가축분뇨는 2018년 말 기준으로 연간 총 51,013천 톤이 발생하였고 그 중의 91.2%인 46,530천 톤이 퇴비화(40,647천 톤)나 액비화(5,884천 톤) 방법에 의해 처리되었다. 현재 우리나라의 가축분뇨 처리 관련 정책방향은 가축분뇨를 퇴비화나 액비화 방법을 적용하여 비료자원화 한 후 농경지에 유기성 비료로서 환원한다는 것이고, 이 정책은 가축분뇨 처리와 영양물질 순환 측면에서 그 효과가 매우 크다고 할 수 있다. 그러나 지난 수십 년 동안 지속적으로 감소하는 농경지 면적과 환경관련 제도의 변천상황을 고려하면 향후에 가축분 퇴비의 시용에 대한 제한이 강화될 우려 있다. 지역적인 양분 과잉발생 현상, 양분관리제 그리고 지자체별 가축 사육두수 제한조항과 같은 환경관련 제도 등이 가축분뇨 처리 및 자원화에 난제요인으로 작용하게 될 우려가 있다. 이에 더해 가축분뇨로부터 유래된 영양물질이 주요 댐의 상류에 위치한 지류로 유입될 수도 있을 것이라는 일부의 견해도 존재한다. 특히 최근 들어서는 가축분뇨 퇴비에서 미세먼지가 발생된다는 문제까지 제기되기도 했다. 이렇듯 가축분뇨 퇴비화에 대한 일반의 관심이 높아지고 있어서 새로운 방식의 가축분뇨 처리기술 개발의 필요성이 높아진 상황이다. 특히 소는 타 축종에 비해 마리당 분뇨발생량이 많아 우분처리 관련 신기술 개발은 그 효과가 매우 클 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 우분을 고체연료원으로서 사용시의 효과를 분석하기 위하여 우분펠릿의 연소과정에서 나타나는 특성을 조사하였다. 연소실험 결과 연소실의 온도가 약 $300^{\circ}C$ 내외에 도달했을 때 우분펠릿의 무게감소가 급격하게 나타나기 시작하였다. 우분펠릿의 열분해 과정에서 생성된 열분해가스중의 수소와 메탄 그리고 일산화탄소 농도는 각각 6.65~11.62%, 0.58~1.54% 그리고 11.47~14.07% 수준이었다.
Hog manure slurry amended with sawdust was composted in pilot-scale reactor vessels using continuous aeration nuder different C/N ratios and pH conditions during composting high rate (decomposition) process. For each material two replicated piles were built and monitored over a period of three weeks. The compost piles had an initial volume of 0.18 ㎥. In this study we evaluated the temperature in compost O2 and CO2 evolution, aeration rate, NH3 concentration etc. and investigated the stability of compost during composting high rate process. According to measured results, while the maximum NH3 concentration during composting high rate process. According to measured results, while the maximum NH3 concentration during composting high rate was in the range of 213 to 412 ppm on 5th day which was near the optimum C/N(22∼24) and pH(7.5∼7.9). And then, the NH3 concentration reduced to between 22∼26 ppm by 13th day. The maximum NH3 concentration for the lower C/N(18∼19) and pH value of 6 reached 574∼1,063 ppm by the 16th through 11th days and the NH3 concentration during continuous aerated composting high rate process, it was more important to manage NH3 gas so that compost odor is reduced.
The purpose of this study was to investigate the change of temperature, moisture content, weight and chemical properties in swine manure during the maturing process and moisture content of swine manure. The manure production on the early time(1 days), middle(25 days: and late(50 days) were made by moisture 45%, 55%, 65%, 75% in swine manure, according to manure treatment of the early time, the highest temperature of swine manure treatment was 59$^{\circ}C$ as moisture 75% after mixed 24 hours, the lowest 45% in mixed 25 days(middle time), 32$^{\circ}C$ as moisture 45% in mixed 50 days(late time). 2. Weight change during maturing manure, the most treatment of weight decrease was 17.4% as moisture 45%, the least of those was 12.2% as moisture 75% during maturing process of swine manure. 3. Volume change during maturing manure, the most treatment of volume decrease was 37.1% as moisture 65%, the least of those was 32.1% as moisture 55% during maturing swine manure, but not big difference between treatment. 4. T-N, P2O5, K2O content of compost were increased during maturing process, On the contrary, T-C content and C/N ratio were reduced.
앞으로 친환경 유기농업을 위한 축산환경 보전 및 퇴비 유통과 이용을 촉진하기 위해서는 대기, 수질, 토양오염 등의 환경오염을 방지하는 축산 환경기술 개발뿐만 아니라, 축분퇴비품질 기준면에서 경종농가 작물 사용에 적합한 고품질 퇴비제조와 간단한 평가 방법의 확립이 필요한 시점에 와 있다.
우분을 전처리하는 방법을 적용함에 따라 열량값이 변화하는 정도를 측정하는 실험을 수행하였다. 전처리 방법으로는 퇴비화 방법, 건식 혐기소화 방법, 물리적 압착 방법 등 3가지 방법을 적용하였다. 실험결과, 우분을 퇴비화하거나 혐기소화를 실시하는 경우에 열량값이 감소하는 것으로 나타났다. 퇴비화 처리를 적용하였을 경우 완숙퇴비의 열량값은 퇴비화 초기 원료에 비해 약 5% 정도 감소하였다. 우분을 건식 혐기소화한 뒤 수거된 혐기소화 잔재물의 열량값은 혐기소화 원료로 사용한 우분에 비해 약 25.7% 정도가 감소하였다. 우분을 압착하는 방법에 의해 수분을 감소시킨 경우에는 압착을 거친 우분의 열량값이 압착 전의 원료 우분에 비해 약간 높아지는 결과를 보였다. 또한 총 고형물 중에서 휘발성 고형물이 차지하는 비율도 높아진 것으로 나타났다. 반면에 우분을 압착하는 과정에서 발생된 침출수의 열량값과 총 고형물 중의 휘발성 고형물의 비율은 원료로 사용한 우분에 비해 더 낮아졌다.
Today, a desirable way to manage livestock manure is to activate its utilization as a resource. The production of high quality liquid fertilizer of livestock manure is very important because it increases the use of various liquid fertilizer. However, the result of mature evaluation with a maturity measuring instrument for liquid fertilizer showed that the deviation of concentration between liquid fertilizer did not bring into uniformity. The result is also making sure that quality management for liquid fertilizer is not smoothly made. Quality evaluation for compost and liquid fertilizer includes physical, biological, chemical and microbiological methods, but a chemical method is mainly being implemented due to fairness and field application. Therefore, this study figured out correlation in feces and urine through regression analysis of livestock manure and tried to create a research plan to carry out efficient quality analysis of managing livestock manure.
본 연구에서는 혐기소화액을 여과함과 동시에 퇴비화가 이루어지도록 하는 기능을 지닌 퇴비단 여과상과 이 퇴비단 여과상에서 발생하는 열로 외부 측벽이 가온되는 방식의 혐기소화조를 이용하여 돼지분뇨 슬러리로부터 발생하는 메탄생성 효율을 분석하였다. 혐기소화조의 형태는 약 $250m^3$ 규모의 긴 장방형 구조로 구성하여 운영하였다. 이 혐기소화조 내에 돼지분뇨 슬러리를 투입하여 혐기 소화하는 과정에서의 메탄생성 특성을 조사하였고, 또 한편으로는 혐기소화 폐액을 처리하는 방안으로서의 퇴비단 여과상의 소화폐액 여과효과를 분석하였다. 돼지분뇨 슬러리는 본 실험 시설인 장방형 중온성 혐기소화조에서 25일 동안 소화되었으며, 이 과정에서 발생한 소화폐액은 톱밥층과 왕겨층 등의 2겹의 층으로 구성된 퇴비단 여과상을 통과시키는 방법으로 처리하였다. 또한 퇴비단 여과상을 통과한 후의 최종 여과액을 대상으로 하여 액비로서의 이용가치를 가늠하기 위해 비료성분 함유량을 분석하였다. 혐기소화조에서 배출된 소화폐액의 성분을 분석한 결과 BOD, COD, SS, T-N 그리고 T-P 의 농도는 각각 1,800 mg/L, 3,500 mg/L, 11,800 mg/L, 1,200 mg/L, 그리고 350 mg/L 수준을 나타냈다. 이 소화액을 톱밥층과 왕겨층 등의 2겹의 층으로 구성되어 여과상 역할을 하는 퇴비단 여과상에 통과시킨 후에 채취한 여과수의 BOD, COD, SS, T-N 그리고 T-P 농도는 여과상 유입수에 비해 각각 97%, 62%, 89%, 39% 그리고 57% 수준의 감소정도를 보였다. 퇴비단 여과상을 거친 후 소화폐액의 질소, 인산, 칼륨의 농도는 각각 1,024, 111 그리고 407 mg/L 수준이었다. 또한 소화폐액 내의 chlorophenol, benzenedicarboxylic acid, dodecane, hexadecane dimethyloctane 등의 유기성 오염물질은 퇴비단 여과상을 거치는 과정에서 95%이상 제거되었다.
대기중으로 휘산되는 대부분의 암모니아는 농경지에서 시용하는 가축분뇨 퇴비와 질소비료에서 유래한다. 본 연구는 밭 토양에서 돈분 퇴비 시용방법에 따른 암모니아 휘산량을 소형원드터널 방법을 이용해서 정량적으로 평가하였다. 돈분 퇴비(20 Mg/ha) 표층살포(SA), 표층살포 후 즉시 경운(IRA), 표층 살포 3일 후 경운(RA-3d) 처리의 13일 동안 암모니아 휘산량은 각각 28.7, 8.7, 24.3 kg N/ha로 IRA 처리구는 SA 처리구에 비해 70% 저감효과를 가져왔다. 그리고 SA 처리구의 퇴비 처리 후 24시간 이내 휘산된 암모니아 양은 총 휘산량의 61%로 대부분의 암모니아는 시용 초기 짧은 시간 내에 휘산됨을 알 수 있었다. 석회와 퇴비 혼용시용 후 교반(L+C mix), 퇴비표층 살포 3일후 석회시용 교반(C+L3D), 석회시용 3일 후 퇴비시용 교반(L+C3D) 처리구의 22일 동안 총 암모니아 휘산량은 각각 40.1, 31.4, 27.7 kg/ha이었다. 따라서 가축분 퇴비 시용시 석회를 혼용하는 것은 피해야 하며, 만일 동일 작기내 시용이 불가피할 경우는 퇴비시용에 앞서 석회를 먼저 충분한 일수를 앞두고 시용하는 것이 암모니아 휘산량을 저감시킬 수 있다는 결론을 얻었다.
This study was conducted to determine the effects of pig manure composting on emission of dinitrogen oxide ($N_2O$) that is greenhouse gas. Fresh pig manure was mixed with sawdust as bulking agent and moisture content of mixed compost was adjusted by 61.9%. After mixing bulking agent with pig manure that was left to compost with aeration in composting chamber for an initial period of 30 days. At the end of this period, that was decomposed and a second period of composting was conducted without aeration for 60 days. Temperature during the initial composting period was above $55^{\circ}C$ for 7 days. Moisture reduction rate by composting pig manure was 36.7%. $N_2O$ Produced during composting was 0.043g/T-Ng.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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