퇴비

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퇴비는 분해된 유기물로 구성된 미세하게 분할된 느슨한 물질입니다. 그것은 주로 작물 성장을 촉진하기 위해 식물 영양소 및 토양 조절제로 사용됩니다. 많은 사람들이 퇴비 생산을 삽으로 돌보는 작은 정원 퇴비 더미와 연관시키지만 대부분의 퇴비는 기계화된 장비를 사용하여 대규모 시립, 산업 또는 농업 시설에서 생산됩니다.

배경

"흙보다 오래된"이라는 표현은 확실히 퇴비에 적용됩니다. 자연은 지구에서 삶과 죽음의 순환의 일부로 수백만 년 동안 퇴비를 생산해 왔습니다. 인간이 최초의 퇴비 형태인 동물성 분뇨를 사용한 것은 기원전 약 3,000년 <소형>이었습니다. 이집트에서는 비료로 밭에 직접 살포했습니다. 나중에, 거름은 더러운 마구간 짚 및 기타 쓰레기와 혼합되어 필요할 때까지 쌓아 두었습니다. 비는 더미를 젖게 하고 분해 과정을 도우며 풍부한 퇴비를 생성했습니다.

그리스인과 로마인은 작물 생산을 늘리기 위해 퇴비의 가치를 알고 있었고 심지어 겨울에 여름 야채를 생산하기 위해 퇴비를 분해하는 따뜻함을 사용했습니다. 기독교 수도원은 로마 제국이 멸망한 후 유럽에서 퇴비화 기술을 유지했으며 약 1200년경에는 많은 농부들이 퇴비를 다시 사용하게 되었습니다. 셰익스피어는 1600년대 초반에 쓴 여러 희곡에서 이를 언급합니다.

미국에서 조지 워싱턴 대통령과 토마스 제퍼슨 대통령은 1700년대 후반과 1800년대 초반에 저명한 지주였습니다. 그들은 국정에 관여하지 않았을 때 다양한 퇴비화 방법과 재료 실험을 포함하여 혁신적인 농업 관행을 시도하는 데 많은 시간을 보냈습니다. 몇 년 동안 계속된 작물이 동부 해안의 토양에 있는 영양분을 고갈시키면서 퇴비화 관행이 널리 퍼졌습니다. 이러한 경향은 미국에서 사용되는 비료의 90%가 퇴비에서 나온 것으로 추정되는 1900년대 초반까지 계속되었습니다.

1913년 독일 회사가 비료를 포함한 합성 질소 화합물을 생산하기 시작하면서 모든 것이 바뀌었습니다. 이 새로운 화학 비료는 지저분한 동물 거름 퇴비보다 저렴하게 생산할 수 있었고 농장의 퇴비 더미는 순식간에 과거의 일이 되었습니다. 1950년까지 미국에서 사용되는 비료의 1%만이 퇴비에서 파생된 것으로 추정되었습니다.

이러한 경향의 한 가지 주목할만한 예외는 1942년 J.I. 유기농법 개발의 저명한 선구자 Rodale. Rodale은 합성 비료에 의존하는 것의 위험성과 천연 자원에서 추출한 퇴비를 사용하는 것의 이점을 처음으로 목격한 사람 중 한 사람이었습니다. 퇴비화는 1960년대의 환경 의식 시대에 일시적인 발전을 이루었지만 1980년대가 되어서야 큰 사업이 되었습니다. 이러한 급증은 퇴비의 긍정적인 측면에 대한 새로운 인식의 결과가 아니라 오히려 쓰레기의 부정적인 측면에 대한 관심이 높아진 결과였습니다. 간단히 말해서, 쓰레기를 없애기 위한 우리의 노력으로 우리는 공기를 오염시키고 강을 오염시키며 말 그대로 쓰레기 매립지로 우리 자신을 묻었습니다.

일부 도시에서는 쓰레기 매립지에서 일부 쓰레기를 처리하기 위해 1970년대 초에 재활용 센터를 설립하여 사람들이 쓰레기통에 버리지 않고 캔, 병, 신문을 가져올 수 있었습니다. 그 뒤를 도로변 재활용이 뒤따랐습니다. 사람들은 이러한 재활용 가능한 재료를 집 앞에서 픽업할 수 있도록 별도의 용기에 넣을 수 있었습니다. 마지막으로 많은 도시에서 퇴비화할 정원 폐기물을 위한 추가 컨테이너를 추가했습니다. 1992년까지 거의 1,500개 도시에 정원 쓰레기 퇴비화 시설이 있었습니다.

동시에, 강력하고 새로운 환경법에 따라 산업체는 더 이상 단순히 폐기물을 주변 토지에 버리거나 인근 강으로 방류할 수 없습니다. 이러한 법률을 충족하기 위해 많은 산업 분야에서 자체 재활용 및 퇴비화 프로그램을 시작했습니다. 환경 문제는 화학 비료와 살충제가 인간과 야생 동물에 미치는 부정적인 건강 영향에 대한 비난을 받고 있는 농부들에게도 영향을 미쳤습니다. 그 결과 많은 농부들이 퇴비를 사용하기 위해 화학 물질을 줄이거나 제거하기로 결정했습니다.

오늘날 대부분의 퇴비는 특정 유형의 원료를 처리하도록 설계된 대규모 시설에서 처리됩니다. 농업 퇴비는 일반적으로 원료를 생산한 동일한 농장에서 생산되고 사용됩니다. 산업용 퇴비는 봉지에 담아 개별 구매자에게 판매하거나 원료를 대량으로 다른 퇴비화 시설에 판매할 수 있습니다. 시립 마당 폐기물 퇴비는 일반적으로 시 또는 쓰레기 수거 업체에서 운영하는 시설에서 생산되며 지역 조경 업체 및 정원 센터에 판매됩니다.

원자재

기술적으로 퇴비는 모든 유기 물질로 만들 수 있습니다. 즉, 탄소를 포함하는 유기체, 식물 또는 동물의 모든 부분으로 만들 수 있습니다. 퇴비는 또한 질소, 산소 및 물의 공급원과 인, 구리, 칼륨, 칼슘 등을 포함하여 유기 물질에서 일반적으로 발견되는 소량의 다양한 원소를 필요로 합니다.

유기 물질이 다른 물질과 결합하여 퇴비로 분해되기 위해서는 여러 생물체와 미생물이 필요합니다. 여기에는 물질을 소화하고 박테리아를 운반하는 데 도움이 되는 벌레가 포함됩니다. 터널로 재료를 통기시키는 지렁이; 부패 방지 셀룰로오스의 소화를 돕는 다양한 균류; 원시 식물 조직을 공격하는 방선균이라고 하는 곰팡이 같은 박테리아; 그리고 많은 다른 사람들.

퇴비를 만드는 데 사용되는 가장 일반적인 원료는 잔디 깎기, 잎, 잡초 및 관목과 나무의 작은 가지치기와 같은 정원 폐기물입니다. 대부분의 가정용 정원 퇴비 더미와 시립 퇴비 시설은 사용 가능한 재료의 양이 많기 때문에 정원 폐기물을 독점적으로 사용합니다.

산업 퇴비 시설은 특정 공장이나 지역에서 발생하는 폐기물을 사용하는 경향이 있습니다. 예를 들어 사탕무 펄프는 설탕 정제소가 운영되는 지역에서 퇴비를 만들기 위해 다른 재료와 혼합됩니다. 양조장에서 소비된 홉과 곡물도 훌륭한 퇴비 재료를 만듭니다. 다른 재료로는 제재소에서 나온 톱밥과 나무 조각, 통조림 공장에서 나온 생선 폐기물, 도살장에서 나온 말린 피와 동물 뼈가 있습니다.

농업 퇴비 시설은 인근 농장에서 쉽게 구할 수 있는 재료를 사용합니다. 여기에는 동물 분뇨, 사용한 안정적인 짚, 상한 과일 및 채소, 밭 쓰레기, 포도원 및 과수원 가지 치기, 썩은 건초 및 기타 농업 폐기물이 포함됩니다.

퇴비를 만드는 데 사용되는 좀 더 특이한 원료에는 해초, 닭 깃털, 땅콩 껍질, 머리카락 깎기가 포함됩니다.

제조
프로세스

퇴비의 생산은 기계적 및 생물학적 과정입니다. 생물학적 분해 과정이 시작되기 전에 먼저 원료를 기계적 수단으로 분리, 수집 및 파쇄해야 합니다. 어떤 경우에는 분해 과정 자체가 물질의 기계적 교반 또는 폭기에 의해 지원됩니다. 분해 후 완성된 퇴비는 기계적으로 선별되고 유통을 위해 포장됩니다.

퇴비를 대규모로 생산하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 메탄 소화조 방식은 산소를 차단하기 위해 원료를 크고 밀폐된 용기에 넣습니다. 산소 결핍 분해 결과 퇴비뿐만 아니라 요리나 난방에 사용할 수 있는 메탄 가스도 생성됩니다. 폭기 말뚝 공법은 공기를 순환시키는 구멍이 뚫린 파이프가 포함된 말뚝이나 도랑에 원료를 넣습니다. 그 결과 산소가 풍부한 분해는 많은 양의 열을 생성하여 대부분의 해로운 박테리아를 죽입니다. 윈드로우 방식은 원료를 윈드로라고 하는 긴 더미에 넣어 몇 주 또는 몇 달에 걸쳐 자연적으로 분해되도록 합니다. 가장 비용이 적게 드는 방법입니다. 다음은 윈드로우 방식을 사용하여 도시 마당 폐기물을 퇴비로 전환하는 데 사용되는 일반적인 작업 순서입니다.

분리

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1 야드쓰레기는 집주인이 별도의 용기에 담았으며, 정기수거일에 도로변에 수거함. 집주인은 특정 정원 쓰레기만 수거할 수 있다는 지시를 받습니다. 여기에는 잔디 깎기, 잎, 잡초, 관목과 나무의 작은 가지치기가 포함됩니다. 지름 15cm(6인치) 이하의 짧은 나뭇가지도 허용됩니다. 주택 소유자는 또한 특정 기타 정원 쓰레기는 허용되지 않는다는 지시를 받습니다. 여기에는 암석, 잔디, 동물 배설물 및 과도한 양의 흙이 포함됩니다. 야자나무 잎은 엽체 가시가 분해되어 독을 운반하지 않기 때문에 금지됩니다. 음식물 찌꺼기, 과일 및 채소도 설치류를 유인하고 원치 않는 씨앗을 옮기고 악취를 유발할 수 있으므로 금지됩니다.

2 마당쓰레기는 분리수거차량으로 수거되어 처리센터로 이송되어 더미로 버려집니다. 더미를 육안으로 검사하고 너무 크거나 허용되지 않는 재료를 수동으로 제거합니다.

연삭

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3 프론트 로더라고 하는 바퀴가 달린 대형 기계가 더미에서 재료를 집어서 욕조 그라인더에 버립니다. 욕조 그라인더에는 회전하는 원통형 내부 쉘이 있는 고정된 수직 원통형 외부 쉘이 있습니다. 재료가 두 개의 껍질 사이를 지나갈 때 더 작은 조각으로 갈아서 완전히 혼합됩니다. 바닥 재료는 더 큰 조각이 걸러지는 스크린을 통해 바닥으로 떨어집니다. 나머지 재료는 컨베이어 벨트를 통해 보관 더미로 운반됩니다.

4 더 큰 조각은 추가 처리 없이 뿌리 덮개나 땅 덮개로 사용하기 위해 조경 회사에 판매됩니다. 나머지는 대형 덤프 트럭에 실려 퇴비화 지역으로 운송되어 윈드로우(windrows)라고 불리는 긴 줄로 버려집니다. 각 줄은 높이가 약 2-3m이고 길이가 수백 피트(m)이며 단면이 삼각형입니다. 차량이 길이를 따라 이동할 수 있도록 각 열 사이에 약 10피트(3m) 너비의 평평한 공간이 남습니다.

퇴비화

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5 퇴비화 지역은 몇 ​​에이커(헥타르)를 차지할 수 있습니다. 윈드로우가 제자리에 놓이면 열을 따라 이동하는 탱크 트럭이 물을 분사하여 재료를 축축하게 합니다. 물은 퇴비화 과정을 돕고 바람에 날리는 먼지를 최소화하는 데 도움이 됩니다.

6 몇 주에 한 번씩 특수 기계가 각 윈드로에 걸치고 길이를 따라 움직여 재료를 회전시키고 휘젓습니다. 이것은 물질을 더 작은 조각으로 분해하고 분해 과정을 돕는 산소에 노출시킵니다. 윈드로를 돌린 후 다시 물을 뿌립니다. 이 과정이 2~3개월 동안 계속됩니다. 덥고 건조한 날씨에는 윈드로에 더 자주 물을 주어야 합니다. 부패하는 동안 더미의 내부 온도는 130°F(54°C)에 도달할 수 있으며, 이는 존재할 수 있는 많은 잡초 씨앗을 죽이는 데 도움이 됩니다.

경화

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7 원료 퇴비를 프론트 로더로 떠서 큰 원추형 더미로 옮겨 몇 주에 걸쳐 분해 과정을 마칩니다. 이 과정을 양생이라고 하며 퇴비의 탄소와 질소가 최종 수준으로 조정되도록 합니다.

심사

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8 퇴비는 경화된 후 프론트 로더로 퍼 올려 로터리 스크린의 호퍼에 버립니다. 이 장치는 수평보다 약간 기울어진 축에서 회전하는 대형 원통형 스크린으로 구성됩니다. 의 오프닝 상업적으로 정원 쓰레기를 퇴비로 처리하는 과정을 보여주는 도표. 화면의 지름은 약 1cm입니다. 퇴비는 컨베이어 벨트에 의해 호퍼에서 회전하는 스크린의 융기된 끝으로 공급됩니다. 퇴비가 회전하는 스크린의 길이를 따라 아래로 굴러갈 때 더 작은 물질이 스크린을 통해 떨어지고 컨베이어 벨트에 의해 저장 더미로 이동됩니다. 스크린을 통과할 수 없는 더 큰 물질은 실린더의 하단에서 떨어져 추가 분해를 위해 퇴비 더미로 반환되거나 나무 조각으로 판매됩니다.

배포

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9 완성된 퇴비의 대부분은 대형 덤프 트럭에 실려 조경 회사, 지자체, 양묘장 및 기타 상업 고객에게 대량으로 판매됩니다. 그 중 일부는 주택 소유자에게 소매 판매를 위해 18kg(40파운드) 비닐 봉투에 밀봉되어 있습니다. 윈드로우 방식을 사용하면 전형적인 교외 정원 폐기물 처리 시설에서 연간 100,000톤(91,000미터톤)의 퇴비를 생산할 수 있습니다.

품질 관리

퇴비화 회사는 퇴비에 유해한 물질이 없고 적절한 양의 식물 영양소가 포함되어 있는지 확인하기 위해 정기적으로 완성된 퇴비를 테스트합니다. 테스트는 입자의 크기, 수분 수준, 미네랄 함량, 탄소 대 질소 비율, 산도, 영양소 함량, 잡초 종자 발아율 및 기타 여러 요인을 측정합니다. 예를 들어, 폐기물 입자는 퇴비 내에서 산소의 흐름을 촉진하기 위해 직경이 0.5-2인치(1.2-5cm)여야 합니다. 마찬가지로, 퇴비화 과정을 용이하게 하려면 수분 수준이 40% 이상이어야 합니다. 40% 미만으로 떨어지는 수분 수준은 프로세스를 느리게 하고 자연 발화의 위험을 나타냅니다. 또한 탄소 대 질소의 이상적인 비율은 중량 기준으로 탄소 30대 질소 1대입니다. 이상적인 균형은 분해를 가속화하고 냄새를 최소화하는 건강한 미생물 개체군을 유지합니다.

유해 물질

낙엽, 잔디 깎기 등 정원 쓰레기로 만든 퇴비는 해로운 물질을 거의 포함하지 않습니다. 그러나 부분적으로 분류된 생활 쓰레기, 특정 산업 폐기물 또는 하수 슬러지로 퇴비를 만들 때 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 경우 허용할 수 없는 수준의 독성 금속, 화학 물질 또는 유해 박테리아가 존재할 수 있습니다.

대중을 보호하기 위해 연방 환경 보호국(EPA)은 퇴비에 존재할 수 있는 수천 가지 물질에 대해 허용 가능한 수준을 설정합니다. 각 주마다 자체 표준도 있을 수 있습니다. 도시 쓰레기의 경우, 집주인이 정원 쓰레기를 나머지 쓰레기와 함께 버리지 않고 별도의 용기에 분류하도록 하는 배출원 분리가 깨끗하고 안전한 퇴비를 생산하는 가장 효과적인 방법 중 하나로 여겨집니다.

미래

가정 마당 폐기물을 분리하여 퇴비로 전환함으로써 지자체는 매립지로 가는 쓰레기의 양을 약 20% 줄일 수 있을 것으로 추정됩니다. 이는 상당한 감소이지만 앞으로 더 많은 쓰레기를 매립지에서 전용해야 할 것으로 예상됩니다. 더러워진 식품 포장재, 일회용 기저귀 패딩, 음식물 찌꺼기, 천연 섬유 헝겊, 나무 조각 및 기타 유기 재료와 같은 재료는 모두 퇴비로 만들 수 있습니다. 이를 위해 지방 자치 단체는 폐기 배터리, 모터 오일, 석면 및 많은 가정용 화학 물질과 같은 유해 물질에서 퇴비화 가능한 물질을 분리하기 위해 도시 고형 폐기물(MSW) 처리 시설을 설치해야 할 수 있습니다.

결국 퇴비화는 유해 물질을 처리하고 중화하는 수단을 제공할 수도 있습니다. 예를 들어, 여러 오래된 군용 탄약 공장과 저장 시설에서 주변 토양은 TNT라고도 하는 폭발성 물질인 트리니트로톨루엔으로 오염되어 있습니다. 연구원들은 TNT의 폭발성 유기 성분을 덜 유해한 화합물로 전환시키는 간단한 생물학적 퇴비화 과정을 통해 토양을 중화하기 위해 특별히 배합된 식물성 폐기물과 버팔로 거름의 퇴비 혼합물을 사용하고 있습니다.