KR101878423B1

KR101878423B1 - 축산 폐수 분해 촉진용 조성물 및 이를 이용한 축산 분뇨 처리용 폭기조 내 거품 제거 또는 약취 저감 방법

Info

Publication number: KR101878423B1
Application number: KR1020170097663A
Authority: KR
Inventors: 이태용
Original assignee: (주)일광비티; 이태용
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2018-07-13
Also published as: KR20170092511A

Abstract

본 발명은 축산 분뇨 처리용 폭기조 내에 적용될 수 있는 축산 폐수 분해 촉진용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토양 유기물 및 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 유효 성분으로 포함함으로써, 축산 분뇨 처리 시 발생하는 거품 또는 약취를 제거하여 축산 분뇨를 조기에 안정화시키고 고품질의 퇴비 또는 액비로 전환시킬 수 있는, 축산 폐수 분해 촉진용 조성물 및 이를 이용한 축산 분뇨 처리용 폭기조 내 거품 제거 또는 약취 저감 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 축산 폐수 제거용 조성물은 축산 폐수의 유기물을 신속히 분해하여 거품 생성을 빠르게 억제하고, 암모니아 등의 악취를 저감화 하는 효과가 뛰어난 바, 축산 폐수를 빠르게 처리할 수 있다.

Description

축산 폐수 분해 촉진용 조성물 및 이를 이용한 축산 분뇨 처리용 폭기조 내 거품 제거 또는 약취 저감 방법{COMPOSITION FOR PROMOTING TREATMENT OF LIVESTOCK　WASTEWATER AND METHOD OF REMOVING BUBBLES OR REDUCING BAD SMELL USING THE SAME IN AERATION TANK FOR PROMOTING TREATMENT OF LIVESTOCK SLUDGE}

본 발명은 축산 분뇨 처리를 위한 폭기조 내에 적용될 수 있는 축산 폐수 분해 촉진용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토양 유기물 및 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯의 혼합물을 유효 성분으로 포함함에 따라, 축산 분뇨 처리 시 발생하는 거품 또는 약취를 제거하고, 축산 분뇨를 조기에 안정화시켜 고품질의 퇴비 또는 액비로 전환시킬 수 있는, 축산 폐수 분해 촉진용 조성물 및 이를 이용한 축산 분뇨 처리용 폭기조 내 거품 제거 또는 약취 저감 방법에 관한 것이다.

일반적으로 양계 농장, 양돈 농장, 젖소사육 농장 등 각종 축산 농장의 축사에서 배출되는 폐수는 환경오염을 상당히 가중시키기 때문에, 축산 폐수를 많이 발생시키는 축산 농장에서는 오염 부하를 줄이기 위하여 거의 모든 농장이 폐수 처리를 위한 폭기조를 갖추고 있다.

축산 폐수 처리 공정에서의 문제점을 보면 일차적으로 폭기 시 발생하는 거품과 암모니아와 같은 악취 그리고 오염 부하가 매우 높은 유기물 함량 등이 있으며, 이러한 문제점은 다양한 방법으로 복잡하게 처리하여야만 가능하므로 한 번에 거품 발생 억제, 악취 억제, 생화학적 산소요구량 (BOD) 저감 등의 문제점을 해결할 수 있는 환경 개선제의 개발이 요구되고 있다.

하지만 폭기 공정에서 가장 큰 문제점의 하나가 높은 유기물의 함유로 발생하는 매우 두껍고 진득진득한 점성이 높은 거품 덩어리로, 이러한 거품은 가만히 두면 터지기 보다는 강한 점성으로 서로 엉기는 특성이 강해 제어하는 것이 극히 어렵다. 이러한 거품을 적절하게 억제하지 못하는 경우 화재의 위험이 증가하거나, 야간에 외부로 넘쳐 축산 폐수 유출 사고가 발생하기도 하므로 축산 농가에서는 이러한 거품 발생을 최소화하기 위해서 인공 합성 물질인 소포제 또는 물리적으로 기포를 파쇄하는 기포 파쇄기 등이 사용되고 있다.

동시에 축산 농가에서 발생하는 악취는 주변 민원의 가장 큰 요인이지만 현재까지 미생물을 제외하고 천연물을 폭기조에 첨가하여 유기물 분해를 촉진하여 BOD를 단시간 내에 저감시키고 거품을 조기에 제거하고 악취 저감까지 하는 방법은 거의 없는 실정이다.

천연물인 아스코빈산 처리 안정화 목초액, 유카추출물, 복합미생물, 유동파라핀 및 구운 왕겨분말의 혼합물을 유효 성분으로서 이용하여 축산 폐기물의 발효를 촉진하면서, 악취를 제거해주는 조성물에 관한 선행기술 (한국등록특허 제10-0436882호)이 있으나, 거품 제거 효과가 없고 미생물을 별도로 구매, 배양 또는 보관해야 하는 번거로움이 있다. 　

따라서 축산 폐수의 분해를 촉진하여 거품을 제거하고, 악취도 저감하면서, 미생물의 이용이 좀 더 용이한 기술이 필요하다.

한편, 식물성 바이오매스를 대기 중에서 연소시키면, 수분이 먼저 증발하고 그 후 발열 반응에 의해 바이오매스 중의 탄소, 산소, 수소 등이 공기 중의 산소와 반응하여 이산화탄소와 물로 변화되어 날아가고 극미량의 재만 남게 되는데, 무산소 또는 산소가 극히 제한된 상태에서 450℃ 내지 700℃의 열로 바이오매스를 저온 열분해 시키면 바이오매스에 포함된 물, 리그닌 및 휘발성 유기화합물이 제거되고 최종 산물에는 수많은 미세 공극을 가진 동시에 탄소의 변형으로 많은 관능기를 가지고 수용상에서 극성을 가진 음이온과 양이온성 물질들을 효과적으로 흡착할 수 있는 관능기를 가진 바이오 숯이 형성된다. 이러한 바이오 숯 (특히, 활성탄)의 미세 공극 또는 관능기에 폐수 처리능이 있는 것으로 알려진 유용미생물을 부착시켜 폐수 처리에 활용하는 기술에 관한 선행기술 (한국공개특허 제1999-072162호)이 있다. 이 기술은 오수정화 시스템에 미생물을 부착시킨 활성탄을 적용함에 따라, 활성탄의 큰 비중으로 인해 침강성이 향상되어 부유상태에서 나타날 수 있는 미생물 유출을 방지하고 악취를 제거하는 효과가 있으나, 거품 제거 효과가 없고 미생물을 별도로 구매, 배양 또는 보관해야 하는 번거로움을 가지고 있으며, 미생물의 에너지원으로서 건조된 음식물 분말을 사용하므로, 음식물 건조를 위한 과정에서 번거로움이 예상된다. 이와 같이, 미생물이 부착된 바이오 숯은 폐수 처리에 유용한 재료임이 자명하나, 종래의 폐수 처리 시스템은 그 과정이 비효율적이고 비용 면에서 경제적이지 못한 문제를 가지고 있다.

KR

10-0436882

B

KR

10-1999-072162

A

이에, 본 발명자는 부식화된 유기물, 이탄, 연갈탄 등과 같은 토양 유기물 및 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 혼합하여 축산 분뇨 처리에 이용할 경우, 축산 폐수의 BOD를 조기에 안정화시키고 거품을 효과적으로 제어하면서, 악취를 저감시켜 축산 폐수의 분해를 촉진하는 상승 효과까지 기대할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은, 지렁이 분변토 또는 잘 부숙화된 퇴비를 종균제로서 이용하여 제조된 토착 호기성 미생물이 부착된 바이오 숯과 휴믹산 및 풀빅산과 같이 토착 호기성 미생물에 의해 흡수될 수 있는 유기 탄소 함량이 약 80 중량% 이상이고 양이온 교환능이 약 400 meq/100 g 이상인 토양 유기물의 혼합물을 유효성분으로 포함하는, 축산 폐수 분해 촉진용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 조성물을 축산 분뇨 처리용 폭기조에 투입시켜 폭기조 내 폐수의 BOD를 약 24 시간 내에 약 50% 이상으로 저감시킬 수 있는, 폭기조 내 거품을 제거하고 악취를 저감시키는 방법을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 약 80 중량% 내지 약 90 중량%의 토양 유기물; 및 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의, 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 포함하는, 축산 폐수 분해 촉진용 조성물을 제공한다.

상기 토양 유기물은 휴믹산을 함유하는 부식화된 유기물, 풀빅산을 함유하는 부식화된 유기물, 이탄, 연갈탄 및 역청탄으로 이루이진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것 일 수 있다.

상기 휴믹산을 함유하는 부식화된 유기물은 유기 탄소 함량이 약 80 중량% 이상인 것 일 수 있다.

상기 풀빅산을 함유하는 부식화된 유기물은 유기 탄소 함량이 약 80 중량% 이상인 것 일 수 있다.

상기 토양 유기물은 양이온 교환능이 약 400 meq/100 g 이상인 것 일 수 있다.

상기 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯은, 농림 또는 산림 부산물을 무산소 조건에서 열분해하여 제조된 바이오 숯을 포함하는 것 일 수 있다.

상기 바이오 숯은 약 100 nm 내지 약 1000 nm의 입자크기를 포함하는 것 일 수 있다.

상기 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯은 그 내부 기공 또는 표면에 토착 호기성 미생물이 고정화되어 있는 것 일 수 있다.

상기 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯은 분말 형태인 것 일 수 있다.

상기 토착 호기성 미생물은 지렁이 분변토 또는 퇴비에 서식하는 미생물을 포함하는 것 일 수 있다.

상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물을 축산 분뇨 처리용 폭기조에 투입시키는 것을 포함하는, 축산 분뇨 처리용 폭기조 내 거품을 제거하는 방법을 제공한다.

상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물이 약 1 중량% 내지 약 10 중량%로 투입되는 것 일 수 있다.

상기 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물을 축산 분뇨 처리용 폭기조에 투입시키는 것을 포함하는, 축산 분뇨 처리용 폭기조 내 악취를 저감시키는 방법을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 축산 폐수 분해 촉진용 조성물은 축산 분뇨를 포함하는 축산 폐수 내의 유기물을 신속히 분해하여 폐수의 BOD를 약 24 시간 내에 약 50% 이상으로 저감시키고, 거품 생성을 억제하고, 암모니아 등의 악취를 신속히 저감시키는 효과가 있다. 특히, 본 발명의 일 구현예에 따른 축산 폐수 분해 촉진용 조성물은 토착 호기성 미생물의 에너지원으로서 농지 또는 산림 주변 등에서 쉽게 구할 수 있는 토양 유기물을 이용할 수 있어, 비용 절감의 효과가 있고, 친환경적이다.

또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 축산 분뇨 처리용 폭기조 내 거품 제거 또는 약취 저감 방법은 축산 분뇨 처리 시 발생하는 거품 또는 약취를 신속히 제거하고 축산 분뇨를 안정화시켜 고품질의 퇴비 또는 액비로 전환시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실험을 위해 사용한 반응조를 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축산 폐수 분해 촉진용 조성물을 처리한 축산 폐수의 형상을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 축산 폐수 분해 촉진용 조성물을 축산 폐수에 처리한 후, 거품제거 효과를 나타내는 사진이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 명세서 전체에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 명세서 전체에 있어서, “A 및/또는 B”는, A 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.

이하, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

종래 축산 폐수의 미생물학적 처리기술은, 모든 미생물의 세포 합성에 필요한 유기 탄소량인 탄수화물, 단백질, 지방산, 비타민 등의 고효율 탄소원을 사육 가축들이 소화 흡수해 버려 유기 탄소량이 매우 부족한 반면 질소원이 풍부한 상태에서 전환 효율이 매우 느린 무기 탄소 (CO₂, HCO₃ ^-, CO₃ ^2- 등)을 이용할 수 있으며 상대적으로 질소원이 과다하여 동일한 산소 공급 조건에서도 유용 토착 호기성 미생물보다는 병원성 종속 영양 미생물이 비정상적으로 활성화되어 분해 기간이 길어지고 질소·황 화합 물질 생산이 증가하면서 암모니아 발생량도 증가하는 문제점을 가지고 있다.

일반적으로 돈 분뇨의 분해에 있어 탄소는 미생물 에너지원으로, 질소는 세포의 발달과 재생에 사용하므로 가장 바람직한 탄소와 질소의 비율(C/N ratio)은 20 내지 35 사이가 가장 적당하다고 알려져 있지만, 돈 분뇨의 질소 함유량은 고형 분의 경우 0.5% 내지 2.8%, 액상 슬러지는 상대적으로 적은 0.41% 내지 0.68% 정도 함유하고 있지만 탄소원은 매우 부족하여 탄질비 (C/N 비)가 10 내외에 불과하여 탄소 결핍이 매우 심한 상태에서 발효가 이루어지므로 독립영양 및 종속영양 미생물의 생육이 매우 불안정하여 암모니아와 같은 악취 발생량이 증가한다.

퇴비의 부숙화에서는 이러한 불균형을 해소하기 위하여 탄소함량이 높은 톱밥, 볏짚, 우드 칩 등을 부피대비 4:1 정도로 첨가하여 부숙시키고, 액상 슬러지의 경우 부족한 탄소 보충을 위하여 장시간 폭기를 하여 대기 중 이산화탄소를 이용하고 있어 안정화에 시간이 매우 많이 걸린다.

따라서 축산 분뇨나 퇴비 내부의 고품질의 반응성이 큰 카르복실산이 대량으로 존재하여 질소 및 황 화합물을 효과적으로 흡착 킬레이트 할 수 있고 미생물 에너지원으로 이용할 수 있는 유기 탄소원을 공급하면서 축산 폐수 내부에 부족한 토착 호기성 미생물을 지렁이 분변토 또는 동물 사육 시설에서 발생하는 분뇨를 기반으로 제조한 탈질과 탈황에 관계하는 다양한 종류의 토착 호기성 미생물을 고농도로 산소 조건에서 배양하여 외부에서 투입하고, 고농도의 산소를 주입하여 이들의 활성을 극대화시키면 유기물을 빠른 시간 내에 분해시키고 단시간에 악취를 제거하는 유효한 방법이 되는 것은 자명하다.

또한, 2014 년 미국 아이오와 주립대 연구 논문 (Investigating the cuases of foam formation in deep pit swine manure storages, Mark B. Van Weelden, 석사학위논문)에서 발표한 자료에 의하면 축산 폐수의 거품에는 혐기성 분해로 인해 발생하는 60,000 ppm 내지 70,000 ppm 농도의 메탄(CH₄)이 거품 내부에 갇혀 있어 발화 유효 농도인 50,000 ppm 내지 200,000 ppm을 초과하므로 미국 내 축산 시설 화재 사고의 가장 큰 요인이라고 발표했다.

따라서 축산 폐수의 생분해를 촉진하여 거품을 제거하는 것은 폐수의 유출, 화재 위험 감소 등 축산 농가의 안전을 위해서도 필요하다.

본 발명의 제 1 측면은 약 80 중량% 내지 약 90 중량%의 토양 유기물; 및 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의, 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 포함하는, 축산 폐수 분해 촉진용 조성물을 제공한다.

녹조, 수생식물, 이끼류, 습지대의 풀, 나무 등과 같은 유기물이 죽으면 미생물에 의해 이산화탄소와 물로 완전히 분해되어 흔적을 남기지 않아야 하지만, 한랭 기후를 가진 극지 등에서 식물이 죽어 물속에 잠기면 한정된 산소와 한랭 기후 때문에 미생물 분해가 매우 제한적으로 나타나 기본적으로 식물체가 가지고 있는 단백질, 탄수화물, 리그닌, 탄닌, 테르페노이드, 알카로이드, 플라보노이드, 비타민 등의 유기 탄소 화합물 즉, 천연 고분자들이 미생물에 의해 이산화탄소와 물로 완전히 분해되지 못하고 부분적으로 산화된 식물 섬유질을 포함하게 되며, pH가 약 4 내지 5 사이를 나타내게 된다. 본 발명에서 사용되는 "토양 유기물"은, 부분적으로 산화된 식물 섬유질을 함유하고 pH가 약 4 내지 5 사이인 이탄 (토탄, peat) 및 상기 이탄의 식물 섬유질이 완전히 제거된 연갈탄 (humate, leonardite, humalite, lignite 등)을 의미한다. 상기 연갈탄은 이탄이 시간이 흐르면서 이탄층 상부에 쌓인 흙의 토압에 의한 압밀로 수분이 제거되고 동시에 하부의 지열로 물기가 제거되어 식물성 천연 고분자의 중합반응에 의해 식물의 섬유소가 완전히 사라지면서 천연 식물성 고분자들의 변형에 의해 형성된 수많은 유기 탄소 및 산소를 포함하고, 그 표면에는 부분적으로 산화된 결과로 인해 형성된 pH 4~5 사이의 수많은 반응기가 존재한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물은 약 80 중량% 내지 약 90 중량%의 토양 유기물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물은 약 80 중량% 내지 약 90 중량%, 약 80 중량% 내지 약 88 중량%, 약 80 중량% 내지 약 85 중량%, 약 80 중량% 내지 약 83 중량%, 약 83 중량% 내지 약 90 중량%, 약 85 중량% 내지 약 90 중량%, 약 88 중량% 내지 약 90 중량% 또는 약 83 중량% 내지 약 88 중량%의 토양 유기물을 포함하는 것일 수 있다. 상기 토양 유기물은 식물과 같은 유기물이 토양 중에서 미생물에 의해 부분적으로 분해된 후, 축합, 중합 및/또는 산화와 같은 복잡한 변화 과정을 거치면서 분자 내 이중 결합이 증가하고 축합고리가 형성되어 제조된 유기 탄소 화합물인 휴믹산 및/또는 풀빅산을 함유할 수 있다. 이러한 토양 유기물은, 상기 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯에 함유된 토착 호기성 미생물의 에너지원으로서 역할하여 상기 토착 호기성 미생물에 의하여 흡수될 수 있으며, 미생물의 활성을 촉진시켜 축산 폐수 중 거품 발생의 주원인인 탄소 결핍을 방지하고 적정 탄질비를 유지시켜주므로, 균형 잡힌 미생물의 활성을 유도하여 축산 폐수의 거품을 조기에 안정화시킬 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물은 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물은 약 10 중량% 내지 약 20 중량%, 약 10 중량% 내지 약 18 중량%, 약 10 중량% 내지 약 15 중량%, 약 10 중량% 내지 약 13 중량%, 약 13 중량% 내지 약 20 중량%, 약 15 중량% 내지 약 20 중량%, 약 18 중량% 내지 약 20 중량% 또는 약 13 중량% 내지 약 18 중량%의 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 토양 유기물은 휴믹산을 함유하는 부식화된 유기물, 풀빅산을 함유하는 부식화된 유기물, 이탄, 연갈탄 및 역청탄으로 이루이진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 토양 유기물은 휴믹산 또는 풀빅산을 함유하는 부식화된 유기물을 포함하는 것일 수 있으며, 유기 탄소, 특히 휴믹산 또는 풀빅산의 함량이 약 80 중량%인 휴믹산 또는 풀빅산을 함유하는 부식화된 유기물을 포함하는 것일 수 있다.

상기 휴믹산을 함유하는 부식화된 유기물은 유기 탄소 함량이 약 80 중량% 내지 약 100 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 유기 탄소 함량은 예를 들어, 약 80 중량% 내지 약 100 중량%, 약 80 중량% 내지 약 95 중량%, 약 80 중량% 내지 약 90 중량%, 약 80 중량% 내지 약 85 중량%, 약 85 중량% 내지 약 100 중량%, 약 90 중량% 내지 약 100 중량% 또는 약 95 중량% 내지 약 100 중량%일 수 있다.

상기 풀빅산을 함유하는 부식화된 유기물은 유기 탄소 함량이 약 80 중량% 내지 약 100 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 유기 탄소 함량은 예를 들어, 약 80 중량% 내지 약 100 중량%, 약 80 중량% 내지 약 95 중량%, 약 80 중량% 내지 약 90 중량%, 약 80 중량% 내지 약 85 중량%, 약 85 중량% 내지 약 100 중량%, 약 90 중량% 내지 약 100 중량% 또는 약 95 중량% 내지 약 100 중량%일 수 있다.

상기 토양 유기물은 양이온 교환능이 약 400 meq/100 g 이상인 것일 수 있으며, 예를 들어, 약 400 meq/100 g 내지 약 700 meq/100 g, 약 400 meq/100 g 내지 약 600 meq/100 g, 약 400 meq/100 g 내지 약 500 meq/100 g, 약 500 meq/100 g 내지 약 700 meq/100 g, 약 600 meq/100 g 내지 약 700 meq/100 g 또는 약 430 meq/100 g 내지 약 550 meq/100 g인 것 일 수 있다. 상기 토양 유기물은 높은 양이온 교환능을 가져 축산 폐수 처리에 적용 시 우수한 수질개선 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯은, 농림 또는 산림 부산물을 무산소 또는 저산소 조건에서 열분해하여 제조된 바이오 숯을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 바이오 숯은 농림 또는 산림 부산물을 무산소 또는 산소가 극히 제한된 상태에서 약 300℃ 내지 약 700℃의 온도로 약 5 시간 내지 약 10 시간 동안 연소시킴에 따라, 상기 농림 또는 산림 부산물이 열분해 되어 형성된 것 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 바이오 숯은 약 100 nm 내지 약 1000 nm의 입자크기를 포함할 수 있으며, 분말 또는 플레이크 형태인 것 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 바이오 숯의 입자크기는 예를 들어, 약 100 nm 내지 약 1000 nm, 약 100 nm 내지 약 900 nm, 약 100 nm 내지 약 800 nm, 약 100 nm 내지 약 700 nm, 약 100 nm 내지 약 600 nm, 약 100 nm 내지 약 500 nm, 약 100 nm 내지 약 400 nm, 약 100 nm 내지 약 300 nm, 약 100 nm 내지 약 200 nm, 약 200 nm 내지 약 1000 nm, 약 300 nm 내지 약 1000 nm, 약 400 nm 내지 약 1000 nm, 약 500 nm 내지 약 1000 nm, 약 600 nm 내지 약 1000 nm, 약 700 nm 내지 약 1000 nm, 약 800 nm 내지 약 1000 nm 또는 약 900 nm 내지 약 1000 nm인 것 일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯은 상기 바이오 숯의 내부 기공 또는 표면에 토착 호기성 미생물이 고정화 되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯은, 우선 지렁이 분변토 또는 잘 부숙화된 퇴비를 종균제로서 이용하여 수돗물에 첨가하고, 여기에 대량의 산소와 다양한 에너지원을 공급하고 적정 온도를 유지시켜 토착 호기성 미생물을 배양하고, 이어서 형성된 토착 호기성 미생물을 함유하는 배양액에 담체인 바이오 숯을 침지시킨 후, 건조 과정을 거쳐 제조될 수 있다. 상술한 과정을 통해 제조된 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯은, 분말 또는 플레이크 형태인 것 일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 토착 호기성 미생물은 지렁이 분변토 또는 퇴비에 서식하는 미생물을 포함하는 것일 수 있다. 또는, 축산 폐수의 분해를 촉진하여 부숙화에 도움을 주는 것으로 잘 알려져 있는 바실러스 또는 광합성 균 등의 상용화된 종균제를 구입하여 사용할 수 있으나, 상용화된 종균제는 비용이 비쌀 뿐만 아니라, 구입, 배양 또는 보관 등의 과정이 번거로울 수 있다. 이에 반해, 지렁이 분변토 또는 퇴비에 서식하는 종균제를 이용하는 경우, 불필요한 비용 소비 없이 언제 어디서나 손쉽게 제조 또는 획득하여 사용할 수 있다는 장점을 갖는다.

지렁이 분변토는 지렁이에 의해 형성된 유기물 분해 산물이고 퇴비는 축산 분뇨를 기반으로 제조된 유기성 퇴비로서, 이러한 지렁이 분변토 및/또는 퇴비에는 토착 유용 박테리아, 곰팡이 및 원생동물 등이 다양하게 포함되어 있다. 상기 토착 호기성 미생물은 중금속과 같은 오염물질이 함유되지 않은 환경에서 배양된 것이 바람직하다. 예를 들어, 지렁이 분변토에 서식하는 미생물은 니트로박터 (Nitrobacter) 속, 뿌리혹박테리아 (Azotobacter) 속, 근류균 (rhizobium), 인산 분해 효소를 분비하는 박테리아와 방선균 등의 다양한 토착 호기성 미생물들과 함께 원생동물들을 포함할 수 있다.

본 발명의 명세서 전체에서, 용어 “퇴비” 또는 “잘 부숙화된 퇴비”는, 축산 동물 분뇨와 왕겨, 볏짚, 풀 등의 탄소원을 혼합하고 최소한 내부 온도가 약 55℃ 또는 그 이상인 상태에서 약 14 일 이상 발효시켜 유해 미생물이 최소화되고, 탄질비 (C/N 비)가 약 25:1 내지 약 30:1로 악취와 중금속과 같은 유해 물질이 없는 원료를 포함한다. 퇴비는 내부의 유기물을 분해하기 위하여 다양한 미생물, 곰팡이, 박테리아, 원생동물, 또는 선충 등이 존재하는 데, 특히 탈질 및/또는 탈황 과정에 관계하는 유용 미생물 함량이 매우 높아 액상의 슬러지를 처리하는데 매우 유용하게 사용될 수 있는 저렴한 원료를 의미한다.

본 발명에 있어 토착 호기성 미생물 배양액의 제조 방법은 먼저 물 100 중량%에, 미생물 증식을 촉진하고 박테리아와 곰팡이가 동시에 이용할 수 있는 에너지원으로 아스코필럼 노도섬 (Ascophyllum nodosum) 추출물 약 1 중량% 내지 약 5 중량%, 천연 광물 분말 약 0.01 중량% 내지 약 0.1 중량%, 휴믹산 수용액 약 1 중량% 내지 약 5 중량%, 박테리아 에너지원으로 당 화합물 약 1 중량% 내지 약 5 중량%, 곰팡이 에너지원으로 아미노산 (동물성 또는 식물성) 분말 약 1 중량% 내지 약 5 중량%, 및 탄수화물 분말 약 1 중량% 내지 약 5 중량%를 포함하는 에너지원을 물에 용해시킨 다음, 종균제인 지렁이 분변토 또는 퇴비 약 5 중량% 내지 약 30 중량%를 넣고 수온을 약 25℃ 내지 약 35℃로 유지하면서 기포 발생기에 의해 대량의 산소를 공급하고 약 24 시간 내지 약 72 시간 동안 배양하는 것을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 아스코필럼 노도섬 추출물, 천연 광물 분말, 휴믹산, 당 화합물, 및 아미노산은 다양한 종류의 토착 호기성 미생물 들을 단시간 내에 고농도로 배양할 수 있는 에너지원이면서 특히, 아스코필럼 노도섬 같은 원료는 에너지원인 동시에 이 유기물 표면에 곰팡이가 착상하여 자라는 숙주의 역할도 같이 할 수 있으며, 이러한 에너지원을 공급하면서 함께 산소를 공급하여 주면 물속에서 지렁이 분변토에 포함되어 있는 혐기성 미생물들은 증식 조건이 맞지 않아 빠른 시간 안에 소멸하고, 고농도의 토착 호기성 미생물들이 우점종으로 남게 된다.

상기 아스코필럼 노도섬 (Ascophyllum nodosum)은 갈조류의 일종으로, 비타민, 미네랄, 단백질 함량이 높고, 생리대사물질의 함량이 많아 식물 성장 촉진용 유기농자재, 화장품, 사료 등에 사용될 수 있으며, 아스코필럼 노도섬 추출물의 제조 방법은 아스코필럼 노도섬을 물과 동일한 비율로 혼합한 다음 최대한 잘게 분쇄하여 슬러지를 만든 후, 다시 원료 중량 대비 약 200 중량%의 물을 첨가한 후 가성칼리 (KOH)로 pH 10~11로 조정한 다음 약 24 시간 동안 교반 반응시키는 것을 포함하나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 토착 호기성 미생물의 배양액 제조에 있어, 상기 아스코필럼 노도섬 추출물은 전체 토착 호기성 미생물 배양액의 물 중량 대비 약 1 중량% 내지 약 5 중량%를 첨가하는데, 약 1 중량% 미만인 경우는 배양 시간 48 시간 전에 에너지원이 소모될 수 있으며 약 5 중량% 초과인 경우는 경제적으로 불리하므로 바람직하게는 약 2 중량% 내지 약 3 중량%를 사용할 수 있다.

상기 천연 광물 분말은 황토, 제올라이트, 벤토나이트, 고령토 및 견운모 등으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 천연광물질의 분말일 수 있고, 바람직하게는 제올라이트의 분말일 수 있다. 상기 천연 광물 분말의 최소 입자크기는 약 325 메시 이하가 바람직하고, 천연 광물 분말이 약 0.01 중량% 미만이면 미생물 개체수가 많이 늘어나지 않고, 약 0.1 중량% 초과이면 제조 공정 중 침전물이 많아 산소 공급을 저해시킬 수 있다.

상기 휴믹산 수용액은 밀폐 용기에 물 약 100 중량%에 약 0.1 m 이상의 KOH를 첨가하여 pH 10 이상이 되도록 만든 다음, 피트모스 또는 이탄 분말 약 10 중량%를 첨가하고 약 24 시간 동안 온도 약 50℃ 내지 약 60℃로 유지하면서 질소 기류 하에서 반응시킨 후, 원심 분리기로 고액 분리하고 미세여과 또는 이온 교환막을 통하여 K 이온을 제거하여 제조할 수 있으며, 전체 토착 호기성 미생물 배양액의 물 중량 대비 약 1 중량% 내지 약 5 중량%를 첨가한다. 상기 토착 호기성 미생물 배양액의 제조에 있어, 상기 휴믹산 수용액이 약 1 중량% 미만인 경우는 배양 시간 48 시간 전에 에너지원이 소모될 수 있으며 약 5 중량% 초과인 경우는 경제적으로 불리하므로 바람직하게는 약 2 중량% 내지 약 3 중량%를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 아미노산 분말은 어류나 동물의 혈액, 유청과 같은 동물성 단백질 또는 모링가 (Moringa oleifera) 씨앗과 잎, 콩 등을 가수 분해한 아미노산을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 토착 호기성 미생물 배양액의 제조에 있어, 상기 아미노산 분말은 전체 토착 호기성 미생물 배양액의 물 중량 대비 약 1 중량% 내지 약 5 중량%를 첨가할 수 있으며, 이때 약 1 중량% 미만인 경우는 배양 시간 48 시간 전에 에너지원이 소모될 수 있으며 약 5 중량% 초과인 경우는 경제적으로 불리하고 박테리아보다는 곰팡이가 우점종이 될 수 있으므로 바람직하게는 약 2 중량% 내지 약 3 중량%를 사용할 수 있다.

상기 탄수화물 분말은 특별히 제한되지 않지만, 당밀, 설탕, 포도당, 물엿 또는 곡류 분말 등으로 이루어진 군에서 하나 이상이 선택될 수 있으며, 전체 토착 호기성 미생물 배양액의 물 중량 대비 약 1 중량% 내지 약 5 중량%를 첨가할 수 있으며, 이때 약 1 중량% 미만인 경우는 배양 시간 약 48 시간 전에 에너지원이 소모될 수 있으며 약 5 중량% 초과인 경우는 경제적으로 불리하고 곰팡이보다 박테리아가 우점종이 될 수 있으므로 바람직하게는 약 2 중량% 내지 약 3 중량%를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어, 담체로서 이용하는 바이오 숯은, 바이오매스를 열분해하는 공정을 통하여 제조되므로 온도가 상승하면서 바이오매스 몸체가 함유한 물과 지방족 탄소 화합물이 일차로 증발하거나, 좀 더 안정된 형태의 방향족 탄소 화합물로 변형이 되면서 그 부분이 미생물이 서식할 수 있는 공극으로 변하여 형성된 미세 공극을 포함하고 있다.

선행 연구에 의하면 원료 중 리그닌 함량이 높은 목재를 원료로 제조한 바이오 숯은, 특히 탄소 관능기인 카르복실산이 많이 생성되어 있어, 양이온 교환능 (CEC)이 490 meq/100 g, 음이온 교환능 (AEC)이 88.2 meq/100 g에 이른다.

참고로 다른 재료의 양이온 교환능은 다음 표 1과 같다.

[표 1]

이러한 많은 공극들은 질산화, 탈질화 또는 탈황 등의 기능을 가진 토착 호기성 미생물들이 밀집하여 성장할 수 있는 미생물 주거지로 역할을 하여 천적으로부터 보호될 수 있는 환경을 제공하는 할 수 있으며, 부가적으로 바이오 숯은 수용성 상태에서 암모늄 (NH₄ ⁺), 질산염 (NO₃ ^-) 및 암모니아 (NH₃) 등 다양한 형태의 질소 화학종, 수용성 인 (PO₄ ^3-)을 비롯한 다양한 이온성 물질 및 소수성 물질들을 효과적으로 흡착할 수 있다.

본 발명에 있어, 토착 호기성 미생물을 상기 바이오 숯에 부착하는 방법은 단순 침지에 의해 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 토착 호기성 미생물을 상기 바이오 숯에 부착하는 방법은, 더욱 구체적으로, 토착 호기성 미생물 배양액 중량의 50 중량%에 해당하는 바이오 숯의 분말 (약 1000 nm 이하의 입자크기)을 첨가하고 약 30 분 내지 약 60 분 동안 폭기를 하여 완성한 다음, 면섬유를 이용하여 여과하고 고형물만 분리 건조하는 것을 포함한다.

본 발명의 제 2 측면은 약 80 중량% 내지 약 90 중량%의 토양 유기물; 및 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의, 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 포함하는 축산 폐수 분해 촉진용 조성물을 축산 분뇨 처리용 폭기조에 투입시키는 것을 포함하는, 축산 분뇨 처리용 폭기조 내 거품을 제거하는 방법을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물이 약 1 중량% 내지 약 10 중량%로 투입되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 이때, 상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물이 약 1 중량% 미만일 경우 유기물 분해에 장시간이 소요되고 약 10 중량% 초과일 경우 축산 폐수의 부피를 많이 증가시키게 되므로 바람직하지 않다.

상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물을 축산 분뇨 처리용 폭기조에 투입시켜 폭기조 내 폐수의 BOD를 약 24 시간 내 약 50% 이상 저감시키고, 폭기조 내 거품을 제거시킬 수 있다.

본 발명의 제 3 측면은 약 80 중량% 내지 약 90 중량%의 토양 유기물; 및 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의, 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 포함하는 축산 폐수 분해 촉진용 조성물을 축산 분뇨 처리용 폭기조에 투입시키는 것을 포함하는, 축산 분뇨 처리용 폭기조 내 악취를 저감시키는 방법을 제공한다.

상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물을 축산 분뇨 처리용 폭기조에 투입시켜 폭기조 내 폐수의 BOD를 약 24 시간 내 약 50% 이상 저감시키고, 폭기조 내 악취를 저감시킬 수 있다.

본 발명의 제 2 또는 제 3 측면의 방법들은, 제 1 측면에 따른 축산 폐수 분해 촉진용 조성물을 이용하는 용도에 관한 발명으로서, 그 중복되는 내용은 상세한 설명에서 생략하였으나, 제 1 측면에 따른 발명의 상세한 설명은 제 2 또는 제 3 측면에 따른 발명에도 동일하게 적용된다.

이하, 실시예 및 도면을 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명 하고자 한다. 이들 실시예 및 도면은 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예 또는 도면에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

[실시예]

<토양 유기물의 준비>

식물 또는 미생물이 흡수할 수 있는 토양 유기물로서, 양이온 교환능이 400 meq/100 g 이상인 휴믹산 및 풀빅산과 같은 유기 탄소를 80 중량% 이상 함유하는 울트라휴믹 ((주)일광비티)을 준비하였다.

상기 토양 유기물의 양이온 교환능은 600 meq/100 g이고, pH는 4.5이며, 입자크기는 0.1 mm 이하이다.

<토착 호기성 미생물의 배양액 준비>

5 L 비커에 수돗물 2 L를 담고 바닥에 원형 세라믹 기포 발생기를 달아 항온수조에 넣은 후, 수온을 30℃로 조절하고, 물속에 있는 염소를 제거하기 위하여 30 분간 산소를 공급하였다.

지렁이 분변토 ((유)버미팜, 지렁이가 만든 비료) 400 g, 해조추출물인 아스코필럼 노도섬 (Ascophyllum nodosum)의 추출물 ((주)일광비티, 라이온 캘프) 4 g, 12% (w/v)의 휴믹산 수용액 (㈜일광비티, 일광 휴믹산) 4 g, 모링가 (Moringa Oleifera) 씨앗 추출 아미노산 분말 ((주)일광비티, 일광 아미노산) 4 g, 빵가루 분말 4 g 및 고령토 파우더 (참빛 소재(주)) 0.2 g을 부직포 팩에 담아 상기 5 L 비커 안의 물에 넣은 후, 48 시간 동안 산소를 공급하였다.

상기 부직포 팩은 산소가 충분하게 공급이 되도록 배양 용기 바닥에 닿지 않도록 매달아 둔다.

48 시간이 지난 후, 상기 부직포 팩을 제거한 후, 비커에 담겨있는 토착 호기성 미생물의 배양액을 제조하였다.

<실험예>

<대조군 및 시험군 제조>

축산 폐수 (원수)는 2014 년 7 월 23 일 (대기온도 32℃) 충남 당진시 신평면 초대리 소재의 돼지 농장으로부터 제공받은 돼지 분뇨를 사용하였다. 상기 돼지 분뇨는 약 2 개월 동안 별다른 처리 없이 보관된 것이다.

하기 표 2와 같이 실험군을 설정하였고, 상기 실험군을 도 1에 나타낸 것과 같은 모양의 반응조에 투입하여 실험을 실시하였다. 도 1의 반응조에 대해 상세히 서명하자면, 각 6 개의 반응조 (2 L)에 공기(산소) 공급을 위한 수조용 소형 기포 발생기를 설치하였으며, 각 반응조마다 동일한 공기의 공급을 위하여 공기량 조절 밸브를 설치하였다.

[표 2

6 개의 반응조에 표 2의 대조군, 비교예 및 실시예로 축산 폐수를 각각 1.5 L씩 넣고 실험을 시작하였다.

<분뇨 분해능의 비교>

상기 대조군 및 시험군들을 반응조에 넣은 후 산소를 공급한 결과, 초기에는 동일하게 지름 10 cm 내지 20 cm 크기의 거품이 발생하다가 토양 유기물을 공급한 비교예 1과 2, 및 실시예 1은 30 분 후 분해가 촉진되어 온도가 2℃ 정도 상승하면서 거품 지름이 1 cm 내지 2 cm의 크기로 안정화된 반면, 미생물만 공급한 대조군은 온도가 1℃ 상승하면서 분해는 관찰이 되었지만 거품의 크기는 변화가 없었다. 또한, 아무것도 첨가하지 않은 대조군은 온도 변화도 관찰되지 않았고 거품이 지속적으로 원래 크기로 유지되었다.

토양 유기물을 첨가한 비교예 1과 2에서는 30분 만에 현저하게 수질 개선 효과와 함께 거품 안정화 효과가 나타났지만, 미생물만 첨가한 군과 특히 대조군에서 별다른 변화를 관찰 할 수가 없었다.

반면에 토양 유기물과 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 함께 넣은 실시예 1은 다른 예에 비하여 매우 뛰어난 수질 개선 효과가 나타났으며, 1 시간 후에는 거품 크기가 더욱 감소하고 폐수 내 총질소량 (T-N), 총인량 (T-P), 및 BOD 모두 유의적으로 감소함을 확인할 수 있었다. 이는 본 발명의 토양 유기물과 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 혼합하면, 각각 사용했을 때보다 pH가 낮아지면서 유기물 분해 속도가 현저하게 상승하는 상승효과가 있다는 것을 의미한다.

30 분경과 후의 대조군과 부식화된 유기물 및 미생물 배양액을 함께 넣은 실시예 1의 거품 형상을 도 2에 나타냈다.

지속적으로 폭기를 하면서 5 일 동안 실험을 진행한 결과의 수질 변화는 아래 표 3과 같이 나타내었다.

[표 3]

표 3에 나타난 바와 같이 토양 유기물 및 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 혼합한 실시예 1이 대조군이나 미생물 배양액만 첨가한 비교예에 비해 매우 현저한 수질 개선 효과가 나타나 장기적인 수질 개선 효과에서는 더욱 우수한 상승효과가 나타났다.

수질 변화 효율에 있어서, 실시예 1의 수질 변화 결과가 토양 유기물과 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯의 혼합으로 인한 상승효과를 보이는 것인지 알아보기 위해, 하기 콜비식 (COLBY S. R., Calculating synergistic and antagonistic response of herbicide combinations, Weeds 15, p20-22, 1967)을 사용하였다 (수학식 1).

수학식 1

(x 및 y는 각각 단독 처리할 경우의 측정값)

토양 유기물 및 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 단독으로 처리하였을 때, 측정된 결과를 상기 콜비식에 대입함으로써, 토양 유기물과 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯의 혼합했을 때 기대되는 수질 변화 효율 (기댓값)을 도출해 냈고, 실제 측정되는 수질변화 효율 (실제값)을 측정하여, 상기 기댓값과 비교함으로써 상승효과가 있는지 여부를 확인하였다. 실제값이 기댓값보다 높으면 상승효과가 있는 것이다.

상승효과의 정도(%)는 아래의 수학식 2를 이용하여 계산하였고, 기댓값, 실제값 및 상승효과의 정도는 하기 표 4에 나타내었다.

수학식 2

[표 4]

표 4의 결과로부터, 토양 유기물과 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯의 혼합한 실시예 1은 총질소량의 저감에서 현저한 상승효과가 있는 것을 알 수 있다.

<악취 저감능 비교>

상기 대조군과 실시예의 시간별 암모니아 발생 농도를 측정하였다. 각 시간마다 반응기 상부를 파라필름으로 밀봉하고, 기체 채취기 (GASTEC, GV-110S) 하단에 직독식 기체 검지관을 연결하고 암모니아 가스 농도를 3회 측정 후, 평균치를 하기 표 5에 기재하였다.

[표 5]

1 시간 측정 결과로 분석해보면, 부식화된 유기물만 넣은 비교예 1은 암모니아 가스 농도를 57.7% 감소시켰고, 비교예 2는 14.1% 감소시킨데 반해, 실시예 1은 85.5% 감소시켰다. 실시예 1은, 비교예 1 및 2와 동량의 토양 유기물 또는 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 첨가한 것이므로, 57.7% 및 14.1%의 합인 71.8%만큼의 감소율을 보일 것으로 예상할 수 있고 상기 콜비식을 활용해도 63.7%의 상승효과가 있을 것으로 기대되지만, 이보다 훨씬 우수한 85.5% 감소율을 보였고, 상승효과 정도는 34.22%인 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 토양 유기물 및 토착 호기성 미생물을 부탁시킨 바이오 숯을 혼합한다면, 저감화능이 현저히 상승한다는 것을 알 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예를 참조하여 구체적으로 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

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축산 분뇨 처리용 폭기조 내 거품을 제거하는 방법으로서,
상기 방법은 하기 특징을 포함하는 축산 폐수 분해 촉진용 조성물을 축산 분뇨 처리용 폭기조에 투입시키는 것을 포함하는, 축산 분뇨 처리용 폭기조 내 거품을 제거하는 방법:
상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물은,
80 중량% 내지 90 중량%의 토양 유기물; 및
10 중량% 내지 20 중량%의, 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 포함하고,
상기 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯은, 농림 또는 산림 부산물을 무산소 조건에서 열분해하여 제조된 바이오 숯을 포함하는 것이고,
상기 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯은 분말 형태이며,
상기 바이오 숯은 100 nm 내지 1000 nm의 입자크기를 포함하는 것이며,
상기 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯은 그 내부 기공 또는 표면에 토착 호기성 미생물이 고정화 되어 있는 것이며,
상기 토양 유기물은 양이온 교환능이 400 meq/100 g 이상이고,
상기 토양 유기물은 휴믹산을 함유하는 부식화된 유기물, 풀빅산을 함유하는 부식화된 유기물, 이탄, 연갈탄 및 역청탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하고,
상기 휴믹산을 함유하는 부식화된 유기물은 유기 탄소 함량이 80 중량% 이상인 것이고,
상기 풀빅산을 함유하는 부식화된 유기물은 유기 탄소 함량이 80 중량% 이상인 것이며,
상기 토착 호기성 미생물은 지렁이 분변토 또는 퇴비에 서식하는 미생물을 포함함.
제6항에 있어서,
상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물이 1 중량% 내지 10 중량%로 투입되는 것인, 축산 분뇨 처리용 폭기조 내 거품을 제거하는 방법.
축산 분뇨 처리용 폭기조 내 악취를 저감시키는 방법으로서,
상기 방법은, 하기 특징을 포함하는 축산 폐수 분해 촉진용 조성물을 축산 분뇨 처리용 폭기조에 투입시키는 것을 포함하는, 축산 분뇨 처리용 폭기조 내 악취를 저감시키는 방법:
상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물은,
80 중량% 내지 90 중량%의 토양 유기물; 및
10 중량% 내지 20 중량%의, 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯을 포함하고,
상기 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯은, 농림 또는 산림 부산물을 무산소 조건에서 열분해하여 제조된 바이오 숯을 포함하는 것이고,
상기 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯은 분말 형태이며,
상기 바이오 숯은 100 nm 내지 1000 nm의 입자크기를 포함하는 것이며,
상기 토착 호기성 미생물을 부착시킨 바이오 숯은 그 내부 기공 또는 표면에 토착 호기성 미생물이 고정화 되어 있는 것이며,
상기 토양 유기물은 양이온 교환능이 400 meq/100 g 이상이고,
상기 토양 유기물은 휴믹산을 함유하는 부식화된 유기물, 풀빅산을 함유하는 부식화된 유기물, 이탄, 연갈탄 및 역청탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하고,
상기 휴믹산을 함유하는 부식화된 유기물은 유기 탄소 함량이 80 중량% 이상인 것이고,
상기 풀빅산을 함유하는 부식화된 유기물은 유기 탄소 함량이 80 중량% 이상인 것이며,
상기 토착 호기성 미생물은 지렁이 분변토 또는 퇴비에 서식하는 미생물을 포함함.
제8항에 있어서,
상기 축산 폐수 분해 촉진용 조성물이 1 중량% 내지 10 중량%로 투입되는 것인, 축산 분뇨 처리용 폭기조 내 악취를 저감시키는 방법.