KR102326523B1 - 음식물쓰레기의 속성 퇴비화방법 및 그 퇴비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음식물쓰레기의 속성 퇴비화 방법 및 퇴비 부숙도가 우수한 퇴비에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 본 발명은 음식물쓰레기 정선단계와 이와 별도로내산성이 우수한 바실러스 아시도칼다리우스(B.acidocaldarius ATCC 27009) 균주와 내산,내염성이 우수한 설퍼로부스 아시도칼다리우스(S.acidocaldarius ATCC 49426) 균주를 가장 바람직하게는 1 : 1(w/w) 배합한 혼합 배양물 1 ∼ 3 중량부, 글루코스 2 ∼ 4 중량부, 퇴비화 촉진용 무기담체분말 1 ∼ 3 중량부 및 톱밥 5 ∼ 7 중량부 로 이루어진 미생물 스타터 복합제제를 제공하고 상기 제제를 상기 정선된 음식물쓰레기 100중량부에 각각 첨가하여 혼합한 다음 음식물쓰레기에 투입하고 발효ㆍ분해자화하는 단계로 이루어지며 상기 단계를 통하여 분해된 음식물쓰레기 유래의 유기성 퇴비는 부숙도가 우수하고 악취가 없으며 작물 발아 및 생육시험 결과 매우 우수한 갈색 퇴비를 제공하는 뛰어난 효과가 있다.

Description

음식물쓰레기의 속성 퇴비화방법 및 그 퇴비{Quick fertilizing method of food waste and organic fertizer of the same}
본 발명은 음식물쓰레기의 속성 퇴비화방법으로 더욱 상세하게는 음식물 등 유기성 폐기물을 음식물쓰레기 처리장치에 투입하고 미생물과 함께 미생물 세포 성장 촉진용 무기 담체를 혼합하고 호기적 조건에서 가열 교반하여 신속히 퇴비화하는 음식물쓰레기의 속성 퇴비화 방법 및 그 방법에 따라 제조된 유기질 비료로서의 퇴비에 관한 것이다.
유기성 폐기물 특히 음식물쓰레기의 퇴비화 즉 음식물을 구성하는 유기물의 퇴비화(fertilzation)는 미생물 효소에 의하여 음식물의 유기화합물을 인위적으로 자화분해시키는 것을 의미한다. 유기성 폐기물은 하수슬러지, 도시쓰레기, 인분뇨 및 축산분뇨를 말하고, 이를 호기적 미생물에 의하여 생물학적 분해시켜 유해하지 않는 수준까지 안정화시키는 것을 의미한다. 이와 같이 미생물에 의해 안정화시키는 process를 퇴비화 과정이라 할 수 있고 그 산물은 퇴비 또는 부숙토로 별칭된다.
유기성 폐기물 중 음식물쓰레기의 미생물학적 분해과정을 통하여 안정화되는 과정은 다음과 같이 표현할 수 있다.
유기물 + O2 + 호기성 미생물 ---→ 안정화된 물질 + CO2 + H2O + NO3 - + SO4 -2
상기 유기성 폐기물 특히 음식물쓰레기의 분해자화 과정은 유기물이 혐기성 미생물에 의해 저분자 유기산과 알코올 등 중간물질로 전환되는 1단계 반응과 다시 이들이 CH2, CO2 외에, NH3, H2S 등의 악취성 무기물로 전환되는 2단계 반응으로 이루어지는 혐기적 분해와는 구별된다.
이와 같이 유기물쓰레기는 알콜이나 유기산 등의 중간분해 산물을 생성함이 없이 곧바로 안정화된 무기물질로 분해되는데 있어 분해반응은 시간의 단축과 악취발생이 없는 호기적 분해결과 퇴비화 과정이 연구되어 왔다. 그러나 상기 호기적 퇴비화 과정은 호기성 미생물의 탐색과 음식물쓰레기의 처리장치에서 퇴비화과정에 별도의 산소를 공급하는 시설의 설치가 필요하였다. 더우기 음식물쓰레기가 수분함량이 높은 경우 수분조절을 위하여 단지 호기적 조건을 충족시키기 위해 왕겨, 톱밥이나 점토 광물과 같은 2차 광물의 분말을 일정 비율 첨가하여 통기성을 보완할 필요가 있었다. 수분함량이 높으면 통기성이 불량하여 호기성 발효가 저해되기 때문이다. 더우기 음식물쓰레기의 종류에 따라서는 다량의 염분이 함유되어 있어 악취제거를 위해 호기성 뿐만 아니라 내산성 및 내염성이 강한 미생물의 탐색 및 그 배양방법이 동시에 요구되어 왔다.
한편 호기적 발효 미생물은 유기물의 퇴비화 과정에서 안정화된 물질에 H2O와 CO2를 최종산물로 분해시키는 과정에서 미생물세포수는 증가하고 이때 산화열을 발생시켜 처리장치의 외부에서 별도의 온도를 가하지 않아도 발열 반응결과 통상 발효기 내부는 60 ∼ 70℃로 상승된다. 이때의 열에 의하여 온도 상승으로 산화 분해속도는 증가되는데 따라서 내산성, 내염성 뿐 아니라 호열성 또는 내열성 미생물이 선택되어야 하는 이유가 존재하게 된다. 이 같은 퇴비화 과정에 관여하는 내산, 내염 및 호열성 미생물은 세균류, 진균류 또는 효모류나 방선균류가 관여 하는데 중온성 미생물이 대부분이다. 미생물에 의한 퇴비화 분해과정은 3단계로 이루어진다. 첫째 단계는 탄수화물이 당류, 단백질이 아미노산으로 급속히 용이하게 분해되는 과정이며 1 ∼ 2일 후에 퇴비의 중심온도를 급격히 상승시키는 단계이고 둘째 단계는 고온성 분해자화 과정으로 고온에서 셀룰로스나 펙틴 등이 분해되는 단계이다. 끝으로 세번째 단게는 중간 산물들이 H20와 CO2로 분해되는 숙성단계로서 음식물쓰레기 처리기 내부 온도가 서서히 떨어지고 분해속도가 지체되어 수개월간 지속되는 이른바 중온 미생물 군락의 정착단계이다.
이처럼 퇴비화 과정은 미생물들에 의한 유기물의 분해과정이므로 다양한 종유의 폐기물인 음식물쓰레기에 존재하는 다양한 미생물에 의해 자연적으로 이루어지게 하는데에도 온도, 산소, pH, 수분 등 다양한 환경요인과 미생물 성장에 관여하는 염류 등 영양 요인들이 관여한다. 대기중의 산소농도는 21%이나, 퇴비화 촉진 미생물은 이보다 5%나 낮은 산소농도(BOD) 조건에서도 생존할 수 있다. 호기적 조건을 유지하는 것은 blower와 agitator 등으로 음식물쓰레기 표면에 충분한 산소공급(Aeration)이 이루어져야 한다. 특히 점성을 갖는 음식물쓰레기의 경우는 통기성개량제(bulking agent)의 첨가가 더욱 요구된다.
유기물 특히 음식물쓰레기의 퇴비화 과정에는 관여하는 미생물의 생육에 적합한 온도가 적절히 유지되어야 하며 퇴비화 과정에서 지나치게 높거나 지나치게 낮을 경우에는 분해자화율이 현저히 저하된다. 따라서 대형 퇴비화기계에서는 음식물쓰레기의 퇴비화과정에 관여하는 주요 미생물의 최적 생육온도를 유지하기 위하여 온도제어시스템(Temperature Control System)이 도입된다. 일반적으로 퇴비화 공기에는 미생물에 의해 분해되기 쉬운 탄수화물, 단백질, 지질이 분해되고 이 때 발열반응이 수반되므로 음식물쓰레기 처리기 내부 온도가 상승하며 이러한 조건에서는 호열 세균이 우접종으로 발생되는데 유기물 분해 과정이 종료될 즈음에는 수분함량이 저하되면서 기내온도가 저하한다.
물(H2O)은 미생물 세포의 주요 구성 성분으로 유기물 중 유리수의 함수율이 30% 미만인 경우에는 미생물의 생육 장해가 반드시 발생한다. 그뿐 아니라 음식물쓰레기 등 폐기물의 함수율이 높은 경우는 산소확산율(oxygen diffusion rate)이 낮아 통기성이 저하되므로 음식물쓰레기의 분해자화 속도가 현저히 저감된다. 음식물쓰레기의 최적 함수율은 미생물의 종류에 따라 큰 차이가 있으나 대체로 40 ∼ 60% 범위로 알려져 있고 하수오니의 경우 60%로 알려져 있다.
미생물의 최적 pH 즉 생육에 적합한 수소이온 농도는 종류에 따라 현저한 차이가 있어 통상의 기술자가 이를 실험 데이터 없이 짐작하기는 쉽지 않다. 통상적으로 세균(Bacteria)은 pH 5 ∼ 9이며 중성 부근이 가장 흔하여 내산성 균주와 내염성 균주도 다수 존재한다. 음식물쓰레기의 퇴비화 과정에서 관찰되는 세균의 적정 pH는 대체로 5.5 ∼ 8.5 범위이나 생육 초기에 낮고 퇴비화 과정이 진행되면서 약 알카리성으로 진행되는 것이 일반적이나 초기 생육부터 내산성인 균주는 매우 희소하다.
음식물쓰레기의 퇴비화 과정에서 미생물에 의한 분해자화되는 속도는 음식물쓰레기를 구성하는 유기 화합물의 C/N율 즉 탄질비(Carbon/Nitrogen ratio)에 크게 의존한다. 음식물쓰레기의 분해를 촉진하기 위해서는 상기 두 원소의 최적량이 공급되어야 한다. 이 사실은 음식물 쓰레기의 분해 촉진에 매우 중요한 factor가 된다. 따라서 음식물쓰레기를 구성하는 유기화합물이 탄소(C)와 질소(N)의 비율을 측정하고 최적비로 조성해 줄 필요가 있다. 그러나, 본 발명에 따르면 음식물쓰레기 즉 원료의 성상에 따라 최적비율의 값이 달라질 수 있으나 C/N율은 50 이하 이어야 하고 그 비율은 25 ∼ 30 : 1로 알려져 있다. 만일 C/N율이 25 ∼ 30 이하의 경우에는 암모니아 등의 악취가 극심하게 발생한다. 한편, 25 ∼ 30 이상의 경우에는 질소원(Nitrogen Source)의 질소원이 부족하면, 분해 반응 속도가 지연되어 퇴비화 속도가 늦어지고 혐기적 조건이 되어 저급 지방산을 생산하게 되며, 또 pH가 중성 이하로 저하된다. C/N율이 높은 경우 즉 질소원이 부족하면 유기물 분해 시간이 지연되어 음식물 처리 시간이 길어졌다. 한편 이와 반대로 C/N율이 낮을 경우는 질소원의 손실이 커서 비료 효과가 저하되고 NH3의 발생이 과다하여 이 역시 분해 반응 속도가 늦어지고 음식물 처리 시간이 길어진다.
본 발명 음식물 쓰레기의 퇴비화 과정에서 부숙도의 판별방법은 다음 세가지로 대별된다,
첫째 관능적 방법 그리고 화학적 방법 및 생물학적 방법이다. 관능적방법은 수분 함량이 65 ∼ 70%에서 40 ∼ 50%로 감소되며 냄새에 의한 판별은 악취가 소멸되며 촉감법은 손으로 만져 입자가 부서지는 부분이며 퇴적층의 온도가 대체로 70℃ 이상이 되는 때이다.
화학적 판정은 C/N율이 20 이하이어야 하고 생물학적 방법은 종자발아시험법에 의해 발아율이 90% 이상으로 발아 장애가 없는 상태로 알려져 있다.
음식물쓰레기의 비료 공정 규격에 기준에 의한 부숙도 판정은 공인시험 기관의 시험결과에 따른다. 통상적으로 음식물쓰레기 감량화 처리시설 규격기준(K-마크)에 명시된 대하여 실험결과로 나타내는 바 예컨대 pH 5.4, C/N율 25.4, 염분 0.3, 중금속(pb, cd, Hg, 비소)은 0 이어야 하며 Cr ＜ 19.1 이하, Cu ＜ 6.0 이하이어야 하고 염기치환용량 CEC(me/100g)는 17.3 이어야 Green 1급이 된다. 상기 표준 음식쓰레기(시료 1)의 물리적 조성비와 평균 함수율은 곡물류 16% ± 2%, 과일류 14% ± 2%, 채소류 51 ± 5%, 어육류 19% ± 2%, 평균 함수율 80% ± 5%이다.
그러나, 지금까지 상기와 같은 점들을 종합 검토하여 퇴비화 세균과 그 바람직하고 적절한 1차 광물을 분쇄한 분말 유래의 무기담체 첨가에 따른 속성퇴비화 방법에 대하여는 일체 연구 개발한 실적이 발견되지 않는다.
다만, 미생물을 이용하여 음식물쓰레기와 같은 유기성 폐기물을 퇴비화 하기 위한 발효분해 방법으로 대한민국 특허등록 제10-805036, 제10-1207792호 등이 그리고 토양개량 증진을 겸한 퇴비제조방법이 곡분, 볏집, 왕겨 또는 톱밥을 이용한 B.cereus(ATCC 14579) 및 B.firmus(NCIMB 9366) 혼합균주가 천연광물 머드스 들을 혼합 발효시키는 퇴비화 방법이 개시되었다. 또 한국 공개특허 제10-2017-50743호에는 음식물쓰레기를 수분조절제와 생석회를 넣어 반응시킨 후 부식토를 첨가하고 Bacillus 속, Psudomonas 속, Streptomyces 속 종균 중에서 선택되는 1종 이상의 균주를 볏집담체(carrier)와 혼합하여 토양갸량제를 제조하는 방법을 개시하고 있다.
이 밖에도 한국등록특허 제10-1831826호에는 축분, 하수오니를 원료로 하는 유기성 폐기물을 처리한 다음 다시 고온성 미생물을 주입하여 작물재배용 토양개량제 제조방법이 개시되어 있다.특별히 가정이나 음식점에서 배출되는 음식물쓰레기 소멸방법 및 장치로서 한국특허 제10-1939390호 및 10-2017-94684호가 개시되어 있는 바 이는 다양한 유력 균주의 선택과 교반 날개의 특수성에 착안된 것이다.
그러나, 상기 문헌들은 그 유리한 점들을 모두 감안 하더라도 지금까지 유기성 폐기물 중 특히 음식물쓰레기의 속성퇴비화 방법에 있어서, 호기성겸 호열성 세균의 선택과 상기 호기성, 호열성 외에도 생래적 내산성 및 내염성의 유지 또는 증진에 필요하고도 적절한 무기 담체의 선택에 대하여는 전혀 기재되거나 암시된 바 없다.
본 출원은 본 출원인이 보유한 선출원 등록특허 제10-0375946호의 개량발명이다.
1: 특허등록 제10-0805036호 특허등록공보 2: 특허공개 제10-2017-0050743호 공개특허공보, 3: 특허등록 제10-1831826호 등록특허공보, 4: 특허등록 10-1207792호 등록특허공보 5: 특허공개 제10-2017-0088816호 공개특허공보, 6: 특허등록 제10-0375946호 등록특허공보 7: 특허출원 제10-1930260호 등록특허공보
따라서, 본 발명의 목적은 음식물쓰레기를 퇴비화함에 있어서, 음식물쓰레기 100중량부에 대하여 공지된 호기성, 호열성 및 내산성 세균 바실러스 아시도칼다리우스 B.acidocaldarius subsp acidocaldarius. ATCC 27009)와 이와 달리 내산, 내염성 세균인 설퍼로부스 아시도칼다리우스 S.acidocaldarius, ATCC 49426)의 1 : 1(w/w) 배합균주의 혼합 배양물(wet cells) 1 ∼ 3 중량부에 글루코스(glucose) 2 ∼ 4 중량부와 퇴비촉진용 상기 1차광물 분쇄물 유래의 무기담체 분말(Carrier) 1 ∼ 3중량부 및 톱밥 5 ∼ 7 중량부를 추가로 더 혼합하여 이루어진 미생물 스타터 복합제제를 음식물 쓰레기 처리기에 투입하여 신속히 분해자화 하는 것이 특징인 음식물쓰레기의 속성 퇴비화 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 속성 퇴비화방법에 따라 제조되어 표준 음식물 쓰레기 시료와 대비하여 손색이 없는 부숙도, 수분 감량 효과를 가지며 발아 생육실헙 결과 성장 저해가 전무한 퇴비 기준을 만족하는 유기질비료를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 본 발명을 음식물 쓰레기의 속성 퇴비화를 최적화할 수 있는 호기성, 호열성 및 나아가 내산성과 내염성을 동시에 갖는 세균의 가장 바람직한 선택과 공서배양을 위한 배합비 및 신규한 생육촉진용 탄소원과 1차광물 분쇄물 유래의 무기담체 분말(Carrier)을 제공, 사용하는 데 있다.
기타 목적은 이하의 과제해결수단을 통하여 더욱 상세히 개시된다.
상기 본 발명의 목적은 음식물 쓰레기로부터 분해 발효 가능한, 폐기되는 육류, 생선류, 생선뼈, 닭 뼈, 과일류, 야채류, 과자류, 계란껍질, 김치, 및 찌개류에서 소 뼈, 돼지 뼈, 조개 껍데기류, 나무 또는 플라스틱 젓가락, 비닐봉지, 유리 및 종이류를 제거하는 음식물쓰레기 정선 단계(a)와; 이와 별도로 바실루스 아시도칼다리우스(B. acidocaldarius subsp.acidocaldarius: ATCC 27009 균주)와 설포로부스 아시도칼다리우스(S.acidocaldarius: ATCC 49426 균주)를 각각 ATCC 배지 537(pH 3.0)과 1723(pH 3.0)를 포함하는 배지에 상기 세균 배양 프로토콜에 따라 250mL Flask 2개에 각각 접종하고 55°C에서 24시간 동안 OD 최대치 1.30에 이르도록 진탕 배양하는 단계(b)와; 상기 음식물쓰레기 정선단계(a)에서 얻은 음식물쓰레기 100 중량부에 대하여 상기 미생물 배양 단계(b)에서 얻은 각 균주 배양물을 1 : 1(w/w) 배합한 혼합균주 배양물 1 ∼ 3 중량부, 글루코스 2 ∼ 4 중량부, 퇴비화 촉진용 무기 담체분말 1 ∼ 3 중량부를 추가로 더 첨가 혼합하여 음식물 쓰레기 처리기에 투입하는 단계(c)와; 상기 투입단계(c)에서 첨가한 혼합물을 하기 미생물 발효소멸 사양 규격에 따라 음식물 쓰레기를 투입하여 분해소멸하는 단계로 이루어지고 상기 단계를 통해 제조된 유기성 퇴비를 실험 평가함으로써 달성하였다.
음식물쓰레기의 처리조건은 하기와 같다.
음식물 1일 분해 용량: 2kg/일
분해시간: 24시간
적정전압: AC 220v/60Hz
소비전력: 235W
소비전력량: 60kwh/월
음식물 분해 총중량 44kg
음식물 처리기(분해 소멸기) 외형치수 (W × D × H) 530 × 450 × 780
실험기간 겨울철 2019.02.10. ∼ 03.09(28일간)
여름철 2018.08.10. ∼ 09.07(28일간)
종자발아생육시험 2019.09.10. ∼ 10.05(3회 반복)
본 발명은 호기성, 호열성 및 내산성과 내염성 세균 균주 배양물에 첨가하는 퇴비화 촉진용 신규한 탄소원 및 무기담체와 이를 포함하는 음식물쓰레기의 속성 퇴비화방법에 가장 바람직한 미생물 스타터 복합 제제(starter hybrid composite)를 제공하는 효과가 있으며, 상기 신규한 미생물 스타터 복합제제를 음식물 쓰레기에 투입하여 1개월 이내의 비교적 단기간에 속성 퇴비화하는 방법 및 그에 따른 퇴비 공정기준에 적합한 부숙도와 수분 감량을 갖는 유기성 부숙퇴비 즉 유기질 비료를 제공하는 뛰어난 효과가 있어 농업생산성 증대에 탁월한 특장점이 있다.
도 1은 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 보이는 음식물쓰레기 퇴비화 과정의 진행순서를 예시한 다이어그램,
도 2a는 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 도시한 스테인레스제 음식물쓰레기 분해발효조, 상부 플라스틱탱크, 구동 스프로킷 휠과 종동 스프로킷 휠 및 그 구동모터와 히터등 처리기의 주요 구성부를 도시한 단면도,
도 2b는 본 발명 음식물쓰레기 분해발효조의 코드히터, 보온재, 온도센서 및 과열방지장치가 구비된 가열장치의 사시도,
도 3a는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 미생물 발효분해 후 수득된 갈색 부숙퇴비(체로치기전)
도 3b는 는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 미생물 발효분해 후 수득된 갈색 부숙퇴비(체로친후)
도 4는 딸기종자 포트파종 발아시험 결과를 보인 사진도이다.
도 5a는 딸기종자묘의 포장재배 결과 현저한 근권 형성 효과를 보인 사진도,
도 5b는 상기 딸기종자묘의 현저한 근권 발육상태를 보인 사진도,
도 6은 오이종자 포트파종시 균일한 발아 및 생육상태를 보인 사진도,
도 7은 토마토종자 포트파종시 균일한 발아 및 생육상태를 보인 사진도,
도 8은 본 발명 방법에 따른 퇴비화 과정에서 나타난 발효취 실험 결과를 보인 GC 분석 결과이다.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예에 따라 설명하지만 본 발명의 권리 범위가 이에 한정하는 것은 아니다. 이를테면, 본 발명에 따른 세균균주의 생육 및 퇴비화 촉진용 본 발명의 1차광물 화강암의 분쇄물을 정선한 다음 물로 수화시킨 무기 담체분말(Carrier)의 첨가량의 수치를 단순히 변경한다거나 또는 본 발명에 따른 세균 균주와 균학적 성질이나 배양학적 성질이 근연인 세균 균주를 본 발명의 세균 균주의 생육 및 퇴비화 촉진용 탄소원 및 무기담체와 동일하거나 또는 이와 함유성분 비가 유사한 무기담체로 단순히 변경 적용하여 보는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 통상의 기술자에게 자명하다.
실시예 1
본 발명 세균균주의 종배양(seed culture)
본 발명은 호기성이며 호열성 세균 균주 중에서 바실러스(Bacillus) 속 내산성 세균균주 B.acidocaldarius(ATCC 27009)와 설퍼로부스(Sulfolobus) 속 내산, 내염성 세균균주 S.acidocaldarius(ATCC 49426)를 선정하여 각각 ATCC 배지 573(pH 3.0)와 1723(pH 3.0)를 사용하여 250mL flask에서 55℃를 유지하면서 24시간 진탕배양하였다(OD(580nm) 1.30 이상). 이들 각 균주 배양물을 가장 바람직하게는 1 : 1(w/w) 비율로 혼합하여 액체 배양액을 수득하고 본 배양에 사용하였다. 본 실시예에 따라 수득한 각 세균균주 배양액은 이와 별도로 무균 bench에서 agar plate에 streaking하여 24시간 방냉한 후 각각 냉장고에 보관하고 본 배양 종균(seed culture) 시료로 사용하였다. 본 발명자들은 상기 ATCC 배지 573 및 1723(pH 3.0)을 사용하여 세균 세포성장 촉진겸 본 배양중 HCl이나 NaOH가 첨가되어도 산도의 급상승이나 급저하를 억제하기에 적합한 buffer solution으로서 가장 바람직하게는 Al2O3 13 ∼ 15 중량%, SiO2 13 ∼ 15 중량%를 유효성분으로 하는 무기담체 즉 Al - Si 성분비가 1 : 1(w/w) 배합된 무기물을 유효성분으로 함유하는 화강암 분쇄물 유래의 수화된 무기담체분말 0.01 ∼ 0.03 중량%를 첨가하여 24시간 종배양을 수행하였다(이하, 실시예 2의 본배양 에서도 또한 같다). 이때 OD(580nm)는 1.5 이상 확보되었으나, 상기 무기담체 분말을 첨가하지 않은 대조구에서는 24시간 경과 후에도 OD(580㎚)는 0.7 ∼ 0.8 이었고, 48시간 경과된 후의 OD는 0.9 이하로 유지되어 세포 성장이 정지되었음이 확인되었다.
본 발명에 사용된 상기 수화된 무기담체분말의 가장 바람직한 구성 성분은 하기와 같다. 이들 무기성분들의 구체적인 제조 및 조성예는 [표 1] 각주에 기재하여 두었다.
Al2O3ㆍH2O, SiO2ㆍH2O, P2O5ㆍH2O, K2OㆍH2O, CaCl2ㆍH2O, Fe2O3ㆍH2O
실시예 2
Jar fermentor에 의한 fed-batch culture
25L Jar fermentor 2기를 사용하여 ATCC 배지 573 및 1723(pH 3.0)을 기본배지로 하고 여기에 무기담체 분말 0.02 중량% 첨가하여 상기 실시예 1에서 얻은 균주 배양물의 1 : 1(w/w) 혼합액체 배양액에 탄소원, 가장 바람직하게는 glucose를 천천히 feed하면서 HCL 및 NaOH를 자동 펌핑되도록 하여 pH 5.0 이 유지되도록 하고 Temperature 55℃를 유지하게하면서 24시간 동안 교반속도 150rpm으로 통기하여 fed-batch를 수행한 다음 발효를 중단하고 원심분리하여 wet-cell weght로 각각 0.73kg 및 0.79kg의 생균체를 수득하였다.
실시예 3
본 발명 세균 균주의 Starter hybrid composite(미생물 복합제제)의 제조
상기 실시예 2에 따라 제조된 내산성 ATCC 27009 균주 및 내산, 내염성 ATCC 49426 균주 각 세균 균주 액체 배양물의 중량비 1 : 1(w/w) 혼합한 공서액체 배양액을 원심분리하여 얻은 wet cell을 포함하는 가장 바람직한 무기담체(carrier)로서는 Al - Si 성분이 1 : 1(w/w)로 함유하는 수화된 무기분말 담체를 유효성분으로 하는 세포배양시 세포 생장 촉진겸 및 음식물 쓰레기 처리시 분해자화 과정에서도 내산성 및 내염효과의 동시 유지를 위한 본 발명 음식물쓰레기의 속성 분해 소멸용 미생물 스타터혼합제제(starter hybrid composite)[(1) + (2) + (3)]는 하기 [표1]과 같이 구성하여 제조하였다.
본 발명에 따르면 음식물쓰레기의 속성 퇴비화를 위한 내산성 및 내염성 동시 유지 효과를 위해서는 알루미늄 및 규소성분(Al-Si)의 콘쥬케이트로서 첨가되는 무기담체의 분말 특성상 균일한 혼합을 위해 왕겨보다는 오히려 5 ∼ 7중량부의 톱밥의 첨가가 상대적으로 유용하고 유리하였으므로 10 ∼ 15 중량부 정도 다량 첨가해야 하는 왕겨 대신 톱밥을 사용 첨가하였다.
번호 성분(중량부) 배합비범위
(중량부)		 최적배합비
(중량부)

(1)
실시예 2 세균균주		 ATCC 27009 균주 배양물 단독(a) 1 ∼ 3 2
ATCC 49429 균주 배양물 단독(b) 1 ∼ 3 2
본 발명 a : b = 1 : 1 혼합 공서배양물(c) 1 ∼ 3 2
(2) glucose Merk Co.Ltd. 2 ∼ 4 3
(3) 퇴비화 촉진용
무기 담체분말		 수화된 Al2O3 : SiO2의 1 : 1(w/w)배합물을 유효성분으로 함유한 것 1 ∼ 3 2
(4) 톱밥 소나무 또는 참나무 톱밥 5 ∼ 7 6
(5) 음식물쓰레기 조대한 음식물찌꺼기가 제거된 것 100 100
[주]1.상기 퇴비화 촉진을 위한 속성퇴비화 Al-Si(알루미늄-규소) 무기담체(carrier)의 유효 구 성 성분은 가장 바람직하게는 Al2O3 13 ∼ 15%, SiO2 13 ∼15%, P2O5 0.15%, K2O 3.5 ∼ 4.0%, CaCl2 2.0 ∼ 3.0%, Fe2O3 2.0 ∼ 3.0% 나머지는 H2O로 포화된 것(상기 무기물을 상 온의 물(H2O)에 24시간 침지하여 이온화된 상층수부분을 제거하고 수화된(hydrated) 침전 무기물을 담체분말로 사용함)
실시예 4
음식물쓰레기 속성 퇴비화와 유기성 부숙퇴비의 생산
상기 실시예 3에 따라 제조되고 음식물쓰레기에 첨가되는 미생물 스타터 복합제제(hybrid composite)를 기초로 하여 본 발명 기술적 과제 해결수단의 음식물 처리조건에 따라 부산시 기장군내 식당에서 수거한 음식물쓰레기를 정선하여 음식물쓰레기 처리기의 발효탱크에 투입하고(도 2a) 교반수단 및 가열수단을 가동하여(도 2b) 음식물쓰레기 분해 소멸의 시운전을 개시하였다.
음식물 1일 분해 용량은 2kg/일로 하고 분해 소멸시간은 24시간을 기준으로 28일간 투입하였다. 시운전개시 후 원칙적으로 매주 월, 수, 금 오후 2시에 불량 유기물을 제거한 후 탈수한 음식물쓰레기 만을 누적하여 투입하였다. 4주간 투입량은 총 56kg 이었다. 음식물쓰레기의 분해 소멸을 통한 퇴비화 과정에서 처리기는 시운전 setting 상태 그대로 유지하고 일정시간 간격으로 퇴비를 샘플링하여 pH, 중심온도, 감수량 즉 퇴비의 함수율, 염분농도 및 냄새여부(악취) 등 이화학적 특성을 측정하였다.
본 발명에 따른 발효퇴비의 sampling 및 이화학적 특성 측정은 매주 월, 수, 금 오전 10시에 수행하고 교반중에 있는 퇴비 표면으로부터 5mL 씩 3회 채취하여 총 15mL를 수거 채취하고 음식물쓰레기의 투입량대 감량, 함수율(감수량), 온도, pH, 염분, 악취 및 색갈 변화를 관찰하고 부숙도를 판정한 후 식물 종자발아 및 생육시험을 수행하였다.
<실험예 1>
본 발명에 따른 음식물쓰레기의 감량 및 함수율 변화
음식물쓰레기의 투입 후 분해소멸이 종료하기까지 음식물처리기 탱크내 4주 28일간 음식물쓰레기의 투입량 대 감량 및 함수율 변화를 당사 보유 특허 제10-375946(종래방법)과 무기분말 담체를 첨가한 본 발명에 따라 각각 실시하고 계측한 실험결과 그 경시적 변화는 하기 표 2와 같았다(주당, 평균 14kg 투입).
구분 제1주(평균) 제2주(평균) 제3주(평균) 제4주(평균) 총계(최종측정치) 비율(%)

투입량		 종래 12 14 16 14 56 100
본발명 12 14 16 14 56 100

감량계		 종래 24.8 20.1 14.2 11.2 11.2 80
본발명 23.1 15.4 7.2 5.6 5.6 90

함수율		 종래 45 44 43 38 39 39
본발명 44 41 40 35 35 35
[주]1.종래의 방법은 당사 보유특허 제10-375946호에 따른 것으로 세균균주의 무기분말담체로서 Al2O3와 SiO2 수화된 무기분말을 첨가하지 않은 것.
2.매주 3회(월, 수, 금) 투입량 및 감량 합계가 각 주당 투입량 및 감량계로 계산됨
본 발명 방법에 따르면 음식물쓰레기 투입량 대 감량, 함수율(감수량)을 관찰한 실험결과 종래 방법에 비하여 감량비는 80% 수준에서 90% 수준으로 증가하고 함수율(감수량)은 39% 수준에서 35%수준으로 현저히 변화된 효과를 나타내었다. 본 발명 방법에 따르면, 최종 부숙화된 퇴비 제조에 이르기까지 종래 방법의 퇴비화 방법으로 40여일 이상 길게는 58일 소요되던 기간을 4주 이내로 단축할 수 있었으며 이같은 속성 퇴비화방법에 의해 생산된 완숙퇴비는 체로 쳐서 작물종자 발아 및 생육시험에 사용할 수 있었다(도 3a ∼ 도 3b).
<실험예 2>
본 발명에 따른 음식물쓰레기 발효 분해과정의 중심온도, 염분 및 pH 변화
본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리기의 중심온도는 퇴비 깊이 20㎝의 장소에 온도계를 설치하여 5분 경과 후 온도계를 읽는 방법으로 측정하였다.
또 본 발명에 따른 퇴비화 과정에서 온도의 승강효과는 본 발명 세균균주에 의한 유기물의 분해ㆍ소멸 정도를 나타내는 지표로서 생화학적 발열(Biological Heating) 현상에 기인한다. 즉, 세균세포의 대사과정에서 생성되는 열로서 퇴비더미의 수분함량이 50 ∼ 60% 범위일 때 발효분해 과정이 정상적으로 진행될 때 초기 50℃에서 70℃ 이상으로 상승하였다. 일반적으로 온도상승에 미생물 활성이 촉진되어 퇴비화 속도를 증대시켰으며 대체로 60℃ 이상이 될 때부터는 퇴비화 속도는 지연되었으며 본 발명에 따른 음식물쓰레기 발효과정에서는 발효조 내부에 온도센서를 설치하여 온도변화를 monitering한 결과 초기 3일 동안의 평균온도는 31.2℃ 였으나 음식물을 추가 투입에 따라 투입즉시 15℃ 이하까지 하강하나 2 ∼ 3일 이후부터는 급격히 상승하여 제2주차부터는 평균 76.2℃까지 상승하고, 그후 발효분해 종료시점까지는 최고온도 87.7℃까지도 상승하였다. 전체 평균 69.2℃로 유지된 것으로 나타났다(표 3). 본 발명에 따르면 내열성 세균균주의 고온 발효과정에서 대장균이나 살모렐라균의 생장이 정지되어 사멸될뿐 아니라 회충, 요충, 촌충, 디스토마등 기생충이나 그의 알들은 모두 사멸되는 효과가 있어 본 발명 퇴비 사용으로 채소 유래의 유해 세균이나 기생충 감염을 방지할 수 있다(표 4).
한편, 염분 농도는 퇴비제조 후 작물 생육에 영향을 미치며 특히 석회질토양식물의 경우 더 크므로 2g salt/L(NaCl) 이하이어야 하고 환경부 고시에 의하며 2% 이하 이어야 하는데 본 발명에 따르면 투입 음식물쓰레기의 평균 염도 4.85%에서 본 발명 퇴비화 과정을 거쳐 제조된 부숙 퇴비의 염분 농도는 가장 적게는 0.16%(8월 여름철), 가장 크게는 1.16%(3월 겨울철)로 확인되었다(표 4).
한편, pH의 경시적 변화는 발효분해 초기 pH 5 ∼ 6으로 상승하다가 다시 pH 3 ∼ 5로 하강하고 최종단계에서는 부숙퇴비 범위 pH 6.7로 나타났으며 평균 pH는 7.4(6.3 ∼ 8.1) 범위로 나타났다(표 3). 이 같은 이화학적 특성 즉 염분(%)의 감소 및 수분 감량(%)의 경시적변화의 현저한 차이는 종래 발명에 비해 본 발명 세균균주 생육 및 퇴비화 촉진용 수화된 알루미늄-규소 함유 무기물 분말담체의 부가적 첨가의 결과에 기인하는 것으로 판단되었다(표 5).
구분 제1주(평균) 제2주(평균) 제3주(평균) 제4주(평균) 전체평균

중심온도		 종래 45℃ 67℃ 73℃ 78℃ 65.8℃
본발명 50℃ 70℃ 76℃ 81℃ 69.2℃

염도		 종래 4.85 4.72 3.94 3.41 2.82
본발명 3.72 4.21 3.81 2.11 0.98

pH		 종래 5.7 6.8 7.5 8.1 6.4
본발명 5.3 5.7 8.4 6.4 6.7
Figure 112020118632210-pat00001
Figure 112020118632210-pat00002
<실험예 3>
본 발명에 따른 퇴비의 부숙도 판정
본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리기의 부숙도는 처리개시 후 28일이 되는날 판정기준표에 의해 60점 이상의 경우 완숙기로 보고 쓰레기의 감량율이 90% 이상(10점), 흑갈색 내지 흑색(10점), 형상이 없다(10점), 분뇨샘새 없다(10점), 물기를 느낄 수 없다(10점), 퇴비 중심온도 60 ∼ 70℃(10점), 발효소멸기간 30일 이내(10점) 총 70점 만점을 기준으로 평가 판정하였다.
상기 판정기준에 따르면, 종래 방법에 따라 제조된 퇴비의 경우 50점, 본 발명에 따라 제조된 퇴비는 70점 만점을 부여 받았다. 본 발명 방법에 따른 음식물쓰레기의 부숙도는 100%에 이른 것으로 판정되었다(표 4).
부숙도 판정결과

항목
단위		 공정규격
(일반)
천연퇴비		 공정규격
시료1
(표준음식물쓰레기)
시료2
(종래특허퇴비)
시료3
(본 발명퇴비)
pH 5.5 4.5 6.7
C/N율 45 이하 25.4 27.2 30.19
유기물 wt% 45 이상 85.7 87.8 70.35
염분 wt% 2 이하 0.30 2.97 1.16
비소(As) mg/kg 45 이하 0 ND ND
카드늄(Cd) mg/kg 5 이하 0 ND ND
수은 mg/kg 2 이하 0 ND ND
납 mg/kg 130 이하 0 ND ND
크롬 mg/kg 200 이하 19.1 ND ND
구리 mg/kg 360 이하 6.0 ND ND
니켈 mg/kg 45 이하 0 ND ND
아연 mg/kg 900 이하 0 ND ND
염기치환용량
CEC
me/kg
17.3
28.4
35.7

판정결과
부숙완료이상		 퇴비기준
만족		 퇴비기준
만족
[주]ND = Not Detected
상기 표 6에서 본 발명 퇴비(시료3)의 경우 종래 특허(시료2) 또는 공정규격(시료1) 또는 일반 천연퇴비에 비하여 pH가 중성범위 6.7에 이르고 C/N율도 45 이하에 현저히 접근하며 염기치환 용량도 공정규격 또는 종래 특허 방법(시료2)에 비하여도 7.3% 이상이나 현저히 즉가하였음이 확인되었다. 이는 실시예에서 투입하는 Al2O3 및 SiO2 등 수화된 무기물 분말담체의 첨가에 기인하는 것으로 판단되었다. 또 상기 미생물 성장 및 퇴비화 촉진용 무기물 분말의 첨가에 의해 염분(NaCl) 농도가 2.0% 이하로 저감되어 유기질 비료의 최적 적합도를 나타내었다.
<실험예 4>
본 발명에 따른 부숙퇴비의 종자발아 및 생육시험
본 발명의 상기 실시예 3에 따라 미생물 복합제제가 첨가된 음식물쓰레기 처리기에서 발효분해 후 제조된 체로친 유기성 퇴비(도 3b)를 사용하여 종자발아 및 생육실험을 실시하였다. 토마토 종자 포트파종 발아 및 생육시험(도 4), 딸기 종자의 파종후 포장시험 결과 근권형성 상태(도 5a) 및 근권발육 상태(도 5b)가 양호한 것을 확인하였으며 도 6은 오이 종자의 포트파종 발아 및 생육상태를 그리고 도 7은 토마토 종자의 포트파종 및 생육상태의 현저한 건강도를 보인 사진도이다.
<실험예 5>
본 발명에 따른 부숙퇴비의 C/N율, 악취 및 색도변화
일반적으로 퇴비화과정에서 악취발생의 주요 물질은 H2S, H2SO4 등 황화합물과 NH3 등 유리질소 화합물 기타 CH3 등 탄소화합물이며 퇴비화가 완료되면 흙냄새가 나게된다. 본 발명 방법에 따르면 28일간 발효분해 과정에서 음식물 투입 제2주부터 퇴비화가 활발히 진행되면서 유기물의 흑색화가 진행되고 수분함량 40% 이상에서는 검은색, 30 ∼ 40%에서는 암갈색, 30% 이하에서는 갈색을 각각 나타냈다. 본 발명의 실험결과 4주 경과가 가까와 질수록 흑갈색에서 연한 갈색으로 변화되는 특징을 보여(도 3a ∼ 도 3b) 종래의 발명들이 염분 함량이 높고 흑색(dark black)을 나타내는 것과 큰 차이가 있었다.
또 본 발명에 따르면 음식물쓰레기의 C/N율은 4주 28일 기간 경과 중에 C(탄소화합물)는 평균 77.5%, N(질소화합물)은 1.7%로서 C/N율은 평균 25 ∼ 45%를 나타내었다.
<실험예 6>
음식물쓰레기의 염분농도가 본 발명의 속성 퇴비화에 미치는 영향
본 발명 세균균주의 배양 혼합물을 이용하여 음식물쓰레기에 함유된 염분의 농도가 쓰레기 중의 유기물 분해속도와 함수량의 관계를 실험한 결과, 염분의 농도가 0%의 경우 분해반응 시작 8시간후에 72.4%의 분해율을, 2.5%로 조절한 경우 12시간후 48.3%의 분해율을 나타냈다. 한편 함수율은 염분농도 5%의 음식물쓰레기 투입후 2시간이 지나자 57.3%로 0.1% 증가하였고, 음식물쓰레기의 분해 소멸이 완료된 28시간후에는 함수율이 53.1%이었으며 염분농도 10%로 조절한 경우 투입후 2시간 경과후 분해율은 30.8%, 함수율은 58.7%로 투입전 57.4%에서 1.3% 증가하였다. 이같은 결과는 염분농도가 2.5%, 5.0% 및 10%로 증가함에 따라 미생물 생육속도가 지연되고 호기성 균체량의 증가세 둔화에 영향을 미쳐 속성 퇴비제조에 장애요인으로 나타났다.
염분농도별 세균균주의 1 : 1(w/w) 공서배양 혼합물에 본 발명에 따른 Al - Si 주재의 무기담체 분말을 첨가 사용하여 음식물처리를 수행한 결과도 하기 표와 같이 확인되어 음식물쓰레기 내 함유된 염분농도를 5% 이하로 별도로 조절할 필요가 없음이 확인되었다. 따라서 본 발명 미생물 생육촉진용 외에 속성 퇴비화용 Al - Si 를 유효성분으로 하는 무기 분말담체의 첨가는 퇴비의 속성 발효분해는 물론 본 발명 미생물에 의한 발효중 미생물 균주의 생래적 내산성과 내염성을 유지시킴과 동시에 악취제거를 위해서도 반드시 그 첨가가 필요한 것으로 나타났다(표 7).
경과시간(h) 0 4 8 12


염도(%)		 0 NTU 209 NTU 283 NTU 259 NTU 228
2.5 NTU 197 NTU 235 NTU 229 NTU 185
5.0 NTU 157 NTU 202 NTU 200 NTU 187
10.0 NTU 165 NTU 172 NTU 183 NTU 166
<실험예 7>
본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리기에 매일 2kg씩을 투여하고 발효탱크를 가동하여 6시간 경과한 후 발효탱크 내부의 가스와 탈취기를 통해 배출되는 gas를 시료로 sampling 하였다. 발효 가스의 시료 채취는 채취펌프를 이용하여 냄새주머니에 각각의 시료를 분리하여 포집하고 포집된 gas는 48시간 이내에 GC/MSD(Gas chromatograph mass spectrometer)를 이용하여 분석하였다. 실험 결과는 표 8과 같다.

번호
규제대상 악취물질		 기준
(취기강도 3.5기준)		 실험결과
구분
취기농도(ppm) 취기강도
1 암모니아 1 ∼ 5 ND

5대
악취물질
2 메틸메르캅탄 0.002 ∼ 0.01 ND
3 황화수소 0.02 ∼ 0.2 ND
4 황화메틸 0.01 ∼ 0.1 ND
5 이황화메틸 0.009 ∼ 0.1 ND
6 트리메틸아민(TMA) 0.005 ∼ 0.07 ND
8대
악취물질
7 아세트알데하이드 0.05 ∼ 0.5 ND
8 스틸렌 0.4 ∼ 2 ND
9 프로피온산 0.03 ∼ 0.2 ND
12대
악취물징
10 노말초산 0.001 ∼ 0.006 ND
11 노말길초산 0.009 ∼ 0.004 ND
12 이소길초산 ND
13 2-Methyl propanol ( ∼ 0.05) 0.18 4
기타
냄새물질
14 3-Methyl butanol ( ∼ 0.2) 0.41 4
15 2-Methyl butanol ( ∼ 0.2) 0.15 4
16 Hexanol ( ∼ 0.2) 0.001 4
17 Heptanol ( ∼ 0.2) ND 4
이상, 실험결과에 따르면 본 발명 방법에 따른 음식물쓰레기 발효 소멸방법은 12종의 악취물질이 전혀 발생하지 않으며 N계 S계 화합물도 검출되지 않았고 기타 냄새물질만 확인되어 뛰어난 효과가 있었다(도 8).

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. pH 3.0의 ATCC 573 또는 1723 기본배지에 Al2O3 13 ∼ 15%, SiO2 13 ∼ 15%, P2O5 0.15%, K2O 3.5 ∼4.0%, CaCl2 2.0 ∼ 3.0%, Fe2O3 2.0 ∼ 3.0%이고, 나머지가 H2O로포화되어 수화된 무기담체 분말 0.01 ∼ 0.03 중량% 를 추가로 더 첨가하고 글루코스를 피드하면서 HCl과 NaOH를 자동 펌핑되도록 하고 초기 pH 5.0이 유지되도록 교반, 통기하여 55℃에서 24시간 fed-batch 하는 것이 특징인 바실러스속 acidocaldarius subsp.acidocaldarius 균주(ATCC 27009)와 설퍼로부스 acidocald arius 균주(ATCC 49426)의 공서 액체 배양방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116022911B (zh) * 2022-12-28 2023-08-22 物产中大(桐庐)水处理有限公司 一种提高低碳源污水生物除磷脱氮效率的方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001220276A (ja) * 2000-02-03 2001-08-14 Star Engineering Co Ltd 有機廃棄物の堆肥化方法
KR100375946B1 (ko) 2000-06-26 2003-03-10 보경하이텍 (주) 유기폐기물의 퇴비화방법
KR100805036B1 (ko) 2007-06-13 2008-02-20 자연과함께 주식회사 음식물쓰레기의 발효소멸 능력을 보유한 신규한 균주 바실러스 세레우스 이엔비-02 및 미생물제제
KR101207792B1 (ko) 2010-10-21 2012-12-04 주식회사 소마 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리용 미생물 제제, 이를 이용한 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리 방법 및 그 발효처리 산물의 용도
KR20140133135A (ko) * 2013-05-09 2014-11-19 서희동 음식물쓰레기를 탈염처리하는 방법
KR20170050743A (ko) 2015-10-30 2017-05-11 천호산업(주) 음식물 쓰레기를 이용하여 토양개량재를 제조하는 시스템
KR20170088816A (ko) 2017-07-26 2017-08-02 차양수 음식물 쓰레기 발효 소멸장치
KR101831826B1 (ko) 2017-08-10 2018-04-04 농업회사법인 주식회사 오농바이오 미생물함유 유기질비료 및 그 제조방법
KR101930260B1 (ko) 2017-09-28 2018-12-18 주식회사 바이오브레인 아날로그-디지털 변환을 이용한 다중 생체신호 검출 시스템
KR102077433B1 (ko) * 2019-06-28 2020-04-07 주식회사 에이엔바이오 호열성 세균 바실러스 스미시 균주 dsm 4216의 대량 속성 배양방법 및 이 종균 배양물을 함유하는 유기성 폐기물 처리용 미생물

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001220276A (ja) * 2000-02-03 2001-08-14 Star Engineering Co Ltd 有機廃棄物の堆肥化方法
KR100375946B1 (ko) 2000-06-26 2003-03-10 보경하이텍 (주) 유기폐기물의 퇴비화방법
KR100805036B1 (ko) 2007-06-13 2008-02-20 자연과함께 주식회사 음식물쓰레기의 발효소멸 능력을 보유한 신규한 균주 바실러스 세레우스 이엔비-02 및 미생물제제
KR101207792B1 (ko) 2010-10-21 2012-12-04 주식회사 소마 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리용 미생물 제제, 이를 이용한 음식물 쓰레기의 호기적 소멸발효처리 방법 및 그 발효처리 산물의 용도
KR20140133135A (ko) * 2013-05-09 2014-11-19 서희동 음식물쓰레기를 탈염처리하는 방법
KR20170050743A (ko) 2015-10-30 2017-05-11 천호산업(주) 음식물 쓰레기를 이용하여 토양개량재를 제조하는 시스템
KR20170088816A (ko) 2017-07-26 2017-08-02 차양수 음식물 쓰레기 발효 소멸장치
KR101831826B1 (ko) 2017-08-10 2018-04-04 농업회사법인 주식회사 오농바이오 미생물함유 유기질비료 및 그 제조방법
KR101930260B1 (ko) 2017-09-28 2018-12-18 주식회사 바이오브레인 아날로그-디지털 변환을 이용한 다중 생체신호 검출 시스템
KR102077433B1 (ko) * 2019-06-28 2020-04-07 주식회사 에이엔바이오 호열성 세균 바실러스 스미시 균주 dsm 4216의 대량 속성 배양방법 및 이 종균 배양물을 함유하는 유기성 폐기물 처리용 미생물

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116022911B (zh) * 2022-12-28 2023-08-22 物产中大(桐庐)水处理有限公司 一种提高低碳源污水生物除磷脱氮效率的方法

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