KR20120017717A - 음식물 쓰레기를 이용한 비료 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기를 이용한 비료 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 음식물 찌꺼기, 어패류, 축산부산물 등으로 이루어진 음식물 쓰레기를 발효시 악취발생을 최소화하면서 고품질의 비료를 제조할 수 있도록 한 음식물 쓰레기를 이용한 비료 제조방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 음식물쓰레기에 포함된 불순물을 제거하는 단계와; 상기 단계를 거친 음식물 쓰레기를 혐기성 환경의 발효조에서 미생물 분해하는 1차 발효단계와; 상기 단계를 거친 음식물 쓰레기를 혐기성균과 호기성균이 번식가능한 조건의 발효조에서 미생물 분해하는 2차 발효단계와; 상기 1,2차 발효단계에서 발생하는 오수를 분리하고 상기 분리된 오수를 제1차 발효단계로 반송하여 발효를 촉진시키는 오수반송단계와; 상기 오수가 분리된 음식물 쓰레기 발효물을 열풍건좃기키는 단계;로 이루어진 음식물 쓰레기를 이용한 비료 제조방법을 특징으로 한다.

Description

음식물 쓰레기를 이용한 비료 제조방법 {METHOD TO PRODUCE FERTILIZER USING GARBAGE}

본 발명은 음식물 쓰레기를 이용한 비료 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 음식물 찌꺼기, 어패류, 축산부산물 등으로 이루어진 음식물 쓰레기를 발효시 악취발생을 최소화하면서 고품질의 비료를 제조할 수 있도록 한 음식물 쓰레기를 이용한 비료 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 사회가 산업화, 문명화 되어가는 과정에서 대기나 토양, 수질의 환경오염 문제가 심각한 사회적인 문제점으로 대두되고 있다. 특히, 우리나라의 식생활 문화는 짜고 매운 찌개나 조림 종류를 선호하고 있는 관계로 이들 음식물들을 먹고난 다음 염분이 과다한 음식 폐기물들을 그대로 버리게 됨으로서 이들을 수거하여서 매립하는 과정에서 음식물쓰레기들이 토양과 수질을 급속히 오염시키고 있는 실정이다.

따라서, 산업 현장에서 발생되는 각종 산업쓰레기와 각 가정에서 발생되는 생활쓰레기들은 거의 대부분이 매립에 의존하고 있어서 이들로부터 발생되는 토양의 오염과 침출수의 처리문제 등으로 많은 사회적인 문제점을 안고 있으며, 그나마 설치된 기존의 매립장은 포화상태로 인하여 이를 소각처리하는 방법이 시행되고 있으나 쓰레기를 소각 처리하는 과정에서 발생되는 다이옥신에 의하여 인체에 각종 암을 유발시키는 문제점이 있었다.

특히, 단체급식소, 대형 식당 등에서 발생하는 음식물 쓰레기들은 적당한 온

도와 습도를 유지하면서 최종적으로 건조시키면 유기질이 풍부한 퇴비로 총분히 재활용할 수 있는데도 불구하고, 현재에는 일반 쓰레기와 함께 매립하는 경우가 허다 하였고, 위와 같은 폐슬러지들은 발생하는 량에 따라서 대형의 건조 및 소각로를 각 단위 사업장마다 설치하여야만 함으로 폐슬러지를 처리하는데 초기에 시설투자비가 많이 소요될 뿐만 아니라, 처리과정에서 발생되는 다량의 오, 폐수로 인하여서 주변환경을 오염시키는 등 여러가지 문제점이 있었다.

이를 감안하여 음식물 쓰레기를 비료화하기 위해서는, 먼저 음식물 쓰레기를 발효시키는 것이 필수적이다. 발효는 효모,세균,곰팡이 등의 미생물의 작용으로 유기물이 분해 또는 산화/환원하여 알코올이나 탄산가스 등으로 변하는 현상을 말하는 것으로, 음식물 쓰레기가 미생물의 작용에 의해 분해되는 것을 음식물쓰레기 발효방법이 제안된 바 있으나, 발효과정에서 악취가 발생하고 처리비용이 많이 들게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 음식물 쓰레기를 발효시 악취발생을 최소화하여 환경을 오염시키지 않고 농업생산에 적합한 고품질의 비료를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 음식물쓰레기에 포함된 불순물을 제거하는 단계와; 상기 단계를 거친 음식물 쓰레기를 혐기성 환경의 발효조에서 미생물 분해하는 1차 발효단계와; 상기 단계를 거친 음식물 쓰레기를 혐기성균과 호기성균이 번식가능한 조건의 발효조에서 미생물 분해하는 2차 발효단계와; 상기 1,2차 발효단계에서 발생하는 오수를 분리하고 상기 분리된 오수를 제1차 발효단계로 반송하여 발효를 촉진시키는 오수반송단계와; 상기 오수가 분리된 음식물 쓰레기 발효물을 열풍건조시키는 단계;로 이루어진 음식물 쓰레기를 이용한 비료 제조방법을 특징으로 한다.

본 발명의 음식물 쓰레기를 이용한 비료제조방법은 악취발생을 최소화하면서 오수를 재순환시켜 발효를 촉진하고 환경오염을 방지함과 아울러 식물의 생장에 좋은 고품질의 비료를 얻을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기를 이용한 비료의 제조공정을 나타낸 블록도이다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 음식물 찌꺼기, 어패류, 축산부산물 등으로 이루어진 음식물쓰레기에 포함된 불순물을 제거하는 단계와; 상기 단계를 거친 음식물 쓰레기를 혐기성 환경의 발효조에서 미생물 분해하는 1차 발효단계와; 상기 단계를 거친 음식물 쓰레기를 혐기성균과 호기성균이 번식가능한 조건의 발효조에서 미생물 분해하는 2차 발효단계와; 상기 1,2차 발효단계에서 발생하는 오수를 분리하고 상기 분리된 오수를 제1차 발효조로 반송하여 발효를 촉진시키는 오수반송단계와; 상기 오수가 분리된 음식물 쓰레기 발효물을 열풍건조시키는 단계;로 이루어진다.

상기 불순물 제거단계에서는, 음식물 쓰레기에 포함되어 있는 금속이나 플라스틱 등과 같은 미생물이 분해할 수 없는 불순물을 제거한다.

상기 1차 발효단계에서는, 음식물 쓰레기에 수분함량이 50~70%가 되도록 하여 미생물의 성장에 좋은 조건을 조성하며. 음식물 쓰레기에 수분함량이 70% 이상으로 과도한 경우에는 통기성이 저하되어 미생물 성장을 억제하고 수분함량이 50%이하인 경우에는 미생물의 분해효율성이 떨어지는 것이다.

그리고 상기 수분함량을 조절하기 위해 물을 사용하되 미생물 배양액을 포함하는 물을 사용하는 경우에 더욱 미생물에 의한 발효기능을 증진시킬 수 있게 됨은 물론이다.

상기와 같은 수분함량이 50~70%로 이루어진 음식물 쓰레기를 온도 50~60℃의 조건에서 5~8일간 발효시켜 음식물 쓰레기 전체에 걸쳐 균일한 발효 분해가 되도록 한다.

상기 2차 발효단계에서는, 상기 단계를 거친 음식물 쓰레기 1차 발효물을 혐기성균과 호기성균이 공존하고 산소농도가 10~30 vol %이고 온도가 60~70℃인 조건에서 15~20일 동안 미생물에 의한 분해가 이루어지는 2차 발효를 하여 고초균에 의한 단백질 분해를 하고 고초균에 의한 분해가 이루어지게 되면 점차적으로 쓰레기 분해물의 온도가 떨어져서 40℃ 이하가 되면 유산균이 활동을 시작하면서 유해균에 의한 살균이 이루어지도록 하는 수단으로 악취발생을 최소화한다.

상기 오수반송단계에서는, 1,2차 발효단계에서 발생하여 발효조의 하부에 침전된 오수는 슬러지와 함께 이송관으로 분리한 다음 이송관에서 필터여과조를 통해 슬러지는 분리하고 오수는 1차 발효조로 이송하여 발효를 촉진하게 된다.

상기 비료제조단계에서는, 오수가 분리된 음식물 쓰레기 발효물을 열풍건조시켜 비료를 제조하게 되며, 이러한 열풍건조된 음식물 쓰레기는 분쇄과정을 더 포함할 수 있음은 물론이다.

이하 본 발명의 음식물 쓰레기를 이용한 비료 제조방법에 따른 바람직한 실시예는 다음과 같다.

가) 불순물 제거단계

음식물 찌꺼기, 어패류, 축산부산물 등으로 이루어진 음식물쓰레기에 포함된 금속이나 플라스틱 등과 같은 미생물이 분해할 수 없는 불순물을 제거한다.

나) 1차 발효단계

상기 단계를 거친 음식물 쓰레기를 혐기성 환경의 발효조에서 미생물 분해하는 1차 발효를 하되 음식물 쓰레기는 수분함량이 60%가 되도록 하여 미생물의 성장에 좋은 조건을 조성하고 온도 60℃의 조건에서 7일간 발효시켜 미생물에 의해 음식물 쓰레기 전체에 걸쳐 균일한 분해가 이루어지도록 발효한다.

다) 2차 발효단계

상기 단계를 거친 음식물 쓰레기를 혐기성균과 호기성균이 번식가능한 조건의 발효조에서 미생물 분해하는 2차 발효를 하되 음식물 쓰레기 1차 발효물을 혐기성균과 호기성균이 공존하고 산소농도가 20 vol %이고 온도가 70℃인 조건에서 17일 동안 미생물에 의한 분해가 이루어지도록 하여 고초균에 의한 단백질 분해를 하고 고초균에 의한 분해가 이루어지면서 점차적으로 쓰레기 분해물의 온도가 떨어져서 40℃ 이하가 되면 유산균이 활동을 시작하면서 유해균에 의한 살균이 이루어지도록 하는 수단으로 악취발생을 최소화하는 2차 발효가 이루어진다.

라) 오수반송단계

상기 1,2차 발효단계에서 발생하는 오수를 분리하고 상기 분리된 오수를 제1차 발효단계로 반송하되 상기 1,2차 발효단계에서 발생하여 발효조의 하부에 침전된 오수는 슬러지와 함께 이송관으로 분리한 다음 이송관에서 필터여과조를 통해 슬러지는 분리하여 별도로 제거하고 오수는 1차 발효단계의 발효조로 이송하여 발효를 촉진할 수 있도록 한다.

마) 열풍건조단계

상기 1,2 발효가 이루어지고 오수가 분리된 음식물 쓰레기 발효물을 열풍건조기에서 건조시켜 비료를 제조하게 된다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

Claims (5)

1. 음식물쓰레기에 포함된 불순물을 제거하는 단계와;
   상기 단계를 거친 음식물 쓰레기를 혐기성 환경의 발효조에서 미생물 분해하는 1차 발효단계와;
   상기 단계를 거친 음식물 쓰레기를 혐기성균과 호기성균이 번식가능한 조건의 발효조에서 미생물 분해하는 2차 발효단계와;
   상기 1,2차 발효단계에서 발생하는 오수를 분리하고 상기 분리된 오수를 제1차 발효조로 반송하여 발효를 촉진시키는 오수반송단계와;
   상기 오수가 분리된 음식물 쓰레기 발효물을 열풍건조시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 비료 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 1차 발효단계에서는,
   음식물 쓰레기의 수분함량이 50~70%이고 온도 50~60℃의 조건에서 5~8일간 발효시키는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 비료 제조방법.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 수분함량을 조절하기 위해 물을 사용하되 미생물 배양액을 포함하는 물을 더 포함하여서 됨을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 비료 제조방법.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 2차 발효단계에서는,
   음식물 쓰레기 1차 발효물을 혐기성균과 호기성균이 공존하고 산소농도가 10~30 vol %이고 온도가 60~70℃인 조건에서 15~20일 동안 미생물에 의한 분해가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 비료 제조방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 오수반송단계에서는,
   1,2차 발효단계에서 발생하여 발효조의 하부에 침전된 오수는 슬러지와 함께 이송관으로 분리한 다음 이송관에서 필터여과조를 통해 슬러지는 분리하고 오수는 1차 발효단계로 이송하게 됨을 특징으로 하는 음식물 쓰레기를 이용한 비료 제조방법.
   
   

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