KR960008088B1 - 음식물 찌꺼기를 이용한 오 · 폐수 처리용 활성오니 영양제의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
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Description
본 발명은 폐수처리용 활성오니 영양제를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 음식물 찌꺼기를 고온성 균류인 바실루스 스테아로서모필러스(Bacillus stearothermephilous)균류로 발효시켜 폐수처리용 활성오니 영양제를 제조하는 방법에 관한 것이다.
산업의 발달과 인구의 급속한 증가로 인하여 발생하는 각종 오염물질에 의한 환경파괴, 특히 유기성 폐기물에 의해 환경오염은 현대 사회의 가장 큰 문제점의 하나로 시급히 해결하여야 할 당면 과제이다. 특히, 환경오염의 중 원인붕 하나인 공장폐수, 도시하수 등 오염수의 유출은 식수원인 하천을 오염시켜 국민건강을 위협하고 있다.
이러한 오염된 물의 정화를 위해 여러 가지 방법을 이용되고 있으나 세계적으로 가장 널리 사용되고 있는 것은 활성오니법(activated sludge method)이다.
활성오니법은 오염된 물을 폭기 저류조 중에 저류하고 많은 양의 공기를 공급하면서 교반하여 유기물분해 미생물 또는 세균(이하, 이를 활성오니 매싱물이라함)과 접촉시켜 오염수를 정화하는 방법이다. 이 방법의 정화원리는 오염된 물내의 영양성분을 이용하여 일차적으로 세균이 생장하고, 이 세균 및 세균이 만드는 점층액에 곰팡이, 원생동물등이 부착 생장할 뿐만 아니라 기타 다수의 고정형 미생물이 생장하게 되며, 이와 같이 생장하는 막대한 수의 미생물에 의해 생산되는 각종 효소에 의하여 오염된 물속에 함유되어 있는 고분자물질이 무기질 또는 저분자 물질로 분해되는 것으로서, 그 정화작용은 대단히 빠른 속도로 진행된다.
그러나, 대부분 오염된 물 중에는 미생물 생장에 필요한 영양성분의 불균형과 부족으로 인하여 활성오니법에 의한 효율적인 유기물 분해를 기대할 수 없었다.
종래, 이를 해소하기 위한 시도로써 탄소, 질소, 인 등의 영양소를 유기물 또는 무기물의 형태로 혼합하여 제조한 영양제를 사용하는 방법이 제안된 바 있으나, 이 방법은 그 제조에 많은 시간가 비용이 소요될 뿐만 아니라 제조된 영양제도 활성오니 미생물의 번식 및 성장을 크게 향상시키기 못한 것이었다. 또한, 활성오니 미생물을 특별한 배지에서 장기간 배양시킨 후 사용하는 방법이 제안된 바 있으나, 이 방법은 시간적, 경제적으로 많은 손실이 있을 뿐만 아니라 오염된 물속에서의 적응력이 부족하고 유기물의 분해력이 낮은 결점이 있었다.
따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 해결하여 단기간에 제조가능하며, 활성오니 미생물의 생장속도를 크게 증대시켜 오염된 물의 정화 효율을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만아니라 그 자체로도 오염된 물의 정화기능을 제공하는 오·폐수처리용 활성오니 영양제를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 제공되는 본 발명의 오·폐수 처리용 활성오니 영양제의 제조방법은 다음의 단계들로 구성된다 :
(1) 음식물 찌꺼기로부터 유리수분만을 제거하여 전체 수분 함량을 40-60%(w/w)로 조절하는 단계, (2)고온성 세균이 바실루스 스테아로서모필러스균류를 배양하여 40-80℃에서 증식 가능한 발효균체를 제조하는 단계, (3) 발효교반기에 상기 단계(1)에서 처리된 음식물 찌꺼기와 단계(2)에서 만든 발효균체 200-400ppm를 넣고 일정한 속도로 교반하면서 80℃이하의 온도에서 수분을 유지하면서 70-90분간 서시히 가열하여 발효시키는 단계, (4) 발효교반기의 내부온도를 83-98℃가지 상승시키고 90-110분간 온도를 유지하면서 최종 수분율이 10%이하가 될 때까지 건조시키는 단계, (5) 발효, 건조된 음식물 찌꺼기를 44-55℃사이로 냉각시킨 후 10메쉬 체를 통과시켜 분말상의 영양제를 제조하는 단계.
본 발명에 있어서, 음식물찌꺼기의 발효에 사용되는 고온성 세균인 바실루스 스테아로서모필러스균은 단백질 분해효소, 탄수화물 분해효소, 섬유소 분해효소, 및 지방 분해효소 등의 고분자 유기물 분해효소를 다량 생산하는 균류로서 40-80℃의 고온에서 활발히 증식하고 pH적용범위(pH5-9)가 넓다.
또한, 발효균의 최적 증식조건을 갖추기 위한 음식물 찌꺼기의 수분함량 조정(단계 1)은 단순히 탈수하는 것에 의해 수행될 수도 있고, 이와 병행하여 수분조절제로 쌀겨 등을 첨가하여 수행할 수 도 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의해 제조되는 활성오니 영양제에는 원하는 경우 각 구성성분의 함량에 따라 일부 부족한 질소의 보충원으로서 요소, 세균 성장에 필요한 미량 원소로서 황산제일철과 황산마그네슘 등을 첨가할 수도 있으며, 그 바람직한 첨가량은 요소 3%이하, 황산제일철 0.05이하 및 황산마그네슘 0.1%이하이다.
또한 본 발명의 영양제는 활성오니 미생물과 혼합하고 포장하고 제품화할 수도 있다.
본 발명의 폐수처리용 영양제의 제조방법은 하기의 실시예에 의해 보다 상세히 설명되어 진다.
실시예
음식물 찌꺼기를 중력, 탈수하여 유리수분만을 분리하고 쌀겨를 적당량 투입하고 전체 수분 함량을 40-60%(w/w)로 조정하였다. 이와는 별도로 고온성 세균인 바실루스 스테아로서모필러스균류를 배양하여 40-80℃에서 증식 가능한 발효균체로 만들었다. 상기 전처리된 음식믈 찌꺼기와 발효균체 200-400ppm을 리본 블레이드(Ribbon Blade)형 발효교반기에 넣고 일정한 속도로 교반하여서 열풍 발생장치에서 발생된 열풍과 복사열을 음식물 찌꺼기에 계속 공급하여 균체가 활발히 증식되고 균체에 의하여 생산된 각종 분해효소(단백질, 섬유질, 탄수화물, 지방 등 분해효소)들이 복합적으로 잘 반응하도록 80℃이하의 온도에서 수분을 유지하면서 70-90분간 서서히 가열하였다. 발효교반기의 내부온도를 83-98℃까지 상승시키고 90-110분간 일정온도를 유지하면서 최종 수분율이 10%이하가 될 때까지 건조하고, 발효 건조된 음식물 찌꺼기를 44-55℃사이로 냉각시킨 후 발효 건조장치에서 배출하여 10메쉬 체로 10메쉬이하의분말만을 분리하였다.
제조된 분말의 수분, 질소, 탄소, 인, 칼륨 및 칼슘의 함량은 다음과 같다.
이와 같이 발효처리된 분말상의 음식물 발효물에 활성오니 미생물과 요소 3%, 황산제일철 0.05%, 황산마그네슘 0.1%을 첨가 혼합하고 포장하여 제품화하였다.
이와같이 제조된 오·폐수처리용 활성오니 영양제는 각종 폐수에 투여하면 활성오니 미생물의 중식에 탁월한 효과를 나타낼 뿐 아니라, 고온성 세균에 의하여 생성된 각종 효소의 작용에 의해 폐수중의 여러 가지 고분자 유기물의 분해를 효과적으로 수행할 수 있다.
즉, 본 발명은 기존 폐수처리용 영양제의 결점을 보완하여 경제적으로 단기간에 제조 가능하며, 오염된 물의 정화효율이 높은 영양제의 제조방법에 관한 것으로써 특히 매일 지속적으로 다량 방출되는 음식물 찌꺼기가 가지고 있는 영양성분을 이용하여 단시간내에 효율적으로 발효건조시켜 폐수처리에 이용할 수 있도록 한 것이다.
Claims (3)
- 오·폐수 처리용 활성오니 영양제의 제조방법에 있어서, (1) 음식물 찌꺼기로부터 유리수분 만을 제거하여 전체 수분함량을 40-60%(w/w)로 조정하는 단계, (2) 고온성 세균인 바실루스 스테아로서모필러스균류를 배양하여 40-80℃에서 증식 가능한 발효균체를 제조하는 단계, (3) 발효교반기에 상기 단계(1)에서 처리된 음식물 찌꺼기와 단계(2)에서 만든 발효균체 200-400ppm를 넣고 일정한 속도로 교반하면서 80℃이하의 온도에서 수분을 유지하면서 70-90분간 서시히 가열하여 발효시키는 단계, (4) 발효교반기의 내부온도를 83-98℃까지 상승시키고 90-110분간 온도를 유지하면서 최종 수분율이 10%이하가 될 때까지 건조시키는 단계, (5) 발효, 건조된 음식물 찌꺼기를 44-55℃사이로 냉각시킨 후 10메쉬 체를 통과시켜 분말상의 영양제를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오·폐수처리용 활성오니 영양제의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단계(1)에서 수분함량 조정을 위하여 수분조절제로 쌀겨를 첨가하는 것을 특징으로 하는 오·폐수처리용 활성오니 영양제의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 요소 3%이하, 황산제일철 0.05%이하, 황산마그네슘 0.1%이하를 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오·폐수처리용 활성오니 영양제의 제조방법.
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