KR20000036302A - 유기물 분해 탈취제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기물 분해 탈취제에 관한 것이다. 좀더 자세히는 본 발명은 토양에서 분리한 토양균군을 배양한 것, 가축 내장에서 분리한 내장균군을 배양한 것, 장기 폭기시킨 동물의 오줌 및 암석 분말을 곡물가루 및 식물섬유재와 혼합하여 발효시켜서 얻어지는 탈취기능과 유기물 분해 기능을 가진 물질에 관한 것으로서 음식물 쓰레기, 분뇨, 축산폐수, 침출수의 악취제거에 탁월한 효과를 나타낸다.

Description

유기물 분해 탈취제{A Deodorizing Agent}

본 발명은 탈취제에 관한 것이다. 좀더 자세히는 본 발명은 탈취기능이 뛰어나고 유기물 분해 기능을 가진 물질에 관한 것으로서 음식물 쓰레기, 오폐수, 분뇨, 축산분뇨, 축사 등의 악취원에 적용할 수 있다.

문명이 발달함에 따른 산업화, 도시화, 인구집중화가 가속화되면서 환경 오염, 생태계의 파괴 및 쓰레기의 다량 발생은 많은 문제를 야기시키고 있다. 특히 음식물 쓰레기를 비롯하여 축산폐수, 분뇨 등의 각종 악취원은 심각한 문제를 일으키고 있다.

악취는 황화수소, 메르캅탄류, 아민류, 암모니아 등의 자극성 있는 기체상 물질이 사람의 후각을 자극하여 불쾌감이나 혐오감을 주는 냄새를 말한다. 악취는 증기압이 높을수록 강해지고, 용해도가 클수록 냄새가 강하다.

이러한 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, ClO₂등의 염소화합물로 악취물질을 화학적으로 산화시키는 화학적 산화법 및 강한 방향취를 갖는 성분을 산포하여 악취를 위장하는 향료사용 위장법 등이 있다.

상기와 같이 악취 대응방법으로 여러 가지 방법을 사용하고 있으나, 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 채택하지 못하고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 상기 종래 탈취법의 문제점을 해결하고 경제적인 탈취제를 제공하려는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 흡수, 응결, 화학적 산화, 연소와 같은 종래의 탈취방법이 아니라 근본적으로 악취물질을 생물적 분해과정을 통해 제거할 수 있는 탈취제를 제공하려는 것이다.

도 1은 음식물 쓰레기 처리장 침출수에 대한 본 발명의 탈취제 농도별 적용에 따른 냄새성분 가스 크로마토그래피 결과.

도 2는 축산폐수에 대한 본 발명의 탈취제 농도별 적용에 따른 냄새성분 가스 크로마토그래피 결과.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자는 자연으로부터 유래한 미생물군과 무기물 등을 이용한 탈취제를 개발하게 되었다.

자연계의 유효 미생물군으로는 일반적으로 잘 알려진 광합성균, 유산균군 및 효모균 등이 있다.

광합성균군은 유효 미생물의 번식과 생존을 위한 지원 역할을 한다. 유산균군은 유해 미생물의 번식을 억제, 소멸시키며 유효 미생물군의 성장을 돕는 역할을 한다. 효모균은 상기 광합성균 또는 유산균과 상호 협력하여 생태계가 필요로 하는 영양물질의 생성을 도와 준다.

본 발명은 상기 광합성균군, 유산균군 및 효모균군과 같은 유효 미생물군이 왕성하게 번식하고 활발하게 기능할 수 있게 하는 일종의 미생물 성장 활성화제(bacteria growth factor)로서의 탈취제에 관한 것이다.

본 발명의 탈취제는 음식물 쓰레기 분해, 축산분뇨 처리 등에 사용되던 종래의 미생물 제제와는 성격이 상이하다. 즉, 본 발명의 탈취제는 상기 유효 미생물 외에도 미량원소에 속하는 다양한 무기물을 함유하고 있어 악취성분을 포함하는 유기물 분해에 유효한 미생물군을 활성화시킬 수 있는 최적의 조건을 제공해 주려는 것이다.

이와 같은 목적을 위하여 본 발명은 토양, 좀더 바람직하게는 대나무밭 토양으로부터 채취한 토양균군의 배양체와, 돈분에서 얻은 가축 내장균군의 배양체와, 장기 폭기시킨 돼지분뇨의 상등액과, 화강암 등 암석의 분말 및 곡물가루, 식물섬유재를 혼합하여 호기성 조건에서 발효시킴으로써 유효 미생물군과 생체 대사에 필요한 무기물 미량원소가 복합적으로 함유된 유기물 분해 탈취제를 제공한다.

토양에는 많은 유기물 분해 미생물이 서식하고 있다. 그러므로 토양은 천연상태의 미생물 배양체로서 음식물 쓰레기 및 분뇨의 분해 등에 응용될 수 있다. 산지에서 채취한 토양의 경우에는 니트로조모나스, 에어로박터 등의 호기성 유기물 분해 미생물이, 또 하천 등에서 채취한 토양의 경우에는 혐기성 유기물 분해 미생물이 대량으로 서식하고 있어 이와 같은 토양균 복합체를 응용하면 유기물을 쉽게 분해시킬 수 있다. 뿐만 아니라 토양에는 많은 미량원소들이 존재하여 유기물 분해반응을 활성화시킬 수 있다. 이와 같은 점에 착안하여 본 발명자는 밭 토양 미생물을 이용하는 유기물 분해 탈취제를 연구하게 되었다.

특히 토양균군 중에는 니트로박터, 니트로조모나스와 같은 질소를 산화시키는 미생물들이 존재하여 이 토양균군을 활성화시킬 수 있는 조건을 제공하면 산소와 충분히 접촉할 수 있는 호기 조건 하에서 암모니아나 아민과 같은 질소함유 중간생성물을 완전 산화 분해시킴으로써 유기물 쓰레기나 폐기물의 악취문제를 근본적으로 해결할 수 있는 것이다.

이하에서는 본 발명의 구성을 실시예를 통하여 자세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 실시예에 의하여 제한되는 것이 아님은 분명하다.

실시예 1: 유기물 분해 탈취제의 제조

고두밥을 입구가 넓은 용기에 넣고 대나무밭에서 대나무 잎과 흙을 덮어 묻어 두었다가 수거하여 37℃의 인큐베이터에서 24시간동안 배양하였다. TB(Thioglycolate Broth) 배지(BBL 제품)에 상기 배양에 의하여 세균이 증식된 고두밥을 접종하여 37℃ 인큐베이터에서 24시간 종균배양한 후 혈액 한천평판배지 (Blood agar plate) 또는 맥콘케이 한천평판배지(MacConkey agar plate)에 옮긴 후 18시간동안 37℃로 배양하였다.

돈분(豚糞)을 TB 배지에 접종하여 37℃에서 24시간 배양한 다음 혈액 한천평판배지에 옮겨 18시간동안 37℃에서 배양하여 증식시켰다.

상기와 같이 배양 증식된 대나무밭 토양균군과 가축 내장균군을 함께 TB 배지에 접종하여 37℃에서 24시간동안 배양한 다음 소고기와 소의 뼈, 닭, 생선뼈 등을 6시간 이상 끓여 만든 영양액과 혼합하여 미생물을 증식시켰다.

곡물가루와 톱밥을 7:3으로 혼합한 배지에 상기와 같이 배양된 가축 내장균군과 토양균군을 가하였다. 비율은 곡물가루와 톱밥의 혼합배지 100㎏에 배양된 가축 내장균군과 토양균군을 각각 2.5㎏ 가하였다. 여기에 3개월 이상 폭기시킨 돼지분뇨의 상등액 30ℓ를 가한 후 두시간동안 충분히 교반 혼합하였다. 여기에 미세하게 분쇄된 화강암 분말을 0.5㎏ 가하여 발효시켰다. 발효조에 온풍을 가하고 공기를 충분히 공급하면서 3주동안 발효시켰다. 이리하여 분말상 유기물 분해 탈취제가 생성되었다.

이와 같이 얻어진 분말상 유기물 분해 탈취제를 가마니에 넣고 중량 대비 5배의 물을 가하여 10일동안 폭기시킨 후 상등액을 취하고 여과시켜 액상 유기물 분해 탈취제를 얻었다. 상기 분말상 및 액상의 유기물 분해 탈취제는 100℃ 이상에서 열소독하여 사용하였다.

적용예 1: 탈취기능시험

1999. 4. 한국화학시험연구원에 의뢰하여 본 발명의 유기물 분해제에 대한 탈취시험을 수행하였다.

시험방법은 일본 가스텍사의 모델번호 801 기기를 이용하여 이 장치(40cm X 40cm X 60cm) 안에 악취발생원을 주입하여 장치 내부의 악취농도가 메틸메르캅탄 50ppm, 황화수소, 암모니아, 트리메틸아민은 각각 60ppm이 되도록 하였다.

장치 안에 본 발명의 유기물 분해제 원액을 150배 희석한 시료를 분사기를 통해 20㎖ 분사시켰다. 분사 후 30분, 1시간, 2시간, 4시간, 6시간 후 각각의 농도를 가스텍 기기로 측정하였다.

결과는 표 1과 같다. 즉, 염기성 취기물인 암모니아와 아민에 대하여는 6시간 후 각각 76.7%, 80.0%의 제거율을 보였으며, 산성 취기물인 황화수소와 메틸메르캅탄에 대하여는 각각 58.3%, 16.0%의 제거율을 보였다. 실제 축사의 악취물질 농도가 10ppm이하임을 감안할 때 본 발명의 유기물 분해 탈취제를 침출수, 축산폐수, 음식물쓰레기 처리장 등의 악취원에 적용하는 경우 효과가 현저할 것으로 예상되었다.

	암모니아	황화수소	메틸메르캅탄	트리메틸아민
초기농도	60	60	50	60
30분후	22	41	48	20
1시간후	20	37	48	20
2시간후	19	32	48	18
4시간후	17	30	45	13
6시간후	14	25	42	12

* 각 악취물질의 농도는 ppm단위임.

적용예 2: 침출수에 대한 탈취기능

충남 연기군 음식물쓰레기 매립장에서 채취한 음식물 쓰레기의 침출수에 상기 실시예 1에서 얻은 본 발명의 유기물 분해 탈취제를 가하지 않은 것(B0)과 탈취제를 각각 1/1000(v/v) 가한 것(B1), 1/500 가한 것(B2), 1/100 가한 것(B3), 2/100 가한 것(B4), 3/100 가한 것(B5)을 20시간동안 폭기시켰다. 그 후 각 샘플에 대하여 가스 크로마토그래피를 수행하였다.

그 결과 세시간이 경과하자 침출수의 악취가 대부분 사라졌다. 도 1의 그래프에 본 발명의 유기물 분해 탈취제의 농도(B0, B1, B2, B3, B4, B5)에 따른 냄새성분의 변화를 나타내었다. 침출수의 냄새성분은 크로마토그래피 결과 크게 8종으로 나타났으며, 이 중 주요 냄새성분인 7.018분(리텐션 타임: retention time) 피크, 12.3분 피크, 12.5분 피크가 본 발명의 유기물 분해 탈취제 처리시 급격히 감소하였고, 나머지 성분 4종도 감소하였다.

적용예 3: 축산폐수에 대한 탈취기능

돼지 3,000두를 사육하는 충남 공주의 돈사로부터 채취한 축산폐수에 상기 실시예 1에서 얻은 본 발명의 유기물 분해 탈취제를 가하지 않은 것(A0)과 탈취제를 1/1000(v/v)가한 것(A1), 1/500 가한 것(A2), 1/100 가한 것(A3), 2/100 가한 것(A4), 3/100 가한 것(A5)을 20시간동안 폭기시켰다. 그 후 각 샘플에 대하여 가스 크로마토그래피를 수행하였다.

그 결과 두시간이 경과하자 축산폐수의 악취가 대부분 사라졌다. 도 2의 그래프에 본 발명의 유기물 분해 탈취제의 농도에 따른 냄새성분의 변화를 나타내었다. 축산폐수의 냄새성분은 크로마토그래피 결과 크게 10종으로 나타났으며, 이 중 주요 냄새성분인 7분(리텐션 타임: retention time) 피크, 12.5분 피크, 15.3분 피크가 본 발명의 유기물 분해 탈취제 처리시 소멸하였고, 그 외의 냄새성분도 현격히 감소하였다.

적용예 4: 간이 화장실의 분뇨 분해 및 탈취제로서의 용도

대전 유성구 소재 모병원 분원의 외부에 1년동안 1일 기준 연인원 50명이 사용하는 이동식 간이 화장실의 저면 탱크에 분쇄된 칩 30kg과 본 발명의 분말상 유기물 분해 탈취제 70kg을 혼합하여 넣었다. 용변 후 저면 탱크의 완속 교반장치를 10∼30초동안 작동시켜 분뇨와 상기 유기물 분해 탈취제를 혼합시켜 주었다.

그 결과 냄새가 전혀 나지 않고, 파리가 끓지 않으며, 분뇨가 소멸되어 별도의 분뇨수거가 필요 없었다. 유기물 분해 탈취제는 3개월마다 보충하였다.

적용예 5: 음식물 쓰레기 퇴비공장의 탈취

1일 24톤을 처리하는 대전시 유성구 금고동 음식물 쓰레기 퇴비공장에서 발생하는 악취로 인하여 인근 주민들의 민원이 많았으나, 1999. 8. 18.부터 본 발명의 유기물 분해 탈취제를 1/300으로 희석하여 살포하여 만족할 만한 효과를 보았으며, 현재도 살포 중이다.

그 밖에도 충남 공주의 돈사에 1/300으로 희석한 본 발명의 액상 유기물 분해 탈취제를 살포한 결과 돈사 특유의 악취를 현저히 감소시킬 수 있었으며, 대전시 유성구 금고동의 800톤 규모 쓰레기 매립장에도 살포하여 악취를 감소시킬 수 있었다.

상기와 같이, 본 발명의 유기물 분해 탈취제는 축산폐수, 음식물 쓰레기 및 그 침출수, 이동식 화장실의 악취물질을 빠르고 현저하게 소멸시키는 효과를 나타내었다. 이는 종래의 흡착제거, 화학적 산화, 촉매산화 등의 악취제거방법과 비교하여 미생물의 분해작용에 의해 악취원인물질 자체를 분해시킴으로써 악취제거에 탁월한 효과를 나타내었다.

뿐만 아니라, 본 발명의 유기물 분해 탈취제는 대량 발생하는 쓰레기 등에도 저렴한 비용으로 적용할 수 있다.

Claims (4)

1. 토양균군을 배양한 것, 가축 내장균군을 배양한 것을 곡물가루 및 식물성 섬유재로 구성된 영양체에 가하고 장기 폭기시킨 돼지 분뇨의 상등액과 화강암 분말을 가하여 혼합, 발효시켜서 얻어지는 유기물 분해 탈취제.
2. 제1항에 있어서, 토양균군은 대나무밭 토양으로부터 채집하여 배양, 증식시키는 것을 특징으로 하는 유기물 분해 탈취제.
3. 제1항에 있어서, 가축 내장균군은 돈분을 TB 배지에 접종하여 배양, 증식시키는 것을 특징으로 하는 유기물 분해 탈취제.
4. 제1항에 있어서, 식물성 섬유재는 분쇄된 등겨, 분쇄된 왕겨, 톱밥, 목분, 곡류의 껍질을 분쇄한 것 중의 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유기물 분해 탈취제.