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문제 정의
- 따라서 본 연구는 최근 확산되고 있는 가축분뇨를 활용한 자연순환농업의 활성화를 위하여 반드시 요구되고 있는 악취문제에 대한 기술적 대안을 제시하고자 효소복합체 처리가 양돈분뇨의 자원화 과정의 악취 저감에 미치는 영향을 분석하였다.
- 본 연구는 효소복합체 처리가 양돈분뇨의 액비화 과정의 악취제어 가능성을 조사하기 위하여 액비저장 탱크에 4주간 저장하면서 효소복합체 처리, 폭기 처리, 효소와 폭기 동시 처리 및 대조구로 나누어 비교하였다. 또한 효소복합체를 돈사에 살포하여 돈사내 공기의 질과 양돈장 부지경계선에서의 복합악취농도를 조사하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
제안 방법
- 돈사에 살포한 현장시험은 사육환경, 사양관리, 기후차이 등의 외부요인에 의한 오차를 최소화하기 위해 동일한 농장에서 비슷한 크기와 수용두수를 가진 육성비육사를 선정하여 효소복합체를 살포한 후와 살포전의 돈사내부 공기의 질과 슬러리 성상 및 부지경계선에서의 복합악취 농도를 비교하였다.
- 돈사에서 배출된 슬러리 상태의 양돈분뇨를 효소복합체 처리, 폭기 처리, 효소복합체+ 폭기 처리 및 아무 처리하지 않은 대조구로 나누어 5톤 용량의 액비탱크에 저장하면서 당일, 7일, 14일, 21일 및 28일 경과후의 변화를 조사 비교하였다.
- 또한 효소복합체를 돈사에 살포하여 돈사내 공기의 질과 양돈장 부지경계선에서의 복합악취농도를 조사하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 암모니아와 황화수소 농도는 복합가스측정기를 사용하여 돈사외부의 중앙환기 통풍구에서 측정하였고 돈사내부는 중앙, 입구, 안쪽 등의 좌우 6곳 돈방과 돈사중앙 등 7곳에서 바닥으로부터 20 cm 및 120 cm 높이에서 오전 10시에서 11시 사이에 각각 조사하였다.
대상 데이터
- 본 시험에 이용된 효소복합체는 amylase, lipase, protease, cellulase, phytase, urease 등을 포함한 오렌지, 레몬 등의 식물체에서 추출한 것이었다. 효소복합체는 분뇨 톤당 I 수준으로 처리하고 폭기는 5HP의 폭기장치를 이용하여 각각의 저장탱크에 분당 4n?의 공기량이 공급되도록 하였다.
이론/모형
- 복합악취 측정은 악취방지법에 정한 악취공정시험방법의 공기희석관능법에 따라 시료채취 및 희석배수를 판정하였다.
- 슬러리 성상변화를 조사하기 위하여 pH, 고형물은 효소복합체 살포 2주 및 4주 후 슬러리 시료를 채취하여 가축분뇨성분분석실험법(축산과학원, 2006)에 의거 분석하였으며, 암모니 아성 질소는 인도페놀법으로 아질산성질소, 총질소 및 총인은 흡광광도법으로 질산성질소는 이온크로마토그래피법으로 각각 분석하였다.
성능/효과
- 4주경과 후에는 대조구가 15L4ppm으로 가장 높은 수준이 유지됨을 알 수 있고 효소복합체 처리와 폭기 처리 및 동시 처리는 108.9 ppm—121.8 ppm 수준으로 대조구에 비하여 월등히 높은 수준으로 인이 제거되었음을 보여주고 있다.
- 된다. 그러나 4주 후 대조구가 1, 584.8 ppm인데 비하여 효소복합체 처리구는 2, 771 ppm으로 상당히 높은 수준의 총질소 함량이 유지되는것으로 나타났다. 이러한 결과는 양돈분뇨액비화 과정의 악취발생과 최종 액비의 품질과도 관련되는 것으로 효소복합체 처리는 양돈분뇨의 액비화 과정의 악취제어는 물론 액비품질의 유지에도 효과적으로 작용할 것임을 시사하는 것이다.
- 미치는 것으로 .보이며, 돈사 내부 공기가 외부로 배출되어 복합악취를 형성하는데 긍정적으로 기여하여 양돈장의 악취제어에 효과적으로 작용하는 것으로 판단된다.
- 암모니아성 질소 함량변화에 미치는 영향을 조사한 결과를 보면, 액상의 양돈분뇨 내암모니아성 질소 함량의 변화는 아무처리 하지 않은 대조구의 경우 1주경과 후에 증가하였다가 점차 감소하는 경향을 나타내고 있으나 4주경과 후 721.3 ppm으로 상당히 높은수준을 나타내고 있다.
- 액비저장 탱크 내부의 온도는 대조구와 처리구 모두 뚜렷한 차이를 보이지 않았으나 효소복합체 처리구에서 약가 높게 유지되는 특성을 나타내어 4주 경과후의 온도가 대조구에 비하여 34C 높은 것으로 조사되었다. 양돈분뇨 액비화 과정의 pH 변화를 보면, 효소복합체 처리, 폭기 처리, 효소.
- 액비저장 탱크에 저장되어 액비화가 진행되는 동안의 황화수소 농도는 초기에 6.1 ppm~6.8 ppm 수준이었으며, 효소복합체 처리와 폭기 처리 및 효소복합체와 폭기 동시 처리구에서는 시간이 경과할수록 점차 낮아져 4주후에는 0.1 ppm 수준을 유지하였다. 그러나 대조구의 황화수소 농도는 4주경과 후에도 5.
- 액비탱크에 최초 옮겨진 양돈분뇨의 암모니아 농도는 30 ppm 수준이었으나, 시간이 경과할수록 점차 낮아져 효소복합체와 폭기를 동시에 처리한 경우 4주후 9.9ppm 수준까지 떨어지는 것으로 나타났다.
- 액상 양돈분뇨의 액비화 과정의 총인 함량변화를 조사한 결과를 보면, 효소복합체 처리, 폭기 처리 및 대조구 모두 시간이 경과함에 따라 지속적으로 감소하는 경향을 나타내었다.
- 양돈분뇨 액비화 과정의 총질소 함량 변화를 보면 대조구, 처리구 모두 시간이 경과함에 따라 총질소 함량이 점차 감소되는 경향을 나타내었다.
- 양돈분뇨의 액비화 과정을 거치면서 측정한 pH가 효소복합체 처리, 폭기처리, 효소와폭기 동시 처리 및 대조구 사이에 큰 차이가 없으나 시간이 경과함에 따라 알칼리성으로 변화된 것으로 조사되어 미생물의 활성도 조건을 충족하고 있는 것으로 보여 진다.
- 3 ppm 수준을 나타내어 액비화가 진행되는 과정에 암모니아성 질소함량의 감소 속도가 달랐음을 나타내고 있다. 이러한 결과는 효소복합체 처리가 양돈분뇨 액비화 과정에 가장 문제될수 있는 악취문제 해결에 효과적으로 작용하고 있는 것으로 판단할 수 있으며, 최종 액비의 품질에도 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다.
- 이상의 결과를 요약하면, 효소복합체 처리는 양돈분뇨 액비화 과정의 악취제어와 고품질 액비제조 가능성이 인정되며, 돈사 내부및 양돈장 환경개선과 악취저감 효과가 있는것으로 판단된다.
- 효소복합체 살포는 돈사내 공기의 질을 개선하고 양돈장의 부지경계선에서의 복합악취저감에도 효과적으로 작용하는 것으로 나타났다.
- 효소복합체 살포는 밀폐형 비육돈사의 암모니아 농도에 뚜렷하게 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 최초 13.5 ppm이던 암모니아농도가 4주 후에는 4.7 ppm으로 낮아져 65% 정도의 암모니아 저감 효과가 인정되고 돈사내 공기의 질 상태가 매우 개선됨을 보여준다.
- 효소복합체를 매일 1회 돈사 내 살포하여 돈사내 공기의 질과 양돈분뇨의 액비화 과정의 변화를 조사하는 동안, 양돈장 부지경계선에서 측정한 복합악취 농도는 효소복합체처리 전 희석배수는 15.9로 악취방지법이 정한 배출허용기준을 초과하는 수준을 나타내었으나, 효소복합체 처리 후에는 희석배수 4.6으로 배출허용기준에 크게 못 미치는 결과를 나타내었다.
- 효소복합체와 폭기 처리 및 동시 처리구에서는 시간이 경과할수록 지속적으로 감소하는 경향을 나타내고 있으며, 4주경과 후에는각각 415.7 ppm, 487.2 ppm 및 451.3 ppm 수준을 나타내어 액비화가 진행되는 과정에 암모니아성 질소함량의 감소 속도가 달랐음을 나타내고 있다. 이러한 결과는 효소복합체 처리가 양돈분뇨 액비화 과정에 가장 문제될수 있는 악취문제 해결에 효과적으로 작용하고 있는 것으로 판단할 수 있으며, 최종 액비의 품질에도 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다.
- 효소복합체와 폭기 처리는 양돈분뇨의 액비화 과정의 암모니아와 황화수소 농도에 영향을 미치는 것으로 조사되었으며, 암모니아와 황화수소 농도는 4주간의 액비화 과정 동안 지속적으로 감소되었다. 효소복합체의 일정 수준 처리는 양돈분뇨 액비화 과정의 악취저감을 위한 효율적인 수단이 될 수 있을것으로 판단된다.
- 효소복합체와 폭기 처리는 양돈분뇨의 액비화 과정의 총질소, 총인 및 암모니아성 질소 농도에 영향을 미치는 것으로 조사되었으며, 효소복합체 처리는 양돈분뇨 액비의 품질 유지와 악취저감을 위한 하나의 기술적 대안으로 충분한 것으로 보인다.
후속연구
- 따라서 효소복합체 처리는 돈사내 공기의 질에 영향을 미쳐 암모니아 발생을 줄이는 것으로 사료된다. 그러나 본 연구의 이러한 결과에도 불구하고 양돈장에서 황화수소 발생이 외부 평균온도, 돈사 내 정화조의 면적, 돈사내 공기의 통풍율 및 사료 내 황 함량에따라 높은 상관관계를 가지고 있기(Avery 등, 1975) 때문에, 단순히 효소복합체 처리에 의한 순수한 효과로 규정하기는 한계가 있을것으로 사료된다.
- 따라서 효소복합체 처리는 양돈분뇨 액비화 과정의 인 제거에 효과적으로 영향을 미치는 것으로 판단되며, 이는 양돈분뇨의 액비 이용에 대한 부정적인 단점 중 하나인 토양 내 인 축적으로 인한 토양오염 부담을 경감시킬 수 있는 하나의 기술적 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다.
- 악취, 유해가스 및 먼지의 돼지와 관리자의 건강에 미치는 영향에 관한 자료가 요구되고 있으며, 양돈산업의 안정적 기반 확보와 지속발전을 위하여 양돈시설에서 발생되는 악취, 유해가스 및 먼지제어는 필수적이며, 양돈산업 종사자에 대한 근무환경 개선또한 반드시 실현되어야 할 것이다. 향후 지속가능한 양돈산업, 친환경, 동물친화, 관리자 친화적 양돈산업으로 자리잡기 위하여 해결해야 할 과제가 악취저감이라고 해도 과언이 아닐 것이다.
- 이러한 결과는 효소복합체 처리가 양돈분뇨의 액비화 과정의 암모니아 저감에 효과적으로 작용하고 있는 것으로 판단할 수 있겠고 적절한 폭기 처리를 병행할 경우 효과가더욱 향상될 수 있을 것으로 보인다.
- 반드시 실현되어야 할 것이다. 향후 지속가능한 양돈산업, 친환경, 동물친화, 관리자 친화적 양돈산업으로 자리잡기 위하여 해결해야 할 과제가 악취저감이라고 해도 과언이 아닐 것이다. 최근의 이러한 사회적 여건변화와 제도의 변화에 따라 축산시설 중에서도 가장 악취 민원이 많은 양돈장의 악취대책은 반드시 마련되어야 할 것이다.
- 지속적으로 감소되었다. 효소복합체의 일정 수준 처리는 양돈분뇨 액비화 과정의 악취저감을 위한 효율적인 수단이 될 수 있을것으로 판단된다.
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