KR20170043768A - 미생물을 이용하여 유기성 폐기물을 재활용하는 미생물 퇴비 제조방법 및 이로부터 제조된 생균 퇴비 - Google Patents
미생물을 이용하여 유기성 폐기물을 재활용하는 미생물 퇴비 제조방법 및 이로부터 제조된 생균 퇴비 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 수분을 제거한 케?(cake) 상태의 유기성 폐기물, 축분, 광물질, 사탕수수 또는 톱밥에 호염성미생물 및 복합토양미생물 첨가하여 퇴비를 이룸으로써, 토양 산성화에 의해 절대적으로 부족한 미생물을 토양에 활착시킴으로써, 토양의 상태를 회복시켜 양질의 농산물 생산이 가능하도록 하는 미생물 퇴비 제조방법 및 이로부터 제조된 생균 퇴비에 관한 것이다.
Description
본 발명은 수분을 제거한 케?(cake) 상태의 유기성 폐기물, 축분, 광물질, 사탕수수 또는 톱밥에 호염성미생물 및 복합토양미생물 첨가하여 퇴비를 이룸으로써, 토양 산성화에 의해 절대적으로 부족한 복합토양미생물을 토양에 활착시킴으로써, 토양의 상태를 회복시켜 양질의 농산물 생산이 가능하도록 하는 미생물 퇴비 제조방법 및 이로부터 제조된 생균 퇴비에 관한 것이다.
퇴비화는 유기물을 인위적으로 퇴적 분해시키는 것을 의미하고 유기물이 미생물에 의하여 분해되어 안정화되는 자연적인 공정이며, 부식질(humus)나 퇴비(compost) 상태의 물질로 전환시키는 생물 화학적인 공정으로 정의한다.
이와 같은 유기성 폐기물의 퇴비화는 오물감 및 악취를 없애고 위생적으로 다루기 쉽고 토양이나 작물에 해를 미치지 않는 유효한 퇴비를 만들어 농경지에 비료나 토양개량제로써 재이용하는데 그 목적이 있다.
퇴비화 형식은 크게 개방형과 밀폐형으로 구분되며, 상기 개방형의 경우 다시 정체형과 교반형으로 구분된다. 상기 정체형(static system) 퇴비화 공정은 퇴비 반응조에 혼합 유기물을 퇴적시키고, 교반하지 않는 방법이며, 공기공급은 퇴비조의 상단이나 하단 방향에서 강제 송풍한다. 이 공정은 공기량을 조절하여 반응조내의 온도와 수분을 조절할 수 있다.
상기 교반형(turned system) 퇴비화 공정이란 장방향이나 야전식의 퇴비화에서 교반이 기계식이나 수동식으로 이루어지는 공정을 의미하여, 일반적으로 많이 사용되는 퇴비화 공정으로 사용되고 있다. 퇴비화에서의 주된 공정은 호기성 미생물의 활동을 활발하게 하는 적당한 환경조건을 맞춰줄 필요가 있다. 그 환경조건은 영양원, 수분, 공기, 미생물, 온도, 퇴비화기간 등 6가지로 정리된다. 그러나 기존 퇴비의 경우 염분 문제와 퇴비화를 이루기 위한 기간이 장시간 소요되는 문제가 있었다.
상기의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 염분이 존재하는 환경에서 생장이 가능한 미생물인 호염성미생물 및 복합토양미생물의 복합미생물을 이용함으로써, 호염성미생물이 염을 분해하여 염분문제를 해결하고, 산성화된 토양에 절대적으로 부족한 복합토양미생물을 활착시킴으로써, 유기물은 작물이 쉽게 흡수할 수 있도록 아미노산화 되며, 퇴비화속도가 기존 방법에 비해 2~4개월 정도 단축되고, 축분을 사용하더라도 악취 발생 정도가 매우 미미한 고품질의 미생물 퇴비 제조방법 및 이로부터 제조된 생균 퇴비를 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 수분을 제거한 케?(cake) 상태의 유기성 폐기물 30~50wt%와, 축분 10~30wt%와, 광물질 2~10wt%, 사탕수수 또는 톱밥 30~50wt%를 혼합하여 1차퇴비혼합물을 조성하는 단계와,
상기 1차퇴비혼합물을 살균 발효기에 넣고 300~1,000℃에서 2~6시간 동안 가열하여 살균하는 단계와,
상기 살균 단계를 거친 퇴비혼합물을 배양기에 투입한 후, 수분함량 30~65wt%, 온도 35~80℃의 조건에서 호염성미생물 및 복합토양미생물을 상기 배양기에 투입하되, 퇴비혼합물 전체 양 대비 1~10wt%로 투입하여 2차퇴비혼합물을 조성한 후 2~8시간 동안 호염성미생물 및 복합토양미생물을 배양하는 단계와,
상기 배양기에서 배양과정을 거친 2차퇴비혼합물을 수분 30~60wt%로 유지하는 조건에서 20일~2개월 동안 자연숙성하는 단계를 포함하여 이루어지는 유기성 폐기물을 이용한 미생물 퇴비 제조방법을 제공한다.
그리고 상기 미생물 퇴비 제조방법을 통해 제조되는 것으로서,
수분을 제거한 케?(cake)상태의 유기성 폐기물 30~50wt%와, 축분 10~30wt%와, 광물질 2~10wt%, 사탕수수 또는 톱밥 30~50wt%를 혼합하여 조성된 1차퇴비혼합물과,
상기 1차 퇴비혼합물 90~99wt%에 호염성미생물 및 복합토양미생물 1~10wt%를 첨가하여 2차퇴비혼합물을 조성한 후 발효과정을 거쳐 제조된 것임을 특징으로 하는 생균 퇴비를 제공한다.
본 발명에 따른 퇴비화 방법은 호염성미생물 및 복합토양미생물에 의해 퇴비에 포함되는 염분을 분해하기 때문에 기존 퇴비가 갖고 있던 염분 문제를 고려하지 않아도 되는 장점이 있다.
토양의 산성화에 의해 절대적으로 부족한 복합토양미생물을 퇴비를 통해 토양에 활착시킴으로써 토양의 상태를 회복시키고, 또한 토양에 활착된 복합토양미생물에 의해 유기물을 유효성분이 작물로 쉽게 흡수될 수 있도록 충분히 아미노산화함으로써, 양질의 농산물 생산이 가능하도록 하는 고기능성의 생균 퇴비를 제공할 수 있다.
퇴비화를 이루는 기간이 상당히 단축되며, 축분과 유기성 폐기물을 이용하여 제조된 퇴비에서 악취가 발생하지 않아 생산성이 매우 뛰어나다는 장점이 있다.
매일 배출되는 음식물쓰레기 등의 유기성 폐기물 케? 및 축산분뇨를 재이용하여 퇴비를 제조함으로써 2차 환경오염을 막고 토양을 개량하며 일자리를 창출하는 장점이 있다.
이하, 상기 기술 구성의 구체적인 내용을 살펴보도록 한다.
상기한 바와 같이, 유기성 폐기물을 이용한 미생물 퇴비 제조방법은 수분을 제거한 케?(cake)상태의 유기성 폐기물 30~50wt%와, 축분 10~30wt%와, 광물질 2~10wt%, 사탕수수 또는 톱밥 30~50wt%를 혼합하여 1차퇴비혼합물을 조성하는 단계와,
상기 1차퇴비혼합물을 살균 발효기에 넣고 300~1,000℃에서 2~6시간 동안 가열하여 살균하는 단계와,
상기 살균 단계를 거친 퇴비혼합물을 배양기에 투입한 후, 수분함량 30~65wt%, 온도 35~80℃의 조건에서 호염성미생물을 포함하여 조성된 복합토양미생물을 상기 배양기에 투입하되, 퇴비혼합물 전체 양 대비 1~10wt%로 투입하여 2차퇴비혼합물을 조성한 후 2~8시간 동안 복합토양미생물을 배양하는 단계와,
상기 배양기에서 배양과정을 거친 2차퇴비혼합물을 수분 30~60wt%로 유지하는 조건에서 20일~2개월 동안 자연숙성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 유기성 폐기물은 유기체들이 인간의 활동과 관련된 여러 가지 물질의 전환과정에서 발생하는 폐기물을 말하는 것으로서, 음식폐기물을 비롯하여 농축산 폐기물, 임산폐기물, 수산폐기물, 유기성 슬러지 등으로 대별할 수 있으며, 대표적인 유기성 폐기물에는 음식과 축산폐기물을 둘 수 있다.
상기 유기성 폐기물 중 음식폐기물은 일반적으로 다른 유기성 폐기물에 비하여 수분함량이 80~90%로 높으며, 수분을 제외한 상태에서는 고형물에 유기물의 함량이 높은 것이 특징이다. 음식폐기물의 pH는 배출 후 미생물에 의해 쉽게 분해되어 산이 생성되고 김치 등 발효 음식물 자체의 pH 때문에 대부분 산성을 나타낸다.
또한 염분은 짠 음식을 좋아하는 우리나라의 식생활 습관 때문에 4%이상의 높은 함유율을 보이므로, 음식폐기물을 퇴비제품의 원료로 사용할 때는 염분함량에 대한 적절한 조치가 필요하다.
일반적으로 가축분뇨의 퇴비 중 우분퇴비는 재래 축분퇴비의 대표적인 것이며 C/N비는 15~20이다. 우분을 퇴적하여 약 1개월 동안 발효시키면 열이 발생하여 수분이 40~50wt%로 줄고 C/N비가 15로 내려간다.
그리고 돈분퇴비는 대개 비교성분의 함량이 우분보다는 높고 계분보다는 낮은 편이며 사료 질의 영향을 우분보다 덜 받는다. 부숙과정에서 높은 온도로 발열하므로 수분의 증발감소가 많아 30% 이하로 되는 경우도 많다. 부숙돈분의 C/N비는 우분보다 낮아 10~12로 질소가 더 함유되어 있음을 나타낸다.
또한 계분퇴비는 비료성분 함량이 우분퇴비의 약 3배, 돈분퇴비의 약 1.5배정도 높고 C/N비는 6~8로 낮아 질소함량이 높음을 나타낸다.
상기 축분, 즉 가축분뇨는 작물의 생산에 있어 높은 생산성을 유지할 수 있어 화학비료의 대체수단으로 활용할 수 있으나, 퇴비 중 구리와 아연으로 인해 과도한 축분슬러지의 사용은 수질과 토양을 오염시킬 수 있다. 따라서 퇴비를 제조할 때 적정량을 투입하는 것이 바람직하다.
상기 유기성 폐기물과 축분을 그대로 사용할 수도 있으나, 유기성 폐기물 중 특히 음식물폐기물과 축분에는 리그닌 및 셀룰로오스의 난분해성 물질이 포함되어 있어 퇴비화 공정이 길어지는 문제가 발생하게 되며, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 상기 유기성 폐기물과 축분에 전자빔 가속기를 이용하여 1~30kGy의 전자빔 흡수선량이 되도록 조사처리함으로써 결합기 중 메톡시 기의 C-H bond의 소실이 일어나도록 리그닌과 셀룰로오스를 개질함으로써, 퇴비화를 촉진시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 광물질은 80 ~ 250mesh의 입도를 갖는 것으로서, 발포 버미큘라이트, 발포 펄라이트, 일라이트, 맥반석, 세피오라이트, 제오라이트, 몬모릴로나이트, 게르마늄, 백운석, 규석 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합으로 이루어지는 것으로, 상기 광물질 중 발포 버미큘라이트, 발포 펄라이트, 일라이트, 맥반석, 세피오라이트, 제오라이트, 몬모릴로나이트는 800 ~ 1300℃에서 급가열하여 기공을 팽창 전보다 20 ~ 30배로 증가시켜 경량화한 후 80 ~ 250 mesh의 크기로 분쇄한 것을 사용한다.
상기 발포 버미큘라이트(질석)는 운모계 광석으로 1000℃에서 소성한 유공형의 무기질로 비중이 0.2 ~ 0.4이고, 흡수율이 90%인 것을 사용한다.
상기 발포 펄라이트는 단위 용적 중량이 0.03 ~ 0.25g/ℓ이고, 열전도율이 0.03 ~ 0.05kcal/mh·℃이고, pH가 6.5로서 화학적으로 중성(무독성)인 것을 사용한다.
상기 일라이트는 점토입자 크기의 2 ~ 4㎛의 미립질 광물로 경도가 1 ~ 2이고, 비중이 2.6 ~ 2.9인 것을 사용한다. 상기 몬모릴로나이트는 굳기 1 ~ 1.5, 비중 2 ~ 2.5, 굴절률 1.48 ~ 1.6으로 수분을 흡수하여 원래 부피의 7 ~ 10배로 팽윤하는 것을 사용한다.
상기 톱밥은 가축분 퇴비의 수분조절제와 팽화제로 가장 많이 사용되는 재료이다. 톱밥은 OM/N 비율이 높고, 입자가 크며, 수분 흡수량이 많고 취급이 용이하며, 악취의 흡착능력이 좋다. 수분의 양은 6.14wt%이고, Hg, Cd, Cr등 중금속 등은 검출되지 않는다. pH는 6이며, 염분농도는 0.01%이다.
그러나 톱밥은 리그닌 함량이 높기 때문에 분해되는 시간이 길어지는 단점이 있다. 가축분은 수분함량이 높고 OM/N 비가 낮으므로 톱밥의 특성이 퇴비화의 제약 요인은 되지 않지만 톱밥이 퇴비화 과정에서 다량 혼합되는 것은 바람직하지 않다. 이는 톱밥이 퇴비화 과정에서 다량 혼합되면 통기성이 형성되어 퇴비화에는 이로우나, 퇴비화하는 대상물질의 함수율이 낮아지는 문제가 발생하기 때문이다.
또한 상기 톱밥 외에 사탕수수, 코코피드, 밀기울, 미강 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 첨가제를 사용할 수 있다.
상기 호염성미생물은 할로바실러스(Halobacillus), 할로모나스(Halomonas)를 대표적으로 사용하며,
상기 복합토양 미생물은 초산균(Acetobacter aceti), 아세토박터 자일리늄(Acetobacter xylinum), 초산박테리아(Acetobacter suboxydans), 아크로모박터 니트릴로클라테스(Achromobacter nitriloclastes), 아크로모박터 파라피노클라스터스(Achromobacter paraffinoclastus), 아르트로박터 글로비포미스(Arthrobacter globiformis), 아르트로박터 파라피너스(Arthrobacter paraffineus), 아르트로박터 루벨러스(Arthrobacter rubellus), 아조토박터 아길리스(Azotobacter agilis), 아조토박터 크로코큠(Azotobacter chroococcum), 아조토박터 비넬란딜(Azotobacter vinelandil), 바실러스 아미로리퀴페시언(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 브레비스(Bacillus brevis), 바실러스 키티노스포러스(Bacillus chitinosporus), 바실러스 서큐란(Bacillus circulans), 바실러스 코아귤란(Bacillus coagulans), 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 메가테리엄(Bacillus megaterium), 바실러스 폴리믹사(Bacillus polymyxa), 바실러스 라디시콜라(Bacillus radicicola), 바실러스 스테아로더마필러스(Bacillus stearothermophilus), 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 터린기에니시스(Bacillus thuringiensis), 셀루로모나스 비아조티아(Cellulomonas biazotea), 셀루로모나스 피미(Cellulomonas fimi), 셀루로모나스 푸실라(Cellulomonas pusilla), 클로스트리디윰 아세토부틸리큠(Clostridium acetobutylicum), 클로스트리디윰 파스터리아늄(Clostridium pasterianum), 클로스트리디윰 더마셀륨(Clostridium thermocellum), 클로스트리디윰 더마사카하로티큠(Clostridium thermosaccharolyticum), 코르네박테리윰 하이드로카보클라스터스(Corynebacterium hydrocarboclastus), 코르네박테리윰 디옥시단(Corynebacterium dioxydans), 코르네박테리윰 이큐(Corynebacterium equi), 코르네박테리윰 하이드로카복시단(Corynebacterium hydrocarbooxydans), 코르네박테리윰 리네일(Corynebacterium renale), 플라보박테리윰 옥시단(Flavobacterium oxydans), 클렙시엘라 오제네(Klebsiella ozaenae), 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus), 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 델브루엑키(Lactobacillus delbrueckii), 락토바실러스 데시디오서스(Lactobacillus desidiosus), 락토바실러스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum), 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis), 루코노스톡 시토보럼(Leuconostoc citovorum), 락토바실러스 덱트라니큠(Lactobacillus dextranicum), 락토바실러스 메센테로이드(Lactobacillus mesenteroids), 락토바실러스 오에노스(Lactobacillus oenos), 마이크로코쿠스 세리피칸(Micrococcus cerificans), 마이크로코쿠스 세롤리티쿠스(Micrococcus cerrolyticus), 마이크로코쿠스 파라피놀키쿠스(Micrococcus paraffinolyticus), 마이크로코쿠스 바리안(Micrococcus varians), 미코박테리윰 치테(Mycobacterium chitae), 미코박테이윰 파라피니큠(Mycobacterium paraffinicum), 니트로박터 유로페라(Nitrobacter europaea), 노카디아 코랄리나(Nocardia corallina), 노카디아 하이드로카본옥시단(Nocardia hydrocarbono-oxydans), 노카디아 케라토리티카(Nocardia keratolytica), 노카디아 미니마(Nocardia minima), 노카디아 오파카(Nocardia opaca), 노카디아 파라피니카(Nocardia parafinica), 노카디아 루브라(Nocardia rubra), 노카디아 살모니콜라(Nocardia salmonicolor), 슈도모나스 아시도보란(Pseudomonas acidovorans), 슈도모나스 알칼리제너스(Pseudomonas alcaligenes), 슈도모나스 알리콜라(Pseudomonas alliicola), 슈도모나스 세파시아(Pseudomonas cepacia), 슈도모나스 크레오소텐시스(Pseudomonas creosotensis), 슈도모나스 다큔해(Pseudomonas dacunhae), 슈도모나스 데스모리티카(Pseudomonas desmolytica), 슈도모나스 플루레신(Pseudomonas fluorescens), 슈도모나스 올레오보란(Pseudomonas oleovorans), 슈도모나스 프티다(Pseudomonas putida), 리조비엄 제포니큠(Rhizobium japonicum), 리조비엄 레규미노사륨(Rhizobium leguminosarum), 리조비엄 루피니(Rhizobium lupini), 리조비엄 멜리로티(Rhizobium meliloti), 리조비엄 페세올리(Rhizobium phaseoli), 리조비엄 틀리폴리(Rhizobium trifolii), 세라티아 리퀴페시언(Serratia liquefaciens), 세라티아마르세신(Serratia marcescens), 스테렙토코서스 아가라티에(Streptococcus agalactiae), 스테렙토코서스 이퀴시밀리스(Streptococcus equisimilis), 스테렙토코서스 페시엄(Streptococcus faecium), 스테렙토코서스 락티스(Streptococcus lactis), 악티노플레인 미소우리엔시스(Actinoplane missouriensis), 아나릴푸스 자포니쿠스(Analipus japonicus), 스테렙토미세스 카카오이(Streptomyces cacaoi), 스테렙토미세스 셀루오세스(Streptomyces celluosae), 스테렙토미세스 시네모넨시스(Streptomyces cinnamonensis), 스테렙토미세스 디아스타티쿠스(Streptomyces diastaticus), 스테렙토미세스 프라디에(Streptomyces fradiae), 스테렙토미세스 그리세우스(Streptomyces griseus), 더마아세티노미세스 불가리스(Thermoactinomyces vulgaris), 더모모노스포라 비리디스(Thermomonospora viridis), 더모포리스포라 폴리포라(Thermopolyspora polyspora), 아스페기러스 니거(Aspergillus niger), 아스페리거스 아바모리(Aspergillus awamori), 아스페리거스 오리제(Aspergillus oryzae), 아스페르길러스 파라시티쿠스(Aspergillus parasiticus), 아스페리거스 포에니시스(Aspergillus phoenicis), 아우레오바시듐 불루란(Aureobasidium pullulans), 케토미윰 글로보슘(Chaetomium globosum), 케토미윰 피루리레륨(Chaetomium piluliferum), 케토미윰 리플렉슘(Chaetomium reflexum), 케토미윰 더마필륨(Chaetomium thermophilum), 클소스포리엄 아스페라큠(Chrysosporium asperatum), 클소스포리엄 케라티노필리엄(Chrysosporium keratinophilum), 클소스포리엄 페노러스(Chrysosporium pannorus), 클소스포리엄트로피큠(Chrysosporium tropicum), 클라도스포리엄 클라도스포리오이데스(Cladosporium cladosporioides), 클라도스포리엄레시네(Cladosporium resinae), 게이티큠 켄디듐(Geothichum candidum), 휴미콜라 그리시아(Humicola grisea), 휴미콜라 미니마(Humicola minima), 무코 미에헤이(Mucor miehei), 무코 푸실리스(Mucor pusilis), 페니실륨 시트리늄(Penicillium citrinum), 페니실륨 시아노플븀(Penicillium cyano-fulvum), 페니실륨 시클로피윰(Penicillium cyclopium), 페니실륨 프로테오리티큠(Penicillium proteolyticum), 페니실륨 로큐포티(Penicillium roquefortii), 플레우로터스 시스티디어스(Pleurotus cystidious), 폴리포러스 팔루스트리스(Polyporus palustris), 폴리포러스 팔루트리스(Polyporus palustris), 리조푸스 니베우스(Rhizopus niveus), 리조푸스 올리고스포러스(Rhizopus oligosporus), 리조푸스 오리제(Rhizopus oryzae), 더마미세스 베루코서스(Thermomyces verrucosus), 트라메테 큐벤시스(Trametes cubensis), 트라메테 세리아리스(Trametes serialis), 트리코클라디윰 오파큠(Trichocladium opacum), 트리코데마 하지아늄(Trichoderma harzianum), 트리코데마 코닌기(Trichoderma koningii), 트리코데마 론기브라치아튬(Trichoderma longibranchiatum), 트리초더마 비리데(Trichoderma viride), 버티큘늄 레카니(Verticilium lecanii), 칸디다 귤리에몬디(Candida guiliermondii), 칸디다 르포리티카(Candida lpolytica), 칸디다 슈도트로피칼리스(Candida pseudotropicalis), 칸디다 유틸리스(Candida utilis), 미로더시윰 베루카리아(Myrothecium verrucaria), 사카로미세스 우바륨(Saccharomyces uvarum), 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae), 사카로미코미콥시스(Saccharomycopsis)세룰로모나스 폴리아(Cellulomonas folia), 콘드로코커스 엑시거스(Chondrococcus exiguus), 믹소코커스 비레신(Myxococcus virescence), 엠.풀버스(M.fulvus), 티오바실러스 티옥시단(Thiobacillus thiooxidans), 티.데니티피칸(T.denityificans), 바실러스 세레우스(Bacillu cereus), 엔테로박터 클로아캐(Enterobacter cloacae), 플라보 박테리움 발러스티늄(Flavobacterium balustinum), 퓨도모나스 플로레신(Pseudomonas fluorescence), 피.푸티아(P.putida), 피.스투제리(P.stutzeri), 산토모나스 말토필리아(Xanthomonas maltophilia), 퓨사리움 컬모륨(Fusarium culmorum), 스티산너스 스테모니티스(Stysanus stemonitis), 코프리너스 시네레어스(Coprinus cinereus), 시.메가세팔러스(C.megacephalus), 시.라고퍼스(C.lagopus), 클리토플리어스 핀시터스(Clitopilus pinsitus), 에이.테레어스(A.terreus), 에이.퓨미가터스(A.fumigatus), 리조푸스 니그리칸(Rhizopus nigricans), 알.오리재(R.oryzae), 틀리코더마 버디(Trichoderma virdie), 티.하지아늄(T.harzianum), 티.하마튬(T.hamatum), 티.코닌기(T.koningii), 무코 스피넨스(Mucor spinescens), 엠.아분다스(M.abundas), 엠.히말리스(M.hiemallis), 캐토미움 골보섬(Chaetomium golbosum), 시.아우레윰(C.aureum), 페니실리움 오크로-클로론(Penicillium ochro-chloron), 피.그리세오풀붐(P.griseofulvum), 글리오라디윰 비렌스(Gliocladium virens), 바실러스 스테로더모필리스(Bacillus stearothermophilis), 비.리체니포미스(B.licheniformis), 비.섭틸리스(B. subtilis), 비.코아굴란스(B.coagulans), 비.서큐란스(B.circulans), 비.브레비스(B.brevis), 비.스페리쿠스(B.sphaericus), 언나신드 바실러스 에스피피(Unassigned Bacillus spp), 노카디아 브라실리신시스(Norcadia brasilixnsis), 슈도노카디아 더마필라(Pseudonocardia thermophila), 스트렙토미세스 렉터스(Streptomyces rectus), 에스.더모퓨쿠스(S.thermofuscus), 에스.더마필러스(S.thermophilus), 에스.더마바이오라세스(S.thermoviolaceus), 에스.더모불가리스(S.thermovulgaris), 에스.바이오라세루버(S.violaceruber), 더모노스포라 커바타(thermonospora curvata), 티.푸스카(T.fusca), 티.글라우쿠스(T.glaucus), 아스퍼길러스 푸미기터스(Aspergillus fumigtus), 휴미콜라 인소렌스(Humicola insolens), 에이치.그리세어스(H.griseus), 에이치.라누기온사(H.lanugionsa), 무코 푸실러스(Mucor pusilus), 케토미엄 더마필리레(Chaetomium thermophile), 압시디아 라모사(Absidia ramosa), 탈라로미세스 듀폰티(Talaromyces duponti), 스포로트리츔 더마필(Sporotrichum thermophil), 에스.클로리늄(S.chlorinum), 스티벨라 더모필라(Stilbella thermophila), 말브란케아 불케라(Malbranchea pulchella), 더마시큐스 아우란티쿠스(Thermoascus auranticus), 토룰라 더마필(Torula thermophil), 비소힐라미스 에스피(Byssohlamys sp.) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합으로 이루어진다.
상기의 과정을 거쳐 본 발명에 따른 생균 퇴비가 제조되는 것으로서,
정리하면, 수분을 제거한 케?(cake) 상태의 유기성 폐기물 30~50wt%와, 축분 10~30wt%와, 광물질 2~10wt%, 사탕수수 또는 톱밥 30~50wt%를 혼합하여 조성된 1차퇴비혼합물과,
상기 1차퇴비혼합물 90~99wt%에 호염성미생물 및 복합토양미생물의 복합미생물 1~10wt%를 첨가하여 2차퇴비혼합물을 조성한 후 발효과정을 거쳐 제조된다.
상기 유기성 폐기물의 사용량이 30wt% 미만인 경우에는 유기성 폐기물의 재활용도가 떨어져 효과적인 폐자원의 재이용이 이루어질 수 없다는 문제가 있고, 50wt%를 초과하게 되는 경우에는 전체 퇴비의 함수율 증가로 인한 고품질의 퇴비를 제조하기 어렵다는 문제가 있으므로, 상기 유기성 폐기물의 사용량은 1차퇴비혼합물의 전체 양에 대해 30~50wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 축분의 사용량이 10wt% 미만인 경우에는 작물의 생산성 향상에 크게 기여하기 어렵고, 30wt%를 초과하게 되는 경우에는 퇴비 중에 포함되어 있는 구리, 아연으로 인한 수질, 토양 오염을 일으킬 수 있으므로, 상기 축분의 사용량은 1차퇴비혼합물의 전체 양에 대해 10~30wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 광물질은 퇴비의 기능성 향상을 위해 사용하는 것으로서, 이와 같은 기능성은 1차퇴비혼합물의 전체 양에 대해 2~10wt%의 범위 내에서 최적화될 수 있다.
상기 사탕수수 또는 톱밥은 수분조절 및 악취흡수 기능을 갖는 것으로서, 그 사용량이 30wt% 미만인 경우에는 이와 같은 기능성이 떨어지고, 50wt%를 초과하게 되는 경우에는 퇴비의 함수율이 낮아지고, 리그닌 등의 난분해성 물질이 퇴비화 시간에 영향을 미칠 수 있으므로, 상기 사탕수수 또는 톱밥의 사용량은 1차퇴비혼합물의 전체 양에 대해 30~50wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기의 조성범위에 의해 혼합조성되는 1차퇴비혼합물에 최종적으로 복합토양미생물을 첨가하여 2차퇴비혼합물을 조성한 후 발효과정을 거침으로써 본 발명에 따른 생균 퇴비를 수득하게 된다.
이때 2차퇴비혼합물은 1차퇴비혼합물 90~99wt%과 호염성미생물 및 복합토양미생물 1~10wt%의 혼합으로 조성된다.
상기 호염성미생물 및 복합토양미생물의 사용량이 1wt% 미만인 경우에는 발효가 원활하게 이루어질 수 없어 퇴비화가 제대로 이루어지지 않고, 10wt%를 초과하게 되는 경우에는 발효에 미치는 영향의 변화가 미미하여 무의미하므로, 상기 호염성미생물 및 복합토양미생물의 사용량은 2차퇴비혼합물의 전체 양에 대해 1~10wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 생균 퇴비의 구체적인 예를 살펴보면,
수분을 제거한 케?(cake) 상태의 음식폐기물 40wt%와, 돈분 15wt%와, 발포 버미큘라이트: 발포 펄라이트: 일라이트의 배합비가 중량비율로 1:1:1로 배합조성된 광물질 5wt%와, 톱밥 40wt%를 혼합하여 1차퇴비혼합물을 조성하고,
상기 1차퇴비혼합물 95wt%에 할로바실러스(Halobacillus), 할로모나스(Halomonas), 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae), 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 티오바실루스(Thiobacillus sp.), 하이포마이크로비옴(Hyphomicrobium sp.), 티오바실러스 티오파러스(Thiobacillus thioparus), 바실러스 아미로리퀴페시언(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 브레비스(Bacillus brevis), 바실러스 키티노스포러스(Bacillus chitinosporus), 바실러스 서큐란(Bacillus circulans), 바실러스 코아귤란(Bacillus coagulans), 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 메가테리엄(Bacillus megaterium), 바실러스 폴리믹사(Bacillus polymyxa), 바실러스 라디시콜라(Bacillus radicicola), 바실러스 스테아로더마필러스(Bacillus stearothermophilus), 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 터린기에니시스(Bacillus thuringiensis)가 동 중량비율로 배합되어 조성된 복합미생물 5wt%를 첨가하여 수분 40wt%로 유지하는 조건에서 1개월 동안 자연숙성시켜 퇴비를 완성한다. 이와 같이 제조된 퇴비는 바로 포장하여 제품으로 판매된다.
본 발명에 따른 퇴비는 복합미생물에 의한 염분 분해가 가능하여, 유기성 폐기물인 음식물쓰레기에 포함되어 있는 염분 문제를 고려하지 않아도 되고, 퇴비화 과정에서 유기물이 유효성분이 작물로 쉽게 흡수될 수 있도록 충분히 분해시킴으로써, 고기능성의 퇴비를 제공할 수 있다. 그리고 퇴비화를 이루는 기간이 상당히 단축되며 악취가 발생하지 않아 생산성이 매우 뛰어나며, 토양개량제로도 활용이 가능하여 산업상 이용가능성이 크다.
Claims (5)
- 수분을 제거한 케?(cake)상태의 유기성 폐기물 30~50wt%와, 축분 10~30wt%와, 광물질 2~10wt%, 사탕수수 또는 톱밥 30~50wt%를 혼합하여 1차퇴비혼합물을 조성하는 단계와,
상기 1차퇴비혼합물을 살균 발효기에 넣고 300~1,000℃에서 2~6시간 동안 가열하여 살균하는 단계와,
상기 살균 단계를 거친 퇴비혼합물을 배양기에 투입한 후, 수분함량 30~65wt%, 온도 35~80℃의 조건에서 호염성미생물 및 복합토양미생물을 상기 배양기에 투입하되, 퇴비혼합물 전체 양 대비 1~10wt%로 투입하여 2차퇴비혼합물을 조성한 후 2~8시간 동안 미생물을 배양하는 단계와,
상기 배양기에서 배양과정을 거친 2차퇴비혼합물을 수분 30~60wt%로 유지하는 조건에서 20일~2개월 동안 자연숙성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 미생물을 이용하여 유기성 폐기물을 재활용하는 미생물 퇴비 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
유기성 폐기물과 축분은 전자빔 가속기를 이용하여 1~30kGy의 전자빔 흡수선량이 되도록 조사처리한 것임을 특징으로 하는 미생물을 이용하여 유기성 폐기물을 재활용하는 미생물 퇴비 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
광물질은 발포 버미큘라이트, 발포 펄라이트, 일라이트, 맥반석, 세피오라이트, 제오라이트, 몬모릴로나이트, 게르마늄, 백운석, 규석 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합인 것임을 특징으로 하는 미생물을 이용하여 유기성 폐기물을 재활용하는 미생물 퇴비 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
복합토양 미생물은 초산균(Acetobacter aceti), 아세토박터 자일리늄(Acetobacter xylinum), 초산박테리아(Acetobacter suboxydans), 아크로모박터 니트릴로클라테스(Achromobacter nitriloclastes), 아크로모박터 파라피노클라스터스(Achromobacter paraffinoclastus), 아르트로박터 글로비포미스(Arthrobacter globiformis), 아르트로박터 파라피너스(Arthrobacter paraffineus), 아르트로박터 루벨러스(Arthrobacter rubellus), 아조토박터 아길리스(Azotobacter agilis), 아조토박터 크로코큠(Azotobacter chroococcum), 아조토박터 비넬란딜(Azotobacter vinelandil), 바실러스 아미로리퀴페시언(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 브레비스(Bacillus brevis), 바실러스 키티노스포러스(Bacillus chitinosporus), 바실러스 서큐란(Bacillus circulans), 바실러스 코아귤란(Bacillus coagulans), 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 메가테리엄(Bacillus megaterium), 바실러스 폴리믹사(Bacillus polymyxa), 바실러스 라디시콜라(Bacillus radicicola), 바실러스 스테아로더마필러스(Bacillus stearothermophilus), 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 터린기에니시스(Bacillus thuringiensis), 셀루로모나스 비아조티아(Cellulomonas biazotea), 셀루로모나스 피미(Cellulomonas fimi), 셀루로모나스 푸실라(Cellulomonas pusilla), 클로스트리디윰 아세토부틸리큠(Clostridium acetobutylicum), 클로스트리디윰 파스터리아늄(Clostridium pasterianum), 클로스트리디윰 더마셀륨(Clostridium thermocellum), 클로스트리디윰 더마사카하로티큠(Clostridium thermosaccharolyticum), 코르네박테리윰 하이드로카보클라스터스(Corynebacterium hydrocarboclastus), 코르네박테리윰 디옥시단(Corynebacterium dioxydans), 코르네박테리윰 이큐(Corynebacterium equi), 코르네박테리윰 하이드로카복시단(Corynebacterium hydrocarbooxydans), 코르네박테리윰 리네일(Corynebacterium renale), 플라보박테리윰 옥시단(Flavobacterium oxydans), 클렙시엘라 오제네(Klebsiella ozaenae), 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus), 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 델브루엑키(Lactobacillus delbrueckii), 락토바실러스 데시디오서스(Lactobacillus desidiosus), 락토바실러스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum), 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis), 루코노스톡 시토보럼(Leuconostoc citovorum), 락토바실러스 덱트라니큠(Lactobacillus dextranicum), 락토바실러스 메센테로이드(Lactobacillus mesenteroids), 락토바실러스 오에노스(Lactobacillus oenos), 마이크로코쿠스 세리피칸(Micrococcus cerificans), 마이크로코쿠스 세롤리티쿠스(Micrococcus cerrolyticus), 마이크로코쿠스 파라피놀키쿠스(Micrococcus paraffinolyticus), 마이크로코쿠스 바리안(Micrococcus varians), 미코박테리윰 치테(Mycobacterium chitae), 미코박테이윰 파라피니큠(Mycobacterium paraffinicum), 니트로박터 유로페라(Nitrobacter europaea), 노카디아 코랄리나(Nocardia corallina), 노카디아 하이드로카본옥시단(Nocardia hydrocarbono-oxydans), 노카디아 케라토리티카(Nocardia keratolytica), 노카디아 미니마(Nocardia minima), 노카디아 오파카(Nocardia opaca), 노카디아 파라피니카(Nocardia parafinica), 노카디아 루브라(Nocardia rubra), 노카디아 살모니콜라(Nocardia salmonicolor), 슈도모나스 아시도보란(Pseudomonas acidovorans), 슈도모나스 알칼리제너스(Pseudomonas alcaligenes), 슈도모나스 알리콜라(Pseudomonas alliicola), 슈도모나스 세파시아(Pseudomonas cepacia), 슈도모나스 크레오소텐시스(Pseudomonas creosotensis), 슈도모나스 다큔해(Pseudomonas dacunhae), 슈도모나스 데스모리티카(Pseudomonas desmolytica), 슈도모나스 플루레신(Pseudomonas fluorescens), 슈도모나스 올레오보란(Pseudomonas oleovorans), 슈도모나스 프티다(Pseudomonas putida), 리조비엄 제포니큠(Rhizobium japonicum), 리조비엄 레규미노사륨(Rhizobium leguminosarum), 리조비엄 루피니(Rhizobium lupini), 리조비엄 멜리로티(Rhizobium meliloti), 리조비엄 페세올리(Rhizobium phaseoli), 리조비엄 틀리폴리(Rhizobium trifolii), 세라티아 리퀴페시언(Serratia liquefaciens), 세라티아마르세신(Serratia marcescens), 스테렙토코서스 아가라티에(Streptococcus agalactiae), 스테렙토코서스 이퀴시밀리스(Streptococcus equisimilis), 스테렙토코서스 페시엄(Streptococcus faecium), 스테렙토코서스 락티스(Streptococcus lactis), 악티노플레인 미소우리엔시스(Actinoplane missouriensis), 아나릴푸스 자포니쿠스(Analipus japonicus), 스테렙토미세스 카카오이(Streptomyces cacaoi), 스테렙토미세스 셀루오세스(Streptomyces celluosae), 스테렙토미세스 시네모넨시스(Streptomyces cinnamonensis), 스테렙토미세스 디아스타티쿠스(Streptomyces diastaticus), 스테렙토미세스 프라디에(Streptomyces fradiae), 스테렙토미세스 그리세우스(Streptomyces griseus), 더마아세티노미세스 불가리스(Thermoactinomyces vulgaris), 더모모노스포라 비리디스(Thermomonospora viridis), 더모포리스포라 폴리포라(Thermopolyspora polyspora), 아스페기러스 니거(Aspergillus niger), 아스페리거스 아바모리(Aspergillus awamori), 아스페리거스 오리제(Aspergillus oryzae), 아스페르길러스 파라시티쿠스(Aspergillus parasiticus), 아스페리거스 포에니시스(Aspergillus phoenicis), 아우레오바시듐 불루란(Aureobasidium pullulans), 케토미윰 글로보슘(Chaetomium globosum), 케토미윰 피루리레륨(Chaetomium piluliferum), 케토미윰 리플렉슘(Chaetomium reflexum), 케토미윰 더마필륨(Chaetomium thermophilum), 클소스포리엄 아스페라큠(Chrysosporium asperatum), 클소스포리엄 케라티노필리엄(Chrysosporium keratinophilum), 클소스포리엄 페노러스(Chrysosporium pannorus), 클소스포리엄트로피큠(Chrysosporium tropicum), 클라도스포리엄 클라도스포리오이데스(Cladosporium cladosporioides), 클라도스포리엄레시네(Cladosporium resinae), 게이티큠 켄디듐(Geothichum candidum), 휴미콜라 그리시아(Humicola grisea), 휴미콜라 미니마(Humicola minima), 무코 미에헤이(Mucor miehei), 무코 푸실리스(Mucor pusilis), 페니실륨 시트리늄(Penicillium citrinum), 페니실륨 시아노플븀(Penicillium cyano-fulvum), 페니실륨 시클로피윰(Penicillium cyclopium), 페니실륨 프로테오리티큠(Penicillium proteolyticum), 페니실륨 로큐포티(Penicillium roquefortii), 플레우로터스 시스티디어스(Pleurotus cystidious), 폴리포러스 팔루스트리스(Polyporus palustris), 폴리포러스 팔루트리스(Polyporus palustris), 리조푸스 니베우스(Rhizopus niveus), 리조푸스 올리고스포러스(Rhizopus oligosporus), 리조푸스 오리제(Rhizopus oryzae), 더마미세스 베루코서스(Thermomyces verrucosus), 트라메테 큐벤시스(Trametes cubensis), 트라메테 세리아리스(Trametes serialis), 트리코클라디윰 오파큠(Trichocladium opacum), 트리코데마 하지아늄(Trichoderma harzianum), 트리코데마 코닌기(Trichoderma koningii), 트리코데마 론기브라치아튬(Trichoderma longibranchiatum), 트리초더마 비리데(Trichoderma viride), 버티큘늄 레카니(Verticilium lecanii), 칸디다 귤리에몬디(Candida guiliermondii), 칸디다 르포리티카(Candida lpolytica), 칸디다 슈도트로피칼리스(Candida pseudotropicalis), 칸디다 유틸리스(Candida utilis), 미로더시윰 베루카리아(Myrothecium verrucaria), 사카로미세스 우바륨(Saccharomyces uvarum), 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae), 사카로미코미콥시스(Saccharomycopsis)세룰로모나스 폴리아(Cellulomonas folia), 콘드로코커스 엑시거스(Chondrococcus exiguus), 믹소코커스 비레신(Myxococcus virescence), 엠.풀버스(M.fulvus), 티오바실러스 티옥시단(Thiobacillus thiooxidans), 티.데니티피칸(T.denityificans), 바실러스 세레우스(Bacillu cereus), 엔테로박터 클로아캐(Enterobacter cloacae), 플라보 박테리움 발러스티늄(Flavobacterium balustinum), 퓨도모나스 플로레신(Pseudomonas fluorescence), 피.푸티아(P.putida), 피.스투제리(P.stutzeri), 산토모나스 말토필리아(Xanthomonas maltophilia), 퓨사리움 컬모륨(Fusarium culmorum), 스티산너스 스테모니티스(Stysanus stemonitis), 코프리너스 시네레어스(Coprinus cinereus), 시.메가세팔러스(C.megacephalus), 시.라고퍼스(C.lagopus), 클리토플리어스 핀시터스(Clitopilus pinsitus), 에이.테레어스(A.terreus), 에이.퓨미가터스(A.fumigatus), 리조푸스 니그리칸(Rhizopus nigricans), 알.오리재(R.oryzae), 틀리코더마 버디(Trichoderma virdie), 티.하지아늄(T.harzianum), 티.하마튬(T.hamatum), 티.코닌기(T.koningii), 무코 스피넨스(Mucor spinescens), 엠.아분다스(M.abundas), 엠.히말리스(M.hiemallis), 캐토미움 골보섬(Chaetomium golbosum), 시.아우레윰(C.aureum), 페니실리움 오크로-클로론(Penicillium ochro-chloron), 피.그리세오풀붐(P.griseofulvum), 글리오라디윰 비렌스(Gliocladium virens), 바실러스 스테로더모필리스(Bacillus stearothermophilis), 비.리체니포미스(B.licheniformis), 비.섭틸리스(B. subtilis), 비.코아굴란스(B.coagulans), 비.서큐란스(B.circulans), 비.브레비스(B.brevis), 비.스페리쿠스(B.sphaericus), 언나신드 바실러스 에스피피(Unassigned Bacillus spp), 노카디아 브라실리신시스(Norcadia brasilixnsis), 슈도노카디아 더마필라(Pseudonocardia thermophila), 스트렙토미세스 렉터스(Streptomyces rectus), 에스.더모퓨쿠스(S.thermofuscus), 에스.더마필러스(S.thermophilus), 에스.더마바이오라세스(S.thermoviolaceus), 에스.더모불가리스(S.thermovulgaris), 에스.바이오라세루버(S.violaceruber), 더모노스포라 커바타(thermonospora curvata), 티.푸스카(T.fusca), 티.글라우쿠스(T.glaucus), 아스퍼길러스 푸미기터스(Aspergillus fumigtus), 휴미콜라 인소렌스(Humicola insolens), 에이치.그리세어스(H.griseus), 에이치.라누기온사(H.lanugionsa), 무코 푸실러스(Mucor pusilus), 케토미엄 더마필리레(Chaetomium thermophile), 압시디아 라모사(Absidia ramosa), 탈라로미세스 듀폰티(Talaromyces duponti), 스포로트리츔 더마필(Sporotrichum thermophil), 에스.클로리늄(S.chlorinum), 스티벨라 더모필라(Stilbella thermophila), 말브란케아 불케라(Malbranchea pulchella), 더마시큐스 아우란티쿠스(Thermoascus auranticus), 토룰라 더마필(Torula thermophil), 비소힐라미스 에스피(Byssohlamys sp.) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합으로 조성된 것임을 특징으로 하는 미생물을 이용하여 유기성 폐기물을 재활용하는 미생물 퇴비 제조방법.
- 수분을 제거한 케?(cake) 상태의 유기성 폐기물 30~50wt%와, 축분 10~30wt%와, 광물질 2~10wt%, 사탕수수, 코코피드, 밀기울, 미강 또는 톱밥 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 첨가제 30~50wt%를 혼합하여 조성된 1차퇴비혼합물과,
상기 1차 퇴비혼합물 90~99wt%에 복합토양미생물 1~10wt%를 첨가하여 2차퇴비혼합물을 조성한 후 발효과정을 거쳐 제조된 것임을 특징으로 하는 생균 퇴비.
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