KR20030025727A - 음식물쓰레기를 이용한 퇴비의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물쓰레기를 이용한 퇴비의 제조방법에 관한 것이다. 상기 퇴비의 제조방법은, 각종 축분 등의 퇴비를 표고버섯폐목에 서식하는 미생물을 이용하여 무산소 숙성시켜 미생물 활성물질이 대량 생성되도록 유도된 퇴비를 제조하는 단계와; 다양한 유기물을 함유하고 있는 음식물쓰레기 100중량부에 대해 5메쉬이상의 입자크기를 갖는 제올라이트 분말 20-30중량부를 첨가하여 음식물쓰레기의 수분을 조절하고 악취를 제거하는 단계와; 상기 수분이 조절되고 악취가 제거된 음식물쓰레기와, 미생물 활성물질이 대량 생성된 퇴비를 1:1로 혼합하고 규산염 광물인 일라이트를 총물량의 1중량부를 투입하여 함수율을 65%로 조절하는 단계와; 상기 함수율이 조절된 음식물쓰레기 및 퇴비 혼합물을 발효시키는 단계를 포함한다. 상기 발효공정은 바람직하기로는, 상기 음식물쓰레기 및 퇴비 혼합물을 주 2회정도 뒤집기를 하면서 50일 이상 숙성시키는 것으로 이루어진다. 이상의 방법에 따라 제조된 퇴비는, 음식물쓰레기 속의 다양한 유기물을 이용함으로써 황폐화되고 있는 토양을 생물학적 조건으로 개선시킬 수 있으며, 악취와 오폐수 및 공해물질을 배출하는 음식물쓰레기를 매립하거나 소각할 필요없이 재활용함으로써 환경문제를 해결하는 것과 아울러 자원의 효율적인 이용이라는 두가지 효과를 얻을 수 있다.

Description

음식물쓰레기를 이용한 퇴비의 제조방법{Method of making composts using food wastes}

본 발명은 음식물쓰레기를 이용한 퇴비의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 음식물쓰레기 속의 다양한 유기물을 이용하여 황폐화되고 있는 토양을 생물학적 조건으로 개선시킬 수 있는 퇴비를 제조하는 방법에 관한 것이다.

현재 우리 농업이 당면하고 있는 토양공해와 농약공해는 우리 농업의 큰 해결과제가 되고 있다.

강력한 농약의 발달로 인해 병원균이나 해충을 사멸하는 데에는 큰 효과가 있었으나, 농작물의 생육에 필요한 자연의 천적작용을 하는 유효균, 익충까지 사멸시키는 결과를 초래하고 말았다. 따라서, 아무리 좋은 농약이 개발되었다고 하더라도 유효균과 익충까지 사멸시키게 되면, 새로운 병원균과 해충을 증가시키게 되어 병원균의 냉독성이 매년 강해지게 되며 토양은 병들게 되고 작물생육이 불건전해지는 결과를 초래하게 된다.

이제는 건강한 토양을 가꾸기 위해 미생물 유기농업만이 토양의 회복은 물론 작물의 건강을 지켜주는 유일한 방법이라 인식하여, 일부 농가에서는 유기물의 중요성을 뒤늦게 인식하고 이것만이 만능일 것이라는 생각에 대량으로 유기물을 사용하였지만, 오히려 토양을 더욱 악화시키는 결과를 초래하였으며, 또한 미생물제라 하면 마구잡이로 사용하여 생산비가 높아져 경제적 손실을 초래하는 경우도 있었다.

현재 농가에서 사용하고 있는 유기질 퇴비들은 토양균 이외의 세균군 특히 대장균이라든가 부패균 등 잡균군들이 완전히 억제 또는 사멸된 상태가 아니기 때문에 악취가 심하며, 여기에는 심지어 병원성 세균까지도 존재하는 경우도 있다. 또한 이같은 유기질 퇴비들은 산성을 띄고 있으므로 토양의 산성화를 근본적으로 방지할 수 없을 뿐더러 토양에서 흙과의 혼합이 잘 이루어지지 않고 효소의 번식이 불량해질 뿐만 아니라 지력을 저하시킴에 따라 토양에서 잡균번식이 왕성해지면서 토양이 황폐화되고 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위해 최근 음식물쓰레기를 퇴비화하는 방법이 제안되고 있다.

우리나라의 엄청난 양의 음식물쓰레기 처리는 현재 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 환경백서(1999)에 의하면, 음식물쓰레기는 전체 쓰레기의 30%를 차지하고 년간 5백50만톤으로 어림잡아 8조원 어치를 음식물 쓰레기로 낭비하고 있는 실정이지만 그 재활용은 30%를 넘지 못하고 있다. 그러한 음식물쓰레기를 그냥 매립지에 매립할 경우에는 악취와 오폐수를 유발하고, 소각할 경우에는 과다 연료비 지출과 다이옥신 등의 공해물질을 배출하는 2차 오염문제로 인하여, 주민들의 거센 반발로 음식물쓰레기 매립지 및 소각장 마저 제대로 마련하지 못하고 있는 실정이다. 이같은 골치덩어리인 음식물쓰레기를 제거함으로써 환경문제를 해결하는 것과 동시에 자원의 효율적인 이용이라는 두가지 효과를 거두기 위해 음식물쓰레기를 농업용 퇴비로서 개발되고 있는 실정이다.

음식물쓰레기의 공지된 퇴비화방법으로는, 목재소에서 폐기되고 있는 톱밥 등을 단순 수분조절제로 사용하여 음식물쓰레기와 혼합한 상태로 퇴비화하고 있다.

그러나, 이러한 방법으로 제조된 퇴비는 악취와 해충을 해결하지 못해 2차적 환경오염으로 인한 많은 민원을 야기시켜 왔다. 이는 단순한 톱밥으로 음식물쓰레기에 수분조절제로 사용할 경우 대자연에서 일어나는 부식화반응이 일어나지 않고 부식에서 부패로 변질이 일어나기 때문에 악취는 물론 해충까지 유발하고 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 물리적 흡착력과 화학적 양이온 치환작용이 뛰어난 점토광물인 제올라이트 분말을 음식물쓰레기의 수분조절과 악취제거제로서 소량 사용하고, 토양균군이 유도 배양되고 잘 건조된 양질의 퇴비를 음식물쓰레기와 혼합하는 과정에서 음식물쓰레기의 부패는 억제시키고 발효는 속성으로 진행될 수 있도록 유도하는 물질로 규산염 광물인 일라이트를 소량 투입하여 장기간 숙성시킴으로써 산성화된 토양을 생물학적 조건으로 개선시킬 수 있도록 한 음식물쓰레기를 이용한 퇴비의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음식물쓰레기를 이용한 퇴비의 제조방법은, 각종 축분 등의 퇴비를 표고버섯폐목에 서식하는 미생물을 이용하여 무산소 숙성시켜 미생물 활성물질이 대량 생성되도록 유도된 퇴비를 제조하는 단계와; 다양한 유기물을 함유하고 있는 음식물쓰레기 100중량부에 대해 5메쉬이상의 입자크기를 갖는 제올라이트 분말 20-30중량부를 첨가하여 음식물쓰레기의 수분을 조절하고 악취를 제거하는 단계와; 상기 수분이 조절되고 악취가 제거된 음식물쓰레기와, 미생물 활성물질이 대량 생성된 퇴비를 1:1로 혼합하고 규산염 광물인 일라이트를 총물량의 1중량부를 투입하여 함수율을 65%로 조절하는 단계와; 상기 함수율이 조절된 음식물쓰레기 및 퇴비 혼합물을 발효시키는 단계를 포함하는 것에 특징이 있다.

바람직하기로는, 상기 발효공정은 상기 음식물쓰레기 및 퇴비 혼합물을 주 2회정도 뒤집기를 하면서 50일 이상 숙성시키는 것으로 이루어진다.

이하, 본 발명의 음식물쓰레기를 이용한 퇴비의 제조방법을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 설명하는 음식물쓰레기를 이용한 퇴비는 일반적인 퇴비에 토양균군의 세력을 강화시켜 토양에서의 잔류 유기물을 분해시켜 작물의 생육을 촉진하는 질소와 인, 비타민 등을 공급하고 토양속의 잔류 농약 등 오염원을 분해하며 더 크게는 토양속의 생물학적 방제 효과가 있어 병원성 미생물 억제 또는 사멸작용까지 할 수 있는 토양균군의 세력이 강화된 퇴비이다.

본 발명의 퇴비를 제조하기 위해서는, 먼저 참나무를 이용, 버섯을 재배하는과정에서 자연스럽게 자연계의 미생물균군이 생성된 표고버섯재배 폐목을 수분조절제로 이용, 퇴비 생산에 주원료인 가축분을 효소나 종균 배양없이 버섯재배 폐목에 자연스럽게 서식하는 자연계의 미생물을 이용, 장기간 무산소상태로 숙성시킨 것으로, 이는 대자연에서 일어나고 있는 부식화 반응으로 숙성시키는 과정에서 미생물 활성물질이 대량 생성되도록 유도한 퇴비를 제조한다. 이는 자연의 토양균군의 세력이 퇴비에 한층 강화되면서 음식물쓰레기의 유기물 질량에 관계없이 안정적으로 유기물을 분해하는 물질(퇴비)이 된다.

그 다음, 물리적 흡착력과 화학적 양이온 치환작용이 뛰어난 점토광물인 제올라이트(zeolite) 분말을 음식물쓰레기의 수분조절과 악취제거제로서 소량 사용하여 음식물쓰레기의 수분을 조절하고 악취를 제거한다.

상기 제올라이트는 현무암이나 휘록 응회암 등 염기성 화성암의 공동 속이나 열극에서 산출되며, 때로는 화강암이나 편마암 중에 2차광물로서 존재한다. 결정 구조적으로 각 원자간의 결합이 느슨하여, 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격은 그대로 있으므로 다른 미립물질을 흡착할 수가 있다. 이 성질을 이용하여 주로 흡수 및 흡착제로 사용하며, 경우에 따라서는 크기가 서로 다른 미립 물질을 분리시키는 분자체로도 사용한다. 또한, 제올라이트는 물리적 흡착력(질소, 암모니아 95％, 인산가리 90％)과 화학적 양이온 치환작용(70∼140meg/100g)이 뛰어난 점토광물로서 수분이나 가스 등을 약 20배까지 흡수, 흡착하여 보관하고 있다가 서서히 배출하는 특이한 성질을 가짐으로써 수분흡수나 악취제거에 유용하다.

그 다음, 토양균군이 유도 배양되고 잘 건조된 양질의 퇴비를 음식물쓰레기와 혼합하는 과정에서 음식물쓰레기의 부패는 억제시키고 발효는 속성으로 진행될 수 있도록 유도하는 물질로 규산염 광물인 일라이트를 소량 투입 장기간 숙성시키면 산성화되고 있는 토양을 생물학적 조건으로 개선시킬 수 있는 퇴비를 제조할 수 있다.

본 발명의 퇴비의 제조공정에 따르면, 양질의 퇴비에 다양한 유기물을 가지고 있는 음식물쓰레기를 이용하여 퇴비를 제조함에 있어 1차공정으로 각종 축분 등을 효소나 종균배양없이 표고버섯 재배과정에서 자연스럽게 자연계의 미생물균군이 생성된 버섯 재배현장의 버섯폐목에 서식하는 자연계의 미생물을 이용 대자연에서 일어나고 있는 부식화방법으로 무산소 숙성시켜 미생물 활성물질이 대량 생성되도록 유도된 퇴비를 제조한다.

2차공정으로 1차공정에서 미생물 활성물질을 대량 생성시킨 퇴비와 음식물쓰레기를 혼합하기 전에 화학적 양이온 치환작용이 뛰어나면서도 pH의 변화에 저항하는 힘을 가지고 있는 다공질로 이루어진 제올라이트 분말을 적당량 첨가하여 1차 수분조절과 음식물쓰레기의 악취제거를 2차 공정에서 실시한다. 수분조절과 악취제거제로 이용되는 제올라이트 분말의 경우 토양에서는 토양의 통기성, 통수성을 좋게 하고 떼알조직과 같은 토양의 물리성을 개선시켜 토양의 염기농도를 조절하여 가스피해를 방지하는가 하면 칼슘과 마그네슘과 같은 미량 성분의 공급 효과도 있다.

제 3공정에서 제올라이트 분말과 음식물 쓰레기의 수분조절과 악취제거가 끝나면 미생물 생성물질을 대량 생성시킨 퇴비와 1:1로 혼합시키며 음식물 쓰레기의부패는 억제시키고 발효는 속성으로 진행될 수 있도록 하는 규산염 광물인 일라이트를 소량투입 함수율 65%에 맞춘다.

3차공정이 완전히 끝나면 발효실에 퇴적해 3-5일에 1회정도 뒤집기를 해줌으로써 40일 후면 유기물이 다양한 음식물쓰레기를 이용한 퇴비가 생산되는 것이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 퇴비의 제조공정을 설명하지만, 이것이 본 발명의 범주를 한정하지 않고 다양한 실시변형이 가능하다.

실시예 1

음식물쓰레기 1톤(0.8m₂)에 수분조절제 및 악취제거제로서 5메쉬이상의 입자크기를 갖는 제올라이트 분말 250 kg을 첨가하여 수분을 조절하고 악취를 제거하였다.

각종 축분 등의 퇴비를 표고버섯폐목에 서식하는 미생물을 이용하여 무산소 숙성시켜 미생물 활성물질이 대량 생성되도록 유도된 퇴비(함수율 50% 이하) 1톤(2m²)을 준비하였다.

상기 준비된 퇴비와 음식물쓰레기를 1:1로 혼합하고, 일라이트 1%를 기계적으로 혼합하면서 함수율이 65%에 접근하도록 하였다.

함수율을 맞추고 기계적 혼합이 끝나면 발효실에 투입, 주 2회정도 뒤집기를 하면서 50일이상 숙성시켜 음식물쓰레기의 유기물인 Ca₂, H₂, O₂, NH₃등이 기체화로 또는 수증기로 대기중으로 비산되도록 하고 각종 유기물을 영양분으로 새롭게 생성된 부식물질을 남도록 한 양질의 농업용 퇴비를 제조하였다.

이와같이 제조된 퇴비는 토양균군의 세력을 강화시켜 토양에서의 잔류 유기물을 분해시켜 작물의 생육을 촉진하는 성분들을 공급하고 토양속의 잔류 농약 등 오염원을 분해하며 더 나아가서는 토양속의 생물학적 방제 효과가 있어 병원성 미생물 억제 또는 사멸작용까지 할 수 있는 작용을 함을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 제조된 퇴비는 음식물쓰레기 속의 다양한 유기물을 이용함으로써 황폐화되고 있는 토양을 생물학적 조건으로 개선시킬 수 있으며, 악취와 오폐수 및 공해물질을 배출하는 음식물쓰레기를 매립하거나 소각할 필요없이 재활용함으로써 환경문제를 해결하는 것과 아울러 자원의 효율적인 이용이라는 두가지 효과를 얻을 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 각종 축분 등의 퇴비를 표고버섯폐목에 서식하는 미생물을 이용하여 무산소 숙성시켜 미생물 활성물질이 대량 생성되도록 유도된 퇴비를 제조하는 단계와;

   다양한 유기물을 함유하고 있는 음식물쓰레기 100중량부에 대해 5메쉬이상의 입자크기를 갖는 제올라이트 분말 20-30중량부를 첨가하여 음식물쓰레기의 수분을 조절하고 악취를 제거하는 단계와;

   상기 수분이 조절되고 악취가 제거된 음식물쓰레기와, 미생물 활성물질이 대량 생성된 퇴비를 1:1로 혼합하고 규산염 광물인 일라이트를 총물량의 1중량부를 투입하여 함수율을 65%로 조절하는 단계와;

   상기 함수율이 조절된 음식물쓰레기 및 퇴비 혼합물을 발효시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기를 이용한 퇴비의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 발효공정은 상기 음식물쓰레기 및 퇴비 혼합물을 주 2회정도 뒤집기를 하면서 50일 이상 숙성시키는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 음식물쓰레기를 이용한 퇴비의 제조방법.