KR920004711B1 - 유기폐기물의 발효의 개량을 위한 황산칼슘의 사용 - Google Patents
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Abstract
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Description
특히 식물원의 유기폐기물은 주로 호기성인 미생물의 영향하에 파괴되어 부식토를 형성한다. 부식토 형성에는 세균 및 균류뿐만 아니라 원생동물 및 하등 및 고등충류도 관여한다. 부식토의 질 및 세균성 변환의 속도에 극히 중요한 것은 염기의 존재여부이다. 충분한 양의 염기성 광물질이 존재하면 염기포화 부식토 콜로이드가 형성되고 이것은 점토 콜로이드와 함께 토양중에 소위 흡수착체를 생성한다.
부식토 형성을 위해 보통 첨가되는 염기성 광물질에는 탄산칼슘과 백운암 그리고 산호석회 및 조류석회도 있다. 그러나 탄산칼슘 및 그의 탄산마그네슘과의 복염은 극난용성이어서 그 효과가 극소화 된다. 그 위에 어떤 미생물에 있어서는 알칼리성이 부정적 영향을 미치며 그로인해 부식토 형성시 부패속도가 느리게 될 수도 있다.
슬러지를 고화에 의해 청정케하여 폐기 가능하도록 하기 위해 이전부터 산화칼슘이 첨가되어 왔으나 산화칼슘은 먼저 살아있는 미생물을 완전히 또는 거의 박멸시키기 때문에 부식토 형성을 위해 적합한 촉진제가 될 수 없다.
특히 석탄 연소 발전소의 폐가스를 탈황하는 일이 증가함으로 인해, 가까운 장래에는, 이용될 수 없으며 여태까지 무가치한 부산물이였을 뿐 아니라 추가 폐기비용을 유발하는 황산칼슘인 소위 REA-석고가 대량 산출되는 것을 보게될 것이다.
DE-OS 3 614 183으로부터 황산칼슘을 백운암, 소다, 붕사 및 시트르산과 함께 비료 또는 유기폐기물용 신속 퇴비화제로 사용하는 것이 알려져 있다.
본 발명이 기초를 두고 있는 과제는 장차 대량 공급될 수 있을 것인 황산칼슘을 사용함으로써 유기 폐기물의 발효를 개량하는데 및/또는 토양을 더욱 개량하는데 있다.
본 발명에 따라, 유기 폐기물의 발효를 개량 및/또는 토양조건을 개량하기 위해, 황산칼숨을 몬모릴로나이트 및 적어도 일종의 인산염과 함께 사용한다.
본 명세서에서 유기폐기물질의 발효에 대해 언급할때는, 이 용어는 가장 광의로 해석되어야 할 것이다. 퇴비화 및 부식토화와 같은 식물성 또는 동물성 물질의 세균성파괴, 가정 및 공장 유기폐기물의 퇴화, 농업 및 삼림토양의 표면처리 및 세균 및 균류와 같은 미생물 작용에 의한 기타 유기폐기물 파괴과정을 의미한다.
본 발명에 따라 REA석고, 기타석고 경석고와 같은 원천의 황산 칼슘을 상기 혼합물에 사용하면 이 기술분야의 숙련자가 예측할 수 없는 다수의 놀라운 이점이 생긴다.
예컨대 발효되도록 그리고 부패하여 퇴비화하도록 유기 폐기물에 황산칼슘을 혼합하는 것은 용납이 될뿐 아니라 놀랍게도 이 혼합으로 발효가 활성화되고 촉진되는 것이며 이것은 아마 여러원인에 기인할 수 있다. 황산칼슘은 탄산칼슘보다 더 용이하게 용해될 수 있으며 중성반응을 하고 부패 개시시 긴요한 역할을 하는 방선균에 요구되는 칼슘뿐만 아니라 미생물이 요구하는 유황을 사실상 이미 산화된 형으로 함유하고 있다.
본 발명이 어떤 특정이론에 얽매이는 것은 원치않으며, 대신에, 황산칼슘을 첨가하면 퇴비화시 일어나는 화학반응이 보다 빨리 일어나 퇴비화가 종래기술 수준에 있어서 보다 빨리 끝나는 것은 실험적으로 증명될 수 있다.
퇴비화 또는 표면부 비옥화가 중요한 경우에 있어 본 발명에 따른 혼합물을 사용하면 부식토의 질이 크게 개량된다. 이것은 얻어진 부식토에 있어서 육안적으로 그리고 감지기에 의해 분명해질 수 있을뿐 아니라 상이한 방법에 의해 생성된 부식토에 대한 비교시험에 의해 증명될 수 있는 수확량 증가에 의해 정량화 될 수도 있다.
예컨대 실험에 의해, 본 발명에 의한 혼합물을 첨가하여 제조된 부식토로부터의 식물수확량은, 용암분말 또는 조류석회를 첨가하고 인산칼슘 및 벤토나이트를 함께 사용함에 의해, 또는 토마스 플라워(염기성 슬래그)와 벤토나이트의 혼합물을 첨가함으로써, 또는 황산칼슘, 백운암, 소다, 붕사 및 시트르산의 혼합물을 첨가함으로써 얻어지는 부식토로부터의 수확량 보다 훨씬 높다는 것을 확증할 수 있었다.
더욱이, 본 발명에 따라 사용된 혼합물을 첨가하여 유기폐기물을 세균 발효시키면 예컨대 카드뮴과 같은 중금속이 미생물에 의해 소모되기 때문에 해독효과도 생긴다는 것이 발견되었다. 카드뮴 함량이 낮은 기름에서는 세균활성이 현저히 증가하는 것까지도 관찰되었다.
끝으로, 본 발명에 따라 사용되는 혼합물은 동물 또는 인간 배설물에 첨가되면, 분액이 세균작용에 의해 신속히 파괴되기 때문에, 불쾌한 냄새를 제거할 수 있으며, 따라서, 성가신 냄새없이 비료로 사용 될 수 있다.
주지되어 있는 바와같이 동물 또는 식물원천의 어떤 유기폐기물의 세균성 변환은 호기적으로도 일어나기 때문에, 해당 유기폐기물이 고체 또는 액체 동물 또는 인간 배설물이건, 짚, 그루터기 또는 잎의 표면 살포 또는 표면 퇴비화이건, 떨어진 삼립수엽 또는 침엽이건, 퇴비장 또는 고체 발효장치에 있는 침강폐기물이건 간에 황산칼슘을 이용하는 유기폐기물의 발효는 효과적이다.
퇴비용 부패장 또는 고체 발효장치의 경우에서와 같은 대량 폐기물의 발효의 경우에는 유기폐기물 입방미터당 100g 내지 5㎏, 바람직하게는 15㎏이하, 특히 바람직하게는 5 내지 10㎏의 양으로 유기 폐기물에 황산칼슘을 가하는 것이 편리하다. 표면 퇴비화의 경우는 평방미터당 50㎏ 내지 5㎏ 바람직하기는 1㎏이하 특별히는 100㎏ 내지 500㎏의 양으로 황산칼슘을 뿌리는 것이 편리하다.
본 발명에 따라 첨가되는 몬모릴로나이트는 바람직하게는 벤토나이트 특히 칼슘벤토아니트이다. 몬모릴로나이트는 휴민산 위에 퇴적하고 그래서 형성되는 착체는 토양중의 물을 보유하기 때문에 특히 유리한 영향을 끼친다.
본 발명에 의하면, 인산염으로서는 이용성 인산염 또는 난용성 인산염을 사용할 수 있다. 이용성 인산염은 주지의 과인산염인데 이것은 2수소 인산칼슘과 황산칼슘을 함유하며 인광석을 황산과 반응시킴으로써 얻어질 수 있다.
그러나 본 발명에 따라서는, 특히 인광석가루 및/또는 토마스 인산염 가루와 같이 용이하게 용해하지 않는 인산염을 사용하는 것이 바람직하다. 토마스 인산염은 토마스 변환기의 라이닝으로부터 나오며 약 15%의 P2O5를 함유한다.
인광석은 예컨대 P2O5함량 약 30%을 갖는다.
상기 성분들에 추가하여 본 발명에 의해서는 토마스석회 또는 주물공장석회를 황산칼슘과 함께 사용하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 새 필수성분인 황산칼슘, 몬모릴로나이트 및 인산염은 발효시키려는 유기폐기물내에 따로따로 배합에 넣어질 수도 있고 또는 개량하려는 토양에 따로따로 가해질 수도 있다.
그러나 바람직하게는 이들은 토양개량제 또는 유기 폐기물 발효개량제로서 서로 섞은 혼합물로서 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 그런 개량제는 기타의 알칼리 토금속화합물 바람직하게는 칼슘 및/또는 마그네슘 화합물 또는 그런 화합물을 함유하는 광물을 함유할 수도 있을 것이다.
또한 본 발명에 의한 개량제는 바람직하게는 광물가루 및/또는 슬래그 가루의 형으로 추가의 미량성분을 함유하게 하는 것이 편리하다.
본 발명에 의한 토양개량제의 특히 유리한 형은, 황산칼슘, 몬모릴로 나이트 및 인산염의 혼합물에 추가하여 개량제가 포옴플레이크(해면상 박면) 바람직하게는 아미노플라스트 포옴 플레이크 및 부식토를 또한 함유하면 얻어질 수 있다.
적당한 아미노플라스트 포옴 플레이크는 DE-PS 2 447 880에 따라 만들어질 수 있는데 그 전체내용을 본 발명에서는 참고하고 있다. 본 발명에 따라 사용되는 포옴플레이크는 특히 DE-PS 2 447 880에 기재되어 있는 특징을 갖는다. 편리하게는, 토양개량제는 부식토의 용적부당 3 내지 6 용적부, 바람직하게는 4 내지 5 용적부의 포옴플레이크와 0.025 내지 0.25부, 바람직하게는 0.05 내지 0.15 용적부의 황산칼슘, 몬모릴로나이트 및 인산염의 혼합물 그리고 있을 수 있는 미량성분을 함유한다.
황산칼슘, 몬모릴로나이트 및 인산염이 따로따로 사용되거나 또는 미리 서로 섞어 사용되거나에 관계없이, 본 발명에 의한 이들 세성분의 양비율은 황산칼슘대 몬모릴로나이트의 중량비는 1 : 0.1 내지 10, 바람직하게는 1 : 0.25 내지 5, 그리고 특히 1 : 0.5 내지 1.5, 그리고 황산칼슘대 인산염의 중량비는 1 : 0.1 내지 10, 바람직하게는 1 : 0.25 내지 5, 그리고 특히 1 : 0.5 내지 2가 되도록 조절하는 것이 유리하다. 예컨대 좋은 결과는 황산칼슘대 몬모릴로나이트 대 인산염이 1 : 1 : 1 또는 1 : 1 : 0.5일때 얻어진다.
[비교예 1]
통상적인 양갓냉이 시험범에 따라, 본 발명에 따라 만들어진 부식토를 종래법에 따라 얻어진 2종류의 부식토와 수확량에 관해 비교했다.
식물성 폐기물 1.5㎥당 1㎏의 황산칼슘, 5㎏의 백운암, 15㎏의 토마스 인사염가루 및 10㎏ 벤토나이트를 가하여 정지형 터널 반응기에서 본 발명에 따른 부식토를 얻었다. 이 부식토를 부식토 A라 지명했다. 비교부식토 B를 비슷한 방식으로 10㎏ 벤토나이트와 15㎏의 토마스 인산염 가루를 첨가하고 그러나 황산칼슘은 첨가하지 않고 만들었다. 또 하나의 비교부식토 C를 1.5㎥당 10㎏의 벤토나이트, 10㎏의 용암가루 및 10㎏의 인광석을 첨가하여 같은 장치에서 제조했다. 끝으로 비교부식토 D로서는 쇠똥을 근거로 한 시판 충류부식토를 사용했다.
양갓냉이 정량시험중에는, 40×25×6㎝ 치수의 납작한 시멘트사발에 시험할 퇴비를 담고 10㎏의 양갓냉이 씨를 파종했다. 제 2 일 및 제 4 일에는 소모되어버린 물을 보충했다. 제 6 일에 양갓냉이를 가위로 절단하여 평량했다.
그 결과, 비교부식토 C는 86g, 시판 충류부식토 D는 124g을 산출했고, 토마스 인산염가루와 벤토나이트만을 사용하여 얻은 부식토 B는 137g을 산출했으나, 황산칼슘을 첨가 사용하여 본 발명에 따라 얻은 부식토 A로부터는 160g의 수확량이 얻어졌다.
따라서 황산칼슘을 첨가하면 수확량증가의 형태로 부식토를 상당히 개량시킬 수 있음이 분명하다.
[비교실험 2]
DE-OS 3 614 183의 목적물에 비하여 본 발명의 놀라운 공업적 효과를 실증하기 위해 양갓냉이씨로 비교시험을 행하였다.
3.8g의 석고, 3.8g의 토마스 인산염 및 1.5g의 벤토니아트와 철저히 혼합시킨 1ℓ의 부식토를 뱃치 A를 만들었다.
5g의 이수석고분말, 1.5g의 백운암분말, 0.5g의 소다, 0.175g의 붕사 및 0.05g의 시트르산과 철저히 혼합시킨 1ℓ의 부식토로 뱃치 B를 만들었다.
뱃치 A와 B의 각각으로부터 4g씩을 각각 물50㎖로 혼합하여 슬러지를 만들고 4g의 양갓냉이 종자를 그 속에 넣어 90분간 부풀게했다.
두가지의 종자가 든 슬러지를 부식토가 있는 화초 재배용 격자위에 살포하고 우수로부터 보호되는 장소의 대기중에 내놓았다. 일정한 토양내 수위를 확실히 유지되게 하는 재배용 급수기에 의해 자동으로 급수를 행했다.
결과 :
뱃치A 뱃치B
종자슬러지의 pH치 8.0 8.6
24시간후 발아한 종자의 수 78 69
3일후 발아한 종자의 수 약250 약150
10일후 발아한 식물의 평균길이 45㎜ 35㎜
종자핵을 포함한 10일후의 생중량 31g 24g
Claims (16)
- 유기폐기물의 발효의 개량 및/또는 토양 개량을 위한 몬모릴로나이트 및 적어도 1종의 인산염과 함께 황산칼슘의 사용.
- 제 1 항에 있어서, 황산칼슘이 폐가스 탈황시 생성된 황산칼슘인것을 특징으로 하는 황산칼슘의 사용.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 황산칼슘 대 몬모릴로나이트의 중량비는 1 : 0.1 내지 10이고, 황산칼슘대 인산염의 중량비는 1 : 0.1 내지 10인 것을 특징으로 하는 황산칼슘의 사용.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적어도 1종의 난용성 인산염과 병용하는 것을 특징으로 하는 황산칼슘의 사용.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 추가의 다른 알칼리 토금속 화합물과 병용하는 것을 특징으로 하는 황산칼슘의 사용.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 몬모릴로나이트 및 인산염과의 혼합물로 사용하는 것을 특징으로 하는 황산칼슘의 사용.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 발효시킬 유기폐기물 입방 미터당 100㎏ 내지 50㎏의 양으로 사용하는 것을 특징으로 하는 황산칼슘의 사용.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 표면 퇴비화를 위해 평방미터당 50g 내지 5㎏의 양으로 사용하는 것을 특징으로 하는 황산칼슘의 사용.
- 황산칼슘을 함유하는, 유기 폐기물의 발효의 개량 및/또는 토양개량을 위한 약제에 있어서, 몬모릴로나이트와 적어도 1종의 인산염도 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 개량제.
- 제 9 항에 있어서, 황산칼슘으로서 폐가스 탈황시 생성된 황산칼슘을 함유하는 것을 특징으로 하는 개량제.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 황산칼슘대 몬모릴로나이트는 1 : 0.1 내지 10 그리고 황산칼슘대 인산염은 1 : 0.1 내지 10의 중량비율로 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 개량제.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 인산염으로서 난용성 인산염을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 개량제.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 추가로 다시 알칼리토금속 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 개량제.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 추가적으로 미량원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 개량제.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 포옴플레이크(해면상박편)도 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 개량제.
- 제 15 항에 있어서, 부식토의 매용적부당 포옴플레이크 3 내지 6 용적부와 제 9항 또는 제 10 항에 의한 혼합물 0.025 내지 0.25 용적부를 함유하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 개량제.
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