KR20130000366A - Artificial soil by vermicomposting method of treat sewage sludge using compound microorganism - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광합성 세균을 포함하는 5종의 복합 균주를 이용하여 하수슬러지를 1차 처리 후에 이를 지렁이에게 급이하여 지렁이 처리하여 제조하는 인공토양 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an artificial soil manufacturing method for manufacturing sewage sludge by first treating the sewage sludge after the first treatment using five complex strains including photosynthetic bacteria and treating the earthworm.
지렁이는 미생물과 함께 자연의 먹이사슬 중 가장 하단에 위치하는 분해자로서 각종 식물체의 잔여물, 초식동물의 배설물, 원생동물, 선충, 진드기, 톡토기, 박테리아, 이스트 및 균류 등을 먹이로 하는 잡식성 동물이다. 다 자란 지렁이는 대개 몸무게가 0.4그램 정도로서 매일 자기 몸무게의 0.8-1.5배의 먹이 활동을 하며 먹이의 소화는 120-130개 정도의 체절의 장 운동으로 통하여 섭취한 먹이를 잘게 부수면서 이동시키는 과정에서 이루어 지는데 일정기간 동안 부숙된 먹이만을 소화 흡수할 수 있는 것은 지렁이가 자체 보유한 소화 효소가 부족하고 기능이 약하여 장내 미생물과의 공생에 의하여만 소화 처리할 수 있기 때문이다. 즉 지렁이는 단백질과 탄수화물을 에너지나 영양원으로 변화시키기 위해 필요한 강한 산을 분비하는 분비선이 없기 때문에 미생물과의 공생은 필수적이다. 그리고 지렁이 장내에서 대부분의 효모와 방어 기능이 부족한 다른 미생물들은 쉽게 소화되어 사멸하지만 일부의 박테리아와 방선균 들은 살아 남아서 지렁이 장내를 지나는 동안 수천 번 복제하게 되면서 섭취된 먹이의 분해 및 소화를 돕는다. 지렁이에게 먹이로 급이되는 유기성 슬러지는 대개 미생물을 함유하고 있는 유기물질로 되어 있으므로 지렁이 장내 미생물의 작용에 의해 시간이 경과하면 급격히 변하게 되며 이 변화과정을 지렁이에 의한 처리 혹은 지렁이퇴비화(Vermicomposition)라고 한다. 그런데 유기성 슬러지를 지렁이를 이용하여 부숙화 처리하기 위해서는 급이되는 유기성 슬러지의 이화학적 특성이 지렁이의 생리생태에 알맞고 지렁이에게 독성을 나타 내는 물질이 함유되어 있지 않아야 한다. 그런데 지렁이한테 급이되는 유기성 슬러지 중에서도 하수슬러지는 매우 가혹한 지렁이 먹이로서 급이할 경우에 일단 혐기성 발효 단계로 진행된 슬러지는 부숙후 20-50일이 되어야 비로소 지렁이 섭취가 가능한 것이라고 그간 국내외 연구보고 되고 있다.Earthworms are microorganisms and decomposers at the bottom of nature's food chain. They are omnivorous animals that feed on residues of various plants, feces from herbivores, protozoa, nematodes, mites, muds, bacteria, yeasts and fungi. . Adult worms usually weigh about 0.4 grams and feed 0.8-1.5 times their body weight each day. Digestion of food is carried out by crushing the food taken through 120-130 segmental bowel movements. It can be digested and absorbed only the food that has been boiled for a certain period of time because the earthworm lacks its own digestive enzymes and the function is weak and can be digested only by symbiosis with the intestinal microorganisms. In other words, earthworms do not have the glands that secrete the strong acids needed to turn proteins and carbohydrates into energy or nutrients, so symbiosis with microorganisms is essential. And most of the yeast and other microbes that lack defensive function are easily digested and killed in the earthworm intestine, but some bacteria and actinomyces survive and replicate thousands of times as they pass through the earthworm intestine, helping to break down and digest the food eaten. The organic sludge fed to the earthworm is usually made of organic matter containing microorganisms, so it changes rapidly over time due to the action of the earthworm intestinal microorganisms. This process is called the treatment by the earthworm or vermicomposition. do. However, in order to mature the organic sludge using earthworms, the physicochemical properties of the organic sludges that are fed should be suitable for the physiological ecology of the earthworms and should not contain substances that are toxic to the earthworms. However, among the organic sludge fed to earthworms, sewage sludge is fed as a very severe earthworm food, and sludge that has been fed into anaerobic fermentation stages can be consumed only after 20-50 days of aging. .
그리고 급이 가능한 하수슬러지의 급이 조건을 분석한 결과를 보면, 대부분의 하수슬러지에서 슬러지를 탈수를 하기 위해 농축을 한 슬러지의 산화환원전위가 -100이상의 값을 보이고 있고 슬러지는 탈수를 하기 위하여 무기 혹은 고분자응집제의 사용으로 pH 값이 각종 문헌에서 제시되고 있는 지렁이의 생육적정인자보다 더 높은 것으로 나타났으며 알카리도 수치도 대부분 높아 지렁이한테 급이할 수 있는 먹이로서는 부적당한 것으로 나타나서 전처리가 반드시 필요한 것으로서 그간의 연구보고와 맥을 같이 하고 있다.The results of analyzing the feed conditions of sewage sludge that can be supplied show that most of the sewage sludge has a redox potential of -100 or more, and the sludge dewatered to be dewatered. The use of inorganic or polymer coagulants showed that the pH value was higher than the growth factor of earthworms suggested in various literatures, and the alkalinity was also high, indicating that it was unsuitable for feeding the earthworms. It is in line with the research report.
따라서 기존의 지렁이 사육을 이용한 지렁이처리 장치들은 전처리 공정으로 20-50일 동안의 부숙화 공정 마련이 필수이었다. 이는 앞에서 언급한 바와 같이 지렁이의 소화기관이 매우 단순하며 1차 분해에 이용하기 위한 강한 산성 분해 조건의 효소가 부족하기 때문에 지렁이 장내에서 미생물 등에 의해 먼저 분해한 후에 섭취하여 소화를 하게 되기 때문이다. 그런데, 일반적으로 하수슬러지의 경우에는 유기물 성분이 낮아 지렁이에게 매우 가혹한 먹이이기도 하지만 수처리 공정 중에 다양한 종류의 미생물이 증식하고 있었으므로 미생물에 의한 부숙 공정이 아주 쉽게 일어난다는 특징이 있다.
Therefore, it was necessary to prepare the maturation process for 20-50 days as the pretreatment process of the earthworm processing apparatus using the conventional earthworm breeding. This is because, as mentioned above, the digestive system of the earthworm is very simple and lacks enzymes under strong acidic decomposition conditions for use in the primary decomposition, so it is digested by ingestion after digesting by microorganisms in the earthworm intestine first. However, in general, sewage sludge has a low organic content, which is a very severe food for the earthworms, but various kinds of microorganisms are multiplying during the water treatment process.
그런데, 지렁이를 이용한 유기성 슬러지의 처리 기술은 처리효율과 안정성만 확보할 수 있다면 생물학적 분해라는 장점과 지렁이 분변토라는 탁월한 부산물의 이용성 확보 등 타 방식에 비해 매우 우수한 처리 기술임에도 불구하고 전처리 공정으로 호기성 퇴비화 장치나 부숙 공정을 추가함으로써 설치 비용과 효과에 있어서 큰 문제점을 안고 있어서 기존의 방법을 획기적으로 개선하고 효율적인 처리 기술의 개발이 난제이었다.
By the way, the treatment technology of organic sludge using earthworms is aerobic composting as a pretreatment process even though it is very superior to other methods such as the advantages of biodegradation and the availability of excellent by-products of earthworm fecal soils, if only treatment efficiency and stability can be secured. The addition of equipment and submerged processes presents significant problems in installation cost and effectiveness, which has resulted in drastic improvements in existing methods and the development of efficient processing technologies.
본 발명은 광합성 세균을 포함하는 5종의 복합 균주를 이용하여 하수슬러지를 1차 처리 후에 이를 지렁이에게 급이하여 지렁이 처리하여 제조하는 인공토양 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an artificial soil manufacturing method for manufacturing sewage sludge by first treating the sewage sludge after the first treatment using five complex strains including photosynthetic bacteria and treating the earthworm.
지렁이는 미생물과 함께 자연의 먹이사슬 중 가장 하단에 위치하는 분해자로서 각종 식물체의 잔여물, 초식동물의 배설물, 원생동물, 선충, 진드기, 톡토기, 박테리아, 이스트 및 균류 등을 먹이로 하는 잡식성 동물이다. 다 자란 지렁이는 대개 몸무게가 0.4그램 정도로서 매일 자기 몸무게의 0.8-1.5배의 먹이 활동을 하며 먹이의 소화는 120-130개 정도의 체절의 장 운동으로 통하여 섭취한 먹이를 잘게 부수면서 이동시키는 과정에서 이루어 지는데 일정기간 동안 부숙된 먹이만을 소화 흡수할 수 있는 것은 지렁이가 자체 보유한 소화 효소가 부족하고 기능이 약하여 장내 미생물과의 공생에 의하여만 소화 처리할 수 있기 때문이다. 즉 지렁이는 단백질과 탄수화물을 에너지나 영양원으로 변화시키기 위해 필요한 강한 산을 분비하는 분비선이 없기 때문에 미생물과의 공생은 필수적이다. 그리고 지렁이 장내에서 대부분의 효모와 방어 기능이 부족한 다른 미생물들은 쉽게 소화되어 사멸하지만 일부의 박테리아와 방선균 들은 살아 남아서 지렁이 장내를 지나는 동안 수천 번 복제하게 되면서 섭취된 먹이의 분해 및 소화를 돕는다. 지렁이에게 먹이로 급이되는 유기성 슬러지는 대개 미생물을 함유하고 있는 유기물질로 되어 있으므로 지렁이 장내 미생물의 작용에 의해 시간이 경과하면 급격히 변하게 되며 이 변화과정을 지렁이에 의한 처리 혹은 지렁이퇴비화(Vermicomposition)라고 한다. 그런데 유기성 슬러지를 지렁이를 이용하여 부숙화 처리하기 위해서는 급이되는 유기성 슬러지의 이화학적 특성이 지렁이의 생리생태에 알맞고 지렁이에게 독성을 나타 내는 물질이 함유되어 있지 않아야 한다. 그런데 지렁이한테 급이되는 유기성 슬러지 중에서도 하수슬러지는 매우 가혹한 지렁이 먹이로서 급이할 경우에 일단 혐기성 발효 단계로 진행된 슬러지는 부숙후 20-50일이 되어야 비로소 지렁이 섭취가 가능한 것이라고 그간 국내외 연구보고되고 있다.Earthworms are microorganisms and decomposers at the bottom of nature's food chain. They are omnivorous animals that feed on residues of various plants, feces from herbivores, protozoa, nematodes, mites, muds, bacteria, yeasts and fungi. . Adult worms usually weigh about 0.4 grams and feed 0.8-1.5 times their body weight each day. Digestion of food is carried out by crushing the food taken through 120-130 segmental bowel movements. It can be digested and absorbed only the food that has been boiled for a certain period of time because the earthworm lacks its own digestive enzymes and the function is weak and can be digested only by symbiosis with the intestinal microorganisms. In other words, earthworms do not have the glands that secrete the strong acids needed to turn proteins and carbohydrates into energy or nutrients, so symbiosis with microorganisms is essential. And most of the yeast and other microbes that lack defensive function are easily digested and killed in the earthworm intestine, but some bacteria and actinomyces survive and replicate thousands of times as they pass through the earthworm intestine, helping to break down and digest the food eaten. The organic sludge fed to the earthworm is usually made of organic matter containing microorganisms, so it changes rapidly over time due to the action of the earthworm intestinal microorganisms. This process is called the treatment by the earthworm or vermicomposition. do. However, in order to mature the organic sludge using earthworms, the physicochemical properties of the organic sludges that are fed should be suitable for the physiological ecology of the earthworms and should not contain substances that are toxic to the earthworms. However, among the organic sludges fed to earthworms, sewage sludge is fed as a very severe earthworm food, and sludge that has been fed into anaerobic fermentation stages can be consumed only after 20-50 days of aging. .
그리고 급이 가능한 하수슬러지의 급이 조건을 분석한 결과를 보면, 대부분의 하수슬러지에서 슬러지를 탈수를 하기 위해 농축을 한 슬러지의 산화환원전위가 -100이상의 값을 보이고 있고 슬러지는 탈수를 하기 위하여 무기 혹은 고분자응집제의 사용으로 pH 값이 각종 문헌에서 제시되고 있는 지렁이의 생육적정인자보다 더 높은 것으로 나타났으며 알카리도 수치도 대부분 높아 지렁이한테 급이할 수 있는 먹이로서는 부적당한 것으로 나타나서 전처리가 반드시 필요한 것으로서 그간의 연구보고와 맥을 같이 하고 있다.The results of analyzing the feed conditions of sewage sludge that can be supplied show that most of the sewage sludge has a redox potential of -100 or more, and the sludge dewatered to be dewatered. The use of inorganic or polymer coagulants showed that the pH value was higher than the growth factor of earthworms suggested in various literatures, and the alkalinity was also high, indicating that it was unsuitable for feeding the earthworms. It is in line with the research report.
따라서 기존의 지렁이 사육을 이용한 지렁이처리 장치들은 전처리 공정으로 20-50일 동안의 부숙화 공정 마련이 필수이었다. 이는 앞에서 언급한 바와 같이 지렁이의 소화기관이 매우 단순하며 1차 분해에 이용하기 위한 강한 산성 분해 조건의 효소가 부족하기 때문에 지렁이 장내에서 미생물 등에 의해 먼저 분해한 후에 섭취하여 소화를 하게 되기 때문이다. 그런데, 일반적으로 하수슬러지의 경우에는 유기물 성분이 낮아 지렁이에게 매우 가혹한 먹이이기도 하지만 수처리 공정 중에 다양한 종류의 미생물이 증식하고 있었으므로 미생물에 의한 부숙 공정이 아주 쉽게 일어난다는 특징이 있다.
Therefore, it was necessary to prepare the maturation process for 20-50 days as the pretreatment process of the earthworm processing apparatus using the conventional earthworm breeding. This is because, as mentioned above, the digestive system of the earthworm is very simple and lacks enzymes under strong acidic decomposition conditions for use in the primary decomposition, so it is digested by ingestion after digesting by microorganisms in the earthworm intestine first. However, in general, sewage sludge has a low organic content, which is a very severe food for the earthworms, but various kinds of microorganisms are multiplying during the water treatment process.
그런데, 지렁이를 이용한 유기성 슬러지의 처리 기술은 처리효율과 안정성만 확보할 수 있다면 생물학적 분해라는 장점과 지렁이 분변토라는 탁월한 부산물의 이용성 확보 등 타 방식에 비해 매우 우수한 처리 기술임에도 불구하고 전처리 공정으로 호기성 퇴비화 장치나 부숙 공정을 추가함으로써 설치 비용과 효과에 있어서 큰 문제점을 안고 있어서 기존의 방법을 획기적으로 개선하고 효율적인 처리 기술의 개발이 난제이었다.
By the way, the treatment technology of organic sludge using earthworms is aerobic composting as a pretreatment process even though it is very superior to other methods such as the advantages of biodegradation and the availability of excellent by-products of earthworm fecal soils, if only treatment efficiency and stability can be secured. The addition of equipment and submerged processes presents significant problems in installation cost and effectiveness, which has resulted in drastic improvements in existing methods and the development of efficient processing technologies.
환경적 측면에서 지렁이 본래의 기능을 이용한 최초의 국가적인 국내 연구의 시작은 1990년경부터 국립환경과학원에서 과학기술처 주관 특정연구과제 및 G-7 프로젝트 사업으로 추진하면서 기초가 다져져서 대략적인 과학적인 연구의 틀을 마련하였고 이를 바탕으로 환경부에서는 1992년 5월 환경처 고시 1992-34호로 지렁이를 이용한 유기성 슬러지 처리방법을 공인하여 지렁이의 환경정화기능을 공식적으로 인정하였으며 1997년 7월 폐기물관리법을 개정하면서 종래의 관점에서 한발 더 나아가 지렁이를 이용하여 처리한 유기성 오니를 비료, 퇴비 또는 사료로 처리하는 경우에 재생 처리가 가능하도록 법제화하였다. From the environmental point of view, the beginning of the first national research using the original function of the earthworm was established in 1990 by the National Institute of Environmental Sciences as a specific research project and G-7 project under the Ministry of Science and Technology. Based on this, the Ministry of Environment officially recognized the method of treating organic sludge using earthworms in 1992-34 of the Ministry of Environment, 1992.34, and officially recognized the environmental purification function of earthworms. In view of the above, the organic sludge treated with the earthworm is legalized to be able to be recycled when treated with fertilizer, compost or feed.
게다가 2004년 4월에는 농림부에서 고시로서 지렁이를 가축으로 고시한 바 있고 2007년 2월에는 지렁이 축사를 농업용 시설로서 농지법에 포함하여 지렁이처리에 대한 제도적인 규제를 획기적으로 완화하고 지렁이 사육을 적극적으로 권장하고 있는 입장이다. 그런데, 지렁이를 이용한 유기성 슬러지 처리에서 가장 중요한 인자는 지렁이와 먹이와의 관계이다. 즉, 지렁이의 먹이가 되는 유기성 슬러지는 미생물을 함유하고 있는 유기물질로 되어 있으므로 시간이 그대로 경과하면 미생물에 의해 부패되거나 발효되는데 이를 부숙(Decomposition)라고 한다. In addition, in April 2004, the Ministry of Agriculture announced the earthworm as a livestock, and in February 2007, the earthworm barn was included in the farmland law as an agricultural facility, which drastically eased the institutional regulations on earthworm treatment and actively raised the earthworm. It is recommended position. However, the most important factor in the treatment of organic sludge using earthworms is the relationship between the earthworms and the food. In other words, since the organic sludge that is used as food for the earthworm is made of organic material containing microorganisms, it is decayed or fermented by microorganisms as time passes. This is called decomposition.
따라서 위와 같은 유기성 슬러지를 지렁이로 처리하기 위해서는 슬러지 자체의 이화학적 특성이 지렁이의 생리적응에 알맞고 또한 슬러지의 자연적인 부숙 과정에서 지렁이에게 독성을 나타내는 물질이 함유 내지는 구현되어 않아야 한다. 즉 슬러지의 이화학적 조건과 지렁이의 사육조건이 적합한 경우에만 지렁이처리가 가능하게 된다. 따라서 하수슬러지를 지렁이에게 급이하여 처리할 경우에는 하수슬러지는 혐기성 발효 단계로 진행되기 때문에 20-50일 정도의 부숙화 단계를 거쳐야 지렁이 섭취가 가능한 것으로 국내외에서 공히 연구보고 되고 있다.
Therefore, in order to treat such organic sludge with earthworms, the physicochemical properties of the sludge itself should be suitable for the physiological adaptation of earthworms and should not contain or implement substances that are toxic to earthworms during the natural ripening process of sludge. That is, the earthworm treatment is possible only when the physicochemical conditions of the sludge and the breeding conditions of the earthworm are appropriate. Therefore, when sewage sludge is fed to earthworms and treated, sewage sludge proceeds to anaerobic fermentation stage.
아래 [표1] 에 지렁이 퇴비화의 적정 먹이조건 적정인자를 나타내었다. Table 1 below shows the titration factors for proper feeding conditions for earthworm composting.
본 발명은 광합성 세균을 포함하는 5종의 복합 균주를 이용하여 하수슬러지를 1차 처리 후에 이를 지렁이에게 직접 급이하여 퇴비화하는 방법으로 제조하는 인공토야의 제조 방법에 관한 것으로서 지렁이 친화 혹은 지렁이 장내에 서식하는 미생물의 군집 중 우점종을 차지하고 있는 미생물의 작용 및 특징을 보면 다음과 같다.
The present invention relates to a manufacturing method of artificial soil, which is produced by composting sewage sludge directly to earthworms after primary treatment using five kinds of complex strains including photosynthetic bacteria. The functions and characteristics of the microorganisms that occupy the dominant species among the inhabitants of microorganisms are as follows.
우선 Rodobacter capsulatus(광합성 세균)은 일반적인 광합성에 있어서 세균 자체는 동화색소를 가지고 있지 않으므로 자체적인 광합성을 할 수는 없지만 박테리오클로로필을 가지고 있어 이산화탄소와 수소화합물(H2S 등)을 재료로 하여 광합성을 수행하여 당분을 만들어 낸다. 대개의 고등식물들은 환원물질로서 물(H2O)을 사용하는 대신 황화수소(H2S)를 사용하는데 그 과정에서 발생하는 기체도 산소(O2)가 아니라 황(S)이다. 위 광합성 세균(Rodobacter capsulatus)는 본 발명의 하수슬러지 처리에 있어 호기적인 암조건(Aerobic dark)에서 N2, NH3 전자 수용체를 이용하여 활발하게 증식을 하여 유기물의 주요 성분인 불안정한 암모니아태 질소를 안정적인 질산태 질소화로 변화시켜 지렁이의 섭식 효율을 증가 시키는 역할을 수행하며 또한 혐기적 명조건(Anaerobic light)에서는 H2S를 전자 수용체로 이용 증식하여 하수슬러지 혐기적 부패 방지 및 pH Buffering의 효과를 가지고 있다.first Rodobacter Capsulatus (photosynthetic bacteria) can not do its own photosynthesis because the bacteria themselves do not have an assimilation pigment in general photosynthesis, but they have bacteriochlorophyll, so that photosynthesis is carried out using carbon dioxide and hydrogen compounds (such as H 2 S) as materials. Make sugar. Most of the higher plants use hydrogen sulfide (H 2 S) instead of water (H 2 O) as the reducing material, and the gas generated in the process is sulfur (S), not oxygen (O 2 ). Above photosynthetic bacteria (Rodobacter capsulatus ) is N 2 , NH 3 in aerobic dark conditions for sewage sludge treatment of the present invention. It actively proliferates by using electron acceptor to increase unstable ammonia nitrogen, which is a major component of organic matter, into stable nitrate nitrification, which increases the feeding efficiency of earthworms. In anaerobic light, H 2 By using S as an electron acceptor, it has the effect of preventing anaerobic decay and pH buffering of sewage sludge.
그리고, Bacillus megaterium은 단백질 분해 능력이 우수한 미생물로서 지렁이 장내에 우점종 공생하면서 먹이로 섭취된 단백질 고분자를 분해하는 역할을 수행하고 있다. 더욱이 하수슬러지의 고분자 응집제로 이용되고 있는 아크릴아마이드등 고분자응집제를 분해하는 능력도 매우 우수하여 그간 하수슬러지의 탈수 및 건조에 커다란 장애가 되고 있는 슬러지의 응집 구조를 파괴시켜 미생물의 분해 활성을 높여주어 처리 효율을 제고하는 효과가 크다.And, Bacillus Megaterium is a microorganism with excellent proteolytic ability, and it plays a role in decomposing protein polymers ingested by dominant species in earthworm intestine. In addition, the ability to decompose polymer coagulants such as acrylamide, which is used as polymer coagulant for sewage sludge, is also very good, thus destroying the cohesive structure of sludge, which is a major obstacle to dehydration and drying of sewage sludge. The effect of improving efficiency is great.
Geobacillus stearothermophilus는 고온성 미생물로서 발효처리의 속도가 매우 빠른데 이런 특성을 이용하여 그간 음식폐기물의 고온성 발효에 많이 이용되는데 주요 미생물로 이용되고 있다. 본 발명에서는 이와 같은 미생물을 하수러지에 투입하여 발효 처리하면서 지렁이 장내 주입시켜 우점종 시켜 지렁이 장내에서 발효처리 하도록 한다. Geobacillus Stearothermophilus is a high temperature microorganism, and the fermentation process is very fast. It is widely used for high temperature fermentation of food waste. In the present invention, such microorganisms are injected into the sewage sludge while fermentation treatment is carried out in the earthworm intestinal dominant species to be fermented in the earthworm intestine.
Geobacillus stearothermophilus는 호온성 미생물로 고대의 원시 대기 및 바다에 존재했던 고미생물로 알려져 극한의 환경에서도 증식 및 활동이 가능하여 하수슬러지의 고분자 응집제에 의한 알칼리조건에서도 유기물을 분해하는 능력이 우수하며 지렁이 친화 미생물로서 지렁이 장내 서식이 가능하다. Geobacillus stearothermophilus is a thermophilic microorganism known as a microorganism that existed in the ancient primitive atmosphere and the sea and is capable of proliferation and activity even under extreme conditions, and has excellent ability to decompose organic matter under alkaline conditions by polymer coagulant of sewage sludge. As an earthworm intestinal habitat is possible.
Rhodococcus sp .는 하수슬러지에 포함되어있는 난분해성 화합물인 톨루엔 등의 페놀류의 화합물을 분해하는 능력이 우수한 균주로서 하수슬러지에 포함되어있는 환경호르몬의 유해성을 완화시켜주고 악취를 제거해주는 효과 또한 우수하다.
Rhodococcus sp . Is a strain that has excellent ability to decompose phenolic compounds such as toluene, which is a hardly decomposable compound contained in sewage sludge, and is also effective in mitigating the harmful effects of environmental hormones contained in sewage sludge and removing odors.
위에서 언급한 유기물의 분해 능력이 우수한 광합성세균을 포함하는 5종의 복합 균주를 각각 x108으로 배양하여 각 미생물을 동량으로 혼합하여 제조한 미생물 배양액을 하수슬러지 1톤에 10리터의 비율로 접종한 후 혼합하여 하수슬러지를 별도의 전처리 공정없이 지렁이에게 안정적으로 급이시킬 수 있는 먹이 조건을 만들어서 지렁이 먹이로 사용한다.
Five complex strains containing photosynthetic bacteria with excellent degradability of organic matter mentioned above were incubated at x10 8 , respectively, and microbial cultures prepared by mixing the same amount of microorganisms were inoculated at a rate of 10 liters per ton of sewage sludge. After mixing, sewage sludge is used to feed the earthworms by making them feed conditions stably to the earthworms without any pretreatment.
본 발명은 광합성 세균을 포함하는 5종의 복합 균주를 이용하여 하수슬러지를 1차 처리 후에 이를 지렁이에게 급이하여 퇴비화해서 제조하는 인공토양 제조 방법에 관한 것으로 자세하게는 유기물의 분해 능력이 우수한 광합성세균을 포함하는 5종의 복합 균주(Rodobacter capsulata , Bacillus megaterium , Geobacillus stearothermophilus, Rhodococcus sp .)를 각각 x108으로 배양하여, 각각의 미생물을 동량으로 혼합하여 제조한 미생물 배양액을 하수슬러지 1톤에 10리터 비율로 접종한 후 혼합하여 하수슬러지를 별도의 전처리 공정없이 지렁이에게 먹이로서 안정적으로 급이시킬 수 있다. 이로써 하수슬러지를 지렁이처리하기 위하여 거쳤던 20-50일의 전처리 부숙 기간을 거치지 않아 전체 처리기간과 처리비용 및 공간의 획기적으로 감축하면서도 지렁이 처리가 안정적으로 가능하였고 그간 지렁이 처리 과정에서 발생하였던 부패에 의한 악취 발생도 사람이 악취를 감지하기 어려운 수준으로 획기적으로 저감할 수 있었다.
The present invention relates to an artificial soil production method for producing sewage sludge by composting the sewage sludge after the first treatment using five complex strains including photosynthetic bacteria. Five complex strains containing rodobacter capsulata , Bacillus megaterium , Geobacillus stearothermophilus, Rhodococcus sp . ) Was incubated at x10 8 , each microorganism cultured by mixing the same amount of microorganisms was inoculated at a rate of 10 liters per ton of sewage sludge, and mixed to stably feed the sewage sludge to earthworms without a separate pretreatment step. You can feed. As a result, it is possible to stably reduce the overall treatment period, treatment cost, and space, and to make the earthworm treatment stable without going through the 20-50 days pretreatment housing period, which went through the earthquake treatment for sewage sludge. Odor incidence could also be significantly reduced to a level that makes it difficult for humans to detect odors.
첨부 도면 없음No attachment drawing
본 발명은 광합성 세균을 포함하는 5종의 복합 균주를 이용하여 하수슬러지를 1차 처리 후에 이를 지렁이에게 급이하여 퇴비화하는 방법으로 제조하는 인공토양 제조 방법에 관한 것으로 더 구체적으로는 유기물의 분해 능력이 우수하고 지렁이 친화성이 있는 광합성세균을 포함하는 지렁이 친화 혹은 지렁이 장내 서식하는 5종의 복합 균주 (Rodobacter capsulata , Bacillus megaterium , Geobacillus stearothermophilus, Rhodococcus sp .)를 각각 x108으로 분리동정, 배양하여 각 미생물을 동량으로 혼합하여 제조한 미생물 배양액을 하수슬러지 1톤에 10리터의 비율로 접종한 후 혼합하여 하수슬러지를 별도의 전처리 공정없이 지렁이에게 안정적으로 급이 시킬 수 있는 조건을 만든다.
The present invention relates to an artificial soil manufacturing method for manufacturing sewage sludge by composting the sewage sludge after the first treatment using earthworm complexes including photosynthetic bacteria. Five complex strains inhabiting earthworm-friendly or earthworm-intestinal tract, including photosynthetic bacteria with excellent earthworm-friendly properties capsulata , Bacillus megaterium , Geobacillus stearothermophilus, Rhodococcus sp . ) X10 8 is isolated and cultivated, and the microbial culture solution prepared by mixing each microorganism in the same amount is inoculated at a rate of 10 liters to 1 ton of sewage sludge and mixed to stably sewage sludge to earthworms without a separate pretreatment process. Create a condition that can be met.
[실시예 1] 본 발명에 의한 실시예와 다른 예를 비교하면, 하수슬러지를 아무런 처리도 하지 않고 급이한 경우(도표표시■), 하수슬러지 50일간의 호기성 퇴비화 전처리 공정 경과 후 투입한 경우(□), 본발명의 광합성 세균을 포함하는 5종의 복합 균주를 하수슬러지에 접종하여 투입한 경우(▲)의 35일간의 pH 변화 추이는 다음과 같다.[Example 1] In comparison with Examples according to the present invention and other examples, when the sewage sludge is fed without any treatment (shown in the diagram), when the sewage sludge is added after 50 days of aerobic composting pretreatment. (□) The pH change of 35 days when inoculated and injected into sewage sludge with five complex strains containing photosynthetic bacteria of the present invention is as follows.
즉, 지렁이의 안정적 섭식 조건 유지를 위한 pH의 범위는 5.8-7.5로 알려져 있는데 하수슬러지 단독으로 급이한 경우에는 14일 경과 후부터는 pH가 지렁이 생육조건에 부적합한 것으로 나타났으며 본 발명과 같이 광합성 세균을 포함하는 5종의 복합 균주를 하수슬러지에 접종한 경우의 pH 변화는 50일간의 호기성 퇴비화 조건과 유사하거나 보다 더 안정적인 조건을 그대로 유지하였다.
That is, the range of pH for maintaining a stable feeding condition of the earthworm is known as 5.8-7.5. When the sewage sludge is fed alone, the pH is found to be unsuitable for the earthworm growth conditions after 14 days. The pH change when inoculating sewage sludge with five complex strains containing was maintained in a condition similar to or more stable than the aerobic composting condition of 50 days.
[실시예 2] 본 발명에 의한 35일간의 산화환원전위 변화는 다음과 같았다.EXAMPLE 2 The redox potential change of 35 days by this invention was as follows.
즉, 지렁이의 안정적 섭식 조건 유지를 위한 산화환원전위의 범위는 > 0 mV 이상으로 알려져 있는데 아무런 처리 없이 하수슬러지 단독으로 투입한 경우는 투입 5일경부터 급격히 부숙이 일어나고 있으며, 50일간의 호기성 퇴비화 조건을 거친 하수슬러지의 경우에도 투입 10일 경과 후부터는 급격한 부숙이 이루어져서 14일경부터는 지렁이 생육조건에 부적합한 것으로 나타났지만 본 발명의 광합성 세균을 포함하는 5종의 복합 균주를 하수슬러지에 접종하면 적어도 투입 25일 까지는 안정적인 먹이 조건을 그대로 유지하고 있다.
In other words, the range of redox potential to maintain stable feeding conditions for earthworms is known to be> 0 mV. If sewage sludge is added without treatment, sedimentation occurs rapidly from day 5, and aerobic composting conditions for 50 days In the case of sewage sludge that has undergone the treatment, it has been found that it is not suitable for the earthworm growth conditions from about 14 days since the rapid housing has been made since 10 days of inoculation, but when five complex strains including the photosynthetic bacteria of the present invention are inoculated into sewage sludge for at least 25 days Until then, it maintains stable feeding conditions.
[실시예 3] 본 발명에 의한, 대조구는 하수슬러지를 50일간 호기성 부숙화 전처리를 한 슬러지에서 발생되는 NH3-N(◆)와 NO3-N()의 농도 변화이며 실험구는 광합성 세균을 포함하는 5종의 복합 균주를 하수슬러지에 접종한 후 8일간 체크한 각 농도 변화는 다음과 같이 나타냈다.Example 3 The control group according to the present invention was a change in concentration of NH 3 -N (◆) and NO 3 -N () generated from sludge treated with sewage sludge for 50 days in aerobic maturation pretreatment. After inoculating sewage sludge with five complex strains, each containing a change of concentration, which was checked for 8 days, was shown as follows.
즉, 하수슬러지 호기성 부숙화 전처리 공정을 거친 슬러지에서 발생되는 NH3-N 와 NO3-N의 농도 변화는 암모니아태 질소의 양과 질산태 질소의 양에 별 차이가 없는 반면에 광합성 세균을 포함하는 5종의 복합 균주를 하수슬러지에 접종한 슬러지에서의 NH3-N 와 NO3-N의 농도 변화는 암모니아태 질소의 비율보다 각 2배에서 많게는 5배 이상 증가되는 것으로 확인되었다.In other words, the concentration change of NH 3 -N and NO 3 -N generated in the sludge after the aerobic maturation pretreatment of sewage sludge does not differ significantly between the amount of ammonia nitrogen and nitrate nitrogen, but includes photosynthetic bacteria. The concentration change of NH 3 -N and NO 3 -N in sludge inoculated with five complex strains into sewage sludge was found to be increased by 2 to 5 times more than the ratio of ammonia nitrogen.
이로서 복합 처방된 복합 균주의 활발한 작용에 의해 지렁이에게 소화 흡수가 용이한 형태로 하수슬러지 성상이 변화됨으로써 지렁이 섭식 효율이 최적화되어 그간 단독 급이가 불가능한 것으로 알려져 있던 하수슬러지를 단독적으로 호기성 전처리 공정없이 처리하여도 동등 이상의 처리효율의 획득이 가능하다는 판단에 의해 본 발명을 착안하게 되었던 것이다.
As a result, the sewage sludge properties are changed in a form that is easily digested and absorbed by the earthworm by the active action of the complex prescribed complex, so that the sewage sludge, which is known to be impossible to feed alone, has been optimized without aerobic pretreatment. The present invention was conceived based on the judgment that the treatment efficiency can be obtained even if it is equal to or higher than that.
첨부 도면 및 부호 없음Attached drawings and no sign
Claims (3)
The artificial soil manufacturing method prepared by the method of mixing the sewage sludge using five complex strains containing photosynthetic bacteria and feeding them to earthworms to produce earthworm composting (Vermicomposting).
The method of claim 1, wherein the five complex strains are Rodobacter capsulata , Bacillus megaterium, Geobacillus stearothermophilus , Rhodococcus sp . Method of producing artificial soil by mixing the microorganisms characterized in that the sewage sludge is fed to the earthworms without pre-treatment process to feed the earthworms composting.
The microorganism culture solution prepared by incubating each of the five complex strains at x10 8 and mixing the same amount of microorganisms is inoculated at a rate of 10 liters per ton of sewage sludge, followed by mixing to separate sewage sludge. Method of manufacturing artificial soil by feeding the earthworm to the earthworm composting process without the pretreatment process.
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