KR101947511B1 - 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법에 관한 것으로서, (A) 공극률 60~80%이고 함수율이 45~70%인 다공성 여재를 필터본체의 내부에 충진하여 담체로 하고 호기성 미생물이 필터반응층에 구비되며 외면에 열선을 감싼 구성을 갖는 바이오필터를 이용하여 생슬러지를 전처리함으로써 생슬러지로부터 암모니아가스를 필터링하여 악취를 제거하는 단계; (B) 상기 (A)단계를 통해 악취가 제거된 생슬러지를 교반기를 갖는 반응조에 투입하고 280~400℃의 온도조건 및 60~70기압 하에서 교반 및 반응시킴으로써 오일화 반응을 유도하여 생슬러지 내 유기물을 증류액으로 추출하는 단계; (C) 상기 (A)단계를 통해 악취가 제거된 생슬러지에 방사선을 1~20kGy의 선량으로 조사하여 멸균 소독 및 유기물을 분해하여줌으로써 독성을 저감시키는 단계; (D) 상기 (C)단계를 통해 독성이 저감된 생슬러지에 미생물을 투입하여 교반 혼합하고, 적외선 또는 원적외선 조사를 통해 투입된 미생물을 활성화시키고 온도 상승을 유발함으로써 생슬러지 내 가용성 유기물량을 증가시키는 단계; (E) 상기 (B)단계를 통해 추출된 생슬러지 증류액과 상기 (D)단계를 통해 얻어진 미생물을 갖는 생슬러지를 발효조에 투입하고, 여기에 부숙토와 톱밥 또는 버섯폐배지를 추가하여 교반 혼합 및 안정된 퇴비화를 위해 40~45℃의 온도조건에서 발효시키는 단계;를 포함하며, 상기 (E)단계에서는, 상기 생슬러지 증류액 : 미생물 생슬러지 : 부숙토 : 톱밥 또는 버섯폐배지 = 1~1.5 : 2~4 : 1~2 : 1~1.5의 중량비율로 배합하되 수분함량 50~60%로 조절한 상태에서 발효시켜 최종 수분함량 30~35%을 유지하는 퇴비로 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 슬러지를 자원화하여 재활용하되 토질을 개량하는 양질의 토질개량제로서 기능할 수 있는 양질의 친환경 퇴비를 제조할 수 있으며, 발효에 의한 퇴비 처리시 빠른 퇴비화 등 퇴비화 효율을 높일 수 있고 우수한 퇴비품질을 갖는 퇴비를 제조할 수 있으며, 농가나 과수원, 화훼농장, 조경 등지에서 유용한 농자재로 활용할 수 있는 슬러지를 이용한 친환경 퇴비를 제조할 수 있다.

Description

슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법{ECOFRIENDLY COMPOST MANUFACTURING METHOD USING SLUDGE}
본 발명은 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬러지를 이용하여 자원화하되 토질을 개량하는 양질의 토질개량제로서 기능할 수 있는 친환경 퇴비로 자원화하며 농가나 과수원, 화훼농장, 조경 등지에서 유용한 농자재로 활용할 수 있도록 한 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 슬러지(sludge)는 상수, 공업용수, 산업폐수, 하수, 오수 및 분뇨의 수처리 과정에서 발생하는 최종산물로서, 매립, 해양투기, 소각, 농업이용 등을 통해 처리하고 있으며, 대부분의 슬러지는 매립이나 해양투기에 의하여 처리되어 왔으나 매립의 경우 악취나 침출수 문제 등 환경문제를 야기시킴은 물론 매립에 한계가 발생되고 있고, 해양투기의 경우 국제협약에 의해 금지되고 있으며, 소각의 경우 감량화가 크나 건설비 및 유지관리비가 과다하게 소요되고 가연성물질의 분리수거가 선행되어야 한다.
이에 대해, 최근에는 슬러지를 폐기처분하여야 하는 폐기물에서 자원화하여 재활용하는 원료물질로 방향 전환이 이루어지고 있으며, 이에 따라 많은 연구개발이 국내 및 국외에서 추진되고 있고 효율성 및 경제성을 고려한 자원화 방안을 모색하고 있다.
이와 같이, 슬러지를 자원화하여 재활용하는 방안으로 퇴비화를 추진하고 있는데, 이는 슬러지가 갖는 유효성분을 이용하여 퇴비화하고 이를 자연 녹지 등에 활용하는 것으로서, 최근 슬러지의 퇴비화를 위한 기술 개발과 관심이 증대되고 있다.
부연하여, 퇴비화는 대부분이 슬러지의 유효성분(유기성분)을 생물학적으로 산화시키는 방법을 주로 이용하고 있는데, 퇴비에 의한 영양소를 농작물에 이용하기보다는 슬러지 내의 유기물질이 갖는 이점을 이용하여 토질개량제로서의 역할을 담당하도록 하고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1197565호 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0117754호
이에, 본원출원인은 본 발명을 구현함에 있어 슬러지를 이용하여 자원화함으로써 재활용하는 방안을 모색하되, 토질을 개량하는 양질의 토질개량제로서 기능할 수 있도록 친환경 퇴비로 제조하여 자원화하며, 이를 통해 농가나 과수원, 화훼농장, 조경 등지에서 유용한 농자재로 활용할 수 있도록 자원화하는 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 슬러지가 갖는 독성을 저감함은 물론 악취 및 중금속을 제거할 수 있도록 하고 퇴비화 효율을 높일 수 있도록 하며 우수한 퇴비품질을 갖는 친환경 퇴비를 제조할 수 있도록 한 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법은, 슬러지를 이용하여 퇴비를 제조하는 퇴비 제조방법에 있어서, (A) 공극률 60~80%이고 함수율이 45~70%인 다공성 여재를 필터본체의 내부에 충진하여 담체로 하고 호기성 미생물이 필터반응층에 구비되며 외면에 열선을 감싼 구성을 갖는 바이오필터를 이용하여 생슬러지를 전처리함으로써 생슬러지로부터 암모니아가스를 필터링하여 악취를 제거하는 단계; (B) 상기 (A)단계를 통해 악취가 제거된 생슬러지를 교반기를 갖는 반응조에 투입하고 280~400℃의 온도조건 및 60~70기압 하에서 교반 및 반응시킴으로써 오일화 반응을 유도하여 생슬러지 내 유기물을 증류액으로 추출하는 단계; (C) 상기 (A)단계를 통해 악취가 제거된 생슬러지에 방사선을 1~20kGy의 선량으로 조사하여 멸균 소독 및 유기물을 분해하여줌으로써 독성을 저감시키는 단계; (D) 상기 (C)단계를 통해 독성이 저감된 생슬러지에 미생물을 투입하여 교반 혼합하고, 적외선 또는 원적외선 조사를 통해 투입된 미생물을 활성화시키고 온도 상승을 유발함으로써 생슬러지 내 가용성 유기물량을 증가시키는 단계; (E) 상기 (B)단계를 통해 추출된 생슬러지 증류액과 상기 (D)단계를 통해 얻어진 미생물을 갖는 생슬러지를 발효조에 투입하고, 여기에 부숙토와 톱밥 또는 버섯폐배지를 추가하여 교반 혼합 및 안정된 퇴비화를 위해 40~45℃의 온도조건에서 발효시키는 단계;를 포함하며, 상기 (E)단계에서는, 상기 생슬러지 증류액 : 미생물 생슬러지 : 부숙토 : 톱밥 또는 버섯폐배지 = 1~1.5 : 2~4 : 1~2 : 1~1.5의 중량비율로 배합하되 수분함량 50~60%로 조절한 상태에서 발효시켜 최종 수분함량 30~35%을 유지하는 퇴비로 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법은, 슬러지를 이용하여 퇴비를 제조하는 친환경 퇴비 제조방법에 있어서, (A) 중금속 흡착특성이 있는 수산아파타이트(hydroxyapatite)를 이용한 흡착재를 생슬러지에 10~24시간 동안 침투시킨 후에 제거하여 흡착에 의해 생슬러지로부터 중금속을 제거하는 전처리를 실시하되, 중금속의 흡착율을 높이기 위해 40~50℃의 온도조건에서 실시하는 단계; (B) 상기 (A)단계를 거친 생슬러지를 교반기를 갖는 반응조에 투입하고 280~400℃의 온도조건 및 60~70기압 하에서 교반 및 반응시킴으로써 오일화 반응을 유도하여 생슬러지 내 유기물을 증류액으로 추출하는 단계; (C) 상기 (A)단계를 거친 생슬러지에 방사선을 1~20kGy의 선량으로 조사하여 멸균 소독 및 유기물을 분해하여줌으로써 독성을 저감시키는 단계; (D) 상기 (C)단계를 통해 독성이 저감된 생슬러지에 미생물을 투입하여 교반 혼합하고, 적외선 또는 원적외선 조사를 통해 투입된 미생물을 활성화시키고 온도 상승을 유발함으로써 생슬러지 내 가용성 유기물량을 증가시키는 단계; (E) 상기 (B)단계를 통해 추출된 생슬러지 증류액과 상기 (D)단계를 통해 얻어진 미생물을 갖는 생슬러지를 발효조에 투입하고, 여기에 부숙토와 톱밥 또는 버섯폐배지를 추가하여 교반 혼합 및 안정된 퇴비화를 위해 40~45℃의 온도조건에서 발효시키는 단계;를 포함하며, 상기 (E)단계에서는, 상기 생슬러지 증류액 : 미생물 생슬러지 : 부숙토 : 톱밥 또는 버섯폐배지 = 1~1.5 : 2~4 : 1~2 : 1~1.5의 중량비율로 배합하되 수분함량 50~60%로 조절한 상태에서 발효시켜 최종 수분함량 30~35%을 유지하는 퇴비로 제조하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 (A)단계에서는, 송압펌프를 가동하여 생슬러지를 반응조의 내부로 유입 처리하되 20~35kg/h의 유량 및 체류시간 40~60분으로 운전하여 생슬러지로부터 유기물 증류액을 추출해내고 응축기에서 응축 처리함으로써 유기물 증류액을 얻어낼 수 있다.
여기에서, 상기 (D)단계에서는, 상기 생슬러지 증류액와 미생물 생슬러지, 부숙토, 및 톱밥 또는 버섯폐배지를 1차 발효조에서 배합하여 교반 혼합하되, 3~4일간 체류시켜 1차 발효에 의한 유기물 분해를 유도하며, 수분함량 45~48%를 유지하도록 중온 발효를 실시하는 1차 발효단계; 상기 1차 발효조 내에서 1차 발효가 이루어진 결과물을 2차 발효조로 보낸 후, 3~4일간 체류시켜 2차 발효에 의한 유기물 분해를 계속 유도하며, 2차 발효조 내 분해열 상승에 의한 고온 발효를 실시하되 수분함량 35~40%를 유지하도록 하는 2차 발효단계; 상기 2차 발효조 내에서 2차 발효가 이루어진 결과물을 3차 발효조로 보낸 후, 3~4일간 체류시켜 유기물 분해의 마무리에 의한 냉각 및 숙성시키고, 수분함량 30~35%를 유지하도록 하는 3차 발효단계;로 나누어 실시하며, 상기 2차 발효단계에서는 산소 공급 및 미생물 성장조건을 형성하도록 배기 처리를 수행함이 바람직하다.
여기에서, 상기 부숙토는, 상기 (A)단계를 통해 추출된 생슬러지 증류액과 상기 (B)단계를 통해 독성이 저감된 생슬러지를 배합하여 믹싱기에 투입한 후 교반 혼합하는 단계; 상기 (C)단계를 통해 얻어진 미생물을 갖는 생슬러지를 상기 믹싱기에 추가 투입하여 교반 혼합하는 단계; 상기 믹싱기를 통해 혼합된 생슬러지 증류액과 독성이 저감된 생슬러지 및 미생물을 갖는 생슬러지를 발효조에 투입하는 단계; 상기 발효조에 왕겨와 제올라이트를 추가 투입하고, 교반시키면서 최종 수분함량이 30~35%를 유지하도록 발효시키는 단계; 상기 최종 수분함량이 30~35%를 유지하는 발효분에 대해 20~30mm의 채로 걸러 1차 선별하는 단계; 상기 1차 선별된 발효분에 대해 2~5mm의 채로 걸러 흙과 유사한 입경을 갖는 분말로 2차 선별하는 단계;로 제조한 것을 사용하며, 상기 생슬러지 증류액 : 독성이 저감된 생슬러지 : 미생물을 갖는 생슬러지 : 왕겨 : 제올라이트 = 0.5~1 : 1~2 : 1.5~2 : 1~1.2 : 0.5~1.5의 중량비율로 배합함이 바람직하다.
여기에서, 상기 (C)단계에서는, 1~10kGy의 선량으로 10~20분 동안 방사선을 1차 조사하는 단계; 11~15kGy의 선량으로 10~20분 동안 방사선을 2차 조사하는 단계; 16~20kGy의 선량으로 10~20분 동안 방사선을 3차 조사하는 단계; 로 나누어 실시함이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 슬러지를 이용한 유용한 자원화를 통해 재활용하는 방안을 모색할 수 있고, 토질을 개량하는 양질의 토질개량제로서 기능할 수 있도록 자원화된 양질의 친환경 퇴비를 제공할 수 있으며, 농가나 과수원, 화훼농장, 조경 등지에서 유용한 농자재로 활용할 수 있도록 자원화된 슬러지를 이용한 친환경 퇴비를 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명은 슬러지가 갖는 독성을 저감시키고 악취 및/또는 중금속을 제거하여 사용하며, 발효에 의한 퇴비 처리시 퇴비화 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 우수한 퇴비품질을 갖는 친환경 퇴비를 제조할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명에 있어 전처리 단계에 사용되는 바이오필터를 나타낸 개략적 구성도이다.
도 3은 본 발명에 있어 생슬러지 증류액 추출단계에 사용되는 반응조를 나타낸 개략적 구성도이다.
도 4는 본 발명에 있어 퇴비재료 배합에 사용되는 부숙토의 제조단계를 나타낸 공정 순서도이다.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 전처리 단계(S10), 생슬러지 증류액 추출단계(S20), 생슬러지 독성 저감단계(S30), 미생물 혼합단계(S40), 퇴비재료 배합 및 발효단계(S50)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 전처리 단계(S10)는 본 발명의 친환경 퇴비 제조방법에 있어 주원료가 되는 생슬러지(raw sludge)에 대해 악취를 제거하여 사용하기 위한 단계이다.
이때, 상기 전처리 단계(S10)는 생슬러지에 대해 도 2에 나타낸 바와 같이, 악취 제거를 위한 필터링효율을 갖도록 공극률 60~80%이고 함수율이 45~70%인 다공성 여재(120)를 필터본체(110)의 내부에 충진하여 담체로 하고 호기성 미생물이 필터반응층(130)에 구비되며 필터본체(110)의 외면에 열선(140)을 감싼 구성을 갖는 바이오필터(100)를 이용하여 전처리하는 단계이다.
즉, 상술한 구성을 갖는 바이오필터(100)에 생슬러지를 통과시킴으로써 다공성 여재(120) 및 필터반응층(130)에 배치된 호기성 미생물에 의해 생슬러지가 갖는 암모니아가스를 필터링하여 제거할 수 있으며, 이를 통해 생슬러지에 대해 악취를 제거한 상태로 만들 수 있다.
여기에서, 상기 바이오필터(100)를 이용하는 전처리 단계(S10)는 생슬러지로부터 악취제거효율을 높일 수 있도록 10~35℃의 온도조건에서 실시함이 바람직하다.
여기에서, 상기 온도조건에서 10℃ 미만으로 할 경우 호기성 미생물의 신진대사 활동을 느리게 하므로 처리효율을 저하시키며, 35℃를 초과할 경우 호기성 미생물의 신진대사 활동을 급격히 떨어뜨릴 수 있고 호기성 미생물을 소멸시킬 수 있다.
또한, 상기 전처리 단계(S10)는 상술한 방식이 아닌 다른 방식의 전처리를 실시할 수도 있는데, 중금속 흡착특성이 있는 수산아파타이트(hydroxyapatite)를 이용한 흡착재를 생슬러지에 10~24시간 동안 침투시킨 후에 제거하여 흡착에 의해 생슬러지로부터 중금속을 제거하는 방식으로 전처리를 실시할 수 있다.
이때, 수산아파타이트 흡착재를 이용하는 전처리 단계(S10)에서는 중금속의 흡착율을 높이기 위해 40~50℃의 온도조건에서 실시함이 바람직하다.
여기에서, 상기한 다른 방식의 전처리 단계(S10)는 저장조에 생슬러지를 일정량 저장한 상태에 다수의 수산아파타이트 흡착재를 침투시켜 흡착에 의해 생슬러지로부터 중금속을 제거한다.
이에, 상기 전처리 단계(S10)는 바이오필터나 수산아파타이트 흡착재를 이용하는 방식 중에서 어느 하나를 실시할 수 있고, 때로는 2가지를 병행하는 형태를 갖게 할 수도 있다.
본 발명에 있어 생슬러지는 상수, 공업용수, 산업폐수, 하수, 오수, 분뇨 등에서 발생되는 1차 슬러지로서, 침전지에서 아직 분해가 많이 진행되지 않은 슬러지이다.
상기 생슬러지는 상기 나열한 다수의 슬러지 중에서 선택된 어느 1군의 슬러지를 사용하거나 또는 2군 이상의 슬러지를 혼합한 혼합슬러지일 수 있다.
상기 생슬러지 증류액 추출단계(S20)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 생슬러지를 교반기(210)를 갖는 반응조(200)에 투입하고 280~400℃의 온도조건 및 60~70기압 하에서 교반 및 반응시킴으로써 오일화 반응을 유도하여 생슬러지 내 유기물을 증류액으로 추출하는 단계이다.
이때, 상기 생슬러지 증류액 추출단계(S20)에서는 송압펌프(220)를 가동하여 생슬러지 저장조(230)로부터 생슬러지를 챔버형 자켓 구조의 반응조(200)의 내부로 유입 처리하되 안정된 동작 및 추출효율을 높일 수 있도록 20~35kg/h의 유량 및 체류시간 40~60분으로 운전하여 생슬러지로부터 유기물 증류액을 추출해내고 응축기(240)에서 응축 처리함으로써 오일화된 유기물 증류액을 얻어낼 수 있다.
여기에서, 상기 생슬러지 증류액 추출단계(S20)를 통해서는 생슬러지로부터 중금속을 제거한 상태로 추출할 수 있고, 산소 및 질소가 함유되므로 미생물의 성장에 도움을 주고 양질의 퇴비화를 가능하게 하는 장점을 제공할 수 있다.
여기에서, 상기 생슬러지는 상술한 전처리 단계(S10)를 통해 전처리가 이루어진 생슬러지일 수 있고, 때로는 전처리 단계를 거치지 않은 순수 생슬러지일 수 있다.
상기 생슬러지 독성 저감단계(S30)는 생슬러지에 방사선을 1~20kGy의 선량으로 조사하여 멸균 소독 및 생슬러지 내 유기물을 분해하여줌으로써 독성을 저감시키는 단계이다.
이때, 상기 생슬러지 독성 저감단계(S30)에서는 방사선의 조사를 통해 멸균 소독 및 유기물을 분해하므로 이후 퇴비화를 위한 발효 처리시 효율을 높일 수 있으며 빠른 퇴비화를 가능하게 하며, 독성이 없는 친환경 퇴비를 제조할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
여기에서, 상기 생슬러지 독성 저감단계(S30)는 1~10kGy의 선량으로 10~20분 동안 방사선을 1차 조사하고, 11~15kGy의 선량으로 10~20분 동안 방사선을 2차 조사하며, 16~20kGy의 선량으로 10~20분 동안 방사선을 3차 조사하는 방식으로 나누어 실시할 수 있다.
상기 미생물 혼합단계(S40)는 상기 생슬러지 독성 저감단계(S30)를 통해 독성이 저감된 생슬러지를 교반기를 갖는 혼합조에 투입하고, 여기에 바실러스나 EM (Effective Microorganism)등 퇴비화에 유용한 미생물을 투입하여 교반 혼합하고, 혼합조 상에 적외선기 또는 원적외선기를 장착 구비하여 적외선 또는 원적외선 조사를 통해 생슬러지에 투입된 미생물을 활성화시킴과 더불어 온도 상승을 유발함으로써 생슬러지 내 가용성 유기물량을 증가시키는 단계이다.
상기 퇴비재료 배합 및 발효단계(S50)는 상기 생슬러지 증류액 추출단계(S20)를 통해 추출된 생슬러지 유기물 증류액과 상기 미생물 혼합단계(S40)를 통해 얻어진 미생물을 갖는 생슬러지를 교반기를 갖는 발효조에 함께 투입하고, 여기에 부숙토와 톱밥 또는 버섯폐배지를 추가로 투입하여 교반 혼합 및 안정된 퇴비화를 위해 40~45℃의 온도조건에서 발효시키는 단계이다.
이때, 상기 재료들의 배합에 있어서는 생슬러지 증류액 : 미생물 생슬러지 : 부숙토 : 톱밥 또는 버섯폐배지 = 1~1.5 : 2~4 : 1~2 : 1~1.5의 중량비율로 배합함이 바람직하며, 교반 혼합시 수분함량 50~60%로 조절한 상태에서 발효시켜 최종 수분함량 30~35%을 유지하는 퇴비로 제조한다.
여기에서, 상기 퇴비재료 배합 및 발효단계(S50)에서는 3차에 걸친 발효단계를 거치도록 나누어 실시함이 바람직하다.
부연하여, 상기 생슬러지 증류액와 미생물 생슬러지, 부숙토, 및 톱밥 또는 버섯폐배지를 1차 발효조에서 배합하여 교반 혼합하되 3~4일간 체류시켜 1차 발효에 의한 유기물 분해를 유도하되 수분함량 45~48%를 유지하도록 중온 발효를 실시하는 1차 발효단계(S51)와, 상기 1차 발효조 내에서 1차 발효가 이루어진 결과물을 2차 발효조로 보낸 후 3~4일간 체류시켜 2차 발효에 의한 유기물 분해를 계속 유도하되 2차 발효조 내 분해열 상승에 의한 고온 발효를 실시하고 수분함량 35~40%를 유지하도록 하는 2차 발효단계(S52), 및 상기 2차 발효조 내에서 2차 발효가 이루어진 결과물을 3차 발효조로 보낸 후 3~4일간 체류시켜 유기물 분해의 마무리에 의한 냉각 및 숙성시키고 수분함량 30~35%를 유지하도록 하는 3차 발효단계(S53)로 처리할 수 있다.
여기에서, 상기 2차 발효단계(S52)에서는 고온 발효을 수행하므로 미생물의 활성화가 더딜 수 있어 산소 공급 및 미생물 성장조건을 형성하도록 배기 처리를 수행함이 바람직하다.
또한, 퇴비재료 배합에 사용되는 상기 부숙토는 시중에 유통되는 것을 사용할 수도 있으나, 하기의 단계에 의해 제조되는 것을 적용함이 양질의 퇴비 제조를 위해 바람직하다.
도 4를 참조하면, 상기 부숙토는 상기 생슬러지 증류액 추출단계(S20)를 통해 추출된 생슬러지 증류액과 상기 생슬러지 독성 저감단계(S30)를 통해 독성이 저감된 생슬러지를 배합하여 믹싱기에 투입한 후 교반 혼합하는 단계(S1)와, 상기 미생물 혼합단계(S40)를 통해 얻어진 미생물을 갖는 생슬러지를 상기 믹싱기에 추가 투입하여 교반 혼합하는 단계(S2)와, 상기 믹싱기를 통해 혼합된 생슬러지 증류액과 독성이 저감된 생슬러지 및 미생물을 갖는 생슬러지를 발효조에 투입하는 단계(S3)와, 상기 발효조에 왕겨와 제올라이트를 추가 투입하고 교반시키면서 최종 수분함량이 30~35%를 유지하도록 발효시키는 단계(S4)와, 상기 최종 수분함량이 30~35%를 유지하는 발효분에 대해 20~30mm의 채로 걸러 1차 선별하는 단계(S5), 및상기 1차 선별된 발효분에 대해 2~5mm의 채로 걸러 흙과 유사한 입경을 갖는 분말로 2차 선별하는 단계(S6)를 거쳐 제조한 것을 사용함이 바람직하다.
이때, 양질의 부숙토 제조를 위해, 상기 생슬러지 증류액 : 독성이 저감된 생슬러지 : 미생물을 갖는 생슬러지 : 왕겨 : 제올라이트 = 0.5~1 : 1~2 : 1.5~2 : 1~1.2 : 0.5~1.5의 중량비율로 배합함이 바람직하다.
이에 따라, 상술한 단계의 유기적인 결합으로 이루어지는 본 발명에 따른 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법을 통해서는 슬러지를 자원화하여 재활용하되 토질을 개량하는 양질의 토질개량제로서 기능할 수 있는 양질의 친환경 퇴비를 제조할 수 있으며, 발효에 의한 퇴비 처리시 빠른 퇴비화 등 퇴비화 효율을 높일 수 있고 우수한 퇴비품질을 갖는 퇴비를 제조할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 극히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 청구범위 내에서 이 기술분야의 당해업자에 의하여 다양한 수정과 변형 또는 단계의 치환 등이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 범위에 속한다 할 것이다.
S10: 전처리 단계
S20: 생슬러지 증류액 추출단계
S30: 생슬러지 독성 저감단계
S40: 미생물 혼합단계
S50: 퇴비재료 배합 및 발효단계

Claims (6)

  1. 슬러지를 이용하여 퇴비를 제조하는 친환경 퇴비 제조방법에 있어서,
    (A) 공극률 60~80%이고 함수율이 45~70%인 다공성 여재를 필터본체의 내부에 충진하여 담체로 하고 호기성 미생물이 필터반응층에 구비되며 외면에 열선을 감싼 구성을 갖는 바이오필터를 이용하여 생슬러지를 전처리함으로써 생슬러지로부터 암모니아가스를 필터링하여 악취를 제거하는 단계;
    (B) 상기 (A)단계를 통해 악취가 제거된 생슬러지를 교반기를 갖는 챔버형 자켓구조의 반응조에 투입하고 280~400℃의 온도조건 및 60~70기압 하에서 교반 및 반응시킴으로써 생슬러지 내 오일화 반응을 유도하여 생슬러지 내 유기물을 증류액으로 추출하는 단계;
    (C) 상기 (A)단계를 통해 악취가 제거된 생슬러지에 방사선을 1~20kGy의 선량으로 조사하여 멸균 소독 및 유기물을 분해하여줌으로써 독성을 저감시키는 단계;
    (D) 상기 (C)단계를 통해 독성이 저감된 생슬러지에 미생물을 투입하여 교반 혼합하고, 적외선 또는 원적외선 조사를 통해 투입된 미생물을 활성화시키고 온도 상승을 유발함으로써 생슬러지 내 가용성 유기물량을 증가시키는 단계;
    (E) 상기 (B)단계를 통해 추출된 생슬러지 증류액과 상기 (D)단계를 통해 얻어진 미생물을 갖는 생슬러지를 발효조에 투입하고, 여기에 부숙토와 톱밥 또는 버섯폐배지를 추가하여 교반 혼합 및 안정된 퇴비화를 위해 40~45℃의 온도조건에서 발효시키는 단계; 를 포함하며,
    상기 (E)단계에서는,
    상기 생슬러지 증류액 : 미생물 생슬러지 : 부숙토 : 톱밥 또는 버섯폐배지 = 1~1.5 : 2~4 : 1~2 : 1~1.5의 중량비율로 배합하되 수분함량 50~60%로 조절한 상태에서 발효시켜 최종 수분함량 30~35%을 유지하는 퇴비로 제조하는 것을 특징으로 하는 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (B)단계에서는,
    송압펌프를 가동하여 생슬러지를 반응조의 내부로 유입 처리하되 20~35kg/h의 유량 및 체류시간 40~60분으로 운전하여 생슬러지로부터 유기물 증류액을 추출해내고 응축기에서 응축 처리하는 것을 특징으로 하는 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 (E)단계에서는,
    상기 생슬러지 증류액와 미생물 생슬러지, 부숙토, 및 톱밥 또는 버섯폐배지를 1차 발효조에서 배합하여 교반 혼합하되, 3~4일간 체류시켜 1차 발효에 의한 유기물 분해를 유도하며, 수분함량 45~48%를 유지하도록 중온 발효를 실시하는 1차 발효단계;
    상기 1차 발효조 내에서 1차 발효가 이루어진 결과물을 2차 발효조로 보낸 후, 3~4일간 체류시켜 2차 발효에 의한 유기물 분해를 계속 유도하며, 2차 발효조 내 분해열 상승에 의한 고온 발효를 실시하되 수분함량 35~40%를 유지하도록 하는 2차 발효단계;
    상기 2차 발효조 내에서 2차 발효가 이루어진 결과물을 3차 발효조로 보낸 후, 3~4일간 체류시켜 유기물 분해의 마무리에 의한 냉각 및 숙성시키고, 수분함량 30~35%를 유지하도록 하는 3차 발효단계; 로 나누어 실시하며,
    상기 2차 발효단계에서는 산소 공급 및 미생물 성장조건을 형성하도록 배기 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 부숙토는,
    상기 (B)단계를 통해 추출된 생슬러지 증류액과 상기 (B)단계를 통해 독성이 저감된 생슬러지를 배합하여 믹싱기에 투입한 후 교반 혼합하는 단계;
    상기 (D)단계를 통해 얻어진 미생물을 갖는 생슬러지를 상기 믹싱기에 추가 투입하여 교반 혼합하는 단계;
    상기 믹싱기를 통해 혼합된 생슬러지 증류액과 독성이 저감된 생슬러지 및 미생물을 갖는 생슬러지를 발효조에 투입하는 단계;
    상기 발효조에 왕겨와 제올라이트를 추가 투입하고, 교반시키면서 최종 수분함량이 30~35%를 유지하도록 발효시키는 단계;
    상기 최종 수분함량이 30~35%를 유지하는 발효분에 대해 20~30mm의 채로 걸러 1차 선별하는 단계;
    상기 1차 선별된 발효분에 대해 2~5mm의 채로 걸러 흙과 유사한 입경을 갖는 분말로 2차 선별하는 단계; 로 제조한 것을 사용하며,
    상기 생슬러지 증류액 : 독성이 저감된 생슬러지 : 미생물을 갖는 생슬러지 : 왕겨 : 제올라이트 = 0.5~1 : 1~2 : 1.5~2 : 1~1.2 : 0.5~1.5의 중량비율로 배합하는 것을 특징으로 하는 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 (C)단계에서는,
    1~10kGy의 선량으로 10~20분 동안 방사선을 1차 조사하는 단계;
    11~15kGy의 선량으로 10~20분 동안 방사선을 2차 조사하는 단계;
    16~20kGy의 선량으로 10~20분 동안 방사선을 3차 조사하는 단계; 로 나누어 실시하는 것을 특징으로 하는 슬러지를 이용한 친환경 퇴비 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100753628B1 (ko) 2007-02-08 2007-08-29 한빛테크원 (주) 유기성 슬러지 퇴비화 방법
KR101029764B1 (ko) 2010-12-01 2011-04-19 라현수 축산분뇨, 하수슬러지를 토양미생물을 이용하여 발효시키는 장치 및 이를 이용한 발효퇴비 제조방법
KR101353678B1 (ko) 2013-06-05 2014-01-21 경북대학교 산학협력단 악취물질 및 휘발성 유기화합물 제거용 바이오 필터 및 이를 포함하는 악취 처리 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100753628B1 (ko) 2007-02-08 2007-08-29 한빛테크원 (주) 유기성 슬러지 퇴비화 방법
KR101029764B1 (ko) 2010-12-01 2011-04-19 라현수 축산분뇨, 하수슬러지를 토양미생물을 이용하여 발효시키는 장치 및 이를 이용한 발효퇴비 제조방법
KR101353678B1 (ko) 2013-06-05 2014-01-21 경북대학교 산학협력단 악취물질 및 휘발성 유기화합물 제거용 바이오 필터 및 이를 포함하는 악취 처리 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102222555B1 (ko) 2020-10-08 2021-03-08 김경자 원예용 친환경 퇴비의 제조방법 및 이에 의해 제조된 퇴비

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