KR940011897B1 - 분뇨혼합 가축배설물의 처리방법 및 그 발효액비(醱酵液肥) - Google Patents

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내용 없음.

Description

분뇨혼합 가축배설물의 처리방법 및 그 발효액비(醱酵液肥)

도면은 본 발명의 실시에 사용하기 위한 가축배설물의 처리장치를 나타낸 종단측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 처리조 2 : 액면계

3 : 폭기펌프 4 : 흡기관

5 : 윗뚜껑 6 : 미생물 투입구

7 : 개구 8 : 소포기

9 : 배수로 10 : 제오라이트

11 : 소포실 12 : 넷트

15 : 송입구 16 : 분뇨액상 배설물

17 : 거품 18 : 공기실

19 : 광합성세균체

본 발명은 분뇨가 혼합된 가축배설물의 처리방법 및 이로부터 생산된 발효액비(醱酵液肥)에 관한 것이다.

근래들어 축산기술의 향상과 더불어 축산업이 날로 증가함에 따라 영세한 소규모 축농가에서부터 기업적 규모의 대단위 축산농가에 이르기까지 축산가축의 배설물을 효과적으로 처리할 수 있는 방법이 강구되어 오고 있지 못한 실정이다.

특히 가축의 배설물처리에 있어서는, 배설물에 포함되어 있는 가축의 탈모등 난분해성 유기물의 제거와, 다량으로 함유되어 있는 수분의 제거 및 배설물로부터 발생하는 악취의 제거 등이 큰 문제로 대두되어 왔었다.

통상적으로 가축의 배설물을 처리하기 위하여는 축사내에서 배설물을 물로 씻어내게 되는데, 이때 축사에 떨어져 있는 가축의 털이나 나무 부스러기 등 각종의 난분해성 유기물이 배설물과 함께 혼입됨은 물론, 세척수 및 뇨에 의한 다량의 수분이 함유될 뿐만 아니라 심한 악취를 동반하게 된다.

현재까지 알려진 가축배설물의 처리는 세척수로 세척한 상기의 분뇨혼합물을 처리조내에서 처리를 하였으나, 난분해성 유기물의 경우는 처리조내에서의 여과 혹은 침전의 방법으로 제거하여 왔으며, 따라서 설비와 많은 작업시간을 요구해 왔었다. 뿐만아니라, 분뇨혼합물이 많은 량의 수분을 함유하고 있으므로 활성오니(汚泥)법 등 정화처리단계를 거쳐 방류시켜야 하므로서 시설비 및 운전관리기술 등 여러가지의 어려움이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하여 효과적인 가축배설물의 처리방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 경제적인 설비를 통해 가축배설물에 포함된 난분해성 유기물을 용이하게 제거하는 가축배설물의 처리방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 정화처리단계 등을 거치지 않고 용이하게 분뇨혼합물의 수분을 제거할 수 있는 가축배설물의 처리방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 가축배설물의 처리방법을 통해 처리된 발효액비를 제공하는데 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도면은 본 발명에 따른 가축배설물의 처리방법의 실시에 사용되는 처리장치이다. 금속제의 처리조(1)의 측면에는 처리조(1)내의 배설물의 투입량을 조정할 수 있도록 액면계(2)가 설치되어 있다. 또한, 처리조(1)의 내부에는 폭기펌프(3)가 처리조의 윗뚜껑(5)으로부터 돌출된 흡기관(4)에 연결되어 있다. 윗뚜껑(5)의 일부에는 미생물투입구(6)가 설치되고, 타의 일부에는 개구(7)를 형성하여 소포기(消泡機)(8)가 설치되어 있다. 이 소포기(8)의 측부에는 소포기(8)에서 처리되어진 발효부숙된 분뇨처리물을 소정의 장소로 보내는 배수로(9)가 설치되어 있다. 또한, 처리조(1)의 일측에는 가축의 배설물을 처리조내로 이송하기 위한 송입구(15)가 형성되어져 있다. 한편, 소포기(8)의 상부에는 소포제로서 제오라이트(10)를 구비한 소포실(11)이 설치되어 있다. 상기 소포기(8)는 소포실(11)에 회전가능하게 축지지된 구동축(8a)과, 그 구동축(8a)의 선단에 일체로 부착되며 회전시 처리조(1)내의 발효부숙된 분노처리물을 흡입하여 인접설치되어 있는 배수로(9)쪽으로 배출되게 하는 프로펠러(8b)로 구성되어 있다. 상기 구동축(8a)의 구동은 미도시한 구동모우터와 연계에 의해서 실행된다. 상기 구동축(8a)을 구동모우터에 의해 구동되게 하는 것은 극히 일반적인 기술이므로 구체적인 구성설명은 생략한다. 아울러, 처리조(1)내에는 발포효과를 촉진하기 위하여 수직상으로 둘러싼 성근망넷트(12)가 설치되어 있다.

이제, 본 발명에 따른 가축배설물의 처리방법을 상기의 처리장치와 관련하여 상세히 설명한다.

송입구(15)에서 처리조(1)로 내보내진 고형분, 탈모, 나무부스러기 등의 난분해성 유기물을 포함한 가축의 분뇨액상배설물(16)은, 처리조(1)의 하부에 쌓인다. 이렇게 쌓인 양은 처리조(1)의 저부로부터 1/3가량이 되도록 액면계(2)가 검지하여 송입구에서 자동으로 분뇨액상배설물의 유입물을 조정한다.

다음, 흡기관(4)에 연결된 폭기펌프(3)를 운전하여 폭기작용에 의해 외부의 공기를 처리조(1)내로 강렬하게 불어넣어 분뇨액배설물을 호기적으로 교반처리한다.

다음, 교반처리된 분뇨액상 배설물에 광합성세균(19)을 미생물투입구(6)로 투입한다. 여기서, 본 발명에 사용되는 광학성세균은 로도스피룰리움 루브럼(Rhodospirillum rubrum), 로도슈도모나스 캡슐라타(Rhodopseudomonas capsulata), 크로마티움 비노섬(Chromatium vinosum) 및 기타의 광합성세균이 사용가능하다. 광합성세균 이외에 필요에 따라서는 유산균 등 발효균을 첨가할 수도 있다.

광합성세균을 투입하는 이유는 광합성세균이 분뇨액상 배설물 중에 포함되어 있는 유기물의 분해 및 정화를 촉진함과 동시에 균체막외의 뮤코다당질에 의한 거품의 형성을 촉진하고 악취발생을 억제시키기 위한 것이다.

폭기펌프(3)의 운전을 계속하여 가축배설물을 발효시킨다. 처리조(1)에 들어온 광합성세균체는 조내에서 점차 활발히 증식하여 배설물중에 포함되어 있는 유기물의 발효에 의한 분해, 정화를 촉진함과 함께, 균체막외의 뮤코다당질에 의한 거품(17)의 형성을 촉진하여 처리조(1)에 현탁하는 미소한 고형물 외에 탈모, 나무부스러기 등의 난분해성 유기물을 거품(17)에 부착한 채로 처리조(1)의 윗부분 약 1/3의 공간, 즉 공기실(18)에 충만하여 발포층을 형성하게 된다.

이때 거품에 부착하고 있는 광합성세균은 계속 증식하면서 거품에 부착되어 있는 유기물을 분해, 정화하여 이들을 무기화시킨다.

무기화되어진 덩어리모양의 거품은 미도시한 구동모우터에 의해 구동되는 구동축(8a)과 같이 일체로 회전되는 흡입용 프로펠러(8b)의 회전운동에 의한 감압작용으로 인해 화살표방향표시와 같이 개구(7)쪽으로 빨려들어가게된다. 상기 개구(7)쪽으로 흡입되는 발포된 거품은 프로펠러(8b)와 접하는 순간 미세하게 분쇄되어 액상의 슬러리상으로 되고, 액상의 슬러리는 프로펠러(8b)의 계속되는 흡입력에 의해 상기 소포기(8)의 프로펠러(8b)측면에 인접된 배수로(9)를 통하여 화살표방향표시와 같이 소정의 장소로 이송된다. 상기 소포처리과정중 기포내에 함유된 수분은 공기중으로 자연적으로 기하되어져서 증발된다. 또한, 소포처리과정중 약간의 암모니아냄새만 발생될 뿐 그외에 다른 냄새는 발생되지 않는다. 따라서 특별한 악취제거제는 사용하지 않는다.

한편, 상기와 같은 과정을 통해 최초 유입된 분뇨액상배설물 중의 약 40~70%의 수분은 발효열에 의해 증산되어진다.

[실시예]

이하에서 상기와 같은 배설물 처리장치를 사용하여 본 발명에 따른 가축배설물의 처리방법에 대한 실시예를 설명한다.

돼지사육장으로부터 발생하는 고형분, 뇨, 탈모 및 나무부스러기 등의 난분해성 유기물을 포함하는 배설물을 물로 씻어내어 건조중량으로 170㎏ 일일의 분뇨액상배설물을 처리조로 이송시켜 상기와 같은 방법으로 처리를 하였다. 그리고, 매일 처리조내에 줄어든 량만큼 액면계를 통하여 분뇨액상배설물을 추가함과 동시에 광합성 세균체도일일 약 10~100g씩 추가하여 처리장치를 6개월간 연속시험 운전한 결과, 처리조내의 배설물의 량은 하루에 투입된 분뇨액상배설물 전량의 약 40%가 수분증산되었으며, 약 60%가 처리조 밖으로 배출되어져, 이중 고형물은 연일 건조중량으로서 140㎏이었다.

한편, 본 발명에 따른 방법으로 처리조로부터 배출된 발효부숙된 분뇨처리물은 악취가 일체 발생되지 않음을 알 수 있었으며, 그 화학적인 조성성분을 분석해 본 결과는 하기의 표 1과 같다.

[표 1] 분뇨처리물의 화학조성성분

PH=8.2

상기와 같은 화학적 조성성분을 분석한 결과 이 발효부숙된 분뇨처리물이 지효성 비료원으로 유효하게 이용될 수 있음을 알 수 있었다.

상기 표에서 알 수 있는 바와같이, 특히 전체의 질소성분 가운데 약 80%가 유기태질소 되어 있으며, 이는 일반 속효성화학비료와는 달리 질소의 방출이 서서히 나타나므로, 고농도로 투여시에도 작물의 생육에는 커다른 생육장해현상이 나타나지 아니하는 것이다.

뿐만 아니라, 저급지방산물질의 농도도 처리전의 가축배설물에 비하여 약 2%정도까지 현저히 저하되어, 농지에 투여할 경우 농지의 환원(혐기)상태를 유발하지 않는 것임을 알 수 있다. 본 발명자들은 본 발명에 따른 가축배설물의 처리방법으로부터 얻어진 발효액비를 사용하여 다음과 같은 순무, 벼 및 목초의 작물생육실험을 통하여 상기 사실을 증명하였다.

[실험 1]

처리조의 유입원액 및 유출원액을 각각 10㎖씩 추출하여 각각 90㎖의 수돗물로 희석하였다. 이들 희석액 5㎖를 각각 페트리(petri)접에 넣고 여과지를 두장 깐 후 순무의 시를 50개씩 투입하여 암실에서 4일간 배양시켰다. 이와 동시에 수돗물만을 배양액으로 하여 동일한 조건에서 발아상태를 비교하였다. 수돗물을 배양액으로한 페트리접시의 발아율을 100으로 하였을때의 각 배양액에서의 발아율, 뿌리길이 및 전체뿌리의 길이합계는 표 2와 같다.

[표 2]

이 표에서 볼수 있는 바와 같이, 처리조의 발효부숙액을 희석한 배양액에서의 발아율 및 뿌리생장율이 가장 우수하다. 따라서 발효부숙액은 종자 파종시의 생육촉진용 비료원으로서 적절히 이용할 수 있다.

[실험 2]

처리조의 유입원액 및 유출원액을 각각 12.5㎖ 추출하고 각각 87.5㎖의 수돗물로 희석하여 배양액을 만들었다. 이외의 조건은 실험 1과 동일하게 하여 실험하였다. 그 결과 유입원액으로 만든 배양액에서는 발아율이 0%인 반면, 유출원액의 배양액에서는 100%의 발아율을 나타내었다. 따라서 발효부숙처리된 발효액비는 고농도로 투여하더라도 작물의 생육에 장해가 없음을 알 수 있다.

[실험 3]

처리조의 발효부숙액을 희석한 액비가 벼의 수경재배에서 작물의 생육에 미치는 영향을 실험하였다. 비교대상으로서 처리조 발효부숙액에 상응하는 농도의 성분을 갖는 화학비료와 유기태(org-N)질소성분의 50%를 CDU(Crotonyliden diurea)로 대체한 화학비료를 동시에 실험하였다. 여기서 CDU는 20㎏중량내에 N.P.K를 각각 3.2, 1.6, 24㎏을 함유한다. 표 3은 본 실험에 사용된 서로 상응하는 화학적 조성을 가지는 처리조의 발효부숙액비, 화학비료, CDU의 성분구성을 나타낸 것이다.

[표 3]

벼의 수경재배에서는 상기 비료들을 질소농도에 기준하여 표 4와 같은 비율로 희석한 수경액으로 실험하였다.

[표 4]

위 세가지의 수경액으로 벼를 28일간 수경재배한 결과는 표 5와 같다.

[표 5]

여기서 신선중(fresh weight)은 건조하지 아니한 상태의 중량을 말한다.

본 실험에서 볼 수 있는 바와같이, 처리조에서 발효부숙된 분뇨처리물은 그 투입량이 증가함에 따라 일반의 화학비료에 비해 매우 월등한 생육촉진작용을 한다는 것을 알 수 있다.

[실험 4]

실험 3에서와 유사하게 하여 목초에 대한 토경재배실험을 하였다.

질소농도를 수경재배시에 비하여 약 10배 정도 높여 투여하고, 첫 1개월후 목초의 지상부를 절단하여 신선중을 체크한 다음, 다음 1개월간 성장한 목초의 신선중을 체크하였다. 그 결과는 표 6과 같다.

[표 6]

본 실험결과는 발효부숙된 분뇨처리물이 지효성비료로서 탁월한 생육촉진효과를 가지며 따라서 토양개량제로서도 이용가능함을 보여준다.

이상과 같이, 본 발명은 난분해성 유기물질을 처리조외로 도출할 수가 있어 배설물로부터 난분해성 유기물을 제거하기 위한 대규모시설 및 작업의 노력이 필요치 아니하며, 발효처리기간 중 발효열의 발생과 발포화에 의해 투입분뇨혼합물에 포함된 수분의 약 40%가 하루의 폭기처리로 증산되며, 약 60%의 발효부숙된 분뇨액상배설물이 악취가 전혀 발생하지 아니한채 배출되어 매일 연속적으로 배설물의 처리를 할 수 있는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 발효부숙된 분뇨처리물은 일반 속효성 화학비료에 비해 월등한 생육촉진효과를 가지므로 농업적으로 유효한 비료원으로 이용할 수 있음은 물론 이를 건조시켜 유통이 가능한 토양개량제 및 비료원으로서의 이용이 가능한 것이다.

Claims (2)

1. 고형분 및 난분해성 유기물을 포함하는 미리 설정된 양의 가축의 분뇨액상배설물을 처리조내에 유입시키어 처리하는 방법에 있어서, 상기 처리조내로 외부의 공기를 송풍하여 분뇨액상배설물을 교반처리하는 단계; 상기 교반처리된 분뇨액상배설물에 광합성세균을 투입하여 발포하는 단계; 상기 발포된 분뇨액상배설물을 소포수단에 의해 미세하게 분쇄하여 슬러리상태로 처리하는 단계; 및 상기 슬러리상태의 발효된 분뇨처리물을 처리조 밖으로 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축배설물의 처리방법.
2. 전체 질소함량의 적어도 80%이상이 유기태질소이고 저급지방산이 2%이하인 제1항의 방법으로 제조된 발효액비.