용량 450 L의 음식물 쓰레기 퇴비화 장치를 설계하여, 유입공기량, 교반, 접종 조건에 변화를 주어 퇴비화 장치의 성능을 실험하였다. RUN 1은 1일 2회 5분간 교반하고, 유입공기량을 22.7 L/min로 고정하였다. RUN 2, 3에서는 지속적으로 교반하고, 유입공기량은 퇴비내부의 온도를 5$0^{\circ}C$ 이상 유지하고, 또 산소농도를 7 mol% 이하로 떨어지지 않도록 10 L/min, 15 L/min, 20 L/min으로 수시로 조절하였다. RUN 3는 접종효과를 보기 위하여 퇴비에 완성된 퇴비를 10 wt% 접종하여 RUN 1, 2와 비교하였다. 지속적으로 교반하고, 온도와 산소 농도에 따라 유입공기량을 조절한 RUN 2와 3에서 RUN 1보다 더 빠른 퇴비화가 이루어졌다 .그리고, $CO_2$농도와 휘발성 유기물 감소에서는 접종한 RUN 3가 RUN 1, 2보다 높았으나, C/N 비, pH 변화, 미생물 개체수에서는 뚜렷한 접종효과가 나타나지 않았다.
가정에서 발생되는 음식쓰레기의 높은 수분함량 때문에 원활한 퇴비화가 어렵다. 따라서 본 논문은 가정 쓰레기 퇴비화 수분조절제로서 석탄회의 이용가능성을 알아보고자 하였다. 결과를 요약하면 아래와 같다. 1. 퇴비화기간동안 최고 상승온도는 봄철 $35^{\circ}C$, 여름철 $47^{\circ}C$ 그리고 겨울철 $43^{\circ}C$이었다. 2. 질량은 60일후 70.5% 감소되었으며, 부피는 평균 74.7% 감소되었다. 3. pH의 변화는 3계절 모두 비슷한 경향을 보였으며, 60일 후의 pH는 8.5 였다. 4. 수분함량은 퇴비화 초기에 감소 경향을 보인 후 점차 거의 일정하였다. 60일 후 퇴비의 수함량은 봄철 49.7%, 여름철 33.9%, 겨울철 56.5%였다. 회분함량은 퇴비기간동안은 큰 변화가 없었다. 5. 무기성분 함량은 $P_2O_5$$0.06{\sim}4.03%$, CaO $0.01{\sim}2.87%$, MgO $0.18{\sim}1.43%$, $K_2O$$0.39{\sim}2.03%$였다. 각종 중금속 함량은 Hg $ND{\sim}14.08{\mu}g/kg$, Cd $ND{\sim}0.80mg/kg$, Cu $4.99{\sim}28.95mg/kg$, Cr $ND{\sim}242.62mg/kg$, Pb $ND{\sim}20.24mg/kg$, Zn $ND{\sim}59.87mg/kg$이었다.
본 연구에서는 소형 퇴비화용기에서 미생물이나 퇴비화보조제를 첨가하지 않고 가정에서 발생하는 쓰레기를 매일 1kg씩 투입하면서 퇴비화를 진행 하였다.시험결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 시기별 발생되는 음식쓰레기를 성분함량에는 큰 차이를 나타내었다.2) 실온에서 시간당 1,321.6 l 의 공기를 주입했을때 토비 중 수분함량이 74.36 ${\sim}$ 85.14% 그리고 $45^{\circ}C$에서는 시간당 472 l 의 공기를 주입했을 때 퇴비화에 적절한 수분함량을 유지할 수 있 었다.이때 가동에 필요한 전력 소비량은 한 달에 약 132kwh이였다. 3) 20일 동안의 실험결과 실온에서 약28% 그리고 $45^{\circ}C$에서는 약 44%의 유기물이 분해되었다. 4) 퇴비화 과정 중 일반 성분함량들의 변화에서 축적현상과 같은 경향은 나타나지 않았다.다만 중금속 중 Cd 과 염분의 함량에는 주의가 요구된다. 5) 생물의 여과에 의한 악취의 제거는 $45^{\circ}C$에서는 별 문제가 없었으나 실온에서는 표면적 부하 증가 에 의하여 별 효과가 나타나지 않았다.
충남 지역에서 발생되는 하수 슬러지를 대상으로 재활용을 위한 물리$\cdot$화학적 특성을 조사하였고, 이를 기초로 유기물 중심의 퇴비화 및 연료화 방안을 검토하였다. 하수 슬러지의 함수율은 약 80 % 정도 되며, 유기물이 고형물의 50 % 정도로 퇴비화를 위해서는 다른 폐기물과의 적절한 혼합이 이루어져야 할 것이며, 부숙기간에 따른 C/N비, 식물 독성 및 중금속의 거동 등과 같은 안정성의 신중한 관리가 절실히 요구된다. 또한, 하수 슬러지에 석유 코우크스를 혼합함으로서 무연탄 수준을 넘는 5,000 kcal/kg 이상의 열량을 확보하여 자체 착화가 가능할 것으로 사료된다. 그리고, 하수 슬러지의 함수율을 낮추기 위한 연구 개발이 시급하게 요구되고 있으며, 건조 공정의 연구개발이 성공적으로 이루어진다면 하수 슬러지의 중량감소에 의한 경제적인 면과 재활용방안의 다각화도 함께 이루어 질 수 있을 것으로 사료된다.
돼지분뇨 특성에 따른 기계교반 퇴비화시설의 적정용적 산정을 위하여 돈분 및 톱밥에 함유되어 있는 수분투입량과 발효온도, 유기물 분해율 및 수분감소율 등의 변화를 조사하여 적정 용량을 산정하기 위하여 본시험을 실시하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 발효조내 온도는 발효조내 혼합물 투입 후 4일 이상 경과해야 발효온도가 $70^{\circ}C$ 이상 유지되었으며, 발효조내 투입되는 혼합물(돈분+톱밥)의 수분함량은 평균 72.9%로 추천치보다 높게 조사되었으나, 적정수분함량 조정은 발효조 27m 지점 즉, 투입후 $5{\sim}6$일후에나 적정 수분 함량이 되었다. 2. 투입되는 열량가는 현물상태에서 평균 1,127.3kca/kg이고 질소, 인산 가리성분은 각각 1.0%, 1.1, 및 0.38%로 조사되었으며 OM/N은 26.3로 조사되었으며 완제품의 수분 함량은 평균 65.3%였으나 겨울철과 나머지 계절간에는 유의적인 차이가 나는 것으로 조사되었다(p>0.05). 3. 퇴비화과정 중의 유기물 분해율은 평균 3.53%였으며, 계절별로는 봄철이 3.88%로 가장 높았고, 가을과 여름은 각각 3.47, 3.52%로 비슷한 경향을 보였다. 그러나 겨울철에는 3.23%로 봄철에 비하여 약 16.8% 정도 분해율이 낮아 퇴비화기간 동안의 수분감소 량의 경우 유의적인 차이가 나는 것으로 조사되었다(p>0.05). 4. 퇴비화시설의 용적 산정에 사용할 인자를 도출하기 위해 앞서 수행한 시험결과에 의거하여 돼지의 성장단계별 분뇨발생량, 계절별 수분증발량, 유기물 감소율, 용적 중 감소율, 톱밥수분량 및 계절별 수분발생량을 산출하였다. 양돈농가에서 돼지의 사육규모가 2000두를 기준으로 하여 용적을 산정시 슬러리 돈사의 경우 적정 퇴비화 용적은 여름철 $281m^3$, 겨울철 $260m^3$으로 약 7.5%($21m^3$) 차이가 났으며, 돈분뇨 및 세정수 등을 포함한 농가의 경우에는 여름철 $412m^3$, 겨울철 $359m^3$로 계절간에는 약 12.9%($53m^3$)의 차이가 나는 것으로 계산되었다. 5. 따라서 양돈농가에서의 기계교반 퇴비화 시설을 이용하여 돈분뇨를 퇴비화 하는 경우 계절별 수거되는 돈분의 수분 함량과 유기물 분해율 및 수분증발가능량 등을 고려하여 퇴비화 용량을 산정하는 것이 바람직하다고 생각된다.
도시형 음식물 쓰레기 처리를 위한 감량 퇴비화 장치개발에 대한 연구의 일환으로 폭 3m, 길이 21.36m, 높이 3.95m의 $300m^3$ 규모의 음식물 쓰레기 감량 퇴비화 장치를 이용하여 1단계로 매일 각각 $2m^3,\;3.5m^3$ 씩 49일간 음식물 쓰레기를 투입하여 투입량에 따른 공정의 효용성과 공정중의 성분 변화 및 투입 음식물 쓰레기에 대한 감량율을 조사하였다. 장치내 퇴비단의 온도는 투입량에 관계없이 모두 평균 $60^{\circ}C$ 이상 유지되었으며, 최종 생산퇴비의 수분함량은 각각 43.6%와 47.2였다. 최종 생산 퇴비의 pH는 각각 6.2, 6.6이었고 유기물 함량은 각각 84.3%와 79.6%였다. $K_2O,$ CaO과 NaCl등의 양이온은 투입 기간이 증가할수록 퇴비에 농축되었는데, 특히 최종 생산퇴비중 NaCl은 1단계 4.62%, 2단계 4.92%로 매우 높게 조사되었다. 1단계와 2단계의 최종 생산 퇴비의 Pb, Cu, Cr, Ni, Cd는 각각 37.82㎎/㎏, 56.87㎎/㎏, 9.8㎎/㎏. 22.21㎎/㎏, 3.69㎎/㎏과 44.55㎎/㎏, 95.54㎎/㎏, 12.22㎎/㎏, 24.94㎎/㎏, 3.86㎎/㎏로 조사되었다. 한편 음식물 쓰레기 투입량에 따른 본 장치의 음식물 쓰레기 감량율은 초기에 투입한 Wood chip의 분해율을 고려할 경우 실제적인 음식물 쓰레기 부피기준 감량율은 1단계 78.8%, 2단계 77%로 98일간의 평균 77%의 우수한 감량효율을 나타내어 본 처리장치가 도시형 음식물 쓰레기 퇴비 장치로 이용이 가능함을 알 수 있었다.
국내 경제성장에 힘입어 최근 30여 년 간에 걸쳐서 축산물 소비가 급격하게 늘어나고 있다. 이에 따라 국내 가축 규모는 전업화, 대형화 되는 추세에 있다. 가축 사육두수의 증가는 필연적으로 가축분뇨 발생량 증가를 초래하게 되었다. 농림축산 통계에 따르면 2013년 말 기준으로 약 47,235천 톤의 가축분뇨가 발생되었다. 이 분뇨를 처리하기 위해서 퇴비화, 액비화, 정화 그리고 혐기소화와 같은 다양한 가축분뇨 처리방법이 적용되고 있다. 가축분뇨를 퇴비화 처리 하는 시설에 있어서는 에스컬레이터식, 패들식, 스크루식 또는 로타리식 등의 4가지 종류의 교반시설이 적용되고 있다. 가축분뇨 액비화 시설의 경우에는 호기적 방법과 무산소적 방법 등의 2가지 시설이 운영되고 있다. 가축분뇨를 액비화하기 위해서 전국에 약 8천기에 달하는 액비화 시설이 설치, 운영되고 있다. 가축분뇨 정화처리 시설에서는 고액분리 처리, 2차 처리 그리고 고도 처리의 3가지 단계의 기술을 적용하고 있다. 2012년 말 기준으로 볼 때 혐기소화 처리방법에 의해서 처리된 돼지분뇨 슬러리는 약 21천 톤에 달한다. 가축분뇨 처리를 위해서 퇴비, 액비, 정화 시설, 혐기소화 시설 등을 선택함에 있어서 악취제거 효율을 높이는 것이 대단히 중요한 사안이 되었다. 본 연구에서는 국내에 설치된 가축분뇨처리 시설의 특징과 운영방식을 6년간에 걸친 시설 설치관련 서류 검토와 현장조사를 통하여 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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