KR102484596B1 - 가축분뇨 및 가축 부산물을 이용한 퇴비 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 퇴비 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가축분뇨 및 가축 부산물을 이용하는 퇴비 조성물 제조에 있어서, 발효 시간을 단축시키고 악취 및 유해가스 성분을 효과적으로 흡착시킬 수 있도록 하는, 보다 경제적이고 친환경적인 퇴비 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 퇴비 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가축분뇨 및 가축 부산물을 이용하는 퇴비 조성물 제조에 있어서, 발효 시간을 단축시키고 악취 및 유해가스 성분을 효과적으로 흡착시킬 수 있도록 하는, 보다 경제적이고 친환경적인 퇴비 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
가축분뇨는 소, 돼지, 닭과 같은 가축이 배설하는 똥과 오줌을 의미하는 것으로 축산분뇨(또는 축분)라고도 한다. 각종 유기화합물과 질소, 인산, 칼륨 등의 비료성분이 많이 함유되어 있어 농작물이나 과수에 거름으로 이용되기도 하지만 양이 지나치게 많아 미처 활용되지 않고 폐기되는 비율이 높아지면서 축산환경 오염문제의 발생원이 되고 있다.
한편, 조류 인플루엔자와 구제역 등과 같은 가축 전염병이 발생하게 되면, 병에 걸린 가축을 단순히 땅에 묻어 살처분 해왔지만, 이러한 매몰법은 침출수로 인한 수질 오염, 매립지 오염, 악취 발생 등의 2차 오염이 야기된다는 문제가 있다.
이에 따라, 이러한 가축분뇨와 가축의 사체 등을 발효 처리하여 퇴비화하는 방법들이 꾸준히 개발되고 있다. 예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1969005호에서는 가축의 사체를 바이오스톤, 톱밥 등과 혼합하고, 매몰하여 퇴비를 제조하는 방법을 게시하였다. 그러나, 상기 특허에서는 별도의 매몰지가 요구되므로, 매몰지가 부족하거나 폐사 가축에 대한 매몰이 어려운 지역에서는 퇴비화가 용이하지 않다는 문제가 있었다.
아울러, 기존의 공법들은 여전히 악취 및 침출수의 발생을 방지하지 못하는 문제가 있으며, 부숙화 과정에서 45일 정도의 긴 시간이 요구되고, 장기간의 부 숙화 과정에서 많은 악취와 유해가스들이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 가축분뇨의 퇴비화는 상온이 높은 여름철에는 가축분뇨가 잘 발효되어 퇴비화가 원활하게 수행되지만 겨울철의 낮은 온도에서는 가축분뇨의 발효화가 더디게 되어 퇴비화 과정이 원활하지 못한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 미생물에 의한 발효 시간을 단축시키고 악취 및 유해가스 성분을 효과적으로 흡착할 수 있는 각종 성분들을 포함함으로써, 보다 친환경적이면서도 경제성이 우수한 가축분뇨를 이용한 퇴비 조성물 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, 가축분뇨, 가축부산물, 가축내장 및 가축의 사체를 포함하는 퇴비 원재료를 전처리 하는 단계; 전처리된 퇴비 원재료와, 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물을 포함하는 퇴비형성 첨가제를 혼합한 1차 혼합물을 제조하는 단계; 상기 1차 혼합물을 파쇄기를 이용하여 평균 입경 0.1 내지 5cm의 크기로 파쇄하는, 파쇄 단계; 파쇄된 1차 혼합물을 압착하여 유지를 분리하는, 유지 분리단계; 유지 분리 단계를 수행한 1차 혼합물에 패각류 분말 및 미생물 배양액을 투입하여 혼합한 2차 혼합물을 제조하는 단계; 상기 2차 혼합물을 9~12일 동안 교반하면서 수분함량을 30~40%로 조절하는, 교반 단계; 수분 함량이 조절된 2차 혼합물을 고속 발효건조기에서 35 내지 45℃에서 10 내지 12시간 동안 발효시키는 발효 단계; 발효된 발효물을 후숙 발효조에서 20~25일 동안 후숙시켜 양질의 퇴비를 형성하는 후숙 단계; 및 상기 후숙된 퇴비를 180℃에서 24 내지 48 시간 동안 건조시켜서 수분함량이 10~14%이 되도록 하는, 건조 단계;를 포함하는, 가축분뇨 및 가축 부산물을 이용한 퇴비 조성물 제조방법에 의해 달성될 수 있다.
상기 전처리는, 석회, 제올라이트 및 이산화규소를 1:0.6:0.8의 중량비로 혼합한 혼합물을 투입하여 상기 퇴비 원재료를 석회처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구운 왕겨는, 왕겨를 250℃에서 45분간 가열한 후 건조시킨 것이고, 상기 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물의 혼합물은, 상기 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 15 내지 40 중량부로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 퇴비형성 첨가제는, 상기 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 사과산을 포함하는 악취제거제를 1 내지 10 중량부로, 황산 알루미늄을 포함하는 중금속 흡착제를 0.1 내지 5 중량부로 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유지 분리 단계에서, 상기 압착은, 300 내지 350℃의 고온, 5~7 kgf/㎠ 의 고압의 조건에서 수행되는 것을 특징으로 한다. 상기 유지 분리 단계 후에 유지 분리된 1차 혼합물을 150~250℃의 스팀으로 처리하는, 살균 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 패각류 분말은, 조개 껍데기, 굴 껍데기 및 홍합 껍데기를 분쇄하여 평균 입경이 1 내지 10mm로 분말화한 것이고, 상기 미생물 배양액은, 락토바실러스 아시도필루스 (Lactobacillus acidopillus)균, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)균, 아스페르길루스 니가 (Aspergillus niger)균, 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)균, 슈도모나스속(Peudomonas), 니트로소모나스속(Nitrosomonas) 및 광합성미생물(Phototrophic bacteria)균으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 미생물 균주를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 미생물 배양액은, 광합성 미생물 총 균주가 약 1×106~8 cfu/ml 으로 포함된 배양액을 물에 약 0.5~1.0w% 로 희석한 배양희석액인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 가축분뇨 및 가축 부산물 등을 이용하는 퇴비 조성물 제조에 있어서, 미생물에 의한 발효 시간을 단축시키고 악취 및 유해가스 성분을 효과적으로 흡착할 수 있는 각종 성분들을 포함함으로써, 보다 친환경적이면서 경제성이 우수한 가축분뇨를 이용한 퇴비 조성물을 제공하여 농가 소득의 증진에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 축분 등 유기성 자원을 이용하고 기계식 살포가 가능한 입제(펠렛) 형태의 퇴비를 제조함으로써, 노동력 절감 및 유통의 용이성을 향상시킬 수 있어서 농가의 실질적인 요구와 인력난의 해결을 위한 방안이 될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원의 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 측면은, 가축분뇨, 가축부산물, 가축내장 및 가축의 사체를 포함하는 퇴비 원재료를 전처리 하는 단계; 전처리된 퇴비 원재료와, 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물을 포함하는 퇴비형성 첨가제를 혼합한 1차 혼합물을 제조하는 단계; 상기 1차 혼합물을 파쇄기를 이용하여 평균 입경 0.1 내지 5cm의 크기로 파쇄하는, 파쇄 단계; 파쇄된 1차 혼합물을 압착하여 유지를 분리하는, 유지 분리단계; 유지 분리 단계를 수행한 1차 혼합물에 패각류 분말 및 미생물 배양액을 투입하여 혼합한 2차 혼합물을 제조하는 단계; 상기 2차 혼합물을 9~12일 동안 교반하면서 수분함량을 30~40%로 조절하는, 교반 단계; 수분 함량이 조절된 2차 혼합물을 고속 발효건조기에서 35 내지 45℃에서 10 내지 12시간 동안 발효시키는 발효 단계; 발효된 발효물을 후숙 발효조에서 20~25일 동안 후숙시켜 양질의 퇴비를 형성하는 후숙 단계; 및 상기 후숙된 퇴비를 180℃에서 24 내지 48 시간 동안 건조시켜서 수분함량이 10~14%이 되도록 하는, 건조 단계;를 포함하는, 가축분뇨 및 가축 부산물을 이용한 퇴비 조성물 제조방법을 제공한다.
먼저, 가축분뇨, 가축부산물, 가축내장 및 가축의 사체를 포함하는 퇴비 원재료를 준비할 수 있다.
상기 가축의 종류는 예컨대, 소, 돼지, 닭, 오리 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 상기 퇴비 원재료로써, 이들 가축에서 생성되는 분뇨, 부산물 및 내장을 모두 포함할 수 있다. 또한, 상기 퇴비 원재료에는 예를 들어, 구제역, 조류 인플루엔자 등의 전염병에 감염되어 살처분된 가축의 사체를 포함할 수도 있다.
상기 퇴비 원재료를 전처리할 수 있다. 상기 전처리는, 상기 퇴비 원재료 각각에 대하여 따로 수행될 수도 있고, 동시에 혼합된 채로 수행될 수도 있다.
상기 전처리는, 상기 퇴비 원재료를 초음파 교반기를 사용하여 1차 교반하는 단계; 1차 교반된 퇴비 원재료에 미세 노즐을 사용하여 고압의 산소를 주입시키면서 교반하는, 2차 교반 단계; 상기 1차 교반 및 2차 교반을 연속하여 3회를 수행하는 단계; 3회차의 1차 교반 중에 석회, 제올라이트 및 이산화규소를 1:0.6:0.8의 중량비로 혼합한 혼합물을 투입하여 상기 퇴비 원재료를 석회처리하는 단계; 및 석회처리된 퇴비 원재료 내 악취가스 및 협착물을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 초음파 교반기를 통하여 1차 교반을 수행하면, 상기 퇴비 원재료 내에 초음파가 직접 공급되어 초음파의 파장에 의해 축분이 보다 효과적으로 분해될 수 있다.
상기 고압의 산소를 주입시키면서 2차 교반을 수행하면, 상기 1차 교반의 효과와 더불어 축분의 교반 및 분해 효과가 증대될 뿐만 아니라, 추후 수행될 발효 공정 시에 특히, 호기성 세균에 의한 발효 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 1차 교반 및 2차 교반은, 연속 공정으로 총 3회 수행됨이 바람직하다. 즉, 초음파 교반 및 산소 주입 교반을 번갈아가며 연속 공정으로 수행함으로써, 축분의 분해 효율을 극대화하여 추후 수행될, 불순물 및 악취가스 제거와 발효를 포함하는 퇴비 형성 공정들의 각 단계의 효과를 높이고 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
상기 1차 교반 및 2차 교반의 연속 공정 총 3회 중, 3회차의 1차 교반 중에, 석회, 제올라이트 및 이산화규소를 1:0.6:0.8의 중량비로 혼합한 혼합물을 투입하여 상기 퇴비 원재료를 석회처리할 수 있다. 전술된 상기 석회처리는, 보다 경제적이고 친환경적이면서 고효율로 퇴비 원재료 내의 인과 질소 성분을 제거할 수 있도록 한다.
상기 석회처리 후에는, 상기 퇴비 원재료 내의 각종 악취가스, 불순물 및 협착물 등을 제거하기 위한 성분을 처리할 수 있다. 이때, 사용되는 성분물질은 황토 및 활성탄을 1.5~2: 1의 중량비로 혼합한 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 황토는, 실리카, 산화알루미늄, 산화칼슘을 포함하는 것이되, 구체적으로, 황토 내 실리카의 함량이 43 중량% 이상, 일례로, 44 내지 48 중량% 으로 포함되고, 산화알루미늄의 함량이 33 중량% 이상, 일례로, 34 내지 38 중량% 으로 포함된 것을 사용할 수 있다. 이로써, 상대적으로 고가인 활성탄을 적게 사용하더라도 황토의 악취가스 및 협착물 제거 효과를 높임으로써, 경제성과 효율성을 동시에 확보할 수 있다.
상기 전처리의 모든 과정 중에는 거름망이나 뜰채를 사용하여 부유하는 기타 불순물을 제거할 수 있으며, 예컨대, 황산화 알루미늄, 가성소다 또는 이들의 조합을 투입함으로써, 과정 중 발생하는 폐수를 응집시켜 제거될 수 있도록 한다.
다음으로, 전처리된 퇴비 원재료와 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물을 포함하는 퇴비형성 첨가제를 혼합한 1차 혼합물을 제조할 수 있다.
상기 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물은 퇴비화 공정의 보조제로서 사용되는 것으로, 높은 수분 흡수력과 암모니아 흡착력, 공극의 안정성 등이 뛰어나 악취를 저감시키고 후숙을 촉진시킬 수 있다. 상기 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물을 함께 사용하면, 각각을 단독으로 사용하는 경우보다 수분 흡수 및 암모니아 흡착력이 개선될 수 있다. 또한, 상기 구운 왕겨는, 250℃에서 45분간 가열한 후 건조시킨 것으로써, 악취 저감, 수분 흡수력의 효과를 더욱 증대시킬 수 있다.
상기 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물의 혼합물은 상기 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 15 내지 40 중량부, 구체적으로, 20 내지 35 중량부로 포함됨이 바람직하다.
상기 퇴비형성 첨가제는, 악취제거제 및 중금속 흡착제를 더 포함할 수 있다. 상기 악취제거제는, 사과산, 소나무 수피 추출물 및 목탄 분말을 1: 0.7~0.8 : 0.6~0.7 의 중량비로 배합한 혼합물일 수 있다. 상기 악취제거제는, 종래에 악취가스 흡착용으로 사용되는 제올라이트 등과 같은 다공성 세라믹 분말에 비하여 유해가스, 악취가스, 미세먼지 등을 형성하는 성분과의 흡착효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 악취제거제는, 상기 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부, 구체적으로, 2 내지 8 중량부로 포함됨이 바람직하다.
상기 중금속 흡착제는, 황산 알루미늄 및 알긴산을 1:1의 중량비로 배합한 혼합물을 비드 형태로 제조한 것일 수 있다. 비드 형성의 구체적인 방법은 공지된 기술을 제한없이 사용할 수 있다. 상기 혼합물은 상기 퇴비 원재료 내의 중금속들을 흡착하여 제거하는 효과가 우수하며, 특히, 비드 형태로 제조함으로써 중금속에 대한 흡착 효율을 더욱 높일 수 있다.
상기 중금속 흡착제는, 상기 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부, 구체적으로, 0.5 내지 3 중량부로 포함됨이 바람직하다.
다음으로, 상기 1차 혼합물을 파쇄기를 이용하여 파쇄할 수 있다. 구체적으로, 상기 전처리된 퇴비 원재료와 상기 퇴비형성 첨가제는 각각 파쇄될 수도 있고, 혼합된 후에 함께 파쇄할 수도 있다.
상기 혼합물을 함께 파쇄할 경우, 파쇄 입도는 평균 입경이 0.1 내지 5cm, 구체적으로, 1 내지 3cm 정도일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
다음으로, 파쇄된 1차 혼합물을 압착하여 유지를 분리하는 단계를 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 파쇄된 1차 혼합물을 예를 들어, 300 내지 350℃의 고온, 5~7 kgf/㎠ 의 고압의 조건에서 압착하여 유지를 분리할 수 있다. 이의 구체적인 방법은 공지의 기술을 따를 수 있다.
이어서, 유지 분리된 1차 혼합물을 예컨대, 150 내지 250℃의 스팀으로 60 내지 70초 동안 처리하여 살균을 수행할 수 있다.
다음으로, 살균된 1차 혼합물에 패각류 분말 및 미생물 배양액을 투입하여 혼합한 2차 혼합물을 제조할 수 있다.
상기 패각류 분말은, 예컨대, 조개 껍데기, 굴 껍데기, 홍합 껍데기 등의 각종 패각류의 껍질들을 분쇄한 것으로, 탄산칼슘 등이 다량 함유되어 있어서 기타 불순물을 흡착하는 효과가 우수하면서, 원적외선을 방사하는 특성을 발휘한다.
상기 패각류 분말은 평균 입경이 1mm 내지 10mm로 형성됨이 바람직하다.
상기 패각류 분말은, 상기 전처리된 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부로 포함됨이 바람직하다.
상기 미생물 배양액은, 살균된 사체 파쇄물의 발효 및/또는 생분해를 위한 미생물을 제공하기 위한 것으로, 미생물의 종류에는 특별한 제한이 없다. 예컨대, 상기 미생물은, 락토바실러스 아시도필루스 (Lactobacillus acidopillus)균, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)균, 아스페르길루스 니가 (Aspergillus niger)균, 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)균, 슈도모나스속(Peudomonas), 니트로소모나스속(Nitrosomonas) 및 광합성미생물(Phototrophic bacteria)균으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 포함할 수 있다. 일례로, 광합성 미생물을 사용할 수 있다.
상기 미생물 배양액을 제조하는 방법은, 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 공지된 기술을 따를 수 있다. 예를 들어, 통상의 배지 조성물에 광합성 미생물 균주를 접종하여 분주시켜 제조될 수 있다.
일례로, 상기 미생물 배양액은, 상기 광합성 미생물 총 균주가 약 1×106~8 cfu/ml 정도로 포함된 배양액을 물에 약 0.5~1.0w% 수준으로 희석한 배양희석액을 사용할 수 있다.
상기 미생물 배양액은, 상기 전처리된 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부, 예를 들어, 1 내지 6 중량부로 포함됨이 바람직하다.
다음으로, 상기 2차 혼합물을 9~12일 동안 교반하면서 수분함량을 30~40%로 조절하는, 교반 단계를 수행할 수 있다. 이때, 상기 수분함량을 30~40%로 조절하기 위하여, 원적외선을 공급하면서 함수율을 낮추는 건조를 수행할 수 있다.
이어서, 수분 함량이 조절된 2차 혼합물을 고속 발효건조기에서 35 내지 45℃에서 10 내지 12시간 동안 발효시키는 발효를 수행할 수 있다. 상기 발효의 방법은 이에 한정되지는 않으며, 사용하는 미생물의 종류 등에 따라 공지된 방법으로 발효를 수행할 수 있다.
다음으로, 발효된 발효물을 후숙 발효조에서 20~25일 정도 후숙시켜 양질의 퇴비를 형성하는 후숙 단계를 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 전술된 전처리 공정을 통하여, 종래의 기술들 대비 후숙에 걸리는 시간을 현저히 단축시킬 수 있다.
이어서, 후숙된 퇴비를 180℃에서 24 내지 48 시간 동안 건조시켜서 수분함량이 10~14%이 되도록 하는, 건조 단계를 수행할 수 있다.
상기 건조 단계 이후에는 선별 및 파쇄 등의 가공 공정을 추가로 수행한 다음, 별도의 성형 단계를 거쳐 퇴비 조성물을 제형화시킬 수 있다.
상기 퇴비 조성물은, 필요에 따라 액체상태 또는 고체상태로 제형화가 가능하나, 바람직하게는 고체상태, 일례로, 펠렛 형태로 성형하여 제형화될 수 있다. 이러한 펠렛 형태는 기계식 살포가 가능하여 노동력 절감 및 유통의 용이성을 향상시킬 수 있어서 농가의 실질적인 요구와 인력난의 해결을 위한 방안이 될 수 있다. 또한, 상기 펠렛 형태의 퇴비는, 축분의 악취를 흡착하는 효능이 우수하여 산업 현장에 보다 쾌적하고 친환경적으로 사용될 수 있다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실험예 : 악취 흡착 성능 평가>
상기 표 1과 같이, 전술된 퇴비형성 첨가제의 각 조성을 달리한 실시예 1 내지 실시예 5를 각각 포함한 퇴비 조성물 샘플에 대하여, 악취 흡착 성능을 평가하는 실험을 수행하였다. 실험 방법은, 각 조성물을 Lab scale 컬럼에 충진하고, 암모니아 가스 또는 황화수소 가스를 각각 180ppm 또는 20ppm의 농도로 공급하면서 악취 흡착 성능을 시험하였다. 가스의 농도는 30분의 간격을 두고 검지관으로 측정하였으며 동일 조건에서 3 반복 실험의 산술평균값으로 하기 표 2에 기재하였다.
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1의 악취 가스 흡착 효과가 가장 우수한 평가를 받았다. 이로써, 실시예 1의 퇴비형성 첨가제의 모든 성분이 악취 가스 흡착에 시너지를 발휘한 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
Claims (9)
- 가축분뇨, 가축부산물, 가축내장 및 가축의 사체를 포함하는 퇴비 원재료를 전처리하는 단계;
전처리된 퇴비 원재료와, 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물을 포함하는 퇴비형성 첨가제를 혼합한 1차 혼합물을 제조하는 단계;
상기 1차 혼합물을 파쇄기를 이용하여 평균 입경 0.1 내지 5cm의 크기로 파쇄하는, 파쇄 단계;
파쇄된 1차 혼합물을 압착하여 유지를 분리하는, 유지 분리단계;
유지 분리 단계를 수행한 1차 혼합물에 패각류 분말 및 미생물 배양액을 투입하여 혼합한 2차 혼합물을 제조하는 단계;
상기 2차 혼합물을 9~12일 동안 교반하면서 수분함량을 30~40%로 조절하는, 교반 단계;
수분 함량이 조절된 2차 혼합물을 고속 발효건조기에서 35 내지 45℃에서 10 내지 12시간 동안 발효시키는 발효 단계;
발효된 발효물을 후숙 발효조에서 20~25일 동안 후숙시켜 양질의 퇴비를 형성하는 후숙 단계; 및
상기 후숙된 퇴비를 180℃에서 24 내지 48 시간 동안 건조시켜서 수분함량이 10~14%이 되도록 하는, 건조 단계;를 포함하고,
상기 전처리는, 상기 퇴비 원재료를 초음파 교반기를 사용하여 1차 교반하는 단계; 1차 교반된 퇴비 원재료에 미세 노즐을 사용하여 고압의 산소를 주입시키면서 교반하는, 2차 교반 단계; 상기 1차 교반 및 2차 교반을 연속하여 3회를 수행하는 단계; 3회차의 1차 교반 중에 석회, 제올라이트 및 이산화규소를 1:0.6:0.8의 중량비로 혼합한 혼합물을 투입하여 상기 퇴비 원재료를 석회처리하는 단계; 및 석회처리된 퇴비 원재료 내 악취가스 및 협착물을 제거하는 단계;를 포함하고,
상기 석회처리된 퇴비 원재료 내 악취가스 및 협착물을 제거하는 단계에서 사용되는 성분물질은, 황토 및 활성탄을 1.5~2: 1의 중량비로 혼합한 혼합물이고, 상기 황토는, 실리카, 산화알루미늄, 산화칼슘을 포함하되, 황토 내 실리카의 함량이 44 내지 48 중량% 으로 포함되고, 산화알루미늄의 함량이 34 내지 38 중량% 으로 포함된 것을 특징으로 하고,
상기 퇴비형성 첨가제는, 상기 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 사과산을 포함하는 악취제거제를 1 내지 10 중량부로, 황산 알루미늄을 포함하는 중금속 흡착제를 0.1 내지 5 중량부로 더 포함하고,
상기 악취제거제는, 사과산, 소나무 수피 추출물 및 목탄 분말을 1: 0.7~0.8 : 0.6~0.7 의 중량비로 배합한 혼합물이고,
상기 중금속 흡착제는, 황산 알루미늄 및 알긴산을 1:1의 중량비로 배합한 혼합물을 비드 형태로 제조한 것을 특징으로 하는, 가축분뇨 및 가축 부산물을 이용한 퇴비 조성물 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 구운 왕겨는, 왕겨를 250℃에서 45분간 가열한 후 건조시킨 것이고,
상기 톱밥, 구운 왕겨 및 야자수 부산물의 혼합물은, 상기 퇴비 원재료 100 중량부에 대하여, 15 내지 40 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는, 가축분뇨 및 가축 부산물을 이용한 퇴비 조성물 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 유지 분리 단계에서, 상기 압착은, 300 내지 350℃의 고온, 5~7 kgf/㎠ 의 고압의 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 가축분뇨 및 가축 부산물을 이용한 퇴비 조성물 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 유지 분리 단계 후에 유지 분리된 1차 혼합물을 150~250℃의 스팀으로 처리하는, 살균 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는, 가축분뇨 및 가축 부산물을 이용한 퇴비 조성물 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 패각류 분말은, 조개 껍데기, 굴 껍데기 및 홍합 껍데기를 분쇄하여 평균 입경이 1 내지 10mm로 분말화한 것이고,
상기 미생물 배양액은, 락토바실러스 아시도필루스 (Lactobacillus acidopillus)균, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)균, 아스페르길루스 니가 (Aspergillus niger)균, 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)균, 슈도모나스속(Peudomonas), 니트로소모나스속(Nitrosomonas) 및 광합성미생물(Phototrophic bacteria)균으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 미생물 균주를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가축분뇨 및 가축 부산물을 이용한 퇴비 조성물 제조방법. - 제7항에 있어서,
상기 미생물 배양액은, 광합성 미생물 총 균주가 1×106~8 cfu/ml 으로 포함된 배양액을 물에 0.5~1.0w% 로 희석한 배양희석액인 것을 특징으로 하는, 가축분뇨 및 가축 부산물을 이용한 퇴비 조성물 제조방법. - 제1항, 제3항, 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 의한 가축분뇨 및 가축 부산물을 이용한 퇴비 조성물 제조방법에 따라 제조된 퇴비 조성물.
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