This study was carried out to evaluate the feasibility of composting of swine manure with wood chips as a bulking agent. To evaluate the optimum blending ratio of wood chip to swine manure three levels of wood chip such as 100, 150, and 200% were blended on a volume basis with 100% of swine manure was used to determine the effect of wood chip compared with sawdust as a bulking agent on composting. The maximum temperature reached during composting was 70, 58, 48, 72$^{\circ}C$ at blending ratio of 100, 150, 200, and 50WC+50SD%, respectively. The bulk density of compost was increased extremely with increasing the blending level of wood chip. The C/N ratio of final compost ranged from 18.25 to 19.82 . Heavy metal contents in the final compost were in the range of 0.05∼0.16 mg/kg, 5,86∼10.95 $\mu\textrm{g}$/kg, and 295∼440 mg/kg for Cd, Hg, and Cu, respectively. It was concluded that the blending ratio of 200:100 of wood chip and manure by volume was satisfactory for swine manure composting.
본 연구사업 목적은 축분 공동 퇴비화시설에서 배출되는 퇴비화 악취물질이 퇴비화시설 기계에 부식과 마모를 일으켜서 기계 고장을 발생하는 현상을 방지하기 위해 축분퇴비화 시설 기계의 내구성을 재질과 구조 및 보수와 관리 측면에서 평가하여 축분 퇴비화 시설 기계의 내구성을 증대하고, 이에 개선 대책을 마련하는데 있었으며 주요 성과는 아래와 같다. 퇴비화시설 기계의 고장의 주요원인은 부식과 마모, 과부하 상태, 이물질 혼입 등 이었다. 퇴비화시설 기계에서 고장빈도가 높은 곳은 교반장치, 포장장치, 반송장치 등의 체인, 교반 날과 축, 모터, 스크루 베인 등에서 발생 되므로 정기점검과 보수관리가 중요하였다. 퇴비화시설 기계의 내구성 증대를 위한 고장 방지대책은 탈취장치 설치, 돌가루와 쇠붙이 등의 이물질 혼입방지, 고 수분 재료 사용방지 및 재료 과다투입 방지 등 이었다. 미 이용자원의 유효이용 및 유가성 폐기물의 퇴비화 처리를 위한 우리나라 지방자치단체의 바이오매스 타운 건설에 본 조사연구의 성과가 성공적으로 활용될 것으로 기대한다.
Animal manure and manure compost produced from livestock farms are widely applied in crop lands. Leachate and runoff water from them are presumed to be one of the major sources of water quality deterioration in rural streams. Laboratory experiments were conducted to investigate water quality characteristics and loading of leachate obtained under rainfall simulation. Manure composts for the experiments were collected from beef cattle farms, dairy farms, and pig farms. Water quality parameters include SS, COD, TN, and TP. Most parameters of leachate from pig manure compost was higher than others. Both TN and TP concentrations were reflecting the composition of manure itself. It is recommended, therefore that the leachate from the manure composts should be controlled not to be discharged into streams.
Eska Nugrahaeningtyas;So-Hee Jeong;Eliza Novianty;Mohammad Ataallahi;Geun Woo Park;Kyu-Hyun Park
Journal of Animal Science and Technology
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제65권2호
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pp.459-472
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2023
Korea is currently developing country-specific emission factors to support the 2050 zero-carbon campaign. Dairy cattle represent one of the largest livestock industries in Korea, and the industry is estimated to continue increasing because of an increase in milk demand. However, country-specific emission factors for dairy cattle are currently only available for calculating methane (CH4) emissions from enteric fermentation. Two experiments were conducted to evaluate CH4 and nitrous oxide (N2O) fluxes from sawdust-bedded barn in dairy cow and steer, as well as dairy cattle manure composting lots. The greenhouse gas (GHG) fluxes were quantified using the open-chamber method and gas chromatography. CH4 fluxes from steer, dairy cow, and manure compost were 27.88 ± 5.84, 36.12 ± 10.85, and 259.44 ± 61.78 ㎍/head/s, respectively. N2O fluxes from steer, dairy cow, and manure compost were 14.04 ± 1.27, 4.11 ± 1.57, and 3.97 ± 1.08 ㎍/head/s, respectively. The result of this study can be used to construct country-specific data for GHG emissions from manure management. Thus, the application of mitigation strategies can be prioritized based on the GHG profile and targeted source.
Pollutant loading potential was evaluated for manure application practices on farm fields, through survey and pot experiments. The survey indicated that most farmers applied the manure during the early spring. About 74% farmers apply the manure during the period from December to May. Considering the monthly rainfall amount in this period, the pollutant loading potential is not high. Leachate obtained from pot piled up with manure compost, using a rainfall simulator, showed that average concentrations of COD, SS, TKN, N $O_{3-}$N, TP were up to 2,000mg/L, 240mg/L, 107mg/L, 10mg/L, 50mg/L, respectively. These concentrations could be affected by rainfall intensity and the amount of piled manure compost. Therefore, implementation of management practices are recommended to control or minimize of leachate from manure compost piled on farm field.
Objective: Swine manure in Korea is separated into solid and liquid phases which are composted separately and then applied on land. The nutrient accumulation in soil has been a big issue in Korea but the basic investigation about nutrient input on arable land has not been achieved in detail. Within the nutrient production from livestock at the national level, most values are calculated by multiplication of the number of animals with the excreta unit per animal. However, the actual amount of nutrients from swine manure may be totally different with the nutrients applied to soil since livestock breeding systems are not the same with each country. Methods: This study investigated 15 farms producing solid compost and 14 farms producing liquid compost. Composting for solid phase used the Turning+Aeration (TA) or Turning (T) only methods, while liquid phase aeration composting was achieved by continuous (CA), intermittent (IA), or no aeration (NA). Three scenarios were constructed for investigating solid compost: i) farm investigation, ii) reference study, and iii) theoretical P changes (${\Delta}P=0$), whereas an experiment for water evaporation was conducted for analyzing liquid compost. Results: In farm investigation, weight loss rates of 62% and 63% were obtained for TA and T, respectively, while evaporation rates for liquid compost were 8.75, 7.27, and $5.14L/m^2{\cdot}d$ for CA, IA, and NA, respectively. Farm investigation provided with the combined nutrient load (solid+liquid) of VS, N, and P of 117.6, 7.2, and $2.7kg/head{\cdot}yr$. Nutrient load calculated from farm investigation is about two times higher than the calculated with reference documents. Conclusion: The nutrient loading coefficients from one swine (solid+liquid) were (volatile solids, 0.79; nitrogen, 0.53; phosphorus, 0.71) with nutrient loss of 21%, 47%, and 29%, respectively. The nutrient count from livestock manure using the excretion unit has probably been overestimated without consideration of the nutrient loss.
돈분뇨 부숙과정에서의 Mg원 첨가에 따른 MAP 크리스탈 결정체 형성과 부숙과정에 미치는 영향을 조사하였다. 돈분뇨내 수용성인산 기준 1.2M비로 Mg원을 첨가하여 부숙시킨 경우와 첨가하지 않고 부숙한 경우를 비교하여 실험한 결과 Mg원 첨가에 의한 부숙과정에서의 유기물분해 저해 현상은 관찰되지 않았다. Mg원을 첨가한 경우 분뇨 내 $NH_4$와 $PO_4$가 함께 반응하여 MAP 크리스탈 결정체를 형성함에 따라 $NH_4$-N의 함량이 낮아졌으며 이는 부숙과정에서의 암모니아 가스 형태로의 질소소실을 낮추어주는 결과가 됨을 알 수 있었다. 수용성인의 함량 또한 Mg원을 첨가한 경우에 낮아져 최종 부숙퇴비의 총인중 수용성인의 비율이 감소함을 알 수 있었다. 따라서 부숙과정에서의 Mg원 첨가는 최종 부숙퇴비의 비료성분 보존과 완효도 증가효과가 있음을 알 수 있었다. 최종퇴비의 X-Ray Diffraction 시험결과 부숙과정에서 MAP 결정체가 형성됨을 알 수 있었으며 2.8 mm 이하의 입자크기에서 형성된 결정체가 많음을 알 수 있었다. 또한 입자크기별 질소와 인 성분 분포율을 비교한 결과 2.8 mm 이하의 입자크기에 질소와 인성분의 2/3 이상이 분포해 있음을 알 수 있었다.
This study focused on the characteristics of manure in five beef cattle farms and two breeding farms in Hanwoo centered in Gyeongsangbuk-do province. The results of analysis and evaluation are as follows; First, the pH of manure in all the farms in this study was within the appropriate range of 8.81 to 9.45. Second, the dry matter content varied from 44.7% to 70.5% for all the farms. Third, the total nitrogen content in all the farms was 2.05-3.04%, which is higher than the reported range; however, it could play a role as a soil improvement agent when used as compost. Fourth, although the exact range of ammonia-N (VBN) content was not reported, results analyzed in all the farms showed that the level of impact on the environment was insignificant. In conclusion, soil and environment improvement effects are expected to be effective if the manure at Hanwoo farms in the Gyeongbuk area are used as compost through appropriate management.
국내에서 말 사육 두수가 가장 많고 화산회토양으로 이루어져 있는 제주도에서 마분 퇴비의 시용수준이 이탈리안 라이그라스의 생산성과 수질 환경에 미치는 영향을 알아보기 위해 본 연구를 수행하였다. 사료작물은 이탈리안 라이그라스(코윈어리)를 공시하였고 용탈수 성분 분석을 위해서 간이 Lysimeter를 제작하였다. 퇴비 시용 수준에 따라 6처리하였고, 이탈리안 라이그라스의 수량 등 생산성을 조사하였다. 용탈수는 7회 채취하여 NO3-N, PO4-P, Cr, Cu, Zn을 분석하였다. 마분 퇴비 시용 수준에 따른 이탈리안 라이그라스의 건물 수량은 화학비료구가 유의적으로 가장 높게 나타났고(11,965±564 kg/ha), 마분 퇴비 150%, 혼용구가 그 다음으로 유의적으로 높게 나타났으며(9,043±681 kg/ha, 8,825±611 kg/ha), 마분퇴비 100%, 50%가 그 다음으로 나타났다(4,293±804 kg/ha, 2,986±739 kg/ha)(p<0.05). 용탈수의 분석항목 중 질산태 질소(NO3-N)의 경우 3차 분석까지는 전체적으로 증가하다가 감소하는 경향을 보였고 마지막 6, 7차 분석 시에는 검출되지 않았다(Fig. 2.). NO3-N는 처리구 간에 유의적인 차이는 없었으나 수치적으로 마분 퇴비 150% 시용구에서 NO3-N가 가장 많은 경향이 나타났고, 화학비료구와 혼용구는 수치적으로 마분 퇴비를 시용했을 때보다 적거나 비슷한 수준을 나타났다. NO3-N를 제외한 나머지 PO4-P, Cr, Cu, Zn은 전 기간 거의 검출되지 않았다. 본 연구 결과를 종합했을 때 마분 퇴비를 시용할 때는 기비로 마분 퇴비를 질소 기준 50%수준 시비하고 이듬해 봄 추비로 화학비료를 나머지 50% 수준으로 시비하면 수량이 크게 떨어지지 않으면서 수질 오염에도 상대적으로 적은 영향을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
The aim of this study was to investigate chemical characteristic of livestock compost in association with livestock manure types (poultry, cattle, swine, and mixed manure). The livestock compost was collected from local nonghyup branches on a si-gun level. Chemical composition (nutrients, heavy metals etc.) of the samples was analyzed and Pearson's correlation analysis was performed. Quality of most compost samples met the standard of fertilizer specifications. Poultry compost contains greater nutrients especially $P_2O$ (p-value<0.01) and $NH_4$-N (p-value<0.05). Meanwhile swine compost has higher concentration in water content (p-value<0.05) and heavy metals (p-value<0.01 for Cd, Cu and Zn). Overall, poultry compost was correlated positively with nutrients while swine compost has positive correlation with water content and heavy metals. We expect that the study results can provide base data for determining compost types and amount for crop production.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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