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논문 상세정보

고온호기산화장치의 고온미생물 첨가에 의한 병원성 미생물의 불활성화

Inactivation of Pathogenic Bacteria by Addition of Thermophilic Bacteria in the Thermophilic Aerobic Oxidation(TAO) System

초록

본 연구는 양돈 분뇨를 고온호기산화장치(TAO)를 이용하여 처리하였을 때, 고온 미생물 의 첨가에 의한 온도 상승과 시스템의 내부 미생물 변화 그리고 유해 미생물의 불활성화에 대하여 연구하였다. 실험은 총 용량 $18 m^3(3.0\times2.5\times2.4 m)$의 반응기에 양돈 분뇨 $6 m^3$을 투입하고 5$\~$7일간 운전하였다. 대조구는 양돈 분뇨만을 투입하였고 처리구는 6 $\iota$의 고온 미생물(Bacillus. sp)을 투입하였다. 반응기의 내부 미생물의 변화를 검토하기 위해서 호기성 중온균, 고온균 그리고 일반 세균을 분석하였다. 또한, 유해 미생물의 불활성화를 검토하기 위하여 E. coil, Salmonella. sp, Crytosporidium parvum, Giardia lamblia를 분석하였다. 대조구와 처리구의 운전기간 동안 반응기 내부의 온도 범위는 $18\~66^{\circ}C$$55^{\circ}C$ 이상의 높은 온도를 유지하였다. 미생물 변화에 있어서 대조구의 중온균과 고온균은 $3.1\times10^6\~1.2\times10^2$ CFU/ml, $1.0\times10^4\~8.0\times10^1$ CFU/ml로 감소하였으나 처리구의 경우, 중온균은 $3.0\times10^8\~8.6\times10^5$ CFU/ml로 감소하였으나 고온균은 $2.0\times10^6\~1.2\times10^8$ CFU/ml로 증가하는 경향을 보였다. Salmonella와 Giardia는 처리 전$\cdot$후에 검출되지 않았으며 E. coil와 Crytosporidium은 처리전 양성반응을 나타내었으나 처리 후 불활성화 되었다. 이상의 결과를 통해서, 우리는 TAO system에 고온 미생물을 첨가함으로써 유해한 미생물이 사멸된 액상비료를 생산할 수 있었고 분뇨로부터 기인하는 2차 오염을 방지할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract

This study analyzed temperature increase, microorganism changes, and inactivation of pathogenic microorganisms in pig slurry when treated with thermophilic microorganisms in Thermophilic Aerobic Oxidation(TAO) system. An amount of $6 m^3$ of pig slurry was treated in an $18 m^3(3.0\times2.5\times2.4 m)$ reactor for 5 to 7 days in two groups: the control of pig slurry only and the treatment of pig slurry with 6 liters of thermophilic microorganism(Bacillus sp.). To study the microorganism changes in the reactor, the populations of aerobic mesophilic microorganisms, thermophilic microorganisms and general pathogens were analyzed. To study the inactivation of pathogenic microorganisms, the levels of E. coli, Salmonella sp, Crytosporidium parvum and Giardia lamblia were analyzed. The temperature inside the reactor ranged from 18 to $62^{\circ}C$ for the control while far the treatment group it ranged from 18 to $66^{\circ}C$, showing a slightly higher array. With regard to changes in microorganisms, both mesophilic and thermophilic organisms decreased from $3.1\times10^6$ to $1.2\times10^2$ CFU/ml and from $1.0\times10^4$ to $8.0\times10^1$ CFU/ml, respectively, in the control. In the treatment, on the other hand, mesophilic organisms decreased from $3.0\times10^8$ CFU/ml to $8.6\times10^5$ CFU/ml while thermophilic organisms increased sharply from $2.0\times10^6$ to $1.2\times10^8$ CFU/ml. For pathogens, Salmonella and Giardia were not detected either before or after the treatment, while E. coli and C. parvum were found to be $10^5$ CFU/ml each before treatment and negative after it. From this experiment, it was concluded that thermophilic microorganisms could effectively sanitize liquid compost by generating high temperature in the TAO system, which in turn would inhibit the growth of pathogenic organisms.

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