KR102269337B1 - Hyperthermophile fermentation treatment system in the affected aera of foot and mouth disease - Google Patents

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KR102269337B1
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Abstract

The present invention relates to a livestock liquid feces treatment system (1). The livestock liquid feces treatment system (1) ferments and decomposes livestock liquid feces by hyperthermophiles and includes: a first process (3) of moving to an outbreak site, excavating a burial site (10), and treating livestock liquid feces by hyperthermophiles; a second process (6) of moving the livestock liquid feces to a base treatment facility (7) to perform secondary treatment after the first process; and a composting process of composting the results of first and second processes.

Description

구제역 발병지역 가축분변 초고온 발효처리 시스템{Hyperthermophile fermentation treatment system in the affected aera of foot and mouth disease }Hyperthermophile fermentation treatment system in the affected aera of foot and mouth disease }

본 발명은 구제역 발병지역에서 감염된 가축분변 처리 공정에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가축 분변을 초고온 미생물(YM균)에 의하여 발효처리함에 있어서 1차적으로 현장에서 병원균을 사멸시키는 매몰하는 방식을 적용하되 산기부의 구조를 개선하였고, 2차적으로는 거점 처리시설로 이송하여 발효처리함으로써 분변의 처리효율을 보다 높일 수 있는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a process for treating livestock feces infected in an area affected by foot-and-mouth disease, and more particularly, in fermenting livestock feces by ultra-high temperature microorganisms (YM bacteria), a method of burying pathogens that primarily kills pathogens in the field is applied. It relates to a technology that can improve the structure of the aeration unit and secondarily increase the processing efficiency of feces by transferring it to a base treatment facility for fermentation treatment.

일반적으로, 액상분뇨란 가축의 분, 뇨 ,사료, 짚, 청소수가 혼합된 것으로 다양한 수분함량을 보유하고 있는 바, 보통 수분함량이 85% 이상인 액상물로서 혐기상태 또는 포기나 교반에 의한 호기 상태에서 부숙되어 분해가 종료되어 안정화된 것을 의미한다. In general, liquid manure is a mixture of livestock manure, urine, feed, straw, and cleaning water, and has a variety of moisture content. Usually, liquid manure is a liquid with a moisture content of 85% or more, which is anaerobic or aerobic by aeration or agitation. It means that the decomposition is completed and stabilized by ripening in

이러한 액상분뇨의 형태는 부숙 방법에 따라 통성혐기성 부숙 액비, 혐기적, 호기적 부숙 액비 그리고 첨가제에 의한 액비 부숙으로 분리할 수 있다.The form of such liquid manure can be separated into facultative anaerobic fertilization, anaerobic, aerobic fertilization, and liquid fertilization by additives according to the fertilization method.

그리고, 이러한 액상분뇨는 해마다 다량 발생하여 환경오염 등의 원인이 되고 있으며, 그 발생량을 살펴보면 다음과 같다.In addition, this liquid manure is generated in large amounts every year, causing environmental pollution, etc., and the amount of the generation is as follows.

즉, 도 14의 그래프에 도시된 바와 같이, 2011년도 구제역의 영향으로 인한 큰 감소를 제외하고는 가축분뇨 발생량은 소폭의 증감을 반복하는 경향을 나타낸다. 분뇨발생량은 일일 분뇨 발생량이 큰 돼지 등에 사육두수에 크게 의존하며, 돼지 사육두수가 증가한 2010년, 2012년, 2014년, 2016년에 분뇨발생량이 함께 증가하였으며, 2007~2016년 동안 하루당 1,700백여 톤/일으로 2011년도 구제역의 영향으로 인한 감소를 제외하고 비슷한 양으로 유지되고 있다.That is, as shown in the graph of FIG. 14 , except for a large decrease due to the influence of foot-and-mouth disease in 2011, the amount of livestock excreta generation tends to repeat a small increase and decrease. The amount of excrement largely depends on the number of pigs, such as pigs with a large daily amount of manure, and the amount of manure increased together in 2010, 2012, 2014, and 2016, when the number of pigs raised, and from 2007 to 2016, about 1,700 tons per day. /day, except for the decrease due to the effects of foot-and-mouth disease in 2011, it is maintained at a similar amount.

그리고, 이러한 액상분뇨는 다양한 방식으로 처리되고 있는 바, 일 예를 아래와 같이 설명한다.And, this liquid manure is being treated in various ways, an example will be described as follows.

즉, 액상분뇨가 분과 뇨가 분리되어 있을 경우, 뇨와 오수는 물리·화학적, 생물학적 처리방법에 의해 정화처리 후 방류되고, 분은 수분을 조절 후 퇴비화 과정을 거쳐 토양에 환원시킨다.That is, when liquid manure is separated from manure, urine and sewage are purified by physical, chemical, and biological treatment methods and then discharged, and the manure is reduced to soil through a composting process after controlling moisture.

반면, 분뇨가 혼합 발생할 경우는 혼합된 분뇨를 액비탱크에서 6개월 이상 저장시켜 안정하게 부숙시킨 후 토양에 살포하거나 고액분리 후 분뇨를 정화처리 및 자원화 하는 과정을 거치게 된다. On the other hand, when excreta is mixed, the mixed manure is stored in a liquid manure tank for more than 6 months, and after stabilizing, it is sprayed on the soil, or after solid-liquid separation, the manure is purified and recycled.

이때, 정화처리는 전·후처리로 물리적, 화학적 방법이 병행된 생물학적 처리방법이 적용되고 있고, 최근에는 방류수질기준의 강화로 인하여 고도처리 및 고효율의 처리방법 등이 강구되고 있다.In this case, the biological treatment method that combines physical and chemical methods is applied as pre- and post-treatment for purification treatment. Recently, high-level treatment and high-efficiency treatment methods are being sought due to the strengthening of effluent quality standards.

또한, 가축 분뇨는 고형물의 비에 따라 액상(Liquid), 반 고체상(Semi-solid), 고체상(Solid)으로 나눌 수 있으며, 그 물리적 특성에 따라 취급시 요구사항이 다르다. In addition, livestock manure can be divided into liquid, semi-solid, and solid according to the ratio of solids, and requirements for handling are different according to their physical properties.

보통 축사 내부의 청소수, 깔짚 등의 첨가량에 따라 발생되는 가축분뇨의 그 물리적 특성이 변하게 된다. 보통 고형물질 함유량이 8~10% 이하까지는 대개 액체상 분뇨로 간주하고 있어 고형분 이송 펌프의 사용이 가능하며 고체상 또는 반 고체상의 가축분뇨는 트랙터형 스크레퍼나 기계식 스크레퍼 등으로 수거한 후 재래식 저장조 등에 저장한 후 안정화시켜 퇴비로써 토지에 살포할 수 있다.In general, the physical properties of livestock manure generated vary according to the amount of cleaning water and litter inside the barn. In general, up to 8-10% of the solid material content is considered liquid manure, so a solid transfer pump can be used. Solid or semi-solid livestock manure is collected with a tractor-type scraper or mechanical scraper and stored in a conventional storage tank. After stabilization, it can be applied to the land as compost.

그러나, 이러한 액상분뇨는 구제역 등의 질병이 전국적으로 확산되어 심각한 피해가 발생되는 것으로 확인될 경우, 전국 또는 발생지역의 모든 우제류 축산농장 및 관련 작업장 등에서 가축, 분뇨, 사람, 차량, 물품 등의 출입을 일시 중지하는 조치를 취하게 된다. However, if it is confirmed that serious damage is caused by the spread of diseases such as foot-and-mouth disease, such liquid excreta, livestock, excreta, people, vehicles, goods, etc., enter and exit from all cattle livestock farms and related workplaces in the country or in the area where it occurs. measures will be taken to temporarily suspend

이를 가축 등에 대한 일시이동중지(Standstill)이라 정의하며, 일시이동중지 기간은 발생지점으로부터 48시간 이내부터 검사 결과에 따라 연장 가능하다. This is defined as a standstill for livestock, etc., and the temporary suspension period can be extended within 48 hours from the point of occurrence depending on the test results.

이 경우 농장주는 가축 분뇨를 농장에서 보유한 가축분뇨처리시설 및 저장조 등을 최대한 활용하여 자체 처리 및 보관하여야 하며, 자체 처리, 보관 능력이 부족하여 부득이 외부로 반출할 경우 소독처리하고 분변 검사 등을 실시하여 시장, 군수의 확인을 받은 후 외부로 반출할 수 있다. In this case, the farmer shall process and store the livestock manure by making the most of the livestock excreta treatment facility and storage tank possessed by the farm. Therefore, it can be taken out after receiving confirmation from the mayor or governor.

특히, 타 축종에 비해 돼지는 1일 약 5.1kg의 많은 양의 분변을 배출하며, 전국적으로 돼지분뇨는 하루에 약 5만 3천여 톤이 발생된다. In particular, compared to other livestock breeds, pigs emit a large amount of feces of about 5.1 kg per day, and about 53,000 tons of pig manure is generated nationwide.

소규모 농장은 자체적 분뇨 처리 시설을 구비하지 못하고 위탁 처리에 의존하여 분뇨를 처리하고 있다. 또한, 전국적으로 위탁 처리에 의해 33.8%의 가축분뇨가 처리 되고 있어, 일시이동정지 발동 시 배설물 저장 탱크가 크지 않은 소규모 농가에서 자체적으로 분뇨를 처리하는데 어려움이 있는 실정이다. Small farms do not have their own manure treatment facilities and rely on consignment treatment to process manure. In addition, as 33.8% of livestock manure is processed by consignment treatment nationwide, it is difficult to process the manure on its own in small-scale farmhouses that do not have a large excrement storage tank when a temporary stop is triggered.

아래의 표 1은 각 도별 위탁처리 현황을 나타낸다.Table 1 below shows the status of consignment processing by province.

Figure 112020143947699-pat00001
Figure 112020143947699-pat00001

한편, 2011년 겨울 구제역 발생 일시이동정지가 발동된 후, 자체적으로 처리하지 못한 축산 분뇨들은 농지나 도로에 방치되거나 폐기되는 문제가 발생하였다.On the other hand, after the temporary suspension of foot-and-mouth disease outbreak in the winter of 2011 was activated, livestock manure that could not be treated by itself was left on farmland or roads or was discarded.

방치 된 분뇨는 악취를 내뿜고 구제역과 같은 감염 매개체가 차량, 사람 및 바람 등에 의해 확산될 가능성이 있다. 구제역 바이러스는 분뇨에서 최대 180일 생존 가능성이 있고, 바람에 의해 최대 50km 까지 퍼져 나갈 수 있다. 이러한 실정은 이동제한 지역 내 농장의 가축 분뇨의 축적 가능성을 높여 감염 매개체 방역에 큰 걸림돌이 되고 있다.Abandoned manure emits a foul odor, and there is a possibility that infectious agents such as foot-and-mouth disease can be spread by vehicles, people, and wind. Foot-and-mouth disease virus has the potential to survive up to 180 days in manure and can be spread by winds up to 50 km. This situation increases the possibility of accumulating livestock manure on farms in restricted areas, making it a major obstacle to quarantine of infection vectors.

보다 구체적으로 살펴보면, 위험 지역 (반경 500m 이내)의 농가에서 일시이동정지 기간이 길어져 농가의 자체처리 능력을 초과할 경우 간이 저장 탱크 등의 저장시설을 확보 하거나, 이동제한 지역 내 국,공유지의 매립지를 확보하여 산성제재(염산, 구연산) 또는 알칼리제재(가성소다, 생석회)을 처리한 후 매립하여 분뇨를 처리하여야 한다. More specifically, if the temporary suspension period is prolonged in a farmhouse in a hazardous area (within a radius of 500m) and exceeds the farmhouse's own processing capacity, storage facilities such as a simple storage tank may be secured, or landfills in national and public land within the movement restricted area. , and treat it with an acidic agent (hydrochloric acid, citric acid) or an alkali agent (caustic soda, quicklime) and then landfill to treat the manure.

그리고, 경계지역 (반경 500m~10km 이내)의 농가는 퇴ㅇ액비 및 정화 방법을 이용하여 축산 분뇨를 처리함. 가축분뇨발효시설 및 퇴비사에서 분뇨를 톱밥 및 왕겨와 함께 발효상에 투입하여 발효열을 60℃ 이상 유지시켜야 한다. And, farmhouses in the boundary area (within a radius of 500m to 10km) treat livestock manure using compost liquid manure and purification methods. In livestock excreta fermentation facilities and composting houses, manure should be put into the fermentation bed together with sawdust and rice husks to maintain the heat of fermentation at 60℃ or higher.

액비화 과정은 완전히 분뇨를 부숙시켜 pH 6.0 이하 또는 pH 11.0 이상을 준수하여 농경지에 살포시켜야 하고, 액비화 과정 중 발생된 슬러리는 폭기를 실시하여 처리한다. In the liquefaction process, the manure should be completely ripened and sprayed on farmland in compliance with pH 6.0 or less or pH 11.0 or more, and the slurry generated during the liquefaction process is treated by aeration.

또한, 생물학적 정화 처리시 소독약제 등에 의해 폭기조내 미생물의 활력이 저하되므로 종균제 등을 추가투입해주며, 정화 처리된 방류수를 방류시 pH 6.0이하 또는 11.0 이상으로 방류해야 한다. In addition, since the vitality of microorganisms in the aeration tank is lowered by disinfectants during biological purification treatment, an additional seeding agent is added, and the purified effluent must be discharged at a pH of 6.0 or less or 11.0 or more when discharged.

그리고, 이동 제한 발령 후 농장 내 처리, 보관 시설 부족으로 불가피한 경우에는 화학적 소독 처리 후 이동토록 하고 있다. 현행 SOP의 화학적 분뇨 소독처리방법은 가성 소다(NaOH) 및 생석회 등의 알칼리제를 이용하여 PH10 까지 높인 후, 구연산(Citric acid)과 같은 산성제재로 PH5 까지 낮추는 중화 과정을 거쳐 바이러스를 사멸시킴. 액상분뇨 1톤(1000L)에 98% 순도의 가성소다(NaOH) 5kg과 혼합하여 3일 이상 격리상태로 두거나 또는 85% 순도의 생석회(CaO) 11.0kg를 혼합하여 7일 이상 격리상태로 두고 산성 제재를 이용하여 pH 6-8이 되도록 중화 과정을 거친다. And, if it is unavoidable due to a lack of processing and storage facilities on the farm after movement restrictions have been issued, chemical disinfection treatment is followed. The current SOP chemical excreta treatment method uses alkaline agents such as caustic soda (NaOH) and quicklime to raise the pH to 10, then lowers it to pH 5 with an acidic agent such as citric acid to kill the virus through a neutralization process. Mix 1 ton (1000L) of liquid manure with 5 kg of 98% pure caustic soda (NaOH) and leave it in isolation for 3 days or more, or mix 11.0 kg of 85% pure quicklime (CaO) and leave it in isolation for 7 days or more. Neutralization is carried out so that the pH is 6-8 using the agent.

그러나 화학적 분뇨 소독처리방법은 가성 소다, 생석회, 구연산 등의 소독제와 분뇨를 섞어주는 교반 과정이 필요한데, 농가에서 분뇨와 소독제의 교반이 어려운 점이 있으며, 소독제 및 분뇨에 의해 발생한 침출수에 의한 주변 환경오염의 문제가 있다.However, the chemical excreta disinfection treatment method requires a stirring process of mixing the manure with a disinfectant such as caustic soda, quicklime, citric acid, etc., but it is difficult to stir the manure and disinfectant in the farmhouse, and the surrounding environment is polluted by the leachate generated by the disinfectant and the manure. There is a problem of

그리고, 가축분뇨를 공공처리시설 등의 분뇨처리 시설에서 퇴비화, 액비화, 정화방류 등의 방법을 이용하여 처리하기도 하는 바, 화학적 소독제로 분뇨를 소독 시 퇴비화 과정 촉진하는 미생물의 활성이 감소할 가능성이 있으며, 액비화 과정 중 발생한 슬러리를 폭기화하여 분해하는 과정 중 필요한 미생물이 감소될 수 있다. 또한 정화 과정 중 필요한 유기물을 산화적으로 흡수 분해하는 미생물 집단인 활성 오니가 사멸할 수 있다. In addition, livestock excreta is sometimes treated using methods such as composting, liquid composting, and purification and discharge in excreta treatment facilities such as public treatment facilities. When sterilizing excrement with a chemical disinfectant, the activity of microorganisms that promote the composting process is likely to decrease. In addition, the number of microorganisms required during the decomposition process by aeration of the slurry generated during the liquid composting process can be reduced. In addition, active sludge, a group of microorganisms that oxidatively absorb and decompose necessary organic matter during the purification process, may die.

한편, 구제역을 비롯한 국가 재난성 전염병이 발생할 경우 초동 방역이 실패하는 주요 이유는 돼지를 비롯한 환축으로부터 다량의 구제역 바이러스가 분뇨를 통해서 배출되는데 이를 반출하는 분뇨차량 및 기타 차량 등이 농장에 출입하면서 차량을 통해 질병이 전파되기 때문이다. On the other hand, the main reason for the failure of the initial quarantine in case of national catastrophic epidemics including foot-and-mouth disease is that a large amount of foot-and-mouth disease virus is emitted from animals including pigs through manure. Because disease is transmitted through

특히, 돼지농장에서 배출되는 액상분뇨의 양이 매우 방대하기 때문에 사체처리와 더불어 액상분뇨를 효과적으로 처리하는 방안이 부족한 것이 현실이다. 양돈 농가에서 대량의 액상 분뇨를 묻는 매몰지 수급에 어려움이 있으며, 매몰을 더 이상 진행하지 못할 경우 액상 분뇨 운반차량을 이용하여 외부로 반출시키는 실정이다.In particular, since the amount of liquid manure discharged from pig farms is very large, it is a reality that there are insufficient methods to effectively treat liquid manure along with carcass treatment. It is difficult to supply and demand burial sites burying a large amount of liquid manure in pig farms, and when burial cannot be carried out any longer, liquid manure transport vehicles are used to take them out.

그리고, 대량의 액상분뇨를 화학적으로 처리하는 방안은 환경오염을 야기할 수 있으며 유기물속에 존재하는 구제역 바이러스 및 병원성 미생물 등은 적절히 사멸되지 않는 단점이 있다. In addition, the method of chemically treating a large amount of liquid manure may cause environmental pollution, and there is a disadvantage that foot-and-mouth disease virus and pathogenic microorganisms present in organic matter are not properly killed.

또한, 대량의 액상분뇨에 인위적으로 열을 가하여 구제역 바이러스를 비롯한 병원성 미생물을 사멸시키는 방안은 고가의 처리비용 및 대단위 정밀 처리장비 개발 등 현실적 어려움이 있을 수 있다.In addition, the method of killing pathogenic microorganisms including foot-and-mouth disease virus by artificially applying heat to a large amount of liquid manure may have practical difficulties such as expensive treatment cost and development of large-scale precision treatment equipment.

그리고, 일반적으로 액상분뇨처리는 퇴비화, 액비화, 정화방류를 거쳐 농지 및 하천으로 환원되나, 과도한 퇴비화 및 액비화는 농지의 환경용량을 넘는 살포 등의 문제가 발생할 수 있어서 안전성 및 경제성 측면에서 실효적 효과를 보지 못하고 있다. And, in general, liquid manure treatment is returned to farmland and rivers through composting, liquid manure, and purification and discharge, but excessive composting and liquid manure can cause problems such as spraying exceeding the environmental capacity of farmland, so it is effective in terms of safety and economy. can't see

또한, 구제역 바이러스 사멸을 위해 기존에 사용되는 화학적 소독제 (가성소다, 생석회, 구연산)는 PH 10까지 올려 알칼리화 시킨 후 다시 중화시키는 과정으로 인해 시간이 4일 이상 소요되며, 퇴비화, 정화방류 과정 및 분변 내 미생물과 공공 처리장 등의 분뇨처리시설에서 분뇨 정화 과정에 필요한 활성오니를 사멸시킨다는 문제점이 있다. In addition, chemical disinfectants (caustic soda, quicklime, citric acid) used in the past to kill the foot-and-mouth disease virus take more than 4 days due to the process of alkalizing and neutralizing again by raising the pH to 10, composting, purification and discharge process and feces There is a problem in that it kills microorganisms and activated sludge required for the excreta purification process in excreta treatment facilities such as public treatment plants.

특허출원 제10-2015-119030호(명칭: 동물의 친환경 살처분 방법)Patent Application No. 10-2015-119030 (Name: Eco-friendly method of killing animals)

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 초고온 미생물총을 활용하여 구제역이 발생한 농가에서 배출된 액상분뇨를 외부로 반출하지 않고 농가 내에서 직접 고온발효시킴으로써 분뇨에 존재하는 구제역바이러스 및 기타의 병원성 미생물을 사멸시킬 수 있는 기술을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been proposed to solve this problem, and an object of the present invention is to directly ferment the liquid manure discharged from the farmhouse where foot-and-mouth disease has occurred by using the ultra-high temperature microflora, without taking it out to the outside, but by fermenting it at a high temperature. To provide a technology capable of killing existing foot-and-mouth disease viruses and other pathogenic microorganisms.

본 발명의 다른 목적은, 가축 분변을 초고온 미생물(YM균)에 의하여 발효처리함에 있어서 1차적으로는 현장에서 매몰하는 방식을 적용하고, 2차적으로는 거점 처리시설로 이송하여 발효처리함으로써 분변의 처리효율을 보다 높일 수 있는 기술을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to ferment livestock feces by ultra-high temperature microorganisms (YM bacteria), primarily by applying a method of burial in the field, and secondly by transferring them to a base treatment facility for fermentation treatment. It is to provide a technology that can further increase processing efficiency.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 초고온의 발효온도(85~110℃)로 병원균 사멸효과가 우수하여 고병원성 AI 및 구제역 바이러스에 감염된 가축 분변을 단시간에 분해처리할 수 있을 뿐만 아니라 최종발효물을 후속 발효공정의 가축액상 분변처리에 100% 리싸이클이 가능한 친환경적이고 지속가능한 가축 분변처리기술을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is that it is possible to decompose livestock feces infected with highly pathogenic AI and foot-and-mouth disease virus in a short time, as well as to follow-up the final fermented product, due to the excellent effect of killing pathogens at an ultra-high fermentation temperature (85 ~ 110 ℃). It is to provide an eco-friendly and sustainable livestock feces treatment technology that is 100% recyclable for the fecal treatment of livestock liquid in the fermentation process.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예는 ,An embodiment of the present invention in order to achieve the above technical problem,

가축액상 분변을 초고온 미생물에 의하여 발효시켜서 분해시키는 가축액상 분변처리 공정을 제공하는 바,To provide a livestock liquid feces treatment process for fermenting and decomposing livestock liquid feces by ultra-high temperature microorganisms,

상기 가축액상 분변처리 공정은, 발병 현장 인접지역에 매몰지(10)를 굴착하여 가축의 액상 분변을 처리하는 매몰식 발효공정(3)을 포함하는 제 1공정(3)과;The livestock liquid feces treatment process includes: a first process (3) including a buried fermentation process (3) of excavating a burial site (10) in an area adjacent to an outbreak site to treat liquid feces of livestock;

제 1공정(3)후 가축의 액상 분변을 거점 처리시설(7)로 이동하여 처리하는 제 2공정(6)을 포함하며,After the first process (3), it includes a second process (6) of moving the liquid feces of livestock to a base treatment facility (7) and treating it,

제 1공정(3)의 매몰식 발효공정(3)은, 발병 장소에 매몰지(10)를 굴착하고, 이 매몰지(10)에 가축 액상 분변와 초고온 미생물 배지를 혼합하여 투입한 후, 굴착된 토양으로 다시 매몰지(10)를 복토하여 발병 이전의 원토양으로 복원시키는 발효처리 하는 공정으로서,The buried fermentation process (3) of the first process (3) excavates the burial site 10 at the site of the outbreak, mixes livestock liquid feces and ultra-high temperature microbial medium into the burial site 10, and then excavates As a process of fermenting the burial site 10 back into the soil to restore it to the original soil before the onset of the disease,

매몰지(10)의 바닥 및 측면에 불침투성 재료(12)를 배치하고, 그 위에 산기부(16)가 배치되며,An impermeable material (12) is placed on the bottom and sides of the burial site (10), and a diffuser section (16) is disposed thereon;

산기부(16)는 압축공기가 공급되는 유입관(18)과; 유입관(18)에 연결되며 공기를 외부로 배출하는 산기관(20)과; 산기관(20)의 사이를 연결하며 공기를 배출하는 분기관(22)과; 분기관(22)의 외부를 감싸도록 배치됨으로써 가축 분변과 초고온 미생물 배지가 덮혀질 때 틈새를 형성함으로써 공기가 가축 분변과 초고온 미생물 배지의 혼합물 사이로 효과적으로 침투되도록 하는 탄성부재(24)를 포함한다.The diffuser 16 includes an inlet pipe 18 to which compressed air is supplied; a diffuser pipe 20 connected to the inlet pipe 18 and discharging air to the outside; a branch pipe 22 connecting between the diffusers 20 and discharging air; It includes an elastic member 24 that is disposed to surround the outside of the branch pipe 22 so that air effectively penetrates between the mixture of the livestock feces and the ultra-high temperature microbial medium by forming a gap when the livestock feces and the ultra-high temperature microbial medium are covered.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 구제역 발병지역 가축분변 초고온 발효처리 시스템은 다음과 같은 장점이 있다.As described above, the ultra-high temperature fermentation processing system of livestock feces in an area affected by foot-and-mouth disease according to an embodiment of the present invention has the following advantages.

첫째, 초고온 미생물총을 활용하여 구제역이 발생한 농가에서 배출된 액상분뇨를 외부로 반출하지 않고 농가 내에서 직접 고온발효시킴으로써 분뇨에 존재하는 구제역바이러스 및 기타의 병원성 미생물을 사멸시킬 수 있다.First, it is possible to kill the foot-and-mouth disease virus and other pathogenic microorganisms present in the excrement by directly high-temperature fermentation in the farmhouse without taking out the liquid excreta discharged from the farmhouse where foot-and-mouth disease has occurred by using the ultra-high temperature microbiota.

둘째, 구제역 발병지역에서의 가축 분변을 초고온 미생물(YM균)에 의하여 발효처리함에 있어서 1차적으로는 현장에서 매몰하는 방식을 적용하고, 2차적으로는 거점 처리시설로 이송하여 발효처리함으로써 분변의 처리효율을 보다 높일 수 있다.Second, in fermenting livestock feces in the foot-and-mouth disease outbreak area with ultra-high temperature microorganisms (YM bacteria), firstly, the method of burial on site is applied, and secondly, it is transferred to a base treatment facility and fermented by The processing efficiency can be further improved.

셋째, 가축 분변을 현장에서 매몰 방식에 의하여 처리하는 경우, 공기를 공급하는 산기관의 구조를 개선함으로써 보다 효율적으로 발효시킬 수 있다.Third, when livestock excrement is processed in the field by a buried method, it can be fermented more efficiently by improving the structure of the aeration organ that supplies air.

넷째, 초고온 호기성 미생물을 이용하여 액상분뇨를 효율적으로 처리하는 공법으로 분뇨는 대부분 유기물질, 수분 등으로 구성되어 있기 때문에 초고온 호기성 미생물처리가 가능하며, 초고온 호기성 미생물 자체만으로, 85℃이상 발효온도를 올려 유기성 폐기물을 감량화 하는 친환경 공법으로서, 1주일 만에 분뇨를 완전분해하고, 약 100℃의 고열 발효조건에서 처리된 돼지의 액상분뇨에 존재하는 구제역 바이러스 및 기타 병원성 미생물은 완전 사멸할 수 있다.Fourth, it is a method of efficiently processing liquid manure using ultra-high temperature aerobic microorganisms. Since manure is mostly composed of organic substances and water, it is possible to treat ultra-high temperature aerobic microorganisms. As an eco-friendly method to reduce organic waste by lifting, the manure is completely decomposed in one week, and foot-and-mouth disease virus and other pathogenic microorganisms present in the liquid manure of pigs treated under high-temperature fermentation conditions of about 100°C can be completely killed.

다섯째, 초고온 미생물총으로 처리된 분뇨의 잔여물로부터 구제역 바이러스를 비롯한 병원체가 완전히 사멸된 결과를 제시함으로써 안전성 기준을 마련할 것이며 처리된 폐기물을 퇴비화함으로써 자원활용의 순환고리를 형성할 수 있다.Fifth, safety standards will be established by presenting the result of the complete annihilation of pathogens including foot-and-mouth disease virus from the residues of manure treated with ultra-high temperature microflora, and a cycle of resource utilization can be formed by composting the treated waste.

여섯째, 수십년 동안 매몰된 액상 분변의 부패로 인한 임야 및 하천, 지하수 등의 오염을 방지하고, 재처리 비용을 줄여 매몰로 인한 사회적 비용을 크게 절감할 수 있을 것으로 사료된다.Sixth, it is thought that it is possible to prevent contamination of forests, rivers, and groundwater due to the decay of liquid feces buried for decades, and to greatly reduce social costs due to burial by reducing reprocessing costs.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구제역 발병지역 가축분변 초고온 발효처리 시스템의 전체 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 매몰식 초고온 액상 분변처리 과정을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 매몰식 분변 처리공정의 매몰지 구조를 보여주는 측면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 산기부의 구조를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4의 "A"부분을 확대하여 보여주는 부분 확대도이다.
도 6은 도 1에 도시된 거점 처리시설의 외관구조를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 7의 내부 구조를 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 1에 도시된 구제역 발병지역 가축분변 초고온 발효처리 시스템에 제 1 및 제 2온도센서 및 제어부를 적용하여 각 공정의 발효온도에 따라 진행되도록 하는 구조를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 9는 도 6에 도시된 거점 처리시설에 가축 액상 분뇨가 공급되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 6에 도시된 거점 처리시설에 있어서, 발효물의 교반 상태를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 6에 도시된 거점 처리시설에 있어서, 가축 분변이 완전히 처리된 상태를 보여주는 도면이다.
도 12는 초고온 호기성 발효 시스템의 병원체 사멸 실험과정을 보여주는 도면이다.
도 13은 잔여 바이러스를 확인하기 위한 TCID 과정을 보여주는 도면이다.
도 14는 연도별 사육두수 및 분뇨 발생량을 보여주는 그래프이다.
도 15는 초고온 미생물 제제와 액상 분뇨 혼합 및 발효 과정 모식도이다.
도 16a 및 도 16b는 돼지액상분뇨의 현장매몰처리시 발효온도를 보여주는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 가축 액상분뇨의 처리 결과물인 퇴비에 대한 비료규격시험성적서이다.
1 is a diagram schematically showing the overall configuration of an ultra-high temperature fermentation processing system for livestock feces in an area affected by foot-and-mouth disease according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing the buried type ultra-high temperature liquid fecal treatment process shown in FIG. 1 .
3 is a side view showing the structure of the buried feces treatment process shown in FIG. 2 .
4 is a perspective view showing the structure of the diffuser shown in FIG. 2 .
5 is a partial enlarged view showing an enlarged portion "A" of FIG.
6 is a perspective view schematically showing the external structure of the base treatment facility shown in FIG. 1 .
7 is a perspective view illustrating an internal structure of FIG. 7 ;
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a structure in which first and second temperature sensors and a control unit are applied to the ultra-high temperature fermentation processing system of livestock feces in the foot-and-mouth disease outbreak region shown in FIG. 1 to proceed according to the fermentation temperature of each process.
9 is a view showing a state in which livestock liquid manure is supplied to the base treatment facility shown in FIG.
FIG. 10 is a view showing the stirring state of the fermented product in the base treatment facility shown in FIG. 6 .
11 is a view showing a state in which livestock feces are completely processed in the base treatment facility shown in FIG. 6 .
12 is a view showing the pathogen killing experimental process in the ultra-high temperature aerobic fermentation system.
13 is a diagram showing a TCID process for identifying residual viruses.
14 is a graph showing the number of breeding heads and the amount of manure generated by year.
15 is a schematic diagram of ultra-high temperature microbial preparations and liquid manure mixing and fermentation process.
16a and 16b are graphs showing the fermentation temperature during on-site burial treatment of pig liquid manure.
17 is a fertilizer specification test report for compost, a result of treatment of livestock liquid manure according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 구제역 발병지역 가축분변 초고온 발효처리 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an ultra-high temperature fermentation processing system for livestock feces in an area affected by foot-and-mouth disease according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 가축액상 분변처리 공정(1)은 1차 처리공정(3) 및 2차 처리공정(6)의 2차례에 걸쳐서 처리되는 바,As shown in Figures 1 to 15, the livestock liquid fecal treatment process (1) proposed by the present invention is a bar treated over two times: the primary treatment process (3) and the secondary treatment process (6),

1차 처리 공정(3)에서는 구제역이나 AI 발병 현장의 인접지역에 매몰지를 굴착하고 가축의 액상 분변을 처리하는 매몰식 공정(3)에 의하여 처리한다.In the primary treatment process (3), the burial site is excavated in an area adjacent to the site of foot-and-mouth disease or AI outbreak and treated by the buried process (3) of processing the liquid feces of livestock.

그리고, 2차 처리 공정(6)에서는, 1차 처리된 액상 분변을 거점 처리시설(7)로 이동하여 2차 처리를 실시한다.Then, in the secondary treatment step (6), the liquid feces that have been primarily treated are moved to the base treatment facility (7) to perform secondary treatment.

이러한 가축액상 분변처리 시스템을 보다 상세하게 설명하면,If we describe this livestock liquid fecal treatment system in more detail,

1차 처리 공정(3)인 매몰식 발효공정은 발병 장소에 매몰지(10)를 굴착하고, 이 매몰지(10)에 가축 액상 분변과 초고온 미생물 배지를 혼합하여 투입한 후, 굴착된 토양으로 다시 매몰지(10)를 복토하여 발효처리 하는 방식이다.The burial fermentation process, which is the primary treatment process (3), excavates a burial site 10 at the site of the outbreak, mixes livestock liquid feces and ultra-high temperature microbial medium into the burial site 10, and puts it into the excavated soil. It is a method of fermenting by covering the buried land 10 again.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 매몰지(10)는 깊이가 다양한 깊이로 굴착할 수 있으나, 바람직하게는 3m를 넘지 않도록 하며, 1개소당 규모 300㎥(3m*5m*20m)로 굴착한다. 이때, 매몰지(10)간의 거리는 사람과 장비의 이동이 용이하도록 6m이상 간격을 두는 것이 바람직하다.As shown in Figures 2 and 3, this burial site 10 can be excavated to various depths, but preferably does not exceed 3m, and the scale per place is 300m3 (3m*5m*20m) excavated with At this time, the distance between the burial sites 10 is preferably 6m or more so that the movement of people and equipment is easy.

그리고, 매몰지(10)의 바닥 및 측면에 비닐 등 불침투성 재료(12)를 배치하고, 그 위에 부직포나 비닐커버(14) 등을 추가로 덮어서 비닐 훼손을 방지한다. 다만, 비닐이 아닌 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 등 고강도방수재질을 사용한 경우에는 부직포, 비닐커버 등을 추가로 덮는 것을 생략할 수 있다.Then, an impermeable material 12 such as vinyl is disposed on the bottom and side of the buried paper 10, and a nonwoven fabric or a vinyl cover 14 is additionally covered thereon to prevent damage to the vinyl. However, when a high-strength waterproof material such as high-density polyethylene (HDPE) is used instead of vinyl, additional covering of non-woven fabric, vinyl cover, etc. may be omitted.

이때, 비닐은 환경 친화성 제품을 권장하며, 매몰지(10)의 부피보다 큰 규격으로 사용한다.(두께 0.2㎜ 이상으로 2중 비닐, 고강도 방수재질)In this case, an environmentally friendly product is recommended for vinyl, and it is used in a size larger than the volume of the burial paper 10. (Double vinyl with a thickness of 0.2 mm or more, high-strength waterproof material)

종래의 액상 분변처리시설(7)은 매몰지(10)내 바닥에는 침출수 내부 저류조와 침출수 배출관(유공관 : 상부에는 개폐 장치)을 설치하여야 하나 본 발명의 매몰식 공정에서는 생략가능하다.In the conventional liquid fecal treatment facility 7, an internal leachate storage tank and a leachate discharge pipe (perforated pipe: an opening/closing device at the top) should be installed at the bottom of the burial site 10, but this can be omitted in the buried process of the present invention.

그리고, 매몰지의 바닥에는 산기부(16)가 구비됨으로써 가축 분변의 발효를 촉진할 수 있다.And, the bottom of the burial ground is provided with a diffuser 16, so that fermentation of livestock feces can be promoted.

즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 이러한 산기부(16)는 압축공기가 공급되는 유입관(18)과; 유입관(18)에 연결되며 공기를 외부로 배출하는 산기관(20)과; 산기관(20)의 사이를 연결하며 공기를 배출하는 분기관(22)과; 분기관(22)의 외부를 감싸도록 배치됨으로써 가축 분변과 초고온 미생물 배지가 덮혀질 때 틈새를 형성함으로써 공기가 가축 분변과 초고온 미생물 배지의 혼합물 사이로 효과적으로 침투되도록 하는 탄성부재(24)를 포함한다.That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the diffuser 16 includes an inlet pipe 18 to which compressed air is supplied; a diffuser pipe 20 connected to the inlet pipe 18 and discharging air to the outside; a branch pipe 22 connecting between the diffusers 20 and discharging air; It includes an elastic member 24 that is disposed to surround the outside of the branch pipe 22 so that air effectively penetrates between the mixture of the livestock feces and the ultra-high temperature microbial medium by forming a gap when the livestock feces and the ultra-high temperature microbial medium are covered.

이러한 구조를 갖는 산기부(16)에 있어서,In the diffuser unit 16 having such a structure,

산기관(20)은 매몰지의 바닥에 다양한 형태로 배치될 수 있는 바, 예를 들면, 사각형상, 지그재그 형상 등으로 배치될 수 있으며, 이는 매몰지의 환경에 따라 적절하게 선택될 수 있다.The air diffuser 20 may be arranged in various shapes on the bottom of the burial site, for example, may be arranged in a rectangular shape, a zigzag shape, etc., which may be appropriately selected according to the environment of the burial site.

그리고, 분기관(22)은 이러한 산기관(20)과 산기관(20)을 연결함으로써 산기관(20)을 통하여 공급된 공기가 분기관(22)으로도 공급될 수 있다. 또한 분기관(22)은 연결관(26)을 통하여 산기관(20)에 연결된다.In addition, the branch pipe 22 connects the diffuser pipe 20 and the diffuser pipe 20 so that the air supplied through the diffuser pipe 20 can be supplied to the branch pipe 22 as well. Also, the branch pipe 22 is connected to the diffuser pipe 20 through a connecting pipe 26 .

이때, 산기관(20) 및 분기관(22)에는 다수의 분출구가 형성됨으로써 공기가 외부로 배출될 수 있다.At this time, the air may be discharged to the outside by forming a plurality of air outlets in the air diffuser 20 and the branch pipe 22 .

그리고, 외부로 배출된 공기는 가축 분변과 초고온 미생물의 배지 사이로 침투함으로써 발효를 진행한다.And, the air discharged to the outside is fermented by penetrating between the livestock feces and the medium of ultra-high temperature microorganisms.

이때, 분기관(22)의 외측에 감싸도록 배치된 탄성부재(24)는 공기가 가축 분변과 초고온 미생물의 배지 사이 틈새로 보다 잘 침투하도록 한다.At this time, the elastic member 24 disposed to surround the outside of the branch pipe 22 allows air to better penetrate into the gap between livestock feces and the medium of ultra-high temperature microorganisms.

즉, 탄성부재(24)는 스프링과 같이 코일 형상을 가지며, 분기관(22)의 외측을 감싸도록 배치된다. 이때, 코일의 간격이 조밀하게 형성됨으로써 매몰지의 바닥에 배치된 상태에서 가축분변과 배지가 쏟아져 매몰될 때 분기관(22)의 외주면 주위에 공극이 형성됨으로써 공기가 효과적으로 공극을 통하여 전체로 분산될 수 있다.That is, the elastic member 24 has a coil shape like a spring, and is disposed to surround the outside of the branch pipe 22 . At this time, when the distance between the coils is densely formed, when livestock excrement and medium are poured and buried in a state disposed on the bottom of the burial site, voids are formed around the outer peripheral surface of the branch pipe 22, so that air is effectively dispersed throughout the voids. can

따라서, 가축분변 및 배지는 현장에서 매몰방식에 의하여 보다 효과적으로 발효처리될 수 있다.Therefore, livestock feces and media can be fermented more effectively by the burial method in the field.

이때, 매몰지의 높이는 2m 높이가 적절하며, 필요에 따라 0.5m 이상 초고온 미생물 배지로 덮는다. 이때, 별도의 생석회 등으로 소독하는 공정은 생략할 수 있다. 또한, 매몰지(10) 바닥에 가스배출관 및 외부 저류조(간이탱크)의 설치할 필요가 없다 .At this time, the height of the burial site is appropriate to be 2 m high, and if necessary, it is covered with an ultra-high temperature microbial medium of 0.5 m or more. In this case, the process of sterilizing with separate quicklime or the like may be omitted. In addition, there is no need to install a gas discharge pipe and an external storage tank (simple tank) at the bottom of the burial site 10 .

그리고, 종래의 시설은 악취제거를 위해 액상 분변 매몰시 발효제 및 탈취제 또는 호기성, 호열성 미생물 등을 주기적으로 살포하고 악취가 심할 경우 추가적으로 살포하지만 본 발명은 초 고온 미생물의 향상된 분해능력으로 인하여 이러한 시설은 필요없다.In addition, the conventional facility periodically sprays a fermenting agent and a deodorant or aerobic, thermophilic microorganisms, etc. when buried in liquid feces to remove odors and additionally sprays them when the odor is severe, but the present invention provides such facilities due to the improved decomposition ability of ultra-high temperature microorganisms is not needed

매몰방식에 의하여 가축 액상 분변이 1차적으로 분해처리된 후, 거점 처리시설(7)로 이송하여 2차적으로 발효공정(6)이 진행됨으로써 완전 분해가 이루어질 수 있다.After the liquid feces of livestock are primarily decomposed by the burial method, they are transferred to the base treatment facility (7) and the fermentation process (6) is secondarily performed, whereby complete decomposition can be achieved.

이때, 거점 처리시설(7)에서의 발효처리 기간은 약 3주가 적절하다. 그리고, 필요에 따라 최종 분해물을 다시 리싸이클하여 초고온 발효배지로 100% 재활용 할 수 있다.At this time, the fermentation treatment period in the base treatment facility 7 is appropriate for about 3 weeks. And, if necessary, the final decomposition product can be recycled again and 100% recycled as an ultra-high temperature fermentation medium.

한편, 상기 초고온 미생물은 다음과 같은 물성을 갖음으로써 단기간에 고효율적으로 가축의 액상 분변을 분해처리할 수 있다.On the other hand, the ultra-high temperature microorganism can decompose the liquid feces of livestock efficiently in a short period of time by having the following physical properties.

본 발명에 사용된 초고온 미생물은 영문명으로 Hyperthermophile으로 명명되고, 국문으로 극호열균(極好熱菌) 또는 고세균으로도 불리운다. The ultra-high temperature microorganism used in the present invention is named Hyperthermophile in English, and is also called Hyperthermophile or Archaea in Korean.

구체적으로, 본 발명의 초고온 미생물은 85~110℃의 초고온 호기성 조건에서 활동하고 움직이며, 음식물쓰레기, 하수슬러지, 축산분뇨, 주정슬러지 등 모든 유기성 폐기물을 위생적으로 신속히 발효분해하는 호기성 호열균군이다. 가축액상 분변의 체성분은 거의 단백질과 지방의 유기물과 수분으로 되어있기 때문에 초고온 호기성 미생물 처리로 발효분해될 수 있다.Specifically, the ultra-high temperature microorganism of the present invention is an aerobic thermophilic group that operates and moves in an ultra-high temperature aerobic condition of 85 to 110 ° C., and hygienically and rapidly ferments and decomposes all organic wastes such as food waste, sewage sludge, livestock manure, and spirit sludge. Since the body composition of livestock liquid feces is mostly composed of protein and fat organic matter and water, it can be fermented and decomposed by treatment with ultra-high temperature aerobic microorganisms.

발효분해 과정은 초고온 미생물이 생산하는 protease, collagenase, lipase 등의 내열성 효소가 가축액상 분변의 케라틴 등 일반 호기성 미생물이 분해할 수 없는 난분해성 유기물인 난분해성 단백질과 지질 등을 신속히 분해한다. In the fermentation decomposition process, heat-resistant enzymes such as protease, collagenase, and lipase produced by ultra-high temperature microorganisms rapidly decompose hard-to-decompose proteins and lipids, which are hard-to-decompose organic substances that general aerobic microorganisms cannot decompose, such as keratin in livestock feces.

분해유기물은 미생물의 에너지에 이용되고, 그 과정에서 열이 급격히 발생하며 분해온도는 85℃이상이 된다. 이러한 초고온 환경은 분해효소의 활동을 더욱 높이기 때문에 유기물의 분해가 촉진되고 보다 분해속도가 가속되며. 최종적으로 동물액상 분변 체성분은 이산화탄소, 수증기, 암모니아 등의 무해하고 처리가능한 가스로 방출된다.The decomposed organic matter is used for the energy of microorganisms, and in the process, heat is rapidly generated and the decomposition temperature is 85℃ or higher. This ultra-high temperature environment further increases the activity of decomposing enzymes, which promotes the decomposition of organic matter and accelerates the decomposition rate. Finally, animal liquid fecal body components are released as harmless and treatable gases such as carbon dioxide, water vapor, and ammonia.

본 발명에 적용되는 초고온 미생물(YM균)의 생장온도는 100℃ 내외로서 일반적인 호기성 발효균의 55℃ 내외의 생장온도와는 큰 차이가 있으며, 이러한 고온의 생장온도로 인해 가축액상 분변처리 분해효과가 탁월하며 감량율이 우수하고 병원성 세균, 바이러스 등의 사멸효과도 탁월하다. 특히 악취제거가 탁월하며 폐기물을 85% 이상 감량화함과 동시에 최종산물은 100% 리싸이클되는 영구적 자원순환시스템이며 가축액상 분변을 10일 이내에 완전분해하고 2차 부산물이 전혀 없는 액상 분변처리공법이다.The growth temperature of the ultra-high temperature microorganisms (YM bacteria) applied to the present invention is around 100 ° C, which is a big difference from the growth temperature of around 55 ° C of general aerobic fermentation bacteria. It has excellent weight loss rate and excellent killing effect on pathogenic bacteria and viruses. In particular, it is excellent in removing odors, reducing waste by more than 85%, and at the same time as a permanent resource circulation system that 100% of the final product is recycled, it is a liquid fecal treatment method that completely decomposes livestock feces within 10 days and has no secondary by-products.

상기에서 설명하였듯이 본 발명의 초고온 미생물은 일반적으로 85~110℃의 최적 생장온도를 갖는 것으로 정의되며 물의 비등점 혹은 그 이상의 온도에서 서식하고 고온-고압-고염의 조건에서도 잘 성장하므로, 50~70℃의 최적 생장 온도를 갖는 일반 고온 미생물과는 완전히 구별되며, 동물 및 가금류 액상 분변을 10일 이내로 완전 분해시킨다.As described above, the ultra-high temperature microorganism of the present invention is generally defined as having an optimal growth temperature of 85 to 110 ° C, inhabits at the boiling point of water or higher, and grows well even under high temperature-high pressure- high salt conditions, so 50 to 70 ° C. It is completely distinguished from general high-temperature microorganisms with the optimum growth temperature of , and completely decomposes animal and poultry liquid feces within 10 days.

본 발명에 사용된 상기 초고온 미생물은 50℃ 이하에서는 증식을 하지 않으며, 80℃ 이상에서 증식할 수 있는 카르드트릭스Caldothrix 속에 속하는 초호열균이다. 바람직하게는 카르도트릭스 사츠마에 (Caldothrix Satsumae)에 속하며, 가장 바람직하게는 카르도트릭스 사츠마에(Caldothrix Satsumae) YM081 (FERM BP-8233) 주(株)에 속한다.The ultra-high temperature microorganism used in the present invention is a hyperthermophil belonging to the genus Caldothrix, which does not proliferate below 50° C. and can grow at 80° C. or higher. It preferably belongs to Caldothrix Satsumae, and most preferably belongs to Caldothrix Satsumae YM081 (FERM BP-8233) strain.

상기 카르도트릭스 사츠마에(Caldothrix Satsumae) YM081 (FERM BP-8233)에 대한 자세한 내용은 등록특허 10-0702258에 기재되어 있다. 구체적으로, 카르도트릭스 사츠마에 caldothrix satsumae, YM081 균이라고 명명된 균을 독립 행정법인 산업기술총합 연구소 특허 생물 기탁 센터에 기탁해, 수탁 번호 FERM P-18598 가 부여되었다. 그리고, 그 후 국제 기탁에 이관해, 수탁 번호 FERM BP-8233 가 부여되었다.Details of the Cardothrix Satsumae YM081 (FERM BP-8233) are described in Korean Patent Registration No. 10-0702258. Specifically, a bacterium named Caldothrix satsumae, YM081 was deposited in the Patent Biology Deposit Center of the National Institute of Industrial Technology, an independent administrative agency, and an accession number FERM P-18598 was given. And after that, it transferred to the international deposit and was given an accession number FERM BP-8233.

본 발명의 상기 기탁된 생물 재료의 내용은 다음과 같다.The contents of the deposited biological material of the present invention are as follows.

1. 생물 재료를 기탁한 기탁 기관의 명칭 및 수신인명1. The name of the depository institution that deposited the biological material and the name of the recipient

명칭 : 독립 행정법인 산업기술 종합 연구소 특허 생물 기탁 센터Name: Industrial Technology Research Institute Patent Biology Deposit Center

수신인명 : 우편번호305-8565 일본 이바라키현 츠쿠바시 동1쵸메 1 번지 1 중앙 제 6Address: ZIP Code 305-8565 Tsukuba-shi, Ibaraki Prefecture, Japan 1-chome 1, Central 6

2. 1의 기관에 기탁한 일자 : 헤이세이 14 년 (2002) 11 월 7 일(원기탁일 : 헤이세이 13 년 (2001) 11 월 13 일 )2. Date of deposit in the institution of 1 : November 7, Heisei 14 (2002) (original deposit date: November 13, Heisei 13 (2001) )

3. 1의 기관에서 기탁에 대해 교부한 수탁 번호:FERM BP-82333. Accession number issued for the deposit by the institution in 1: FERM BP-8233

본 발명자들은 상기 특허권의 권리자의 동의하에 상기 균주를 입수하였고, 이러한 초고온 미생물을 본 발명의 가축액상 분변처리에 응용하는 방안을 고안하여 다양한 방법으로 테스트한 결과 상당한 성과를 달성할 수 있었다. The inventors of the present invention obtained the strain with the consent of the holder of the patent, devised a plan to apply these ultra-high temperature microorganisms to the fecal treatment of livestock liquid of the present invention, and were able to achieve considerable results as a result of testing in various ways.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 초고온 호기성 미생물에 의한 가축액상 분변처리시스템은 그동안의 가축액상 분변처리 문제점을 해결하고 가축액상 분변처리시스템을 효과적으로 토출시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, the system for treating livestock liquid feces by ultra-high temperature aerobic microorganisms according to the present invention has the advantage of solving the problems of treating livestock liquid feces and effectively discharging the livestock liquid feces treatment system.

초고온 호기성 미생물을 이용한 고효율 액상 분변처리기술 개발로 그동안 문제시 되어 왔던 유기물로 인한 환경오염 및 장기간의 처리기간으로 인한 사회적 손실 등의 기존 액상 분변처리의 문제점들이 개선 가능해질 것이다.With the development of high-efficiency liquid fecal treatment technology using ultra-high temperature aerobic microorganisms, the problems of existing liquid fecal treatment such as environmental pollution due to organic matter and social loss due to long-term treatment period, which have been problematic, will be able to be improved.

AI 및 구제역 발생 시 살처분이 가능한 방역시설을 설계하고, 이를 정책적으로 활용 가능하며 또한 각 지자체와 활발히 논의하여 각 지역에 맞는 형태의 살처분 시설을 만들 수 있는 장점이 있다.AI and foot-and-mouth disease outbreaks have the advantage of designing a disinfection facility capable of killing and using it as a policy, and actively discussing it with each local government to create a type of disposal facility suitable for each region.

한편, 상기한 바와 같이 매몰식 발효공정(3) 후 거점 처리시설(7)에서 2차 발효공정(6)이 진행되는 바, 이러한 거점 처리시설(7)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 100℃ 이상의 초고온 발효균에 의한 가축분변 처리 시스템으로서 칸막이식으로 전면 개방 형태를 갖는다. 이 방식은 최소의 장비로 뒤집기 공정을 간소화 할 수 있는 장점이 있으며 공기 공급을 최대화 할 수 있는 퇴적형 시스템을 갖추고 있다.On the other hand, as described above, after the buried fermentation process (3), the secondary fermentation process (6) is performed in the base treatment facility (7), and the base treatment facility (7) is as shown in FIGS. 6 and 7 . Likewise, it is a system for treating livestock feces by ultra-high temperature fermented bacteria at 100°C or higher, and has a front open form in a partition type. This method has the advantage of simplifying the flipping process with minimal equipment and has a stackable system that maximizes air supply.

이러한 시스템(1)은 발효균조 내부에 발효화에 필요한 공기량을 적절히 조절하면서 최대 발효온도 110℃에서 증기로 증발되는 수분을 효율적으로 제거할 수 있다. (공기량 주입량 조절 약 10~30 L/m2ㆍmin) Such a system (1) can efficiently remove moisture evaporated into steam at a maximum fermentation temperature of 110° C. while appropriately controlling the amount of air required for fermentation in the fermentation tank. (Adjusting the amount of air injection about 10 to 30 L/m 2 ㆍmin)

이러한 거점 처리시설(7)과 같은 후숙시설의 목적은 1차발효 과정에 미분해 된 유기물을 분해시켜 안정화시킴과 동시에 발효물 혹은 가축액상 분변에 잔존하는 각종 악취를 제어하는 목적이다. The purpose of the post-ripening facilities such as the base treatment facility 7 is to decompose and stabilize the undecomposed organic matter in the primary fermentation process, and at the same time to control various odors remaining in the fermented product or livestock liquid feces.

이러한 거점 처리시설(7)은 복수개의 발효조(25)와; 발효조(25)에서 발효된 가축액상 분변와 초고온 미생물 배지를 혼합하는 혼합조(27)와; 공기를 송풍하는 블로워(Blower;29)를 포함한다.These base treatment facilities 7 include a plurality of fermenters 25; a mixing tank 27 for mixing livestock liquid feces fermented in the fermenter 25 and ultra-high temperature microbial medium; It includes a blower (Blower; 29) for blowing air.

보다 상세하게 설명하면, 복수개의 발효조(25)에서는 도 10에 도시된 바와 같이 가축의 액상 분변과 YM 신규배지를 에어 파이프에 산 형태로 충분히 덮어 이물질 및 수분들이 배관의 에어 구멍을 막지 않게 한다.More specifically, in the plurality of fermenters 25, as shown in FIG. 10, liquid feces and YM new medium of livestock are sufficiently covered in an acid form on the air pipe so that foreign substances and moisture do not block the air hole of the pipe.

그리고, 블로워(29)를 가동시켜 에어가 잘 배출되는지 육안 및 감촉으로 확인한다.Then, by operating the blower 29, it is checked visually and by touch whether the air is well discharged.

이러한 상태에서 발효조(25)에서 발효를 진행하며, 일정 기간 경과 후 페이로더 등으로 혼합조(27)로 옮긴다.In this state, fermentation is performed in the fermenter 25, and after a certain period of time has elapsed, it is transferred to the mixing tank 27 using a payloader or the like.

이때, 혼합물들의 성상을 각각 확인한다. 예를 들면, 함수율, 비중, 무게, 냄새, 염분 등이다. 그리고 각 혼합물들의 성상에 따른 YM 배지와의 혼합량을 산정하되, 혼합량 산정기준은 함수율 약 40~45%가 바람직하다.At this time, the properties of the mixtures are confirmed, respectively. For example, moisture content, specific gravity, weight, odor, salt, and the like. And calculate the mixing amount with the YM medium according to the properties of each mixture, the mixing amount calculation standard is preferably about 40 to 45% moisture content.

그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, YM 배지와 가축의 액상 분변을 균일하게 섞어 최적의 상태가 될 때까지 페이로더 장비로 혼합한다.Then, as shown in FIG. 10, the YM medium and the liquid feces of livestock are uniformly mixed and mixed with a payloader equipment until it is in an optimal state.

충분한 혼합이 되면 복수의 발효조(25)에 혼합된 폐기물들을 이송하여 쌓는다.When sufficient mixing is achieved, the wastes mixed in the plurality of fermenters 25 are transferred and piled up.

그리고, 발효 시작 전 발효조(25)에 쌓인 폐기물의 성상을 체크 한다. 예를 들면, 함수율, 비중, 무게, 냄새, 염분 등이다.And, check the properties of the waste accumulated in the fermenter 25 before the start of fermentation. For example, moisture content, specific gravity, weight, odor, salt, and the like.

또한, 발효조(25)의 상단부를 상하방향으로 3등분하여 세 개의 온도계를 에어배관을 피해 0.6~1m 깊이로 설치한다. 그리고, 온도 측정은 총 발효조(10)간(40~45일) 발효가 끝날 때 까지 매일 3회 측정 및 기록하는 것이 바람직하다.In addition, the upper end of the fermenter 25 is divided into thirds in the vertical direction, and three thermometers are installed to a depth of 0.6 to 1 m avoiding the air pipe. And, it is preferable to measure and record the temperature three times a day until the end of the fermentation between the total fermenter 10 (40 to 45 days).

측정 준비가 끝나면 발효조(25)에는 블로워(29)를 가동해 에어를 공급한다. 그리고, 발효가 진행됨에 따라 에어의 공급량을 적절하게 조절하며, 발효온도도 파악한다.When the measurement preparation is completed, air is supplied to the fermenter 25 by operating the blower 29 . And, as the fermentation proceeds, the supply amount of air is appropriately adjusted, and the fermentation temperature is also grasped.

만약, 발효폐기물의 온도가 최고로 올라갔다가 떨어진다면 교반타이밍이 임박했다는 것을 의미한다. 통상적으로 교반 타이밍은 7일~10일 온도가 최대치로 떨어졌을 시 교반한다.If the temperature of the fermentation waste rises to the maximum and then falls, it means that the stirring timing is imminent. In general, the stirring timing is 7 to 10 days when the temperature drops to the maximum.

교반은 페이로더 중장비로 실시하고, 교반 시 페이로더로 폐기물들을 충분히 털어줘 수분을 날려 보낸다.Agitation is carried out with the payloader heavy equipment, and when stirring, the waste is sufficiently shaken off with the payloader to blow away moisture.

이와 같이 발효조(25)에서 일정 기간이 경과하면, 유기성 폐기물들의 2차 발효를 위해 이웃 발효조(25)로 이동시킨다. 그리고, 이동된 폐기물들은 측정과 발효과정을 반복하며, 약 5~6회에 교반과정을 걸쳐 발효를 시킨 후 발효를 종료한다.(도 11참조)As such, when a certain period of time has elapsed in the fermenter 25, the organic wastes are moved to the neighboring fermenter 25 for secondary fermentation. Then, the moved wastes repeat the measurement and fermentation process, and after fermenting through the stirring process about 5 to 6 times, the fermentation is terminated (see FIG. 11).

이러한 거점 처리시설(7)은 직접적인 최종 발효 반응으로 1차 발효과정 기간 단축과 평균 100℃도 이상 반응 온도에서 빠른 유기물 안정화가 일어나, 유기성 폐기물의 감량과 발효화가 동시에 진행될 수 있다.This base treatment facility 7 is a direct final fermentation reaction, shortening the period of the primary fermentation process and rapidly stabilizing organic matter at an average reaction temperature of 100° C. or higher, so that reduction of organic waste and fermentation can proceed simultaneously.

이와 같이 1 차 및 2차에 걸쳐서 처리된 가축의 액상분료는 퇴비화 과정을 거쳐서 재활용될 수 있다.In this way, the liquid fraction of livestock treated in the first and second stages can be recycled through the composting process.

한편, 본 발명의 가축액상 분변처리 시스템은 1차적으로는 매몰식 발효공정(3)에 의한 단계가 실시되고, 2차적으로 거점 처리시설(7)에서 가축액상 분변의 처리 단계가 진행되는 바, 이러한 가축액상 분변처리 방법은 온도 센서에 의하여 단계적으로 진행될 수 있다.On the other hand, in the livestock liquid feces treatment system of the present invention, the step by the buried fermentation process (3) is firstly performed, and secondly, the treatment step of the livestock liquid feces is performed in the base treatment facility (7), This livestock liquid fecal treatment method can be performed step by step by means of a temperature sensor.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 매몰식 발효공정(3)의 매몰지(10)에 제 1온도센서(T1)를 장착하여 발효온도를 측정한다.That is, as shown in FIG. 8 , the first temperature sensor T1 is mounted on the buried paper 10 of the buried fermentation process 3 to measure the fermentation temperature.

그리고, 제 1온도센서(T1)에 의하여 측정된 온도값은 네트워크를 통하여 중앙의 제어부(C)로 전송된다.Then, the temperature value measured by the first temperature sensor T1 is transmitted to the central control unit C through the network.

제어부(C)는 제 1온도센서(T1)에 의하여 매몰지(10)의 온도를 감지함으로써 매몰식 발효공정(3)의 진행정도를 파악할 수 있다.The control unit (C) can grasp the progress of the buried fermentation process (3) by sensing the temperature of the buried ground (10) by the first temperature sensor (T1).

또한, 거점 처리시설(7)의 발효조(25)에 배치된 제 2온도센서(T2)로부터 온도값이 제어부(C)에 전송된다.In addition, the temperature value is transmitted to the control unit (C) from the second temperature sensor (T2) disposed in the fermenter (25) of the base treatment facility (7).

따라서, 제어부(C)는 제 1 및 제 2온도센서(T1,T2)에 의하여 1차적으로 진행되는 매몰식 발효공정(3)의 진행상태를 파악할 수 있고, 또한 2차적으로 진행되는 거점 처리시설(7)에서의 진행상태를 파악할 수 있다.Therefore, the control unit (C) can grasp the progress of the buried fermentation process (3) that is primarily carried out by the first and second temperature sensors (T1, T2), and also the base treatment facility that is carried out secondarily The progress in (7) can be grasped.

그리고, 각 공정에서의 진행상태를 파악한 후, 각 공정의 진행여부를 지시하여 적절하게 진행시킬 수 있다.And, after grasping the progress state in each process, it is possible to properly proceed by instructing whether to proceed with each process.

예를 들면, 1차공정인 매몰식 발효공정(3)의 발효온도가 약 85 내지 110℃ 온도 범위에 도달하면, 제어부(C)는 매몰지(10)의 작업자에 신호를 전송함으로써 2차 단계인 거점 처리시설(7)로 이동하도록 지시한다.For example, when the fermentation temperature of the buried fermentation process (3), which is the primary process, reaches a temperature range of about 85 to 110 °C, the control unit (C) transmits a signal to the operator of the buried site (10) by transmitting a signal to the second step Instructs to move to the phosphorus processing facility (7).

그리고, 거점 처리공정이 진행되는 바, 제 2온도센서(T2)에 의하여 거점 처리시설(7)의 발효조(25)의 온도를 측정하게 되고, 소정 온도에 도달하면 발효공정의 완료여부를 판단하게 된다.And, as the base treatment process proceeds, the temperature of the fermenter 25 of the base treatment facility 7 is measured by the second temperature sensor T2, and when a predetermined temperature is reached, it is determined whether the fermentation process is complete. do.

한편, 일반적으로 가축의 액상 분변처리에 있어서 악취는 매우 심각한 문제이나, 본 발명의 100℃ 이상의 초고온 발효공정(3)에 의하여 처리된 액상 분변은 수분함량 25∼35% 정도로 완전 발효되어 냄새가 없을 뿐만 아니라, 최종 발효물을 다시 가축액상 분변폐기물과 혼합하여 발효공정을 진행함에 있어 가축액상 분변폐기물이 가지고 있는 악취를 제거하는 효과가 있다. On the other hand, in general, odor is a very serious problem in the treatment of liquid feces of livestock, but the liquid feces treated by the ultra-high temperature fermentation process (3) of 100° C. or higher of the present invention are completely fermented with a moisture content of 25 to 35%, so there is no smell In addition, in the fermentation process by mixing the final fermentation product with the livestock liquid fecal waste again, there is an effect of removing the odor of the livestock liquid fecal waste.

본 발명은 초고온 배지와 가축액상 분변만을 혼합하여 처리가 가능하며, 또한 초고온 배지와 하수슬러지 및 음식물쓰레기 등 다른 유기성 폐기물과 융합처리가 가능한 장점이 있다. The present invention has the advantage that it can be treated by mixing only the ultra-high temperature medium and livestock liquid feces, and can be fused with other organic wastes such as the ultra-high temperature medium and sewage sludge and food waste.

그리고, 본 발명의 초고온 미생물에 의한 가축 분변처리시스템에 의하여 병원체의 사멸여부를 아래의 과정을 통하여 확인할 수 있다.And, it can be confirmed through the following process whether the pathogen is killed by the livestock feces treatment system by the ultra-high temperature microorganism of the present invention.

도 12에 도시된 바와 같이, 초고온 발효를 진행하고, 샘플을 수거 및 샘플링을 하고, 샘플로부터 DNA 및 RNA를 추출한다. 그리고 병원체의 유전체를 검출한 후 TCID 측정을 통하여 잔여 바이러스를 확인하는 순서로 진행된다.As shown in FIG. 12 , ultra-high temperature fermentation is performed, samples are collected and sampled, and DNA and RNA are extracted from the samples. Then, after detecting the genome of the pathogen, it proceeds in the order of confirming the residual virus through TCID measurement.

이러한 과정을 상세하게 설명하면, Picornaviridae에 속하면서 구제역을 대체할 수 있는 약독화한 Hepatitis A Virus(HAV)를 이용하고, 구제역 외에 국내 법정 병원체에서 기준 병원체 선정 및 사멸을 확인한다.To describe this process in detail, the attenuated Hepatitis A Virus (HAV) belonging to Picornaviridae that can replace foot-and-mouth disease is used, and standard pathogen selection and death are confirmed from domestic legal pathogens in addition to foot-and-mouth disease.

즉, AI와 HAV 외 바이러스 2종(Corona virus, Adeno virus), 세균 5종(Clostiridium, Mycobacterium, Salmonella, E.coli, Basillus), 진균 1종(Trycophyton)을 이용한다.That is, in addition to AI and HAV, 2 types of viruses (Corona virus, Adeno virus), 5 types of bacteria (Clostiridium, Mycobacterium, Salmonella, E.coli, Basillus), and 1 type of fungus (Trycophyton) are used.

아래의 표2는 법정 병원체 적용 가능한 Species를 나타낸다.Table 2 below shows Species applicable to legal pathogens.

Figure 112020143947699-pat00002
Figure 112020143947699-pat00002

그리고, 가축의 액상 분뇨에서 병원체의 사멸을 확인하는 바, 선정한 병원체 10종이 액상분뇨 내에서 초고온 발효처리 과정에서 발생한 열에 의하여 사멸된 것을 확인할 수 있다.And, when confirming the death of pathogens in the liquid manure of livestock, it can be confirmed that 10 selected pathogens are killed by the heat generated during the ultra-high temperature fermentation process in the liquid manure.

먼저, 선정한 병원체 10종을 젤라틴과 혼합하여 필터에 주입하고, 병원체와 젤라틴을 혼합한 필터를 금속 망에 담아 유기체 역할을 하는 고기에 삽입한 후 초고온 호기성 발효 시스템을 진행한다.First, 10 selected pathogens are mixed with gelatin and injected into the filter, and the filter mixed with the pathogen and gelatin is placed in a metal mesh and inserted into meat serving as an organism, followed by ultra-high temperature aerobic fermentation system.

그리고, 발효 진행 후 금속 망 속 필터를 수거하여, PBS에 풀고 3000rpm으로 원심분리하여 고체를 제거한다.Then, after fermentation, the filter in the metal mesh is collected, dissolved in PBS, and centrifuged at 3000 rpm to remove the solid.

그리고, 원심분리된 상층액에서 잔여 병원체를 확인하기 위하여 바이러스는 세포를 이용하여 TCID(Tissue culture infectious dose) 측정을 진행하고, 세균과 진균은 적정배지를 이용하여 배양을 진행한다.Then, in order to check the remaining pathogens in the centrifuged supernatant, the virus measures TCID (tissue culture infectious dose) using the cells, and the bacteria and fungi are cultured using an appropriate medium.

이때, TCID 측정을 통한 잔여 바이러스를 확인하는 과정은 도 13에 도시된 바와 같이, 먼저 양성 대조군의 바이러스는 계대배양 중 증식이 최대인 시점에서 수확한 후 바이러스의 역가를 측정한다.At this time, as shown in FIG. 13 , in the process of confirming the residual virus through the TCID measurement, the virus in the positive control group is harvested at the time of maximum proliferation during subculture, and then the virus titer is measured.

바이러스의 세포내 증식여부 판정은 특이 세포변성효과(합포체형성) 유무로 확인하며, 역가의 측정은 Karber method로 실시하고, 바이러스의 역가는 최소 106 TCID50/ml 되게 조정한 후 실험을 실시한다.The intracellular proliferation of the virus is checked by the presence or absence of a specific cytopathic effect (synthetic body formation), and the titer is measured by the Karber method, and the virus titer is adjusted to be at least 10 6 TCID 50 /ml before conducting the experiment. do.

양성 대조군과 실험군을 각각 적합한 양을 세포에 접종하고 바이러스 함량을 측정한다.An appropriate amount of each of the positive control group and the experimental group is inoculated into cells and the virus content is measured.

이때, 바이러스의 감염력이 상실된 정도는 microplate titration 방법을 이용하여 측정하고, 37℃ CO2 배양기에서 3일간 배양한 후 증식 여부를 특이 세포변성효과(합포체형성) 유무로 확인한다.At this time, the degree of loss of the infectivity of the virus is measured using the microplate titration method, and the proliferation is confirmed by the presence or absence of a specific cytopathic effect (synysis formation) after culturing for 3 days in a 37°C CO 2 incubator.

한편, 영양배지를 이용하여 잔여 세균을 확인할 수도 있는 바, 다음과 같은 과정으로 진행한다.On the other hand, it is also possible to check the residual bacteria using the nutrient medium, proceed as follows.

즉, 양성대조군의 세균을 영양배지에 접종하여 37℃에서 22~26시간 진탕 배양하여 세균의 농도를 108 cfu/ml이상으로 배양한다. 그리고 양성 대조군과 실험군 1ml을 영양배지가 들어있는 5개의 시험관에 넣어 혼합한 후 37℃에서 48시간 배양한다.That is, the bacteria of the positive control group are inoculated into a nutrient medium and cultured with shaking at 37° C. for 22 to 26 hours to incubate the bacteria at a concentration of 10 8 cfu/ml or more. Then, 1 ml of the positive control group and the experimental group were put in 5 test tubes containing a nutrient medium, mixed, and incubated at 37°C for 48 hours.

그리고, 세균에 대한 소독효과는 5개의 동일 시험군에서 4개 이상의 증식이 인정되지 않으면 유효한 것으로 판정한다.And, the disinfection effect on bacteria is judged to be effective if no growth of 4 or more in the same 5 test groups is recognized.

그리고, PCR을 이용하여 잔여 병원체의 유전체를 확인할 수도 있다. 즉, 상층액에서 DNA/RNA extraction을 진행 후 PCR을 진행하여 병원체 유전체가 남아 있는지를 확인한다.In addition, the genome of the residual pathogen may be identified using PCR. That is, after DNA/RNA extraction from the supernatant, PCR is performed to check whether the pathogen genome remains.

아래 표3은 가축 액상 분뇨의 PCR에 의한 병원균 실험 결과를 나타낸다.Table 3 below shows the results of the pathogen test by PCR of livestock liquid manure.

Figure 112020143947699-pat00003
Figure 112020143947699-pat00003

상기 실험 결과에 있어서, Stool은 발효조에 분변을 매몰하여 YM배지와 반응한 기간을 나타냈고, Temperature는 병원체를 밀봉하여 초고온 발효열만에 의하여 처리하였다.In the above experimental results, Stool showed the period of reaction with YM medium by burying feces in the fermenter, and the temperature was treated only by ultra-high temperature fermentation heat by sealing the pathogen.

실험 결과, 모든 병원체가 사멸된 것으로 확인되었다.As a result of the experiment, it was confirmed that all pathogens were killed.

한편, 도 16a는 돼지액상분뇨의 현장매몰처리시 발효온도를 보여주는 그래프이다. 도시된 바와 같이, 돼지 액상분뇨를 현장에서 21일간 매몰처리를 하였고, 거점시설에서 21일간 처리한 결과를 나타내었다.On the other hand, Figure 16a is a graph showing the fermentation temperature during the on-site burial treatment of pig liquid manure. As shown, the pig liquid manure was buried for 21 days at the site, and the result of treatment at the base facility for 21 days was shown.

그리고, 도 16b는 돼지액상분뇨를 현장에서 18일간 매몰처리한 결과를 나타내었다.And, Figure 16b shows the results of burial treatment of pig liquid manure in the field for 18 days.

Claims (6)

가축액상 분변을 초고온 미생물에 의하여 발효시켜서 분해시키는 가축 분변 초고온 발효처리 공정으로서,
상기 가축 분변 초고온 발효처리 공정은, 발병 현장 인접지역에 매몰지(10)를 굴착하여 초고온 미생물에 의하여 가축의 액상 분변을 처리하는 제 1공정(3)과;
제 1공정(3)후 가축의 액상 분변을 거점 처리시설(7)로 이동하여 처리하는 제 2공정(6)을 포함하며,
제 1공정(3)의 매몰식 발효공정(3)은, 발병 장소에 매몰지(10)를 굴착하고, 이 매몰지(10)에 가축 액상 분변과 초고온 미생물 배지를 혼합하여 투입한 후, 굴착된 토양으로 다시 매몰지(10)를 복토하여 발병 이전의 원 토양으로 복원시키는 발효처리 하는 공정으로서,
매몰지(10)의 바닥 및 측면에 불침투성 재료(12)를 배치하고, 그 위에 산기부(16)가 배치되며,
산기부(16)는 압축공기가 공급되는 유입관(18)과; 유입관(18)에 연결되며 공기를 외부로 배출하는 산기관(20)과; 산기관(20)의 사이를 연결하며 공기를 배출하는 분기관(22)과; 코일형상을 가지며 분기관(22)의 외부를 감싸도록 배치됨으로써 가축 분변과 초고온 미생물 배지가 덮혀질 때 코일과 분기관(22)의 외주면 사이에 공극이 형성되어 공기가 공극을 통하여 가축 분변과 초고온 미생물 배지의 혼합물 사이로 침투되도록 하는 탄성부재(24)를 포함하고,
상기 초고온 미생물은 85~110℃ 및 호기성 조건에서 가축분변을 발효시키는 미생물을 포함하는 가축분변 초고온 발효처리 공정.
A process of fermenting and decomposing livestock liquid feces by ultra-high temperature microorganisms,
The ultra-high temperature fermentation treatment process of livestock feces includes: a first step (3) of excavating a burial site (10) in an area adjacent to an outbreak site and treating liquid feces of livestock by ultra-high temperature microorganisms;
After the first process (3), it includes a second process (6) of moving the liquid feces of livestock to a base treatment facility (7) and treating it,
The buried fermentation process (3) of the first process (3) excavates the burial site 10 at the site of the outbreak, mixes livestock liquid feces and ultra-high temperature microbial medium into the burial site 10, and then excavates As a process of fermentation treatment to restore the original soil before the onset of the disease by covering the burial site (10) again with the old soil,
An impermeable material (12) is placed on the bottom and sides of the burial site (10), and a diffuser section (16) is disposed thereon;
The diffuser 16 includes an inlet pipe 18 to which compressed air is supplied; a diffuser pipe 20 connected to the inlet pipe 18 and discharging air to the outside; a branch pipe 22 connecting between the diffusers 20 and discharging air; It has a coil shape and is disposed to surround the outside of the branch pipe 22 so that when livestock feces and ultra-high temperature microbial medium are covered, a void is formed between the coil and the outer circumferential surface of the branch pipe 22, and air passes through the void to allow livestock feces and ultra-high temperature An elastic member 24 to allow penetration between the mixture of microbial media,
The ultra-high temperature microorganisms are livestock feces ultra-high temperature fermentation processing process comprising microorganisms fermenting livestock feces at 85 ~ 110 ℃ and aerobic conditions.
제 1항에 있어서,
불침투성 재료의 상부에 부직포 혹은 비닐커버를 추가로 덮어서 비닐 훼손을 방지하는 가축분변 초고온 발효처리 공정.
The method of claim 1,
An ultra-high temperature fermentation process for livestock feces that prevents damage to vinyl by additionally covering the top of the impermeable material with a non-woven fabric or plastic cover.
제 1항에 있어서,
거점 처리시설(7)은 복수개의 발효조(25)와; 발효조(25)에서 발효된 가축액상 분변과 초고온 미생물 배지를 혼합하는 혼합조(27)와; 공기를 송풍하는 블로워(Blower;29)를 포함하며,
발효조(25)에서 일정 기간 발효된 폐기물을 혼합조(27)로 이송시키며, 혼합조(27)에서 일정 기간 발효된 폐기물을 다시 발효조(25)로 이송시키는 과정을 반복하는 가축분변 초고온 발효처리 공정.
The method of claim 1,
The base treatment facility 7 includes a plurality of fermenters 25 ; a mixing tank 27 for mixing livestock liquid feces fermented in the fermenter 25 and ultra-high temperature microbial medium; Including a blower (Blower; 29) for blowing air,
Livestock feces ultra-high temperature fermentation processing process in which the waste fermented for a certain period in the fermenter 25 is transferred to the mixing tank 27 and the waste fermented for a certain period in the mixing tank 27 is transferred back to the fermenter 25 .
제 1항에 있어서,
매몰식 발효공정(3)의 매몰지(10)에 장착되어 발효온도를 측정하는 제 1온도센서(T1)와;
거점 처리시설(7)의 발효조(25)에 배치되어 발효온도를 측정하는 제 2온도센서(T3)와;
상기 제 1 및 제 2온도센서(T1,T2)에 의하여 측정된 온도값이 전송됨으로써 각 공정의 진행여부를 판단하는 제어부(C)를 추가로 포함하는 가축분변 초고온 발효처리 공정.
The method of claim 1,
a first temperature sensor (T1) mounted on the burial site (10) of the buried fermentation process (3) to measure the fermentation temperature;
a second temperature sensor (T3) disposed in the fermenter 25 of the base treatment facility (7) to measure the fermentation temperature;
Livestock feces ultra-high temperature fermentation processing process further comprising a control unit (C) for determining whether each process proceeds by transmitting the temperature values measured by the first and second temperature sensors (T1, T2).
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 초고온 미생물은 카르도트릭스 사츠마에 (Caldothrix Satsumae)에 속하는 것으로서, 카르도트릭스 사츠마에 (Caldothrix Satsumae) YM081 (FERM BP-8233)인 것을 특징으로 하는 가축분변 초고온 발효처리 공정.The ultra-high temperature fermentation process for livestock feces according to claim 1, wherein the ultra-high temperature microorganism belongs to Caldothrix Satsumae, and is Caldothrix Satsumae YM081 (FERM BP-8233). .
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000210636A (en) * 1999-01-25 2000-08-02 Ishigaki:Kk Aerator for organic waste fermenter
KR20150119030A (en) 2013-03-29 2015-10-23 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 Polymerizable composition for optical material, optical material, and method for producing optical material
KR102105826B1 (en) * 2019-06-24 2020-05-29 김택봉 Aeration device for the treatment of livestock manure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000210636A (en) * 1999-01-25 2000-08-02 Ishigaki:Kk Aerator for organic waste fermenter
KR20150119030A (en) 2013-03-29 2015-10-23 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 Polymerizable composition for optical material, optical material, and method for producing optical material
KR102105826B1 (en) * 2019-06-24 2020-05-29 김택봉 Aeration device for the treatment of livestock manure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
초고온 미생물을 활용한 동물 전염병 후속조치 방안 기술 개발, https://blog.naver.com/ipet1002/221656900776, 2019.09.27 *

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