KR19990076331A - 농,축산 폐기물을 이용한 천연액체비료 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농축산 폐기물을 재활용하여 천연 액체비료를 제조하는 방법에 관한 것으로, 농업 부산물로 생기는 천연의 유기성 폐기물을 축산과정에서 발생되는 다량의 분뇨와 혼합하여 발효시키고 분리, 침전, 추출, 탈취 및 포장공정을 거쳐 액상의 천연 액체 비료를 제조하는 방법으로, 쓰레기로 발생하는 유기물을 재활용하므로써 폐기물을 감량할 수 있을 뿐 아니라 축산폐수에 의한 수질오염을 줄이고 토양의 이화학성질을 개선시키는 토양개량제로 사용할 수 있어 자원이용에 도움을 줄 수 있고, 숯을 이용한 탈취작용으로 액상비료의 냄새를 없애므로서 일반 가정에서도 편리하게 사용할 수 있는 등의 효과를 얻을수 있다. 또한 액체비료 제조과정중 분리된 고체물질과 슬러지로 유기질 비료를 생산하여 이용할 수 있으며 축산폐기물 정화시설에 소요되는 경비를 줄일 수 있다.

Description

농,축산 폐기물을 이용한 천연 액체비료 제조방법

본 발명은 농,축산 폐기물을 재활용하여 천연 액체비료를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세히 말하면 나뭇잎, 잡초, 볏짚, 왕겨, 쌀겨 등의 농업 부산물로 생기는 유기성 폐기물을 축산과정에서 발생되는 다량의 분뇨와 혼합하여 공해 및 오염이 전혀없이 처리하여 처리 부산물로서 유기질 비료와 액상의 비료를 생산하는 천연 액체 비료를 제조하는 방법에 관한 것이다.

근래 생활수준이 향상됨에 따라 식생활 개선으로 육류의 수요가 늘어왔고 축산농가도 증가하여 왔기 때문에 우리나라의 축산업은 양적으로 많은 성장을 거듭하여 왔다. 그러나, 이와 부수하여 다량 발생되는 분뇨의 처리기술은 낙후되어 있다.

분뇨의 처리는 축산농가에서 가축의 배설물을 수거하여 자체적으로 정화하여 처리하여야 하는데, 이러한 정화시설을 갖추기 위해서는 많은 비용이 소요되므로 소규모의 축산농가에서는 정화시설을 갖추지 못하고 축산폐수를 하천에 그대로 방류하는 문제점이 있었다.

이로 인하여 하천에 방기(放棄)된 막대한 분뇨는 수질오염의 주범으로 등장하는 심각한 공해요인이 되고, 더 나아가 생태계를 위협하는 심각한 상태에 이르게 되었다. 또한 가축이 배설하는 분뇨 등의 유기성 폐기물은 계속 증가하여 폐기물의 상당한 분량을 차지하는 추세에 있음은 주지의 사실이다. 따라서 폐기물을 다시 활용할 수 있도록 자원화하는 여러 가지 방법이 강구되어왔다.

가축의 분뇨와 나뭇잎, 볏짚, 등의 유기성 폐기물을 재활용하는 방법으로는 옛날부터 퇴비화가 주로 이용되어져 왔다. 퇴비화(composting)는 미생물의 호기적 유기물 분해를 이용한 유기성 폐기물을 처리하는 방법 중의 하나로 폐기물을 바로 토양에 매립할 때 발생되는 악취, 침출수에 의한 지하수 오염, 동물, 인체 병원균 전파 등의 문제를 상당히 감소시킬 수 있고, 또 퇴비화 과정중 유기탄소가 미생물 호흡에 의해 이산화탄소로 소실되므로 전체적인 폐기물의 분량이 감소된다. 따라서, 퇴비화는 가장 환경오염이 적고 효과적인 유기성 폐기물의 처리방법으로 생각되어 지난 30년간 이 기술에 관한 수많은 연구가 수행되었다.

우리나라를 비롯한 동아시아 여러 나라에서 퇴비화는 옛날부터 오랜기간 동안 식량작물의 재배를 위해 사용되고 있던 방법으로 가축분뇨, 풀, 짚, 흙 등을 쌓아 뒤집어 주면서 썩혀 만든 퇴비(두엄)를 논밭에 넣어 비료로 사용하여 왔고 현재까지도 농촌에서는 작물재배에 이용하고 있다.

그러나, 상기와 같은 퇴비화는 퇴비가 발효되는 과정에서 발생되는 액비가 사방으로 퍼져 주위환경을 오염시키는 것을 막고 그 액비를 한 곳으로 모으기 위해서 노천에 구덩이를 파야하는 문제점이 있었고 이와같이 노천에 구덩이를 파서 모아진 액비는 주변에 심한 악취를 내어 주민들에게 혐오감을 주는 등의 단점이 있었다.

또한 퇴비가 완성된 후에도 퇴비에서 나는 악취 때문에 이의 사용을 꺼려하여 지력의 산성화나 약화를 초래하게 되어 궁극적으로 농작물에 폐해가 되는 화학비료로 대체하여 사용하는 경향이 있었다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 다량의 유기성 폐기물을 재활용하여 천연물만을 함유한 새로운 종류의 천연 액체비료를 제조하여 상용화 하므로써 폐기물을 감량하여 환경오염을 줄이는 것은 물론 천연의 재료를 사용하여 토양의 이화학성질을 개선시키는 토양개량제로서, 또 작물의 영양제로서 수경재배 농가, 화훼농가 및 일반 가정에서도 악취 걱정없이 편리하게 사용할 수 있도록한 천연 액체비료의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명에 사용되는 숯(charcoal)은 목재를 공기의 공급을 차단하고 가열하거나, 또는 공기를 아주 적게하여 가열하면 생기는 고체 생성물로서, 일반적으로 재질(材質)이 단단한 참나무류(갈참나무, 굴참나무, 물참나무, 줄참나무 등)가 재료로 사용되어 만들어진다.

이와 같이 만들어진 숯의 성질은 원료 및 열분해 조건에 따라 현저하게 달라진다. 숯은 흡습성을 가지며, 그 성질에 의해서 탈색성, 탈취성, 흡습성, 가스흡착성을 나타내는데, 이러한 성질을 강화한 것으로 공업상 탈색·탈취용(脫臭用)으로 많이 사용되고 있는 활성탄(活性炭)이 있다.

본 발명은 나뭇잎, 잡초 등과 볏짚, 왕겨, 쌀겨 등의 농업 부산물로 생기는 유기성 폐기물을 수거하고 일정한 크기로 절단하여 탱크에 넣고 축산분뇨를 적정 비율로 혼합하는 혼합공정; 혼합공정이 완료되면 탱크 내에서 일정한 온도, 습도, 및 공기조절을 하여 발효시키는 발효공정; 발효된 물질을 액체와 고체로 분리하는 분리공정; 분리된 액체를 침전시키는 침전공정; 침전된 슬러지를 걸러내는 추출공정; 분리된 액체를 숯을 충진한 탈취기에 통과시켜 냄새를 없애는 탈취공정과; 포장하는 포장공정으로 이루어지는 것으로, 이를 각 공정별로 상세히 설명하면 다음과 같다.

① 혼합공정

나뭇잎, 잡초, 볏짚, 왕겨, 쌀겨 등의 농업 부산물로 생기는 유기성 폐기물을 수거하고 적당한 크기로 절단하여 탱크에 넣고 이를 부피비율로 하여 적정한 비율의 축산분뇨를 넣어 혼합한다. 이때, 절단되는 크기는 약 8∼11㎝가 바람직하며, 첨가되는 우분은 절단된 유기성 폐기물의 20∼30％부피비율이 바람직하다.

② 발효공정

혼합공정이 완료되면 탱크내에서 미생물의 호기적 대사에 최적 조건의 온도, 습도 및 공기 공급을 조절하여 교반기로 교반시키며 발효시킨다. 이때, 미생물의 호기적 유기물 분해에 있어서 40∼60℃의 온도, 50∼60％의 습도로 3∼4주 동안 발효시키는 것이 바람직하다.

퇴비화는 여러 종류의 많은 중온성(mesophilic), 고온성(thermophilic) 미생물들이 관여하는 유기물의 호기성 분해로 이루어지므로 미생물들이 분해활동을 할 수 있는 적당한 온도를 설정해 주어야 한다. 60℃ 이상의 온도에서는 퇴비중의 고온성 세균 및 방선균(actinomycetes) 등의 미생물들이 사멸하여 미생물의 다양성이 급격히 감소하고 열에 견딜 수 있는 포자형성 세균만 남게되어 퇴비화의 효율이 급격히 떨어지므로 퇴비화에 가장 효율적으로 진행되는 적당한 고온인 상기 40∼60℃의 온도로 유지시키는 것이다. 공급되는 공기는 미생물이 호기적 대사를 할 수 있게 하고 온도를 조절하며 수분과 CO₂와 다른 가스 등을 제거하는 역할을 한다.

③ 분리공정

상기 발효공정을 통하여 얻은 발효된 물질을 액체와 고체로 분리한다.

④ 침전공정

상기 분리공정을 통하여 분리된 액체를 침전조에 여러시간동안 방치하여 액체속에 있는 앙금 및 잡물들을 가라앉게 한다. 이때, 침전시키는 시간은 약 24시간이 바람직하다.

⑤ 추출공정

상기 침전된 상태에서 액체를 추출한다. 침전되어 가라앉은 슬러지와 상기 분리공정에서 분리된 고체물질은 버리지 않고 함께 탱크에 넣어 우분, 돈분, 계분을 혼합하여 퇴비를 만들어 이용한다.

⑥ 탈취 및 포장공정

상기 추출된 액체를 유기물의 악취를 제거하는 탁월한 성능이 있는 숯으로 충진된 여과 탈취기에 통과시켜 탈취하고 포장을 한다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

<실시예>

나뭇잎, 잡초, 볏짚, 왕겨, 쌀겨 등의 농산물 부산물로 생기는 유기성 폐기물을 수거하여 약 10㎝ 크기로 절단하여 탱크에 넣고 이를 부피비율로 하여 우분을 25％비율로 넣어 혼합하였다.

혼합공정이 완료되면 50℃의 온도, 55％의 습도 및 미생물의 호기적 대사에 필수적인 적정량의 공기가 공급되는 상태에서 교반시키며 4주 동안 발효시켰다. 이때, 공급되는 공기는 미생물이 호기적 대사를 할 수 있게하고 온도를 조절하며 수분과 CO₂와 다른 가스 등을 제거하는 역할을 한다.

상기에서 얻은 발효된 물질을 액체와 고체로 분리하고 분리된 액체를 약 24시간 동안 침전조에 방치하여 액체속에 있는 앙금 및 잡물들을 침전시켜 그 슬러지를 걸러내고 액체를 추출하였다. 이때, 걸러낸 슬러지는 상기 분리된 고체물질에 넣고 돈분과 계분을 혼합하여 퇴비를 만들었다. 상기 추출된 액체는 숯으로 충진된 여과탈취기에 통과시켜 냄새를 없애고 포장을 하였다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 천연 액체비료는 쓰레기로 발생하는 유기물을 재활용함으로써 폐기물을 감량할 수 있는 효과를 거둘 뿐만 아니라 비료로서 벼농사, 과수 농사, 채소 및 화초 재배용 등 모든 작물재배에 효과적이어서 농업 생산력 증대에 이바지할 수 있게 된다.

특히 숯으로 탈취하고 간편하게 포장되는 천연 액체비료는 냄새가 나지않을 뿐 아니라 고체 비료에 비해 펌프나 파이프로의 수송이 가능하고, 먼지가 나지 않는 등의 이점이 있으므로 대규모 농업 및 가정 등 어느곳에서나 편리하게 사용할 수 있는 효과를 얻는 것이다.

Claims (2)

1. 나뭇잎, 잡초 등과 볏짚, 왕겨, 쌀겨 등의 농산물 부산물로 생기는 유기성 폐기물을 수거하고 9∼11㎝ 크기로 절단하여 탱크에 넣고 이를 부피비율로 하여 축산분뇨를 20∼30％비율로 넣어 교반기로 혼합하는 혼합공정,

   상기 혼합공정이 완료되면 미생물의 호기적 대사에 적당한 조건인 40∼60℃의 온도, 50∼60％의 습도 및 공기공급을 조절하여 탱크내에서 교반기로 교반시키며 3∼4주 동안 발효시키는 발효공정,

   상기 발효공정을 통하여 얻은 발효된 물질을 분리기를 사용하여 액체와 고체로 분리하는 분리공정,

   상기 분리공정을 통하여 분리된 액체를 침전조에서 24시간 방치하여 침전시키는 침전공정,

   상기 침전된 상태에서 액체를 추출하는 추출공정,

   상기 추출공정에서 얻어진 액체를 숯을 충진시킨 여과탈취기에 통과시켜 냄새를 없애는 탈취공정,

   상기 탈취된 액체비료를 포장하는 포장공정으로 이루어지는 것을 특징으로하는 천연 액체비료의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 분리공정에서 분리된 고체물질에 상기 추출공정에서 얻어진 부산물인 슬러지를 넣고 우분, 돈분, 계분을 혼합하여 퇴비를 만드는 것을 특징으로 하는 천연 액체비료의 제조방법.