WO2018117385A1 - 유기성 퇴비 비료의 생산방법 - Google Patents

유기성 퇴비 비료의 생산방법 Download PDF

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WO2018117385A1
WO2018117385A1 PCT/KR2017/011435 KR2017011435W WO2018117385A1 WO 2018117385 A1 WO2018117385 A1 WO 2018117385A1 KR 2017011435 W KR2017011435 W KR 2017011435W WO 2018117385 A1 WO2018117385 A1 WO 2018117385A1
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compost
ozone
organic
odor
raw material
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PCT/KR2017/011435
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조효석
조현종
임석규
Original Assignee
조효석
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/015—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using gaseous or vaporous substances, e.g. ozone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00—Other organic fertilisers
    • C05F11/08—Organic fertilisers containing added bacterial cultures, mycelia or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the present invention ozone (O 3 ) treatment of compost raw materials, such as livestock manure, food waste, plant and animal waste residues, sewage sludge in order to reduce the odor generated in various composting facilities to produce a compost raw material is reduced odor
  • Organic compost fertilizer can be produced and reduced odor through the ripening (fermentation and aging) process by aerobic microorganisms while supplying oxygen, and it is matured through the ripening fermentation process and moved to the post-aging (post-aging) field.
  • Dilute functional method reduces the concentration of odor in organic compost fertilizer products from 2000 times to 400 times It is a technology for producing organic compost fertilizer that can increase the preference of consumers by reducing the odor of 50 to 80% compared to the initial.
  • landfill leachate flowing from landfill can greatly contaminate groundwater or soil.
  • environmental hormones such as dioxins are generated during incineration.
  • Food wastes, animal residues and livestock meal among the household wastes can be recycled for agricultural compost or livestock feed because they are rich in organic matter and contain little artificial or natural toxic substances such as heavy metals or pesticides.
  • a composting method which is a biological process using microorganisms, has been traditionally used for a long time.
  • the composting method meets the Codex standards as an environmentally friendly agricultural technology, but the composting process generally requires a long time of 3 to 4 weeks, and requires an open environment because it needs to create an aerobic environment. Difficulties in storage make it difficult to apply.
  • the compost produced by the composting is low in fertilizer value, it is difficult to standardize the quality of the composting product because it uses a variety of materials, there is a problem that the volume is not significantly reduced even when the compost is completed.
  • organic wastes are put into a fermentation apparatus equipped with a heating means, and then heated to approximately 100 ° C. inside the apparatus at the same time as stirring to discharge moisture evaporated by fermentation to the outside of the apparatus. Organic waste was composted.
  • the composting method of organic waste has the advantage of composting organic waste, but the compost produced by this method is relatively deteriorated in quality, the manufacturing process is not uniform, and due to the problem of long-term fermentation There is a disadvantage that organic waste is corrupted.
  • the interior of the compost is sprayed with ozone, chlorine dioxide gas, wood vinegar, microorganisms, etc. to reduce the odor generated during the composting process or exhausted to the wet and dry scrubber.
  • ozone chlorine dioxide gas
  • wood vinegar wood vinegar
  • microorganisms etc.
  • compost materials such as livestock manure, food waste, plant and animal waste, sewage sludge, etc. decay (anaerobic fermentation) during the generation and processing process, resulting in intrinsic odor and anaerobic fermentation of ammonia, hydrogen sulfide, amines and mercaptans. It produces many kinds of compound odor and high intensity odor.
  • Ozone (O 3 ) treatment of these compost raw materials to reduce the odor to produce compost raw materials, while supplying oxygen to the aged fermentation process by aerobic microorganisms are moved to the post-dormitory, organic matter and fiber and remaining undigested
  • Patent Document 1 KR 10-2006-0067111 (July 18, 2006)
  • the present invention has been conceived to solve the above problems, in order to reduce the odor generated in various composting grounds, compost raw materials such as livestock manure, food waste, animal and plant waste residue, sewage sludge and ozone (O 3 ) To produce organic compost fertilizers by reducing the odor as well as to produce organic compost fertilizers through the fermentation process by aerobic microorganisms while supplying oxygen to them and supplying oxygen to them. There is this.
  • the odors of the composting raw materials, the aerobic agitation aging step of 7-15 days, the post aging step of 2-6 months, the product packaging and the shipping step are the Unlike the most odorous air dilution method with a strong smell of about 2000 times, in the present invention, compost feedstock step, ozone (O 3 ) treatment step, aerobic stirring aging step, post aging step, packaging and shipping step process It is the same or shorter than the existing compost production period, the properties and performance of the compost is the same, and the generated odor is 400 times weaker odor by air dilution method, resulting in 50-80% odor compared to the conventional compost production method. It is to provide a method for producing an organic compost fertilizer to reduce.
  • Organic fertilizer production method for achieving the above object is to take off the compost raw material brought in from the ozone treatment plant and to investigate the compost raw material with ozone (O 3 ) produced by the ozone generator Ozone treatment deodorizing step (a) to provide a compost raw material by reducing the smell by oxidative deodorization; (B) a microorganism replenishing step of inoculating mixed or incubated liquid or solid microorganisms with compost raw materials because the various microorganisms are destroyed or the number of individuals may be delayed due to the ozone (O 3 ) treatment; A maturation step of ripening compost by agitating with a blower necessary for oxygen supply to prevent anaerobic ripening of the compost raw material mixed with the microorganisms and maintaining aerobic microbial activity, and mixing the compost and ensuring breathability ( c) and; A ripening step (d) of ripening through the ripening step and storing ripening to
  • the ozone treatment plant having an air hole to blow ozone (O 3 ) at the bottom of the ozone treatment plant to irradiate and deodorize compost raw materials with ozone (O 3 ).
  • a ventilation pipe is installed, and the ozone treatment plant ventilation pipe is installed by connecting an ozone treatment plant blower and ozone (O 3 ) generated from an ozone generator through an ozone piping and an ozone treatment plant ozone valve, and generating ozone from the ozone generator (O 3).
  • Is a small amount of air flow and low wind pressure is weak enough to pass through the compost raw material loaded in the ozone treatment plant, characterized in that the high pressure and high air flow volume using an ozone treatment plant blower.
  • the ozone (O 3 ) produced by the ozone generator is installed at a high concentration of 6 to 7 m from the ground of the room and low concentration By spraying ozone (O 3 ), to remove the odor distributed at low concentrations in the compost, and to make the concentration of ozone (O 3 ) to 0.1ppm or less without worker damage.
  • the compost raw material that passed through the ozone treatment deodorizing step (a) is deodorized by the oxidative decomposition power of ozone (O 3 ), but apart from the microorganisms that are beneficial for the compost production or the population is insufficient Compensation for delayed composting and supplementing the microorganisms beneficial to the function of the compost.
  • the compost raw material in the ozone treatment deodorizing step (a), is characterized in that it comprises a single or a plurality of livestock manure, food waste, plant and animal waste residues, sewage sludge.
  • the microorganism in the microbial supplement step (b), is used Bacillus bacteria, photosynthetic bacteria, yeasts, thermophilic microorganisms to suppress the occurrence of odor, and promote the compost aging through protein and fiber degradation It is characterized by including.
  • the compost in the ripening step (d), is characterized in that the organic material ripening is 70% or more.
  • the present invention characterized in that it comprises a 50 to 80% reduction in the odor generated in the organic compost fertilizer production process with ozone (O 3 ).
  • the organic compost fertilizer production method according to the present invention has the following effects.
  • the present invention ozone (O 3 ) treatment of compost raw materials, such as livestock manure, food waste, plant and animal waste residues, sewage sludge, etc. It can produce organic compost fertilizer and reduce odor through fermentation process by aerobic microorganism while supplying oxygen to it.
  • compost raw materials such as livestock manure, food waste, plant and animal waste residues, sewage sludge, etc. It can produce organic compost fertilizer and reduce odor through fermentation process by aerobic microorganism while supplying oxygen to it.
  • the present invention is completed in the fermentation process of the maturity of the dormitory compost moved to the dormitory has no smell, but not digested in the compost to store the decomposable substances such as organic matter and fiber remaining for 2 to 6 months to be composted After maturation, the storage can be packaged and shipped as an organic compost fertilizer.
  • the present invention can reduce the odor concentration of the organic compost fertilizer product by less than 2000 times to 400 times by the air dilution functional method can reduce the odor of 50 to 80% compared to the initial to increase the consumer's preference.
  • 1 is a view showing the layout of the indoor facility of the organic compost manufacturing plant according to an embodiment of the present invention in a plan view.
  • Figure 2 is a view showing in a longitudinal section the layout of the indoor facility of the organic compost manufacturing plant according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a flow chart of the production of organic compost fertilizer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing the layout of the indoor facility of the organic compost manufacturing plant according to an embodiment of the present invention in a plan view
  • Figure 2 is a view showing the layout of the indoor facility of the organic compost manufacturing plant according to an embodiment of the present invention in a longitudinal section 3 is a production flow chart of the organic compost fertilizer according to an embodiment of the present invention.
  • the organic compost fertilizer production method the compost raw material brought in from the outside to the ozone treatment plant (1) and ozone (O 3 ) by the ozone generator (50) ozone (O 3 Ozone treatment deodorizing step (a) of irradiating with oxidizing and deodorizing the odorous substance to provide a compost raw material 12 having reduced odor; (B) a microorganism replenishing step of inoculating mixed or incubated liquid or solid microorganisms with compost raw materials because the various microorganisms are destroyed or the number of individuals may be delayed due to the ozone (O 3 ) treatment;
  • a combustor 31 is mixed with compost and agitated with a stirrer 32 to ensure breathability.
  • Ripening step (c) After ripening through the mating step and moved to the boarding house (4) after the storage of the organic material and fibrous decomposable substances such as fibrous decomposable remaining in the compost (4) composting storage for 2 to 6 months to mature storage to mature Step (d); Packaging and shipping step (e) which is packaged and shipped as an organic compost fertilizer product after the ripening step (5); It is provided.
  • Oxidative deodorization of the odorous substance is to provide a compost raw material 12 is reduced odor.
  • An ozone treatment plant blower pipe 14 having a hole 15 is installed, and the ozone treatment plant blower pipe 14 is an ozone pipe for ozone (O 3 ) generated from the ozone treatment plant blower 13 and the ozone generator 50.
  • the ozone (O 3 ) generated in the ozone generator (50) has a small amount of air and low wind pressure compost raw material (loaded in the ozone treatment plant (1) ( It is weak to pass 12) is to blow air using the ozone treatment plant blower (13) with high pressure and high air volume.
  • the compost raw material 12 is singular or plural among livestock manure, food waste, animal and plant waste residues, and sewage sludge, and odorous substances are accumulated by anaerobic treatment according to the state managed at the generation site.
  • Oxygen deodorizing power of ozone is used to deodorize odorous compost raw materials.
  • Ozone decomposes odorous substances while passing through the compost raw material, and ozone is also decomposed and the air 16 passed through the ozone treatment plant compost is discharged as air without odor and ozone. Since ozone requirements vary depending on the amount and condition of the compost raw material, the ozone treatment valve 52 is adjusted.
  • the air is controlled by adjusting the ozone concentration to 50 ⁇ 200ppm.
  • the compost raw material 12 contains various odorous substances such as ammonia, hydrogen sulfide, amine, mercaptan, etc., and the compost raw material 12 is contacted with ozone (O 3 ) to oxidize and decompose malodorous material to form an odorless raw material. .
  • ozone (O 3 ) The oxidative degradability of ozone (O 3 ), as is well known, oxidizes and deodorizes organic substances and converts them into odorless substances.
  • the decomposition formula of hydrogen emulsion is 6H 2 S + 2O 3 ⁇ 6H 2 O + 3S 2 ,
  • Methyl mercaptan decomposition formula is CH 3 -SH + O 3 ⁇ CH 3 -SO 3 H,
  • the methane decomposition formula is CH 4 + O 3 ⁇ 3CO 2 + 6H 2 O.
  • the ozone (O 3 ) produced by the ozone generator is installed at an elevation of 6 to 7 m from the ground of the room to install the ozone spray nozzles 54 to spray ozone to remove odors in the composting site, and to reduce the concentration of ozone to workers. It is to be 0.1ppm or less.
  • the microorganism replenishing step (b) the microorganisms in the liquid phase 22 or the solid phase 21 are composted because the ozone (O 3 ) treatment may cause various microorganisms to disappear or the number of individuals may be delayed. Mixed inoculation with raw materials.
  • the odorous substance is deodorized by the oxidative decomposition power of ozone (O 3 ) in the compost raw material which has passed through the ozone treatment deodorizing step (a)
  • the microorganisms that are beneficial for compost production are extinguished or delayed composting due to lack of population.
  • the microbial input station (2) which inoculates mixed liquid or solid aerobic microorganisms with compost raw materials to compensate for the insufficient microorganisms, has facilities to supply liquid microorganisms between the ozone treatment plant (1) and the dormitory (3).
  • the microbial injection nozzle 22 is installed or solid microorganisms 21 are sprinkled on the compost raw material and mixed.
  • the aerobic microorganisms do not produce odors, digest and decompose odorous substances, inhibit nutrient supply and pest activity necessary for the growth of crops, and serves to improve soil quality.
  • the introduced aerobic microorganisms are used Bacillus bacteria, photosynthetic bacteria, yeast bacteria, thermophilic microorganisms to suppress the occurrence of odor, promote the compost aging through protein and fiber decomposition, produce the growth nutrients of the crop, essential amino acids and vitamins It contributes to the production of organic compost.
  • Bacillus subtilis spore-forming bacteria in Bacillus is a by-product bacterium inhabiting soil or water and associated with most organic decomposition, but Bacillus anthracis (Anthrax), Bacillus sirius (meningitis causative organism), Bacillus popilia, and Bacillus thuringiensis are insect pathogenic bacteria.
  • Bacillus subtilus is known as Bacillus subtilis.
  • the suitable temperature for activity is 30 to 60 °C, and it forms spores to stop the activity. It breaks down into amino acids that can be absorbed by crops and contributes to compost production by killing soil pathogens, inhibiting pest activity, and suppressing odors.
  • photosynthetic bacteria promote the growth of plants by decomposing organic substances and activating soil microorganisms, and removing odorous substances.
  • yeast produces essential substances for crop growth, such as amino acids and vitamins, and enhances palatability and anti-competence as well as disseminating nutrients.
  • step (c) mixing the compost with the air blower 31 necessary for oxygen supply to prevent anaerobic ripening of the compost raw material mixed with the microorganisms and continuously maintaining the aerobic microbial activity, and ensuring breathability.
  • a stirrer 32 In order to agitate with a stirrer 32 to mature the compost.
  • the dormitory blowing pipe 33 having an air hole 34 for blowing air to the floor of the dormitory 3 to maintain the aerobic microbial maturity is installed
  • the dormitory blowing pipe 33 is the dormitory blower It is connected to the 31 and the wind of the blower is supplied oxygen to the dormitory compost (36) through the blow pipe (33) and the air hole 34, and also the stirrer (32) is installed to mix the compost periodically
  • compost raw materials are housed by microorganisms.
  • the air 35 that has passed through the dormitory compost 36 is aerobic, and the exhaust air has no odor.
  • lumps are formed in the compost raw materials passed through the ozone treatment deodorizing step (a) and the microbial replenishing step (b), so that the smell may remain in the compost raw material which is not completely oxidized by ozone.
  • Low concentration of ozone can be deodorized by blowing low concentration of ozone below 1ppm, which does not significantly affect the activity of.
  • the housing period is determined by the type and condition of the compost raw material, and the internal temperature of the compost at the beginning of the dormitory is 20 °C ⁇ 30 °C, but when the activity of the microorganism is active, the temperature rises 70 °C ⁇ 80 °C, As organic substances are matured by microbial activity, the temperature drops and the compost enters the ripening stage and moves to the ripening stage.
  • non-digestible materials such as organic matter and fibers remaining in the composting house 4 compost that have been completed through the ripening step and moved to the boarding house 4 are composted. Storage ripening for months to compost.
  • the dormitory compost 41 which is completed in the dormitory and moved to the dormitory, has no odor, but hardly decomposable substances such as organic matter and fibers that remain undigested in the compost need long-term decomposition and are stored for 2 to 6 months.
  • the maturity of the immature compost is completed.
  • the compost is more than 70% organic maturity.
  • the packaging and shipping step (e) after the ripening step, the packaging is shipped as an organic compost fertilizer (5).
  • compost manufacturing facilities are installed indoors to produce organic compost fertilizers with less environmental impact and for stable production. Raw materials that have not passed through the maturity stage are still stagnant in the dormitory (3), aftertaste (4) and the packaging process to produce a weak odor.
  • the ozone generated by the ozone generator 50, an ozone pipe 51, an indoor ozone deodorization valve 53 and an ozone spray nozzle 54 for adjusting the ozone spraying concentration are provided.
  • the ozone injection nozzle 54 is installed at the highest point in the room so that the worker is exposed to less ozone and sprays and deodorizes the ozone so that the ozone concentration in the room is not more than 0.1 ppm so that the worker is harmless.
  • Air blower with high air volume blows 100ppm of ozone to deodorize livestock manure.
  • ozone is decomposed by oxidative reactions with organic substances and is discharged as air without odor and ozone.
  • Ozone generated 1000 times of odor by air dilution method before blowing, but after ozone was blown out by 200 times of odor concentration, odor was reduced by 80%.
  • the uncomposed raw material passed the first stage has reduced odor, but in order to prevent delay in housing due to lack of various microorganisms, Bacillus bacteria, photosynthetic bacteria and yeast are mixed and 1kg per 3 tons of compost raw materials. Microorganisms were added to prevent the development of odor by the microorganisms satisfied, to promote the ripening of compost through the decomposition of proteins and fiber, and to contribute to the production of compost fertilizers by producing growth nutrients and essential amino acids and vitamins of crops.
  • the compost raw material in which microorganisms are introduced in the second stage is installed in the dormitory air vent pipe with air holes for blowing air to the floor of the dormitory to supply adequate oxygen.
  • the wind of the blower supplies oxygen to the compost through the blower pipe and the air hole.
  • agitator is installed to mix the compost periodically to ensure that the compost is mixed and breathable to ensure that the compost raw material is housed by aerobic microorganisms, the air passing through the dormitory compost smells weak, and the compost transferred to the composting step Heavy lumps were formed and odors remained weak, resulting in slight odors.
  • the odor concentration generated when the compost material was not ozone-treated was reduced by 85% to 200 times after the ozone treatment, which was 1200 times the smell of air dilution, and the internal temperature of the composting process was also 20 °C ⁇ 30 °C.
  • ozone (O 3 ) produced by the ozone generator is installed at an elevated height of 6 to 7 m from the ground of the room to spray ozone to remove odors in the composting area, and to reduce the concentration of ozone to 0.1 ppm.
  • ozone was allowed to oxidize with organic substances.
  • the smell of food waste unlike the livestock manure, the smell of ammonia hydrogen sulfide is relatively low and the smell of aldehydes, amines, mercaptans was strong, the time required for ozone deodorization.
  • 700 times of odor was generated by air dilution function method, but after blowing with ozone, it was discharged to 300 times of odor concentration, and odor was reduced by 50%.
  • the unsorted food waste that passed the first stage was reduced in smell, but due to the small number of microorganisms, Bacillus subtilis, photosynthetic bacteria, and yeast were mixed to inject 1 kg of microorganism per ton of food waste.
  • Bacillus subtilis, photosynthetic bacteria, and yeast were mixed to inject 1 kg of microorganism per ton of food waste.
  • the stirrer to mix the food waste is installed periodically to mix the compost and to ensure breathability so that the compost raw material is housed by the microorganism passed through the dormitory compost there is no extreme odor.
  • the odor was reduced from 800 times to 300 times by 65% by air dilution method before the ozone treatment of compost raw materials.
  • the compost internal temperature of the process is 20 °C ⁇ 30 °C at the early stage of aging, and when the activity of microorganisms is active, the temperature rises to 70 °C ⁇ 80 °C, and the existing data and ozone without ozone treatment at 72% of ripening growth for 7 days
  • the data after the treatment was housed without any particular difference and was suitable for the manufacture of manure.
  • ozone (O 3 ) produced by the ozone generator is installed at an elevated height of 6 to 7 m from the ground of the room to spray ozone to remove odors in the composting area, and to reduce the concentration of ozone to 0.1 ppm.
  • the concentration of the odor of the organic compost fertilizer product by air dilution method is reduced from 2000 times to 400 times or less to reduce the odor of 50 to 80% compared to the initial stage.
  • the method for producing organic compost fertilizers can be applied to the production of compost fertilizers using livestock manure, food waste, plant and animal waste residues, sewage sludge, the use and application of a wide range.
  • Ozone treatment plant 2 Microorganism input site
  • blowing pipe for ozone treatment plant 15 air hole

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Abstract

본 발명은 유기성 퇴비 비료의 생산방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각종 퇴비장에서 발생하는 냄새를 저감하기 위해 냄새가 많이 나는 가축분뇨, 음식물 쓰레기, 동식물 폐기잔재물, 하수 슬러지 등의 퇴비 원료를 오존(O3)처리하여 냄새가 감소된 퇴비 원료를 만들고 이에 산소를 공급하면서 호기성 미생물에 의한 부숙 발효 공정을 통해 유기성 퇴비 비료를 생산함은 물론 냄새를 줄일 수 있고, 부숙 발효 공정을 통해 완숙되어 후숙장으로 이동된 후숙장 퇴비는 냄새는 없지만 퇴비 속에 소화되지 않고 남은 유기물과 섬유질과 같은 난 분해성 물질을 2 내지 6개월 동안 저장 부숙시켜 퇴비가 되도록 저장 숙성시키는 후숙 공정을 거친 후 유기성 퇴비 비료 제품으로 포장 출하할 수 있으며, 공기희석관능법으로 유기성 퇴비 비료 제품의 냄새의 농도가 2000배에서 400배 이하로 저감되어 배출되므로 초기에 비해 50 내지 80%의 악취를 감소시켜 소비자의 선호도를 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

유기성 퇴비 비료의 생산방법
본 발명은 각종 퇴비장에서 발생하는 냄새를 저감하기 위해 냄새가 많이 나는 가축분뇨, 음식물 쓰레기, 동식물 폐기잔재물, 하수 슬러지 등의 퇴비 원료를 오존(O3)처리하여 냄새가 감소된 퇴비 원료를 만들고 이에 산소를 공급하면서 호기성 미생물에 의한 부숙(발효와 숙성) 공정을 통해 유기성 퇴비 비료를 생산함은 물론 냄새를 줄일 수 있고, 부숙 발효 공정을 통해 완숙되어 후숙(후 숙성)장으로 이동된 후숙장 퇴비는 냄새는 없지만 퇴비 속에 소화되지 않고 남은 유기물과 섬유질과 같은 난 분해성 물질을 2 내지 6개월 동안 저장 부숙시켜 퇴비가 되도록 저장숙성시키는 후숙 공정을 거친 후 유기성 퇴비 비료 제품으로 포장 출하할 수 있으며, 공기희석관능법으로 유기성 퇴비 비료 제품의 냄새의 농도가 2000배에서 400배이하로 저감되어 배출되므로 초기에 비해 50 내지 80%의 악취를 감소시켜 소비자의선호도를 높일 수 있는 유기성 퇴비 비료의 생산방법에 관한 기술이다.
최근, 인간의 생산 활동과 소비활동이 가속화되는 현대 산업사회에서 산업 폐기물 중 생활 폐기물로 분류되는 음식물 쓰레기와 육류 가공 및 도축 산업으로부터 발생하는 동물성 잔재물과 가축 사육에서 발생되는 가축분의 배출량은 점차적으로 증가하는 추세이다.
이러한 생활 폐기물에 대하여 우리나라의 폐기물 처리는 대부분 매립에 의존하고 있으며, 국토현실을 고려하여 차츰 소각처리율을 높이고 있는 실정이다.
그러나, 매립하는 경우 매립지에서 흘러나오는 침출수가 지하수나 토양을 크게 오염시킬 수 있으며, 소각처리의 경우 소각 과정에서 다이옥신과 같은 환경호르몬이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 막대한 양의 생활 폐기물이 발생되는 현대 산업사회에서 이를 효율적으로 처리하여 재활용하는 기술은 환경 보전을 위하여 매우 중요한 의미를 갖는다.
또한, 최근 국제식품규격위원회(코덱스; CODEX)가 유기농산물 및 유기축산물의 국제기준을 제정함에 따라, 각국은 유기농업을 위한 친환경농업기술을 확보하여야 한다. 코덱스의 기준에 따르면 화학합성재료의 사용이 전면적으로 금지되고 있기 때문에, 농업관련 기술은 생물학적 또는 기계적 방법으로만 달성되어야 하며, 생산된 비료 등의 자재는 합성첨가제나 합성 약품을 포함하여서는 아니 된다.
생활 폐기물 중 음식물 쓰레기 및 동물성 잔재물과 가축분은 유기물의 함량이 풍부하고 중금속이나 농약 등의 인공 독성 물질 및 자연 독성 물질을 거의 함유하지 않기 때문에 농업용 퇴비나 가축의 사료 등으로 재활용될 수 있다.
이의 재활용 방법으로서, 미생물을 이용한 생물학적 처리과정인 퇴비화 방법이 전통적으로 오랫동안 사용되고 있다. 그러나, 퇴비화 방법은 친환경농업기술로서 상기 코덱스 기준에 부합하지만, 퇴비화 과정은 일반적으로 3 ~ 4 주의 장시간을 필요로 하며, 호기성 환경을 만들어주어야 하기 때문에 개방된 환경이 필요하므로 상기 퇴비화 방법은 악취와 보관의 어려움으로 그 적용이 쉽지 않다.
또한, 퇴비화에 의해 생산된 퇴비는 비료 가치가 낮으며, 다양한 재료를 이용하므로 퇴비 제품의 품질 표준화가 어려우며, 퇴비가 완성되어도 부피가 크게 감소되지 않는 문제점이 있다.
한편, 다른 유기성폐기물의 퇴비 제조방법으로 통상 가온수단이 구비된 발효장치 내에 유기성폐기물을 투입한 후 교반과 동시에 장치 내부를 대략 100℃까지가온하여 발효에 의해 증발하는 수분을 장치 외부로 배출토록 하여 유기성폐기물을 퇴비화 하였다.
이러한, 유기성폐기물의 퇴비 제조방법은 유기성폐기물을 퇴비화시켜 사용토록 하는 장점은 있으나, 이 방법에 의해 제조된 퇴비는 비교적 품질이 저하되었으며, 제조공정 또한 일률적이지 못하고, 장시간 발효를 시켜야 되는 문제로 인해 유기성폐기물이 부패되는 단점이 있다.
또한, 종전의 경우, 냄새를 저감하기 위해서 퇴비장 실내에 오존, 이산화염소가스, 목초액, 미생물제재 등으로 퇴비장 실내에 살포하여 퇴비화 과정에서 발생한 냄새를 저감하거나 또는 외부로 배기하여 습식 및 건식 스크라버로 흡착, 화학적 분해 및 소각 등으로 처리하는 경우도 있지만, 퇴비원료에서 발생되는 악취를 근원적으로 탈취하지는 못했다.
하지만, 가축분뇨, 음식물 쓰레기, 동식물 폐기잔재물, 하수 슬러지 등의 퇴비 원료는 발생과 처리과정에서 부패(혐기성 발효)되어 원료의 고유한 냄새와 혐기성 발효로 인해 암모니아, 유화수소, 아민, 메르캅탄류 등 많은 종류의 복합냄새와 높은 강도의 악취를 발생시킨다. 이러한 퇴비원료를 오존(O3)처리하여 냄새가 감소된 퇴비 원료로 만들고, 이에 산소를 공급하면서 호기성 미생물에 의한 부숙 발효공정을 통해 숙성되어 후숙장으로 이동되고, 소화되지 않고 남은 유기물과 섬유질과 같은 난 분해성 물질을 2 내지 6개월 동안 저장 부숙시켜 퇴비가 되도록 저장숙성시킨 후 유기성 퇴비 비료 제품으로 포장 출하하는 전 공정에서 냄새를 저감하는 유기성 비료의 생산방법은 아직 개발되지 않은 실정이다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) KR 10-2006-0067111(2006. 7. 18)
이에 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 각종 퇴비장에서 발생하는 냄새를 저감하기 위해 냄새가 많이 나는 가축분뇨, 음식물 쓰레기, 동식물 폐기잔재물, 하수슬러지 등의 퇴비 원료를 오존(O3)으로 조사하여 냄새가 감소된 퇴비 원료를 만들고 이에 산소를 공급하면서 호기성 미생물에 의한 부숙발효 공정을 통해 유기성 퇴비 비료를 생산함은 물론 냄새를 줄일 수 있는 유기성퇴비 비료의 생산방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
기존의 퇴비 생산 방법에서는 퇴비원료의 입고단계, 7-15일간의 호기성 교반숙성단계, 2-6개월의 후 숙성단계, 제품포장 및 출하단계의 공정 중에서 악취는 원료의 입고단계와 교반숙성단계에서 가장 많이 발생되며 공기희석관능법으로 약 2000배의 강한 냄새가 나는 것과는 달리, 본 발명에서는 퇴비원료입고 단계, 오존(O3)처리단계, 호기성 교반 숙성단계, 후 숙성단계, 포장 및 출하단계 공정으로 기존의 퇴비생산 기간보다 동일하거나 단축되며, 퇴비의 물성과 성능이 동일하고, 발생되는 냄새가 공기희석관능법으로 400배의 약한 냄새가 발생되어 기존의 퇴비생산 방법대비 냄새가 50-80% 저감시키는 유기성 퇴비 비료의 생산방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 유기성 퇴비 비료의 생산방법은 외부에서 반입된 퇴비원료를 오존처리장에 하차하고 오존발생기에 의해 생산된 오존(O3)으로 퇴비원료를 조사하여 냄새물질을 산화 탈취하여냄새가 저감된 퇴비원료를 제공하는 오존처리 탈취단계(a)과; 상기 오존(O3)처리로 인해 각종 미생물이 소멸되었거나 개체수가 적어 부숙 단계가 지연될 수 있으므로 액상 또는 고체상의 미생물을 퇴비원료와 혼합 접종하는 미생물 보충단계(b)와; 상기 미생물이 혼합된 퇴비원료의 혐기성 숙성을 막고 호기성 미생물 활동성을 지속적으로 유지하기 위해 산소공급에 필요한 송풍기와, 퇴비를 섞어주고 통기성 확보를 하기 위해 교반기로 교반작업을 하여 퇴비를 숙성시키는 부숙 단계(c)와; 상기 부숙 단계를 통해 완숙되어 후숙장으로 이동된 후숙장 퇴비 속에 소화되지 않고 남은 유기물과 섬유질과 같은 난 분해성 물질을 2 내지 6개월 동안 저장 부숙시켜 퇴비가 되도록 저장 숙성시키는 후숙 단계(d)와; 상기 후숙 단계를 거친 후 유기성 퇴비 비료 제품으로 포장 출하되는 포장 및 출하단계(e); 을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 오존처리 탈취단계(a)에서, 퇴비원료를 오존(O3)으로 조사하여 탈취하기 위해 오존처리장의 바닥에는 오존(O3)을 송풍하기 위해 공기구멍이 있는 오존처리장 송풍배관이 설치되고, 상기 오존처리장 송풍배관은 오존처리장 송풍기와, 오존발생기에서 발생된 오존(O3)을 오존배관과 오존처리장 오존 밸브를 통해 연결 설치되며, 상기 오존발생기에서 발생한 오존(O3)은 풍량이 소량이고 풍압이 낮아 오존처리장에 적재되어 있는 퇴비원료를 통과하기에 미약함으로 압력이 높고 풍량이 많은 오존처리장 송풍기를 이용하여 송풍하는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 오존처리 탈취단계(a)와 부숙단계(c)에서, 오존발생기에서 생산된 오존(O3)을 실내의 지면으로부터 6 내지 7m의 높은 곳에 오존살포노즐을 설치하고 저농도의 오존(O3)을 살포하여, 퇴비장 내에 저 농도로 분포되어 있는 냄새를 제거하고, 오존(O3)의 농도를 작업자 피해가 없는 0.1ppm 이하가 되도록 하는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 오존처리 탈취단계(a)를 거친 퇴비원료에는 오존(O3)의 산화 분해력에 의해 냄새 물질이 탈취되지만, 이와는 별도로 퇴비생산에 유익한 미생물까지 소멸되거나 또는 개체수가 부족하여 퇴비 부숙이 지연됨을 보완하고 퇴비의 기능에 유익한 미생물을 보충하여 주는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 오존처리 탈취단계(a)에서, 퇴비원료는 가축분뇨, 음식물 쓰레기, 동식물 폐기잔재물, 하수슬러지 중에서 단수 또는 복수개인 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 미생물 보충단계(b)에서, 상기 미생물은 바실러스균, 광합성균, 효모균, 호열성 미생물이 이용되며 악취발생을 억제하고, 단백질과 섬유질 분해를 통해 퇴비 숙성을 촉진하는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 후숙 단계(d)에서, 상기 퇴비는 유기물 부숙이 70% 이상인 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 유기성 퇴비 비료 생산 공정에서 발생되는 냄새를 오존(O3)으로 50 내지 80% 감소시킨 것을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기성 퇴비 비료의 생산방법은 다음과 같은 효과를 나타낸다.
첫째, 본 발명은 각종 퇴비장에서 발생하는 냄새를 저감하기 위해 냄새가 많이 나는 가축분뇨, 음식물 쓰레기, 동식물 폐기잔재물, 하수슬러지 등의 퇴비 원료를 오존(O3)처리하여 냄새가 감소된 퇴비 원료를 만들고 이에 산소를 공급하면서 호기성 미생물에 의한 부숙 발효 공정을 통해 유기성 퇴비 비료를 생산함은 물론 냄새를 줄일 수 있다.
둘째, 본 발명은 부숙 발효 공정을 통해 완숙되어 후숙장으로 이동된 후숙장 퇴비는 냄새는 없지만 퇴비 속에 소화되지 않고 남은 유기물과 섬유질과 같은 난분해성 물질을 2 내지 6개월 동안 저장 부숙시켜 퇴비가 되도록 저장 숙성시키는 후숙 공정을 거친 후 유기성 퇴비 비료 제품으로 포장 출하할 수 있다.
셋째, 본 발명은 공기희석관능법으로 유기성 퇴비 비료 제품의 냄새의 농도가 2000배에서 400배 이하로 저감되어 배출되므로 초기에 비해 50 내지 80%의 악취를 감소시켜 소비자의 선호도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유기질 퇴비 제조장의 실내시설의 배치를 평면으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유기질 퇴비 제조장의 실내시설의 배치를 종단면으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유기성 퇴비 비료의 생산 흐름도.
이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시 예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 유기성 퇴비 비료의 생산방법을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 유기성 퇴비 비료의 생산방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유기질 퇴비 제조장의 실내시설의 배치를 평면으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유기질 퇴비 제조장의 실내시설의 배치를 종단면으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유기성 퇴비 비료의 생산 흐름도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 유기성 퇴비 비료의 생산방법은 외부에서 반입된 퇴비원료를 오존처리장(1)에 하차하고 오존발생기(50)에 의해 퇴비원료(12)를 오존(O3)으로 조사하여 냄새물질을 산화 탈취하여 냄새가 저감된 퇴비원료(12)를 제공하는 오존처리 탈취단계(a)과; 상기 오존(O3)처리로 인해 각종 미생물이 소멸되었거나 개체수가 적어 부숙 단계가 지연될 수 있으므로 액상 또는 고체상의 미생물을 퇴비원료와 혼합 접종하는 미생물 보충단계(b)와; 상기 미생물이 혼합된 퇴비원료의 혐기성 숙성을 막고 호기성 미생물 활동성을 지속적으로 유지하기 위해 산소공급에 필요한 송풍기(31)와, 퇴비를 섞어주고 통기성 확보를 하기 위해 교반기(32)로 교반작업을 하여 퇴비를 숙성시키는 부숙 단계(c)와; 상기 부숙 단계를 통해 완숙되어 후숙장(4)으로 이동된 후숙장(4) 퇴비 속에 소화되지 않고 남은 유기물과 섬유질과 같은 난 분해성 물질을 2 내지 6개월 동안 저장 부숙시켜 퇴비가 되도록 저장 숙성시키는 후숙 단계(d)와; 상기 후숙 단계를 거친 후 유기성 퇴비 비료 제품으로 포장 출하(5)되는 포장 및 출하단계(e); 을 구비한다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 유기성 퇴비 비료의 생산방법을 구성하는 기술적 단계들의 기능을 살펴보면 다음과 같다.
첫 번째로는, 오존처리 탈취단계(a)로서, 외부에서 반입된 퇴비원료를 오존 처리장(1)에 하차하고 오존발생기(50)에 의해 퇴비원료(12)를 오존(O3)으로 조사하여 냄새물질을 산화 탈취하여 냄새가 저감된 퇴비원료(12)를 제공하는 것이다.
여기서, 외부에서 반입된 퇴비원료를 오존처리장(1)에 하차하고, 퇴비원료를 오존(O3)으로 조사하여 탈취하기 위해 오존처리장(1)의 바닥에는 오존(O3)을 송풍하기 위해 공기구멍(15)이 있는 오존처리장 송풍배관(14)이 설치되고, 상기 오존처리장 송풍배관(14)은 오존처리장 송풍기(13)와, 오존발생기(50)에서 발생된 오존(O3)을 오존배관(51)과 오존처리장 오존 밸브(52)를 통해 연결 설치되며, 상기 오존발생기(50)에서 발생한 오존(O3)은 풍량이 소량이고 풍압이 낮아 오존처리장(1)에 적재되어 있는 퇴비원료(12)를 통과하기에 미약함으로 압력이 높고 풍량이 많은 오존처리장 송풍기(13)를 이용하여 송풍하는 것이다.
상기 퇴비원료(12)는 가축분뇨, 음식물 쓰레기, 동식물 폐기잔재물, 하수슬러지 중에서 단수 또는 복수개인 것이며, 발생현장에서 관리되는 상태에 따라 혐기화로 냄새 물질이 축적이 되는 것이다. 냄새가 많은 퇴비원료를 탈취하기 위해 오존의 산화 탈취력을 이용하는데 냄새가 나는 퇴비원료에 오존을 통과시켜 냄새물질을 산화 분해한다. 오존은 퇴비원료를 통과하면서 냄새물질을 분해하고 오존도 분해되어 오존처리장 퇴비를 통과한 공기(16)는 냄새와 오존이 없는 공기가 되어 배출된다. 퇴비원료의 양과 상태에 따라 오존 소요량이 달라지므로 오존처리밸브(52)를 조절한다. 오존이 부족하면 퇴비를 통과한 공기(16)에 냄새가 나고, 오존이 과잉 투입되면 오존 냄새가 난다. 원료퇴비의 상태와 종류에 따라 차이가 나지만 오존농도를 50~200ppm으로 조절하여 송풍한다.
상기 퇴비원료(12)에는 암모니아, 유화수소, 아민, 메르캅탄 등 각종 냄새물질을 함유하며, 상기 퇴비원료(12)를 오존(O3)과 접촉시켜 악취물질을 산화 분해하여 무취의 원료로 만든다. 오존(O3)의 산화 분해력은 널리 알려진 바와 같이 유기물질을 산화 분해하여 탈취하고 냄새가 없는 물질로 변환시킨다.
상기 퇴비원료(12)에 함유되어 있는 암모니아 분해식은
Figure PCTKR2017011435-appb-I000001
이고,
유화수소의 분해식은 6H2S + 2O3 → 6H2O + 3S2 이며,
메틸 메르캅탄 분해식은 CH3 - SH + O3 → CH3 - SO3H 이고,
메탄 분해식은 CH4 + O3 → 3CO2 + 6H2O 이다.
또한, 오존발생기에서 생산된 오존(O3)를 실내의 지면으로부터 6 내지 7m의 높은 곳에 오존살포노즐(54)을 설치하여 오존을 살포하여 퇴비장 내의 냄새를 제거하고, 오존의 농도를 작업자 피해가 없는 0.1ppm 이하가 되도록 하는 것이다.
두 번째로는, 미생물 보충단계(b)로서, 상기 오존(O3)처리로 인해 각종 미생물이 소멸되었거나 개체수가 적어 부숙 단계가 지연될 수 있으므로 액상(22) 또는 고체상(21)의 미생물을 퇴비원료와 혼합 접종하는 것이다.
여기서, 상기 오존처리 탈취단계(a)를 거친 퇴비원료에는 오존(O3)의 산화분해력에 의해 냄새 물질이 탈취되지만, 이와는 별도로 퇴비생산에 유익한 미생물까지 소멸되거나 또는 개체수가 부족하여 퇴비 부숙이 지연될 수 있다. 따라서 부족한 미생물을 보충하기 위해 액상 또는 고체상의 호기성 미생물을 퇴비원료와 혼합 접종하는 미생물 투입장(2)은 오존처리장(1)과 부숙장(3)의 중간 지역에 액상미생물을 공급할 수 있는 시설과 미생물 주입노즐(22)이 설치되거나 또는 고체상미생물(21)을 퇴비원료에 뿌려서 혼합하는 것이다.
또한, 상기 호기성 미생물은 냄새를 발생시키지 않고, 냄새물질을 소화 분해하며, 작물의 성장에 필요한 영양분 공급과 병해충 활동을 억제하고, 토질을 개량 하는 역할을 한다.
상기 투입되는 호기성 미생물은 바실러스균, 광합성균, 효모균, 호열성 미생물이 이용되며 악취발생을 억제하고, 단백질과 섬유질 분해를 통해 퇴비 숙성을 촉진하며, 작물의 성장 영양분, 필수 아미노산과 비타민을 생성하여 유기질 퇴비비료 생산에 기여하는 것이다.
상기 호기성 미생물 중에서 대표적인 것들의 특징을 살펴보면 다음과 같은데, 먼저, 바실러스 서브틸러스로서, 바실러스 속 포자 형성균은 토양이나 물속에서 서식하며 대부분의 유기물 분해와 관련되어 있는 부생성 세균이지만, 바실러스안트라시스(탄저균)과 바실러스 시리우스(수막염 원인균)와 바실러스 포필리아 및 바실러스 터린기엔시스는 곤충 병원성 균이다. 40여개 바실러스 종류 중에서 바실러스 서브틸러스는 고초균으로 알려져 있는데, 활동에 적합한 온도가 30 내지 60℃이며, 포자를 형성하여 활동을 멈추어 있다가 적합한 조건이 되면 포도당 같은 다양한 당류와 전분 등을 소화하고, 단백질을 분해하여 작물이 흡수할 수 있는 아미노산으로 만들고 토양 병원균 사멸 및 병해충 활동 억제, 악취발생 억제 등으로 퇴비생산에 기여하는 것이다.
다음으로 광합성균은 유기물질 분해와 토양 미생물을 활성화하여 식물의 생육을 촉진시키고, 악취물질을 제거하는 것이다.
그리고 효모균은 아미노산과 비타민 등의 작물생장 필수 물질을 생산하고, 기호성과 항병력 증진은 물론 영양소 보급을 하는 것이다.
세 번째로는, 부숙 단계(c)로서, 상기 미생물이 혼합된 퇴비원료의 혐기성 숙성을 막고 호기성 미생물 활동성을 지속적으로 유지하기 위해 산소공급에 필요한 송풍기(31)와, 퇴비를 섞어주고 통기성 확보를 하기 위해 교반기(32)로 교반작업을 하여 퇴비를 숙성시키는 것이다.
여기서, 호기성 미생물 부숙을 유지하기 위해 부숙장(3) 바닥에 공기를 송풍하기 위한 공기구멍(34)이 있는 부숙장 송풍배관(33)이 설치되고, 부숙장 송풍배관(33)은 부숙장 송풍기(31)와 연결 설치되어 송풍기의 바람이 송풍배관(33)과 공기구멍(34)을 통해 부숙장 퇴비(36)에 산소가 공급되며, 또한 교반기(32)가 설치되어 주기적으로 퇴비를 섞어주고 통기성을 확보하도록 하여 퇴비원료가 미생물에 의해 부숙되는 것이다.
부숙장 퇴비(36)를 통과한 공기(35)는 호기성 부숙으로 배기공기는 악취가 없다. 그러나 오존처리 탈취단계(a)와 미생물 보충단계(b)를 통과한 퇴비원료 중에서 덩어리가 형성되어 냄새물질이 완전히 오존에 의해 산화되지 않은 퇴비원료에서 약한 냄새가 남아 있을 수 있으므로 부숙장의 초입에 미생물의 활동에 막대한 지장을 주지 않을 정도인 1ppm 이하 저농도의 오존을 송풍하여 남아 있는 악취를 탈취할 수 있다.
또한, 부숙단계는 퇴비원료의 종류와 상태에 따라 부숙 기간이 결정되며, 부숙장 초입의 퇴비의 내부 온도는 20℃~30℃ 이지만, 미생물의 활동이 활발할 시기는 70℃~80℃ 상승하며, 유기물질이 미생물 활동으로 숙성이 완료되어 감에 따라 온도는 하강하고 퇴비는 완숙 단계에 진입하며 후숙 단계로 이동되는 것이다.
네 번째로는, 후숙 단계(d)로서, 상기 부숙 단계를 통해 완숙되어 후숙장(4)으로 이동된 후숙장(4) 퇴비 속에 소화되지 않고 남은 유기물과 섬유질과 같은 난분해성 물질을 2 내지 6개월 동안 저장 부숙시켜 퇴비가 되도록 저장 숙성시키는것이다.
여기서, 부숙장에서 완숙되어 후숙장에 이동된 후숙장 퇴비(41)는 냄새는 없지만, 퇴비 속에 소화되지 않고 남은 유기물과 섬유질과 같은 난 분해성 물질은 장기간의 분해가 필요하며, 2 내지 6개월 적치하여 미숙된 퇴비의 부숙이 완료되는 것이다. 상기 퇴비는 유기물 부숙이 70% 이상인 것이다.
다섯 번째로는, 포장 및 출하단계(e)로서, 상기 후숙 단계를 거친 후 유기성 퇴비 비료 제품으로 포장 출하(5)되는 것이다.
한편, 유기질 퇴비비료를 생산하데 환경적인 영향을 적게 받고 안정적인 생산을 위해 실내에 퇴비제조시설이 설치되는데, 퇴비의 이송과 처리과정에서 바닥에 떨어지고 또한 덩어리를 형성하여 오존으로 탈취가 되지 않은 원료와 부숙 단계를 통과하고도 완숙되지 않은 원료는 부숙장(3)과 후숙장(4) 및 포장공정에서도 약한 냄새를 발생시켜 실내에 정체된다. 이러한 냄새를 탈취하기 위해서 오존발생기(50)에서 발생된 오존을 오존배관(51)과 오존 살포농도를 조절하는 실내 오존탈취 밸브(53) 및 오존 분사 노즐(54)이 설치된다. 오존분사 노즐(54)은 작업자가 오존의 노출을 적게 받도록 실내의 가장 높은 곳에 설치하고 실내의 오존 농도가 작업자에 해가 없도록 0.1ppm이 넘지 않도록 오존을 살포하여 탈취하는 것이다.
가축분뇨 유기질 퇴비장과, 음식물 쓰레기 유기질 퇴비장의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
[실시예 1]
<본 발명의 가축분뇨 유기질퇴비장 실시 예>
퇴비원료를 오존처리하는 제1단계에서는 가축분뇨가 일일 70~100톤 입고되는 유기물 퇴비생산시설에서 입고된 가축분뇨를 오존처리장 바닥에는 오존(O3)을 송풍하기 위해 공기구멍이 있는 오존처리장 송풍배관이 설치되고, 오존처리장 송풍배관은 오존처리장 송풍기와 오존발생기가 연결 설치하고, 오존발생기에서 송풍되는 풍량이 소량이고, 풍압이 낮아 오존처리장에 적재되어 있는 가축분뇨를 통과하기에 미약하므로 압력이 높고 풍량이 많은 송풍기로 오존 농도가 100ppm 송풍하여 냄새가 많은 가축분뇨는 탈취된다.
또한, 오존도 유기물질과 산화반응으로 분해되어 냄새와 오존이 없는 공기가 되어 배출된다. 오존은 송풍하기 전에는 공기희석관능법으로 1000배의 악취가 발생되었으나, 오존을 송풍한 후에는 200배 악취농도로 배출되어 냄새를 80% 저감되었다.
미생물을 보충하는 제2단계에서는 제1단계를 통과한 미 숙성된 퇴비원료는 냄새는 저감되었지만, 각종 미생물 개체수가 부족으로 부숙 지연을 막기 위해 바실러스균, 광합성균, 효모균를 혼합하여 퇴비원료 3톤당 1kg의 미생물을 투입하여 충족된 미생물로 악취발생을 억제하고, 단백질과 섬유질 분해를 통해 퇴비 숙성을 촉진하며, 작물의 성장 영양분과 필수 아미노산과 비타민 생성하여 퇴비비료 생산에 기여하도록 하였다.
부숙하는 제3단계에서는 제2단계에서 미생물이 투입된 퇴비원료는 적당한 산소를 공급을 위해 부숙장 바닥에 공기를 송풍하기 위한 공기구멍이 있는 부숙장 송풍배관이 설치되고, 부숙장 송풍배관은 부숙장 송풍기와 연결 설치되어 송풍기의 바람이 송풍배관과 공기구멍을 통해 퇴비에 산소가 공급된다.
또한, 퇴비를 섞어주는 교반기가 설치되어 주기적으로 퇴비를 섞어주고 통기성을 확보하도록 하여 퇴비원료가 호기성미생물에 의해 부숙되며, 부숙장 퇴비를 통과한 공기는 약한 냄새가 나며, 부숙 단계로 이송된 퇴비 중 덩어리가 형성된 것과 냄새물질이 미약하게 남아 있어 약간의 냄새가 발생하였다.
퇴비원료의 오존처리를 하지 않았을 때 발생되는 냄새 농도는 공기희석관능법으로 1200배에 달하던 악취가 오존처리 후 200배로 85% 저감되었으며, 미생물숙성과정의 퇴비 내부 온도도 숙성 초기 20℃~30℃이고, 미생물의 활동이 활발할 시기에는 70℃~80℃로 상승하며, 7일간 부숙 후 퇴비원료의 부숙도 78%로 오존처리를 하지 않은 기존의 데이터와 오존처리 후의 데이터가 특이한 차이가 없이 부숙되어 퇴비비료 제조에 적합하였다.
또한, 오존발생기에서 생산된 오존(O3)를 실내의 지면으로부터 6 내지 7m의 높은 곳에 오존살포노즐을 설치하여 오존을 살포하여 퇴비장 내의 냄새를 제거하고, 오존의 농도를 작업자 피해가 없는 0.1ppm 이하가 되도록 하여 작업자의 안전을 확보하고 악취 민원 해결과 실내 작업환경을 개선하였다.
[실시예 2]
<본 발명의 음식물 쓰레기 유기질퇴비장 실시 예>
음식물 쓰레기를 오존처리하는 제1단계에서는 음식물 쓰레기 일일 50톤 입고 되는 음식물 쓰레기 퇴비생산시설에서 입고된 음식물 쓰레기를 입상발효조(오존처리장) 바닥에는 오존(O3)을 송풍하기 위해 공기구멍이 있는 오존처리장 송풍배관이 설치되고, 오존처리장 송풍배관은 오존처리장 송풍기와 오존발생기가 연결 설치되며, 오존발생기에서 송풍 되는 풍량이 소량이고 풍압이 낮아 오존처리장에 적재되어 있는 음식물 쓰레기를 통과하기에 미약하므로 압력이 높고 풍량이 많은 송풍기로 70ppm의 오존을 송풍하여 냄새가 많은 음식물쓰레기는 탈취된다.
또한, 오존도 유기물질과 산화반응 되도록 하였다. 특히, 음식물 쓰레기의 냄새는 가축분뇨와는 달리, 암모니아 유화수소의 냄새는 상대적으로 낮고 알데히드류와 아민, 메르캅탄류의 냄새가 강하여 오존탈취에 소요시간이 길었다. 오존으로 송풍하기 전에는 공기희석관능법으로 700배의 악취가 발생되었으나, 오존으로 송풍한 후에는 300배 악취농도로 배출되어 냄새를 50% 저감되었다.
미생물을 보충하는 제2단계에서는 제1단계를 통과한 미 숙성된 음식물 쓰레기는 냄새는 저감되었지만, 각종 미생물 개체 수가 적어 바실러스 서브틸러스, 광합성균, 효모균를 혼합하여 음식물 쓰레기 1톤당 1kg의 미생물을 투입하여 충족된 미생물로 악취발생을 억제하고, 단백질과 섬유질 분해를 통해 퇴비 숙성을 촉진하며, 작물의 성장 영양분과 필수 아미노산과 비타민을 생성하여 퇴비비료 생산에 기여하도록 하였다.
부숙하는 제3단계에서는 제2단계에서 미생물이 투입된 음식물 쓰레기는 산소를 공급을 위해 부숙장 바닥에 공기를 송풍하기 위한 공기구멍이 있는 부숙장 송풍배관이 설치되고, 부숙장 송풍배관은 부숙장 송풍기와 연결 설치되어 송풍기의 바람이 송풍배관과 공기구멍을 통해 음식물쓰레기에 산소가 공급된다.
또한, 음식물 쓰레기를 섞어주는 교반기가 설치되어 주기적으로 퇴비를 섞어주고 통기성을 확보하도록 하여 퇴비원료가 미생물에 의해 부숙되어 부숙장 퇴비를 통과한 공기는 극심한 악취가 없다. 부숙 단계로 이송된 퇴비 중 덩어리가 형성된 것과 냄새물질이 미약하게 남아 있어 약간의 냄새가 발생하였지만, 퇴비원료의 오존처리 전 공기희석관능법으로 800배에서 악취가 300배로 65% 저감되었으며, 미생물 숙성과정의 퇴비 내부 온도도 숙성 초기 20℃~30℃이고, 미생물의 활동이 활발할 시기는 70℃~80℃로 상승하고, 7일간 숙성장 부숙도 72%로 오존처리를 하지 않은 기존의 데이터와 오존처리 후의 데이터가 특이한 차이가 없이 부숙되어 퇴비비료 제조에 적합하였다.
또한, 오존발생기에서 생산된 오존(O3)를 실내의 지면으로부터 6 내지 7m의 높은 곳에 오존살포노즐을 설치하여 오존을 살포하여 퇴비장 내의 냄새를 제거하고, 오존의 농도를 작업자 피해가 없는 0.1ppm 이하가 되도록 하여 악취 민원 해결과 실내 작업환경을 개선하였다.
상술한 바와 같이, 공기희석관능법으로 유기성 퇴비 비료 제품의 냄새의 농도를 2000배에서 400배 이하로 저감되어 배출되게 하여 초기에 비해 50 내지 80%의 악취를 감소시킨 것이다.
상술한 바와 같은, 유기성 퇴비 비료의 생산방법은 가축분뇨, 음식물 쓰레기, 동식물 폐기잔재물, 하수슬러지를 사용하여 퇴비 비료를 제품화하는데 적용할 수 있으므로 그 사용 및 적용대상이 광범위하다.
도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었으며, 여기서 사용된 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능할 것이며, 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
[부호의 설명]
1 : 오존처리장 2 : 미생물 투입장
3 : 부숙장 4 : 후숙장
5 : 포장 및 출하 11 : 퇴비원료 하차
12 : 오존처리장 퇴비원료 13 : 오존처리장 송풍기
14 : 오존처리장 송풍배관 15 : 공기구멍
16 : 퇴비원료를 통과한 공기 21 : 고체상 미생물
22 : 액상 미생물 분사노즐 31 : 부숙장 송풍기
32 : 교반기 33 : 부숙장 송풍배관
34 : 공기구멍 35 : 부숙장 퇴비를 통과한 공기
36 : 부숙장 퇴비 41 : 후숙장 퇴비
50 : 오존발생기 51 : 오존배관
52 : 오존처리 밸브 53 : 실내 오존탈취 밸브
54 : 오존 살포노즐

Claims (6)

  1. 유기성 퇴비 비료의 생산방법에 있어서,
    외부에서 반입된 퇴비원료를 오존처리장에 하차하고 오존발생기에 의해 생산된 오존(O3)으로 퇴비원료를 조사하여 냄새물질을 산화 탈취하여 냄새가 저감된 퇴비원료를 제공하는 오존처리 탈취단계(a)와;
    상기 오존(O3)처리로 인해 각종 미생물이 소멸되었거나 개체수가 적어 부숙(발효와 숙성) 단계가 지연될 수 있으므로 액상 또는 고체상의 미생물을 퇴비원료와 혼합 접종하는 미생물 보충단계(b)와;
    상기 미생물이 혼합된 퇴비원료의 혐기성 숙성을 막고 호기성 미생물 활동성을 지속적으로 유지하기 위해 산소공급에 필요한 송풍기와, 퇴비를 섞어주고 통기성 확보를 하기 위해 교반기로 교반작업을 하여 퇴비를 숙성시키는 부숙 단계(c)와;
    상기 부숙 단계를 통해 완숙되어 후숙(후 숙성)장으로 이동된 후숙장 퇴비속에 소화되지 않고 남은 유기물과 섬유질과 같은 난 분해성 물질을 2 내지 6개월동안 저장 부숙시켜 퇴비가 되도록 저장 숙성시키는 후숙 단계(d)와;
    상기 후숙 단계를 거친 후 유기성 퇴비 비료 제품으로 포장 출하되는 포장및 출하단계(e); 을 포함 함을 특징으로 하는 유기성 퇴비 비료의 생산방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 오존처리 탈취단계(a)에서, 퇴비원료를 오존(O3)으로 조사하여 탈취하기 위해 오존처리장의 바닥에는 오존(O3)을 송풍하기 위해 공기구멍이 있는 오존처리장 송풍배관이 설치되고, 상기 오존처리장 송풍배관은 오존처리장 송풍기와, 오존발생기에서 발생된 오존(O3)을 오존배관과 오존처리장 오존 밸브를 통해 연결 설치되며, 상기 오존발생기에서 발생한 오존(O3)은 풍량이 소량이고 풍압이 낮아 오존처리장에 적재되어 있는 퇴비원료를 통과하기에 미약하므로 압력이 높고 풍량이 많은 오존처리장 송풍기를 이용하여 송풍하는 것을 포함함을 특징으로 하는 유기성 퇴비 비료의 생산방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 오존처리 탈취단계(a)와 부숙단계(c)에서, 오존발생기에서 생산된 오존(O3)을 실내의 지면으로부터 6 내지 7m의 높은 곳에 오존살포노즐을 설치하고 저농도의 오존(O3)을 살포하여, 퇴비장 내에 저 농도로 분포되어 있는 냄새를 제거하고, 오존(O3)의 농도를 작업자 피해가 없는 0.1ppm 이하가 되도록 하는 것을 포함함을 특징으로 하는 유기성 퇴비 비료의 생산방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 오존처리 탈취단계(a)를 거친 퇴비원료에는 오존(O3)의 산화 분해력에 의해 냄새 물질이 탈취되지만, 이와는 별도로 퇴비생산에 유익한 미생물까지 소멸되거나 또는 개체수가 부족하여 퇴비 부숙이 지연됨을 보완하고 퇴비의 기능에 유익한 미생물을 보충하여 주는 것을 포함함을 특징으로 하는 유기성 퇴비 비료의 생산방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 오존처리 탈취단계(a)에서, 퇴비원료는 가축분뇨, 음식물 쓰레기, 동식물 폐기잔재물, 하수슬러지 중에서 단수 또는 복수개인 것을 포함함을 특징으로 하는 유기성 퇴비 비료의 생산방법.
  6. 제 1항에 있어서, 유기성 퇴비 비료 생산 공정에서 발생되는 냄새를 오존(O3)으로 50 내지 80% 감소시킨 것을 포함함을 특징으로 하는 유기성 퇴비 비료의 생산방법.
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