Abstract
In this study, two types of ozone generating experimental instrument were installed in commercial livestock manure fertilization facility, which can treat hundred tons of pig manure in a day. Gas samples to be treated were collected from the upper part of the liquid fertilization system and composting system of the commercial livestock manure fertilization facility. The gas sample was flowed to oxidation reactor through pipe line by suction blower, therefore, contacted with ozone. Ammonia and sulfur compounds of gas samples collected from the inlet and outlet point of the experimental instrument were analyzed. The oxidation effect by the contact with ozone was higher in sulfur compounds than ammonia. Ammonia content was reduced about 10% by ozone contact. Sulfur compounds, on the other hand, reduced significantly while treated with ozone. In case of gas sample collected from liquid fertilization system, the concentrations of hydrogen sulfide ($H_2S$), methyl mercaptan (MM), dimethyl sulfide (DMS), and dimethyl disulfide (DMDS) of inlet gas were 50.091, 4.9089, 27.8109 and 0.4683 ppvs, respectively. After oxidized by ozone, the concentrations of sulfur compounds were 1.2317, 0.3839, 14.7279 and 0.3145 ppvs, respectively. Another sample collected from aerobic composting system was oxidized in the same conditions. The concentrations of $H_2S$, MM, DMS and DMDS of the sample collected from inlet point of the reactor were 40.6682, 1.3675, 24.2458 and 0.8289 ppvs, respectively. After oxidized, the concentrations of $H_2S$, MM, DMS, and DMDS were reduced to 3.013, ND, 8.8998 and 0.3651 ppvs, respectively. By application of another type of ozone, the concentrations of $H_2S$, MM, DMS and DMDS of inlet gas were reduced from 43.397, 1.4559, 3.6021 and 0.4061 to ND, ND, ND, and 0.21ppvs, respectively.
본 연구를 위한 실험 장치는 하루에 100톤 규모의 돼지분뇨를 퇴비화와 액비화 하는 방식으로 처리하는 시설에 설치되었다. 액비조의 경우 폭기되는 분뇨의 상층부에 흡입부를 설치하고 기체를 빨아들이는 방식으로 실험용 기체시료를 포집하였다. 포집된 시료는 오존이 존재하는 2 종류의 반응조에 유입된 후 오존과 접촉하는 방식으로 처리되었다. 처리효율 분석은 처리시설 유입부 배관에서 채취한 시료와 오존과 반응한 후 배출되는 배관에서 채취한 시료의 성분함량을 비교하여 결정하였다. 퇴비사의 시료는 교반 후 발생하는 기체를 흡입한 후 액비조에서와 같은 방식으로 처리하고 그 효율을 분석하였다. 오존접촉에 의한 반응효과는 암모니아보다는 황 화합물에서 더 크게 나타났다. 암모니아의 경우 오존접촉 방법에 관계없이 10% 내외의 감소효과를 보였다. 반면에 황 화합물은 오존 처리에 의해 상당량 감소하는 결과를 나타냈다. 액비화 시설로부터 발생된 시료의 경우, 유입부에서 50.091, 4.9089, 27.8109, 0.4683 ppvs 의 농도를 보였던 $H_2S$, MM, DMS, DMDS가 반응 후 유출부에서는 각각 1.2317, 0.3839, 14.7279 0.3145 ppvs 수준으로 감소하였다. 같은 조건으로 호기적 퇴비화 과정에서 발생한 시료를 처리한 결과 $H_2S$, MM, DMS, DMDS 농도는 40.6682, 1.3675, 24.2458, 0.8289 ppvs에서 3.013, 불검출, 8.8998, 0.3651 ppvs 수준으로 감소하였다. 액비화 시설에서 발생하는 시료에 또 다른 형태의 오존을 적용한 결과 $H_2S$, MM, DMS, DMDS가 43.397, 1.4559, 3.6021, 0.4061 ppvs 농도 수준에서 각각 불검출, 불검출, 불검출, 0.2185 ppvs 수준으로 감소하였다.
