KR20020017873A

KR20020017873A - 호기성 및 통성 혐기성 미생물 발효제를 이용한음식쓰레기의 청정 액화 소멸방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20020017873A
Application number: KR1020000051402A
Authority: KR
Inventors: 오성훈; 백남수
Original assignee: 백남수, 권오훈; 주식회사 메디오젠
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2002-03-07

Abstract

본 발명은 기탁번호 제 KFCC-11204호로 기탁되어 있는 호기성 및 통성 혐기성 미생물로 구성된 발효제 MDG200을 이용하여 음식쓰레기를 분해, 소멸시켜 깨끗한 액상상태로 배출하여 음식쓰레기를 경제적이고 효과적으로 처리하는 방법과 장치를 제공한다.

본 발명으로 인하여 음식쓰레기 처리시 발생되는 물기로 인한 운반, 보관, 처리의 문제점, 매립시 표출수의 오염 등의 문제점을 해결할 수 있다.

미생물이 살기에 최적인 조건인 온도와 공기를 장치를 통해 제공하여 음식쓰레기를 완전 분해시켜 청정한 액상의 상태로 배출시킴으로서 악취와 잔존물을 장치에 남게 하지 않는다.

Description

호기성 및 통성 혐기성 미생물 발효제를 이용한 음식쓰레기의 청정 액화 소멸방법 및 그 장치{.}

[산업상 이용분야]

환경부의 통계에 의하면 음식쓰레기는 일반적으로 총 쓰레기 발생량 중 26∼28%를 차지하며 물량으로 환산하면 1,000만톤 정도이며 이중 95%이상이 매립 처리되어 침출수로 인한 수질오염, 악취발생 등 환경 파괴가 심각하여 정부에서는 94년 9월부터 대형급식소나 음식점에 대해 음식쓰레기의 사료화나 퇴비화 시설을 의무적으로 갖추도록 규정하고 있다.

본 발명은 호기성 및 통성 혐기성 미생물을 이용하여 음식쓰레기를 완전 분해시켜 깨끗한 액상상태로 배출시킴으로서 음식쓰레기의 운반, 매립 등에 소요되는2차비용을 절감할 수 있고, 또한 매립시 발생하는 침출수로 인한 환경오염을 방지할 수 있어 경제적이다.

[종래기술]

지금까지 이 분야의 종래 기술은 일반적으로 음식쓰레기를 감량화하여 재활용하거나 쓰레기 봉투를 이용하여 수거해서 매립하는 방법이다. 그러나, 음식쓰레기를 발효시켜 비료와 사료로 재활용하는 것은 우리나라 음식물이 고농도의 염분 (NaCl)을 함유하고 있기 때문에 비료로 사용하기에는 부적절하며, 사료로는 단백질등 많은 영양분이 분해되어 유실되었기 때문에 부적절하다. 또한, 쓰레기 봉투를 이용하여 수거하여 매립하는 경우 심한 악취와 침출수로 인한 수질 및 토양을 오염시켜 환경문제를 야기시킨다. 이를 해결하기 위하여 기업들이 음식쓰레기 처리를 위한 소멸식 기기들을 선보이고 있지만, 이들 기기는 단순히 음식물을 잘게 부순 후 그대로 배출되는 형태로서 발효를 거치지 않는 불완전한 소멸식 이라고 할 수 있다.

본 발명의 호기성 및 통성 혐기성 미생물 발효제를 이용한 음식쓰레기의 청정 액화 소멸방법 및 장치는 음식쓰레기를 완전 분해하여 액상의 상태로 배출하기 때문에 악취가 거의 나지 않으며 상기의 문제점을 해결할 수 있어 경제적이다.

본 발명은 호기성 및 통성 혐기성 미생물 발효제와 이에 수반되는 장치를 이용하여 음식쓰레기를 완전 분해하여 청정액상의 상태로 배출하여 악취를 없앨 뿐만 아니라, 2차 처리의 불편을 해소시키고, 2차 처리에 드는 비용 및 환경오염을 막을수 있다. 또한 배출수는 하수도와 정화조를 통해 하수종말 처리장 및 분뇨처리장으로 보내지기 때문에 종합적인 관리를 할 수 있다.

도 1 미생물 발효제 제조 방법 흐름도

도 2 처리장치의 정단면도

도 3 처리장치의 사면도

도 4 처리장치의 측단면도

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 기탁번호 제 KFCC-11204호로 기탁되어 있고 음식쓰레기 분해 미생물 발효제로 사용되는 바실러스 아밀로리퀴파시엔스 (Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 렌티모버스 (Bacillus lentimorbus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 사카로마이세스 세르비재(Saccharomyces cerevisae)로 구성된 MDG200과 이들 미생물들의 생육환경 및 음식쓰레기 분해와 처리를 할 수 있는 장치를 제공한다.

본 배양은 바실러스 아밀로리퀴파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 렌티모버스 (Bacillus lentimorbus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 사카로마이세스 세르비재(Saccharomyces cerevisae)를 영양액체 배지에서 배양하는 단계; 상기 배양된 미생물들을 수분조정제인 흡착제(밀기울, 왕겨, 톱밥, 쌀겨 등)를 사용하여 건조하는 단계; 상기 건조된 미생물과 흡착제의 혼합제를 분쇄하여 발효제로 만드는 단계; 상기 미생물 발효제를 음식물 처리 기기 장치에 투입하여 음식쓰레기를 분해시키는 단계;를 포함하는 상기 미생물 발효제 제조방법과 기기 장치를 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 하기와 같다.

탄수화물, 단백질, 섬유소 등 유기물 분해능이 강력하고 증식성이 뛰어난 수종의 미생물을 자연계로부터 분리, 선별하여 탄수화물, 단백질 분해능이 있는 바실러스(Bacillus)속 1종, 탄수화물과 지방 분해능이 있는 바실러스속 1종, 탄수화물과 섬유소 분해능이 있는 바실러스속 1종, 탄수화물 분해능과 악취제거 효과가 있는 사카로마이세스(Saccharomyces)속 1종으로 구성하였다. 상기 미생물들을 탈지대두분 2.5%와 영양액체배지(리터당 쇠고기 추출물 3g, 펩톤 5g)로 사면배양, 플라스크배양, 전배양을 각각 30℃에서 48시간 배양한다. 상기 배양된 배양액 500g당 수분조정제인 흡착제 1.5kg과 잘 섞어 30℃에서 24∼48시간 배양하였다. 상기 배양된 배양액을 30℃∼35℃에서 24∼48시간 건조 후 분쇄기로 35∼50매쉬(mesh)의 크기로 분쇄하여 제제로 만들었다.

제조방법은 도 1에 나타내었다.

상기에서 제조된 미생물 발효제를 도 2의 ②a에 보관을 하고, 음식쓰레기가 투입구 ③을 통하여 투입되면, ②a의 미생물 발효제는 미생물 발효제 투입구 ②b를 통하여 발효조로 공급되며, 교반날개인 ④가 시간당 2∼3분 교반을 한다. 이때 회전축 ⑤a와 ⑤b는 서로 반대방향으로 회전을 하면서 음식물을 잘게 분쇄한다. 미생물 발효제 투입구 ②b는 음식쓰레기 투입량에 따라 자동적으로 감지되어 미생물 발효제가 24시간 동안2∼3번 투입되도록 하였다. 호기성 미생물의 조건을 충족시키기 위하여 ⑥의 송풍장치를 통하여 공기를 투입시키고 ⑤c를 통하여 발효조 ①의 내부로 공기를 공급하여 음식쓰레기의 분해를 촉진시킨다.

분해 결과물인 액체는 여과장치(직경 4mm이하) ⑧a를 통하여 아래로 흐르고 이동스크류인 ⑦a에 의해 여과장치(직경 2.5mm이하) ⑧b를 통하여 배수조인 ⑨로 보낸다. 또한, ⑦b를 통하여 시간당 2∼4분 발효조 ①로 급수를 한다. 배수조 ⑨는경사를 이루게 하여 배출수가 고이지 않게 하였으며 액상의 분해산물을 ⑩을 통하여 배출한다. 그리고, 탈취조 ⑪에 탈취제를 넣어 악취발생을 미연에 방지할 수 있다.

[실시예 1]

본 발명에 의해 선택된 미생물 발효제(미생물+흡착제)를 음식쓰레기의 10%의 부피로 장치에 투입하고 25℃∼40℃의 장치내에서 매시간 마다 2∼3분간 교반하고, 공기를 배관을 통해 발효조에 공급하였다.

실험에 사용할 음식쓰레기는 실제 식당에서 나오는 것을 시료로 할 경우 그때마다 음식물 조성과 수분함량이 일정한 값을 갖지 못해서 환경부에서 제시한 음식쓰레기 감량화시설 품질인증규격에 설정된 표준 음식쓰레기를 조제하여 사용하고 음식쓰레기의 크기는 곡물류를 제외하고 5cm정도로 해서 투여량은 1회 10kg으로 하였고, 음식쓰레기의 조성은 곡물류 15%, 과일류 15%, 채소류 50%, 어육류 20%로 하였다. 24시간 반응 후 일정규격(가로 4mm×세로 4mm)의 망을 사용하여 반응조의 수분조정제와 음식쓰레기를 분리하여 잔존량으로 분해율을 측정한 결과 평균 83.25%의 높은 분해율 보였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

본 발명에 의해 선택된 미생물 발효제(미생물+흡착제)를 음식쓰레기의 10%의 부피로 장치에 투입하고 25℃∼40℃의 장치내에서 매시간 마다 2∼3분간 교반하고, 공기를 배관을 통해 발효조에 공급할 때 음식쓰레기의 BOD(생물화학적 산소요구량) 및 SS(부유물질)는 다음과 같다.

(비교예)

처리하지 않은 액상의 서로 다른 음식물과 비교하면,

(단위 : ppm)

처리수(배출수)의 BOD 300ppm, SS 400ppm은 (비교예)에서 나타난 수치와 비교가 되지 않을 정도로 깨끗하다.

[실시예 3]

본 발명에 의해 선택된 미생물 발효제(미생물+흡착제)를 음식쓰레기의 10%의 부피로 장치에 투입하고 25℃∼40℃의 장치내에서 매시간 마다 2∼3분간 교반하고, 공기를 배관을 통해 발효조에 공급할 때 음식쓰레기가 분해하는 과정에서의 냄새의 정도를 암모니아와 아민의 발생량을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.

음식쓰레기의 완전 분해하여 청정액상으로 배출함으로서 수거, 운반, 매립 등의 2차비용이 들지 않으며, 또한 매립으로 인한 환경오염을 방지할 수 있다.

Claims

기탁번호 제 KFCC-11204호로 기탁되어 있고, 음식쓰레기 분해에 이용되는 바실러스 아밀로리퀴파시엔스, 바실러스 렌티모버스, 바실러스 서브틸리스, 사카로마이세스 세르비재를 각각 1:1:1:1로 혼합한 미생물 발효제 MDG200과 그들의 배양방법
미생물 발효제를 이용하여 음식쓰레기를 일정한 온도 조건하에서 배관을 통하여 산소를 공급하는 처리장치에서 교반, 분해, 소멸시켜 액상의 상태로 배출하는 특징을 가진 처리방법과 처리장치
제 2항에 있어서 미생물 발효제라 함은 제1항의 미생물과 미생물 배양액에 수분조정제인 흡착제를 1:1에서 1:5의 비율로 섞어 배양기에서 30℃에서 24∼48시간 배양하고, 30℃∼35℃에서 건조하여 35∼50메쉬(mesh)로 분쇄하여 제조되어 지는 것을 총칭한다. 이때 사용되는 흡착제로는 밀기울, 왕겨, 톱밥, 쌀겨 등을 사용한다.
제 2항에 있어서 처리방법은 제3항의 미생물 발효제를 이용하여 음식쓰레기를 제5항의 장치에서 분해 소멸시켜 청정액상으로 배출하여 하수도나 정화조, 기타 처리 시설로 보내는 것을 총칭한다.
제2항에 있어서, 처리장치는 제3항의 미생물 발효제를 이용하여 장치내에서 온도 25℃∼40℃, 교반속도가 1∼50회전/시간, 0.5∼1vvm 산소를 공급하고, 이 장치를 이용하여 음식쓰레기를 분해, 소멸시켜 액상으로 배출시키는 장치를 총칭한다.