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젖소분뇨 반 건식 혐기소화 잔재물의 고체연료화 가능성 평가
Evaluation of Solidified Fuel Value of Dairy Cattle Manure Digested by Semi-Dry Anaerobic Digestion Method 원문보기

유기물자원화 = Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association, v.24 no.4, 2016년, pp.95 - 103  

정광화 (농촌진흥청 국립축산과학원) ,  김중곤 (농촌진흥청 국립축산과학원) ,  이동준 (농촌진흥청 국립축산과학원) ,  조원모 (농촌진흥청 국립축산과학원) ,  (농촌진흥청 국립축산과학원) ,  곽정훈 (농촌진흥청 국립축산과학원)

초록
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본 연구는 젖소분뇨를 원료로 하여 반 건식 혐기소화 방법을 적용하였을 경우의 혐기소화 가능성을 분석하고 혐기소화 과정에서 배출되는 젖소분뇨 혐기소화 잔재물의 고체연료로서의 가치를 평가하기 위하여 수행되었다. 젖소분뇨의 반 건식 혐기소화 가능성을 평가하기 위하여 950 mL 용량의 반응조를 제작하여 회분식 혐기소화를 실시하였다. 이와 동시에 젖소분뇨 혐기소화 원료를 가로 1,000 mm, 세로 450 mm 크기의 기밀형 아크릴 반응조에 투입하고 항온실에서 중온 혐기소화를 실시한 후에 배출되는 혐기소화 잔재물을 고체연료화 실험원료로 사용하였다. 혐기소화 기질로 사용된 젖소분뇨의 수분함량은 80.64%였으며 젖소분뇨에 첨가한 식종액의 수분함량은 96.83% 수준이었다. 젖소분뇨를 혐기소화하기 위하여 젖소분뇨와 식종액을 1:1 비율로 혼합하였을 때의 수분함량과 VS/TS(휘발성 고형물/총고형물) 함량은 89.74%와 83.35% 수준이었다. 이 젖소분뇨를 혐기소화 한 결과 식종액을 혼합하였을 때 바이오가스가 생성된 반면에 식종액을 혼합하지 않은 경우에는 바이오 가스가 거의 발생되지 않았다. 반 건식 혐기소화를 거친 젖소분뇨 혐기소화 잔재물은 신선분에 비해 열량가가 약 20% 정도 감소하였다. 반면에 회분은 15%에서 18.4%로 증가하였다. 젖소분뇨 혐기소화 잔재물울 고체연료 형태로 펠릿화하였을 경우 크롬과 납, 카드뮴, 황 등의 농도가 규제 수준보다 낮았다. 따라서 젖소분뇨를 혐기소화 하여 바이오가스를 회수하고 난후 혐기소화 잔재물을 고체연료화하여 연료로 활용하는 방법을 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The objective of this study was to investigate feasibility of semi-dry anaerobic digestion using dairy cattle manure and to evaluate solidified fuel value of semi-dry anaerobic digestate. To evaluate semi-dry anaerobic digestion using dairy cattle manure, 950 mL bottle type anaerobic reactor was set...

주제어

#고체 연료   #반 건식 혐기소화   #열량가   #우분  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 젖소분뇨를 대상으로 하여 반 건식 혐기소화 기술의 적용가능성을 분석하고, 이 과정에서 발생하는 혐기소화 잔재물의 고체연료화 가능성을 평가하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
정부의 가축분뇨 처리 관련 정책방향은 무엇인가? 2%) 방법에 의해 처리되었다12). 정부가 추진하고 있는 가축분뇨 처리 관련 정책방향 역시 발생된 가축분뇨를 퇴비나 액비 그리고 바이오가스나 고체연료 형태 등으로 최대한 자원화하여 자연으로 순환하는 것이다. 가축분뇨 자원화를 촉진시키기 위해 가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률 시행규칙에 가축분뇨 퇴비 화시설과 액비화시설 그리고 바이오가스화시설과 가축분뇨 고체연료화 시설의 설치기준을 정하여 둠으로써 가축분뇨 자원화 관련기술의 확대보급을 촉진하고 있다.
가축분뇨 퇴비나 액비의 주 수용처인 경작지의 면적이 줄어든다는 것은 무엇을 의미하는가? 그러나 2016년 통계청 자료에 의하면 가축분뇨 퇴비나 액비의 주요 수용처가 되는 경작지의 면적이 1983년에 약 220만 ha였으나 2013년 에는 171만 ha로 그리고 2015년에는 168만 ha로 지속적으로 줄어드는 것으로 나타나고 있어 가축분뇨 퇴비화나 액비화에 의한 자원화 확대에 걸림돌이될 우려가 있다. 이러한 상황은 향후에는 경작지로 환원되는 퇴비나 액비는 고품질 위주로 시비되어야 하고 여분의 가축분뇨는 바이오가스나 고체연료로 최대한 전환하여 에너지자원 형태로 활용하여야 한다는 것을 의미한다. 이에 따라 가축분뇨 바이오가 스화나 고체연료화 효율을 높이는 연구나 관련 기술의 개발이 이루어져야 한다.
가축분뇨가 유기성 비료자원으로 쓰일 수 있는 이유는? 그러나 가축분뇨는 유기물 함량이 약 80∼90%에 달하고 작물의 영양원으로 전환될 수 있는 질소와 인, 칼륨 그리고 다양한 미량 원소들이 함유되어 있으므로 유기성 비료자원으로 사용될 수 있는 가치가 높다. 따라서 가축분뇨는 축사에서 수거한 후 고형상 분뇨는 퇴비로 그리고 액상분뇨는 액상비료, 즉 액비로 전환시킨 후 농경지에 비료자원으로서 환원되어지는 것이 일반적이다.
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참고문헌 (12)

  1. Kang, Ho, Jeong, K. H., Jeong, J. H., Kim, S. W., Ahn, H. K., "Anaerobic Ultimate Biodegradability and Multiple Decay Rates of Dairy Cow Manure" Journal of Korea Society of Waste Management, 31(8), pp. 833-842. (2014). 

    상세보기 crossref

  2. Kim, S. J., Lee, J. H., "A study on the possibility that livestock waste to RDF", Journal of The Organic Resource Recycling Association, 21(2), pp. 53-57. (2013). 

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  3. Park, W. K., Jun, H. B., Kwon, S. I., Chae, K. J., Park, N. B., "Optimum Recovery of Biogas from Pig Slurry with Different Compositions", Korean Journal of Environmental Agriculture, 29(2), pp. 197-205. (2010). 

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  4. Oh, S. E., Lee, M. K., Kim, D. H., "Continuous Mesophilic-Dry Anaerobic Digestion of Organic Solid Waste ", J. of KSEE, 31(5), pp. 341-345. (2009). 

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  7. AOAC., "Official Methods of Analysis", AOAC INTERNATIONAL, (2007). 

  8. APHA., "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater", 21th Edition. (2005). 

  9. Bani Kheiredine, Kerroum Derbal, Mosaab Bencheikh-Lehocine, "Effect of Inoculum to Substrate Ratio on Thermophilic Anaerobic Digestion of the Dairy Wastewater", Chemical Engineering Transactions, 37, pp. 865-870. (2014). 

  10. Wilton Silva Lopes, Valderi Duarte Leite, Shiva Prasad, "Influence of Inoculum on Performance of Anaerobic Reactors for Treating Municipal Solid Waste", Bioresource Technology, 94, pp. 261-266. (2004). 

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  11. F. Raposo, C. J. Banks, I. Siegert, S. Heaven, R. Borja, "Influence of Inoculum to Substrate ratio on the Biochemical Methane Potential of Maize in Batch Tests", Biochemistry, 41, pp. 1444-1450. (2006). 

  12. Korean Ministry of Agriculture, Food and Rural Affair, "Yield of Livestock Manure in South Korea", (2016). 

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