KR101305475B1 - 죽초액을 포함하는 식생토 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 죽초액을 포함하는 식생토는 축산분뇨 및 계분, 하수슬러지를 포함하는 유기질 비료를 기준 중량부로 하여, 제지슬러지를 포함하며 죽초액, 대나무 숯과 마사토를 포함하며, 상기 하수슬러지에 은나노 분말 또는 은 이온수가 포함한다.

Description

죽초액을 포함하는 식생토 및 그 제조방법{vegetation soil having bamgoo liquor and manufacturing method of the same}

본 발명은 인공토양에 관한 것으로, 더 상세하게는 절결지나 법면을 조경할수 있으며, 유기질 비료, 하수 슬러지 등으로 인한 냄새를 제거할 수 있는 죽초액을 포함하는 식생토에 관한 것이다.

일반적으로 무토양 암석지의 경사면 암반녹화공법으로는 경질의 절취사면을 교란하고 물리성을 개량해서 식생의 생육기반을 만드는 객토공법, 객토층이나 흙주머니를 사면에 설치한 테두리로 유지시키는 식목공법, 암반에 소단을 설치하여 L자나 U자의 구조물을 앙카(Anchor)등으로 경사면에 고정시켜 식재용 객토를 하는 테라스 혹은 소단식재공법, 자루에 토사를 채워서 경사진 암반면에 고정 쌓기를 하는 흙망태 쌓기 공법이 있다.

또한 경사면 암반에 인공적으로 포켓(Pocket)을 만들어 객토한 후 식재하는 혈공식재공법, 니암이나 풍화암 등 경질의 절취면에 대하여 높은 수압으로 갈라진 가는 금(Crack)모양의 홈(Slit)을 판 후 그 위에 종자 뿜어 붙이기를 하는 워터슈트(Water Chute)파기공법, 암반에 차폐식재로서 목본류나 덩굴성 식물을 도입하는 덩굴식물 녹화공법 등이 있다.

한편, 식생토를 이용한 상기 녹화공법은 지금까지 암절개지에 국한되었으며, 일반 경사법면이나 리핑한 법면 같은 비암절개지에는 통상 격자 블럭을 축조하여 기반을 조성한 후 종자를 뿌리거나 잔디를 심어 식물이 자랄 수 있는 환경을 조성해주는 녹화공법이 주로 행해져 왔다.

이러한 녹화 공법을 시공하기 위해 식물의 발아, 성장 등을 촉진시키기 위한 식생토와 녹생토가 개발되었으며, 이에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.

국내특허공보 공고번호 제96-1828호에는 인공토양의 일종으로서, 자연토양 생활오니 및 제지오니 등을 사용하여 비료성분으로 환원하는 배지의 역할을 한 인공 토양 조성물이 개시되어 있다.

그리고 국내특허출원 특허출원번호 제85-8720호 및 제 89-13774호에는 녹생토 조성물이 개시되어 있으며, 국내특허출원번호 제88-10388호에는 법면녹화용 식생메트의 제조방법이 개시되어 있고, 일본공개특허 제61-38023호에는 함수성 및 보수성을 개량한 법면 녹화공법, 발아성, 점착성, 보수성, 양생성 및 작업성에 중점을 둔 식생토가 개시되어 있다. 그리고, 국내특허출원 출원번호 제85-8720호에는 화산석분말, 피트, 연탄재, 밭 흙, 슬러리케이크, 갈탄, 계분, 미생물제, 수용성 규산, 마그네슘을 원료로 한 녹생토 조성물이 개시되어 있으며, 국내 특허출원 출원번호 제89-13774호는 피트(peat), 연탄재, 오니케이크 및 펄프슬러지를 원료로 한 녹생토 조성물이 개시되어 있다.

이러한 녹생토 조성물은 실질적으로 보습성으로 향상시키고 접착성 및 생장율을 높이고 있는데, 식물에 양분을 공급하기 위하여 유기질 비료, 계분, 축산분뇨 등을 혼합하게 된다. 식물에 양분을 공급하기 유기질 비료, 계분, 축산분뇨는 악취가 심하므로 시공을 기피하는 경향이 있다. 또한 생활오니, 계분, 축산분뇨에는 많은 미생물과 균들이 서식하고 있어서 이를 기반으로 하여 성장하는 식물은 병충해의 발생이 심한 문제점이 있다.

또한 일본공개특허번호 공개번호 소61-38023호는 칼슘계 광물인 토바모라이트를 주분으로 하고 특정 직경의 경량기포 콘크리트와 퇴비와의 혼합물에 식물종자, 섬유, 화학비료, 접착제 등으로 구성하여 함수성과 보수성을 높이고 있다. 그러나 이러한 식생토는 토양양분의 부족으로 녹화용 식물 선택의 폭이 좁아지는 문제가 있다.

일본공개 특허공보 공개번호 평3-180618호 및 평3-180619호는 전분 등을 제거한 감자박, 대두박과 보리짚으로 된 비료 조성물을 카복실메틸에테르염을 첨가하여 발아성, 점착성, 보수성 및 작업성을 향상시켜 법면 녹화용으로 사용하였으나 식물성 재료를 주원료로 하고 있어 법면의 장기적인 녹화에는 불리한 점이 많았다.

국내 등록특허 제 0329382호에는 녹생토 조성물 및 그 제조방법이 개시되어 있으며, 등록특허 제0355149호에는 식생토가 개시되어 있으며, 등록특허 제 0355149호에는 식생토가 게시되어 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 절결지의 법면에 시공 시 식물의 병충해를 줄일 수 있는 죽초액을 포함하는 식생토를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 계분, 축산 분뇨, 하수슬러지 등이 포함됨으로써 발생되는 냄새를 억제 할 수 있는 대나무 숯 및 죽초액을 포함하는 식생토 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 죽초액을 포함하는 식생토는 축산분뇨 및 계분, 하수슬러지를 포함하는 유기질 비료를 기준 중량부로 하여, 제지슬러지를 포함하며 죽초액, 대나무 숯과 마사토, 은나노 분말 또는 은 이온수를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 축산분뇨, 계분 및 하수슬러지를 포함하는 유기질 비료 100 중량부에 대해 제지슬러지는 150 중량부를 포함하며 죽초액은 2 중량부, 마사토는 200중량부로 이루어지며 대나무 숯을 10 중량부를 포함한다.

그리고 상기 은나노 분말은 하수 슬러지 100 중량부에 대해 0.5중량부가 포함된다. 상기 은 나노분말은 은 이온수로 대치될 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 죽초액을 포함하는 식생토는 절개지에 다양한 두께로 객토 시공할 수 있고, 식물의 발아 및 생육이 왕성하게 이루어짐을 알 수 있었으며, 병충해가 상대적으로 적음을 알 수 있었다. 특히 하수 슬러지와 같은 폐기물을 재활용할 수 있어 환경오염을 방지할 수 있으며, 시공에 따른 원가를 대폭 절감 할 수 있는 이점을 가진다. 특히, 죽초액과 은 이온수가 포함됨으로써 토양의 살균력을 높일 수 있다. 사대강 사업의 하상으로부터 굴삭한 토양을 이용함으로써 토양의 이용효율을 높일 수 있었다.

도 1은 본 발명에 죽초액을 포함하는 식생토의 제조방법을 나타내 보인 블록도.

본 발명에 따른 죽초액을 포함하는 식생토는 도로공사, 호안공사, 건축공사 시 지반의 조성공사로 생기는 경사면을 안정화시키기 위한 법면 보호 및 녹화 공법에 사용되는 토양으로서 하수슬러지를 포함하는 유기질 비료와, 제지 슬러지와, 하수 슬러지, 마시토, 대나무 숯을 포함하며, 은 나노분말, 죽초액, 대나무 숯 및 은 이온수를 포함한다.

여기에서 상기 식생토를 조성함에 있어서, 가장 큰 비중을 차지하는 유기질 비료는 하수슬러지, 가축의 분뇨와 계분을 포함하며, 잘게 분쇄된 낙엽, 왕겨, 톱밥, 벼짚, 쌀겨, 퇴비 음식물 쓰레기 중의 선택된 적어도 하나를 혼합하여 발효시켜 제조한다. 이 과정에서 상기 유기질 비료는 발효정도에 따라 입도의 차이가 발생되므로 후술하는 마사토의 혼합 시 공극을 줄일 수 있도록 입자가 최소화 될 수 있도록 발효시키는 것이 바람직하다.

상기 하수슬러지는 하수도 정비사업 또는 강이나 하천의 하상으로부터 굴삭된 토양을 이용하게 된다. 이 유기질 비료에 포함되는 하수 슬러지에는 은 나노 분말 또는 은 이온수가 혼합된다. 이 은나노 분말은 하수 슬러지 100 중랑부에 대해 0.5중량부를 포함 함이 바람직하다. 은 나노분말은 상대적으로 살균력이 강하므로 0.5중량부 이상 혼합하는 경우 하수 슬러지 내의 균을 살균하는 살균력이 강하여 미생물의 활성화를 억제하는 경향이 있으므로 0.5 중량부 이상 사용하지 않음이 바람직하다. 상기 은 나노 분말은 또는 은 이온수는 하수 슬러지와 먼저 혼합하여 병균 또는 잡균을 살균 시킨 후, 이 하수 슬러지를 식생토에 포함하는 것이 바람직하다.

상기 죽초액은 통상적인 방법으로 만들어진 죽초액을 이용한다. 즉, 대나무를 연소 시킨 후 이때에 발생되는 훈증기를 응축하여 제조하는 것을 사용함이 바람직하다. 그리고 은나노 분말 또는 은 이온수는 하수 슬러지와 먼저 혼합한 후, 이 하수 슬러지를 식생토에 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제지 슬러지는 제지공장 등에서 발생되는 슬러지를 수거하여 농축, 안정화, 탈수 및 건조시켜 유기질비료 100중량부에 대해 130 내지 200 중량부를 사용함이 바람직하나 150 중랑부를 사용함이 더 바람직하다. 예컨대 130중량부 미만이 포함되는 경우에는 보습력, 통기성 및 접착력이 현저하게 감소되며, 200중량부를 초과하게 되면 역으로 보습력, 통기성 및 접착력이 과도하게 증대되어 홍수 또는 가뭄에 쉽게 영향을 받을 수 있고 객토 조성물 자체가 쉽게 굳어질 수 있어 종자의 발아 및 생육에 지장을 초래하게 될 수 있다.

이러한 제지 슬러지는 불소 성분을 다량 함유하고 있어 잔디, 풀씨 등과 같은 종자들의 발아 후에 초기 생육을 증가시키는 역할을 하는 것으로 널리 공지되어 있다. 특히, 이 같은 슬러지는 보습력, 통기성 등이 우수하고, 입자 상호간의 결착력 및 접착력이 우수하여 절개지에 시공 후 발생할 수 있는 객토 조성물의 슬라이딩 현상을 방지할 수 있다. 상기 제지 슬러지는 섬유질 물질로써 접착력을 증가시키는 역할을 하게 되므로 식물성 섬유질 물질로 대체될 수 있음은 당연하다.

그리고 상기 마사토는 이물질 및 병균이 포함되지 않고 배수력이 우수하고 오염도가 낮으며, 종자의 발아 시 그 발아의 기반층이 되며 원 지반의 토양과의 흡착력을 증대시킬 수 있다. 또한 식생토의 기본적인 기공을 형성하게 되므로 유기질 비료 100중량부에 대해 130 내지 200 중량부를 포함하는 것이 바람직한데, 식생의 종류에 따라 그 함량을 조절할 수 있다. 마사토가 130중랑부 미만인 경우 기공율이 떨어져 종자가 안정적으로 유지되어 발아되지 못할 수 있으며, 200 중량부 이상이 포함되면 중량이 무거워져 슬라이딩이 발생될 수 있고, 기공율이 증가하여 상대적은 보습력을 떨어뜨린다. 특히 마사토의 함량이 증가하는 경우 기공율의 증가로 인하여 식물 뿌리의 활착성을 떨어뜨릴 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 황토를 포함함이 바람직하다. 상기 유기질 비료의 발효기간을 늘려 입자의 크기를 풍화토의 입자보다 상대적으로 작게 형성함이 바람직하다.

한편, 상기 식생토에는 대나무 숯이 포함되는데, 이 대나무 숯은 약 600℃ 내지 1,000℃로 탄화시킨 다음 분쇄하여 사용한다. 대나무 숯은 그 강도가 상대적으로 강하여 식생토의 제조 시 그 기공성을 높일 수 있다. 그리고 이 대나무 숯은 산성토양을 중화시키고 은 나노 분말 또는 은이온수와 더블어 토양의 유해한 박테리아, 바이러스 등을 제거하는 효능이 있다. 또한, 토양속의 악취를 정화시켜주며 식물에 필요한 수분을 흡수하여 종자에 공급하며 각종 미생물이 발산하는 탄산가스 등과 같은 가스를 흡수하는 반면 산소를 공급해주고 토양의 온도를 높여 식물의 생육 및 성장을 돕는 역할을 한다. 이 대나무 숯과 각종 유해물질을 흡수하여 정화하고 특히, 죽초액과 대나무 숯은 하수 슬러지들과의 혼합 시 2차오염을 방지함은 물론 토양을 개량할 수 있는 기능이 있는 것이다.

상술한 바와 같이 죽초액을 포함하는 식생토의 제조방법은 다음과 같다.

본 발명에 따른 식생토를 제조하기 위해서는 하수 슬러지를 준비하고 이 하수 슬러지 100 중량부에 대해 은나노분말를 0.5중량부 포함하다. 이때에 상기 은나노 분말 대신 은이온수를 혼합할 수 있는데, 이 은이온수는 하수 슬러지 100 중량부에 대해 1 내지 1.5중량부를 포함 함이 바람직하다. 이 때에 은 이온수는 은 이온수 생성기에 의해 생성하여 사용할 수 있는데, 이 은이온수 생성기는 은이온수 탱크에 은봉을 설치하고, 이 은봉에 전력을 공급하는 전력 공급부를 가진 통상의 것을 사용할 수 있다. 그리고 상기 하수 슬러지는 은 나노분말 또는 은이온수를 포함시킨 후 24 내지 50 시간 방치함이 바람직하다.

상기 은 나노분말과 혼합된 하수 슬러지의 준비가 완료되면, 하수슬러지에 축산분뇨, 계분을 하수 슬러지 100 중량부에 대해 10 내지 15중량부를 혼합하고, 분쇄된 낙엽, 왕겨 또는 톱밥, 벼짚, 퇴비, 쌀겨, 음식물 쓰레기 중 적어도 하나를 하수 슬러지 100 중량부에 대해 50 내지 60 중량부를 혼합하여 발효시킨 후 유기질 비료 제조단계(10)를 수행한다.

여기에서 상기 하수 슬러지와 축산분뇨는 잘게 부순 톱밥 및 벼짚과 혼합 시 축산분뇨 또는 하수 슬러지가 왕겨 및 톱밥 벼짚 등과 충분히 혼합되어 함습상태를 유지하여야한다. 이 상태에서 30도시 이상의 온도를 유지하면서 150일 동안 발효시킨다. 이때에 상기 왕겨와 톱밥은 충분히 분쇄되어 입자가 0.3mm 이하의 입자크기를 갖도록 충분히 발효시킴이 바람직하다.

그리고 제지 슬러지를 탈수 및 건조하는 단계(20)를 수행한다. 상기 제지 슬러지는 종이 등을 잘게 분쇄하여 물에 담가 풀어냄으로써 제조할 수도 있다.

상기 제지 슬러지 탈수 및 건조단계(20)는 제지공장에서 발생되는 제지 슬러지의 섬유질이 그대로 유지될 수 있도록 탈수하고, 열풍을 이용하여 이를 건조한다.

그리고 상술한 대나무을 탄화시켜 대나무 숯을 준비하는 대나무 숯 준비단계(30)와 대나무를 탄화시켜 탄화가스를 응축시켜 제조한 죽초액 준비단계(40)와, 마사토를 준비하는 마사토 준비단계(50)를 수행한다.

상술한 바와 같이 식생토를 구성하는 요소들을 준비가 완료되면,이를 혼합하는 혼합단계(60)를 수행한다.

상기 식생토를 조성하기 위한 구성요소들의 혼합은 축산분뇨, 계분 및 은나노분말 또는 은 이온수가 혼합된 하수슬러지를 포함하는 유기질 비료 100 중량부에 대해, 제지슬러지는 150 중량부를 포함하며 죽초액은 2 중량부, 마사토는 200중량부로 이루어지며 대나무 숯을 10 중량부를 포함하여 식생토를 제조한다.

이하, 상술한 바와 같이 제조 된 죽초액을 포함하는 녹생토의 실시예들을 통하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

실험예 1

축산분뇨, 계분 및 은나노분말을 함유한 하수슬러지를 포함하는 유기질 비료100중량부에 대해 제지슬러지는 150 중량부 포함하며 죽초액은 2 중량부, 마사토는 200중량부로 이루어지며 대나무 숯을 10 중량부를 포함하는 식생토를 이용하여 경사도 30도 절개지에 시행 시공하였다. 종자는 잔디, 구절초, 참싸리, 비수리를 사용하였다.

또한 시험녹화는 상기 절개지를 4 개의 영역으로 분할하고 이분할 된 영역에 시공조건을 다르게 하였다. 즉, 제1영역에는 절개지 표면에 2cm의 두께로 분사하여 객토하였다. 그리고 제 2영역에는 절개지 표면에 그물망(합성수지재질의 그물망)을 설치한 후 5cm두께로 식생토를 객토하였으며, 제3영역의 절개지 표면에 철망을 설치한 후 8cm두께로 식생토를 분사하여 객토하였으며, 제4구역에는 절개지 표면에 철망을 설치한 후 10cm두께로 식생토를 시공하였다.

비교예

비교예로서 현재 시판되는 식생토((주)현대산업 제조)를 구입하고, 실험조건은 실시예 1 내지 3과 동일하게 설정하였다. 위와 같은 각각의 절개지에서의 시험녹화 실험예들의 실험결과는 다음 표 1과 같이 나타났다.

	보습율(%)	접착력	발아율	통기성(%)	뿌리의 활착성	성장률(%)	산도(pH)	6개월 동안 병충해 발생회수
실험예 1	33	양호	양호	38	양호(83-95)	1.1	7.1	1회
비교예 1	25.2	보통	양호	35	보통(69-88)	1	7.5	3회

보습율은 수분이 공급되지 않은 노지에서 50일이 경과후 녹생토의 합습량을 측정하였다. 성장률은 비교예의 식물 크기를 1로 했을 때의 백분율이다. 뿌리의 활착성은 식물의 뿌리가 활착된 최대직경(mm)을 나타내 것이다. 병충해는 잎에 반점이 생기거나 잎에 이상 징후가 나타나는 것을 관찰하여 기록하였다.

위와 같은 시험 녹화시공 결과에 따르면, 본 발명에 따른 실시예들에서는 각각의 절개지의 각 구역의 표면 갈라짐이나 발생되지 않았으며, 특정부위의 급경사부위에서 갈라짐이나 슬라이딩 부위가 발생되지 않았다.

그리고 종자의 성장은 비교예에 비하여 큰 차이가 없었다. 그리고 발아하여 성장한 식물의 병충해가 상대적으로 줄어든 것을 확인할 수 있었다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 축산분뇨, 계분 및 분쇄된 낙엽, 왕겨, 톱밥, 벼짚, 쌀겨, 음식물쓰레기를 포함하며, 은나노분말 또는 은 이온수를 포함하는 하수슬러지를 구비한 유기질비료,
   종이를 잘게 분쇄하고 이 종이를 물에 담가 풀어 낸 후 탈수 건조시킨 제지 슬러지, 대나무를 탄화시켜 탄화가스를 응축시켜 제조한 죽초액, 대나무를 탄화시킨 대나무 숯, 마사토와,
   상기 마사토에 의한 기공율의 증가로 활착성이 떨어지는 것을 방지하기 위한 황토가 구비된 것으로,
   상기 유기질 비료 100 중량부에 대해 상기 제지슬러지는 150중량부, 상기 죽초액은 2 중량부, 상기 마사토는 200중량부, 대나무 숯을 10 중량부가 포함되고,
   상기 은나노 분말 또는 은 이온수를 상기 하수 슬러지 100 중량부에 대해 0.5중량부 포함된 것을 특징으로 하는 죽초액을 포함하는 식생토.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제

Images