KR101229865B1 - 축산분뇨의 악취 제거용 조성물, 이를 이용한 비료 및 그 제조방법 - Google Patents

축산분뇨의 악취 제거용 조성물, 이를 이용한 비료 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 축산분뇨의 악취 제거용 조성물, 그 조성물을 이용한 비료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 임업 부산물, 토착 미생물, 무수포도당을 포함하여 조성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 농가자가제조 액비 즉, 비료 제조시 발생하는 가스를 효과적으로 제거하고, 돈분에서 발생하는 가스를 효과적으로 제거한다. 즉, 악취의 주성분인 암모니아(NH3), 황화수소(H2S), 아민가스(NH2)가 효과적으로 제거되어 액비에서 악취가 발생하는 일이 없다.

Description

축산분뇨의 악취 제거용 조성물, 이를 이용한 비료 및 그 제조방법{COMPOSITION FOR REMOVING ODOR OF LIVESTOCK WASTE, FERTILIZER USING THE SAME, AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 축산분뇨의 악취를 우수하게 제거할 수 있는 축산분뇨의 악취 제거용 조성물, 이를 이용한 비료 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 축산업이 기계화, 집약화, 규모화 및 집단화되면서 축산농가들의 가축분뇨처리 한계 및 지역별 오염이 가중되는 문제가 심각해지고 있다.
이러한 돈분, 우분, 계분 등 축사에서 발생되는 악취는 대부분 황화수소와 암모니아에 기인한 것이다.
가축분뇨 악취를 저감시키기 위하여 축사로부터 악취를 포집하여 미세한 입자로 쪼개어 대기중으로 방출하는 방법이 이용되고 있으나 시설비와 전기료, 유지비용이 많이 드는 단점이 있다.
또한, 가축분뇨에 미생물을 투여하는 방법도 이용하고 있으나 지속적으로 미생물제제를 살포하여야 하며 효과의 지속도가 떨어지는 문제가 있다.
또한, 발효처리, 건조처리, 생석회 안정화처리, 저장 액비처리, 액상 슬러리처리 방식 등의 자원화처리방식이 있는데, 이상의 각 방식은 채용기술에 따라 다시 여러 형태로 세분될 수 있다.
발효처리방식에는 기계 교반식 발효처리와 수동식 발효처리방식이 있는데, 기계 교반식 발효처리방식은 단시간(15∼30일)에 완숙퇴비를 만들 수 있으며 발효온도가 높기(80℃) 때문에 수분제거가 용이하고 이물질 및 농경지에 살포시 잡초증가를 감소시킬 수 있으나, 설치비용이 비싸고 시설의 내구연수가 짧다는 단점이 있다.
반면에, 수동식 발효처리 방식은 설치비용이 저렴하나 시간이 오래 걸리고 작업환경이 불량하며 악취가 발생, 확산되어 민원이 발생할 수 있다는 단점이 있다.
건조처리방식은 수분함량과 분량이 적은 양계농가에 별도의 발효시설 없이 손쉽게 분뇨를 처리할 수 있으나 악취확산으로 민원발생이 높다는 단점이 있다.
생석회 안정화 처리방식은 대규모 처리시설 및 공동처리시설로 적합하며 처리시설이 밀폐되어 있어 악취확산 등 외부환경오염이 적으나 고온건조기의 집진 탈취장치에서 발생하는 폐수처리가 단점이다.
저장액비 처리방식은 단순하고 처리비용이 저렴한 반면, 저장시설이 커야하며 환원할 경지가 필요하다는 단점이 있다.
액상슬러리 처리방식은 수질오염원을 근원적으로 차단할 수 있으나 수분 과다시 발효열이 상승되지 않는다는 단점이 있다.
이에, 현재 가축분뇨의 통상적인 처리방법은 분을 퇴비화(composting)하여 발효시키거나 건조시켜 활용하고, 뇨 또는 세척수는 활성오니법 등으로 정화처리하며, 가장 흔한 형태인 분뇨혼합의 경우는 톱밥이나 왕겨 등 수분 조절제를 혼합하여 발효시켜 퇴비화하거나 발효 촉진제를 첨가하여 그대로 액비로 처리하는 것이 가장 보편적이다.
가축분뇨의 퇴비화 과정에서 퇴비화기간을 단축시키고 퇴비화 과정 중 발생하는 악취를 감소시키기 위하여 다양한 발효촉진제와 악취제거제(또는 탈취제)가 사용되고 있으며, 주로 바실러스균, 슈도모나스균, 유산균, 광합성세균, 효모 등 미생물들로 구성된 제품들이 사용되고 있다.
그러나, 미생물 발효제들은 축산분뇨에 적용시 발효기능은 우수하나 기존에 형성된 악취의 제거 작용이 없으며, 분뇨의 퇴비화 과정 중에서 발생하는 악취를 효과적으로 감소시키지 못하는 단점이 있다.
즉, 기존의 미생물제들은 발효촉진제 또는 악취제거제로서의 하나의 기능에 중점을 두고 개발되어 발효촉진기능과 악취제거 기능을 동시에 갖추지 못하여 축산분뇨처리에 적용시 실용성이 떨어진다는 문제점을 지니고 있다.
예를 들어, 우리나라 전체 축산분뇨 중 54%를 차지하고 있는 양돈분뇨의 경우 축산 분뇨 중 유기물의 함량이 가장 많고, 뇨 및 세척수가 혼합되어 있어 기존 미생물 발효제로서는 퇴비나 액비 발효시 부숙기간이 오래 걸리고 악취가 다량 발생하는 문제점이 있어 양돈농가들로부터 발효기능이 더욱 개선되고 악취제거 기능까지 탁월한 효과를 갖는 발효촉진제가 요구되어 왔다.
또한, 기존 제제의 경우 대부분이 균의 안정성을 위하여 건조된 미세한 분말로 이루어져 사료에 혼합시나 분뇨에 살포시 분진이 발생하여 작업자의 건강을 위해하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 축산분뇨의 악취를 효과적으로 제거할 수 있는 축산분뇨의 악취 제거용 조성물, 이를 이용한 비료 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 축산분뇨의 악취 제거용 조성물은 임업 부산물, 토착 미생물, 무수포도당을 포함하여 조성된다.
본 발명의 축산분뇨의 악취 제거용 조성물은 임업 부산물 10 ~ 15 중량%, 토착 미생물 70 ~ 80 중량%, 무수포도당 10 ~ 15 중량%로 조성됨이 바람직하다.
상기 임업 부산물은 대나무 잎과 솔잎으로 이루어질 수 있다
상기 토착 미생물은 락토바실러스 파라케피리(Lactobacillus parakefili)와 신규미생물 칸디다 글라브라타( Candida glabrata KACC93112P)로 이루어짐이 바람직하다.
본 발명의 비료 제조방법은 임업 부산물 10 ~ 15 중량%, 토착 미생물 70 ~ 80 중량%, 무수포도당 10 ~ 15 중량%를 혼합하여 혼합물을 조성하는 단계, 및 축산분뇨가 함유된 비료에 상기 혼합물을 상기 비료의 총 중량대비 10 ~ 30 중량%로 넣고 혼합하는 단계를 포함한다.
본 발명의 비료는 축산분뇨가 함유된 비료의 총 중량에 대해, 임업 부산물 10 ~ 15 중량%, 토착 미생물 70 ~ 80 중량%, 무수포도당 10 ~ 15 중량%로 이루어진 혼합물이 10 ~ 30 중량%를 포함한다.
본 발명에 의해, 미생물 복합제의 농가자가제조 액비 즉, 비료 제조시 발생하는 가스를 효과적으로 제거하고, 돈분에서 발생하는 가스를 효과적으로 제거한다.
즉, 악취의 주성분인 암모니아(NH3), 황화수소(H2S), 아민가스(NH2)가 효과적으로 제거되어 액비에서 악취가 발생하는 일이 없다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 조성물의 주성분인 임업부산물은 삼림 속으로 들어가서 나무를 벌채하고 목재를 생산하는 업을 하는 과정에서 나온 부산물이다.
임업부산물은 대나무 잎과 솔잎을 주성분으로 한다.
이러한 임업부산물은 조성물의 총 중량에 대하여 10 ~ 15 중량%를 차지함이 좋다.
임업부산물의 함량이 10 중량% 미만이면, 미생물이 장기간 생존하는데 문제가 있다.
반면, 임업부산물의 함량이 15 중량%를 초과해도 본 발명의 효과에 그다지 영향을 미치지 않기 때문에 무관하나 경제적인 면을 고려할 때에 15 중량% 이하를 차지함이 좋다.
또한, 본 발명의 조성물의 주성분인 토착미생물(resident microflora)은 식물체, 동식물기관, 토양 등의 소정의 생식권에 나타내는 미생물 중 그 매질·조직에 항상 존재하여 일정한 관계를 유지하여 양분을 획득, 번식하는 독자의 미생물군으로 구성되는 생태적 미생물상을 의미한다.
토양에 서식하는 미생물은 주어진 환경에서 영구적으로 살아가는 자생미생물(고유, 토착)과 침입자 혹은 일시적 서식자라 할 수 있는 외래 미생물로 분류할 수 있다.
외래 미생물은 강우, 이병조직, 두엄, 슬러지 등에 의해서 유입되어 토양에 존속하고 생육하지만, 중요한 생화학적 활성에는 거의 기여하지 않는다.
자생 즉, 토착미생물은 생육 속도가 늦은 지연생육 미생물이 대부분이지만, 먹이가 존재할 때 급속히 증식하는 발효적 미생물도 자생 혹은 토착미생물이라 한다.
락토바실러스 파라케피리(Lactobacillus parakefili)는 토양에서 분리한 그람 양성 포자 형성 간균으로서 현미경 상으로 단간균 형태이며, 용혈성 인자(hemolytic factor)가 없으며, 주요작용 기전은 단백질 분해효소를 다량 생산함으로써 유기단백질이 무기질소로 전환되는 것을 억제한다.
칸디다 글라브라타(Candida glabrata)는 혐기성 증식을 하는 곰팡이의 일종으로서 유기물 내에서 증식하여 유기물 자체내의 미소화 영양소 및 대사산물을 이용하여 에너지를 생산하여 부패미생물의 증식을 사전에 차단한다.
토착미생물은 조성물의 총 중량에 대하여 70 ∼ 80중량%를 차지함이 바람직하다.
토착미생물의 함량이 70중량% 미만이면, 발효촉진 효과가 미흡하고, 80중량%를 초과하면, 다른 재료들(임업부산물과 무수포도당)과의 적정 비율을 유지할 수 없어 조성물의 생산 자체가 어려우며 비경제적인 문제가 발생한다.
정리하면, 본 발명의 토착미생물은 락토바실러스 파라케피리(Lactobacillus parakefili)와 칸디다 글라브라타( Candida glabrata KACC93112P)로 이루어진 복합 토착미생물로서 그 함량은 전체 조성물 중량에 대하여 70 ~ 80 중량%를 차지함이 바람직하다.
또한, 본 발명의 조성물의 주성분인 무수포도당은 조성물의 총 중량에 대하여 10 ~ 15 중량%를 차지함이 좋다.
무수포도당은 본 발명의 조성물로부터 수분을 제거하여 건조성을 유지하도록 한다.
무수포도당의 함량이 10 중량% 미만이면, 본 발명의 조성물로부터 수분이 제대로 제거되지 않아 건조성이 떨어지는 문제가 있고, 15 중량%를 초과하면, 토착미생물이 생존하는데 필요한 수분이 제거되기 때문에 문제가 있다.
이와 같은 본 발명의 조성물은 미생물 복합제의 농가자가제조 액비 즉, 비료 제조시 발생하는 가스를 효과적으로 제거하고, 돈분에서 발생하는 가스를 효과적으로 제거한다.
즉, 악취의 주성분인 암모니아(NH3), 황화수소(H2S), 아민가스(NH2)가 효과적으로 제거함으로써 액비에서 악취가 발생하는 일이 없다.
본 발명의 비료는 임업 부산물 10 ~ 15 중량%, 토착 미생물 70 ~ 80 중량%, 무수포도당 10 ~ 15 중량%를 혼합하여 혼합물(본 발명의 조성물)을 조성하고, 축산분뇨가 함유된 비료에 혼합물을 비료의 총 중량대비 10 ~ 30 중량%로 넣고 혼합하여 제조된다.
상기 비료 중에 비료의 총 중량대비 10 ~ 30 중량%의 혼합물을 제외한 나머지 비료조성물은 통상의 비료를 혼합한다.
본 발명에서는 통상의 비료로 액비A(어분, 골분, 패화석, 황산가리고토, 부식토, 천매암, 천일염, 산야초, 부엽토)와 액비B(골분, 부엽초, 산야초)를 사용할 수도 있다.
이하, 본 발명에 대하여 실험예를 통하여 상세히 설명하나, 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
<실험예 1> 본 발명의 조성물의 농가자가액비 제조시 발생하는 가스 제거효과
1) 사용시료 : 천안 지역농가의 자가제조 액비 A, B
2) 실험방법
하기의 민간자가제조 액비A와 액비B 50ml를 250ml 용량의 시험구병에 각각 넣는다.
액비A(시료)와 액비B(시료)를 넣은 병에 본 발명의 조성물 6g, 12g을 각각 첨가하여 30℃ 인큐베이터에 방치한다.
이때, 본 발명의 조성물 6g을 첨가한 액비A,B를 처리구 1라 하고, 본 발명의 조성물 8g을 첨가한 액비A,B를 처리구 2라고 한다.
0일부터 가스 감지관(GASTEC Detector tube)을 사용하여 암모니아 가스(NH3 gas), 황화수소 가스(H2S gas)의 발생여부를 측정한다.
가스감소도는 감지관의 변색정도를 측정하여 확인한다.
예) 대조구 변색되어짐 100, 처리구 변색되지 않음.
▷액비A
어분 7kg + 골분 2kg + 패화석 1.5kg + 황산가리고토 1kg + 부식토 4kg + 천매암 4kg + 천일염 0.5kg + 산야초 0.5kg + 부엽토 30g
▷액비B
골분 20kg + 부엽초 30g + 산야초 500g
3) 실험결과
실험결과, 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 처리 7일 후부터 황화수소가스, 암모니아 가스가 제거되었고, 아민가스도 제거되었다.
따라서, 본 발명의 조성물을 첨가한 액비A와 액비B에서 악취가 발생하지 않았다.
처리(일) 가스종류 대조구
(액비A)		 처리구 1
(액비A)		 처리구 2
(액비A)		 대조구
(액비B)		 처리구 1
(액비B)		 처리구 2
(액비 B)

0		 H2S 90 140 160↑ 15 0 0
NH3 8 8 8 7 15 10
NH2 12 11 8 10 14 16↑
1 H2S 160↑ 10 0 10 0 0
1 NH3 19 10 7 24 11 6
NH2 16↑ 13 7 16↑ 14 8

6		 H2S 10 0 0 0.2 0 0
NH3 50 5 5 100 0 0
NH2 16↑ 9 6 16↑ 0 0

7		 H2S 10 0.1 0 0.2 0 0
NH3 50 0 0 100 0 0
NH2 16↑ 0 0 16↑ 0 0

8		 H2S 10 0 0 0.2 0 0
NH3 100 0 0 180 0 0
NH2 16↑ 0 0 16↑ 0 0

9		 H2S 10 0 1 0 0 0
NH3 100 0 1 200 0 0
NH2 16↑ 0 0 16↑ 0 0

10		 H2S 5 0 0.4 0 0 0
NH3 100 0 0 200 1 0
NH2 16↑ 0 0 16↑ 0.5 0.5

13		 H2S 50 0 0.2 2.2 0 0
NH3 120 0 0 100 0 0
NH2 16↑ 0 0 16↑ 0 0
<실험예 2> 본 발명의 조성물의 돈분에 발생하는 가스 제거효과
1) 사용시료 : 돈분
2) 실험방법
돈분 50ml를 250ml 용량 시험구병에 넣는다.
돈분(시료)를 넣은 병에 본 발명의 조성물 12g을 첨가하여 30℃ 인큐베이터에 방치하는데, 이를 "처리구"하고 한다.
0일부터 가스 감지관(GASTEC Detector tube)을 사용하여 암모니아 가스(NH3 gas), 황화수소 가스(H2S gas), 아민가스(amine gas)의 발생여부를 측정한다.
가스 감소도는 감지관의 변색정도를 측정하여 확인한다.
예)대조구 변색되어짐 100, 처리구 변색되지않음 0
3) 실험결과
실험결과, 표 2에서 알 수 있는 바와 같이 처리 9일 후부터 황화수소가스, 암모니아 가스, 아민가스가 완전히 제거되었다.
따라서, 본 발명의 조성물을 첨가한 돈분에서 악취가 발생하지 않았다.
처리(일) 가스종류 대조구
(돈분원액)		 처리구
(돈분원액)

0		 H2S 10 10
NH3 20 20
NH2 16↑ 16↑

9		 H2S 20 0
NH3 50 0
NH2 16↑ 0

10		 H2S 25 0
NH3 100 0
NH2 16↑ 0

11		 H2S 25 0
NH3 180 0
NH2 16↑ 0
12 H2S 25 0
12 NH3 100 0
NH2 16↑ 0
농업생명공학연구원 KACC93112 20101108

Claims (6)

  1. 대나무 잎과 솔잎이 주성분인 임업 부산물,
    락토바실러스 파라케피리(Lactobacillus parakefili)와 칸디다 글라브라타(Candida glabrata KACC93112P)로 이루어진 토착 미생물 및,
    무수포도당을 포함하는,
    축산분뇨의 악취 제거용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 임업 부산물 10 ~ 15 중량%, 상기 토착 미생물 70 ~ 80 중량% 및 상기 무수포도당 10 ~ 15 중량% 로 조성되는, 축산분뇨의 악취 제거용 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 대나무 잎과 솔잎이 주성분인 임업 부산물 10 ~ 15 중량%, 락토바실러스 파라케피리(Lactobacillus parakefili)와 칸디다 글라브라타(Candida glabrata KACC93112P)로 이루어진 토착 미생물 70 ~ 80 중량% 및 무수포도당 10 ~ 15 중량%를 혼합하여 혼합물을 조성하는 단계; 및
    축산분뇨가 함유된 비료에 상기 혼합물을 상기 비료의 총 중량대비 10 ~ 30 중량%로 넣고 혼합하는 단계;를 포함하는, 비료 제조방법.
  6. 축산분뇨가 함유된 비료의 총 중량에 대해,
    대나무 잎과 솔잎이 주성분인 임업 부산물 10 ~ 15 중량%, 락토바실러스 파라케피리(Lactobacillus parakefili)와 칸디다 글라브라타(Candida glabrata KACC93112P)로 이루어진 토착 미생물 70 ~ 80 중량% 및, 무수포도당 10 ~ 15 중량%로 이루어진 혼합물을 10 ~ 30 중량%로 포함하는, 비료.
KR1020100129701A 2010-12-17 2010-12-17 축산분뇨의 악취 제거용 조성물, 이를 이용한 비료 및 그 제조방법 KR101229865B1 (ko)

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