|
구 분 |
분 |
뇨 |
계 |
한 우 |
10.1 |
4.5 |
14.6 |
젖 소 |
24.6 |
11 |
35.6 |
돼 지 |
1.6 |
2.6 |
4.2 |
닭(산란계) |
0.13 |
- |
0.13 |
닭(육계) |
0.09 |
- |
0.09 |
* 축산연, (‘99)
이를 기준으로 전국에서 사육되고 있는 가축의 년간 분뇨배설량은 분이 20,735 천톤, 뇨가 12,817천톤, 계 33,552천톤이었으며 축종별 발생비율은 돼지 35.9%, 한우 31.1%, 젖소 20.7%, 닭 12.3%로 사육두수가 많은 돼지의 분뇨배설량이 가장 많았다(표 2).
또한 가축분뇨에 의한 년간 비료성분 배출량은 질소 248천톤, 인산 184천톤, 가리 181천톤으로 추정되고 있어 가축분뇨의 수거, 저장 및 처리과정에서 최대한 자원화 하면 국내에서 소비되고 있는 화학비료를 상당부분 대체하여 농작물 생산에 유효하게 활용할 수 있는 유기질 비료화하고 가축분뇨로 인한 환경오염문제를 현저히 줄일수 있을 것이다.
<표 2> 년간 축종별 분뇨생산량․비료성분 추정(’99. 12월말 기준)
구분 |
사육* 두수 (천두) |
분뇨생산량** |
축분의 비료성분 | |||||||
두당 (kg/일) |
총량 (천톤) |
계 |
질소 |
인산 |
가리 | |||||
함량 (%) |
총량 (천톤) |
함량 (%) |
총량 (천톤) |
함량 (%) |
총량 (천톤) | |||||
한우 -분 -뇨 |
1952
|
10.1 4.5 |
10,402 7,196 3,206 |
109.9 82.0 27.8 |
0.44 0.19 |
37.8 31.7 6.1 |
0.35 0.06 |
27.0 25.2 1.9 |
0.35 0.62 |
45.1 25.2 19.9 |
젖소 -분 -뇨 |
535
|
24.6 11.0 |
6,952 4,804 2,148 |
104.0 44.7 59.3 |
0.38 0.83 |
36.1 18.3 17.8 |
0.38 0.04 |
19.1 18.3 0.9 |
0.17 1.89 |
48.8 8.2 40.6 |
돼지 -분 -뇨 |
7,864
|
1.6 2.6 |
12,056 4,593 7,463 |
194.4 99.7 94.8 |
0.83 0.79 |
97.1 38.1 59.0 |
1.01 0.15 |
57.6 46.4 11.2 |
0.33 0.33 |
39.8 15.2 24.6 |
산란계 -분 |
58,029 |
0.12 |
2,542 2,542 |
96.3 96.3 |
1.55 |
39.4 39.4 |
1.49 |
37.9 37.9 |
0.75 |
19.1 19.1 |
육계 -분 |
36,558
|
0.12 |
1,601 1,601 |
108.9 108.9 |
2.38 |
38.1 38.1 |
2.65 |
42.4 42.4 |
1.77 |
28.3 28.3 |
합계 -분 -뇨 |
|
|
33,552 20,735 12,817 |
613.5 431.6 181.9 |
|
248.4 165.5 82.9 |
|
184.0 170.1 13.9 |
|
181.0 95.9 85.1 |
* 소, 돼지 분뇨발생량 : 가축별 배출원단위(환경부고시 제 99-109호 : 1999.07.08)
연구결과 적용
** : 가축통계 : 농림부(1999. 12 기준)
- 자료 : 축산기술연구소(2000)
2. 가축분뇨의 처리방법
가축분뇨는 수거된 분과 뇨과 분리 또는 혼합된 성상에 따라 자원화 및 정화를 크게 구분할 수 있으며 자원화에는 건조, 퇴비화, 액비화, Biogas 생산 등의 방법으로 경지에 환원되며 뇨 및 세척수 등이 포함된 액상물은 생물학적 처리방법에 물리․화학적 방법이 병합되어 있는 정화처리 방법이 활용되고 있으나 각 방법마다 장점과 단점이 있어 완벽한 처리방법을 선택하기가 쉽지 않다.
(분뇨성상) |
|
|
|
(처리방법) |
|
(특 징) | ||||||||
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||
분뇨혼합 |
|
→ |
자 원 화 |
|
|
액 비 |
: 액비저장(호기,혐기), 운반 및 살포 | |||||||
|
| |||||||||||||
| ||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
깔 짚 축 사 |
: 한우, 젖소, 돼지, 육계 | ||||||
|
|
|
|
|
| |||||||||
↓ |
|
|
|
|
|
|
| |||||||
|
고액분리 |
|
|
|
|
|
|
발 효 증 발 |
: 수분조절재, 송풍, 교반 | |||||
|
|
|
| |||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
|
|
|
|
|
|
|
안 정 화 |
: 생석회반응+건조 | ||||||
|
|
|
|
|
| |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
메 탄 발 효 |
: 혐기발효+액비 (BIMA, HAF) | ||||||
|
|
|
|
|
| |||||||||
↓ |
|
|
|
|
|
|
| |||||||
분,뇨,세척수 |
|
→ |
정 화 |
|
|
생물학적 처리, 물리․화학적 처리 |
: 활성오니, 톱밥토양여과등 | |||||||
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
|
|
|
| ||||||||
↓ |
|
|
|
|
|
| ||||||||
분 |
|
|
→ |
퇴 비 화 |
|
발 효 |
: 송풍, 교반 (개방식, 밀폐식) | |||||||
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||
|
|
|
|
|
|
화 력 건 조 |
: 회전식, 이송식 | |||||||
|
|
|
| |||||||||||
|
|
|
→ |
건 조 |
|
|
|
| ||||||
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
|
하우스 태양 건조 |
: 자연건조, 로타리 건조 | |||||||||
|
|
<그림 1> 가축분뇨 자원화 및 정화처리
3. 가축분뇨의 퇴비화
가. 퇴비화 원리
유기성 물질의 일반적 발효조건으로 적정 함수율, 산소, C/N율, pH 및 발효미생물 등을 들 수 있으나 가축분뇨에서는 최소한의 호기성 조건 제공 만으로도 퇴비화가 충분히 가능하며 가축분뇨를 퇴비화 하기 위한 최적조건은 다음과 같이 요약할 수 있다.
- 입자의 적정 크기 : 0.65~2.54㎝ - C/N : 20~30:1 (C/P : 100~150 : 1) - 공기중 산소의 비율 : 12~13% - 수분함량 : 50~60% - pH : 5.5~8.5 - 자연통기 : 공극 30% 정도 - 퇴적 높이 : 60~200㎝ - 교반 : 1~2회/일 |
- 미생물의 영양분 공급 - 5% 이하로 낮아지면 혐기발효 개시 - 40%이하시 미생물의 영양분 이용성 저하 - pH 8이상에서 NH3 생성 - 용적 540㎏/㎥ - 200㎝이상은 통기성 불량 - 최소 1회/주 이상 |
가축분뇨를 완전부숙시켜 작물에 시용시 후발효에 의한 유해성분 발생으로 작물생육에 피해를 주지 않기 위해서는 수분조절재 혼합여부에 따라 1~6개월의 1차 발효 및 후숙기간이 필요하다<표 3>.
<표 3> 가축분뇨의 완숙 소요기간
퇴비화 방법 |
축분만 발효시(일) |
수분조절재 첨가 발효시(일) | ||||
발효조 |
퇴비사 |
계 |
발효조 |
퇴비사 |
계 | |
퇴적퇴비 |
- |
- |
50~60 |
- |
- |
150~180 |
퇴적송풍퇴비 |
20~25 |
15~20 |
35~45 |
25~30 |
65~90 |
90~120 |
개방교반퇴비 |
15~20 |
15~25 |
30~50 |
20~25 |
40~65 |
60~90 |
밀폐교반퇴비 |
5~7 |
20~25 |
25~32 |
- |
- |
- |
※ 퇴비화시설 설계 1987(일본중앙축산회)
나. 수분조절재
(1) 수분조절재의 필요 조건
주요 수분조절재의 수요량은 년간 184만톤 정도로 추정되며 이중 톱밥 46만톤, 왕겨 73만톤, 계 119만톤이 공급되고 있는 것으로 나타나고 있어 65만톤 정도가 부족하나 왕겨만 잘 이용할수 있다면 수분조절재 소요량을 충당할수 있을 것이다(표 4). 가축분뇨의 자원화하기 위한 수분조절재로서의 필요조건은 다음과 같이 요약할 수 있다.
(가) 수분 흡수율이 높고 적당한 입자도를 가질 것
(나) 유해물질을 포함하지 않을 것 : 발효 미생물의 활성 유지와 시비후 작물에 대한 안전성
(다) 분해가 잘 되며, 적정 산도를 가질 것
(라) 구하기 쉽고 가격이 저렴할 것
(마) 퇴비화 작업이 용이할 것
<표 4> 가축분 생산량과 수분조절재 공급
(단위 : 천톤)
가축분1) 생산량 |
수분조절재 생산량 |
수분조절재 필요량 |
부 족 량 |
추가공급 가능량 | ||
톱밥 |
왕 겨2) |
계 | ||||
33,890 |
460.5 (576.5) |
732.2 (1,424.6) |
1,192.7 (2,001.1) |
1,842.5 |
-649.7 |
692.3 |
1) ‘99년 12월기준 가축사육두수×분배설량×365일
2) 농림부 통계연보(‘97) : 조곡생산량×제현율 20%중 축산용 51.4%(농림부 ’96)
※ ( )내는 총 생산량 임
(2) 톱밥과 왕겨간 비교
부자재로 쓰여지고 있는 각종 수분조절재중 퇴비화 시설에서 가장 널리 사용되는 부자재로 톱밥을 들 수 있다. 톱밥은 수분흡수 능력이 좋고 다른 부자재에 비해 취급이 용이하며 초기 퇴비화 과정에서 악취의 흡착 능력이 있다.
반면에 톱밥은 가격이 상당히 높고 지역에 따라서는 구입에 어려움을 겪는 경우도 있다. 지역과 수송거리, 교통상황에 따라서 가격에 차이가 많으며 톱밥 가격의 대부분은 인건비와 운송비가 차지한다.
또한 왕겨는 톱밥 대체용 부자재로 가장 널리 쓰이며 물량이 톱밥보다 많고 가격도 톱밥에 비해 싼 편이다. 톱밥은 초기 흡취성은 크나 톱밥 자체가 습윤하게 되면 악취 특히 암모니아 발생이 많은 반면 왕겨는 호기 상태가 유지되기 쉬워 악취가스의 발생이 덜하다.
왕겨를 분쇄하거나 팽연화 하는 방법으로 조직을 연화시켜 흡수성 및 분해성을 개량할 수가 있으나, 가공으로 인한 비용이 상승되고 물량도 충분치 못해 공급이 어려운 상황이다. 왕겨 또한 가격이 많이 상승하였으며, 계절에 따른 수급 불균형 문제가 있다<표 5>.
<표 5> 톱밥 및 왕겨 가격비교
구 분 |
㎏/㎡ |
원/20㎥ |
원/㎥ |
원/㎏ |
톱 밥 |
250 |
400,000 |
20,000 |
80 |
왕 겨 |
125 |
237,500 |
11,875 |
95 |
※ 왕겨 가격기준 : 40㎏포대 3,800원 기준
- 왕겨 ㎏당 가격은 톱밥보다 높으나 ㎏당 부피가 톱밥에 비해 약 2배정도임
(3) 수분조절재 소요량 계산
- 소요량(㎏) = 생분뇨량(㎏) × |
생분뇨 수분함량(%) - 목표수분(65%) |
목표수분(65%) - 수분조절재 수분(%) |
- 계산예) 돈분 1㎥를 수분65%조절시
(조건 : 돈분의 수분함량 75, 85, 95%, 톱밥수분 25%)
․ 돈분 수분함량 75%기준 : 톱밥 1㎥소요
․ 돈분 수분함량 85%기준 : 톱밥 2㎥소요
․ 돈분 수분함량 95%기준 : 톱밥 3㎥소요
다. 축분퇴비의 수분조절재 재이용
일반적으로 분 및 수분조절재중의 생육저해 물질이 완전분해되기 까지는 분은 2개월, 작물수확 잔재물 혼합시 3개월, 톱밥등 목질물 혼합시에는 6개월이상이 되어야 종자의 발아에 영향을 미치지 않는 것으로 알려져 있다.
톱밥이나 왕겨를 혼합하여 퇴비화할 경우에 25일내외의 1차 퇴비화 기간중의 톱밥 및 왕겨의 건물분해율은 1일에 0.1~0.7% 정도로 낮아 외형상으로는 흑갈색으로 퇴비화 된 것 같아 보이나 C/N비가 높고, 생육저해물질이나 섬유질과 같은 비교적 분해되기 쉬운 물질도 그대로 남아있게 되므로 1차 발효가 끝난 수분조절재 혼합퇴비를 2~3회 수분조절재로 재이용하는 것이 퇴비의 품질도 높이고 수분조절재의 수요를 줄일수 있는 좋은 방법이다.
재이용하고자 하는 수분조절재 혼합퇴비는 수분함량과 수분조절재의 종류에 따라 왕겨나 목편혼합퇴비는 3회, 팽연왕겨나 톱밥퇴비는 2회 사용이 적당하며 축분 1 : 수분조절재 1 : 재활용퇴비 1의 비율로 혼합사용하되 축분의 수분상태에 따라 혼합량을 가감한다<표 6, 표 7>.
<표 6> 재활용퇴비를 수분조절재로 재이용시 수분함량(%)
수분조절재 종류 |
구 분 |
재활용 회수 | ||
1 |
2 |
3 | ||
왕 겨 |
개 시 종 료 |
68.3 45.8 |
55.0 24.5 |
60.2 38.1 |
목 편 |
개 시 종 료 |
58.2 43.3 |
50.5 21.3 |
54.4 24.1 |
팽연왕겨 |
개 시 종 료 |
65.8 58.2 |
59.3 34.8 |
64.2 48.6 |
톱 밥 |
개 시 종 료 |
66.3 51.6 |
60.4 40.3 |
61.1 52.8 |
※ 자료 : 축산연(‘98)
<표 7> 재활용퇴비를 수분조절재로 재이용시 축분퇴비의 발효온도(℃)
발효 경과 (일) |
왕 겨 |
목 편 |
팽연왕겨 |
톱 밥 | ||||||||
1회 |
2회 |
3회 |
1회 |
2회 |
3회 |
1회 |
2회 |
3회 |
1회 |
2회 |
3회 | |
개시 |
23 |
31 |
30 |
23 |
26 |
30 |
23 |
30 |
30 |
23 |
32 |
30 |
4 |
60 |
74 |
64 |
68 |
62 |
72 |
38 |
72 |
44 |
68 |
80 |
58 |
8 |
72 |
70 |
62 |
56 |
37 |
70 |
66 |
74 |
48 |
62 |
76 |
58 |
12 |
60 |
61 |
64 |
48 |
25 |
56 |
56 |
75 |
50 |
48 |
73 |
65 |
20 |
66 |
30 |
58 |
58 |
26 |
37 |
50 |
60 |
64 |
58 |
59 |
54 |
※ 자료 : 축산연(‘98)
4. 퇴비화 방법
가. 퇴비화방법별 특징
가축분뇨의 경지환원 방법으로 퇴비화와 액비화에 관한 연구결과는 이미 농가에서 실용화되어 광범위하게 적용되고 있으나(표 8) 건조, 발효 등의 각종 퇴비화 방법에서 나타나고 있는 여러가지 단점들을 보완하기 위한 시도가 부단히 계속되고 있다.
<표 8> 가축분(뇨)의 퇴비화 시스템
구 분 |
시 설 형 태 |
특 징 |
건 조
|
- 천일 - 하우스(로타리) - 화력(회전식, 이송식) |
- 악취, 유실 - 예비건조, 퇴적퇴비 - 에너지, 수분조절 |
발 효
|
- 단순퇴적 - 단순퇴적교반 - 퇴적송풍 - 기계교반 o 에스컬레이터,로타리,스크류 o 버켓 - 밀폐형 교반송풍 - 비닐백 |
- 수분조절 - 수분조절, 교반 - 수분조절, 송풍, 교반
- 수분조절 재충진, 송풍, 교반 - 왕겨 충진, 교반 - Biodrying, 탈취 - 메쉬백, 수분조절 |
생석회반응 |
- 생석회 반응기 |
- 로타리 또는 화력건조, 악취 |
무 배 출
|
- 깔짚축사+퇴비사
|
- 한우, 젖소, 돼지, 육계 - 톱밥, 왕겨(가공), 목편 |
각종 퇴비화 방법에 관한 기술개선이나 새로운 처리 시스템 개발의 주안점은 다음과 같이 요약할 수 있을 것이다.
- 소요 에너지의 최소화
- 수분 및 비중조정을 위한 소요 부재료의 최소화
- 처리물량의 극대화
- 악취발생 감소
- 운영관리기술의 단순화, 자동화
특히 가장 일반화되어 있는 퇴비화시스템의 경우 수분조절재 소요량의 최소화, 발효조내의 발효열 상승 최대화, Bioenergy의 손실 최소화, 발효온도의 균일성 유지외에 퇴비화에 따른 악취발생이나 휘산 방지를 위한 기술의 개선이나 보완이 요구되고 있다.
아울러 농가현장에 설치되어 가동되고 있는 퇴비화시설의 경우에 취급자 또는 관리자가 어느 정도의 간단한 고장이나 작동이상을 제어할 수 있기 위해서는 기계적인 소양이 어느 정도 있어야 하고 시설설치 농가마다 간단한 공작시설이나 장비가 갖추어져 있어야 하나 그렇지 못한 대부분의 농가실정을 감안한다면 가축분뇨 처리기술 개발은 기계조작의 편이성과 단순화도 고려해야할 주요 대상이 되고 있다.
나. 건조방법
(1) 하우스 일광건조
비닐 하우스내 가축분을 얇게 편후 태양과 바람의 힘으로 건조시키는 방법으로 자연의 힘을 이용한 단순처리법으로 건설비가 적게들고 운영경비가 적으며 유지관리가 용이한 장점이 있으나 넓은 면적소요, 악취문제, 기후조건에 따른 건조불량, 미숙퇴비생산 등이 문제점이다.
(2) 화력건조시설
축분과 톱밥을 혼합한 후 경유 또는 전기 등을 이용한 열로 가축 분뇨를 건조시키는 방법으로 중소규모 양축농가에서 많이 이용하고 있으나 퇴비화 개념보다는 강제 건조에 가깝다.
가축분뇨의 처리시간이 짧고(건조시간: 75~80분/톤) 소요면적이 적으며(약 3평) 설치비용이 약 25,000천원정도 소요되어 일반 발효방법에 비하여 저렴하다. 그러나 강제건조에 의해 발효퇴비의 안정성이 저하되며, 열원으로 화력을 이용함으로써 연료비가 과다 소요되고 있다<표 9>.
<표 9> 화력건조 형태별 특성
형 태 |
열원접촉 방 식 |
고온범위 (℃) |
기압조절 유 무* |
톱밥혼입여부(%) |
처리시간 (분/톤) |
고 온 건 조 고온진공건조 고 온 건 조 |
회전교반 “ 이 송 식 |
300~400 300~320 200~300 |
무 700~720 무 |
30~50 “ 무 |
75 80 77 |
* 진공기압 760mmHg
- 자료 : 가축분뇨 처리시스템 및 자원화 기술 개발(농촌진흥청,1993).
다. 생석회반응법
가축분뇨 발효시 수분조절재를 이용하지 않고 생석회(CaO)를 축분 중량의 3~5%를 첨가하여 약 5분간 반응시키면서 안정화시키는 방법이다.
그러나 처리물에서 강한 악취가 발생되며 건조가 잘 안되어 효율적인 돈분뇨 처리를 하지 못하고 있으며, 이 방법을 선택한 일부 양돈단지에서는 처리효율 이 낮아 시설운영에 어려움을 겪고 있는 경우도 있다.
라. 건조식 톱밥발효시설
양돈농가에서 톱밥을 60cm정도 투입한 후 그 위에 돈분과 톱밥을 혼합하여 살포한 후 1일 1~2회 교반기(관리기) 등을 이용하여 상층부를 교반하면서 호기성발효를 유도하여 돈분을 건조 퇴비화하는 방법이다.
이 방법은 별도의 정화처리시설을 설치하지 않아도 되며, 중소규모 축산농가에서 주로 이용하고 있는 방법으로 시설의 설치비용 및 운영비용이 저렴한 반면에 처리효율이 떨어지고 사람이 발효조에 직접 들어가서 작업을 해야 하는 단점이 있다.
축종별 발효조 용량은 소의 경우 축사 100㎡당 50㎥이상, 돼지의 경우 축사 100㎡당 40㎥이상 설치해야 한다.
건조시설 및 톱밥발효상 설치(60cm이상) |
→ |
축분수거 및 깔기 (1일1회) |
→ |
폐수살포 (1일2회) |
→ |
발효․건조후 퇴비화 |
|
|
|
↗ |
|
|
|
|
|
폐수저장조 |
|
|
|
|
마. 퇴적송풍식 발효
퇴적송풍식 축분발효시설은 축사내에서 축분을 수거한 후 수분조절재 등을 첨가하여 수분함량을 65%로 조정하여 발효조에 투입한 후 송풍을 15일정도 계속 실시하면서 1차발효를 실시한 후 약 2개월간 2차 발효시키는 시설이다(그림 2).
축종별 발효조 용량은 소의 경우 축사 100㎡당 7㎥이상, 돼지의 경우 축사 100㎡당 10㎥이상, 닭의 경우 100㎡당 3㎥이상으로 설치해야 한다. 장점은 미생물에 의한 발효온도가 80℃ 이상까지 상승하여 악취와 수분제거, 병원성 미생물 및 잡초종자 등이 사멸되고 취급이 용이하게 된다.
저 장 조 |
→ |
톱밥등과 혼합 함수율 조정 |
→ |
발 효 조 (호기성 분해) |
→ |
퇴 적 장 (퇴비화) |
|
|
|
|
|
|
|
1> 통풍식 톱밥발효시설의 공정도(젖소, 한우, 돼지)
바. 교반식 발효
가장 일반적인 축분뇨 퇴비화방법으로 교반식 축분발효시설도 또한 수분함량을 65%로 조정한 후 발효조에 투입한 후 교반기(에스케레이터, 로타리)를 이용하여 1일 1~2회 교반실시 한 후 꺼내어 2차 발효를 실시한다.
축종별 발효조용량은 소의 경우 축사 100㎡당 12㎥이상, 돼지의 경우 축사 100㎡당 15㎥이상, 닭의 경우 100㎡당 5㎥이상으로 설치해야 한다. 발효기간은 약 30일 정도 소요되며, 농경지에 투입시 안정성을 고려하여 2차 후숙을 약 2개월정도 시킨 후 농경지에 환원 또는 수분조절재로 재 이용한다.
장점은 미생물에 의한 발효온도가 80℃ 이상까지 상승하며, 악취와 수분제거, 병원성 미생물 및 잡초종자 등이 사멸되고 취급이 용이하게 되며, 단점은 설치비용이 약 1억원정도 소요되며, 톱밥의 소요량이 많아 운영비 과다소요 및 톱밥의 난분해성으로 퇴비품질이 저하되며, 겨울철 외기 온도에 의해 발효온도가 저하되어 발효가 잘 일어나지 않을 가능성이 있다.
저 장 조 |
→ |
톱밥등과 혼합 함수율 조정 |
→ |
발 효 조 (교반,분쇄) |
→ |
퇴 비 화 (호기성 발효) |
|
|
|
|
|
|
|
<그림 2> 교반식 톱밥발효시설의 공정도(젖소, 한우, 돼지)
사. 밀폐형 고속발효
밀폐형 고속발효기는 투입되는 돈분의 분뇨가 완전히 분리 수거된 분으로 분중의 수분은 약 80% 이하로 낮추어 투입해야 한다. 이 처리방법은 시설면적이 적게 소요되는 것이 장점이기는 하나 돈분내 유기물의 분해가 완료되지 않은 상태로 배출되는 경우 장기간의 2차 발효기간이 소요될수 있는 문제점도 안고 있다. 밀폐형 고속발효기의 모돈 사육규모별 발효기의 용적은 모돈 100두 규모의 경우 약 25㎡가 필요하며, 시설비는 약 81,218천원이 소요되는 것으로 조사되고 있다<표 10>.
<표 10> 사육규모별 발효기의 크기(수분 80%, 15일 발효기준)
모돈사육 규모(두) |
돈분배설량 (㎏/일) |
크 기 |
시설 및 장비(천원) | |||||
직경 |
높이 |
용적 |
시설 |
퇴적사 |
장 비 |
계 | ||
50 |
1,262 |
2.0 |
4.0 |
15 |
34,000 |
1,609 |
10,000 |
45,609 |
100 |
2,516 |
2.5 |
5.0 |
25 |
58,000 |
3,219 |
20,000 |
81,219 |
200 |
5,032 |
3.6 |
5.0 |
50 |
78,000 |
6,549 |
25,000 |
109,549 |
300 |
7,548 |
4.4 |
5.0 |
75 |
98,000 |
9,170 |
30,000 |
137,170 |
* 자료 : 수출돈 생산단지의 분뇨처리시설 표준화에 관한 조사 연구(1995. 농림부)
아. 왕겨이용 버켓 교반식 발효
왕겨를 수분조절재로하여 발효조(피트)에 미리 충진시킨후 발효상 상면에 매일 슬러리를 살포한후 교반기를 천천히 주행시키면서 3~6개월간에 걸쳐 장기간 발효증발 처리한다. 이때의 왕겨 소요량은 용적의 200% 정도가 소요되며 100%는 처음에 투입하고 나머지는 수시로 보충 이용하며 슬러리 투입량에 비하여 앙겨는 1.3배 정도를 필요로 한다<표 11>. 장점은 수분조절재로 왕겨를 이용하여 슬러리를 무배출 퇴비화 할수 있으나 단점으로는 초기에 왕겨투입량이 많고 지역적으로는 퇴비판매에 어려움이 제기되고 있다.
특히 퇴비반출전 40일동안 왕겨의 추가 투입을 중지하고, 반출전 8일동안에는 슬러리 투입을 중단한 상태에서 버켓교반기 가동을 1일 1회씩 실시한다.
<표 11> 돈분슬러리 발효증발처리 시설
교 반 기 |
사육두수 |
발효조 규모 |
교반기 운행 |
부재료 | |||
W×L×H (m) |
용적 (㎥) |
면적 (㎥) |
속도 (m/분) |
회전수 (회/일) | |||
에스컬레이터식 (경기, 이천) |
3,000 |
9.0×70 ×1.5 |
945 |
630 (191)1) |
2.5 |
3~6 |
톱밥 |
버 켓 식 (경기, 이천) |
1,000~ 1,500 |
7.0×57 ×2.0 |
798 |
399 (121) |
0.02 |
1/주 |
왕겨 |
로 타 리 식 (경남, 진주) |
1,500~ 2,000 |
6.0×44 ×1.0 |
264 |
264 ( 80) |
1.2 |
1~3 |
톱밥 |
1) 평수
* 자료 : 축산분뇨처리에 관한 연구(농림부, 1995)
자. 연속폭기식 액상발효증발 시스템
복합생균을 혼합한(0.1%) 사료를 돼지에게 먹인후 배설한 분뇨를 슬러리조에서 예비 발효하여 자연스럽게 돈사에서 흘러나오게하여 저장조에 저장하고 수중펌프로 선별기로 이송하여 고형물(털, 소화되지 않은 사료)을 분리하여 퇴비화 한다.
미분리 분뇨는 발효조, 폭기조로(동절기에 열풍을 사용) 이송되며 폭기펌프에 의해 와류를 발생시켜 온도와 산소가 공급되면서 발생된 거품을 소포기로 분쇄하여 대기중으로 날려보내고 남은 액체는 다시 발효조로 유입시켜 살수과정 등을 거치면서 증발 발효시키는 과정을 반복한후 폭기조를 거쳐 1~3차 침전조를 거쳐 저류조에 집수된다.
남은 최종수는 다시 돈사로 공급하여 세척수로 이용되거나 돈사 슬러리조를 거쳐 다시 발효조에 유입되게 하는 시스템으로 슬러리는 호기성 발효에 의한 연속폭기 발효증발처리 하는 시스템이다.
○ 처리공정
|
축 사 - 복합생균(CMB) 사료내 0.1% 첨가 급여 - 슬러리 피트 : 1차 발효분해 |
|
|
| ||
|
|
↓ 이송 |
|
|
|
|
|
|
발효조 (살수) - 2차 발효분해 |
|
|
|
|
|
|
↓ ↑ |
|
|
|
|
|
|
폭기조 - 3차 발효소포증발 |
|
|
|
|
|
- 슬러리 피트내 재순환 : 1차처리 활성액 - 축사내외부 및 가축 세척수로 이용 - 액비 활용 | |||||
| ||||||
|
|
↓ 이송 |
| |||
|
|
침전․저류조 |
→ | |||
|
|
|
|
|
무방류, 수질조절재 무이용 및 환경개선(악취, 파리) 효과가 있는 것으로 알려져 최근에 많이 보급되고 있으나 연속적인 생균제 이용(사료혼합 및 초기에 발효조, 폭기조, 슬러리 핏트내 살포소요) 부담이 있고 장기적으로는 계절적인 자연증발량 변화, 기계적인 발생열량 차이(펌프,소포기,열풍기등) 및 분뇨중 유기물 분해 발생열량에 따라 유입 가축분뇨의 증발감량은 현저한 차이가 있을 것으로 예상됨으로 장기간 이용시 잔여 처리수와 축적 유무기 고형물에 대한 처리대책(액비화 등)이 강구되어야 할것임.
5. 무배출 깔짚축사 이용
가. 깔짚한우사
우사의 바닥에 깔짚(톱밥)을 5㎝의 두께로 깔고 그 위에 소를 사육하면 소가 배설한 분뇨를 건조시킨 후 1차 건조된 축분뇨를 퇴비사로 운반하여 최종 건조, 발효 처리하는 것을 말한다.
(1) 공정개요
우사내 톱밥상 설치(5㎝) |
→ |
입식 및 사육 |
→ |
우사내 건 조 (30~40일) |
→ |
퇴비사내 건조 및 발효 (30일 이상) |
(2) 톱밥 이용 두께 및 톱밥 재활용
(가) 효율적 톱밥 이용두께
톱밥 이용 두께는 지역적으로 다양하게 쓰이고 있으나 양축가들은 두껍게 깔아서 장기간 이용하고 있는 경우가 있다. 톱밥 우상의 두께별 이용기간은 5㎝ 처리시 38일, 15㎝ 처리시 80일 이용할 수 있으나 5㎝ 두께로 이용하는 것이 수분 증발량이 가장 많고 톱밥의 이용효율도 높아진다. 한번 교체한 깔짚은 40일 정도 이용한 후 교체한다<표 12>.
<표 12> 톱밥두께별 이용효과
구 분 |
우상내 톱밥 두께 (㎝) | ||
5 |
10 |
15 | |
이 용 일 수(일) 톱밥소요량(㎥/년/두) 수분 증발량(g) |
38 3.2 1,711 |
42 5.7 1,296 |
80 4.6 1,029 |
- 자료 : 축산연(‘94)
(나) 톱밥대체 이용
톱밥대체 왕겨이용시 톱밥:왕겨를 1:1로 혼합하는 것이 톱밥이나 왕겨를 단용하는 것보다 가장 유리하였다<표 13>.
<표 13> 톱밥대체 왕겨 이용 효과
구 분 |
톱 밥 (100% |
톱 밥+왕 겨 (50%+50%) |
왕 겨 (100%) |
톱밥교체회수(회/년) 깔짚소요량(㎥/년/두) 톱 밥 왕 겨 깔짚이용(천원/년/두) |
12.2
4.0 - 50 |
14.6
2.4 2.4 44 |
24.3
- 8.0 46 |
- 자료 : 축산연(‘94)
톱밥을 재활용하기 위해서 1차 이용한 톱밥우분을 발효건조 시킨 후 재활용하는 것이 톱밥 구입난을 해결할 수 있고 자원의 재활용 측면에서도 중요하다. <표 14>에서와 같이 재처리된 톱밥우분을 사용하면 깔짚구입 비용을 78% 절감할 수 있다.
<표 14> 톱밥대체 재처리 톱밥 이용 효과
구 분 |
톱 밥 (100%) |
톱밥+재처리톱밥 우분(25%+75%) |
재처리톱밥 우분(100%) |
톱밥교체회수(회/년) 깔짚소요량(㎥/년/두) 톱 밥 재처리 톱밥우분 깔짚이용(천원/년/두) |
14.6
4.8 - 60 |
24.3
1.7 6.1 35 |
18.3
- 6.0 13 |
- 자료 : 축산연(‘94)
깔짚재로 왕겨를 가공한 분쇄 또는 팽연왕겨로 톱밥을 완전히 대체하여도 톱밥과 차이없는 수분함량과 우체의 청결이 유지되나<표 15> 가공왕겨 특히 분쇄왕겨 이용에는 왕겨 교체시 일시적으로 먼지의 발생이 많아 일부 작업에 어려움이 있는데 이는 톱밥의 수분함량은 30~40%인데 비해, 가공왕겨의 수분함량은 15%정도로 낮기 ?문이다. 그러나 우사가 개방식이므로 교체시 먼지가 날라가게 되므로 10분 이내에 진정이 된다. 따라서 작업자나 소에 큰 영향은 없었으나, 작업자가 마스크를 착용한 후 작업에 임하는 것이 좋다.
<표 15> 깔짚재별 이용 효과
처리 일수 |
톱 밥 |
분쇄왕겨 |
팽연왕겨 | |||
수분함량 |
청결지수 |
수분함량 |
청결지수 |
수분함량 |
청결지수 | |
1 |
39.4 |
0.0 |
12.8 |
0.0 |
15.8 |
0.0 |
20 |
60.6 |
3.3 |
55.0 |
2.5 |
58.3 |
2.5 |
35 |
64.5 |
6.3 |
58.4 |
6.0 |
61.4 |
5.5 |
45 |
63.1 |
8.0 |
61.4 |
7.3 |
61.2 |
7.3 |
*청결지수 0 : 소의 몸이 깨끗한 상태, 8 : 소의 엉덩이에 분이 지저분한 상태
- 자료 : 축산연(‘96)
(3) 깔짚(톱밥)우사 이용 및 관리
- 깔짚의 교체는 우사의 상태를 고려하여 한우는 30~40일 간격으로 교체한다. 일부농가에서 오래토록 방치하는 경우가 있는데 소의 사육환경이 극히 불량해지므로 유의해야 한다. 겨울철은 수분 증발효과가 낮아져 교체기간을 짧게 하는 것이 좋다.
- 깔짚우사의 이용 효과를 높이기 위한 우사 1칸당 적정 사육두수는 다음과 같다.
o 번식우 : 4~5두/41~67㎡/1칸, 비육우 : 5두/33~41㎡
- 한우 번식우는 발굽이 자라므로 정기적으로 삭제하여 부제병 및 발굽 장애를 사전에 방지한다.
- 입식전 정기적으로 기생충을 구제하여 소모성 질병으로 인한 생산성 저하를 방지한다.
- 톱밥 구입시 수분함량이 40% 내외가 되므로 건조하여 사용하면 이용 효과를 높일 수 있다.
나. 무깔짚 한우사
우사바닥 아래 60㎝에 비닐을 깔고 흙을 채워 설치한 개방식우사로 깔짚을 이용하지 않고 환경오염도 방지할 수 있는 번식용 우사시설을 말한다(그림 3).
○ 무깔짚우사 설치
- 남쪽방향으로 햇빛을 최대한 받아들일수 있어야 하며 지반이 단단한 토양인 곳이 좋다.
- 습기가 많거나 지하수가 올라오는 곳은 피한다.
- 기상이변 등으로 침수가 우려되는 곳은 피한다.
- 바닥의 수분증발을 최대로 유도하기 위하여 지붕전체를 투광재로 설치한다.
- 사료통과 물통은 서로 반대편에 설치하여 바닥의 건조를 촉진한다.
- 물통은 울타리밖에 설치하여 물이 스며들지 않도록 설치한다.
- 여름철 고온피해를 방지하기 위해 7~8월경에 차광막을 천장부분에 설치한다.
- 흙바닥의 건조를 촉진하고 고온기 생산성을 향상시키기 위해 우사중앙에 송풍홴을 설치한다.
○ 바닥상 만들기
- 바닥을 정지작업을 한 후 불침투성 재료(0.1㎜농업용 비닐)를 깔고 60㎝ 두께로 가급적 점토질 흙을 다진다.
- 1차로 표층의 흙을 우사면적 120평을 기준하여 25㎏용 생석회를 50포를 살포한후 로타리등으로 교반한다. 이때 생석회에 물을 뿌려 고온에 의한 토양의 살균작용과 교반시 발생되는 분진을 줄여주도록 한다.
- 2차로 생석회 50포를 살포한후 물을 뿌리면서 2차 교반을 실시한다.
- 바닥은 소를 이용한 제경법을 응용하여 다지기 작업을 실시한다.
<그림 3> 무깔짚한우사 단면도
○ 사육면적 및 관리
- 우사 한칸당 사육두수가 과밀하면 수분증발량 보다 배설량이 증가하여 바닥이 질어지게 되므로 알맞은 마리수를 넣어야 효과를 높일수 있다.
- 사육두수를 무리하게 늘리면 흙바닥 기능을 상실하여 톱밥우사보다 효과가 떨어질수 있다.
- 우사 한칸당 계절별 적정 사육두수(두/칸)
우사면적 (㎡/칸당) |
봄,여름, 가을 |
여름철 (차광시) |
겨울철 | ||
면 적 |
가로(m) |
세로(m) | |||
46 |
4.8 |
9.6 |
4두 |
3~4 |
3 |
53 |
4.2 |
12.6 |
4~5 |
4 |
3 |
- 소가 사료통 근처에 머무는 시간이 많아 질어질 우려가 있으므로 항상 세심한 관리를 한다.
- 우사바닥의 분뇨처리를 1년에 1~2회정도 제거하여 준다. 바닥의 흙이 부족시는 분뇨제거후 보충하여 준다.
다. 깔짚 젖소우사
(1) 깔짚유우사 이용현황
깔짚우사 이용형태 분포는 비닐하우스 형태에 흙바닥에서 톱밥을 30㎝정도 두께로 이용하는 농가가 가장 많고 그 다음은 경질 투광성 지붕재 또는 지붕개폐식 우사로서 최근 늘어나는 실태이다<표 16>.
<표 16> 깔짚우사 이용형태 분포
구 분 |
지 붕 형 태 |
바 닥 형 태 | ||||
계 |
비닐하우스 |
선라이트 |
슬레이트,함석 |
흙바닥 |
콘크리트 | |
농가수 비율 (%) |
98 (100) |
65 (66) |
22 (23) |
11 (11) |
80 (82) |
18 (18) |
- 자료 : 축산연(‘94)
(2) 깔짚(톱밥)우사의 착유우 발굽성장
깔짚우사의 이용은 착유우의 발굽이 마모될 수 있는 기회가 적어 발굽길이가 길며 깔짚상이 푹신하고 빠지기도 하며 발굽의 형태가 넓적하고 위로 말려 오르는 형태를 가지고 있는 경우가 많으므로 년 1회 정도는 삭제관리를 필요로 한다.
<표 17> 계류식우사와 톱밥우사의 발굽길이 비교
(단위 : ㎝)
구 분 |
계류식 우 사 |
톱 밥 발 효 우 사 | |||
평 균 |
비닐하우스 |
선라이트 |
선라이트 +슬레이트 | ||
앞 발 굽 뒷 발 굽 |
7.92 7.98 |
8.80 9.57 |
9.22 10.28 |
8.58 9.16 |
8.60 9.28 |
평 균 |
7.95 |
9.19 |
9.75 |
8.87 |
8.94 |
* 제관에서 제각선단부위 까지의 길이
- 자료 ; 축산연(‘94)
(3) 계절별 깔짚우사내외 기온
깔짚우사 내외의 기온차이를 보면 봄과 여름에는 최고기온이 우사내가 1.1~1.5℃ 높으나 최저기온은 1.6, 51.9℃ 낮으며 가을과 겨울에는 최고, 최저기온 모두 우사내에서 0.6~1.7℃ 낮다. 여름철 최고기온이 26℃ 이상이면 착유우는 고온 스트레스를 받으므로 차광망 피복 등 그늘시설이 필요하다<표 18>.
<표 18> 계절별 깔짚우사내외 기온변화
(단위 : ℃)
구 분 |
계 절 별 |
평 균 | |||
봄 (3~5월) |
여름 (6~8월) |
가을 (9~11월) |
겨울 (12~2월) | ||
- 사 외 최 고 최 저 평 균 - 사 내 최 고 최 저 평 균 |
18.8 6.3 12.5
20.3 4.7 12.5 |
27.8 18.3 23.1
28.9 16.4 22.7 |
22.2 8.2 15.2
20.5 7.0 13.8 |
5.8 -5.8 0.0
5.2 -6.4 -0.6 |
18.7 6.8 12.7
18.7 5.4 12.1 |
* 선라이트지붕, 여름철 차광망 피복, 착유우 두당 깔짚상 면적 16.5㎡
- 자료 : 축산연(‘94)
라. 깔짚돈사
(1) 깔짚돈사 이용
깔짚(톱밥)돈사는 돈사의 바닥에 깔짚(톱밥)을 40cm이상의 두께로 깔고 그 위에 돼지를 사육하면 돼지가 배설한 분뇨는 톱밥상에서 건조․발효․분해 등으로 처리되는 방법으로 양돈농가중 톱밥돈사를 이용하여 돼지를 사육하고 있는 농가는 약 1,385호이며, 이는 전체 양돈농가중 약 6.5%를 차지하고 있으며, 깔짚돈사의 이용과정은 아래와 같다.
축사내 톱밥발효상 설치(40cm)이상 |
→ |
입식 및 사육두수(3.3㎥당 3~6두) |
→ |
건조 및 발효 (6개월~1년) |
→ |
유기질비료 사용 및 판매 |
(2) 깔짚(톱밥)돈사에서의 톱밥대체 가공왕겨이용
(가) 비육기간별 깔짚재 수분함량 변화
비육기간동안의 깔짚재의 수분함량은 개시시 톱밥 32%, 팽연왕겨 18%, 분쇄왕겨 15%이었으나, 사육기간이 경과함에 따라 톱밥 61.8%, 팽연왕겨 62.4%, 분쇄왕겨 54.4%로 수분함량이 증가되었다<표 19>.
<표 19> 비육기간별 깔짚재 수분함량 변화
(단위 :℃)
구 분 |
톱 밥 |
팽연 왕겨 |
분쇄 왕겨 |
개시시 5주후 10주후 종료시 |
32.0 53.7 55.6 61.8 |
18.0 48.3 53.4 62.4 |
15.0 50.5 48.9 54.4 |
- 자료 : 축산연(‘96)
(나) 깔짚재별 사육성적
비육기간별 일당증체량은 팽연왕겨>톱밥>분쇄왕겨 순으로 조사되었으며, 특히 분쇄왕겨에서는 일당증체량이 706.5g으로 낮은 수준이었다.
<표 20> 깔짚재별 사육성적
구 분 |
톱 밥 |
팽연 왕겨 |
분쇄 왕겨 |
○ 체중변화(kg) - 개시시 - 중간체중 - 종료체중 ○ 일당증체량(g) - 개시~중간 - 중간~종료 - 평균증체량 ○ 사료요구율 |
30.9 59.6 103.0
715 711.5 721 3.28 |
32.2 63.6 105.3
810 707 731 3.22 |
28.3 55.6 99.0
700 710 706.5 3.37 |
- 자료 : 축산연(‘96)
(3) 이용요령
- 발효상의 최적조건을 유지하기 위하여 3.3㎥당 적정두수는 <표 21>과 같다.
<표 21> 성장단계별 적정 사육두수
구 분 |
체중 |
입식기준 |
자 돈 육성돈 성 돈 |
30kg미만 30kg~49kg 50kg |
5~6두이내 3~5두이내 3두이내 |
- 배설물이 집중될 시에는 타건조부분과 혼합․분산시켜 전반적으로 균일하게 건조․발효되도록 2~3일에 한 번씩 배설물을 골고루 분산시켜 준다.
- 주1회정도 발효상을 뒤집어 주고 톱밥이 40cm두께 이하가 된 경우에는 톱밥을 보충해 준다.
- 톱밥의 교환은 발효상 상태 등을 고려하여 6개월~1년에 한 번씩 발효상 전체 또는 2/3정도를 교체한다.
- 발효상은 돈편충,회충란등 기생충이 발육에 알맞은 조건이므로 입식전 및 입식후 체중이 50kg정도시 기생충을 구제한다.
- 깔짚재로 가공왕겨(팽연,분쇄)를 이용시 발효상의 온도가 40℃ 이상 상승하는 경우가 발생되므로 이에 대한 대비를 필요로 하며, 분진의 경우 팽연왕겨는 깔짚재 투입시 분진발생을 적게하기 위하여 수분을 보충할 필요가 있다.
마. 육 계
(1) 깔짚재별 사육성적
깔짚재 종류별 특성에 따라 닭에게 환경조성 능력이 다르기 때문에 생산성의 차이를 가져올 수 있으며 7주령시 체중과 생산지수는 왕겨>톱밥 순으로 높게 나타났다<표 22>. 깔짚의 구입가격을 볼 때 톱밥가격이 비싸기 때문에 왕겨를 깔짚재로 이용하는 것이 가장 경제적인 것으로 보인다.
<표 22> 깔짚 종류별 사육성적
구 분 |
톱밥 |
왕겨 |
분쇄왕겨 |
팽연왕겨 |
왕겨+볏짚 |
폐사율(%) SDS 일반 계 |
4.8 1.9 6.7 |
5.4 1.6 7.0 |
1.5 2.4 3.9 |
3.2 2.5 5.7 |
3.3 1.0 4.3 |
7주체중(g) 사료요구율 생산지수 |
2,125 2.13 190.0 |
2,186 2.10 197.6 |
2,032 2.17 183.7 |
2,099 2.16 187.0 |
2,078 2.17 187.0 |
- 자료 : 축산연(‘96)
(2) 깔짚재 연속이용
깔짚재를 연속 이용해도 사육 성적이 떨어지지 않고 오히려 증체량이 약간 증가하였는데 이는 톱밥을 연속이용시 발효미생물의 작용에 의해 깔짚을 좋은 상태로 유지시켜줌으로서 체중 증가의 요인이 되는 것으로 사료된다.
톱밥을 깔짚재로 이용한후 다시 이용하기 위해서는 적당한 발효과정을 거치고, 계사 소독을 철저히 해야 한다. 깔짚재로 이용한 톱밥을 재 이용하기 위해서 발효를 시키면 2일째부터 3~4일간 50℃이상이 계속 유지되어 톱밥이 건조되고 깔짚중에 남아 있는 미생물과 기생충 충란을 사멸시켜서 깔짚을 재이용해도 질병에 의한 폐사를 줄일수 있다.
실제로 깔짚을 연속 이용하는 농가는 대부분 톱밥을 이용하였으며 이용 횟수는 5~15회였고 왕겨의 경우 2~4회를 이용했다. 왕겨나 톱밥을 연속이용시 출하 체중이나 육성율이 떨어지지 않았다<표 23>.
<표 23> 깔짚재별 연속이용
구 분 |
조 사 농가수 |
연속사용 횟수(회) |
출하일령 (일) |
육성율 (%) |
체중 (kg) |
사료 요구율 |
톱밥연속이용 |
6호 |
5~15 |
38.6 |
92.9 |
1.70 |
1.91 |
왕겨연속이용 |
1 |
4 |
40.5 |
94.0 |
1.78 |
1.99 |
왕겨1회사용 |
3 |
1 |
37.8 |
93.0 |
1.65 |
1.90 |
- 자료 : 농가 실태조사(축산연, ‘96)
(3) 육계 출하후 입추전 깔짚 청소 및 입추 준비
출 하 |
↓ 소각 또는 매몰
예비소독(1차) |
↓
기 구 반 출 |
↓
계분.깔짚제거 |
↓
물 청 소 |
↓ (벽, 천정, 바닥, 기구)
건 조 |
↓
분무소독(2차) |
↓ (천정, 벽, 바닥, 기구, 계사주변)
분무소독(3차) |
↓
깔 짚 펴 기 |
↓
기 구 반 입 |
↓
훈증소독(4차) |
6. 가축분뇨 퇴비화방법의 장단점
구 분 |
장 점 |
단 점 |
1. 발효처리 가) 기계식
|
- 단기간에 처리(15-30일) - 발효온도 80℃ 상승함: 악취, 수분제거, 병원성 이물질 및 잡초종자 사멸 - 완숙된 처리물 : 화학적으로 안정된 물질로 작물피해 경감 및 양분공급 |
- 악취로 인해 악취민원 발생 - 설치비용이 비싸고 대형규모 농가 위주로 시설보급, 중소규모 농가를 위한 시설의 개발보급 미흡 - 교반식 발효기는 부식성으로 인한 고장 수리가 잦음:내구성 문제 |
나) 수동식 1) 피트식
2) 노지형 이동식
|
- 고장이 없고 설치비용 저렴
- 축분 퇴적량을 임의조절 할 수 있음 - 계절에 구애를 덜 받음 |
- 직접 피트에 들어가 작업함으로 가스, 악취 등 작업환경 불량
- 넓은 면적 소요 - 우천시 퇴적된 분의 유실 - 노지에 노출되어 악취확산 |
2. 건조처리 가) 화력건조 (회전식:고온 건조, 고온 진공건조 이송식:고온 건조) |
- 짧은 시간에 충분한 수분과 악취가 제거(75~80분/t당) - 소요면적이 적음 - 토목건축비용 감소 및 설치비가 비교적 저렴(25~50% 수준) - 계분건조에 유리함 |
- 작물재배 농가의 수요량 저조 - 악취 확산방지 장치(또는 미부착) 효과가 좋지않아 가동시 민원발생 - 연료비가 많이 들고 3상 전원필요 - 발효가 충분치 않아 시용시 포장에서 악취 발생 |
나) 일광건조 (노지건조, 하우스건조)
|
- 수분함량과 분 량이 적은 소규모 양계농가에서 별도의 발효시설 없이 쉽게 이용가능
|
- 노지건조는 갑작스런 우천시 비를 맞을 수밖에 없으며 건조기간이 길어짐 - 악취확산으로 민원발생
|
구 분 |
장 점 |
단 점 |
3. 안정화 처리 |
- 대규모 처리시설 및 공동처리장 시설로서 적합 - 처리시간이 매우 짧음 - 분뇨 수송시 적재기와 진공탱크를 이용함으로 외부노출이 되지 않음 - 처리시설이 밀폐화되어 악취확산등 외부환경오염 발생이 적음 - 농가의 분처리 부담이 비교적 적음 |
- 처리물에 강한 악취 발생 - 고온건조기의 집진탈취장치(살수에 의함)에서 발생하는 폐수처리 비용 부담 - 생석회의 순도문제 제기 - 연용시 석회시용량 증가 |
4. 액비처리 |
- 단순하고 처리비용이 저렴 |
- 라군이용시 넓은 용지 필요 및 악취, 모기등의 해출발생과 주변환경 문제야기 우려 - 3단 또는 다단식 저장은 병원성물질 및 잡초 종자등의 피해 우려 - 3단 간이정화조는 여름철 부유물질이 과다발생 배출구가 막혀 이송이 되지 않는 경우 발생 - 사용경지, 사용시기 제한 - 저장시설 대형화 |
5. 분뇨동시처리 가) 분 발효 뇨 증발식 |
- 노폐수 처리까지 가능하게 하며 설치면적, 건축비 등을 절감 - 발효된 퇴비는 뇨속의 비료성분을 포함하고 있음으로 품질향상 - 수질오염원 근원적 차단 |
- 수분과다시 발효열이 상승되지 않음으로 톱밥이용량 증가 및 겨울철 뇨 증발효과 떨어짐 - 겨울철 발효처리기간이 길어짐 - 악취방지 시설이 요구 |
나) 깔짚발효 축사 |
- 분뇨가 농장밖으로 배출되지 않음 - 양질의 유기질 비료로 자원화 - 별도의 뇨처리 정화시설 불필요 - 사육규모에 관계없이 적용가능 |
- 가스와 열로 인한 스트레스로 항병성 저하와 병원성 세균 및 기생충 감염증가 - 깔짚교체가 힘들다 - 분만돈사, 임신돈사에 적용곤란 |
다) 메탄가스 발효 |
- 분뇨를 에너지원으로 활용 - 폐액의 정화 처리용이 및 액비화 |
- 계절적인 영향을 받음 - 폐액은 다시 정화처리 해야함 - 시설비용이 많이 들어감 - 유지 관리기술 요구 |
7. 퇴비화과정중의 문제점과 대책
문 제 점 |
원 인 |
확 인 방 안 |
대 책 |
- 발열미약 |
- 원재료의 수분부족 - 원재료의 수분과다
- N부족 또는 분해가 느린 단단한 재료 - 구조성 결핍
- 추운기후와 작은더미
- 심히 낮은 pH |
- 원재료의 수분압출불가능 - 축축한상태, 가라않음 수분함량 60%이상 - C/N율이 50:1이상 목질부가 너무많음 - 빨리 가라앉음, 큰입자 가 적거나 수분이 수분 이 과습하지 않음 - 1m이하 퇴적높이
- pH가 5.5이하, 쓰레기 유사냄새 |
- 수분 또는 습한자재 첨가 - 수분조절재 첨가후 재혼합 - N함량이 높은재료첨가, 퇴비화방법전환 - 수분조절재 첨가
- 퇴적높이 증가, 분해 가 잘되는물질 첨가 - 석회, 나무재첨가, 혼합 |
- 몇일간 지속적 으로 온도저하 |
- 산소부족
- 저수분 |
- 온도가 점차적으로 낮아짐 - 재료의 수분압출 불가능 |
- 교반 혹은 송풍
- 수분첨가 |
- 온도 불균일 또는 냄새변화 |
- 혼합불량
- 불균일송풍 또는 짧은 송풍 - 수기가 다른 재료 |
- 육안으로 수분함량과 원재료차이 식별 - “
- 긴퇴비더미의 온도차이 |
- 교반 혹은 재혼합
- 송풍파이프 단축, 재혼합 |
- 점진적인 온도 저하, 교반 혹은 송풍후에 발열 되지 않음 |
- 발효종료단계
- 수분함량 부족 |
- 적절한 퇴비화 기간경과, 적절한 수분, C/N율 20:1이하 - 원재료의 수분압출 불가능 |
- 수분첨가, 재혼합 |
- 온도상승 (65℃이상) |
- 열제거를 위한 불충분한 송풍 - 적정에서 저수분, 증발냉각 제한
- 너무 큰 더미 |
- 더미가 습하다
- 수중기가 발생되는느낌 이나 과도하게 습하거니 건조하지 않음 - 높이 2.4m이상 |
- 교반 혹은 송풍량 증가
- 수분첨가, 온도조절을 위한 교반과 송풍
- 더미크기 조정 |
문 제 점 |
원 인 |
확 인 방 안 |
대 책 |
- 극단적 고온 (77℃ 이상), 퇴비화,후숙,저장 |
- 열분해(Pyrolysis) 혹은 자연적 연소 |
- 낮은 수분함량, 더미내 부가 타는 듯이 보이고 냄새 |
|
- 후숙, 저장시의 고온과 냄새 |
- 불안정 퇴비
|
- 짧은 퇴비화 기간, 혼합후 온도와 냄새 변화 |
- 더미조정, 필요시 교반 |
- 암모니아 냄새 발생
|
- 높은 질소 함량 - 높은 pH
- 가용성탄소의 느린 분해 |
- C/N율 20:1 - pH 8.0이상
- 큰나무입자, C/N율 30:1이하 |
- 고탄소 조절재 첨가 - 산성재료 혼합, pH저하 알카리성 재료의 제외 - 다른탄소 조절재사용, 혹은 탄소비율 증가 |
- 계란썩는 또는 고약한 냄새
|
- 혐기조건 ․ 과수분 ․ 구조성 결여 ․ 더미밀착 ․ 불충분함 송풍 - 혐기조건 ․ 너무나 큰더미 ․ 송풍불균일 또는 짧은 송풍 |
- 저온
- 고온
|
- 수분조절재 첨가 - 용적재 첨가 - 필요시 재혼합, 용적재 첨가
- 더미 축소] - 재혼합, 재료 검토
|
- 교반후에만 냄새발생
|
- 냄새나는 원재료 - 불충분한 송풍, 혐기성 내부 |
- 고온 - 저온 |
- 빈번한 교반, 공극증가, 냄새흡수조절재 첨가 - 교반간격 축소, 공극증가 |
- 재료덩어리와 큰입자 함유
|
- 혼합불량, 불충분 한 교반 - 공기흐름불균일
- 퇴비화 불량 |
- 원재료를 퇴비중에서 구분 - 퇴비의 습한덩어리
- 후숙이 열 혹은 냄새발생 |
- 퇴비선별, 처음 혼합 율 개선 - 퇴비선별, 원재료 파쇄 혹은 선별 - 퇴비화 기간연장 |