Effect of the Application of a Suspended and a Mixing-in-Pipe Type Aerator on the Liquid Fertilization of Pig Manure Slurry

Three types of diffuser systems were manufactured and applied to investigate the effect of liquid fertilization of pig manure slurry by application of aeration processes. In the first type reactor, commonly used diffuser system, which diffuse air upward by diffusing aerator fixed at the bottom of the reactor is installed. In case of the second type, air diffuser is installed 10 cm above of the bottom of a reactor. In the third type reactor, the venturi-type air diffuser is installed at circulation pipe, which return pig slurry in the reactor(mixing-in-pipe process). The pig manure slurry separated to solid/liquid was flowed into the experimental reactor, and left as it for one week to precipitate solids. The concentration of organic matter, T-N, T-P and BOD in the raw pig manure slurry flowed into the reactor of bottom-fixed type aeration process were 1.82%, 4,400 mg/L, 360 mg/L and 13,542 mg/L, respectively. After aeration the concentration of organic matters, T-N, T-P and BOD in the slurry were 2.01%, 4,400 mg/L, 420 mg/L and 16,824 mg/L, respectively. The concentration of organic matter, T-N, T-P and BOD in the mixing-in-pipe type changed from 1.58%, 3,700 mg/L, 260 mg/L and 15,735 mg/L to 1.96%, 4,000 mg/L, 340 mg/L, and 18,098 mg/L, respectively. Changes of the concentration of organic matter, T-N, T-P and BOD of the pig manure slurry collected from the middle layers of two aeration reactors; bottom aeration process and the mixing-in-pipe process, were 10.4%, 0%, 16.7% and 24.2% and 24.0%, 8.1%, 30.8% and 15.0%, respectively. The thickness of foam layer generated on the surface of pig manure slurry in aeration tank was thinner in mixing-in-pipe reactor than bottom-fixed type aeration reactor.

현수, 배관 내 혼합 폭기방식 적용이 돼지분뇨 슬러리의 액상 비료화에 미치는 영향

폭기방식에 따른 돼지분뇨 슬러리의 액비화 효과를 분석하기 위하여 3 가지 형태의 산기방식을 적용하였다. 첫 번째 형태는 기존에 일반적으로 사용되는 산기방식으로서 바닥부분에 고정식으로 설치된 산기장치를 통해 공기를 상향식으로 공급하는 방식이다. 두 번째 방식은 기존 바닥부분 고정 설치식 산기장치를 현수식으로 적용하여 시험용 반응조 바닥으로부터 약 10 cm정도 띄워서 설치하였다. 세번째 방식은 액비조 내의 돼지분뇨 슬러리를 펌프로 흡입하여 다시 액비조로 보내는 순환용 배관에 벤추리 방식의 공기 공급부를 설치하여 배관 내를 흐르는 액비에 공기를 혼합하는 방식의 반응조이다. 고액분리한 돈분뇨 슬러리를 시험용 반응조에 주입 후 1 주일간 정치시켜 고형물을 침전시킨 다음에 폭기 시험을 개시하였다. 바닥 고정식 폭기방식의 반응조에 투입된 원 슬러리 중의 유기물과 T-N, T-P, BOD 농도는 각각 1.82%, 4,400 mg/L, 360 mg/L, 13,542 mg/L 이었으며 폭기 실시 후 채취한 슬러 중의 유기물과 T-N, T-P, BOD 농도는 2.01%, 4,400 mg/L, 420 mg/L, 16,824 mg/L 수준이었다. 본 연구에서 시험용으로 제작, 사용된 배관 내 혼합방식의 시험구에서의 상기 수질분석 항목의 농도는 각각 1.58%, 3.700 mg/L, 260 mg/L, 15,735 mg/L 에서 1.96%, 4,000 mg/L, 340 mg/L, 18,098 mg/L 수준으로 변화하였다. 바닥 폭기방식과 배관 내 혼합방식의 두 가지 폭기조의 중층 부분에서의 측정한 상기 수질분석 항목의 농도는 변화정도는 각각 10.4%, 0%, 16.7%, 24.2%와 24.0%, 8.1%, 30.8%, 15.0% 인 것으로 분석되어 배관 내 혼합방식에서의 혼합효과와 액비조 내 액비성분의 균질도 정도가 상대적으로 더 높은 것으로 분석되었다. 폭기조 표면에 생성되는 거품 층의 두께는 배관 내 혼합방식이 더 얇게 형성되는 결과를 보였다.