KR20240009568A

KR20240009568A - 축사 및 축산분뇨 저장조의 악취를 지속성있게 저감하는 조성물 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20240009568A
Application number: KR1020220086315A
Authority: KR
Inventors: 정극보
Original assignee: 주식회사세일정밀
Priority date: 2022-07-13
Filing date: 2022-07-13
Publication date: 2024-01-23

Abstract

본 발명은 축산 분뇨와 그 침출수 저장조에서 발생하는 악취를 지속성 있게 저 감시키는 조성물 및 이의 제조방법을 제공한다. 일라이트 분말과 황산알루미늄, PAC , 폴리황산규산알루미늄 등 화학제를 일정 비율로 혼합하여 성형한 것으로 축산 분뇨의 배설, 수거, 이송, 저장 등의 단계와 침출수의 저장조에 단순 살포하는 방법으로 축산분뇨의 악취를 지속성 있게 저감 할 수 있다.

Description

축사 및 축산분뇨 저장조의 악취를 지속성있게 저감하는 조성물 및 이의 제조방법 {A composition for continuously reducing the malodor of the livestock barn and the livestock manure water tank, and a method for producing the same.}

본 발명은 축산분뇨에서 발생하는 악취를 미네랄 성분이 다량 함유되어 있고 상온에서 파장이 5㎛~20㎛이면서 원적외선 방사율의 일라이트 분말과 수 처리 응집제로 쓰이는 화학제를 혼합한 것을 정제(錠劑)로 성형하여 축사의 바닥이나 축분 저장조또는 침출수 저장조에 투입하는 방법으로 악취를 지속성 있게 저감할 수 있는 조성물이다.

축산가에서 배출되는 우분과 돈분, 계분등 축산분뇨는 배설, 수거, 저장, 이송, 처리과정에서 심한 악취를 비산시킨다. 이들 악취의 주성분은 암모니아(NH₃)이고 소량의 황화수소(H₂S) 및 휘발성 지방산(VFA)과 방향족 화합물 들로 심각한 환경오염은 물론 가축의 성장을 저해하거나 호흡기 계통의 질병을 일으켜 생산성이 저하되고 있다.(표 1.참고)

표 1. 주요 가축의 생분에서 발생하는 악취유발 원인물질의 성분 및 함량

(단위 : wt %)

구분	수분	N	P₂O₅	K₂O	CaO	MgO
우분	81.2	0.46	0.37	0.37	0.34	0.18
돈분	69.4	1.24	0.42	0.42	1.23	0.51
계분	72.40	2.44	1.22	1.22	4.12	0.62

현재 가축분뇨는 발효를 촉진하는 미생물제재와 톱밥 왕겨 등을 수분조절제로 첨가하여 발효 건조시켜 퇴비화 하고, 뇨 또는 축사 세척제는 액비로 처리하거나 활성오니법 등 생물학적 방법으로 처리하고 있다. 이러한 처리 방법은 토양의 양분잉여와 침출수의 부영양화 오염 및 토양의 중금속 오염, 유해한 병원균 등의 2차적인 환경오염을 초래하고 있다. 발효촉진을 위해 첨가한 미생물의 악취저감 효과는 20% 내외로 미미하고 지속기간도 2일~3일에 불과하여 지속성 있는 악취저감대책으로는 실효성이 없다. 또 미생물을 이용하여 악취의 원인을 줄이는 사료를 급여하기도 하지만 악취 감소효과는 15%~20%에 그쳐 실효성이 없다. 그외 액비순환시스템과 바이오커튼은 감소효과가 99%, 안개분무형식 시스템 설치는 60%~70%의 악취감소 효과가 있지만 엄청난 시설비와 유지비 때문에 현실적으로 큰 난제이다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로 일라이트와 황산알루미늄에 폴리황산규산알미늄 또는 일라이트와 황산알루미늄에 염기성 염화알루미늄 혼합물을 성형하여 정제화한 조성물을 축사의 깔짚과 축분 저장조에 투입한 결과 악취를 유발하는 암모니아와 황화수소 메르캅탄 등의 주요성분이 지속성이 있으면서도 효과적으로 저감되는 것을 확인할 수 있었다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 일라이트와 폴리황산규산알미늄 또는 일라이트와 황산알루미늄에 염기성 염화알루미늄을 일정량의 비율로 혼합하여 정제 상태로 성형하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 축산분뇨가 발생하는 축사에서의 배출, 수거, 저장, 이송 과정에서 악취의 원인이 되는 암모니아, 황화수소, 메르캅탄 등을 지속성 있게 제거할 수 있어 대기오염을 방지하고 작업자의 작업 환경을 크게 개선할 뿐만 아니라 가축의 육질개선과 폐사를 줄여 생산성이 크게 향상되는 효과가 있다.`또 분뇨와 그 침출수를 최종 처리 공정에서 처리비용을 크게 줄일 수 있다. 이러한 발명의 효과를 내는 일라이트는 결정구조 내에 있는 Al³⁺등이 양이온 작용에 의해 불포화탄화수소나 극성물질을 선택적으로 강하게 흡착하는 성질을 갖을 뿐 아니라 분자체 효과로 일정한 세공경을 가지고 있기 때문에 이것보다 작은 분자를 선택적으로 통과시켜 흡착하기 때문이다. 또 일라이트는 이온교환성으로 결정구조 내에 교환 가능한 양이온을 함유하고 있기 때문에 용이하게 다른 양이온과 자유롭게 교환된다. 이러한 성질은 유해물질이 쉽게 제거되는 효과가 있다. 악취의 주성분인 암모니아는 일반적으로 전하를 띠지 않고 가스형태로 방출되는데 본 발명의 악취저감제를 축사의 깔개 짚이나 분뇨 저장조 침출수 저장조에 투입하게 되면 pH가 감소되어 수소(H⁺)이온 6M을 생성하게 된다. 이 반응에 의하여 생성된 수소이온은 가스 상태가 아닌 암모니움(NH⁺⁴)을 형성하기 위해 암모니아와 반응하게 된다. 농도를 충분히 하면 3M의 황산암모니움을 형성하여 깔게 짚이나 분뇨 저장조, 침출수 저장조 내의 암모니아를 감소시킨다. 이하, 본 발명에 대하여 실험 예를 상세히 설명한다. 그러나 이것이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

<실험 예1>

1) 사용시료 : 돈분

2) 실험방법 : 돈사규모 10m × 30m로 창문이 없고, 비육 돈 300두로 돈사 하부에 설치되어 있는 300톤 규모의 분뇨 저장조에 200톤 가량의 돈분이 존재하고 있었다. 저장조를 2곳으로 나누어 본 발명의 조성물을 분뇨량 대비 각 각 1%와 3%를 투입해 주었다. 또한 9주에 걸처 매주 마다 돈분이 저장되므로 매주 마다 위에서 언급한 대로 투입해 주었다. 측정은 매주 마다 하였고 측정은 저장조 위 10㎝ 위치에서 악취발생의 주성분인 암모니아(NH₃)와 황화수소(H₂S) 키트를 장착할 수 있는 검지관을 이용하여 이들 가스를 측정하였다. 가스 감소도는 검지관을 이용하여 이들 가스를 측정하였다. 가스 감소도는 검지관의 변색정도로 확인하였다.

3) 실험결과 : 실험결과, 악취발생의 주성분인 암모니아(NH₃) 가스와 황화수소(H₂S)가 본 발명 조성물을 돈분 중량의 1%를 투입했을 때 평균 암모니아(NH₃)가 70%, 황화수소(H₂S)는 90%가 감소되었고 3%를 투입했을 때는 각 각 평균 90%와 99%가 감소되는 것을 확인할 수 있었다.(표 2.참고)

처리(주)	가스종류	투입 전(ppm)	1wt% 투입(ppm)	3wt% 투입(ppm)
0	NH₃	89.23	26.77	8.92
0	H₂S	2.49	0.25	0.02
1주	NH₃	82.38	24.71	8.24
1주	H₂S	3.84	0.38	0.03
2주	NH₃	99.48	29.84	9.94
2주	H₂S	2.56	0.25	0.03
3주	NH₃	105.12	31.53	10.51
3주	H₂S	2.74	0.27	0.02
4주	NH₃	109.83	32.95	10.98
4주	H₂S	2.48	0.24	0.02
5주	NH₃	98.65	29.59	9.86
5주	H₂S	4.24	0.42	0.04
6주	NH₃	93.87	28.16	9.38
6주	H₂S	5.48	0.54	0.05
7주	NH₃	97.54	26.26	8.75
7주	H₂S	5.24	0.52	0.05
8주	NH₃	94.78	28.43	9.47
8주	H₂S	5.43	0.54	0.05

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오직 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다.

본 명세서 전체에 걸쳐 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 "%"는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량) %, 고체/액체는 (중량/부피) %, 그리고 엑체/액체는 (부피/부피) %이다.

본 발명은 일라이트 분말을 주원료로 하고 폴리황산규산알미늄. 황산알루미늄, 염기성 염화알루미늄, 일라이트 분말 혼합수를 부원료로 사용하여 축산분뇨 및 그 침출수의 악취를 지속적으로 저감하는 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 사용되는 일라이트는 원적외선을 다량 방사하며, 중금속과 유독가스를 흡착,·탈취,·분해하는 특징이 있는 것으로 널리 알려저 있으나 악취의 원인이 되는 암모니아와 황화수소의 제거효과는 미미하다. 그러나 일라이트 분말에 황산알미늄과 PAC를 혼합한 경우와 일라이트 분말에 황산알루미늄, 폴리황산규산알미늄을 혼합할 경우 악취제거 효과가 급격히 상승하는 것을 본 발명자가 수차례의 실험을 통해 확인하였다.

본 발명의 일라이트는 퇴적암이나 열수변질암에 흔한 광물로서 점토광물로 중금속 흡착, 유독가스 흡착, 정화 작용, 해독효과가 우수하다고 알려저 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예의 구성을 설명하면 다음과 같다.

1. 혼합단계

주원료인 일라이트 분말 100중량부에 부원료 황산알루미늄(Aㅣ₂(SO₄)₃) 5~10 중량부와 PAC([Al2(OH)nC16-n]n) 3~5 중량부를 혼합하거나 또는 주원료 일라이트 분말 100중량부에 황산알루미늄(Aㅣ₂(SO₄)₃) 5~10 중량부와 폴리황산규산알루미늄 3~5 중량부 비율로 혼합한다.

2. 성형단계

혼합된 원료를 타정기로 정제(錠劑)가 되도록 성형한다.

3. 포장

정제화 된 것을 포장하여 제품을 완성한다.

Claims

상온에서 파장이 5㎛~20㎛이면서 원적외선 방사율이 90% 이상인 일라이트 분말과 수 처리 응집제를 포함하는 축산분뇨 및 그 침출수 저장조의 악취를 지속성 있게 저감하는 조성물.
제1항에 있어서,
황산알루미늄(Aㅣ₂(SO₄)₃), PAC(다염기성 염화알루미늄·[Al2(OH)nC16-n]n), 폴리황산규산알루미늄(PASS ·Ala(OH)b(SO4)c(SiO2)D(H2O)x)을 포함하는 축산분뇨 및 그 침출수 저장조의 악취를 지속성 있게 저감하는 조성물.
제2항에 있어서,
상기 일라이트 분말, 황산알루미늄(Aㅣ₂(SO₄)₃), PAC [Al2(OH)nC16-n]n는 일라이트 분말 100중량부에 황산알루미늄(Aㅣ₂(SO₄)₃) 5~10 중량부, PAC([Al2(OH)nC16-n]n) 3~5 중량부 비율로 혼합하거나 또는 황산알루미늄(Aㅣ₂(SO₄)₃), 폴리황산규산알루미늄(PASS Ala(OH)b(SO4)c(SiO2)d(H2O)x)을 일라이트 분말 100중량부에 대하여 황산알루미늄(Aㅣ₂(SO₄)₃) 5~10 중량부, 폴리황산규산알루미늄(PASS Ala(OH)b(SO4)c(SiO2)d(H2O)x) 3~5 중량부 비율로 혼합하여 성형한 축산분뇨 및 그 침출수 저장조의 악취를 지속성 있게 저감하는 조성물.
제3항에 있어서
상기 조성물을 정제로 성형한 축산분뇨 및 그 침출수 저장조의 악취를 지속성 있게 저감하는 조성물.