KR101138702B1 - Method for manufacturing fermented composition of livestocks' excrements using thermophilic aerobic bacteria and removal method of offensive ordor using fermented composition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 호기성 호열균을 이용한 축산 분뇨의 발효물 제조방법 및 이를 이용한 축사의 악취 제거 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 축사에서 발생하는 가축들의 분뇨를 해당 축사에 야적하여 호기성 호열균을 이용하여 현장에서 바로 고온 발효시킴으로써 유해 세균 및 충들을 제거하여 가축 분뇨를 유용한 발효물로 처리할 수 있는 축산 분뇨의 발효물 제조방법 및 이를 이용한 축사의 악취 제거 방법에 관한 것이다.
본 발명의 축산 분뇨의 발효물 제조방법은 축산 분뇨가 배출되는 축사의 일측에 상기 축산 분뇨를 모으는 준비단계와, 축산 분뇨에 수분조절제를 첨가하여 수분의 함량을 50 내지 70중량%로 조절하는 수분조절단계와, 축산 분뇨에 호기성 호열균을 접종하여 골고루 교반한 후 상기 축사의 바닥에 야적하는 야적단계와, 야적단계에서 형성된 야적물의 내부 온도가 60 내지 70℃로 상승할 때까지 발효시키는 제 1발효단계와; 상기 야적물의 내부 온도가 60 내지 70℃에 도달하면 10 내지 30시간 방치하여 상기 야적물 내의 유해 균 및 충들을 사멸시킨 다음 상기 야적물의 상하를 뒤집어 쌓는 제 2발효단계와, 제 2발효단계 완료 후 상기 야적물의 수분 함량이 15 내지 20중량%에 도달할때까지 발효시키는 제 3발효단계를 포함한다. The present invention relates to a method for preparing fermented products of livestock manure using aerobic thermophiles and a method for removing odors of livestock using the same. More specifically, the manure of livestock generated in a livestock house is deposited on the livestock by using aerobic thermophiles. It relates to a fermentation method of livestock manure that can remove livestock manure as a useful fermentation by removing the harmful bacteria and worms by high temperature fermentation directly on the site, and a method for removing odors of the barn using the same.
The method for preparing a fermentation product of livestock manure of the present invention includes a preparation step of collecting livestock manure on one side of the livestock manure where the livestock manure is discharged, and a moisture control agent added to the livestock manure to adjust the water content to 50 to 70% by weight. A first step of fermenting the control step, the inoculation of aerobic thermophiles to the livestock manure, and then evenly stirring and then fermenting until the internal temperature of the stock formed at the bottom of the barn rises to 60 to 70 ° C. Fermentation step; When the internal temperature of the beast reaches 60 to 70 ° C., it is left for 10 to 30 hours to kill harmful bacteria and insects in the beast, and then, after the second fermentation step and the second fermentation step are completed. And a third fermentation step of fermenting until the water content of the stock reaches 15 to 20% by weight.
Description
본 발명은 호기성 호열균을 이용한 축산 분뇨의 발효물 제조방법 및 이를 이용한 축사의 악취 제거 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 축사에서 발생하는 가축들의 분뇨를 해당 축사에 야적하여 호기성 호열균을 이용하여 현장에서 바로 고온 발효시킴으로써 유해 세균 및 충들을 제거하여 가축 분뇨를 유용한 발효물로 처리할 수 있는 축산 분뇨의 발효물 제조방법 및 이를 이용한 축사의 악취 제거 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for preparing fermented products of livestock manure using aerobic thermophiles and a method for removing odors of livestock using the same. More specifically, the manure of livestock generated in a livestock house is deposited on the livestock by using aerobic thermophiles. It relates to a fermentation method of livestock manure that can remove livestock manure as a useful fermentation by removing the harmful bacteria and worms by high temperature fermentation directly on the site, and a method for removing odors of the barn using the same.
축산농가에서 배출되는 축산 분뇨는 일반적으로 가축의 대사작용 중 발생하는 고체액체성 물질로 BOD 2만 ~ 3만ppm 정도의 고농도 유기물질이다. 이러한 축산 분뇨는 관리 및 활용의 정도에 따라 자연 및 인간에 득과 실이 될 수 있는 물질로서, 축산분뇨는 오수분뇨 및 축산폐수의 처리에 관한 법률에 의해 축산폐수로 규정하고 있다.Livestock manure emitted from livestock farms is a solid liquid substance generally generated during metabolism of livestock and is a high concentration of BOD 20,000 to 30,000 ppm. Such livestock manure is a substance that can be beneficial to nature and humans depending on the degree of management and utilization, and livestock manure is defined as livestock wastewater by the Act on the Treatment of Sewage Manure and Livestock Wastewater.
축산 폐수는 고농도의 유기물로 이루어져 있어 별도의 처리과정을 거치지 않고 방류하게 되면 하천과 호수를 오염시키게 된다. 특히 질소와 인이 다량 함유되어 수계에 부영양화를 초래하여 음용수뿐만 아니라 농업용수 등 하천수의 이용을 불가능하게 만든다.Livestock wastewater is composed of high concentrations of organic matter, which if not discharged, will contaminate rivers and lakes. In particular, large amounts of nitrogen and phosphorus cause eutrophication in the water system, making it impossible to use not only drinking water but also agricultural water.
국내 고농도 유기성 폐기물의 총 발생량은 연간 약 8,000만톤으로서, 그중 하수슬러지가 2400만톤, 음식폐기물이 430만톤, 축산분뇨가 5100만톤을 차지하고 있는 실정이며, 2005년 기준으로 국내 연간 폐기물의 해양투기량은 992만㎥으로서, 그 중에 축산폐수는 274만 5천㎥을 차지하는 실정이며, 해양투기로 인한 처리 비용도 증가하는 실정이다.The total amount of high concentration organic waste generated in Korea is about 80 million tons per year, of which sewage sludge is 24 million tons, food waste is 4.3 million tons, and livestock manure is 51 million tons. As 10,000 m 3, livestock wastewater accounted for 2,755,000 m 3, and the disposal cost due to dumping at sea is also increasing.
현재, 축산폐수를 비롯한 각종 폐기물에 대해 한국에서 가장 많이 사용되는 폐기물 처리방법은 해양투기이나, 앞으로는 유기성 폐기물의 해양투기는 불가능할 것으로 전망되므로 이러한 문제를 해결할 수 있는 대안으로서 해양투기 없이 축산폐수를 육상에서 처리할 수 있는 기술의 개발이 시급하다.Currently, the most widely used waste treatment method in Korea for wastes including livestock wastewater is marine dumping, but it is expected that organic dumping of organic waste is not possible in the future. There is an urgent need to develop technologies that can handle
종래에 축산 분뇨는 환경을 오염하는 큰 문제로 대두되어 이를 해소하고자 축뇨(畜尿)를 정화처리장치에 수집하여 일정시간 정화하여 방류하고 있으며, 축분(畜糞)은 농작물의 거름으로 재활용하고 있다.In the past, livestock manure has emerged as a big problem of polluting the environment, and in order to solve it, the livestock urine is collected in a purification treatment apparatus and purged for a predetermined time, and the livestock meal is recycled as manure of crops.
그러나 이러한 방법은, 축뇨를 정화하여도 하천에 자연 방류할 정도의 수질을 유지하기 어려우며, 이를 위해 정화처리장치를 장시간 가동하여야 하는 문제가 있어 전기적 에너지 소비가 증가하는 문제가 있었다.However, this method is difficult to maintain the water quality enough to be naturally discharged into the stream even if the urine purification, there is a problem that the purification treatment device must be operated for a long time, there is a problem that the electrical energy consumption increases.
그리고 축분은 발효시켜 퇴비로 주로 활용되는데, 축분 자체에 함유된 여러 유해 미생물과 회충, 그리고 충란 등이 축분의 발효시 완전히 제거되지 않으면 이러한 유해성분들이 토양 속에 존재하면서 식물생육을 방해하여 여러 가지 식물병을 일으키게 된다. And fertilizers are fermented and used mainly for composting. If various harmful microorganisms, roundworms, and eggs are not completely removed during fermentation, these harmful components are present in the soil and interfere with plant growth. It causes illness.
또한, 축분을 발효시키기 위해 각 축산농가로부터 축분을 일일이 수거하는 과정이 번거롭고, 발효를 위해 발효장치를 장시간 가동하게 되므로 전기 에너지 소비가 증가하여 비용이 증가하는 문제가 있었다.In addition, the process of collecting livestock from each livestock farm in order to ferment livestock is cumbersome, and since the fermentation apparatus is operated for a long time for fermentation, electrical energy consumption increases and costs increase.
이와 같이 축산 분뇨를 재활용하기 위한 종래의 장치는 발효 시간이 길뿐 아니라 이를 위해 전기 에너지가 많이 소모되어 축분을 거름으로 사용하는 것보다 비료를 구매하여 사용하는 것이 보다 적은 비용이 소모되어 실질적으로 농가에 많이 보급되어 사용되지 못하고 있다.As such, the conventional apparatus for recycling livestock manure is not only long in fermentation time, but also consumes a lot of electric energy for this, so it is less expensive to purchase and use fertilizer than to use livestock as a manure. It is not widely used and used.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 축산농가에서 발생하는 가축들의 분뇨를 각 축산농가의 해당 축사에 야적하여 현장에서 바로 고온 발효시킴으로써 분뇨 수거의 불편을 덜고 에너지 소비가 전혀 없는 축산 분뇨의 발효물 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been created to improve the above problems, livestock manure generated in livestock farms in the livestock farms of each livestock farms by fermentation directly at the site of the high temperature fermentation to reduce the inconvenience of manure collection and livestock manure at no energy consumption Its purpose is to provide a method of preparing fermented products.
본 발명의 다른 목적은 축산 분뇨의 발효물을 이용하여 축사 내의 악취를 효과적으로 제거할 수 있는 축사의 악취 제거 방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a method for removing malodors in a livestock house that can effectively remove malodors in livestock houses using fermented products of livestock manure.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 축산 분뇨의 발효물 제조방법은 축산 분뇨가 배출되는 축사의 일측에 상기 축산 분뇨를 모으는 준비단계와; 상기 축산 분뇨에 수분조절제를 첨가하여 수분의 함량을 50 내지 70중량%로 조절하는 수분조절단계와; 상기 축산 분뇨에 호기성 호열균을 접종하여 골고루 교반한 후 상기 축사의 바닥에 야적하는 야적단계와; 상기 야적단계에서 형성된 야적물의 내부 온도가 60 내지 70℃로 상승할 때까지 발효시키는 제 1발효단계와; 상기 야적물의 내부 온도가 60 내지 70℃에 도달하면 10 내지 30시간 방치하여 상기 야적물 내의 유해 균 및 충들을 사멸시킨 다음 상기 야적물의 상하를 뒤집어 쌓는 제 2발효단계와; 상기 제 2발효단계 완료 후 상기 야적물의 수분 함량이 15 내지 20중량%에 도달할때까지 발효시키는 제 3발효단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. Fermentation method for producing livestock manure of the present invention for achieving the above object is a preparatory step of collecting the livestock manure on one side of the livestock manure discharged livestock manure; Adding a moisture control agent to the livestock manure to adjust the water content to 50 to 70% by weight; A vaccinating step of inoculating the livestock manure with an aerobic thermophile and stirring it evenly and then depositing on the bottom of the livestock house; A first fermentation step of fermenting until the internal temperature of the yard formed in the yard step rises to 60 to 70 ° C; A second fermentation step in which when the internal temperature reaches 60 to 70 ° C., 10 to 30 hours is left to kill harmful bacteria and worms in the yard, and then the top and bottom of the yard are piled upside down; After the completion of the second fermentation step, the third fermentation step of fermenting until the water content of the nutrient reaches 15 to 20% by weight; characterized in that it comprises a.
상기 제 3발효단계는 상기 야적물 내부 온도가 최고 상승온도에 도달할 때마다 상기 야적물의 상하를 뒤집어 쌓는 과정을 반복하되 상기 최고 상승온도가 50 내지 60℃에 도달하면 50 내지 60℃에서 상기 야적물의 상하를 뒤집어 발효시키는 것을 특징으로 한다. The third fermentation step is to repeat the process of stacking the top and bottom of the yard upside down each time the internal temperature of the yard reaches the maximum rise temperature, but when the maximum rise temperature reaches 50 to 60 ° C the yard at 50 to 60 ° C It is characterized in that the fermentation is turned upside down.
상기 호기성 호열균은 바실러스 스테아로써모필러스(Bacillus stearothermophilus)인 것을 특징으로 한다. The aerobic thermophile is characterized in that Bacillus stearothermophilus ( Bacillus stearothermophilus ).
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 축사의 악취 제거 방법은 상기 방법으로 제조된 축산 분뇨의 발효물을 축사의 바닥에 살포하여 축사 내의 악취를 제거하는 것을 특징으로 한다. And the odor removal method of the barn for achieving the above object is characterized in that by removing the odor in the barn by spraying the fermentation of livestock manure produced in the above method to the bottom of the barn.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 축산농가에서 발생하는 가축들의 분뇨를 각 축산농가의 해당 축사에 야적하여 현장에서 바로 발효시킴으로써 분뇨 수거의 불편을 크게 덜 수 있다. 또한, 축사 내부에서 발효시키므로 발효된 발효물은 축사의 악취 제거용으로 활용하기에 매우 편한다. As described above, according to the present invention, the manure of livestock produced in the livestock farms can be stored in the corresponding livestock farms of the livestock farms and fermented directly on site, thereby greatly reducing the inconvenience of collecting manure. In addition, the fermented fermented product is very convenient to use for removing odors in the barn because it is fermented in the barn.
또한, 본 발명은 에너지 소비가 전혀 없고, 고온 발효에 의해 축산 분뇨에 함유된 각종 유해 병원균, 충, 충란을 효과적으로 제거할 수 있다. In addition, the present invention has no energy consumption, and can effectively remove various harmful pathogens, insects, and eggs contained in livestock manure by high temperature fermentation.
그리고 발효물은 축사의 내부에 살포함으로써 축사 내부에서 발생하는 각종 악취를 효과적으로 제거하여 위생적인 사육환경을 조성할 수 있다. And fermented products can be effectively sprayed on the inside of the barn to remove various odors generated inside the barn can create a hygienic breeding environment.
그리고 종래에 퇴비를 발효화하는 경우 분뇨의 분해속도가 약 70일 정도 소요되었으나 본 발명에 의하면 15일 전후로 분뇨를 분해시킬 수 있어 발효시간을 단축시킬 수 있는 장점을 갖는다. And in the conventional fermentation of compost took about 70 days to decompose the manure, but according to the present invention can decompose manure around 15 days has the advantage of shortening the fermentation time.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 호기성 호열균을 이용한 축산 분뇨의 발효물 제조방법에 대해서 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method for preparing a fermentation product of livestock manure using aerobic thermophiles according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명은 크게 준비단계와, 수분조절단계와, 야적단계와, 제 1발효단계와, 제 2발효단계와, 제 3발효단계를 포함한다. The present invention largely includes a preparation step, a water control step, a yard step, a first fermentation step, a second fermentation step, and a third fermentation step.
먼저, 준비단계에서 축산 분뇨가 배출되는 축사의 일측에 축산 분뇨를 모은다. First, the livestock manure is collected on one side of the livestock waste discharged in the preparation stage.
그리고 수분조절단계에서 축산분뇨에 수분조절제를 첨가하여 분뇨의 수분 함량을 50 내지 70중량%로 조절한다. 본 발명에서 발효의 대상인 축산 분뇨는 축산농가로부터 배출되는 가축의 분뇨를 의미하는 것으로서, 바람직하게 뇨가 혼합되지 않은 가축의 분, 즉 축분(畜糞)을 의미한다. 특히, 바람직하게 수분 함량이 50 내지 70중량%이하인 축분이다. 또한, 축분은 뇨와 분이 혼합된 상태의 분뇨를 고액분리하여 얻을 수 있다. 또한, 뇨와 분이 혼합된 경우라도 수분 함량 50 내지 70중량%이하로 조절하여 이용할 수 있다. 축분으로는 우분, 돈분 및 계분을 포함한 다양한 가축분을 이용할 수 있으며, 어느 특정한 종류의 가축분에 한정하는 것은 아니다. And in the moisture control step by adding a moisture control agent to the livestock manure to adjust the water content of the manure 50 to 70% by weight. Livestock manure, which is the subject of fermentation in the present invention, means manure of livestock discharged from livestock farms, and preferably, livestock manure, that is, livestock meal, in which urine is not mixed. In particular, it is preferably a condensate having a water content of 50 to 70% by weight or less. In addition, the sperm can be obtained by solid-liquid separation of the manure in the state of mixing urine and manure. In addition, even when mixed with urine and minutes can be used to adjust the water content of 50 to 70% by weight or less. Various livestock meals are available for livestock, including milk meal, pig meal and poultry meal, but are not limited to any particular type of livestock meal.
수분조절제로 미강, 톱밥, 밀기울 또는 보릿겨 등을 이용할 수 있다. 수분조절제는 분뇨의 수분 함량이 50 내지 70중량%로 조절될 때까지 첨가한 후 분뇨에 고루 섞는다. 분뇨의 수분함량이 50% 미만일 경우 발효가 제대로 일어나지 않으며, 수분함량이 70%를 초과하게 되면 분뇨를 야적하기 어렵고, 통기성이 불량해진다. As a moisture control agent, rice bran, sawdust, bran or barley bran can be used. Moisture control agent is added until the water content of the manure is adjusted to 50 to 70% by weight and then mixed evenly with the manure. If the water content of the manure is less than 50% fermentation does not occur properly, if the water content exceeds 70% it is difficult to deposit the manure, poor breathability.
수분조절단계에서 수분이 조절된 분뇨에 호기성 호열균을 접종하여 골고루 교반한 후 통기가 가능한 곳에 야적하는 야적단계를 수행한다. In the moisture control step, inoculate aerobic thermophilic bacteria to moisture-controlled manure, stir evenly, and perform a yard step where the aeration is possible.
본 발명에 적용된 발효 균주로 호기성 호열균을 이용한다. 이들은 퇴비화 또는 부숙화 과정에서 자체적으로 얻거나 또는 상업적으로 시중에서 구입 가능하다.바람직하게 60 내지 70℃ 이상에서 생존할 수 있는 균주를 이용한다. 균주로 바실러스 스테아로써모필러스(Bacillus stearothermophilus)를 이용한다. 이외에도 바실러스 스테아로써모필러스(Bacillus stearothermophilus)와 함께 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis), 로도슈도마나스(Rhodopsudomonas), 로도스피릴룸(Rhodospirillum), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis), 바실러스 터모아밀로보란스(Bacillus thermoamylovorans)가 혼합된 균주를 이용할 수 있다. As a fermentation strain applied to the present invention, aerobic thermophiles are used. These are either self-obtained in the course of composting or maturation or are commercially available commercially. Strains which preferably survive above 60-70 ° C. are used. Bacillus strain as stearoyl a brush Russ (Bacillus stearothermophilus ). In addition to Bacillus stearo Morphilus ( Bacillus stearothermophilus) with Bacillus subtilis and Tiller's (Bacillus subtilis), also Pseudomonas Manas (Rhodopsudomonas), also RY rilrum (Rhodospirillum), Bacillus Sono alkylene sheath (Bacillus sonorensis ), Bacillus thermoamylovorans ( Bcillus thermoamylovorans ) mixed strains can be used.
바실러스 스테아로써모필러스는 공지의 호열균으로서, 그람염색 실험에서 양성반응을 나타내고, 포자를 형성하고 호기성 조건에서 활발히 생육하며, 또한 균체는 0.8×5-8μm 크기의 막대기(rod)형태로서 운동성을 보이며 60 내지 70℃에서 최적의 생장 조건을 갖는다. Bacillus stearothermophilus is a known thermophilic bacterium that shows positive reactions in Gram staining experiments, forms spores and actively grows under aerobic conditions, and the cells are in the form of rods with a size of 0.8 × 5-8 μm. Visible and optimum growth conditions at 60-70 ° C.
바실러스 스테아로써모필러스를 대량 배양하기 위해 배지 0.5 내지 1.5ℓ를 물 20ℓ에 혼합한 후 바실러스 스테아로써모필러스를 접종하여 호기성 조건 하에서 60 내지 70℃에서 배양한다. 상기와 같은 조건하에서 배양시 얻어진 바실러스 스테아로써모필러스의 균체 수는 6 내지 3×1010 cells/㎖이다.To mass cultivate Bacillus stearulophilus, 0.5-1.5 L of medium is mixed with 20 L of water, and then inoculated with Bacillus stearmophilus and incubated at 60-70 ° C. under aerobic conditions. The number of cells of Bacillus stearothermophilus obtained during the culture under the conditions described above is 6 to 3 × 10 10 cells / ml.
배지는 증류수 1ℓ에 Yeast extract 1.00~2.00g, Ethanol 0.50~1.00㎖, Na2-succinate 1.00~2.00g, Fe(III) citrate solution (0.5% in H2O) 1.00~2.00㎖, KH2PO4 0.10~1.00g, MgSO4 x 7 H2O 0.10~1.00g, NaCl 0.10~1.00g, NH4Cl 0.10~1.00g, CaCl2 x 2 H2O 0.10~1.00g, Vitamin B12 solution (10 mg in 100 ml H2O) 0.10~1.00㎖를 첨가하여 제조한다. 필요할 경우 4~5차 정도 계대배양을 더 실시하여 고농도의 바실러스 스테아로써모필러스 배양액을 얻을 수 있다. The medium was 1.00 ~ 2.00g Yeast extract, 0.50 ~ 1.00mL Ethanol, 1.00 ~ 2.00g Na 2 -succinate, 1.00 ~ 2.00mL Fe (III) citrate solution (0.5% in H 2 O), KH 2 PO 4 0.10 ~ 1.00g, MgSO 4 x 7 H 2 O 0.10 ~ 1.00g, NaCl 0.10 ~ 1.00g, NH 4 Cl 0.10 ~ 1.00g, CaCl 2 x 2 H 2 O 0.10 ~ 1.00g, Vitamin B12 solution (10 mg in 100 ml H 2 O) was prepared by adding 0.10 to 1.00 ml. If necessary, additional passages of the fourth to fifth stages may be used to obtain a high concentration of Bacillus stearus mophilus culture.
준비된 바실러스 스테아로써모필러스 배양액은 수분조절제와 분뇨가 혼합된 전체 중량 1톤에 대해 5 내지 20kg을 첨가한 후 골고루 교반한 후 야적한다. 야적시 호기성 조건을 조성하기 위해 통기가 가능한 곳에 야적한다. 바람직하게는 축산 분뇨가 배출되는 축사 바닥 일측에 야적하는 것이 바람직하다. 따라서 축사에서 배출되는 분뇨는 축사 한쪽으로 옮겨 수분조절 후 호기성 호열균을 접종하여 야적한다. 이로써 발효된 발효물은 바로 축사의 악취 제거제로 유용하게 이용될 수 있다. 또한, 분뇨가 배출되는 축사에서 직접 현장 발효시키므로 분뇨를 별도의 발효장소로 멀리 이동시키거나 분뇨를 수거해야하는 불편함을 없앨 수 있다. 따라서 본 발명은 실제 축산 농가에 용이하게 적용될 수 있다. The prepared Bacillus stearothermophilus culture medium is added to 5 to 20 kg based on 1 ton of the total weight of the moisture control agent and the manure mixed, and then evenly stirred. In places where ventilation is possible to create aerobic conditions at the time of loading. Preferably, it is preferable to deposit the livestock manure on one side of the livestock floor. Therefore, the manure discharged from the barn should move to one side of the barn and control the moisture and inoculate aerobic thermophilic bacteria. The fermented product thus fermented may be usefully used as a deodorant for barns. In addition, since the manure is discharged directly from the barn discharged manure can remove the inconvenience to move the manure to a separate fermentation site or to collect the manure. Therefore, the present invention can be easily applied to actual livestock farms.
야적시 봉분 형태로 분뇨를 쌓는다. 이렇게 쌓아져 형성된 야적물의 최고 높이는 바람직하게 바닥에서 60cm가 넘지 않도록 한다. 야적 높이가 60cm를 초과하게 되면 야적물 내부의 통기성이 불량해질 수 있다. 바람직하게 최적의 높이는 50cm이다. Manure is piled up in the form of a bonsai at night. The maximum height of the stack thus formed is preferably not more than 60 cm from the floor. If the height of the yard exceeds 60 cm, the ventilation inside the yard may be poor. Preferably the optimal height is 50 cm.
야적단계 수행 후 제 1발효단계를 수행한다. 제 1발효단계에 의해 분뇨의 분해가 시작된다. 분해는 호기성으로 이루어지며 자연적으로 야적물에 함유된 각종 세균, 방선균, 사상균 등에 의해 발효가 일어난다. 발효 초기에 생육이 빠른 사상균이나 호기성균이 주로 활동하고, 미생물의 호흡열에 의해서 발열이 일어난다. 이 호흡열이 내부에 축적되어 서서히 야적물의 온도는 상승한다. 제 1발효단계에서 야적물의 내부 온도가 60 내지 70℃로 상승할 때까지 발효시킨다. The first fermentation step is performed after the eve step. The decomposition of the manure begins by the first fermentation step. Decomposition is aerobic and fermentation occurs naturally by various bacteria, actinomycetes, filamentous fungi and the like contained in the beast. At the beginning of fermentation, fast-growing filamentous fungi and aerobic bacteria are mainly active, and fever is generated by the respiration heat of microorganisms. This heat of respiration accumulates inside, and the temperature of the object gradually rises. Fermentation is carried out in the first fermentation step until the internal temperature of the stock rises to 60 to 70 ° C.
그리고 야적물의 내부 온도가 점진적으로 상승하여 60 내지 70℃에 도달하면 10 내지 30시간 정도 그대로 방치한 후 야적물의 상하를 뒤집어 쌓는 제 2발효단계를 수행한다. 상기 제 2발효단계에서 중저온균들은 사멸하고 바실러스 스테아로써모필러스와 같이 극히 한정된 호열균만이 분해활동을 계속하게 된다. 이와 함께 고온에 약한 야적물 내의 살모넬라, 대장균 등과 같은 각종 병원균 및 충, 충란들, 곰팡이 등이 60 내지 70℃에서 사멸된다. 따라서 유해 병원균 등을 사멸시키기 위해서는 최종 온도상승이 최소 60℃이상이 되어야 하며, 그 지속시간 역시 최소 10 내지 30시간 정도 유지시키는 것이 바람직하다. When the internal temperature of the yard gradually rises to reach 60 to 70 ° C., it is left as it is for about 10 to 30 hours and then performs a second fermentation step of stacking up and down the yard. In the second fermentation step, the mesophilic bacteria are killed and only a very limited thermophilic bacterium, such as Bacillus stea, is continued to degrade. Along with this, various pathogens such as Salmonella, Escherichia coli and the like, and worms, eggs, molds, etc. in the vulnerable plants are killed at 60 to 70 ° C. Therefore, in order to kill harmful pathogens, the final temperature rise should be at least 60 ° C or more, and the duration is preferably maintained at least 10 to 30 hours.
상기 제 2발효단계 완료 후 야적물의 수분 함량이 15 내지 20중량%에 도달할때까지 발효시키는 제 3발효단계를 수행한다. 바람직하게 제 3발효단계는 상기 야적물 내부 온도가 최고 상승온도에 도달할 때마다 상기 야적물의 상하를 뒤집어 쌓는 과정을 반복하되 상기 최고 상승온도가 50 내지 60℃에 도달하면 50 내지 60℃에서 상기 야적물의 상하를 뒤집어 발효시킨다. After completion of the second fermentation step is carried out a third fermentation step of fermentation until the water content of the stock reaches 15 to 20% by weight. Preferably, the third fermentation step repeats the process of stacking up and down the yard each time the inside temperature of the yard reaches the maximum rise temperature, but when the maximum rise temperature reaches 50 to 60 ° C, the 50 to 60 ° C Ferment by turning the top and bottom of the object upside down.
구체적으로, 제 2발효단계에서 야적물의 상하를 뒤집어 다시 쌓게 되면 야적물의 내부온도가 일시적으로 하강한다. 그리고 시간이 지남에 따라 다시 온도가 상승하게 되는 데, 이때 야적물의 내부온도가 50 내지 60℃에 도달하면 다시 야적물의 상하를 뒤집는다. 그리고 야적물의 내부온도가 하강하고 시간이 지나 다시 온도가 상승하여 50 내지 60℃에 도달하면 또 다시 야적물의 상하를 뒤집는다. 이와 같이 뒤집는 과정을 수차례 반복하게 되면 야적물의 내부온도가 최대로 상승하더라도 50 내지 60℃에 도달하지 않게 된다. 이는 야적물에 함유된 수분과 에너지원이 감소함에 따라 미생물의 대사가 저하되기 때문이다. 야적물의 내부의 최고 상승온도가 더 이상 50 내지 60℃에 도달하지 않게 되면 그때의 최고 상승온도에서 야적물의 상하를 뒤집어 쌓는 과정을 약 15일간 반복한다. Specifically, when the pile upside down again in the second fermentation step, the internal temperature of the stock temporarily decreases. And as time goes by, the temperature rises again. At this time, when the internal temperature of the stock reaches 50 to 60 ° C, the top and bottom of the stock are reversed again. And when the internal temperature of the yard drops and the temperature rises again over time to reach 50 to 60 ℃ again overturn the top and bottom of the yard. If the reversal process is repeated several times, even if the internal temperature of the stock rises to the maximum, it does not reach 50 to 60 ° C. This is because the metabolism of microorganisms decreases as the water and energy sources contained in the yards decrease. When the maximum rise temperature inside the stock no longer reaches 50 to 60 ° C., the process of stacking up and down the pile at the maximum rise temperature at that time is repeated for about 15 days.
상기 과정은 야적물의 수분 함량이 15 내지 20중량%에 도달할 때까지 되풀이하면서 발효시킨다. 이러한 뒤집어 쌓는 과정을 반복함으로써 야적물의 전체에 걸쳐 골고루 공기를 접촉시킬 수 있다. The process is fermented repeatedly until the water content of the stock reaches 15 to 20% by weight. By repeating this upside down process, the air can be evenly contacted throughout the yard.
제 3발효단계를 거치면서 야적물의 온도도 낮아져 다른 미생물도 생육하기 쉬운 환경이 되기 때문에, 여러 종류의 미생물이 다시 활동하게 된다. 제 3발효단계에서 부식화가 진행되어 발효물의 색도 암갈색에서 검정색으로 변화된다. During the third fermentation step, the temperature of the object is lowered, which makes it easier for other microorganisms to grow, so that various kinds of microorganisms are reactivated. In the third fermentation step, corrosion occurs and the color of the fermentation changes from dark brown to black.
상기 제 3발효단계 완료되면 야적물의 내부 온도가 외기 온도까지 떨어지면 발효과정은 끝나고, 이로써 본 발명의 축산 분뇨의 발효물을 제조할 수 있다. 본 발명은 10 내지 15일 정도면 축산 분뇨가 충분히 분해된다. When the third fermentation step is completed, the fermentation process is finished when the internal temperature of the stock drops to the outside temperature, thereby producing a fermentation product of livestock manure of the present invention. In the present invention, livestock manure is sufficiently degraded in about 10 to 15 days.
본 발명에 의해 제조된 축산 분뇨의 발효물은 퇴비, 사료첨가제, 소취제 등의 다양한 용도로 이용될 수 있다. 특히, 소취제로 유용하게 활용될 수 있다. Fermentation of livestock manure produced by the present invention can be used for a variety of uses, such as compost, feed additives, deodorant. In particular, it can be usefully used as a deodorant.
예를 들어, 축산 분뇨의 발효물을 축사의 바닥에 살포하여 축사 내의 악취를 효과적으로 제거할 수 있다. 축사 내에서 발생하는 악취는 인간 및 가축에게 유해한 환경을 조성하고, 가축의 발육상태의 저하와 생산성의 감소를 초래한다. 악취는 가축의 배설물과, 배설물의 혐기성 분해로부터 발생된 물질에 기인하는 것으로, 악취 물질로 암모니아를 비롯하여 메틸머캡탄(methylmercaptan), 디메틸설파이드(dimethylsulfide), 디메틸디설파이드(dimethydisulfide) 등의 황화합물, 휘발성 지방산(volatile fatty acids) 및 알콜류 등 여러 가지 화합물들이 알려져 있다.For example, the fermentation of livestock manure can be sprayed on the bottom of the livestock house to effectively remove odors in the livestock house. Odors that occur within the barn create an environment that is harmful to humans and livestock, resulting in lowered livestock development and reduced productivity. Odor is caused by the excretion of livestock and the anaerobic decomposition of excreta. Its odorous substances include ammonia, sulfur compounds such as methylmercaptan, dimethylsulfide, and dimethyldisulfide, and volatile fatty acids. Various compounds are known, including volatile fatty acids and alcohols.
축산분뇨의 발효물을 이용하여 축사 내의 악취를 제거하기 위해 평균적으로 3일에 1회 발효물을 축사 바닥에 골고루 살포한다. 1회 살포량은 축사 바닥 1m2당 발효물 400g이다. The fermented product from livestock manure is used to spread the fermented product evenly on the bottom of the house once every 3 days to remove odors in the house. The single spread amount is 400 g of fermentation per 1 m 2 of the bottom of the house.
발효물을 살포한 후 하루가 경과하면 축사 내의 악취가 현저하게 감소한다. 이는 발효물 중에 함유된 각종 미생물들이 악취 성분을 분해하기 때문이다. One day after the fermentation is applied, the odor in the house is significantly reduced. This is because various microorganisms contained in the fermentation decompose bad smell components.
(실시 예)(Example)
전남 나주시 남평읍 소재의 축산농가에서 배출된 돈분 1톤에 미강과 톱밥을 첨가하여 돈분의 수분 함량을 약 65중량%로 조절하였다. Rice bran and sawdust were added to 1 tonne of piglet discharged from a livestock farm in Napyeong-eup, Naju-si, Jeonnam to adjust the moisture content of the pig meal to about 65% by weight.
다음으로 증류수 1ℓ에 Yeast extract 1.50g, Ethanol 0.75㎖, Na2-succinate 1.50g, Fe(III) citrate solution (0.5% in H2O) 1.50㎖, KH2PO4 0.55g, MgSO4 x 7 H2O 0.55g, NaCl 0.55g, NH4Cl 0.55g, CaCl2 x 2 H2O 0.55g, Vitamin B12 solution (10 mg in 100 ml H2O) 0.55㎖를 첨가한 조성한 배지에 1ℓ를 물 20ℓ와 혼합한 후 바실러스 스테아로써모필러스 균주를 접종하여 통기시키면서 60℃에서 4일간 배양하였다. 배양액 중의 스테아로써모필러스의 균체 수는 약 5×1010 cells/㎖이었다. 준비된 바실러스 스테아로써모필러스 배양액은 수분조절제와 분뇨가 혼합된 전체 중량 1톤에 대해 10kg을 첨가한 후 골고루 교반하고 최고 높이 50cm를 넘지 않도록 축사 바닥에 봉분 형태로 야적하였다. 그리고 야적물의 내부 중심에 온도계를 꽂아 온도를 수시로 측정하면서 발효시켰다. Next, in 1 liter of distilled water, 1.50 g of Yeast extract, 0.75 ml of ethanol, 1.50 g of Na 2 -succinate, 1.50 ml of Fe (III) citrate solution (0.5% in H 2 O), 0.55 g of KH 2 PO 4 , MgSO 4 x 7 H 2 O 0.55g, NaCl 0.55g, NH 4 Cl 0.55g, CaCl 2 x 2 H 2 O 0.55g, Vitamin B12 solution (10 mg in 100 ml H 2 O) to a 1ℓ joseonghan medium supplemented with 0.55㎖ water 20ℓ After mixing with and inoculated with Bacillus stea Mophilus strain and incubated for 4 days at 60 ℃ while ventilated. The number of cells of stearulomophilus in the culture was about 5 × 10 10 cells / ml. The prepared Bacillus stearothermophilus culture medium was added to 10 kg of the total weight of 1 ton mixed with a moisture control agent and manure, stirred evenly, and loaded into the bottom of the barn so as not to exceed the maximum height of 50 cm. And the thermometer was inserted into the inner center of the fermentation while the temperature was frequently measured.
야적 후 약 24시간이 지나 야적물의 내부 온도가 60℃로 상승한 것을 확인하고 그로부터 24시간을 그대로 방치한 후 야적물의 상하를 뒤집었다. 그리고 야적물의 최고 상승온도가 60℃를 초과하지 않도록 60℃가 될 때마다 야적물의 상하를 수차례 반복하여 뒤집었다. 그리고 수분함량이 떨어지면서 각각의 최고온도시점인 51℃에서 두번, 43℃에서 두번, 30℃에서 한번, 26℃에서 한번 뒤집는 과정을 반복하여 야적물의 수분 함량이 약 17중량%에 도달할 때까지 발효시켜 발효물을 제조하였다.After about 24 hours after loading, it was confirmed that the internal temperature of the stock rose to 60 ° C., and left for 24 hours thereafter, and then the upside down of the stock. And the top and bottom of the object was repeatedly inverted several times each time it reached 60 ° C. so that the maximum rising temperature of the object did not exceed 60 ° C. As the water content drops, turn over twice at 51 ℃, twice at 43 ℃, once at 30 ℃, and once at 26 ℃ until the water content reaches 17% by weight. Fermentation was made by fermentation.
상기 발효물의 관찰 결과 외관은 하얀 균사체와 섞여 검회색의 빛을 띠었고, 취기가 전혀 나지 않아 거의 무취에 가까웠다. As a result of observation of the fermented product, the appearance was dark gray with a mixture of white mycelium, and it was almost odorless because it had no odor at all.
<성분분석><Component Analysis>
상기 실시 예에서 발효 전 돈분과 발효 후 발효물에 대한 성분분석을 전라남도 농업기술원에 의뢰하였다. 분석방법은 농촌진흥청 고시 제 2009-13(2009. 1. 12) 비료의 품질검사방법 및 시료채취기준의 이화학적 분성방법에 준하여 실시하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. In the above embodiment, the component analysis of the pig flour before fermentation and the fermentation product after fermentation was commissioned by the Jeollanam-do Agricultural Research and Extension Services. The analysis was carried out in accordance with the Rural Development Administration Notice No. 2009-13 (2009. 1. 12) fertilizer quality test method and the physicochemical fractionation method of sampling standards, the results are shown in Table 1 below.
통상적으로 축분을 발효시킨 발효물은 퇴비로 이용된다는 점에서, 상기 표 1의 결과는 각 성분들이 모두 공정규격을 만족하는 것으로 나타나, 본 발명의 실시 예에 따른 발효물은 퇴비로 충분히 활용될 수 있음을 확인하였다. In general, the fermented product of fermented sperm is used as a compost, the results of Table 1 shows that each component meets the process standard, fermented according to an embodiment of the present invention can be fully utilized as a compost It was confirmed that there is.
<소취실험>Deodorization test
상기 실시 예에서 제조된 발효물을 이용하여 축산 분뇨의 악취원인 물질인 암모니아 및 아세트알데히드에 대한 소취실험을 하였다. 탈취실험은 축사의 바닥에 발효물을 살포하기 전과, 축사 바닥 1m2당 발효물 400g을 살포한 다음 24시간 경과 후 축사 내부의 공기 중의 암모니아 및 황화수소의 농도를 각각 측정하였다. 측정은 휴대용 냄새측정기기(OMX-SR, SHINYEI, JAPAN)를 이용하였고, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다. Using the fermented product prepared in the above example, a deodorant experiment was carried out for ammonia and acetaldehyde, which are odorous sources of livestock manure. In the deodorization experiment, the concentrations of ammonia and hydrogen sulfide in the air inside the house were measured 24 hours after the fermentation was sprayed on the bottom of the house and after spraying 400g of fermentation per 1m 2 of the house. The measurement was performed using a portable odor measuring device (OMX-SR, SHINYEI, JAPAN), the results are shown in Table 2 below.
상기 표 2의 결과를 살펴보면, 24시간 경과 후 암모니아는 분해율이 73.2%였고, 황화수소는 분해율이 약 67.6%에 이르러 소취효과가 우수함을 확인할 수 있다. 실제로 기간이 더 경과하면 탈취율은 80%이상에 이를 것으로 기대된다. Looking at the results of Table 2, after 24 hours, the decomposition rate of ammonia was 73.2%, hydrogen sulfide was confirmed that the deodorization effect is excellent to reach the decomposition rate of about 67.6%. Indeed, over time, the deodorization rate is expected to reach 80% or more.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.In the above, the present invention has been described with reference to one embodiment, which is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
Claims (4)
상기 축산 분뇨에 수분조절제를 첨가하여 수분의 함량을 50 내지 70중량%로 조절하는 수분조절단계와;
상기 축산 분뇨에 호기성 호열균을 접종하여 골고루 교반한 후 상기 축사의 바닥에 야적하는 야적단계와;
상기 야적단계에서 형성된 야적물의 내부 온도가 60 내지 70℃로 상승할 때까지 발효시키는 제 1발효단계와;
상기 야적물의 내부 온도가 60 내지 70℃에 도달하면 10 내지 30시간 방치하여 상기 야적물 내의 유해 균 및 충들을 사멸시킨 다음 상기 야적물의 상하를 뒤집어 쌓는 제 2발효단계와;
상기 제 2발효단계 완료 후 상기 야적물의 수분 함량이 15 내지 20중량%에 도달할 때까지 발효시키는 제 3발효단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 호기성 호열균을 이용한 축산 분뇨의 발효물 제조방법.A preparatory step of collecting the livestock manure on one side of the livestock waste discharged livestock manure;
Adding a moisture control agent to the livestock manure to adjust the water content to 50 to 70% by weight;
A vaccinating step of inoculating the livestock manure with an aerobic thermophile and stirring it evenly and then depositing on the bottom of the livestock house;
A first fermentation step of fermenting until the internal temperature of the yard formed in the yard step rises to 60 to 70 ° C;
A second fermentation step in which when the internal temperature reaches 60 to 70 ° C., 10 to 30 hours is left to kill harmful bacteria and worms in the yard, and then the top and bottom of the yard are piled upside down;
And a third fermentation step of fermenting until the water content of the nutrient reaches 15 to 20% by weight after completion of the second fermentation step.
A method for removing malodors in a barn, characterized in that the fermentation product of livestock manure prepared by the method of any one of claims 1 to 3 is applied to the bottom of the barn to remove odors in the barn.
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