KR20050095810A - The method of improving acid soil by using wastewater and improving matter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 농축산 폐수 및 각종 음식물 쓰레기의 침출수 등 유기 폐수로부터 산성토양을 개선시키는 방법 및 이에 사용되는 개선제에 관한 것으로서 , 개선제는 황토,생석회,맥반석을 포함하며 바람직하게는 패각이 더 포함될 수 있으며, 개선방법으로는 a) 농축산 폐수 및 각종 음식물 쓰레기의 침출수에, 분쇄된 산성토양과 황토,생석회,맥반석을 포함하는 상기 개선제를 혼합통 속에 교반시키면서 배합하는 단계; b) 배합된 물질을 공기의 압력을 이용하여 다시 혼합시키는 단계; c) 혼합물질을 저장통으로 이송시켜 침전을 통한 물질분리가 될 수 있도록 방치시키는 방치단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기폐수를 이용한 토양의 개선방법이 제시된다.The present invention relates to a method for improving acidic soil from organic wastewater, such as leachate of concentrated livestock wastewater and various food wastes, and an improving agent used therein. The improving agent includes loess, quicklime, elvan, preferably shells. The improvement method includes the steps of: a) blending the improving agent comprising crushed acidic soil, loess, quicklime and elvan in the mixing vessel into the leachate of the concentrated livestock wastewater and various food wastes; b) mixing the blended material again using air pressure; c) A method for improving soil using organic wastewater is provided, which comprises a step of leaving the mixture to a storage container and allowing the material to be separated by sedimentation.
본 발명에 의하면 저렴한 비용으로도 특히 농축산업폐수를 재처리 하여 정화시킬 수 있을 뿐 아니라, 산성의 흙을 알칼리화 할 수 있어 농축산업 발전에 일거양득의 효과를 가져올 수 있다.According to the present invention, not only can the wastes of the industrial wastewater be reprocessed and purified, but also the acidic soil can be alkalinized at low cost.
Description
본 발명은 음식물 쓰레기, 축분 등의 각종 오폐수를 흙과 각종 개선제를 이용하여 정화시키는 한편, 침전된 슬러지는 재처리하여 알칼리화된 개선 토질을 제공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of purifying various wastewaters such as food waste, animal waste, etc. using soil and various improving agents, while retreating the precipitated sludge to provide alkalized improved soil.
특히,인간 분뇨의 BOD 농도가 1만 2500ppm인데 비하여 젖소와 육우가 2만 8500ppm, 돼지가 6만 8000ppm, 닭이 6만 5000ppm에 이르는바, 이러한 폐수를 적정하게 처리하지 않고 공공수역으로 방류하게 되면 하천의 수질악화 및 호수의 부영양화를 초래할 뿐만 아니라 악취 및 해충피해 등의 요인이 되어 심각한 환경오염의 원인이 된다.In particular, human manure has a BOD concentration of 1, 2500 ppm, compared to 28,500 ppm of cows and beef cattle, 68,000 ppm of pigs, and 65,000 ppm of chickens. When this wastewater is discharged into public waters without proper treatment, Not only does it cause deterioration of water quality and eutrophication of lakes, but it also causes odor and pest damage, which causes serious environmental pollution.
이와 같은 환경오염을 줄이기 위한 종래의 오폐수 처리방법으로는 활성오니법, 건조 가공 처리법 등이 있어 왔는바, 종래의 오폐수 처리방법인 활성오니법(활성슬러지법)은 폭기조내의 미생물에 의한 유기물(오염물질)을 산화 분해하여 정화하는 원리로서, 세균의 생육 발달이 활발할수록 오.폐수의 정화가 효과적으로 이루어진다 할 수 있다. 그러나, 세균의 생육 발달에 필요한 산소가 폭기조내에서 전달되는데 한계가 있으며, 산소이용률 또한 공기공급량의 6∼10%에 불과할 정도로 극히 낮아, 하·폐수의 정화를 위해서 광범위하게 적용되어 왔던 생물학적 폐수처리의 대표적인 Process인 표준 활성오니법으로는 방류수의 수질기준을 만족하기가 매우 어려운 상황이었다. Conventional wastewater treatment methods for reducing such environmental pollution have been activated sludge method and dry processing method, the active sludge method (active sludge method), which is a conventional wastewater treatment method, is an organic material (contamination) caused by microorganisms in the aeration tank. As a principle of oxidative decomposition and purification of substances, the more active the growth and development of bacteria, the more effective the purification of wastewater. However, the oxygen necessary for the growth and development of bacteria is limited in the aeration tank, and the oxygen utilization rate is extremely low, which is only 6-10% of the air supply, and biological wastewater treatment which has been widely applied for the purification of sewage and wastewater. The standard activated sludge process, which is a representative process of, was very difficult to meet the water quality standard of effluent.
또한 종래의 유기 폐기물을 퇴비화하는 방법으로서 가열을 통한 건조 가공처리법이나 기타 발효균의 작용을 통한 유기질 비료 등을 생산하는 방법 등이 공지되어 왔으나, 가열법은 비용이 많이 소요되며, 발효법은 장기간의 시간이 걸리는 문제가 있어왔으며, 기존 산성토양을 유기질이 풍부한 알칼리 토양으로 직접 전환시키는 방법은 별다른 것이 없었던 것이 현실이었다.In addition, conventional methods for composting organic wastes have been known, such as drying processing through heating or producing organic fertilizer through the action of other fermentation bacteria, but the heating method is expensive and the fermentation method is a long time. This has been a problem, and the reality was that there was no direct way to convert existing acid soils into organic soils rich in organic matter.
본 발명은 상기의 제반 문제를 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 농축산 폐수 및 각종 음식물 쓰레기의 침출수 등 유기폐수를 정화하는데 있어서, 흙 등을 이용하여 보다 경제적이면서 단순한 정화방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a more economical and simple purification method using soil, etc. in the purification of organic wastewater, such as leachate of agricultural and livestock wastewater and various food waste. .
본 발명의 다른 목적은 농축산 폐수 및 각종 음식물 쓰레기 침출수로부터 바로 유기물이 풍부한 알칼리 토양을 생성하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing an organic-rich alkaline soil directly from concentrated livestock wastewater and various food waste leachate.
본 발명은 농축산 폐수 및 각종 음식물 쓰레기의 침출수 등 유기 폐수로부터 산성토양을 개선시키는 개선제 및 이를 이용한 개선방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 개선제는 황토, 맥반석, 생석회가 포함되며, 바람직하게는 패각이 더 포함될 수 있으며, 개선방법으로는 a) 농축산 폐수 및 각종 음식물 쓰레기의 침출수에, 분쇄된 산성토양과 황토,생석회,맥반석을 포함하는 상기 개선제를 혼합통 속에 교반시키면서 배합하는 단계; b) 배합된 물질을 공기의 압력을 이용하여 다시 혼합시키는 단계; c) 혼합물질을 저장통으로 이송시켜 침전을 통한 물질분리가 될 수 있도록 방치시키는 방치단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기폐수를 이용한 토양의 개선방법이 제시되며, 바람직하게는 상기 단계 이후에, d) 방치 후 분리된 물질을, 상층의 것은 액상통으로 이송하여 액비나 소독수로 이용하거나 재차 개선제를 투입하여 정화 후 방류시키는 한편, 하층에 침전된 물질은 건조시켜 알칼리 토양으로 가공하는 재처리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기폐수를 이용한 토양의 개선방법이 더 포함될 수 있다.The present invention relates to an improving agent for improving acidic soil from organic wastewater, such as leachate of concentrated livestock wastewater and various food wastes, and an improvement method using the same. The improving agent according to the present invention includes loess, elvan, quicklime, and preferably shells. The method may further include a) mixing the improved agent including crushed acidic soil, loess, quicklime and elvan in a mixing vessel with a concentrated acid leachate and leachate of various food wastes; b) mixing the blended material again using air pressure; c) A method for improving soil using organic wastewater is provided, comprising the step of leaving the mixture to a reservoir to allow material separation through sedimentation, preferably after the step, d ) After leaving, the separated material is transferred to the liquid container and used as liquid fertilizer or disinfectant water, or it is purified and discharged by adding the improver again, while the material deposited in the lower layer is dried and processed into alkaline soil. It may further include a method for improving the soil using an organic wastewater comprising.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명에 따른 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공정도이며,Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a flow chart according to the invention, Figure 2 is a process chart according to the invention,
도 3은 본 발명에 따른 추가 공정도이다.3 is a further process diagram according to the present invention.
a) 배합단계(s101)a) compounding step (s101)
농축산 폐수 및 각종 음식물 쓰레기 침술수 (이하 '유기 폐수'이라 한다)를 처리하기 위하여 유기폐수인 원폐수를 폭기하게 되는데, 이는 공기와의 접촉을 활발히 하여 개선제 투입시 반응률을 높이기 위한 것이며, 여기에 산성화된 토양과 알칼리성을 나타내는 패각 , 강알칼리성인 생석회(CaO),맥반석 및 황토 등으로 구성된 개선제를 배합시키는데 , 유기 폐수와 흙 및 개선제를 배합하는 비율은, 유기폐수: 산성토양 : 개선제 = 1 : 0.4 내지 0.6 : 0.2 내지 0.4로 함이 이상적이다.In order to treat concentrated livestock waste and various food waste acupuncture water (hereinafter referred to as 'organic waste water'), organic wastewater is aerated.This is to increase the reaction rate when the improver is added by actively contacting with air. The compounding agent is composed of acidified soil and alkalinity shell, strong alkaline quicklime (CaO), elvan and loess. The ratio of organic wastewater and soil and improving agent is organic wastewater: acidic soil: improver = 1: 0.4 To 0.6: 0.2 to 0.4 is ideal.
예를 들어 1000kg의 축산폐수가 있는 경우, 산성토질:450 ~ 600kg, 황토 :50 ~ 120kg, 생석회:20 ~ 120kg, 맥반석:30 ~ 130kg ,패각:40 ~ 200kg 이 함유될 수 있되, 상기 산성토질이나 개선제의 함유량은 상기한 비율의 범위 내에서 조정되게 된다.For example, if there is 1000kg livestock wastewater, acid soil: 450 ~ 600kg, loess: 50 ~ 120kg, quicklime: 20 ~ 120kg, elvan: 30 ~ 130kg, shell: 40 ~ 200kg may contain, the acid soil The content of the or improving agent is adjusted within the range of the above ratio.
황토는 탄산칼슘(CaCO3)를 다량 함유하고 있으며, 또한 실리카(SIO2), 알루미나 (Al2O3), 철분, 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 칼리 등도 포함하고 있다. 황토가 오폐수와 접촉하게 되면 황토의 콜로이드입자가 오수중의 현탁물질(영양물질, 균류 등)을 응집, 흡착하며 황토 입자 사이의 빈 공간이 불순물, 오염물질을 흡착 분해해서 산소를 풍부하게 하는 역할을 하게 된다.Ocher contains a large amount of calcium carbonate (CaCO 3 ), and also contains silica (SIO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), iron, magnesium (Mg), sodium (Na), and kali. When loess comes into contact with waste water, the colloid particles of loess aggregate and adsorb suspended solids (nutrients, fungi, etc.) in the sewage, and the empty space between the loess particles adsorbs and decomposes impurities and contaminants to enrich oxygen. Done.
개선제로 사용되는 생석회(CaO)는 수분과 반응하면 수산화칼슘( Ca(OH)2 )이 생성되는데,이 반응은 100 도 이상의 고열을 동반하는 발열반응으로서 유기 폐기물에 포함되어 있는 각종 유해 미생물을 살균시키게 된다.Quicklime (CaO) used as an improver produces calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) when reacted with moisture, which is an exothermic reaction with a high temperature of 100 degrees or higher, which kills various harmful microorganisms contained in organic waste. do.
맥반석의 주성분은 무수규산과 산화알루미늄이고, 산화 제2철이 소량 함유되어 있다. 이것은 1㎤당 3~15만 개의 구멍으로 이루어져 있어 흡착성이 강하고, 약 2만 5000종의 무기염류를 함유하고 있다. 중금속과 이온을 교환하는 작용을 하기 때문에 유해금속 제거제로도 사용하며, 이 암석에 열을 가하면 원적외선을 방출하는 것으로 알려져 있어 유기 폐기물에 함유된 유해물질의 흡착과 정화를 효과적으로 수행하게 된다.The main components of elvan are silicic anhydride and aluminum oxide, and a small amount of ferric oxide is contained. It consists of 3 to 150,000 holes per 1 cm 3, which is highly adsorbable and contains about 25,000 inorganic salts. It is used as a toxic metal remover because it functions to exchange heavy metals and ions, and it is known to emit far infrared rays when heat is applied to the rock, which effectively performs the adsorption and purification of harmful substances contained in organic waste.
패각은 탄산칼슘(CaCO3)이 주성분이고 인산칼슘(Ca3(PO4)2 )이나 탄산 마그네슘(MgCO3) 등이 적은 양 들어 있다. 무기물의 함량비는 종에 따라 다른데 탄산칼슘은 89∼99%, 인산칼슘은 1∼2%이다. 특히 패각에 함유된 인산칼슘은 식물생육에 반드시 필요한 요소로서 개선제와 함께 배합되는 산성토양을 개선시키는데 중요한 역할을 한다.The shell is mainly composed of calcium carbonate (CaCO 3 ) and contains small amounts of calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) and magnesium carbonate (MgCO 3 ). The content ratio of the inorganic substance varies depending on the species, with calcium carbonate being 89 to 99% and calcium phosphate being 1 to 2%. In particular, the calcium phosphate contained in the shell plays an important role in improving the acid soil mixed with the improver as an essential element for plant growth.
개선제로는, 알칼리성인 소석회와 화문석 및 공극율을 높히기 위하여 모래 및 잡석 등이 더 사용될 수 있다.As the improver, sand and rubble may be further used to increase alkaline hydrated lime, fossil stone and porosity.
b) 혼합단계(s103)b) mixing step (s103)
혼합통속에 유기 폐수와 함께 산성토양 및 개선제를 상기와 같이 적정비율로 배합한 후 콤프래셔 또는 펌프에 연결되며 혼합통의 바닥에 부설된 배출관에 형성된 배출구를 통하여 공기를 고압으로 분출시켜 혼합통내 혼합물을 2차적으로 혼합시키게 된다.Mix the acid soil and improver with the organic waste water in the mixing vessel at the proper ratio as above, and then connect the compressor or pump and blow out the air at high pressure through the discharge port formed at the discharge pipe attached to the bottom of the mixing vessel. Will be mixed secondary.
특히 축산폐수는 생물화학적 산소요구량(BOD)이 보통 5000mg/l 이상으로, 매우 높게 나타나는바, 이는 폐수에 유기물질이 다량 함유되어 미생물이 이것을 분해 안정화하는데 많은 양의 산소를 소모한다는 것을 의미하므로, 산소가 포함된 공기로써 혼합을 유도함으로써 미생물에 의한 유기 폐기물의 분해를 보다 촉진시키게 되며, 교반기 또는 펌프와 병행하여 사용하는 경우 더욱 효과적으로 혼합이 이루어지게 된다.In particular, livestock wastewater has a very high biochemical oxygen demand (BOD) of 5000 mg / l, which is very high, which means that the wastewater contains a large amount of organic material, which means that the microorganism consumes a large amount of oxygen to decompose and stabilize it. By inducing the mixing with the air containing oxygen to promote the decomposition of organic waste by the microorganism more, when used in combination with a stirrer or a pump is more effectively mixed.
c) 방치단계(s105)c) leaving step (s105)
본 단계에서는 혼합을 마친 후 1 시간 내지 3 시간 동안 침강이 이루어질 수 있도록 저장통에서 방치하게 되는데, 유기 폐기물과 산성토양 및 개선제가 물리 화학적인 반응을 통하여 유해 성분이 흡착되는 한편, 각종 병균 등이 제거되어 유기 폐기물의 일부는 침강하게 되는바, 이때 상층에 포함된 정제수는 분리하여 액상통으로 이송시키고, 침강되어 있는 물질은 분쇄되어 혼합된 상태의 유기 폐수의 침전물 및 개선제와 산성 토양인바, 개선제에 포함된 황토, 맥반석, 생석회 등은 유기 폐기물을 살균 정화 흡착시키는 한편, 산성 토양을 알칼리화시키게 된다.In this step, the mixture is left in a reservoir for sedimentation for 1 to 3 hours after mixing is completed. Organic wastes, acidic soils, and modifiers are adsorbed through harmful chemicals through physical and chemical reactions, and various germs are removed. Part of the organic waste is settled, wherein the purified water contained in the upper layer is separated and transferred to the liquid container, and the precipitated material is pulverized and mixed with the precipitate and the improver and the acidic soil of the organic waste water. Ocher, elvan, quicklime, etc., sterilize, purify and adsorb organic waste, while alkalizing acid soils.
d) 재처리단계(s107)d) reprocessing step (s107)
방치단계를 거친 산성 토양, 개선제 및 유기 폐기물은 액상인 상층과 고형상인 하층으로 분리되게 되며, 방치 시간을 길게 할수록 분리는 확연하게 이루어 지게 된다.The acidic soil, the improver and the organic waste that have undergone the neglecting step are separated into a liquid upper layer and a solid lower layer.
상층으로 분리된 액체물질을 액상 처리액이라 하고,하층으로 분리된 고형물질을 고상 처리물이라 하면, 분리된 상층의 액상 처리액은 펌프를 이용하여 액상통으로 이송시킨 후에 재처리를 거쳐, 액비나 축사등에 소독수로 사용하게 할 수도 있으며, 방류시키거나, 유기 폐기물의 정화과정에 다시 사용하게 할 수도 있다.When the liquid substance separated into the upper layer is called a liquid treatment liquid, and the solid substance separated into the lower layer is called a solid treatment product, the liquid treatment liquid from the separated upper layer is transferred to a liquid container using a pump and then reprocessed. It can be used as a disinfectant in a barn, etc., or it can be discharged or used again for the purification of organic waste.
액상 처리액을 재처리하는 방법은 유기 폐기물을 정화시키는 방법을 재차 사용하게 되는바, 다시 흙이나 패각, 생석회, 맥반석 등으로 구성된 개선제를 첨가하여 다시 혼합시킨 후 방치하는 단계를 거치게 되면 다른 액상통으로 이송된 액상 처리액에 포함된 유해성분을 살균, 흡착시켜 침강시키게 되는바, 여기서 다시 액상인 상층과 고형상인 하층으로 분리 되며, 상층으로 분리된 액상 처리액은 방치 시간을 길게 하면 거의 방류가 가능한 정도로 정화가 되게 된다.The reprocessing of the liquid treatment liquid is to re-use the method of purifying organic waste, and again, after adding the improving agent composed of soil, shells, quicklime, ganban stone, etc. The harmful components contained in the transferred liquid treatment solution are sterilized and adsorbed to settle. Here, the liquid is separated into an upper layer and a solid lower layer, and the liquid treatment liquid separated into the upper layer can be discharged almost at long time. It becomes a degree of purification.
고형 처리물은 건조과정을 거치게 되는데, 건조과정을 일정기간 거치게 되면 유기질이 풍부한 알칼리 토질로 변모하게 된다.The solid treatment is subjected to a drying process, and after a certain period of time, the solids are transformed into alkaline soil rich in organic matter.
고형 처리물을 건조시키는 침전조는 측면과 바닥에 분출구가 다수 형성되어 있는 분출관이 일정 간격을 두고 설치되어 있게 되며, 분출구를 통하여 공기와 열을 분사시킴으로써 보다 효과적으로 건조시키게 된다.The settling tank for drying the solid treatment product is provided with a plurality of ejection pipes are formed at regular intervals on the side and the bottom, it is dried more effectively by injecting air and heat through the ejection openings.
상층부의 고형 처리물이 건조되는 경우 트랙터, 경운기, 포크레인 등의 장비로 고형 처리물을 뒤엎어 주고, 흙, 황토, 모래, 잡석, 생석회, 맥반석 등의 개선제를 고르게 분쇄하여 고형 처리물과 혼합하여 주면, 개선제 특유의 살균, 흡착, 정화작용이 이루어짐과 동시에, 보다 공극율이 개선됨으로써 공기의 순환이 원활하여 지고 내부의 표면적이 증대되어 물리화학적인 반응이 용이하게 이루어 지게 된다.When the solid treatment of the upper layer is dried upside down the solid treatment with equipment such as tractors, tillers, fork-lanes, and evenly grinds the improver such as soil, loess, sand, rubble, quicklime and elvan, mixed with the solid treatment. In addition to the sterilization, adsorption, and purification of the improving agent, the porosity is improved, and the circulation of the air is smoothed and the internal surface area is increased to facilitate the physicochemical reaction.
고형 처리물에 대한 건조 기간은 바람직하게는 5일 내지 10일이며, 상기 건조 기간이 지난 후에는 고형 처리물은 각종 미네랄이 풍부하며, 내병충해성을 가지는 토질로 변화되어, 산성화되어 농작물이 생육되기 어려운 토양에 살포하여 주면, 기존 토질이 개량되어 농작물의 생육, 발달이 효과적으로 개선된다.The drying period for the solid treatment is preferably 5 days to 10 days, and after the drying period, the solid treatment is rich in various minerals, changed to soil having disease resistance, and acidified to grow crops. When sprayed on soils that are difficult to reach, the existing soil is improved and the growth and development of crops is effectively improved.
이하 제시되는 실험결과는 본 발명에 따른 개선효과를 측정하기 위한 것으로, 축산폐수 1L 에 산성토양(Ph 5.7)400g 과 개선제(황토, 맥반석, 생석회)240g 을 투여하여 혼합한 뒤 5시간을 방치하였다.The experimental results presented below are for measuring the improvement effect according to the present invention. After 1L of livestock wastewater was mixed with 400 g of acidic soil (Ph 5.7) and 240 g of improving agent (ocher, elvan, quicklime) and left for 5 hours. .
본 발명에 의하면 원심분리기 등의 고가의 장비를 필요로 하지 않으며, 자연물질에 의하여 안정적으로 유기 폐기물이 정화되므로 비용이 절감되며, 단순히 오폐수 정화에 그치지 않고 산성 토양을 각종 미네랄이 풍부한 알칼리 토양으로 변환시킴으로써 기존경작지의 흙을 걷어내고 새로 황토로 복토 하였던 것에 대체 가능하고 또 농작물의 생육환경을 획기적으로 개선 시키는 방법이 제공된다. According to the present invention, no expensive equipment such as a centrifuge is required, and organic waste is reliably purified by natural substances, thereby reducing costs, and not only merely purifying wastewater, but also converting acidic soil into various mineral-rich alkaline soil. By removing the soil of the existing farmland and replacing with the new loess, it provides a way to improve the growth environment of the crop.
도 1은 본 발명에 따른 순서도이다.1 is a flow chart according to the invention.
도 2는 본 발명에 따른 공정도이다.2 is a process diagram according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 추가 공정도이다.3 is a further process diagram according to the present invention.
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