KR101932599B1 - 가축분뇨의 악취제거 및 액비화 방법 - Google Patents

가축분뇨의 악취제거 및 액비화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생균제를 이용하여 가축분뇨로부터 악취를 완전히 제거하는 방법 및 악취가 제거된 양질의 액비를 얻는 액비화 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는, 가축 분뇨 1,000㎏에 대하여 유황 50~300g, 천매암 1~4㎏, 생균제 0.5~4㎏의 중량비로 투입하고, 4~10일간 폭기하는 단계를 포함하는 가축 분뇨의 악취제거 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 자체 생산한 생균제를 이용하여 10~15일 이내의 단기간 내에 가축 분뇨의 악취를 완전히 제거하고, 아울러 악취가 제거된 양질의 액비를 얻을 수 있다.

Description

가축분뇨의 악취제거 및 액비화 방법{A Method for Removing Malodor and Making Liquid Fertilizer of Livestock Excretions}
본 발명은 생균제를 이용하여 가축분뇨로부터 악취를 완전히 제거하는 방법 및 악취가 제거된 양질의 액비를 얻는 액비화 방법에 관한 것이다.
가축분뇨는 일부 수거되어 바이오가스 생산 공정 등에 활용되고 있으나 전체 발생량 대비 활용되는 양이 미미한 실정으로 대부분의 가축분뇨는 마땅히 활용할 방안이 없어 폐기되고 있는 실정이며, 막대한 양으로 발생하는 가축분뇨의 처리 문제는 축산의 오래된 골칫거리이다.
바이오가스 생산 공정은 미생물 등을 이용하여 가축의 분변 등으로부터 수소, 메탄가스 등을 생산하는 것인데, 가축분뇨를 이러한 바이오가스 생산 공정으로 처리해도 바이오가스의 생산 후 고액분리를 통해 다량으로 발생되는 액비에서 대부분 심한 악취가 난다. 그리고 대부분 심한 악취로 인해 농가에서 사용을 꺼리기 때문에 발생된 액비의 처리가 또한 문제되고 있다. 실제 이러한 액비 처리의 어려움으로 바이오가스 생산을 중단하는 경우가 있으며, 최근에는 액비처리가 선결되지 않으면 바이오가스 생산에 들어가지 못하는 실정이다.
1. 대한민국 등록특허공보 10-0978125 2. 대한민국 등록특허공보 10-0530855 3. 대한민국 등록특허공보 10-1670651 4. 대한민국 등록특허공보 10-0879586
본 발명은 생균제를 이용하여 10~15일 이내의 단기간에 가축분뇨의 냄새를 완전히 제거하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 가축분뇨의 냄새를 완전히 제거하는 동시에 가축분뇨로부터 양질의 액비를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는,
가축분뇨 1,000㎏에 대하여 유황·천매암·생균제를 유황 50~300g, 천매암 1~4㎏, 생균제 0.5~4㎏의 중량비로 투입하고, 4~10일간 폭기하는 단계를 포함하며,
상기 생균제는, 파인애플 8~13중량부; 볏짚 8~13중량부; 천매암 8~13중량부; 도라지·더덕·황죽초를 포함하는 생약재 20~42중량부; 옥수수 엿밥 20~42중량부; 비타민 B가 포함된 부산물 8~13 중량부 각각의 원료를 30~35℃에서 2~5일간 배양한 후, 상기 배양된 원료들을 혼합하여 28~32℃에서 5~10일간 발효숙성시켜 얻은 것임을 특징으로 하는, 가축분뇨의 악취제거 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서는,
가축분뇨 1,000㎏에 대하여 유황·천매암·생균제를 유황 50~300g, 천매암 1~4㎏, 생균제 0.5~4㎏의 중량비로 투입하고, 4~10일간 폭기하여, 악취가 제거된 액비를 얻는 단계를 포함하며,
상기 생균제는, 파인애플 8~13중량부; 볏짚 8~13중량부; 천매암 8~13중량부; 도라지·더덕·황죽초를 포함하는 생약재 20~42중량부; 옥수수 엿밥 20~42중량부; 비타민 B 부산물 8~13 중량부 각각의 원료를 30~35℃에서 2~5일간 배양한 후, 상기 배양된 원료들을 혼합하여 28~32℃에서 5~10일간 발효숙성시켜 얻은 것임을 특징으로 하는, 가축분뇨의 액비화 방법을 제공한다.
본 발명의 악취제거 방법 및 액비화 방법은, 상기 4~10일간 폭기 후 약간의 간장 냄새가 날 경우 액비화된 가축 분뇨 100 중량부에 대하여 생균제 2~6 중량부, 천매암 1~4 중량부를 추가로 투입하고 1~5일간 폭기하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 생균제는, 바람직하게는 바실러스 서브틸리스, 바실러스 리체니포미스, 바실러스 소노렌시스, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 아밀롤리퀴파시엔스, 페디오코커스 펜토사세우스, 사카로마이세스 세레비지애, 테트라티오박터 카시미렌시스, 스트렙토마이세스 아우레오렉투스 및 패니바실러스 쿠키 중 3종 이상의 미생물을 포함한다.
본 발명에 따르면, 자체 생산한 생균제를 이용하여 10~15일 이내의 단기간 내에 가축분뇨로부터 악취를 완전히 제거할 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 악취가 제거된 가축분뇨는 생균제를 이용하여 완전히 발효된 상태이므로, 냄새 없는 양질의 액비가 되어 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 가축분뇨의 악취제거 방법을 상세히 설명한다.
가축 분뇨
축산가에서 수거해온 가축 분뇨를 준비한다. 수거된 가축 분뇨는 필요에 따라 저장조에 일정 기간 보관한 후 사용할 수 있는데, 이때 바람직하게는 저장조를 밀폐시켜 저장조에서 혐기성 발효되도록 한 후 이용할 수도 있다.
생균제
생균제는 파인애플 8~13중량부; 볏짚 8~13중량부; 천매암 8~13중량부; 도라지, 더덕 및 황죽초를 포함하는 생약재 20~42중량부; 옥수수 엿밥 20~42중량부; 비타민 B 부산물 8~13 중량부 각각의 원료를 30~35℃에서 2~5일간 배양한 후, 상기 배양된 원료들을 혼합하여 28~32℃에서 5~10일간 발효숙성시키는 방법으로 자연발효시켜 얻는다. 본 발명에서 얻어진 생균제를 일명 ‘아미 요구르트’로 명명한다. 아미 요구르트는 자연적으로 미생물을 함유하는 천연소재를 이용하여 자연발효를 통해 얻은 것으로 여러 유용한 미생물을 보유하게 된다.
먼저, 생균제의 원료로 사용하는 파인애플쥬스; 볏짚; 천매암(CMH); 도라지·더덕·황죽초를 포함하는 생약재; 옥수수엿밥 및 비타민 B 부산물 각각에 대해 설명한다.
파인애플쥬스에는 식물성 유산균인 락토바실러스(Lactobacillus)류와 류코노스톡(Leuconostoc)류가 많이 함유되어 있으며, 이들은 식물, 특히 섬유소 등을 영양원으로 하여 자라기 때문에 사료원료의 이용효율을 높여줄 수 있다.
볏짚에는 바실러스 서브틸리스가 많이 함유되어 있다.
천매암에는 테트라티오박터 카시미렌시스과 스트렙토마이세스 아우레오렉투스가 많이 함유되어 있다.
생약재는 바람직하게는 도라지·더덕·황죽초를 각각 0.5 내지 2중량부로 혼합하여 사용한다.
옥수수엿밥은 옥수수로 물엿을 만들고 남은 부산물로, 바실러스 아밀로리큐퍼시엔스, 사카로마이세스 세레비지애, 아스퍼질러스 오리제, 베나글루칸, 베타아밀라아제, 알파아밀라아제가 함유되어 있다.
비타민 B 부산물은 비타민 B의 제조과정에서 발생하는 비타민 B가 포함된 부산물이다. 본 발명에서 '비타민 B 부산물' 및 '비타민 B가 포함된 부산물'은 비타민 B의 제조과정에서 발생하는 비타민 B가 포함된 부산물로 정의된다
상기 원료 각각을 30~35℃에서 2~5일 동안 배양하며, 바람직하게는 3일 동안 배양한다. 배양된 각 원료를, 파인애플 8~13중량부; 볏짚 8~13중량부; 천매암 8~13중량부; 도라지, 더덕 및 황죽초를 포함하는 생약재 20~42중량부; 그리고 옥수수 엿밥 20~42중량부의 비율로 혼합한 후 30~35℃에서 6~10일 동안 발효숙성시켜 본 발명에서 사용하는 생균제를 얻는다. 이때 보다 바람직하게는 7일 동안 발효숙성시킨다.
위와 같은 과정을 통해 얻어진 상기 생균제(아미 요구르트)는, 바람직하게는 바실러스 서브틸리스(Bacillus Subtilis), 바실러스 리체니포미스(Bacillus Licheniformis), 바실러스 소노렌시스(Bacillus Sonorensis), 바실러스 코아굴란스(Bacillus Coagulans), 바실러스 아밀롤리퀴파시엔스(Bacillus Amyloliquefaciens), 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus Pentosaceus), 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces Cerevisiae), 테트라티오박터 카시미렌시스(Tetrathiobacter Kashimirensis , 황산화균), 스트렙토마이세스 아우레오렉투스(Streptomyces Aureorectus , 방선균), 및 패니바실러스 쿠키(Paenibacillus cookii) 중 3종 이상의 미생물을 포함하며, 더욱 바람직하게는 상기 열거된 미생물 중 5종 이상의 미생물을 포함한다.
가축 분뇨에 생균제 등의 투입 및 폭기 처리
가축 분뇨 1,000㎏에 대하여 유황·천매암·생균제를 유황 50~300g, 천매암 1~4㎏, 생균제 0.5~4㎏의 중량비로 투입하고, 4~10일간 폭기시킨다.
이렇게 가축 분뇨에 생균제와 천매암을 투입하고 4~5일 정도 폭기하면, 색도가 약간 갈변하면서, 약간 간장 냄새가 나는 정도가 된다. 보통 시작일로부터 총 10일 정도가 경과하면 냄새가 사라져 대부분의 사람이 전혀 느끼지 못하는 상태가 되며, 잘 부숙된 양질의 액비 상태가 된다.
만일 이후에도 약간의 간장 냄새가 날 경우에는 액비화된 가축분뇨 100 중량부에 대하여 생균제 2~6 중량부, 천매암 1~4 중량부를 추가로 투입하고 1~5일간 폭기하는 단계를 추가로 둘 수 있다. 이렇게 추가 단계까지 진행한 후에는 가축 분뇨에서 악취가 완전히 제거되며, 완전 부숙된 양질의 액비 상태가 된다.
본 발명에 따르면, 상기와 같은 과정을 통해 10~15일 이내의 단기간 내에 가축 분뇨로부터 악취를 완전히 제거하고 잘 부숙된 양질의 액비를 얻을 수 있다.
[ 실시예 ]
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1>
생균제의 제조
파인애플쥬스 10㎏, 볏짚 10㎏, 천매암 10㎏, 도라지·더덕·황죽초를 각각 1:1:1로 혼합한 생약재 30kg, 옥수수엿밥 30㎏ 및 비타민 B 부산물 10㎏을 각각 30~35℃에서 3일 동안 배양하였다. 그런 다음 배양된 각각의 원료를 혼합한 후 30~35℃에서 7일 동안 발효 숙성시켜 생균제를 얻었다.
< 실시예 2>
가축 분뇨의 악취제거 실험
2016년 7월 29일에 실험을 시작하였다.
1. 2016년 7월 29일 : 돈분뇨를 저장된 약 1,300톤 저장 탱크에 아래 비율로 유황·천매암·생균제를 투입하였다. 오후 3시 시작하여 오후 7시에 종료하였다.
①유황 : 192kg
②천매암 : 3,696kg
③실시예 1에서 제조한 생균제 : 2,112kg
2. 2016년 8월 3일 : 5일 경과 후 색이 갈변하면서 냄새가 확연히 없어짐.
3. 2016년 8월 11일 : 돈분뇨 원수가 유입되면서, 색도가 검은색으로 변하고 냄새가 남.
4. 2016년 8월 12일 : 분리 저장하고, 원수 유입차단 후 폭기함.
5. 2016년 8월 16일 : 다시 색도가 갈변함.
6. 2016년 8월 18일 : 시료 채취, 간장냄새 약간 남.
7. 2016년 8월 18일 : 액비화된 돈분뇨 800g에 대해 생균제 40g, CMH첨가제 20g 투입함
8. 2016년 8월 19일 : 외부기관(미래기술연구소)에 검사를 의뢰함.
9. 2016년 8월 22일 : 오전 방문, 시료 재 채취, 냄새 거의 없음. 원수 유입을 차단한 다음 10일 경과 후 냄새가 제거됨.
지금까지의 결과를 정리하면,
1) 위의 실험결과를 종합해 볼 때, 돈분뇨에 생균제와 첨가제 투입 후 4~5일 폭기하면, 색도가 약간 갈변하면서, 냄새는 약간 간장 냄새 정도가 남. 10일이 경과하면, 냄새는 거의 사라지는 것으로 판단됨.
2) 폭기를 중단한 8월 22일 채취한 시료를 1.5l 펫트 병에 뚜껑을 열어 두고 15일 경과한 8월 27일 관찰한 결과,
①뚜껑을 열어 두어도 밀폐된 3평의 사무실내에서 아무도 모를 정도로 냄새가 나지 않음.
②가만히 두고 펫트병에 코를 밀착 시키고 냄새를 맡으면 냄새가 나지 않음.
③흔들고 냄새를 맡으면, 약간의 간장냄새가 남.
④실외에서 단면이 넓은 용기에 따르고 냄새를 맡으면, 완전히 냄새가 나지 않음.
10. 2016년 9월 22일 : 현장방문 결과,
1) 아직 미생물은 살았고, 현장 전체에 냄새가 전혀 나지 않음.
2)다시 채취한 샘플에서는 냄새가 전혀 나지 않음.
< 실시예 3>
냄새가 제거되고 액비화된 돈분뇨의 성분분석 시험
실시예 2에서 얻은 냄새가 제거되고 액비화된 돈분뇨에 대해 2016년 8월 19일자로 외부기관(미래기술연구소)에 의뢰하여 성분분석을 실시하였다. 분석결과는 아래 표 1과 같다. 표 1의 부숙도에서 ‘부숙완료’로 표시된 것은 냄새가 나지 않는다는 의미이다.
[표 1]
Figure 112016129318117-pat00001
< 실시예 4>
냄새가 제거되고 액비화된 돈분뇨의 미생물 분석 시험
실시예 2에서 얻은 냄새가 제거되고 액비화된 돈분뇨에 대해 2016년 8월 19일자로 외부기관에 의뢰하여 함유된 미생물에 대한 분석시험을 실시하였다. 분석결과는 아래 표 2와 같다.
[표 2]
Figure 112016129318117-pat00002

Claims (6)

  1. 가축분뇨 1,000㎏에 대하여 유황·천매암·생균제를 유황 50~300g, 천매암 1~4㎏, 생균제 0.5~4㎏의 중량비로 투입하고, 4~10일간 폭기하는 단계를 포함하며,
    상기 생균제는, 파인애플 8~13중량부; 볏짚 8~13중량부; 천매암 8~13중량부; 도라지·더덕·황죽초를 포함하는 생약재 20~42중량부; 옥수수 엿밥 20~42중량부; 비타민 B가 포함된 부산물 8~13 중량부 각각의 원료를 30~35℃에서 2~5일간 배양한 후, 상기 배양된 원료들을 혼합하여 28~32℃에서 5~10일간 발효숙성시켜 얻은 것임을 특징으로 하는, 가축분뇨의 악취제거 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 4~10일간 폭기 후 간장 냄새가 날 경우 액비화된 가축 분뇨 100 중량부에 대하여 생균제 2~6 중량부, 천매암 1~4 중량부를 추가로 투입하고 1~5일간 폭기하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가축분뇨의 악취제거 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 생균제는 바실러스 서브틸리스, 바실러스 리체니포미스, 바실러스 소노렌시스, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 아밀롤리퀴파시엔스, 페디오코커스 펜토사세우스, 사카로마이세스 세레비지애, 테트라티오박터 카시미렌시스, 스트렙토마이세스 아우레오렉투스 및 패니바실러스 쿠키 중 3종 이상의 미생물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가축분뇨의 악취제거 방법.
  4. 가축분뇨 1,000㎏에 대하여 유황·천매암·생균제를 유황 50~300g, 천매암 1~4㎏, 생균제 0.5~4㎏의 중량비로 투입하고, 4~10일간 폭기하여, 악취가 제거된 액비를 얻는 단계를 포함하며,
    상기 생균제는, 파인애플 8~13중량부; 볏짚 8~13중량부; 천매암 8~13중량부; 도라지·더덕·황죽초를 포함하는 생약재 20~42중량부; 옥수수 엿밥 20~42중량부; 비타민 B가 포함된 부산물 8~13 중량부 각각의 원료를 30~35℃에서 2~5일간 배양한 후, 상기 배양된 원료들을 혼합하여 28~32℃에서 5~10일간 발효숙성시켜 얻은 것임을 특징으로 하는, 가축분뇨의 액비화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 4~10일간 폭기 후 간장 냄새가 날 경우 액비화된 가축 분뇨 100 중량부에 대하여 생균제 2~6 중량부, 천매암 1~4 중량부를 추가로 투입하고 1~5일간 폭기하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가축분뇨의 액비화 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 생균제는 바실러스 서브틸리스, 바실러스 리체니포미스, 바실러스 소노렌시스, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 아밀롤리퀴파시엔스, 페디오코커스 펜토사세우스, 사카로마이세스 세레비지애, 테트라티오박터 카시미렌시스, 스트렙토마이세스 아우레오렉투스 및 패니바실러스 쿠키 중 3종 이상의 미생물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가축분뇨의 액비화 방법.



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