물질(예컨대, 플라스틱, 비닐지, 금속 등)을 제거하고 분쇄하는 선별분쇄하는 공정을 거쳐서, 건조로내에 각각 투입하여 상기 유기성폐기물(1)의 수분함량을 50% ~ 60%로 조절하고, 가축분뇨(2)는 수분함량 60% ~ 70%로 조절하게 되는데, 상기 가축분뇨의 수분함량을 60% ~ 70%로 조절하는것은 상기 가축분뇨(2)의 비료성분중 휘발성성분의 손실을 방지하고저 하는것으로, 상기 유기성폐기물(1) 70중량부 와 가축분뇨(2) 30중량부 를 혼합반응조(M)에 투입하여 균일하게 혼합한, 1차혼합물(3)을 조성한 다음, 혼합반응조(M)내에서 상기 1차혼합물(3)에 100중량부에 대하여 생석회(4) 10중량부 내지 20중량부를 서서히 투여하여 균일하게 혼합한 2차혼합물(5)을 조성하여, 상기 2차혼합물(5)의 표면에 생석회(4)가 코팅되면서 2차혼합물(5)의 온도가 100도C ~ 120도C로 발열되어 1차 살균, 멸균 및 고정물질의 분해로 안정화하는 공정을 거치게 되는데, 이 경우 2차혼합물(5)은 유기물 함량이 공정규격에 비하여 현저하게 낮은 25% 이하가 되고, 부숙도 역시 70 이하로 되어 유기질 퇴비로서 규격이 미달되어 상품성도 없고 생산, 판매할 수 없기 때문에, 본 발명에서는 이러한 결점을 해결하기 위하여 창출한 것으로 상기 2차혼합물(5)에 유기물함량을 높이고 동시에 부숙도를 높이기 위하여 생석회(4)로 처리된 상기 2차혼합물(5) 100중량부에 대하여 완효성부산물원료(6) 33중량부 내지 60중량부를 혼합반응조(M)에 투입하여 상기 2차혼합물(5)과 함께 균일하게 혼합한 유기물인 3차혼합물(7)을 조성함으로서, 유기물을 추가 보충하고, 생석회(4) 투여로 인한 질소, 인산, 가리의 일부소멸을 방지하며, 또한 질소, 인산, 가리의 함유량을 높여주는 혼합안정화 공정을 거친 후, 상기 혼합반응조(M)내에서 3차혼합물(7)인 유기물의 부숙도를 높이기 위하여 적량의 수분공급과 산소공급을 계속 유지시킴으로서 2차 살균, 멸균 및, 부숙, 하는 공정을 거친 다음, 상기 3차혼합물(7)을 교반장(8)으로 배출하여 수분함량 40% ~ 50%로 건조시키는 공정을 거쳐서 본 발명인 유기질 퇴비를 제조하게 된다.

실시예
본 발명의 일실례를 예시하면, 동, 식물성 잔재물로 구성된 유기성폐기물(1)을 선별 분쇄하는 공정을 거쳐서 건조로내에 각각 투입하여, 상기 유기성폐기물(1)의 수분함량을 50% 내지 60%로 조절하여 상기 유기성폐기물(1) 700kg과, 축산분뇨(2)의 수분함량을 60% 내지 70%로 조절하여 덩어리가 지지 않게 (예컨대 계분덩어리등) 건조한 축산분뇨(2) 300kg을 상기 혼합반응조(M)에 투입하여, 1차혼합물(3)을 균일하게 혼합한 다음, 상기 혼합반응조(M)에서 상기 1차혼합물에 생석회 (4)100kg 내지 200kg을 1시간 정도 균일하게 혼합하여 2차혼합물(5)을 조성하여고, 상기 2차혼합물(5)의 표면에 생석회(4)가 코팅되도록 하고, 이때 2차혼합물(5)은 산화소성반응을 일으키면서 약 15분 내지 20분이 경과되면, 상기 2차혼합물(5)에서 100도C 내지 120도C로 발열되면서 1차 살균, 멸균을 하게 되고, 동시에 상기 유기성 폐기물중의 고형물질이 열 반응에 의하여 고형물질이 분해 되는 안정화공정을 거치게 되는데, 상기 1차혼합물(3) 투여하는 생석회(4)의 양은 계절에 따라 차이를 두게 되는바, 겨울철에는 200kg, 여름철에는 100kg, 봄과 가을에는100kg 내외의 생석회를 투여함으로서 2차혼합물에서 살균, 멸균과 고형물질이 쉽게 분해되는것을 수십회의 실험결과로 알게되었다.
이때 유기성폐기물(1)의 수분함량이 50% 이하이고, 축산분뇨(2)의 수분함량이 60% 이하일 경우에는 1차 혼합물(유기성폐기물 +가축분뇨)(3)에 생석회(4)를 투입하여 혼합할 때, 급격한 고열이 발생되어 열손실이 크게 되어 살균, 멸균 및 고형물질 분해의 효과가 저하되고, 반대로 유기성폐기물(1)의 수분함량이 60% 이상이고 가축분뇨(2)의 수분함량이 70% 이상일 경우에는, 1차 혼합물(3)에 생석회(4)를 투입하여 혼합할 때 급격한 고열은 발생되지 않으나, 2차혼합물(5)의 표면에 생석회(4)의 코팅률이 저하되고, 상품성도 저하되는 결점이 나타났고, 또한, 이때 2차혼합물(5)에서 산화소성반응시 100도C 내지 120도C 에 도달하는데, 20분 이상 지연되고, 또한 발열 시간은 연장되지만 2차혼합물(5)의 온도가 100도C 이하로 발열 되므로, 살균, 멸균 및 고형물질의 분해의 효과 저하되는 것을 장기간 시험결과 알게 되었다.
또한, 유기성폐기물(1)의 수분함량이 50% 이하이고, 축산분뇨(2)의 수분함량이 60% 이하일 경우 상기 2차혼합물(5)은 혼합반응조(M)내에서 유기성폐기물(1) 및 축산분뇨(2)와 생석회(4)가 산화소성 반응중 순간적인 고열로(즉 1차 혼합물이 생석회를 최초로 투여하는 순간부터) 유기물의 일부가 파괴되고, 또한 부숙도가 낮게 되는데 이 경우에는 일반퇴비와 가축퇴비의 공정규격보다 유기물함유량이 25% 이하가 되고, 부숙도는 70 이하로 되어 퇴비로서는 기준미달이 된다. 따라서 본 발명에서는 이러한 결점을 해결하기 위하여, 혼합반응조(M)내의 상기 2차혼합물(5) 1000중량부에 대하여 완효성부산물원료 30% 내지 50% 의 비율로 상기 2차혼합물에 완효성부산물원료(6) 330kg 내지 600kg을 상기 혼합반응조(M)에 투입하고 균일하게 혼합하여, 3차혼합물(7)인 유기물을 조성하여, 질소, 인산, 가리등 유기물의 함유량을 높여주는 혼합안정화공정을 거친 다음 계절에 따라 10일 내지 15일간 부숙발효 공정을 지속하게 되는데, 이때 블로아로 산소를 지속적으로 공급하여 부숙발효를 효율적으로 시행하고, 혼합반응조(M)에서 발생하는 유기성폐기물(1)의 침출수를 따로 분리하여 투기처분하지 않고, 상기 유기성폐기물(1)의 침출수를 다시 혼합반응조(M)내에 1일 2~4회 분사하여, 부숙발효의 온도를 50도C 내지 90도C로 유지시켜서 2차 살균, 멸균 및 부숙공정을 거쳐서, 충분하게 부숙된 상기 3차혼합물(7)을 교반장(8)으로 배출하여 수분이 40% 내지 50%가 되도록 건조하는 공정을 거쳐서 본 발명인 유기질 퇴비를 친환경적으로 제조하게 된다.

Claims

유기성폐기물에서 이물질을 제거하고 분쇄하는 선별분쇄공정과 유기성폐기물에 생석회를 투여하여 상기 유기성폐기물의 표면에 생석회를 코팅하는 공정과 상기 유기성폐기물과 생석회의 혼합물을 건조하는 공정으로 구성된 유기질비료의 제조방법에 있어서, 동, 식물성 잔재물로 구성된 유기성폐기물에서 공지의 방법으로 이물질의 선별분쇄공정을 거친 상기 유기성폐기물의 수분함량을 50%~60%로, 가축분뇨의 수분함량은 60%~70% 되게 각각 건조로내에서 수분 조절한 상기 유기성폐기물70중량부 축산분뇨 30중에량부를 혼합반응조내에 투입하여 혼합한 1차혼합물을 조성한 다음 상기 1차혼합물 100중량부에 대하여 생석회 10중량부 내지 20중량부 를 서서히 투여하여 균일하게 혼합한 2차혼합물을 조성하여 20분 후에 상기 2차혼합물의 온도가 100도C ~ 120도C 정도에서 1차 살균, 멸균 및 고형물질의 분해로 안정화하는 공정과; 상기 2차혼합물의 유기물함량을 높힘과 동시에 부숙도를 높이기 위하여 상기 2차혼합물 100중량부에 대하여 완효성부산물원료 33중량부 내지 60중량부를 상기 혼합반응조내에서 균일하게 혼합하여 3차혼합물을 조성하여 유기물을 추가보충하고 동시에 부숙도를 높이는 혼합안정화 및 살균, 멸균, 부숙공정과; 상기 3차혼합물을 교반장으로 배출하여 건조하는 것을 특징으로 하는 유기질퇴비의 제조방법