Composting of Livestock Waste and Development of Operating Parameters I. Development of Optimum Process Parameters in Cow Manure Composting

축산 폐기물의 퇴비화 및 운용지표 개발 I. 우분의 퇴비화에 있어서 최적 공정운용지표의 개발

In order to determine the optimum operational paramsters in cow manure composting, 4 laboratory scale composters were established. The cow manure was mixed with certain amount of saw dust to adjust the initial C/N ratio to 24, initial pH to 6.9 and composting was performed with varying operational conditions. It was found that the optimum aeration rate was 1000 ml/min kg. VS, the optimum moisture content 50% and no significant difference was found with different initial pH condition. Microorganisms were counted under the optimum conditions determined in this study. At the end of the experimental period, the number of bacteria, actinomycetes and fungi was $1.5{\times}10^9$ cells, $1.1{\times}10^8$ cells and $3.0{\times}10^8$ cells/g dry compost, respectively. At day 0, the number of coliforms, fecal coliforms and fecal streptococci was $3.1{\times}10^3$ cells, $7.5{\times}10^2$ cells and $5.6{\times}103$ cells/g dry composting material, respectively. Their population was decreased with time lapse, However, their survival time was longer than those reported by other researchers. Microorganisms were identified at the end of the experiment. Genus Bacillus was the most dominant comprising 89.3% of the total population. Among the Genus Bacillus, B. circulans compoex was the most abundant, followed by B. Stearothermophilus, B. Sphericus, B. licheniformis and B, brevis.

우분의 효율적인 퇴비화를 위한 최적 공정운용지표를 결정하기 위하여 실험실규모의 퇴비화 반응기를 설치하였다. 우분에 톱밥을 소량 혼합하여 초기의 C/N비를 24, pH를 6.9로 조절하였다. 송기량을 200 ml/min kg. VS, 500 ml/min kg. VS, 1000 ml/min kg. VS, 1500 ml/min kg. VS로 정하여 퇴비화를 실시하고 온도 상승곡선과 최종 C/N비, 분해율로 퇴비화의 효율을 판단한 결과 1000 ml/min kg. VS에서 가장 양호한 퇴비화가 진행되었다. 한편 수분함량을 40%, 50%, 60%, 70%로 달리하여 퇴비화를 실시한 결과 수분함량이 50%일 때 가장 퇴비화의 효율이 좋았으며 20일 후의 분해율은 43%였다. 또한 초기의 pH는 모두 중성내지 약 알카리성으로 상승하였으며 퇴비화의 효율에 있어서는 별다른 차이가 없었다. 즉 온도 상승곡선과 C/N비의 저하, 분해율에 있어서 비슷한 결과를 나타내었다. 상기 실험으로 결정된 최적 운용조건하에서 퇴비화를 실시하여 미생물수를 계수하였다. 세균의 수는 퇴비화의 시간에 따라 증가하여 실험종료일인 20일째는 건조 퇴비화 물질 1g당 $1.5{\times}10^9$세포 였으며 방선균은 $1.1{\times}10^8$개체, 곰팡이는 $3.0{\times}10^8$ 개체였다. 방선균과 곰팡이의 숫자는 다른 연구 결과에서 나타난 수치보다 대체로 높았다. 또한 지표세균군을 계수하였는 바 대장균군은 초기에 건조 퇴비화 물질 1g당 $3.1{\times}10^3$, 분원성 대장균군은 $7.5{\times}10^2$ 세포, 분원성 연쇄상구균은 $5.6{\times}10^5$ 세포 존재하였다. 이러한 개체군수는 퇴비화의 시간이 지남에 따라 감소하여 대장균과 분원성 대장균은 16일째에, 분원성 연쇄상균은 20일째에 발견되지 않았다. 이러한 지표세균군들의 생존기간은 타 연구결과에 비해 대체로 더 길었다. 우분의 퇴비화에서 분리동정된 세균속은 Bacillus 속이 89.3%로 가장 많았으며 Bacillus 속 중에서는 B. circulans complex가 가장 많이 출현하였고 B. stearothermophilus, B. sphericus, B.의 순이었다.