KR102558117B1

KR102558117B1 - 복합 유용 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 발효 분해 처리용 조성물 및 유기성 폐기물의 분해 처리 방법

Info

Publication number: KR102558117B1
Application number: KR1020220031928A
Authority: KR
Inventors: 이승근; 김동준
Original assignee: 주식회사 바이오에코
Priority date: 2022-03-15
Filing date: 2022-03-15
Publication date: 2023-07-27

Abstract

본 발명은 가축 매몰지 침출수나 하수 처리장의 슬러지의 COD, BOD 등을 뚜렷하게 낮추는 효과를 가진 유용 미생물의 복합 배양물을 이용한 유기성 페기물의 처리용 조성물과 그 조성물을 이용한 유기성 폐기물의 처리 방법을 개시한다.

Description

복합 유용 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 발효 분해 처리용 조성물 및 유기성 폐기물의 분해 처리 방법{Composition for Treating Organic Waste by Fementing Using Co-culture of Effective Microorganisms and the Method Therefor}

본 발명은 복합 유용 미생물을 이용한 유기성 폐기물의 발효 분해 처리용 조성물 및 유기성 폐기물의 분해 처리 방법에 관한 것이다.

문명이 발달함에 따른 산업화, 도시화, 인구집중화가 가속화되면서 환경 오염, 생태계의 파괴 및 쓰레기의 다량 발생은 많은 문제를 야기시키고 있다. 특히 음식물 쓰레기, 하수 슬러지, 축산 폐기물, 생활 오폐수(인 분뇨), 가축 분뇨 등과 같은 각종 유기성 폐기물의 발생량과 이에 따른 악취원은 점차 증가하는 추세다. 유기성 폐기물 중에서도 특히 음식물 쓰레기는 전체 유기성 폐기물 발생량의 31% 정도를 차지할 정도로 그 양이 방대하다. 따라서 이러한 음식물 쓰레기를 포함한 유기성 폐기물을 효율적으로 처리하는 방법에 대하여 많은 연구가 활발히 이루어지고 있다(Frontiers in Energy Research, 6(75) 1-17, 2018).

유기성 폐기물을 처리하는 방법으로는 매립하는 방법이 가장 보편적으로 사용되었다. 그러나 가정에서 발생되는 음식물 쓰레기는 수분함량이 80% 이상일 뿐만 아니라, 대부분 유기성 물질로 구성되어 있기 때문에 매립하여 폐기할 경우, 기온이 높은 실내나 하절기 등에는 부패로 인한 악취가 심하게 발생되고, 폐기처리과정에서 누출되는 침출수가 발생되어 악취 발생이 심하고 지하수와 주변의 하천을 오염시켜 침출수를 처리하는 데 막대한 비용이 소요된다.

악취는 황화수소, 메르캅탄류, 아민류, 암모니아 등의 자극성 있는 기체상 물질이 사람의 후각을 자극하여 불쾌감이나 혐오감을 주는 냄새를 말하며, 이러한 악취는 증기압이 높을수록 강해지고, 용해도가 클수록 냄새가 강하다. 악취에 대한 대응방법으로는 후드나 덕트 등에 의하여 공기 중으로 확산시키는 통풍희석법, 세정기에 통과시켜 악취물질을 세정액으로 흡수하여 제거하는 흡수법, 냉각기를 사용하여 악취물질을 응축하는 응결법, 악취물질을 600∼800℃의 화염으로 직접 연소시키는 연소산화법, 백금 등의 촉매를 사용하여 악취물질을 산화시키는 촉매산화법, O₃, K, Mn 및 NaOCl, ClO₂ 등의 염소화합물로 악취물질을 화학적으로 산화시키는 화학적 산화법 및 강한 방향취를 갖는 성분을 산포하여 악취를 위장하는 향료사용 위장법 등이 있다.

하지만 통풍희석법이나 항료사용 위장법은 근본적인 대책은 될 수 없으며, 그 밖의 흡수법, 응결법, 연소산화법, 촉매산화법, 화학적 산화법은 음식물쓰레기 처리장, 소각장 등 대규모 시설의 다량 폐기물에 적용하기에는 연료, 약품, 시설건설 등 비용이 지나치게 많이 소요되어 현실적으로 적용되지 못하고 있는 상황이다.

음식물 쓰레기를 비롯한 하수 슬러지, 축산 폐기물, 인 분뇨, 가축 분뇨 등을 포함한 유기성 폐기물은 혐기적 분해 반응에 의해 생성되는 악취 물질을 포함하고 있으며, 이들이 미생물에 의해 분해될 때 다양한 가스와 휘발성 물질을 발생시킨다. 미생물의 분해 작용이 혐기적으로 일어날 때 이런 가스와 성분들은 악취가 나는 반면에 호기적으로 분해되면 주로 이산화탄소, 물 및 소량의 암모니아가 발생되기 때문에, 미리 활성화시켜 놓은 호기성 유용 미생물 복합 배양물을 이용하고, 매일 일정량 투입하여 악취가 발생하지 않으면서 유기성 폐기물을 소멸화 시키는 처리 기술의 개발이 필요하다.

본 발명은 유용 미생물 복합 배양물을 이용한 유기성 페기물의 처리용 조성물 및 유기성 폐기물의 처리 방법 등을 개시한다.

본 발명의 목적은 유용 미생물의 복합 배양물을 이용한 유기성 페기물의 처리용 조성물 및 유기성 폐기물의 처리 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적이나 구체적인 목적은 이하에서 제시될 것이다.

본 발명은 아래의 실시예 및 실험예에서 확인되는 바와 같이, 유용 미생물인 유산균, 효모, 고초균 및/또는 광합성 세균을 복합 배양할 때 다당류인 펙틴 및/또는 곡류의 불용성 단백질인 글루텐을 첨가하여 복합 배양할 경우, 그 배양물이 가축 매몰지 침출수의 처리 효율이 우수하고 또한 하수 처리장의 슬러지에 적용할 경우에도 그 처리 효율이 매우 우수함을 확인함으로서 완성된 것이다.

본 발명은 이러한 실험 결과에 기초하여 제공되는 것으로서, 일 측면에 있어서 본 발명은 물과 탄소원 그리고 펙틴 및/또는 글루텐이 포함된 배지에 유산균, 효모 및 고초균을 접종하고 배양하여 얻어진, 유용 미생물의 복합 배양물을 유효성분으로 포함하는 유기성 폐기물의 처리용 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서, 탄소원은 단당류, 이당류 또는 다당류와 같은 당이 사용될 수 있다. 예컨대 글루코오스, 프럭토오스, 만노오스, 갈락토오스, 리보오스, 소르보오스, 리불로오스, 락토오스, 말토오스, 수크로오스, 라피노오스, 전분, 전분 가수분해물 등이 사용할 수 있다. 당밀이나 당 정제 과정의 부산물 등 복합 화합물이 또한 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 대두유, 해바라기유 등 오일이나 아세트산 등의 유기산, 글리세롤 등이 탄소원으로서 바람직할 수 있다. 이들 탄소원은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 상기 배지에 포함될 수 있으며, 단독으로 배지에 포함되든, 2종 이상의 혼합물로 배지에 포함되든 2%(w/w) 내지 40%(w/w)의 범위로 배지에 포함될 수 있다. 전분이나 전분 가수분해물 등 천연물 또는 천연물 가공물을 탄소원으로 사용할 경우 타 미생물에 의한 원치 않는 발효를 방지하기 위해서 이들 탄소원을 멸균하여 사용할 수 있다. 멸균은 고온·고압 멸균법, 자외선 조사 등 당업계에 공지된 방법을 사용하여 수행될 수 있다.

또 본 발명에서, 펙틴은 시판되는 것을 구입하여 사용하거나 식물에서 직접 추출하여 사용할 수 있다. 식물에서 펙틴을 추출하는 방법은 당업계에 공지되어 있으며 예컨대 문헌[Sandarani, J Pharmacogn Nat Prod 2017, 3:3] 등을 참조할 수 있다. 펙틴은 식물세포의 세포벽 특히 중간층에 많이 존재하는 다양한 분자량의 다당류로서, 세포막이나 세포와 세포 사이에 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 등과 함께 존재하면서 세포와 세포를 결착시켜주는 역할을 하는 물질이다. 펙틴은 감귤, 사과, 오렌지, 레몬, 사탕수수 등 거의 모든 식물에 존재하고 있으며, 과일에서는 과육보다는 껍질과 과육 주변에 더 많이 존재하고 있다. 호모갈락투로난(homogalacturonan)이 펙틴의 약 65%를 차지하는 주요 성분으로 알려져 있다.

또 본 발명에서, 글루텐도 시판되는 것을 구입하여 사용하거나 보리나 밀, 귀리 등 글루텐을 함유하는 곡류로부터 추출하여 사용할 수 있다. 곡류로부터 글루텐을 추출하는 방법은 당업계에 공지되어 있으며 예컨대 문헌[MOJ Proteomics Bioinform. 2018;7(3):199-204] 등을 참조할 수 있다. 글루텐은 밀, 보리, 귀리 등에 들어 있는 글루테닌(glutenin)과 글리아딘(gliadin)이 결합하여 만들어지는 탄력성을 가진 불용성 단백질의 일종이다.

본 발명에서 펙틴 및/또는 글루텐은 유용 미생물이 복합적으로 작용할 때 이들 미생물 사이의 스트레스를 감소시켜 유용 미생물의 작용을 증진시킬 것으로 보여진다. 이러한 펙틴 및/또는 글루텐은 유용 미생물의 복합적인 작용을 증진시킬 수 있는 한 임의의 함량으로 배지 조성물에 포함될 수 있으나, 바람직하게는 탄소원 100 중량부 기준 10 중량부 내지 200 범위, 특히 50 내지 150 중량부의 범위로 배지 조성물에 포함될 수 있다.

본 발명에 사용될 수 있는 유산균, 효모, 고초균은 특별한 제한이 없다.

유산균의 경우는 락토바실러스 속 유산균(Lactobacillus sp.), 스트렙토코쿠스 속 유산균(Streptococcus sp.), 페디오코쿠스 속 유산균(Pediococcus sp.), 류코노스톡 속 유산균(Leuconostoc sp.), 비피도박테리움 속 유산균(Bifidobacterium sp.)이 모두 사용될 수 있는데, 구체적으로 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 델브루에키(Lactobacillus delbrueckii), 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus), 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus), 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus), 페디오코커스 세레비세(Pediococcus cerevisiae), 락토코커스 락티스(Lactococcus lactis), 레코노스톡 시트레움(Leuconostoc citreum), 레코노스톡 메센테로이드(Leuconostoc mesenteroides), 비피도박테리움 비피둠(Bifidobacterium bifidum) 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는 아래의 실시예의 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)를 사용할 수 있다.

효모는 사카로마이세스 루시(Saccharomyces rouxii), 사카로마이세스 세레비시아에(Saccharomyces cereviciae), 사카로마이세스 오비폴미스(Saccharomyces oviformis), 사카로마이세스 스테이네리(Saccharomyces steineri) 등이 사용될 수 있으며, 고초균은 청국장, 된장, 치즈 등 식품의 발효에 관여하는 바실러스속 미생물(Bacillus sp.)이면 모두 사용될 수 있는데, 구체적으로 바실러스 섭틸리스(B. subtilis), 바실러스 리크네포르미스(B. lichneformis), 바실러스 메가테리움(B. megaterium), 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(B. amyloliquefaciens), 바실러스 낫토(B. natto), 바실러스 안스라시스(B.antharcis), 바실러스렌투스(B.lentus), 바실러스 퍼미러스(B.pumilus), 바실러스 더링지엔시스(B.thuringiensis), 바실러스 알베이(B.alvei), 바실러스 아조토픽산스(B.azotofixans), 바실러스 매세란스(B.macerans), 바실러스 포리믹사(B.polymyxa), 바실러스 파필리에(B.popilliae), 바실러스 코아글란스(B.coagulans), 바실러스 스테아로더모필러스(B.stearothermophilus), 바실러스 파스퇴리(B.pasteurii), 바실러스 패리커스(B.sphaericus), 바실러스 패스티디오서스(B.fastidiosus) 등이 사용될 수 있다. 효모와 고초균의 경우도 아래의 실시예의 사카로마이세스 세레비시아에(Saccharomyces cereviciae)와 바실러스 섭틸리스(B. subtilis)를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명에서, 상기 유용 미생물의 복합 배양물을 얻을 때, 광합성 세균을 상기 유산균, 효모 및 고초균과 함께 접종하고 배양하여 광합성 세균이 포함되도록 하는 것이 바람직할 수 있다, 아래의 실시예 및 실험예는 유용 미생물의 복합 배양물에 광합성 세균이 포함될 때 식물 생장 촉진 효과가 상승함을 보여준다. 본 발명에서 광합성 세균은 클로로비움속 세균(Chlorobium sp.), 크로마튬속 세균(Chromatium sp.), 로도스피릴륨 속 세균(Rhodospirillum sp.), 로돕센도모나스속 세균(Rhodopsendomonas sp.), 로도박터속 세균(Rhodobacter sp.), 로돕슈도모나스속 세균(Rhodopseudomonas sp.) 등으로 구분될 수 있는데, 본 발명에는 이들 모든 광합성 세균이 사용될 수 있으나, 로돕슈도모나스속 세균 또는 로도박터속 세균이 바람직하며, 특히 아래의 실시예에서 사용된 로도박터 스패로이드(Rhodobacter sphaeroides)가 바람직하다.

본 발명에서, 상기 배양물은 배양 원액이나 감압농축 및/또는 동결건조시켜 배양 농축액 또는 분말상의 배양물일 수 있다.

본 발명의 유기성 폐기물 처리용 조성물이 적용될 수 있는 유기성 폐기물은 환경 오염을 일으킬 수 있는 것이면 특별한 제한이 없다. 예컨대 가축 매몰지의 토양, 가축 매몰지의 침출수, 축분(돈분, 우분, 계분 등), 인분, 도축 폐기물(혈분, 내장, 골분), 음식 폐기물, 생활 하수(가정의 화장실, 부엌, 욕실 등 각종 생활 시설에서 일상생활을 하면서 배출하는 오수) 등이 이러한 유기성 폐기물에 포함될 것이다.

본 발명에서, 상기 배지 조성물은 탄소원 이외의 미생물의 성장 촉진 등의 목적으로 질소원, 미량원소, 성장 촉진제 등을 포함할 수 있다.

질소원으로서는 통상적으로 무기 질소 화합물, 유기 질소 화합물 또는 이들 화합물들을 포함하는 복합 화합물일 수 있다. 예컨대 무기 질소 화합물로서는 암모니아, 암모늄염(예컨대, 암모늄 술페이트, 암모늄 클로라이드, 암모늄 포스페이트, 암모늄 카르보네이트, 암모늄 니트레이트 등), 니트레이트 등을 들 수 있고, 유기 질소 화합물로서는 우레아, 아미노산 등을 들 수 있으며, 복합 화합물로서는 효모 추출물(yeast extract), 소이톤(soytone), 펩톤(peptone), 트립톤(tryptone), 맥아 추출물(malt extract), 육즙, 콩 분말, 콩 비지 분말, 청국장 분말, 된장 분말 등의 천연 질소원 등을 들 수 있다. 이들 질소원도 1종 이상 혼합하여 사용될 수 있으며, 배지에 0.1%(w/w) 내지 8.0%(w/w)의 범위로 포함될 수 있다. 천연 질소원을 사용할 경우 천연 탄소원을 사용할 경우와 관련하여 설명한 바와 같은 이유에서 멸균하여 사용하는 것이 바람직하다.

미량원소로서는 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 코발트, 몰리브덴, 칼륨, 망간, 아연, 구리, 철, 인, 황 등을 포함하며 이들 미량원소는 염 화합물 형태로 배지에 첨가될 수 있으며, 이들 미량 원소의 배지에서의 용해도를 높이고 용액 상태를 유지하도록 하기 위해 킬레이트제 예컨대 카테콜, 시트르산 등이 함께 첨가될 수 있다. 상기 염 화합물 형태로서는 인산수소나트륨, 황산마그네슘, 염화철, 칼슘염, 망간염, 코발트염, 몰리브텐산염, 킬레이트금속염 등을 들 수 있다. 이들 미량원소는 1종 이상 혼합하여 사용될 수 있으며, 0.001%(w/w) 내지 3.0%(w/w)의 범위로 배지에 포함될 수 있다.

성장 촉진제로서는 비오틴, 리보플라빈, 티아민, 폴산, 니코틴산, 판토테네이트, 피리독신 등이 사용될 수 있으며, 0.0001%(w/w) 내지 1.0%(w/w)의 범위로 배지에 포함될 수 있다.

배지는 전술한 바의 탄소원, 질소원, 미량원소, 성장 촉진제 등을 혼합하여 제조하여 사용할 수 있으며, 배지 조성의 최적화에 대해서는 문헌(Applied Microbiol. Physiology, A Practical Approach (Editors P.M. Rhodes, P.F. Stanbury, IRL Press (1997) pp. 53-73, ISBN 0 19 963577 3)을 포함하여 당업계에 많은 문헌이 공지되어 있으며, 이들 공지된 문헌을 참조할 수 있다.

배지는 불필요한 미생물의 증식을 방지하기 위하여 멸균하여 사용하는 것이 바람직한데, 배지의 멸균 방법은 당업계에 공지되어 있으며, 공지된 멸균 방법 중 적합한 방법을 선택하여 사용할 수 있다. 예컨대 고압 증기 멸균, 자외선을 이용한 멸균 방법 등이 적합할 수 있다.

배양 온도는 일반적으로 15℃ 내지 45℃, 바람직하게는 25℃ 내지 40℃, 더 바람직하게는 25℃ 내지 30℃이다. 배지의 pH는 4 내지 8.5, 바람직하게는 4.0 내지 7.0이다. 배지 pH는 배양이 진행되는 동안 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수성 암모니아 등의 염기성 화합물이나, 인산, 황산 등의 산성 화합물을 첨가하여 조절될 수 있다.

배양 중 형성되는 거품의 제거를 위해서 지방산 폴리글리콜 에스테르와 같은 소포제가 첨가될 수 있다.

배양은 증식 특성에 따라 호기 조건 또는 혐기 조건을 만들어 주는 것이 유리할 수 있다.

배양은 회분식(batchwise), 반-회분식(semi-batchwise) 또는 연속식으로 이루어질 수 있다. 적합한 구체적인 배양법은 예컨대 문헌(Bioprozeβtechnik 1. Einfuhrung in die Bioverfahrenstechnik [Bioprocess technology 1. Introduction to Bioprocess technology] (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991), 문헌(Bioreaktoren und periphere Einrichtungen [Bioreactors and peripheral equipment] (Vieweg Verlag, Brunswick/Wiesbaden, 1994), 미국세균학회(the American Society for Bacteriology)가 발행한 문헌(Manual of Methods for General Bacteriology"(Washington D.C., USA, 1981) 등을 참조할 수 있다.

다른 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 바의 유기성 폐기물 처리용 조성물을 유기성 폐기물과 혼합하고 배양하는 단계를 포함하는 유기성 폐기물의 처리 방법에 관한 것이다.

본 발명의 방법에서 유기성 폐기물 처리용 조성물을 유기성 폐기물과 혼합한 후의 배양 단계는 유기성 폐기물에 따라 또는 규제 당국의 유출 기준에 따라 당업자의 통상의 능력 범위 내에서 결정될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 유용 미생물의 복합 배양물을 이용한 유기성 페기물의 처리용 조성물 및 유기성 폐기물의 처리 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 유기성 페기물의 처리용 조성물은 복합 유용 미생물을 통해 환경 오염의 원인이 될 술 있는 유기성 폐기물의 COD(chemical oxygen demand), BOD(biochemical oxygen demand) 등을 뚜렷하게 낮추는 등의 처리 효과를 가진다.

이하 본 발명을 실시예를 참조하여 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예> 유용 미생물 복합 배양물의 제조

<실시예 1> 유용 미생물 복합 배양물의 제조예 1

물 85 중량%, 당밀 5 중량%, 포도당 5 중량% 및 펙틴 분말 5 중량%를 균일하게 혼합하여 유용 미생물 복합 배양을 위한 배지를 제조하고, 여기에 MRS(de Man, Rogosa & Sharpe) Broth 배지에 준비한 유산균인 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)의 배양액(2.0×10⁸ cells/ml), YPD(Yeast extract Peptone Dextrose) 배지에서 준비한 효모인 사카로마이세스 세레비시애(Saccharomyces cerevisiae)의 배양액(5.0×10⁷ cell/ml), 및 LB(Luria Bertani) 배지에서 준비한 고초균인 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis)의 배양액(2.0×10⁸ cell/ml)을 각각 2%(v/v)로 접종하고 30~35℃에서 3일 동안 교반 배양하여 액상의 유용 미생물 복합 배양물을 제조하였다.

<실시예 2> 유용 미생물 복합 배양물의 제조예 2

물 85 중량%, 당밀 5 중량%, 포도당 5 중량% 및 글루텐 분말 5 중량%를 균일하게 혼합하여 유용 미생물 복합 배양을 위한 배지를 제조하고, 여기에 MRS(de Man, Rogosa & Sharpe) Broth 배지에 준비한 유산균인 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)의 배양액(2.0×10⁸ cells/ml), YPD( Yeast extract Peptone Dextrose) 배지에서 준비한 효모인 사카로마이세스 세레비시애(Saccharomyces cerevisiae)의 배양액(5.0×10⁷ cell/ml), 및 LB(Luria Bertani) 배지에서 준비한 고초균인 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis)의 배양액(2.0×10⁸ cell/ml)을 각각 2%(v/v)로 접종하고 30~35℃에서 3일 동안 교반 배양하여 액상의 유용 미생물 복합 배양물을 제조하였다.

<실시예 3> 유용 미생물 복합 배양물의 제조예 3

물 85 중량%, 당밀 5 중량%, 포도당 5 중량%, 펙틴 분말 2.5 중량% 및 글루텐 분말 2.5 중량%를 균일하게 혼합하여 유용 미생물 복합 배양을 위한 배지를 제조하고, 여기에 MRS(de Man, Rogosa & Sharpe) Broth 배지에 준비한 유산균인 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)의 배양액(2.0×10⁸ cells/ml), YPD( Yeast extract Peptone Dextrose) 배지에서 준비한 효모인 사카로마이세스 세레비시애(Saccharomyces cerevisiae)의 배양액(5.0×10⁷ cell/ml), 및 LB(Luria Bertani) 배지에서 준비한 고초균인 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis)의 배양액(2.0×10⁸ cell/ml)을 각각 2%(v/v)로 접종하고 30~35℃에서 3일 동안 교반 배양하여 액상의 유용 미생물 복합 배양물을 제조하였다.

<실시예 4> 유용 미생물 복합 배양물의 제조예 4

물 85 중량%, 당밀 5 중량%, 포도당 5 중량%, 펙틴 분말 2.5 중량% 및 글루텐 분말 2.5 중량%를 균일하게 혼합하여 유용 미생물 복합 배양을 위한 배지를 제조하고, 여기에 MRS(de Man, Rogosa & Sharpe) Broth 배지에 준비한 유산균인 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)의 배양액(2.0×10⁸ cells/ml), YPD( Yeast extract Peptone Dextrose) 배지에서 준비한 효모인 사카로마이세스 세레비시애(Saccharomyces cerevisiae)의 배양액(5.0×10⁷ cell/ml), LB(Luria Bertani) 배지에서 준비한 고초균인 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis)의 배양액(2.0×10⁸ cell/ml), 및 Vanniel's yeast 배지에서 준비한 광합성 세균인 로도박터 스패로이드(Rhodobacter sphaeroides) 배양액(2.0×10⁸ cell/ml)을, 각각 2%(v/v)로 접종하고 30~35℃에서 3일 동안 교반 배양하여 액상의 유용 미생물 복합 배양물을 제조하였다.

<비교예> 유용 미생물 복합 배양물의 비교 제조예

물 90 중량%, 당밀 5 중량% 및 포도당 5 중량%를 균일하게 혼합하여 유용 미생물 배양을 위한 배지를 제조하고, 여기에 MRS(de Man, Rogosa & Sharpe) Broth 배지에 준비한 유산균인 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)의 배양액(2.0×10⁸ cells/ml), YPD( Yeast extract Peptone Dextrose) 배지에서 준비한 효모인 사카로마이세스 세레비시애(Saccharomyces cerevisiae)의 배양액(5.0×10⁷ cell/ml), 및 LB(Luria Bertani) 배지에서 준비한 고초균인 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis)의 배양액(2.0×10⁸ cell/ml)을 각각 2%(v/v)로 접종하고 30~35℃에서 3일 동안 교반 배양하여 액상의 유용 미생물 복합 배양물을 제조하였다.

<실험예> 유기성 폐기물의 처리 실험

<실험예 1> 가축 매몰지 침출수 처리 실험

충북 소재 D 지역 가축 매몰지의 침출수(COD 36,763 mg/L, BOD 118,464 mg/L, 총인 826 mg/L, 총질소 21,342 mg/L) 2.0L를, 3L 용량의 용기에 넣고 여기에 상기 각 제조예의 배양액 또는 비교 제조예의 배양액 5%(v/v)로 첨가한 후에, 호기 조건에서 3일 동안 반응시키고 반응 전후의 침출수와 처리수의 COD, BOD, TP(총인) 및 TN(총질소)를, 수질오염공정시험기준(2017)에 따라 측정하고 그 제거 효율을 백분율로 아래의 표 1에 나타내었다.

처리 효율(%)

시료	COD	BOD	TP	TN
제조예1	78.7	82.4	73.6	76.3
제조예2	74.2	81.6	68.7	79.4
제조예3	87.4	91.4	78.4	93.4
제조예4	88.5	94.2	86.5	92.5
비교 제조예	62.4	68.5	56.4	54.6

상기 표 1의 결과에서 확인되듯이, 제조예의 복합 균주 배앵약을 처리한 경우 비교 제조예의 복합 배양액을 처리한 경우에 비해, 모두 가축 매몰지 침출수의 처리 효율이 높고, 또 복합 균주의 배양시 펙틴 분말과 클루텐 분말을 함께 사용한 제조예 3 및 제조예 4의 복합 배양액을 처리한 경우가 특히 높은 처리 효율을 보였다.

<실험예 2> 하수 처리장의 하수 처리 실험

충북 소재 C 지역 하수 처리장의 하수(15.5 mg/L, BOD 10.4 mg/L, 총인 0.24 mg/L, 총질소 22.4 mg/L) 2.0L를, 3L 용량의 용기에 넣고 여기에 상기 각 제조예의 배양액 또는 비교 제조예의 배양액 2%(v/v)로 첨가한 후에, 호기 조건에서 12시간 동안 반응시키고 반응 전후의 하수 원수와 처리수의 COD, BOD, TP(총인) 및 TN(총질소)를, 수질오염공정시험기준(2017)에 따라 측정하고 그 제거 효율을 백분율로 아래의 표 2에 나타내었다.

처리 효율(%)

시료	COD	BOD	TP	TN
제조예1	87.4	89.4	91.2	87.8
제조예2	86.4	90.4	86.4	84.4
제조예3	99.5	99.5	93.5	92.5
제조예4	99.5	99.5	92.4	95.6
비교 제조예	78.6	74.3	77.2	75.7

상기 표 2의 결과에서도, 제조예의 복합 균주 배앵약을 처리한 경우 비교 제조예의 복합 배양액을 처리한 경우에 비해, 하수 처리장의 하수의 처리 효율이 높았고, 또 복합 균주의 배양시 펙틴 분말과 클루텐 분말을 함께 사용한 제조예 3 및 제조예 4의 복합 배양액을 처리한 경우가 특히 높은 처리 효율을 보였다.

Claims

(i) 물, (ii) 탄소원 및 (iii) 펙틴과 글루텐의 혼합물이 포함된 배지에 유산균, 효모 및 고초균을 접종하고 배양하여 얻어진, 유용 미생물의 복합 배양물을 유효성분으로 포함하는 유기성 폐기물 처리용 조성물로서,
상기 펙틴과 글루텐의 혼합물은 탄소원 100 중량부 기준 50 내지 150 중량부의 범위로 배지에 포함되고,
상기 유산균은 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)이고,
상기 효모는 사카로마이세스 세레비시아에(Saccharomyces cereviciae)이며,
상기 고초균은 바실러스 섭틸리스(B. subtilis)인 것을 특징으로 하는 조성물.
삭제
제1항에 있어서,
상기 유기성 폐기물은 가축 매몰지의 토양, 가축 매몰지의 침출수, 축분, 인분, 도축 폐기물, 음식 폐기물 또는 생활 하수인 것을 특징으로 하는 조성물
삭제
제1항에 있어서,
광합성 세균인 로도박터 스패로이드(Rhodobacter sphaeroides)을 상기 유산균, 효모 및 고초균과 함께 접종하여, 상기 복합 배양물에 그 광합성 세균이 포함된 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항에 있어서,
상기 배지에는 질소원과 미량원소가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항, 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항 기재의 유기성 폐기물 처리용 조성물을 유기성 폐기물과 혼합하고 배양하는 단계를 포함하는 유기성 폐기물의 처리 방법.