KR960013344B1 - 오수오니의 처리방법 - Google Patents

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패트릭 니콜슨 존
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엔-바이로 에너지 시스템스 리미티드
패트릭 니콜슨 존
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Abstract

내용 없음.

Description

오수오니의 처리방법
제1도는 처리일수에 대한 오니의 고형물 퍼센트의 곡선을 나타내는 그래프.
제2도는 처리일수에 대한 오니의 pH의 곡선을 나타내는 그래프.
제3도는 처리일수에 대한 오니의 중량당 분변대장균(fecal coliform)의 로그수의 곡선을 나타내는 그래프.
제4도는 처리일수에 대한 오니의 중량당 분변연쇄상 구균(fecal streptococci)의 로그수의 곡선을 나타내는 그래프.
제5도는 처리일수에 대한 복합오니의 중량당 장염 쥐티프스균
Figure kpo00001
의 로그수의 곡선을 나타내는 그래프.
제6도는 처리일수에 대한 소화된 오니의 중량당 장염 쥐티프스균의 로그수의 곡선을 나타내는 그래프.
제7도는 처리일수에 대한 오니의 중량당 장내비루스의 로그수의 막대 그래프도.
제8도는 처리주수에 대한 복합오니의 중량당 생육가능 회충알의 수의 곡선을 나타내는 그래프.
제9도는 처리주수에 대한 소화된 오니의 중량당 생육가능 회충알의 수의 곡선을 나타내는 그래프.
제10도는 처리후 2주간의 상대적 오니냄새의 막대 그래프도이다.
본 발명은 하수오니을 오염제거하여 농업용지에 비료로서 안전하게 적용할 수 있도록 설계된 오수오니(wastewater sludge)의 처리방법에 관한 것이다.
로마인은 사람의 배설물을 소독 및 탈취시키는데에 석회를 사용하였다. 이용법은 문명은 발전에 따라 계속되어 왔다.
그러나, 본 발명에 앞서, 오수오니처리에 석회를 사용하는 것을 미국 환경보호국(EPA)등의 정부에 의한 규제에 의해 엄격히 제한되어 왔다.
EPA는 오수오니처리에 사용될 수 있는 방법의 형태를 통제하는 규칙을 공표하였다.
40 CFR(연방법규코드) 257하에 하수의 오니 또는 하수부패조 급송물이 토지표면에 적용되거나 토양주에 함입되고, 적용 또는 함입후 18개월 이내에 이러한 토지에서 사람의 직접소비용 작물이 발육되는 경우에, 병원균을 더욱 감소시키는 공정(PFRP) (후지내용 참조)이 사용되어야 한다.
하수의 오니 또는 하수부패조 급송물이 토지표면에 적용되거나 토양에 함입되고, 적용 및 함입후 12개월내에 이러한 토지에 공증이 접근하게 될 경우에, 또는 초식동물이, 그의 생산품을 사람이 소비하게 되는데, 적용 및 함입후 1개월내에 이러한 토지에 접근하게 될 경우에, 병원균을 크게 감소시키는 공정( PSRP)(후기내용 참조)이 사용되어야 한다.
40 CFR 257의 부록 Ⅱ는 다음과 같이 PSRP 및 PFRP공정을 분류하고 있다.
A. 병원균을 크게 감소시키는 공정.
호기성 소화 : 이 공정은 15℃에서 60일간 내지 20℃에서 40일간의 범위의 체류시간에서 호기성 조건을 유지하기 위해 오니를 공기 또는 산소와 함께 교반하여 휘발성 고형물의 감소가 적어도 38퍼센트가 되게 함으로써 행해진다.
공기건조 : 배수하에 있는 모래 베드 또는 포장 또는 비포장대야상에서 여기에 오니를 9인치 깊이게 두어 배수 및/또는 건조하도록 둔다. 최소 3개월이 필요하며, 그중 2개월은 평균온도가 1일기준으로 0℃ 이상이어야 한다.
혐기성 소화 : 이 공정은 20℃에서 60일간 내지 35℃ 내지 55℃에서 15일간의 범위의 체류시간에서 공기부재하에, 휘발성 고형물 감소가 적어도 38퍼센트가 되게 하여 행해진다.
퇴비화 : 용기내 정적통기된 파일 또는 윈도로우 퇴비화 방법을 사용하여, 고체배설물을 40℃ 5일간의 최저 작동조건에 유지시킨다. 이 기간동안 4시간은 온도가 55℃를 초과한다.
석회안정화 : 접촉후 2시간 후 12의 pH를 가져오도록 충분한 석회를 첨가한다.
기타방법 : 배설물(휘발성 고형물)의 병원균 및 병원매개생물의 유인이 상기 여하한 방법에 의해서 달성된 감소에 대등한 정도로 감소된다면 작동조건의 다른 방법이 허용가능할 것이다.
B. 병원균을 더욱 감소시키는 공정.
퇴비화 : 용기내 퇴비화 방법을 사용하여, 고형물 배설물을 3일간 55℃ 또는 그 이상의 작동조건에 유지시킨다. 정적 통기된 파일 퇴비화 방법을 사용하여, 고형물 폐기물을 3일간 55℃ 또는 그 이상의 작동조건에서 유지시킨다. 윈드로우 퇴비화 방법을 사용하여, 고형물 배설물은 퇴비화 기간의 동안에 적어도 15일간 55℃ 또는 그 이상의 온도에 도달한다. 또한, 고온기간 동안에 윈드로우의 최소 5회 반전이 있을 것이다.
가열건조 : 뜨거운 기체와 직접 또는 간접접촉에 의해 탈수한 오니케익을 건조시키고 함유량은 10퍼센트 또는 그 이하로 감소된다. 오니입자는 80℃를 충분히 초과하는 온도에 도달하거나 또는 오니와 접촉하는 기류의 습구(wet bulb) 온도는, 그 점에서 기체가 건조기를 이탈하는데, 80℃를 초과한다.
가열처리 : 액상 오니를 30분간 180℃의 온도로 가열한다.
호열성 호기성 소화 : 55-60℃에서 10일간 체류시간의 호기적 조건을 유지하기 위해 액상 슬러지를 공기 또는 산소와 교반하여, 휘방성 고형물의 감소가 적어도 38퍼센트가 되도록 한다.
기타방법 : 배설물(휘발성 고형물)의 병원균 및 병원매개생물의 유인이 상기 여하한 방법에 의해서 달성된 감소에 대등한 정도로 감소된다면 작동조건의 다른 방법이 허용가능할 것이다. 이하 열겨된 여하한 공정을 상기 A난에서 기술된 공정에 부가한다면 병원균을 더욱 감소시킨다. 이하 열거된 공정들은 그 자체로는 질병병원매개생물의 유인을 감소시키지 않기 때문에, 그것들은 성질상 단지 부가되는 것이다.
베타선 조사 : 오니에 가속기로부터의 베타선을 실온(약 20℃)에서 적어도 1.0 메가라드의 선량으로 조사한다.
감마선 조사 : 오니에 코발트 60 및 세슘 137과 같은 일정한 동위원소로부터의 감마선을 실온(약 20℃)에서 적어도 1.0 메가라드의 선량으로 조사한다.
저온살균 : 오니를 적어도 30분간 최저 70℃의 온도에 유지시킨다.
기타방법 : 병원균이 상기 여하한 첨가방법에 의해 달성되는 감소와 대등한 정도로 감소된다면 작동조건의 다른 방법이 허용가능할 것이다.
본 발명에 앞서, 석회처리의 장기의 오염제거 및 안정화 성능에 관하여 많은 관심이 일어났다.
페럴 외(Farrel et al, 1차 오니의 석회 안정화, Journal of Water Pollution Control Fed 46, 1974년 1월 USEPA 발행)는 석회안정화는 오니를 화학적으로 안정하게 만들지 않는다.
pH는 궁극적으로 하락하고 조건이 좋아지면 생존 박테리아가 부활할 수 있으며…회충과 같은 고등 생물이 pH 11.5에 단기노출 및 가능하게 장기노출로 생존한다.
1979년 1월에, EPA는 오수처리 및 폐기에 관한 공정설계 매뉴얼이라는 제목의 오수오니 매뉴얼(EPA625/1-79-001)을 간행하였다. 여기에 다음 내용이 기재되어 있다.
석회안정화는 매우 간단한 공정이다. 다른 안정화 공정을 능가하는 그것의 주된 이점은 비용이 낮고 조작이 간편하다는 것이다. … 석회첨가가 오니를 화학적으로 안정하게 만들지 않는다 ; 만일 pH가 11.0 이하로 하락하면, 생물학적 분해가 재개되어 유독한 냄새를 낼 것이다. 둘째로, 폐기를 위한 오니의 양이 생물학적 안정화방법 자체로는 감소되지 않는다. 반대로, 건조오니의 덩어리가 첨가된 석회에 의해서 및 첨가로부터 유도되는 화학적 침전물에 의해 증가한다. 따라서 증가된 부피 때문에, 운반 및 궁극적인 폐기비용이 다른 방법으로 안정화된 오니보다 석회안정화된 오니에 대해 종종 더 크다. … 현미경하의 정량 관찰에 의해 높은 pH에서 24시간의 접촉시간후 십이지장충, 아메바상기관 및 회충알과 같은 고등생물의 실질적인 생존을 나타내었다.
레이머, 잉글란데 외(Reimers, Englande et al, EPA 600/2-81-166)는 다음과 같이 보고하였다.
호기소화 및 혐기소화된 1차 오니에 석회의 적용은 석회 투여량 약 1000mg/g 오니고형물(오니고형물 1부에 대해 석회 1부)로 호기성 소화에 이어서 5일간에 회충 생육가능성의 80%이상 감소로 효과적임 발견되었다. …35℃ 호기성 소화된 오니의 경우에 20일의 기간에 혐기조건하의 건조오니 고형물 그램당 석회 3000mg까지의 투여량으로 회충알의 생육가능성에 대해 명백한 효과가 없었다. 그러나, 호기적 조건하에 건조오니 고형물 그램당 1000mg 이상의 석회 투여량으로 1시간내에 생육가능 회충알의 98% 감소가 관찰되었으나, 건조오니 고형물 그램당 100mg 석회의 투여량으로 20일후 생육가능 회충알의 단지 77% 감소가 관찰되었다. 이들 차이의 설명은 명백하지 않다.
1984년 7월에, 산디아 국립연구소(Sandia National Laboratories)는 오니중의 병원균 발생, 불활성화 및 재증식의 가능성이라는 제목의 보고서를 간행하였다. 여기에 다음 내용이 기재되어 있다.
오니 병원균에 대한 석회의 효과를 요약하면 높은 pH값에 의해 비루스가 박멸되나 오니중의 비루스 자체가 불활성화됨을 나타내지는 않았으며 ; 기생충알은 높은 pH 에 내성이고 대부분은 아마도 석회처리에 살아남게 되며 ; 세균은 pH 12에서 빠르게 불활성화되나, 세균성장에 적합한 수준으로 pH가 감소하기 때문에 그것들의 수는 시간에 따라 증가한다.
1984년 19월에, EPA는 도시의 하수오니의 이용 및 폐기라는 제목하에 장래 규제의 기초가 된 보고서(EPA 625/10-84-003)를 간행하였다. 보고서의 제3부에는 다음과 같이 지개되어 있다.
사람이 직접 소비하는 작물이 오니적용 18개월 이내에 성장된다면, 오니는 PERP로 처리되어야 한다. 이들 공정은 오니를 일정기간에 걸려 고온에 노출시킴으로써 대부분의 경우에 기생충 뿐만 아니라 병원세균, 비루스 및 원생동물을 박멸한다.
1985년 11월 6일에, EPA는 하수오니 또는 하수부패조 급송물의 토지에의 적용에 선행하는 병원균 감소에 대한 40 CFR 257규칙의 적용에 관한 각서를 발행하였다. 이 각서의 발행목적중 하나는 규칙(40 CFR 257)에 열거된 것들 이외의 공정이 PFRP 공정으로서 적격한지를 실시당국이 판정할 수 있도록 하는 절차를 약술하는 것이었다. PSRP로서 공정을 충족시키기 위해서는, 공정이 동물성 비루스를 1로그, 병원세균밀도를 적어도 2로그 감소시킴을 증명해야 하고 파리 또는 쥐와 같은 병원매개생물이 오니에 유인되지 않도록 병원매개생물 유인성을 감소시켜야 한다.
새로운 공정이 PFRP로서 충족되기 위해서는, 병원세균, 동물성 비루스 및 기생충의 검출한계 이하, 즉 동물비루스에 대해 오니 100ml당 1플라아크 형성단위(PFU); 병원세균(살모넬라균)에 대해 오니 100ml당 3콜로니 형성단위(CFU); 기생충(회충)에 대해 오니 100ml당 생육가능알 1개로의 감소를 증명해야 한다. 병원매개생물의 유인도 또한 PFRP에 관하여 감소되어야 한다.
단지 PSRP 살균해독만 이용된다면, 비료에 사용목적으로 토지에의 적용은 EPA의 제약에 의해 통제된다(이것은 근채 작물에는 사용될 수 없다 : 40 CFR 257). 공정이 PFRP의 기준을 달성한다면 이들 규제는 제거된다(40 CFR 257).
본 발명자의 미합중국 특허 제4,554,002호에는 토지적용에 앞서 병원균을 감소시키고 오수오니를 건조시키기 위해 킬른더스트(kiln dust)가 사용될 수 있음을 나타내었다.
미합중국 특허 제4,270,279호에서 로디저(Roediger)는 하수오니를 건조시키고 살균소독하여 여기서 시이트상 오수오니가 볼상오니입자로 파괴되고 외표면을 단지 생석회로 산분시키는 방법을 기술하고 있다.
이 기술은 오니를 살균소독하기 위해 생석회에 H2O를 첨가하는 반응으로부터 발생된 발열성의 열을 이용한다.
이 가열살균소독은 종래의 전술한 PFRP 공정에 전형적이다. 이날까지 EPA는 이 기술의 PSRP공정으로서의 승인청구를 찬동하지 않았다. 더우기, 이 방법으로는 문제점이 있었다. 만일 이 방법이 오니를 실제로 살균소독한다면 그것은 오니에 함유된 모든 생명 형태를 그것들이 병원균이든지 또는 병원균이 아닌 유익한 미생물이든지 다 살해하게 될 것이다. 반대로, 본 발명은 오니를 오염제거하여 병원균을 PFRP 규격 이하수준으로 박멸하나, 오니중의 모든 병원균이 아닌 미생물은 제거하지 않는다.
상기 참고문헌중 어떤 것도, 석회 또는 킬른더스트가 자연건조공정과 조합하여 PFRP공정에 동등한 오수오니중의 병원균 감소를 가져오기 위해 사용될 수 있으며 따라서 사람이 직접 소비하는 작물을 성장시키기 위한 비료로서 토지에 직접 적용될 수 있도록 하는 저기의 오수오니의 처리방법을 제공하는 것은 제안된 것이 없다.
본 발명을 요약하면 다음과 같다.
본 발명에 따라, 석회, 시멘트 킬른더스트 또는 석회 킬른더스트 또는 그의 혼합물 및/또는 다른 알칼리성 재료를 적어도 2시간 동안 pH를 12 및 그 이상까지 상승시키기에 충분한 양으로 오수오니와 혼합시키고 결과 혼합물을 폭기(aeration) 공정에 의해 건조시킨다. 이 공정은 병원균 생육가능성이 PFRP 공정에 대한 USEPA 기준에 합치되거나 초월하는 수준으로 감소된 생성물을 산출한다.
본 발명의 상세한 설명은 다음과 같다.
기본적으로, 본 발명 공정은 오니를 기계적으로 탈수하고 ; 적어도 2시간 동안 바람직하게는 수일간 pH를 12 및 그 이상 유지하기에 충분한 양의 석회, 시멘트 킬른더스트 또는 석회 킬른더스트 또는 그의 혼합물로 오수오니를 화학적으로 안정화시키고 ; 다음에 오니를 브라운 베어(Brown Bear) 폭기장치와 같은 폭기공정에 의해 오니를 건조시키는 것으로 이루어진다.
PFPR 병원균 감소기준을 달성하기 위해, 처리된 오니를 폭기하여 오니의 적어도 80중량 퍼센트가 고형물, 바람직하게는 90중량 퍼센트가 고형물이 되도록 한다. 소정의 고형물 함량을 달성한 후 생성물을 약 10일간 공기중 경화되도록 둔다.
혼합물의 건조 및 경화는 또한 윈드로우법, 턴오버법, 또는 기타 공기강제법에 의해서도 달성될 수 있다.
경화시간 또는 폭기사간은 저장설비의 형식(카바식, 수용식, 또는 개방식), 폭기방법, 혼합설계, 혼합물의 물리적 및 화학적 특성, 혼합설비의 질, 탈수케익의 고형물 퍼센트, 및 오니의 형태에 의존한다.
원한다면, 기계적 탈수후 화학적 안정화 혼합물이 첨가될 수 있다. 석회, 시멘트 킬른더스트 및 석회 킬른더스트는 우수한 응집제(flocculent)이며 따라서 대부분의 장치로 기계적 탈수에 앞서 콘디쇼닝에 유용할 수 있다.
오니와 혼합된 석회, 시멘트 킬른더스트 또는 석회 킬른더스트의 범위는 상기한 변수들에 따라 건조오니의 약 10중량 퍼센트 내지 200중량 퍼센트이다. 요구되는 혼합물의 총량을 감소시키고/또는 요구되는 경화시간을 감소시키기 위해 고반응열 발생물질의 첨가 또는 오니와 재료를 가열하는 것이 행해질 수 있다.
화학적 안정화된 오니에 pH가 12 및 그 이상인 무수암모니아 및 인산이나 황산의 첨가는 PFRP 공정에 동등한 수준으로 병원균을 감소시키는 것을 돕고 동시에 오니의 영양가를 증가시키는 한편 경화시간 및 지연건조의 필요성을 감소시키는 것을 돕는 충분한 열을 생성한다. 화학적으로 발생된 열 이외에, 기계적 또는 전기적 열이 혼합물을 건조 및 경화시키기 위해 가해질 수 있다.
시멘트 제조에 의해 발생된 고체 폐기물은 주로 킬른더스트이다. 이 더스트는 생 킬른공급물, 부분적으로 하소된 재료, 미세 분할된 시메트 클링커 및 탄산알칼리 및 황산알칼리(통상 황산알칼리)의 혼합물을 함유한다. 더스트를 킬른에 복귀시키는 것이 경제적 가치가 있으나 복귀된 더스트의 알칼리 함량이 생성물 클링커에 대해 본 명세서를 충족하기에는 너무 높은 경우, 더스트는 폐기되어야 한다. 가공된 원료의 약 15%까지 더스트로서 수집될 수 있으며 이중 약 반은 알칼리에 있어서의 충분히 낮아 킬른에 복귀될 수 있다.
나머지는 통상 폐기 물질로서 비축했다가 보통 폐기되거나 불쾌한 존재가 될 수도 있고 해가될 가능성이 있다.
전형적으로, 시멘트 킬른더스트에서 발견된 주산화물은 SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, SO3, NaO 및 K2O이다.
석회 제조에 의해 발생된 고체 폐기물은 주로 석회 스택 더스트이다. 이 더스트는 생 킬른공급물, 부분적으로 하소된 재료, 및 미세분할된 재료의 혼합물을 함유한다. 더스트는 너무 미세하기 때문에 그것을 킬른에 복귀시키는 것은 가치가 없으며 다시 침전기에 직접 통과시킨다. 가공된 원료의 약 15%까지 더스트로서 수집될 수 있다. 그것은 보통 통상 폐기물질로서 비축되어 폐기되거나 불쾌한 존재가 될 수도 있고 해가될 가능성이 있다.
전형적으로 석회 스택에서 발견된 주산화물은 CaO, MgO, SO3, CO2및 얻어지는 유리석회이다. 화학적 안정화를 달성하기 위해 석회, 시멘트 킬른더스트 또는 석회 킬른더스트 또는 그의 혼합물을 사용하고 탈수를 보조하기 위해 슬래그, 미분, 플라이애쉬, 석고, 유동화 베드 잔유물, 건조 유황 스크러버 잔유물, 황산칼슘미분과 같은 충전재료를 첨가하는 것과 같은 가장 경제적 시스템을 제공하는 재료의 조합이 사용될 수 있다.
석회, 시멘트 킬른더스트 또는 석회 킬른더스트만은 병원균을 PFRP 수준으로 감소시키는 원하는 결과를 달성할 수 없으나 건조공정과 조합하여 사용될 때 오염제거는 PFRP수준을 달성할 수 있다.
본 발명 방법은, 경화기간의 동안에 pH가 9 이하로 감소될 수 있을지라도 오니의 냄새를 극적으로 감소시킬 것이며 충전제(bulking agent)로서 혼합물의 사용은 폐기 또는 이용을 위해 오니의 부피를 감소시킨다.
시험으로, 톨레도시 오수처리 공장으로부터의 오니를 안정화 하고 살균하기 위한 시멘트 킬른더스트(CKD)와 석회의 사용을 연구하였다. 상세히는, 시험은 본 발명은 실시하는 공정이 병원균을 크게 감소하는 공정(PSRP)와 병원균을 더욱 감소하는 공정(PFRP)으로 분류되는 필요조건을 충족하는지를 판정하기 위해 행하였다.
상기한 바와같이, PSRP 분류에 대해서는, 분변중의 전체 대장균 세균수를 2로그 감소시켜야 하고 동물비루스 수는 1로그 감소시켜야 한다. PFRP 분류에 대해서는, 동물 비루스는 오니 100ml당 1플라아크 형성단위(PFU) 이하이어야 하고 ; 병원세균(살모넬라균)은 오니 100ml당 3콜로니 형성단위(CFU) 이하이어야 하며; 기생충(장내 기생충의 알-회충)은 오니 100ml당 생육가능 알이 1개 이하이어야 한다. 여기서 오니 100ml는 건조 고형물 약5그램과 같다(1985년 11월 6일 EPA 각서에 표시된 것과 같음).
제1도는 처리일수에 대한 복합오니의 고형물 퍼센트의 곡선으로, 어떤 첨가재료 없는 경우, 25중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트(CKD) 첨가, 및 10중량 퍼센트의 석회 첨가의 각각에 대해 나타낸다.
제1도에 예시된 바와같이, 10중량 퍼센트의 석회 또는 25중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트(CKD)의 첨가는 특히 처리의 최초 4주간에 오니의 건조율을 향상시켰다. 복합오니는 1차 오니와 2차(배설물 활성화) 오니의 혼합물이다.
제2도는 처리일수에 대한 복합오니의 pH의 곡선으로, 어떤 첨가재료 없는 경우, 25중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트(CKD) 첨가, 및 10중량 퍼센트의 석회첨가의 각각에 대해 나타낸다.
제2도는 10중량 퍼센트의 석회처리된 오니의 pH는 연구의 동안에 인색될 정도로 감소하지 않았고 25중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트 처리된 오니는 1일 동안 12.4의 pH 수준을 유지하였고 그 후 서서히 감소되고 약 4주내에 대조표준의 수준을 나타내었다.
제3도는 처리일수에 대한 복합오니의 중량당 분변 대장균의 로그수의 곡선으로, 어떤 첨가재료 없는 경우, 25중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트(CKD) 첨가, 및 10중량 퍼센트의 석회첨가의 각각에 대해 나타낸다.
제3도는 수질분석에 사용된 가장 통상적인 형태의 세균지표중 하나인 분변 대장균은 건조의 정도에 무관하게 미처리된 오니에서 영향을 받지 않았음을 나타낸다.
그러나, 25중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트로 처리된 오니는 1일 동안에 5로그의 대장균의 빠른 감소를 나타내었고 1주간에 오니의 건조중량 5그램당 세균 1개로 훨씬 더 감소하였다. 10중량 퍼센트의 석회로 처리된 오니는 첫날에 대장균의 6로그 감소를 가져왔다. 석회 및 시멘트 킬른더스트 처리된 오니 둘다에서 약간의 재증식이 발견되어 최종 측정된 수는 오니의 건조중량 5그램당 500개의 세균이었다.
제4도는 처리일수에 대한 소화된 오니의 중량당 분변 연쇄상구균의 로그수의 곡선으로, 어떤 첨가재료 없는 경우, 25중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트(CKD) 첨가, 및 10중량 퍼센트의 석회첨가의 각각에 대해 나타낸다.
제4도는 분변연쇄상구균이 석회 및 시멘트 킬른더스트 처리된 샘플 둘다에서 2로그 이상 감소하였으나 연구의 과정에 걸쳐 더 감소를 나타내지 않았다. 이 관찰이 의미는 시멘트 킬른더스트와 석회가 모든 미생물을 살해하기에 충분한 고유의 독성을 지니지 않는다는 것과 살해 과정은 살모넬라균과 같은 특정의 미생물집단만을 선택한다는 것이다.
제5도는 처리일수에 대한 복합오니의 중량당 장염쥐티프르균의 로그수의 곡선으로, 어떤 첨가재료 없는 경우, 25중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트 첨가 및 10중량 퍼센트의 석회첨가의 각각에 대해 나타낸다.
제6도는 처리일수에 대한 소화된 오니의 중량당 장염쥐티프스균의 로그수의 곡선으로, 어떤 첨가재료 없는 경우, 25중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트(CKD) 첨가, 및 10중량 퍼센트의 석회첨가의 각각에 대해 나타낸다. 오니의 농업용 사용에 대한 PFRP 기준의 설정에 있어서 EPA에 의해 사용된 주된 세균지표는 장염 쥐티프스균인 병원균이다.
제5도 및 제6도는 1일간 초기의 3∼4로그 감소에 이어서 모든 샘플중의 살모넬라균이 재증식하여 오니건조중량 5그램당 1000개 이상의 살모넬라균이 됨을 나타낸다. 4주간 이상의 건조 및 pH 노출을 조합하여 행한 후, 살모넬라균은 PFRP 공정과 관련된 수준으로 사멸된다. 미처리의 또는 대조표준의 살모넬라균 샘플은 80일간에 걸쳐 감소되지 않았다.
제7도는 처리일수에 대한 복합오니의 중량당 장내 비루스의 로그수의 막대그래프도로, 어떤 첨가재료 없는 경우, 25중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트(CKD) 첨가, 및 10중량 퍼센트의 석회첨가 각각에 대해 나타낸다.
폴리오비루스 제Ⅰ형인 장내비류스는 베로세포(Vero cells)의 조직배양론(lawn)상에서 생육가능 비루스를 분석함으로써 생존을 측정하였다. 시멘트 킬른더스트 및 석회처리에 의해 1일동안에 비루스 생육가능성을 PFRP 공정에 관련된 수준, 즉 제7도에 예시한 바와 같이 오니의 건조중량 5그램당 생육가능 비루스 1마리 이하로 감소시켰다. 미처리의 오니샘플에 있는 비루스수준은 1일동안 거의 2로그 감소하여 전집단이 1주내에 사멸하였다.
제8도는 처리주수에 대한 복합오니의 중량당 생육가능 회충알의 수의 곡선으로, 어떤 첨가재료 없는 경우, 25중량 퍼센트 및 35중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트(CKD) 첨가, 그리고 10중량 퍼센트의 석회첨가 각각에 대해 나타낸다.
제9도는 처리주수에 대한 소화된 오니의 중량당 생육간응 회충알의 수의 곡선으로, 어떤 첨가재료 없는 경우, 25중량 퍼센트 및 35중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트(CKD) 첨가, 그리고 10중량 퍼센트의 식회첨가 각각에 대해 나타낸다.
오수오니의 안정화를 위한 다른 처리방법에 있어서 장내기생충(helminth)알의 생육가능성은 직면하는 최대의 어려움이었으며 확실히 합치되어야 하는, EPA 파라미터중 가장 엄격한 것이었다. 오니에 첨가된 회충알의 초기수준은 16000/5그램의 오니건조중량이었다. 이들 알의 생육가능성을 측정하는 과정에 이온 회수는 소화된 오니에서 약 2퍼센트 내지 복합오니에서 약 6퍼센트의 범위이었다.
이들 회수된 알의 생육가능성을 복합오니와 소화된 오니 각각에 대해 제8도 및 제9도에 나타내었다. 이들 알의 생육가능성은 25중량 퍼센트 및 35중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트, 그리고 10중량 퍼센트 석회처리된 복합 및 소화된 오니에서 6주간의 정온방치(incubation)후 PFRP 요구수준인 1개의 생육가능 알/5그램의 오니건조중량으로 감소하였다.
시멘트 킬른더스트 또는 석회첨가의 결과 오니에서 일어난 병원균의 감소는 초기의 11.5의 pH에 도달한 후 이어서 높은 pH 및 건조의 상승적 상호작용에 기인한 것으로 판명된다. 이 주장은 다음 사실들에 의해 뒷받침된다. a) 높은 pH가 아니고 충분한 건조를 한 샘플은 미생물의 큰 감소를 얻지 못했다 ; b) 25중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트 처리된 복합오니와 같은 샘플은 초기에 높은 pH이나 후에 낮은 pH 정체기를 나타내었고 거의 대수적 비율로 계속된 회충알의 박멸을 나타내었다 ; c) 25중량 퍼센트 및 35중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트 샘플에서와 같이 pH가 9.5 이상으로 높게 유지되는 기간이 길수록, 회충알의 박멸결과는 양호하였다 ; d) 5중량 퍼센트의 석회처리된 샘플에 대한 곡선에서 나타낸 바와 같이, 높은 pH 자체는 승온건조 없이 회충알의 박멸의 지체를 나타내었다.
제10도는 소화 및 복합오니에 대한 2주간후 상대적 오니냄새의 막대그래프도로, 어떤 첨가물질 없는 경우, 15중량 퍼센트, 25중량 퍼센트 및 35중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트, 그리고 5중량 퍼센트 및 10중량 퍼센트이 석회 첨가 각각에 대해 나타낸다.
제10도에 의해 예시되는 바와 같이, 시멘트 킬른더스트 또는 석회의 첨가는 오니의 냄새에 대해 효과가 있었다.
그러나, 모든 시멘트 킬른더스트와 석회처리가 오니의 냄새를 개선시킨 한편, 단지 35중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트처리된 오니는 폐쇄된 방에서 허용 가능하다고 생각될 수 있을 정도로 냄새가 감소되었다.
오니에 시멘트 킬른더스트 또는 석회의 첨가는 이러한 오니의 재료를 취급하는 면에서 효과가 있는 것으로 또한 결정되었다. 35중량 퍼센트 시멘트 킬른더스트 처리된 오니는 평균 약 2 내지 5mm 직경의 개개입도를 가졌으며, 따라서 처리된 오니를 취급이 용이하게 하였다.
반대로, 석회처리된 것과 15중량 퍼센트 및 25중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트 처리된 샘플은 모두 평균 약 3 내지 8cm 직경이 매우 큰 덩어리를 함유하였고 처리된 오니를 취급이 덜 용이하게 하였다. 석회 및 킬른더스트 처리된 오니의 공정에 관하여 다음의 결론에 이르렀다.
1. 시멘트 킬른더스트 또는 석회로 처리된 오니는 시험한 모든 경우에 PSRP 분류조건에 합치하였다.
2. 시멘트 킬른더스트 처리된 오니는 특히 처리의 처음 4주간에 오니의 건조율을 향상시켰다.
3. 시멘트 킬른더스트 처리된 오니는 석회처리된 오니보다 pH 값이 더 빠르게 감소된다.
4. 오니가 25중량 퍼센트 및 35중량 퍼센트의 시멘트 킬른더스트 또는 10중량 퍼센트의 석회로 처리했을 때 살모넬라균과 같은 병원세균은 5주간에 PFRP 수준으로 제어된다.
5. 장내비루스 수준은 시멘트 킬른더스트 및 석회처리된 오니 둘다에 의해 1일내에 PFRP 수준으로 제어되었다.
6. 회충알생존은 더높은 투여량의 처리에 의해 4주내에 3로그 이상 감소되었다. 25중량 퍼센트, CKD, 35중량 퍼센트 CKD 및 10중량 퍼센트 석회처리된 오니는 46일간에 PFRP(1개의 생육가능 알/5그램 건조중량 오니) 수준에 도달함을 나타내었다. 복합오니에 15퍼센트 CKD를 함유하는 샘플은 PFRP 규격에 이르지 않은 한편, 소화된 오니에 15퍼센트 CKD를 가진 샘플은 규격에 이르렀다.
7. CKD 및 석회처리는 둘다 오니냄새를 감소시킨다. 단지 35중량 퍼센트 CKD 처리는 냄새를 온화한 수준으로 감소시켰다.
8. 건조는 그 자체로는 오니중의 미생물을 박멸하기에 충분하지 않았다.
9. 병원균(살모넬라균)의 재증식은 80일의 연구기간에 걸쳐 효과적으로 방지되었다.
10. 25중량 퍼센트 CKD, 35중량 퍼센트 CKD 및 10중량 퍼센트 석회 처리된 오니의 정온방치 6주후 모든 EPA PFRP 규격에 이르렀다.
세가지 PFRP규격에 관하여 다음 결과가 6주남 것(46일) 동안에 달성되었다.
Figure kpo00002
부호 : N : PFRP 달성안됨
Y : PFRP 달성됨
(3) : 달성이 검출된 일수
? : 성과 완결안됨
* : 복합오니의 데이타를 기준으로 한 결론
시험을 다음 12개의 처리군에 대해 행하였다.
복합 소화
1. 미처리 7. 미처리
2. 15% CKD 8. 15% CKD
3. 25% CKD 9. 25% CKD
4. 35% CKD 10. 35% CKD
5. 5% 석회 11. 5% 석회
6. 10% 석회 12. 10% 석회
이들 처리군 각각(오니 5000g 남짓 처리)을 10리터 플라스틱통에 넣었다. 이것들을 68F(20℃)에서 건조하에 유지시키고 건조를 용이하게 하기 위해 주 2회 혼합하였다. 샘플을 0, 1, 7, 13, 27, 46 및 80일째에 취출하고 병원균 및 미생물의 생존을 판정하기 위한 처리를 하였다. 각 샘플링에서 측정된 파라미터를 다음과 같이 열거한다 :
고형물의 퍼센트
pH
부피
분변대장균
분변연쇄상구균
장염쥐티프스균
회충알
사람의 장비루스(폴리오 Ⅰ형-백신품종)
상기한 결과 및 제1 내지 10도에 기초한 데이타를 다음 표에 요약하였다.
Figure kpo00003
DWS=오니건조중량; FC=분변대장균 ; FS=분변연쇄상구균 ; Sal=장염 쥐티프스균 ; 비루스=생육가능장내비루스 ; VAE=생육가능회충(Ascaris suum)알 ; 복합대조표준=미처리의 복합오니 ; CKD/복합=시멘트킬른더스트로 처리된 복합오니 ; 석회/복합=석회로 처리된 복합오니 ; 소화대조표준=미처리의 소화된 오니 ; CKD/소화=시멘트킬른더스트로 처리된 소화된 오니 ; 석회/소화=석회로 처리된 소화된 오니.-경과시간 80일
Figure kpo00004
DWS=오니건조중량 ; FC=분변대장균 ; FS=분변연쇄상구균 ; Sal=장염 쥐티프스균 ; 비루스=생육가능장내비루스 ; VAE=생육가능회충
Figure kpo00005
알 ; 복합대조표준=미처리의 복합오니 ; CKD/복합=시멘트킬른더스트로 처리된 복합오니 ; 석회/복합=석회로 처리된 복합오니 ; 소화대조표준=미처리의 소화된 오니 ; CKD/소화=시멘트킬른더스트로 처리된 소화된 오니 ; 석회/소화=석회로 처리된 소화된 오니.-경과시간 46일
Figure kpo00006
DWS=오니건조중량 ; FC=분변대장균 ; FS=분변연쇄상구균 ; Sal=장염 쥐티프스균 ; 비루스=생육가능장내비루스 ; VAE=생육가능회충
Figure kpo00007
알 ; 복합대조표준=미처리의 복합오니 ; CKD/복합=시멘트킬른더스트로 처리된 복합오니 ; 석회/복합=석회로 처리된 복합오니 ; 소화대조표준=미처리의 소화된 오니 ; CKD/소화=시멘트킬른더스트로 처리된 소화된 오니 ; 석회/소화=석회로 처리된 소화된 오니.-경과시간 35일
Figure kpo00008
DWS=오니건조중량 ; FC=분변대장균 ; FS=분변연쇄상구균 ; Sal=장염 쥐티프스균 ; 비루스=생육가능장내비루스 ; VAE=생육가능회충
Figure kpo00009
알 ; 복합대조표준=미처리의 복합오니 ; CKD/복합=시멘트킬른더스트로 처리된 복합오니 ; 석회/복합=석회로 처리된 복합오니 ; 소화대조표준=미처리의 소화된 오니 ; CKD/소화=시멘트킬른더스트로 처리된 소화된 오니 ; 석회/소화=석회로 처리된 소화된 오니.-경과시간 27일
Figure kpo00010
DWS=오니건조중량 ; FC=분변대장균 ; FS=분변연쇄상구균 ; Sal=장염 쥐티프스균 ; 비루스=생육가능장내비루스 ; VAE=생육가능회충
Figure kpo00011
알 ; 복합대조표준=미처리의 복합오니 ; CKD/복합=시멘트킬른더스트로 처리된 복합오니 ; 석회/복합=석회로 처리된 복합오니 ; 소화대조표준=미처리의 소화된 오니 ; CKD/소화=시멘트킬른더스트로 처리된 소화된 오니 ; 석회/소화=석회로 처리된 소화된 오니.-경과시간 13일
Figure kpo00012
DWS=오니건조중량 ; FC=분변대장균 ; FS=분변연쇄상구균 ; Sal=장염 쥐티프스균 ; 비루스=생육가능장내비루스 ; VAE=생육가능회충(Ascaris suum)알 ; 복합대조표준=미처리의 복합오니 ; CKD/복합=시멘트킬른더스트로 처리된 복합오니 ; 석회/복합=석회로 처리된 복합오니 ; 소화대조표준=미처리의 소화된 오니 ; CKD/소화=시멘트킬른더스트로 처리된 소화된 오니 ; 석회/소화=석회로 처리된 소화된 오니.-경과시간 7일
Figure kpo00013
DWS=오니건조중량 ; FC=분변대장균 ; FS=분변연쇄상구균 ; Sal=장염 쥐티프스균 ; 비루스=생육가능장내비루스 ; VAE=생육가능회충
Figure kpo00014
알 ; 복합대조표준=미처리의 복합오니 ; CKD/복합=시멘트킬른더스트로 처리된 복합오니 ; 석회/복합=석회로 처리된 복합오니 ; 소화대조표준=미처리의 소화된 오니 ; CKD/소화=시멘트킬른더스트로 처리된 소화된 오니 ; 석회/소화=석회로 처리된 소화된 오니.-경과시간 1일
Figure kpo00015
DWS=오니건조중량 ; FC=분변대장균 ; FS=분변연쇄상구균 ; Sal=장염 쥐티프스균 ; 비루스=생육가능장내비루스 ; VAE=생육가능회충
Figure kpo00016
알 ; 복합대조표준=미처리의 복합오니 ; CKD/복합=시멘트킬른더스트로 처리된 복합오니 ; 석회/복합=석회로 처리된 복합오니 ; 소화대조표준=미처리의 소화된 오니 ; CKD/소화=시멘트킬른더스트로 처리된 소화된 오니 ; 석회/소화=석회로 처리된 소화된 오니.-경과시간 0일
이상의 결과는 본 발명의 출원인이 1987년 2월 27일자 출원한 미합중국 특허출원 일련번호 019,888에 개시되어 있으며 특허청구되어 있다.
본 발명에 따르면, 이상의 방법을 최적한 결과를 달성하기 위해 최적화시킬 수 있음을 발견하였다.
본 발명에 따르면 방법은 고도의 알칼리안정화와 후속 건조촉진으로 이루어진다.
정의 :
1.
Figure kpo00017
시멘트킬른더스트(CKD), 석회킬른더스트(LKD), 생석회미분, 분쇄석회, 또는 부록 A에 개시된 바람직한 형태의 소석회이다. 다른 알칼리성 재료는 이하에 나타낸 성능기준을 만족한다면 전체 또는 일부에 치환될 수 있다.
2.
Figure kpo00018
대체안 #1 : 다음의 상세한 사항을 가져오기 위한 상기한 알칼리성 재료의 충분한 첨가 :
첨가된 알칼리성 재료의 양은 12 이상의 pH를 달성하고 적어도 7일동안 12 이상의 pH를 유지하기에 충분하다.
오니케익내에 가수분해를 달성하기에 충분한 혼합이 요구된다. 다음에 고도의 알칼리 안정화된 오니를 예를 들면 통기에 의해서 적어도 30일간, 65% 고형물의 최저 고형물농도에 이를 때까지 건조시킨다.
알칼리성 재료의 양은 pH가 12.0 이하로 떨어지기전에 오니고형물이 적어도 60중량퍼센트 고형물을 달성하게 되기에 충분하다.
대체안 #2 : 다음의 상세한 사항을 가져오기 위한 상기한 알칼리성 재료와 소정의 열의 충분한 첨가 :
첨가된 알칼리성 재료의 양은 12 이상의 pH를 달성하고 적어도 72시간동안 12이상의 pH를 유지하기에 충분하다.
오니케익내에 가수분해를 달성하기에 충분한 혼합이 요구된다. 이 높은 pH와 동시에 오니를 적어도 약 50℃의 온도로, 그러나 살균소독을 일으키기에는 충분하지 않은 온도에서 가열한다.
오니가 정적상태로 저장되었을때 적어도 12시간동안 적어도 50℃의 온도에서 유지되도록 충분한 가열을 가한다.
온도증가는 알칼리성 재료로부터 또는 다른 열적공정으로부터의 발열반응을 사용하여 얻어질 수 있다.
다음에 안정화된 오니는 50% 고형물의 최저 고형물 농도가 달성될 때까지 통기에 의해 건조시킨다.
오니와 혼합 또는 블렌드했을 때, 상기한 미세알칼리성 재료는 바람직하지 않은 생화학적 환경을 유지하기 위해 오니와 균일한 접촉을 제공할 뿐만 아니라 흡수흡착성 냄새제어 및 촉진된 건조율을 제공할 수 있는 큰 비표면적을 갖는다.
이 공정은 병원매개생물의 유인을 감소시키고 병원균을 검출한계 이하로 감소시킬 것이다.
상세히는 후속의 촉진된 건조를 동반하는 고도의 알칼리안정화의 이 공정은 오니가 100ml당 건조고형물 약 5그램과 동등할 때 최대로 오니가 100ml당 동물비루스 대략 1PEU(플라아크형성단위), 오니 100ml당 병원세균(살모넬라균) 3CFR(콜로니형성단위)을 달성할 것이다.
미세한 CKD, LKD, 석회재료(부록 A에 기재된 것과 같음)를 액상 하수오니, 아니면 탈수된 하수오니케익에 균일하게 혼합시킨다.
균일하고 충분한 첨가는 기계적 또는 폭기혼합(습한 오니의 경우)이나 아니면 기계적 혼합(탈수된 오니의 경우)을 이용하여 달성되어 고도의 알카리 안정화 처리된 오니를 생성한다.
결과된 오니가 케익형태라면, 하기한 공기건조공정이 직접 개시된다. 그러나, 만일 결과된 오니가 액상 형태라면, 통상의 농축/여과공정기술을 이용하여 취급가능케익재료(대략 15-50% 고형물)를 생성하기 위해 중간고형물수준으로 pH는 여전히 12를 초과하면서 탈수시킨다.
알칼리성 재료는 12 이상으로 pH의 상승을 보증하기에 충분한 양으로 첨가되며 혼합은 오니의 가수분해를 일으키기에 충분히 철저해야 한다.
대체안 #1 :
고도의 알칼리 안정화된 탈수된 오니케익은 다음에 위드로오의 간헐적 반전 또는 다른 건조고정을 통해 적어도 30일간 고형물수준이 최저 65% 고형물에 이르러 유지될 때까지 공기건조시킨다(한편 pH는 적어도 7일간 12 이상으로 유지시킨다). 알칼리성 재료의 양은 고형물수준이 60%를 초과할 때까지 pH를 12 이상으로 유지시키기에 충분하다.
대체안 #2 :
고도의 알칼리 안정화된 탈수된 오니케익을 알칼리성 재료로부터 또는 다른 열적공정으로부터의 발열반응을 사용하여 pH 가 12를 초과하면서 가열하여 오니전체에 적어도 약 50℃의 온도, 그러나 살균소독을 일으키기에 충분하지는 않은 온도를 달성하고 이 온도를 적어도 12시간동안 유지하도록 하는 방식으로 정적상태에 저장한다.
열처리된 고도의 알칼리 안정화된 탈수된 오니케익을 다음에 윈드로우의 간헐적 반전 또는 다른 건조공정을 통해 고형물 수준이 최저 50% 고형물에 이르러 유지될 때까지 (pH는 적어도 3일간 12 이상을 유지하면서)공기건조시킨다.
상기 특정 기재한 바와 같은 공정으로부터 제조되는 PFRP 생성물은 시장/판매채널을 통해, 토지적용 프로그램, 또는 매립피복재료로서 궁극적으로 이용될 수 있다.
실험은 다음과 같이 행하였다.
실험 1
이 실험에서는 톨레도시의 오니샘플 5000g을 15%, 25% 또는 35%의 시멘트킬른더스트 또는 5% 또는 10%의 석회와 혼합하였다. 혼합물을 60일간 이상 대략 20%의 습도에서 72oF(22.2℃)에 유지시켰다.
그 결과 오니의 건조는 CKD로 개선되었고, 25% 및 35% CKD로 및 10% 석회에 대한 각 미생물적 규격에 관하여 PFRP 규격이 만족되었다. 오니/CKD 혼합물의 pH는 3일간 12 이상으로 머물렀다. 35% CKD로 처리된 오니에 대한 냄새제어는 어떤 다른 처리의 경우보다 더 양호하였고 아주 만족스러웠다.
미생물적 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다 : (숫자는 오니의 건조중량 5그램당 생육가능수를 나타낸다.)(표시된 일수후 병원균의 재증식은 일어나지 않았다.)
Figure kpo00019
Figure kpo00020
0일=1.5×10 0일=9.7×10
238일=1 13일=3.2×10
Figure kpo00021
Figure kpo00022
0일=2.0×10 0일=7.8×10
1일=1 13일=2.6×10
7일=1 46일=6.5×10
Figure kpo00023
0일=
42일=1
실험 2
이 실험은 미시간주 몬로시의 오니를 35%의 CKD로 실험실 및 현장처리하여 비교하였다. 현장 윈드로우는 10유니트가 3세트로 각각 7톤으로 배열되었다.
미생물학적 처리는 중간세트의 윈드로우에 행하여 브라운베어로 주2회 혼합을 받게 했다.
평균온도는 약 45oF(7.2 ℃)이었고 습도의 평균 약 65%를 나타내었다. 현장에서의 건조는 매우 좋지 않아 고형물이 28일째에 54%에 이르고 64일후에 단지 72%에 이르렀다. 윈드로우에 pH는 28일간 이상 12 이상으로 유지되었다. 64일째에 pH는 10.6으로 떨어졌다. 냄새제어는 CKD 첨가직후 매우 양호하였다. 미생학적 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다 :
Figure kpo00024
Figure kpo00025
0일=104 0일=8.9×10
28일=0.3 1일=7.9×10
7일=0.3
Figure kpo00026
Figure kpo00027
0일=0 0일=2.4×10
1일=0 1일=2.1×10
14일=2.8×10
Figure kpo00028
0일=1
1일=1
7일=1
실험 3
세도시로부터의 오니를 이하 기재된 바와 같이 별개의 시험을 하였다.
a. 아이오와주 데스모인시
시의 오니를 30% CKD와 혼합하였다. 7일간 건조시켜 pH는 12 이상을 유지하면서 고형물이 65%에 도달하였다. CKD로 냄새제어가 우수하였다.
미생물학적 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다.
Figure kpo00029
Figure kpo00030
0일=2 0일=2.4×10
7일=2 7일=2
Figure kpo00031
Figure kpo00032
0일=데이타없음 0일=2.4×10
1일=데이타없음 7일=2.3×10
Figure kpo00033
0일=2.4
7일=1
b. 일리노이주 뒤페이지시
시의 오니를 35%의 석회 킬른더스트와 혼합하였다. 건조는 양호하여 2주간에 63%, 5주간에 85%에 이르렀다. pH는 2주째에 9.9으로, 5주째에 7.2로 떨어졌다.
냄새제어는 2주째에 양호하였고 5주째에 우수하였다.
미생물학적 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다.
Figure kpo00034
Figure kpo00035
0일=데이타없음 0일=2.3×10
14일=데이타없음 14일=2
35일=데이타없음 35일=22
Figure kpo00036
Figure kpo00037
데이타없음 데이타없음
Figure kpo00038
데이타없음
c. 오하이오주 실바니아군에서 처리된 톨레도시의 오니톨레도시의 오니 대략 550톤을 처리공장에서 6%의 석회미분으로 처리하고 이러서 오니를 실바니아용지로 운반하여 여기서 그것을 35% CKD와 혼합하여 브라운 베어로 주3회 기준으로 윈드로우(폭 8인치, 높이 3.5인치, 길이 200인치)에서 혼합하였다. 기후조건은 습하고 여름기온이 평균 약 80oF(26.7℃)이었다.
건조는 양호하여 30일간에 64% 고형물, 60일간에 69% 고형물에 이르렀다. pH는 60일에 걸쳐 12 이상으로 유지되었고 90일째에 단지 11.2로 떨어졌다.
냄새제어는 초기에 양호하였고, 30일 후 매우 양호하였다.
미생물학적 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다.
Figure kpo00039
Figure kpo00040
0일=1.4×10 0일=1.1×10
30일=2 30일=2
60일=2 60일=2
Figure kpo00041
Figure kpo00042
데이타없음 0일=3.0×10
30일=2
60일=20
Figure kpo00043
0일=20
30일=1
60일=1
실험 4
톨레도로부터의 도시오니를 다음의 백분율로 백하우스(bag house) 생석회 및/또는 CKD로 혼합(냉각기당 25000g)하기 위해 메디칼 콜리지로 가져왔다 :
1. 대조표준 0% ; 2. 35% CKD
2. 6% 석회+35% CKD 4. 10% 석회+35% CKD
5. 35% CKD의 표면적용 6. 20% 석회
이들 조합을 사용하는 목적은 달성된 온도를 측정하여 처리된 오니가 PFRP 규격에 달하기 위한 정온방치기간을 단축시킬 수가 있는지를 판정하는 것이었다.
기록된 최대온도는 상기 각각에 대해 다음과 같았다 :
1. (25℃) ; 2(38℃) ; 3(46℃) ; 4(58℃) ; 5(25℃) ; 및 6(87℃) ; 석회가 첨가된 샘플의 최대온도는 석회첨가직후 추가의 혼합은 온도를 감소시키기 때문에 더 높은 최적의 혼합조건을 제공할 수 있었다. 건조는 양호하여 14일간에 CKD만 처리된 샘플에서 52%에 이르렀고 다른 것은 모두 64%를 초과하였다. pH는 CKD(#2)에서 24시간동안 12 이상이 유지되었고, 다른 것은 모두 56일간 이상 12 이상으로 유지되었다.
냄새제어는 모든 처리된 샘플에서 양호하였다.
미생물학적 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다.
Figure kpo00044
Figure kpo00045
0일=2.4×10 0일=4.8×10
3일 3일
#2=3.5×10 #2=1.3×10
#31 #3=1
#41 #4=1
#61 #6=1
Figure kpo00046
Figure kpo00047
데이타없음 0일=8.7×10
3일
#2=3.0×10
#3=2.3×10
#4=3.0×10
#6=1
Figure kpo00048
0일=145 7일 28일
#1=64 #1=88 #1=152
#2=19 #2=13 #2=1
#3=1 #3=1 #3=1
#4=1 #4=1 #4=1
#6=1 #6=1 #6=1
실험 5
이 실험에서, 톨레도시의 도시오니에 6% 또는 8% 백하우스 생석회를 처리공장에서 첨가한 다음 이 혼합물을 최저 12 시간동안 저장빈(bin)에서 정온방치하였다.
12시간에 걸쳐 6%의 석회를 첨가하여 온도는 52℃ 이하로 또는 8%의 석회를 첨가하여 56℃ 이하로 떨어지지 않았다.
이 정온방치후, 석회첨가된 오니(대략 50톤)을 톨레도 항만관리위원회용지에 운반하여 35%의 CKD와 혼합한 다음 브라운베어로 주2회 혼합하였다.
건조는 양호하여 6% 석회처리된 혼합물로 14일간에 58%, 28일간에 60%에 이르렀고, 8% 석회처리된 혼합물로 14일간에 54% 28일간에 63%에 이르렀다.
6% 석회처리된 혼합물의 pH는 66일동안 12 이상이었고 8% 석회혼합물에서 시험 28일 동안 12 이상이었다.
냄새제어는 35%CKD가 혼합되었을 때 매우 양호하였다. 2단계 석회/CKD 공정의 박멸능력을 적절히 시험하기 위해 오니 및 정확한 처리혼합물(8% 석회에 이어서 35% CKD)을 함유하는 포대에 회충알을 심고 정온방치 빈 및 그후 윈드로우에 직접 삽입하였다. 미생물학적 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다.
Figure kpo00049
Figure kpo00050
6%석회+35%CKD 6%석회+35%CKD
0일=1 0일=2.8×10
1일=1 1일=1
14일=1 14일=1
8%석회+35%CKD 8%석회+35%CKD
0일=1 0일=2.8×10
1일=1 1일=1
Figure kpo00051
Figure kpo00052
데이타없음 6%석회+35%CKD
0일=8.9×10
1일=1
14일=1
8%석회+35%CKD
0일=2.8×10
1일=1
14일=1
Figure kpo00053
6%석회+35%CKD
0일=2
1일=1
14일=1
8%석회+35%CKD
0일=137(심었을때)
1일=1
14일=1
상기 결과는 결론적으로 2단계공정으로 CKD 또는 석회/CKD를 사용하는 처리공정은 둘다 처리된 도시오니를 PFRP 규격에 합치되게 함을 나타낸다. 특정의 처리에 오니(1×10살모넬라와 1×10회충알을 심었을때)가 PFRP 수준에 이르는데 필요한 처리시간을 정한다. 처리 및 처리시간은 다음과 같다.
1. CKD만-항상 46일 이내
2. 6%석회+35%CKD, 가열없음-30일
3. 6%석회+35%CKD, 46℃/12시간-3일
4. 6% 또는 8% 석회+35%CKD, 52℃/12시간-1일
더이상의 시험을 행하여 본 방법은 중금속의 안정화를 가져옴을 나타내었다.
Figure kpo00054
ASTM C911에 정의된 것과 같은 생석회가 본 명세에 합치될 것이다. 재료의 적어도 75%가 #100체를 통과 할 것이다.
Figure kpo00055
ASTM C911에 정의된 것과 같은 소석회가 본 명세에 합치될 것이다. 재료의 적어도 75%가 #200체를 통과할 것이다.
Figure kpo00056
각각ASTM C150과 ASTM C911에 포틀랜드시멘트 또는 생석회를 제조하는 로타리 칼른에서 수집된 재료이다.
산화물 분석에 있어서 재료는 적어도 총 35% CaO 및 MgO를 함유해야 한다. 작열감량은 30%를 초과하지 않을 것이다. 반응성 알칼리성 물질 및 알칼리(CaO+MgO-[LOI×1.2]+K2O+Na2O)는 12%를 초과할 것이다.
미량원소의 최대허용수준 :
카드뮴(Cd) : 25mg/kg
구리(Cu) : 500mg/kg
납(Pb) : 900mg/kg
니켈(Ni) : 100mg/kg
수은(Hg) : 5mg/kg
아연(Zn) : 1500mg/kg
재료의 적어도 75%는 #100체를 통과할 것이다. 재료의 적어도 50%가 #20체를 통과할 것이다.

Claims (8)

  1. 농업용지에 직접적으로 적용할 수 있는 농업용지용의 비료를 제공하는 오수오니의 처리방법에 있어서, 본질적으로 다음의 단계, 즉 상기 오니를 적어도 한 알카리성 재료와 혼합하는 단계 ; 여기서 상기 오니와 혼합된 첨가 재료의 양은 상기 혼합물의 pH를 적어도 12까지 상승시키고 적어도 7일간 12 이상의 pH를 유지시키기에 충분하며, 상기 혼합물을 적어도 30일간 최저 고형물 농도가 65% 고형물에 이를 때까지 건조시키는 단계, 첨가된 재료의 양은 오니고형물이 적어도 60중량 퍼센트 고형물에 이를 때까지 pH 12 이상을 유지하기에 충분하며, 상기 오니와 혼합된 첨가재료의 양과 건조시간의 길이는 허용수준으로 오니의 악취를 크게 감소시키고 ; 그안의 동물 비루스를 상기 오니 100ml당 1플라아크 형성단위 이하로 감소시키고 ; 그안의 병원세균을 상기 오니 100ml당 3콜로니 형성단위 이하로 감소시키고 ; 그 안의 기생충을 상기 오니 100ml당 생육가능알 1개 이하로 감소시키고 ; 상기 오니에 병원매개생물유인을 감소시키고 ; 병원미생물의 재증식을 층분히 방지시키기에 충분한 이들 단계들로 구성된 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 첨가재료는 킬른더스트로 이루어지고, 건조시키는 동안 pH가 9이하로 떨어질지라도 폐쇄실에서 허용되는 수준으로 냄새를 감소시키고 상기 혼합물이 기후조건에 노출될지라도 그 악취제어를 무기한 유지하기 위하여 첨가재료의 양은 오니의 약 35중량 퍼센트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 오니와 혼합된 첨가재료의 양과 건조시간의 길이는 건조시키는 동안 pH가 9 이하로 떨어질지라도 폐쇄실에서 허용되는 수준으로 냄새를 감소시키고 상기 혼합물이 기후조건에 노출될지라도 그 냄새제어를 무기한 유지하기에 충분한 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 알칼리성 재료는 석회, 시멘트 킬른더스트 및 설회 킬른더스트로 구성되는 군으로부터 선택되어 혼합물을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 농업용지에 직접적으로 적용할 수 있는 농업용지용의 비료를 제공하는 오수오니의 처리방법에 있어서, 본질적으로 다음의 단계, 즉 상기 오니를 적어도 한 알칼리성 재료와 혼합하는 단계; 여기서 상기 오니와 혼합된 첨가재료의 양은 상기 혼합물의 pH를 적어도 12로 적어도 72시간동안 상승시키기에 충분하며, 높은 pH와 동시에, 혼합물을 적어도 약 50℃로, 그러나 살균소독을 일으키기에 충분하지는 않은 온도에서 가열하는 단계, 열의 양은 정적상태에 저장된 오니가 적어도 12시간 동안 적어도 50℃의 온도에서 유지되기에 충분하며, 상기 오니와 혼합된 첨가재료의 양과 건조시간의 길이는 허용수준으로 오니의 악취를 크게 감소시키고 ; 그 안의 동물 비루스를 상기 오니 100ml당 1플라아크 형성단위 이하로 감소시키고 ; 그 안의 병원세균을 상기 오니 100ml당 3콜로니 형성단위 이하로 감소시키고 ; 그 안의 기생충을 상기 오니 100ml당 생육가능알 1개 이하로 감소시키고 ; 상기 오니에 변원매개생물유인을 감소시키고 ; 병원미생물의 재증식을 충분히 방지시키기에 충분히 방지시키기에 충분한 이들 단계들도 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 첨가재료는 킬른더스트로 이루어지고, 건조시키는 동안 pH가 9 이하로 떨어질지라도 폐쇄실에서 허용되는 수준으로 냄새를 감소시키고 상기 혼합물이 기후 조건에 노출될지라도 그 악취제어를 무기한 유지하기 이하여 첨가재료의 양은 오니의 약 35중량 퍼센트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 오니와 혼합된 첨가재료의 양과 건조시간의 길이는 건조시키는 동안 pH가 9 이하로 떨어질지라도 폐쇄실에서 허용되는 수준으로 냄새를 감소시키고 상기 혼합물이 기후조건에 노출될지라도 그 냄새제어를 무기한 유지하기에 충분한 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5항에 있어서, 알칼리성 재료는 석회, 시멘트 킬른더스트 및 석회 킬른더스트로 구성되는 군으로부터 선택되어 혼합물을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
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